JP2002509367A - ウエハ処理装置に用いられる洗浄／バフ研磨装置 - Google Patents
ウエハ処理装置に用いられる洗浄／バフ研磨装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウエハの両面を同時にバフ研磨する又はスクラブするためのシステム等の半導体ウエハ処理システムを提供する。
【解決手段】 ウエハの両面を同時にバフ研磨する又はスクラブするためのシステム等の半導体ウエハ処理システムであって、化学溶液と共に使用する処理ボックスと、半導体基板又は別の同様な半導体材料又は素子を位置決めする位置決め装置と、バフ研磨パッド又はスクラブブラシを載置する載置装置とを含む。
Description
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ処理に関し、特に詳しくは、本発明は、半導体ウエハ
のバフ研磨および洗浄に用いられる装置に関する。
のバフ研磨および洗浄に用いられる装置に関する。
【０００２】
半導体産業で用いられる化学機械研磨（ＣＭＰ）は、代表的には、誘電体被膜
表面を平坦にしたり、基板上にあるいは既に施した被膜上に堆積した余分な金属
性被膜を除去するために用いられる。平坦化を行うためには、特殊なフィラー材
料が添加されたポリウレタン等の比較的硬いパッド材料が使用される。広い面（
ウエハ全面）の平坦化を行うためには、一般に、より柔らかい基層が使用される
。平坦化処理の効率は、研磨スラリーの存在下で、誘電体被膜の高くなっている
部分を除去する研磨パッドの硬さに大きく依存している。従って、平坦化を行う
ことがＣＭＰを実施する主たる目的であるので、硬いパッドが通常、使用される
。この平坦化の工程は、主要研磨工程または第一の研磨工程と呼ばれる。
表面を平坦にしたり、基板上にあるいは既に施した被膜上に堆積した余分な金属
性被膜を除去するために用いられる。平坦化を行うためには、特殊なフィラー材
料が添加されたポリウレタン等の比較的硬いパッド材料が使用される。広い面（
ウエハ全面）の平坦化を行うためには、一般に、より柔らかい基層が使用される
。平坦化処理の効率は、研磨スラリーの存在下で、誘電体被膜の高くなっている
部分を除去する研磨パッドの硬さに大きく依存している。従って、平坦化を行う
ことがＣＭＰを実施する主たる目的であるので、硬いパッドが通常、使用される
。この平坦化の工程は、主要研磨工程または第一の研磨工程と呼ばれる。
【０００３】 残念ながら、硬い研磨パッドは、研磨表面上の欠陥を少なくするためには適し
ていない。このことから、主要研磨工程後に少量の材料を研磨して除去したり、
あるいは洗浄システムに供給する前にウエハ表面を単に「きれいにする」ために
、より柔らかい研磨パッドを装着した第二のプラテン（研磨テーブル）が使用さ
れる。別体の研磨テーブルで行われるこの「洗浄」工程ではＤＩ水が使用され、
そしてこの工程はよく、バフ研磨と呼ばれる。研磨機械上にある別の研磨テーブ
ルのために、複雑さが加わり、スループットが減り、そして、研磨ツールのフッ
トプリントが増加する。これらの短所を回避するために、研磨装置外部でウエハ
洗浄作業のすべてを行うことは望ましいことである。
ていない。このことから、主要研磨工程後に少量の材料を研磨して除去したり、
あるいは洗浄システムに供給する前にウエハ表面を単に「きれいにする」ために
、より柔らかい研磨パッドを装着した第二のプラテン（研磨テーブル）が使用さ
れる。別体の研磨テーブルで行われるこの「洗浄」工程ではＤＩ水が使用され、
そしてこの工程はよく、バフ研磨と呼ばれる。研磨機械上にある別の研磨テーブ
ルのために、複雑さが加わり、スループットが減り、そして、研磨ツールのフッ
トプリントが増加する。これらの短所を回避するために、研磨装置外部でウエハ
洗浄作業のすべてを行うことは望ましいことである。
【０００４】 普通のウエハスクラブシステムでは、ゆるいスラリー粒子をウエハ表面からき
れいに除去することができ、ウエハスクラブシステムの中には、ウエハ表面から
金属性のコンタミを除去できるスクラブシステムもある。普通のスクラバでは、
被膜に埋没していることが多い小さなスラリー粒子を除去するには効果がない。
ソフトな研磨パッド上での通常のバフ研磨により係る欠陥の大部分を除去して、
研磨された表面を十分に洗浄して、スクラブできるようにする。
れいに除去することができ、ウエハスクラブシステムの中には、ウエハ表面から
金属性のコンタミを除去できるスクラブシステムもある。普通のスクラバでは、
被膜に埋没していることが多い小さなスラリー粒子を除去するには効果がない。
ソフトな研磨パッド上での通常のバフ研磨により係る欠陥の大部分を除去して、
研磨された表面を十分に洗浄して、スクラブできるようにする。
【０００５】 従って、スクラバのパフォーマンスを向上させ、かつ、主要ＣＭＰ工程の後で
ウエハを洗浄することによって、特に、主要研磨工程とバフ研磨工程とを有する
２ステップＣＭＰ処理と同程度の欠陥レベルにすることが望ましい。
ウエハを洗浄することによって、特に、主要研磨工程とバフ研磨工程とを有する
２ステップＣＭＰ処理と同程度の欠陥レベルにすることが望ましい。
【０００６】 先行技術でウエハスクラブシステムがバフ研磨作業のために適用されていなか
ったのは、バフ研磨媒体の圧力および速度が、バフ研磨に必要とされるものより
も極めて小さかったからである。スクラブシステムの中には、ウエハ縁部を保持
しているために通常のバフ研磨圧力を加えるとウエハを破損してしまうことから
、バフ研磨を行うのに適してないスクラブシステムもある。
ったのは、バフ研磨媒体の圧力および速度が、バフ研磨に必要とされるものより
も極めて小さかったからである。スクラブシステムの中には、ウエハ縁部を保持
しているために通常のバフ研磨圧力を加えるとウエハを破損してしまうことから
、バフ研磨を行うのに適してないスクラブシステムもある。
【０００７】 本発明は、バフ研磨作業を行うために特に設計された、改良されたウエハ洗浄
システムを提供する。本システムにより、非常に増大した圧力および速度を有す
るスクラバでウエハを処理することができ、応用範囲を広げることができる。本
装置はまた、処理パラメータの制御および変更により、バフ研磨又は通常のスク
ラブを同じステーションで、もしくは適した化学物質を用いる場合には別のステ
ーションで行うこともできる。
システムを提供する。本システムにより、非常に増大した圧力および速度を有す
るスクラバでウエハを処理することができ、応用範囲を広げることができる。本
装置はまた、処理パラメータの制御および変更により、バフ研磨又は通常のスク
ラブを同じステーションで、もしくは適した化学物質を用いる場合には別のステ
ーションで行うこともできる。
【０００８】
半導体ウエハを処理するためのシステムについて説明する。本システムは、バ
フ研磨ステーションおよびバフ研磨ステーションに連結されたスクラブステーシ
ョンを含む。
フ研磨ステーションおよびバフ研磨ステーションに連結されたスクラブステーシ
ョンを含む。
【０００９】 本発明については、以下の詳細な説明および本発明の各種実施例に関する添付
の図面から、十分に理解されるであろう。しかしながら、これは、単に、説明と
理解とのためのものであり、本発明を特定の実施例に限定するものではない。
の図面から、十分に理解されるであろう。しかしながら、これは、単に、説明と
理解とのためのものであり、本発明を特定の実施例に限定するものではない。
【００１０】
半導体ウエハを処理するシステムについて説明する。以下の説明において、成
分材料、速度、圧力等、多くの細目について述べられている。しかしながら、当
業者にとって明らかであろうことは、本発明は、これらの特定の細目を用いずに
実施できることである。別の例においては、周知の構造および装置について、本
発明を不明確にすることを避けるために、詳細にするというよりもむしろ、ブロ
ック図で示してある。
分材料、速度、圧力等、多くの細目について述べられている。しかしながら、当
業者にとって明らかであろうことは、本発明は、これらの特定の細目を用いずに
実施できることである。別の例においては、周知の構造および装置について、本
発明を不明確にすることを避けるために、詳細にするというよりもむしろ、ブロ
ック図で示してある。
【００１１】
二以上のプラテンを有する典型的なポリシングシステムのための処理シーケン
スは、硬いパッドを用いたプラテン上での一つ又は二つの主要研磨工程と、ソフ
トなパッドを用いたプラテン上でのバフ研磨作業とを備えるが、新規に提案する
本発明での処理シーケンスは、ポリシング装置上では主要研磨工程のみを行い、
そして、向上したパフォーマンスを有するスクラバ上でバフ研磨作業を行う。本
処理シーケンスにより、ポリシング装置のスループットを極めて増大させること
ができ、バフ研磨プラテンを用いて主要研磨ができるようになる。
スは、硬いパッドを用いたプラテン上での一つ又は二つの主要研磨工程と、ソフ
トなパッドを用いたプラテン上でのバフ研磨作業とを備えるが、新規に提案する
本発明での処理シーケンスは、ポリシング装置上では主要研磨工程のみを行い、
そして、向上したパフォーマンスを有するスクラバ上でバフ研磨作業を行う。本
処理シーケンスにより、ポリシング装置のスループットを極めて増大させること
ができ、バフ研磨プラテンを用いて主要研磨ができるようになる。
【００１２】 プラテン１本のポリシングシステムに、この構成のスクラバを適用すれば、現
在のところ可能なものよりも高い品質（欠陥の少ない）のウエハを製造すること
ができる。
在のところ可能なものよりも高い品質（欠陥の少ない）のウエハを製造すること
ができる。
【００１３】 係る向上により、ポリシング装置から、洗浄作業を行うことが極めて当然であ
る洗浄システム（スクラバ）まで、洗浄工程での負担をなくすことになる。さら
に、クリーン密閉処理チャンバの使用および別の化学物質を扱える能力のために
、スクラバ環境は、ポリシング装置よりも洗浄作業を行うのにより適している。
スクラバ上でバフ研磨工程を行うもう一つの利点は、ポリシング装置上で前面の
みがバフ研磨される時に、ウエハの両面を同時にバフ研磨できることである。
る洗浄システム（スクラバ）まで、洗浄工程での負担をなくすことになる。さら
に、クリーン密閉処理チャンバの使用および別の化学物質を扱える能力のために
、スクラバ環境は、ポリシング装置よりも洗浄作業を行うのにより適している。
スクラバ上でバフ研磨工程を行うもう一つの利点は、ポリシング装置上で前面の
みがバフ研磨される時に、ウエハの両面を同時にバフ研磨できることである。
【００１４】 本発明は、半導体ウエハを処理するためのシステムを提供する。一実施例にお
いては、本システムは、バフ研磨ステーションとスクラブステーションとを含む
。一実施例においては、バフ研磨ステーションでウエハの二面（例えば、対向す
る面等）を同時にバフ研磨する。一実施例においては、バフ研磨ステーションで
ウエハの対向する面をバフ研磨し、ウエハのバフ研磨が完了した後で、スクラブ
ステーションでウエハの両面のブラシスクラブを行う。
いては、本システムは、バフ研磨ステーションとスクラブステーションとを含む
。一実施例においては、バフ研磨ステーションでウエハの二面（例えば、対向す
る面等）を同時にバフ研磨する。一実施例においては、バフ研磨ステーションで
ウエハの対向する面をバフ研磨し、ウエハのバフ研磨が完了した後で、スクラブ
ステーションでウエハの両面のブラシスクラブを行う。
【００１５】 一実施例においては、バフ研磨ステーションが、一以上のバフ研磨エレメント
を含んでおり、少なくとも第一のアセンブリにより位置決めされるエレメントを
一つ含んでいる。同様に、スクラブステーションは、一以上のスクラブエレメン
トを含んでいて、第二のアセンブリにより位置決めされるエレメントを少なくと
も一つ含んでいる。そして、第一と第二のアセンブリの一部は実質的に同じであ
る。バフ研磨エレメントとスクラブエレメントとは、パッドおよび／又はブラシ
を備えることもできる処理エレメントである。
を含んでおり、少なくとも第一のアセンブリにより位置決めされるエレメントを
一つ含んでいる。同様に、スクラブステーションは、一以上のスクラブエレメン
トを含んでいて、第二のアセンブリにより位置決めされるエレメントを少なくと
も一つ含んでいる。そして、第一と第二のアセンブリの一部は実質的に同じであ
る。バフ研磨エレメントとスクラブエレメントとは、パッドおよび／又はブラシ
を備えることもできる処理エレメントである。
【００１６】 一実施例においては、バフ研磨ステーションは、ブラシスクラブステーション
等の、もう一つのスクラブステーションとして構成可能である。一実施例におい
ては、バフ研磨ステーションは、ブラシやパッドあるいは他のバフ研磨媒体とい
った処理エレメントを用いて、半導体ウエハに各種の圧力を加えるように構成可
能なアセンブリを含む。これらの各種圧力には、半導体ウエハをスクラブするの
に十分な圧力の第一の組と、半導体ウエハをバフ研磨するのに十分な圧力の第二
の組とが含まれている。時間を違えて同じステーションでスクラブを行うにせよ
又はバフ研磨を行うにせよ、必要の場合には、いずれにしても適した化学物質を
使用しなければならない。
等の、もう一つのスクラブステーションとして構成可能である。一実施例におい
ては、バフ研磨ステーションは、ブラシやパッドあるいは他のバフ研磨媒体とい
った処理エレメントを用いて、半導体ウエハに各種の圧力を加えるように構成可
能なアセンブリを含む。これらの各種圧力には、半導体ウエハをスクラブするの
に十分な圧力の第一の組と、半導体ウエハをバフ研磨するのに十分な圧力の第二
の組とが含まれている。時間を違えて同じステーションでスクラブを行うにせよ
又はバフ研磨を行うにせよ、必要の場合には、いずれにしても適した化学物質を
使用しなければならない。
【００１７】 バフ研磨エレメント又はバフ研磨媒体を、単層のＰＶＡ材料又は多層の別の材
料から構成することができる。一実施例においては、バフ研磨（又は処理）エレ
メントを、その上面にＰＶＡ材料層を被覆したＰＥＴプラスチック等の、硬い、
化学物質耐性材料と、ＰＶＡ層で覆われたソフト研磨パッドとから構成する。こ
の構成により、バフ研磨処理の間、有効な圧力をウエハに加えることができ、ウ
エハ接触面積が比較的大きいパッドが使用でき、そして、処理エレメントと標準
のスクラバ構成との互換性を維持できる。ウエハ裏面と接触する処理エレメント
を、全く同じものにもできるし、標準コアとスクラバに通常用いられるＰＶＡブ
ラシとから構成することもできる。
料から構成することができる。一実施例においては、バフ研磨（又は処理）エレ
メントを、その上面にＰＶＡ材料層を被覆したＰＥＴプラスチック等の、硬い、
化学物質耐性材料と、ＰＶＡ層で覆われたソフト研磨パッドとから構成する。こ
の構成により、バフ研磨処理の間、有効な圧力をウエハに加えることができ、ウ
エハ接触面積が比較的大きいパッドが使用でき、そして、処理エレメントと標準
のスクラバ構成との互換性を維持できる。ウエハ裏面と接触する処理エレメント
を、全く同じものにもできるし、標準コアとスクラバに通常用いられるＰＶＡブ
ラシとから構成することもできる。
【００１８】 バフ研磨サイクル中の圧力の適用は、縦軸に沿って固定された下部処理エレメ
ントに対して上部処理エレメントを動かすことにより達成される。図２および以
下の説明を参照のこと。ウエハは処理エレメントの間に位置決めされ、破損する
ことなしに有効な負荷を受容することができる。
ントに対して上部処理エレメントを動かすことにより達成される。図２および以
下の説明を参照のこと。ウエハは処理エレメントの間に位置決めされ、破損する
ことなしに有効な負荷を受容することができる。
【００１９】 本発明は、ブラシアセンブリ又はパッドアセンブリと位置決めアセンブリとを
含む、処理ボックスを提供する。ブラシ／パッドアセンブリは、ウエハのバフ研
磨および／又は洗浄用の一組のパッドおよび／又はブラシと、ブラシおよび／又
はパッドを制御し、かつ、駆動する機構とを備える。本発明の位置決めアセンブ
リを使用して、処理システム内の各種構成要素および装置を位置決めすることも
できる。一実施例においては、係る構成要素には、ローラ、ホイール、ガイドや
一以上のロボット等の、ウエハ搬送装置およびウエハ操作装置が含まれる。例え
ば、本発明の法人譲渡人に対しすべて譲渡されている、１９９６年８月２９日出
願の米国特許出願番号０８／７０５，１１５号、『格納装置（Ｃontainment Ａ
pparatus）』、１９９６年８月２９日出願の米国特許出願番号０８／７０５，１
６２号、『ローラ位置決め装置（Ａ Ｒoller Ｐositioning Ａpparatus）』お
よび１９９６年８月２９日出願の米国特許出願番号０８／７０５，１６１号、『
ブラシアセンブリ装置（Ａ Ｂrush Ａssembly Ａpparatus）』を参照のこと。
含む、処理ボックスを提供する。ブラシ／パッドアセンブリは、ウエハのバフ研
磨および／又は洗浄用の一組のパッドおよび／又はブラシと、ブラシおよび／又
はパッドを制御し、かつ、駆動する機構とを備える。本発明の位置決めアセンブ
リを使用して、処理システム内の各種構成要素および装置を位置決めすることも
できる。一実施例においては、係る構成要素には、ローラ、ホイール、ガイドや
一以上のロボット等の、ウエハ搬送装置およびウエハ操作装置が含まれる。例え
ば、本発明の法人譲渡人に対しすべて譲渡されている、１９９６年８月２９日出
願の米国特許出願番号０８／７０５，１１５号、『格納装置（Ｃontainment Ａ
pparatus）』、１９９６年８月２９日出願の米国特許出願番号０８／７０５，１
６２号、『ローラ位置決め装置（Ａ Ｒoller Ｐositioning Ａpparatus）』お
よび１９９６年８月２９日出願の米国特許出願番号０８／７０５，１６１号、『
ブラシアセンブリ装置（Ａ Ｂrush Ａssembly Ａpparatus）』を参照のこと。
【００２０】 本発明の処理ボックスを、複数の処理ステーションを有するウエハ処理システ
ムに組み込むこともできる。例えば、ウエハ処理システムが、基板をバフ研磨お
よび／又は洗浄（例えば、スクラブ）するために一以上のステーションを備える
こともできる。本発明について、ウエハのブラシスクラブを行うことによる洗浄
という観点から説明しているが、スクラブ以外のウエハ洗浄技術を一以上の処理
ステーションで用いることもできる。
ムに組み込むこともできる。例えば、ウエハ処理システムが、基板をバフ研磨お
よび／又は洗浄（例えば、スクラブ）するために一以上のステーションを備える
こともできる。本発明について、ウエハのブラシスクラブを行うことによる洗浄
という観点から説明しているが、スクラブ以外のウエハ洗浄技術を一以上の処理
ステーションで用いることもできる。
【００２１】 本発明について、ウエハのバフ研磨およびスクラブと共に説明するが、即ち、
一般的に用いられる基板と同じ形状ならいずれのものでも、本発明により処理で
きることができる。さらに、ウエハ又は基盤に関しては、ドーピングされている
又はされていない裸半導体基板もしくは純粋半導体基板、エピタキシャル層を有
する半導体基板、処理段階のいずれかにおいて一以上の素子を組み込んだ半導体
基板、絶縁体上半導体（ＳＯＩ：semiconductor-on-insulator）素子等の素子を
一以上組み込んだ他の形式の基板、もしくは、フラットパネルディスプレイ、ハ
ードディスク、マルチチップモジュール等の別の装置又は素子を処理するための
基板を含めることができる。
一般的に用いられる基板と同じ形状ならいずれのものでも、本発明により処理で
きることができる。さらに、ウエハ又は基盤に関しては、ドーピングされている
又はされていない裸半導体基板もしくは純粋半導体基板、エピタキシャル層を有
する半導体基板、処理段階のいずれかにおいて一以上の素子を組み込んだ半導体
基板、絶縁体上半導体（ＳＯＩ：semiconductor-on-insulator）素子等の素子を
一以上組み込んだ他の形式の基板、もしくは、フラットパネルディスプレイ、ハ
ードディスク、マルチチップモジュール等の別の装置又は素子を処理するための
基板を含めることができる。
【００２２】 本発明は、標準のスクラブと比較して高いエネルギー（高圧で高速）で操作可
能なブラシ／パッドアセンブリを提供する。本発明のシステムでは、先行技術の
スクラバで通常用いられるよりも高い圧力で実施できる。本発明において、バフ
研磨の際に、本発明システムは、０．１ないし４ｐｓｉ（約０．２ないし２０ポ
ンド）のダウン圧力、又はダウンフォースおよび毎分約４０ないし１２０フィー
トの相対速度で操作する。対称的に、標準のスクラバでは、約０．１ないし０．
５ｐｓｉ（０．２ないし１ポンド）の圧力と毎分５ないし２０フィートの相対速
度で操作する。典型的な先行技術でのポリシング装置では、２ないし４ＰＳＩ（
１００ポンド）のダウン圧力と毎分１６０ないし２５０フィートの相対速度でバ
フ研磨作業を行っている。
能なブラシ／パッドアセンブリを提供する。本発明のシステムでは、先行技術の
スクラバで通常用いられるよりも高い圧力で実施できる。本発明において、バフ
研磨の際に、本発明システムは、０．１ないし４ｐｓｉ（約０．２ないし２０ポ
ンド）のダウン圧力、又はダウンフォースおよび毎分約４０ないし１２０フィー
トの相対速度で操作する。対称的に、標準のスクラバでは、約０．１ないし０．
５ｐｓｉ（０．２ないし１ポンド）の圧力と毎分５ないし２０フィートの相対速
度で操作する。典型的な先行技術でのポリシング装置では、２ないし４ＰＳＩ（
１００ポンド）のダウン圧力と毎分１６０ないし２５０フィートの相対速度でバ
フ研磨作業を行っている。
【００２３】
図１は、本発明の一実施例により用いられる、両面ウエハバフ研磨装置および
スクラバシステムの概念図を示している。本システムには、多数のステーション
が含まれている。これらのステーションはいずれも、ウエハバフ研磨および洗浄
処理における一以上の工程を概念的に示している。これらのステーションにはま
た、本処理における複数の工程の中の一工程を完了するハードウェアとソフトウ
ェアとを備えることができる。本処理には、ウエハに関するシステムにより実行
される工程が含まれている。一実施例においては、本システムは複数のウエハを
同時に処理可能な、すなわち、ある一時に、一以上のウエハを各ステーションで
処理することができる。
スクラバシステムの概念図を示している。本システムには、多数のステーション
が含まれている。これらのステーションはいずれも、ウエハバフ研磨および洗浄
処理における一以上の工程を概念的に示している。これらのステーションにはま
た、本処理における複数の工程の中の一工程を完了するハードウェアとソフトウ
ェアとを備えることができる。本処理には、ウエハに関するシステムにより実行
される工程が含まれている。一実施例においては、本システムは複数のウエハを
同時に処理可能な、すなわち、ある一時に、一以上のウエハを各ステーションで
処理することができる。
【００２４】 一実施例においては、本発明は、ウエハの酸性（低ｐＨ）洗浄処理を提供する
。本洗浄処理は、フッ化水素（ＨＦ）洗浄処理を備えることができる。耐腐食作
用のため、本システム内のプラスチック構成要素を、ＰＥＴ、アセタール（デル
リン：ＤＥＬＲＩＮ）、テフロン、ポリプロピレン（ポリプロ：ｐｏｌｙｐｒｏ
）、ポリウレタン等の材料から構成することもでき、また、金属性構成要素には
、ハステロイＣ２７６等のステンレス鋼を用いることもできる。本発明を、他の
洗浄工程およびシステムに応用することもできる。
。本洗浄処理は、フッ化水素（ＨＦ）洗浄処理を備えることができる。耐腐食作
用のため、本システム内のプラスチック構成要素を、ＰＥＴ、アセタール（デル
リン：ＤＥＬＲＩＮ）、テフロン、ポリプロピレン（ポリプロ：ｐｏｌｙｐｒｏ
）、ポリウレタン等の材料から構成することもでき、また、金属性構成要素には
、ハステロイＣ２７６等のステンレス鋼を用いることもできる。本発明を、他の
洗浄工程およびシステムに応用することもできる。
【００２５】 本発明のブラシアセンブリは、脱イオン（ＤＩ）水の使用を容易にするような
処理ボックスで作動することに注意すべきである。一実施例においては、本発明
の処理ボックスは、異なる化学物質を流す能力が十分にある。例えば、フッ化水
素（ＨＦ）を本発明の処理ボックス内に流すこともできる。重要なことは、本発
明が、ポリシング装置と同じ圧力を加える能力と、さらに、洗浄用の化学物質す
べてを処理する能力を提供することである。
処理ボックスで作動することに注意すべきである。一実施例においては、本発明
の処理ボックスは、異なる化学物質を流す能力が十分にある。例えば、フッ化水
素（ＨＦ）を本発明の処理ボックス内に流すこともできる。重要なことは、本発
明が、ポリシング装置と同じ圧力を加える能力と、さらに、洗浄用の化学物質す
べてを処理する能力を提供することである。
【００２６】 汚いウエハをスクラバの一端部に装填し、洗浄されたウエハをスクラバのもう
一方の端部から取り出す。
一方の端部から取り出す。
【００２７】 ロードステーション１１０（別名インプットステーション）において、オペレ
ータはカセット１８０をスクラバ内に装填する。カセット１８０は、多数の汚れ
たウエハを収納している。ウエハは、ロードステーション１１０から自動的に搬
送ベルト１１５上に移されてステーション１２０に移動する。搬送ベルト１１５
は、ＤＣモータ１９３により移動する。ウエハ１０１は、カセット１８０から自
動的に取り出されて搬送ベルト１１５上に位置決めされる汚いウエハを表してい
る。
ータはカセット１８０をスクラバ内に装填する。カセット１８０は、多数の汚れ
たウエハを収納している。ウエハは、ロードステーション１１０から自動的に搬
送ベルト１１５上に移されてステーション１２０に移動する。搬送ベルト１１５
は、ＤＣモータ１９３により移動する。ウエハ１０１は、カセット１８０から自
動的に取り出されて搬送ベルト１１５上に位置決めされる汚いウエハを表してい
る。
【００２８】 ステーション１２０を、バフ研磨処理の一部としてウエハをバフ研磨するバフ
研磨装置として構成することもできるし、洗浄工程の一部としてウエハを洗浄す
るための構成にすることもできる。バフ研磨ステーション（バフ研磨処理の一部
）として構成された場合には、ステーション１２０では研磨されたウエハをバフ
研磨して（図示していないが噴射水流を）スプレーして、研磨されたウエハ１０
２から粒子の大半を除去する。パッド１２１は、研磨されたウエハ１０２の両面
を同時にバフ研磨する。上部ブラシの高さは、ステッパモータ（図示せず）によ
り制御される。ローラ１９０は、研磨されたウエハ１０２を回転させる。
研磨装置として構成することもできるし、洗浄工程の一部としてウエハを洗浄す
るための構成にすることもできる。バフ研磨ステーション（バフ研磨処理の一部
）として構成された場合には、ステーション１２０では研磨されたウエハをバフ
研磨して（図示していないが噴射水流を）スプレーして、研磨されたウエハ１０
２から粒子の大半を除去する。パッド１２１は、研磨されたウエハ１０２の両面
を同時にバフ研磨する。上部ブラシの高さは、ステッパモータ（図示せず）によ
り制御される。ローラ１９０は、研磨されたウエハ１０２を回転させる。
【００２９】 ブラシステーション（洗浄処理の一部）として構成された場合には、ステーシ
ョン１２０において、研磨されたウエハ１０２をブラシがけして（図示していな
いが噴射水流を）スプレーして、汚れたウエハ１０２から粒子の大半を除去する
。ブラシ１２１は、汚れたウエハ１０２の両面をスクラブする。上部ブラシの位
置は、ステッパモータ（図示せず）により制御される。ローラ１９０は、汚れた
ウエハ１０２を回転させる。一実施例においては、ウエハの縁部のベベル領域は
、ローラを用いて洗浄される。ローラとウエハとの間に作動速度差がある場合に
は、良好に洗浄することができる。
ョン１２０において、研磨されたウエハ１０２をブラシがけして（図示していな
いが噴射水流を）スプレーして、汚れたウエハ１０２から粒子の大半を除去する
。ブラシ１２１は、汚れたウエハ１０２の両面をスクラブする。上部ブラシの位
置は、ステッパモータ（図示せず）により制御される。ローラ１９０は、汚れた
ウエハ１０２を回転させる。一実施例においては、ウエハの縁部のベベル領域は
、ローラを用いて洗浄される。ローラとウエハとの間に作動速度差がある場合に
は、良好に洗浄することができる。
【００３０】 バフ研磨されたウエハあるいは既にバフ研磨済みのウエハは次に、ステーショ
ン１３０に自動的に移される。これは、第二のＤＣモータ（図示せず）により制
御される搬送ベルト１１６によって行われる。
ン１３０に自動的に移される。これは、第二のＤＣモータ（図示せず）により制
御される搬送ベルト１１６によって行われる。
【００３１】 ステーション１３０においては、バフ研磨されたウエハ又は既にバフ研磨済み
のウエハ１０３をブラシがけして（図示していないが噴射水流を）スプレーして
、ウエハ１０３から粒子の大半を除去する。ブラシ１３１は、一度ブラシがけさ
れたウエハ１０３の両面をスクラブする。ブラシ１３１のうちの上部ブラシの位
置は、ステッパモータ１９１により制御される。完了した場合には、二度ブラシ
がけされたウエハを次に、搬送ベルト１１７を介してスピンアンドドライステー
ション１４０に自動的に移動させる。
のウエハ１０３をブラシがけして（図示していないが噴射水流を）スプレーして
、ウエハ１０３から粒子の大半を除去する。ブラシ１３１は、一度ブラシがけさ
れたウエハ１０３の両面をスクラブする。ブラシ１３１のうちの上部ブラシの位
置は、ステッパモータ１９１により制御される。完了した場合には、二度ブラシ
がけされたウエハを次に、搬送ベルト１１７を介してスピンアンドドライステー
ション１４０に自動的に移動させる。
【００３２】 上述のシステムは、ステーション１２０がウエハ洗浄用ブラシステーションか
、もしくは、ウエハバフ研磨用バフ研磨ステーションのいずれかとして構成され
ているが、ステーション１３０をブラシステーション又はバフ研磨ステーション
のいずれかとして構成することもできる。
、もしくは、ウエハバフ研磨用バフ研磨ステーションのいずれかとして構成され
ているが、ステーション１３０をブラシステーション又はバフ研磨ステーション
のいずれかとして構成することもできる。
【００３３】 スピンアンドドライステーション１４０は、ウエハをすすぎ、スピンし、そし
て乾燥させる。ウエハ１０４は、スピンアンドドライステーション１４０におい
て処理されるウエハを表している。この時点で、ウエハは洗浄されている。ある
特定のタイプのウエハでは、ロードステーション１１０、ステーション１２０お
よびステーション１３０の間は湿潤にしておかなければならない。ブラシがけと
すすぎが終了した後でのみ、このタイプのウエハをスピンし乾燥させることがで
きる。次に、スピンと乾燥が終わったウエハをアウトプットステーション１５０
に移動させる。
て乾燥させる。ウエハ１０４は、スピンアンドドライステーション１４０におい
て処理されるウエハを表している。この時点で、ウエハは洗浄されている。ある
特定のタイプのウエハでは、ロードステーション１１０、ステーション１２０お
よびステーション１３０の間は湿潤にしておかなければならない。ブラシがけと
すすぎが終了した後でのみ、このタイプのウエハをスピンし乾燥させることがで
きる。次に、スピンと乾燥が終わったウエハをアウトプットステーション１５０
に移動させる。
【００３４】 アウトプットステーション１５０においては、洗浄済みウエハをカセット１８
１に収納する。ウエハ１０５は、カセット１８１に収納された洗浄済みウエハを
表している。洗浄済みウエハで一杯になった場合には、カセット１８１はオペレ
ータにより取り除かれる。これにより、洗浄処理は完了する。
１に収納する。ウエハ１０５は、カセット１８１に収納された洗浄済みウエハを
表している。洗浄済みウエハで一杯になった場合には、カセット１８１はオペレ
ータにより取り除かれる。これにより、洗浄処理は完了する。
【００３５】 制御システムハウジング１７０は、本スクラバの制御システムの心臓部を備え
る多数の構成要素を収納している。制御システムハウジング１７０には、ホスト
ボード１７２を有するホストケージ１７１が含まれている。ホストボード１７２
は、本スクラバの全体的な制御を行っている。ホストボード１７２は通常、一以
上の物理的パッケージ内で実行される一以上のホストプロセッサを含んでいる。
ホストケージ１７１は、ホストボード１７２およびホストケージ内の他のボード
（例えば、センサーインプットボード、オペレータディスプレイ用ビデオカード
１６０、ホストボード１７２から残りの制御システムへの信号通信用ボード）の
支持部材となっている。
る多数の構成要素を収納している。制御システムハウジング１７０には、ホスト
ボード１７２を有するホストケージ１７１が含まれている。ホストボード１７２
は、本スクラバの全体的な制御を行っている。ホストボード１７２は通常、一以
上の物理的パッケージ内で実行される一以上のホストプロセッサを含んでいる。
ホストケージ１７１は、ホストボード１７２およびホストケージ内の他のボード
（例えば、センサーインプットボード、オペレータディスプレイ用ビデオカード
１６０、ホストボード１７２から残りの制御システムへの信号通信用ボード）の
支持部材となっている。
【００３６】 図２は、ブラシボックス１０５の側面図を示している。ブラシボックス１０６
は、実質的に同一であることに留意されたい。図２を参照すると、ブラシボック
ス１０５には、ウエハ両面を同時にスクラブするためのスクラブブラシを備える
ブラシアセンブリ２１０と、ブラシ旋回軸点２１３を有するブラシ駆動機構２１
４とが含まれていることがわかる。これらについては以下で詳細に述べる。ブラ
シ駆動機構２１４は、駆動ブラシ２１１に連結されており、これについては以下
で詳細に述べる。
は、実質的に同一であることに留意されたい。図２を参照すると、ブラシボック
ス１０５には、ウエハ両面を同時にスクラブするためのスクラブブラシを備える
ブラシアセンブリ２１０と、ブラシ旋回軸点２１３を有するブラシ駆動機構２１
４とが含まれていることがわかる。これらについては以下で詳細に述べる。ブラ
シ駆動機構２１４は、駆動ブラシ２１１に連結されており、これについては以下
で詳細に述べる。
【００３７】 ブラシボックス１０５には、インナーチャンバドレイン２０１も含まれている
ことに留意されたい。ベースコンテナ１１３内のドレインと対応するアウターチ
ャンバドレイン２０２についても示されている。ブラシボックス１０５はまた、
上述の排気パイプ２０３を含んでいる。ドレインにはすべて、本技術で周知の封
止が含まれている。各封止には、漏れ検出装置を含めることができる。一実施例
においては、アウターチャンバドレイン２０２をポリプロによって形成する。
ことに留意されたい。ベースコンテナ１１３内のドレインと対応するアウターチ
ャンバドレイン２０２についても示されている。ブラシボックス１０５はまた、
上述の排気パイプ２０３を含んでいる。ドレインにはすべて、本技術で周知の封
止が含まれている。各封止には、漏れ検出装置を含めることができる。一実施例
においては、アウターチャンバドレイン２０２をポリプロによって形成する。
【００３８】 ブラシボックス１０５にはまた、インレット１１１が含まれている。インレッ
ト１１１は、ウエハが内部に送られる通路となる。ブラシボックス１０５はまた
、ウエハがブラシボックス１０５から出る際に、ローラ２３０等のローラとウエ
ハに洗浄溶液をスプレーするスプレーヘッド２０５および２０６を内蔵している
ことが示されている。一実施例においては、スプレーヘッドは、ブラシボックス
の入り口および出口とブラシボックス１０６の出口とに取り付けられる。代替の
実施例においては、スプレーヘッドを、ブラシボックス１０６の入り口に取り付
けることができる。スプレーヘッドおよびジェット噴流を使用する技術は、周知
技術である。
ト１１１は、ウエハが内部に送られる通路となる。ブラシボックス１０５はまた
、ウエハがブラシボックス１０５から出る際に、ローラ２３０等のローラとウエ
ハに洗浄溶液をスプレーするスプレーヘッド２０５および２０６を内蔵している
ことが示されている。一実施例においては、スプレーヘッドは、ブラシボックス
の入り口および出口とブラシボックス１０６の出口とに取り付けられる。代替の
実施例においては、スプレーヘッドを、ブラシボックス１０６の入り口に取り付
けることができる。スプレーヘッドおよびジェット噴流を使用する技術は、周知
技術である。
【００３９】 ブラシボックス１０５はまた、ブラシ２２１と２１２との間で洗浄されるウエ
ハに対してローラ２３０等のローラを位置決めする、ローラ位置決めアセンブリ
２２０を格納している。一実施例においては、ブラシ２１１および２１２は各々
、プラスチックコアとパッド材料で覆われたＰＶＡ部とを備える。ローラ位置決
めアセンブリ２２０の実施例については、以下で詳細に述べる。
ハに対してローラ２３０等のローラを位置決めする、ローラ位置決めアセンブリ
２２０を格納している。一実施例においては、ブラシ２１１および２１２は各々
、プラスチックコアとパッド材料で覆われたＰＶＡ部とを備える。ローラ位置決
めアセンブリ２２０の実施例については、以下で詳細に述べる。
【００４０】 図２に示されているように、チャンバ底部の排気およびドレインを除いて、貫
通部はない。チャンバを貫通する貫通部は、両側にある。側面からだけの貫通部
を有することにより、必要とされる封止は減り、漏れの可能性が減る。これは、
高酸性化学物質を使用するシステムに特に好適なものとなる。
通部はない。チャンバを貫通する貫通部は、両側にある。側面からだけの貫通部
を有することにより、必要とされる封止は減り、漏れの可能性が減る。これは、
高酸性化学物質を使用するシステムに特に好適なものとなる。
【００４１】
図３Ａおよび図３Ｂは、それぞれブラシアセンブリ５１０の上部ブラシアセン
ブリおよび下部ブラシアセンブリの斜視図を示している。図４Ａと図４Ｄは、そ
れぞれ上部および下部ブラシアセンブリの上面図と、上部および下部ブラシアセ
ンブリの断面図とを示している。実際のブラシアセンブリ自体（駆動機構を除い
て）は、本技術で周知であることに留意されたい。図３Ａおよび図３Ｂ，それに
図４Ａと図４Ｄは、ブラシについて示しているが、本アセンブリを、バフ研磨や
スクラブや他の処理のためのパッド用に構成することもできる。各ブラシには、
ウエハの洗浄を容易にする多数の突起（図示せず）が含まれている。一実施例に
おいては、ブラシのコアに流体を供給して、ブラシ表面からブラシの外側に放出
させるように、上部および下部ブラシを構成する。係るブラシおよび流体供給シ
ステムについては、ここでは詳細に述べない。例示としてのブラシに関する説明
およびブラシを介して流体を供給するシステムに関するより詳しい情報について
は、本発明の法人譲渡人に譲渡済みの１９９５年１０月１３日出願の米国特許出
願番号０８／５４２，５３１号『ブラシを介して化学物質を供給するための方法
および装置（Ｍethod and Ａpparatus for Ｃhemical Ｄelivery Ｔhrough the
Ｂrush）』を参照のこと。
ブリおよび下部ブラシアセンブリの斜視図を示している。図４Ａと図４Ｄは、そ
れぞれ上部および下部ブラシアセンブリの上面図と、上部および下部ブラシアセ
ンブリの断面図とを示している。実際のブラシアセンブリ自体（駆動機構を除い
て）は、本技術で周知であることに留意されたい。図３Ａおよび図３Ｂ，それに
図４Ａと図４Ｄは、ブラシについて示しているが、本アセンブリを、バフ研磨や
スクラブや他の処理のためのパッド用に構成することもできる。各ブラシには、
ウエハの洗浄を容易にする多数の突起（図示せず）が含まれている。一実施例に
おいては、ブラシのコアに流体を供給して、ブラシ表面からブラシの外側に放出
させるように、上部および下部ブラシを構成する。係るブラシおよび流体供給シ
ステムについては、ここでは詳細に述べない。例示としてのブラシに関する説明
およびブラシを介して流体を供給するシステムに関するより詳しい情報について
は、本発明の法人譲渡人に譲渡済みの１９９５年１０月１３日出願の米国特許出
願番号０８／５４２，５３１号『ブラシを介して化学物質を供給するための方法
および装置（Ｍethod and Ａpparatus for Ｃhemical Ｄelivery Ｔhrough the
Ｂrush）』を参照のこと。
【００４２】 図３Ａおよび図３Ｂ，それに図４Ａと図４Ｄにおいては、各ブラシコアを、パ
ッドローラアセンブリ又はウエハをバフ研磨するのに適した別の材料に交換する
こともできる。この要領で、各ブラシアセンブリを、一以上の目標とするウエハ
をバフ研磨するバフ研磨アセンブリとして構成することもできる。この場合では
、ブラシのように、バフ研磨パッドローラアセンブリを、パッド表面を介して流
体をそのコアからパッドの外側に分配するように設計する。
ッドローラアセンブリ又はウエハをバフ研磨するのに適した別の材料に交換する
こともできる。この要領で、各ブラシアセンブリを、一以上の目標とするウエハ
をバフ研磨するバフ研磨アセンブリとして構成することもできる。この場合では
、ブラシのように、バフ研磨パッドローラアセンブリを、パッド表面を介して流
体をそのコアからパッドの外側に分配するように設計する。
【００４３】 ブラシに使用される材料は、ＰＶＡ又はポリウレタンタイプの材料を備える。
上部ブラシ又は底部ブラシは、同じ材料でも違う材料でもよい。代替の実施例に
おいては、材料は、ＰＶＡ又はポリウレタンタイプの材料を上部の研磨パッドに
組み合わせたものを備える。ブラシの形状は、円筒形とすることもできるし、こ
のような場合には平面ＰＶＡブラシとすることもできる。もう一つの実施例にお
いては、平面ＰＶＡブラシを、ソフト研磨パッドで覆うこともできる。
上部ブラシ又は底部ブラシは、同じ材料でも違う材料でもよい。代替の実施例に
おいては、材料は、ＰＶＡ又はポリウレタンタイプの材料を上部の研磨パッドに
組み合わせたものを備える。ブラシの形状は、円筒形とすることもできるし、こ
のような場合には平面ＰＶＡブラシとすることもできる。もう一つの実施例にお
いては、平面ＰＶＡブラシを、ソフト研磨パッドで覆うこともできる。
【００４４】 バフ研磨ステーションのもう一つの実施例においては、実質的に平面、もしく
は板状の回転パッドを備えるパッドアセンブリを使用して、平面キャリヤ上に置
かれたウエハをバフ研磨するために使用することもできる。いくつかのバフ研磨
作業と対応したより大きな圧力のために、この構成を用いることもできる。一実
施例においては、係るパッドアセンブリは、ｓｕｂａIV又は他の研磨パッドを備
えることができる。平面パッドを使用する際には、下部ブラシはなくても良い。
この場合には、ウエハは、やはり回転させておく必要がある。しかしながら、こ
の構成においては、一時にウエハの片面だけが処理される。
は板状の回転パッドを備えるパッドアセンブリを使用して、平面キャリヤ上に置
かれたウエハをバフ研磨するために使用することもできる。いくつかのバフ研磨
作業と対応したより大きな圧力のために、この構成を用いることもできる。一実
施例においては、係るパッドアセンブリは、ｓｕｂａIV又は他の研磨パッドを備
えることができる。平面パッドを使用する際には、下部ブラシはなくても良い。
この場合には、ウエハは、やはり回転させておく必要がある。しかしながら、こ
の構成においては、一時にウエハの片面だけが処理される。
【００４５】 一実施例においては、別の技術の材料を選択することにより、本発明で、ブラ
シとウエハの間に発生する接触領域を制御する。ブラシコアの位置と材料の圧縮
性により、適応される接触領域と圧力とを決定する。従って、同一のブラシコア
と共に特定の圧縮性を有するブラシ又はパッドを選択することにより、接触領域
を変更できる。
シとウエハの間に発生する接触領域を制御する。ブラシコアの位置と材料の圧縮
性により、適応される接触領域と圧力とを決定する。従って、同一のブラシコア
と共に特定の圧縮性を有するブラシ又はパッドを選択することにより、接触領域
を変更できる。
【００４６】 図３Ａ、図４Ａおよび図４Ｃには、上部ブラシの一実施例が示されている。回
転アーム３０１および３０２は、上部ブラシリフト駆動装置（ブラシボックス各
側面上に一つ）に連結されて、これに応じて、上部ブラシアセンブリ３００を旋
回させてウエハに近づけたり離したりする。上部ブラシコア３０１を回転させる
旋回軸点は、駆動軸３１０の回転軸の中心に位置決めされている。ウエハに対す
る旋回量が、ウエハに加える圧力量に影響を及ぼすが、これは、洗浄工程の要求
に基づくデザイン選択である。この旋回運動は、ブラシボックスに内在すること
に留意されたい。旋回作業の間、下部ブラシアセンブリ３５０は、固定されてい
る（ブラシボックスおよび格納壁に取り付けられているため）。
転アーム３０１および３０２は、上部ブラシリフト駆動装置（ブラシボックス各
側面上に一つ）に連結されて、これに応じて、上部ブラシアセンブリ３００を旋
回させてウエハに近づけたり離したりする。上部ブラシコア３０１を回転させる
旋回軸点は、駆動軸３１０の回転軸の中心に位置決めされている。ウエハに対す
る旋回量が、ウエハに加える圧力量に影響を及ぼすが、これは、洗浄工程の要求
に基づくデザイン選択である。この旋回運動は、ブラシボックスに内在すること
に留意されたい。旋回作業の間、下部ブラシアセンブリ３５０は、固定されてい
る（ブラシボックスおよび格納壁に取り付けられているため）。
【００４７】 回転アーム３３１は、六角軸３０４等の六角軸とリンク３０５とを介して上部
ブラシコア３０１に連結されている。回転アーム３０２は、リンク３０６を介し
て上部ブラシコア３０１に連結されている。駆動軸３１０の回転が上部ブラシを
旋回させないように、回転アーム３０２は駆動軸周囲を同軸回転する。図示され
ているように、回転アーム３０２は、それ自体回転可能な駆動軸フィードスルー
３７０に連結されている。一実施例においては、各リフト駆動装置は、ステッパ
モータ（本発明を不明確にするのを避けるため図示せず）を備え、回転アーム３
３１および３０２の端部を押し上げることにより動作する。これにより、洗浄処
理の間、上部ブラシコア３０１をウエハの上面下方に向かって旋回させる。各駆
動装置が引き下げられる際に、回転アーム３３１および３０２は、上部ブラシコ
ア３０１を旋回させてウエハから離す。代替の実施例においては、リフトレバー
を使用して上部ブラシコア３０１をウエハ表面に近づけたり離したりする。また
、回転アームの上にステッパモータを連結することにより、反対方向に働く制御
を除いて、上部ブラシアセンブリ３００の旋回を行うことができる。
ブラシコア３０１に連結されている。回転アーム３０２は、リンク３０６を介し
て上部ブラシコア３０１に連結されている。駆動軸３１０の回転が上部ブラシを
旋回させないように、回転アーム３０２は駆動軸周囲を同軸回転する。図示され
ているように、回転アーム３０２は、それ自体回転可能な駆動軸フィードスルー
３７０に連結されている。一実施例においては、各リフト駆動装置は、ステッパ
モータ（本発明を不明確にするのを避けるため図示せず）を備え、回転アーム３
３１および３０２の端部を押し上げることにより動作する。これにより、洗浄処
理の間、上部ブラシコア３０１をウエハの上面下方に向かって旋回させる。各駆
動装置が引き下げられる際に、回転アーム３３１および３０２は、上部ブラシコ
ア３０１を旋回させてウエハから離す。代替の実施例においては、リフトレバー
を使用して上部ブラシコア３０１をウエハ表面に近づけたり離したりする。また
、回転アームの上にステッパモータを連結することにより、反対方向に働く制御
を除いて、上部ブラシアセンブリ３００の旋回を行うことができる。
【００４８】 ブラシコア３０１をウエハに適用するブラシ位置決め装置を制御して、各種圧
力でブラシコア３０１をウエハに適用することもできる。言い換えれば、ブラシ
を物理的に連結するので、先行技術の運動に基づく荷重とは違って、ブラシは物
理的に動かされる（押し下げられる）。ステッパモータからの大きな力で回転ア
ーム３３１と３０２とを押し上げることにより、ブラシコア３０１を、増大した
圧力でウエハに適用する。圧力が増大するのは、機械的な比率によるものである
。図５は、先行技術のシステムでブラシコアを位置決めする時と本発明のシステ
ムでブラシコアを位置決めする時との、ステッパモータを使用して８インチウエ
ハにブラシコアを適用する圧力を示すグラフである。本発明のきめ細かな工程に
より、先行技術よりも大きなブラシ運動を生み出すことができる。図示されてい
るように、加えられる圧力量は、先行技術に比べて４倍から５倍も大きい。本発
明により加えられる増大した圧力により、スクラブ中に埋没した粒子を除去する
ことができる。圧力が増大することに加えて、ＨＦベースの処理を用いることに
より、全体的により良好な洗浄処理ができる。
力でブラシコア３０１をウエハに適用することもできる。言い換えれば、ブラシ
を物理的に連結するので、先行技術の運動に基づく荷重とは違って、ブラシは物
理的に動かされる（押し下げられる）。ステッパモータからの大きな力で回転ア
ーム３３１と３０２とを押し上げることにより、ブラシコア３０１を、増大した
圧力でウエハに適用する。圧力が増大するのは、機械的な比率によるものである
。図５は、先行技術のシステムでブラシコアを位置決めする時と本発明のシステ
ムでブラシコアを位置決めする時との、ステッパモータを使用して８インチウエ
ハにブラシコアを適用する圧力を示すグラフである。本発明のきめ細かな工程に
より、先行技術よりも大きなブラシ運動を生み出すことができる。図示されてい
るように、加えられる圧力量は、先行技術に比べて４倍から５倍も大きい。本発
明により加えられる増大した圧力により、スクラブ中に埋没した粒子を除去する
ことができる。圧力が増大することに加えて、ＨＦベースの処理を用いることに
より、全体的により良好な洗浄処理ができる。
【００４９】 ブラシアセンブリをスクラブ（洗浄）に用いる場合には、ウエハ又は表面の一
部をバフ研磨するよう構成することもできる。さらに、本発明を、基板の片面の
みをバフ研磨するよう適合させることもできる。しかしながら、先行技術と異な
り、本発明は、基板両面のバフ研磨が同時に行える。
部をバフ研磨するよう構成することもできる。さらに、本発明を、基板の片面の
みをバフ研磨するよう適合させることもできる。しかしながら、先行技術と異な
り、本発明は、基板両面のバフ研磨が同時に行える。
【００５０】 このように、本発明のブラシアセンブリは、バフ研磨システムに適した圧力が
提供できる。従って、本発明により、格納内の第一の組のブラシボックス（一以
上）をバフ研磨に使用し、後のブラシボックス（一以上）をウエハのスクラブに
使用する、両面バフ研磨／洗浄システムとなる処理システムが提供できる。
提供できる。従って、本発明により、格納内の第一の組のブラシボックス（一以
上）をバフ研磨に使用し、後のブラシボックス（一以上）をウエハのスクラブに
使用する、両面バフ研磨／洗浄システムとなる処理システムが提供できる。
【００５１】 図３Ｃは、回転アーム３３１および３０２のうちの一つと、回転アーム下で動
作するために位置決めされたステッパ駆動装置に連結するための連結器３２０と
を示している。連結器３２０が最上位置にある時、ブラシコア３０１をウエハに
あてて、反対に最下位置にある時には、ブラシコア３０１はウエハから旋回して
離れる。ステッパモータが回転アームの上に位置する場合には、連結器３２０の
運動は逆転して同じブラシコアの運動が得られる。
作するために位置決めされたステッパ駆動装置に連結するための連結器３２０と
を示している。連結器３２０が最上位置にある時、ブラシコア３０１をウエハに
あてて、反対に最下位置にある時には、ブラシコア３０１はウエハから旋回して
離れる。ステッパモータが回転アームの上に位置する場合には、連結器３２０の
運動は逆転して同じブラシコアの運動が得られる。
【００５２】 貫通ブッシュ３０３の組を使用して、ブラシコンテナ１１３に対する軸フィー
ドスルー３７０および３７２と上部ブラシアセンブリ３００との位置を維持し、
かつ、ブラシボックス側面に対する上部ブラシアセンブリを固定する。この要領
で、貫通ブッシュ３０３を、ブラシボックスおよびブラシコンテナ１１３に対す
る上部ブラシアセンブリ３００の連結の一部として使用する。また、安定性を追
加するために、ブラシボックスへの支持ユニットを使用することもできる。即ち
、支持ユニットより大きな負荷とより速い速度とを支持しなければならない。
ドスルー３７０および３７２と上部ブラシアセンブリ３００との位置を維持し、
かつ、ブラシボックス側面に対する上部ブラシアセンブリを固定する。この要領
で、貫通ブッシュ３０３を、ブラシボックスおよびブラシコンテナ１１３に対す
る上部ブラシアセンブリ３００の連結の一部として使用する。また、安定性を追
加するために、ブラシボックスへの支持ユニットを使用することもできる。即ち
、支持ユニットより大きな負荷とより速い速度とを支持しなければならない。
【００５３】 貫通ブッシュ３０３はまた、ブラシボックスの内部キャビティとブラシボック
ス格納装置の外部との間の封止にもなる。貫通ブッシュの使用は、本技術で周知
である。一実施例においては、貫通ブッシュは、ロードアイランド州イーストプ
ロビンス、ＩＧＵＳ社製造のＴ―５００により作製される。
ス格納装置の外部との間の封止にもなる。貫通ブッシュの使用は、本技術で周知
である。一実施例においては、貫通ブッシュは、ロードアイランド州イーストプ
ロビンス、ＩＧＵＳ社製造のＴ―５００により作製される。
【００５４】 独立したリンク３０５および３０６を使用して、駆動部とブラシアセンブリ３
００の回転アームとをそのブラシコア３０１に連結する。
００の回転アームとをそのブラシコア３０１に連結する。
【００５５】 可撓性連結器３０９を使用して、上部ブラシコア３０１を駆動して回転させる
モータ（図示せず）に駆動軸３１０を連結する。一実施例においては、ステンレ
ス鋼（又は他の耐酸性材料）軸レジューサを介して、可撓性連結器３０９を駆動
軸３１０に連結する。
モータ（図示せず）に駆動軸３１０を連結する。一実施例においては、ステンレ
ス鋼（又は他の耐酸性材料）軸レジューサを介して、可撓性連結器３０９を駆動
軸３１０に連結する。
【００５６】 モータが駆動軸３１０に供給する回転運動を、一組のギアを介してブラシコア
３０１に供給する。（上部ブラシアセンブリ３００と下部ブラシアセンブリの両
方に対する軸フィードスルーにより、駆動軸の駆動モータの作動に応じて、駆動
軸３１０および３６０を自由に回転させることに留意されたい。）遊び歯車３１
２を、駆動軸３１０に連結する。駆動ギア３１１をブッシュコア０１に連結する
。遊び歯車３１２と駆動ギア３１１は、それらの歯を介して互いに接触している
。駆動軸３１０を回転する時に、遊び歯車３１２が回転する。次に、遊び歯車３
１２の回転運動は、本技術で周知の方法で駆動ギア３１１に移送される。ギアの
サイズは、デザイン選択であることに留意されたい。一実施例においては、遊び
歯車３１２と駆動ギア３１１は各々、歯が６６個、ピッチが２４、直径が２．７
５インチである。
３０１に供給する。（上部ブラシアセンブリ３００と下部ブラシアセンブリの両
方に対する軸フィードスルーにより、駆動軸の駆動モータの作動に応じて、駆動
軸３１０および３６０を自由に回転させることに留意されたい。）遊び歯車３１
２を、駆動軸３１０に連結する。駆動ギア３１１をブッシュコア０１に連結する
。遊び歯車３１２と駆動ギア３１１は、それらの歯を介して互いに接触している
。駆動軸３１０を回転する時に、遊び歯車３１２が回転する。次に、遊び歯車３
１２の回転運動は、本技術で周知の方法で駆動ギア３１１に移送される。ギアの
サイズは、デザイン選択であることに留意されたい。一実施例においては、遊び
歯車３１２と駆動ギア３１１は各々、歯が６６個、ピッチが２４、直径が２．７
５インチである。
【００５７】 互いに対する遊び車と駆動ギアとのサイズは、変更できる。それらの率の変更
は、異なる速度差を与えるのに有益である。係る速度差は、スピンローラを用い
て縁部を洗浄ために重要である。また、ギアで上部ブラシアセンブリ３００を駆
動することが示されているが、ギアをベルトに取り換えることもできる。
は、異なる速度差を与えるのに有益である。係る速度差は、スピンローラを用い
て縁部を洗浄ために重要である。また、ギアで上部ブラシアセンブリ３００を駆
動することが示されているが、ギアをベルトに取り換えることもできる。
【００５８】 一実施例においては、ギアガードを使用してギアを覆って、洗浄処理からの粒
子が侵入しないようにして、かつ、ギアから生じる粒子がウエハを汚さないよう
にする。
子が侵入しないようにして、かつ、ギアから生じる粒子がウエハを汚さないよう
にする。
【００５９】 反応ピン３０７を、ブッシュコア３０１の一端部近くの反応コア３０８に連結
する。本発明は、ブラシコア３０１を簡単に離脱させる反応ピン３０７と反応コ
ア３０８とを提供する。この要領で、保守や修理のためにブラシコア３０１を取
り外すことができる。反応ピン３０７を下方に、図３Ａ中の位置から左に移動す
る際に、一部がブラシコア３０１内部に位置決めされている反応コア３０８をブ
ラシコア３０１の外側へ引き出す。ブラシコア３０１から反応コア３０８が引き
出された量により、ブラシコア３０１をリンク３０５から外すことができる。係
る移動は、ブラシコア３０１のもう一方の端部をリンク３０６から離すので、こ
の移動はブラシコア３０１内部に部分的に及ぶ。一度この位置になると、ブラシ
コア３０１を、ブラシボックスから抜くことができる。
する。本発明は、ブラシコア３０１を簡単に離脱させる反応ピン３０７と反応コ
ア３０８とを提供する。この要領で、保守や修理のためにブラシコア３０１を取
り外すことができる。反応ピン３０７を下方に、図３Ａ中の位置から左に移動す
る際に、一部がブラシコア３０１内部に位置決めされている反応コア３０８をブ
ラシコア３０１の外側へ引き出す。ブラシコア３０１から反応コア３０８が引き
出された量により、ブラシコア３０１をリンク３０５から外すことができる。係
る移動は、ブラシコア３０１のもう一方の端部をリンク３０６から離すので、こ
の移動はブラシコア３０１内部に部分的に及ぶ。一度この位置になると、ブラシ
コア３０１を、ブラシボックスから抜くことができる。
【００６０】 図３Ｂ、図４Ｂおよび図４Ｄに戻って参照すると、下部ブラシアセンブリ３５
０が上部ブラシアセンブリ３００と同じであるのは、下部ブラシアセンブリ３５
０がブラシコア３５１と貫通ブッシュ３５３とを含み、下部ブラシアセンブリ３
５０をブラシボックスとブラシコンテナ１１３とに固定している点である。可撓
性連結器３５９を、駆動軸３６０に連結する。可撓性連結器３５９は、駆動モー
タを駆動軸３６０に連結して、下部ブラシコア３５１を駆動する。
０が上部ブラシアセンブリ３００と同じであるのは、下部ブラシアセンブリ３５
０がブラシコア３５１と貫通ブッシュ３５３とを含み、下部ブラシアセンブリ３
５０をブラシボックスとブラシコンテナ１１３とに固定している点である。可撓
性連結器３５９を、駆動軸３６０に連結する。可撓性連結器３５９は、駆動モー
タを駆動軸３６０に連結して、下部ブラシコア３５１を駆動する。
【００６１】 下部ブラシアセンブリ３５０はまた、反応ピン３５７を含んでおり、これは、
ブラシコア３５１内部に位置決めされている反応コア３５８を抜くことにより、
反応ピン３０７と同様に動作する。これにより、ブラシコア３５１をブラシボッ
クスから取り外すことができる。
ブラシコア３５１内部に位置決めされている反応コア３５８を抜くことにより、
反応ピン３０７と同様に動作する。これにより、ブラシコア３５１をブラシボッ
クスから取り外すことができる。
【００６２】 下部ブラシアセンブリ３５０を可撓性連結器３５９を介してモータにより直接
駆動するが、代替の実施例においては、下部ブラシ３５０を、ギアの使用を介し
て上部ブラシ３００を駆動する同じモータにより駆動することもできることに留
意されたい。一実施例においては、四つのギアを使用して、上部ブラシコアを駆
動する同じモータで下部ブラシコアを駆動する。係る一実施例においては、ブラ
シコアに連結された駆動ギアを、遊び歯車３１２および／又は駆動軸３１０によ
り駆動することもある。ただ一つのモータを使用して、ブラシボックスに対する
貫通の数を減らす。このことは、上述の強酸性洗浄処理では有利である。
駆動するが、代替の実施例においては、下部ブラシ３５０を、ギアの使用を介し
て上部ブラシ３００を駆動する同じモータにより駆動することもできることに留
意されたい。一実施例においては、四つのギアを使用して、上部ブラシコアを駆
動する同じモータで下部ブラシコアを駆動する。係る一実施例においては、ブラ
シコアに連結された駆動ギアを、遊び歯車３１２および／又は駆動軸３１０によ
り駆動することもある。ただ一つのモータを使用して、ブラシボックスに対する
貫通の数を減らす。このことは、上述の強酸性洗浄処理では有利である。
【００６３】 前述の説明を読み終えた後、本発明についての多くの代替および変更が、当業
者に対して明らかになることは疑いないであろう。図により示され説明された各
種の実施例が、限定を意図するものでないことが理解されるはずである。従って
、各種実施例の詳細に対する参照は、本発明に不可欠と考えられる特徴のみを引
用する請求の範囲を限定するものではない。
者に対して明らかになることは疑いないであろう。図により示され説明された各
種の実施例が、限定を意図するものでないことが理解されるはずである。従って
、各種実施例の詳細に対する参照は、本発明に不可欠と考えられる特徴のみを引
用する請求の範囲を限定するものではない。
【００６４】 以上、スクラブ／バフ研磨アセンブリ装置について説明した。
【図１】 スクラバシステムを例示的に示した説明図である。
【図２】 ブラシボックスおよびブラシボックス格納装置の一部に関する実施例について
の側面図である。
の側面図である。
【図３Ａ】 本発明の上部ブラシアセンブリの実施例の斜視図である。
【図３Ｂ】 本発明の下部ブラシアセンブリの実施例の斜視図である。
【図３Ｃ】 回転アームと駆動装置へのアタッチメント用の連結の実施例を示す説明図であ
る。
る。
【図４】 上部および下部ブラシアセンブリの実施例の上面図と、上部および下部ブラシ
アセンブリの実施例の断面図である。
アセンブリの実施例の断面図である。
【図５】 ブラシをウエハに適用する圧力を示すグラフである。
１０１〜１０４…ウエハ １０５〜１０６…ブラシボックス １１０…ロードステーション １１１…インレット １１３…ブラシコンテナ １１３…ベースコンテナ １１５〜１１７…搬送ベルト １２０…ステーション １２１…パッド １２１…ブラシ １３０…ステーション １３１…ブラシ １４０…スピンアンドドライステーション １５０…アウトプットステーション １６０…オペレータディスプレイ用ビデオカード １７０…制御システムハウジング １７１…ホストケージ １７２…ホストボード １８０，１８１…カセット １９０…ローラ １９１…ステッパモータ １９３…ＤＣモータ ２０１…インナーチャンバドレイン ２０２…アウターチャンバドレイン ２０３…排気パイプ ２０５…スプレーヘッド ２１０…ブラシアセンブリ ２１１…ブラシ ２１３…ブラシ旋回軸点 ２１４…ブラシ駆動機構 ２２０…アセンブリ ２２１…ブラシ ２３０…ローラ ３００…ブラシアセンブリ ３０１…ブラシコア ３０２…回転アーム ３０３…貫通ブッシュ ３０４…六角軸 ３０５，３０６…リンク ３０７…反応ピン ３０８…反応コア ３０９…可撓性連結器 ３１０…駆動軸 ３１１…駆動ギア ３１２…歯車 ３２０…連結器 ３３１…回転アーム ３５０…下部ブラシ ３５１…ブラシコア ３５３…貫通ブッシュ ３５７…反応ピン ３５８…反応コア ３５９…可撓性連結器 ３６０…駆動軸 ３７０…駆動軸フィードスルー ３７０…軸フィードスルー ５１０…ブラシアセンブリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デラリオス・ジョン・エム． アメリカ合衆国 カリフォルニア州94303 パロ・アルト，ロマ・ヴェルデ，941 (72)発明者 ジャン・シオウフア アメリカ合衆国 カリフォルニア州95133 サン・ホセ，マリー・キャロライン・コ ート，2970 (72)発明者 ゴッケル・トーマス・アール． アメリカ合衆国 カリフォルニア州95355 モデスト，バールウッド・ドライブ， 2513 Ｆターム(参考） 3B116 AA03 AB01 AB34 BA02 BA14 BB21 CC01 CC03 3C058 AA06 AA07 CB10 DA12 DA18
Claims (20)
- 【請求項１】 半導体ウエハを処理するためのシステムであって、 バフ研磨ステーションと、 バフ研磨ステーションに連結されたスクラブステーションと を備えるシステム。
- 【請求項２】 前記スクラブステーションがブラシスクラバステーションを
備える請求項１記載のシステム。 - 【請求項３】 前記バフ研磨ステーションがウエハの対向する面を同時にバ
フ研磨するステーションである請求項１記載のシステム。 - 【請求項４】 請求項１記載のシステムであって、 前記バフ研磨ステーションは、ウエハの両面を同時にバフ研磨するステーショ
ンであり、 前記スクラブステーションは、前記バフ研磨ステーションが前記ウエハのバフ
研磨を完了した後に、該ウエハの対向する面を同時にブラシスクラブするステー
ションであるシステム。 - 【請求項５】 前記バフ研磨ステーションが、もう一つのスクラブステーシ
ョンとなっている請求項１記載のシステム。 - 【請求項６】 前記もう一つのスクラブステーションが、ブラシスクラブス
テーションを備えている請求項５記載のシステム。 - 【請求項７】 請求項１記載のシステムであって、 前記バフ研磨ステーションは、第一のアセンブリにより位置決めされるバフ研
磨エレメントを少なくとも一つ備え、 前記スクラブステーションは、第二のアセンブリにより位置決めされるスクラ
ブエレメントを少なくとも一つ備えており、 前記第一のアセンブリと前記第二のアセンブリは、実質的に同一部分を有して
いるシステム。 - 【請求項８】 前記バフ研磨エレメントの少なくとも１つが、略０．１ない
し４ｐｓｉの範囲の圧力でウエハ表面に押圧するように、前記第一のアセンブリ
によって位置決めされている請求項７記載のシステム。 - 【請求項９】 前記バフ研磨ステーションが、前記バフ研磨エレメントを毎
分あたり略４０ないし１２０フィートで回転させるウエハ位置決めアセンブリを
備えている請求項７記載のシステム。 - 【請求項１０】 請求項１記載のシステムであって、 前記バフ研磨ステーションは、前記バフ研磨エレメントを毎分あたり略４０な
いし１２０フィートで回転させながら、前記バフ研磨エレメントの少なくとも１
つを、略０．１ないし４ｐｓｉの範囲の圧力でウエハ表面に押しつけるステーシ
ョンであるシステム。 - 【請求項１１】 半導体ウエハを処理するための方法であって、 システムの最初のステーションでウエハをバフ研磨し、 バフ研磨後、システムの第二のステーションに前記ウエハを搬送し、 システムの第一のステーションに続く第二のステーションにおいて、前記ウエ
ハをブラシスクラブする方法。 - 【請求項１２】 前記ウエハをバフ研磨する工程において、該ウエハの複数
の面を同時にバフ研磨を行う請求項１１記載の方法。 - 【請求項１３】 前記ウエハの複数の面は、該ウエハの対向する両面である
請求項１２記載の方法。 - 【請求項１４】 前記ウエハをバフ研磨する工程において、バフ研磨エレメ
ントが、略０．１ないし４ｐｓｉの範囲の圧力でウエハ表面に押しつけられる請
求項１１記載の方法。 - 【請求項１５】 前記研磨工程において、前記バフ研磨エレメントを押しつ
けながら、毎分あたり略４０ないし１２０フィートの範囲内の速度でバフ研磨エ
レメントを回転させる請求項１４記載の方法。 - 【請求項１６】 前記圧力が、下向きの圧力を含んでいる請求項１４記載の
方法。 - 【請求項１７】 半導体ウエハを処理するためのシステムの改良であって、 半導体ウエハをスクラブするのに十分な圧力の第１の組と、該半導体ウエハを
バフ研磨するのに十分な圧力の第２の組とを含んだ複数の圧力を、処理エレメン
トを介して該半導体ウエハに適用可能なアセンブリを備えているシステムの改良
。 - 【請求項１８】 処理エレメントが、パッドを備えている請求項１７記載の
改良。 - 【請求項１９】 処理エレメントが、ブラシを備えている請求項１７記載の
改良。 - 【請求項２０】 半導体ウエハのバフ研磨システムであって、 コンテナと、 該コンテナに連結され、ウエハの第１の側面をバフ研磨する第１のパッドと、 該ウエハの第２の側面をバフ研磨する第２のパッドと、 前記コンテナと前記第２のパッドとに連結することによって、該第２のパッド
を前記ウエハに対して位置決めして、前記第１のパッドおよび前記第２のパッド
で該ウエハの２つの面を同時にバフ研磨するパッド位置決めアセンブリと を備えるシステム。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/009,583 | 1998-01-20 | ||
| US09/009,583 US6200201B1 (en) | 1996-08-29 | 1998-01-20 | Cleaning/buffer apparatus for use in a wafer processing device |
| PCT/US1999/001106 WO1999036196A1 (en) | 1998-01-20 | 1999-01-19 | A cleaning/buffing apparatus for use in a wafer processing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002509367A true JP2002509367A (ja) | 2002-03-26 |
| JP2002509367A5 JP2002509367A5 (ja) | 2006-03-02 |
Family
ID=21738550
Family Applications (1)
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