KR102624126B1 - 피쳐들을 갖는 내측 표면들을 갖는 리테이닝 링 - Google Patents

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스티븐 마크 리디
사이먼 야벨버그
정훈 오
스티븐 엠. 주니가
앤드류 제이. 나겐개스트
새무엘 추-치앙 수
가우탐 샤샹크 단다베이트
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Abstract

리테이닝 링의 일부 구현들은 복수의 평면 패싯으로 형성된 제1 부분, 및 경계를 따라 제1 부분에 접하는 제2 부분을 갖는 내측 표면을 갖고, 바깥쪽으로부터 안쪽으로 아래를 향해 기울어지는 원추대형 표면을 포함한다. 리테이닝 링의 일부 구현들은 총안형(crenellated) 또는 사행(serpentine) 내측 표면, 및/또는 상이한 표면 속성들 또는 상이한 기울기 각도들의 영역이 교대하는 내측 표면을 갖는다.

Description

피쳐들을 갖는 내측 표면들을 갖는 리테이닝 링{RETAINING RING HAVING INNER SURFACES WITH FEATURES}
본 개시내용은 일반적으로 기판들의 화학적 기계적 연마에 관한 것이고, 더 구체적으로는 화학적 기계적 연마에서 이용하기 위한 리테이닝 링들에 관한 것이다.
집적 회로는 전형적으로 실리콘 기판 상에 전도성, 반전도성 또는 절연성 층들을 순차적으로 퇴적(deposition)함으로써 기판 상에 형성된다. 한 제조 단계는 비-평면 표면(non-planar surface) 위에 필러층(filler layer)을 퇴적하고, 비-평면 표면이 노출될 때까지 그 필러층을 평탄화하는 것을 포함한다. 예를 들어, 전도성 필러층이 패터닝된 절연체 층 상에 퇴적되어, 절연체 층 내의 트렌치 또는 홀을 채울 수 있다. 다음으로, 필러층은 절연체 층의 상승된 패턴(raised pattern)이 노출될 때까지 연마된다. 평탄화 후에, 절연체 층의 상승된 패턴 사이에 남아있는 전도성 층의 부분들은, 기판 상의 박막 회로들 사이의 전도성 경로를 제공하는 비아, 플러그 및 라인을 형성한다. 그에 더하여, 평탄화는 포토리소그래피를 위해 기판 표면의 유전성 층을 평탄화하는 데에 필요할 수 있다.
화학적 기계적 연마(CMP: chemical mechanical polishing)는 평탄화의 하나의 용인된 방법이다. 이 평탄화 방법은 전형적으로 기판이 CMP 장치의 캐리어 또는 연마 헤드 상에 장착될 것을 요구한다. 기판의 노출된 표면은 회전 연마 디스크 패드 또는 벨트 패드에 맞닿아 놓인다. 연마 패드는 "표준" 패드 또는 고정식 연마재 패드(fixed-abrasive pad)일 수 있다. 표준 패드는 내구성있는 조면화된 표면을 갖는 반면에, 고정식 연마재 패드는 격납 매체(containment media) 내에 유지된 연마재 입자들을 갖는다. 캐리어 헤드는 기판 상에 제어가능한 로드를 제공하여, 기판을 연마 패드 쪽으로 민다. 적어도 하나의 화학 반응성 물질(chemically-reactive agent), 및 표준 패드가 이용되는 경우에서의 연마재 입자들을 포함하는 연마 슬러리가 연마 패드의 표면에 공급된다.
기판은 전형적으로 리테이닝 링에 의해 캐리어 헤드 아래에 보유된다. 그러나, 리테이닝 링이 연마 패드에 접촉하므로, 리테이닝 링은 마모되는 경향이 있고, 가끔씩 교체된다. 일부 리테이닝 링들은 금속으로 형성된 상측 부분 및 마모가능한 플라스틱으로 형성된 하측 부분을 갖는 반면, 일부 다른 리테이닝 링들은 단일의 플라스틱 부품이다.
일 양태에서, 리테이닝 링은 캐리어 헤드에 고정되도록 구성된 최상부면, 연마 표면에 접촉하도록 구성된 최하부면, 외측 최상부 둘레(outer top perimeter)에서의 최상부면으로부터 외측 최하부 둘레에서의 최하부면으로 연장되는 외측 표면, 및 내측 최상부 둘레에서의 최상부면으로부터 내측 최하부 둘레에서의 최하부면까지 연장되는 내측 표면을 갖는 환형 바디를 포함한다. 내측 표면은 최하부면에 인접한 제1 부분, 및 경계를 따라 제1 부분에 접하는 제2 부분을 포함한다. 제1 부분은 7개 이상의 패싯(facets)을 포함한다. 내측 최하부 둘레는 패싯들의 최하부 에지들에 의해 정의된다. 제2 부분은 바깥쪽으로부터 안쪽을 향해 아래로 기울어지는(sloped downwardly from outside in) 원추대형 표면(frustoconical surface)을 포함할 수 있다.
구현들은 이하의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 패싯들은 평면일 수 있다. 인접한 패싯들은 직선 측면 에지(straight side edge)에서 연결되어 있을 수 있다. 내측 최하부 둘레는 평면 패싯들의 직선 최하부 에지들에 의해 정의될 수 있다. 경계는 복수의 패싯에 대응하는 복수의 만곡된 에지(curved edges)를 포함할 수 있고, 패싯에 대한 각각의 만곡된 에지는 그 패싯의 수평 중심(horizontal center)에서 최저 지점(lowest point)을 가질 수 있다. 환형 바디는 상측 부분, 및 상측 부분과는 다른 재료의 하측 부분을 포함할 수 있다. 각각의 만곡된 에지 상의 최저 지점은 상측 부분과 하측 부분 사이의 경계에 정렬될 수 있다. 최하부면은 외측 표면으로부터 내측 표면까지 연장되는 채널들을 포함할 수 있다. 각각의 채널은 직선 측면 에지에서 바디의 내측 표면에 개방되는 단부를 가질 수 있다. 내측 표면은 제1 개수의 패싯을 포함할 수 있고, 최하부면은 제2 개수의 채널을 포함할 수 있고, 제1 개수는 제2 개수의 정수배일 수 있다. 정수는 3, 4 또는 5일 수 있다. 내측 표면은 총 72개의 패싯을 가질 수 있다. 내측 최하부 둘레는 정다각형일 수 있다.
다른 양태에서, 리테이닝 링은 캐리어 헤드에 고정되도록 구성된 최상부면, 연마 표면에 접촉하도록 구성된 최하부면, 외측 최상부 둘레에서의 최상부면으로부터 외측 최하부 둘레에서의 최하부면으로 연장되는 외측 표면, 및 내측 최상부 둘레에서의 최상부면으로부터 내측 최하부 둘레에서의 최하부면까지 연장되는 내측 표면을 갖는 환형 바디를 포함한다. 내측 표면은 복수의 내향 연장된 돌출부를 포함하고, 각각의 돌출부는 평평한 최내측 표면을 갖는다.
다른 양태에서, 리테이닝 링은 캐리어 헤드에 고정되도록 구성된 최상부면, 연마 표면에 접촉하도록 구성된 최하부면, 외측 최상부 둘레에서의 최상부면으로부터 외측 최하부 둘레에서의 최하부면으로 연장되는 외측 표면, 및 내측 최상부 둘레에서의 최상부면으로부터 내측 최하부 둘레에서의 최하부면까지 연장되는 내측 표면을 갖는 환형 바디를 포함한다. 내측 표면은 복수의 내향 연장된 돌출부를 포함하고, 돌출부들은 사행 경로(serpentine path)를 갖는 내측 최하부 둘레를 제공한다.
다른 양태에서, 리테이닝 링을 형성하는 방법은 원추대형 내측 표면을 갖는 리테이닝 링의 상측 부분을, 원통형 내측 표면을 갖는 리테이닝 링의 하측 부분에 결합(join)하는 단계; 및 하측 부분의 내측 표면과 상측 부분의 내측 표면을 머시닝(machining)하여, 복수의 만곡된 에지에서 원추대형 표면에 교차하는 복수의 평평한 패싯을 형성하는 단계를 포함한다.
구현들은 이하의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 내측 표면들은 각각의 만곡된 에지 상의 최저 지점이 상측 부분과 하측 부분 사이의 경계에 정렬되도록 머시닝될 수 있다. 내측 표면들은 각각의 만곡된 에지 상의 최저 지점이 상측 부분과 하측 부분 사이의 경계 위에 있도록 머시닝될 수 있다. 결합하는 단계는 접착제로 부착하는 단계, 기계적 파스너로 연결하는 단계, 또는 도브테일 조인트(dovetail joint)로 고정하는 단계 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 리테이닝 링은 캐리어 헤드에 고정되도록 구성된 최상부면, 연마 표면에 접촉하도록 구성된 최하부면, 외측 최상부 둘레에서의 최상부면으로부터 외측 최하부 둘레에서의 최하부면으로 연장되는 외측 표면, 및 내측 최상부 둘레에서의 최상부면으로부터 내측 최하부 둘레에서의 최하부면까지 연장되는 내측 표면을 갖는 환형 바디를 포함한다. 내측 표면은 환형 바디 주위에서 각도를 두고서(angularly) 이격된 복수의 영역을 포함하고, 복수의 영역은 상이한 표면 텍스처들을 갖는다.
구현들은 이하의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 복수의 영역은 규칙적 패턴으로 배열될 수 있다. 상이한 표면 텍스처들은 상이한 조도들(roughnesses)을 포함할 수 있다. 상이한 조도들은 4 내지 64 마이크로인치의 Ra를 갖는 제1 조도, 및 제1 조도보다 낮은 제2 조도를 포함할 수 있다. 상이한 표면 텍스처들은 상이한 방향들에서의 표면 그루빙(surface grooving)을 포함할 수 있다. 상이한 방향들은 수직일 수 있다. 상이한 방향들 중 하나는 내측 최하부 둘레에 평행하거나 수직일 수 있다. 상이한 표면 텍스처들은 상이한 깊이들을 갖는 표면 그루빙을 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 리테이닝 링은 캐리어 헤드에 고정되도록 구성된 최상부면, 연마 표면에 접촉하도록 구성된 최하부면, 외측 최상부 둘레에서의 최상부면으로부터 외측 최하부 둘레에서의 최하부면으로 연장되는 외측 표면, 및 내측 최상부 둘레에서의 최상부면으로부터 내측 최하부 둘레에서의 최하부면까지 연장되는 내측 표면을 갖는 환형 바디를 포함한다. 내측 표면은 환형 바디 주위에서 각도를 두고서 이격된 복수의 영역을 포함하고, 복수의 영역은 최하부면에 대해 상이한 기울기들을 갖는다.
구현들은 이하의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 복수의 영역은 규칙적 패턴으로 배열될 수 있다. 상이한 기울기들 중 하나는 최하부면에 수직일 수 있다. 상이한 기울기들은 최하부로부터 최상부까지 안쪽으로 경사진 제1 기울기, 및 최하부로부터 최상부까지 바깥쪽으로 경사진 제2 기울기를 포함할 수 있다.
이점은 아래의 것을 포함할 수 있다. 연마되고 있는 기판의 에지는 복수의 지점에서 리테이닝 링에 접촉할 수 있다. 따라서, 기판 에지에 대한 압력이 더 넓은 영역에 걸쳐 분산될 수 있거나, 기판의 회전이 개선될 수 있다. 결과적으로, 연마된 기판은 더 양호한 두께 균일성, 예를 들어 더 적은 각도 비대칭을 달성할 수 있다. 리테이닝 링은 더 적은 마모를 겪을 수 있고, 결과적으로 더 긴 수명을 가질 수 있다.
하나 이상의 실시예의 상세가 이하의 첨부 도면 및 설명에 제시된다. 다른 양태, 특징 및 이점은 설명 및 도면으로부터, 그리고 청구항들로부터 분명해질 것이다.
도 1은 캐리어 헤드의 개략적 단면도이다.
도 2는 리테이닝 링의 개략적 상부 사시도이다.
도 3은 도 2의 리테이닝 링의 개략적 하부 사시도이다.
도 4는 도 2의 리테이닝 링의 개략적 상부 평면도이다.
도 5는 도 2의 리테이닝 링의 개략적 하부 평면도이다
도 6은 도 2의 리테이닝 링의 개략적 근접 사시도이다.
도 7은 도 2의 리테이닝 링의 개략적 측단면도이다.
도 8 - 도 12는 내부 표면에 대해 다른 기하형상들을 갖는 리테이닝 링의 일부분의 개략적 평면 단면도이다.
도 13은 상이한 표면 텍스처의 영역들을 갖는 내측 표면을 갖는 리테이닝 링의 일부분의 개략적 평면 단면도이다.
도 14는 상이한 표면 텍스처의 영역들을 갖는 내측 표면을 갖는 리테이닝 링의 일부분의 개략적 사시도이다.
도 15는 상이한 경사의 영역들을 갖는 내측 표면을 갖는 리테이닝 링의 일부분의 개략적 사시도이다.
도 16은 기판에 접촉하는 내측 표면을 제공하기 위한 인서트를 갖는 리테이닝 링의 개략적 측단면도이다.
도면들에서의 유사한 참조 번호는 유사한 피쳐들을 표현한다.
CMP 장치 내의 리테이닝 링은 CMP 장치에 의해 연마되고 있는 기판의 이동을 국한시키는(confine) 내측 표면을 갖는다. 종래의 리테이닝 링에서, 내측 표면은 원형 둘레(circular perimeter)를 갖는다. 대조적으로, 본 명세서에 설명된 리테이닝 링의 일부 구현들은 복수의 평면 패싯(planar facets)으로 형성된 내측 표면을 갖고, 인접한 패싯들은 코너들에서 결합된다. 본 명세서에 설명되는 리테이닝 링의 일부 구현들은 총안형(crenellated) 또는 사행(serpentine) 내측 표면, 및/또는 상이한 표면 속성들 또는 상이한 기울기 각도들의 영역이 교대하는 내측 표면을 갖는다. 이것은 연마된 기판의 두께 균일성을 향상시킬 수 있다.
도 1을 참조하면, 리테이닝 링(100)은 일반적으로 CMP 장치의 캐리어 헤드(50)에 고정될 수 있는 환형 링이다. 적절한 CMP 장치는 미국 특허 제5,738,574호에서 설명되고, 적절한 캐리어 헤드들은 미국 특허 제6,251,215호 및 미국 특허 제6,857,945호에서 설명된다. 리테이닝 링(100)은 CMP 장치의 이송 스테이션에서 기판을 위치지정하고 중심맞춤하고 유지하기 위한 로드컵(loadcup) 내에 들어맞는다.
예로서, 도 1은 리테이닝 링(100)이 그 상에 고정되는 단순화된 캐리어 헤드(50)를 도시한다. 캐리어 헤드(50)는 하우징(52), 가요성 멤브레인(54), 가압가능한 챔버(56), 및 리테이닝 링(100)을 포함한다. 가요성 멤브레인은 기판(10)을 위한 장착 표면을 제공한다. 기판(10)이 장착될 때, 장착 표면은 기판의 후면 표면에 직접 접촉할 수 있다. 도 1에 도시된 예에서, 멤브레인(54)은 리테이닝 링(100)과 하우징(52) 사이에 클램핑되지만, 일부 구현들에서, 하나 이상의 다른 부품, 예를 들어 클램프 링들이 멤브레인(54)을 유지하기 위해 이용될 수 있다.
멤브레인(54)과 하우징(52) 사이에 위치된 가압가능한 챔버(56)는, 기판(10)의 정면 표면을 연마 패드(60)의 연마 표면(62) 쪽으로 밀어서 정면 표면을 연마하기 위해, 예를 들어 유체(가스 또는 액체)를 이용하여 가압될 수 있다. 일부 구현들에서, 챔버(56) 내의 압력, 및 그에 따른 기판(10)에 대한 가요성 멤브레인(54)의 하향 압력은 하우징 내의 통로를 통해 챔버(56)에 유체 연결되는 펌프(도시되지 않음)를 이용하여 제어될 수 있다.
리테이닝 링(100)은 기판(10)을 멤브레인(54) 아래에 국한시키기 위해 하우징(52)의 에지 부근에 고정된다. 예를 들어, 리테이닝 링(100)은 하우징(52) 내의 통로들(59)을 통해 리테이닝 링(100)의 최상부면 내의 정렬된 스레드형 수용 리세스들(aligned threaded receiving recesses) 내로 연장되는 기계적 파스너들(58), 예를 들어 스크류들 또는 볼트들에 의해 고정될 수 있다. 추가로, 최상부면은 리테이닝 링(100)이 캐리어 헤드에 고정될 때 적절한 정렬을 허용하도록, 캐리어 헤드 상의 대응 핀에 메이팅되도록 위치된 하나 이상의 정렬 애퍼쳐를 가질 수 있다.
구동 샤프트(80)는 캐리어 헤드(50)를 연마 패드(60)를 가로질러 병진 및/또는 회전시키기 위해 제공될 수 있다. 일부 구현들에서, 구동 샤프트(80)는 연마 패드(60) 상에서 리테이닝 링(100)의 최하부면의 압력을 제어하도록 상승 및 하강될 수 있다. 대안적으로, 리테이닝 링(100)은 구동 샤프트(80)에 대해 이동가능할 수 있고, 캐리어 헤드(50)는 예를 들어 미국 특허 제6,183,354호 또는 제7,575,504호에 설명되어 있는 바와 같이, 리테이닝 링(100) 상에 하향 압력을 제어하도록 가압될 수 있는 내부 챔버를 포함할 수 있다.
도 2 - 도 5를 참조하면, 리테이닝 링(100)의 최상부면(110)은 대체로 평평하지만, 리테이닝 링(100)을 캐리어 헤드에 대해 유지하기 위해 파스너들을 수용하기 위한 복수의 스레드형 리세스(112)를 포함한다. 선택적으로, 최상부면(110)은 리테이닝 링(100)이 캐리어 헤드에 고정될 때 적절한 정렬을 허용하기 위해, 캐리어 헤드 상의 대응하는 피쳐들, 예를 들어 돌출부들에 메이팅되도록 위치된 하나 이상의 정렬 피쳐, 예를 들어 리세스들(114)을 가질 수 있다. 선택적으로, 최상부면은 상승된 외측 림(raised outer rim)을 포함할 수 있고, 거기에는 파스너들을 위한 리세스들이 위치된다. 선택적으로, 최상부면은 예를 들어 멤브레인(54)을 파지(grip)하기 위해, 링 주위에 연장되는 복수의 동심 리지(concentric ridges)를 포함할 수 있다.
리테이닝 링(100)의 최하부면(120)은 연마 패드의 연마 표면에 접촉하도록 구성된다. 선택적으로, 최하부면(120)은 리테이닝 링(100)의 두께를 부분적으로 통해 연장되는 채널들(122)을 포함할 수 있다. 채널들(122) 외에, 최하부면(120)은 평평할 수 있고, 상부 표면(110)에 평행할 수 있다. 도 2 - 도 5에 도시된 예에서, 최하부면(120)은 18개의 채널(122)을 포함하지만, 상이한 개수의 채널, 예를 들어 4개 내지 100개의 채널이 존재할 수 있다. 동작 시에, 채널들(122)은 연마재를 포함하거나 연마재를 포함하지 않을 수 있는 슬러리와 같은 연마 유체가 리테이닝 링(100) 아래에서 기판으로 유동하는 것을 허용한다.
채널들(122)은 일반적으로 직선일 수 있고, 리테이닝 링(100)의 내측 표면(130)으로부터 외측 표면(140)으로 연장될 수 있다. 채널들(122)은 리테이닝 링(100) 주위에서 동일한 각도 간격들(angular intervals)로 분산될 수 있다. 채널들(122)은 전형적으로 채널 및 리테이닝 링(100)의 중심을 통해 연장되는 반경방향 세그먼트(R)에 대해, 예를 들어 약 30° 내지 약 60°, 또는 약 45°의 각도 α로 배향되지만, 대안적으로 채널들(122)은 반경방향 세그먼트(R)를 따라, 즉 0° 각도로 연장될 수 있다.
각각의 채널(122)은 약 0.75mm 내지 약 25mm, 예를 들어 약 3.125mm의 폭 W를 가질 수 있다(도 5 참조). 채널들 사이의 간격의 폭에 대한 채널 폭의 비율(the ratio of the width of the channel to the width of the spacing between channels)은 10/90 내지 50/50일 수 있다. 채널들은 채널들의 반경방향 길이를 따라 균일한 폭을 가질 수 있거나, 채널들의 반경방향 길이를 따라 폭이 달라질 수 있는데, 예를 들면 내측 및/또는 외측 직경에서 넓어질(flared) 수 있다. 다양한 채널들(122) 전부가 동일한 폭 프로파일을 가질 수 있거나, 상이한 채널들이 상이한 폭들을 가질 수 있다. 채널들은 선형 세그먼트가 아니라 만곡될 수 있다.
채널들(122)의 측벽들(124)은 최하부면(120)에 수직일 수 있거나, 최하부면(120)에 대해 90° 미만의 각도, 예를 들어 45-85° 각도로 있을 수 있다. 일부 구성들에서, 측벽들(124)이 최하부면(120)과 교차하는 에지들(126)은 약 0.1mm보다 크지만 채널(122)의 높이보다 작은 곡률 반경 또는 챔퍼(chamfer)를 갖는다. 채널들(122)은 리테이닝 링의 하측 부분(102)의 두께의 25% 내지 90%인 깊이를 가질 수 있다(도 7 참조).
예를 들어 최상부면(110)과 최하부면(120) 사이에서의 리테이닝 링(100)의 총 두께는 약 12.5mm 내지 약 37.5mm일 수 있다.
도 2, 도 3 및 도 7을 참조하면, 적어도, 리테이닝 링(100)의 외측 표면(140) 중 최하부면(120)에 인접한 부분(142)은 상부 평면도 또는 하부 평면도에서 원 형상을 갖는 수직 원통형 표면일 수 있다. 일부 구현들에서, 리테이닝 링(100)은 오버행잉 부분(overhanging portion)(145)을 포함하고; 오버행잉 부분(145)의 최하부는 외측 표면(140)의 수평 부분(146)을 정의한다. 이러한 수평 부분(146)은 기판 로더(substrate loader) 내에서 리테이닝 링의 중심을 맞추는 데에 도움을 주기 위해, 또는 리테이닝 링에 대해 주변 링의 최상부 내측 에지에 맞닿은 하드 스톱(hard stop)을 제공하기 위해 립(lip)을 제공할 수 있다.
외측 표면(140)은 수직 원통형 부분(142)을 수평 부분(146)에 연결하는 경사진 부분(144), 예를 들어 바깥쪽으로부터 안쪽을 향해 아래로 기울어지는 원추대형 표면을 포함할 수 있다. 리테이닝 링(100)의 외측 표면(140) 중 최상부면(110)에 인접한 부분(148)은 수직 원통형 표면일 수 있다. 외측 표면(140) 중 최상부면(110)에 인접한 원통형 부분(148)은 최하부면(120)에 인접한 원통형 부분(142)보다 큰 직경을 가질 수 있다.
도 2, 도 3, 도 6, 및 도 7을 참조하면, 내측 표면(130) 중 최하부면(120)에 인접한 부분(132)은 원통형 표면을 대신하여 복수의 패싯(150)으로 형성된다. 각각의 패싯은 평평한 수직 표면이고, 수직 에지(152)를 따라 인접한 패싯에 결합된다. 각각의 패싯 내의 평평한 수직 표면은 최하부면(120)에 실질적으로 수직일 수 잇다. 일부 구성들에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 수직 방향에서의 부분(132)의 두께는 채널(122)의 깊이보다 크다.
패싯들(150)은 직선 하측 에지들(154)을 따라 최하부면(120)과 교차한다. 최하부면(120)을 따른 패싯들(150)의 직선 에지들(154)은 코너들에서 서로 연결된다. 따라서, 하부 평면도에서, 연결된 하부 에지들(154)은 다각형을 형성할 수 있다(패싯의 개수는 이러한 다각형 구조물이 도 5에 보이지 않을 정도로 충분히 크다). 각각의 인접 패싯 쌍 사이의 각도는 동일할 수 있고, 그에 의해 연결된 하부 에지들(154)이 정다각형을 형성하게 된다.
도시된 예에서, 내측 표면(130)의 부분(132)은 72개의 패싯(150)을 갖는다. 그러나, 리테이닝 링(100)은 10개 내지 150개의 패싯을 가질 수 있다. 예를 들어, 리테이닝 링(100)은 25개 내지 100개의 패싯, 예를 들어 60개 내지 80개의 패싯을 가질 수 있다. 일부 구현들에서, 리테이닝 링(100)은 72개의 패싯을 갖는다. 약 72개의 패싯을 갖는 것의 이점은, 우수한 연마 균일성을 제공하는 것으로 나타난다는 것이다.
도시된 예에서, 각각의 패싯(150)은 동일한 폭[하측 에지(154)를 따른 거리]을 갖는다. 그러나, 일부 구현들에서, 일부 패싯들은 다른 패싯들과는 상이한 폭들을 갖는다. 예를 들어, 패싯들은 규칙적인 패턴으로, 예를 들어 2개의 패싯마다 하나씩, 또는 3개의 패싯마다 하나씩 배열된 더 넓은 패싯을 갖고서 배열될 수 있다. 마찬가지로, 도시된 예에서는 각각의 패싯(150)이 동일한 높이를 갖지만, 일부 구현들에서는 일부 패싯들이 다른 패싯들과는 다른 높이들을 갖는다.
패싯들(150)의 개수는 채널들(122)의 개수의 정수 배일 수 있다. 예를 들어, 내측 표면(130) 상의 2개, 3개, 4개, 또는 5개의 패싯(150)마다 하나의 채널(122)이 제공될 수 있다. 일부 구현들에서, 최하부면(120) 내의 각각의 채널(122)은 인접 패싯들(150) 사이의 에지(152)에서 내측 표면(130)과 교차한다. 대안적으로, 최하부면(120) 내의 각각의 채널(122)은 특정 패싯(150)을 정의하는 에지들(152) 사이에 형성된 영역 내에서 내측 표면(130)과 교차할 수 있는데, 즉 채널은 인접 패싯들(150) 사이의 에지(152)에 중첩하지 않는다.
평균적으로, 리테이닝 링(100)의 최하부면(120)의 폭, 즉 내측 표면(130)과 외측 표면(140) 사이의 거리는 약 2.5cm 내지 약 5.0cm이다.
내측 표면(130) 중 부분(132) 위에 위치된 부분(134)은 최하부면(120)에 평행한 평면 내에서 원형 단면을 갖는다. 이러한 부분(134)은 최상부면(110)에 인접할 수 있고, 아래로 연장될 수 있다. 이러한 부분(134)은 기울어질 수 있는데, 예를 들어 바깥쪽으로부터 안쪽을 향해 아래로 기울어진 원추대형 표면일 수 있다.
각각의 평평한 패싯(150)은 만곡된 에지(156)를 따라 부분(134)의 원추형 표면과 교차한다. 구체적으로, 패싯들(150)은 그 횡방향 중심들, 즉 대향 에지들(152)로부터 등거리에서보다, 인접 에지들(152)에서 더 높다. 즉, 만곡된 에지(156)는 각각의 에지(152)로부터 아래로 침하되고, 최저 지점은 패싯(150)의 대향 에지들(152)로부터 등거리에 있다. 표면(134)이 원추대형이고 패싯들(140)이 수직이라고 가정하면, 각각의 만곡된 에지(156)는 쌍곡선(hyperbolic curve)을 정의할 것이다.
도 1로 되돌아가면, 리테이닝 링(100)의 내측 표면(130)은 가요성 멤브레인(54)의 하측 표면과 함께 기판 수용 리세스(90)를 정의한다. 리테이닝 링(100)은 기판(10)이 기판 수용 리세스(90)로부터 벗어나는 것을 방지한다.
일반적으로, 기판은 원형이고, 약 200mm 내지 약 300mm의 직경을 갖는다. 최상부 또는 최하부 평면도 내의 리세스(90)의 크기는 대체로 기판(10)의 표면적보다 크고, 그에 의해 기판(10)은 자신의 위치를 리테이닝 링(100)에 대해 이동시킬 수 있다. 논의를 목적으로, 리테이닝 링의 평면도에서, 리테이닝 링(100)의 내측 반경(IR)은 리테이닝 링(100)의 중심(C)으로부터, 2개의 대향 에지(152) 사이에서 등거리에 있는 패싯(150)의 중심점까지의 거리로 정의된다. 내측 직경[내측 반경(IR)의 2배]은 기판 반경보다 약간 더, 예를 들어 약 1 내지 5mm만큼 더 크다. 예를 들어, 300mm 직경 기판에 대해, 리테이닝 링은 약 301 내지 305mm의 내측 직경을 가질 수 있다.
연마 프로세스 동안, 리테이닝 링(100)을 포함하는 캐리어 헤드(50)는 연마 패드(60)에 대해 이동한다. 기판(10)에 대한 연마 패드(60)의 마찰은 기판(10)을 리테이닝 링(100)의 내측 표면(130) 쪽으로 힘을 가한다. 패싯 구조로 인해, 적어도 일부 기간 동안, 기판(10)은 내측 표면(130)의 적어도 2개의 패싯(150)에 접촉한다.
그러나, 기판(10)의 반경은 리테이닝 링(100)의 내측 표면(130)의 반경보다 작으므로, 기판(10)과 내측 표면(130)은 상이한 각 속도들을 갖는다. 결과적으로, 기판(10)에 접촉하는 패싯들(150)의 쌍(또는 투플 등)은 시간에 따라 쉬프트할 것이다. 즉, 리테이닝 링(100)은 기판(10)에 대해 회전한다.
기판(10)에 접촉하는 원통형 내측 표면을 갖는 리테이닝 링에 비교하여, 리테이닝 링(100)의 내측 표면(130)의 마모는 리테이닝 링 주위에서 더 균일하게 분산되거나 감소될 수 있다. 임의의 특정한 이론에 한정되지 않고서, 리테이닝 링의 내측 표면이 원통형일 때, 원형 외측 둘레를 갖는 기판은 단일 위치에서 내측 표면에 접촉한다. 반면에, 복수의 접촉은 기판(10)이 내측 표면(130)에 가하는 힘이 더 광범위하게 분산되는 것을 허용할 수 있고, 그에 의해 임의의 특정 지점에서의 총 힘을 감소시키고 마모를 감소시킬 수 있다. 감소된 마모는 리테이닝 링이 증가된 기대 수명을 갖는 것을 허용할 수 있다.
역시 임의의 특정한 이론에 한정되지 않고서, 리테이닝 링(100)과 기판(10) 사이의 상대적인 이동 동안, 기판은 패싯들(150) 사이의 에지들(152)에 위치된 채널들(122) 또는 채널 개구들 중 어떠한 것과도 직접적인 점-대-점 접촉을 이루지 않는다. 일반적으로, 채널들(122)은 리테이닝 링(100) 내에 고응력 영역들(high stress areas)을 형성할 수 있고, 거기에서 리테이닝 링은 링의 다른 부분들보다 더 쉽게 손상되거나 파손되는 경향이 있다. 채널들(122)과 기판(10) 사이의 직접적인 점-대-점 접촉을 제거함으로써, 고응력 영역들이 기판(10)의 직접적인 영향으로부터 보호될 수 있고, 리테이닝 링에 대한 손상의 가능성이 감소될 수 있다. 결과적으로, 리테이닝 링의 마모가 감소되고, 리테이닝 링은 더 긴 기간 동안 이용될 수 있다.
일부 연마 프로세스들에서, 기판(10)과 리테이닝 링(100) 사이의 상대적 이동은 연마된 기판 내의 비대칭을 감소시킬 수 있고, 웨이퍼-내 균일성을 개선할 수 있다. 비대칭을 갖는 연마된 기판에서, 연마된 기판은 각 좌표(angular coordinate)에 따라 달라지는 두께 변동을 갖는다. 역시 임의의 특정한 이론에 한정되지 않고서, 단일 접촉 상황과 비교하여, 기판(10)과 리테이닝 링(100) 사이의 복수의 접촉은 기판(10)이 캐리어 헤드(50)에 대해 회전하는 것을 허용할 수 있고, 그에 따라 캐리어 헤드(50)로부터의 임의의 비대칭적인 압력 분산의 효과를 각도 확산(angularly spreading)하며, 그에 의해 비대칭의 가능성 또는 양을 감소시킨다.
적어도, 최하부면(120)을 갖는 리테이닝 링(100)의 하측 부분(102)은 CMP 프로세스에 대해 화학적으로 불활성인 재료로 형성될 수 있다. 재료는 리테이닝 링(100)에 대한 기판 에지의 접촉이 기판의 칩핑(chip) 또는 균열을 유발하지 않도록 충분한 탄성을 가져야 한다. 그러나, 재료는 캐리어 헤드가 리테이닝 링(100)에 하향 압력을 가할 때 기판 수용 리세스 내로 돌출할 정도로 탄성을 가져서는 안 된다. 리테이닝 링(100)의 하측 부분(102)이 마모되는 것이 허용가능하긴 하지만, 하측 부분(102)의 재료는 또한 내구성을 가져야 하고, 낮은 마모율을 가져야 한다.
예를 들어, 리테이닝 링(100)의 하측 부분(102)은 CMP 프로세스에서 화학적으로 불활성인 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 플라스틱은 쇼어 D 스케일(Shore D scale)에서 약 80-95의 경도계 측정값을 가질 수 있다. 일반적으로, 플라스틱의 탄성 계수는 약 0.3-10 × 106psi의 범위 내에 있을 수 있다. 적합한 플라스틱은 폴리페닐렌 설파이드(PPS: polyphenylene sulfide), 폴리아릴에테르케톤(PAEK: polyaryletherketone), 폴리에테르에테르케톤(PEEK: polyetheretherketone), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: polyethylene terephthalate), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT: polybutylene terephthalate), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE: polytetrafluoroethylene), 폴리벤지미다졸(PBI: polybenzimidazole), 폴리에테르이미드(PEI: polyetherimide), 폴리에테르케톤케톤(PEKK: polyetherketoneketone), 폴리부틸렌 나프탈레이트(PBN: polybutylene naphthalete), 폴리비닐 클로라이드(PVC: polyvinyl chloride), 폴리카보네이트(polycarbonate), 이러한 플라스틱들 중 하나 이상의 조합, 또는 합성 물질(composite material), 예를 들어 이러한 플라스틱들 중 하나 이상과 충전재, 예를 들어 유리 또는 탄소 섬유를 포함할 수 있다(예를 들어, 그러한 것들로 구성될 수 있다). 폴리페놀 설파이드(PPS)의 이점은 그것이 리테이닝 링을 위해 흔하게 이용되며 신뢰가능한 재료라는 것이다.
리테이닝 링(100)의 상측 부분(104)은 적어도 하측 부분(102)만큼 강성인 재료로 이루어질 수 있다. 일부 구현들에서, 상측 부분(104)이 하측 부분(102)보다 더 강성인 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상측 부분(104)은 금속, 예를 들어 알루미늄 또는 스테인레스 스틸, 또는 하측 부분(102)의 플라스틱보다 더 강성인 플라스틱, 또는 세라믹 재료일 수 있다. 일부 구현들에서, 상측 부분(104)은 하측 부분과 거의 동일한, 예를 들어 2% 이내로 동일한 강성을 갖지만, 더 낮은 품질, 예를 들어 더 큰 오염율(rate of contaminants), 함유물 또는 공극들과 같은 내부 결함들을 갖고, 따라서 비용이 덜 든다.
하측 부분(102)을 상측 부분(104)에 결합하기 위해, 접착제, 예를 들어 에폭시가 이용될 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 하측 부분(102)을 상측 부분(104)에 결합하기 위해, 기계적 파스너들 및/또는 도브테일 조인트가 이용될 수 있다.
일부 구현들에서, 내측 표면의 원추형 부분(134)과 패싯(150) 사이의 만곡된 에지(156) 상에서의 최저 지점은 상측 링(104)과 하측 링(102) 사이의 경계와 정렬될 수 있는데, 즉 동일 높이에 있을 수 있다. 그러나, 일부 구현들에서, 만곡된 에지(156) 상의 최저 지점은 상측 링(104)과 하측 링(102) 사이의 경계 위에 있다.
리테이닝 링을 제조하기 위해, 상측 링(104)은 원추대형 내측 표면(134)으로 형성될 수 있고, 하측 링(102)은 수직 원통형 표면으로 형성될 수 있다. 하측 링(102)은 상측 링(104)에 결합된다. 다음으로, 내측 표면(130)은 패싯들(150)을 형성하기 위해 머시닝된다. 상측 링(104) 및 하측 링(102)은 적절한 재료 블록을 머시닝함으로써, 또는 사출 성형에 의해 형성될 수 있다.
리테이닝 링(100)은 또한 다른 피쳐들, 또는 위에서 논의된 것들의 대안인 피쳐들을 가질 수 있다. 일부 구현들에서, 리테이닝 링(100)은 연마 동안 유체, 예를 들어 가스 또는 액체가 리테이닝 링의 내부로부터 외부로, 또는 외부로부터 내부로 통과하는 것을 허용하기 위해, 리테이닝 링의 바디를 관통하는 수평선에 수평하게 또는 그러한 수평선과 작은 각도를 두고서, 내측 표면으로부터 외측 표면으로 연장되는 하나 이상의 관통 홀을 갖는다. 관통 홀들은 리테이닝 링 주위에서 균일하게 이격될 수 있다.
일부 구현들에서, 리테이닝 링의 하나 이상의 표면, 예를 들어 내측 표면(130) 및/또는 외측 직경 표면(140)은 막으로 코팅될 수 있다. 막은 소수성 또는 친수성 막일 수 있고/있거나, 보호막의 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 막은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE: polytetrafluoroethylene) 또는 다이아몬드형 탄소(diamond-like carbon)일 수 있다.
도 1 - 도 7과 관련하여 설명된 평평한 패싯형 정다각형에 더하여, 리테이닝 링의 내측 표면은 다른 기하형상들을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 8 - 도 12를 참조하면, 리테이닝 링의 내측 표면(130)은 복수의 내향 연장 돌출부(inwardly extending projections)(200)를 가질 수 있다. 돌출부들은 제1 반경(R1)을 갖는 원으로부터, 더 작은 제2 반경(R2)을 갖는 원까지 안쪽으로 연장될 수 있다(도 8에 도시됨). 내측 표면(130)을 위한 기하형상들의 예들은 지그재그형, 총안형(crenellated), 사다리꼴(trapezoidal), 및 사인곡선형(sinusoidal)을 포함하지만, 다른 기하형상들이 가능하다. 리테이닝 링의 내측 표면 주위에 이격된 7개 내지 150개의 돌출부가 존재할 수 있다. 돌출부들은 리테이닝 링 주위에서 동일한 각도 간격들로 이격될 수 있다. 대안적으로, 돌출부들 사이의 간격은 예를 들어 규칙적인 패턴으로 달라질 수 있다.
예를 들어 도 8 및 도 10에 도시된 것과 같은 일부 구현들에서, 각각의 돌출부는 자신의 에지들에서 자신에 직접 인접한 돌출부들에 결합될 수 있다. 예를 들어, 각각의 인접 돌출부 쌍 사이의 영역은 제1 반경(R1)에 의해 정의되는 원에 실질적으로 접하는(substantially tangent) 평평한 또는 호 형상의(arced) 표면을 포함하지 않을 수 있다. 도 8은 돌출부들을 삼각형으로서 도시하지만, 사다리꼴(도 10에 도시됨), 사인곡선형(도 12에 도시됨), 및 반원형과 같은 다른 기하형상들이 가능하다. 추가로, 각각의 돌출부의 내측 첨단(inner tip), 및/또는 각각의 돌출부 사이의 교차부는 둥글게 될 수 있다.
예를 들어, 도 9 - 도 11에 도시된 것과 같은 일부 구현들에서, 각각의 돌출부(200)의 최내측 부분은 내측 제2 반경(R2)에서 평평한 표면(202), 예를 들어 평평한 패싯일 수 있다. 예를 들어, 도 9를 참조하면, 돌출부들(200)은 평평한 표면(202) 및 평평한 측면들(206)을 갖는 총안형 기하형상을 형성한다. 내측 표면의 평평한 또는 만곡된 영역(204)은 외측 제1 반경(R1)에서의 각각의 돌출부(200)를 분리할 수 있다. 총안형 기하형상에 대해, 각각의 평평한 표면(202)은 약 90° 각도로, 예를 들어 85-90°의 각도로, 자신의 인접한 평평한 측면(206)과 교차할 수 있다.
도 10 - 도 11을 참조하면, 돌출부들(200)은 평평한 내측 표면(202) 및 평평한 측면들(206)을 갖는 사다리꼴이다. 사다리꼴 돌출부들(200)에 대해, 평평한 내측 표면(202)과 평평한 측면(206) 사이의 각도는 115 - 145°일 수 있다. 도 10에서, 돌출부들(200)은 평평한 또는 만곡된 영역들(204)에 의해 외측 제1 반경(R1)에서 분리되는 반면, 도 11에서, 각각의 돌출부(200)는 평평한 또는 만곡된 영역(204) 없이 자신의 에지들에서 자신에 직접 인접한 돌출부들에 결합된다.
도 12를 참조하면, 돌출부들(200)은 파상 표면(undulating surface)을 형성할 수 있는데, 예를 들면 최하부 내측 에지는 사행 경로를 형성할 수 있다. 각각의 돌출부는 실질적으로 사인곡선형의 곡선일 수 있다. 이러한 구현의 잠재적인 이점은 돌출부들 사이의 예리한 코너의 부재(lack)가 코너들에서의 슬러리 점착(sticking) 및 건조의 가능성을 감소시킬 수 있으며, 따라서 잠재적으로는 결함들을 감소시킬 수 있다는 것이다.
도 13을 참조하면, 내측 표면(130)의 부분들은 상이한 표면 텍스처, 예를 들어 상이한 표면 조도, 또는 상이한 방향들에서의 표면 그루빙, 예를 들어 수직 대 수평 그루빙(vertical versus horizontal grooving), 또는 상이한 깊이들의 표면 그루빙을 가질 수 있다. 예를 들어, 내측 표면(130)은 호 세그먼트들(212)과는 다른 표면 텍스처를 갖는 호 세그먼트들(210)을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 상이한 표면 텍스처를 갖는 부분들, 예를 들어 호 세그먼트들은 규칙적인 패턴, 예를 들어 매끄러운 것과 거친 것이 교대되거나 수평과 수직 그루빙이 교대되는 것과 같은 교대 패턴으로 배열된다. 리테이닝 링의 내측 표면 주위에 이격된 7개 내지 150개의 부분이 존재할 수 있다. 부분들은 리테이닝 링 주위에서 동일한 각도 간격들로 이격될 수 있다. 대안적으로, 부분들의 간격은 예를 들어 규칙적인 패턴으로 달라질 수 있다. 각각의 부분은 동일한 호 길이를 가질 수 있지만, 이것이 필수적이지는 않다.
예를 들어, 호 세그먼트들(212)은 호 세그먼트들(210)보다 더 거칠 수 있다. 예를 들어, 호 세그먼트들(212)은 4 내지 2000 마이크로인치, 예를 들어 8 내지 64 마이크로인치의 Ra 조도를 가질 수 있는 반면, 호 세그먼트들(210)은 약 2 마이크로인치까지 Ra 조도를 가질 수 있다.
다른 예로서, 도 14를 참조하면, 호 세그먼트들(212)은 호 세그먼트들(210)과는 다른 방향으로 그루빙을 가질 수 있다. 호 세그먼트들(212)의 그루빙 방향은 호 세그먼트들(210)의 그루빙 방향에 수직일 수 있지만, 다른 각도들, 예를 들어 20° 내지 90°가 가능하다. 예를 들어 도 14에 도시된 것과 같은 일부 구현들에서, 호 세그먼트들(210, 212)은 수평 그루빙과 수직 그루빙을 교대할 수 있다. 그러나, 다른 배향들이 가능한데, 예를 들어 비스듬한 좌대각선(slanted diagonal-left)과 비스듬한 우대각선(slanted diagonal-right)이 교대된다. 추가로, 3개보다 많은 표면 텍스처의 더 복잡한 패턴들이 가능하다.
위에서 설명된 상이한 표면 텍스처들은 위에서 논의된 실시예의 패싯들(150) 또는 돌출부들(200)에 적용될 수 있다. 따라서, 상이한 패싯들(150) 및 돌출부들(200)은 상이한 표면 텍스처, 예를 들어 상이한 표면 조도, 또는 상이한 방향들에서의 표면 그루빙을 가질 수 있다. 역시, 일부 구현들에서, 상이한 표면 텍스처를 갖는 패싯들 또는 돌출부들은 규칙적인 패턴, 예를 들어 매끄러운 텍스처와 거친 텍스처가 교대되거나 수평과 수직 그루빙이 교대되는 것과 같은 교대 패턴으로 배열된다.
위의 다양한 실시예들에서는, 내측 표면(130) 중 최하부면(120)에 인접한 부분(132)이 수직(연마 표면에 수직)이지만, 내측 표면(130)의 이러한 부분(132)은 기울어질 수 있는데, 예를 들어 수직으로부터 30°까지의 각도를 가질 수 있다.
추가로, 도 15를 참조하면, 내측 표면(130) 중 최하부면(120)에 인접한 부분(132)은 상이한 경사를 갖는 부분들을 가질 수 있다. 예를 들어, 내측 표면(130)은 수평면에 대해, 패싯들 또는 호 세그먼트들(222)과는 다른 기울기 각도를 갖는 패싯들 또는 호 세그먼트들(220)을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 부분들, 예를 들어 패싯들 또는 호 세그먼트들은 규칙적인 패턴, 예를 들어 교대하는 패턴으로 배열된다. 예를 들어, 도 15에 도시된 바와 같이, 패싯들 또는 호 세그먼트들(220)은 (최하부로부터 최상부로) 바깥쪽으로 기울어지는 반면에, 패싯들 또는 호 세그먼트들(222)은 (최하부로부터 최상부로) 안쪽으로 기울어진다. 그러나, 예를 들어 수직인 것과 경사진 것, 또는 작은 기울기 각도와 큰 기울기 각도와 같이, 다른 조합들이 가능하다. 리테이닝 링의 내측 표면 주위에 이격된 7개 내지 150개의 부분이 존재할 수 있다. 부분들은 리테이닝 링 주위에서 동일한 각도 간격들로 이격될 수 있거나, 부분들의 간격은 예를 들어 규칙적인 패턴으로 달라질 수 있다.
위에서 설명된 표면의 상이한 기울기 각도들은 위에서 논의된 실시예의 패싯들(150) 또는 돌출부들(200)에 적용될 수 있다. 따라서, 상이한 패싯들(150) 및 돌출부들(200)은 상이한 기울기 각도들을 가질 수 있다. 기울기 각도에서의 변동들은 또한 표면 텍스처에서 변동들과 조합될 수 있다.
도 16을 참조하면, 기판에 접촉하는 내측 표면(132)을 갖는 리테이닝 링의 부분은 인서트(106)일 수 있고, 그러한 인서트는 인서트(106) 위로, 그리고 또한 인서트의 바깥을 향해 반경방향으로 연장되는 링(108) 내의 리세스에 들어맞는다. 내측 표면(132)이 연장된 사용으로 인해 손상되거나 마모되는 경우, 인서트(106)는 새로운 인서트(106)로 교체될 수 있다.
리테이닝 링은 상이한 재료들의 둘 이상의 적층된 영역으로 형성될 수 있거나, 균질한 조성의 하나의 단일체 링, 예를 들어 고체 플라스틱 링일 수 있다. 채널들이 존재한다면, 그러한 채널들은 피쳐들의 규칙적인 지점들에 정렬될 수 있거나, 상이한 채널들이 피쳐들 상의 상이한 지점들과 교차할 수 있다. 채널들이 존재한다면, 그러한 채널들은 리테이닝 링의 최하부면의 5% 내지 90%의 임의의 장소를 커버할 수 있다. 리테이닝 링의 외측 표면은 단차들(steps) 또는 립들(lips)을 포함할 수 있거나, 단일 수직 원통형 또는 원추대형 표면일 수 있다. 개념들은 상이한 크기들의 리테이닝 링, 예를 들어 4 내지 18인치 또는 그보다 큰 직경의 기판들을 위한 리테이닝 링들에 적용될 수 있다.
본 발명의 다수의 실시예들이 설명되었다. 그러나, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고서, 다양한 수정이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 다른 구현예들은 이하의 청구항들의 범위 내에 있다.

Claims (17)

  1. 리테이닝 링으로서,
    환형 바디를 포함하고, 상기 환형 바디는:
    원추대형 내측 표면을 갖는 상측 부분; 및
    복수의 만곡된 에지에서 상기 원추대형 내측 표면과 교차하는 복수의 평평한 패싯(facet)을 형성하는 내측 표면을 갖는 하측 부분
    을 포함하고,
    상기 상측 부분은 캐리어 헤드에 고정되도록 구성되는 최상부면을 갖고,
    상기 하측 부분은 연마 표면에 접촉하도록 구성되는 최하부면을 갖고,
    상기 상측 부분 및 상기 하측 부분은, 외측 최상부 둘레(outer top perimeter)에서의 상기 최상부면으로부터 외측 최하부 둘레(outer bottom perimeter)에서의 상기 최하부면으로 연장되는 외측 표면을 갖고,
    상기 하측 부분은 복수의 내향-연장된 돌출부들을 포함하고, 각각의 돌출부는 평평한 최내측 표면인 상기 패싯을 갖는, 리테이닝 링.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부들은 사다리꼴 돌출부들을 포함하는, 리테이닝 링.
  3. 제2항에 있어서,
    인접한 돌출부들은 상기 하측 부분의 상기 내측 표면의 평평한 부분에 의해 분리되는, 리테이닝 링.
  4. 제2항에 있어서,
    인접한 사다리꼴 돌출부들의 비스듬한 변들은 직접적으로 맞닿아있는, 리테이닝 링.
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