JP6556756B2 - 化学機械平坦化後の基板洗浄のためのシステム、方法、及び装置 - Google Patents

化学機械平坦化後の基板洗浄のためのシステム、方法、及び装置 Download PDF

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Description

関連出願
［０００１］本出願は、２０１４年４月２３日に出願された「ＳＹＳＴＥＭＳ， ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＰＯＳＴ−ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＰＬＡＮＡＲＩＺＡＴＩＯＮ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＣＬＥＡＮＩＮＧ」と題する米国特許出願第１４／２６０，２１０号からの優先権を主張するものであり、その内容はあらゆる目的のために本明細書に組み込まれるものとする。
［０００２］本発明の実施形態は、概して、化学機械平坦化（ＣＭＰ）を含む電子装置に関し、より具体的には、ＣＭＰ後の基板バフ予洗浄（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｂｕｆｆ ｐｒｅ−ｃｌｅａｎｉｎｇ）のための方法及び装置に関する。
［０００３］化学機械研磨又は平坦化（ＣＭＰ）処理の後、基板は、典型的に、ＣＭＰ処理中に適用又は生成されたデブリや粒子を除去するために洗浄される。デブリや粒子は、基板端部の斜面を含め、基板に引っ付く場合がある。ＣＭＰに続いて、基板は、典型的に、リンスされてから、スクラバ用ブラシボックスやメガソニックタンクなどの洗浄モジュールに移送される。しかしながら、ＣＭＰ後に残る幾つかの粒子や残留物は、ブラシボックスによるスクラブやメガソニックタンクへの含浸などの従来の洗浄方法を用いて除去するのは難しい場合がある。したがって、基板を傷つけずに、ＣＭＰ後洗浄処理中の粒子の除去を改善する方法及び装置が望まれている。
［０００４］本発明の実施形態の幾つかの態様では、ＣＭＰ後の基板予洗浄システムが提供される。基板予洗浄システムは、ハウジング、ハウジングの中で基板を確実に保持するように構成されるチャックアセンブリ、及びハウジングの中で支持されている間に基板に対して回転するように構成されるバフ研磨パッドアセンブリを含む。バフ研磨パッドアセンブリは、バフ研磨パッド、バフ研磨パッドに連結されている圧縮性のあるサブパッド、及び圧縮性のあるサブパッドに連結されているパッドホルダを含む。バフ研磨パッドアセンブリを回転させるように構成されるバフ研磨モータがさらに提供される。
［０００５］他の態様では、ＣＭＰ後基板予洗浄バフ研磨パッドアセンブリが提供される。ＣＭＰ後基板予洗浄バフ研磨パッドアセンブリは、バフ研磨パッド、バフ研磨パッドに連結されている圧縮性のあるサブパッド、及び圧縮性のあるサブパッドに連結されているパッドホルダを含む。バフ研磨パッドアセンブリを回転させるように構成されるバフ研磨モータがさらに提供される。
［０００６］さらに別の態様では、ＣＭＰ後基板予洗浄モジュール内でＣＭＰの後に基板を予洗浄する方法が提供される。この方法は、化学的機械的平坦化処理の後に基板を予洗浄システムの中にロードすること、基板をチャックアセンブリに固定すること、回転式バフ研磨パッドアセンブリが、基板の前面に対して押圧され、回転され、且つ基板の前面にわたってスィープするとき、基板を回転させること、及びバフ研磨パッドアセンブリのパッドホルダの傾きに関わらず、バフ研磨パッドアセンブリのバフ研磨パッドを基板に対して平坦に維持することを含む。
［０００７］本発明の実施形態の他の特徴及び態様は、例示の実施形態についての以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲、及び添付の図面から、より完全に明らかになる。
［０００８］本発明の様々な実施形態は、以下の詳細な説明及び添付の図面で開示される。
本発明の実施形態に係る例示的な基板予洗浄システムを例示する側断面概略図である。 圧縮性のあるサブパッドがない状態で使用される例示的な基板予洗浄パッドを例示する概略図である。 本発明の実施形態に係る圧縮性のあるサブパッドと使用される例示的な基板予洗浄バフ研磨パッドを例示する概略図である。 本発明の実施形態に係る例示的な基板予洗浄バフ研磨パッドアセンブリの詳細を例示する概略図である。 本発明の実施形態に係る例示的な方法を示すフロー図である。
［００１４］以下の記載は、本発明の原則を示す例示的な実施形態の詳細な説明である。実施形態は、本発明の態様を示すために提供されるが、本発明は、任意の実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、数多くの代替例、修正例、及び均等物を包含する。本発明の完全な理解をもたらすため、数多くの特定の詳細が以下の記載で提示されている。しかしながら、本発明は、これらの特定の詳細の一部又は全てがなくても、特許請求の範囲に基づいて実施され得る。明瞭性を目的として、本発明に関連する技術分野で公知の技術データは、本発明の実施形態が無用に不明瞭にならないように詳細に説明されていない。
［００１５］別段の特定がない限り、本明細書で使用されている「研磨」という用語は、基板から材料を除去した結果、基板が平坦化及び／又は薄化されることを意味することが意図されている。研磨は、基板をエンドポイント（例えば、表面平滑性）まで平坦化及び／又は薄化するために研磨パッドを使用してＣＭＰ処理中に実施され得る。
［００１６］別段の特定がない限り、本明細書で使用されている「バフ研磨」という用語は、不注意に基板に粘着した残留物及び／又は粒子の除去を意味することが意図されている。バフ研磨は、バフ研磨パッドを使用して、ＣＭＰ後「予洗浄」処理の間に実行され得る。予洗浄処理は、表面粒子のより低い且つ／又は望ましい閾値レベルに達するまで実行され得る。研磨に比べて、バブ研磨は、さほど積極的な処理ではなく、より柔らかいバフ研磨パッドを使用し、基板を薄化及び／又は平坦化することが意図されておらず、むしろ、基板に粘着又はさもなければ付着したデブリ及び／又は残留物を単に除去することが意図されている。例えば、バフ研磨は、ポリビニルアセテート（ＰＶＡ）などのスポンジ状の材料、或いは、別の類似材料及び／又は適切な材料で実行され得る。
［００１７］別段の特定がない限り、本明細書で使用されている「スクラビング」という用語は、単に基板上に集積し、除去に実質的な力を必要としない残留物及び／又は粒子の除去を意味することが意図されている。スクラビングは、洗浄処理の間（典型的に予洗浄処理の後）に実行され得る。バフ研磨に比べて、スクラビングは、さほど積極的な処理ではなく、（例えば、スクラバ用ブラシ内の）より柔らかいブラシを使用し、（バフ研磨に比べて）基板に対して著しい圧力を加えることが意図されていない。
［００１８］以上で説明されるように、ＣＭＰに続いて、基板は、典型的に、リンスされてから、スクラバ用ブラシボックスやメガソニックタンクなどの洗浄モジュールに直接移送される。しかしながら、ＣＭＰ後に残る幾つかの粘着した粒子及び／又は残留物は、従来のブラシボックス又はメガソニックタンク内で除去することが難しい場合がある。したがって、本発明の実施形態は、ＣＭＰの後、そして従来のスクラビング基板洗浄の前に（且つ／又はその代わりに）基板を「予洗浄」するバフ研磨予洗浄システム、装置、及び処理を提供する。
［００１９］従来の洗浄処理に比べて、予洗浄処理は、従来の基板洗浄の前に、除去が難しい粒子及び／又は残留物を基板から洗浄するため、より硬質のバフ研磨パッド及び／又は化学補助洗浄処理を利用し得る。例えば、予洗浄処理は、適切な洗浄剤（例えば、スラリ、Ｈ２Ｏ２溶液など）で、ポリウレタン、シリコーン、ポリビニルアセテート或いは似たようなバフ研磨パッド又はブラシを用いて、基板表面の前面への直接的なバフ研磨を利用し得る。本発明の実施形態は、予洗浄されている基板の表面にほぼ平行なバフ研磨パッドの接触面の維持に役立つサブパッドを含む、改善されたセルフレベリング性のバフ研磨パッドアセンブリを利用する。サブパッドは、横運動や摩擦、或いはバフ研磨パッドと基板との間の任意の非平衡性に対する修正に起因する、バフ研磨パッドアセンブリに対して及んだ任意の回動モーメントを圧縮及び／又は吸収するように適合される。サブパッドは、回転モーメント又は位置ずれを吸収することにより、基板とバフ研磨パッドが互いに対して動くときでも、バフ研磨パッドが基板に対して平坦なまま又は同一平面のままでいることを可能にする。
［００２０］より一般的には、本発明の実施形態は、基板を支持するためにチャック（例えば、真空チャック）を使用することにより、ＣＭＰ後に基板を予洗浄するコンパクトなアレンジメントを提供する。したがって、基板の前面の特定の領域に適用される比較的小さなバフ研磨パッドアセンブリ（例えば、基板の直径よりも小さい直径を有する接触領域を有する積層されたバフ研磨パッドとサブパッド、例えば、基板の直径の半分より小さい直径を有するバフ研磨パッドアセンブリ）を使用して、直接的なバフ研磨に対して前面がアクセス可能となる。したがって、小さなバフ研磨パッドアセンブリが使用されるため、窓やバフ研磨パッドなどを通してイメージする必要なく、洗浄中に直接的前面計量を同時に用いてもよい。スラリなどの洗浄剤が、基板の前面に直接投与されてもよく、投与分配及び洗浄剤消費が緩和される。幾つかの実施形態では、スラリなどの洗浄剤は、バフ研磨パッドアセンブリを支持するスィングアーム上に備え付けられた組み込み式スプレーディスペンサによって、基板に直接供給され得る。これにより、投与の制御が改善且つ／又は最適化され、洗浄剤消費が減少する。１つ又は複数の実施形態では、スラリなどの洗浄剤は、バフ研磨パッドアセンブリを通して、直接供給されてもよい。
［００２１］システムの実施形態は、バフ研磨パッドアセンブリに対して、種々の荷重及び／又は回転率を適用することにより、基板の洗浄を可能にする。予洗浄プロファイルは、バフ研磨パッドアセンブリの位置、及びバフ研磨パッドアセンブリのスィーププロファイル（例えば、各スィーピングゾーン（ｓｗｅｅｐｉｎｇ ｚｏｎｅ）に対するスィープ範囲、頻度、形状、時間などを含む）によって制御可能である。様々な実施形態は、基板の特定の領域をターゲットにすることができ、それにより、システムを、従来の洗浄方法を用いて達成することが困難な、基板の端部の欠陥率の改善（例えば、基板の端部近位の欠陥レベルを減少させる）に使用することができる。さらに、本発明の実施形態は、ＣＭＰシステム内で追加のプラテンを交換又は再構成するために、従来のＣＭＰ方法を用いて開発された処理に似たようなバフ研磨予洗浄機能を提供することができる。
［００２２］幾つかの実施形態では、バフ研磨パッドアセンブリは、スィングアームを用いて支持され得る。スラリ等の洗浄剤は、バフ研磨パッドアセンブリを通して、基板に適用され得る。代替的に、バフ研磨パッドアセンブリを使用することができ、スィングアーム本体に組み込まれた且つ／又は連結されたスプレーノズルを通して、洗浄剤を基板に適用することができる。幾つかの実施形態では、バフ研磨パッドアセンブリのインシトゥ又はエクスシトゥ調整のために、ナイロン毛ブラシを使用してもよく、ブラシの中央を通して洗浄剤が適用される。他の実施形態では、バフ研磨パッドアセンブリのインシトゥ又はエクスシトゥ調整のために、ダイヤモンドドレッシングディスク（ｄｉａｍｏｎｄ ｄｒｅｓｓｉｎｇ ｄｉｓｋ）を使用してもよい。幾つかの実施形態では、バフ研磨パッドアセンブリを交換するため（且つ／又はバフ研磨パッドアセンブリの調整のために使用されるナイロン毛ブラシ又はダイヤモンドディスクを交換するため）の表面ハッチは、予洗浄モジュールのハウジング内に含まれ得る。バフ研磨の間、バフ研磨パッドアセンブリと基板との間の距離、及び／又は基板上に対するバフ研磨パッドアセンブリの圧力は、制御可能である。
［００２３］幾つかの実施形態では、バフ研磨パッドアセンブリは、除去が難しい粒子を洗浄するため、比較的柔らかいバフ研磨パッド（典型的なＰＶＡブラシよりも硬い）を含み得る。本発明の実施形態は、例えば、従来のＣＭＰが実行された後、基板の前面に対して化学バフ研磨処理を適用する能力を提供する。したがって、本発明の実施形態は、（例えば、従来のブラシボックス又はメガソニッククリーナーを用いる）洗浄処理のため、ＣＭＰ処理後に基板の前面を準備するように使用され得る。
［００２４］これより図１を参照すると、ＣＭＰ後予洗浄システム１００の例示的な実施形態の側断面図が示されている。特定の実施例の予洗浄システム１００は、予洗浄するべき基板（図示せず）を保持するためのチャックアセンブリ１０４（例えば、真空チャックアセンブリ）を取り囲むハウジング１０２を含む。チャックアセンブリ１０４は、プラテン１０６（例えば、垂直プラテン）を含む。予洗浄処理の間の支持のため、プラテンに対して基板の裏側が平坦に保持される。幾つかの実施形態では、基板の裏側に対して損傷を加えずに基板をプラテンにチャックするため、柔らかく且つ／又は粘着性のフィルムが使用される。幾つかの実施形態では、プラテン１０６は、基板を支持しながら回転するように適合され得る。
［００２５］基板の前面は、スイングアームアセンブリ１１２によって支持されているバフ研磨モータ１１０によって回転駆動されるバフ研磨パッドアセンブリ１０８によって接触される。幾つかの実施形態では、スイングアームアセンブリ１１２は、例えば、バフ研磨パッドアセンブリ１０８の接触領域の直上の基板に向かう薬剤散布アセンブリ１１４をさらに支持し得る。代替的に、薬剤散布アセンブリ１１４は、ハウジング１０２によって支持され得る。幾つかの実施形態では、バフ研磨パッドアセンブリ１０８は、バフ研磨パッドアセンブリ１０８を通して基板表面に洗浄剤を供給するための１つ又は複数のチャネルを含み得る。
［００２６］洗浄剤が基板に適用される一方で、スイングアームアセンブリ１１２は、基板の予洗浄に影響を与えるため、基板の前方側表面にわたって、回転式バフ研磨パッドアセンブリ１０８をスィープ又は振動させるために適合される。スイングアームアセンブリ１１２は、駆動アセンブリ１１６（例えば、ギヤ駆動アセンブリ）によって振動される。駆動アセンブリ１１６は、スイングアームアセンブリ１１２、及び結果としてバフ研磨パッドアセンブリ１０８の両方を、チャックアセンブリ１０４によって保持されている基板から離れるように且つそれに向けて移動するようにさらに適合され得る。幾つかの実施形態では、スイングアームの代わりに、線形ガントリが、バフ研磨パッドアセンブリ１０８、バフ研磨モータ１１０、及び任意選択的に、薬剤散布アセンブリ１１４を支持し、移動させるように使用されてもよい。
［００２７］基板支持体１２０を含む基板リフトアセンブリ１１８は、例えば、チャックアセンブリ１０４によって適用された真空圧を介して、基板がプラテン１０６に固定されるまで、基板をチャックアセンブリ１０４のプラテン１０６上に保持且つ位置付けするように使用され得る。幾つかの実施形態では、ＣＭＰ後予洗浄システム１００は、前面スプレーバーアセンブリ１２２及び背面スプレーバーアセンブリ１２４を含んでもよく、両方ともハウジング１０２の上部に備え付けられ、例えば、チャック上で回転している基板が、システム１００内に下降したり、且つ／又はシステム１００内から取り出されたりするとき、リンス（例えば、脱イオン（ＤＩ）水）を適用することを可能にするように位置付けされる。
［００２８］ＣＭＰ後予洗浄システム１００は、システム１００の様々なアセンブリを起動、監視、且つ制御するように動作可能なコントローラ１２６をさらに含む。幾つかの実施形態では、コントローラ１２６は、プロセッサによって実行可能な命令（例えば、ソフトウェアプログラム）を記憶するように動作するプロセッサ及びメモリを含む。プロセッサは、制御信号をシステムの様々なアセンブリ（例えば、チャックアセンブリ１０４、バフ研磨パッドアセンブリ１０８、バフ研磨モータ１１０、スイングアームアセンブリ１１２、薬剤散布アセンブリ１１４、駆動アセンブリ１１６、基板リフトアセンブリ１１８、スプレーバーアセンブリ１２２、１２４など）に送信し、且つステータス信号を、システム１００を監視及び制御する外部システムに送信するように適合される入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェースを含み得る。同様に、Ｉ／Ｏインターフェースは、外部システムからの制御信号、並びにセンサ（例えば、圧力フィードバック変換器、回転速度センサ、計量センサなど）或いはシステム１００の様々なアセンブリの他の構成要素からのステータス信号を受信するようにさらに適合され得る。Ｉ／Ｏインターフェース、外部システム、及びシステム１００の様々なアセンブリの間の通信は、有線（図示せず）又は無線信号を介してもよい。
［００２９］これより図２を参照すると、本明細書で提供されるサブバッド（以下で説明されている）がない状態で、パッド２０６及びパッドホルダ２０８を使用して洗浄されている、プラテン２０４によって支持されている基板２０２の上端図２００が示されている。矢印Ａで示された方向にパッド２０６が基板２０２の表面にわたって押圧されるにつれて、パッド２０６及びパッドホルダ２０８を介して加えられる圧力によって、摩擦が、矢印Ｂで示された方向に、パッド２０６と基板２０２の間で均等且つ反対方向のせん断力を生じさせる。せん断力によって、パッド２０６とパッドホルダ２０８上への回転モーメントが生じ、約０．１度から約１度のパッドホルダ２０８の傾きが生じ得る。代替的に、パッドとパッドホルダは、機械加工及び／又は組み立ての同じ大きさの許容誤差によって、基板に対して傾く場合がある。これらの要因のいずれかによって、角度のある間隔２１０が生じ、パッド２０６が基板２０２に対して部分的にのみ接触する結果となり得る。このような角度のある間隔２１０は、バフ研磨中のより長い処理時間及び局所的高圧力領域を意味する。高圧力によって、金属表面上のスクラッチング及び非均等なバフ研磨バッドの摩耗に至る場合がある。比較的に高いアスペクト比及び小さいサイズのバフ研磨パッド２０６及びパッドホルダ２０８によって、基板表面に近い回転点でパッドホルダ２０８を支持するジンバルの設計が難しくなる。
［００３０］図３を参照すると、本発明の実施形態のバフ研磨パッドアセンブリ１０８は、ＣＭＰ後予洗浄モジュール１００内のサブパッド３０２、バフ研磨パッド３０４、及びパッドホルダ３０６を用いて、上述の問題を解決する。バフ研磨パッド３０４とパッドホルダ３０６の間に比較的圧縮性のサブパッド３０２を追加することによって、バフ研磨パッド３０４は、基板２０２との全面接触を維持する。
［００３１］より具体的には、バフ研磨パッド３０４と基板２０２の間のせん断力によって回動モーメントが生成されるとき、比較的軟質のサブパッド３０２はたわみ、それにより、バフ研磨パッド３０４は基板２０２との接触を保ち、パッドホルダ３０６が傾くときに荷重が分散される。これにより、固定荷重の下でのより均一な圧力、より大きな接触領域、及びより均一なパッド摩耗がもたらされる。
［００３２］さらに、より均一な圧力は、傷付け防止、バフ研磨パッド３０４の寿命延長、及び粒子除去の効率改善に役立つ。サブパッド３０２がない状態でパッドホルダ３０６が傾いた場合、バフ研磨パッド３０４の接触領域は減る。したがって、所与の加圧力に対して、より小さな接触領域でのパフ研磨パッドの圧力が増大する。したがって、スクラッチ圧力閾値（ｓｃｒａｔｃｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を越えたままでいるためには、加圧力を減少させなければならない。しかしながら、スクラッチ圧力閾値を回避することと、粒子を効果的に除去することの両方のための加圧力の量は、バフ研磨システムの実用的能力より低い場合がある。
［００３３］バフ研磨パッド３０４の寿命は、バフ研磨パッドの最も薄い部分によって決定される。パッドホルダ３０６が傾斜するときにバフ研磨パッド３０４が基板２０２との均一な接触を維持しない場合、バフ研磨パッド３０４の外側端部は、バフ研磨パッド３０４の残りの部分よりも早く摩耗し、したがって、バフ研磨パッド３０４の中央部分がほとんど使用されないにも関わらず、バフ研磨パッドの寿命は、より迅速に消費される。本発明の実施形態に係る、バフ研磨パッド３０４とパッドホルダ３０６の間に配置された比較的圧縮性のあるサブパッド３０２を使用することによって、より均等な圧力分配が実現し、より均等な摩耗が経験され、したがって、より長いバフ研磨寿命が達成される。
［００３４］本発明の実施形態に係る、バフ研磨パッド３０４とパッドホルダ３０６との間の比較的圧縮性のあるサブパッド３０２を使用することによって、粒子除去効率の改善が達成される。基板上により大きくて効率的なバフ研磨接触領域があることにより、基板カバレッジが改善される。したがって、基板全体を洗浄する時間が減り、処理効率が改善される結果となる。
［００３５］図４は、先の図面に対して反時計回りに９０度回転した、本発明の実施形態に係るバフ研磨パッドアセンブリ４００の一例の詳細を示す拡大概略側断面図である。本明細書の他の図面と同じように、図４は縮尺どおりには描かれておらず、それにより、本発明の実施形態の特徴がより明瞭に表され得る。図４の具体例のバフ研磨パッドアセンブリ４００は、全体的な形状が概して円筒状であり、０．５ｍｍから約５ｍｍの高さ、及び約２５ｍｍから約１５０ｍｍの直径の全体形状を有する。他の形状及び寸法も可能である。図示の例は、バフ研磨パッド４０４とパッドホルダ４０６の間に配置された圧縮性のあるサブパッド４０２を含む。
［００３６］それに加えて、描かれた実施形態は、圧縮性のあるサブパッド４０２とバフ研磨パッド４０４の間に配置された任意選択的な補強材層４０８を含む。幾つかの実施形態では、補強材層４０８は、バフ研磨パッド４０４とサブパッド４０２の間に接合の改善をもたらす。言い換えると、補強材層４０８は、より柔らかいバフ研磨パッド４０４とサブパッド４０２を接合するため、より安定した剛性のベースを設け、使用中に加えられるせん断力に耐えるような、信頼性のある接合が確実にもたらされる。幾つかの実施形態では、補強材層４０８は、約０．５ｍｍ未満であってもよい。他の厚みを用いてもよい。補強材層４０８は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、或いは、ポリエチレン又はポリプロピレンなどの他の比較的堅いポリマーから形成され得る。
［００３７］パッドホルダ４０６は、バフ研磨モータ４１０に連結される。接着剤（例えば、感圧接着剤（ＰＳＡ））、熱接合、又は機械的締め具は、パッドホルダ４０６をバフ研磨モータ４１０に固定するために使用され得る。同様に、接着剤４１２、４１４、４１６（例えば、ＰＳＡ）、熱接合、又は機械的締め具は、バフ研磨パッド４０４を補強材層４０８に、補強材層４０８を圧縮性のあるサブパッド４０２に、且つ圧縮性のあるサブパッド４０２をパッドホルダ４０６に固定するために使用され得る。幾つかの実施形態では、補強材層４０８は、バフ研磨パッド４０４及び／又は圧縮性のあるサブパッド４０２と共に一体的に形成され得る。同様に、圧縮性のあるサブパッド４０２は、任意選択的な補強材層４０８が使用されない実施形態では、バフ研磨パッド４０４と共に一体的に形成され得る。他の実施形態では、圧縮性のあるサブパッド４０２は、バフ研磨パッド４０４及び補強材層４０８の両方と共に一体的に形成され得る。
［００３８］幾つかの実施形態では、バフ研磨パッド４０４は、約０．５ｍｍから約２ｍｍの厚みであり得る。他の厚みを用いてもよい。バフ研磨パッド４０４は、平坦な又はテクスチャ加工された接触面を有し得る。テクスチュア加工面は、溝を付けられたり、型押しされたり、或いはその他のテクスチャ加工が施されてもよい。バフ研磨パッド４０４の体積空孔率は、約１０％から約４０％であり得る。その他の体積空孔率を有するパッドを使用してもよい。幾つかの実施形態では、バフ研磨パッド４０４は、約１０から約４０のショアＤ硬度数を有してもよく、他の実施形態では、約５から約３０のショアＡ硬度数を有してもよい。他の硬度数を有するパッドを使用してもよい。幾つかの実施形態では、従来の研磨パッドをバフ研磨パッドとして使用してもよい。
［００３９］圧縮性のあるサブパッド４０２は、約０．５ｍｍから約２ｍｍの厚みであってもよい。他の厚みを用いてもよい。サブパッド４０２は、約１ｐｓｉから約２０ｐｓｉの圧縮弾性率を有し得る。他の圧縮弾性率を有するパッドを使用してもよい。幾つかの実施形態では、圧縮性のあるサブパッド４０２は、約１度までのパッドホルダの傾斜角度に適合するのに十分であるように寸法形成され、且つ圧縮可能であり得る。他の実施形態では、より大きな傾斜角度に適合し得る。
［００４０］パッドホルダ４０６が傾斜する間にバフ研磨パッド４０４が基板上で確実に平坦なままであるようにするため、圧縮力のあるサブパッド４０２及びバフ研磨パッド４０４は、圧縮性のあるサブパッド４０２がバフ研磨パッド４０４よりも２倍を超えて圧縮可能であるように、選択され得る。したがって、サブパッド４０２が、約１ｐｓｉから約２０ｐｓｉの圧縮弾性率を有するとき、バフ研磨パッド４０４は、約２ｐｓｉを超えるｐｓｉから約４０ｐｓｉを超えるｐｓｉの圧縮弾性率を有し得る。本発明の実施形態のサブパッド４０２は、パッドスタックで使用される研磨パッドよりも柔らかい。
［００４１］これより図５を参照すると、本発明の実施形態の例示的な方法５００がフロー図の形で提示されている。操作においては、基板２０２は、ＣＭＰモジュール内で処理された後、予洗浄システム１００の中に垂直にロードされる（５０２）。幾つかの代替的な実施形態では、予洗浄システムは、基板が水平方向でロードされ予洗浄されるように構成され得る。基板２０２が基板支持体１２０に下降されるにつれて、基板２０２の両側が、スプレーバーアセンブリ１２２、１２４を介して、脱イオン水又は他のリンス液で、任意選択的に且つ同時にスプレーされ得る（５０４）。基板２０２は、次いで、チャックアセンブリ１０４によって、プラテン１０６に固定される（５０６）。幾つかの実施形態では、回転式バフ研磨パッドアセンブリ１０８が、基板の前面に対して押圧され、回転され、且つ基板の前面にわたってスィープする（５１０）とき、基板２０２が回転する（５０８）。バフ研磨パッドアセンブリ１０８が基板２０２に対してスィープする際に、バフ研磨パッドアセンブリ１０８のパッドホルダ３０６（図３）を傾斜させる回転モーメントが生成され、バフ研磨パッド３０４を基板２０２に対して平坦に維持するために圧縮性のあるサブパッド３０２がたわむ（５１２）。一旦、予洗浄処理の終わりに近づいたら、バフ研磨パッドアセンブリ１０８が基板２０２から取り外され、基板２０２がチャックアセンブリ１０４から離され、且つ基板２０２が予洗浄システムから取り出される（５１４）。基板２０２がシステム１００から取り出される際に、基板２０２の両側が、スプレーバーアセンブリ１２２、１２４を介して、脱イオン水又は他のリンス液で、任意選択的に且つ同時にスプレーされ得る（５１６）。
［００４２］本明細書に記載された様々な方法が、例えば、適切にプログラミングされた汎用コンピュータ又は他の計算装置の制御によって、又はその制御の下で、実装され得ることが容易に明らかになるであろう。典型的に、プロセッサ（例えば、１つ又は複数のマイクロプロセッサ）は、メモリ又は似たような装置から命令を受信してそれらの命令を実行し、それにより、それらの命令によって規定された１つ又は複数の処理を実行する。さらに、このような方法を実装するプログラムは、幾つかの態様で、様々な媒体（例えば、コンピュータ可読媒体）を使用して記憶及び送信され得る。幾つかの実施形態では、ハードワイヤ回路又はカスタムハードウェアを、様々な実施形態の処理の実装のためのソフトウェア命令の代わりに、又はそれと組み合わせて使用してもよい。したがって、実施形態は、ハードウェア及びソフトウェアの任意の特定の組み合わせに限定されない。したがって、処理を説明することは、処理を実行するための少なくとも１つの装置を同様に説明し、且つ処理を実行するための少なくとも１つのコンピュータ可読媒体及び／又はメモリを同様に説明する。処理を実行する装置は、処理を実行するのに適切な構成要素及び装置（例えば、プロセッサ、入力及び出力装置）を含み得る。コンピュータ可読媒体は、方法を実行するのに適切なプログラム要素を記憶することができる。
［００４３］本開示は、幾つかの実施形態及び／又は本発明の実施可能な説明を当業者に提供する。これらの実施形態及び／又は本発明のうちの幾つかは、本出願では特許請求されないかもしれないが、それでも、本出願の優先権の利益を主張する１つ又は複数の継続出願で特許請求され得る。出願人は、開示され且つ実施可能とされたが、本出願で特許請求されなかった主題に対して、特許化を目指すために追加の出願を行うことを意図している。例えば、幾つかの実施形態では、平坦化のために使用されるパッドが、処理中に基板の主要面に対して確実に平坦に（例えば、平行に）保持されるように、圧縮性のあるサブパッドがＣＭＰ中に使用され得る。
［００４４］したがって、本発明は、その例示的な実施形態に関連して開示されたが、他の実施形態が、以下の特許請求の範囲によって規定された本発明の範囲に含まれ得ることを理解されたい。

Claims (14)

  1. 基板予洗浄システムであって、
    ハウジング、
    前記ハウジングの中で基板を確実に保持するように構成されるチャックアセンブリ、及び
    前記基板に対して回転するように構成され、且つ前記ハウジングの中で支持されるバフ研磨パッドアセンブリを備え、
    前記バフ研磨パッドアセンブリが、
    バフ研磨パッド、
    前記バフ研磨パッドに連結されている圧縮性のあるサブパッド、及び
    前記圧縮性のあるサブパッドと、前記バフ研磨パッドアセンブリを回転させるように構成されるバフ研磨モータとに連結されているパッドホルダを含み、
    前記圧縮性のあるサブパッドの圧縮弾性率が、前記バフ研磨パッドの圧縮弾性率の２倍を超えている、基板予洗浄システム。
  2. 前記バフ研磨パッドが前記基板に対して平坦なままでいるように、予洗浄中に前記パッドホルダが傾く際に前記圧縮性のあるサブパッドがたわむように適合される、請求項１に記載の基板予洗浄システム。
  3. 前記システムが、化学的機械的平坦化処理の後、且つ洗浄モジュールの適用の前に基板を予洗浄するように適合される、請求項１に記載の基板予洗浄システム。
  4. 前記バフ研磨パッドアセンブリが、前記バフ研磨パッドと前記圧縮性のあるサブパッドとの間に補強材層をさらに含む、請求項１に記載の基板予洗浄システム。
  5. 接着剤、熱接合、及び機械的締め具のうちの少なくとも１つが、前記バフ研磨パッドアセンブリの中で、前記バフ研磨パッドと前記圧縮性のあるサブパッドを連結するために使用される、請求項１に記載の基板予洗浄システム。
  6. 前記バフ研磨パッドアセンブリが、前記基板の直径よりも小さい直径を有する、請求項１に記載の基板予洗浄システム。
  7. 予洗浄バフ研磨パッドアセンブリであって、
    バフ研磨パッド、
    前記バフ研磨パッドに連結されている圧縮性のあるサブパッド、及び
    前記圧縮性のあるサブパッドと、前記バフ研磨パッドアセンブリを基板に対して回転させるように構成されるバフ研磨モータとに連結されているパッドホルダ
    を備え、
    前記圧縮性のあるサブパッドの圧縮弾性率が、前記バフ研磨パッドの圧縮弾性率の２倍を超えている、予洗浄バフ研磨パッドアセンブリ。
  8. 前記バフ研磨パッドが前記基板に対して平坦なままでいるように、予洗浄中に前記パッドホルダが傾く際に前記圧縮性のあるサブパッドがたわむように適合される、請求項７に記載の予洗浄バフ研磨パッドアセンブリ。
  9. 前記バフ研磨パッドアセンブリが、化学的機械的平坦化処理の後、且つ洗浄モジュールの適用の前に基板の予洗浄に使用されるように適合される、請求項７に記載の予洗浄バフ研磨パッドアセンブリ。
  10. 前記バフ研磨パッドアセンブリが、前記バフ研磨パッドと前記圧縮性のあるサブパッドとの間に補強材層をさらに含む、請求項７に記載の予洗浄バフ研磨パッドアセンブリ。
  11. 接着剤、熱接合、及び機械的締め具のうちの少なくとも１つが、前記バフ研磨パッドアセンブリの中で、前記バフ研磨パッドと前記圧縮性のあるサブパッドを連結するために使用される、請求項７に記載の予洗浄バフ研磨パッドアセンブリ。
  12. 前記バフ研磨パッドアセンブリが、前記基板の直径よりも小さい直径を有する、請求項７に記載の予洗浄バフ研磨パッドアセンブリ。
  13. 基板予洗浄モジュール内で基板を予洗浄する方法であって、
    化学的機械的平坦化処理の後に基板を予洗浄システムの中にロードすること、
    前記基板をチャックアセンブリに固定すること、
    回転式バフ研磨パッドアセンブリが、前記基板の前面に対して押圧され、回転され、且つ前記基板の前記前面にわたってスィープするとき、前記基板を回転させること、及び
    前記バフ研磨パッドアセンブリのパッドホルダの傾きに関わらず、前記バフ研磨パッドアセンブリのバフ研磨パッドを前記基板に対して平坦に維持すること、及び
    圧縮性のあるサブパッドを含むバフ研磨パッドアセンブリを設けることを含み、
    前記圧縮性のあるサブパッドの圧縮弾性率が、前記バフ研磨パッドの圧縮弾性率の２倍を超えている、方法。
  14. 前記バフ研磨パッドが前記基板に対して平坦なままでいるように、予洗浄中に前記パッドホルダが傾く際に前記圧縮性のあるサブパッドがたわむように適合され、且つ
    前記バフ研磨パッドアセンブリが、化学的機械的平坦化処理の後、且つ洗浄モジュールの適用の前に基板を予洗浄するように適合される、請求項１３に記載の方法。
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