KR102236929B1

KR102236929B1 - 인터로크 피쳐들을 갖는 2-파트 리테이닝 링

Info

Publication number: KR102236929B1
Application number: KR1020197000193A
Authority: KR
Inventors: 이르파눌라 쿠더스 라흐마툴라; 보판나 이체티라 반산타; 파드마 고팔라크리쉬난; 라비 애즈와트나라야나이아; 아브라함 팔라티; 영 제이. 파이크; 스테이시 메이어; 제임스 클링글러; 아쉬쉬 바트나가르
Original assignee: 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2021-04-06
Also published as: CN104364885B; JP6057196B2; TW201406496A; KR101938706B1; KR20190004383A; KR20150021991A; TWI568536B; US9168631B2; JP2015519012A; WO2013184349A1; US20130324017A1; CN104364885A

Abstract

리테이닝 링은 환형 하부 부분 및 환형 상부 부분을 포함한다. 환형 하부 부분은, 폴리싱 동안에 폴리싱 패드에 접촉하기 위한 바닥 표면을 갖는 메인 바디, 메인 바디로부터 상방으로 돌출하는 내측 림, 메인 바디로부터 상방으로 돌출하고 갭에 의해 내측 림으로부터 분리된 외측 림, 및 외측 림과 내측 림 사이에 위치된 복수의 방위각으로 분리된 인터로크 피쳐들을 가지며, 각각의 인터로크 피쳐는 메인 바디로부터 상방으로 돌출한다. 환형 상부 부분은, 상단 표면 및 바닥 표면 및 바닥 표면에서의 복수의 방위각으로 분리된 오목부들을 가지며, 오목부들은 상부 부분의 얇은 부분들을 정의하고, 복수의 인터로크 피쳐들은 복수의 오목부들 내에 피팅된다. 하부 부분은 플라스틱이며, 상부 부분은 플라스틱보다 더 단단한 재료이다.

Description

인터로크 피쳐들을 갖는 2-파트 리테이닝 링{TWO-PART RETAINING RING WITH INTERLOCK FEATURES}

본 개시는 화학적 기계적 폴리싱을 위한 캐리어 헤드를 위한 리테이닝 링(retaining ring)에 관한 것이다.

집적 회로들은 전형적으로, 전도성, 반전도성, 또는 절연성 층들의 순차적인 증착에 의해, 기판들, 특히 실리콘 웨이퍼들 상에 형성된다. 하나의 제조 단계는 비-평면 표면 위에 필러(filler) 층을 증착하고 필러 층을 평탄화(planarizing)하는 것을 수반한다. 특정 애플리케이션들에 대해, 필러 층은, 패터닝된 층의 상단 표면이 노출될 때까지 평탄화된다. 전도성 필러 층은, 예컨대, 패터닝된 절연성 층 상에 증착되어, 절연성 층에서의 트렌치(trench)들 또는 홀(hole)들을 충전(fill)할 수 있다. 평탄화 후에, 절연성 층의 융기된(raised) 패턴 사이에 남은 전도성 층의 부분들은, 기판 상의 박막 회로들 사이의 전도성 경로들을 제공하는, 비아(via)들, 플러그(plug)들, 및 라인(line)들을 형성한다. 산화물 폴리싱(polishing)과 같은 다른 애플리케이션들에 대해, 필러 층은, 비-평면 표면 위에 미리 결정된 두께가 남을 때까지 평탄화된다. 부가하여, 기판 표면의 평탄화는 일반적으로 포토리소그래피(photolithography)에 대해 요구된다.

화학적 기계적 폴리싱(CMP)은 평탄화의 하나의 용인된 방법이다. 이러한 평탄화 방법은 전형적으로, 기판이 캐리어 헤드 상에 장착되는 것을 요구한다. 기판의 노출된 표면은 전형적으로, 회전 폴리싱 패드에 대하여(against) 배치된다. 캐리어 헤드는 기판 상에 제어가능한 부하(load)를 제공하여, 폴리싱 패드에 대하여 기판을 푸시(push)한다. 연마재 입자들(abrasive particles)을 갖는 슬러리와 같은 폴리싱 액이 전형적으로, 폴리싱 패드의 표면에 공급된다.

기판은 전형적으로, 리테이닝 링에 의해 캐리어 헤드 아래에 보유된다(retained). 그러나, 리테이닝 링이 폴리싱 패드에 접촉하기 때문에, 리테이닝 링은 마모되기 쉽고 주기적으로 교체된다. 몇몇 리테이닝 링들은 금속으로 형성된 상부 부분, 및 웨어러블(wearable) 플라스틱으로 형성된 하부 부분을 갖는 반면에, 몇몇 다른 리테이닝 링들은 단일 플라스틱 파트이다.

리테이닝 링들은 고가일 수 있고, 위에서 기재된 바와 같이, 마모되는 경우에 주기적으로 교체될 필요가 있을 수 있다. 몇몇 종래의 리테이닝 링들에서, 플라스틱 하부 부분은 접착제(adhesive)에 의해 금속 상부 부분에 고정된다.

하나의 기술은, 하부 부분을 상부 부분에 고정시키기 위해 기계적인 파스너(fastener)들을 사용하지만, 파스너들이 삽입되는 곳에서 하부 부분을 더 두껍게 만드는 것이다. 이는 리테이닝 링의 개장(refurbishing)을 더 용이하게 하고, 더 두꺼운 부분들은, 상부 링에 대한 하부 링의 미끄러짐(slippage)을 방지하는 인터로킹(interlocking) 피쳐들을 제공할 수 있다.

일 양상에서, 리테이닝 링은 환형(annular) 하부 부분 및 환형 상부 부분을 포함한다. 환형 하부 부분은, 폴리싱 동안에 폴리싱 패드에 접촉하기 위한 바닥 표면을 갖는 메인 바디(body), 메인 바디로부터 상방으로 돌출하는 내측 림(rim), 메인 바디로부터 상방으로 돌출하고 갭에 의해 내측 림으로부터 분리된 외측 림, 및 외측 림과 내측 림 사이에 위치된 복수의 방위각으로(azimuthally) 분리된 인터로크 피쳐들을 가지며, 각각의 인터로크 피쳐는 메인 바디로부터 상방으로 돌출한다. 환형 상부 부분은 상단 표면 및 바닥 표면 및 바닥 표면에서의 복수의 방위각으로 분리된 오목부들을 가지며, 오목부들은 상부 부분의 얇은 부분들을 정의하고, 복수의 인터로크 피쳐들은 복수의 오목부들 내에 피팅된다(fitting). 하부 부분은 플라스틱이고, 상부 부분은 플라스틱보다 더 단단한 재료이다.

구현들은 다음의 피쳐들 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다. 재료는 금속 또는 세라믹일 수 있다. 하부 부분은 쇼어 D 스케일(Shore D scale) 상에서 약 80 내지 95의 듀로미터 측정치(durometer measurement)를 가질 수 있다. 하부 부분은 인터로크 피쳐들 중 적어도 일부의 상단 표면들에 형성된 복수의 스레디드(threaded) 오목부들을 가질 수 있으며, 상부 부분은, 얇은 부분들을 통해 형성되고 스레디드 구멍(aperture)들과 정렬된 복수의 구멍들을 포함할 수 있다. 복수의 기계적인 파스너들은 복수의 구멍들을 통해 복수의 스레디드 오목부들 내로 연장될 수 있다. 복수의 기계적인 파스너들의 상단 표면들은 상부 부분의 상단 표면에 비해 오목할 수 있다(recessed). 상부 부분의 상단 표면은 내측 림의 상단 표면과 동일한 높이를 가질 수 있다(flush with). 내측 림의 상단 표면은 외측 림의 상단 표면과 동일한 높이를 갖는다. 내측 림의 상단 표면에 환형 오목부가 존재할 수 있고, 환형 오목부 내에 O-링이 피팅된다. 하부 부분의 바닥 표면은 슬러리 수송을 위한 채널들을 가질 수 있다. 하부 부분들은 접착제를 이용하지 않고 상부 부분에 고정될 수 있다. 상부 부분의 상단 표면은 리테이닝 링을 베이스에 기계적으로 부착(affix)시키기 위한 파스너를 수용하기 위한 홀(hole)을 포함할 수 있다. 복수의 인터로크 피쳐들의 방위각 측 표면(azimuthal side surface)들은 복수의 오목부들의 방위각 측 표면들에 직접적으로 접촉할 수 있다.

구현들의 이점들은 다음 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다. 상부 및 하부 부분들이 기계적인 파스너들에 의해 고정되는 리테이닝 링을 개장하는 것은, 상부 및 하부 부분들이 접착제에 의해 고정되는 리테이닝 링을 개장하는 것보다 더 용이할 수 있다. 인터로킹 피쳐들은 상부 링에 대한 하부 링의 미끄러짐을 방지할 수 있다.

하나 또는 그 초과의 구현들의 세부사항들은 첨부 도면들 및 아래의 설명에서 설명된다. 다른 피쳐들, 목적들, 및 이점들은 설명 및 도면들로부터 그리고 청구항들로부터 명백할 것이다.

도 1은 캐리어 헤드의 개략적인 단면도이다.
도 2는 리테이닝 링의 섹션의 분해 투시도이다.
도 3은 도 1의 리테이닝 링의 하부 부분의 섹션의 투시도이다.
도 4는 도 2의 리테이닝 링의 상부 부분의 섹션의 투시도이다.
도 5는 리테이닝 링의 단면도이다.
다양한 도면들에서의 동일한 참조 심볼들은 동일한 엘리먼트들을 표시한다.

폴리싱 동작 동안에, 캐리어 헤드(100)를 포함하는 화학적 기계적 폴리싱(CMP) 장치에 의해, 하나 또는 그 초과의 기판들이 폴리싱될 수 있다. CMP 장치의 설명은 미국 특허 번호 제5,738,574호에서 찾을 수 있다.

도 1을 참조하면, 예시적인 단순화된 캐리어 헤드(100)는, 하우징(102), 기판을 위한 장착 표면을 제공하는 가요성 멤브레인(104), 하우징(102)과 멤브레인(104) 사이의 가압가능(pressurizable) 챔버(106), 및 기판을 멤브레인(104) 아래에 홀딩(hold)하기 위한, 하우징(102)의 에지 근처에 고정된 리테이닝 링(110)을 포함한다. 도 1은 멤브레인(104)이 베이스(102)와 리테이닝 링(110) 사이에 클램핑된(clamped) 것으로 예시하지만, 멤브레인(104)을 홀딩하기 위해, 예컨대 클램프 링들과 같은 하나 또는 그 초과의 다른 파트들이 사용될 수 있다. 폴리싱 패드에 걸쳐 캐리어 헤드를 병진운동(translate)시키고 그리고/또는 회전시키기 위해, 구동 샤프트(120)가 제공될 수 있다. 펌프는, 챔버(106)에서의 압력, 따라서 기판 상의 가요성 멤브레인(104)의 하방 압력을 제어하기 위해, 하우징에서의 통로(108)를 통해 챔버(106)에 유체적으로(fluidly) 연결될 수 있다.

리테이닝 링(110)은, 예컨대, 베이스(102)에서의 통로들(138)을 통해, 리테이닝 링(110)의 상부 표면(112)에서의 정렬된 스레디드 수용 오목부들(139)(도 2 참조) 내로 연장되는 스크류들 또는 볼트들(136)에 의해, 베이스(102)의 외측 에지에 고정된 대체로 환형인 링일 수 있다. 몇몇 구현들에서, 구동 샤프트(120)는, 폴리싱 패드에 대한 리테이닝 링(110)의 바닥 표면(114)의 압력을 제어하기 위해 상승 및 하강될 수 있다. 대안적으로, 리테이닝 링(110)은 베이스(102)에 대하여 이동가능할 수 있고, 캐리어 헤드(100)는, 예컨대 미국 특허 번호 제6,183,354호 또는 제7,575,504호에서 설명된 바와 같이, 리테이닝 링에 대한 하방 압력을 제어하도록 가압될 수 있는 내부 챔버를 포함할 수 있으며, 그 미국 특허 번호 제6,183,354호 또는 제7,575,504호는 인용에 의해 포함된다. 리테이닝 링(110)은, 단일체(unit)로서 베이스(102)(및 캐리어 헤드의 나머지)로부터 제거가능하다. 이는, 캐리어 헤드(100)로부터의 베이스(102)의 제거 또는 베이스(102)의 분해를 요구하지 않고, 리테이닝 링(110)이 제거되면서 리테이닝 링(110)의 상부 부분(142)이 리테이닝 링의 하부 부분(140)에 고정되어 유지되는 것을 의미한다.

리테이닝 링(110)의 내측 표면(116)은, 가요성 멤브레인(104)의 하부 표면과 함께, 기판 수용 오목부를 정의한다. 리테이닝 링(110)은 기판이 기판 수용 오목부에서 벗어나는 것을 방지한다.

리테이닝 링(110)의 바닥 표면(114)은 실질적으로 평탄할 수 있거나, 또는 도 2에서 도시된 바와 같이, 몇몇 구현들에서, 그 바닥 표면(114)은, 리테이닝 링 외부로부터 기판으로의 슬러리의 수송을 용이하게 하기 위해 리테이닝 링의 내측 표면(116)으로부터 외측 표면(118)으로 연장되는 복수의 채널들(130)을 가질 수 있다. 채널들(130)은 리테이닝 링 주위에서 균등하게 이격될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 각각의 채널(130)은, 채널을 통과하는 반경에 대하여 각도, 예컨대 45°로 오프셋(offset)될 수 있다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 리테이닝 링(110)은, 베이스(102)에 연결된 환형 상부 부분(142), 및 폴리싱 패드에 접촉할 수 있는 바닥 표면(114)을 갖는 환형 하부 부분(140)을 포함하는, 2개의 수직으로 스택된(stacked) 섹션들을 포함한다. 하부 부분(140)은, 예컨대 스크류들 또는 볼트들과 같은 기계적인 파스너들(144)을 이용하여 상부 부분(142)에 고정될 수 있다.

리테이닝 링(110)의 상부 부분(142)은 하부 부분(140)보다 더 단단한 재료로 구성된다. 하부 부분(140)은, 예컨대 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide)(PPS)와 같은 플라스틱일 수 있는 반면에, 상부 부분은, 예컨대 스테인리스 스틸과 같은 금속일 수 있다.

하부 부분(140)의 플라스틱은 CMP 프로세스에서 화학적으로 불활성(chemically inert)이다. 부가하여, 하부 부분(140)은, 리테이닝 링에 대한 기판 에지의 접촉에 의해 기판이 칩핑(chip) 또는 크래킹(crack)되지 않게 하기에 충분하게 탄성이 있어야(elastic) 한다. 다른 한편으로는, 하부 부분(140)은, (내측 표면 상의) 기판 및 (바닥 표면 상의) 폴리싱 패드로부터의 마모 하에서 충분한 수명을 갖도록 충분히 단단해야 한다. 하부 부분(140)의 플라스틱은 쇼어 D 스케일 상에서 약 80 내지 95의 듀로미터 측정치를 가질 수 있다. 일반적으로, 하부 부분(140)의 재료의 탄성 계수(elastic modulus)는 약 0.3 내지 1.0 x 10⁶ psi의 범위에 있을 수 있다. 하부 부분은 낮은 마모 레이트를 가질 수 있지만, 하부 부분(140)이 서서히 마모되는 것이 용인가능하며, 이는, 그로 인해, 기판 에지가 내측 표면(116) 내로 깊은 홈을 커팅하는 것이 방지되는 것으로 보이기 때문이다.

하부 부분(140)의 플라스틱은, 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone; PEEK), 폴리에테르케톤케톤(polyetherketoneketone; PEKK), 폴리에테르케톤(PEK), 또는 유사한 재료일 수 있다(예컨대, 그러한 재료로 구성될 수 있다). 폴리페닐렌 설파이드(PPS)의 이점은, 그것이 리테이닝 링들에 대한 신뢰성 있고 통상적으로 사용되는 재료라는 것이다.

하부 부분(140)은, 환형 메인 바디(150), 메인 바디의 내측 에지에서 메인 바디(150)로부터 상방으로 돌출하는 환형 내측 림(152), 및 메인 바디(150)의 외측 에지에서 메인 바디(150)로부터 상방으로 돌출하는 환형 외측 림(154)을 포함한다. 내측 림(152)과 외측 림(154) 사이에는 갭(156)이 존재한다. 몇몇 구현들에서, 내측 림(152) 및 외측 림(154)은 동일한 높이를 갖지만, 이는 필수적인 것은 아니다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 리테이닝 링(110)의 상부 부분(142)은 외측 림(154)과 내측 림(152) 사이의 갭(156) 내에 피팅된다. 따라서, 내측 림(152) 및 외측 림(154)은 하부 부분(140)에 대한 상부 부분(142)의 방사상 미끄러짐을 방지한다.

내측 림(152)과 외측 림(154) 사이에는 복수의 인터로크 피쳐들(160)이 존재한다. 인터로크 피쳐들(160)은, 메인 바디(150)가 더 두껍거나 또는 메인 바디(150)로부터 상방으로의 돌출이 존재하는, 하부 리테이닝 링의 방위각으로 이격된 섹션들이다. 여기서, '방위각으로 이격된'은 중심 축(A)(도 1 참조)을 중심으로 상기 중심 축(A)에 수직한 평면 상에 각도 간격들로 이격되는 것을 의미한다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 인터로크 피쳐들(160)은 상부 부분(142)에서의 대응하는 오목부들(174) 내에 피팅된다. 따라서, 인터로크 피쳐들(160)은 하부 부분(140)에 대한 상부 부분(142)의 방위각 미끄러짐을 방지한다.

도 2 내지 도 5에서 예시된 구현에서, 인터로크 피쳐들(160)이 외측 림(154) 및 내측 림(152)으로부터 연장되지만, 이는 필수적인 것이 아니고; 인터로크 피쳐(160)와 외측 림(154) 및/또는 내측 림(152) 사이에 갭이 존재할 수 있다. 각각의 인터로크 피쳐(160)의 상단 표면(162)은 외측 림(154) 및/또는 내측 림(152)의 상단 표면에 비하여 오목할 수 있다.

스레디드 오목부(164)는 인터로크 피쳐들(160)의 적어도 일부의 상단 표면(162)에 위치될 수 있다. 스레디드 오목부(164)는 하부 부분(140)을, 관통하지(entirely through) 않고 부분적으로 통해 수직으로 연장된다. 기계적인 파스너(144)는 상부 부분에서의 구멍(180)을 통해 그리고 스레디드 오목부(164) 내에 피팅된다(도 2 및 도 5 참조). 이는, 리테이닝 링(110)의 바닥 표면(114) 상에 스크류 홀들이 노출되지 않으면서 하부 부분(140)이 상부 부분(142)에 고정되게 허용한다. 스레디드 오목부(164)의 스레드(thread)들은, 하부 부분(140)의 플라스틱 재료 내에 직접적으로 머시닝될(machined) 수 있거나, 또는 홀들 내에 삽입된 스크류 시스(sheath)들에 의해 제공될 수 있다.

인터로크 피쳐들(160)은 동등한 각도 간격들로 하부 부분(140) 주위에서 이격될 수 있다. 각각의 인터로크 피쳐(160)는 2개의 측면(side face)들(166)을 포함할 수 있다. 각각의 측면(166)은 리테이닝 링(110)의 중심 축(A)(도 1 참조)을 통과하는 평면에 놓일 수 있다.

하부 부분(140)의 메인 바디(150)의(즉, 림들 또는 인터로크 피쳐 이외의 구역에서의) 두께는 기판(10)의 두께보다 더 커야 한다. 다른 한편으로는, 메인 바디(150)가 너무 두꺼운 경우에, 리테이닝 링(110)의 바닥 표면은, 하부 부분(140)의 가요성 성질로 인해 변형될 것이다. 메인 바디(150)의 초기 두께는, 제조자의 필요에 따라, 약 50 내지 1000 mils, 예컨대 200 내지 600 mils일 수 있다.

채널들(130)은 하부 부분(140)의 메인 바디(150) 내로, 관통하지는 않고, 부분적으로 연장된다. 하부 부분(140)은, 채널들(130)이 마모된 경우에 교체될 수 있다. 예컨대, 채널들(130)은, 원하는 교체 빈도에 따라, 약 100 내지 400 mils의 깊이를 가질 수 있다.

바닥 표면(114) 근처에서, 리테이닝 링의 하부 부분(140)의 내측 표면(116)은, 기판 로딩 시스템의 포지셔닝 허용 오차(tolerance)들을 수용하도록, 기판 직경보다 약간 더 큰(just larger), 예컨대 기판 직경보다 약 1 내지 2 mm 더 큰 내측 직경을 가질 수 있다. 리테이닝 링(110)은 약 반 인치(half an inch)의 방사상 폭을 가질 수 있다.

몇몇 구현들에서, 하부 부분(140)의 내측 표면(116)은, 바닥 표면(114)에 인접한 수직 원통형 섹션(116a), 및 상단 표면(112)에 인접한 비스듬한(slanted) 섹션(116b)을 포함한다. 비스듬한 섹션(116b)은 상단에서 바닥까지 내측으로 기울어질 수 있다.

리테이닝 링(110)의 상부 부분(142)은, 하부 부분(140)의 플라스틱보다 더 단단한 재료, 예컨대 금속 또는 세라믹으로 형성된다. 상부 부분(142)의 재료를 하부 부분(140)의 플라스틱보다 더 단단하게 하는 것의 이점은, 리테이닝 링(110)의 전체 강성(rigidity)이 증가될 수 있고, 따라서, 리테이닝 링이 캐리어 헤드(100)에 부착되는 경우에 하부 부분(140)의 변형이 감소될 수 있고, 브레이크-인 타임(break-in time)이 감소될 수 있는 것이다.

리테이닝 링(110)의 상부 부분(142)은 복수의 두꺼운 섹션들(170) 및 복수의 얇은 섹션들(172)을 포함한다. 상부 부분(142)의 바닥 표면(176)은 복수의 방위각으로 이격된 오목부들(174)을 포함하며; 오목부(174) 위의 상부 부분(142)의 부분들은 얇은 섹션들(172)을 정의한다. 오목부들(174)은 동등한 각도 간격들로 상부 부분(142) 주위에서 이격될 수 있다.

각각의 오목부(174)는 2개의 측면들(178)을 포함할 수 있다. 각각의 측면(178)은 리테이닝 링(110)의 중심 축(A)(도 1 참조)을 통과하는 평면에 놓일 수 있다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 오목부들(174)은, 인터로크 피쳐들(160)이 대응하는 오목부들(174) 내에 피팅되도록 형성된다.

특히, 두꺼운 섹션(170)의 내측 직경 면은 내측 림(152)의 외측 직경 면에 직접적으로 접할(abut) 수 있고, 두꺼운 섹션(170)의 외측 직경 면은 외측 림(154)의 내측 직경 면에 직접적으로 접할 수 있다. 유사하게, 오목부(174)의 각각의 측면(178)은 인터로크 피쳐(160)의 대응하는 측면(166)에 직접적으로 접할 수 있다. 두꺼운 섹션(170)의 바닥은 메인 바디(150)의 상단 표면에 직접적으로 접할 수 있다. 얇은 섹션(172)의 바닥은 인터로크 피쳐(160)의 상단 표면(162)에 직접적으로 접할 수 있다. 이들 접하는 표면들 중 임의의 표면, 예컨대 접하는 표면들 전부는 접착제를 이용하지 않고 직접적으로 접할 수 있다. 따라서, 상부 부분(142)은 접착제의 사용 없이 하부 부분(140)에 고정될 수 있다.

몇몇 구현들에서, 상부 부분(142)의 두꺼운 섹션(170)의 두께는 하부 부분(140)의 초기 두께 미만일 수 있다. 그러나, 이는 필수적인 것이 아니며; 제조자는, 상부 부분(142)의 두께가 하부 부분(140)의 초기 두께와 동등한 또는 그보다 더 큰 리테이닝 링(110)을 가질 수 있다. 상부 부분(142)의 두께가 하부 부분(140)의 초기 두께 미만인 것의 이점은 리테이닝 링의 증가되는 수명이다.

상부 부분(142)은 복수의 구멍들(180)을 포함할 수 있다. 구멍들(180)은 상부 부분(142)의 얇은 섹션들(172)에 위치될 수 있다. 구멍들(180)은 얇은 섹션들(172)을 관통하여 연장된다. 상부 부분(142)이 하부 부분(140)에서의 갭(156) 내로 삽입되는 경우에, 구멍들(180)은 인터로크 피쳐들(160)에서의 스레디드 오목부들(164)과 정렬된다. 구멍들(180)은 리테이닝 링(110) 주위에서 동등한 각도 간격들로 이격될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 얇은 섹션(172)마다 정확히 하나의 구멍(180)이 존재한다.

예컨대 스크류들 또는 볼트들과 같은 기계적인 파스너들(144)이, 상부 부분(142)을 하부 부분(140)에 고정시키기 위해, 구멍들(180)을 통해 그리고 스레디드 오목부들(164) 내로 연장된다. 도 5에서 도시된 바와 같이, 조립되면, 파스너(144)의 상단 표면(182)은 리테이닝 링(110)의 상단 표면(112)에 비해 약간 오목할 수 있다.

상부 부분(142)의 상부 표면(112)은 또한, 복수의 스레디드 수용 오목부들(139)을 포함할 수 있다. 스레디드 수용 오목부들(139)은 상부 부분(142)의 두꺼운 섹션들(170)에 위치될 수 있다. 스레디드 수용 오목부들(139)은 상부 부분(142)의 두꺼운 섹션(170)을, 관통하지 않고 부분적으로 통해 연장된다. 스레디드 수용 오목부들(139)은 리테이닝 링(110) 주위에서 동등한 각도 간격들로 이격될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 두꺼운 섹션(170)마다 정확히 하나의 스레디드 수용 오목부(139)가 존재한다. 예컨대, 각각의 스레디드 수용 오목부(139)는 두꺼운 섹션(170)의 방위각 중앙(azimuthal center)에 위치될 수 있다. 수용 오목부들(139)의 스레드들은, 상부 부분(142)의 재료 내에 직접적으로 머시닝될 수 있거나, 또는 홀들 내에 삽입된 스크류 시스들에 의해 제공될 수 있다. 예컨대 스크류들 또는 볼트들과 같은 기계적인 파스너들(136)은, 리테이닝 링(110)을 캐리어 헤드(100)에 고정시키기 위해, 베이스(102)에서의 통로들(138)(도 1 참조)을 통해, 정렬된 스레디드 수용 오목부들(139) 내로 연장될 수 있다.

선택적으로, 리테이닝 링(110) 주위 전체로 연장되는 환형 오목부(190)가, 하부 부분(140)의 내측 림(152)의 상단 표면 상에 형성될 수 있다. O-링(192)이 환형 오목부(190) 내에 피팅될 수 있다. 리테이닝 링(110)이 캐리어 헤드(100)에 고정되는 경우에, 리테이닝 링이 부착되는 단단한 바디, 예컨대 베이스(102)와 리테이닝 링(110) 사이에서 O-링(192)이 압착된다(compressed). 상부 부분(142)의 전체 내측 면을 따라 연장되는 하부 부분(140)의 내측 림(152)과 함께, O-링(192)은, 슬러리가 상부 부분(142)의 금속에 도달하는 것을 방지하는 것을 보조하여, 부식(corrosion) 및 연관된 결함들을 잠재적으로 감소시킨다.

리테이닝 링(110)이 하부 부분(140)의 바닥 표면(114)에 슬러리 수송을 위한 채널들(130)을 포함할 수 있고, 상부 부분(142)에 대한 하부 부분(140)의 고정을 보조하기 위해 하부 부분(140)의 상단 표면에 오목부들이 존재할 수 있지만, 하부 부분(140)은 하부 부분의 상단 표면으로부터 바닥 표면으로 연장되는 어떠한 구멍도 갖지 않는다.

몇몇 구현들에서, 리테이닝 링(110)은, 폴리싱 동안에 리테이닝 링의 외부로부터 내부로 또는 내부로부터 외부로, 예컨대 공기 또는 물과 같은 유체가 지나가게 허용하기 위한, 리테이닝 링의 바디를 통해 내측 직경으로부터 외측 직경으로, 수평으로 또는 수평으로부터의 작은 각도로 연장되는 하나 또는 그 초과의 관통 홀(through hole)들을 갖는다. 관통 홀들은 하부 부분(140)을 통해 연장될 수 있다. 관통 홀들은 리테이닝 링 주위에서 균등하게 이격될 수 있다.

오목부 인터로크 피쳐(160) 및 오목부(174)의 측 표면들(166 및 178)이 실질적으로 수직한 것으로 예시되어 있지만, 표면들은, 인터로크 피쳐(160)가 오목부(174) 내에 삽입되는 경우에 더브테일(dovetail) 연결을 형성하도록 경사질 수 있다(canted).

본 발명은 다수의 실시예들에 관하여 설명되었다. 그러나, 본 발명은 묘사 및 설명된 실시예들에 제한되지 않는다. 도리어, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해 정의된다.

Claims

리테이닝 링(retaining ring)으로서,
폴리싱 동안에 폴리싱 패드에 접촉하기 위한 바닥 표면을 갖는 메인 바디(body), 상기 메인 바디로부터 상방으로 돌출하는 내측 림(rim), 상기 메인 바디로부터 상방으로 돌출하고 갭에 의해 상기 내측 림으로부터 분리된 외측 림, 및 상기 외측 림과 상기 내측 림 사이에 위치된 복수의 방위각으로(azimuthally) 분리된 인터로크 피쳐(interlock feature)들을 갖는 환형(annular) 하부 부분 ― 각각의 인터로크 피쳐는 상기 메인 바디로부터 상방으로 돌출하고 상기 내측 림으로부터 상기 외측 림으로 연장되나 상기 내측 림 및 외측 림의 상단 에지들에 비하여 오목하며(recessed), 상기 내측 림과 외측 림 사이에 있으며 인접한 방위각으로 분리된 인터로크 피쳐들 사이의 공간들은 상기 메인 바디로부터 상기 인터로크 피쳐들보다 위로 연장되는 돌출들 없이 갭들을 제공하고, 상기 환형 하부 부분은 플라스틱임 ―; 및
상단 표면 및 바닥 표면, 상기 상단 표면과 상기 바닥 표면 사이의 제 1 두께, 및 상기 바닥 표면에서의 복수의 방위각으로 분리된 오목부들을 갖는 환형 상부 부분을 포함하고,
상기 오목부들은, 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 갖는 상기 상부 부분의 부분들을 형성하고, 복수의 상기 인터로크 피쳐들은 복수의 상기 오목부들과 피팅(fit)되며, 상기 상부 부분은 상기 플라스틱보다 더 단단한(rigid) 재료인,
리테이닝 링.
제 1 항에 있어서,
각각의 인터로크 피쳐는 2개의 평평한 측면(side face)들을 포함하는,
리테이닝 링.
제 2 항에 있어서,
상기 측면들 각각은 상기 리테이닝 링의 중심 축을 포함하는 평면에 놓이는,
리테이닝 링.
제 1 항에 있어서,
복수의 상기 인터로크 피쳐들의 방위각 측 표면(azimuthal side surface)들은 복수의 상기 오목부들의 방위각 측 표면들에 직접적으로 접촉하는,
리테이닝 링.
제 1 항에 있어서,
상기 하부 부분은, 상기 인터로크 피쳐들 중 적어도 일부의 상단 표면들에 형성된 복수의 스레디드(threaded) 오목부들을 포함하고, 그리고
상기 상부 부분은, 상기 제 2 두께를 갖는 부분들을 완전히 관통하여 연장되고 상기 복수의 스레디드 오목부들과 정렬된 복수의 구멍들을 포함하는,
리테이닝 링.
제 1 항에 있어서,
상기 상부 부분의 상단 표면은 상기 내측 림의 상단 표면과 동일한 높이를 갖는(flush with),
리테이닝 링.
제 1 항에 있어서,
상기 내측 림의 상단 표면은 상기 외측 림의 상단 표면과 동일한 높이를 갖는,
리테이닝 링.
제 1 항에 있어서,
상기 재료는 금속 또는 세라믹인,
리테이닝 링.
제 1 항에 있어서,
상기 하부 부분은 쇼어 D 스케일(Shore D scale) 상에서 80 내지 95의 듀로미터 측정치(durometer measurement)를 갖는,
리테이닝 링.
제 1 항에 있어서,
상기 하부 부분의 바닥 표면은 슬러리 수송을 위한 채널들을 갖는,
리테이닝 링.