JP2013520803A - Cmp後の洗浄ブラシ - Google Patents
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Abstract
Description
延在し、(断面方向および/または長手方向に)プロファイルを持つノジュールは、ブラシによって洗浄にされるウェハのエッジ領域に相当するプロファイルを有する。プロファイルを持つ平面に沿ってウェハに接触するための、ブラシのプロファイルを持つ部分は、ウェハに接触する前にプロファイルを持つ表面を有する。プロファイルを持つノジュールはまた、平坦ノジュールより高い弾性係数を有する場合がある。
ール上部表面高さを有する。エッジノジュールは、上部表面およびエッジノジュール上部表面に対してブラシの回転軸から測定されたエッジノジュール上部表面高さを有する。中央ノジュール上部表面高さおよびエッジノジュール上部表面高さは、同じか、または、基板のエッジプロファイル部分より少ない量だけ異なる。エッジノジュールの上部表面のエリアは、中央ノジュール上部表面のエリアより大きく、エッジノジュールの上部表面のエリアは、4つ以下の中央突出部によって取囲まれるエリアより小さい。
は、ブラシと基板との間の摩擦が、基板と中央突出部だけを有するブラシとの間の摩擦の約±10%以下以内であるブラシをもたらす。
いくつかの実施形態では、細長いノジュールはそれぞれ、ウェハ係合表面を有し、ウェハ係合表面は、レーストラック形状を有する外側周縁を有する。いくつかの実施形態では、ノジュールのマトリクス配置構成は、フォームローラの外側円柱表面から半径方向に外に延在する複数の円柱ノジュールを含む。いくつかの実施形態では、マトリクス配置構成は、円周方向に延在する細長いノジュールに隣接して、円柱ノジュールの円周方向に延在する行を含み、円柱ノジュールの行は、細長いノジュールの行と交錯される。ノジュールのマトリクス配置構成のノジュールはそれぞれ、外側ウェハ係合表面を有することができ、前記表面はそれぞれ、フォームローラの円柱外側ベース表面に平行である。ノジュールのマトリクス配置構成のノジュールはそれぞれ、外側ウェハ係合表面および側部表面を有することができ、前記表面はそれぞれ、実質的に平坦である。
本発明の実施形態の特徴および利点は、ローラが、完全に、フォームポストCMP洗浄ローラの外側円柱表面上でマトリクス配置構成で配列された細長いノジュールからなることができることである。ノジュールは、互いに平行に配列されることができる。ノジュールは、螺旋状に配列されることができる。ノジュールは、円柱ベース表面から異なる距離
だけ半径方向に外に延在することを含む、異なるサイズとすることができる。細長いノジュールは、均一に方向付けされる必要はない、すなわち、一部のノジュールは、軸方向に(長さ方向に)方向付けされることができ、一部のノジュールは、円周または中間方向(螺旋など)とすることができる。
輪郭またはプロファイルを含むエッジノジュール24を含む。エッジノジュール24の上部表面は、中央ノジュール22の上部表面に対して角度が付くまたは隆起している。しかし、エッジノジュールと中央ノジュールとの間に円周方向に延在する直線の環状または円周チャネル26が存在する。これはまた、基板のエッジ領域などの領域の不均一な洗浄をもたらしうる。
るエッジノジュールおよび中央ノジュールは全て、こうした側部表面および上部または外側係合表面を有するノジュールを含むこと、および、各実施形態において、基板は、側部表面ではなく、ノジュールの外側ウェハ係合表面だけに係合することが留意されるべきである。
部分401であって、本体部分401から突出する、中央ノジュール404および第1の長さを有する第1の軸方向エッジノジュール406ならびに第2の長さを有する第2の軸方向エッジノジュール407のマトリクス配置構成411を有する、全体が円柱の本体部分401を含む。第1のエッジノジュール406および第2のエッジノジュール407は共に、ブラシ400のエッジの近くまで延在する。しかし、第2のエッジノジュール407の長い長さは、エッジノジュール406と407との間のオフセットならびに中央ノジュール404とのオーバラップを提供し、円周または軸方向チャネルを全く提供しない。第1のエッジノジュール406の長さは、3つの中央ノジュール404の(ギャップを含む)長さより小さい可能性があり、第2のエッジノジュール407の長さは、4つの中央ノジュール404で取囲まれる長さより小さい可能性がある。さらに、各エッジノジュール406、407の幅は、中央ノジュールの直径より小さい可能性がある。基板エッジ部分に接触する各エッジノジュール406、407の部分および基板に接触しない部分は共に、少なくとも中央ノジュール404と同程度に大きい。エッジノジュールのエリアは、基板と洗浄ブラシとの間の摩擦力が基板にわたって均一な分布を有し、かつ、基板振動が、基板の中央における洗浄とエッジにおける洗浄が同じになるように最小になるように選択される。外側エッジの大きなノジュール占有面積は、ウェハエッジの洗浄の増大を提供し、また、中央ノジュールだけを有する標準的ブラシに関して測定される摩擦またはトルクと比較して、基板との、約±10%以下以内のほぼ同じ摩擦/トルクを提供する。
うる。いくつかの実施形態では、ブラシの中央領域は、基板の中央部分で基板表面積の55%〜65%で接触しうる。より詳細には、ブラシの中央領域は、基板の中央部分で基板表面積の57%〜62%で接触しうる。
は複数のエッジノジュールの全てまたは一部分は、中央ノジュールの1つの行を通して延在する/外挿するラインに沿って始まり、エッジノジュールは、隣接する中央ノジュールの1つまたは複数の行を通して延在する/外挿するラインにわたって非平行方向に延在することができ、いくつかのバージョンでは、これらは、渦巻エッジノジュールまたは螺旋エッジノジュールと呼ばれる。エッジノジュールが、隣接する中央ノジュールの1つまたは複数の行にわたって非平行方向に延在するいくつかのバージョンでは、エッジノジュールの最も外の部分は、中央ノジュールの隣接する行のうちの1つの行に一致して終わってもよくまたは終わらなくてもよい。エッジノジュールは、ブラシが接触する基板のエッジに対応するプロファイルを欠く。
は、ポリビニルアセタール多孔質弾性材料を形成するために使用される。多孔質材料は、清浄度、孔形成作用物質またはプロセスのタイプ、ポリビニルアルコールをポリビニルアセタールに変換するために使用されるアルデヒドのタイプ、および他の因子に応じて特性が変動する。PVAスポンジ材料は、ポリビニルアセテートのホモポリマーまたは25重量%未満のコポリマーを含有するポリビニルアセテートから生成されるポリビニルアルコール水溶液と混合されるか、または、個体の10重量%になるように水溶性ポリマーに混ぜられた、酸性触媒およびアルデヒドから調製されることができる。多孔質材料の特性に影響を及ぼす他の因子はまた、反応物質の相対的割合、触媒、反応温度および時間、ならびに、製造プロセスにおける一般条件および開始材料を含む。製造プロセスの清浄度はまた、これらのデバイスの製造において重要である。限定はしないが、ナイロン、ポリウレタン、または、ポリウレタンおよびPVAの組合せ、あるいは基板表面にかき傷をつけず、プロセスのための適した材料除去を提供する他のコポリマーなどの他の成形可能材料が使用されることができ、他の成形可能材料は、米国特許第4,083,906号Schindler(ポリエチレングリコール-ポリアクリルアミド)、米国特許第5,311,634号Andros, Nicholas(界面活性エアフォームシステムおよびコア鋳造物)、米国特許第5,554,659号Rosenblatt, Solomon(界面活性エアフォーム)、米国特許第2,609
,347号Wilson, Christopher(早期界面活性フォームシステム)、および米国特許第
3,663,470号Nishimura等(早期澱粉ベーススポンジ)を含み、特許の内容が、
参照により本明細書に組込まれる。ブラシおよび作成方法はまた、WO/2005/016599に記載され、その内容が参照により本明細書に組込まれる。
を考慮して、当業者によって変更が行われることができる。たとえば、一実施形態のコンポーネントおよび特徴は、別の実施形態の対応するコンポーネントおよび特徴と置換されることができる。さらに、本発明は、任意の組合せまたは部分的組合せでこれらの実施形態の種々の態様を含むことができる。
Claims (19)
- 基板の化学機械研磨に続いて(CMP後の)基板を洗浄するブラシであって、
全体が円柱の本体と、
前記本体の中央領域内で前記円柱本体から外向きに突出する複数の中央ノジュールであって、互いから離間し、かつ、中央ギャップによって分離される、複数の中央ノジュールと、
前記円柱本体から外向きに突出し、かつ、前記中央ノジュールと異なる形状を有する複数のエッジノジュールであって、エッジノジュールの第1のセットは前記中央ノジュールと前記本体の第1の端部との間に配設され、エッジノジュールの第2のセットは前記中央ノジュールと前記本体の第2の端部との間に配設され、前記中央ノジュールは、エッジノジュールの各セットからエッジギャップだけ離間する、複数のエッジノジュールとを備え、
エッジノジュールおよび中央ノジュールの隣接する円周方向列は、前記エッジノジュールと前記中央ノジュールとの間の前記エッジギャップが、前記本体の周りに円周方向に延在する真っすぐな環状チャネルを形成しないように、前記本体の周りに千鳥状の交錯した配向で設けられ、
各エッジノジュールの上部表面は、基板に接触するように適合した、各中央ノジュールの上部表面の表面積より大きな表面積を有し、
前記エッジノジュールの前記上部表面および前記中央ノジュールの前記上部表面は、前記本体から実質的に同じ高さに延在するCMP後に用いるブラシ。 - エッジノジュールの前記第1のセットおよびエッジノジュールの前記第2のセットはそれぞれ、エッジノジュールの単一円周方向列である請求項1に記載のCMP後に用いるブラシ。
- 各エッジノジュールの前記上部表面の表面積は、4つの中央突出部の上部表面および関連する中央ギャップによって取囲まれるエリアより小さい請求項1に記載のCMP後に用いるブラシ。
- 各エッジノジュールの前記上部表面の表面積は、3つの中央突出部の上部表面および関連する中央ギャップによって取囲まれるエリアに実質的に等しい請求項3に記載のCMP後に用いるブラシ。
- 前記エッジノジュールおよび前記中央ノジュールは、軸方向の行で配列され、前記行の間に軸方向チャネルを画定する請求項1に記載のCMP後に用いるブラシ。
- エッジノジュールの前記第1のセットおよび前記第2のセットの少なくとも一方のエッジノジュールは、第1の長さを有するエッジノジュールおよび前記第1の長さより長い第2の長さを有するエッジノジュールを含む請求項1に記載のCMP後に用いるブラシ。
- 前記第1の長さを有するエッジノジュールおよび前記第2の長さを有するエッジノジュールは、前記本体の周りに円周方向に交互に存在し、前記第2の長さを有するエッジノジュールが、前記第1の長さのエッジノジュールに比べて、前記本体の中央領域に向かって遠くに延在するように、前記本体のエッジに隣接して配向される請求項6に記載のCMP後に用いるブラシ。
- エッジノジュールの前記第1のセットおよび前記第2のセットの少なくとも一方のエッジノジュールは、全て同じ長さである請求項1に記載のCMP後に用いるブラシ。
- 同じ長さのエッジノジュールは、前記本体の周りに円周方向に配設され、前記本体のエッジに隣接して配向されるのと、前記本体上でさらに内向きにオフセットされるのとを交互に行う請求項8に記載のCMP後に用いるブラシ。
- 半導体ウェハの表面のCMP後の洗浄方法であって、
回転するウェハの表面を、回転する円柱フォームローラに係合させる工程であって、前記円柱フォームローラは、前記円柱フォームローラの周りに延在する細長いノジュールの円周方向に延在する行を有する、係合させる工程を備え、
前記細長いノジュールはそれぞれ、側部表面および外側ウェハ係合表面を有し、少なくとも主に軸方向に方向付けられ、
細長いノジュールの行が、前記ウェハのエッジを、前記側部表面ではなく前記細長いノジュールの前記外側ウェハ係合表面だけに係合させて配置されるように、前記ローラを前記ウェハ上に配置する、方法。 - ノジュールの行はそれぞれ、前記フォームローラ上に螺旋状に配置される請求項10に記載の方法。
- 前記ローラが、回転し、前記ウェハに係合状態にあるときに、前記フォームローラを通して外向きに流体を注入する工程をさらに備える、請求項10に記載の方法。
- ウェハのCMP後の洗浄のための円柱フォームローラであって、軸、および、円柱外側ベース表面であって、円柱外側ベース表面から延在するノジュールのマトリクス配置構成を有する、円柱外側ベース表面を有し、前記ノジュールは全て、前記軸から均一な距離だけ外に延在し、前記ノジュールは、円柱フォームローラの周りに円周方向に延在し、前記ノジュールはそれぞれ、前記ノジュールの細長い寸法が、円周方向よりも軸方向により多く延在した状態で方向付けられるフォームローラ。
- 前記細長いノジュールはそれぞれ、ウェハ係合表面を有し、前記ウェハ係合表面は、レーストラック形状を有する外側周縁を有する請求項10または13に記載のフォームローラ。
- 円柱表面から半径方向に外に延在する複数の円柱ノジュールを含む請求項10または13または14に記載のフォームローラ。
- 前記マトリクス配置構成は、前記円周方向に延在する細長いノジュールに隣接して、円柱ノジュールの円周方向に延在する行を含み、円柱ノジュールの前記行は、細長いノジュールの前記行と交錯される請求項10〜15のいずれか1項に記載のフォームローラ。
- ノジュールの前記マトリクス配置構成の前記ノジュールはそれぞれ、外側ウェハ係合表面を有し、前記表面はそれぞれ、フォームローラの前記円柱外側ベース表面に平行である請求項10〜16のいずれか1項に記載のフォームローラ。
- ノジュールの前記マトリクス配置構成の前記ノジュールはそれぞれ、外側ウェハ係合表面および側部表面を有し、前記表面はそれぞれ、実質的に平坦である請求項10〜17のいずれか1項に記載のフォームローラ。
- 前記ノジュールはそれぞれ、細長いノジュールである請求項13に記載のフォームローラ。
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