JP2020522126A - ブラシの調整のための排出液モニタリング方法および装置 - Google Patents

ブラシの調整のための排出液モニタリング方法および装置 Download PDF

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Abstract

ブラシコンディショニングのために排出液モニタリングを実施する実施形態に対する開示が提供され、モニタリングされるデータは、コンディショニングで使用されるようにフィードバックすることができる。

Description

本開示は、排出液モニタリングに関し、より詳細には、ブラシ調整のための排出液モニタリング方法および装置に関する。
［関連出願］
本国際出願は、2017年5月19日出願の米国特許出願第15/600,021号「Methods and Apparatuses for Effluent Monitoring for Brush Conditioning」の優先権を主張する。本明細書の一部をなすものとして米国特許出願第15/600,021号の全体を引用する。
半導体製造業その他の業界において、半導体ウェハーから等、表面からの汚染物質を除去するために、ブラシが使用される。従来のブラシは、製造業者から、即座に使用される状態で受け取られることはない。代わりに、ブラシは、通常、意図された製品に使用する前に調整（すなわち、「慣らし」）が行われる。ブラシの調整中に使用された化学薬品（排出液と称する）は、再生利用および／または廃棄のために収集することができる。
ブラシを調整するための排出液モニタリングに対する従来の手法の限界および不都合点は、こうした手法を、図面を参照して本開示の残りの部分に示す本方法およびシステムのいくつかの態様と比較することにより、当業者には明らかとなろう。
特許請求の範囲により完全に示すように、実質的に図面の少なくとも１つにより例示しかつそうした図に関して説明するように、ブラシ調整のための排出液モニタリングに関する方法および装置を提供する。
これらの態様および／または他の態様は、添付図面に関して行う、例示的な実施形態の以下の説明から明らかになり、より容易に理解されよう。
本開示の態様によるオフライン式ブラシ調整システムの一例を示す図である。 本発明の態様によるオフライン式ブラシ調整システムの実施態様例のブロック図である。 欠陥と調整時間との関係の一例を示すグラフである。 本開示の態様によるブラシとブラシを調整するコンディショニングプレートとの配置の一例を示す図である。 本開示の態様によるオフライン式ブラシ調整システムから排出液を収集する構成の一例を示す図である。 本開示の態様によるオフライン式ブラシ調整システムからの排出液に対するモニタリングシステムの一例を示す図である。 本開示の態様によるオフライン式ブラシ調整システムからの排出液をモニタリングする方法の一例を示すフロー図である。
図面は、必ずしも正確な縮尺ではない。適切な場合は、同様の或いは同一の参照番号を使用して、同様の又は同一の構成要素を指す。
様々な応用およびプロセスが、表面の物理的洗浄から利益を得ることができる。例えば、半導体製造において、ウェハー上で電子回路を組み立てる１つ以上の段階の間に、破壊的である可能性がある汚染物質を除去するために、半導体ウェハーを洗浄することができる。洗浄は、例えば、洗浄すべき表面と接触するブラシによって提供することができる。従来のブラシは、製造業者から即座に使用される状況で受け取られることはない。例えば、ブラシは、対象の洗浄を妨げる汚染物質を有する可能性がある。従って、ブラシの意図された使用に対して許容可能なレベルまで汚染物質を除去するように、ブラシを調整する（シーズニングする、慣らす）ことが望まれる場合がある。さらに或いは代替的に、特定の洗浄用途のためにブラシを調整するように、ブラシに１種以上の物質が適用される場合がある。
種々の用途に対して本開示の様々な実施形態を使用することができることが理解されるべきであるが、本開示では、例として半導体ウェハーの表面を調整することについて述べる。
半導体ウェハーに対する製造プロセス中、例えば、有機粒子および／または無機粒子の形態で、半導体ウェハー表面上に多くの汚染物質が見いだされる可能性がある。これらの汚染物質は、通常、デバイスの故障および不十分なウェハー歩留まりをもたらす。さらに、新たな半導体技術ノードの各々により、半導体ウェハーにおける欠陥の臨界サイズおよび半導体ウェハー上の欠陥の許容可能な数は、より小さくなる。
半導体業界は、半導体デバイスの製造において化学機械平坦化後（ｐＣＭＰ）洗浄を使用する場合があり、そこでは、半導体ウェハー表面から粒子を除去するために、特定用途向けの洗浄剤および／または化学薬品と組み合わせて、例えば、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）ブラシ等のブラシが使用される場合がある。
ＰＶＡｃブラシを含む様々なブラシタイプは、材料自体の性質および／またはブラシ製造／出荷プロセスにより、水で洗い流され、および／または、例えば、脱イオン水（ＤＩＷ）および／または洗浄剤／化学薬品等の流体にさらされるとき、必然的に粒子（有機および／または無機）を放出する。放出される粒子の量は、ブラシがさらされる流体（ＤＩＷ、洗浄剤等）の性質とともに、ブラシが使用されるプロセス条件（例えば、流体流量、ブラシ回転速度等）に関連付けることができる。
放出され得る汚染物質のレベルを、エンドユーザーに配送される前に低下させるように、ブラシ製造業者がブラシを洗浄する場合があるが、個々のエンドユーザーは、ブラシにおける粒子汚染の基準レベルに対して異なる閾値を好む可能性がある。
いくつかのブラシは、通常、細菌の成長および製品の不良を防止する保存剤とともに、水和状態で包装され、出荷され、保管されるため。保存、包装、輸送および保管プロセス（例えば、貯蔵寿命）は全て、ブラシの意図された初期状態の性質に悪影響を与え、ブラシから放出される可能性のある粒子の数を増大させる可能性がある。
ブラシ製造プロセスの性質とともに、保存、包装、輸送および／または貯蔵寿命問題は、全て、半導体組立施設の製造工具において使用する前に粒子の幾分かを除去するためにエンドユーザーがブラシを調整する（すなわち、シーズニングする、すなわち慣らす）ことが必要になる、複合的な影響である可能性がある。
処理されている実際の半導体層により、ブラシから放出される許容可能な粒子のレベル（およびサイズ）、従って、ブラシを調整するために必要な時間が決まる可能性がある。ブラシを調整するために必要な時間は、１０分間〜２４時間の範囲或いはそれより長い可能性がある。ブラシを調整する従来の方法は、最終製品の洗浄を行うシステムにおいてブラシを洗浄するために、ダミーウェハーを使用して調整プロセスを実施することを含む。結果として失われる生産性および最終的に上昇するランニングコストは、エンドユーザーに対して不利益である。
本開示の様々な実施形態は、ブラシを調整するプロセスを最適化するために排出液をモニタリングすることについて記載するものとする。
オフライン式ブラシ調整システムの排出液の汚染レベルをモニタリングする、開示されるシステム例は、オフライン式ブラシ調整システムにおけるブラシの第１の部分から第１の排出液を収集するように構成された第１のリザーバーと、ブラシの第２の部分から第２の排出液を収集するように構成された第２のリザーバーとを備える。第２の部分は第１の部分とは異なり、第１の排出液および第２の排出液は、半導体ウェハーの表面を洗浄するように構成されたブラシを調整するのに使用される流体からのものである。また、システムには、第１の排出液の第１の汚染レベルおよび第２の排出液の第２の汚染レベルをそれぞれモニタリングするように構成された排出液汚染モニターが含まれる。
オフライン式ブラシ調整システムの排出液の汚染レベルをモニタリングする、開示される方法例は、オフライン式ブラシ調整システムにおけるブラシの第１の部分からの第１の排出液を第１のリザーバーに収集することと、ブラシの第２の部分からの第２の排出液を第２のリザーバーに収集することであって、第２の部分は第１の部分とは異なり、第１の排出液および第２の排出液は、半導体ウェハーの表面を洗浄するように構成されたブラシを調整するのに使用される流体からのものであることとを伴う。その場合、排出液汚染モニターが、第１の排出液の第１の汚染レベルおよび第２の排出液の第２の汚染レベルをそれぞれ特定することができる。
図１Ａは、本開示の態様によるオフライン式ブラシ調整システム例の図を示す。図１Ａを参照すると、１つ以上のブラシステーション１１０、ユーザーインターフェース１２０およびステータスライト１３０を備えることができる、オフライン式ブラシ調整システム１００が示されている。
複数のブラシを同時に調整するのに使用することができる任意の数の個々のブラシステーション１１０があり得る。各ブラシステーション１１０は、調整のために１つのブラシを受け取ることができ、そこでは、調整は、多段階処理能力（例えば、ブラシの圧縮、ブラシの回転速度、ＤＩＷ洗い流しおよび／またはすすぎ等）を含むことができる。複数のブラシステーション１１０は、同じプロセスでブラシを調整するように構成し、および／または異なるプロセスでブラシを調整するように独立して構成することができる。また、ブラシステーション１１０は、１つのブラシを調整するものとして記載したが、他の例では、１つのブラシステーション１１０によって複数のブラシを調整することができる。
ブラシステーション１１０が単一のブラシを調整する場合、そのブラシは、他の消耗品による交差汚染から隔離することができる。ブラシステーション１１０が複数のブラシを扱うように構成されている場合、交差汚染を低減させるように、ブラシ同士を隔離するバリアがあり得る。ブラシ（複数の場合もある）における汚染の量は、汚染モニターによってモニタリングすることができる。
ユーザーインターフェース１２０（例えば、タッチスクリーン、表示パネル、ボタン、キーボードおよびマウス等）を使用して、ブラシステーション１１０においてブラシ（複数の場合もある）を調整するコマンド、およびブラシの調整状態を見るコマンドも入力することができる。例えば、ユーザーインターフェース１２０を使用して、ブラシが調整されている際にブラシを回転させるのに使用されるトルク／速度をモニタリングしかつ制御することができる。
ステータスライト１３０は、例えば、エンドユーザーにブラシに関する処理状態を警告するために、明滅しおよび／または異なる色を示すことができる。ステータスライト１３０によって示される状態は、設計によって決まるものとすることができる。
動作時、オフライン式ブラシ調整システム１００に１つ以上のブラシを配置し、調整プロセスを開始することができる。ステータスライト１３０は、例えば、少なくとも１つのブラシに対する調整が終了したときを示すことができる。異なる長さの時間がかかる可能性がある異なる調整プロセスに対して異なるブラシステーション１１０が構成される場合、ユーザーインターフェース１２０は、各ブラシステーション１１０に関する状態の更なる表示を与えることができる。
オフライン式ブラシ調整システム１００は、オフライン式ブラシ調整システム１００によって使用される流体（複数種の場合もある）を受け入れるために、流体供給システム１０１に結合することができる。オフライン式ブラシ調整システム１００はまた、オフライン式ブラシ調整システム１００によって使用された流体（複数種の場合もある）を戻すために、流体排出システム１０３に結合することもできる。流体供給システム１０１および流体排出システム１０３は、例えば、エンドユーザーに属することができる。
図１Ｂは、本開示の態様によるオフライン式ブラシ調整システムの実施態様例のブロック図である。図１Ｂを参照すると、ブラシステーション１１０、流体流入システム１４０、流体流出システム１５０、制御システム１６０、入力／出力インターフェース１７０およびモーターシステム１８０を備えるオフライン式ブラシ調整システム１００が示されている。
ブラシステーション１１０は、例えば、円筒状ローラーのような形状とすることができるブラシを受け取ることができる。本開示の様々な実施形態は、ブラシを受け取るための固定軸を有することができるが、他の実施形態は、異なる角度でブラシを受け取り、および／または、ブラシが受け取られた後に角度を調整することを可能にすることができる。これにより、ブラシを調整する際のより高い融通性を可能にし、および／またはブラシの異なる形状に適応することを可能にすることができる。
流体流入システム１４０は、ブラシを調整するためにおよび／または他の目的で使用されるようにオフライン式ブラシ調整システム１００に流体を導入するための様々な固定具を備えることができる。例えば、例えば調整用の化学薬品等の流体のための流体供給システム１０１に結合する固定具があり得る。本開示の様々な実施形態は、例えば、流体供給システム１０１によって提供される複数の流体導管に結合するのを可能にすることができる。従って、これにより、オフライン式ブラシ調整システム１００の使用中に流体の迅速な変更を可能にすることができる。流体流入システム１４０はまた、ブラシ（複数の場合もある）を調整するためにブラシ（複数の場合もある）に対する受け取った流体に関する分配システムも更に備えることができる。いくつかの実施形態は、流体流入システム１４０の一部として、流体を貯蔵するのに使用することができる容器も有することができる。この容器を使用して、例えば、流体流入のために圧力が低下する場合に、緩衝体を提供することができる。この容器を使用して、例えば、オフライン式ブラシ調整システム１００が、エンドユーザー流体供給ラインに接続されていない場合に使用されるのを可能にすることもできる。
流体流出システム１５０は、ブラシを調整するプロセスで使用された流体（すなわち、排出液）を除去するための様々な固定具および装置を備えることができる。いくつかの実施形態では、流体流出システム１５０は、ブラシステーション１１０の特定のゾーンに対応する専用の流出導管を有することができる。これにより、例えば、ブラシの特定の部分の特性に関して排出液をモニタリングすることを可能にすることができる。従って、流体流出システム１５０は、排出液に関する特定の特性を決定することができるモニタリング装置を備えることができる。
制御システム１６０は、オフライン式ブラシ調整システム１００の動作を制御する様々なモジュールを備えることができる。例えば、メモリに記憶されたコードを実行し、かつ、外部デバイスから或いはＩ／Ｏインターフェース１７０を介して受け取られるデータを処理する、１つ以上のプロセッサ（マイクロプロセッサ、マイクロコントローラー等）があり得る。そして、プロセッサ（複数の場合もある）は、ブラシの回転速度およびコンディショニングプレートに対するブラシの圧縮を含むブラシ調整プロセスの動作を制御することができる。これにより、例えば、ブラシに適用される調整のレベル（例えば、圧力、強度、持続時間、化学薬品等）を制御することを可能にすることができる。
プロセッサ（複数の場合もある）はまた、オフライン式ブラシ調整システム１００がエンドユーザーから、或いは場合によっては、容器が利用可能である場合は容器を使用して、異なるタイプの流体を受け取るように結合される場合、複数種類の流体の間での切替も制御することができる。
制御システム１６０はまた、例えば、化学薬品および／または超純水（ＵＰＷ）等の流体の流量も制御することができる。ＵＰＷの特性については、用途ごとに異なる可能性があるため説明しない。従って、ＵＰＷは、問題となっている用途に対して好適な「ＵＰＷ」特性を有すると見なされる水を指すことが理解されるべきである。制御システム１６０はまた、例えば、容器が利用可能である場合は容器からの、または別のエンドユーザー導管からの流体を使用して、化学薬品の希釈を制御することもできる。
Ｉ／Ｏインターフェース１７０は、情報およびコマンドが、オフライン式ブラシ調整システム１００に入力されるとともに、表示しおよび／または外部デバイスと通信するのを可能にすることができる、様々なデバイスを備えることができる。例えば、ユーザーインターフェース１２０は、Ｉ／Ｏインターフェース１７０の一部とすることができる。Ｉ／Ｏインターフェース１７０はまた、入力を入力するとともに出力を表示するために、例えば、様々なボタン、スイッチ、ＬＥＤ／ライト、キーボード、マウス、トラックボール等のうちの１つ以上も備えることができる。Ｉ／Ｏインターフェース１７０はまた、ＵＳＢポート、Ｅｔｈｅｒｎｅｔポート等、有線通信のための様々なポートも備えることができる。Ｉ／Ｏインターフェース１７０はまた、例えば、セルラー通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信、近距離無線通信、Ｗｉ−Ｆｉ通信、ＲＦＩＤ通信等の無線通信技術およびプロトコルもサポートすることができる。
Ｉ／Ｏインターフェース１７０を使用して、遠隔ステーションまたはデバイスに状態を表示するのを可能にし、および／またはオフライン式ブラシ調整システム１００の遠隔制御を可能にすることができる。Ｉ／Ｏインターフェース１７０はまた、有線または無線接続を介してオフライン式ブラシ調整システム１００における様々なソフトウェア／ファームウェアおよびアプリケーションの更新も可能にすることができる。さらに、Ｉ／Ｏインターフェース１７０は、オフライン式ブラシ調整システム１００の遠隔制御を可能にすることができる。
モーターシステム１８０は、調整のために１つ以上のブラシを回転させるのに使用される１つ以上のモーターを備えることができる。モーターシステム１８０におけるモーター（複数の場合もある）は、調整される際のブラシ（複数の場合もある）を回転させるために適したモーターを備えることができる。モーターシステム１８０におけるモーターは、可変速度および／またはトルクを有するように制御することができる。様々な実施形態はまた、現トルクに関する情報を提供することができるモーターシステムも備えることができる。この情報を使用して、例えば、調整が予期されるように進行しているか否かを判断することができる。様々な実施形態は、１つのブラシを駆動するために１つのモーターを提供することができるが、他の実施形態は、１つのモーターが複数のブラシを駆動するのを可能にすることができる。更に他の実施形態は、１つのモーターが単一のまたは複数のブラシを駆動するのを可能にすることができる。
図２は、欠陥と調整時間との関係例を示すグラフである。図２を参照すると、Ｙ軸に欠陥、Ｘ軸に時間を示すグラフ２００が示されている。ブラシ調整が最初に開始する時刻Ｔ０において、ＵＬという許容できないレベルの「欠陥」がある場合があり、ここでは、欠陥は、ブラシによって放出される粒子の量および／または放出される粒子のサイズを指す。欠陥は、例えば、排出液を検査することによって、モニタリングすることができる。調整が経時的に継続するに従い、欠陥レベルは、時刻Ｔ１において許容可能なレベルＡＬまで低下することができる。時刻Ｔ１は、必要な欠陥レベルに応じて変化する可能性がある。オフライン式ブラシ調整システム１００によってブラシ（複数の場合もある）を調整するのに使用される時間の任意の量は、製造システムが半導体ウェハーを製造するように動作し続け、従って、エンドユーザーの貴重な製造時間および金銭を節約することができる時間の量である。場合によっては、特定のタイプのブラシを、欠陥をモニタリングする必要なしに或る期間、調整を設定することができるように、十分に特徴付けることができる。
図３は、本開示の態様によるブラシとブラシを調整するためのコンディショニングプレートとの配置例を示す。図３を参照すると、ブラシステーション１１０におけるコンディショニングプレート（コンディショニング面）３１０およびブラシ３２０を示す図３００が示されている。ブラシ３２０は、軸方向開口部３２２を備える。軸方向開口部３２２の一端を使用して、ブラシ３２０が、例えば半導体ウェハーの表面を洗浄するのに使用されるときにブラシ３２０を保持することができる。ブラシ３２０が調整されているとき、ブラシ支持体３３０を使用してブラシ３２０を保持することができる。ブラシ支持体例３３０としては、ブラケット、支柱および／または他の任意のタイプの支持体を挙げることができる。ブラシ支持体３３０は、モーターシステム１８０に接続することができる。ブラシを調整するのに使用される流体は、ブラシ支持体３３０に結合されていない軸方向開口部の端部を介して、ブラシ３２０に導入することができる。ブラシ支持体３３０は、異なるブラシが有する場合がある異なるサイズの軸方向開口部を可能にするように異なるサイズに調整することができる。他の様々な部分を使用して、ブラシ３２０を結合部３２２に堅く締結することができるが、これらの部分については、ブラシ３２０等の構造体をブラシ支持体３３０に締結するよく知られた方法があるため、本開示では説明しない。
コンディショニングプレート３１０は、平坦とするか、或いは、例えば湾曲面等、他の形状を有することができる。表面は、ブラシ３２０の調整特性を変更するように、例えば、平坦、凹状、凸状、管状、メッシュおよび／または偏向（例えば、左から右に）等とすることができる。コンディショニングプレート３１０は、調整されたブラシによって洗浄すべき表面の性質に応じて、例えば、ガラス、石英、二酸化ケイ素、ポリシリコン、窒化ケイ素、炭化ケイ素、タングステン、チタン、窒化チタン、アルミニウム、酸化アルミニウム、タンタル、窒化タンタル、銅、ルテニウム、コバルト等の適切な材料から作製することができる（例えば、Ｓｉ、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、ＳｉＯＣ、ＳｉＮ、Ｗ、ＴｉＷ、ＴｉＮ、ＴａＮ、Ｃｕ、Ｒｕ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、サファイア、これらの材料の任意の組合せ等）。
コンディショニングプレート３１０の表面３１２は、ブラシ３２０を調整する必要に応じて異なる特性を有することができる。例えば、コンディショニングプレート３１０は、平滑であるか或いは粗い表面３１２を有し、または、例えばＳｉＯ２、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２等の研磨材を含むことができる。従って、表面３１２に対して異なる特性（複数の場合もある）を提供するために、表面３１２を適切に交換することができ、或いは、コンディショニングプレート３１０を交換することができる。ブラシ３２０を調整するのに使用される表面３１２は、ブラシ全体またはブラシ３２０の一部のみと接触することができる。
異なるブラシ３２０は、長さ、軸方向開口部３２２の直径および／または外径に対して異なるサイズを有することができる。ブラシ支持体３３０およびコンディショニングプレート３１０は、異なるサイズおよび／または調整要件に適応するように調整および／または交換することができる。制御システム１６０はまた、ブラシ３２０を調整するためにモーター速度／トルクおよび／または流体の導入を制御するとき、異なるサイズも考慮することができる。
コンディショニングプレート３１０は、例えば、脚３１４のうちの１つ以上に接続されるモーター（図示せず）によって移動させることができる。モーターは、例えば、コンディショニングプレート３１０を、ブラシ３２０と接触するように前方に移動させることができる、ステッピングモーターとすることができ、そこでは、ブラシ３２０は固定されている場合もあれば、回転している場合もある。コンディショニングプレート３１０とブラシ３２０との間の接触の程度は、モニタリングして、距離（例えば、０ｍｍ〜５ｍｍの圧縮）および／またはブラシモータートルク出力によって制御することができる。モニタリングおよび制御は、例えば、制御システム１６０によって実施することができる。
様々な実施形態は、例えば、コンディショニングプレート３１０における組み込まれた或いは付着した触覚圧力センサーを介して、コンディショニングプレート３１０に対してブラシ３２０によってかけられる圧力を特徴付ける（対応付ける）ことができる。
トルクデータを使用して、ブラシ３２０の品質（例えば、同心性、ブラシ均一性等）を直接または間接的に検証することができる。様々な実施形態はまた、様々な圧力検知デバイスによって収集することができる、例えば接触面積、圧力、力等の様々なフィードバックデータに基づいて、調整プロセスに対する調整も行うことができる。
図３の例に示すように、ブラシ３２０は、ブラシ支持体３３０の左側に結合されて、ブラシ３２０が調整される際、モーターがブラシ３２０を様々な速度（例えば、最大１０００ＲＰＭ）で回転させ、モーターのトルク出力をモニタリングするのを可能にする。ブラシ３２０の右側は、ブラシ３２０の内部への流体（化学薬品、ＵＰＷ等）の供給を可能にすることができる。流体（化学薬品および／またはＵＰＷ）の供給は、ブラシ３２０の外面に対するものとすることができる。様々な実施形態は、ブラシ３２０の内側とブラシ３２０の外面との両方に流体を供給することができる。ブラシ３２０への流体の流れは、例えば、オペレーターによって手動で、または制御システム１６０によって自動的に制御することができる、１つ以上の弁によって制御することができる。流れは、例えば、０ＧＰＭ〜５ＧＰＭの範囲例等、異なる範囲に変更することができる。
さらに、流体はまた、コンディショニングプレート３１０にも供給することができる。コンディショニングプレート３１０への流体の供給は、ブラシ３２０を調整するための適切な時点とすることができる。さらに、いくつかの実施形態は、ブラシ３２０およびコンディショニングプレート３１０に異なる流体が供給されるのを可能にすることができる。
図４Ａは、本開示の態様によるオフライン式ブラシ調整システムから排出液を収集する構成例を示す。図４Ａを参照すると、ブラシ３２０と、排出液を収集するリザーバーシステム４３０と、リザーバーシステム４３０から排出液を搬送する排液システム４３２とがあるブラシステーション１１０が示されている。リザーバーシステム４３０は、単一のまたは複数のリザーバーとすることができる。図４Ａは、４つのリザーバー４３０ａ、４３０ｂ、４３０ｃ、４３０ｄを示すが、他の実施形態は、異なる数のリザーバーを有することができる。リザーバーは、リザーバー自体からの交差汚染を最小限にする材料で作製することができる。例えば、リザーバー用の材料は、石英、ペルフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のうちの１種以上とすることができる。
排液システム４３２は、異なる実施形態に対して様々な排液構成を有することができる。例えば、各リザーバーに対して１つの排液管、複数のリザーバーを扱う単一の排液管、または単一のリザーバーを扱う複数の排液管があり得る。図４Ａは、リザーバー４３０ａ、４３０ｂ、４３０ｃ、４３０ｄそれぞれから排出液を搬送するための４つの排液管４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃ、４３２ｄの一例を示す。
図３に関して上述したように、ブラシ支持体３３０を使用して、ブラシ３２０を一端で保持することができる。例えば、ブラシ３２０をブラシ支持体３３０に結合するのに役立ち、および／または、ブラシ３２０の軸方向開口部３２２に供給される流体４１０の漏れを防止するためにシールとして実施するか或いは別個のシールを含むように、スリーブ３３２を使用することができる。従って、導管４２０を介して供給される流体４１０は、ブラシ３２０に対する調整プロセス中にブラシ３２０の内部からブラシ３２０の表面まで流れることができる。そして、排出液４１２と呼ぶことができる、ブラシ３２０からの流体は、個々のリザーバー４３０ａ、４３０ｂ、４３０ｃ、４３０ｄによって収集される。従って、各個々のリザーバーは、ブラシ３２０の特定部分（ゾーン）から排出液４１２を収集することが分かる。
排出液４１２は、排液システム４３２によって、廃棄および／または再利用のために流体排出システム１０３に搬送される。図示しないが、オフライン式ブラシ調整システム１００は、排出液４１２を一時的に貯蔵する１つ以上の排出液容器を有することができる。これは、例えば、流体排出システム１０３に一時的な中断がある場合に有用である可能性がある。様々な実施形態はまた、非リアルタイムモニタリングその他の目的のためにも、排出液４１２を貯蔵するために排出液容器を使用することができる。
複数のリザーバー４３０ａ、４３０ｂ、４３０ｃ、４３０ｄを使用して、例えば、流体４１０の供給がブラシ３２０の長さに沿って均一であるか否かを判断するために、ブラシ３２０のゾーンごとの排出液４１２の体積をモニタリングすることができる。複数のリザーバー４３０ａ、４３０ｂ、４３０ｃ、４３０ｄを使用して、ブラシ３２０の特定のゾーンを独立して或いは他のゾーンに関して評価し定量化することもできる。ゾーンの間のブラシ流量変動を使用して、例えば、ブラシ３２０に対する流量変動を判断することができる。これにより、例えば、ブラシ３２０によって洗浄される基板に適用される使用時化学物質濃度（変動）の判断、および例えば引っかき等の特定の欠陥モードの低減を可能にすることができる。
図４Ｂは、本開示の態様によるオフライン式ブラシ調整システムからの排出液に対するモニタリングシステム例を示す。図４Ｂを参照すると、例えば、液中パーティクルカウンター（ＬＰＣ）４４２、ｐＨ測定ユニット４４４および抵抗率測定ユニット４４６等の汚染モニターとともに、データ記憶デバイス４６０を備える、モニタリングシステム例４４０が示されている。ＬＰＣ４４２は、例えば、レーザー光散乱測定技術および／または粒子計数のための他の任意の技術を使用することができる。排出液の流れを確実にするために、ＬＰＣ４４２の下流にポンプ４５０がある。ポンプ４５０は、例えば、インペラーポンプ、遠心ポンプ、蠕動ポンプ等とすることができる。
ＬＰＣ４４２は、排出液４１２の体積あたりの粒子の数を計算する。従って、排出液４１２における粒子の数の低減は、ブラシ３２０の調整の進行を示すことができる。ｐＨ測定ユニット４４４は、排出液４１２のｐＨを測定する。ブラシ３２０を調整するために供給される流体のｐＨは、その調整中にブラシ３２０によって放出される粒子によって影響を受ける可能性がある。従って、排出液４１２のｐＨは、ブラシ３２０の調整の進行を示すことができる。排出液４１２の抵抗率は、抵抗率測定ユニット４４６によって測定される。ブラシ３２０を調整するために供給される流体の抵抗率は、ブラシ３２０の調整中にブラシ３２０によって放出される流体によって影響を受ける可能性がある。従って、排出液４１２の抵抗率は、ブラシ３２０の調整の進行を示すことができる。
測定ユニットによって行われる測定からのデータは、データ記憶デバイス４６０にリアルタイムまたは非リアルタイムで記録することができる。データ記憶デバイス４６０は、測定ユニットによって提供されるデータを記憶することができる適切な回路を備えることができる（例えば、この例では、ＬＰＣ４４２、ｐＨ測定ユニット４４４および抵抗率測定ユニット４４６）。データは、例えば、フラッシュメモリ、ハードドライブ、ＣＤ／ＤＶＤディスク、ＵＳＢメモリスティック等のリムーバブルメモリデバイス等を含む、揮発性および／または不揮発性メモリに記憶することができる。
データ記憶デバイス４６０は、例えば、オフライン式ブラシ調整システム１００における制御システム１６０の一部または別個のユニットとすることができる。データ記憶デバイス４６０に記憶される測定データは、ユーザーインターフェース１２０を介して表示することができる。記憶された測定データは、Ｉ／Ｏインターフェース１７０における有線または無線接続を介してリモートディスプレイ（図示せず）上で表示することもできる。同様に、測定データは、有線または無線接続を介してサーバー（図示せず）にアップロードすることができる。
図４Ｂは、本開示の一実施形態の構成例を示すが、他の構成は、ＬＰＣ４４２、ｐＨ測定ユニット４４４および抵抗率測定ユニット４４６のうちの１つまたは２つのみを有することができる。様々な実施形態は、図４Ｂに示す測定ユニットのうちの任意のものに加えて或いはその代わりに、排出液４１２を特徴付けるのに使用することができる他の測定ユニットを有することができる。
さらに、様々な実施形態は、リザーバーシステムに対して１つの特定の測定ユニット、または各リザーバーに対して若しくは複数のリザーバーに対して１つの測定ユニットを有することができる。測定ユニットが共有される場合、測定は時分割多重化することができる。例えば、単一のＬＰＣ４４２が使用される場合、ＬＰＣ４４２は、リザーバー４３０ａ、４３０ｂ、４３０ｃ、４３０ｄの各々からの排出液４１２が、周期的なリアルタイム測定のためにＬＰＣ４４２によってサンプリングされるのを可能にするシステムを使用することができる。しかしながら、リザーバー４３０ａ、４３０ｂ、４３０ｃ、４３０ｄの各々に対してＬＰＣ４４２がある場合、各ＬＰＣは、そのそれぞれのリザーバーに対して連続したリアルタイム測定を行うことができる。
ポンプ４５０は、様々な測定ユニットによるリアルタイム測定のために、排出液４１２の連続流を提供することができる。ポンプ４５０を使用して、オフライン式ブラシ調整システム１００がブラシ３２０を調整するのに使用されていないアイドルモード中、例えばＵＰＷ等の流体を圧送することもできる。ＬＰＣ４４２は、アイドルモード中に動作中である場合もあれば動作中でない場合もある。様々な実施形態はまた、複数のリザーバーから排出液４１２を圧送するために複数のポンプを使用することもできる。いくつかの実施形態は、例えば流体排出システム１０３の一部とすることができるポンプを使用することができる。
様々な実施形態において、ＬＰＣ４４２、ｐＨ測定ユニット４４４、抵抗率測定ユニット４４６、ポンプ４５０、測定データの記憶等を含むオフライン式ブラシ調整システム１００の動作は、例えば、制御システム１６０によって制御することができる。
図５は、本開示の態様によるオフライン式ブラシ調整システムからの排出液をモニタリングする方法例のフロー図である。フロー図５００によって記載する例では、ブラシ３２０の複数のゾーンがあり、少なくとも１つの測定ユニットは、複数のゾーンに関するデータを収集するように多重化される。
図５のフロー図５００を参照すると、５０２において、制御システム１６０は、ハードウェアレジスターまたはソフトウェア変数とすることができるゾーンポインターを第１のゾーンに初期化することができ、ブラシ３２０が調整される際に、排出液４１２を収集することができる。
５０４において、測定ユニット（複数の場合もある）は、例えば、ゾーンポインターによって示される特定のゾーンに対する排出液の液中粒子計数、ｐＨおよび抵抗率等、様々な測定データを生成することができる。測定データは、データ記憶デバイス４６０に記憶することができる。測定データは、調整プロセスの更なる分析のために、時間に相関させることができる。例えば、調整プロセスは、調整プロセスが開始した後の様々な時点で検出される粒子の数に対して特徴付けることができる。これは、例えば、異なる測定ユニットからの測定データを互いに、および調整プロセスに相関させる等、図２に示す欠陥グラフ等の欠陥グラフを生成するのに使用することができる。
５０６において、汚染レベルが閾値レベル未満である可能性があるか否かに関して判断を行うことができる。汚染レベルは、例えば、ＬＰＣ４４２等の特定の測定デバイスの測定値、または２つ以上の測定デバイスの測定値に基づくスコアとすることができる。汚染レベルが閾値レベル未満でない場合、５１２において、ゾーンポインターはインクリメントされ、次のゾーンのモニタリングが継続される。
汚染レベルが閾値レベル未満である場合、５０８において、本ゾーンは清浄であるとマークすることができる。５１０において、全てのゾーンが清浄であるとマークされたか否か判断することができる。マークされていた場合、５１４において、オフライン式ブラシ調整システム１００は、ブラシ３２０が適切に調整されたことを示すことができる。
全てのゾーンが清浄であるとマークされていない場合、５１２において、ゾーンポインターは次のゾーンにインクリメントされ、５０４において、プロセスは継続して、ブラシ３２０を更に調整する。
いくつかの実施形態では、全てのゾーンが清浄であるとマークされた後であっても、全てのゾーンの汚染レベルが閾値レベル未満であることを検証するために少なくとももう１回の排出液モニタリングがある場合もある。いくつかの実施形態では、ブラシ３２０への流体流は、依然として調整される必要があるブラシ３２０の実質的な部分に対する流体を可能にするように制御することができる。これは、例えば制御システム１６０の制御下で、様々なゾーンにおいて流体供給を可能にすることができる分配装置を用いて行うことができる。
本方法およびシステムは、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはハードウェアおよびソフトウェアの組合せで実現することができる。本方法および／またはシステムは、例えば、少なくとも１つのコンピューティングシステムにおいて集中的に、或いは、複数の相互接続されたコンピューティングシステムにわたって異なる要素が分散される分散的に、制御システム１６０を実現することができる。本明細書に記載した方法を実行するように適合していれば、とのようなコンピューティングシステムその他の装置であってもよい。ハードウェアおよびソフトウェアの典型的な組合せは、汎用コンピューティングシステムをコンピューティングシステムを制御するプログラムその他のコードと共に含み、該プログラムその他のコードロード、実行されることによって本明細書に記載した方法を行うようにコンピューティングシステムが制御される。別の典型的な実施態様は、１つ以上の特定用途向け集積回路またはチップを含むことができる。いくつかの実施態様は、非一時的機械可読（例えば、コンピューター可読）媒体（例えば、フラッシュメモリ、光ディスク、磁気記憶ディスク等）を含むことができ、そうした非一時的機械可読媒体は、機械によって実行可能なコードの１つ以上のラインを記憶し、それにより、機械に、本明細書に記載したようなプロセスを実施させる。本明細書で用いる「非一時的機械可読媒体」という用語は、全てのタイプの機械可読記憶媒体を含み、伝播信号を排除するように定義される。
本明細書で使用する「回路」および「回路構成」という用語は、物理的な電子コンポーネント（すなわち、ハードウェア）と、ハードウェアを構成することができ、ハードウェアが実行することができ、および／または他の方法でハードウェアに関連付けることができる、任意のソフトウェアおよび／またはファームウェア（「コード」）とを指す。本明細書で用いる場合、例えば特定のプロセッサおよびメモリは、コードの第１の１つ以上のラインを実行しているとき、第１の「回路」を含むことができ、コードの第２の１つ以上のラインを実行しているとき、第２の「回路」を含むことができる。本明細書で使用する「および／または」は、「および／または」によって連結されるリストにおける項目のうちの任意の１つ以上の項目を意味する。一例として、「ｘおよび／またはｙ」は、３つの要素の組｛（ｘ），（ｙ），（ｘ，ｙ）｝のうちの任意の要素を意味する。言い換えれば、「ｘおよび／またはｙ」は、「ｘおよびｙのうちの一方または双方」を意味する。別の例として、「ｘ、ｙおよび／またはｚ」は、７つの要素の組｛（ｘ），（ｙ），（ｚ），（ｘ，ｙ），（ｘ，ｚ），（ｙ，ｚ），（ｘ，ｙ，ｚ）｝のうちの任意の要素を意味する。言い換えれば、「ｘ、ｙおよび／またはｚ」は、「ｘ、ｙおよびｚのうちの１つ以上」を意味する。本明細書で使用する「例示的な」という用語は、非限定的な例、事例または例証としての役割を果たすことを意味する。本明細書で使用する「例えば」という用語は、１つ以上の非限定的な例、事例または例証のリストを開始する。本明細書で使用する場合、回路構成は、或る機能を実施するために必要なハードウェアおよびコード（いずれかが必要である場合）を含む場合はいつでも、その機能の実施が（例えば、ユーザーが構成可能な設定、工場トリム等により）無効にされる或いは有効にされていないか否かに関わりなく、回路構成はその機能を実行するように「動作可能」である。
本方法および／またはシステムを、或る特定の実施態様を参照して記載してきたが、当業者であれば、本方法および／またはシステムの範囲から逸脱することなく、種々の変更を行うことができることおよび均等物に置き換えることができることを理解するであろう。加えて、本開示の範囲から逸脱することなく、本開示の教示に対して特定の状況又は材料を適合させるように多くの改変を行うことができる。従って、本方法および／またはシステムは、開示されている特定の実施態様に限定されない。代わりに、本方法および／またはシステムは、字義どおりにでも均等論のもとにおいても、添付の特許請求の範囲内に入る全ての実施態様を含む。
１００ オフライン式ブラシ調整システム
１０１ 流体供給システム
１０３ 流体排出システム
１１０ ブラシステーション
１２０ ユーザーインターフェース
１３０ ステータスライト
１４０ 流体流入システム
１５０ 流体流出システム
１６０ 制御システム
１７０ Ｉ／Ｏインターフェース
１８０ モーターシステム
２００ グラフ
３１０ コンディショニングプレート（コンディショニング面）
３１２ 表面
３１４ 脚
３２０ ブラシ
３２２ 軸方向開口部
３３０ ブラシ支持体
３３２ スリーブ
４１０ 流体
４１２ 排出液
４２０ 導管
４３０ リザーバーシステム
４３０ａ リザーバー
４３０ｂ リザーバー
４３０ｃ リザーバー
４３０ｄ リザーバー
４３２ 排液システム
４３２ａ 排液管
４３２ｂ 排液管
４３２ｃ 排液管
４３２ｄ 排液管
４４２ 液中パーティクルカウンター（ＬＰＣ）
４４４ ｐＨ測定ユニット
４４６ 抵抗率測定ユニット
４５０ ポンプ
４６０ データ記憶デバイス
５００ フロー図

Claims (20)

  1. オフライン式ブラシ調整システムの排出液の汚染レベルをモニタリングするシステムにおいて、
    前記オフライン式ブラシ調整システム内に配置されたブラシの第１の部分からの第１の排出液を収集する第１のリザーバーと、
    前記第１の部分とは異なる前記ブラシの第２の部分から第２の排出液を収集する第２のリザーバーであって、前記第１と第２の排出液は、半導体ウェハーの表面を洗浄するブラシを調整するために用いた流体からのものである第２のリザーバーと、
    前記第１の排出液の第１の汚染レベルと、前記第２の排出液の第２の汚染レベルとをそれぞれモニタリングする排出液汚染モニターとを具備するシステム。
  2. 前記第１と第２の汚染レベルに基づいて前記ブラシの調整を制御する制御システムを更に備える請求項１に記載のシステム。
  3. 前記第１と第２のリザーバーの少なくとも一方のための材料は、石英、ペルフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の少なくとも１つを含む請求項１に記載のシステム。
  4. 測定された前記第１と第２の汚染レベルの各々は、液中粒子計数、ｐＨレベルまたは抵抗率のうちの少なくとも１つを含む請求項１に記載のシステム。
  5. 前記排出液汚染モニターは、前記液中粒子計数を測定する液中パーティクルカウンター（ＬＰＣ）を含む請求項４に記載のシステム。
  6. 前記ＬＰＣは、レーザー光散乱測定システムを使用するように構成されている請求項５に記載のシステム。
  7. 前記第１と第２の汚染レベルの少なくとも一部はリアルタイムに記録される請求項４に記載のシステム。
  8. 前記第１と第２のリザーバーの下流に配置され前記第１と第２の排出液を送り出すポンプシステムを更に備える請求項１に記載のシステム。
  9. 前記ブラシに前記流体を提供する供給システムを更に備える請求項１に記載のシステム。
  10. 前記第１と第２の汚染レベルがモニタリングされていない、前記オフライン式ブラシ調整システムのアイドルモード中、前記流体は超純水である請求項１に記載のシステム。
  11. 前記第１と第２の汚染レベルの少なくとも一方を時間と相関させることを更に含む請求項１に記載のシステム。
  12. 前記第１の排出液の第１の流量と前記第２の排出液の第２の流量とが、前記ブラシの流量変動を推定するために用いられる請求項１に記載のシステム。
  13. オフライン式ブラシ調整システムの排出液の汚染レベルをモニタリングする方法において、
    前記オフライン式ブラシ調整システムに配置されたブラシの第１の部分からの第１の排出液を第１のリザーバーに収集することと、
    前記第１の部分とは異なる前記ブラシの第２の部分からの第２の排出液を第２のリザーバーに収集することであって、前記第１と第２の排出液は、半導体ウェハーの表面を洗浄するブラシを調整するために用いられた流体からのものであることと、
    排出液汚染モニターを用いて、前記第１の排出液の第１の汚染レベル及び前記第２の排出液の第２の汚染レベルをそれぞれ特定することとを含む方法。
  14. 前記第１と第２の汚染レベルに基づいて前記ブラシの調整を制御することを更に含む請求項１３に記載の方法。
  15. 前記第１と第２のリザーバーの少なくとも一方のための材料は、石英、ペルフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の少なくとも１つを含む請求項１３に記載の方法。
  16. 前記第１と第２の汚染レベルの各々は、液中粒子計数、ｐＨレベルまたは抵抗率の少なくとも１つを含む請求項１３に記載の方法。
  17. 前記排出液汚染モニターは、前記第１と第２の排出液の各々の液中粒子計数を測定する液中パーティクルカウンター（ＬＰＣ）を含む請求項１３に記載の方法。
  18. 前記第１と第２の汚染レベルの少なくとも一部をリアルタイムに記録することを含む請求項１３に記載の方法。
  19. 前記第１と第２の汚染レベルの少なくとも一方を時間と相関させることを含む請求項１３に記載の方法。
  20. 前記第１の排出液の第１の流量と前記第２の排出液の第２の流量とが、前記ブラシの流量変動を推定するために用いられる請求項１３に記載の方法。
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