JP6661640B2 - 化学機械研磨ツール用の構成要素 - Google Patents

Description

本明細書に記載された実施形態は一般に、化学機械研磨ツール内で使用するための構成要素に関し、この構成要素は、構成要素の表面に配された疎水性層を含む。
本開示は一般に基板の化学機械研磨に関し、より詳細には、化学機械研磨装置の構成要素に関する。

集積回路は通常、シリコンウエハなどの基板上に、導電層、半導電層または絶縁層を逐次的に堆積させることによって形成される。それぞれの層を堆積させた後、その層をエッチングして、回路フィーチャを形成する。一連の層を順次堆積させ、エッチングすると、基板の外面または最上位面、すなわち基板の露出した表面は次第に平坦ではなくなる。この平坦でない外面は、集積回路製造業者にとって問題である。したがって、基板表面を定期的に平坦にして平らな表面を提供する必要がある。
化学機械研磨（ＣＭＰ）は、一般に認められた１つの平坦化法である。ＣＭＰは通常、キャリアヘッドまたは研磨ヘッド上に基板を取り付けることを含む。次いで、基板の露出した表面を、回転する研磨パッドに向けて置く。キャリアヘッドは、制御可能な荷重、すなわち制御可能な圧力を基板に加えて、基板を研磨パッドに押し付ける。さらに、キャリアヘッドは回転して、基板と研磨面の間の追加の運動を提供することができる。
研磨剤と化学的に反応性の少なくとも１種の試剤とを含む研磨スラリを研磨パッドに供給して、パッドと基板との間の界面に研磨化学溶液を提供することができる。
研磨スラリは、ＣＭＰツールの構成要素と接触し、ＣＭＰツールの構成要素に付着することもある。時間がたつにつれて、研磨スラリは、それらの構成要素の表面をこすり、それによって構成要素粒子を除去しうる。これらの粒子の一部が研磨パッド上に落下することがあり、その結果、それらの粒子が基板を引っかくことがある。引っかき傷が、完成したデバイスの研磨中に基板欠陥の原因となることがあり、そのような基板欠陥は性能の低下につながる。加えて、スラリ粒子が、スラリと接触したＣＭＰツールの構成要素を侵食し始める可能性もある。したがって、それらの部分の寿命は短くなり、それらの部分は、より短期間のうちに交換する必要がある。

したがって、ＣＭＰツール内で使用するための改良された構成要素が求められている。

本明細書では、一実施形態として、ＣＭＰツール用の構成要素が開示される。この構成要素は、ＣＭＰツールが基板を研磨しているときに研磨流体にさらされる表面を有する本体と、本体のその表面に配された疎水性層とを含む。この疎水性層は、少なくとも９０°の流体接触角を有する。
本明細書では、他の実施形態として、ＣＭＰツール用の構成要素が開示される。この構成要素は、リング形の本体と疎水性層とを含む。リング形の本体は、下部および上部によって画定される。下部は、下縁、上縁、外径を有する外面、内径を有する内面、および第１の疎水性層を含む。上縁は、上部に向かって延びている。内径は外径よりも小さい。外面と内面は中心軸を共有する。下部の内面には第１の疎水性層が配されている。第１の疎水性層は、下部の内面の一部分に流体が接触したときに少なくとも９０°の接触角を有する。上部は、下縁、上縁、外径を有する外面、内径を有する内面、および第２の疎水性層を含む。下縁は、下部の上縁と一体である。上部の上縁は、上面の内縁から半径方向内側に上方向へ延びている。上部の外径は下部の外径よりも小さい。上部の内径は下部の内径よりも少ない。第２の疎水性層は、上部の内面の一部分に流体が接触したときに少なく９０°の接触角を有する。

本明細書では、他の実施形態として、ＣＭＰツール内の構成要素が開示される。この構成要素は、ディスク形の本体と、ディスク形の本体上に堆積させた疎水性層とを含む。ディスク形の本体は、頂面、底面、外壁、内壁およびレッジ（ｌｅｄｇｅ）を有する。底面は、頂面に対して実質的に平行である。外壁は、底面に対して垂直である。外壁は、外径、第１の端および第２の端を含む。外壁の第１の端は底面と一体である。第２の端は、第１の端の反対側にある。内壁は、頂面に対して垂直である。内壁は、内径、第１の端および第２の端を含む。内径は外径よりも小さい。内壁の第２の端は頂面と一体である。レッジは、外壁および内壁によって画定される。レッジは、外壁および内壁に対して垂直である。レッジは、第１の端および第２の端を有する。レッジの第１の端は、外壁の第２の端と一体である。レッジの第２の端は、レッジの第１の端から半径方向内側にある。レッジの第２の端は、もう一方の壁の第１の端に一体として接続されている。外壁の第２の端は、外壁の第１の端から頂面に向かって半径方向内側にある。疎水性層は、ディスク形の本体の一部分に流体が接触したときに少なくとも９０°の接触角を有する。

上に挙げた本開示の諸特徴を詳細に理解することができるように、そのうちのいくつかが添付図面に示された実施形態を参照することによって、上に概要を示した本開示をより具体的に説明する。しかしながら、添付図面は本開示の典型的な実施形態だけを示したものであり、したがって添付図面を本開示の範囲を限定するものと考えるべきではないことに留意すべきである。等しく有効な別の実施形態を本開示が受け入れる可能性があるためである。

基板を研磨するための一実施形態に基づく化学機械研磨（ＣＭＰ）ツールの上面図である。 その上に堆積させた疎水性層を持たない、一実施形態に基づくＣＭＰツール構成要素の一部分の側面図である。 その上に堆積させた疎水性層を有する、一実施形態に基づくＣＭＰツール構成要素の一部分の側面図である。 図２Ｂに示されたＣＭＰツール構成要素上に堆積させた疎水性層よりも厚い疎水性層を有する、一実施形態に基づくＣＭＰツール構成要素の一部分の側面図である。 その上に堆積させた疎水性層を有する、一実施形態に基づくスプラッシュカバーの側面図である。 その上に堆積させた疎水性層を有する、一実施形態に基づくキャリアカバーの側面図である。 その上に堆積させた疎水性層を有する、一実施形態に基づく研磨流体送達アームの側面図である。 その上に堆積させた疎水性層を有する、一実施形態に基づく研磨装置の一部分の一実施形態の側面図である。 その上に堆積させた疎水性層を有する、一実施形態に基づくＣＭＰツールのパッドコンディショニングアームの側面図である。

理解を容易にするため、可能な場合には、上記の図に共通する同一の要素を示すのに同一の参照符号を使用した。特段の言及なしに、１つの実施形態に開示された要素を他の実施形態で有益に利用することが企図される。
本明細書では、ＣＭＰツールの構成要素に従って本開示の実施形態を説明する。
図１は、基板（図示せず）を研磨するための従来の化学機械研磨（ＣＭＰ）ツール１００を示す。ＣＭＰツール１００はベース１０１を含むことがある。ベース１０１は、キャリッジ１０２および複数のステーション１０８を含む。キャリッジ１０２は、ベース１０１上のベース１０１の中央に配されている。キャリッジ１０２は、研磨ヘッド１１２をそれぞれが支持した複数のアーム１１０を含むことがある。アーム１１０は、キャリッジ１０２からそれぞれのステーション１０８の上に延びている。研磨ヘッド１１２は一般にステーション１０８の上方に支持される。研磨ヘッド１１２は、研磨中の基板を保持するように構成された凹み（図示せず）を含む。ステーション１０８は例えば移送ステーション１１３または研磨ステーション１１１であることがある。移送ステーション１１３および第１のステーション１０８の研磨ステーション１１１を示すことができるように、図１に示された２本のアーム１１０が破線で示されている。キャリッジ１０２は、研磨ヘッド１１２を研磨ステーション１１１と移送ステーション１１３の間で移動させることができるような態様の割出しが可能である（ｉｎｄｅｘａｂｌｅ）。

ベース１０１上に、それぞれの研磨ステーション１１１に隣接して、コンディショニングデバイス１３４が配されていることがある。コンディショニングデバイス１３４は、研磨ステーション１１１の研磨面を定期的に調整して均一な研磨結果を維持する目的に使用されることがある。

研磨ステーション１１１はそれぞれ流体送達アーム１０９を有する。流体送達アーム１０９は、研磨ステーション１１１の研磨面に研磨流体を送達して、基板を研磨することができるようにする。研磨ステーション１１１に研磨流体が送達されたときに、研磨流体は、ＣＭＰツールの構成要素と接触する可能性がある。研磨流体としてスラリが使用された場合、ＣＭＰツールのさまざまな構成要素にスラリ粒子が付着する。時間がたつにつれて、研磨スラリは、構成要素の表面をこすり、それによって構成要素粒子を除去しうる。これらの粒子の一部が研磨面上に落下することがあり、場合によっては、それらの粒子が、研磨中の基板上の引っかき傷の原因となることがある。これらの引っかき傷の結果、デバイス性能が低下し、欠陥が増える可能性がある。加えて、スラリ粒子が、ＣＭＰツールのそれらの構成要素を浸食し始める可能性もある。したがって、構成要素の侵食が遅れ、寿命が延びるような態様で、研磨流体とＣＭＰツールの構成要素との間の接触を制限する必要がある。

図２Ａ〜Ｃは、外面に適用された疎水性層を有するＣＭＰツール構成要素と疎水性層を持たないＣＭＰツール構成要素とを比較する。

図２Ａは、外面に疎水性層を持たないＣＭＰツール構成要素の一部分を示す。流体がＣＭＰツール構成要素の表面と接触する角度を接触角と呼ぶ。接触角は、接着面と凝集面との間の合力によって決定される。流体が、図２Ａに示されているような疎水性層を持たないＣＭＰツール構成要素の部分の表面と接触したとき、流体とＣＭＰツール構成要素との間の接触角２０６は約６０°である。濡れの程度が大きく接触角が９０°よりも小さい表面を親水性の表面と呼ぶ。表面の濡れの程度は接触角と反比例の関係にある。流体とＣＭＰツール構成要素との間の接触角が小さいことは、ＣＭＰツールの濡れの程度が大きいことを示す。濡れの程度が大きいと、ＣＭＰツール構成要素の外面により多くのスラリ粒子が付着する。より多くのスラリがＣＭＰツール構成要素と接触すると、ＣＭＰツール構成要素から一部の表面粒子を除去する可能性が増大する。除去されたこのような構成要素粒子は、研磨ステーションの研磨面上に落下し、基板を引っかく。
図２Ｂ〜２Ｃに示されたＣＭＰツール構成要素は、構成要素の外面に配された疎水性層を有する。この疎水性層は、疎水性試剤の溶液もしくは乳濁液または頻繁には使用されないが疎水性試剤の蒸気で材料を処理することによって形成された単分子層（厚さ約１分子の配向した吸着層）またはラッカーフィルムの形態をとってもよい。疎水性試剤は、水との相互作用は弱いが表面には付着する物質である。この疎水性層は、プラズマチャンバ内で実行されるプラズマ処理を使用してＣＭＰツール構成要素上に堆積させることができる。このプラズマ処理は、安価で最小限のガスを消費する低圧プラズマシステムを利用する。疎水性堆積プロセスでは、チャンバにモノマーが導入され、そのモノマーが互いに化学的に反応してポリマーを形成する。それらのポリマーは、処理後の構成要素上に疎水性層として堆積する。チャンバに導入するモノマーは例えば、ヘキサメチルジシロキサン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、ポリ（テトラフルオロエチレン）、ポリ（プロピレン）、オクタデシルジメチルクロロシラン、オクタデシルトリクロロシラン、トリ（トリメチルシロキシ）シリルエチル−ジメチルクロロシラン、オクチルジメチルクロロシランまたはジメチルジクロロシランとすることができる。

流体と表面との間の接触角はさまざまな技法を使用して測定することができる。例えば、１つの技法は、平らな表面に試料、この場合はＣＭＰツールの構成要素を置くことを含む。次いで、構成要素上に、一定の体積の水またはスラリ溶液をピペットを用いて散布する。構成要素の外面に配された疎水性層上に小滴がある間に、疎水性層上に配されたその小滴の写真を撮影する。小滴と表面との間の角度を測定して接触角を決定することができる。
疎水性層の接触角は、ＶＣＭＡ Ｏｐｔｉｍａアナライザを使用することによっても決定することができる。ＶＣＭＡ Ｏｐｔｉｍａアナライザは、高精度カメラおよび先進のＰＣ技術を利用して、小滴の静止画または動画を捕捉し、接触角測定の基準とする接線を決定する。手動シリンジまたは自動シリンジが試験液を分配する。コンピュータ化された測定が、接触角を測定する際のヒューマンエラー要素を排除する。タイムセンシティブな分析に対しては動画を捕捉することができる。

再び図２Ａを参照する。図２Ａは、疎水性層を持たない従来のＣＭＰツール構成要素２００上の流体の小滴２０２を示す。この小滴の接触角２０６は約６０°である。小さな接触角は、構成要素２００の表面の濡れの程度が大きいことを示し、濡れの程度が大きいことは、時間がたつにつれて構成要素２００の浸食に寄与する可能性がある。したがって、ＣＭＰツール構成要素２００の寿命は短く、望ましくない。

図２Ｂは、構成要素２００の頂面に配された疎水性層２０４を有するＣＭＰツール構成要素２００を示す。疎水性層２０４は、プラズマ処理または他の適当な方法によって構成要素２００に適用されうる。ＣＭＰツール構成要素２００の疎水性層２０４上に配された流体の小滴２０２は接触角２１２を有する。疎水性層２０４は、疎水性層を持たない従来のＣＭＰツール１００の表面の接触角よりも大きな接触角２１２を有する。小滴２０２と構成要素２００上の疎水性層２０４との間に形成される接触角２１２は少なくとも９０°である。図２Ｂに示されたより大きな接触角２１２は、表面に対する濡れが大幅に少ないことを示す。したがって、小滴２０２は、ＣＭＰツール構成要素２００を濡らすよりはむしろ、構成要素２００の表面を容易に転がり落ちる。したがって、構成要素２００の浸食は大幅に減り、したがって構成要素２００の寿命を延ばす。加えて、研磨流体がスラリである場合には、濡れが大幅に減少する結果、構成要素２００に付着するスラリ粒子が減る。構成要素２００に付着するスラリ粒子が減ると、スラリ粒子がＣＭＰツール構成要素の表面粒子を除去し、最終的に研磨ステーション上に落下する可能性が低下する。

図２Ｃは、図２Ｂに示された疎水性層２０４に比べてより厚い疎水性層２０８を有するＣＭＰツール構成要素２００を示す。疎水性層２０８の厚さは、構成要素２００を疎水性層堆積プロセスにかける時間によって制御することができる。ＣＭＰツール構成要素２００を疎水性層堆積プロセスにかける時間が長いほど、疎水性層２０８は厚くなる。疎水性層の厚さは４００ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲とすることができる。疎水性層２０８の厚さが増すと、疎水性層と流体との間に形成される接触角は大きくなる。接触角が大きくなると濡れの程度は小さくなる。したがって、形成される疎水性層が厚いほど濡れの程度は小さくなる。このより厚い疎水性層２０８の滴２０２と構成要素２００との間の接触角２１４は約１４０°である。その結果、濡れの程度は小さくなる。したがって、小滴２０２は、ＣＭＰツール構成要素２００を濡らすよりはむしろ、構成要素２００の表面を容易に転がり落ちる。したがって、構成要素２００の浸食は大幅に減り、したがって構成要素２００の寿命を延ばす。加えて、研磨流体がスラリである場合には、濡れが大幅に減少する結果、構成要素２００に付着するスラリ粒子が減る。構成要素２００に付着するスラリ粒子が減ると、スラリ粒子が研磨ステーション上に落下する可能性が低下する。

図３は、ＣＭＰツール３００のスプラッシュカバー３０２の形態のＣＭＰツール構成要素の一部分の断面図を示す。図３には、１つの研磨ステーション３０４だけが示されている。ツール３００は本質的に、ツール３００の１つまたは複数の構成要素が疎水性コーティングを有することを除き、図１に記載されたツール１００と同様に構成されている。スプラッシュカバー３０２は研磨ステーション３０４の周囲を取り囲んでいる。スプラッシュカバー３０２は、研磨流体が、研磨ステーション３０４から振り飛ばされ、ＣＭＰツール３００の他のエリアを覆うことを妨げるために使用される。スプラッシュカバー３０２は、本体３０１および本体３０１上に配された疎水性層３２４を含む。本体３０１は、上部３０６および下部３０８を有する。下部３０８は、下縁３１０、上縁３１２、外面３１４および内面３１６を含む。上縁３１２は、下縁３１０の反対側にあり、上部３０６に向かって上方向かつ内側方向へ延びている。外面３１４は外径３１８を有する。内面３１６は内径３２０を有する。内径３２０は外径３１８よりも小さい。外面３１４と内面３１６は中心軸を共有する。

上部３０６は、下縁３４０、上縁３４２、外面３４４および内面３４６を含む。上縁３４２は、上部３０６の下縁３４０から半径方向内側に上方向へ延びている。上部３０６の下縁３４０は下部３０８の上縁３１２と一体化して、連続するスプラッシュカバー３０２を形成している。外面３４４は外径３４８を有する。上部３０６の外径３４８は下部３０８の外径３１８よりも小さい。内面３４６は内径３５０を有する。上部３０６の内径３５０は、下部３０８の内径３２０と上部３０６の外径３４８の両方よりも小さい。
スプラッシュカバー３０２の下にトラフ（ｔｒｏｕｇｈ）３２２があってもよい。トラフ３２２は、スプラッシュカバー３０２の屈曲によって下方へ導かれた過剰の流体またはスラリを集める。

スプラッシュカバー３０２と接触する流体は、基板から取り除かれた材料、研磨面からの材料、研磨粒子もしくは水酸化ナトリウムなどの化学試薬、または脱イオン水を含むことがある。スプラッシュカバー３０２の本体３０１上に堆積させた疎水性層３２４は、浸食および粒子の張り付きを防ぐ。一実施形態では、疎水性層３２４が、下部３０８の内面３１６および上部３０６の内面３４６に置かれる。疎水性層３２４は、浸食を遅らせることによってスプラッシュカバー３０２の寿命を延ばす。疎水性層３２４が存在する結果、キャリアスプラッシュカバー３０２の濡れが大幅に減る。したがって、研磨流体は、スプラッシュカバーを濡らすよりはむしろ、スプラッシュカバー３０２の表面を容易に転がり落ちる。したがって、スプラッシュカバー３０２の浸食は大幅に減り、したがってスプラッシュカバー３０２の寿命を延ばす。加えて、研磨流体がスラリである場合には、濡れが大幅に減少する結果、スプラッシュカバー３０２に付着するスラリ粒子が減る。スプラッシュカバー３０２に付着するスラリ粒子が減ると、スラリ粒子がスプラッシュカバーの表面から粒子を除去し、研磨ステーション上に落下する可能性が低下する。

図４は、キャリアヘッドアセンブリ４００の形態のＣＭＰツール構成要素の一実施形態の断面図を示す。キャリアヘッドアセンブリ４００は、キャリアヘッド４０１、保持リング４２６、キャリアカバー４０３および膜４０９を含む。キャリアヘッド４０１は本体４１１を含む。本体４１１は、露出した上面４０２、底面４０４、内壁４０６および外壁４０８を有する。上面４０２は、底面４０４に対して実質的に平行である。内壁４０６はさらに、第１の端４３６、第２の端４４６および内径４１０を含む。外壁４０８はさらに、第１の端４３８、第２の端４４８および外径４１２を含む。外径４１２は内径４１０よりも大きい。内径４１０および外径４１２によってキャリアカバー４０３にレッジ４１４が形成されている。レッジ４１４は、上面４０２と底面４０４の両方に対して実質的に平行である。レッジ４１４は、外径４１２に対して９０°であってもよい。膜４０９は、キャリアヘッド４０１の底面の下に配されており、保持リング４２６によって周囲を取り囲まれている。膜４０９は、ステーション（図示せず）間で基板を移動させるためにキャリアヘッド４０１が基板をピックアップするときに基板（図示せず）を取り付けるための取付け面となる。

キャリアカバー４０３は、本体４１３および本体４１３上に配された疎水性層４２５を含む。本体４１３は、露出した上面４０２、レッジ４１４、壁４０６、４０８が覆われるような態様で、キャリアヘッドの上にぴったりとはまるように構成されている。キャリアカバー４０３は、研磨の間、研磨流体にさらされる。研磨ステーションに送達された研磨流体は、キャリアカバー４０３および／またはキャリアヘッド４０１と接触する可能性がある。研磨流体は、研磨粒子もしくは水酸化ナトリウムなどの化学試薬を含むスラリとすることができ、または脱イオン水とすることができる。疎水性層４２５は、浸食を遅らせることによってこれらの構成要素の寿命を延ばす。疎水性層４２５が存在する結果、キャリアヘッド４０１およびキャリアカバー４０３の濡れが大幅に減る。したがって、研磨流体は、キャリアヘッド４０１およびキャリアカバー４０３を濡らすよりはむしろ、キャリアヘッド４０１およびキャリアカバー４０３の表面を容易に転がり落ちる。したがって、キャリアヘッド４０１およびキャリアカバー４０３の浸食は大幅に減り、したがってキャリアヘッド４０１およびキャリアカバー４０３の寿命を延ばす。加えて、研磨流体がスラリである場合には、濡れが大幅に減少する結果、キャリアヘッド４０１およびキャリアカバー４０３に付着するスラリ粒子が減る。キャリアヘッド４０１およびキャリアカバー４０３に付着するスラリ粒子が減ると、スラリ粒子が構成要素の表面から粒子を除去し、研磨ステーション上に落下する可能性が低下する。

図５は、研磨流体送達アームアセンブリ５００の形態のＣＭＰツール構成要素の側面図を示す。研磨流体送達アームアセンブリ５００は、流体送達アーム５０３、ベース部材５０２、ノズル５０４および流体送達ホース（図示せず）を含む。流体送達アーム５０３は、本体５０１および本体５０１上に配された疎水性層５０８を含む。本体５０１は、細長い頂面５０６、第１の側面５１０、第１の側面５１０の反対側の第２の側面５１２、底部５１４、第１の端５８０および第２の端５８２を含む。第１の端５８０はベース部材５０２に結合されている。細長い面５０６は、第１の端５８０から第２の端５８２まで延びている。第２の端５８２は、研磨ステーション（図示せず）の上に張り出している。ノズル５０４は、本体５０１の底部５１４に位置している。ノズル５０４は、基板（図示せず）の表面に研磨流体を供給する。流体送達ホースは、基板が研磨される研磨面上に散布するために研磨流体をノズル５０４まで運ぶ。

本体５０１の全体を疎水性層５０８で覆ってもよい。あるいは、第１の側面５１０、反対側の第２の側面５１２、細長い頂面５０６または底部５１４のうちの少なくとも１つを疎水性層５０８で覆ってもよい。基板を研磨する際にノズル５０４が研磨ステーション１１１の研磨面に研磨流体を供給したときに、研磨流体は、流体送達アーム５０３と接触する可能性がある。疎水性層５０８が存在する結果、流体送達アーム５０３の濡れが大幅に減る。したがって、研磨流体は、ＣＭＰツール流体送達アーム５０３を濡らすよりはむしろ、流体送達アーム５０３の表面を容易に転がり落ちる。したがって、流体送達アーム５０３の浸食は大幅に減り、したがって流体送達アーム５０３の寿命を延ばす。加えて、研磨流体がスラリである場合には、濡れが大幅に減少する結果、流体送達アーム５０３に付着するスラリ粒子が減る。流体送達アーム５０３に付着するスラリ粒子が減ると、スラリ粒子が構成要素の表面から粒子を除去し、研磨ステーション上に落下し、基板を引っかく可能性が低下する。したがって、デバイスの品質および歩留りが向上する。

図６は、基板６１０を研磨するための研磨装置アセンブリ６００の一部分の一実施形態を示す。研磨装置アセンブリ６００のこの部分は、キャリッジ６０２、複数のアーム６１２、アームカバー６２１および研磨ヘッド６０６を含む。アーム６１２はそれぞれ本体６１３を有する。本体６１３は、第１の端６１４および第２の端６１６を含む。本体６１３の第１の端６１４はキャリッジ６０２に結合されている。本体６１３の第２の端６１６は、キャリッジ６０２から、研磨ステーション（図示せず）の上に延びている。本体６１３の第２の端６１６は、研磨ヘッド６０６に結合されている。

研磨ヘッド６０６は、本体６０７および本体６０７上に配された疎水性層６０４を含む。本体６０７には凹み６０８が形成されている。研磨ヘッド６０６は、研磨ステーションに面した凹み６０８の中に基板６１０を保持する。研磨ヘッド６０６は、処理の間、基板６１０を研磨材料（図示せず）に押し付けることができる。基板６１０を研磨材料に押し付け手いる間、研磨ヘッド６０６は静止していてもよく、または、回転し、分離し、軌道を描いて移動し、直線的にもしくは運動の組合せで移動してもよい。

アームカバー６２１は、第１の端６１４から第２の端６１６までのアーム６１２の上に置かれてもよい。アームカバー６２１はさらに、アーム６１２を流体から保護してもよい。アームカバー６２１は、疎水性層６０４がその上に配された本体６１９を含む。本体６１９は、第１の端６８０および第２の端６８２を有する。アーム６１２の上にアームカバー６２１をぴったりとはめることができるような態様で、本体６１９の幅はアーム６１２の幅よりもわずかに広く、本体６１９の長さは、アーム６１２の長さよりもわずかに長い。研磨ヘッド６０６およびアームカバー６２１上に疎水性層６０４が存在する結果、アームカバー６２１および研磨ヘッド６０６の濡れが大幅に減る。したがって、研磨流体は、ＣＭＰツール研磨ヘッド６０６およびアームカバー６２１を濡らすよりはむしろ、研磨ヘッド６０６およびアームカバー６２１の研磨ヘッド６０６およびアームカバー６２１を容易に転がり落ちる。したがって、研磨ヘッド６０６およびアームカバー６２１の浸食は大幅に減り、したがって、研磨ヘッド６０６およびアームカバー６２１の寿命を延ばす。加えて、研磨流体がスラリである場合には、濡れが大幅に減少する結果、研磨ヘッド６０６およびアームカバー６２１に付着するスラリ粒子が減る。研磨ヘッド６０６およびアームカバー６２１に付着するスラリ粒子が減ると、スラリ粒子が構成要素の表面から粒子を除去し、研磨ステーション上に落下し、基板を引っかく可能性が低下する。したがって、疎水性層の結果、デバイスの品質および歩留りが向上する。

図７は、パッドコンディショニングアームアセンブリ７００の形態のＣＭＰツール構成要素の側面図である。パッドコンディショニングアームアセンブリ７００は本体７０１を含み、本体７０１は、ベース７０２、パッドコンディショニングアーム７０４およびコンディショナーヘッド７０６を有する。パッドコンディショニングアーム７０４は、ベース７０２に結合された第１の端７２０、およびコンディショナーヘッド７０６に結合された第２の端７２２を有する。コンディショナーヘッド７０６はさらに本体７０３含む。本体７０３は、その上に配された疎水性層７１４を有する。本体７０３は、コンディショニングディスク７１２を保持する回転可能でかつ垂直に移動可能なエンドエフェクタ７１０に結合されていてもよい。コンディショニングディスク７１２は、ダイアモンド研磨剤が埋め込まれた底面を有し、この底面を、パッドに再びテクスチャを与えるため研磨パッドの表面にこすり付けることができる。コンディショニングディスク７１２は、磁石（図示せず）または機械式の留め具（図示せず）によってエンドエフェクタ７１０の中に保持することができる。エンドエフェクタ７１０とコンディショナーヘッド７０６の間にジンバル機構（図示せず）が結合されていてもよい。このジンバル機構は、エンドエフェクタ７１０が、パッドコンディショニングアーム７０４に対してある角度に傾くことを可能にする。

コンディショナーヘッド７０６内の垂直アクチュエータ（図示せず）、例えばエンドエフェクタ７１０に下向きの圧力を加えるように配置された加圧可能なチャンバ７０８によって、エンドエフェクタ７１０の垂直運動およびコンディショニングディスク７１２の圧力制御を提供することができる。

研磨工程の間、パッドコンディショニングアームアセンブリ７００の構成要素は、使用された流体またはスラリと接触しやすい。時間がたつにつれて、この流体またはスラリとの連続接触の結果、それらの構成要素が浸食される可能性がある。疎水性層７１４が存在する結果、アーム７０４およびパッドコンディショナーヘッド７０６の濡れが大幅に減る。したがって、研磨流体は、研磨パッドコンディショニングアーム７０４およびコンディショナーヘッド７０６を濡らすよりはむしろ、研磨パッドコンディショニングアーム７０４およびコンディショナーヘッド７０６の表面を容易に転がり落ちる。したがって、研磨パッドコンディショニングアーム７０４およびコンディショナーヘッド７０６の浸食は大幅に減り、したがって研磨パッドコンディショニングアーム７０４およびコンディショナーヘッド７０６の寿命を延ばす。加えて、研磨流体がスラリである場合には、濡れが大幅に減少する結果、研磨パッドコンディショニングアーム７０４およびコンディショナーヘッド７０６に付着するスラリ粒子が減る。研磨パッドコンディショニングアーム７０４およびコンディショナーヘッド７０６に付着するスラリ粒子が減ると、スラリ粒子が構成要素の表面から粒子を除去し、研磨ステーション上に落下し、基板を引っかく可能性が低下する。したがって、デバイスの品質および歩留りが向上する。

ＣＭＰツールの構成要素上に疎水性層を堆積させることにより、構成要素の浸食が遅れ、それらの構成要素の寿命が延びる。

以上の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱することなく本開示の他の追加の実施形態を考案することができる。本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

Claims (13)

1. ＣＭＰツール用の構成要素であって、
   前記ＣＭＰツールが基板を研磨しているときに研磨流体にさらされる表面を有する本体と、
   前記本体の前記表面に配された疎水性層であり、４００ｎｍから１６００ｎｍの間の厚さを有し、９０°から１４０°の流体接触角を有する疎水性層と
   を備え、
   前記疎水性層は、モノマーから形成され、前記モノマーは、オクタデシルジメチルクロロシラン、トリ（トリメチルシロキシ）シリルエチル−ジメチルクロロシラン、オクチルジメチルクロロシランからなる群から選択される構成要素。
2. 前記構成要素が、ＣＭＰツール内において流体を送達するための構成要素であり、ＣＭＰツール内において流体を送達するための前記構成要素が、
   細長い部材
   を備え、前記細長い部材がさらに、
   第１の端と、
   第２の端と、
   前記第１の端と前記第２の端の間に延びる細長い上面と、
   を備え、
   前記疎水性層は、前記細長い部材の前記細長い上面に配されている、
   請求項１に記載の構成要素。
3. 前記接触角が１４０°である、請求項２に記載の構成要素。
4. ＣＭＰツール用の構成要素であって、
   下部および上部によって画定されたリング形の本体
   を備え、前記下部がさらに、
   下縁と、
   前記上部に向かって延びる上縁と、
   外径を有する外面と、
   内径を有する内面であり、前記内径が前記外径よりも小さく、前記外面と中心軸を共有する内面と、
   前記下部の前記内面に配された第１の疎水性層であり、４００ｎｍから１６００ｎｍの間の厚さを有し、前記下部の前記内面の一部分に流体が接触したときに９０°から１４０°の接触角を有する第１の疎水性層と
   を備え、
   前記上部がさらに、
   前記下部の前記上縁と一体の下縁と、
   前記上部の前記下縁から半径方向内側に上方向へ延びる上縁と、
   前記下部の前記外径よりも小さい前記上部の外径を有する外面と、
   内径を有する内面であり、前記上部の前記内径が前記下部の前記内径よりも小さい内面と、
   前記上部の前記内面に配された第２の疎水性層であり、前記上部の前記内面の一部分に流体が接触したときに９０°から１４０°の接触角を有する第２の疎水性層と
   を備え、
   前記疎水性層は、モノマーから形成され、前記モノマーは、オクタデシルジメチルクロロシラン、トリ（トリメチルシロキシ）シリルエチル−ジメチルクロロシラン、オクチルジメチルクロロシランからなる群から選択される
   構成要素。
5. 前記第２の疎水性層が１４０°の接触角を有する、請求項４に記載の構成要素。
6. 前記第２の疎水性層が少なくとも４００ｎｍの厚さを有する、請求項４に記載の構成要素。
7. 前記第２の疎水性層の厚さが１６００ｎｍである、請求項６に記載の構成要素。
8. 前記第１の疎水性層が１４０°の接触角を有する、請求項４に記載の構成要素。
9. 前記第１の疎水性層が少なくとも４００ｎｍの厚さを有する、請求項４に記載の構成要素。
10. ＣＭＰツール内の構成要素であって、
    ディスク形の本体
    を備え、前記ディスク形の本体がさらに、
    頂面と、
    前記頂面に対して実質的に平行な底面と、
    前記底面に対して垂直な外壁であり、さらに、
    外径、
    前記底面と一体の第１の端、および
    前記第１の端の反対側の第２の端
    を備える外壁と、
    前記頂面に対して垂直な内壁であり、さらに、
    前記外径よりも小さい内径、
    第１の端、および
    前記頂面と一体の第２の端
    を備える内壁と、
    前記外壁および前記内壁によって画定された、前記外壁および前記内壁に対して垂直なレッジであり、第１の端および第２の端を有し、前記レッジの前記第１の端が、前記外壁の前記第２の端と一体であり、前記レッジの前記第２の端が、前記レッジの前記第１の端から半径方向内側にあり、前記レッジの前記第２の端が、前記外壁の前記第１の端に一体として接続されており、前記外壁の前記第２の端が、前記外壁の前記第１の端から前記頂面に向かって半径方向内側にあるレッジと
    を備え、
    前記構成要素が、
    前記ディスク形の本体上に堆積させた疎水性層であり、４００ｎｍから１６００ｎｍの間の厚さを有し、前記ディスク形の本体の一部分に流体が接触したときに９０°から１４０°の接触角を有する疎水性層
    をさらに備え、
    前記疎水性層は、モノマーから形成され、前記モノマーは、オクタデシルジメチルクロロシラン、トリ（トリメチルシロキシ）シリルエチル−ジメチルクロロシラン、オクチルジメチルクロロシランからなる群から選択される構成要素。
11. 前記疎水性層が１４０°の接触角を有する、請求項１０に記載の構成要素。
12. 前記疎水性層が少なくとも４００ｎｍの厚さを有する、請求項１０に記載の構成要素。
13. 前記疎水性層の厚さが１６００ｎｍである、請求項１２に記載の構成要素。

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