(57)【要約】【課題】  二部保持リング（１０１）を提供する。【解決手段】  剛性上部（１１０）は、その内径に沿って環状凹部を持つ。摩耗性環状下部（１０５）は、内径と、内径によって画成された環状エクステンションと、第二部分の表面に垂直で且つ内径に対向する垂直壁を持つ。環状エクステンション（２２５）は、環状第一部分の環状凹部に適合する。結合材料は、環状第二部分の垂直壁上にある。【選択図】  図３
2010505638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内径に沿って段差を持った環状下部と、
内径に沿って凹部を持った環状剛性上部であって、該環状剛性部が該凹部内に突起部を含み、ここで、該段差が、該凹部に適合する大きさであり、該突起部が、該段差と接触している、前記環状剛性上部と、
該段差と該凹部の間の結合層と、
を備える、保持リング。
【請求項２】
該結合層が、エポキシ材料を含む、請求項１に記載の保持リング。
【請求項３】
該エポキシ材料が、ポリアミドを含む、請求項２に記載の保持リング。
【請求項４】
エポキシ材料が、約６０〜１００％のポリアミドと、約１０〜３０％の第一脂肪族アミンと、約５〜１０％の第二脂肪族アミンとを含む、請求項２に記載の保持リング。
【請求項５】
該結合層の厚さが、少なくとも２ミルである、請求項１に記載の保持リング。
【請求項６】
該結合層が、約４ミル〜２０ミルである、請求項１に記載の保持リング。
【請求項７】
該段差部が環状である、請求項１に記載の保持リング。
【請求項８】
該下部が、該上部に隣接するその表面に対向する摩耗する面を持ち、
該凹部が、該上部の上面に垂直な壁によって画成され、
該段差部が、該凹部を画成する該壁に平行である垂直壁を持ち、
該結合層が、該垂直壁と接触している、請求項１に記載の保持リング。
【請求項９】
該摩耗する面に対向する該下部のすべての表面が、該結合層か又は該環状剛性部と接触している、請求項８に記載の保持リング。
【請求項１０】
該突起部が、円筒状の接線エッジ接触面積で該段差と接触している、請求項９に記載の保持リング。
【請求項１１】
該突起部が環状突起部である、請求項１に記載の保持リング。
【請求項１２】
該凹部が、該上部の該内径に隣接した水平なへり（lip）によって更に画成され、該突起部が、該水平なへりに隣接している、請求項１に記載の保持リング。
【請求項１３】
該凹部が、該上部の該内径に隣接した水平なへりによって更に画成され、該突起部が、該水平なへりに隣接していない、請求項１に記載の保持リング。
【請求項１４】
該突起部が、該凹部を画成する該壁に平行な壁を持つ、請求項１に記載の保持リング。
【請求項１５】
該結合層が、該上部の水平面と該下部の間にある、請求項１に記載の保持リング。
【請求項１６】
該上部と該下部が、凹部と該凹部に適合する対応する段差を、該内径に隣接した該凹部以外は含まない、請求項１に記載の保持リング。
【請求項１７】
該下部が、該上部に隣接する主水平面を持ち、該段差が、該主水平面の上に該下部の高さの少なくとも約５０％に伸びている、請求項１に記載の保持リング。
【請求項１８】
該下部の放射状断面に沿って測定される該段差の最も広い部分が、該段差の水平面より該摩耗する面に近い、請求項１に記載の保持リング。
【請求項１９】
化学機械的研磨システムであって、
プラテンと、
該プラテンによって支持された研磨物と、
該研磨物上の基板に荷重を加えるように構成されたキャリヤヘッドと、
該キャリヤヘッドに取り付けられた保持リングであって、該保持リングが、
内径に沿って段差を持った環状下部と、
内径に沿って凹部を持った環状剛性上部であって、該環状剛性部が、該凹部内に突起部を含み、ここで、該段差が、該凹部に適合する大きさであり、該突起部が、該段差と接触している、前記環状剛性上部と、
該段差と該凹部の間の結合層と、を備える、前記保持リングと、
を備える、前記システム。
【請求項２０】
化学機械的研磨方法であって、
研磨液を研磨面に適用するステップと、
該研磨面と接触する該基板の表面を持った保持リング内に基板を保持するステップであって、該保持リングが、
内径に沿って段差を持った環状下部と、
内径に沿って凹部を持った環状剛性上部であって、該環状剛性部が、該凹部内に突起部を含み、ここで、該段差が、該凹部に適合する大きさであり、該突起部が、該段差と接触している、前記環状剛性上部と、
該段差と該凹部の間の結合層と、を備える、前記ステップと、
該基板と該研磨面の間に相対運動を引き起こさせるステップと、
を含む、前記方法。
【請求項２１】
保持リングを形成する方法であって：
環状下部を形成するステップであって、該環状リング下部がその内径に沿って段差を持つ、前記ステップと；
内径に沿って凹部を持った環状剛性部を形成するステップであって、該環状剛性部が、該凹部内に突起部を含み、ここで、該段差が、該凹部に適合する大きさであり、該突起部が、該段差と接触している、前記ステップと；
該下部か又は該剛性部に結合材料を適用するステップと；
該剛性部の該下面を該下部に隣接させ、該結合材料を該剛性部と該下部の双方と接触させるステップと；
該結合材料を硬化させて、該剛性部の少なくとも一部と該下部の間に結合層を形成するステップと；
を含む、前記方法。
【請求項２２】
該上部が、該段差と接触している該凹部内に複数の突起部を含む、請求項１に記載の保持リング。
【請求項２３】
内径に沿って段差を持った環状下部と、
内径に沿って凹部を持った環状剛性上部であって、該段差が、該凹部に適合する大きさであり、該上部と下部が、凹部と凹部に適合する対応する段差を、該内径に隣接する該凹部と段差以外は含まない、前記環状剛性上部と、
該段差と該凹部の間の結合層と、
を備える保持リング。
【請求項２４】
内径に沿って段差とその最上面上に突起部を持った環状下部であって、該環状下部の高さが、約０.１５〜０.２インチであり、該段差の高さが、該下部の該最上面の上に約０.１２〜０.１７インチであり、該突起部の高さが約４ミル〜１２ミルである、前記環状下部と、
その内径に沿って凹部を持った環状剛性上部であって、該段差が該凹部に適合する大きさである、前記環状剛性上部と、
該段差と該凹部の間の結合層と、
を備える保持リング。
【発明の詳細な説明】
【背景】
【０００１】
[0001]本発明は、化学機械的研磨に用いられる保持リングに関する。
【０００２】
[0002]集積回路は、典型的には、シリコン基板上に導電層、半導体層又は絶縁層の逐次堆積によって基板上に形成される。一つの製造方法は、非平面表面の上に充填剤層を堆積させるステップと、非平面表面がさらされるまで充填剤層を平坦化するステップと、を含む。例えば、導電性充填剤層をパターン形成絶縁層上に堆積して、絶縁層内のトレンチ或いは穴を充填することができる。充填剤層は、次に、絶縁層の隆起したパターンがさらされるまで研磨される。平坦化の後、絶縁層の隆起したパターンの間に残っている導電層の一部は、基板上の薄膜回路の間に導電性パスを与えるバイア、プラグ、ラインを形成する。更に、平坦化は、フォトリソグラフィのために基板表面を平坦化することを必要とする。
【０００３】
[0003]化学機械的研磨（ＣＭＰ）は、一般に認められた平坦化方法である。この平坦化法は、典型的には、基板がＣＭＰ装置のキャリヤ或いは研磨ヘッド上に取り付けられることを必要とする。さらされた基板の表面は、回転する研磨ディスクパッド或いはベルトパッドに対して配置される。研磨パッドは、標準パッドか又は固定研磨パッドでも可能である。標準パッドは、耐久性粗面を持つが、固定研磨パッドは、閉じ込め媒体内に保持された研磨粒子を持つ。キャリヤヘッドは、基板上に制御可能な荷重を与えて、研磨ヘッドに対して押し付ける。キャリヤヘッドは、研磨中に所定の位置に基板を保持する保持リングを持つ。少なくとも一つ化学反応剤と研磨粒子を含むスラリーのような研磨液が研磨パッドの表面に供給される。
【概要】
【０００４】
[0004]一態様において、保持リングを記載する。保持リングは、内径に沿って段差を持った環状下部と内径に沿って凹部を持った環状剛性上部を持つ。上部は水平な上面を持ち、凹部は垂直面によって画成され、段差は凹部に適合する大きさである。結合層は段差と凹部の間にある。
【０００５】
[0005]他の態様において、保持リングは、環状下部と環状剛性部を持つことが記載される。下部は内径Ｄ１と内径Ｄ１に隣接した環状段差を持つ。環状段差の高さは、その外径において下部の高さを超える。環状剛性部は、下面と下面における内径Ｄ２を持つ。Ｄ２は、Ｄ１より大きく、環状剛性部の下面は、環状下部に隣接している。結合層は、剛性部の内径の少なくとも一部と下部の間にある。
【０００６】
[0006]更に他の態様において、保持リングは、環状第一部分と環状第二部分を持つことが記載される。第一部分は、内径に沿って環状凹部を持つ。第二部分は、内径と、内径によって画成された環状エクステンションと、内径に平行である垂直壁を持つ。環状エクステンションは、環状凹部に適合する。結合材料は、第二部分の垂直壁上にある。
【０００７】
[0007]一態様において、化学機械的研磨のシステムが記載される。システムは、プラテンと、プラテンによって支持される研磨物と、研磨物上の基板に荷重を加えるように構成されるキャリヤヘッドと、キャリヤヘッドに取り付けられた保持リングと、を持つ。保持リングは、その内径に沿って段差を持つ環状下部と、その内径に沿って凹部を持つ環状剛性上部と、を備え、ここで、凹部は上部の上面に垂直な壁によって画成され、段差は凹部に適合する大きさである。結合層は、段差部と凹部の間にある。
【０００８】
[0008]他の態様において、化学機械的研磨の方法が記載される。方法は、研磨液を研磨面に適用するステップと、研磨面と接触する基板の表面を有する保持リング内に基板を保持するステップと、基板と研磨面の間で相対運動を生じさせるステップと、を含む。用いられる保持リングは、その内径に沿って段差を持つ環状下部と、その内径に沿って凹部を持つ環状剛性上部とを備え、ここで、凹部は上部の上面に垂直な壁によって画成され、段差は凹部に適合する大きさである。結合層は段差と凹部の間にある。
【０００９】
[0009]他の態様において、保持リングを形成する方法が記載される。方法は、環状下部を形成するステップであって、環状下部リングがその内径に沿って段差を持つ、前記ステップを含む。環状剛性部分は、凹部がその内径に沿って形成され、ここで、凹部は剛性部分の上面に垂直の壁によって画成され、段差は凹部に適合する大きさである。結合材料は、下部か又は剛性部に適用される。剛性部の下面は、下部に隣接するようにし、結合材料を上部と下部の双方に接触させる。結合材料を硬化させて、剛性部分の少なくとも一部と下部の間に結合層を形成させる。
【００１０】
[0010]本発明の実施には、以下の特徴の一つ以上が含まれるのがよい。結合層は、ポリアミド、又はポリアミドと脂肪族アミンを含む材料のようなエポキシ材料を含むことが可能である。結合層の厚さは、２ミルを超え、例えば、約４ミル〜２０ミルでも可能である。結合層は、上部と下部の水平面の間でも可能である。結合層は、保持リングの放射状断面全体にほぼ一様な厚みを持つことが可能である。段差は、環状段差でも可能である。下部は、上部に隣接する表面に対向する磨耗面を持つことが可能である。段差部は、凹部を画成する壁に平行な垂直壁を持つことができ、結合層は垂直壁と接触することができる。磨耗面に対向する下部の全ての表面は、結合層か又は環状剛性部に接触することが可能である。上部は、段差と接触する突起部を持つことが可能である。突起部は、環状突起部でも可能である。凹部は、更に、上部の内径に隣接した水平なへりによって画成することができ、環状突起部は水平なへりに隣接している。或いはまた、環状突起部は水平なへりに隣接しなくてもよい。上部と下部は、内径に隣接した凹部以外は、凹部と凹部に適合する対応した段差部を含まなくてもよい。
【００１１】
[0011]本明細書に記載される実施は、以下の利点の一つ以上を持つことが可能である。結合層を持った二部保持リングは、リングの上と下の部品の間にスラリーが蓄積することを防止することができる。本明細書に記載されるような結合材料は、スラリーやＤＩ水、熱、圧力のような化学物質に対して優れた抵抗を持つことができる。リング部品の一つの突起部は、リングの二つの部品の適切な整合を容易にすることができる。保持リングの部品の一つの突起部は、リングの二つの部品の間の最小のエポキシの厚さを確実にすることができる。環状段差特徴部を持った結合保持リングは、円筒状の接線エッジ接触面積を持つことができ、それによって、上リングと下リングの間の放射状空間はゼロとなるので、接線エッジでのエポキシ厚さのみがゼロになる。突起部は、保持リングの周りの接着材料の量さえも与えることができる。段差特徴部を持ったリングは、平坦な接合部を持ったリングよりも結合の表面積が大きい。より多量の結合材料がより強力な接着結合を与えることができる。更に、結合表面積の増加は、保持リングの内径に向かい、そこで最高応力水準が生じる。更に、垂直の結合面積が内径における上のリングから下のリングを剥離することを防止することができる。段差特徴部と突起部は、荷重関係が可能である。即ち、保持リングが研磨パッドに対して下に押されるにつれて保持リングの水平運動によって生じる側面荷重は、接着剤よりむしろ特徴部を通って移動可能である。本明細書に記載されるリングは、剥離の傾向が少なくなり得る。リングが剥離しにくいことから、リングの有効寿命が段差特徴部のないリングよりも長くなり得る。
【００１２】
[0012]本発明の一つ以上の実施形態の詳細は、添付の図面と以下の説明に示される。本発明の他の特徴、目的、利点は、説明と図面、更に特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、保持リングを示す部分断面透視図である。
【図２】図２は、保持リングを示す一実施の断面図である。
【図３】図３は、保持リングを示す一実施の断面図である。
【図４】図４は、保持リングの上部と下部を示す断面プロファイルである。
【図５】図５は、段差を持った保持リングを示す断片透視図である。
【００１４】
[0018]各種の図面における同じ符号は、同じ要素を示す。
【詳細な説明】
【００１５】
[0019]図１-図４を参照すると、基板は化学機械的研磨（ＣＭＰ）装置による研磨のためにキャリヤヘッドに固定された保持リングによって保持可能である。適切なキャリヤヘッドは、米国特許第６,２５１,２１５号に記載されている。ＣＭＰ装置の説明は、米国特許第５,７３８,５７４号に見出すことができ、これらの開示内容は本明細書に全体で援用されている。
【００１６】
[0020]保持リング１０１は、下部リング１０５と上部リング１１０の二つのリングから構成可能である。下部リング１０５は、研磨パッドと接触させることができる下面１０７と上面１０８を持つ。下部リング１０５は、プラスチックのようなＣＭＰプロセスに化学的に不活性である材料、例えば、ポリフェニレンスルフィイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、炭素充填ＰＥＥＫ、テフロン（登録商標）充填ＰＥＥＫ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、又は複合材料から形成可能である。下部リングは耐久性でなければならず、摩耗速度が小さくなければならない。更に、下部リングは、保持リングに対する基板エッジの接触によって基板が細かく砕けるか或いは割れないように充分に圧縮性でなければならない。一方、下部リングは、保持リングによる下向きの圧力が下部リングを基板受容凹部に押出させるように弾性であってはならない。
【００１７】
[0021]保持リング１０１の上部リング１１０は、下部リング１０５より剛性である材料から形成可能である。剛性材料は、金属、例えば、ステンレス鋼、モリブデン、又はアルミニウム、又は、例えば、アルミナ、又は他の例示的材料でも可能である。上部リング１１０は、下面１１２と上面１１３を持つ。
【００１８】
[0022]上部リングと下部リング１０５、１１０は、一緒に保持リング１０１を形成する。２つのリングが連結される場合、下部リング１０５の上面１０８は、上部リング１１０の下面１１２に隣接して位置する。二つのリングは、一般的には、二つのリング１０５、１１０が連結される場合に二つのリング１０５、１１０が適合する埋め込み面を形成するような内面で内径と外径の寸法がほぼ同じである。
【００１９】
[0023]上部リング１１０の上面１１３は、一般的には、保持リング１０１をキャリヤヘッドに固定するためにボルト、ねじ、又は他のハードウェアなどの留め具を受けるねじさや（screw sheaths）を持った、図１に示すような穴１２５を含む。穴１２５は、キャリヤヘッドの周りに一様に隔置可能である。更に、アパーチャ又は突起部（図示せず）のような一つ以上の整合特徴は、上部リング１１０の最上面１１３上に位置することができる。保持リングが整合アパーチャを持つ場合には、キャリヤヘッドは、キャリヤヘッドと保持リングが適切に整合される場合に、整合アパーチャと番わせる（mate with）対応したピンを持つことが可能である。ある実施態様において、保持リング１０１は、研磨中に、スラリー或いは空気がリングの内部から外部に或いはリングの外部から内部に通過する内径から外径に伸びる一つ以上の通り穴（図示せず）を持つ。
【００２０】
[0024]二つのリングは、二つのリングの接合部において接着剤層２１５によって結合される。接着剤層２１５は、二部遅延硬化型エポキシでも可能である。遅延硬化型は、一般的には、エポキシが硬化するのに数時間から数日程度かかることを意味する。しかしながら、エポキシ硬化サイクルは、高温によって短くすることができる。例えば、遅延硬化型エポキシは、ジョージア州チャンブリーのＭａｇｎｏｌｉａＰｌａｓｔｉｃｓから入手できるＭａｇｎｏｂｏｎｄ−６３７５ＴＭであるのがよい。或いはまた、エポキシは、高速硬化型エポキシでも可能である。ある実施態様において、エポキシは高温エポキシである。高温エポキシは、研磨プロセス中高熱のために接着剤層２１５の劣化に抵抗する。ある実施態様において、エポキシは、ポリアミド、例えば、６０％〜１００％のポリアミドと、脂肪酸アミン、例えば、１０％〜３０％第一脂肪酸アミンと、５％〜１０％の第二脂肪酸アミンを含む。例えば、高温エポキシは、コネティカット州ロックヒルのＨｅｎｋｅｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＬＯＣＴＩＴＥ（登録商標）Ｈｙｓｏｌ（登録商標）Ｅ−１２０ＨＰＴＭであるのがよい。特にＬＯＣＴＩＴＥ（登録商標）Ｈｙｓｏｌ（登録商標）Ｅ−１２０ＨＰＴＭは、他の接着剤に比べてより劣化により良く抵抗し、その結果、剥離による不具合が減少する。劣化は、高熱、疲労、脱イオン水接触と吸収、また、研磨プロセスに用いられるスラリーからの薬品による腐食によって引き起こされる。
【００２１】
[0025]内径と外径の二つのリングの間の接着剤層２１５は、保持リングにおけるスラリーの捕捉を防止する。研磨中、研磨パッドと保持リング１０１の間の摩擦は、下部リング１０５を歪め得る側面荷重を生じる。この作用は、上部リング１１０から下部リング１０５を引っぱる傾向があり、二つのリングの間に隙間を生じる。更に、下部リング１０５の内径を押す基板によって引き起こされる側面荷重は、保持リング１０１の上部と下部の間の保持リングの内径に張力或いは剥離力を増加させる。上部リングと下部リング１０５、１１０の間の接着剤層２１５は、二つのリングの間に隙間が入ることを防止することができ、隙間が形成することを防止することもできる。
【００２２】
[0026]図２に示す、下部リング１０５は、段差特徴部２２５を持つ。段差特徴部２２５は、下部リング１０５から上部リング１１０における対応する凹部に垂直に突出する。段差特徴部２２５は、保持リングの内径Ｄ１に隣接する環状段差部である。段差特徴部２２５は、下部リング１０５の水平部分から上方へ伸びている。段差特徴部２２５は、下面１０７に隣接した部分である下部リングの水平部分の内径壁を共有する。段差特徴部２２５上の内径壁に対向して垂直壁２３０がある。ある実施形態において、垂直壁２３０は、内径壁に平行である。一部の実施形態において、垂直壁２３０は湾曲している。一部の実施形態において、段差特徴部２２５はテーパが付いている。下部リング１０５と上部リング１１０が接合した場合、段差特徴部２２５が上部リング１１０の凹部に適合するように、上部リング１１０の凹部は段差特徴部２２５に対応する。上部リング１１０は、上部リングの内径Ｄ２の一部を画成する壁２４５を持ち、二つのリングの部品が接合する場合に下部リング１０５の垂直壁２３０に向いている。壁２４５は、上部リング１１０のベース２５５を画成する。一部の実施態様において、段差部２２５は、下部リング１０５の内径にあるだけで、外径にはない。即ち、リング１０１は、段差部２２５以外の他の段差部と対応する凹部特徴部と保持リングの内径に凹部を持たない。
【００２３】
[0027]一部の実施形態において、段差部は、同一放射状断面に沿った下部リングの幅の約１０％〜３０％、例えば、下部リングの幅の約１２％〜２０％である下部リングの放射状断面に沿った幅を持つ。一部の実施形態において、凹部の深さは、上部リング１１０の深さの約１０％〜４０％、例えば、約２０％〜３０％である。段差部２２５は、内径における下部リングの高さの約５０％〜９０％、例えば、約７０％〜９０％に作製することができる。
【００２４】
[0028]保持リングの一実施形態において、下部リングの内径における高さは、約０.１５〜０.２インチ、例えば、約０.１７５インチである。段差部の高さは、下部リングの最上面の上に約０.１２〜０.１７インチ、例えば、約０.１５インチでも可能である。従って、段差は、内径におけるリングの全高の少なくとも５０％である。放射状断面に沿った下部リングの幅は、約０.６〜１.２インチ、約０.９２インチでも可能である。段差の幅は、約０.０８〜０.２インチ、例えば、約０.１３インチでも可能である。保持リングにおける上部の凹部の深さは、約０.１〜０.３インチ、例えば、約０.１６インチでも可能である。上部リングの厚さは、約０.４〜０.７インチ、例えば、約０.６インチでも可能である。
【００２５】
[0029]一般に、従来の保持リングは、上部と下部の間に平坦な接合部を持つ。保持リングの回転中に生成するせん断力は、水平な接着剤層上に力を加える。保持リング１０１において、段差特徴部２２５は、せん断力を段差特徴部２２５の垂直壁２３０に沿った接着剤層２１５上に圧縮力に移動させる。せん断力の接着剤層２１５への圧縮力への移動は、段差特徴部のない保持リングに生じ得る上部リング１１０から下部リング１０５の剥離の可能性を減少させる。また、保持リングが研磨パッドに対して下に押されるにつれて、研磨パッドと相対する保持リングの水平運動によって生じる横力は、下部リング１０５から上部リング１１０のベース２５５に移動する。更に、接合部の表面積が増加することから、垂直壁２３０は接着剤層２１５の結合面積をより大きくする。より大きい結合面積もまた、上部リング１１０から下部リング１０５の剥離の可能性を減少させる。更に、垂直壁２３０に沿った接着剤層２１５は、上部リング１１０の材料（例えば、ステンレス鋼のような剛性材料）と下部リング１０５の材料（例えば、剛性が低いか或いはポリフェエニレンスルフィドのようなより柔軟な材料）の間の一様でない熱膨張から生じる応力を吸収する。また一方で、せん断力の接着剤層２１５上の圧縮力への移動は、段差特徴部のない保持リングに生じる得る上部リング１１０から下部リング１０５の剥離の可能性を減少させる。
【００２６】
[0030]図３に示すように、ある実施態様において、下部リング１０５及び／又は上部リング１１０は、それぞれ、突起部３０５と３１０を含む。一部のる実施形態において、突起部３０５、３１０は、環状であり、保持リングの周り全体に伸びている。他の実施形態において、突起部は、保持リングの周りに、例えば、等しい角度間隔で、隔置されるので、結合材料が突起部３０５、３１０の周りを流れることができ、結合材料中の気泡を避けることができる。突起部３０５と３１０は、２つのリング１０５、１１０の間の接着剤層２１５に伸びている。突起部３０５と３１０の表面は、それぞれ、表面１１２と２３０と直接接触している。突起部３１０の幅Ｗは、接着剤層２１５の垂直部分の接着剤層２１５の厚さを決定する。突起部３０５の高さＨは、接着剤層２１５の垂直に伸びている部分の厚さを決定する。上部リングと下部リング１０５、１１０は信頼できる許容量で機械加工することによって形成することができることから、接着剤層２１５の厚さは、保持リングから保持リングまで一貫して設定することができる。ある実施態様において、二つのリングの間の接着剤層２１５の厚さは、約４ミル〜１２ミル、例えば、約４ミル〜８ミル又は約４ミル〜６ミルである。厚さは、２つのリングを一緒に結合するのに用いられる接着材料の種類と保持リング材料の弾性係数に基づいて選ぶことができる。突起部３１０はいかなる垂直長さＬをも持てるが、突起部３１０が短いほど、突起部３１０が位置していない面積において接着剤層２１５の長さが長くなる。
【００２７】
[0031]図４に示すように、段差特徴部２２５は下部リング１０５の上面１０８に位置することができ、段差部２２５は上部リング１１０のくぼみに適合する。段差特徴部２２５に加えて、保持リングは、スラリーをリング（図示せず）の内外へ運搬するために底面上に溝を持つことができる。
【００２８】
[0032]図５を参照すると、保持リングの内径に対向する段差部２２５の壁は湾曲可能である。一部の実施態様において、段差２２５は、内向きに或いは外向きに傾斜している。更に、保持リングの内径の一部又は全部を傾斜させることができる。一部の実施態様において示されるように、下部リング１０５は、リングの磨耗面に垂直であり、その上、保持リングの内径がリングの最上部に向かって増大するように傾斜している壁を持つ。
【００２９】
[0033]一実施例において、二つのリングがそれぞれの最上面と底面１０８と１１２に特徴部を持つように双方が機械加工される。接着剤層２１５は表面の一方に適用され、二つのリングは段差特徴部２２５と凹部が整合するように位置づけされ、リングは凹部において段差特徴部２２５の最上部と接触している。
【００３０】
[0034]二つのリング１０５、１１０が接合されて、ユニタリー保持リング１０１を形成し、接着剤が硬化されると、保持リング１０１はキャリヤヘッド１００に取り付けられる。研磨すべき基板をリング１０１の凹部内に搬送し、基板が研磨パッドに相対する運動を受けつつキャリヤヘッド１００が基板に荷重を加える。上述したように、保持リング１０１と研磨パッドの間の摩擦は保持リング１０１の二つの部位の間の結合に応力を引き起こす可能性がある。しかしながら、段差特徴部２２５を含むことによって、結合の剥離と保持リングの故障の危険は減少させることができる。
【００３１】
[0035]リングの表面上の特徴部は、剥離の発生を減少させる以下のメカニズムの一つ以上を与えることができる。第一に、段差特徴部を持ったリングは平坦な接合面を持ったリングよりもより大きな上部表面積が大きい。表面積の増加は、接着剤がリングに適用される面積を増加させるので、より強力な接着剤結合を生じ得る。第二に、特徴部は荷重を持っている。即ち、保持リングが研磨パッドに対して押されるにつれて、保持リングの水平運動によって生じる側面荷重は、接着剤よりも特徴部を通って移動することができる。第三に、段差特徴部は、上部リングと下部リングを形成する材料の異なった熱膨張係数によって引き起こされる応力を減少させることができる。第四に、段差特徴部が保持リングの内径にあることから、段差特徴部は上部リング部品と下部リング部品の間の剥離力を減少させるのを援助することができる。
【００３２】
[0036]本発明の多くの実施形態を記載してきた。しかし、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な変更が行われてもよいことは理解されるであろう。例えば、環状突起部３１０は、段差特徴部２２５の最上部に隣接しない位置に、例えば、垂直壁２３０の中央に対向して位置することができる。更に、表面１０８と１１２には、多少の環状間隔突起部が含まれてもよい。保持リングの外径は、図５に示され米国特許第７,０９４,１３９号に記載されるフランジを含むことができ、この開示内容はすべてのために本明細書に援用されている。従って、他の実施態様は、以下の特許請求の範囲の範囲内である。
【符号の説明】
【００３３】
１００…キャリヤヘッド、１０１…保持リング、１０５…下部リング、１０７…下面、１０８…上面、１１０…上部リング、１１２…下面、１１３…上面、１２５…穴、２１５…接着剤層、２２５…段差特徴部、２３０…垂直壁、２４５…壁、３０５…突起部、３１０…突起部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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