WO2005097408A1 - Mounting for retaining semiconductor wafers in a chemomechanical polishing device - Google Patents

Mounting for retaining semiconductor wafers in a chemomechanical polishing device Download PDF

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WO2005097408A1
WO2005097408A1 PCT/EP2005/002944 EP2005002944W WO2005097408A1 WO 2005097408 A1 WO2005097408 A1 WO 2005097408A1 EP 2005002944 W EP2005002944 W EP 2005002944W WO 2005097408 A1 WO2005097408 A1 WO 2005097408A1
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WO
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retaining ring
metal
plastic material
ring according
coating
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/002944
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Wilfried Ensinger
Lawrence G. Resavage
Original Assignee
Ensinger Kunststofftechnologie Gbr
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/27—Work carriers
    • B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces
    • B24B37/32—Retaining rings

Definitions

  • the invention relates to a retaining ring for holding semiconductor wafers in a chemical mechanical polishing device, as described, for example, in US Pat. No. 6,251,215.
  • integrated circuits are typically produced on semiconductor substrates, in particular silicon wafers, with conductive, semiconducting and insulating layers being deposited on the wafer in succession. After each layer is deposited, etching is carried out to implement the circuit functions. After a series of layers have been sequentially stored and etched, the top surface of the semiconductor substrate, i.e. the outer surface of the substrate, more and more uneven. This uneven surface causes problems in photolithographic steps in the manufacturing process of the integrated circuits. Therefore, there is always a need to make the surface of the semiconductor substrate flat.
  • CMP chemical mechanical polishing
  • a recurrent problem in the CMP process is the so-called edge effect, i.e. the tendency to polish the edge of the substrate to be polished at a different speed than the center of the substrate. This typically results in too much edge polishing, i.e. too much material is removed from the edge here, especially in the outermost 5 to 10 mm of a wafer with a diameter of 200 mm.
  • Too much polishing reduces the flatness of the substrate as a whole and makes the edge of the substrate unsuitable for the production of integrated circuits and thus reduces the process yield.
  • US Pat. No. 6,251,215 proposes to design the retaining ring in two parts, one part being made from a rigid material, namely a metal part, and a second part made from a plastic material which has a lower rigidity, so that on the one hand it is abrasive and on the other hand in contact with the semiconductor wafer it cannot damage it.
  • US Pat. No. 6,251,215 proposes to connect the plastic part of the retaining ring and the metal ring to one another with an epoxy adhesive. Alternatively, it is proposed to press-fit the two parts together.
  • both solutions prove to be insufficient.
  • the refurbishment of the retaining ring causes problems after the plastic part has been abraded to a certain extent.
  • the complete retaining rings have to be sent to the manufacturer, where the plastic part is mechanically removed and the adhesive residues from the metal part are subsequently thermally decomposed by heating to approx. 200 ° C. Then the metal part has to be sandblasted to remove the last residues of the adhesive, and only then can a new plastic ring be stuck on again.
  • the retaining rings as such become very expensive.
  • the metallic holding elements which are more expensive than the plastic elements in terms of production costs, only survive a small number of cycles, in particular because of the temperature treatment during thermal degradation of the adhesive and the sandblasting treatment subsequently required.
  • the object of the present invention is to propose a retaining ring which avoids the aforementioned problems.
  • the retaining ring comprises a metal ring, which is arranged concentrically therein, and is otherwise made of plastic material, the retaining ring on a first end face a support surface for supporting the retaining ring on a polishing surface of the polishing device and on the in the axial direction to the first face opposite side comprises mounting elements, by means of which the retaining ring can be mounted in the polishing device.
  • the construction of the retaining ring according to the invention permits cost-effective production, so that the retaining ring as a whole can be thrown away after excessive wear.
  • the metal ring is embedded in the plastic material and the plastic material is selected according to its mechanical properties ,
  • the plastic material can comprise, for example, a thermoplastic, a thermoset, an elastomer and / or a plastic mixture.
  • plastic material is used in reinforced, at least in some areas, in particular in fiber-reinforced form.
  • the plastic material adjacent to its first face, i.e. the side which forms the support surface for supporting the retaining ring on a polishing surface of the polishing device, without reinforcing materials or with a lower content of reinforcing materials than on its side comprising the mounting elements.
  • the retaining ring In this way, in the area that is held on the polishing device, a partial area is obtained that has increased mechanical stability and that stabilizes the overall shape of the retaining ring. On the side on which the abrasive wear takes place, the retaining ring then has lower strengths and is in particular less hard, so that contact between the semiconductor wafers to be processed and the plastic material for the wafers is gentler.
  • friction and / or wear-reducing additives for example PTFE, polyimide, molybdenum disulfide, graphite, boron nitride, nanoparticles or the like, can be mixed into the plastic material.
  • the reinforcing materials are limited to a core area of the retaining ring, in particular the area in which the assembly elements are then also arranged. This gives the holding ring additional rigidity and geometric integrity even under one-sided loads, while contact of the holding ring with the wafer cannot damage the wafer, since the wafer only comes into contact with the softer plastic materials.
  • the metal ring already provides the necessary rigidity and geometric integrity of the retaining ring, while the surrounding plastic material again has the function that the semiconductor wafer to be processed is not exposed to mechanical damage.
  • the mounting elements are preferably held on the metal ring, so that these, which are used for mounting the retaining ring on the polishing device, ensure an exact contact of the holding ring with the polishing device and thus additionally secure the geometric structure of the retaining ring.
  • the metal ring which is surrounded by the plastic material can remain uncovered, in particular on the upper side, ie on the side of the holding ring which faces the polishing device, since there is no contact with the wafer material here is concerned.
  • This side of the retaining ring is also exposed to the chemical agents of the chemical mechanical polishing process only slightly or not at all.
  • the simplest form for the metal ring to reinforce the retaining ring is a sheet metal ring. This can in particular be perforated or generally provided with openings, so that a positive connection between the plastic material and the metal ring takes place through the through-going plastic material.
  • a sheet metal ring which has an essentially cylindrical shape, i.e. used in the form of a cylinder wall.
  • metal washers can also be used, in which case a greater thickness of the sheet metal material may be required.
  • the surface of the metal ring which is in contact with the plastic material, is preferably provided with a surface roughness, at least in some areas, so that a more permanent connection between the rental material and plastic is possible.
  • the surface roughness of the partial areas can be formed by depressions, undercuts, cavities or the like. Is particularly preferred the surface roughness is formed by microscopic metal spheres applied to the surface of the metal ring.
  • Rings made of steel are frequently used as metal rings, it being possible for metal spheres to be applied with other metallic materials, for example copper or copper alloys.
  • the metal spheres used to form the surface roughness preferably have an average diameter of 300 to 600 ⁇ m.
  • the metal balls more preferably have an average diameter of 400 to 500 ⁇ m. These sizes of the metal spheres ensure that the pores of the coating formed in this way are large enough so that plastic material can flow in without any problems when the ring is encapsulated and thus leads to a mechanical connection between metal and plastic.
  • the beads are sufficiently small to allow regular coating, i.e. also to enable an essentially flat coating of the metal ring, so that its geometry remains essentially unchanged.
  • the metal spheres can be applied as a single-layer coating, as a so-called monolayer, on the surface of the metal ring, or else as a multi-layer coating, in particular 3 or more layers.
  • the thickness of the coating will preferably be 600 ⁇ m or more, with a thickness of the coating of 1 mm often already being sufficient in the case of multilayer coatings. However, larger layer thicknesses are not disadvantageous.
  • the partial areas of the surface of the metal ring are preferably delimited from one edge with respect to other surface areas.
  • the Edge then has essentially the height that corresponds to the thickness of the coating with metal balls.
  • the part of the retaining ring which is made of plastic material is constructed in two layers, with a wear layer and a carrier layer holding the wear layer.
  • the wear layer and the carrier layer are preferably in contact with one another with a flat contact surface, so that they can be glued to one another very easily, for example. Since the bonding often brings problems, especially in the environment in which the retaining rings are used, the wear layer and the support layer are further preferably welded to one another, so that there is no adhesive layer to be provided here, which is often a weak point in the combination of wear and tear. and carrier layer.
  • wear layer and the carrier layer are created together as a one-piece component.
  • the invention further relates to a method for producing a retaining ring, as has already been described in detail above.
  • a prefabricated metal ring is encapsulated with plastic material, so that at least one Surface area of the metal ring is in contact with the plastic material, at least part of the surface area being pretreated to create a surface roughness.
  • the surface roughness of the surface area of the metal ring is preferably generated by means of chemical etching, plasma etching, sandblasting or metal spraying.
  • Metal spraying, with which micro-metal spheres can be applied to the surface area of the metal ring, is particularly preferred.
  • An open-pore coating is preferably produced on the part of the surface area which is to have the surface roughness by means of metal spraying, in contrast to the conventional coating methods which work with metal spraying, the procedure is different.
  • the latter generally attempts to create a covering metal layer to protect the underlying materials.
  • an open-pore coating by means of metal spraying is sought in the sense of the present invention, so that plastic material flows into the open pores of the coating when the metal ring is encapsulated with plastic material and an adequate mechanical connection is thus achieved between the metal of the metal ring and the plastic of the rest of the retaining ring ,
  • the thickness of the coating is preferably at least 600 ⁇ m or more preferably 1 mm or more, and as explained in advance, very much greater layer thicknesses than 1 mm bring no greater advantages.
  • the metal spraying process is carried out in such a way that the microscopic spheres preferably have an average diameter of 300 to 600 ⁇ m, more preferably an average diameter of 400 to 500 ⁇ m.
  • the plastic material can flow into the microscopic depressions, undercuts and / or cavities or into the open pores of the coating. If the intention is to replace the plastic material with the metal ring, then it is preferably ensured that the open pores, or cavities and undercuts are not completely filled with the plastic material, so that the plastic part can be more easily detached from the metal ring and replaced can be realized.
  • Figures 1A-1D a first embodiment of a retaining ring of the present invention
  • FIGS. 2A-2D a further embodiment of the retaining ring according to the invention.
  • FIG. 3 an enlarged detail in a sectional representation of a variant of the embodiment of FIG. 2;
  • FIGS. 4A and 4B show a further embodiment of the retaining ring according to the invention.
  • Figures 5A and 5B another embodiment of the retaining ring according to the invention.
  • FIGS. 1A to 1D show a retaining ring 10 according to the invention, which is made of a fiber-reinforced plastic material and which essentially has a rectangular cross section.
  • the retaining ring LO has a cylindrical metal ring 11 which is arranged concentrically in the plastic material.
  • the retaining ring 10 Adjacent to the outer circumference 12, the retaining ring 10 has an axially projecting circumferential collar 14, in which threaded bushings 16 are arranged at regular intervals.
  • the threaded bushings IS are used to fasten the retaining ring in the chemical-mechanical polishing device and preferably form part of the metal ring 11.
  • the opposite side of the collar 14 of the retaining ring 10 forms a support surface 18 with which the retaining ring 10 rests on a polishing surface of the same during operation of the polishing device.
  • FIG. 1B shows the retaining ring 10 according to the invention along the section line A-A in FIG. 1A.
  • Figure IC shows an enlarged detail from the sectional view of Figure IB.
  • FIG. 1D shows the retaining ring 10 according to the invention again in a perspective view.
  • the circumferential collar 14 has a recess 20 on its surface facing the polishing device, in which a complementary projection engages in the assembled state on the part of the polishing device in order to facilitate the correct angular orientation of the retaining ring 10 with respect to the polishing device, so that the threaded bushings 16 automatically match them Breakthroughs on the side of the polishing device, through which the bolts protrude, can be achieved.
  • FIGS. 2A to 2D A further embodiment is shown in FIGS. 2A to 2D in the form of a retaining ring 30.
  • the structure of the retaining ring 30 differs from the structure of the retaining ring 10 in particular in that an annular disk-shaped metal ring 32 is embedded therein as a reinforcing element for the plastic material.
  • the metal ring is arranged concentrically with the retaining ring 30 and is preferably made from a perforated sheet material.
  • the plastic material will pass through the perforations in the perforated material and thus lead to a form-fitting anchoring of the metal ring 32 in the retaining ring 30.
  • the retaining ring 30 also has on its side facing the polishing device a collar 34 which projects in the axial direction and which is arranged adjacent to the outer circumferential surface 36 of the retaining ring 30. In the region of the collar 34, threaded bushings 40 are arranged at regular angular intervals, by means of which the retaining ring 30 can be mounted in the polishing device.
  • the collar 34 has a recess 42 into which a projection engages on the part of the polishing device and thus ensures that the retaining ring 30 is mounted at the correct angle.
  • the plastic material can be selected from a large spectrum and in particular can be optimized to the requirements of abrasion or abrasion resistance with respect to the polishing surface of the polishing device.
  • the rigidity of the retaining ring 30 is essentially ensured here by the strength and geometric integrity of the metal ring 32 (ring disk).
  • the metal ring 32 can serve to support the threaded bushings 40, so that the metal ring 32 can be prefabricated with the threaded bushings 40, inserted into an injection mold and then overmolded with plastic - due to the fact that the metal ring 32 is essentially completely made of the plastic material of the retaining ring 30, the metallic material from which the metal ring 32 is made can also be selected from a wide range of materials, since this barely or not at all with the chemical agents used for the chemical mechanical polishing of the semiconductor wafers become in contact. Corrosion problems are therefore not to be expected.
  • FIG. 3 shows an enlarged detail in a sectional view of a variant of the retaining ring of FIG. 2, the metal ring 32 remaining uncovered by the plastic material on its side facing the device.
  • FIGS. 4A and 4B show a further variant of the retaining ring according to the invention, in which the retaining ring 50, in addition to a metal ring carrying the threaded bushings 56 (otherwise not shown in detail), consists of a first ring part 52 made of plastic material and a second ring part 54 made of a further plastic material is made.
  • the first ring part 52 and the second ring part 54 are connected to one another via the contact layer 58, the surfaces of the first and second ring parts 52 and 54 being essentially identical in the radial direction.
  • the contact layer 58 is formed when the first and second ring portions 52 and 54 are friction welded together to form an integral structure.
  • the contact layer 58 can be formed if the first and the second ring part are produced simultaneously in a two-component injection molding process and the plastic materials of the first and second ring part come into contact with one another. While the plastic material for the first ring part is selected in such a way that it offers the highest possible stability for the retaining ring, and in so far as it supports the stabilizing function of the metal ring, the second plastic material is selected in order to optimize the abrasion and tribological properties of the retaining ring.
  • the first plastic material is preferably a reinforced plastic material, while the second plastic material preferably contains no or only a small proportion of reinforcing components.
  • the second plastic material from which the second ring part is formed contains parts of components which reduce the abrasion, since this ring part is designed to make contact with the polishing surface of the polishing device.
  • the plastic resins used for the first and second plastic materials to form the first and second ring part can be the same or different and form a matrix in which the reinforcement or abrasion-reducing material is embedded.
  • the plastic resin that forms the matrix for the first and second plastic material of the first and second ring parts will be the same. This has advantages in particular in friction welding, but also in two-component spraying processes.
  • FIGS. 5A and 5B show a further embodiment of the present invention with a retaining ring 60 which contains a metal ring 62 which is embedded in plastic material 64.
  • the metal ring 62 is preferably made of steel and has a coating 66 made of metal balls, preferably balls made of copper or a copper alloy, on a surface which is in contact with the plastic material 64. These metal spheres are on the surface in an open-pore structure with microscopic spaces. Men deposited, which allow the plastic material flows into the cavities or gaps between the individual balls of the coating 66 when the metal ring 62 is encapsulated and thereby creates a mechanical connection between the plastic material 64 and the metal of the metal ring 62.
  • the surface area of the metal ring 62 which carries the coating 66 is preferably delimited by an edge 68, the height of which is, for example, 1 mm.
  • a multilayer coating 66 made of metal spheres with an average diameter of 400 to 500 ⁇ m is then built up within this edge, so that there is a sufficiently deep layer of the coating into which plastic material can flow.
  • the coating could also be implemented as a so-called monolayer.
  • the plastic part 64 of the retaining ring 60 is made up of two layers, similar to what is shown in connection with FIGS. 4A and 4B, ie it becomes a carrier layer and a wear layer made of plastic materials, the plastic materials can then be selected depending on their function, as described above.

Abstract

According to the invention, an economical and long-lasting mounting ring (10), for retaining semiconductor wafers in a chemomechanical polishing device may be produced, whereby a mounting ring (10), made from a plastic material, is used, which encloses a metal ring (11), arranged concentrically therein. On a first front face, the mounting ring (10) comprises a support surface (18), for support of the mounting ring on a polishing surface of the polishing device and which comprises mounting elements on the side opposed to the first front face in the axial direction, by means of which the mounting ring may be assembled in the polishing device.

Description

HALTERING ZUM HALTEN VON HALBLEITERWAFERN IN EINER CHEMISCH-MECHANISCHEN POLIERVORRICHTUNC HOLDING RING FOR HOLDING SEMICONDUCTOR WAFERS IN A CHEMICAL-MECHANICAL POLISHING APPARATUS
Die Erfindung betrifft einen Haltering zum Halten von Halbleiterwafern in einer chemisch-mechanischen Poliervorrichtung, wie sie beispielsweise in dem US-Patent Nr. 6,251,215 beschrieben ist.The invention relates to a retaining ring for holding semiconductor wafers in a chemical mechanical polishing device, as described, for example, in US Pat. No. 6,251,215.
Heutzutage werden integrierte Schaltkreise typischerweise auf Halbleiters ubstraten, insbesondere Siliziumwafern, hergestellt, wobei nacheinander leitende, halbleitende und isolierende Schichten auf dem Wafer abgeschieden werd en. Nachdem jede Schicht abgelagert ist, wird geätzt, um die Schaltkreisfunkfcionen zu realisieren. Nachdem eine Reihe von Lagen sequenziell gelagert und geätzt wurde, wird die oberste Oberfläche des Halbleitersubstrates, d.h. die außenliegende Oberfläche des Substrates, mehr und mehr uneben. Diese unebene Oberfläche bereitet in photolitographischen Schritten beim Herstellungsprozess der integrierten Schaltkreise Probleme. Deshalb besteht die Notwendigkeit im mer wieder, die Oberfläche des Halbleitersubstrates plan zu machen bzw. einzuebnen.Nowadays, integrated circuits are typically produced on semiconductor substrates, in particular silicon wafers, with conductive, semiconducting and insulating layers being deposited on the wafer in succession. After each layer is deposited, etching is carried out to implement the circuit functions. After a series of layers have been sequentially stored and etched, the top surface of the semiconductor substrate, i.e. the outer surface of the substrate, more and more uneven. This uneven surface causes problems in photolithographic steps in the manufacturing process of the integrated circuits. Therefore, there is always a need to make the surface of the semiconductor substrate flat.
Hierfür stellt das sogenannte chemisch-mechanische Polieren (CMP) eine der anerkannten Methoden dar. Dieses Verfahren zur Erzielung der Planheit verl angt typischerweise, dass das Substrat, d.h. der Halbleiterwafer, auf einem Träger oder auch Polierkopf montiert wird. Die freiliegende Oberfläche des Substrates wird dann gegen eine rotierende Polierscheibe gedrückt. Über den Trägerkopf wird eine geregelte Kraft auf das Substrat ausgeübt, um dieses gegen die Polierscheibe zu drücken. Ein Poliermittel, welches mindestens ein chemisch reaktives Agens und abrasive Partikel enthält, wird auf die Oberfläche der Polierscheibe gegeben.For this purpose, so-called chemical mechanical polishing (CMP) is one of the recognized methods. This method of achieving flatness typically requires that the substrate, ie the semiconductor wafer, be mounted on a carrier or polishing head. The exposed surface of the substrate is then pressed against a rotating polishing disc. Over the carrier head a controlled force is applied to the substrate to press it against the polishing pad. A polishing agent which contains at least one chemically reactive agent and abrasive particles is placed on the surface of the polishing wheel.
Ein immer wiederkehrendes Problem in dem CMP-Verfahren ist der sogenannte Randeffekt, d.h. die Tendenz, den Rand des Substrates, welches zu polieren ist, mit einer anderen Geschwindigkeit als die Mitte des Substrates zu polieren. Daraus resultiert typischerweise ein Zuviel an Polieren am Rand, d.h. hier wird zuviel Material vom Rand abgetragen, insbesondere bei den äußersten 5 bis 10 mm eines Wafers von 200 mm im Durchmesser.A recurrent problem in the CMP process is the so-called edge effect, i.e. the tendency to polish the edge of the substrate to be polished at a different speed than the center of the substrate. This typically results in too much edge polishing, i.e. too much material is removed from the edge here, especially in the outermost 5 to 10 mm of a wafer with a diameter of 200 mm.
Das Zuviel an Polieren reduziert die Ebenheit des Substrates über das Gesamte gesehen und macht den Rand des Substrates ungeeignet für die Herstellung von integrierten Schaltkreisen und verringert somit die Prozessausbeute.Too much polishing reduces the flatness of the substrate as a whole and makes the edge of the substrate unsuitable for the production of integrated circuits and thus reduces the process yield.
Zur Lösung dieses Problemes schlägt die US-Patentschrift Nr. 6,251,215 vor, den Haltering zweiteilig zu gestalten, wobei ein Teil aus einem steifen Material hergestellt ist, nämlich einem Metallteil, und ein zweiter Teil aus einem Kunststoffmaterial, welches eine geringere Steifigkeit aufweist, so dass es zum Einen abrasiv belastbar ist und zum Anderen in Kontakt mit dem Halbleiterwafer dieses nicht beschädigen kann.To solve this problem, US Pat. No. 6,251,215 proposes to design the retaining ring in two parts, one part being made from a rigid material, namely a metal part, and a second part made from a plastic material which has a lower rigidity, so that on the one hand it is abrasive and on the other hand in contact with the semiconductor wafer it cannot damage it.
Auf Grund der Randbedingungen beim chemisch-mechanischen Polieren schlägt die US-Patentschrift Nr. 6,251,215 vor, den Kunststoffteil des Halteringes und den Metallring mit einem Epoxykleber miteinander zu verbinden. Alternativ wird vorgeschlagen, die beiden Teile im Presssitz miteinander zu verbinden.Due to the boundary conditions in chemical mechanical polishing, US Pat. No. 6,251,215 proposes to connect the plastic part of the retaining ring and the metal ring to one another with an epoxy adhesive. Alternatively, it is proposed to press-fit the two parts together.
In der Praxis erweisen sich beide Lösungen als unzureichend. Während bei der Verbindung der beiden Teile miteinander mittels Epoxykleber das Kunststoffteil sicher an dem Metallteil gehalten wird, bereitet die Aufarbeitung des Halteringes nach einer gewissen Abrasion des Kunststoffteiles Probleme. In der derzeitigen Praxis müssen die kompletten Halteringe an den Hersteller eingeschickt werden, wo das Kunststoffteil mechanisch entfernt wird und nachfolgend die Klebereste von dem Metallteil durch Aufheizen auf ca. 200 °C thermisch zersetzt werden. Danach muss das Metallteil sandgestrahlt werden, um letzte Reste des Klebstoffes zu entfernen, und erst dann kann wieder ein neuer Kunststoffring aufgeklebt werden.In practice, both solutions prove to be insufficient. While the plastic part is held securely on the metal part when the two parts are connected to one another by means of epoxy adhesive, the refurbishment of the retaining ring causes problems after the plastic part has been abraded to a certain extent. In current practice, the complete retaining rings have to be sent to the manufacturer, where the plastic part is mechanically removed and the adhesive residues from the metal part are subsequently thermally decomposed by heating to approx. 200 ° C. Then the metal part has to be sandblasted to remove the last residues of the adhesive, and only then can a new plastic ring be stuck on again.
Auf Grund dieser zeit- und kostenintensiven Prozedur werden die Halteringe als solche sehr teuer. Hinzu kommt, dass die metallischen Halteelemente, die von den Produktionskosten her teurer sind als die Kunststoffelemente, nur eine geringe Zahl an Zyklen überstehen, insbesondere wegen der Temperaturbehandlung beim thermischen Abbau des Klebstoffes und der nachfolgend notwendigen Sandstrahlbehandlung.Because of this time-consuming and costly procedure, the retaining rings as such become very expensive. In addition, the metallic holding elements, which are more expensive than the plastic elements in terms of production costs, only survive a small number of cycles, in particular because of the temperature treatment during thermal degradation of the adhesive and the sandblasting treatment subsequently required.
Einfacher ist der Austausch eines verbrauchten Kunststoffringes bei der Verbindung von Metallteil und Kunststoffteil über einen Presssitz, jedoch stellt sich hier heraus, dass der Presssitz als Verbindung von Kunststoff- und Metallteil ungeeignet ist, um den beim Polierprozess auftretenden Kräften sicher zu widerstehen.It is easier to replace a used plastic ring when connecting the metal part and plastic part using a press fit, but it turns out here that the press fit is unsuitable as a connection between the plastic and metal part in order to reliably withstand the forces that occur during the polishing process.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Haltering vorzuschlagen, der vorstehend genannte Probleme vermeidet.The object of the present invention is to propose a retaining ring which avoids the aforementioned problems.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Haltering einen Metallring umfasst, welcher in diesem konzentrisch angeordnet ist, und im übrigen aus Kunststoffmaterial hergestellt ist, wobei der Haltering auf einer ersten Stirnseite eine Auflagefläche zur Auflage des Halteringes auf einer Polieroberfläche der Poliervorrichtung und auf der in Axialrichtung zur ersten Stirnseite ent- gegengesetzt liegenden Seite Montageelemente umfasst, mittels welchen der Haltering in der Poliervorrichtung montierbar ist.This object is achieved in that the retaining ring comprises a metal ring, which is arranged concentrically therein, and is otherwise made of plastic material, the retaining ring on a first end face a support surface for supporting the retaining ring on a polishing surface of the polishing device and on the in the axial direction to the first face opposite side comprises mounting elements, by means of which the retaining ring can be mounted in the polishing device.
Die erfindungsgemäße Konstruktion des Halteringes erlaubt eine kostengünstige Fertigung, so dass nach einem übermäßigen Verschleiß der Haltering als Ganzes weggeworfen werden kann.The construction of the retaining ring according to the invention permits cost-effective production, so that the retaining ring as a whole can be thrown away after excessive wear.
Um bei dem Haltering eine ausreichende Festigkeit zu realisieren, die sicherstellt, dass der Haltering in seiner Geometrie beim Poliervorgang nicht deformiert wird und dadurch zu einem unebenmäßigen Abtrag auf der Halbleiterwafer führt, wird der Metallring in das Kunststoffmaterial eingebettet und das Kunststoffmaterial entsprechend seinen mechanischen Eigenschaften ausgewählt.In order to achieve sufficient strength in the retaining ring, which ensures that the geometry of the retaining ring is not deformed during the polishing process and thus leads to an uneven removal on the semiconductor wafer, the metal ring is embedded in the plastic material and the plastic material is selected according to its mechanical properties ,
Das Kunststoffmaterial kann beispielsweise ein Thermoplast, ein Duroplast, ein Elastomer und/oder eine Kunststoffmischung umfassen.The plastic material can comprise, for example, a thermoplastic, a thermoset, an elastomer and / or a plastic mixture.
Eine wesentlich größere Palette an Kunststoffmaterialen steht dann zur Verfügung, wenn man das Kunststoffmaterial mindestens bereichsweise in verstärkter, insbesondere in faserverstärkter Form einsetzt.A significantly larger range of plastic materials is available if the plastic material is used in reinforced, at least in some areas, in particular in fiber-reinforced form.
Hierbei ist es dann wünschenswert, wenn man das Kunststoffmaterial benachbart zu seiner ersten Stirnseite, d.h. der Seite, die die Auflagefläche zur Auflage des Halteringes auf einer Polieroberfläche der Poliervorrichtung bildet, ohne Verstärkungsstoffe oder mit einem geringeren Gehalt an Verstärkungsstoffen versieht als an seiner die Montageelemente umfassenden Seite.It is then desirable to have the plastic material adjacent to its first face, i.e. the side which forms the support surface for supporting the retaining ring on a polishing surface of the polishing device, without reinforcing materials or with a lower content of reinforcing materials than on its side comprising the mounting elements.
Dadurch erhält man in dem Bereich, der an der Poliervorrichtung gehalten wird, einen Teilbereich, der eine erhöhte mechanische Stabilität aufweist und der den Haltering in seiner Geometrie insgesamt stabilisiert. Auf der Seite, auf der der abrasive Verschleiß stattfindet, weist dann der Haltering geringere Festigkeiten auf und ist insbesondere weniger hart, so dass ein Kontakt zwischen den zu bearbeitenden Halbleiterwafern und dem Kunststoffmaterial für die Wafer schonender ist.In this way, in the area that is held on the polishing device, a partial area is obtained that has increased mechanical stability and that stabilizes the overall shape of the retaining ring. On the side on which the abrasive wear takes place, the retaining ring then has lower strengths and is in particular less hard, so that contact between the semiconductor wafers to be processed and the plastic material for the wafers is gentler.
Um den Verschleiß zu reduzieren bzw. die tribologischen Eigenschaften zu optimieren, können dem Kunststoffmaterial reib- und/oder verschleißmindernde Zusatzstoffe zugemischt werden, beispielsweise PTFE, Polyimid, Molybdändisulfid, Graphit, Bornitrid, Nanopartikel oder dergleichen.In order to reduce wear or to optimize the tribological properties, friction and / or wear-reducing additives, for example PTFE, polyimide, molybdenum disulfide, graphite, boron nitride, nanoparticles or the like, can be mixed into the plastic material.
Vorstellbar ist schließlich auch, dass sich die Verstärkungsstoffe auf einen Kernbereich des Halteringes beschränken, insbesondere den Bereich, in dem dann auch die Montageelemente angeordnet sind. Dies verleiht dem Haltering zusätzlich Steifigkeit und geometrische Integrität auch bei einseitigen Belastungen, während ein Kontakt des Halteringes mit dem Wafer nicht zu einer Beschädigung des Wafers führen kann, da der Wafer nur mit den weicheren Kunststoffmaterialien in Berührung kommt.Finally, it is also conceivable that the reinforcing materials are limited to a core area of the retaining ring, in particular the area in which the assembly elements are then also arranged. This gives the holding ring additional rigidity and geometric integrity even under one-sided loads, while contact of the holding ring with the wafer cannot damage the wafer, since the wafer only comes into contact with the softer plastic materials.
Zunächst sorgt allerdings bereits der Metallring für die notwendige Steifigkeit und geometrische Integrität des Halteringes, während wiederum dem umgebenden Kunststoffmaterial die Funktion bleibt, dass die zu bearbeitende Halbleiterwafer keiner mechanischen Beschädigung ausgesetzt wird.First of all, however, the metal ring already provides the necessary rigidity and geometric integrity of the retaining ring, while the surrounding plastic material again has the function that the semiconductor wafer to be processed is not exposed to mechanical damage.
Bevorzugt werden die Montageelemente an dem Metallring gehalten sein, so dass diese, die ja der Montage des Halteringes an der Poliervorrichtung dienen, eine exakte Anlage des Halteringes an der Poliervorrichtung sicherstellen und so die geometrische Struktur des Halteringes nochmals zusätzlich sichern.The mounting elements are preferably held on the metal ring, so that these, which are used for mounting the retaining ring on the polishing device, ensure an exact contact of the holding ring with the polishing device and thus additionally secure the geometric structure of the retaining ring.
Der Metallring, der von dem Kunststoffmaterial umgeben ist, kann insbesondere an der Oberseite, d.h. an der Seite des Halteringes, die der Poliervorrichtung zugewandt ist, unbedeckt bleiben, da hier kein Kontakt mit dem Wafermaterial zu besorgen ist. Ebenso ist diese Seite des Halteringes wenig bis gar nicht den chemischen Agentien des chemisch-mechanischen Poliervorganges ausgesetzt.The metal ring which is surrounded by the plastic material can remain uncovered, in particular on the upper side, ie on the side of the holding ring which faces the polishing device, since there is no contact with the wafer material here is concerned. This side of the retaining ring is also exposed to the chemical agents of the chemical mechanical polishing process only slightly or not at all.
Möglich ist allerdings auch eine vollständige Ummantelung des Metallringes von dem Kunststoffmaterial, da so eine größere Palette an metallischen Materialien zur Herstellung des Metallringes zur Verfügung steht, da das metallische Material von dem Kunststoffmaterial gegenüber einem chemischen Angriff durch die bei dem chemisch-mechanischen Polieren verwendeten Agentien vollständig geschützt ist.However, it is also possible to completely encase the metal ring from the plastic material, since a greater range of metallic materials is available for producing the metal ring, since the metallic material from the plastic material prevents chemical attack by the agents used in chemical mechanical polishing is fully protected.
Die einfachste Form für den Metallring zur Verstärkung des Halteringes ist ein Metallblechring. Dieser kann insbesondere gelocht oder allgemein mit Durchbrechungen versehen sein, so dass durch das durch die Durch brüche durchgehende Kunststoffmaterial ein Formschluss zwischen dem Kunststoffmaterial und dem Metallring erfolgt.The simplest form for the metal ring to reinforce the retaining ring is a sheet metal ring. This can in particular be perforated or generally provided with openings, so that a positive connection between the plastic material and the metal ring takes place through the through-going plastic material.
Da die Steifigkeit des Halteringes insbesondere in Axialrichtung von großer Bedeutung ist, wird ein Metallblechring bevorzugt, der eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist, d.h. in Form einer Zylinderwandung verwendet.Since the rigidity of the retaining ring is particularly important in the axial direction, a sheet metal ring is preferred which has an essentially cylindrical shape, i.e. used in the form of a cylinder wall.
Alternativ können auch Ringscheiben aus Metall zum Einsatz kommen, wobei dann eine größere Dicke des Blechmaterials erforderlich sein kann.Alternatively, metal washers can also be used, in which case a greater thickness of the sheet metal material may be required.
Bevorzugt wird die Oberfläche des Metallrings, welche mit dem Kunststoffmaterial in Kontakt steht, mindestens in Teilbereichen mit einer Oberflächenrauigkeit versehen, sodass eine dauerhaftere Verbindung zwischen Mietall und Kunststoff möglich wird.The surface of the metal ring, which is in contact with the plastic material, is preferably provided with a surface roughness, at least in some areas, so that a more permanent connection between the rental material and plastic is possible.
Die Oberflächenrauigkeit der Teilbereiche kann durch Vertiefungen, Hinterschnei- dungen, Hohlräume oder dergleichen gebildet werden. Besonders bevorzugt wird die Oberflächenrauigkeit durch auf die Oberfläche des Metallrings aufgetragene mikroskopische Metallkügelchen gebildet.The surface roughness of the partial areas can be formed by depressions, undercuts, cavities or the like. Is particularly preferred the surface roughness is formed by microscopic metal spheres applied to the surface of the metal ring.
Häufig werden als Metallringe Ringe aus Stahl verwendet, wobei das Auftragen von Metallkügelchen mit anderen metallischen Materialien vorgenommen werden kann, beispielsweise Kupfer oder Kupferlegierungen.Rings made of steel are frequently used as metal rings, it being possible for metal spheres to be applied with other metallic materials, for example copper or copper alloys.
Die Metallkügelchen, die zur Bildung der Oberflächenrauigkeit verwendet werden, haben bevorzugt einen mittleren Durchmesser von 300 bis 600 μm. Weiter bevorzugt weisen die Metallkügelchen einen mittleren Durchmesser von 400 bis 500 μm. Diese Größen der Metallkügelchen stellen sicher, dass die Poren der so gebildeten Beschichtung groß genug sind, sodass Kunststoffmaterial beim Um- spritzen des Rings ohne Probleme hier einfließen kann und so zu einer mechanischen Verbindung zwischen Metall und Kunststoff führt. Andererseits sind die Kü- gelchen ausreichend klein, um eine regelmäßige Beschichtung, d.h. auch eine im Wesentlichen ebene Beschichtung des Metallrings zu ermöglichen, sodass dessen Geometrie im Wesentlichen unverändert bleibt. Die Metallkügelchen können als einlagige Beschichtung, als so genannte Monolayer auf der Oberfläche des Metallrings aufgebracht werden, oder aber auch als mehrlagige Beschichtung, insbesondere 3- oder mehrlagig.The metal spheres used to form the surface roughness preferably have an average diameter of 300 to 600 μm. The metal balls more preferably have an average diameter of 400 to 500 μm. These sizes of the metal spheres ensure that the pores of the coating formed in this way are large enough so that plastic material can flow in without any problems when the ring is encapsulated and thus leads to a mechanical connection between metal and plastic. On the other hand, the beads are sufficiently small to allow regular coating, i.e. also to enable an essentially flat coating of the metal ring, so that its geometry remains essentially unchanged. The metal spheres can be applied as a single-layer coating, as a so-called monolayer, on the surface of the metal ring, or else as a multi-layer coating, in particular 3 or more layers.
Die Dicke der Besc ichtung wird vorzugsweise 600 μm oder mehr betragen, wobei bei mehrlagigen Beschichtungen eine Dicke der Beschichtung von 1 mm häufig bereits ausreicht. Größere Schichtdicken sind allerdings nicht nachteilig.The thickness of the coating will preferably be 600 μm or more, with a thickness of the coating of 1 mm often already being sufficient in the case of multilayer coatings. However, larger layer thicknesses are not disadvantageous.
Werden nur Teilbereiche der Oberfläche des Metallrings mit der Oberflächenrauigkeit versehen und werden Metallkügelchen zur Erzeugung der Oberflächenrauigkeit verwendet, werden die Teilbereiche der Oberfläche des Metallrings bevorzugt von einem Rand gegenüber anderen Oberflächenbereichen abgegrenzt. Der Rand hat dann im Wesentlichen die Hö he, die der Dicke der Beschichtung mit Metallkügelchen entspricht.If only partial areas of the surface of the metal ring are provided with the surface roughness and metal spheres are used to produce the surface roughness, the partial areas of the surface of the metal ring are preferably delimited from one edge with respect to other surface areas. The Edge then has essentially the height that corresponds to the thickness of the coating with metal balls.
Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform wird der Teil des Halterings, der aus Kunststoffmaterial hergestellt ist, zweilagig aufgebaut, mit einer Verschleiß - läge und einer die Verschleißlage haltenden Trägerlage.In a further preferred embodiment, the part of the retaining ring which is made of plastic material is constructed in two layers, with a wear layer and a carrier layer holding the wear layer.
Dies hat den Vorteil, dass die Materialien für die Verschleißlage und die Trägerlage unabhängig und jeweils mit beson derem Bezug zu ihrer Funktion ausgewählt werden können, sodass letztendlich die für die jeweilige Funktion kostengünstigsten Lösungen für die Zusammensetzun g des Kunststoffmaterials gefunden werden können.This has the advantage that the materials for the wear layer and the carrier layer can be selected independently and with particular reference to their function, so that ultimately the most cost-effective solutions for the composition of the plastic material can be found for the respective function.
In diesem Fall wird bevorzugt die Verschleißlage und die Trägerlage mit einer planen Kontaktfläche aneinander anliegen, sodass diese beispielsweise sehr einfach miteinander verklebt werden können. Da die Verklebung häufig Probleme mit sich bringt, insbesondere in der Umgebung, in der die Halteringe eingesetzt werden, wird weiter bevorzugt die Verschleißlag e und die Trägerlage miteinander reibverschweißt, sodass hier keine Klebemittel schicht vorzusehen ist, die häufig ein Schwachpunkt im Verbund von Verschleiß- und Trägerlage darstellt.In this case, the wear layer and the carrier layer are preferably in contact with one another with a flat contact surface, so that they can be glued to one another very easily, for example. Since the bonding often brings problems, especially in the environment in which the retaining rings are used, the wear layer and the support layer are further preferably welded to one another, so that there is no adhesive layer to be provided here, which is often a weak point in the combination of wear and tear. and carrier layer.
Eine Alternative hierzu liegt darin, die Verschleißlage und die Trägerlage gemein sam in einem Zweikomponentenspritzverfahren herzustellen.An alternative to this is to produce the wear layer and the carrier layer together in a two-component injection molding process.
Hier entstehen Verschleißlage und Träg erlage gemeinsam als einstückiges Bauteil.Here the wear layer and the carrier layer are created together as a one-piece component.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines Halterings, wie er bereits vorstehend im Einzelnen beschrieben wurde. Hier wird ein vorgefertigter Metallring mit Kunststoffrnaterial umspritzt, sodass mindestens ein Oberflächenbereich des Metallrings in Kontakt mit dem Kunststoffmaterial steht, wobei mindestens ein Teil des Oberflächenbereichs vorbehandelt wird, um eine Oberflächenrauigkeit zu schaffen.The invention further relates to a method for producing a retaining ring, as has already been described in detail above. Here a prefabricated metal ring is encapsulated with plastic material, so that at least one Surface area of the metal ring is in contact with the plastic material, at least part of the surface area being pretreated to create a surface roughness.
Die Oberflächenrauigkeit des Oberflächenbereichs des Metallrings wird vorzugsweise mittels chemischen Ätzen, Plasmaätzen, Sandstrahlen oder Metallspritzen erzeugt. Besonders bevorzugt ist das Metallspritzen, mit dem Mikro-Metallkügel- chen auf den Oberflächenbereich des Metallrings aufgebracht werden können.The surface roughness of the surface area of the metal ring is preferably generated by means of chemical etching, plasma etching, sandblasting or metal spraying. Metal spraying, with which micro-metal spheres can be applied to the surface area of the metal ring, is particularly preferred.
Bevorzugt wird mittels Metallspritzen eine offenporige Beschichtung auf dem Teil des Oberflächenbereichs erzeugt, der die Oberflächenrauigkeit aufweisen soll, wobei hier im Gegensatz zu den üblichen Beschichteverfahren, die mit Metallspritzen arbeiten, anders vorgegangen wird. Bei letzteren wird in der Regel versucht, eine deckende Metallschicht zu erzeugen, um die darunter liegenden Materialien zu schützen. Im Gegensatz hierzu wird eine offenporige Beschichtung mittels Metallspritzen im Sinne der vorliegenden Erfindung angestrebt, damit beim Umspritzen des Metallrings mit Kunststoffmaterial Kunststoffmaterial in die offenen Poren der Beschichtung einfließt und so eine ausreichende mechanische Verbindung zwischen dem Metall des Metallrings und dem Kunststoff des restlichen Haltringes erzielt wird.An open-pore coating is preferably produced on the part of the surface area which is to have the surface roughness by means of metal spraying, in contrast to the conventional coating methods which work with metal spraying, the procedure is different. The latter generally attempts to create a covering metal layer to protect the underlying materials. In contrast to this, an open-pore coating by means of metal spraying is sought in the sense of the present invention, so that plastic material flows into the open pores of the coating when the metal ring is encapsulated with plastic material and an adequate mechanical connection is thus achieved between the metal of the metal ring and the plastic of the rest of the retaining ring ,
Die Dicke der Beschichtung ist bevorzugt mindestens 600 μm oder weiter bevorzugt 1 mm oder mehr, wobei wie im Vorhinein erläutert, sehr viel größere Schichtdicken als 1 mm keine größeren Vorteile bringen.The thickness of the coating is preferably at least 600 μm or more preferably 1 mm or more, and as explained in advance, very much greater layer thicknesses than 1 mm bring no greater advantages.
Das Metallspritzverfahren wird so durchgeführt, dass die mikroskopischen Kügel- chen bevorzugt einen mittleren Durchmesser von 300 bis 600 μm aufweisen, weiter bevorzugt einen mittleren Durchmesser von 400 bis 500 μm. Beim Umspritzen des Metallrings mit dem Oberflächenbereich mit Oberflächenrauigkeit mit Kunststoffmaterial wird darauf geachtet, dass das Kunststoffmaterial in die mikroskopischen Vertiefungen, Hinterschneidungen und/oder Hohlräume oder in die offenen Poren der Beschichtung ein fließen kann. Beabsichtigt man eine Auswechselbarkeit des Kunststoffmaterials gegenüber dem Metallring, dann wird vorzugsweise darauf geachtet, dass die offenen Poren, bzw. Hohlräume und Hinterschneidungen nicht vollständig von dem Kun ststoffmaterial ausgefüllt werden, sodass sich dann ein leichteres Ablösen des KZunststoffteils von dem Metallring und eine erneute Bestückung realisieren lässt.The metal spraying process is carried out in such a way that the microscopic spheres preferably have an average diameter of 300 to 600 μm, more preferably an average diameter of 400 to 500 μm. When encapsulating the metal ring with the surface area with surface roughness with plastic material, care is taken that the plastic material can flow into the microscopic depressions, undercuts and / or cavities or into the open pores of the coating. If the intention is to replace the plastic material with the metal ring, then it is preferably ensured that the open pores, or cavities and undercuts are not completely filled with the plastic material, so that the plastic part can be more easily detached from the metal ring and replaced can be realized.
Diese und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen noch näher erläutert. Es zei gen im Einzelnen:These and other advantages of the present invention are explained in more detail below with reference to the drawings. It shows in detail:
Figuren 1A - 1D: eine erste Ausführungsform e ines Halterings der vorliegenden Erfindung;Figures 1A-1D: a first embodiment of a retaining ring of the present invention;
Figuren 2A - 2D: eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halteringes;FIGS. 2A-2D: a further embodiment of the retaining ring according to the invention;
Figur 3: ein vergrößertes Detail in Sch nittdarstellung einer Variante der Ausführungsform der Figu r 2;FIG. 3: an enlarged detail in a sectional representation of a variant of the embodiment of FIG. 2;
Figuren 4A und 4B eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halterings;FIGS. 4A and 4B show a further embodiment of the retaining ring according to the invention;
Figuren 5A und 5B: eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halterings.Figures 5A and 5B: another embodiment of the retaining ring according to the invention.
Die Figuren 1A bis 1D zeigen einen erfindungsgemäßen Haltering 10, der aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial hergestellt ist und der im Wesentlichen einen Rechteck-Querschnitt aufweist. Der Haltering L O weist einen zylindrischen Metallring 11 auf, der konzentrisch in dem KunststofPmaterial angeordnet ist.FIGS. 1A to 1D show a retaining ring 10 according to the invention, which is made of a fiber-reinforced plastic material and which essentially has a rectangular cross section. The retaining ring LO has a cylindrical metal ring 11 which is arranged concentrically in the plastic material.
Benachbart zum Außenumfang 12 weist der Haltering 10 einen axial abstehenden umlaufenden Bund 14 auf, in den in regelmäßigen Wi nkelabständen Gewindebuchsen 16 angeordnet sind. Die Gewindebuchsen IS dienen zur Befestigung des Halteringes in der chemisch-mechanischen Poliervorrϊchtung und bilden vorzugsweise einen Teil des Metallrings 11.Adjacent to the outer circumference 12, the retaining ring 10 has an axially projecting circumferential collar 14, in which threaded bushings 16 are arranged at regular intervals. The threaded bushings IS are used to fasten the retaining ring in the chemical-mechanical polishing device and preferably form part of the metal ring 11.
Die dem Bund 14 gegenüber liegende Seite des Halte ringes 10 bildet eine Auflagefläche 18, mit der der Haltering 10 im Betrieb der Poliervorrichtung auf einer Polierfläche derselben aufliegt.The opposite side of the collar 14 of the retaining ring 10 forms a support surface 18 with which the retaining ring 10 rests on a polishing surface of the same during operation of the polishing device.
Aufgrund der kostengünstigen Fertigung des Halteringes 10 aus Kunststoff und und dem Metallring 11 kann dieser nach einem Verschleiß der Auflagefläche 18 problemlos insgesamt entsorgt werden, und es entfällt das Problem der Wiederverwendung von Teilen des Halteringes 10.Due to the inexpensive manufacture of the retaining ring 10 made of plastic and the metal ring 11, this can be disposed of easily after the bearing surface 18 has worn out, and the problem of reusing parts of the retaining ring 10 is eliminated.
Figur 1B zeigt den erfindungsgemäßen Haltering 10 entlang der Schnittlinie A-A in Figur 1A. Figur IC zeigt eine Detailvergrößerung au s der Schnittdarstellung der Figur IB. In Figur 1D schließlich ist der erfindungsgernäße Haltering 10 nochmals in perspektivischer Darstellung gezeigt.FIG. 1B shows the retaining ring 10 according to the invention along the section line A-A in FIG. 1A. Figure IC shows an enlarged detail from the sectional view of Figure IB. Finally, FIG. 1D shows the retaining ring 10 according to the invention again in a perspective view.
Der umlaufende Bund 14 weist auf seiner zur Poliervorrichtung hinweisenden Oberfläche eine Ausnehmung 20 auf, in welcher im montierten Zustand seitens der Poliervorrichtung ein komplementärer Vorsprung eingreift, um die winkelrichtige Orientierung des Halteringes 10 gegenüber der Poliervorrichtung zu erleichtern, so dass die Gewindebuchsen 16 automatisch mit entsprechenden Durchbrüchen auf Seiten der Poliervorrichtung, durch die Schra ubbolzen hindurchragen, erzielt werden kann. Eine weitere Ausführungsform ist in den Figuren 2A bis 2D gezeigt in Form eines Halteringes 30. Der Aufbau des Halteringes 30 unterscheidet sich von dem Aufbau des Halteringes 10 insbesondere dadurch, dass hier als Ve rstärkungselement für das Kunststoffmaterial in dieses ein ringscheibenförmiger Metallring 32 eingebettet ist. Der Metallring ist konzentrisch zu dem Haltering 30 angeordnet und bevorzugt aus einem Lochblechmaterial gefertigt.The circumferential collar 14 has a recess 20 on its surface facing the polishing device, in which a complementary projection engages in the assembled state on the part of the polishing device in order to facilitate the correct angular orientation of the retaining ring 10 with respect to the polishing device, so that the threaded bushings 16 automatically match them Breakthroughs on the side of the polishing device, through which the bolts protrude, can be achieved. A further embodiment is shown in FIGS. 2A to 2D in the form of a retaining ring 30. The structure of the retaining ring 30 differs from the structure of the retaining ring 10 in particular in that an annular disk-shaped metal ring 32 is embedded therein as a reinforcing element for the plastic material. The metal ring is arranged concentrically with the retaining ring 30 and is preferably made from a perforated sheet material.
Dadurch wird beim Umspritzen des Metallringes 32 das Kunststoffmaterial durch die Durchbrüche des Lochmaterial hindurchtreten und so zu einer formschlüssigen Verankerung des Metallringes 32 im Haltering 30 führen.As a result, when the metal ring 32 is encapsulated, the plastic material will pass through the perforations in the perforated material and thus lead to a form-fitting anchoring of the metal ring 32 in the retaining ring 30.
Der Haltering 30 weist ferner auf seiner zur Poliervorrichtung weisenden Seite einen in Axialrichtung abstehenden Bund 34 auf, welcher benachbart zur Außen- umfangsfläche 36 des Halteringes 30 angeordnet ist. Im Bereich des Bundes 34 sind in regelmäßigen Winkelabständen Gewindebuchsen 40 angeordnet, mittels welchen der Haltering 30 in der Poliervorrichtung montiert werden kann.The retaining ring 30 also has on its side facing the polishing device a collar 34 which projects in the axial direction and which is arranged adjacent to the outer circumferential surface 36 of the retaining ring 30. In the region of the collar 34, threaded bushings 40 are arranged at regular angular intervals, by means of which the retaining ring 30 can be mounted in the polishing device.
Um die Ausrichtung der Gewindebuchsen 40 auf entsprechende Schraubbolzen auf Seiten der Poliervorrichtung zu erleichtern weist der Bund 34 eine Ausnehmung 42 auf, in welche seitens der Poliervorrichtung ein Vorsprung eingreift und so eine winkelrichtige Montage des Halteringes 30 sicherstellt.In order to facilitate the alignment of the threaded bushings 40 with the corresponding screw bolts on the side of the polishing device, the collar 34 has a recess 42 into which a projection engages on the part of the polishing device and thus ensures that the retaining ring 30 is mounted at the correct angle.
Aufgrund der Verwendung eines Metallringes 32, der von dem Kunststoffmaterial im Wesentlichen vollständig umgeben ist, kann das Kunststoffrπaterial aus einem großen Spektrum ausgewählt werden und insbesondere auf die Erfordernisse der Abrasion bzw. Abrasionsbeständigkeit gegenüber der Polierfläcrie der Poliervorrichtung optimiert werden.Due to the use of a metal ring 32 which is essentially completely surrounded by the plastic material, the plastic material can be selected from a large spectrum and in particular can be optimized to the requirements of abrasion or abrasion resistance with respect to the polishing surface of the polishing device.
Die Steifigkeit des Halteringes 30 wird hier im Wesentlichen durch die Festigkeit und geometrische Integrität des Metallringes 32 (Ringscheibe) gewährleistet. Gleichzeitig kann der Metallring 32 dazu dienen, die Gewindebuchsen 40 zu tragen, so dass der Metallring 32 mit den Gewindebuchsen 40 vorgefertigt, in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt und danach mit Kunststoff umspritzt werden kann_ Aufgrund der Tatsache, dass der Metallring 32 im Wesentlichen vollständig von dem Kunststoffmaterial des Halteringes 30 umgeben ist, kann das metallische Material, aus dem der Metallring 32 gefertigt ist, ebenfalls aus einer breiten Palette von Materialien ausgewählt werden, da dieser kaum oder gar nicht mit den chemischen Agentien, die für das chemisch-mechanische Polieren der Halbleiterwafer verwendet werden, in Berührung kommt. Korrosionsprobleme sind somit nicht zu gewärtigen.The rigidity of the retaining ring 30 is essentially ensured here by the strength and geometric integrity of the metal ring 32 (ring disk). At the same time, the metal ring 32 can serve to support the threaded bushings 40, so that the metal ring 32 can be prefabricated with the threaded bushings 40, inserted into an injection mold and then overmolded with plastic - due to the fact that the metal ring 32 is essentially completely made of the plastic material of the retaining ring 30, the metallic material from which the metal ring 32 is made can also be selected from a wide range of materials, since this barely or not at all with the chemical agents used for the chemical mechanical polishing of the semiconductor wafers become in contact. Corrosion problems are therefore not to be expected.
Figur 3 zeigt eine vergrößere Einzelheit in Schnittsansicht einer Variante des Halterings der Figur 2, wobei der Metallring 32 an seiner zur Vorrichtung hinweisenden Seite von dem Kunststoffmaterial unbedeckt bleibt.FIG. 3 shows an enlarged detail in a sectional view of a variant of the retaining ring of FIG. 2, the metal ring 32 remaining uncovered by the plastic material on its side facing the device.
In den Figuren 4A und 4B ist eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Halterings dargestellt, bei dem der Haltering 50 neben einem die Gewindebuchsen 56 tragenden Metallring (ansonsten im einzelnen nicht dargestellt) aus einem ersten Ringteil 52 aus Kunststoffmaterial und einem zweiten Ringteil 54 aus einem weiteren Kunststoffmaterial hergestellt ist. Der erste Ringteil 52 und der zweite Ringteil 54 sind miteinander über die Kontaktschicht 58 verbunden, wobei die Oberflächen des ersten und zweiten Ringteils 52 bzw. 54 in Radialrichtung im Wesentlichen identisch sind.FIGS. 4A and 4B show a further variant of the retaining ring according to the invention, in which the retaining ring 50, in addition to a metal ring carrying the threaded bushings 56 (otherwise not shown in detail), consists of a first ring part 52 made of plastic material and a second ring part 54 made of a further plastic material is made. The first ring part 52 and the second ring part 54 are connected to one another via the contact layer 58, the surfaces of the first and second ring parts 52 and 54 being essentially identical in the radial direction.
Die Kontaktschicht 58 wird gebildet, wenn der erste und der zweite Ringteil 52 bzw. 54 miteinander reibverschweißt werden, um eine einstückige Struktur zu bilden. Alternativ kann die Kontaktschicht 58 gebildet werden, wenn der erste und der zweite Ringteil gleichzeitig in einem Zweikomponentenspritzverfahren hergestellt werden und die Kunststoffmaterialien des ersten und zweiten Ringteils miteinander in Kontakt kommen. Während das Kunststoffmaterial für den ersten Ringteil so ausgesucht wird, dass es möglichst eine hohe Stabilität für den Haltering bietet, und insofern die stabilisierende Funktion des Metallrings unterstützt, wird das zweite Kunststoffmaterial ausgewählt, um den Abrieb und tribologische Eigenschaften des Halterings zu optimieren.The contact layer 58 is formed when the first and second ring portions 52 and 54 are friction welded together to form an integral structure. Alternatively, the contact layer 58 can be formed if the first and the second ring part are produced simultaneously in a two-component injection molding process and the plastic materials of the first and second ring part come into contact with one another. While the plastic material for the first ring part is selected in such a way that it offers the highest possible stability for the retaining ring, and in so far as it supports the stabilizing function of the metal ring, the second plastic material is selected in order to optimize the abrasion and tribological properties of the retaining ring.
Das erste Kunststoffmaterial ist vorzugsweise ein verstärktes Kunststoffmaterial, während das zweite Kunststoffmaterial vorzugsweise keinen Anteil oder nur geringere Anteile an Verstärkungskomponenten enthält. Dagegen enthält das zweite Kunststoffmaterial, aus dem der zweite Ringteil gebildet ist, Anteile an Komponenten, welche den Abrieb vermindern, da dieses Ringteil konzipiert ist, um den Kontakt mit der Polieroberfläche der Poliervorrichtung herzustellen.The first plastic material is preferably a reinforced plastic material, while the second plastic material preferably contains no or only a small proportion of reinforcing components. In contrast, the second plastic material from which the second ring part is formed contains parts of components which reduce the abrasion, since this ring part is designed to make contact with the polishing surface of the polishing device.
Die Kunststoffharze, die für das erste und zweite Kunststoffmaterial verwendet werden, um das erste und zweite Ringteil zu bilden, können gleich oder verschieden sein und bilden eine Matrix, in der das Verstärkungs- bzw. Abrieb vermindernde Material eingelagert ist.The plastic resins used for the first and second plastic materials to form the first and second ring part can be the same or different and form a matrix in which the reinforcement or abrasion-reducing material is embedded.
Vorzugsweise wird das Kunststoffharz, das die Matrix für das erste und das zweite Kunststoffmaterial des ersten und zweiten Ringteils bildet, gleich sein. Dies hat insbesondere Vorteile beim Reibschweißen, aber auch bei den Zweikompone nten- spritzverfahren.Preferably, the plastic resin that forms the matrix for the first and second plastic material of the first and second ring parts will be the same. This has advantages in particular in friction welding, but also in two-component spraying processes.
Die Figuren 5A und 5B zeigen eine weitere Ausführungsform der vorliegende n Erfindung mit einem Haltering 60, welcher einen Metallring 62 beinhaltet, der in Kunststoffmaterial 64 eingebettet ist. Der Metallring 62 ist vorzugsweise aus Stahl hergestellt und weist auf einer Oberfläche, die mit dem Kunststoffmate rial 64 in Kontakt steht, eine Beschichtung 66 aus Metallkügelchen auf, vorzugsweise Kügelchen aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Diese Metallkügelchen sind auf der Oberfläche in einer offenporigen Struktur mit mikroskopischen Zwischenräu- men abgelagert, welche erlauben, das Kunststoffmaterial beim Umspritzen des Metallrings 62 in die Hohlräume bzw. Zwischenräume zwischen den einzelnen Kügelchen der Beschichtung 66 einfließt und dadurch eine mechanische Verbindung zwischen dem Kunststoffmaterial 64 und dem Metall des Metallrings 62 schafft.FIGS. 5A and 5B show a further embodiment of the present invention with a retaining ring 60 which contains a metal ring 62 which is embedded in plastic material 64. The metal ring 62 is preferably made of steel and has a coating 66 made of metal balls, preferably balls made of copper or a copper alloy, on a surface which is in contact with the plastic material 64. These metal spheres are on the surface in an open-pore structure with microscopic spaces. Men deposited, which allow the plastic material flows into the cavities or gaps between the individual balls of the coating 66 when the metal ring 62 is encapsulated and thereby creates a mechanical connection between the plastic material 64 and the metal of the metal ring 62.
Bevorzugt wird der Oberflächenbereich des Metallrings 62, der die Beschichtung 66 trägt von einem Rand 68 begrenzt, dessen Höhe beispielsweise 1 mm beträgt. Innerhalb dieses Randes wird dann eine mehrlagige Beschichtung 66 aus Metallkügelchen mit einem mittleren Durchmesser von 400 bis 500 μm aufgebaut, sodass eine ausreichend tiefe Schicht der Beschichtung vorhanden ist, in die Kunststoffmaterial einfließen kann.The surface area of the metal ring 62 which carries the coating 66 is preferably delimited by an edge 68, the height of which is, for example, 1 mm. A multilayer coating 66 made of metal spheres with an average diameter of 400 to 500 μm is then built up within this edge, so that there is a sufficiently deep layer of the coating into which plastic material can flow.
Alternativ könnte die Beschichtung auch als so genannte Monolayer ausgeführt werden.Alternatively, the coating could also be implemented as a so-called monolayer.
Um eine ausreichende Festigkeit der Verbindung zwischen dem Metallring 62 und dem Kunststoffmaterial 64 zu schaffen, ist es nicht notwendig, dass das Kunststoffmaterial alle Hohlräume und Zwischenräume zwischen den Metallkugeln ausfüllt.In order to create a sufficient strength of the connection between the metal ring 62 and the plastic material 64, it is not necessary for the plastic material to fill all the cavities and spaces between the metal balls.
Im Gegenteil kann man darauf achten, dass nur ein bestimmter Anteil der Hohlräume ausgefüllt wird, was im Falle, dass das Kunststoffmaterial von dem Metallring getrennt und der Metallring wieder verwendet werden soll, das Trennen der Materialien erleichtert.On the contrary, it can be ensured that only a certain proportion of the cavities are filled, which makes it easier to separate the materials in the event that the plastic material is separated from the metal ring and the metal ring is to be used again.
In einer weiteren Variante hiervon ist das Kunststoffteil 64 des Halterings 60 aus zwei Lagen aufgebaut, ähnlich wie dies im Zusammenhang mit den Figuren 4A und 4B gezeigt wird, d.h. es wird eine Trägerschicht und eine Verschleißschicht aus Kunststoffmaterialien hergestellt, wobei die Kunststoffmaterialien je nach ihrer Funktion, wie zuvor beschrieben, dann ausgewählt werden können. In a further variant of this, the plastic part 64 of the retaining ring 60 is made up of two layers, similar to what is shown in connection with FIGS. 4A and 4B, ie it becomes a carrier layer and a wear layer made of plastic materials, the plastic materials can then be selected depending on their function, as described above.

Claims

PATENTANSPRUCHE PATENT CLAIMS
1. Haltering für eine chemisch-mechanische Poliervorrichtung für Halbleiterwafer, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering einen Metallring umfasst, welcher konzentrisch in diesem angeordnet ist, und im übrigen aus Kunststoffmaterial hergestellt ist, wobei der Haltering auf einer ersten Stirnseite eine Auflagefläche zur Auflage des Halteringes auf einer Polieroberfläche der Poliervorrichtung bildet und auf der in Axialrichtung der ersten Stirnseite entgegengesetzt liegenden Seite Montageelemente umfasst, mittels welchen der Haltering in der Poliervorrichtung montierbar ist.1. Retaining ring for a chemical-mechanical polishing device for semiconductor wafers, characterized in that the retaining ring comprises a metal ring which is arranged concentrically therein, and is otherwise made of plastic material, the retaining ring on a first end face being a bearing surface for supporting the retaining ring forms on a polishing surface of the polishing device and includes mounting elements on the side opposite in the axial direction of the first end face, by means of which the retaining ring can be mounted in the polishing device.
2. Haltering nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial ein Thermoplast, ein Duroplast, ein Elastomer und/oder eine Kunststoffmischung umfasst.2. Retaining ring according to claim 1, characterized in that the plastic material comprises a thermoplastic, a thermoset, an elastomer and / or a plastic mixture.
3. Haltering nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial ein verstärktes, insbesondere faserverstärktes Kunststoffmaterial umfasst.3. Retaining ring according to claim 1 or 2, characterized in that the plastic material comprises a reinforced, in particular fiber-reinforced plastic material.
4. Haltering nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial benachbart zu seiner ersten Stirnseite einen geringeren Gehalt an Verstärkungsstoffen aufweist als an seiner die Montageelemente umfassenden Seite. 4. Retaining ring according to claim 3, characterized in that the plastic material adjacent to its first end face has a lower content of reinforcing materials than on its side comprising the mounting elements.
5. Haltering nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kunststoffmaterial reib- und/oder verschleißmindernde Zusatzstoffe beigemischt sind.5. Holding ring according to one of the preceding claims, characterized in that the plastic material friction and / or wear-reducing additives are added.
6. Haltering nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageelemente an dem Metallring gehalten sind.6. Retaining ring according to one of claims 1 to 5, characterized in that the mounting elements are held on the metal ring.
7. Haltering nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallring von dem Kunststoffmaterial vollständig ummantelt ist.7. Retaining ring according to claim 6, characterized in that the metal ring is completely covered by the plastic material.
8. Haltering nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallring ein Metallblechring ist.8. Retaining ring according to one of claims 1 to 7, characterized in that the metal ring is a sheet metal ring.
9. Haltering nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallblechring ein gelochter Metallblechring ist.9. Retaining ring according to claim 8, characterized in that the sheet metal ring is a perforated sheet metal ring.
10. Haltering nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallblechring eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist.10. Retaining ring according to claim 8 or 9, characterized in that the sheet metal ring has a substantially cylindrical shape.
11. Haltering nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallblechring die Form einer Ringscheibe aufweist.11. Retaining ring according to claim 9 or 10, characterized in that the sheet metal ring has the shape of an annular disc.
12. Haltering nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Metallrings, welche mit dem Kunststoffmaterial in Kontakt steht, mindestens in Teilbereichen mit einer Oberflächenrauigkeit versehen ist.12. Retaining ring according to one of the preceding claims, characterized in that the surface of the metal ring, which is in contact with the plastic material, is provided with a surface roughness at least in partial areas.
13. Haltering nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenteilbereiche Vertiefungen, Hinterschneidungen, Hohlräume oder dergleichen aufweisen. 13. Retaining ring according to claim 12, characterized in that the surface partial areas have depressions, undercuts, cavities or the like.
14. Haltering nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenrauigkeit durch auf die Oberfläche des Metallrings aufgetragene mikroskopische Metallkügelchen gebildet wird.14. Retaining ring according to claim 12 or 13, characterized in that the surface roughness is formed by microscopic metal balls applied to the surface of the metal ring.
15. Haltering nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallkügelchen einen mittleren Durchmesser von 300 bis 600 μm aufweisen.15. Retaining ring according to claim 14, characterized in that the metal balls have an average diameter of 300 to 600 microns.
16. Haltering nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallkügelchen einen mittleren Durchmesser von 400 bis 500 μm aufweisen.16. Retaining ring according to claim 15, characterized in that the metal balls have an average diameter of 400 to 500 microns.
17. Haltering nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallkügelchen eine offenporige Beschichtung auf der Oberfläche der Teilbereiche des Metallrings bilden.17. Retaining ring according to one of claims 14 to 16, characterized in that the metal balls form an open-pore coating on the surface of the partial areas of the metal ring.
18. Haltering nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine einlagige Beschichtung ist.18. Retaining ring according to claim 17, characterized in that the coating is a single-layer coating.
19. Haltering nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine mehrlagige Beschichtung ist.19. Retaining ring according to claim 17, characterized in that the coating is a multi-layer coating.
20. Haltering nach Anspruch 17 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Beschichtung 600 μm oder mehr beträgt.20. Retaining ring according to claim 17 or 19, characterized in that the thickness of the coating is 600 microns or more.
21. Haltering nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Beschichtung 1 mm oder mehr beträgt.21. Retaining ring according to claim 20, characterized in that the thickness of the coating is 1 mm or more.
22. Haltering nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbereiche der Oberfläche des Metallrings von einem Rand gegenüber anderen Oberflächenbereichen abgegrenzt ist. 22. Retaining ring according to one of claims 17 to 21, characterized in that the partial regions of the surface of the metal ring are delimited by an edge relative to other surface regions.
23. Haltering nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des Halterings, der aus Kunststoffmaterial hergestellt ist, zweilagig aufgebaut ist mit einer Verschleißlage und einer die Verschleißlage haltenden Trägerlage.23. Retaining ring according to one of the preceding claims, characterized in that the part of the retaining ring, which is made of plastic material, is constructed in two layers with a wear layer and a carrier layer holding the wear layer.
24. Haltering nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißlage und die Trägerlage mit einer planen Kontaktfläche aneinander anliegen.24. Retaining ring according to claim 23, characterized in that the wear layer and the carrier layer bear against one another with a flat contact surface.
25. Haltering nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißlage und die Trägerlage miteinander reibverschweißt ist.25. Retaining ring according to claim 23 or 24, characterized in that the wear layer and the carrier layer is friction welded together.
26. Haltering nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißlage und die Trägerlage gemeinsam in einem zwei-Komponen- ten -Spritzverfahren hergestellt sind.26. Retaining ring according to claim 23 or 24, characterized in that the wear layer and the carrier layer are produced together in a two-component injection molding process.
27. Verfahren zur Herstellung eines Halterings nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorgefertigter Metallring mit Kunststoffmaterial umspritzt wird, sodass mindestens ein Oberflächenbereich des Metallrings in Kontakt mit dem Kunststoffmaterial steht, wobei mindestens ein Teil dieses Oberflächenbereichs vorbehandelt wird, um eine Oberflächenrauigkeit zu schaffen.27. A method for producing a retaining ring according to one of claims 1 to 26, characterized in that a prefabricated metal ring is extrusion-coated with plastic material, so that at least one surface area of the metal ring is in contact with the plastic material, at least part of this surface area being pretreated to to create a surface roughness.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenrauigkeit mittels chemischem Ätzen, Plasmaätzen, Sandstrahlen oder Metallspritzen erzeugt wird.28. The method according to claim 27, characterized in that the surface roughness is generated by means of chemical etching, plasma etching, sandblasting or metal spraying.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Metallspritzen eine offenporige Beschichtung auf dem Teil des Oberflächenbe- reichs erzeugt wird, welche im wesentlichen aus einer oder mehreren Lagen von mikroskopischen Metallkügelchen besteht.29. The method according to claim 28, characterized in that by means of metal spraying an open-pore coating on the part of the surface coating. is generated, which consists essentially of one or more layers of microscopic metal spheres.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Beschichtung mindestens 600 μm, weiter bevorzugt 1 mm oder mehr, beträgt.30. The method according to claim 29, characterized in that the thickness of the coating is at least 600 μm, more preferably 1 mm or more.
31. Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass die mikroskopischen Kügelchen einem mittleren Durchmesser von 300 bis 600 μm, weiter bevorzugt 400 bis 500 μm, aufweisen.31. The method according to claim 29 or 30, characterized in that the microscopic beads have an average diameter of 300 to 600 microns, more preferably 400 to 500 microns.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass beim Umspritzen des Metallrings mit Kunststoffmaterial dieses mindestens teilweise in von der Oberflächenrauigkeit bereit gestellten mikroskopischen Vertiefungen, Hinterschneidungen und/oder Hohlräumen bzw. offene Poren der Beschichtung einfließen gelassen wird. 32. The method according to any one of claims 27 to 31, characterized in that when the metal ring is encapsulated with plastic material, this is at least partially incorporated into microscopic depressions, undercuts and / or cavities or open pores of the coating provided by the surface roughness.
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