JP6710694B2 - 湿式化学プロセス中に基板にコンタクトするための摩擦強化パターンを有する周面を用いる圧縮成形物品 - Google Patents

Description

本開示の実施形態は、一般に半導体デバイスの製造、詳細には化学機械研磨における基板洗浄に関する。

化学機械平坦化としても知られている化学機械研磨（ＣＭＰ）は、シリコンウエハ（または「基板」）上に集積回路を作製するために典型的に使用されるプロセスである。ＣＭＰ研磨プロセスは、部分的に処理された基板から不要な表面形態および材料を除去して、その後の処理のために基板上に平面の表面を生成することができる。ＣＭＰ研磨プロセスは、基板の表面に押しつけられた１つまたは複数の回転する研磨パッド上の研磨材および／または化学的に活性な研磨液（スラリと呼ばれる場合がある）を利用することがある。洗浄プロセスは、ＣＭＰ研磨プロセス後に行われ、研磨によって生成された、基板上に残る残留研磨液および／または微粒子を除去することができる。この除去によって、欠陥が、残留研磨液および／または微粒子により傷つけられ、さもなければ損傷を受ける可能性がある基板上に形成されるのを防ぐことができる。

洗浄プロセスは、洗浄液が供給されたスクラバ用ブラシによって基板の表面および裏面をこすり落とすことを含むことができる。十分な洗浄効率および完全性を実現するために、基板が回転するとともに、スクラバ用ブラシが基板に押し当てられることがある。基板は、基板の側端面を受ける基板ローラによって回転させられ、この基板ローラが摩擦接触を使用して基板ローラに動力を供給する駆動系からのトルクを側端面に与える。洗浄中に基板の回転をモニタすることは、洗浄中に基板と摩擦接触しながら受動的に回転するように構成されたセンサホイールによって達成される。基板と基板ローラとの間、および基板とセンサホイールとの間の効果的な摩擦接触を維持することによって、基板の効果的な洗浄および基板間の一貫した洗浄が保証される。基板ローラおよびセンサホイールが経時的に変化し、洗浄液にさらされる場合、摩擦接触が損なわれる可能性がある。摩擦接触を維持するために、洗浄中に基板を確実に回転させ、移動させることができ、それによって、微粒子の不十分な除去および／または研磨液の不十分な除去に関連する欠陥を回避することができるようする新しい手法が必要である。

本明細書に開示された実施形態は、湿式化学プロセス中に基板とコンタクトするための摩擦強化パターンを有する周面を用いる圧縮成形物品を含む。環状体などの物品が圧縮成形技法によって形成されてもよい。パターン付けされた表面を環状体の外周面の一部として含むことによって、湿式化学プロセスに関連付けられた摩擦低減流体を環状体と基板との間の所望の摩擦接触領域から遠ざかる方向に向けることができるため、環状体と基板との間の摩擦接触を強化することができる。このようにして、摩擦接触が強化され、基板を湿式化学プロセス中に効果的に位置決めし、移動させ、プロセスの効率を改善することができる。
一実施形態において、基板洗浄中に円形基板と回転可能に連携する物品が開示される。本物品は、圧縮型継ぎ目を備える、および中心軸を有する環状体を含む。環状体は、第１の側壁、第１の側壁の反対側の第２の側壁、および第１の側壁と第２の側壁を接続する外周面を含む。外周面は、少なくとも１つの溝を備える少なくとも１つのパターン付けされた表面を含み、少なくとも１つの溝は、５ミクロン〜５０ミクロンの範囲の深さを有する。このようにして、環状体を使用して、基板とのより効果的なコンタクトを確立し、化学機械研磨（ＣＭＰ）後の基板洗浄などの湿式化学プロセス中の基板の位置決めを改善することができる。

別の実施形態では、基板洗浄中に円形基板と回転可能に連携する物品を提供するための方法が開示される。本方法は、材料を圧縮型の内部容積に配置するステップであって、圧縮型が内部容積を画成する少なくとも１つの型表面を含む、ステップを含む。また、本方法は、少なくとも１つの型表面および材料によって、中心軸を有する環状体を形成するステップを含む。環状体は、第１の側壁、第１の側壁の反対側の第２の側壁、および第１の側壁と第２の側壁を接続する外周面を含む。外周面は、少なくとも１つの溝を備える少なくとも１つのパターン付けされた表面を含む。また、本方法は、物品を生成するために材料を硬化する、または固化するステップを含む。このようにして、湿式化学プロセス中に、例えば、基板洗浄中に環状体と基板との間でより効果的な摩擦接触が促進され、基板欠陥の発生を低減させることができる。

別の実施形態では、基板の化学機械研磨を支持する基板洗浄モジュールが開示される。本モジュールは、洗浄液を収容するエンクロージャを含むことができる。また、本モジュールは、洗浄液によって基板の表面を洗浄するための電動ブラシを含むことができる。また、本モジュールは、洗浄中に基板を支持するためのセンサホイールを含むことができる。センサホイールは、基板によって受動的に回転するように構成され、センサホイールは、回転速度をモニタするためにセンサに結合される。センサホイールは、圧縮型継ぎ目を備える、および少なくとも１つの溝を有する少なくとも１つの第１のパターン付けされた表面を備える中心軸を有する第１の環状体を含む。少なくとも１つの溝は、５ミクロン〜５０ミクロンの範囲の深さを有する。少なくとも１つの第１のパターン付けされた表面は、基板の洗浄中に基板に当接する。また、本モジュールは、基板の側端面を受けるように、かつ側端面にトルクを与えるように構成された複数の基板ローラを含む。複数の基板ローラのそれぞれは、圧縮型継ぎ目を備える、および中心軸を有する第２の環状体を含む。第２の環状体は、第２の外周面を含む。第２の外周面は、少なくとも１つの第２の溝を備える少なくとも１つの第２のパターン付けされた表面を含み、少なくとも１つの第２の溝は、５ミクロン〜５０ミクロンの範囲の深さを有する。少なくとも１つの第２のパターン付けされた表面は、基板の洗浄中に基板に当接する。このようにして、基板を、より効果的に洗浄することができる。

さらなる特徴および利点は、以下の詳細な記載において述べられ、一部はその記載から当業者には容易に明らかであり、または以下の詳細な記載、特許請求の範囲、ならびに添付された図面を含む、本明細書に記載されるような実施形態を実施することによって認識されるであろう。
前述の一般的な記載および以下の詳細な記載は両方とも、実施形態を提示し、本開示の特質および特性を理解するための概要または枠組みを提供することが意図されていることを理解されたい。添付図面は、さらなる理解を提供するために含まれており、本明細書の一部に組み込まれ、本明細書の一部を構成する。図面は、様々な実施形態を示し、記載とともに、開示された概念の原理および動作を説明する働きをする。
本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、一部が添付図面に示される実施形態を参照することによって上で要約された本開示のより具体的な説明を行うことができる。しかしながら、添付図面は、例示的な実施形態のみを示し、したがって、その範囲を限定していると考えられるべきではなく、他の等しく効果的な実施形態を受け入れることができることに留意されたい。

例示的な洗浄モジュールの概略上面図である。 湿式化学プロセスの一例である洗浄中に基板と摩擦接触しているセンサホイールおよび基板ローラを表す、図１の洗浄モジュールのブラシボックスユニットの概略断面図である。 スクラバ用ブラシアセンブリが後退位置にある、図２のブラシボックスユニットの概略上面図である。 スクラバ用ブラシアセンブリが洗浄位置にある、図２のブラシボックスユニットの概略上面図である。 センサホイールがハブ、フランジ、および環状体を含む、図２のセンサホイールの分解上面斜視図である。 センサホイールがハブ、フランジ、および環状体を含む、図２のセンサホイールの側断面図である。 外周面の一部として放射状に先端部へ突き出る歯を表す、図４Ａのセンサホイールの環状体の正面図である。 少なくとも１つのパターン付けされた表面の少なくとも１つの溝を表す、図４Ｃの先端部のうちの１つの拡大図である。 図４Ｄの先端部の上面図である。 図２の基板ローラのうちの１つの上部斜視分解図であり、基板ローラのそれぞれがハブ、フランジ、および環状体を含む。 図２の基板ローラのうちの１つの側断面図であり、基板ローラのそれぞれがハブ、フランジ、および環状体を含む。 図５Ａの環状体の側面図である。 図５Ａの環状体の正面図である。 図５Ａの環状体の側断面図である。 図５Ａの環状体の右側断面図であり、左側断面図は、これと同一である。 図５Ｆの少なくとも１つの溝のうちの１つの断面を通る断面図である。 基板洗浄中に基板と回転可能に連携する物品を提供するための例示的な方法の流れ図である。 内部に内部容積を表す、例示的な圧縮型の上面斜視概略図である。 材料が内部容積内部に配置されている、図７Ａの圧縮型の側面概略図である。 図７Ａの圧縮型によって形成された環状体の上面斜視概略図である。 内部に内部容積を表す、圧縮型の上面斜視概略図である。 材料が内部容積内部に配置されている、図８Ａの圧縮型の側面概略図である。 図８Ａの圧縮型によって形成された環状体の上面斜視概略図である。

理解を容易にするために、各図に共通の同一の要素を指定するために、可能な場合は、同一の参照数字が使用された。一実施形態の要素および特徴は、さらに詳説することなく他の実施形態において有益に組み込まれてもよいことが想定されている。

ここで、実施形態を詳細に参照して、これら実施形態の例を添付図面に例示し、すべてではないが一部の実施形態を示す。実際、本概念は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書において限定していると解釈されるべきではない。可能な限り、同様の参考番号が同様の構成要素または部品を指すために使用される。

本明細書に開示された実施形態は、湿式化学プロセス中に基板とコンタクトするための摩擦強化パターンを有する周面を用いる圧縮成形物品を含む。環状体などの物品が圧縮成形技法によって形成されてもよい。パターン付けされた表面を環状体の外周面の一部として含むことによって、湿式化学プロセスに関連付けられた摩擦低減流体を、環状体と基板との間の所望の摩擦接触領域から遠ざかる方向に向けることができるため、環状体と基板との間の摩擦接触を強化することができる。このようにして、摩擦接触が強化され、基板を湿式化学プロセス中に効果的に位置決めし、移動させ、プロセスの効率を改善することができる。

この点に関して、図１は、例示的な洗浄モジュール１００の概略上面図である。洗浄モジュール１００は、化学機械研磨（ＣＭＰ）ツールの一部であってもよく、部分的に処理された基板１０２を１つまたは複数のロボット／移送機構（図示せず）を介してＣＭＰツールのＣＭＰ研磨ステーションから受け取ることができる。基板１０２は、シリコンを含有する半導体ウエハ、または別の加工物であってもよい。洗浄モジュール１００は、メガソニッククリーナユニット１０４、２つのブラシボックスユニット１０６、ジェットクリーナユニット１０８、およびドライヤユニット１１０を含むことができる。洗浄モジュール１００は、他の適切な数のユニット１０４、１０６、１０８および／または１１０を有してもよく、ならびに／あるいは、加えてもしくは代わりに、図示されたもの以外の適切なユニットを有してもよい。移送装置（図示せず）は、矢印１１２によって示されるように、基板１０２を、洗浄モジュール１００を通って移動させることができる。メガソニッククリーナユニット１０４は、メガソニックエネルギーを使用して、洗浄プロセスを行うように構成されてもよい。２つのブラシボックスユニット１０６はそれぞれ、（図２〜図３Ｂに関連して以下でより詳細に記載される）スクラブ動作を介して機械的コンタクトを使用して、洗浄プロセスを行うように構成されてもよい。ジェットクリーナユニット１０８は、加圧された液体を使用して、洗浄プロセスを行うように構成されてもよい。また、ドライヤユニット１１０は、洗浄残留物を除去し、かつ蒸発によって引き起こされる筋および斑点を防ぐために、洗浄後、速やかに基板１０２を乾燥させるために乾燥プロセスを行うように構成されてもよい。ドライヤユニット１１０で処理した後に、基板１０２は、ＣＭＰツール内部のＣＭＰ研磨ステーションに戻され、または別の基板処理ツールに輸送されてもよい。洗浄モジュール１００は、例えば、カリフォルニア州サンタクララにあるＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社によって供給されるＲｅｆｌｅｘｉｏｎ（登録商標）ＧＴ（商標）ＣＭＰ Ｓｙｓｔｅｍの一部であってもよい。

図２は、図１の洗浄モジュール１００のブラシボックスユニット２０６の概略断面図である。ブラシボックスユニット２０６は、洗浄中に基板２０２と摩擦接触している基板ローラ２２０、２２２およびセンサホイール２３２を含む。図３Ａおよび図３Ｂは、スクラバ用ブラシアセンブリ２４０、３４０が、それぞれ後退位置および洗浄位置にある、図２のブラシボックスユニット２０６の概略上面図である。ブラシボックスユニット２０６は、スクラバ用ブラシアセンブリ２４０、３４０を使用して、垂直位置で基板２０２を受け取り、洗浄するように構成されてもよい。一部の実施形態では、ブラシボックスユニット２０６は、基板２０２が基板ハンドラ（図示せず）によって出入りすることができるように構成された上部開口２１５を有するエンクロージャ２１４を含むことができる。エンクロージャ２１４は、洗浄液を収容するように構成されてもよく、ドレイン２１６を含んでもよい。また、ブラシボックスユニット２０６は、上部開口２１５をカバーするように構成されたスライドカバー２１８を含み、洗浄液が外に飛散するのを、および外部の微粒子がエンクロージャ２１４に入るのを防ぐことができる。

ブラシボックスユニット２０６は、エンクロージャ２１４の下方部分に配置された２つの基板ローラ２２０、２２２を含む。基板ローラ２２０、２２２は、それぞれ基板２０２の側端面３０３を受けるように構成された凹部領域３２１、３２３（図３Ａ参照）をそれぞれ有してもよい。基板ローラ２２０、２２２は、それぞれの駆動軸３２４、３２６に結合されてもよい。駆動軸３２４、３２６は、駆動機構３２８に結合されてもよく、この駆動機構３２８は、基板ローラ２２０、２２２を回転させるように構成されたモータであってもよい。駆動軸３２６は、ベルトアセンブリ３３０を介して駆動機構３２８に結合されてもよい。代替の実施形態において、基板ローラ２２０、２２２を、それぞれ異なる駆動機構によって回転させることができる。洗浄プロセス中に、基板ローラ２２０、２２２は、実質的に同一の速度で回転することができ、基板２０２を基板ローラ２２０、２２２から基板２０２にトルクを伝達する摩擦接触によって回転させることができる。このようにして、基板２０２は、洗浄プロセス中に移動するように誘導されてもよい。

引き続き図２を参照すると、ブラシボックスユニット２０６は、エンクロージャ２１４の下方部分に配置することができるセンサホイール２３２も含む。基板２０２は、センサホイール２３２に載ることができる。センサホイール２３２は、基板２０２によって受動的に回転し、基板２０２の回転速度を回転センサ３３４に伝達するように構成されてもよい（図３Ａ参照）。回転センサ３３４は、システムコントローラ２３６に結合され、回転速度を洗浄プロセスに対する品質基準としてモニタすることができる。センサホイール２３２は、他の適切な構成および位置を有してもよい。このようにして、基板２０２の回転をモニタして、基板２０２間の一貫した洗浄を保証することができる。

また、ブラシボックスユニット２０６は、エンクロージャ２１４の基板ローラ２２０、２２２の上方に配置されたスクラバ用ブラシアセンブリ２４０、３４０（図３Ａ、図３Ｂ参照）を含むことができる。また、スクラバ用ブラシアセンブリ２４０、３４０は、基板２０２の反対側に沿って延在するように配置されてもよく、洗浄中に基板２０２と移動可能にコンタクトするように構成されてもよい。スクラバ用ブラシアセンブリ２４０、３４０のそれぞれは、基板２０２とコンタクトするように構成された円筒状のスクラバ用ブラシ２４１を含むことができる。それぞれの円筒状のスクラバ用ブラシ２４１は、突出する表面洗浄特徴（図示せず）を有し、マンドレルアセンブリ２４２に取り付けられてもよい。マンドレルアセンブリ２４２の各端部は、取付け軸２４４に取り付けられてもよい。取付け軸２４４の１つまたは複数は、モータ２４８の駆動軸２４６に結合されてもよく、この駆動軸２４６は、円筒状のスクラバ用ブラシ２４１を選択された速度で回転させるように構成されてもよい。一部の実施形態では、モータ２４８は、円筒状のスクラバ用ブラシ２４１を５０ＲＰＭ〜７００ＲＰＭの範囲の回転速度で回転させるように構成されてもよい。もう一方の取付け軸２４４は、洗浄液供給源２５０に接続されてもよく、この洗浄液供給源２５０は、マンドレルアセンブリ２４２の内部チャネル２４３に流体結合されてもよい。マンドレルアセンブリ２４２に形成された複数の開口部２４５は、洗浄液供給源２５０から受け取った洗浄液を円筒状のスクラバ用ブラシ２４１に提供するように構成されてもよい。このようにして、基板２０２を効果的に洗浄するために、所望通りに洗浄液を分布させることができる。

スクラバ用ブラシアセンブリ２４０、３４０は、エンクロージャ２１４に形成された開口部２５１を介してブラシボックスユニット２０６内に据え付けられてもよい。膜シール２５２は、スクラバ用ブラシアセンブリ２４０、３４０のそれぞれの端部の周りに結合され、それぞれの開口部２５１を密閉することができる。膜シール２５２によって、スクラバ用ブラシアセンブリ２４０、３４０は、開口部２５１内部で（図３Ａの矢印３５３によって示されるように）横方向に移動することができる。

一部の実施形態では、ブラシボックスユニット２０６は、エンクロージャ２１４の反対側に、およびスクラバ用ブラシアセンブリ２４０、３４０の上方に配置された１対の洗浄液スプレーバー２５４（図２には１つだけが示されている）を含むこともできる。他の実施形態は、３つ以上または１つの洗浄液スプレーバー２５４を有してもよい。洗浄液スプレーバー２５４は、基板２０２の洗浄中に、複数のノズル２５５を介して洗浄液を基板２０２の両側に向かってスプレーするように構成されてもよい。ノズル２５５は、洗浄液スプレーバー２５４に沿って均一に分布していてもよい。他の実施形態は、他の適切な数および構成のノズル２５５を有してもよい。
一部の実施形態では、ブラシボックスユニット２０６は、エンクロージャ２１４の反対側に、および洗浄液スプレーバー２５４の上方に配置された１対の水スプレーバー２５６（図２には１つだけが示されている）をさらに含むことができる。他の実施形態は、３つ以上または１つの水スプレーバー２５６を有してもよい。水スプレーバー２５６は、基板２０２がエンクロージャ２１４内におよび／または外に移送されるとともに、イオンが除去された水または化学物質を複数のスプレーノズル２５７を介して基板２０２の両側に向かってスプレーするように構成されてもよい。スプレーノズル２５７は、水スプレーバー２５６に沿って均一に分布していてもよい。他の実施形態は、他の適切な数および構成のスプレーノズル２５７を有してもよい。

また、ブラシボックスユニット２０６は、基板２０２に対して、スクラバ用ブラシアセンブリ２４０、３４０を移動させるように構成された位置決めアセンブリ２６０を含んでもよい。例えば、図３Ａは、後退位置の（すなわち、基板２０２から離れるように移動させた）スクラバ用ブラシアセンブリ２４０、３４０を示し、一方、図３Ｂは、洗浄位置の（すなわち、基板２０２の方に移動させて、基板２０２にコンタクトしている）スクラバ用ブラシアセンブリ２４０、３４０を示す。
それぞれのスクラバ用ブラシアセンブリ２４０、３４０は、膜シール２５２を貫いて延出し、両端部で２つの枢動プレート２６２に結合されてもよい。枢動プレート２６２は、支持フレーム２６６に固定することができる取付けブロック２６４に移動可能に結合されている。枢動プレート２６２のそれぞれは、枢動ジョイント２６８を中心に枢動可能であってもよい。スクラバ用ブラシアセンブリ２４０、３４０のそれぞれに結合された枢動プレート２６２は、２つの枢動プレート２６２の移動を同期させるように構成された同期バー２７０を介して互いに結合されてもよい。

図３Ａ〜図３Ｂに示されるように、ブラシボックスユニット２０６の一方の側（すなわち、図示されるような右側）の各枢動プレート２６２は、作動アーム３７２に結合されてもよい。１つまたは複数の実施形態によると、制御アセンブリ２７４が２つの作動アーム３７２間に結合されてもよい。制御アセンブリ２７４は、一部の実施形態では、作動アーム３７２が互いに対して移動するように、直線的に延出する、および後退するように構成されてもよい。また、摺動ブロック２７６が２つの作動アーム３７２間に結合されてもよい。それぞれの作動アーム３７２は、連結部２７７を介して摺動ブロック２７６に接続されてもよい。垂直トラック２７８が取付けブロック２６４に結合されてもよい。摺動ブロック２７６は、垂直トラック２７８に沿って垂直に摺動するように構成されてもよい。

洗浄プロセス中に、制御アセンブリ２７４は、延出または後退して、作動アーム３７２を互いに対して移動させることができる。作動アーム３７２の動きは、連結部２７７および摺動ブロック２７６によって抑制され、結果として実質的に対称な動きをもたらすことができる。作動アーム３７２の動きによって、枢動プレート２６２を、枢動ジョイント２６８を中心に枢動させることができ、これによって、スクラバ用ブラシアセンブリ２４０、３４０を対称に移動させることができる。同時に、同期バー２７０は、枢動ジョイント２６８を中心に枢動して、枢動プレート２６２の動きをエンクロージャ２１４の一方の側からもう一方の側に伝達し、こうして、スクラバ用ブラシアセンブリ２４０、３４０の両側で枢動プレート２６２の動きを同期させることができる。

洗浄モジュール１００の詳細が開示されたため、ここでセンサホイール２３２の詳細について論じる。この点に関して、図４Ａおよび図４Ｂは、それぞれ図２のセンサホイール２３２の分解上面斜視図および側断面図である。センサホイール２３２は、環状体４００、ハブ４０２、およびフランジ４０４を含むことができる。環状体４００は、第１の側壁４０６Ａ、第１の側壁４０６Ａの反対側の第２の側壁４０６Ｂ、および第１の側壁４０６Ａと第２の側壁４０６Ｂを接続する外周面４０８を含む。また、環状体４００は、ハブ４０２の結合面４１２を受けるための内表面４１０を含むことができる。環状体４００は、基板２０２（図２）を支持し、基板２０２の側端面３０３との摩擦接触を形成する外周面４０８を含む。また、センサホイール２３２のフランジ４０４は、ハブ４０２に結合されてもよい。ひとまとまりとして、フランジ４０４およびハブ４０２は、摩擦接触を形成するために基板２０２を環状体４００に押しやる収束円周チャネル４１４を形成するように成形されてもよい。環状体４００は、機械的に強い、化学分解に耐性のある成分、例えば、パーフルオロエラストマーおよびポリウレタンの少なくとも１つを含む材料を含むことができる。このようにして、センサホイール２３２は、基板２０２によって受動的に回転し、基板２０２の回転速度を回転センサ３３４（図３Ａ）に伝達するように構成され得る。

図４Ｃは、外周面４０８の一部として放射状に先端部４１８へ突き出る歯４１６を表す、図４Ａのセンサホイール２３２の環状体４００の正面図である。先端部４１８のそれぞれは、０．５ミリメートル〜２０ミリメートルの範囲の周長Ｄ１であってもよい。歯４１６は、洗浄液を先端部４１８から遠ざかる方向に向けるのを支援し、基板２０２との摩擦接触を改善する。
さらに、図４Ｄは、少なくとも１つのパターン付けされた表面４２２の少なくとも１つの溝４２０を表す、図４Ｃの先端部４１８のうちの１つの拡大図であり、図４Ｅは、図４Ｄの先端部４１８の上面図である。溝４２０は、基板２０２との接触をより容易にするために、先端部４１８が屈曲し、変形することができるようにすることによって、基板２０２との摩擦をさらに改善する。また、溝４２０は、冷却流体を基板２０２と環状体４００との間の摩擦接触領域から遠ざかる方向に向けるのを支援し、摩擦をさらに改善することもできる。溝４２０は、５ミクロン〜５０ミクロンの深さＤ４を有し、５ミクロン〜５０ミクロンの幅Ｄ３を有することができる。このようにして、溝４２０は、基板２０２と環状体４００との間の摩擦接触を改善し、基板２０２間のより一貫した洗浄を容易にするのに役立つことができる。

環状体４００が圧縮型継ぎ目４２４（図４Ｅ）を含むことに留意されたい。圧縮型継ぎ目４２４は、（後で論じる）圧縮型の構成要素が一緒になって材料の蓄積（「フラッシュ」と呼ばれることがある）を引き起こすことに起因する凹凸のある表面領域を含む。圧縮型継ぎ目４２４は、材料除去操作の使用によって低減させることができる。圧縮型継ぎ目４２４は、使用される圧縮型に応じて環状体４００の１つまたは複数の位置に生じることがある。

図５Ａおよび図５Ｂは、図２の基板ローラ２２０の上部斜視分解図および側断面図である。基板ローラ２２２は、同様に表される。基板ローラ２２０は、締め具５０６によってハブ５０２に取り付け可能な環状体５００、ハブ５０２、およびフランジ５０４を含む。ハブ５０２は、駆動軸３２４（図３Ａ）からトルクを受け取るように構成される。また、ハブ５０２は、例えば、環状体５００の内表面５１３を使用して、環状体５００にこのトルクを伝達するように構成される。次いで、トルクを、環状体５００の外周面５０８での摩擦接触を使用して、環状体５００から基板２０２の側端面３０３に伝達することができる。環状体４００は、機械的に強い、化学分解に耐性のある成分、例えば、パーフルオロエラストマーおよびポリウレタンの少なくとも１つを含む材料を含むことができる。このようにして、基板ローラは、腐食性の化学物質を含むことがある湿式プロセス環境において基板２０２にトルクを伝える。

図５Ｃ〜図５Ｅは、基板２０２へのトルクの伝達を容易にするための特徴を含む、図５Ａの環状体５００の、それぞれ側面図、正面図、および側断面図である。環状体５００は、外周面５０８の円周方向に設置されたくぼみ５１２内に第２のパターン付けされた表面５１０Ｂに面する第１のパターン付けされた表面５１０Ａを含む。ハブ５０２およびフランジ５０４は、環状体５００に結合されると、円周方向に設置されたくぼみ５１２内部で基板２０２の側端面３０３を押しやる収束円周チャネル５１４を形成するように成形されている。円周方向に設置されたくぼみ５１２は、第１および第２のパターン付けされた表面５１０Ａ、５１０Ｂが基板２０２の側端面３０３と当接部を形成することができるように、基板２０２の側端面３０３に対してサイズが調整されている。摩擦接触のトルク伝達能力を改善するために、第１および第２のパターン付けされた表面５１０Ａ、５１０Ｂは、少なくとも１つの溝５１６Ａ、５１６Ｂをそれぞれ含むことができる。

この点に関して、図５Ｆは、環状体５００の第１のパターン付けされた表面５１０Ａの少なくとも１つの溝５１６Ａを表す、図５Ａの環状体５００の右側断面図である。また、溝５１６Ａは、溝５１６Ａがそれ自体の上を横切る交差部５１８Ａを含むことができ、それによって洗浄液を摩擦接触領域から遠ざかる方向に向けるためのより効率的な経路を容易にする。左側断面図（図示せず）は、環状体５００の第２のパターン付けされた表面５１０Ｂの少なくとも１つの溝５１６Ｂ、交差部５１８Ｂを表し、左側断面図は、図５Ｆと同一であることに留意されたい。溝５１６Ａは、環状体５００の外周に沿って１インチ当たり３０サイクル〜１インチ当たり１５０サイクルの周波数範囲で生じる周期的なパターンを形成する。このようにして、溝５１６Ａは、より容易に洗浄液を環状体５００と基板２０２との間の摩擦接触領域から遠ざかる方向に向けることができる。洗浄液が遠ざかる方向に向けられる、結果として得られる当接部は、基板２０２と第１および第２のパターン付けされた表面５１０Ａ、５１０Ｂとの間のより堅牢な摩擦接触を形成することができる。このようにして、環状体５００の第１および第２のパターン付けされた表面５１０Ａ、５１０Ｂから基板２０２へトルクをより効率的に伝達することができ、それによって、基板２０２が洗浄または他の湿式化学プロセス中に基板ローラ２２０、２２２から滑りにくくなる可能性があるため、欠陥の可能性を低減させることができる。

溝５１６Ａ、５１６Ｂは、洗浄液をより容易に当接部から遠ざかる方向に向けるために様々な寸法を有してもよい。図５Ｇは、図５Ｆの少なくとも１つの溝の断面の断面図である。溝５１６Ａ、５１６Ｂは、５ミクロン〜５０ミクロンの深さＤ４を有し、５ミクロン〜５０ミクロンの幅Ｄ３を有することができる。このようにして、溝５１６Ａ、５１６Ｂは、基板２０２と環状体５００との間の摩擦接触を改善するのを支援することができる。

環状体５００は、圧縮型継ぎ目５２０を含むことに留意されたい（図５Ｆ）。圧縮型継ぎ目５２０は、（後で論じる）圧縮型の構成要素が一緒になって材料の蓄積（「フラッシュ」と呼ばれることがある）を引き起こすことに起因する凹凸のある表面領域を含む。圧縮型継ぎ目５２０は、材料除去操作の使用によって低減させることができる。圧縮型継ぎ目５２０は、使用される圧縮型に応じて環状体５００の１つまたは複数の位置に生じることがある。
洗浄または他の湿式化学プロセス中に基板２０２との回転可能な連携を行う物品、例えば、センサホイール２３２および基板ローラ２２０、２２２が紹介された。ここで、これらの物品を提供する例示的なプロセスについて提供する。図６は、例えば、図１の洗浄モジュール１００による基板洗浄中に基板と回転可能に連携する物品を提供するための例示的な方法６００の流れ図を表す。方法６００について、上で論じた術語を使用して論じる。

この点に関して、方法６００は、圧縮型６０８の内部容積６０６内に材料６０４を配置するステップ（図６の動作６０２Ａ）を含む。例として、図７Ａは、内部容積６０６を画成する少なくとも１つの型表面６１０Ｍを含む圧縮型６０８の一実施形態の上面斜視概略図である。型表面６１０Ｍは、パターン付けされた表面４２２と相補的なパターン付けされた型形状４２２Ｍを含むことができる。パターン付けされた型形状４２２Ｍは、少なくとも１つの溝４２０と相補的な少なくとも１つの突起した型特徴４２０Ｍを含むことができる。図７Ｂは、圧縮力ＦＣが印加されるとともに材料６０４が圧縮型６０８の内部容積６０６内部に配置される、図７Ａの圧縮型６０８の側面概略図である。このようにして、材料６０４を圧縮型６０８によって成形される位置に配置することができる。

また、方法６００は、少なくとも１つの型表面６１０Ｍおよび材料６０４によって、中心軸Ａ０を有する環状体４００を形成するステップ（図６の動作６０２Ｂ）を含む。環状体４００は、第１の側壁４０６Ａ、第１の側壁４０６Ａの反対側の第２の側壁４０６Ｂ、および第１の側壁４０６Ａと第２の側壁４０６Ｂを接続する外周面４０８を含む。環状体４００の外周面４０８は、少なくとも１つの溝４２０を備える少なくとも１つのパターン付けされた表面４２２を含む。また、方法６００は、環状体４００の外周面４０８の一部として放射状に先端部４１８へ突き出る歯４１６を生成するステップ（図６の動作６０２Ｃ）を含むことができる。歯４１６は、図７Ａに表されるような圧縮成形プロセスの一部として効率的に生成されてもよい。あるいは、歯４１６は、切断または材料除去プロセス（図示せず）を使用して生成されてもよい。

また、方法６００は、物品、例えば、環状体４００を生成するために、材料６０４を硬化する、冷却する、および／または固化するステップ（図６の動作６０２Ｄ）を含む。材料６０４を硬化する、冷却する、および／または固化するステップは、指定された時間、圧縮型６０８内部で行われてもよく、物品に使用される材料６０４および寸法に依存してもよい。図７Ｃは、図７Ａの圧縮型６０８によって形成された物品を表す環状体４００の上面斜視概略図である。
また、方法６００は、物品、例えば、環状体４００をハブ４０２およびフランジアセンブリ４０４に固定するステップ（図６の動作６０２Ｅ）を含む。ハブ４０２およびフランジ４０４は、環状体４００に結合されると、ハブ４０２およびフランジアセンブリ４０４の外側から少なくとも１つの所定のパターン付けされた表面４２２に至る収束円周チャネル４１４（図４Ｂ）を形成することができる。このようにして、基板２０２の側端面３０３を、センサホイール２３２の環状体４００のパターン付けされた表面４２２と当接部および摩擦接触を形成するように、効率的に位置決めすることができる。

また、方法６００は、センサホイール２３２（物品）を貫いてスピンドル２３３（図３Ａ）を配置するステップ、および少なくとも１つのパターン付けされた表面４２２と基板２０２との間で摩擦接触を確立するステップ（図６の動作６０２Ｆ）を含むことができる。
図８Ａ〜図８Ｃは、基板ローラ２２０に適用することができるような方法６００を表す。基板ローラ２２０を対象とした図８Ａ〜図８Ｃは、センサホイール２３２を対象とした図７Ａ〜図７Ｃと同様であり、したがって、明瞭および簡潔にするために主として差異について論じる。方法６００は、材料６０４を圧縮型８０８の内部容積８０６内に配置するステップ（図６の動作６０２Ａ）を含む。例として、図８Ａは、内部容積８０６を画成する少なくとも１つの型表面８０３Ｍを含む圧縮型８０８の一実施形態の上面斜視概略図である。型表面８０３Ｍは、パターン付けされた表面５１０Ａ、５１０Ｂと相補的なパターン付けされた形状８１０ＭＡ、８１０ＭＢをそれぞれ含むことができる。パターン付けされた形状８１０ＭＡ、８１０ＭＢは、それぞれ溝５１６Ａ、５１６Ｂと相補的な少なくとも１つの突起した型特徴８１６ＭＡ、８１６ＭＢおよび交差部８１８ＭＡ、８１８ＭＢを含むことができる。図８Ｂは、圧縮力ＦＣが印加されるととともに材料６０４が圧縮型８０８の内部容積８０６内部に配置される、図８Ａの圧縮型８０８の側面概略図である。このようにして、材料６０４を圧縮型８０８によって成形される位置に配置することができる。

また、方法６００は、少なくとも１つの型表面８０３Ｍおよび材料６０４によって、中心軸Ａ０を有する環状体５００を形成するステップ（図６の動作６０２Ｂ）を含む。環状体５００は、第１の側壁５１５Ａ、第１の側壁５１５Ａの反対側の第２の側壁５１５Ｂ、および第１の側壁５１５Ａと第２の側壁５１５Ｂを接続する外周面５０８を含む。また、環状体５００は、第１の側壁５１５Ａと第２の側壁５１５Ｂを接続するための内表面５１３を含むことができ、駆動軸３２４、３２６の１つまたは複数からトルクを受け取るように構成されてもよい。環状体５００の外周面５０８は、円周方向に設置されたくぼみ５１２内部に少なくとも１つの溝５１６Ａ、５１６Ｂをそれぞれ備える少なくとも１つのパターン付けされた表面５１０Ａ、５１０Ｂを含む。パターン付けされた表面５１０Ａ、５１０Ｂは、流体を摩擦接触から遠ざかる方向に向けることによって基板２０２とのより確実な摩擦接触を促進することができる。このようにして、環状体５００は、湿式処理環境において基板２０２にトルクを効果的に伝達するように形成され得る。

また、方法６００は、物品、例えば、環状体５００を生成するために、材料６０４を硬化する、冷却する、および／または固化するステップ（図６の動作６０２Ｄ）を含む。材料６０４を硬化する、冷却する、および／または固化するステップは、指定された時間、圧縮型６０８内部で行われてもよく、物品に対して選択された材料６０４および使用される寸法に依存してもよい。図８Ｃは、図８Ａの圧縮型８０８によって形成された物品を表す環状体５００の上面斜視概略図である。このようにして、環状体５００は、流体、例えば、洗浄液を環状体５００と基板２０２との間の摩擦接触から遠ざかる方向に向けるパターン付けされた表面５１０Ａ、５１０Ｂを含むことができ、その結果、トルクが環状体５００と基板２０２との間でより確実に伝達され得る。
理解を容易にするために、各図に共通の同一の要素を指定するために、可能な場合は、同一の参照数字が使用された。一実施形態の要素および特徴は、さらに詳説することなく他の実施形態において有益に組み込まれてもよいことが想定されている。

本明細書に述べられていない多くの修正形態および他の実施形態が、前述の記載および関連付けられた図面に提示された教示の恩恵を有する実施形態に関係する当業者には思い浮かぶであろう。したがって、本明細書および特許請求の範囲は、開示された特定の実施形態およびその修正形態に限定されず、他の実施形態は、添付された特許請求の範囲の範囲内に含まれることが意図されていることを理解されたい。各実施形態の修正形態および変形形態が添付された特許請求の範囲および各実施形態の均等物の範囲内に入る場合は、各実施形態は、それらをカバーすることが意図されている。本明細書では特定の用語が用いられているが、それらの用語は、限定するためではなく、単に一般的および説明的な意味で使用されている。

前述の事項は、本開示の実施形態を対象としているが、本開示の他のおよびさらなる実施形態が本開示の基本的な範囲から逸脱せずに、考案されてもよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

Claims (15)

1. 基板洗浄中に基板と回転可能に連携する物品であって、
   第１の側壁、前記第１の側壁の反対側の第２の側壁、および前記第１の側壁と前記第２の側壁を接続する外周面を備える環状体を備え、前記外周面が少なくとも１つの溝を備える少なくとも１つのパターン付けされた表面を含み、前記少なくとも１つの溝が前記外周に沿って１インチ当たり３０サイクル〜１インチ当たり１５０サイクルの周波数範囲で生じる周期的なパターンを形成し、前記物品は、前記基板にトルクを与えるように構成された基板ローラであり、前記物品は、前記外周面が前記基板の側端面との摩擦接触するように構成される、物品。
2. 前記環状体が２０〜１５０ミリメートルの範囲の外直径を有する、請求項１に記載の物品。
3. 基板洗浄中に基板と回転可能に連携する物品であって、
   第１の側壁、前記第１の側壁の反対側の第２の側壁、および前記第１の側壁と前記第２の側壁を接続する外周面を備える環状体を備え、前記外周面が少なくとも１つの溝を備える少なくとも１つのパターン付けされた表面を含み、前記少なくとも１つの溝が、前記少なくとも１つの溝がそれ自体の上を横切る交差部を含み、前記物品は、前記基板にトルクを与えるように構成された基板ローラであり、前記物品は、前記外周面が前記基板の側端面との摩擦接触するように構成される、物品。
4. 前記少なくとも１つのパターン付けされた表面が、前記外周面の円周方向に設置されたくぼみ内に第２のパターン付けされた表面に面する第１のパターン付けされた表面を含む、請求項１に記載の物品。
5. 前記少なくとも１つの溝が前記外周面に沿って間隔を置いて配置された複数の溝を含む、請求項１に記載の物品。
6. 前記外周面の一部として先端部へ放射状に突き出る複数の歯をさらに備える、請求項１に記載の物品。
7. 洗浄液を収容するエンクロージャと、
   前記洗浄液によって基板の表面を洗浄する電動ブラシと、
   前記基板の側端面を受けるように、かつ前記側端面にトルクを与えるように構成された複数の基板ローラであって、前記複数の基板ローラのそれぞれが、第１の側壁、前記第１の側壁の反対側の第２の側壁、および前記第１の側壁と前記第２の側壁を接続する外周面を備える第１の環状体を含み、前記外周面が少なくとも１つの第１の溝を備える少なくとも１つの第１のパターン付けされた表面を含み、前記少なくとも１つの第１の溝が前記外周に沿って１インチ当たり３０サイクル〜１インチ当たり１５０サイクルの周波数範囲で生じる周期的なパターンを形成し、前記少なくとも１つの第１のパターン付けされた表面が前記基板の洗浄中に前記基板に当接する、複数の基板ローラと、
   を備える、基板の化学機械研磨を支持する基板洗浄モジュール。
8. 前記第１の環状体が２０〜１５０ミリメートルの範囲の外直径を有する、請求項７に記載の基板洗浄モジュール。
9. 前記少なくとも１つの第１の溝が、前記少なくとも１つの第１の溝がそれ自体の上を横切る交差部を含む、請求項７に記載の基板洗浄モジュール。
10. 前記少なくとも１つの第１のパターン付けされた表面が前記外周面の円周方向に設置されたくぼみ内に第２の表面に面する第１の表面を含む、請求項７に記載の基板洗浄モジュール。
11. 前記少なくとも１つの第１の溝が前記外周面に沿って間隔を置いて配置された複数の溝を含む、請求項７に記載の基板洗浄モジュール。
12. 前記外周面の一部として先端部へ放射状に突き出る複数の歯をさらに備える、請求項７に記載の基板洗浄モジュール。
13. 前記基板によって受動的に回転するように構成され、回転速度をモニタするためにセンサに結合された、洗浄中に前記基板を支持するセンサホイールであって、少なくとも１つの第２の溝を有する少なくとも１つの第２のパターン付けされた表面を備える第２の環状体を含む、センサホイールであり、前記少なくとも１つの第２のパターン付けされた表面が前記基板の洗浄中に前記基板に当接する、センサホイール
    をさらに備える、請求項７に記載の基板洗浄モジュール。
14. 前記環状体が２０〜１５０ミリメートルの範囲の外直径を有する、請求項３に記載の物品。
15. 前記少なくとも１つのパターン付けされた表面が前記外周面の円周方向に設置されたくぼみ内に第２のパターン付けされた表面に面する第１のパターン付けされた表面を含む、請求項３に記載の物品。

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