JP2020522888A - ブラシとの無線通信方法および装置 - Google Patents

Abstract

例えば半導体ウェハーの表面を洗浄するように構成される、通信能力を備えたブラシとともに、ブラシと通信することができるオフラインブラシコンディショニングシステムおよびＣＭＰシステムに対する実施形態に対する開示が提供される。

Description

本開示は無線通信に関し、より詳細には、ブラシとの無線通信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30日出願の米国特許出願第15/607,849号「Methods and Apparatuses for Wireless Communication with a Brush」の優先権を主張する。本明細書と一体をなすものとして、米国特許出願第15/607,849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。

ブラシの調整や使用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、実質的に少なくとも１つの図面により例示しかつそうした図に関して説明するように、ブラシのための無線通信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例の図である。 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例を示す図である。 本開示の態様による、無線デバイスを備えたブラシの一例を示す図である。 本開示の態様による、無線デバイスを備えたブラシの別の例を示す図である。 本開示の態様による、無線デバイスのブロックの一例を示す図である。 本開示の態様による、ブラシモニタリングシステムとブラシとの間の通信の例を示す図である。 本開示の態様による、オフライン式ブラシ調整システムおよびＣＭＰシステムと通信するブラシの例を示す図である。 本開示の態様による、ブラシに関連付けられた無線デバイスと通信する、オフライン式ブラシ調整システムにおけるアンテナの配置例を示す図である。 本開示の態様による、ブラシとブラシモニタリングシステムとの間で情報を通信する方法例のフロー図である。

図面は、必ずしも正確な縮尺ではない。適切な場合は、同様のまたは同一の参照番号を使用して、同様のまたは同一の構成要素を指す。

様々な応用およびプロセスが、対象の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、ブラシを調整し（シーズニングし、慣らし）、その後、表面を洗浄するために調整されたブラシを使用することが望まれる場合がある。表面を洗浄するためにブラシが何回或いはどれくらいの間使用されたかを知るために、ブラシを追跡することもできる。

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洗浄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、デバイスの故障や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一層低減される。

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。

本開示の様々な実施形態は、ブラシの調整および／または使用を容易にするためにブラシと通信することについて記載するものとする。

半導体ウェハーの表面を洗浄するブラシのための開示するシステム例は、中心コアと、中心コアの周囲の洗浄部材と、ブラシに関連付けられた無線デバイスとを備える。

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と通信するための開示される方法例は、電子デバイスにより、ブラシに関連付けられている無線デバイスと通信して、無線デバイスのメモリに第１のデータを書き込むことと、無線デバイスのメモリから第２のデータを読み出すこととの一方または双方を実施することを含む。

開示されるオフライン式ブラシ調整システム例は、第１のブラシを調整するように構成された第１のコンディショニングチャンバーと、少なくとも１つの無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグと通信するように構成されたＲＦＩＤモジュールであって、少なくとも１つのＲＦＩＤタグは、第１のブラシに対応する第１のＲＦＩＤタグを含む、ＲＦＩＤモジュールと、ＲＦＩＤモジュールと第１のＲＦＩＤタグとの間の通信のために信号を送受信するように構成された第１のＲＦＩＤアンテナとを備える。

本明細書で用いる、無線周波数識別、すなわちＲＦＩＤという用語は、タグに電子情報を記憶しおよび／またはタグに記憶された電子情報にアクセスするために無線電磁伝送を使用する一組の技術を指す。

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、或い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、若しくは、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、１または複数の脚３１４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、或いは制御システム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、０ガロン毎分（ＧＰＭ）〜５ガロン毎分の範囲例等、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、無線通信デバイスを備えたブラシの一例を示す。図４Ａを参照すると、マンドレル４０２（または中心コア４０２）に形成されている軸方向開口部３２２を備えるブラシ３２０が示されている。マンドレル４０２の周囲に洗浄部材４２０が示されている。この例に示すように、マンドレル４０２に無線デバイス４１０を埋め込むことができる。無線デバイス４１０は、例えば、パッシブＲＦＩＤタグ（例えば、発信伝送は、受信伝送からエネルギーを吸収することにより電力が供給される）、アクティブＲＦＩＤタグ（例えば、バッテリ等により内部で電力が供給される伝送）、および／または無線で通信することができる別のタイプのデバイスとすることができる。

図４Ｂは、本開示の態様による、無線通信デバイスを備えたブラシの別の例を示す。図４Ｂを参照すると、図４Ａに示すブラシ３２０と同様のブラシ３２０が示されている。無線デバイス４１０は、マンドレル４０２の外面に取り付けることができ、或いは、マンドレル４０２を包囲する洗浄部材４２０に取り付けるか若しくは埋め込むことができる。無線デバイス４１０は、概して、ブラシ３２０における、無線デバイス４１０の配置がブラシ３２０の調整または使用を妨げない場所に、取り付けるか或いは埋め込むことができる。従って、無線デバイス４１０は、マンドレル４０２の内面に或いはマンドレル４０２の露出端にも、その配置がブラシ３２０の調整または使用を妨げない場合、取り付けることができる。

図４Ｃは、本開示の態様による、無線デバイスのブロックの一例を示す図を示す。図４Ｃを参照すると、概して、処理モジュール４３２、メモリモジュール４３４、アンテナ４３６および電力モジュール４３８を備えることができる無線デバイス４１０が示されている。

処理モジュール４３２は、外部デバイス（複数の場合もある）（図４Ｃには図示せず）と通信する回路構成および／または制御システムを備えることができる。処理モジュール４３２は、例えば、外部デバイスから受信した信号を処理しおよび／または復号し、必要な場合は外部デバイスによって要求されるタスクを実行し、送信する信号を符号化することができる。

メモリモジュール４３４は、命令および／またはデータを記憶する揮発性および／または不揮発性メモリを備えることができる。メモリモジュール４３４の一部は、ライトワンスメモリ（write-once memory）とすることができる。これは、メモリにセンシティブデータが書き込まれると、このセンシティブデータに上書きがなされるのを防止するためである可能性がある。センシティブデータは、例えば、ブラシが使用された回数とすることができる。例えば、ブラシが使用される度に、その使用を示すために異なる位置に新たなデータを書き込むことができる。従って、一例として、不正確な使用回数で上書きする可能性なしに、ブラシが使用された回数を追跡することが可能であり得る。概して、書込みアクセスは、消去アクセスも含むものと考えることができる。

データを保護するために他の方法も使用することができる。例えば、いくつかのメモリ位置への書込みアクセスを防止するコマンドを送信することができる。または、使用追跡値の例では、現在の値より１大きい値のみでの使用追跡メモリ位置への書込みを可能にするソフトウェアを使用することができる。

アンテナ４３６を使用して、外部デバイスから信号が受信され、外部デバイスに信号が送信される。電力モジュール４３８を使用して、例えばバッテリ、またはアクティブ無線デバイス用の他の電力貯蔵デバイスから電力が提供される。例えばパッシブＲＦＩＤタグ等のパッシブ無線デバイスの場合、電力モジュール４３８は、例えば、メモリモジュール４３４への読出しアクセスおよび／または書込みアクセスを実施する等の機能を実施することができるように、受信した無線信号からの電力を貯蔵する回路構成を備えることができる。

様々な実施形態は、適切な機能を実施することができるアクティブ無線デバイスまたはパッシブ無線デバイスを使用することができる。ＲＦＩＤタグ（アクティブであってもパッシブであっても）は、本開示の様々な実施形態で使用することができる無線デバイスの一例である。

図５Ａは、本開示の態様による、ブラシモニタリングシステムとブラシとの間の通信の例を示す。図５Ａを参照すると、１つ以上のブラシ３２０と通信するように構成されているブラシモニタリングシステム５１０が示されている。ブラシ３２０は、オフライン式ブラシ調整システム１００に、ＣＭＰシステム５２０に、或いは後に使用されるストックにある可能性がある。ブラシモニタリングシステム５１０は、例えば、例としてパッシブまたはアクティブであり得るＲＦＩＤタグ４１０等の様々な無線デバイスと通信するように構成されたサーバーとすることができる。ブラシモニタリングシステム５１０は、ＲＦＩＤタグ４１０から情報を読み出し、或いは、ＲＦＩＤタグ４１０にデータを書き込む書込みコマンドを送信することができ得る。書込みコマンドは、例えば、ＲＦＩＤタグ４１０のメモリにおける特定の位置、或いはＲＦＩＤタグ４１０における特定のタイプのメモリを指定することができ得る。

従って、ブラシモニタリングシステム５１０は、所与の時点で利用可能であるブラシ３２０の数を判断するために、ストックにおけるブラシ３２０と通信することができる。ブラシモニタリングシステム５１０はまた、ブラシ３２０に対して、それらが使用されたか否かと、使用された場合はその回数とを判断するために問い合わせることもでき得る。

ブラシモニタリングシステム５１０は、例えば、ブラシ識別番号、バッチ番号、製品識別子、ブラシ寸法、調整履歴、汚染プロファイル、或いはブラシを調整するのに使用すべき調整プロセスを示す情報等、他のブラシ特性を読み出すことができ得る。ブラシ特性情報によってブラシ３２０の販売業者を識別することができ、或いは、販売業者情報は、ブラシ特性情報の一部とすることができる。調整プロセスは、例えば、ブラシ３２０の製造業者がメモリモジュール４３４に書き込むことができる。調整プロセス３２０はまた、特定のタイプのブラシ３２０の先行する履歴に基づいてエンドユーザーがメモリモジュール３２０に書き込むこともできる。この情報は、例えば、ブラシ３２０の先行する調整から、またはブラシ３２０の先行する使用から収集することができる。

いくつかの実施形態では、ブラシモニタリングシステム５１０は、ブロードキャスト通信を行うか、或いは通信のために無線デバイス４１０を選択的にアドレス指定することができ得る。他の実施形態は、最も近いブラシ３２０と通信するために超短距離通信を使用することができる。通信デバイス（図示せず）によってブラシ３２０をアドレス指定することができ、通信デバイスは更に、ブラシモニタリングシステム５１０と通信することができる。例えば、従業員またはロボットが通信デバイスを所持することができ、或いは、ブラシ３２０が、例えば、コンベヤーベルトの上で、通信デバイスを通過して移動することができる。

ブラシ特性は、ブラシ３２０が調整されていないか或いは使用されていないときに記載されているが、ブラシ３２０がオフライン式ブラシ調整システム１００またはＣＭＰシステム５２０にある間、ブラシ特性を読み出しおよび／または書き込む（更新する）ことができる。従って、オフライン式ブラシ調整システム１００は、様々なブラシ特性を使用して、ブラシ３２０を適切に調整することができる。

ＣＭＰシステム５２０は、ブラシ３２０を使用して、例えば、半導体ウェハー等、対象の表面を洗浄することができる。従って、ＣＭＰシステム５２０は、様々なブラシ特性を使用して、例えば、ＣＭＰシステム５２０において特定の対象を洗浄するために正しいブラシ３２０が適所にあることを確実にすることができる。

図５Ｂ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およびＣＭＰシステムと通信するブラシの例を示す。図５Ｂを参照すると、オフライン式ブラシ調整システム１００が示されており、それは、オフライン式ブラシ調整システム３２０内のブラシ３２０および／またはオフライン式ブラシ調整システム３２０外のブラシ３２０と通信することができる。ＣＭＰシステム５２０も示されており、それは、ＣＭＰシステム５２０内のブラシ３２０および／またはＣＭＰシステム５２０外のブラシ３２０と通信することができる。

従って、図５Ａは、ブラシ３２０と通信するのにブラシモニタリングシステム５１０を導入したが、本開示の様々な実施形態はそのように限定される必要はない。例えば、オフライン式ブラシ調整システム１００の様々な実施形態は、オフライン式ブラシ調整システム１００が図５Ａに記載するタスクを同様に実施するのを可能にするために適切な機能を備えた、少なくともＵＩ１２０、制御システム１６０および入力／出力インターフェース１７０を有することができる。

同様に、ＣＭＰシステム５２０も、ＣＭＰシステム５２０内の或いはＣＭＰシステム５２０外のブラシ３２０と通信することができる機能を有することができる。従って、ＣＭＰシステム５２０は、例えば、ＣＭＰシステム５２０が図５Ａに記載したタスクを同様に実施するのを可能にすることができる、少なくともユーザーインターフェース（ＵＩ）５２２、制御システム５２４、入力／出力インターフェース５２６等を有することができる。

図６は、本開示の態様による、ブラシに関連付けられた無線デバイスと通信する、オフライン式ブラシ調整システムにおけるアンテナの配置例を示す。図６を参照すると、４つのブラシステーション１１０を備えたオフライン式ブラシ調整システム１００が示されており、各ブラシステーション１１０は、無線通信のために関連するアンテナ６０２を有する。

各アンテナ６０２は、他のブラシステーションにおける他の任意のアンテナ／ブラシ通信を実質的に干渉することなく、ブラシ３２０の関連するブラシステーション１１０におけるブラシ３２０と信号を通信するように、配置することができる。従って、アンテナ６０２とブラシ３２０の関連するブラシステーション１１０におけるブラシ３２０との間の通信は、他のブラシ３２０の関連するブラシステーション１１０における当該他のブラシ３２０と通信している他のアンテナ６０２からの干渉によって実質的に影響を受けない。

図７は、本開示の態様による、ブラシとブラシモニタリングシステムとの間で情報を通信する方法例のフロー図である。図７を参照すると、フロー図７００が示されており、そこでは、ブロック７０２において、ブラシモニタリングシステム５１０が、無線デバイス４１０が検出されたか否かを判断する。ブロック７０２においてブラシモニタリングシステム５１０によって無線デバイス４１０が検出された場合、ブロック７０４において、ブラシモニタリングシステム５１０は、無線デバイス情報を読み出す。ブロック７０２において無線デバイス４１０が検出されなかった場合、ブラシモニタリングシステム５１０は、無線デバイス４１０を探し続ける。無線デバイス４１０を検出する具体的な方法は、ブラシモニタリングシステム５１０によって使用されるプロトコルによって決まる。

ブロック７０４において無線デバイス情報を読み出した後、ブラシモニタリングシステム５１０は、ブロック７０６において、いかなる動作が必要であるかを判断することができる。例えば、ブラシモニタリングシステム５１０は、オフライン式ブラシ調整システム１００と通信している場合、所望のブラシ特性情報を読み出して、ブラシステーション１１０において特定のブラシ３２０を調整するようにオフライン式ブラシ調整システム１００を構成することができる。ブラシモニタリングシステム５１０は、ＣＭＰシステム５２０と通信している場合、所望のブラシ特性情報を読み出して、ブラシ３２０を用いて対象を洗浄するようにＣＭＰシステム５２０を構成することができる。ブラシ３２０がオフライン調整システム１００にもＣＭＰシステム５２０にもない場合、ブラシモニタリングシステム５１０は、ストックにおけるブラシ３２０を追跡するために必要なブラシ特性情報を読み出すことができる。

ブロック７０８において、ブロック７０６において判断された適切な動作は、例えば、ブラシモニタリングシステム５１０によって行うことができる。ブロック７１０において、情報がブラシ３２０に書き込まれる必要があるか否かに関して、ブラシモニタリングシステム５１０によって判断がなされる。書き込むべき情報がない場合、プロセスはブロック７０２に進む。書き込むべき情報がある場合、ブロック７１２において、そうした情報は、ブラシモニタリングシステム５１０によって書き込まれる。情報は、例えば、オフライン式ブラシ調整システム１００におけるブラシ３２０の場合、ブラシが調整された回数をインクリメントすること、調整に使用された特定のプロセス等とすることができる。ＣＭＰシステム５２０におけるブラシ３２０の場合、情報は、例えば、ブラシが使用された回数をインクリメントすること、ブラシが今回または合計してどれくらいの期間使用されたか等とすることができる。ストックにおけるブラシ３２０の場合、書き込まれる情報は、例えば、ブラシ３２０、およびブラシをいかに調整する或いは使用することができるかに関する、何らかの更新された情報とすることができる。

ブロック７１２から、プロセスはブロック７０２で継続する。

さらに、フロー図７００は、ブラシモニタリングシステム５１０を使用するプロセスについて記載しているが、ブラシモニタリングシステム５１０なしに別のプロセスを部分的または全体として実施することができる。図５Ｂを参照して記載したように、オフライン調整システム１００および／またはＣＭＰシステム５２０は、ブラシ３２０と直接通信することができる。

従って、フロー図７００には具体的なプロセスが記載されているが、様々な実施形態は他のフロー図を使用することができる。

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、ど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該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が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」や「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、ｙ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、ｚ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、種々の変更および均等物への置換が可能であることは理解できよう。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また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
４０２ マンドレル
４１０ 無線デバイス
４２０ 洗浄部材
４３２ 処理モジュール
４３４ メモリモジュール
４３６ アンテナ
４３８ 電力モジュール
５１０ ブラシモニタリングシステム
５２０ ＣＭＰシステム
５２２ ユーザーインターフェース（ＵＩ）
５２４ 制御システム
５２６ 出力インターフェース
６０２ アンテナ
７００ フロー図

Claims (20)

1. 半導体ウェハーの表面を洗浄するブラシにおいて、
   中心コアと、
   前記中心コアの周囲の洗浄部材と、
   該ブラシに関連付けられた無線デバイスとを具備するブラシ。
2. 前記無線デバイスはパッシブＲＦＩＤタグである請求項１に記載のブラシ。
3. 前記無線デバイスは、前記ブラシに取り付けられているか或いは該ブラシに埋め込まれている請求項１に記載のブラシ。
4. 前記無線デバイスはメモリを備え、該メモリの少なくとも一部は、書込みアクセス及び読出しアクセスを提供するように構成されている請求項１に記載のブラシ。
5. 前記無線デバイスはメモリを備え、該メモリの少なくとも一部はライトワンスメモリである請求項１に記載のブラシ。
6. 前記無線デバイスはメモリを備え、前記無線デバイスは、該メモリの少なくとも一部への書込みアクセスを不可にするコマンドを受け取るように構成されている請求項１に記載のブラシ。
7. 前記無線デバイスはメモリを備え、該メモリは、ブラシ特性データを記憶するように構成されている請求項１に記載のブラシ。
8. 前記ブラシ特性データは、ブラシ識別番号、バッチ番号、製品識別子、ブラシ寸法、調整履歴、汚染プロファイル、または前記ブラシを調整するのに使用すべき調整プロセスを示す情報の１つ以上を含む請求項７に記載のブラシ。
9. オフライン式ブラシ調整システム、ブラシモニタリングシステムまたは化学機械平坦化システムの１つ以上とともに使用されるように構成されている請求項１に記載のブラシ。
10. 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と通信する方法であって、
    電子デバイスにより、前記ブラシに関連付けられている無線デバイスと通信して、該無線デバイスのメモリに第１のデータを書き込むことと、該無線デバイスの前記メモリから第２のデータを読み出すこととの一方または双方を実施することを含んで成る方法。
11. 前記無線デバイスに記憶されるように前記ブラシに関連するブラシ特性データを前記電子デバイスによって送信することを更に含む請求項１０に記載の方法。
12. 第１のブラシを調整するように構成された第１のコンディショニングチャンバーと、
    少なくとも１つのＲＦＩＤタグと通信するように構成されたＲＦＩＤモジュールであって、前記少なくとも１つのＲＦＩＤタグは、前記第１のブラシに対応する第１のＲＦＩＤタグを含む、ＲＦＩＤモジュールと、
    前記ＲＦＩＤモジュールと前記第１のＲＦＩＤタグとの間の通信のために信号を送受信するように構成された第１のＲＦＩＤアンテナとを具備するオフライン式ブラシ調整システム。
13. 前記第１のＲＦＩＤアンテナは、前記第１のコンディショニングチャンバーの外側に取り付けられている請求項１２に記載のシステム。
14. 前記第１のＲＦＩＤアンテナ及び前記第１のコンディショニングチャンバーは、前記第１のＲＦＩＤアンテナが、前記少なくとも１つのＲＦＩＤタグの間の前記第１のＲＦＩＤタグのみと通信するのを可能にするように構成されている請求項１２に記載のシステム。
15. 第２のＲＦＩＤアンテナを備える第２のコンディショニングチャンバーを更に備え、該第２のコンディショニングチャンバー内に対応する第２のＲＦＩＤタグを備えた第２のブラシがあるとき、前記第１のＲＦＩＤアンテナと前記第１のＲＦＩＤタグとの間の通信は、前記第２のＲＦＩＤアンテナと前記第２のＲＦＩＤタグとの間の通信を実質的に干渉せず、前記第２のＲＦＩＤアンテナと前記第２のＲＦＩＤタグとの間の通信は、前記第１のＲＦＩＤアンテナと前記第１のＲＦＩＤタグとの間の通信を実質的に干渉しない請求項１２に記載のシステム。
16. 前記第１のコンディショニングチャンバーは、前記第１のＲＦＩＤタグからの情報に基づいて前記第１のブラシを調整するように構成されている請求項１２に記載のシステム。
17. 前記第１のＲＦＩＤタグからの情報に基づいて前記第１のブラシを調整するように前記第１のコンディショニングチャンバーを制御するように構成された制御システムを更に備え、前記第１のＲＦＩＤタグからの前記情報は、前記ＲＦＩＤモジュールを介して前記制御システムによって受け取られる請求項１２に記載のシステム。
18. 前記第１のＲＦＩＤタグからの情報と前記第１のブラシに関する情報との一方または双方を記憶するように構成された記憶デバイスを更に備え、前記第１のブラシに関する前記情報は、少なくとも該第１のブラシの調整中に収集される請求項１２に記載のシステム。
19. 前記ＲＦＩＤモジュールは、前記第１のブラシの調整中に収集された少なくとも何らかの情報を前記第１のＲＦＩＤタグに通信するように構成されている請求項１２に記載のシステム。
20. 前記ＲＦＩＤモジュールは、１つ以上のメモリ位置への書込みアクセスを防止するコマンドを前記第１のＲＦＩＤタグに送信するように構成されている請求項１２に記載のシステム。

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