回転可能ベース上に鋳造されるモノリシック多孔性パッドを作製する方法および材料
【課題】本発明は、材料、粒子、または化学物質を基板から除去するためのブラシまたはパッドを作製する方法および材料を提供する。
【解決手段】ブラシまたはパッドは、多孔性パッド材料を支持するための回転可能ベースを含む。ベースは、内表面および外表面を含み、かつ多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせるための複数のチャネルをベースに含む。多孔性パッド材料は、ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、材料を様々な基板から除去するために使用される。多孔性パッド材料は、ベースのチャネルの１つまたは複数を充填し、多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせる。チャネルは、ベースの前記内表面を外表面と流体接続し、多孔性パッド内における多孔性パッドノードの位置合わせおよび流体の分布を補助することが好ましい。
【解決手段】ブラシまたはパッドは、多孔性パッド材料を支持するための回転可能ベースを含む。ベースは、内表面および外表面を含み、かつ多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせるための複数のチャネルをベースに含む。多孔性パッド材料は、ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、材料を様々な基板から除去するために使用される。多孔性パッド材料は、ベースのチャネルの１つまたは複数を充填し、多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせる。チャネルは、ベースの前記内表面を外表面と流体接続し、多孔性パッド内における多孔性パッドノードの位置合わせおよび流体の分布を補助することが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、ブライアントイーノックベンソン（Ｂｒｉａｎｔ Ｅｎｏｃｈ Ｂｅｎｓｏｎ）によって発明された、「ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＲＥＭＯＶＩＮＧ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＦＲＯＭ Ａ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＵＳＩＮＧ Ａ ＭＯＮＯＬＩＴＨＩＣ ＰＯＲＯＵＳ ＰＡＤ ＣＡＳＴ ＯＮ Ａ ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ ＢＡＳＥ」という名称の、２００３年８月８日に出願された米国仮特許出願第６０／４９３９９２号の利益を主張し、かつそれを参照によって完全に組み込んでいる。本特許出願は、また、ブライアントイーノックベンソンによって発明された、「ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＦＯＲ ＭＡＫＩＮＧ Ａ ＭＯＮＯＬＩＴＨＩＣ ＰＯＲＯＵＳ ＰＡＤ ＦＯＲＭＥＤ ＯＮＴＯ Ａ ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ ＢＡＳＥ」という名称の、２００３年８月８日に出願された米国仮特許出願第６０／４９３７５５号の利益を主張し、かつそれを参照によって完全に組み込んでいる。本出願は、また、ブライアントイーノックベンソンによって発明された、「ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＲＥＭＯＶＩＮＧ ＭＡＴＥＲＩＡＬ ＦＲＯＭ Ａ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＨＡＶＩＮＧ ＩＮＴＥＲＣＨＡＮＧＥＡＢＬＥ ＦＬＵＩＤ ＡＮＤ ＭＯＵＮＴＩＮＧ ＦＩＴＴＩＮＧＳ」という名称の、２００３年８月８日に出願された米国仮特許出願第６０／４９３９９３号の利益を主張し、かつそれを参照によって完全に組み込んでいる。本出願は、また、ブライアントイーノックベンソンによって発明された、「Ａ ＭＯＮＯＬＩＴＨＩＣ ＰＯＲＯＵＳ ＰＡＤ ＦＯＲＭＥＤ ＯＮＴＯ Ａ ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ ＢＡＳＥ」という名称の、２００４年３月２９日に出願された米国仮特許出願第６０／５５７２９８号の利益を主張し、かつそれを参照によって完全に組み込んでいる。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造では、化学機械研磨（ＣＭＰ）操作およびウェハ洗浄を実施することが必要である。通常、集積回路デバイスは、複数レベル構造の形態にある。ウェハレベルにおいて、拡散領域を有するトランジスタデバイスが、形成される。その後のレベルにおいて、金属相互接続ラインが、パターン形成され、かつ所望の機能デバイスを規定するように、トランジスタデバイスに電気的に接続される。よく知られているように、パターン形成された導電層が、二酸化ケイ素などの誘電体材料によって他の導電層から絶縁される。より多くのメタライゼーションレベルおよび関連する誘電体層が形成されるので、誘電体材料を平坦化する必要性が増大する。平坦化しない場合、他の相互接続および誘電体層の製造は、表面トポグラフィがより大きく変化するために、実質的にさらにより困難になる。半導体製造プロセスでは、金属相互接続パターンが、ウェハ上の誘電体材料に形成され、次いで、化学機械平坦化、すなわちＣＭＰ操作が、余分な金属を除去するために実施される。あらゆるそのようなＣＭＰ操作後、平坦化されたウェハは、粒子および汚染物質を除去するために、洗浄されることが必要である。
【０００３】
集積回路などの電子デバイスの製造において、粒子汚染物質、微量金属、および可動イオンがウェハ上に存在することは、深刻な問題である。粒子汚染物質は、集積回路において局所腐食、スクラッチ、および「ショート」など、広範な問題を生じることがある。可動イオンおよび微量金属汚染物質も、集積回路において信頼性および機能の問題となることがある。これらの要因の組合せにより、ウェハ上のデバイスの歩留まりが低下し、それにより、ウェハ上の平均的な機能デバイスのコストが増大する。製造の異なる段階にある各ウェハは、未加工材料、機器製造時間、ならびに関連する研究および開発に関して、多大な投資を呈示する。
【０００４】
化学機械研磨（「ＣＭＰ」）は、ウェハのその後の処理前に、ウェハ上の膜を平坦化するための一般的に使用される技術である。ＣＭＰは、通常、５０〜１００ナノメートルサイズの削磨粒子を有する研磨スラリを、研磨パッドの表面上に導入することを含む。除去される誘電体または金属の材料の層を有するウェハは、スラリを有する研磨パッドの表面に接して配置される。回転研磨パッドに接してウェハを回転させることにより、化学作用および機械作用の組合せにより層の厚さが低減される。スラリは、通常、水をベースとし、シリカ、アルミナ、および他の酸化金属削磨材料などの微細削磨粒子を含むことができる。研磨が完了した後、処理されたウェハは、残留スラリおよび他の残留物を研磨プロセスから完全に除去するために、洗浄されなければならない。表面は、電気化学付着、エッチング、およびフォトリソグラフィなどの他の処理ステップの準備が整っている。
【０００５】
特に、直径が０．１ミクロン未満の粒子である残留スラリ材料を、研磨された表面の表面から洗浄するために、洗浄ブラシが一般に使用される。これらの洗浄ブラシは、一般に形状が円筒であり、ブラシの中心軸に沿って回転される。洗浄ブラシは、フォームまたはポリビニルアルコール（「ＰＶＡ」）などの多孔性ポリマー材料でもしばしば作製される。ブラシの回転運動とウェハに接するブラシに加えられる力または圧力との組合せ、ならびに洗浄流体または脱イオン化水の印加により、残留スラリ材料が、ウェハの表面から除去される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらのブラシは、基板と接触し、かつ材料を基板から除去するために、突出部またはノードを表面上に有する。ブラシは、スリーブとして形成され、流体をブラシに送りかつブラシを回転させるために使用されるコア支持体にわたってスライドする。延長使用後、ブラシは、新しいブラシスリーブと交換され、生産性の低下および停止時間の一因となる研磨器具を停止することを必要とする。ブラシコアに沿ったブラシ突出部の位置合わせは、ブラシが基板と一貫して接触しているために重要である。スリーブ上におけるノードの非対称位置合わせおよび間隔のひずみは、スリーブの交換に関する問題である。新しく装備されたブラシは、製品基板を洗浄する前に、慣らし運転され、フラッシュされ、ギャップ調整されなければならない。しばしば、ダミーウェハが、ブラシの洗浄性、ならびに寸法、回転、およびダミーウェハとの接触性を含めて動作安定性を保証するために使用される。この無価値の追加ステップは、時間内の製造およびダミーウェハのためにコストがかかる。
【０００７】
自動方式で洗浄動作を実施するために、製造ラボが、洗浄システムを使用する。洗浄システムは、通常、ウェハがスクラブされる１つまたは複数のブラシボックスを含む。各ブラシボックスは、各ブラシが、ウェハそれぞれの側面をスクラブするように、１対のブラシを含む。そのようなブラシボックスの洗浄能力を向上させるために、ブラシを経て（ＴＴＢ）洗浄流体を送ることが一般に行われている。ＴＴＢ流体送りは、特定の圧力でブラシコアに供給されている流体が、基板表面上に放出されるのを可能にする複数の穴を有するブラシコアを実施することによって達成される。流体は、ブラシコアからポリマー材料を経て基板表面上に分配される。理想的には、化学物質は、ボアを通って流れ、ブラシコアの穴のすべてから等しいレートでコアから流れ出る。コアに送られる化学物質は、同じレートまたはほぼ同じレートですべての穴から流れ出ておらず、化学物質受取り端部付近のブラシコア穴は、通常、化学物質受取り端部の反対側側面の穴よりかなり速いレートで化学物質を流れ出させることが判明している。
【０００８】
半導体特徴サイズが減少し、デバイス性能要件が増大し続けているので、洗浄エンジニアも、関連プロセスを改善することが課題である。これらの要求を満たすために、同じ洗浄機器は、基本的な脱イオン（ＤＩ）水洗浄以外の動作を実施するために現在使用されている。そのような動作は、ウェハの表面から微粒子を除去するために、および／または材料の膜を精密にエッチングするために、高性能な化学物質を加えることを含む。多くの洗浄システムは、フッ化水素酸などの反応化学物質を加えることも現在必要とされており、不均一に加えることにより、処理されているウェハに対して深刻な影響を与える。例えば、より多くのＨＦが、ウェハの１つの部分に加えられ、より少ないＨＦが、ウェハの他の部分に加えられる場合、処理されたウェハの表面は、ウェハにわたって除去された膜の量について変動を呈示する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態は、パッドを支持するために使用される回転可能ベース上に直接鋳造または成型された、多孔性ブラシまたはパッドを作製するための方法および材料を含む。ブラシまたはパッドは、基板の少なくとも一部を流体でコーティングするために使用されることができ、あるいは、材料、粒子、または化学物質を基板から除去するために使用されることができる。ブラシまたはパッドは、多孔性パッド材料と互いにかみ合う回転可能ベースまたはコアを含む。ベースは、内表面および外表面を含み、かつ多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせるための複数のチャネルをベースに有することができる。多孔性パッド材料は、ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、材料を様々な基板から除去するために使用されることが可能である。多孔性パッド材料は、モノリシック構造を有し、ベースのチャネルの１つまたは複数を充填することができ、それにより、多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせる。多孔性パッド材料で充填されたチャネルは、ベースの内表面を外表面と流体接続することが好ましい。
【００１０】
本発明の一実施形態は、基板から材料を除去するためのデバイスであり、多孔性パッド材料を支持する回転可能ベースを含む。ベースは、内表面および外表面を含み、かつ前記ベースの内表面からベースの外表面に流体を多孔性パッド材料に分配するためのチャネルを有する。多孔性パッド材料は、ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、流体と共に、粒子および薄膜などの材料を基板から除去するために使用される。多孔性パッド材料は、ベースのチャネルと互いにかみ合うことが好ましく、前記ベースの内表面および外表面を流体接続することがより好ましい。回転可能ベースは、それと組み合わされた１つまたは複数のフィッティングを有することができ、フィッティングは、回転可能ベースを、流体源およびベースを回転させるためのスピンドルまたは他の固定具と相互接続する。フィッティングは、流体フィッティングおよび機械駆動フィッティングを含むことが可能であり、結合によってベースに組み合わされる。異なるフィッティングを使用することによって、単一回転可能ベースが、ベースと共に異なるサイズまたは形状のフィッティングを使用することによって、異なる材料除去器具に適応可能となることが可能である。
【００１１】
本発明の他の実施形態は、基板から材料を除去するためのデバイスであり、表面上に突出部またはノードを有する多孔性パッド材料を支持する回転可能ベースを含む。回転可能ベースは、内表面および外表面を含み、かつ多孔性パッド材料を担持する突出部を経て流体を基板に分配するためのチャネルを有する。流体は、ベースの内表面からベースの外表面に流れる。多孔性パッド材料は、ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、流体と共に、粒子および薄膜などの材料を基板から除去するために使用されることができる。回転可能ベースは、それと組み合わされた１つまたは複数のフィッティングを有し、フィッティングは、回転可能ベースを、流体源およびベースを回転させるためのスピンドルまたは他の固定具と相互接続する。多孔性パッド材料は、ベースのチャネルと互いにかみ合うことが好ましく、ベースの内表面および外表面を流体接続することがより好ましい。フィッティングは、流体フィッティングおよび機械駆動フィッティングを含むことが可能であり、結合によってベースに組み合わされることができる。異なるフィッティングを使用することによって、単一の回転可能ベースが、ベースと共に異なるサイズまたは形状のフィッティングを使用することによって、異なる材料コーティングおよび除去器具に適応可能となることが可能である。回転可能ベースは、半導体ウェハをスクラブするためのブラシとすることが可能である。
【００１２】
本発明の実施形態は、回転可能ベースコア上に鋳造または成型された回転多孔性パッド材料に基板を接触させることによって、基板を洗浄する方法を対象とする。回転可能ベースを覆うパッドは、内表面および外表面を含み、かつ多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせるための複数のチャネルをベースに含む。ベースの外表面の少なくとも一部を覆う多孔性パッド材料は、様々な基板から材料を除去するために使用されることができる。プロセスにおいて、材料除去または洗浄流体が、ブラシを経て基板の表面上に付着される。ブラシの回転および流体の作用により、多孔性パッド材料を基板に接して回転させることによって、基板表面から材料を除去することができる。ベースのチャネルは、多孔性パッドをベースと互いにかみ合わせるために多孔性パッド材料で充填され、流体をパッド表面に分配するために、ベースの内表面を外表面と流体相互接続することが好ましい。方法は、多孔性パッドおよびその突出部またはノードに接着している基板材料を除去するために、回転可能コア上に鋳造された多孔性パッドを経て流体をフラッシュさせる作用をさらに含むことが可能である。基板の１つまたは複数の表面が、流体に沿って回転可能ベース上に成型された回転多孔性パッドとそれぞれ接触させることによって、材料を表面から除去させることが可能である。
【００１３】
好ましくは、ベース上に成型された多孔性パッド材料は、ブリストルまたはノードなどの突出部を含み、あるいは、溝などの表面凹み部を有することが可能である。多孔性パッド材料は、回転可能ベースコアの内表面を覆うことが好ましい。ベースのチャネルは、コアの内表面をコアの外表面と流体接続することが好ましく、チャネルの１つまたは複数は、多孔性パッド材料で充填され、多孔性パッド材料は、ベースと多孔性パッド材料を互いにかみ合わせ、回転中に多孔性パッド上におけるノードの位置合わせを維持する。流体が、多孔性パッド充填チャネルを経て、基板表面上に流れることによって、回転可能ベースのコアを経て基板上に付着されることが可能である。
【００１４】
本発明の実施形態によって基板から除去された材料は、薄膜金属酸化物膜、シリカ膜、半導体酸化物膜、様々な組成の粒子、または化学物質残留物を含むことが可能である。基板は、銅または銅相互接続を含むウェハであることが好ましい。本発明のブラシは、ウェハ上にスパッタリングされた金属の組織またはタイプに関係なく、メモリ媒体およびウェハを洗浄するために使用されることが可能である。
【００１５】
他の実施形態では、ブラシまたはパッドは、ベース上に鋳造または成型された多孔性パッド材料を支持するための回転可能ベースを含む。ベースは、内表面および外表面を含み、かつ多孔性パッド材料をベースと流体的に互いにかみ合わせる複数のチャネルを有する。ベースの外表面の少なくとも一部を覆う多孔性パッド材料は、表面の突出部または凹み部を有する。表面突出部を有する多孔性パッド材料は、ベースの内表面から多孔性パッド材料を経てベースの外表面に流体を分配するために、ベースのスルーチャネルの１つまたは複数を充填することが好ましい。チャネルと互いにかみ合い、ベースの外表面を覆う多孔性パッド材料は、モノリシック構造を形成することが好ましい。
【００１６】
他の実施形態では、ブラシまたはパッドは、ベース上に鋳造または成型された多孔性パッド材料を支持するための回転可能ベースを含む。ベースは、内表面および外表面を含み、かつ多孔性パッド材料をベースに互いにかみ合わせるための複数のチャネルをベースに含む。チャネルは、ベースの内表面を外表面と流体接続することが好ましい。ベースの内表面から、ベースの外表面を覆う多孔性パッドに流体を分配するのを補助するために、スルーチャネルが、ベースの中心点から、表面チャネルによって相互接続されることが可能であるベースの外縁まで、ベースにわたって配置されることが可能である。多孔性パッド材料は、ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、多孔性パッド材料は、ベースの内表面から多孔性パッド材料を経てベースの外表面に流体を分配するために、ベースのスルーチャネルおよびまたは表面チャネルの１つまたは複数を充填する。スルーチャネルにあり、かつベースの外表面を覆う多孔性パッド材料は、モノリシック構造を形成することが好ましい。
【００１７】
本発明の一実施形態は、接着多孔性パッド材料が、ベースのスルーホールを含む回転可能ベース表面の少なくとも一部、および好ましくはすべてを覆う、回転可能ベースを有する物品である。回転可能ベースを覆う接着多孔性パッド材料は、回転可能ベース表面の少なくとも一部、および好ましくはすべてを覆う第１の多孔性パッド材料を含むことが可能であり、第１の多孔性パッド材料は、回転可能ベースに接着し、流体がベースおよび多孔性パッドを経て流れることを可能にする。ベース上の接着多孔性パッド材料は、第１の接着層上に成型または鋳造された多孔性パッド材料の第２の接着層を有することが可能である。随意選択として、ベースの１つまたは複数のスルーホールが、多孔性パッド材料で充填されることも可能である。外部ベース表面の少なくとも一部を覆う接着多孔性パッド材料は、ベース表面に結合された後、多孔性を維持し、ベースの回転可能ベーススルーホールまたはチャネルのコアから、外部多孔性パッド表面層に流体が流れることを可能にする。外部多孔性パッド表面層は、流体を基板に加え、膜を基板から除去し、または基板を洗浄するために使用されることが可能である。
【００１８】
本発明の他の実施形態では、多孔性パッド材料は、ベースの凹みチャネルまたはスルーホール内に鋳造または成型することによって付着される。ハウジングベースのチャネルおよびスルーホールは、多孔性パッド材料と互いにかみ合い、使用中に多孔性パッド材料がベース表面から上昇するのを防止する。チャネルは、上に第２の多孔性層が鋳造される随意選択の接着多孔性の第１の層を有することが可能である。多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせることにより、ベース表面またはその軸に沿った多孔性パッド材料の突出部またはノードの高さおよび位置を維持することも補助され、ノードと基板表面とのより一様な接触が提供される。多孔性パッド材料およびハウジングベースが互いにかみ合うことにより、ベースハウジングの上でスリップする、または２部分のベースハウジング上に配置されるブラシスリーブの場合に一般的に生じるブラシローラのねじれも、排除または大きく低減される。スリーブタイプのブラシおよびローラのねじれにより、基板表面の流体接触は、非一様および再生不可能になり、材料除去または洗浄は不均一になり、ならびにブラシの磨耗が加速される可能性がある。回転可能ベースと互いにかみ合わされ、モノリシックに形成される多孔性パッド材料は、ノードの位置合わせを直線に維持し、取付け中のノードのリッピングを排除または低減し、ノードのサイズおよび形状に関してはるかにより高い許容度を可能にして、処理される基板とのより一様な接触を与える。多孔性パッド材料で充填されたチャネルは、ベースの内表面および外表面を流体接続することが好ましい。
【００１９】
本発明の実施形態は、パッドを支持するために使用されるコア上に直接鋳造または成型されるブラシまたはパッドを作製するための方法および材料を含む。パッドまたはブラシは、材料、粒子、または化学物質を基板から除去するために使用されることができる。ブラシまたはパッドは、多孔性パッド材料を支持するための回転可能ベースまたはコアを含む。ベースは、内表面および外表面を含み、かつ多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせるための複数のチャネルをベースに含む。多孔性パッド材料は、ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、材料を様々な基板から除去するために使用される。多孔性パッド材料は、モノリシック構造を有し、ベースのチャネルの１つまたは複数を充填し、多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせる。チャネルは、ベースの内表面と外表面を流体接続することが好ましい。
【００２０】
多孔性パッド材料が、鋳造または成型によって互いにかみ合わされるベースのチャネルは、回転ベース上における多孔性パッド材料の位置合わせを維持し、より好ましくは、パッドの鋳造または成型は、回転ベース上における多孔性パッド材料の完全性、位置合わせ、および空間分布、またはノジュールを維持する。内表面および外表面を相互接続するチャネルは、ベースの内表面から、基板と接触した多孔性パッド材料を有するベースの外表面に流体を分配するのも補助する。チャネルの多孔性パッド材料、内ベース表面、ベースの外表面を覆う多孔性パッド材料は、構造がモノリシックであることが好ましい。基板は、洗浄動作を完了するためにスクラブを受けることが必要である可能性がある任意の基板、またはエッチング動作もしくは他の準備によって平坦化される基板とすることができる。例えば、基板は、半導体ウェハ、ディスク、光学レンズ、フラットパネルディスプレイとすることができる。基板は、ほぼ一様で制御された量の流体を基板に送ることができる、ブラシまたはパッドから利益を得ることが好ましい。基板は、ほぼ一様で制御された量の流体を基板に送り、パッド上の突出部と基板との一貫した一様な接触を維持することができる、ブラシまたはパッドで表面材料を除去または洗浄することから利益を得ることがさらにより好ましい。
【００２１】
他の実施形態では、ベースを覆う多孔性パッド材料、およびベースのスルーチャネルを充填する多孔性フォーム材料が、モノリシックであるように、ブラシまたはパッドを作製する方法が提供される。方法は、ベース上のチャネルとも互いにかみ合うモノリシック多孔性パッド材料を、ベースの外面上に形成することを含むことが好ましい。方法は、ベースを含む型内に、非重合の多孔性ベースモノマーおよび触媒の組合せを注入し、ベースの１つまたは複数のチャネルを充填し、次いで、物品を形成するように組合せを硬化させることを含む。物品は、型から外される。他の実施形態では、ベースを覆う多孔性パッド材料およびベースのスルーチャネルを充填する多孔性フォーム材料が、モノリシックであるように、ブラシまたはパッドを作製する方法が提供される。方法は、ベースのチャネルとも互いにかみ合うモノリシック多孔性パッド材料を、ベースの外面上に形成することを含むことが好ましい。方法は、ベースを含む型の中に非重合の多孔性ベースモノマーおよび触媒の組合せを注入し、ベースの１つまたは複数のチャネルを充填し、次いで、物品を形成するように組合せを硬化させることを含む。物品は、型から外される。型は、モノリシックの多孔性パッド構造の取外しを補助するように、離型剤で処理されることが好ましい。
【００２２】
本発明の実施形態は、コーティングを基板に加えるために、または粒子、薄膜、もしくは化学残留物を、限定的ではなく半導体ウェハ、フラットパネルディスプレイ、ハードディスク、およびレンズなどの光学デバイスなどの広範な種類の基板から除去するためのブラシとして使用されることも可能である。本発明の実施形態は、そのようなブラシの製造および組立てにおいて大きな柔軟性を可能にすることが有利である。この理由は、多孔性パッドを有する単一ベースを、いくつかの器具で使用することができるからである。本発明では、回転可能ベースおよびパッドが、基板の１つまたは複数の表面から材料を洗浄または除去する機能を実施することができるように、回転可能ベースに接続される１つまたは複数のフィッティングを単に変更することによって、ブラシが様々な洗浄器具に取り付けられることが可能である。
【００２３】
本発明の実施形態は、化学機械平坦化または事後ＣＭＰスクラブプロセスなどの洗浄動作または材料除去動作について、基板の表面に流体を提供するために使用されることが可能であることが有利である。多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせることによって、多孔性パッド材料は、ベースに対して適所に保持される。本発明の実施形態におけるノードの不良位置合わせおよびねじれは、スリーブスタイルブラシ上のスリップと比較して、ブラシのウォーキングおよびねじれを大きく低減または排除する。本発明のさらなる利点は、ローラおよびパッドタイプベース固定具の両方に、流体を分配するために使用されることが可能であることである。チャネルの多孔性パッド材料は、流体源から基板への液体の流れを制御するために使用されることも可能である。これにより、使用される液体の全量を著しく増大させずに、ハウジングコアの穿孔またはスルーチャネルの数を減少させ、サイズまたは表面積を増大させることが可能になる。これは特に有利であるが、その理由は、ハウジングにおけるより大きな穿孔またはスルーチャネルが、多孔性パッドの局所な非一様フラッシュを低減するからである。さらに、液体の流れを制限することによって、多孔性パッドにより、一様な圧力が分配装置内において構築される。これは、ブラシの両端部が同量の液体を受け取り、かつ一様にフラッシュされることを保証する、スルーホールを形成するために使用することができ、これにより、ブラシからの粒子除去が改善され、ブラシの非一様な磨耗が低減または排除される。
【００２４】
使い捨て可能コア上に鋳造されたブラシの利点は、コアおよびブラシが、共に接合され、コア上に摩擦ばめされたブラシについて観測されるすべり、膨張、および同心性の損失が排除されることである。コア上に鋳造されたブラシは、コア上に摩擦ブラシスリーブを取り付けることに関連する、専用取付けスタンドの必要性および時間を排除する。
【００２５】
一部には、本発明の実施形態の他の態様、特徴、利益、および利点は、以下の記述、請求項、および添付の図面に関して明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１Ａ】本発明の一実施形態における、回転可能ベースに有用なスルーチャネルを有する中空円筒管の全長に沿った断面図である。
【図１Ｂ】多孔性パッド材料で充填された１つまたは複数のスルーチャネルを有する中空円筒管を示す図である。
【図１Ｃ】充填されたスルーチャネルが、流体フィッティングおよび器具取付けフィッティングを含む、回転可能ベースを示す図である。
【図２】スルーチャネルおよびベースの外表面が、パッド表面上に随意選択の突出部を有する多孔性パッド材料を含む、本発明の一実施形態における、中空円筒ハウジングベースの全長に沿った概略断面図である。
【図３Ａ】スルーチャネル、内表面、およびベースの外表面が、流体フィッティング、またはベースを洗浄器具に接続するためのフィッティングを有さずに、多孔性パッド材料の充填剤または被覆剤を含む、本発明の一実施形態における中空円筒ハウジングベースの全長に沿った概略断面図である。
【図３Ｂ】スルーチャネル、内表面、およびベースの外表面が、流体フィッティング、およびベースを洗浄器具に接続するためのフィッティングを有して、多孔性パッド材料の充填剤または被覆剤を含む、本発明の一実施形態における中空円筒ハウジングベースの全長に沿った概略断面図である。
【図４】多孔性パッド材料で充填された、異なるスルーチャネルを示す、本発明の実施形態のためのベースまたはコアとして有用な中空円筒管の概略図である。
【図５Ａ】接着多孔性パッド層が、回転可能ベースを覆い、第２の接着多孔性パッド材料が、第１の接着多孔性パッド層上に成型または鋳造される、本発明の一実施形態におけるディスク形ハウジングの形態にある回転可能ベースの概略図である。
【図５Ｂ】スルーチャネル、内表面、および回転可能ベースの外表面が、多孔性パッド材料の充填剤または被覆剤を含む、本発明の一実施形態におけるディスク形ハウジングベースの直径に沿った概略断面図である。
【図６】中空スルーチャネルが、多孔性材料で充填され、ベースの外表面が、突出部を有する多孔性パッド材料で覆われている、本発明の一実施形態における回転可能中空管ハウジングベースの直径に沿った概略断面図である。
【図７】中空スルーチャネルが、多孔性材料で充填され、ベースの内表面が、多孔性パッド材料で覆われ、ベースの外表面が、突出部を含む多孔性パッド材料で覆われている、本発明の一実施形態における回転可能中空管ハウジングベースの直径に沿った概略断面図である。
【図８Ａ】接着多孔性パッド層が、ベースを覆い、第２の多孔性パッド材料が、第１の接着多孔性層上に成型または鋳造されている第１の多孔性パッド層に接着されている、本発明の一実施形態における回転可能中空管ハウジングベースの概略図である。
【図８Ｂ】スルーチャネルを有する回転可能中空円筒が、第１の多孔性パッド材料で充填され、ベースの外表面が、第１の多孔性パッド材料で覆われ、突出部を含む第２の多孔性パッド材料が、第１の多孔性パッド材料を覆う、本発明の一実施形態における中空管ハウジングベースの直径に沿った概略断面図である。
【図９】基板の１つまたは複数の表面を洗浄する、本発明の一実施形態の概略図である。
【図１０Ａ】突出部を有するブラシパッドの断面図である。
【図１０Ｂ】中空スルーチャネルが、多孔性材料で充填され、ベースの外表面が、第１の多孔性パッド材料で覆われている、本発明の一実施形態における中空管ハウジングベースの直径に沿った断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ａおよび図１０Ｂの構成要素を組み合わせることによって形成されるブラシを示す図である。
【図１１Ａ】突出部を有するブラシパッドの断面図である。
【図１１Ｂ】中空スルーチャネルが、多孔性材料で充填されている、本発明の一実施形態における中空管ハウジングベースの直径に沿った断面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ａおよび図１１Ｂの構成要素を組み合わせることによって形成されるブラシを示す図である。
【図１２】多孔性ベース材料と互いにかみ合い、かつベース表面を覆う多孔性パッド材料の表面上においてノードの位置合わせおよび位置を保持するためのチャネル溝を、回転可能ベース表面に有するハウジングベース管の断面図である。
【図１３】本発明の方法および材料を使用して、回転可能ベースの上に成型されたブラシの断面図の写真である。
【図１４】本発明の回転可能ベース上に成型されるブラシを作製するために使用することができる型を示す図である。
【図１５Ａ】スルーホールを有する回転可能基板上において第１の接着多孔性材料上に鋳造された多孔性パッド材料を有する、本発明の一実施形態の非限定的な図である。
【図１５Ｂ】回転可能非多孔性基板上において第１の接着多孔性材料上に鋳造された、多孔性パッド材料の本発明の一実施形態を非限定的に示す図である。
【図１６】回転可能コアのチャネル内に成型された多孔性パッドを含み、かつコア上に交換可能な流体フィッティングおよび器具駆動取付けフィッティングを有する、本発明の材料除去パッドを示す図である。
【図１７】コア上に交換可能な流体フィッティングおよび取付けフィッティングを有する、本発明の回転可能ベースコアを示す図である。
【図１８】回転可能コアのチャネル内に成型された多孔性パッドを含む、本発明の材料除去パッドの断面図である。
【図１９Ａ】交換可能な流体フィッティングおよび器具取付けフィッティングを有する、組み立てられていない回転可能ベースコアを示す図である。
【図１９Ｂ】ベースコアに挿入された流体フィッティングおよび器具取付けフィッティングを示す図である。
【図１９Ｃ】ベースコアと流体フィッティングとの間に形成される接合部の詳細（Ａ）を示す図である。
【図２０】図１９Ａの流体フィッティング１９１０を詳細に示す図である。
【図２１Ａ】図１９Ａのコア（１９２０）の外側を示す図である。
【図２１Ｂ】図１９Ａのコア（１９２０）の断面図である。
【図２２】回転可能コアにおけるチャネルおよびスルーホールの配置を示す、コアの回転軸に沿った図１９Ａのコアの断面図である。
【図２３】図１９Ａの器具取付けフィッティング（１９３０）を示す図である。
【図２４】交換可能な流体フィッティングおよび器具取付けフィッティングを有する、組み立てされていないコアの他の実施形態を示す図である。
【図２５】図２４の流体フィッティングの詳細を示す図である。
【図２６】図２４の器具取付けフィッティングの詳細を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の構成および方法を記述する前に、記述される特定の分子、組成、方法、またはプロトコルは変更されることが可能であるので、本発明は、特定の分子、組成、方法、またはプロトコルに限定されるものではないことを理解されたい。また、記述において使用される用語は、特定のバージョンまたは実施形態を記述することのみを目的としており、請求項によってのみ限定される本発明の範囲を限定することを意図していないことも理解されたい。
【００２８】
また、本明細書および請求項において使用される際に、「１つの」、「ある」、および「その」の単数形は、文脈が明瞭に指示しない限り、複数の参照を含むことにも留意されなければならない。したがって、例えば、１つの「チャネル」という言及は、１つまたは複数のチャネル、および当業者には知られている等価物への言及である、等である。特に明示されない限り、本明細書において使用されるすべての技術用語および科学用語は、当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書において記述されるものと同様または等価なあらゆる方法および材料を、本発明の実施形態の実施または試験において使用することができるが、好ましい方法、デバイス、および材料が、ここで記述される。本明細書において記述されるすべての刊行物は、参照によって組み込まれている。本明細書におけるいかなる記述も、本発明が、従来の発明によるそのような開示に先行する資格がないものであると承認したものとして解釈されるべきではない。
【００２９】
本発明は、半導体基板またはウェハのスクラブに関連して記述されるが、他の基板が、本発明の方法および装置によって処理またはコーティングされることが可能であることが理解されるであろう。さらに、半導体基板またはウェハへの言及は、ドープを有するまたは有さない剥き出しまたは純粋な半導体基板、エピタキシャル層を有する半導体基板、任意の処理段階において１つまたは複数のデバイス層を組み込む半導体基板、銅または銅合金の相互接続を含む基板、絶縁体上半導体（ＳＩＯ）デバイスを有する基板などの１つまたは複数の半導体層を組み込む他のタイプの基板、またはフラットパネルディスプレイ、ＭＥＭＳデバイス、マルチチップモジュールなどの他の装置およびデバイスを処理するための基板を含むことが可能であることが理解されるであろう。
【００３０】
本明細書において記述される洗浄システムのステップのいくつかは、洗浄される基板または基板層に応じて、他の順序で、および／または様々な解決法で行われることが可能であることが、当業者には明らかになるであろう。例えば、水、水およびイソプロピルアルコール、クエン酸、水素化アンモニウム、クエン酸アンモニウム、ならびにフッ化水素酸溶液（または溶液の混合物）など、異なる洗浄溶液が、ブラシ部の１つにおいて使用されることが可能である。また、他のシステムが、１つのブラシ部、または２つ以上のブラシ部を含むことが可能である。さらに、他のシステムが、上記の部／ステップの１つまたは複数を省略することが可能であり、ＣＭＰ部などの追加の処理部を含むことが可能である。
【００３１】
交換可能なスリーブの形態のスポンジまたはブラシが、ブラシコア上でのウォーキングおよびねじれに付随する問題を有し、より短いブラシ寿命を有する。ブラシの回転レートは、一般に、約０．４ｋｇ（約０．８ポンド）から約０．９ｋｇ（２ポンド）の抗力で、約８００ｒｐｍから１５００ｒｐｍにわたる。より高い回転レートおよび抗力が、より速いレートで物品を洗浄するためにしばしば好ましいが、これにより、ブラシまたはパッド上のノードがより迅速に劣化する可能性がある。本発明の実施形態において記述されるコア上に鋳造されたブラシは、より速い径方向速度において回転することができるが、その理由は、ベースコアと多孔性パッド材料との互いのかみ合いにより、ウォーキングできず、またはねじれることができないからである。ウォーキングは、ブラシが、コア上の異なる位置に応力で誘起されて移動することを指す。ねじれは、ノジュールが元の位置合わせから応力で誘起されて再配置されることを指す。
【００３２】
本発明の方法と共に使用されることが可能である洗浄および材料除去溶液は、脱イオン水、および脱イオン水における化学物質の混合物を含むが、これに限定されるものではない。化学物質は、ＨＦまたはＮＨ４Ｆなどのフッ化化合物、ＮＨ４ＯＨ、有機酸、有機酸のアンモニウム塩、アルコール、陰イオン表面活性剤、アルカリ性、中性、または酸性ｐＨ環境を含むことが可能である。例えば、塩化水素酸（ＨＣｌ）が、ｐＨを調節して、銅酸化物などの表面コーティングの溶解を補助するために、溶液に追加されることが可能である。洗浄溶液を処方する多くの異なる方式の一例が、脱イオン水に重量で混合された、０．５％ＨＦ、０．１％クエン酸、および０．４％ＮＨ４ＯＨの組合せである。この例の溶液のｐＨレベルは、約３である。ＥＤＴＡ、シュウ酸、脱イオン（ＤＩ）水、またはベンゾトリアゾールなどの腐食防止剤も、そのような洗浄溶液において使用されることが可能である。しかし、本発明は、洗浄溶液の処方によって限定されず、溶液の各成分は、同様の特性を有する、異なる化学物質によって置き換えられることが可能であることに留意されたい。
【００３３】
化学機械研磨（ＣＭＰ）動作後の半導体ウェハ表面洗浄方法は、好ましくはベースコア上に鋳造されたブラシによって、洗浄化学物質または材料除去化学物質を半導体ウェハの表面に加えるステップを含む。多孔性パッド材料が、回転可能ベースの１つまたは複数のスルーホールを充填し、ベースの表面上において多孔性パッド材料と互いにかみ合うモノリシック構造を形成することが好ましい。多孔性パッド材料は、回転可能ベースの１つまたは複数のスルーホールを充填し、ベースの内表面および外表面上において多孔性パッド材料と互いにかみ合うモノリシック構造を形成することがさらにより好ましい。多孔性パッドとベース構造とを互いにかみ合わせるが、ベースにスルーチャネルを有さないブラシが、噴霧ノズルによって基板の表面に加えられる洗浄化学物質および材料除去化学物質を有することが可能である。ブラシは、ベースとモノリシックの互いにかみ合う構造を形成する多孔性パッド材料を有することが好ましい。半導体ウェハは、銅相互接続を有することが可能であり、洗浄化学物質が、半導体ウェハの表面上の銅層を水溶性銅酸化物層に変換する。ベース上に鋳造された多孔性パッド材料を有し、かつベースとモノリシックの互いにかみ合う構造を形成するブラシで、洗浄化学流体を有する半導体ウェハの表面をスクラブすることは、半導体ウェハの表面から、約１００オングストロームから約１５０オングストロームの間の銅酸化物層を除去するために使用されることが可能であるが、これに限定されるものではない。処理済みウェハおよびブラシは、第２の半導体ウェハを洗浄または処理する前に、半導体ウェハの表面およびブラシから水溶性銅酸化物を除去するために、半導体ウェハおよびブラシを脱イオン水で濯ぐことによってさらに処理されることが可能である。流体の印加、スクラブ、および濯ぐステップは、ブラシボックスにおいて実施することができる。処理された基板は、約５オングストロームから約３０オングストロームの間の厚さを有する銅酸化物層を半導体ウェハの表面上に有する。
【００３４】
化学機械研磨（ＣＭＰ）動作後の半導体ウェハ表面洗浄方法は、コア上に鋳造されたブラシを経て流れる洗浄化学物質のＨ２Ｏ２における量を制御することによって、半導体ウェハの表面上に残留する銅酸化物層の量を制御することをさらに含むことが可能である。
【００３５】
ブラシを形成する多孔性パッド材料が、ベースにおいてチャネルと互いにかみ合わされるように、コアベース上に鋳造されたブラシが、事後のＣＭＰ洗浄プロセスの一部として、ＳｉＯ２などの超薄化学酸化物層を基板から除去するために使用されることが可能である。このプロセスにおいて、フッ化水素酸などの酸が、コアブラシ上の鋳型のコアに送られ、そこで、ベースコアのスルーチャネルの多孔性パッド材料を経てブラシの表面に流れる。代替として、酸は、噴霧器を使用してウェハの表面に加えられることが可能である。
【００３６】
そのような酸化物の２０オングストローム未満が、非常に薄いＨＦおよび回転可能ベースと互いにかみ合わされたブラシを使用して、エッチングされることが可能である。約０．００５％ＨＦの濃度を有するフッ化水素酸が、約１５オングストローム未満の酸化物の制御された除去を実施するために使用することができる。この酸化物は、表面を疎水性にせずに、酸化物層の表面上または酸化物層内において、粒子およびプレート残留物質を含めて汚染物質を除去する。酸化物の薄層が、加工品の表面上に残留し、それにより、表面は依然として疎水性である。例えば約３０オングストロームを超える、より厚い酸化物層を洗浄するために、制御された薄酸化物エッチングが、使用されることが可能である。これらの応用では、金属粒子汚染物質の除去（ＣＭＰ研磨プロセスから酸化物内に組み込まれることが可能である）が重要である。金属粒子汚染物質は、加工品上の微小電子デバイス内に拡散して、それらを故障させる可能性がある。非常に薄い濃度のＨＦ（０．００５％ＨＦなど）が、酸化物層内への汚染物質の貫通深度に応じて、金属汚染物質を除去するのに十分である可能性がある。例えば、金属汚染物質が、表面より下において２０オングストロームを超える場合、より高い濃度のＨＦが必要である可能性がある。除去される酸化物の量は、ブラシに送られるＨＦの濃度、ディスペンス流量、および時間によって決定される。１５オングストローム未満の自然酸化物層を除去するために、０．００５％の濃度のＨＦが、遅いエッチングレートを有することが可能であり、２０〜６０秒のエッチング時間が許容可能である。膜エッチング時間は、より高い濃度を使用するとき重要である。ＨＦの濃度は、望ましい加工品スループットまたは生産レートと両立する酸化物層除去レートを提供するように調節することができる。バックエンドＣＭＰプロセスでは、最高で１００オングストロームの酸化物の除去が、研磨プロセスによって内部に組み込まれた金属汚染物質を十分に除去するために必要とされる可能性がある。この量の酸化物を約４０秒未満または５０秒未満で除去するために、ＨＦの濃度は、０．５％〜１．０％に増大される。
【００３７】
図１Ａは、管の内表面１９０と外表面１２０との間において流体が流れるのを可能にするための、様々な例示的なスルーチャネル１３０、１５０、および１８０を有する中空円筒管ベース１００の全長に沿った断面図を示す。スルーチャネルは、１３０および１５０によって示されるように、異なるサイズとすることが可能である。スルーホールは、スルーチャネルを充填するために使用される多孔性フォームまたはパッド材料の接着または互いのかみ合いを増大させるために、粗い表面、またはノッチ１４０の非限定的な例を含むことが可能である。エンドキャップ１１０が、成型中に円筒の一端部を閉じるために随意選択で使用されることが可能であり、完成したハウジング管を器具に取り付けるのにも有用である。エンドキャップ１１０により、供給流体源（図示せず）がチャネル１３０、１５０、および１８０を通って流体を流れさせる。随意選択のインサート１７０が、流体フィッティングのその後の挿入のために、管の内径をずらすために使用されることが可能であり、あるいは、ベースの内径より大きい直径を有する１つのステップまたは一連のステップ（図示せず）が、流体フィッティングおよび機械駆動フィッティングと組み合わせるために、ベース１００内に機械加工されることが可能である。エンドキャップ１１０およびインサート１７０は、ベース１００内に結合、成型、機械加工されることが可能であり、流体密封を形成することが好ましい。エンドキャップ１１０および内表面１９０は、流体を保持するための容積を画定する。
【００３８】
図１Ｂは、中空円筒管１００を示し、スルーチャネル１３０、１５０、および１８０の１つまたは複数の非限定的な例が、多孔性パッド材料１５２で充填される。多孔性材料１５２は、内表面１９０および外表面１２０が、依然として多孔性材料１５２がほぼない状態にあるように、スルーチャネルをちょうど充填して示されている。図１Ｂでは、インサート１７０およびエンドキャップ１１０は、ベースの内部に配置されて示されている。ベースに取り付けられる前の、流体フィッティング１１４および機械器具取付けプレート１１２が、示されている。
【００３９】
図１Ｃは、多孔性材料１５２で充填されたスルーチャネル１３０、１５０、および１８０を有するベース１００を示す。多孔性材料１５２は、内表面１９０および外表面１２０が、依然として多孔性材料１５２がほぼない状態にあるように、スルーチャネルをちょうど充填して示されている。流体フィッティング１１４および機械器具駆動取付けプレート１１２は、ベース１００に取り付けられて示されている。流体フィッティングにより、源（図示せず）からベースのコアに流体が流れ込むことが可能になる。機械取付けフィッティングにより、回転可能ベース１００が、洗浄または材料除去プロセスにおいてベースを回転させるために、回転スピンドルまたは固定具に接続されることが可能になる。流体１０６の入口が、流体フィッティング１１４によって提供される。図１Ｃに示される実施形態は、ブラシローラを形成するように、ベース１００上に鋳造された第２の多孔性パッド材料のスリーブ（図示せず）で覆われることが可能である。そのようなブラシローラは、ＣＭＰ洗浄器具に装備されることが可能である。円筒ブラシとして使用する際に、加圧流体源が、流体入口フィッティング１１４に接続される。流体は、入口１６０を経てデバイスに流れ込み、入口１６０を通過して、エンドキャップ１１０およびベース１００の内表面１９０によって画定されるコア容積内に流れ込む。流体は、多孔性パッド材料１５２で充填された例示的な流れチャネル１３０、１５０、および１８０を流れ出て、第２の多孔性パッド層に流れる。機械器具プレート１１２は、基板に接してブラシを回転させるために、器具の回転シャフトまたはスピンドルに接続される。
【００４０】
図２は、ベースコア上に鋳造された多孔性パッド材料を有する、中空円筒ハウジングベース２００の全長に沿った断面の概略図である。例示的なスルーチャネル２３０、２５０、および２８０が、外部ベース表面２２０上に多孔性パッド材料の層２５６をも形成する多孔性材料２５２で型において充填される。多孔性パッド材料２５２および２５６は、パッド表面上における突出部２５４の位置および間隔を維持するために、ベーススルーホールおよび随意選択の表面チャネル（図示せず）と互いにかみ合う。ベースのチャネルを多孔性パッドと互いにかみ合わせることによって、ウォーキングまたはねじれによるパッドの移動は、低減または排除される。多孔性パッド２５２は、チャネルの１つまたは複数を充填することによってベースのチャネルと互いにかみ合い、２５６および２５４とモノリシック構造を形成することが好ましい。ベースのチャネルまたは表面は、チャネル内に鋳造または成型された多孔性パッドが、回転中の多孔性パッドの引っ張りまたはねじれによって除去されることを、機械的および物理的に防止するような形状を有することが好ましい。多孔性層２５６を覆う随意選択の突出部２５４が示されている。突出部の他に、多孔性層は、凹み溝または平坦表面を有することが可能であるが、これに限定されるものではない。図２では、多孔性パッド材料２５２、２５４、および２５６は、すべて同じ材料であることが好ましく、成型プロセスから連続的モノリシック構造を形成する。随意選択の流体フィッティング２１４および機械器具取付けプレート２１２が、ベース２００に接続されて示されている。ベース２００の内表面２９０は、依然として多孔性材料がほぼない状態である。円筒ブラシとして使用される際、加圧流体源が、流体入口フィッティング２１４に接続される。流体は、２０２によって示されるように、入口２６０を通ってデバイスに流れ込み、入口２６０を通過して、エンドキャップ２１０およびベース２００の内表面２９０によって画定されるコア容積に流れ込む。流体は、例えばチャネル２８０によって示されるように、多孔性パッド材料で充填された流れチャネルを流れ出て、基板の上に付着される多孔性パッド層２５６に流れる。
【００４１】
図３Ｂは、中空円筒ハウジングベース３００の全長に沿った断面の概略図であり、例示的なスルーチャネル３３０、３５０、および３８０、ならびにベースの内表面３９０および外表面３２０が、多孔性パッド材料で充填されている、または覆われている。３３０、３５０、および３８０によって示されるスルーチャネルは、ベース表面３２０および内表面３９０上において多孔性パッド材料の層３５６および３５８をも形成する多孔性材料３５２で型において充填される。多孔性パッド材料は、ベース３００のスルーチャネルと互いにかみ合う。多孔性層３５６を覆う随意選択の突出部３５４が示されている。突出部の他に、多孔性層は、凹み溝または平坦表面を有することが可能であるが、これに限定されるものではない。図３Ｂでは、材料３５２、３５４、３５６、３５８は、すべて同じであることが好ましく、成型または鋳造プロセスにおいて連続的モノリシック構造を形成する。例示的なチャネル３５０および３３０の少なくとも一部を充填する多孔性ベース材料３５２および３５６は、使用中、ベース表面から多孔性パッド材料３５６および３５４の上昇を防止するように作用する。また、ベース表面またはその軸に沿った突出部またはノード３５４の高さおよび位置を維持することを補助し、基板表面とのより一様な接触を提供する。随意選択の流体フィッティング３１４および機械器具取付けプレート３１２が、図３Ｂではベース３００に接続されて示されている。図３Ａは、流体フィッティングおよび機械駆動フィッティングを有さない図３Ｂの実施形態を示す。ベース内の多孔性パッド材料層３５８は、パッドの内表面３６２とベースの内部ベース表面３９０との間において測定された厚さを有する。多孔性パッド層３５６は、３６６と３６４との間で測定された厚さを有する。突出部３５４は、３６８と３６６との間で測定された高さを有する。多孔性パッド層３５４、３５６、３６８の厚さは、型の形状および寸法を変化させることによって変更されることが可能である。円筒ブラシとして使用される際、加圧流体源が、流体入口フィッティング３１４に接続される。流体は、入口３６０を通ってデバイスに流れ込み、エンドキャップ３１０およびベース３００の内表面３９０によって画定されるコアに流れ込む。流体は、多孔性材料で充填された３３０などの流れチャネルを流れ出て、次いで、多孔性パッド層３５６および突出部３５４に分配される。図３Ａは、ベース３００およびプレート３１０に取り付けられた流体フィッティング３１４または器具フィッティング３１２を有さない。
【００４２】
図４は、本発明の実施において有用である多孔性パッド材料で充填された非限定的スルーチャネルを示す概略図である。ベースハウジング４００は、入口４６０および出口４８２を有する円筒であり、随意選択で、出口４８２が、エンドキャップ（図示せず）で覆われる。内表面４９０および外表面４２０は、スルーチャネル４５０および４５２ならびにまたはポア４８０、４８６、および４８４によって流体接続される。図４では、異なるサイズの例示的なポア４８０および４８４が、多孔性パッド材料で充填されて示され、一方、ポア４８６は充填されていない。スルーチャネル４５２は、充填されずに示され、スルーチャネル４５０は、多孔性パッド材料で充填されて示されている。ベース４００のポアおよびスルーチャネルは、多孔性パッド材料で充填されることが好ましい。また、ベースの内部からベースの外表面に、および図示されていないベースを覆う多孔性パッド材料内に、流体を優先的に分配するのを補助するように、ベース４００に沿ったスルーチャネルおよびポアの分布が示されている。
【００４３】
本発明は、材料除去または基板洗浄のためのパッドとして使用されることが可能である。図５Ａは、容積５０４ａを形成するように側面５０６ａおよび上部５００ａを有する、ディスク形ハウジングベース５０８ａの直径に沿った断面を示す。中空ロッド５１６ａが、図示されていない随意選択の機械駆動または流体取付けプレートを経て上部５００ａに接続される。ロッド５１６ａは、流体をパッド５５６ａに送り、デバイスを回転させるために使用される。５０２ａによって示される加圧源からの流体が、ロッド５１６ａを経てデバイス空洞５０４ａに入り、内表面５９０ａおよび外表面５２０ａを有するベース５０８ａに接着する内部多孔性パッド層５６２ａを通って流れる。流体は、５０４ａからチャネル５５０ａ、接着多孔性パッド層５６２ａ、および第２の多孔性パッド層５５６ａを経て、多孔性突出部５５４ａに流れる。第１の多孔性パッド材料５６２ａは、ベース表面５２０ａおよび第２の多孔性パッド層５５６ａに接着し、多孔性パッド材料５５６ａをベース５０８ａと結合する。多孔性パッド層は、スルーホール５５０ａを覆うことが好ましいが、スルーホール５５０ａの１つまたは複数を充填することも可能である。随意選択で、多孔性パッド材料５６２ａおよび５５６ａは、ベース５０８ａに結合された単一の接着多孔性パッド材料を形成する。多孔性パッド層５５６ａは、ベース５０８ａの外表面５２０ａを覆い、表面凹み特徴部５２２ａを有することが可能である。多孔性材料５５８ａ、５６２ａは、すべて同じ材料組成であることが好ましく、成型または鋳造プロセスから連続的なモノリシック構造を形成する。
【００４４】
本発明は、材料除去または基板洗浄のためのパッドとして使用されることも可能である。図５Ｂは、容積５０４ｂを形成するように側面５０６ｂおよび上部５００ｂを有する、ディスク形ハウジングベース５０８ｂの直径に沿った断面を示す。中空ロッド５１６ｂが、図示されていない随意選択の機械駆動または流体取付けプレートを経て上部５００ｂに接続される。ロッド５１６ｂは、流体をパッド５５６ｂに送り、デバイスを回転させるために使用される。５０２ｂによって示される加圧源からの流体が、ロッド５１６ｂを経てデバイス空洞５０４ｂに入り、内部多孔性パッド層５５８ｂを経て例示的なスルーチャネル５５０ｂ、パッド層５５６ｂに流れ込み、多孔性突出部５５４ｂに流れる。スルーホール５５０ｂを充填する多孔性パッド材料は、パッド材料をベース５０８ｂとかみ合わせる。多孔性パッド層は、上面５６２ｂを有し、ベース５０８ｂの内表面５９０ｂを覆う。多孔性パッド層５５６ｂは、ベース５０８ｂの外表面５２０ｂを覆い、表面凹み特徴部５２２ｂを有することが可能である。多孔性材料５５８ｂ、５５２ｂ、５５４ｂ、および５５６ｂは、すべて同じ材料組成であることが好ましく、成型プロセスから連続的なモノリシック構造を形成する。
【００４５】
本発明の様々な修正が、当業者には知られているように実施されることが可能である。例えば、図６は、内表面６９０および外表面６２０を有する中空管ハウジングベース６００の直径に沿った断面を示す。スルーチャネル６５０が、多孔性パッド材料で充填され、かつ多孔性パッド材料と互いにかみ合って示されており、多孔性パッド材料は、ベース外表面６２０を覆う、突出部６５４を有する多孔性パッド層６５６をも形成する。チャネル６５０の多孔性材料は、多孔性パッド材料６５６をベース６００と互いにかみ合う。スルーチャネルにあり、かつベースを覆う多孔性材料は、モノリシック構造を形成し、多孔性パッド材料６５６は、デバイスのコア６７２の内表面６９０には実質的に無い。デバイスのコア６７２は、器具から流体を受け取り、それを表面スルーチャネル６５０上の多孔性パッド層６５６に分配するために、洗浄器具または材料除去器具からロッドに接続されることが可能である。ベース６００は、ベースおよび多孔性パッド材料を基板に接して回転させるために、機械駆動フィッティング（図示せず）を介して接続されることが可能である。図７は、内表面７９０および外表面７２０を有する中空管ハウジングベース７００の直径に沿った断面を示す。スルーチャネル７５０が、ベース７００をパッド材料７５６および７５８と互いにかみ合わせる多孔性パッド材料で充填されて示されている。多孔性パッド材料は、ベースの内表面７９０を覆う多孔性層７５８を形成し、突出部７５４を有する外側多孔性パッド層７５６は、ベース外表面７２０を覆う。スルーチャネル７５０にあり、コア７７２の内側にあり、かつベースを覆う多孔性材料は、モノリシック構造を形成することが好ましい。デバイスのコア７７２は、ベース７００に接続された流体フィッティング（図示せず）を経て器具から流体を受け取り、チャネル７５０を経て表面多孔性パッド層７５６に流体を分配する。ベース７００は、処理される基板に接してベースおよび多孔性パッド材料を回転させるために、機械駆動フィッティング（図示せず）を介して接続されることが可能である。
【００４６】
図８Ａは、コア８７２ａを有する回転可能基板８２０ａを覆う第１の接着多孔性パッド材料８５６ａを有する、本発明の一実施形態の概略図である。第１の多孔性パッド材料８５６ａは、多孔性パッド材料８５６ａの第１の層の少なくとも一部、および好ましくはすべての上に、鋳造または成型された多孔性パッド材料８５９ａの第２の層を有することが可能である。ベース８００ａは、スルーチャネル８５０ａ、および第１の接着多孔性パッド材料８５６ａで覆われた外表面８２０ａを有する。外表面８２０ａに接着する多孔性パッド材料８５６ａは、多孔性パッド材料の予備成形パッドをベース８００ａに成型することによって、表面８２０ａを有する回転可能基板８００ａに化学的または機械的に結合されることが可能である。ベース８００ａを覆う第１の多孔性パッド材料８５６ａは、多孔性パッドを鋳造、溶媒結合、または成型することによって、回転可能基板の表面に結合されることが可能である。この第１の多孔性パッド材料は、化学結合、または機械的な互いのかみ合い結合、もしくは第１のパッド材料と第２のパッド材料との間におけるこれらの組合せによって、８５９ａなどの第２の多孔性パッド層を保持または互いにかみ合うように、接着層として作用することができる。ベース８００ａを覆う接着多孔性パッド材料８５６ａは、スルーホール８５０ａを覆い、一方、ベース表面８０２ａに結合した後、多孔性を維持することが好ましい。この多孔性により、８０２ａによって示されるように、流体が、コア８７２ａからホール８５０ａを経て外部パッド層８５９ａに流れることが可能になる。随意選択の実施形態では、多孔性パッド材料は、ベース表面８０２ａを覆う接着および互いにかみ合うモノリシック多孔性パッド材料８５６ａを形成するように、スルーチャネル８５０ａ（図示せず）の１つまたは複数の一部を充填することが可能である。外表面８２０ａを覆う多孔性パッド材料層８５６ａは、第２の多孔性パッド層８５９ａより薄いことが好ましく、突出部を有する、または突出部を有さないことが可能である。層８５６ａの外表面は、第２の成型プロセスによって、または層８５６ａにわたって第２の予備成形された多孔性パッド材料または洗浄ブラシをスライドさせることによって、突出部を有して示されている多孔性パッド材料８５９ａの第２の層で覆われることが可能である。第２の多孔性パッド材料は、流体８０２ａによって処理される基板に流体をより良好に分配するために、交換可能スリーブとすることが可能であり、または、多孔性材料層８５６ａとは異なる流体コンダクタンスを有することが可能である。
【００４７】
図８Ｂには、ベーススルーチャネルを充填する接着多孔性層を有する一実施形態の概略図が示されている。ベース８００ｂは、充填されたスルーチャネル８５０ｂ、および互いにかみ合うモノリシック多孔性パッド材料８５６ｂで覆われた外側表面８２０ｂを有する。外側表面８２０ｂを覆う多孔性パッド材料層８５６ｂは薄く、突出部を有さない。層８５６ｂの外表面は、第２の成型または鋳造プロセスによって、あるいは層８５６ｂにわたって第２の予備成形された多孔性パッド材料または洗浄ブラシをスライドさせることによって、突出部を有して示されている多孔性パッド材料８５９ｂの第２の層で覆われることが可能である。第２の多孔性パッド材料は、流体８０２ｂによって処理される基板に流体をより良好に分配するために、交換可能スリーブとすることが可能であり、または、多孔性材料層８５６ｂとは異なる流体コンダクタンスを有することが可能である。第２の多孔性パッド材料８５９ｂは、第１の多孔性パッド材料８５６ｂと同じ組成または異なる組成を有することが可能である。
【００４８】
本発明のデバイスは、図９に示されるように、基板９１０の１つまたは複数の表面から材料を除去するために使用されることが可能である。この非限定的な図では、デバイスは、上部基板表面９１２上のブラシローラ９２０、および下部基板表面９１４より下のブラシローラ９３０として断面が示されている。ブラシ９２０は、図７において詳述されたブラシと同様であり、穴開きロッド９９２から、または洗浄器具（図示せず）から流体導管に接続されたベースに添付された流体フィッティングから、加圧流体９０２を受け取ることが可能である。流体９０２は、穴開きロッド９９２を囲む多孔性パッド材料層９５８、および多孔性パッド材料で充填されたスルーチャネル９５０を通って流れる。流体は、図では多孔性パッド層９５６の突出部を経て基板に送られ、多孔性パッド層９５６は、回転する際に、基板から粒子および材料も除去する。ベースに取り付けられた穴開きロッド９９４または流体フィッティングが、図７に示されるものと同様であるブラシ９３０に流体９０３を送る。流体９０３は、穴開きロッド９９３を囲む多孔性パッド材料層９５８、および多孔性パッド材料で充填されたスルーチャネル９５０を通って流れる。流体は、図では多孔性パッド層９５６の突出部を経て基板に送られ、多孔性パッド層９５６は、回転する際に、基板の下部から粒子およびまたは材料も除去する。
【００４９】
図１０Ａは、突出部を有し、かつ内表面１０８０を有する第２の多孔性ブラシパッド１０５９の断面を示す。図１０Ｂは、中空管ハウジングベース１０００の直径に沿った断面を示し、コア１０７２および中空スルーチャネル１０５０は、モノリシック構造の多孔性材料１０５８で充填される。ハウジングベースは、内表面１０９０および外表面１０２０を有する。内表面１０９０は、多孔性パッド材料の層を有する、または有さないことが可能である。ベースの外表面１０２０は、外表面１０６２を有する第１の多孔性パッド材料層１０５８で覆われることが可能である。第１の多孔性パッド材料は、化学結合、機械結合、または互いにかみ合い、もしくはこれらの結合の組合せによって、多孔性層１０５８を鋳造、溶媒結合、または成型するによって、ベース表面１０２０に結合されることが可能である。図１０Ａの第２の多孔性ブラシパッド１０５９の内表面１０８０は、図１０Ｃに示される複合ブラシデバイス１００２を形成するように、第１の多孔性パッド層１０５８の外表面１０６２にわたって鋳造、成型、またはスライドされることが可能である。第２の多孔性ブラシパッド１０５９は、第１の多孔性パッド層１０５８上に鋳造され、化学結合、機械結合、またはこれらの組合せで、第１の多孔性層に結合されることが好ましい。随意選択で、多孔性パッド層１０５８は、スルーチャネル１０５０（図示せず）と互いにかみ合わない。第１の多孔性パッド材料および第２の多孔性パッド材料は、単一層とすることが可能であり、同じ材料から形成されることが好ましい。
【００５０】
図１１Ａは、突出部を有し、かつ内表面１１８０を有する第２の多孔性ブラシパッド１１５９の断面を示す。図１１Ｂは、多孔性パッド材料１１５２で充填された１つまたは複数の中空スルーチャネルを含む、中空管ハウジングベース１１００の直径に沿った断面を示す。図１１Ｃは、図１１Ａおよび図１１Ｂの構成要素によって形成されるブラシを示す。デバイス１１０２は、ベース１１１０とモノリシック構造を形成するように、チャネル１１５０を充填して互いにかみ合う多孔性パッド材料１１５８を有する。第２の多孔性ブラシパッド１１５９が、ベース１１００を覆い、多孔性パッド材料で充填されたチャネルと接触する。
【００５１】
ハウジングベースの表面上に多孔性パッド材料を保持する１つの方法は、ハウジングの表面の表面において凹みチャネル、ポスト、または中空体を形成するものである。凹み穴、ポスト、またはチャネルは、上部より底部においてより大きい開口を有することが好ましい。図１２では、ベース１２００は、例示的な凹みチャネル１２３２および１２３４を有する。上部表面部分１２３６および１２３８は、凹みチャネル１２３４が中に切断されたベース外表面の一部である。ベース１２００上に鋳造された多孔性ベース材料１２５６は、多孔性パッド材料をベース１２００と互いにかみ合わせるために、ベースの表面１２２０まで下方に表面凹み部の少なくとも一部を充填する。これは、使用中に多孔性パッド材料１２５６がベース表面から上昇するのを防止し、ベース１２００の表面または回転軸に沿って、突出部またはノード１２５４の高さおよび位置を維持するのを補助する。ベース１２００は、機械駆動フィッティング（図示せず）に接続されることも可能である。ブラシとして使用される際、図１２の実施形態は、当業者には知られているように、外部噴霧器によって、処理される基板上に分与された化学物質または他の流体を有することが可能である。１２３４および１２３２と同様のチャネルが、ベースの内表面および外表面を流体接続する、スルーホールおよび多孔性パッド材料を有して、ベースにおいて形成されることが可能である。
【００５２】
図１３は、本発明の回転可能ベース上に成型されたブラシの断面の写真である。図１３は、例示的なスルーチャネル１３８０、ならびに多孔性パッド材料で充填された、または覆われたベースの内表面１３９０および外表面１３２０を有する、中空円筒ハウジングベース１３００の全長に沿った断面を示す。１３８０によって示されるスルーチャネルが、ベース表面１３２０および１３９０上に多孔性パッド材料の層１３５６および１３５８をも形成する多孔性材料１３５２で型において充填されて示されている。多孔性パッド材料は、ベース１３００のスルーチャネル１３８０と互いにかみ合う。ノード突出部１３５４が、多孔層１３５６を覆って示されている。材料１３５２、１３５４、１３５６、および１３５８は、すべて同じであり、連続的なモノリシック構造を形成する。例示的なチャネル１３５２を充填する多孔性ベース材料は、１３６５および１３５８と互いにかみ合い、特に高回転レートにおいて使用中に、多孔性パッド材料１３５６および１３５４がベース表面から上昇するのを防止するように作用する。互いのかみ合いは、ベース表面またはその軸に沿って、突出部またはノード１３５４の高さおよび位置を維持するようにも作用し、ノード１３５４と基板表面とのより一様な接触を提供する。流体フィッティング１３１４および洗浄機械器具エンドキャップ１３１２が、ベース１３００に接続されて示されている。ベース内の多孔性パッド材料層１３５８は、パッドの内表面１３６２とベースの内部ベース表面１３９０との間において測定された厚さを有する。多孔性パッド層１３５４、１３５６、および１３５８の厚さは、型の形状および寸法を変化させることによって変更されることが可能である。円筒ブラシとして使用される際、加圧流体源が、流体入口フィッティング１３１４に接続される。流体は、流体フィッティングのデバイススルー入口１３６０に流れ込み、ベース１３００の内表面１３９０によって画定されるコア１３７２に流れ込む。流体は、多孔性パッド層１３５８を経て、多孔性材料１３５２で充填された１３５０などの流れチャネルを流れ出て、次いで、多孔性パッド層１３５６およびノード１３５４に分配される。
【００５３】
図１４は、本発明の回転可能ベース上に成型されるブラシを作製するために使用されることが可能である型を示す。型は、エンドキャップ１４０１を含み、Ｏリング１４０６が、エンドキャップ１４０１を型スリーブ１４０２に封止する。型スリーブ１４０２は、多孔性パッドにおいて突出部または凹み部を作るために使用され、かつ型スリーブ１４０２を充填する非重合多孔性パッドモノマーおよび触媒を、スルーチャネルで示されるコアアセンブリ１４０４において保持するために、シュリンクラップ膜１４０３によって囲まれることが可能である。上部フィラーキャップ１４０７が、型スリーブの上部を封止して、コアの中心内において型のコア１４０５を保持するために使用される。有刺流体フィッティング１４０８が、上部フィラーキャップ１４０７に提供される。
【００５４】
図１５Ａは、本発明の一実施形態を示し、随意選択の突出部１５２４を有する鋳造または成型された多孔性パッド層１５２０が、多孔性接着層１５１４によって回転可能ベース１５０５と互いにかみ合わされる。回転可能ベースは、流体入口から流体１５０４が流れるための複数のチャネル１５１０、およびベース１５０６に結合された回転シャフト１５０２を有することが可能である。流体１５０４は、多孔性接着層１５１４を通り、随意選択の突出部を有する多孔性パッド１５２０を通って流れることが可能である。図１５Ｂは、本発明の一実施形態を示し、随意選択の突出部１５６０を有する鋳造または成型された多孔性パッド１５５８が、多孔性接着層１５５４を経て非多孔性基板１５５０と互いにかみ合わされる。非多孔性基板は、洗浄器具または研磨器具から回転真空チャックに結合されることが可能である。
【００５５】
図１６は、成型された表面突出部１６１２を有する多孔性パッド１６１０を含む、本発明の材料除去パッドの図である。多孔性パッド１６１０は、回転可能コアのチャネル内に成型され、デバイスを回転させるための器具上の回転可能シャフトまたは固定具に接続されるように、コアに取り付けられた交換可能な流体入口フィッティング１６２０および器具駆動取付けフィッティング１６００を有する。
【００５６】
図１７は、デバイスを回転させるための器具上の回転可能シャフトまたは固定具に接続されるように、コアに取り付けられた交換可能な流体フィッティング１７２０、およびコアに取り付けられた器具駆動取付けフィッティング１７００を有する直径１７３０のコア１７１０の図である。コアは、コアまたはベース１７１０を通るチャネル１７６０を有して示されている。チャネルは、パッド材料をベース１７１０と互いにかみ合わせるために、鋳造からの多孔性パッド材料で充填される。チャネル１７４０の長さ、互いの間隔１７２４、および高さ１７５０は、チャネルの多孔性パッド材料を通る流体の望ましい流量およびの分布に応じて変更されることが可能である。
【００５７】
図１８は、外径１８３０を有する回転可能コア１８３４のチャネル（図示せず）内に成型された多孔性パッド１８２４を含む、本発明の材料除去パッドの断面を図である。多孔性パッド上の突出部１８４４は、直径１８４０、およびパッド１８２０の表面から高さ１８００を有する。パッド１８１０の外径は、突出部１８４４の外側から測定される。
【００５８】
図１９Ａは、交換可能の流体フィッティング１９１０および器具駆動取付けフィッティング１９３０を有するチャネル１９２４を含む、組み立てられていない剥き出しのベースコア１９２０の図である。チャネル１９２４は、それをベース１９２０と互いにかみ合わせるために、多孔性パッド材料で充填されることが好ましい。図１９Ｂは、コアの内部に挿入され、かつ１９４０の最終組立て長さを有する、流体フィッティングおよび器具取付けフィッティングの図である。フィッティング１９１０および１９３０が、コアの内部に挿入されて示されているが、本発明のこの実施形態および他の実施形態の同様のフィッティングは、コアの外表面上に取り付けられるように、当業者によって適合することができる。図１９Ｃは、図１９Ｂの詳細Ａであり、コア１９２０と流体フィッティング１９１０との間に形成される接合部を示す。流体フィッティングおよび機械駆動フィッティングは、溶媒結合、超音波溶接、放射加熱を含むが、これらに限定されない方法によって、またはフィッティングの外側表面１９５０およびコアの内表面１９６０上の機械加工されたネジ山によって、コアに取り付けられ、組み合わされ、または固定されることが可能である。
【００５９】
図２０は、図１９Ａの流体フィッティング１９１０の詳細図である。フィッティング２０１０は、流体が材料除去器具から図１９のコア１９２０の中に流れるための部品を通って延びる導管２０４０を有する。内径２０８０は、器具から流体導管を受けるために使用されることが可能である。フィッティング２０１０は、流体導管をフィッティング２０１０で保持するために、Ｏリングまたは圧縮フィッティング（図示せず）を有することが可能である。開口２０６０、２０８０、および２０４０のサイズおよび構成は、変更されることが可能であり、流体フィッティングを作製する当業者には知られているように、本記述によって限定されることはない。本発明の１つの利点は、任意の研磨、スクラブ、もしくは洗浄機械と共に使用される、様々な流体源、導管、およびまたは保持機構にコアを適合させるように、コア上に鋳造された多孔性パッドが、広範な種類のフィッティング２０１０に適応されることが可能であることである。
【００６０】
図２１Ａは、図１９Ａのコア１９２０の外部の詳細図である。図２１Ａでは、コアまたはベースハウジング２１２０は、ハウジング２１２０に沿って互いに分離されている２１０８、コアを通るいくつかのスリットまたは楕円形チャネル２１２４を含む。スリットは、多孔性パッド材料で充填される。スリットの幅２１１６は、分離２１０８が非限定的に変更されることが可能であるように、変更されることが可能である。図２１Ｂは、コア２１２０の断面図であり、その直径２１０４は、器具の適用および要件に応じて変更されることが可能である。図は、ベース２１２０、内表面２１５４、および外表面２１５０を示し、多孔性パッド材料は、外表面および内表面の両方に接触することが可能である。スリットの長さ２１３６も、多孔性パッド材料で充填された後に、より多くの流体がチャネルを通って流れることを可能にするように、変更されることが可能である。コアの下部にあるスリットの１つが、断面２１２６において示されており、多孔性パッドをベース２１２０と互いにかみ合わせるために、完成デバイスにおいて多孔性パッド材料で充填されることが好ましい。コアの内表面は、流体フィッティングおよび器具フィッティングのための１つまたは複数のステップまたはストップを含むように、機械加工または成型されることが可能である。２つのステップ２１２０および２１２８の内径は、例示のためにのみ示されている。ステップの深さ２１４４および２１４０も、例示のためにのみ示されている。
【００６１】
図２２は、図１９Ａのコアの断面であり、変更されることが可能である角度２２００だけ、コアを経て多孔性パッド材料と相互にかみ合うためのチャネル２２０２および２２０４の配置を示す。コアの壁の厚さ２１１０は、コア材料の強度、コアによって保持される流体の望ましい容積、およびスリットにわたる流体圧力降下などであるが、これらに限定されない考慮事項に応じて変更されることが可能である。コアの内側のステップ２１２０および２１３０も、コアの壁の厚さ２１１０を選択することによって、直径を変更することが可能である。
【００６２】
図２３は、図１９Ａの器具駆動取付けフィッティング１９３０の図である。器具取付けフィッティング２３１６は、凹み部２３２０、および器具の回転要素に組み合わせられる角度によって画定される随意選択の側壁テーパ２３３０を有する、キー開口２３３６を有する。要素（図示せず）は、コアに結合または固定されたフィッティング２３１６に接続され、コアおよび多孔性パッドを回転させる。キー開口２３３６のサイズおよび構成は、変更されることが可能であり、作製の当業者には知られているように、本記述によって限定されることはない。本発明の１つの利点は、コア上に鋳造された多孔性パッドが、コアを任意の基板コーティング機械の回転固定具またはスピンドル、あるいは任意の研磨、スクラブ、または洗浄機械の回転固定具またはスピンドルに適合させるように、広範な種類のフィッティング２３１６に適応することが可能であることである。
【００６３】
本発明の流体フィッティングおよび器具取付けフィッティングの両方とも、対向表面をガスケットまたはＯリングに組み合わせることによって、ゼロ間隙フィッティングについて構成されることが可能である。
【００６４】
図２４は、コアを経てパッドをチャネル２４２４と互いにかみ合わせるために成型された多孔性パッド（図示せず）を支持するための、組み立てられていないコア２４００の他の例の図である。チャネルは、パッド材料をベース２４００と互いにかみ合わせるために、多孔性パッド材料で充填されることが可能である。コアは、交換可能な流体受取りフィッティング２４１４の縮小端部２４１０が挿入される端部２４２０、および器具駆動取付けフィッティング２４３４の縮小端部２４３０が挿入される端部２４４０を有する。流体フィッティング２４１４および機械駆動フィッティング２４３４は、溶媒結合、超音波溶接、放射結合を含むが、これらに限定されない方法によって、またはフィッティングの外表面およびコアの内表面の上の機械加工されたネジ山によって、コア２４００に取り付けられ、組み合わされ、または固定されることが可能である。
【００６５】
図２５は、図２４の流体フィッティング２４１４の詳細図である。流体フィッティング２５１０は、材料除去器具の流体源から、図２４のコア２４００内に流体が流れるための部品２５１０を経て延びる導管２５００を有する。内径２５２０は、器具から流体導管を受けるために使用されることが可能である。フィッティング２５１０は、例えば、フィッティング２５１０で流体導管を保持するためのＯリングまたは圧縮フィッティング（図示せず）を有することも可能であるが、これに限定されるものではない。開口２５００および２５２０のサイズおよび構成は、変更されることが可能であり、流体フィッティングを作製する当業者には知られているように、本記述によって限定されることはない。本発明の１つの利点は、任意の研磨、スクラブ、もしくは洗浄機械と共に使用される、流体源、導管、およびまたは保持機構にコアを適合させるように、図２４のコア２４００の上に鋳造された多孔性パッドが、広範な種類のフィッティング２４１０に適応されることが可能であることである。流体フィッティングは、テーパ端部２４１４を有し、その直径２５２４により、テーパ端部は、コア２４００に挿入されて結合されることが可能になる。フィッティング２５１０上部のサイズ２５３４およびテーパ端部のサイズ２５５０は、組立てデバイスが設計される任意の器具の長さおよび高さの要件に関して変更されることが可能である。
【００６６】
図２６は、図２４の器具取付けフィッティング２４３４の詳細図である。器具駆動取付けフィッティング２６００は、器具の回転要素または固定具に組み合わせるための、凹み深さ２６３４を有する１つまたは複数のキー開口２６２０、および凹み深さ２６３０を有する開口２６１０を有する。キー開口は、駆動取付けフィッティング２６００の回りに角度２６２４で、かつ中心２６０４からずれて配置されることが可能である。器具の回転要素（図示せず）は、コアに結合または固定されたフィッティング２６００に接続され、コアおよび多孔性パッドを回転させる。フィッティング２６００は、直径２６３８を有する端部においてコアの内部に挿入され、結合、ねじ込み封止、または他の封止技術によって、ベース２４００の内部に固定される。フィッティングの低減された直径部分２６３８は、長さ２６４０を有する。これらの寸法は、器具およびパッドの全体的なサイズ要件、ならびに必要とされる封止の強度に応じて、変更されることが可能である。キー開口２６２０および２６１０のサイズおよび構成は、作製の当業者には知られているように、変更されることが可能であり、本記述によって限定されることはない。本発明の１つの利点は、コアを任意のコーティング、研磨、スクラブ、または洗浄機械の回転固定具に適合させるように、コア上に鋳造された多孔性パッドが、広範な種類のフィッティング２６００に適応することが可能であることである。
【００６７】
本発明の実施形態は、ウェハ基板を洗浄するために、自動ウェハ洗浄部においてブラシとして使用されることが可能である。いくつかの実施形態では、単一サイズの回転可能ベースからのブラシは、ベースの端部にあるフィッティングの交換によって、ウェハ基板を洗浄するように、いくつかの異なる自動ウェハ洗浄部において使用することができる。洗浄部は、洗浄制御装置部によって自動的に制御されることが可能である。ウェハ、フラットパネルディスプレイ、光学デバイス、およびハードディスクなどであるが、これらに限定されない他の基板を、不適当な実験をせずに、当業者には知られている基板取扱い機器および化学物質について修正して、同様の部所を使用して洗浄または研磨されることができる。ウェハ洗浄部は、送り器部、洗浄ステージ、スピン濯ぎおよび乾燥（ＳＲＤ）部、ならびに受け器部を含むことが可能である。洗浄プロセスにおいて、半導体ウェハが、送り器中に当初配置されることが可能である。次いで、送り器部は、ウェハ（１度に１つ）を洗浄ステージに送る。洗浄ステージは、第１の洗浄ステージおよび第２の洗浄ステージに分割されることが可能であるが、単一の洗浄ステージを有することも機能する。洗浄ステージを通過した後、ウェハは、洗浄流体およびあらゆる汚染物質を除去するために、出口噴霧器を通過する。ＳＲＤ部は、ウェハを乾燥させ、次いで、ウェハは、一時的な貯蔵のために受け器部に送達されることが可能である。
【００６８】
ブラシ取付けシステムが、ブラシが上に取り付けられている剛性ブラシコアまたはマンドレルを含む。マンドレルは、ブラシ取付けアセンブリ間に取り付けられる。１つのブラシ取付けアセンブリは、円筒スピンドルまたは他の回転固定具を有する従来のモータ駆動ブラシ取付けアセンブリとすることが可能である。ブラシ取付けアセンブリは、取付けプレートなどの取付け部材を介して、ウェハスクラブデバイスの壁に取り付けられることができる。軸受けが、取付けプレートに固定されることが可能であり、スピンドルは、軸受けに回転式に取り付けられる。剛性コアに接続されることができる他の取付けアセンブリの部分は、剛性コアによってその部分に伝達される回転運動を有し、モータ駆動されない取付けアセンブリを経てブラシに洗浄液体を供給する。
【００６９】
送り器部および受け器部の両方とも、いくつかのウェハを含むカセットを受けるように構成されることが好ましい。第１の洗浄ステージおよび第２の洗浄ステージは、非常に柔らかく多孔性である本発明の１セットのＰＶＡブラシを含むことが好ましい。これらのブラシは、器具に取り付けられたブラシであり、互いに水平に配置される。ブラシは、多孔性パッド材料をコアと互いにかみ合うモノリシック多孔性パッド材料で覆われたベースまたはブラシコアを含む。ブラシは、ブラシを回転させるためのシャフトの第１の端部に取り付けられることが可能である。回転ユニオンが、これらの回転シャフトの第２の端部に取り付けられる。回転シャフトは、内部に形成された中央空洞を有し、この中央空洞により、液体が回転ユニオンからシャフトを経て、ブラシベースの内部に流れ込むことが可能になる。シャフトは、ブラシが取り付けられる領域に穿孔を有し、この穿孔により、液体が、シャフトからブラシベースまたはコアの内表面に分配され、さらにコアのスルーチャネルを充填する多孔性パッド材料を経て、ブラシの表面に分配されることが可能になる。
【００７０】
単一ブラシが、単一基板表面の材料除去または洗浄に使用されることが可能である。代替として、１対のブラシが、ウェハまたは他の基板の上面および底面をそれぞれスクラブするために使用されることが可能である。通常、ウェハは、図９に示されるように、ブラシの表面がウェハの表面と接触している間に、ブラシが回転軸の回りに回転する間、特定の方向に回転する。ブラシは、ブラシコアまたはベース材料上に取り付けられる。ブラシコアは、一端において、器具から管または流体導管に接続される流体入口を有するように構成される。これにより、チュ−ビングは、望ましい流体をブラシベース内のコアに供給する。多孔性パッド材料で充填された複数の穴またはチャネルを有するブラシコアにより、コアに提供された流体は、多孔性パッドまたはブラシ材料を経てブラシコアを一様に出て、したがって望ましい流体をブラシまたはパッド表面に均一に供給することが可能になる。多孔性パッド材料で充填された複数のチャネルを有するベースは、多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせ、ブラシノードのウォーキングまたはねじれを防止または低減する。
【００７１】
ウェハは、水平方向または垂直方向においてスクラブされることが可能である。ブラシは、ウェハの両側が、ウェハの各側における等しく反対方向の圧力を使用して、一様にスクラブされるように、望ましい方向に回転するように構成される。垂直ウェハスクラブに関するさらなる情報について、参照によって本明細書に組み込まれる、「Ｗａｆｅｒ Ｃｌｅａｎｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」という名称の米国特許第５８７５５０７号を参照することが可能である。
【００７２】
本発明のベースハウジングは、円筒、管、またはマンドレルとすることが可能であり、代替として、ディスクまたは短縮円筒とすることが可能である。ハウジングベースは、回転対称軸を有することが好ましい。図４および図５Ａは、本発明において有用な回転可能ベースまたは固定具の非限定的な代替実施形態を示す。多孔性パッド材料で覆われ、多孔性パッド材料と互いにかみ合い、洗浄または研磨される基板と適切に接触することができる任意のベース形状が、本発明において使用されることが可能である。図１に示されるように、ベースは、内表面１９０および外表面１２０を有する。これらの表面は、ベースを成型およびコーティングする前に、油およびイオン汚染物質などの表面汚染物質を除去するために、洗浄されることが好ましい。
【００７３】
型が、滑らかなパッド表面、または図１０Ｂに示されるようなパッド表面、あるいは突出部を有する表面を鋳造するために使用されることが可能であり、突出部は、図６に示されるブリストルおよびノジュールを含むが、これらに限定されない様々な形状を有する。型は、型からパッドを外すのを補助するために、表面に加えられたポリテトラフルオロエチレンなどの過フッ化材料のコーティングを有することが可能である。型自体は、ポリテトラフルオロエチレンから作製されることが可能であり、あるいは、型は、１つまたは複数のセグメントに作製されることが可能である。ＴＨＦのパラフィンワックスなどの離型剤が、ベースの表面の部分に加えられることが可能であり、または、ベース材料は、成型前に化学的に処理されることが可能である。ベース上の型において形成された多孔性パッド材料は、型から取り外される。
【００７４】
ベースの内表面および外表面は、滑らか、ぎざぎざ、または粗いとすることが可能であり、平行または交差する浅い表面チャネルのハッチパターンが、多孔性パッド材料の接着性およびベースとの互いのかみ合いを向上させ、流体の分配を促進する。表面チャネルは、多孔性パッドを互いにかみ合わせるために、ノッチ付き正方形または半円などであるが、これらに限定されない様々な形状を有することが可能であり、ベース内表面およびベース外表面を相互接続する、または相互接続しないことが可能である。図１２は、多孔性パッド材料を基板に互いにかみ合わせるのに有用な表面チャネルの非限定的例を示し、この場合、チャネルは、回転可能ベースの内表面および外表面を相互接続しない。表面チャネルは、成型された多孔性パッド材料を保持し、それがチャネルの外部にベースから離れて引っ張られる、または引き延ばされることを防止する。そのような表面チャネルは、プラテンベースにわたって異なる半径で、管、らせんチャネル、または円形表面チャネルの軸に沿って様々な幾何学的形状の線形チャネルを含むことが可能であるが、これらに限定されない。表面チャネルの実際の形状または幾何学的形状は、変更することができ、共に排除されることが可能であることを理解されたい。ベースおよび表面チャネルは、図４に示されるように、ベースの内表面をベースの外表面に流体接続する、様々な穴、ポア、スルーチャネル、またはスリットを備えることも可能である。ベースは、ＣＭＰ洗浄プロセスまたはＣＭＰ材料除去プロセスにおいて有用なコポリマー、材料を含めて、任意の化学的に不活性のポリマー材料とすることが可能である。ベースは、ＣＰＶＣ、ＰＶＣ、ＰＶＤＦ、ＰＦＡ、およびＥＣＴＦＥなどであるが、これらに限定されない、塩素化ポリマーまたはハロゲン化ポリマーを含むことが好ましい。ベース材料は、それを剛性にし、かつ基板に接して回転および圧縮されている最中にその形状を維持するような厚さを有する。さらに、厚さは、挿入されたフィッティングに支持を提供するべきである。壁の厚さは、約１．３ｍｍ（約０．０５インチ）より厚いことが可能であり、約１．３ｍｍ（約０．０５インチ）から約１９ｍｍ（約０．７５インチ）を超える範囲にあることが好ましいが、その他も有用である可能性がある。一実施形態では、穴またはスルーチャネルは、ブラシの中心においてよりブラシの端部付近において互いに接近して形成される。その結果、より多くの液体量が、中心よりブラシの端部に提供される。これは、ブラシの端部付近においてより大きい有効ウェハ表面積が洗浄されなければならない、ウェハ洗浄動作において特に有利である。
【００７５】
ベースの外表面を覆う多孔性パッドは、表面チャネル、ポア、穴、スルーチャネル、およびまたはスリットの１つまたは複数を充填し、多孔性パッド材料をベースハウジングと互いにかみ合う。多孔性パッドは、ベース上に鋳造される。この互いのかみ合いは、多孔性パッド表面上における突出部の位置合わせを維持し、基板との一貫した接触を提供する。ベースのチャネルを多孔性パッドと互いにかみ合わせることによって、ウォーキングまたはねじれによるパッドの移動は、低減または排除される。多孔性パッドは、チャネルの１つまたは複数を充填することによって、ベースのチャネルと互いにかみ合うことが可能である。ベースのチャネルまたは表面は、チャネル内に鋳造または成型された多孔性パッドが、回転中に多孔性パッドを引っ張る、またはねじることによって除去されることを、機械的および物理的に防止する形状を有することが好ましい。ブラシまたはパッドの多孔性の性質は、ブラシまたはパッド全体で流体を吸収して、一様に分配する。多孔性ブラシまたはパッドは、ブラシまたはパッド全体にわたる流れ、吸上げ、または毛細管作用によって、流体を吸収して基板に分配することができる。望ましい場合には、スルーチャネルが、不溶性固体でそれらを充填し、またはプラスチックプラグでそれらを詰め、次いで、成型後、プラグを除去することによって、成型プロセス中に多孔性パッド材料によって充填されずに残されることが可能である。
【００７６】
１つの好ましい実施形態では、ローラまたはブラシにおいて使用される円筒ベースのコアは、約１２．７ｍｍ（約０．５０インチ）から約１２７ｍｍ（約５インチ）の間の範囲の外径を有することが可能である。ディスク形ベースでは、直径は、約３０５ｍｍ（１２インチ）以上にわたることが可能である。内表面の一部を多孔性パッドまたはブラシ材料で覆うことによって、コアの実際の容積を低減することが可能である。ベースの内表面を覆う多孔性材料の層は、約１５ｍｍ未満とすることが可能である。
【００７７】
図２に示されるような２１４、およびやはり図２に示される２１２などであるが、これらに限定されないエンドキャップが、洗浄器具、流体の加圧源、器具からベースを回転させるための固定具、またはこれらの組合せに回転可能ベースを接続することを提供するために、ベースに接続されることが可能である。ベース自体と同様に、エンドキャップは、ハウジングに成型されることが可能であり、ベース材料のストック部品の中に機械加工されることが可能であり、または、別々に作製されて、ベースに結合されることが可能である。これらの非限定的な例は、本発明のベースハウジングが、材料除去機能を実施するために流体を受け取り、かつ回転させるための既存器具に接続または組み合わせられることが可能である様々な方式を示す。広範な種類の器具に接続される様々なフィッティングが、ベースに結合されることが可能である。エンドキャップまたは他のフィッティングは、コアに取り付けられまたは組み合わせられることが可能である。そのようなフィッティングは、流体フィッティング１９１０および２４１４、ならびに図１９Ａおよび図２４にそれぞれ示される非限定的例によって示される機械駆動フィッティング１９３０および２４３４を含むが、これらに限定されるものではない。エンドキャップは、別々に作製されて、化学、放射、または超音波の結合技術を使用して、ベースに結合されることが可能である。これらの非限定的な例は、本発明のベースハウジングが、材料除去機能を実施するために、流体を受け取り、ベースと互いにかみ合わせられた多孔性パッド材料で覆われたベースを回転させるための既存器具に、接続または組み合わされることが可能である様々な方式を示す。広範な種類の器具に接続される様々なフィッティングが、ベースに結合されることが可能である。
【００７８】
ボア内の容積が迅速に充填されるので、ボアは、迅速に加圧され、流体は、多孔性パッド材料で充填された複数のスルーチャネルまたは穴を経て迅速に流れ出て、コアを覆う多孔性パッド材料の表面に流れる用意が整っている。複数の穴またはスルーチャネルは、約０．１３ｍｍ（約０．００５インチ）から約１２．７ｍｍ（約０．５０インチ）にわたる直径を有することが可能である。ミクロンサイズの穴を有するセラミックまたはポリマー構造の多孔性焼結管ストックも、ベースとして使用されることが可能である。異なる直径のスルーホールの組合せが使用されて、マンドレルまたはベースにわたって分配されることが可能である。より大きな直径の穴または表面積のスルーチャネルが、より広い面積にわたってコアから多孔性パッド表面に流体を分配して、ブラシを覆う多孔性パッドの全長にわたって流体のより一様な分配をもたらすことができる。ベース内の穴またはスリットの数を変化させることは、ベースを通る流体流のための表面積を増加させることにも使用されることができる。
【００７９】
本発明のデバイスにおけるベースと多孔性パッドとの互いのかみ合いは、流体で基板をコーティングするのに使用するために、または、例えば半導体ウェハ、ハードドライブディスク、フラットパネルディスプレイなど、任意の数の基板タイプから材料を除去するために、修正されることができる。さらに、ブラシコアまたはブラシベースは、例えば１００ｍｍウェハ、２００ｍｍウェハ、３００ｍｍウェハ、より大きいウェハ、小さいハードディスクなど、任意のサイズの基板スクラブおよび材料除去応用について、長さまたは直径を修正することができる。３００ｍｍの直径または大きなウェハでは、回転可能ベースの長さは、約２５ｃｍより長いことが可能である。また、例えば、ＤＩウェハ、アンモニアを含有する化学物質混合物、ＨＦを含有する化学混合物、表面活性剤を含有する化学物質混合物、および多くの他の変形など、任意の数の流体を、ブラシまたはパッドを経て送ることができることにも留意されたい。
【００８０】
複数の表面チャネルまたはスルーチャネルは、ベースにおいて形成される。チャネルは、流体を多孔性パッド材料の外表面に分配するために、対称または非対称パターンで、ベースの中心点からベースの外縁まで配置されることができる。チャネルは、ベースにわたって同じサイズまたは異なるサイズとすることが可能である。チャネルは、ベースの中心よりベースの外縁により多くの容積の流体が送られるように、ベースにわたって配置されることが可能であることが好ましい。パッド材料のポア内の流体は、前記ベースの内表面を経て前記ベースのチャネルの多孔性材料と流体連絡する加圧流体源からとすることが可能である。
【００８１】
流体を送ることは、特定の圧力でブラシまたはパッドコアに供給される流体が、外部ブラシまたはパッド表面に放出されることを可能にする複数の穴を有する、ブラシまたはパッドコアを実施することによって達成される。使用中、液体は、ベースの内部から、多孔性ベース材料で充填されたベースの１つまたは複数の穿孔あるいはスルーチャネルを通って流れる。穿孔の多孔性ベース材料を通って流れた後、流体は、ベースの外部を覆う多孔性パッド材料にわたって分配され、そこで、処理される基板と共に使用される。流体入口圧力の他に、ベースの内表面からハウジングへの液体の流れは、液体が通って流れなければならないベースの長手方向スリット、穴、またはポアの寸法を適切に選択することによって、制御されることができる。一般に、断面積を増大させると、特定のスリットまたは穴を流れる液体の流れが増大する。したがって、シャフトからブラシまたはパッドハウジングへの液体の流れは、分配装置のスルーホールの断面積を選択することによって容易に制御される。ベースの穿孔またはスルーチャネルの表面積の変化は、ベースの長さまたは直径に沿って行われることが可能である。これは、スルーチャネル１３０および１８０が異なるサイズである図１Ａに概略的に示され、これは、スルーホール４８４および４８０が異なるサイズであり、またスルーチャネル４５０とも異なる図４においても概略的に示されている。ベースの壁の厚さは、内表面から外表面への液体の流れも決定し、より厚いベースが、より厚いベースより少ない流れを可能にする。最後に、多孔性ベース材料の多孔性および表面エネルギーは、流体のコンダクタンスに寄与する。流体などのより高い多孔度および表面エネルギーが、流体の流れを増大させ、表面の湿れを維持するために好ましい。
【００８２】
図１２に示されるように、基板から材料、粒子、または汚染物質を除去するためのデバイスは、多孔性パッド材料を支持するための回転可能ベースを含む。ベースは、内表面および外表面を含み、また、多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせるための複数のチャネルをベースに含む。多孔性パッド材料は、ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、基板から材料を除去するために使用される。多孔性パッド材料は、ベースのチャネルの１つまたは複数を充填し、多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせる。図２に示されるように、チャネルは、ベースの内表面を外表面と流体接続する。ベースのスルーチャネル２５０は、ベースの内表面から多孔性パッド材料を経てベースの外表面に流体を分配し、また、多孔性ベース材料をベースと互いにかみ合わせる。スルーチャネルは、多孔性材料を保持または接着してかつ互いにかみ合わせるのを補助するために、ノッチが形成され、溝が形成され、または粗くされることが可能である。多孔性パッド材料は、材料を基板から除去するために、ベースの外表面の少なくとも一部を覆うことも好ましい。材料、粒子、または汚染物質を基板から除去するための図１６のデバイスは、多孔性パッド材料を支持するための回転可能ベースを含む。ベースは、内表面および外表面を含み、また、多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせるための複数のチャネルをベースに含む。多孔性パッド材料は、ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、材料を基板から除去するために使用される。多孔性パッド材料は、ベースのチャネルの１つまたは複数を充填し、多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせる。図２１Ｂに示されるように、チャネル２１２６は、ベースの内表面を外表面に流体接続する。ベースのスルーチャネル２１２６は、ベースの内表面から多孔性パッド材料（図示せず）を経てベースの外表面に流体を分配する。スルーチャネルは、多孔性材料を保持または接着するのを補助するために、ノッチが形成され、溝が形成され、または粗くされることが可能である。多孔性パッド材料は、材料を基板から除去するために、ベースの外表面の少なくとも一部を覆うことも好ましい。
【００８３】
多孔性パッド材料は、ローラの形状でベースを覆うことが可能であり、多孔性パッド材料を支持するために使用される円筒の側壁の外表面の少なくとも一部が覆われる。代替として、多孔性パッド材料は、図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、パッドまたはディスクの形状のベースとすることが可能であり、多孔性パッド材料は、円筒のエンドキャップの外表面の少なくとも一部を覆い、回転可能ベースは、ベースの中心への機械駆動および流体流れの両方について使用される単一フィッティングに取り付けられる。
【００８４】
多孔性パッド材料は、ベースの外表面の少なくとも一部を覆う。多孔性パッド材料は、化学結合、機械結合、またはこれらの結合の組合せによって接着層を形成するように、回転可能ベースの１つまたは複数の表面に結合されることが可能である。回転可能ベースハウジング表面で接着層を形成した後、多孔性パッド材料により、流体が多孔性パッド材料を通って流れることが可能になる。多孔性パッド材料のその後の層が、ベースに結合された第１の多孔性パッド材料上に成型または鋳造されることが可能である。追加の多孔性パッド材料は、化学的に、機械的に、またはこの両方の組合せを使用して、第１の多孔性層に結合されることが可能であり、一方、ベースの流れチャネルから受け取った流体からの流体の流れに多孔性を維持する。随意選択で、多孔性パッド材料は、ベースの流体流れチャネルの１つまたは複数を充填することが可能である。
【００８５】
多孔性パッド材料は、ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、多孔性パッド材料は、ベースのスルーチャネルの１つまたは複数を充填する。スルーチャネルを充填し、かつベース表面を覆う多孔性パッド材料は、多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせるモノリシック構造の中に連続的に形成されることが好ましい。多孔性パッド材料は、スルーチャネルまたはベースを充填し、多孔性ベース材料の連続して形成されたモノリシック構造で、ベースの外表面および内表面の両方を覆うことがより好ましい。ベースまたはハウジングの外表面を覆う多孔性ベース材料は、約１ｍｍより厚い厚さ、より好ましくは約１ｍｍから約２０ｍｍの厚さを有することが可能である。
【００８６】
本発明のデバイスは、加圧されることが可能である多孔性パッド材料に流体を含むこともできる。流体は、水、および水酸化アンモニウムまたはフッ化水素酸などであるが、これらに限定されない水溶性化学物質を含むことが可能である。加圧流体源は、ベースの内表面およびコアを経て、デバイスベースのチャネルにおいて多孔性材料と流体連絡する。
【００８７】
ベースを覆う多孔性パッド材料は、基板から粒子または材料を除去するために、または基板にわたって流体を分配するために、表面突出部または凹み部を含むことが好ましい。突出部を有する多孔性パッド材料は、ベースのチャネルの１つまたは複数を充填し、多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせる。ベースのチャネルは、多孔性パッド材料の表面上の突出部の位置合わせ、高さ、およびまたは分布を維持する。チャネルは、ベースの内表面を外表面に流体接続することが好ましい。ベースのスルーチャネルは、ベースの内表面から、多孔性パッド材料を経てベースの外表面に流体を分配する。
【００８８】
本発明のローラおよびパッドデバイスは、非重合スポンジモノマーおよびモノマーを重合させるための触媒の組合せを、型に注入することを含む作用によって作製されることが可能である。型は、多孔性パッド材料をハウジングと互いにかみ合わせるために、多孔性パッド材料で充填される予備成形チャネルを有するハウジングまたはベースを含む。型における非重合スポンジモノマーおよび触媒の組合せは、硬化され、ハウジングのチャネルを充填する多孔性パッド材料を有するハウジングは、型から外される。最終製品は、ベース上に鋳造されるブラシまたはパッドである。型は、ハウジングを覆う多孔性パッド材料の表面組織を形成するための外部型をも含むことが好ましい。外部型は、外部多孔性パッド材料の形状、高さ、および厚さを制御するために使用される。突出部は、正方形または矩形の円筒とすることが可能であるが、これらに限定されるものではない。突出部またはノードの高さは、約５ｃｍ未満とすることが可能であり、直径は、約２ｃｍ未満とすることが可能である。連続する表面突出部は、ブラシまたはパッドと同様の長さ、および約２ｃｍ以下の幅で形成されることも可能である。型は、ハウジングの内表面をコーティングする多孔性パッド材料の内部層の厚さを制御するための内部型を含むことがより好ましい。
【００８９】
ベースと互いにかみ合わされた多孔性パッド材料は、ポリビニルアルコールを含み、ハウジングは、ポリ塩化ビニルを含むことが好ましい。本発明の多孔性パッド材料は、カルシウムおよび鉄などの金属イオンならびに塩化物イオンなどの有害な不純物の百万分の一未満を含むことが好ましい。多孔性ポリマーパッド部材には、サイズが１ミクロンより大きい、またはサイズが約０．５ミクロンより大きい、あるいはサイズが約０．１ミクロンより大きい、多孔性ポリマー部材のゆるい部分（例えば、無架橋など）がほぼない。
【００９０】
図３Ｂおよび図５Ｂに示されるように、デバイスは、応用に応じて、サイズおよび形状を変更することができる。一実施形態によれば、デバイスは、表面上に突出部を有するブラシローラ、または滑らかな表面を有するブラシローラとして成形することができる。これらのブラシローラは、特定の洗浄応用、または半導体ウェハ、ハードディスク、および他の基板などのデバイスからの材料除去を満たす形状およびサイズを有する。デバイスは、ディスク、パックブラシ、およびプラグの形態とすることもできる。
【００９１】
本発明のブラシ上の鋳造は、固く、多孔性で、弾性的であり、ある磨耗耐性を有する適切な材料を使用して作製されることが可能である。ほとんどの実施形態において、デバイスの主な未加工開始材料は、ポリビニルアルコールであるが、その他とすることもできる。単なる例として、ポリビニルアルコールが、ポリビニルアセタール多孔性弾性材料を形成するために使用される。多孔性材料は、洗浄度、ポア形成剤またはプロセスのタイプ、ポリビニルアルコールをポリビニルアセタールに変換するために使用されるアルデヒドのタイプ、および他の要因に応じて、特性が異なる。ＰＶＡスポンジ材料は、ポリビニルアセテートホモポリマーまたは重量で２５％未満のコポリマーを含むポリビニルアセテートから生成されたポリビニルアルコールの水溶液と混合された、あるいは固体の重量で１０％を超えない程度に水溶性ポリマーと混合された、酸触媒およびアルデヒドから準備されることが可能であることが好ましい。多孔性材料の特性に影響を与える他の要因には、反応物質の相対的比率、反応温度および時間、ならびに製造プロセスの一般的な条件および開始材料もある。製造プロセスの洗浄度も、これらのデバイスの製造において重要である。
【００９２】
外部ブラシまたはパッドの表面は、基板の繊細な表面との直接接触により、スクラッチまたは他の損傷を生じないように、非常に多孔性で柔軟な材料から作製される。外部ブラシ表面は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フォームを含む材料で作製されることが好ましい。しかし、ナイロン、ポリウレタン、またはポリウレタンおよびＰＶＡの組合せ、またはベースのチャネルと互いにかみ合い、かつ基板表面をスクラッチせず、プロセスに適切な材料除去を提供する他のコポリマー他の成型可能材料が、使用されることが可能であるが、これらに限定されない。これらの材料は、参照によってその内容が完全に本明細書に組み込まれる、米国特許第４０８３９０６号、シンドラ（ポリエチレングリコール−ポリアクリルアミド）、米国特許第５３１１６３４号、アンドロス、ニコラス（表面活性剤エアフォームシステムおよびコアキャスト）、米国特許第５５５４６５９号、ローゼンブラット、ソロモン（表面活性剤エアフォーム）、米国特許第２６０９３４７号、ウィルソン、クリストファー（早期表面活性剤フォームシステム）、および米国特許第３６６３４７０号、ニシムラら（早期スターチベーススポンジ）に含まれる。
【００９３】
組織化されたブラシまたはパッドをコア上に成型することにより、新しく鋳造されたブラシをマンドレルから除去して、このプロセス中に損傷されるある程度のブラシの損失を低減する必要性が排除される。余分な試薬および遊走粒子をスポンジから除去するために、コア上のスポンジを洗浄することは、洗浄サイクル中に改善されるが、その理由は、スポンジがより積極的に撹拌されるからである。
【００９４】
本発明のブラシおよびパッドの洗浄効果および材料除去効率は、多孔性パッド材料の多孔度およびポアサイズにも応じる可能性がある。多孔性パッド材料は、パッド材料に柔軟性を提供するはずであるが、パッド材料が強度を失うような過度に大きな多孔度は有さない。多孔度は、約８５％より大きくすることができる。多孔度が、ポリビニルアセタール多孔性弾性材料について８５％未満であるデバイスでは、パッドは、不十分な柔軟性を有する可能性がある。多孔度は、約９５％未満とすることが可能であるが、その理由は、より大きな多孔度値が、不十分な強度を提供する可能性があるからである。他の特性には、望ましい平均ポアサイズまたは開口がある。いくつかの実施形態のポアサイズ開口は、約１０ミクロンから約２００ミクロンにわたる。平均ポア開口が、１０ミクロン未満であるデバイスでは、多孔性弾性材料は、不十分な弾性および／または流れ特性を有する可能性があり、したがって、洗浄ロールの性能を不十分にする。代替として、２００ミクロンを超える平均ポア開口は、ポアの構成が一貫していないために、洗浄ロールには不適切であることがある。当然、選択されたポアサイズおよび多孔度は、応用および多孔性パッド材料を形成するために使用される材料に応じる。
【００９５】
本発明に有用なポリビニルアセタール多孔性弾性材料は、例えば、５％から３０％の水溶液を形成するために、３００ＭＷから３０００ＭＷの平均重合度および少なくとも８０％のけん化度を有する、少なくとも１つのポリビニルアルコールを水に溶解させ、ポア形成剤を溶液に追加し、材料が水不溶性になるまで、ホルムアルデヒドまたはアセトアルデヒドなどのアルデヒドと溶液を反応させることによって、知られている方式で生成することができる。この場合、ポリマーは、５０モル％から７０モル％のアセタール単位である。いくつかの実施形態では、ポリマーが、５０モル％未満のアセタール単位を有する場合、保持されるポリビニルアルコールは、使用の際に製品から浸出して、洗浄される物品を不所望に汚染する可能性がある。ポリマーが、７０モル％を超えるアセタール単位を有する場合、デバイスは、他の実施形態において不十分な弾性および可撓性を有する可能性がある。
【００９６】
上記のデバイスは、選択された形状およびサイズにおいて全般的に記述されているが、代替構成も使用することができる。単なる例として、ポリマー製品は、ロールに対してある角度に形成された多数の平行溝を有するギア状の構成を有することができる。さらに、フォーム製品の表面上の突出部または突起部は、円、楕円、矩形、ひし形、円錐、角錐などの様々な形状を含むことができる。突出部は、正方形または矩形のプロファイルを有することが好ましい。隣接する突出部間の間隔は、約１ｍｍより大きいことが可能であり、好ましくは約１ｍｍから約３０ｍｍ以上にわたることが可能である。
【００９７】
表面処理応用に使用される多孔性ポリマーデバイスを製造するために、他の技術を使用することもできる。これらの技術は、とりわけ、空気注入フォームまたはスポンジ製品などを含む。
【００９８】
通常、研磨パッドは、ＣＭＰプロセスの機械的態様を実施するブラシを含む。ブラシは、パッドの形態、またはローラの形態とすることができる。ローラは、ウェハを洗浄するために使用されることもでき、ローラの外部円筒表面の回りに複数のブリストルまたは突出部を通常含む。ローラブラシは、ローラの本体全体にわたって固定ピッチで設定された矩形の突出部を有することが可能である。１つのそのようなローラブラシの例が、図１２において断面図で示されている。正方形または矩形の突出部が、下にある基板をスクラッチすることもある突出部の外縁の回りに汚染物質を収集または急増させる（例えば、スラリの構築）応用では、突出部は、円形または球状のプロファイルであることが好ましい。
【００９９】
本発明の様々な態様および利点が、以下の非限定的な例を参照することによって理解されることが可能である。
【０１００】
例１
ある量のＡｉｒｖｏｌＶ−１０７が、エアプロダクトインク（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｉｎｃ．）から購入された。ポリビニルアルコールが、以下のように溶解された。すなわち、１８０ｇのポリビニルアルコールＶ−１０７および６００グラムの水道水。混合物は混合され、すべてのポリビニルアルコールが溶解するまで、約１００℃に加熱された。
【０１０１】
この混合物から、小さい試験バッチが以下のように作製された。すなわち、１７５グラムのポリビニルアルコール溶液３０％、４８グラムのホルムアルデヒド３７％、２７グラムの硫酸３６％、および１３．５グラムのコーンスターチ。これらの原材料は、スターチ、Ｈ２ＳＯ４、ホルムアルデヒド、および最後に３０％ＰＶＡ溶液の順序で混合された。この新しい混合物には、混入空気がなかった。溶液は、低粘性、不透明、および室温であった。この材料のすべてが、ポリ塩化ビニル型に注入され、７０℃まで３時間加熱された。型において形成されたスポンジを調査することにより、ＰＶＣ型表面への過剰結合が明らかになった。あるスポンジ材料は、Ｈ２Ｏ２／ＮａＨＣＯ３で処理され、調査された。
【０１０２】
スポンジは、十分に成長され、白色で柔らかく、良好な吸上げ作用で型に十分に合致された。ＰＶＣ表面は、ＴＨＦのパラフィンワックスの１０％溶液など、離型剤で事前に処理されることが可能である。
【０１０３】
例２
本発明の他の部分は、ブラシの外表面からブリストルを破かずに、本発明の洗浄ブラシを型から効率的に取り外すことができるように、ＰＶＣブラシ型を準備する方法である。ＰＶＣブラシ型にＰＶＡを注入する前に、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）およびパラフィンの好ましい混合物を、ＰＶＣ型に加えることにより、ＰＶＡが顕著には上に固着しないコーティングが創出されることが判明している。記述された方法によって準備されたＰＶＣ型を使用する製造が完了する際に、手作業でブラシを型から容易に取り外すことができる。
【０１０４】
理論によって拘束されることを望まずに、パラフィンおよびＴＨＦ混合物は、適切な割合で加えられるとき、成分のＰＶＣ、ＴＨＦ、およびパラフィンのいくらかまたはすべてからなる混合層を形成することによって、ＰＶＣ材料に作用すると考えられる。この混合層は、混合層の下に位置する純粋なＰＶＣが露出されるまで、型から物理的に剥ぎ取ることができる可視光沢の形態にある。混合層は堅牢であり、複数の製造サイクルにわたって型上に留まることができる。混合層がＰＶＣ型から取り外されるとき、型の非固着特性を再生するために、パラフィンおよびＴＨＦ混合物で再コーティングすることができる。
【０１０５】
適切な非固着コーティング特性を達成することが判明しているパラフィンおよびＴＨＦの好ましい混合物が、約１０グラムのパラフィンを１リットルのＴＨＦ（１０ｇ／ｌ）に追加する。この好ましい混合物により、型に容易に流れ込むための良好な流体特性が得られ、混合層の創出を容易に達成する。しかし、パラフィン対ＴＨＦの有効範囲は、約５ｇ／ｌから２０ｇ／ｌであることが判明している。約５ｇ／ｌより下では、ＴＨＦは迅速に揮発するので、ＰＶＣに有効に作用して混合層を創出することができず、一方、約２０ｇ／ｌより上では、パラフィンは結晶化し、混合物は、ＰＶＣブラシ型をコーティングするのに有用であるような流体ではない。
【０１０６】
本発明の洗浄ブラシを製造する第１のステップとして、ＰＶＣ型が提供される。型は、ＰＶＣパイプ、コア、およびＰＶＣパイプの上にはめ込まれるエンドキャップからなる。ＰＶＣパイプは、標準的な円筒ＰＶＤパイプとすることができ、ブリストルを形成するための複数の適切なサイズの穴が、パイプ壁を通して穴開けされている。ブリストル穴の密度は、完成ブラシのブリストル密度に整合するように、平方インチ当たり約７０個である。エンドキャップは、パイプの各端部の上にはめ込まれるように提供され、それにより、型が充填されるとき、各端部からＰＶＡ材料の流出を防止する手段を提供する。コアが提供され、ＰＶＣパイプの中空円筒内部内の中心位置にはめ込まれ、完成ブラシの直径内に中空を創出する。次に、型のＰＶＡ接触表面は、パラフィンおよびＴＨＦ混合物でコーティングされ、混合層が形成されるのが可能になる。乾燥光沢がＰＶＡ接触表面に出現するとき、混合層は形成され、型は、生産に使用される準備が整う。次に、プラスチックラップが、ＰＶＡがブリストル穴から流れ出るのを阻止するために、型の回りに加えられる。次に、エンドキャップが、パイプの下方端部に配置され、型は、ＰＶＡ混合物で充填される。
【０１０７】
ＰＶＡ混合物は、ホルムアルデヒドまたはパラホルムアルデヒド、酸触媒、ＰＶＡ、およびスターチからなる。スターチは、完成ブラシの多孔性品質を創出するポア形成剤である。型をＰＶＡ混合物で充填する際に、第２のエンドキャップが、パイプの上端部に配置される。次に、型は、ＰＶＡ混合物がブリストル穴に流れ込んで、ＰＶＡからエアバブルを強制するのを可能にするのに十分な速度で、長手方向軸に沿って垂直にスピンされる。スピン後、上部キャップは取り外される。ＰＶＡ混合物からエアバブルを強制することにより、型内のＰＶＡのレベルは降下する。次に、型は、本発明のブラシを完全に形成するのに適切なレベルまで、型を充填するのに十分な追加のＰＶＡ混合物の量で一杯にされる。型は、所望であれば、任意のさらに少量のエアバブルを除去するために、再びスピンさせることができる。次に、型は、華氏約１２５において約１６時間〜２４時間、夜通し硬化させるためにオーブンに配置される。最終的に硬化されるとき、少なくとも１つのエンドキャップおよびコアは、完成ブラシにアクセスするために取り外される。次いで、ブラシは、手でブラシの端部をつかんで、ブラシをパイプから外すことによって、パイプから取り外すことができる。
【０１０８】
例３
このデータの裏づけのない例は、化学機械平坦化プロセスに続いて、銅金属層を有するウェハを洗浄することを記述する。ウェハは、洗浄システムの第１のブラシボックスに導入されることが可能である。第１のブラシボックスにおいて、洗浄化学物質は、ブラシのベースコアと互いにかみ合うコア多孔性パッド材料上の鋳型から形成されるブラシを経て、ウェハに加えることができる。第１のブラシボックスにおいてブラシを経て加えられた洗浄化学物質は、基板表面上の銅材料を水溶性形態に制御して変換する。銅材料は、ウェハの表面から制御された量の銅を除去するために、水溶性形態に変換される。ウェハは、第１のブラシボックスから第２のブラシボックスに移動させることができる。第２のブラシボックスにおいて、第２の洗浄化学物質が、ウェハの表面を洗浄し、かつブラシの銅を洗浄するために、第２のブラシボックスのブラシを経てウェハの表面に加えられることが可能である。第２の洗浄化学物質は、第１のブラシボックスの洗浄化学物質と同じ化学組成を含むことが可能である。ブラシを経て加えられる第２の洗浄化学物質の目的は、ウェハ表面から洗浄された可能性があるブラシの銅および他の材料を洗浄することである。第２の洗浄化学物質は、約３秒から約１０秒の間、ブラシを経て加えられることが可能である。次に、ウェハは、第２の洗浄化学物質をウェハ表面およびブラシから除去するために、第２のブラシボックスのブラシを経て水を流すことによって、脱イオン（ＤＩ）水で濯ぐことができる。ウェハ表面は、約２０秒から約４０秒の間、濯がれることが好ましい。第２のブラシボックスにおける動作後、ウェハは、スピン、濯ぎ、および乾燥（ＳＲＤ）部に移送されることが可能であり、その後、ウェハは、後の処理のために出力部に貯蔵されることが可能である。
【０１０９】
例４
このデータの裏づけのない例では、ブラシ基板と互いにかみ合うコア多孔性パッド材料上に鋳造されたブラシは、酸化物表面の制御された層を除去して、親水性表面を維持するために、エッチング剤と共に使用される。
【０１１０】
ＣＭＰプロセスは、加工品の両側面を同時にスクラブするスクラバにおいて実施することができる。洗浄プロセスにおいて、ブラシコアと互いにかみ合う多孔性ＰＶＡパッド層を有するブラシのコアに、フッ化水素酸（ＨＦ）溶液を送ることができる。フッ化水素酸（ＨＦ）溶液をブラシのコアに送った後、ＨＦ溶液は、ブラシの多孔性パッド材料で充填されたチャネルを経て加工品に加えることができる。これに、ブラシによる加工品の化学機械的スクラブが続くことができる。溶液は、ブラシが加工品をスクラブするのと同時に加えられることが可能である。
【０１１１】
ＨＦ溶液の濃度は、除去される酸化物の量に応じて、約０．００５％〜１．０％ＨＦの範囲とすることができる。溶液は、約０．００５パーセントＨＦの混合物を水に含むことが好ましい。ＨＦ溶液は、例えば、２０秒〜４０秒または２５秒〜３５秒、もしくは約３５秒などの所定の時間、ウェハに加えることができる。
【０１１２】
例５
このデータの裏づけのない例では、ブラシ基板と互いにかみ合う多孔性パッド材料を有するブラシが、マイクロプロセッサまたは動的ランダムアクセスメモリデバイスなどの集積回路を製造するプロセスの洗浄ステップにおいて使用される。
【０１１３】
マイクロプロセッサまたは動的ランダムアクセスメモリデバイスなどの電子デバイスを作製する方法が、当業者にはよく知られている。これらのデバイスは、外部電子回路およびデバイスとの電気接触を形成するために、ウェハ表面上の能動デバイスに加えられる金属相互接続および誘電体層を含む。これらの誘電体および金属層は、標準的なリソグラフィ、材料付着、および化学機械平坦化技術を使用して形成される。化学機械平坦化後、ウエアは、電子デバイスおよび相互接続を含むウェハを、コア上に成型されたＰＶＡブラシと接触させることによって、残留スラリおよび化学物質を除去するために洗浄される。このブラシは、多孔性ＰＶＡブラシパッド材料をブラシベースと互いにかみ合わせ、電子デバイスを有するウェハの表面に洗浄流体を分配するための複数のチャネルをブラシベースに有する。ウェハが洗浄された後、ウェハは、個々の集積回路デバイスをパッケージングするために、ウェハを封止およびダイシングすることを含めて、製造を完成するために、他の処理ステップを受けることができる。
【０１１４】
例６
このデータの裏づけのない例は、コアブラシ上の鋳型を、どのように作製して、流体フィッティングおよび機械駆動フィッティングに結合することが可能であるかを示す。本発明の洗浄ブラシを製造する第１のステップとして、ＰＶＣ型が提供される。型は、ＰＶＣパイプ、コア、およびＰＶＣパイプの上にはめ込まれるエンドキャップからなる。ＰＶＣパイプは、標準的な円筒ＰＶＣパイプとすることができ、ブリストルを形成するための複数の適切なサイズの穴が、パイプ壁を通して穴開けされている。ブリストルホールの密度は、完成ブラシのブリストル密度と整合するように、１平方インチ当たり約７０個である。エンドキャップは、パイプの各端部にはめ込まれるように提供され、それにより、型が充填されるとき、ＰＶＡ材料が各端部から流れ出るのを防止する手段を提供する。コアが提供され、ＰＶＣパイプの中空円筒内部内の中心位置においてはめ込まれ、完成ブラシの中空内径を創出する。次に、プラスチックラップが、ＰＶＡがブリストルホールから流れ出るのを阻止するために、型の回りに加えられる。次に、エンドキャップが、パイプの下端部に配置され、型は、ＰＶＡ混合物で充填される。
【０１１５】
ＰＶＡ混合物は、ホルムアルデヒドまたはパラホルムアルデヒド、酸触媒、ＰＶＡ、およびスターチからなる。スターチは、完成ブラシの多孔性品質を創出するポア形成剤である。型をＰＶＡ混合物で充填する際に、第２のエンドキャップが、パイプの上端部に配置される。次に、型は、ＰＶＡ混合物がブリストルホールに流れ込んで、ＰＶＡからエアバブルを強制するのを可能にするのに十分な速度で、長手方向軸に沿って垂直にスピンされる。スピン後、上部キャップは取り外される。ＰＶＡ混合物からエアバブルを強制することにより、型内におけるＰＶＡのレベルは降下する。次に、型は、本発明のブラシを完全に形成するのに適切なレベルで、型を充填するのに十分な追加のＰＶＡ混合物の量で一杯にされる。型は、所望であれば、任意のさらに少量のエアバブルを除去するために、再びスピンさせることができる。次に、型は、華氏約１２５において約１６時間〜２４時間、夜通し硬化させるためにオーブンに配置される。最終的に硬化されるとき、少なくとも１つのエンドキャップおよびコアは、完成ブラシにアクセスするために取り外される。次いで、ブラシは、ブラシの端部を手でつかんで、それをパイプから外すことによって、パイプから取り外すことができる。ＰＶＣストック材料から作製された図４に示される流体フィッティングおよび図４に示される機械駆動フィッティングが、ＰＶＣコアに溶媒結合されることが可能である。
【０１１６】
本発明は、様々な実施形態を参照して記述されたが、当業者なら、本発明の精神および範囲から逸脱せずに、形態および詳細について変更を実施することが可能であることを理解するであろう。例えば、ウェハは、一般に、円形のシリコンウェハ、ガラスウェハ、セラミックウェハ、酸化物ウェハ、タングステンウェハとすることができるが、他のタイプのウェハを使用することができる。さらに、様々な値、材料、および寸法が提供されたが、これらの値、材料、および寸法は単なる例示であり、限定的ではなく、他の値、材料、および寸法を使用することができることを理解されたい。例えば、矩形断面を有するスロットの代わりに、半円スロットなど、他の断面形状を有するスロットを使用することができる。さらに、様々な液体が記述されたが、本発明によるウェハ洗浄装置およびブラシアセンブリと共に、ほぼあらゆる液体または化学物質を使用することができることを理解されたい。例えば、様々なアルコール、表面活性剤、アンモニアベース溶液、バッファ溶液、高ｐＨ溶液、および低ｐＨ溶液を使用することができる。したがって、本発明は、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、ブライアントイーノックベンソン（Ｂｒｉａｎｔ Ｅｎｏｃｈ Ｂｅｎｓｏｎ）によって発明された、「ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＲＥＭＯＶＩＮＧ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＦＲＯＭ Ａ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＵＳＩＮＧ Ａ ＭＯＮＯＬＩＴＨＩＣ ＰＯＲＯＵＳ ＰＡＤ ＣＡＳＴ ＯＮ Ａ ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ ＢＡＳＥ」という名称の、２００３年８月８日に出願された米国仮特許出願第６０／４９３９９２号の利益を主張し、かつそれを参照によって完全に組み込んでいる。本特許出願は、また、ブライアントイーノックベンソンによって発明された、「ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＦＯＲ ＭＡＫＩＮＧ Ａ ＭＯＮＯＬＩＴＨＩＣ ＰＯＲＯＵＳ ＰＡＤ ＦＯＲＭＥＤ ＯＮＴＯ Ａ ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ ＢＡＳＥ」という名称の、２００３年８月８日に出願された米国仮特許出願第６０／４９３７５５号の利益を主張し、かつそれを参照によって完全に組み込んでいる。本出願は、また、ブライアントイーノックベンソンによって発明された、「ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＲＥＭＯＶＩＮＧ ＭＡＴＥＲＩＡＬ ＦＲＯＭ Ａ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＨＡＶＩＮＧ ＩＮＴＥＲＣＨＡＮＧＥＡＢＬＥ ＦＬＵＩＤ ＡＮＤ ＭＯＵＮＴＩＮＧ ＦＩＴＴＩＮＧＳ」という名称の、２００３年８月８日に出願された米国仮特許出願第６０／４９３９９３号の利益を主張し、かつそれを参照によって完全に組み込んでいる。本出願は、また、ブライアントイーノックベンソンによって発明された、「Ａ ＭＯＮＯＬＩＴＨＩＣ ＰＯＲＯＵＳ ＰＡＤ ＦＯＲＭＥＤ ＯＮＴＯ Ａ ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ ＢＡＳＥ」という名称の、２００４年３月２９日に出願された米国仮特許出願第６０／５５７２９８号の利益を主張し、かつそれを参照によって完全に組み込んでいる。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造では、化学機械研磨（ＣＭＰ）操作およびウェハ洗浄を実施することが必要である。通常、集積回路デバイスは、複数レベル構造の形態にある。ウェハレベルにおいて、拡散領域を有するトランジスタデバイスが、形成される。その後のレベルにおいて、金属相互接続ラインが、パターン形成され、かつ所望の機能デバイスを規定するように、トランジスタデバイスに電気的に接続される。よく知られているように、パターン形成された導電層が、二酸化ケイ素などの誘電体材料によって他の導電層から絶縁される。より多くのメタライゼーションレベルおよび関連する誘電体層が形成されるので、誘電体材料を平坦化する必要性が増大する。平坦化しない場合、他の相互接続および誘電体層の製造は、表面トポグラフィがより大きく変化するために、実質的にさらにより困難になる。半導体製造プロセスでは、金属相互接続パターンが、ウェハ上の誘電体材料に形成され、次いで、化学機械平坦化、すなわちＣＭＰ操作が、余分な金属を除去するために実施される。あらゆるそのようなＣＭＰ操作後、平坦化されたウェハは、粒子および汚染物質を除去するために、洗浄されることが必要である。
【０００３】
集積回路などの電子デバイスの製造において、粒子汚染物質、微量金属、および可動イオンがウェハ上に存在することは、深刻な問題である。粒子汚染物質は、集積回路において局所腐食、スクラッチ、および「ショート」など、広範な問題を生じることがある。可動イオンおよび微量金属汚染物質も、集積回路において信頼性および機能の問題となることがある。これらの要因の組合せにより、ウェハ上のデバイスの歩留まりが低下し、それにより、ウェハ上の平均的な機能デバイスのコストが増大する。製造の異なる段階にある各ウェハは、未加工材料、機器製造時間、ならびに関連する研究および開発に関して、多大な投資を呈示する。
【０００４】
化学機械研磨（「ＣＭＰ」）は、ウェハのその後の処理前に、ウェハ上の膜を平坦化するための一般的に使用される技術である。ＣＭＰは、通常、５０〜１００ナノメートルサイズの削磨粒子を有する研磨スラリを、研磨パッドの表面上に導入することを含む。除去される誘電体または金属の材料の層を有するウェハは、スラリを有する研磨パッドの表面に接して配置される。回転研磨パッドに接してウェハを回転させることにより、化学作用および機械作用の組合せにより層の厚さが低減される。スラリは、通常、水をベースとし、シリカ、アルミナ、および他の酸化金属削磨材料などの微細削磨粒子を含むことができる。研磨が完了した後、処理されたウェハは、残留スラリおよび他の残留物を研磨プロセスから完全に除去するために、洗浄されなければならない。表面は、電気化学付着、エッチング、およびフォトリソグラフィなどの他の処理ステップの準備が整っている。
【０００５】
特に、直径が０．１ミクロン未満の粒子である残留スラリ材料を、研磨された表面の表面から洗浄するために、洗浄ブラシが一般に使用される。これらの洗浄ブラシは、一般に形状が円筒であり、ブラシの中心軸に沿って回転される。洗浄ブラシは、フォームまたはポリビニルアルコール（「ＰＶＡ」）などの多孔性ポリマー材料でもしばしば作製される。ブラシの回転運動とウェハに接するブラシに加えられる力または圧力との組合せ、ならびに洗浄流体または脱イオン化水の印加により、残留スラリ材料が、ウェハの表面から除去される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらのブラシは、基板と接触し、かつ材料を基板から除去するために、突出部またはノードを表面上に有する。ブラシは、スリーブとして形成され、流体をブラシに送りかつブラシを回転させるために使用されるコア支持体にわたってスライドする。延長使用後、ブラシは、新しいブラシスリーブと交換され、生産性の低下および停止時間の一因となる研磨器具を停止することを必要とする。ブラシコアに沿ったブラシ突出部の位置合わせは、ブラシが基板と一貫して接触しているために重要である。スリーブ上におけるノードの非対称位置合わせおよび間隔のひずみは、スリーブの交換に関する問題である。新しく装備されたブラシは、製品基板を洗浄する前に、慣らし運転され、フラッシュされ、ギャップ調整されなければならない。しばしば、ダミーウェハが、ブラシの洗浄性、ならびに寸法、回転、およびダミーウェハとの接触性を含めて動作安定性を保証するために使用される。この無価値の追加ステップは、時間内の製造およびダミーウェハのためにコストがかかる。
【０００７】
自動方式で洗浄動作を実施するために、製造ラボが、洗浄システムを使用する。洗浄システムは、通常、ウェハがスクラブされる１つまたは複数のブラシボックスを含む。各ブラシボックスは、各ブラシが、ウェハそれぞれの側面をスクラブするように、１対のブラシを含む。そのようなブラシボックスの洗浄能力を向上させるために、ブラシを経て（ＴＴＢ）洗浄流体を送ることが一般に行われている。ＴＴＢ流体送りは、特定の圧力でブラシコアに供給されている流体が、基板表面上に放出されるのを可能にする複数の穴を有するブラシコアを実施することによって達成される。流体は、ブラシコアからポリマー材料を経て基板表面上に分配される。理想的には、化学物質は、ボアを通って流れ、ブラシコアの穴のすべてから等しいレートでコアから流れ出る。コアに送られる化学物質は、同じレートまたはほぼ同じレートですべての穴から流れ出ておらず、化学物質受取り端部付近のブラシコア穴は、通常、化学物質受取り端部の反対側側面の穴よりかなり速いレートで化学物質を流れ出させることが判明している。
【０００８】
半導体特徴サイズが減少し、デバイス性能要件が増大し続けているので、洗浄エンジニアも、関連プロセスを改善することが課題である。これらの要求を満たすために、同じ洗浄機器は、基本的な脱イオン（ＤＩ）水洗浄以外の動作を実施するために現在使用されている。そのような動作は、ウェハの表面から微粒子を除去するために、および／または材料の膜を精密にエッチングするために、高性能な化学物質を加えることを含む。多くの洗浄システムは、フッ化水素酸などの反応化学物質を加えることも現在必要とされており、不均一に加えることにより、処理されているウェハに対して深刻な影響を与える。例えば、より多くのＨＦが、ウェハの１つの部分に加えられ、より少ないＨＦが、ウェハの他の部分に加えられる場合、処理されたウェハの表面は、ウェハにわたって除去された膜の量について変動を呈示する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態は、パッドを支持するために使用される回転可能ベース上に直接鋳造または成型された、多孔性ブラシまたはパッドを作製するための方法および材料を含む。ブラシまたはパッドは、基板の少なくとも一部を流体でコーティングするために使用されることができ、あるいは、材料、粒子、または化学物質を基板から除去するために使用されることができる。ブラシまたはパッドは、多孔性パッド材料と互いにかみ合う回転可能ベースまたはコアを含む。ベースは、内表面および外表面を含み、かつ多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせるための複数のチャネルをベースに有することができる。多孔性パッド材料は、ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、材料を様々な基板から除去するために使用されることが可能である。多孔性パッド材料は、モノリシック構造を有し、ベースのチャネルの１つまたは複数を充填することができ、それにより、多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせる。多孔性パッド材料で充填されたチャネルは、ベースの内表面を外表面と流体接続することが好ましい。
【００１０】
本発明の一実施形態は、基板から材料を除去するためのデバイスであり、多孔性パッド材料を支持する回転可能ベースを含む。ベースは、内表面および外表面を含み、かつ前記ベースの内表面からベースの外表面に流体を多孔性パッド材料に分配するためのチャネルを有する。多孔性パッド材料は、ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、流体と共に、粒子および薄膜などの材料を基板から除去するために使用される。多孔性パッド材料は、ベースのチャネルと互いにかみ合うことが好ましく、前記ベースの内表面および外表面を流体接続することがより好ましい。回転可能ベースは、それと組み合わされた１つまたは複数のフィッティングを有することができ、フィッティングは、回転可能ベースを、流体源およびベースを回転させるためのスピンドルまたは他の固定具と相互接続する。フィッティングは、流体フィッティングおよび機械駆動フィッティングを含むことが可能であり、結合によってベースに組み合わされる。異なるフィッティングを使用することによって、単一回転可能ベースが、ベースと共に異なるサイズまたは形状のフィッティングを使用することによって、異なる材料除去器具に適応可能となることが可能である。
【００１１】
本発明の他の実施形態は、基板から材料を除去するためのデバイスであり、表面上に突出部またはノードを有する多孔性パッド材料を支持する回転可能ベースを含む。回転可能ベースは、内表面および外表面を含み、かつ多孔性パッド材料を担持する突出部を経て流体を基板に分配するためのチャネルを有する。流体は、ベースの内表面からベースの外表面に流れる。多孔性パッド材料は、ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、流体と共に、粒子および薄膜などの材料を基板から除去するために使用されることができる。回転可能ベースは、それと組み合わされた１つまたは複数のフィッティングを有し、フィッティングは、回転可能ベースを、流体源およびベースを回転させるためのスピンドルまたは他の固定具と相互接続する。多孔性パッド材料は、ベースのチャネルと互いにかみ合うことが好ましく、ベースの内表面および外表面を流体接続することがより好ましい。フィッティングは、流体フィッティングおよび機械駆動フィッティングを含むことが可能であり、結合によってベースに組み合わされることができる。異なるフィッティングを使用することによって、単一の回転可能ベースが、ベースと共に異なるサイズまたは形状のフィッティングを使用することによって、異なる材料コーティングおよび除去器具に適応可能となることが可能である。回転可能ベースは、半導体ウェハをスクラブするためのブラシとすることが可能である。
【００１２】
本発明の実施形態は、回転可能ベースコア上に鋳造または成型された回転多孔性パッド材料に基板を接触させることによって、基板を洗浄する方法を対象とする。回転可能ベースを覆うパッドは、内表面および外表面を含み、かつ多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせるための複数のチャネルをベースに含む。ベースの外表面の少なくとも一部を覆う多孔性パッド材料は、様々な基板から材料を除去するために使用されることができる。プロセスにおいて、材料除去または洗浄流体が、ブラシを経て基板の表面上に付着される。ブラシの回転および流体の作用により、多孔性パッド材料を基板に接して回転させることによって、基板表面から材料を除去することができる。ベースのチャネルは、多孔性パッドをベースと互いにかみ合わせるために多孔性パッド材料で充填され、流体をパッド表面に分配するために、ベースの内表面を外表面と流体相互接続することが好ましい。方法は、多孔性パッドおよびその突出部またはノードに接着している基板材料を除去するために、回転可能コア上に鋳造された多孔性パッドを経て流体をフラッシュさせる作用をさらに含むことが可能である。基板の１つまたは複数の表面が、流体に沿って回転可能ベース上に成型された回転多孔性パッドとそれぞれ接触させることによって、材料を表面から除去させることが可能である。
【００１３】
好ましくは、ベース上に成型された多孔性パッド材料は、ブリストルまたはノードなどの突出部を含み、あるいは、溝などの表面凹み部を有することが可能である。多孔性パッド材料は、回転可能ベースコアの内表面を覆うことが好ましい。ベースのチャネルは、コアの内表面をコアの外表面と流体接続することが好ましく、チャネルの１つまたは複数は、多孔性パッド材料で充填され、多孔性パッド材料は、ベースと多孔性パッド材料を互いにかみ合わせ、回転中に多孔性パッド上におけるノードの位置合わせを維持する。流体が、多孔性パッド充填チャネルを経て、基板表面上に流れることによって、回転可能ベースのコアを経て基板上に付着されることが可能である。
【００１４】
本発明の実施形態によって基板から除去された材料は、薄膜金属酸化物膜、シリカ膜、半導体酸化物膜、様々な組成の粒子、または化学物質残留物を含むことが可能である。基板は、銅または銅相互接続を含むウェハであることが好ましい。本発明のブラシは、ウェハ上にスパッタリングされた金属の組織またはタイプに関係なく、メモリ媒体およびウェハを洗浄するために使用されることが可能である。
【００１５】
他の実施形態では、ブラシまたはパッドは、ベース上に鋳造または成型された多孔性パッド材料を支持するための回転可能ベースを含む。ベースは、内表面および外表面を含み、かつ多孔性パッド材料をベースと流体的に互いにかみ合わせる複数のチャネルを有する。ベースの外表面の少なくとも一部を覆う多孔性パッド材料は、表面の突出部または凹み部を有する。表面突出部を有する多孔性パッド材料は、ベースの内表面から多孔性パッド材料を経てベースの外表面に流体を分配するために、ベースのスルーチャネルの１つまたは複数を充填することが好ましい。チャネルと互いにかみ合い、ベースの外表面を覆う多孔性パッド材料は、モノリシック構造を形成することが好ましい。
【００１６】
他の実施形態では、ブラシまたはパッドは、ベース上に鋳造または成型された多孔性パッド材料を支持するための回転可能ベースを含む。ベースは、内表面および外表面を含み、かつ多孔性パッド材料をベースに互いにかみ合わせるための複数のチャネルをベースに含む。チャネルは、ベースの内表面を外表面と流体接続することが好ましい。ベースの内表面から、ベースの外表面を覆う多孔性パッドに流体を分配するのを補助するために、スルーチャネルが、ベースの中心点から、表面チャネルによって相互接続されることが可能であるベースの外縁まで、ベースにわたって配置されることが可能である。多孔性パッド材料は、ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、多孔性パッド材料は、ベースの内表面から多孔性パッド材料を経てベースの外表面に流体を分配するために、ベースのスルーチャネルおよびまたは表面チャネルの１つまたは複数を充填する。スルーチャネルにあり、かつベースの外表面を覆う多孔性パッド材料は、モノリシック構造を形成することが好ましい。
【００１７】
本発明の一実施形態は、接着多孔性パッド材料が、ベースのスルーホールを含む回転可能ベース表面の少なくとも一部、および好ましくはすべてを覆う、回転可能ベースを有する物品である。回転可能ベースを覆う接着多孔性パッド材料は、回転可能ベース表面の少なくとも一部、および好ましくはすべてを覆う第１の多孔性パッド材料を含むことが可能であり、第１の多孔性パッド材料は、回転可能ベースに接着し、流体がベースおよび多孔性パッドを経て流れることを可能にする。ベース上の接着多孔性パッド材料は、第１の接着層上に成型または鋳造された多孔性パッド材料の第２の接着層を有することが可能である。随意選択として、ベースの１つまたは複数のスルーホールが、多孔性パッド材料で充填されることも可能である。外部ベース表面の少なくとも一部を覆う接着多孔性パッド材料は、ベース表面に結合された後、多孔性を維持し、ベースの回転可能ベーススルーホールまたはチャネルのコアから、外部多孔性パッド表面層に流体が流れることを可能にする。外部多孔性パッド表面層は、流体を基板に加え、膜を基板から除去し、または基板を洗浄するために使用されることが可能である。
【００１８】
本発明の他の実施形態では、多孔性パッド材料は、ベースの凹みチャネルまたはスルーホール内に鋳造または成型することによって付着される。ハウジングベースのチャネルおよびスルーホールは、多孔性パッド材料と互いにかみ合い、使用中に多孔性パッド材料がベース表面から上昇するのを防止する。チャネルは、上に第２の多孔性層が鋳造される随意選択の接着多孔性の第１の層を有することが可能である。多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせることにより、ベース表面またはその軸に沿った多孔性パッド材料の突出部またはノードの高さおよび位置を維持することも補助され、ノードと基板表面とのより一様な接触が提供される。多孔性パッド材料およびハウジングベースが互いにかみ合うことにより、ベースハウジングの上でスリップする、または２部分のベースハウジング上に配置されるブラシスリーブの場合に一般的に生じるブラシローラのねじれも、排除または大きく低減される。スリーブタイプのブラシおよびローラのねじれにより、基板表面の流体接触は、非一様および再生不可能になり、材料除去または洗浄は不均一になり、ならびにブラシの磨耗が加速される可能性がある。回転可能ベースと互いにかみ合わされ、モノリシックに形成される多孔性パッド材料は、ノードの位置合わせを直線に維持し、取付け中のノードのリッピングを排除または低減し、ノードのサイズおよび形状に関してはるかにより高い許容度を可能にして、処理される基板とのより一様な接触を与える。多孔性パッド材料で充填されたチャネルは、ベースの内表面および外表面を流体接続することが好ましい。
【００１９】
本発明の実施形態は、パッドを支持するために使用されるコア上に直接鋳造または成型されるブラシまたはパッドを作製するための方法および材料を含む。パッドまたはブラシは、材料、粒子、または化学物質を基板から除去するために使用されることができる。ブラシまたはパッドは、多孔性パッド材料を支持するための回転可能ベースまたはコアを含む。ベースは、内表面および外表面を含み、かつ多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせるための複数のチャネルをベースに含む。多孔性パッド材料は、ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、材料を様々な基板から除去するために使用される。多孔性パッド材料は、モノリシック構造を有し、ベースのチャネルの１つまたは複数を充填し、多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせる。チャネルは、ベースの内表面と外表面を流体接続することが好ましい。
【００２０】
多孔性パッド材料が、鋳造または成型によって互いにかみ合わされるベースのチャネルは、回転ベース上における多孔性パッド材料の位置合わせを維持し、より好ましくは、パッドの鋳造または成型は、回転ベース上における多孔性パッド材料の完全性、位置合わせ、および空間分布、またはノジュールを維持する。内表面および外表面を相互接続するチャネルは、ベースの内表面から、基板と接触した多孔性パッド材料を有するベースの外表面に流体を分配するのも補助する。チャネルの多孔性パッド材料、内ベース表面、ベースの外表面を覆う多孔性パッド材料は、構造がモノリシックであることが好ましい。基板は、洗浄動作を完了するためにスクラブを受けることが必要である可能性がある任意の基板、またはエッチング動作もしくは他の準備によって平坦化される基板とすることができる。例えば、基板は、半導体ウェハ、ディスク、光学レンズ、フラットパネルディスプレイとすることができる。基板は、ほぼ一様で制御された量の流体を基板に送ることができる、ブラシまたはパッドから利益を得ることが好ましい。基板は、ほぼ一様で制御された量の流体を基板に送り、パッド上の突出部と基板との一貫した一様な接触を維持することができる、ブラシまたはパッドで表面材料を除去または洗浄することから利益を得ることがさらにより好ましい。
【００２１】
他の実施形態では、ベースを覆う多孔性パッド材料、およびベースのスルーチャネルを充填する多孔性フォーム材料が、モノリシックであるように、ブラシまたはパッドを作製する方法が提供される。方法は、ベース上のチャネルとも互いにかみ合うモノリシック多孔性パッド材料を、ベースの外面上に形成することを含むことが好ましい。方法は、ベースを含む型内に、非重合の多孔性ベースモノマーおよび触媒の組合せを注入し、ベースの１つまたは複数のチャネルを充填し、次いで、物品を形成するように組合せを硬化させることを含む。物品は、型から外される。他の実施形態では、ベースを覆う多孔性パッド材料およびベースのスルーチャネルを充填する多孔性フォーム材料が、モノリシックであるように、ブラシまたはパッドを作製する方法が提供される。方法は、ベースのチャネルとも互いにかみ合うモノリシック多孔性パッド材料を、ベースの外面上に形成することを含むことが好ましい。方法は、ベースを含む型の中に非重合の多孔性ベースモノマーおよび触媒の組合せを注入し、ベースの１つまたは複数のチャネルを充填し、次いで、物品を形成するように組合せを硬化させることを含む。物品は、型から外される。型は、モノリシックの多孔性パッド構造の取外しを補助するように、離型剤で処理されることが好ましい。
【００２２】
本発明の実施形態は、コーティングを基板に加えるために、または粒子、薄膜、もしくは化学残留物を、限定的ではなく半導体ウェハ、フラットパネルディスプレイ、ハードディスク、およびレンズなどの光学デバイスなどの広範な種類の基板から除去するためのブラシとして使用されることも可能である。本発明の実施形態は、そのようなブラシの製造および組立てにおいて大きな柔軟性を可能にすることが有利である。この理由は、多孔性パッドを有する単一ベースを、いくつかの器具で使用することができるからである。本発明では、回転可能ベースおよびパッドが、基板の１つまたは複数の表面から材料を洗浄または除去する機能を実施することができるように、回転可能ベースに接続される１つまたは複数のフィッティングを単に変更することによって、ブラシが様々な洗浄器具に取り付けられることが可能である。
【００２３】
本発明の実施形態は、化学機械平坦化または事後ＣＭＰスクラブプロセスなどの洗浄動作または材料除去動作について、基板の表面に流体を提供するために使用されることが可能であることが有利である。多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせることによって、多孔性パッド材料は、ベースに対して適所に保持される。本発明の実施形態におけるノードの不良位置合わせおよびねじれは、スリーブスタイルブラシ上のスリップと比較して、ブラシのウォーキングおよびねじれを大きく低減または排除する。本発明のさらなる利点は、ローラおよびパッドタイプベース固定具の両方に、流体を分配するために使用されることが可能であることである。チャネルの多孔性パッド材料は、流体源から基板への液体の流れを制御するために使用されることも可能である。これにより、使用される液体の全量を著しく増大させずに、ハウジングコアの穿孔またはスルーチャネルの数を減少させ、サイズまたは表面積を増大させることが可能になる。これは特に有利であるが、その理由は、ハウジングにおけるより大きな穿孔またはスルーチャネルが、多孔性パッドの局所な非一様フラッシュを低減するからである。さらに、液体の流れを制限することによって、多孔性パッドにより、一様な圧力が分配装置内において構築される。これは、ブラシの両端部が同量の液体を受け取り、かつ一様にフラッシュされることを保証する、スルーホールを形成するために使用することができ、これにより、ブラシからの粒子除去が改善され、ブラシの非一様な磨耗が低減または排除される。
【００２４】
使い捨て可能コア上に鋳造されたブラシの利点は、コアおよびブラシが、共に接合され、コア上に摩擦ばめされたブラシについて観測されるすべり、膨張、および同心性の損失が排除されることである。コア上に鋳造されたブラシは、コア上に摩擦ブラシスリーブを取り付けることに関連する、専用取付けスタンドの必要性および時間を排除する。
【００２５】
一部には、本発明の実施形態の他の態様、特徴、利益、および利点は、以下の記述、請求項、および添付の図面に関して明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１Ａ】本発明の一実施形態における、回転可能ベースに有用なスルーチャネルを有する中空円筒管の全長に沿った断面図である。
【図１Ｂ】多孔性パッド材料で充填された１つまたは複数のスルーチャネルを有する中空円筒管を示す図である。
【図１Ｃ】充填されたスルーチャネルが、流体フィッティングおよび器具取付けフィッティングを含む、回転可能ベースを示す図である。
【図２】スルーチャネルおよびベースの外表面が、パッド表面上に随意選択の突出部を有する多孔性パッド材料を含む、本発明の一実施形態における、中空円筒ハウジングベースの全長に沿った概略断面図である。
【図３Ａ】スルーチャネル、内表面、およびベースの外表面が、流体フィッティング、またはベースを洗浄器具に接続するためのフィッティングを有さずに、多孔性パッド材料の充填剤または被覆剤を含む、本発明の一実施形態における中空円筒ハウジングベースの全長に沿った概略断面図である。
【図３Ｂ】スルーチャネル、内表面、およびベースの外表面が、流体フィッティング、およびベースを洗浄器具に接続するためのフィッティングを有して、多孔性パッド材料の充填剤または被覆剤を含む、本発明の一実施形態における中空円筒ハウジングベースの全長に沿った概略断面図である。
【図４】多孔性パッド材料で充填された、異なるスルーチャネルを示す、本発明の実施形態のためのベースまたはコアとして有用な中空円筒管の概略図である。
【図５Ａ】接着多孔性パッド層が、回転可能ベースを覆い、第２の接着多孔性パッド材料が、第１の接着多孔性パッド層上に成型または鋳造される、本発明の一実施形態におけるディスク形ハウジングの形態にある回転可能ベースの概略図である。
【図５Ｂ】スルーチャネル、内表面、および回転可能ベースの外表面が、多孔性パッド材料の充填剤または被覆剤を含む、本発明の一実施形態におけるディスク形ハウジングベースの直径に沿った概略断面図である。
【図６】中空スルーチャネルが、多孔性材料で充填され、ベースの外表面が、突出部を有する多孔性パッド材料で覆われている、本発明の一実施形態における回転可能中空管ハウジングベースの直径に沿った概略断面図である。
【図７】中空スルーチャネルが、多孔性材料で充填され、ベースの内表面が、多孔性パッド材料で覆われ、ベースの外表面が、突出部を含む多孔性パッド材料で覆われている、本発明の一実施形態における回転可能中空管ハウジングベースの直径に沿った概略断面図である。
【図８Ａ】接着多孔性パッド層が、ベースを覆い、第２の多孔性パッド材料が、第１の接着多孔性層上に成型または鋳造されている第１の多孔性パッド層に接着されている、本発明の一実施形態における回転可能中空管ハウジングベースの概略図である。
【図８Ｂ】スルーチャネルを有する回転可能中空円筒が、第１の多孔性パッド材料で充填され、ベースの外表面が、第１の多孔性パッド材料で覆われ、突出部を含む第２の多孔性パッド材料が、第１の多孔性パッド材料を覆う、本発明の一実施形態における中空管ハウジングベースの直径に沿った概略断面図である。
【図９】基板の１つまたは複数の表面を洗浄する、本発明の一実施形態の概略図である。
【図１０Ａ】突出部を有するブラシパッドの断面図である。
【図１０Ｂ】中空スルーチャネルが、多孔性材料で充填され、ベースの外表面が、第１の多孔性パッド材料で覆われている、本発明の一実施形態における中空管ハウジングベースの直径に沿った断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ａおよび図１０Ｂの構成要素を組み合わせることによって形成されるブラシを示す図である。
【図１１Ａ】突出部を有するブラシパッドの断面図である。
【図１１Ｂ】中空スルーチャネルが、多孔性材料で充填されている、本発明の一実施形態における中空管ハウジングベースの直径に沿った断面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ａおよび図１１Ｂの構成要素を組み合わせることによって形成されるブラシを示す図である。
【図１２】多孔性ベース材料と互いにかみ合い、かつベース表面を覆う多孔性パッド材料の表面上においてノードの位置合わせおよび位置を保持するためのチャネル溝を、回転可能ベース表面に有するハウジングベース管の断面図である。
【図１３】本発明の方法および材料を使用して、回転可能ベースの上に成型されたブラシの断面図の写真である。
【図１４】本発明の回転可能ベース上に成型されるブラシを作製するために使用することができる型を示す図である。
【図１５Ａ】スルーホールを有する回転可能基板上において第１の接着多孔性材料上に鋳造された多孔性パッド材料を有する、本発明の一実施形態の非限定的な図である。
【図１５Ｂ】回転可能非多孔性基板上において第１の接着多孔性材料上に鋳造された、多孔性パッド材料の本発明の一実施形態を非限定的に示す図である。
【図１６】回転可能コアのチャネル内に成型された多孔性パッドを含み、かつコア上に交換可能な流体フィッティングおよび器具駆動取付けフィッティングを有する、本発明の材料除去パッドを示す図である。
【図１７】コア上に交換可能な流体フィッティングおよび取付けフィッティングを有する、本発明の回転可能ベースコアを示す図である。
【図１８】回転可能コアのチャネル内に成型された多孔性パッドを含む、本発明の材料除去パッドの断面図である。
【図１９Ａ】交換可能な流体フィッティングおよび器具取付けフィッティングを有する、組み立てられていない回転可能ベースコアを示す図である。
【図１９Ｂ】ベースコアに挿入された流体フィッティングおよび器具取付けフィッティングを示す図である。
【図１９Ｃ】ベースコアと流体フィッティングとの間に形成される接合部の詳細（Ａ）を示す図である。
【図２０】図１９Ａの流体フィッティング１９１０を詳細に示す図である。
【図２１Ａ】図１９Ａのコア（１９２０）の外側を示す図である。
【図２１Ｂ】図１９Ａのコア（１９２０）の断面図である。
【図２２】回転可能コアにおけるチャネルおよびスルーホールの配置を示す、コアの回転軸に沿った図１９Ａのコアの断面図である。
【図２３】図１９Ａの器具取付けフィッティング（１９３０）を示す図である。
【図２４】交換可能な流体フィッティングおよび器具取付けフィッティングを有する、組み立てされていないコアの他の実施形態を示す図である。
【図２５】図２４の流体フィッティングの詳細を示す図である。
【図２６】図２４の器具取付けフィッティングの詳細を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の構成および方法を記述する前に、記述される特定の分子、組成、方法、またはプロトコルは変更されることが可能であるので、本発明は、特定の分子、組成、方法、またはプロトコルに限定されるものではないことを理解されたい。また、記述において使用される用語は、特定のバージョンまたは実施形態を記述することのみを目的としており、請求項によってのみ限定される本発明の範囲を限定することを意図していないことも理解されたい。
【００２８】
また、本明細書および請求項において使用される際に、「１つの」、「ある」、および「その」の単数形は、文脈が明瞭に指示しない限り、複数の参照を含むことにも留意されなければならない。したがって、例えば、１つの「チャネル」という言及は、１つまたは複数のチャネル、および当業者には知られている等価物への言及である、等である。特に明示されない限り、本明細書において使用されるすべての技術用語および科学用語は、当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書において記述されるものと同様または等価なあらゆる方法および材料を、本発明の実施形態の実施または試験において使用することができるが、好ましい方法、デバイス、および材料が、ここで記述される。本明細書において記述されるすべての刊行物は、参照によって組み込まれている。本明細書におけるいかなる記述も、本発明が、従来の発明によるそのような開示に先行する資格がないものであると承認したものとして解釈されるべきではない。
【００２９】
本発明は、半導体基板またはウェハのスクラブに関連して記述されるが、他の基板が、本発明の方法および装置によって処理またはコーティングされることが可能であることが理解されるであろう。さらに、半導体基板またはウェハへの言及は、ドープを有するまたは有さない剥き出しまたは純粋な半導体基板、エピタキシャル層を有する半導体基板、任意の処理段階において１つまたは複数のデバイス層を組み込む半導体基板、銅または銅合金の相互接続を含む基板、絶縁体上半導体（ＳＩＯ）デバイスを有する基板などの１つまたは複数の半導体層を組み込む他のタイプの基板、またはフラットパネルディスプレイ、ＭＥＭＳデバイス、マルチチップモジュールなどの他の装置およびデバイスを処理するための基板を含むことが可能であることが理解されるであろう。
【００３０】
本明細書において記述される洗浄システムのステップのいくつかは、洗浄される基板または基板層に応じて、他の順序で、および／または様々な解決法で行われることが可能であることが、当業者には明らかになるであろう。例えば、水、水およびイソプロピルアルコール、クエン酸、水素化アンモニウム、クエン酸アンモニウム、ならびにフッ化水素酸溶液（または溶液の混合物）など、異なる洗浄溶液が、ブラシ部の１つにおいて使用されることが可能である。また、他のシステムが、１つのブラシ部、または２つ以上のブラシ部を含むことが可能である。さらに、他のシステムが、上記の部／ステップの１つまたは複数を省略することが可能であり、ＣＭＰ部などの追加の処理部を含むことが可能である。
【００３１】
交換可能なスリーブの形態のスポンジまたはブラシが、ブラシコア上でのウォーキングおよびねじれに付随する問題を有し、より短いブラシ寿命を有する。ブラシの回転レートは、一般に、約０．４ｋｇ（約０．８ポンド）から約０．９ｋｇ（２ポンド）の抗力で、約８００ｒｐｍから１５００ｒｐｍにわたる。より高い回転レートおよび抗力が、より速いレートで物品を洗浄するためにしばしば好ましいが、これにより、ブラシまたはパッド上のノードがより迅速に劣化する可能性がある。本発明の実施形態において記述されるコア上に鋳造されたブラシは、より速い径方向速度において回転することができるが、その理由は、ベースコアと多孔性パッド材料との互いのかみ合いにより、ウォーキングできず、またはねじれることができないからである。ウォーキングは、ブラシが、コア上の異なる位置に応力で誘起されて移動することを指す。ねじれは、ノジュールが元の位置合わせから応力で誘起されて再配置されることを指す。
【００３２】
本発明の方法と共に使用されることが可能である洗浄および材料除去溶液は、脱イオン水、および脱イオン水における化学物質の混合物を含むが、これに限定されるものではない。化学物質は、ＨＦまたはＮＨ４Ｆなどのフッ化化合物、ＮＨ４ＯＨ、有機酸、有機酸のアンモニウム塩、アルコール、陰イオン表面活性剤、アルカリ性、中性、または酸性ｐＨ環境を含むことが可能である。例えば、塩化水素酸（ＨＣｌ）が、ｐＨを調節して、銅酸化物などの表面コーティングの溶解を補助するために、溶液に追加されることが可能である。洗浄溶液を処方する多くの異なる方式の一例が、脱イオン水に重量で混合された、０．５％ＨＦ、０．１％クエン酸、および０．４％ＮＨ４ＯＨの組合せである。この例の溶液のｐＨレベルは、約３である。ＥＤＴＡ、シュウ酸、脱イオン（ＤＩ）水、またはベンゾトリアゾールなどの腐食防止剤も、そのような洗浄溶液において使用されることが可能である。しかし、本発明は、洗浄溶液の処方によって限定されず、溶液の各成分は、同様の特性を有する、異なる化学物質によって置き換えられることが可能であることに留意されたい。
【００３３】
化学機械研磨（ＣＭＰ）動作後の半導体ウェハ表面洗浄方法は、好ましくはベースコア上に鋳造されたブラシによって、洗浄化学物質または材料除去化学物質を半導体ウェハの表面に加えるステップを含む。多孔性パッド材料が、回転可能ベースの１つまたは複数のスルーホールを充填し、ベースの表面上において多孔性パッド材料と互いにかみ合うモノリシック構造を形成することが好ましい。多孔性パッド材料は、回転可能ベースの１つまたは複数のスルーホールを充填し、ベースの内表面および外表面上において多孔性パッド材料と互いにかみ合うモノリシック構造を形成することがさらにより好ましい。多孔性パッドとベース構造とを互いにかみ合わせるが、ベースにスルーチャネルを有さないブラシが、噴霧ノズルによって基板の表面に加えられる洗浄化学物質および材料除去化学物質を有することが可能である。ブラシは、ベースとモノリシックの互いにかみ合う構造を形成する多孔性パッド材料を有することが好ましい。半導体ウェハは、銅相互接続を有することが可能であり、洗浄化学物質が、半導体ウェハの表面上の銅層を水溶性銅酸化物層に変換する。ベース上に鋳造された多孔性パッド材料を有し、かつベースとモノリシックの互いにかみ合う構造を形成するブラシで、洗浄化学流体を有する半導体ウェハの表面をスクラブすることは、半導体ウェハの表面から、約１００オングストロームから約１５０オングストロームの間の銅酸化物層を除去するために使用されることが可能であるが、これに限定されるものではない。処理済みウェハおよびブラシは、第２の半導体ウェハを洗浄または処理する前に、半導体ウェハの表面およびブラシから水溶性銅酸化物を除去するために、半導体ウェハおよびブラシを脱イオン水で濯ぐことによってさらに処理されることが可能である。流体の印加、スクラブ、および濯ぐステップは、ブラシボックスにおいて実施することができる。処理された基板は、約５オングストロームから約３０オングストロームの間の厚さを有する銅酸化物層を半導体ウェハの表面上に有する。
【００３４】
化学機械研磨（ＣＭＰ）動作後の半導体ウェハ表面洗浄方法は、コア上に鋳造されたブラシを経て流れる洗浄化学物質のＨ２Ｏ２における量を制御することによって、半導体ウェハの表面上に残留する銅酸化物層の量を制御することをさらに含むことが可能である。
【００３５】
ブラシを形成する多孔性パッド材料が、ベースにおいてチャネルと互いにかみ合わされるように、コアベース上に鋳造されたブラシが、事後のＣＭＰ洗浄プロセスの一部として、ＳｉＯ２などの超薄化学酸化物層を基板から除去するために使用されることが可能である。このプロセスにおいて、フッ化水素酸などの酸が、コアブラシ上の鋳型のコアに送られ、そこで、ベースコアのスルーチャネルの多孔性パッド材料を経てブラシの表面に流れる。代替として、酸は、噴霧器を使用してウェハの表面に加えられることが可能である。
【００３６】
そのような酸化物の２０オングストローム未満が、非常に薄いＨＦおよび回転可能ベースと互いにかみ合わされたブラシを使用して、エッチングされることが可能である。約０．００５％ＨＦの濃度を有するフッ化水素酸が、約１５オングストローム未満の酸化物の制御された除去を実施するために使用することができる。この酸化物は、表面を疎水性にせずに、酸化物層の表面上または酸化物層内において、粒子およびプレート残留物質を含めて汚染物質を除去する。酸化物の薄層が、加工品の表面上に残留し、それにより、表面は依然として疎水性である。例えば約３０オングストロームを超える、より厚い酸化物層を洗浄するために、制御された薄酸化物エッチングが、使用されることが可能である。これらの応用では、金属粒子汚染物質の除去（ＣＭＰ研磨プロセスから酸化物内に組み込まれることが可能である）が重要である。金属粒子汚染物質は、加工品上の微小電子デバイス内に拡散して、それらを故障させる可能性がある。非常に薄い濃度のＨＦ（０．００５％ＨＦなど）が、酸化物層内への汚染物質の貫通深度に応じて、金属汚染物質を除去するのに十分である可能性がある。例えば、金属汚染物質が、表面より下において２０オングストロームを超える場合、より高い濃度のＨＦが必要である可能性がある。除去される酸化物の量は、ブラシに送られるＨＦの濃度、ディスペンス流量、および時間によって決定される。１５オングストローム未満の自然酸化物層を除去するために、０．００５％の濃度のＨＦが、遅いエッチングレートを有することが可能であり、２０〜６０秒のエッチング時間が許容可能である。膜エッチング時間は、より高い濃度を使用するとき重要である。ＨＦの濃度は、望ましい加工品スループットまたは生産レートと両立する酸化物層除去レートを提供するように調節することができる。バックエンドＣＭＰプロセスでは、最高で１００オングストロームの酸化物の除去が、研磨プロセスによって内部に組み込まれた金属汚染物質を十分に除去するために必要とされる可能性がある。この量の酸化物を約４０秒未満または５０秒未満で除去するために、ＨＦの濃度は、０．５％〜１．０％に増大される。
【００３７】
図１Ａは、管の内表面１９０と外表面１２０との間において流体が流れるのを可能にするための、様々な例示的なスルーチャネル１３０、１５０、および１８０を有する中空円筒管ベース１００の全長に沿った断面図を示す。スルーチャネルは、１３０および１５０によって示されるように、異なるサイズとすることが可能である。スルーホールは、スルーチャネルを充填するために使用される多孔性フォームまたはパッド材料の接着または互いのかみ合いを増大させるために、粗い表面、またはノッチ１４０の非限定的な例を含むことが可能である。エンドキャップ１１０が、成型中に円筒の一端部を閉じるために随意選択で使用されることが可能であり、完成したハウジング管を器具に取り付けるのにも有用である。エンドキャップ１１０により、供給流体源（図示せず）がチャネル１３０、１５０、および１８０を通って流体を流れさせる。随意選択のインサート１７０が、流体フィッティングのその後の挿入のために、管の内径をずらすために使用されることが可能であり、あるいは、ベースの内径より大きい直径を有する１つのステップまたは一連のステップ（図示せず）が、流体フィッティングおよび機械駆動フィッティングと組み合わせるために、ベース１００内に機械加工されることが可能である。エンドキャップ１１０およびインサート１７０は、ベース１００内に結合、成型、機械加工されることが可能であり、流体密封を形成することが好ましい。エンドキャップ１１０および内表面１９０は、流体を保持するための容積を画定する。
【００３８】
図１Ｂは、中空円筒管１００を示し、スルーチャネル１３０、１５０、および１８０の１つまたは複数の非限定的な例が、多孔性パッド材料１５２で充填される。多孔性材料１５２は、内表面１９０および外表面１２０が、依然として多孔性材料１５２がほぼない状態にあるように、スルーチャネルをちょうど充填して示されている。図１Ｂでは、インサート１７０およびエンドキャップ１１０は、ベースの内部に配置されて示されている。ベースに取り付けられる前の、流体フィッティング１１４および機械器具取付けプレート１１２が、示されている。
【００３９】
図１Ｃは、多孔性材料１５２で充填されたスルーチャネル１３０、１５０、および１８０を有するベース１００を示す。多孔性材料１５２は、内表面１９０および外表面１２０が、依然として多孔性材料１５２がほぼない状態にあるように、スルーチャネルをちょうど充填して示されている。流体フィッティング１１４および機械器具駆動取付けプレート１１２は、ベース１００に取り付けられて示されている。流体フィッティングにより、源（図示せず）からベースのコアに流体が流れ込むことが可能になる。機械取付けフィッティングにより、回転可能ベース１００が、洗浄または材料除去プロセスにおいてベースを回転させるために、回転スピンドルまたは固定具に接続されることが可能になる。流体１０６の入口が、流体フィッティング１１４によって提供される。図１Ｃに示される実施形態は、ブラシローラを形成するように、ベース１００上に鋳造された第２の多孔性パッド材料のスリーブ（図示せず）で覆われることが可能である。そのようなブラシローラは、ＣＭＰ洗浄器具に装備されることが可能である。円筒ブラシとして使用する際に、加圧流体源が、流体入口フィッティング１１４に接続される。流体は、入口１６０を経てデバイスに流れ込み、入口１６０を通過して、エンドキャップ１１０およびベース１００の内表面１９０によって画定されるコア容積内に流れ込む。流体は、多孔性パッド材料１５２で充填された例示的な流れチャネル１３０、１５０、および１８０を流れ出て、第２の多孔性パッド層に流れる。機械器具プレート１１２は、基板に接してブラシを回転させるために、器具の回転シャフトまたはスピンドルに接続される。
【００４０】
図２は、ベースコア上に鋳造された多孔性パッド材料を有する、中空円筒ハウジングベース２００の全長に沿った断面の概略図である。例示的なスルーチャネル２３０、２５０、および２８０が、外部ベース表面２２０上に多孔性パッド材料の層２５６をも形成する多孔性材料２５２で型において充填される。多孔性パッド材料２５２および２５６は、パッド表面上における突出部２５４の位置および間隔を維持するために、ベーススルーホールおよび随意選択の表面チャネル（図示せず）と互いにかみ合う。ベースのチャネルを多孔性パッドと互いにかみ合わせることによって、ウォーキングまたはねじれによるパッドの移動は、低減または排除される。多孔性パッド２５２は、チャネルの１つまたは複数を充填することによってベースのチャネルと互いにかみ合い、２５６および２５４とモノリシック構造を形成することが好ましい。ベースのチャネルまたは表面は、チャネル内に鋳造または成型された多孔性パッドが、回転中の多孔性パッドの引っ張りまたはねじれによって除去されることを、機械的および物理的に防止するような形状を有することが好ましい。多孔性層２５６を覆う随意選択の突出部２５４が示されている。突出部の他に、多孔性層は、凹み溝または平坦表面を有することが可能であるが、これに限定されるものではない。図２では、多孔性パッド材料２５２、２５４、および２５６は、すべて同じ材料であることが好ましく、成型プロセスから連続的モノリシック構造を形成する。随意選択の流体フィッティング２１４および機械器具取付けプレート２１２が、ベース２００に接続されて示されている。ベース２００の内表面２９０は、依然として多孔性材料がほぼない状態である。円筒ブラシとして使用される際、加圧流体源が、流体入口フィッティング２１４に接続される。流体は、２０２によって示されるように、入口２６０を通ってデバイスに流れ込み、入口２６０を通過して、エンドキャップ２１０およびベース２００の内表面２９０によって画定されるコア容積に流れ込む。流体は、例えばチャネル２８０によって示されるように、多孔性パッド材料で充填された流れチャネルを流れ出て、基板の上に付着される多孔性パッド層２５６に流れる。
【００４１】
図３Ｂは、中空円筒ハウジングベース３００の全長に沿った断面の概略図であり、例示的なスルーチャネル３３０、３５０、および３８０、ならびにベースの内表面３９０および外表面３２０が、多孔性パッド材料で充填されている、または覆われている。３３０、３５０、および３８０によって示されるスルーチャネルは、ベース表面３２０および内表面３９０上において多孔性パッド材料の層３５６および３５８をも形成する多孔性材料３５２で型において充填される。多孔性パッド材料は、ベース３００のスルーチャネルと互いにかみ合う。多孔性層３５６を覆う随意選択の突出部３５４が示されている。突出部の他に、多孔性層は、凹み溝または平坦表面を有することが可能であるが、これに限定されるものではない。図３Ｂでは、材料３５２、３５４、３５６、３５８は、すべて同じであることが好ましく、成型または鋳造プロセスにおいて連続的モノリシック構造を形成する。例示的なチャネル３５０および３３０の少なくとも一部を充填する多孔性ベース材料３５２および３５６は、使用中、ベース表面から多孔性パッド材料３５６および３５４の上昇を防止するように作用する。また、ベース表面またはその軸に沿った突出部またはノード３５４の高さおよび位置を維持することを補助し、基板表面とのより一様な接触を提供する。随意選択の流体フィッティング３１４および機械器具取付けプレート３１２が、図３Ｂではベース３００に接続されて示されている。図３Ａは、流体フィッティングおよび機械駆動フィッティングを有さない図３Ｂの実施形態を示す。ベース内の多孔性パッド材料層３５８は、パッドの内表面３６２とベースの内部ベース表面３９０との間において測定された厚さを有する。多孔性パッド層３５６は、３６６と３６４との間で測定された厚さを有する。突出部３５４は、３６８と３６６との間で測定された高さを有する。多孔性パッド層３５４、３５６、３６８の厚さは、型の形状および寸法を変化させることによって変更されることが可能である。円筒ブラシとして使用される際、加圧流体源が、流体入口フィッティング３１４に接続される。流体は、入口３６０を通ってデバイスに流れ込み、エンドキャップ３１０およびベース３００の内表面３９０によって画定されるコアに流れ込む。流体は、多孔性材料で充填された３３０などの流れチャネルを流れ出て、次いで、多孔性パッド層３５６および突出部３５４に分配される。図３Ａは、ベース３００およびプレート３１０に取り付けられた流体フィッティング３１４または器具フィッティング３１２を有さない。
【００４２】
図４は、本発明の実施において有用である多孔性パッド材料で充填された非限定的スルーチャネルを示す概略図である。ベースハウジング４００は、入口４６０および出口４８２を有する円筒であり、随意選択で、出口４８２が、エンドキャップ（図示せず）で覆われる。内表面４９０および外表面４２０は、スルーチャネル４５０および４５２ならびにまたはポア４８０、４８６、および４８４によって流体接続される。図４では、異なるサイズの例示的なポア４８０および４８４が、多孔性パッド材料で充填されて示され、一方、ポア４８６は充填されていない。スルーチャネル４５２は、充填されずに示され、スルーチャネル４５０は、多孔性パッド材料で充填されて示されている。ベース４００のポアおよびスルーチャネルは、多孔性パッド材料で充填されることが好ましい。また、ベースの内部からベースの外表面に、および図示されていないベースを覆う多孔性パッド材料内に、流体を優先的に分配するのを補助するように、ベース４００に沿ったスルーチャネルおよびポアの分布が示されている。
【００４３】
本発明は、材料除去または基板洗浄のためのパッドとして使用されることが可能である。図５Ａは、容積５０４ａを形成するように側面５０６ａおよび上部５００ａを有する、ディスク形ハウジングベース５０８ａの直径に沿った断面を示す。中空ロッド５１６ａが、図示されていない随意選択の機械駆動または流体取付けプレートを経て上部５００ａに接続される。ロッド５１６ａは、流体をパッド５５６ａに送り、デバイスを回転させるために使用される。５０２ａによって示される加圧源からの流体が、ロッド５１６ａを経てデバイス空洞５０４ａに入り、内表面５９０ａおよび外表面５２０ａを有するベース５０８ａに接着する内部多孔性パッド層５６２ａを通って流れる。流体は、５０４ａからチャネル５５０ａ、接着多孔性パッド層５６２ａ、および第２の多孔性パッド層５５６ａを経て、多孔性突出部５５４ａに流れる。第１の多孔性パッド材料５６２ａは、ベース表面５２０ａおよび第２の多孔性パッド層５５６ａに接着し、多孔性パッド材料５５６ａをベース５０８ａと結合する。多孔性パッド層は、スルーホール５５０ａを覆うことが好ましいが、スルーホール５５０ａの１つまたは複数を充填することも可能である。随意選択で、多孔性パッド材料５６２ａおよび５５６ａは、ベース５０８ａに結合された単一の接着多孔性パッド材料を形成する。多孔性パッド層５５６ａは、ベース５０８ａの外表面５２０ａを覆い、表面凹み特徴部５２２ａを有することが可能である。多孔性材料５５８ａ、５６２ａは、すべて同じ材料組成であることが好ましく、成型または鋳造プロセスから連続的なモノリシック構造を形成する。
【００４４】
本発明は、材料除去または基板洗浄のためのパッドとして使用されることも可能である。図５Ｂは、容積５０４ｂを形成するように側面５０６ｂおよび上部５００ｂを有する、ディスク形ハウジングベース５０８ｂの直径に沿った断面を示す。中空ロッド５１６ｂが、図示されていない随意選択の機械駆動または流体取付けプレートを経て上部５００ｂに接続される。ロッド５１６ｂは、流体をパッド５５６ｂに送り、デバイスを回転させるために使用される。５０２ｂによって示される加圧源からの流体が、ロッド５１６ｂを経てデバイス空洞５０４ｂに入り、内部多孔性パッド層５５８ｂを経て例示的なスルーチャネル５５０ｂ、パッド層５５６ｂに流れ込み、多孔性突出部５５４ｂに流れる。スルーホール５５０ｂを充填する多孔性パッド材料は、パッド材料をベース５０８ｂとかみ合わせる。多孔性パッド層は、上面５６２ｂを有し、ベース５０８ｂの内表面５９０ｂを覆う。多孔性パッド層５５６ｂは、ベース５０８ｂの外表面５２０ｂを覆い、表面凹み特徴部５２２ｂを有することが可能である。多孔性材料５５８ｂ、５５２ｂ、５５４ｂ、および５５６ｂは、すべて同じ材料組成であることが好ましく、成型プロセスから連続的なモノリシック構造を形成する。
【００４５】
本発明の様々な修正が、当業者には知られているように実施されることが可能である。例えば、図６は、内表面６９０および外表面６２０を有する中空管ハウジングベース６００の直径に沿った断面を示す。スルーチャネル６５０が、多孔性パッド材料で充填され、かつ多孔性パッド材料と互いにかみ合って示されており、多孔性パッド材料は、ベース外表面６２０を覆う、突出部６５４を有する多孔性パッド層６５６をも形成する。チャネル６５０の多孔性材料は、多孔性パッド材料６５６をベース６００と互いにかみ合う。スルーチャネルにあり、かつベースを覆う多孔性材料は、モノリシック構造を形成し、多孔性パッド材料６５６は、デバイスのコア６７２の内表面６９０には実質的に無い。デバイスのコア６７２は、器具から流体を受け取り、それを表面スルーチャネル６５０上の多孔性パッド層６５６に分配するために、洗浄器具または材料除去器具からロッドに接続されることが可能である。ベース６００は、ベースおよび多孔性パッド材料を基板に接して回転させるために、機械駆動フィッティング（図示せず）を介して接続されることが可能である。図７は、内表面７９０および外表面７２０を有する中空管ハウジングベース７００の直径に沿った断面を示す。スルーチャネル７５０が、ベース７００をパッド材料７５６および７５８と互いにかみ合わせる多孔性パッド材料で充填されて示されている。多孔性パッド材料は、ベースの内表面７９０を覆う多孔性層７５８を形成し、突出部７５４を有する外側多孔性パッド層７５６は、ベース外表面７２０を覆う。スルーチャネル７５０にあり、コア７７２の内側にあり、かつベースを覆う多孔性材料は、モノリシック構造を形成することが好ましい。デバイスのコア７７２は、ベース７００に接続された流体フィッティング（図示せず）を経て器具から流体を受け取り、チャネル７５０を経て表面多孔性パッド層７５６に流体を分配する。ベース７００は、処理される基板に接してベースおよび多孔性パッド材料を回転させるために、機械駆動フィッティング（図示せず）を介して接続されることが可能である。
【００４６】
図８Ａは、コア８７２ａを有する回転可能基板８２０ａを覆う第１の接着多孔性パッド材料８５６ａを有する、本発明の一実施形態の概略図である。第１の多孔性パッド材料８５６ａは、多孔性パッド材料８５６ａの第１の層の少なくとも一部、および好ましくはすべての上に、鋳造または成型された多孔性パッド材料８５９ａの第２の層を有することが可能である。ベース８００ａは、スルーチャネル８５０ａ、および第１の接着多孔性パッド材料８５６ａで覆われた外表面８２０ａを有する。外表面８２０ａに接着する多孔性パッド材料８５６ａは、多孔性パッド材料の予備成形パッドをベース８００ａに成型することによって、表面８２０ａを有する回転可能基板８００ａに化学的または機械的に結合されることが可能である。ベース８００ａを覆う第１の多孔性パッド材料８５６ａは、多孔性パッドを鋳造、溶媒結合、または成型することによって、回転可能基板の表面に結合されることが可能である。この第１の多孔性パッド材料は、化学結合、または機械的な互いのかみ合い結合、もしくは第１のパッド材料と第２のパッド材料との間におけるこれらの組合せによって、８５９ａなどの第２の多孔性パッド層を保持または互いにかみ合うように、接着層として作用することができる。ベース８００ａを覆う接着多孔性パッド材料８５６ａは、スルーホール８５０ａを覆い、一方、ベース表面８０２ａに結合した後、多孔性を維持することが好ましい。この多孔性により、８０２ａによって示されるように、流体が、コア８７２ａからホール８５０ａを経て外部パッド層８５９ａに流れることが可能になる。随意選択の実施形態では、多孔性パッド材料は、ベース表面８０２ａを覆う接着および互いにかみ合うモノリシック多孔性パッド材料８５６ａを形成するように、スルーチャネル８５０ａ（図示せず）の１つまたは複数の一部を充填することが可能である。外表面８２０ａを覆う多孔性パッド材料層８５６ａは、第２の多孔性パッド層８５９ａより薄いことが好ましく、突出部を有する、または突出部を有さないことが可能である。層８５６ａの外表面は、第２の成型プロセスによって、または層８５６ａにわたって第２の予備成形された多孔性パッド材料または洗浄ブラシをスライドさせることによって、突出部を有して示されている多孔性パッド材料８５９ａの第２の層で覆われることが可能である。第２の多孔性パッド材料は、流体８０２ａによって処理される基板に流体をより良好に分配するために、交換可能スリーブとすることが可能であり、または、多孔性材料層８５６ａとは異なる流体コンダクタンスを有することが可能である。
【００４７】
図８Ｂには、ベーススルーチャネルを充填する接着多孔性層を有する一実施形態の概略図が示されている。ベース８００ｂは、充填されたスルーチャネル８５０ｂ、および互いにかみ合うモノリシック多孔性パッド材料８５６ｂで覆われた外側表面８２０ｂを有する。外側表面８２０ｂを覆う多孔性パッド材料層８５６ｂは薄く、突出部を有さない。層８５６ｂの外表面は、第２の成型または鋳造プロセスによって、あるいは層８５６ｂにわたって第２の予備成形された多孔性パッド材料または洗浄ブラシをスライドさせることによって、突出部を有して示されている多孔性パッド材料８５９ｂの第２の層で覆われることが可能である。第２の多孔性パッド材料は、流体８０２ｂによって処理される基板に流体をより良好に分配するために、交換可能スリーブとすることが可能であり、または、多孔性材料層８５６ｂとは異なる流体コンダクタンスを有することが可能である。第２の多孔性パッド材料８５９ｂは、第１の多孔性パッド材料８５６ｂと同じ組成または異なる組成を有することが可能である。
【００４８】
本発明のデバイスは、図９に示されるように、基板９１０の１つまたは複数の表面から材料を除去するために使用されることが可能である。この非限定的な図では、デバイスは、上部基板表面９１２上のブラシローラ９２０、および下部基板表面９１４より下のブラシローラ９３０として断面が示されている。ブラシ９２０は、図７において詳述されたブラシと同様であり、穴開きロッド９９２から、または洗浄器具（図示せず）から流体導管に接続されたベースに添付された流体フィッティングから、加圧流体９０２を受け取ることが可能である。流体９０２は、穴開きロッド９９２を囲む多孔性パッド材料層９５８、および多孔性パッド材料で充填されたスルーチャネル９５０を通って流れる。流体は、図では多孔性パッド層９５６の突出部を経て基板に送られ、多孔性パッド層９５６は、回転する際に、基板から粒子および材料も除去する。ベースに取り付けられた穴開きロッド９９４または流体フィッティングが、図７に示されるものと同様であるブラシ９３０に流体９０３を送る。流体９０３は、穴開きロッド９９３を囲む多孔性パッド材料層９５８、および多孔性パッド材料で充填されたスルーチャネル９５０を通って流れる。流体は、図では多孔性パッド層９５６の突出部を経て基板に送られ、多孔性パッド層９５６は、回転する際に、基板の下部から粒子およびまたは材料も除去する。
【００４９】
図１０Ａは、突出部を有し、かつ内表面１０８０を有する第２の多孔性ブラシパッド１０５９の断面を示す。図１０Ｂは、中空管ハウジングベース１０００の直径に沿った断面を示し、コア１０７２および中空スルーチャネル１０５０は、モノリシック構造の多孔性材料１０５８で充填される。ハウジングベースは、内表面１０９０および外表面１０２０を有する。内表面１０９０は、多孔性パッド材料の層を有する、または有さないことが可能である。ベースの外表面１０２０は、外表面１０６２を有する第１の多孔性パッド材料層１０５８で覆われることが可能である。第１の多孔性パッド材料は、化学結合、機械結合、または互いにかみ合い、もしくはこれらの結合の組合せによって、多孔性層１０５８を鋳造、溶媒結合、または成型するによって、ベース表面１０２０に結合されることが可能である。図１０Ａの第２の多孔性ブラシパッド１０５９の内表面１０８０は、図１０Ｃに示される複合ブラシデバイス１００２を形成するように、第１の多孔性パッド層１０５８の外表面１０６２にわたって鋳造、成型、またはスライドされることが可能である。第２の多孔性ブラシパッド１０５９は、第１の多孔性パッド層１０５８上に鋳造され、化学結合、機械結合、またはこれらの組合せで、第１の多孔性層に結合されることが好ましい。随意選択で、多孔性パッド層１０５８は、スルーチャネル１０５０（図示せず）と互いにかみ合わない。第１の多孔性パッド材料および第２の多孔性パッド材料は、単一層とすることが可能であり、同じ材料から形成されることが好ましい。
【００５０】
図１１Ａは、突出部を有し、かつ内表面１１８０を有する第２の多孔性ブラシパッド１１５９の断面を示す。図１１Ｂは、多孔性パッド材料１１５２で充填された１つまたは複数の中空スルーチャネルを含む、中空管ハウジングベース１１００の直径に沿った断面を示す。図１１Ｃは、図１１Ａおよび図１１Ｂの構成要素によって形成されるブラシを示す。デバイス１１０２は、ベース１１１０とモノリシック構造を形成するように、チャネル１１５０を充填して互いにかみ合う多孔性パッド材料１１５８を有する。第２の多孔性ブラシパッド１１５９が、ベース１１００を覆い、多孔性パッド材料で充填されたチャネルと接触する。
【００５１】
ハウジングベースの表面上に多孔性パッド材料を保持する１つの方法は、ハウジングの表面の表面において凹みチャネル、ポスト、または中空体を形成するものである。凹み穴、ポスト、またはチャネルは、上部より底部においてより大きい開口を有することが好ましい。図１２では、ベース１２００は、例示的な凹みチャネル１２３２および１２３４を有する。上部表面部分１２３６および１２３８は、凹みチャネル１２３４が中に切断されたベース外表面の一部である。ベース１２００上に鋳造された多孔性ベース材料１２５６は、多孔性パッド材料をベース１２００と互いにかみ合わせるために、ベースの表面１２２０まで下方に表面凹み部の少なくとも一部を充填する。これは、使用中に多孔性パッド材料１２５６がベース表面から上昇するのを防止し、ベース１２００の表面または回転軸に沿って、突出部またはノード１２５４の高さおよび位置を維持するのを補助する。ベース１２００は、機械駆動フィッティング（図示せず）に接続されることも可能である。ブラシとして使用される際、図１２の実施形態は、当業者には知られているように、外部噴霧器によって、処理される基板上に分与された化学物質または他の流体を有することが可能である。１２３４および１２３２と同様のチャネルが、ベースの内表面および外表面を流体接続する、スルーホールおよび多孔性パッド材料を有して、ベースにおいて形成されることが可能である。
【００５２】
図１３は、本発明の回転可能ベース上に成型されたブラシの断面の写真である。図１３は、例示的なスルーチャネル１３８０、ならびに多孔性パッド材料で充填された、または覆われたベースの内表面１３９０および外表面１３２０を有する、中空円筒ハウジングベース１３００の全長に沿った断面を示す。１３８０によって示されるスルーチャネルが、ベース表面１３２０および１３９０上に多孔性パッド材料の層１３５６および１３５８をも形成する多孔性材料１３５２で型において充填されて示されている。多孔性パッド材料は、ベース１３００のスルーチャネル１３８０と互いにかみ合う。ノード突出部１３５４が、多孔層１３５６を覆って示されている。材料１３５２、１３５４、１３５６、および１３５８は、すべて同じであり、連続的なモノリシック構造を形成する。例示的なチャネル１３５２を充填する多孔性ベース材料は、１３６５および１３５８と互いにかみ合い、特に高回転レートにおいて使用中に、多孔性パッド材料１３５６および１３５４がベース表面から上昇するのを防止するように作用する。互いのかみ合いは、ベース表面またはその軸に沿って、突出部またはノード１３５４の高さおよび位置を維持するようにも作用し、ノード１３５４と基板表面とのより一様な接触を提供する。流体フィッティング１３１４および洗浄機械器具エンドキャップ１３１２が、ベース１３００に接続されて示されている。ベース内の多孔性パッド材料層１３５８は、パッドの内表面１３６２とベースの内部ベース表面１３９０との間において測定された厚さを有する。多孔性パッド層１３５４、１３５６、および１３５８の厚さは、型の形状および寸法を変化させることによって変更されることが可能である。円筒ブラシとして使用される際、加圧流体源が、流体入口フィッティング１３１４に接続される。流体は、流体フィッティングのデバイススルー入口１３６０に流れ込み、ベース１３００の内表面１３９０によって画定されるコア１３７２に流れ込む。流体は、多孔性パッド層１３５８を経て、多孔性材料１３５２で充填された１３５０などの流れチャネルを流れ出て、次いで、多孔性パッド層１３５６およびノード１３５４に分配される。
【００５３】
図１４は、本発明の回転可能ベース上に成型されるブラシを作製するために使用されることが可能である型を示す。型は、エンドキャップ１４０１を含み、Ｏリング１４０６が、エンドキャップ１４０１を型スリーブ１４０２に封止する。型スリーブ１４０２は、多孔性パッドにおいて突出部または凹み部を作るために使用され、かつ型スリーブ１４０２を充填する非重合多孔性パッドモノマーおよび触媒を、スルーチャネルで示されるコアアセンブリ１４０４において保持するために、シュリンクラップ膜１４０３によって囲まれることが可能である。上部フィラーキャップ１４０７が、型スリーブの上部を封止して、コアの中心内において型のコア１４０５を保持するために使用される。有刺流体フィッティング１４０８が、上部フィラーキャップ１４０７に提供される。
【００５４】
図１５Ａは、本発明の一実施形態を示し、随意選択の突出部１５２４を有する鋳造または成型された多孔性パッド層１５２０が、多孔性接着層１５１４によって回転可能ベース１５０５と互いにかみ合わされる。回転可能ベースは、流体入口から流体１５０４が流れるための複数のチャネル１５１０、およびベース１５０６に結合された回転シャフト１５０２を有することが可能である。流体１５０４は、多孔性接着層１５１４を通り、随意選択の突出部を有する多孔性パッド１５２０を通って流れることが可能である。図１５Ｂは、本発明の一実施形態を示し、随意選択の突出部１５６０を有する鋳造または成型された多孔性パッド１５５８が、多孔性接着層１５５４を経て非多孔性基板１５５０と互いにかみ合わされる。非多孔性基板は、洗浄器具または研磨器具から回転真空チャックに結合されることが可能である。
【００５５】
図１６は、成型された表面突出部１６１２を有する多孔性パッド１６１０を含む、本発明の材料除去パッドの図である。多孔性パッド１６１０は、回転可能コアのチャネル内に成型され、デバイスを回転させるための器具上の回転可能シャフトまたは固定具に接続されるように、コアに取り付けられた交換可能な流体入口フィッティング１６２０および器具駆動取付けフィッティング１６００を有する。
【００５６】
図１７は、デバイスを回転させるための器具上の回転可能シャフトまたは固定具に接続されるように、コアに取り付けられた交換可能な流体フィッティング１７２０、およびコアに取り付けられた器具駆動取付けフィッティング１７００を有する直径１７３０のコア１７１０の図である。コアは、コアまたはベース１７１０を通るチャネル１７６０を有して示されている。チャネルは、パッド材料をベース１７１０と互いにかみ合わせるために、鋳造からの多孔性パッド材料で充填される。チャネル１７４０の長さ、互いの間隔１７２４、および高さ１７５０は、チャネルの多孔性パッド材料を通る流体の望ましい流量およびの分布に応じて変更されることが可能である。
【００５７】
図１８は、外径１８３０を有する回転可能コア１８３４のチャネル（図示せず）内に成型された多孔性パッド１８２４を含む、本発明の材料除去パッドの断面を図である。多孔性パッド上の突出部１８４４は、直径１８４０、およびパッド１８２０の表面から高さ１８００を有する。パッド１８１０の外径は、突出部１８４４の外側から測定される。
【００５８】
図１９Ａは、交換可能の流体フィッティング１９１０および器具駆動取付けフィッティング１９３０を有するチャネル１９２４を含む、組み立てられていない剥き出しのベースコア１９２０の図である。チャネル１９２４は、それをベース１９２０と互いにかみ合わせるために、多孔性パッド材料で充填されることが好ましい。図１９Ｂは、コアの内部に挿入され、かつ１９４０の最終組立て長さを有する、流体フィッティングおよび器具取付けフィッティングの図である。フィッティング１９１０および１９３０が、コアの内部に挿入されて示されているが、本発明のこの実施形態および他の実施形態の同様のフィッティングは、コアの外表面上に取り付けられるように、当業者によって適合することができる。図１９Ｃは、図１９Ｂの詳細Ａであり、コア１９２０と流体フィッティング１９１０との間に形成される接合部を示す。流体フィッティングおよび機械駆動フィッティングは、溶媒結合、超音波溶接、放射加熱を含むが、これらに限定されない方法によって、またはフィッティングの外側表面１９５０およびコアの内表面１９６０上の機械加工されたネジ山によって、コアに取り付けられ、組み合わされ、または固定されることが可能である。
【００５９】
図２０は、図１９Ａの流体フィッティング１９１０の詳細図である。フィッティング２０１０は、流体が材料除去器具から図１９のコア１９２０の中に流れるための部品を通って延びる導管２０４０を有する。内径２０８０は、器具から流体導管を受けるために使用されることが可能である。フィッティング２０１０は、流体導管をフィッティング２０１０で保持するために、Ｏリングまたは圧縮フィッティング（図示せず）を有することが可能である。開口２０６０、２０８０、および２０４０のサイズおよび構成は、変更されることが可能であり、流体フィッティングを作製する当業者には知られているように、本記述によって限定されることはない。本発明の１つの利点は、任意の研磨、スクラブ、もしくは洗浄機械と共に使用される、様々な流体源、導管、およびまたは保持機構にコアを適合させるように、コア上に鋳造された多孔性パッドが、広範な種類のフィッティング２０１０に適応されることが可能であることである。
【００６０】
図２１Ａは、図１９Ａのコア１９２０の外部の詳細図である。図２１Ａでは、コアまたはベースハウジング２１２０は、ハウジング２１２０に沿って互いに分離されている２１０８、コアを通るいくつかのスリットまたは楕円形チャネル２１２４を含む。スリットは、多孔性パッド材料で充填される。スリットの幅２１１６は、分離２１０８が非限定的に変更されることが可能であるように、変更されることが可能である。図２１Ｂは、コア２１２０の断面図であり、その直径２１０４は、器具の適用および要件に応じて変更されることが可能である。図は、ベース２１２０、内表面２１５４、および外表面２１５０を示し、多孔性パッド材料は、外表面および内表面の両方に接触することが可能である。スリットの長さ２１３６も、多孔性パッド材料で充填された後に、より多くの流体がチャネルを通って流れることを可能にするように、変更されることが可能である。コアの下部にあるスリットの１つが、断面２１２６において示されており、多孔性パッドをベース２１２０と互いにかみ合わせるために、完成デバイスにおいて多孔性パッド材料で充填されることが好ましい。コアの内表面は、流体フィッティングおよび器具フィッティングのための１つまたは複数のステップまたはストップを含むように、機械加工または成型されることが可能である。２つのステップ２１２０および２１２８の内径は、例示のためにのみ示されている。ステップの深さ２１４４および２１４０も、例示のためにのみ示されている。
【００６１】
図２２は、図１９Ａのコアの断面であり、変更されることが可能である角度２２００だけ、コアを経て多孔性パッド材料と相互にかみ合うためのチャネル２２０２および２２０４の配置を示す。コアの壁の厚さ２１１０は、コア材料の強度、コアによって保持される流体の望ましい容積、およびスリットにわたる流体圧力降下などであるが、これらに限定されない考慮事項に応じて変更されることが可能である。コアの内側のステップ２１２０および２１３０も、コアの壁の厚さ２１１０を選択することによって、直径を変更することが可能である。
【００６２】
図２３は、図１９Ａの器具駆動取付けフィッティング１９３０の図である。器具取付けフィッティング２３１６は、凹み部２３２０、および器具の回転要素に組み合わせられる角度によって画定される随意選択の側壁テーパ２３３０を有する、キー開口２３３６を有する。要素（図示せず）は、コアに結合または固定されたフィッティング２３１６に接続され、コアおよび多孔性パッドを回転させる。キー開口２３３６のサイズおよび構成は、変更されることが可能であり、作製の当業者には知られているように、本記述によって限定されることはない。本発明の１つの利点は、コア上に鋳造された多孔性パッドが、コアを任意の基板コーティング機械の回転固定具またはスピンドル、あるいは任意の研磨、スクラブ、または洗浄機械の回転固定具またはスピンドルに適合させるように、広範な種類のフィッティング２３１６に適応することが可能であることである。
【００６３】
本発明の流体フィッティングおよび器具取付けフィッティングの両方とも、対向表面をガスケットまたはＯリングに組み合わせることによって、ゼロ間隙フィッティングについて構成されることが可能である。
【００６４】
図２４は、コアを経てパッドをチャネル２４２４と互いにかみ合わせるために成型された多孔性パッド（図示せず）を支持するための、組み立てられていないコア２４００の他の例の図である。チャネルは、パッド材料をベース２４００と互いにかみ合わせるために、多孔性パッド材料で充填されることが可能である。コアは、交換可能な流体受取りフィッティング２４１４の縮小端部２４１０が挿入される端部２４２０、および器具駆動取付けフィッティング２４３４の縮小端部２４３０が挿入される端部２４４０を有する。流体フィッティング２４１４および機械駆動フィッティング２４３４は、溶媒結合、超音波溶接、放射結合を含むが、これらに限定されない方法によって、またはフィッティングの外表面およびコアの内表面の上の機械加工されたネジ山によって、コア２４００に取り付けられ、組み合わされ、または固定されることが可能である。
【００６５】
図２５は、図２４の流体フィッティング２４１４の詳細図である。流体フィッティング２５１０は、材料除去器具の流体源から、図２４のコア２４００内に流体が流れるための部品２５１０を経て延びる導管２５００を有する。内径２５２０は、器具から流体導管を受けるために使用されることが可能である。フィッティング２５１０は、例えば、フィッティング２５１０で流体導管を保持するためのＯリングまたは圧縮フィッティング（図示せず）を有することも可能であるが、これに限定されるものではない。開口２５００および２５２０のサイズおよび構成は、変更されることが可能であり、流体フィッティングを作製する当業者には知られているように、本記述によって限定されることはない。本発明の１つの利点は、任意の研磨、スクラブ、もしくは洗浄機械と共に使用される、流体源、導管、およびまたは保持機構にコアを適合させるように、図２４のコア２４００の上に鋳造された多孔性パッドが、広範な種類のフィッティング２４１０に適応されることが可能であることである。流体フィッティングは、テーパ端部２４１４を有し、その直径２５２４により、テーパ端部は、コア２４００に挿入されて結合されることが可能になる。フィッティング２５１０上部のサイズ２５３４およびテーパ端部のサイズ２５５０は、組立てデバイスが設計される任意の器具の長さおよび高さの要件に関して変更されることが可能である。
【００６６】
図２６は、図２４の器具取付けフィッティング２４３４の詳細図である。器具駆動取付けフィッティング２６００は、器具の回転要素または固定具に組み合わせるための、凹み深さ２６３４を有する１つまたは複数のキー開口２６２０、および凹み深さ２６３０を有する開口２６１０を有する。キー開口は、駆動取付けフィッティング２６００の回りに角度２６２４で、かつ中心２６０４からずれて配置されることが可能である。器具の回転要素（図示せず）は、コアに結合または固定されたフィッティング２６００に接続され、コアおよび多孔性パッドを回転させる。フィッティング２６００は、直径２６３８を有する端部においてコアの内部に挿入され、結合、ねじ込み封止、または他の封止技術によって、ベース２４００の内部に固定される。フィッティングの低減された直径部分２６３８は、長さ２６４０を有する。これらの寸法は、器具およびパッドの全体的なサイズ要件、ならびに必要とされる封止の強度に応じて、変更されることが可能である。キー開口２６２０および２６１０のサイズおよび構成は、作製の当業者には知られているように、変更されることが可能であり、本記述によって限定されることはない。本発明の１つの利点は、コアを任意のコーティング、研磨、スクラブ、または洗浄機械の回転固定具に適合させるように、コア上に鋳造された多孔性パッドが、広範な種類のフィッティング２６００に適応することが可能であることである。
【００６７】
本発明の実施形態は、ウェハ基板を洗浄するために、自動ウェハ洗浄部においてブラシとして使用されることが可能である。いくつかの実施形態では、単一サイズの回転可能ベースからのブラシは、ベースの端部にあるフィッティングの交換によって、ウェハ基板を洗浄するように、いくつかの異なる自動ウェハ洗浄部において使用することができる。洗浄部は、洗浄制御装置部によって自動的に制御されることが可能である。ウェハ、フラットパネルディスプレイ、光学デバイス、およびハードディスクなどであるが、これらに限定されない他の基板を、不適当な実験をせずに、当業者には知られている基板取扱い機器および化学物質について修正して、同様の部所を使用して洗浄または研磨されることができる。ウェハ洗浄部は、送り器部、洗浄ステージ、スピン濯ぎおよび乾燥（ＳＲＤ）部、ならびに受け器部を含むことが可能である。洗浄プロセスにおいて、半導体ウェハが、送り器中に当初配置されることが可能である。次いで、送り器部は、ウェハ（１度に１つ）を洗浄ステージに送る。洗浄ステージは、第１の洗浄ステージおよび第２の洗浄ステージに分割されることが可能であるが、単一の洗浄ステージを有することも機能する。洗浄ステージを通過した後、ウェハは、洗浄流体およびあらゆる汚染物質を除去するために、出口噴霧器を通過する。ＳＲＤ部は、ウェハを乾燥させ、次いで、ウェハは、一時的な貯蔵のために受け器部に送達されることが可能である。
【００６８】
ブラシ取付けシステムが、ブラシが上に取り付けられている剛性ブラシコアまたはマンドレルを含む。マンドレルは、ブラシ取付けアセンブリ間に取り付けられる。１つのブラシ取付けアセンブリは、円筒スピンドルまたは他の回転固定具を有する従来のモータ駆動ブラシ取付けアセンブリとすることが可能である。ブラシ取付けアセンブリは、取付けプレートなどの取付け部材を介して、ウェハスクラブデバイスの壁に取り付けられることができる。軸受けが、取付けプレートに固定されることが可能であり、スピンドルは、軸受けに回転式に取り付けられる。剛性コアに接続されることができる他の取付けアセンブリの部分は、剛性コアによってその部分に伝達される回転運動を有し、モータ駆動されない取付けアセンブリを経てブラシに洗浄液体を供給する。
【００６９】
送り器部および受け器部の両方とも、いくつかのウェハを含むカセットを受けるように構成されることが好ましい。第１の洗浄ステージおよび第２の洗浄ステージは、非常に柔らかく多孔性である本発明の１セットのＰＶＡブラシを含むことが好ましい。これらのブラシは、器具に取り付けられたブラシであり、互いに水平に配置される。ブラシは、多孔性パッド材料をコアと互いにかみ合うモノリシック多孔性パッド材料で覆われたベースまたはブラシコアを含む。ブラシは、ブラシを回転させるためのシャフトの第１の端部に取り付けられることが可能である。回転ユニオンが、これらの回転シャフトの第２の端部に取り付けられる。回転シャフトは、内部に形成された中央空洞を有し、この中央空洞により、液体が回転ユニオンからシャフトを経て、ブラシベースの内部に流れ込むことが可能になる。シャフトは、ブラシが取り付けられる領域に穿孔を有し、この穿孔により、液体が、シャフトからブラシベースまたはコアの内表面に分配され、さらにコアのスルーチャネルを充填する多孔性パッド材料を経て、ブラシの表面に分配されることが可能になる。
【００７０】
単一ブラシが、単一基板表面の材料除去または洗浄に使用されることが可能である。代替として、１対のブラシが、ウェハまたは他の基板の上面および底面をそれぞれスクラブするために使用されることが可能である。通常、ウェハは、図９に示されるように、ブラシの表面がウェハの表面と接触している間に、ブラシが回転軸の回りに回転する間、特定の方向に回転する。ブラシは、ブラシコアまたはベース材料上に取り付けられる。ブラシコアは、一端において、器具から管または流体導管に接続される流体入口を有するように構成される。これにより、チュ−ビングは、望ましい流体をブラシベース内のコアに供給する。多孔性パッド材料で充填された複数の穴またはチャネルを有するブラシコアにより、コアに提供された流体は、多孔性パッドまたはブラシ材料を経てブラシコアを一様に出て、したがって望ましい流体をブラシまたはパッド表面に均一に供給することが可能になる。多孔性パッド材料で充填された複数のチャネルを有するベースは、多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせ、ブラシノードのウォーキングまたはねじれを防止または低減する。
【００７１】
ウェハは、水平方向または垂直方向においてスクラブされることが可能である。ブラシは、ウェハの両側が、ウェハの各側における等しく反対方向の圧力を使用して、一様にスクラブされるように、望ましい方向に回転するように構成される。垂直ウェハスクラブに関するさらなる情報について、参照によって本明細書に組み込まれる、「Ｗａｆｅｒ Ｃｌｅａｎｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」という名称の米国特許第５８７５５０７号を参照することが可能である。
【００７２】
本発明のベースハウジングは、円筒、管、またはマンドレルとすることが可能であり、代替として、ディスクまたは短縮円筒とすることが可能である。ハウジングベースは、回転対称軸を有することが好ましい。図４および図５Ａは、本発明において有用な回転可能ベースまたは固定具の非限定的な代替実施形態を示す。多孔性パッド材料で覆われ、多孔性パッド材料と互いにかみ合い、洗浄または研磨される基板と適切に接触することができる任意のベース形状が、本発明において使用されることが可能である。図１に示されるように、ベースは、内表面１９０および外表面１２０を有する。これらの表面は、ベースを成型およびコーティングする前に、油およびイオン汚染物質などの表面汚染物質を除去するために、洗浄されることが好ましい。
【００７３】
型が、滑らかなパッド表面、または図１０Ｂに示されるようなパッド表面、あるいは突出部を有する表面を鋳造するために使用されることが可能であり、突出部は、図６に示されるブリストルおよびノジュールを含むが、これらに限定されない様々な形状を有する。型は、型からパッドを外すのを補助するために、表面に加えられたポリテトラフルオロエチレンなどの過フッ化材料のコーティングを有することが可能である。型自体は、ポリテトラフルオロエチレンから作製されることが可能であり、あるいは、型は、１つまたは複数のセグメントに作製されることが可能である。ＴＨＦのパラフィンワックスなどの離型剤が、ベースの表面の部分に加えられることが可能であり、または、ベース材料は、成型前に化学的に処理されることが可能である。ベース上の型において形成された多孔性パッド材料は、型から取り外される。
【００７４】
ベースの内表面および外表面は、滑らか、ぎざぎざ、または粗いとすることが可能であり、平行または交差する浅い表面チャネルのハッチパターンが、多孔性パッド材料の接着性およびベースとの互いのかみ合いを向上させ、流体の分配を促進する。表面チャネルは、多孔性パッドを互いにかみ合わせるために、ノッチ付き正方形または半円などであるが、これらに限定されない様々な形状を有することが可能であり、ベース内表面およびベース外表面を相互接続する、または相互接続しないことが可能である。図１２は、多孔性パッド材料を基板に互いにかみ合わせるのに有用な表面チャネルの非限定的例を示し、この場合、チャネルは、回転可能ベースの内表面および外表面を相互接続しない。表面チャネルは、成型された多孔性パッド材料を保持し、それがチャネルの外部にベースから離れて引っ張られる、または引き延ばされることを防止する。そのような表面チャネルは、プラテンベースにわたって異なる半径で、管、らせんチャネル、または円形表面チャネルの軸に沿って様々な幾何学的形状の線形チャネルを含むことが可能であるが、これらに限定されない。表面チャネルの実際の形状または幾何学的形状は、変更することができ、共に排除されることが可能であることを理解されたい。ベースおよび表面チャネルは、図４に示されるように、ベースの内表面をベースの外表面に流体接続する、様々な穴、ポア、スルーチャネル、またはスリットを備えることも可能である。ベースは、ＣＭＰ洗浄プロセスまたはＣＭＰ材料除去プロセスにおいて有用なコポリマー、材料を含めて、任意の化学的に不活性のポリマー材料とすることが可能である。ベースは、ＣＰＶＣ、ＰＶＣ、ＰＶＤＦ、ＰＦＡ、およびＥＣＴＦＥなどであるが、これらに限定されない、塩素化ポリマーまたはハロゲン化ポリマーを含むことが好ましい。ベース材料は、それを剛性にし、かつ基板に接して回転および圧縮されている最中にその形状を維持するような厚さを有する。さらに、厚さは、挿入されたフィッティングに支持を提供するべきである。壁の厚さは、約１．３ｍｍ（約０．０５インチ）より厚いことが可能であり、約１．３ｍｍ（約０．０５インチ）から約１９ｍｍ（約０．７５インチ）を超える範囲にあることが好ましいが、その他も有用である可能性がある。一実施形態では、穴またはスルーチャネルは、ブラシの中心においてよりブラシの端部付近において互いに接近して形成される。その結果、より多くの液体量が、中心よりブラシの端部に提供される。これは、ブラシの端部付近においてより大きい有効ウェハ表面積が洗浄されなければならない、ウェハ洗浄動作において特に有利である。
【００７５】
ベースの外表面を覆う多孔性パッドは、表面チャネル、ポア、穴、スルーチャネル、およびまたはスリットの１つまたは複数を充填し、多孔性パッド材料をベースハウジングと互いにかみ合う。多孔性パッドは、ベース上に鋳造される。この互いのかみ合いは、多孔性パッド表面上における突出部の位置合わせを維持し、基板との一貫した接触を提供する。ベースのチャネルを多孔性パッドと互いにかみ合わせることによって、ウォーキングまたはねじれによるパッドの移動は、低減または排除される。多孔性パッドは、チャネルの１つまたは複数を充填することによって、ベースのチャネルと互いにかみ合うことが可能である。ベースのチャネルまたは表面は、チャネル内に鋳造または成型された多孔性パッドが、回転中に多孔性パッドを引っ張る、またはねじることによって除去されることを、機械的および物理的に防止する形状を有することが好ましい。ブラシまたはパッドの多孔性の性質は、ブラシまたはパッド全体で流体を吸収して、一様に分配する。多孔性ブラシまたはパッドは、ブラシまたはパッド全体にわたる流れ、吸上げ、または毛細管作用によって、流体を吸収して基板に分配することができる。望ましい場合には、スルーチャネルが、不溶性固体でそれらを充填し、またはプラスチックプラグでそれらを詰め、次いで、成型後、プラグを除去することによって、成型プロセス中に多孔性パッド材料によって充填されずに残されることが可能である。
【００７６】
１つの好ましい実施形態では、ローラまたはブラシにおいて使用される円筒ベースのコアは、約１２．７ｍｍ（約０．５０インチ）から約１２７ｍｍ（約５インチ）の間の範囲の外径を有することが可能である。ディスク形ベースでは、直径は、約３０５ｍｍ（１２インチ）以上にわたることが可能である。内表面の一部を多孔性パッドまたはブラシ材料で覆うことによって、コアの実際の容積を低減することが可能である。ベースの内表面を覆う多孔性材料の層は、約１５ｍｍ未満とすることが可能である。
【００７７】
図２に示されるような２１４、およびやはり図２に示される２１２などであるが、これらに限定されないエンドキャップが、洗浄器具、流体の加圧源、器具からベースを回転させるための固定具、またはこれらの組合せに回転可能ベースを接続することを提供するために、ベースに接続されることが可能である。ベース自体と同様に、エンドキャップは、ハウジングに成型されることが可能であり、ベース材料のストック部品の中に機械加工されることが可能であり、または、別々に作製されて、ベースに結合されることが可能である。これらの非限定的な例は、本発明のベースハウジングが、材料除去機能を実施するために流体を受け取り、かつ回転させるための既存器具に接続または組み合わせられることが可能である様々な方式を示す。広範な種類の器具に接続される様々なフィッティングが、ベースに結合されることが可能である。エンドキャップまたは他のフィッティングは、コアに取り付けられまたは組み合わせられることが可能である。そのようなフィッティングは、流体フィッティング１９１０および２４１４、ならびに図１９Ａおよび図２４にそれぞれ示される非限定的例によって示される機械駆動フィッティング１９３０および２４３４を含むが、これらに限定されるものではない。エンドキャップは、別々に作製されて、化学、放射、または超音波の結合技術を使用して、ベースに結合されることが可能である。これらの非限定的な例は、本発明のベースハウジングが、材料除去機能を実施するために、流体を受け取り、ベースと互いにかみ合わせられた多孔性パッド材料で覆われたベースを回転させるための既存器具に、接続または組み合わされることが可能である様々な方式を示す。広範な種類の器具に接続される様々なフィッティングが、ベースに結合されることが可能である。
【００７８】
ボア内の容積が迅速に充填されるので、ボアは、迅速に加圧され、流体は、多孔性パッド材料で充填された複数のスルーチャネルまたは穴を経て迅速に流れ出て、コアを覆う多孔性パッド材料の表面に流れる用意が整っている。複数の穴またはスルーチャネルは、約０．１３ｍｍ（約０．００５インチ）から約１２．７ｍｍ（約０．５０インチ）にわたる直径を有することが可能である。ミクロンサイズの穴を有するセラミックまたはポリマー構造の多孔性焼結管ストックも、ベースとして使用されることが可能である。異なる直径のスルーホールの組合せが使用されて、マンドレルまたはベースにわたって分配されることが可能である。より大きな直径の穴または表面積のスルーチャネルが、より広い面積にわたってコアから多孔性パッド表面に流体を分配して、ブラシを覆う多孔性パッドの全長にわたって流体のより一様な分配をもたらすことができる。ベース内の穴またはスリットの数を変化させることは、ベースを通る流体流のための表面積を増加させることにも使用されることができる。
【００７９】
本発明のデバイスにおけるベースと多孔性パッドとの互いのかみ合いは、流体で基板をコーティングするのに使用するために、または、例えば半導体ウェハ、ハードドライブディスク、フラットパネルディスプレイなど、任意の数の基板タイプから材料を除去するために、修正されることができる。さらに、ブラシコアまたはブラシベースは、例えば１００ｍｍウェハ、２００ｍｍウェハ、３００ｍｍウェハ、より大きいウェハ、小さいハードディスクなど、任意のサイズの基板スクラブおよび材料除去応用について、長さまたは直径を修正することができる。３００ｍｍの直径または大きなウェハでは、回転可能ベースの長さは、約２５ｃｍより長いことが可能である。また、例えば、ＤＩウェハ、アンモニアを含有する化学物質混合物、ＨＦを含有する化学混合物、表面活性剤を含有する化学物質混合物、および多くの他の変形など、任意の数の流体を、ブラシまたはパッドを経て送ることができることにも留意されたい。
【００８０】
複数の表面チャネルまたはスルーチャネルは、ベースにおいて形成される。チャネルは、流体を多孔性パッド材料の外表面に分配するために、対称または非対称パターンで、ベースの中心点からベースの外縁まで配置されることができる。チャネルは、ベースにわたって同じサイズまたは異なるサイズとすることが可能である。チャネルは、ベースの中心よりベースの外縁により多くの容積の流体が送られるように、ベースにわたって配置されることが可能であることが好ましい。パッド材料のポア内の流体は、前記ベースの内表面を経て前記ベースのチャネルの多孔性材料と流体連絡する加圧流体源からとすることが可能である。
【００８１】
流体を送ることは、特定の圧力でブラシまたはパッドコアに供給される流体が、外部ブラシまたはパッド表面に放出されることを可能にする複数の穴を有する、ブラシまたはパッドコアを実施することによって達成される。使用中、液体は、ベースの内部から、多孔性ベース材料で充填されたベースの１つまたは複数の穿孔あるいはスルーチャネルを通って流れる。穿孔の多孔性ベース材料を通って流れた後、流体は、ベースの外部を覆う多孔性パッド材料にわたって分配され、そこで、処理される基板と共に使用される。流体入口圧力の他に、ベースの内表面からハウジングへの液体の流れは、液体が通って流れなければならないベースの長手方向スリット、穴、またはポアの寸法を適切に選択することによって、制御されることができる。一般に、断面積を増大させると、特定のスリットまたは穴を流れる液体の流れが増大する。したがって、シャフトからブラシまたはパッドハウジングへの液体の流れは、分配装置のスルーホールの断面積を選択することによって容易に制御される。ベースの穿孔またはスルーチャネルの表面積の変化は、ベースの長さまたは直径に沿って行われることが可能である。これは、スルーチャネル１３０および１８０が異なるサイズである図１Ａに概略的に示され、これは、スルーホール４８４および４８０が異なるサイズであり、またスルーチャネル４５０とも異なる図４においても概略的に示されている。ベースの壁の厚さは、内表面から外表面への液体の流れも決定し、より厚いベースが、より厚いベースより少ない流れを可能にする。最後に、多孔性ベース材料の多孔性および表面エネルギーは、流体のコンダクタンスに寄与する。流体などのより高い多孔度および表面エネルギーが、流体の流れを増大させ、表面の湿れを維持するために好ましい。
【００８２】
図１２に示されるように、基板から材料、粒子、または汚染物質を除去するためのデバイスは、多孔性パッド材料を支持するための回転可能ベースを含む。ベースは、内表面および外表面を含み、また、多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせるための複数のチャネルをベースに含む。多孔性パッド材料は、ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、基板から材料を除去するために使用される。多孔性パッド材料は、ベースのチャネルの１つまたは複数を充填し、多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせる。図２に示されるように、チャネルは、ベースの内表面を外表面と流体接続する。ベースのスルーチャネル２５０は、ベースの内表面から多孔性パッド材料を経てベースの外表面に流体を分配し、また、多孔性ベース材料をベースと互いにかみ合わせる。スルーチャネルは、多孔性材料を保持または接着してかつ互いにかみ合わせるのを補助するために、ノッチが形成され、溝が形成され、または粗くされることが可能である。多孔性パッド材料は、材料を基板から除去するために、ベースの外表面の少なくとも一部を覆うことも好ましい。材料、粒子、または汚染物質を基板から除去するための図１６のデバイスは、多孔性パッド材料を支持するための回転可能ベースを含む。ベースは、内表面および外表面を含み、また、多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせるための複数のチャネルをベースに含む。多孔性パッド材料は、ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、材料を基板から除去するために使用される。多孔性パッド材料は、ベースのチャネルの１つまたは複数を充填し、多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせる。図２１Ｂに示されるように、チャネル２１２６は、ベースの内表面を外表面に流体接続する。ベースのスルーチャネル２１２６は、ベースの内表面から多孔性パッド材料（図示せず）を経てベースの外表面に流体を分配する。スルーチャネルは、多孔性材料を保持または接着するのを補助するために、ノッチが形成され、溝が形成され、または粗くされることが可能である。多孔性パッド材料は、材料を基板から除去するために、ベースの外表面の少なくとも一部を覆うことも好ましい。
【００８３】
多孔性パッド材料は、ローラの形状でベースを覆うことが可能であり、多孔性パッド材料を支持するために使用される円筒の側壁の外表面の少なくとも一部が覆われる。代替として、多孔性パッド材料は、図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、パッドまたはディスクの形状のベースとすることが可能であり、多孔性パッド材料は、円筒のエンドキャップの外表面の少なくとも一部を覆い、回転可能ベースは、ベースの中心への機械駆動および流体流れの両方について使用される単一フィッティングに取り付けられる。
【００８４】
多孔性パッド材料は、ベースの外表面の少なくとも一部を覆う。多孔性パッド材料は、化学結合、機械結合、またはこれらの結合の組合せによって接着層を形成するように、回転可能ベースの１つまたは複数の表面に結合されることが可能である。回転可能ベースハウジング表面で接着層を形成した後、多孔性パッド材料により、流体が多孔性パッド材料を通って流れることが可能になる。多孔性パッド材料のその後の層が、ベースに結合された第１の多孔性パッド材料上に成型または鋳造されることが可能である。追加の多孔性パッド材料は、化学的に、機械的に、またはこの両方の組合せを使用して、第１の多孔性層に結合されることが可能であり、一方、ベースの流れチャネルから受け取った流体からの流体の流れに多孔性を維持する。随意選択で、多孔性パッド材料は、ベースの流体流れチャネルの１つまたは複数を充填することが可能である。
【００８５】
多孔性パッド材料は、ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、多孔性パッド材料は、ベースのスルーチャネルの１つまたは複数を充填する。スルーチャネルを充填し、かつベース表面を覆う多孔性パッド材料は、多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせるモノリシック構造の中に連続的に形成されることが好ましい。多孔性パッド材料は、スルーチャネルまたはベースを充填し、多孔性ベース材料の連続して形成されたモノリシック構造で、ベースの外表面および内表面の両方を覆うことがより好ましい。ベースまたはハウジングの外表面を覆う多孔性ベース材料は、約１ｍｍより厚い厚さ、より好ましくは約１ｍｍから約２０ｍｍの厚さを有することが可能である。
【００８６】
本発明のデバイスは、加圧されることが可能である多孔性パッド材料に流体を含むこともできる。流体は、水、および水酸化アンモニウムまたはフッ化水素酸などであるが、これらに限定されない水溶性化学物質を含むことが可能である。加圧流体源は、ベースの内表面およびコアを経て、デバイスベースのチャネルにおいて多孔性材料と流体連絡する。
【００８７】
ベースを覆う多孔性パッド材料は、基板から粒子または材料を除去するために、または基板にわたって流体を分配するために、表面突出部または凹み部を含むことが好ましい。突出部を有する多孔性パッド材料は、ベースのチャネルの１つまたは複数を充填し、多孔性パッド材料をベースと互いにかみ合わせる。ベースのチャネルは、多孔性パッド材料の表面上の突出部の位置合わせ、高さ、およびまたは分布を維持する。チャネルは、ベースの内表面を外表面に流体接続することが好ましい。ベースのスルーチャネルは、ベースの内表面から、多孔性パッド材料を経てベースの外表面に流体を分配する。
【００８８】
本発明のローラおよびパッドデバイスは、非重合スポンジモノマーおよびモノマーを重合させるための触媒の組合せを、型に注入することを含む作用によって作製されることが可能である。型は、多孔性パッド材料をハウジングと互いにかみ合わせるために、多孔性パッド材料で充填される予備成形チャネルを有するハウジングまたはベースを含む。型における非重合スポンジモノマーおよび触媒の組合せは、硬化され、ハウジングのチャネルを充填する多孔性パッド材料を有するハウジングは、型から外される。最終製品は、ベース上に鋳造されるブラシまたはパッドである。型は、ハウジングを覆う多孔性パッド材料の表面組織を形成するための外部型をも含むことが好ましい。外部型は、外部多孔性パッド材料の形状、高さ、および厚さを制御するために使用される。突出部は、正方形または矩形の円筒とすることが可能であるが、これらに限定されるものではない。突出部またはノードの高さは、約５ｃｍ未満とすることが可能であり、直径は、約２ｃｍ未満とすることが可能である。連続する表面突出部は、ブラシまたはパッドと同様の長さ、および約２ｃｍ以下の幅で形成されることも可能である。型は、ハウジングの内表面をコーティングする多孔性パッド材料の内部層の厚さを制御するための内部型を含むことがより好ましい。
【００８９】
ベースと互いにかみ合わされた多孔性パッド材料は、ポリビニルアルコールを含み、ハウジングは、ポリ塩化ビニルを含むことが好ましい。本発明の多孔性パッド材料は、カルシウムおよび鉄などの金属イオンならびに塩化物イオンなどの有害な不純物の百万分の一未満を含むことが好ましい。多孔性ポリマーパッド部材には、サイズが１ミクロンより大きい、またはサイズが約０．５ミクロンより大きい、あるいはサイズが約０．１ミクロンより大きい、多孔性ポリマー部材のゆるい部分（例えば、無架橋など）がほぼない。
【００９０】
図３Ｂおよび図５Ｂに示されるように、デバイスは、応用に応じて、サイズおよび形状を変更することができる。一実施形態によれば、デバイスは、表面上に突出部を有するブラシローラ、または滑らかな表面を有するブラシローラとして成形することができる。これらのブラシローラは、特定の洗浄応用、または半導体ウェハ、ハードディスク、および他の基板などのデバイスからの材料除去を満たす形状およびサイズを有する。デバイスは、ディスク、パックブラシ、およびプラグの形態とすることもできる。
【００９１】
本発明のブラシ上の鋳造は、固く、多孔性で、弾性的であり、ある磨耗耐性を有する適切な材料を使用して作製されることが可能である。ほとんどの実施形態において、デバイスの主な未加工開始材料は、ポリビニルアルコールであるが、その他とすることもできる。単なる例として、ポリビニルアルコールが、ポリビニルアセタール多孔性弾性材料を形成するために使用される。多孔性材料は、洗浄度、ポア形成剤またはプロセスのタイプ、ポリビニルアルコールをポリビニルアセタールに変換するために使用されるアルデヒドのタイプ、および他の要因に応じて、特性が異なる。ＰＶＡスポンジ材料は、ポリビニルアセテートホモポリマーまたは重量で２５％未満のコポリマーを含むポリビニルアセテートから生成されたポリビニルアルコールの水溶液と混合された、あるいは固体の重量で１０％を超えない程度に水溶性ポリマーと混合された、酸触媒およびアルデヒドから準備されることが可能であることが好ましい。多孔性材料の特性に影響を与える他の要因には、反応物質の相対的比率、反応温度および時間、ならびに製造プロセスの一般的な条件および開始材料もある。製造プロセスの洗浄度も、これらのデバイスの製造において重要である。
【００９２】
外部ブラシまたはパッドの表面は、基板の繊細な表面との直接接触により、スクラッチまたは他の損傷を生じないように、非常に多孔性で柔軟な材料から作製される。外部ブラシ表面は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フォームを含む材料で作製されることが好ましい。しかし、ナイロン、ポリウレタン、またはポリウレタンおよびＰＶＡの組合せ、またはベースのチャネルと互いにかみ合い、かつ基板表面をスクラッチせず、プロセスに適切な材料除去を提供する他のコポリマー他の成型可能材料が、使用されることが可能であるが、これらに限定されない。これらの材料は、参照によってその内容が完全に本明細書に組み込まれる、米国特許第４０８３９０６号、シンドラ（ポリエチレングリコール−ポリアクリルアミド）、米国特許第５３１１６３４号、アンドロス、ニコラス（表面活性剤エアフォームシステムおよびコアキャスト）、米国特許第５５５４６５９号、ローゼンブラット、ソロモン（表面活性剤エアフォーム）、米国特許第２６０９３４７号、ウィルソン、クリストファー（早期表面活性剤フォームシステム）、および米国特許第３６６３４７０号、ニシムラら（早期スターチベーススポンジ）に含まれる。
【００９３】
組織化されたブラシまたはパッドをコア上に成型することにより、新しく鋳造されたブラシをマンドレルから除去して、このプロセス中に損傷されるある程度のブラシの損失を低減する必要性が排除される。余分な試薬および遊走粒子をスポンジから除去するために、コア上のスポンジを洗浄することは、洗浄サイクル中に改善されるが、その理由は、スポンジがより積極的に撹拌されるからである。
【００９４】
本発明のブラシおよびパッドの洗浄効果および材料除去効率は、多孔性パッド材料の多孔度およびポアサイズにも応じる可能性がある。多孔性パッド材料は、パッド材料に柔軟性を提供するはずであるが、パッド材料が強度を失うような過度に大きな多孔度は有さない。多孔度は、約８５％より大きくすることができる。多孔度が、ポリビニルアセタール多孔性弾性材料について８５％未満であるデバイスでは、パッドは、不十分な柔軟性を有する可能性がある。多孔度は、約９５％未満とすることが可能であるが、その理由は、より大きな多孔度値が、不十分な強度を提供する可能性があるからである。他の特性には、望ましい平均ポアサイズまたは開口がある。いくつかの実施形態のポアサイズ開口は、約１０ミクロンから約２００ミクロンにわたる。平均ポア開口が、１０ミクロン未満であるデバイスでは、多孔性弾性材料は、不十分な弾性および／または流れ特性を有する可能性があり、したがって、洗浄ロールの性能を不十分にする。代替として、２００ミクロンを超える平均ポア開口は、ポアの構成が一貫していないために、洗浄ロールには不適切であることがある。当然、選択されたポアサイズおよび多孔度は、応用および多孔性パッド材料を形成するために使用される材料に応じる。
【００９５】
本発明に有用なポリビニルアセタール多孔性弾性材料は、例えば、５％から３０％の水溶液を形成するために、３００ＭＷから３０００ＭＷの平均重合度および少なくとも８０％のけん化度を有する、少なくとも１つのポリビニルアルコールを水に溶解させ、ポア形成剤を溶液に追加し、材料が水不溶性になるまで、ホルムアルデヒドまたはアセトアルデヒドなどのアルデヒドと溶液を反応させることによって、知られている方式で生成することができる。この場合、ポリマーは、５０モル％から７０モル％のアセタール単位である。いくつかの実施形態では、ポリマーが、５０モル％未満のアセタール単位を有する場合、保持されるポリビニルアルコールは、使用の際に製品から浸出して、洗浄される物品を不所望に汚染する可能性がある。ポリマーが、７０モル％を超えるアセタール単位を有する場合、デバイスは、他の実施形態において不十分な弾性および可撓性を有する可能性がある。
【００９６】
上記のデバイスは、選択された形状およびサイズにおいて全般的に記述されているが、代替構成も使用することができる。単なる例として、ポリマー製品は、ロールに対してある角度に形成された多数の平行溝を有するギア状の構成を有することができる。さらに、フォーム製品の表面上の突出部または突起部は、円、楕円、矩形、ひし形、円錐、角錐などの様々な形状を含むことができる。突出部は、正方形または矩形のプロファイルを有することが好ましい。隣接する突出部間の間隔は、約１ｍｍより大きいことが可能であり、好ましくは約１ｍｍから約３０ｍｍ以上にわたることが可能である。
【００９７】
表面処理応用に使用される多孔性ポリマーデバイスを製造するために、他の技術を使用することもできる。これらの技術は、とりわけ、空気注入フォームまたはスポンジ製品などを含む。
【００９８】
通常、研磨パッドは、ＣＭＰプロセスの機械的態様を実施するブラシを含む。ブラシは、パッドの形態、またはローラの形態とすることができる。ローラは、ウェハを洗浄するために使用されることもでき、ローラの外部円筒表面の回りに複数のブリストルまたは突出部を通常含む。ローラブラシは、ローラの本体全体にわたって固定ピッチで設定された矩形の突出部を有することが可能である。１つのそのようなローラブラシの例が、図１２において断面図で示されている。正方形または矩形の突出部が、下にある基板をスクラッチすることもある突出部の外縁の回りに汚染物質を収集または急増させる（例えば、スラリの構築）応用では、突出部は、円形または球状のプロファイルであることが好ましい。
【００９９】
本発明の様々な態様および利点が、以下の非限定的な例を参照することによって理解されることが可能である。
【０１００】
例１
ある量のＡｉｒｖｏｌＶ−１０７が、エアプロダクトインク（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｉｎｃ．）から購入された。ポリビニルアルコールが、以下のように溶解された。すなわち、１８０ｇのポリビニルアルコールＶ−１０７および６００グラムの水道水。混合物は混合され、すべてのポリビニルアルコールが溶解するまで、約１００℃に加熱された。
【０１０１】
この混合物から、小さい試験バッチが以下のように作製された。すなわち、１７５グラムのポリビニルアルコール溶液３０％、４８グラムのホルムアルデヒド３７％、２７グラムの硫酸３６％、および１３．５グラムのコーンスターチ。これらの原材料は、スターチ、Ｈ２ＳＯ４、ホルムアルデヒド、および最後に３０％ＰＶＡ溶液の順序で混合された。この新しい混合物には、混入空気がなかった。溶液は、低粘性、不透明、および室温であった。この材料のすべてが、ポリ塩化ビニル型に注入され、７０℃まで３時間加熱された。型において形成されたスポンジを調査することにより、ＰＶＣ型表面への過剰結合が明らかになった。あるスポンジ材料は、Ｈ２Ｏ２／ＮａＨＣＯ３で処理され、調査された。
【０１０２】
スポンジは、十分に成長され、白色で柔らかく、良好な吸上げ作用で型に十分に合致された。ＰＶＣ表面は、ＴＨＦのパラフィンワックスの１０％溶液など、離型剤で事前に処理されることが可能である。
【０１０３】
例２
本発明の他の部分は、ブラシの外表面からブリストルを破かずに、本発明の洗浄ブラシを型から効率的に取り外すことができるように、ＰＶＣブラシ型を準備する方法である。ＰＶＣブラシ型にＰＶＡを注入する前に、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）およびパラフィンの好ましい混合物を、ＰＶＣ型に加えることにより、ＰＶＡが顕著には上に固着しないコーティングが創出されることが判明している。記述された方法によって準備されたＰＶＣ型を使用する製造が完了する際に、手作業でブラシを型から容易に取り外すことができる。
【０１０４】
理論によって拘束されることを望まずに、パラフィンおよびＴＨＦ混合物は、適切な割合で加えられるとき、成分のＰＶＣ、ＴＨＦ、およびパラフィンのいくらかまたはすべてからなる混合層を形成することによって、ＰＶＣ材料に作用すると考えられる。この混合層は、混合層の下に位置する純粋なＰＶＣが露出されるまで、型から物理的に剥ぎ取ることができる可視光沢の形態にある。混合層は堅牢であり、複数の製造サイクルにわたって型上に留まることができる。混合層がＰＶＣ型から取り外されるとき、型の非固着特性を再生するために、パラフィンおよびＴＨＦ混合物で再コーティングすることができる。
【０１０５】
適切な非固着コーティング特性を達成することが判明しているパラフィンおよびＴＨＦの好ましい混合物が、約１０グラムのパラフィンを１リットルのＴＨＦ（１０ｇ／ｌ）に追加する。この好ましい混合物により、型に容易に流れ込むための良好な流体特性が得られ、混合層の創出を容易に達成する。しかし、パラフィン対ＴＨＦの有効範囲は、約５ｇ／ｌから２０ｇ／ｌであることが判明している。約５ｇ／ｌより下では、ＴＨＦは迅速に揮発するので、ＰＶＣに有効に作用して混合層を創出することができず、一方、約２０ｇ／ｌより上では、パラフィンは結晶化し、混合物は、ＰＶＣブラシ型をコーティングするのに有用であるような流体ではない。
【０１０６】
本発明の洗浄ブラシを製造する第１のステップとして、ＰＶＣ型が提供される。型は、ＰＶＣパイプ、コア、およびＰＶＣパイプの上にはめ込まれるエンドキャップからなる。ＰＶＣパイプは、標準的な円筒ＰＶＤパイプとすることができ、ブリストルを形成するための複数の適切なサイズの穴が、パイプ壁を通して穴開けされている。ブリストル穴の密度は、完成ブラシのブリストル密度に整合するように、平方インチ当たり約７０個である。エンドキャップは、パイプの各端部の上にはめ込まれるように提供され、それにより、型が充填されるとき、各端部からＰＶＡ材料の流出を防止する手段を提供する。コアが提供され、ＰＶＣパイプの中空円筒内部内の中心位置にはめ込まれ、完成ブラシの直径内に中空を創出する。次に、型のＰＶＡ接触表面は、パラフィンおよびＴＨＦ混合物でコーティングされ、混合層が形成されるのが可能になる。乾燥光沢がＰＶＡ接触表面に出現するとき、混合層は形成され、型は、生産に使用される準備が整う。次に、プラスチックラップが、ＰＶＡがブリストル穴から流れ出るのを阻止するために、型の回りに加えられる。次に、エンドキャップが、パイプの下方端部に配置され、型は、ＰＶＡ混合物で充填される。
【０１０７】
ＰＶＡ混合物は、ホルムアルデヒドまたはパラホルムアルデヒド、酸触媒、ＰＶＡ、およびスターチからなる。スターチは、完成ブラシの多孔性品質を創出するポア形成剤である。型をＰＶＡ混合物で充填する際に、第２のエンドキャップが、パイプの上端部に配置される。次に、型は、ＰＶＡ混合物がブリストル穴に流れ込んで、ＰＶＡからエアバブルを強制するのを可能にするのに十分な速度で、長手方向軸に沿って垂直にスピンされる。スピン後、上部キャップは取り外される。ＰＶＡ混合物からエアバブルを強制することにより、型内のＰＶＡのレベルは降下する。次に、型は、本発明のブラシを完全に形成するのに適切なレベルまで、型を充填するのに十分な追加のＰＶＡ混合物の量で一杯にされる。型は、所望であれば、任意のさらに少量のエアバブルを除去するために、再びスピンさせることができる。次に、型は、華氏約１２５において約１６時間〜２４時間、夜通し硬化させるためにオーブンに配置される。最終的に硬化されるとき、少なくとも１つのエンドキャップおよびコアは、完成ブラシにアクセスするために取り外される。次いで、ブラシは、手でブラシの端部をつかんで、ブラシをパイプから外すことによって、パイプから取り外すことができる。
【０１０８】
例３
このデータの裏づけのない例は、化学機械平坦化プロセスに続いて、銅金属層を有するウェハを洗浄することを記述する。ウェハは、洗浄システムの第１のブラシボックスに導入されることが可能である。第１のブラシボックスにおいて、洗浄化学物質は、ブラシのベースコアと互いにかみ合うコア多孔性パッド材料上の鋳型から形成されるブラシを経て、ウェハに加えることができる。第１のブラシボックスにおいてブラシを経て加えられた洗浄化学物質は、基板表面上の銅材料を水溶性形態に制御して変換する。銅材料は、ウェハの表面から制御された量の銅を除去するために、水溶性形態に変換される。ウェハは、第１のブラシボックスから第２のブラシボックスに移動させることができる。第２のブラシボックスにおいて、第２の洗浄化学物質が、ウェハの表面を洗浄し、かつブラシの銅を洗浄するために、第２のブラシボックスのブラシを経てウェハの表面に加えられることが可能である。第２の洗浄化学物質は、第１のブラシボックスの洗浄化学物質と同じ化学組成を含むことが可能である。ブラシを経て加えられる第２の洗浄化学物質の目的は、ウェハ表面から洗浄された可能性があるブラシの銅および他の材料を洗浄することである。第２の洗浄化学物質は、約３秒から約１０秒の間、ブラシを経て加えられることが可能である。次に、ウェハは、第２の洗浄化学物質をウェハ表面およびブラシから除去するために、第２のブラシボックスのブラシを経て水を流すことによって、脱イオン（ＤＩ）水で濯ぐことができる。ウェハ表面は、約２０秒から約４０秒の間、濯がれることが好ましい。第２のブラシボックスにおける動作後、ウェハは、スピン、濯ぎ、および乾燥（ＳＲＤ）部に移送されることが可能であり、その後、ウェハは、後の処理のために出力部に貯蔵されることが可能である。
【０１０９】
例４
このデータの裏づけのない例では、ブラシ基板と互いにかみ合うコア多孔性パッド材料上に鋳造されたブラシは、酸化物表面の制御された層を除去して、親水性表面を維持するために、エッチング剤と共に使用される。
【０１１０】
ＣＭＰプロセスは、加工品の両側面を同時にスクラブするスクラバにおいて実施することができる。洗浄プロセスにおいて、ブラシコアと互いにかみ合う多孔性ＰＶＡパッド層を有するブラシのコアに、フッ化水素酸（ＨＦ）溶液を送ることができる。フッ化水素酸（ＨＦ）溶液をブラシのコアに送った後、ＨＦ溶液は、ブラシの多孔性パッド材料で充填されたチャネルを経て加工品に加えることができる。これに、ブラシによる加工品の化学機械的スクラブが続くことができる。溶液は、ブラシが加工品をスクラブするのと同時に加えられることが可能である。
【０１１１】
ＨＦ溶液の濃度は、除去される酸化物の量に応じて、約０．００５％〜１．０％ＨＦの範囲とすることができる。溶液は、約０．００５パーセントＨＦの混合物を水に含むことが好ましい。ＨＦ溶液は、例えば、２０秒〜４０秒または２５秒〜３５秒、もしくは約３５秒などの所定の時間、ウェハに加えることができる。
【０１１２】
例５
このデータの裏づけのない例では、ブラシ基板と互いにかみ合う多孔性パッド材料を有するブラシが、マイクロプロセッサまたは動的ランダムアクセスメモリデバイスなどの集積回路を製造するプロセスの洗浄ステップにおいて使用される。
【０１１３】
マイクロプロセッサまたは動的ランダムアクセスメモリデバイスなどの電子デバイスを作製する方法が、当業者にはよく知られている。これらのデバイスは、外部電子回路およびデバイスとの電気接触を形成するために、ウェハ表面上の能動デバイスに加えられる金属相互接続および誘電体層を含む。これらの誘電体および金属層は、標準的なリソグラフィ、材料付着、および化学機械平坦化技術を使用して形成される。化学機械平坦化後、ウエアは、電子デバイスおよび相互接続を含むウェハを、コア上に成型されたＰＶＡブラシと接触させることによって、残留スラリおよび化学物質を除去するために洗浄される。このブラシは、多孔性ＰＶＡブラシパッド材料をブラシベースと互いにかみ合わせ、電子デバイスを有するウェハの表面に洗浄流体を分配するための複数のチャネルをブラシベースに有する。ウェハが洗浄された後、ウェハは、個々の集積回路デバイスをパッケージングするために、ウェハを封止およびダイシングすることを含めて、製造を完成するために、他の処理ステップを受けることができる。
【０１１４】
例６
このデータの裏づけのない例は、コアブラシ上の鋳型を、どのように作製して、流体フィッティングおよび機械駆動フィッティングに結合することが可能であるかを示す。本発明の洗浄ブラシを製造する第１のステップとして、ＰＶＣ型が提供される。型は、ＰＶＣパイプ、コア、およびＰＶＣパイプの上にはめ込まれるエンドキャップからなる。ＰＶＣパイプは、標準的な円筒ＰＶＣパイプとすることができ、ブリストルを形成するための複数の適切なサイズの穴が、パイプ壁を通して穴開けされている。ブリストルホールの密度は、完成ブラシのブリストル密度と整合するように、１平方インチ当たり約７０個である。エンドキャップは、パイプの各端部にはめ込まれるように提供され、それにより、型が充填されるとき、ＰＶＡ材料が各端部から流れ出るのを防止する手段を提供する。コアが提供され、ＰＶＣパイプの中空円筒内部内の中心位置においてはめ込まれ、完成ブラシの中空内径を創出する。次に、プラスチックラップが、ＰＶＡがブリストルホールから流れ出るのを阻止するために、型の回りに加えられる。次に、エンドキャップが、パイプの下端部に配置され、型は、ＰＶＡ混合物で充填される。
【０１１５】
ＰＶＡ混合物は、ホルムアルデヒドまたはパラホルムアルデヒド、酸触媒、ＰＶＡ、およびスターチからなる。スターチは、完成ブラシの多孔性品質を創出するポア形成剤である。型をＰＶＡ混合物で充填する際に、第２のエンドキャップが、パイプの上端部に配置される。次に、型は、ＰＶＡ混合物がブリストルホールに流れ込んで、ＰＶＡからエアバブルを強制するのを可能にするのに十分な速度で、長手方向軸に沿って垂直にスピンされる。スピン後、上部キャップは取り外される。ＰＶＡ混合物からエアバブルを強制することにより、型内におけるＰＶＡのレベルは降下する。次に、型は、本発明のブラシを完全に形成するのに適切なレベルで、型を充填するのに十分な追加のＰＶＡ混合物の量で一杯にされる。型は、所望であれば、任意のさらに少量のエアバブルを除去するために、再びスピンさせることができる。次に、型は、華氏約１２５において約１６時間〜２４時間、夜通し硬化させるためにオーブンに配置される。最終的に硬化されるとき、少なくとも１つのエンドキャップおよびコアは、完成ブラシにアクセスするために取り外される。次いで、ブラシは、ブラシの端部を手でつかんで、それをパイプから外すことによって、パイプから取り外すことができる。ＰＶＣストック材料から作製された図４に示される流体フィッティングおよび図４に示される機械駆動フィッティングが、ＰＶＣコアに溶媒結合されることが可能である。
【０１１６】
本発明は、様々な実施形態を参照して記述されたが、当業者なら、本発明の精神および範囲から逸脱せずに、形態および詳細について変更を実施することが可能であることを理解するであろう。例えば、ウェハは、一般に、円形のシリコンウェハ、ガラスウェハ、セラミックウェハ、酸化物ウェハ、タングステンウェハとすることができるが、他のタイプのウェハを使用することができる。さらに、様々な値、材料、および寸法が提供されたが、これらの値、材料、および寸法は単なる例示であり、限定的ではなく、他の値、材料、および寸法を使用することができることを理解されたい。例えば、矩形断面を有するスロットの代わりに、半円スロットなど、他の断面形状を有するスロットを使用することができる。さらに、様々な液体が記述されたが、本発明によるウェハ洗浄装置およびブラシアセンブリと共に、ほぼあらゆる液体または化学物質を使用することができることを理解されたい。例えば、様々なアルコール、表面活性剤、アンモニアベース溶液、バッファ溶液、高ｐＨ溶液、および低ｐＨ溶液を使用することができる。したがって、本発明は、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースの内表面と外表面との間を流体が流れることを可能にする１つまたは複数のスルーチャネルを有する回転可能ベースと、
前記回転可能ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、回転可能ベースと互いにかみ合う多孔性材料とを備える、物品。
【請求項２】
多孔性材料が、前記スルーチャネルの１つまたは複数を充填する、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記多孔性材料が、前記回転可能ベースの内表面の一部を覆う、請求項１に記載の物品。
【請求項４】
前記回転可能ベースが、前記回転可能ベースを回転シャフトに取り付けるためのフィッティングをさらに含む、請求項１に記載の物品。
【請求項５】
前記多孔性材料が、１つまたは複数のノジュールを有するパッドである、請求項１に記載の物品。
【請求項６】
多孔性材料が、接着多孔性パッド層によって回転可能ベースと互いにかみ合う、請求項１に記載の物品。
【請求項７】
多孔性パッドが、前記スルーチャネルの１つまたは複数を充填することによって回転可能ベースと互いにかみ合う、請求項１に記載の物品。
【請求項８】
多孔性材料が、前記回転可能ベースの外表面上に鋳造または成型される、請求項１に記載の物品。
【請求項９】
回転可能ベース備える物品であって、回転可能ベースが、前記回転可能ベース上に鋳造された突出部を有する接着多孔性パッド材料を有し、前記多孔性パッドが、回転可能ベース表面の少なくとも一部を覆い、前記接着多孔性パッドにより、接着多孔性パッドを通って流体が流れることが可能になる、物品。
【請求項１０】
回転可能ベースが、接着多孔性材料の第１の層を含み、前記接着多孔性パッド材料が、前記第１の層上に鋳造された突出部を有する、請求項９に記載の物品。
【請求項１１】
回転可能ベースが、スルーホールを有するハウジングである、請求項９に記載の物品。
【請求項１２】
材料を基板から除去するための物品であって、
内表面および外表面を有し、かつ複数のチャネルを有する回転可能ベースと、
前記回転可能ベースの外表面の少なくとも一部を覆う多孔性パッド材料とを備え、前記多孔性パッド材料が、前記ベースの前記チャネルの１つまたは複数を充填し、多孔性パッド材料を前記ベースと互いにかみ合わせる、物品。
【請求項１３】
チャネルが、回転可能ベースの前記内表面を前記外表面と流体接続する、請求項１２に記載の物品。
【請求項１４】
前記回転可能ベースが、管である、請求項１２に記載の物品。
【請求項１５】
前記回転可能ベースが、ディスクである、請求項１２に記載の物品。
【請求項１６】
さらに、前記回転可能ベースの外表面の少なくとも一部を覆う前記多孔性パッド材料が、前記多孔性パッド材料の表面上に突出部を含む、請求項１２に記載の物品。
【請求項１７】
前記多孔性パッド材料が、前記回転可能ベースの内表面の一部を覆う、請求項１２に記載の物品。
【請求項１８】
パッドが、モノリシック構造を有する、請求項１２に記載の物品。
【請求項１９】
多孔性パッド材料が、ポリビニルアルコールを含む、請求項１２に記載の物品。
【請求項２０】
前記多孔性パッド材料が、前記回転可能ベースの内表面から前記多孔性パッド材料を経て前記回転可能ベースの外表面に流体を分配する、請求項１２に記載の物品。
【請求項２１】
材料を基板から除去するための物品であって、
内表面および外表面を含む回転可能ベースと、
材料を基板から除去するための前記回転可能ベースの外表面の少なくとも一部を覆う多孔性パッド材料とを備え、前記多孔性パッド材料が、前記ベースと互いかみ合い、前記ベースと互いにかみ合う多孔性パッド材料が、前記多孔性パッド材料の表面上の突出部の位置合わせを維持する、物品。
【請求項２２】
回転可能ベースが、前記内表面を前記回転可能ベースの前記外表面と流体接続する１つまたは複数のスルーチャネルをさらに含む、請求項２１に記載の物品。
【請求項２３】
加圧流体源をさらに含み、前記加圧流体が、前記回転可能ベースの内表面を経て前記回転可能ベースのチャネルにおける多孔性材料と流体連絡する、請求項２１に記載の物品。
【請求項２４】
前記多孔性パッド材料が、前記回転可能ベースの内表面から前記多孔性パッド材料を経て前記回転可能ベースの外表面に流体を分配する、請求項２１に記載の物品。
【請求項２５】
モノリシック多孔性パッドをベース上に作製する方法であって、
前記ベースを含む型に非重合スポンジモノマーおよび触媒の組合せを注入することであって、前記組合せが、前記ベースにおける１つまたは複数のチャネルを充填する、注入することと、
前記ベースと互いにかみ合わせられた多孔性パッド材料を形成するために、前記組合せを硬化させることと、
前記ベースと互いにかみ合わせられた前記多孔性パッド材料を前記型から取り外すこととを含む、方法。
【請求項２６】
前記型の表面が、離型剤化合物で処理される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
スポンジ材料が、ポリビニルアルコールを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
ベースが、回転可能ベースである、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
ベースが、チャネルを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
回転可能ベースが、第１の多孔性接着層を前記ベース上に含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３１】
物品であって、
回転可能ベースを備え、該回転可能ベースが、回転可能ベースの内表面と外表面との間に流体が流れるのを可能にする１つまたは複数のスルーチャネルを有し、前記物品がさらに、
前記回転可能ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、かつ回転可能ベースと互いにかみ合わされる成型された多孔性材料を備える、物品。
【請求項３２】
多孔性材料が、前記スルーチャネルの１つまたは複数を充填する、請求項３１に記載の物品。
【請求項３３】
前記多孔性材料が、前記回転可能ベースの内表面の一部を覆う、請求項３１に記載の物品。
【請求項３４】
前記回転可能ベースが、前記回転可能ベースを回転シャフトに取り付けるためのフィッティングをさらに含む、請求項３１に記載の物品。
【請求項３５】
前記多孔性材料が、１つまたは複数のノジュールを有するパッドである、請求項３１に記載の物品。
【請求項３６】
多孔性材料が、接着多孔性パッド層によって回転可能ベースと互いにかみ合う、請求項３１に記載の物品。
【請求項３７】
多孔性パッドが、前記スルーチャネルの１つまたは複数を充填することによって回転可能ベースと互いにかみ合う、請求項３１に記載の物品。
【請求項３８】
多孔性材料が、前記回転可能ベースの外表面上に鋳造または成型される、請求項３１に記載の物品。
【請求項３９】
基板をコーティングする方法であって、
スルーホールを有する回転可能ベースとかみ合わされた多孔性パッド材料のコア内に流体を提供することと、
前記回転可能ベースを回転させている間、前記多孔性パッド材料を経て前記流体を基板に加えることとを含む方法。
【請求項４０】
基板に加えられた流体を硬化させる作用をさらに含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
基板を洗浄する方法であって、
回転可能ベースと互いにかみ合わされた多孔性パッド材料に前記基板を接触させることを含み、前記回転可能ベースが、内表面および外表面を有し、前記回転可能ベースの複数のスルーホールが、前記多孔性パッド材料を前記回転可能ベースと互いにかみ合わせるためのものであり、多孔性パッド材料が、材料を基板から除去するために、前記回転可能ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、前記方法がさらに、
材料を前記基板から除去するために、前記基板上に流体を付着させることと、
前記回転可能ベースを回転させることによって、材料を前記基板から除去することとを含む、方法。
【請求項４２】
前記多孔性パッドのスルーホールが、前記流体を多孔性パッド表面に分配するために、回転可能ベースの前記内表面を外表面に流体接続する、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
多孔性パッドに接着している基板材料を除去するために、多孔性パッドを経て流体をフラッシュさせる作用をさらに含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
基板から除去される材料が、薄膜、粒子、または化学物質残留物である、請求項４１に記載の方法。
【請求項４５】
前記多孔性パッド材料が、突出部または凹み部を含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４６】
多孔性パッド材料が、前記回転可能ベースの内表面を覆う、請求項４１に記載の方法。
【請求項４７】
前記ウェハが、銅相互接続を含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４８】
基板を洗浄する方法であって、
前記基板を回転多孔性パッド材料と接触させることを含み、前記パッドが、回転可能ベースを覆い、前記回転可能ベースが、内表面および外表面を有し、前記回転可能ベースの複数のチャネルが、前記多孔性パッド材料を前記回転可能ベースと互いにかみ合わせるためのものであり、前記チャネルが、回転可能ベースの前記内表面を前記外表面に流体接続し、多孔性パッド材料が、材料を基板から除去するために前記回転可能ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、前記方法がさらに、
前記基板上に、前記多孔性パッドのチャネルの多孔性パッド材料を経て前記基板から材料を除去するための流体を付着させることと、
前記多孔性パッドを回転させることによって、材料を前記基板から除去することとを含む、方法。
【請求項４９】
多孔性パッド材料に接着している材料を除去するために、パッド材料を経て流体をフラッシュさせる作用をさらに含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
基板から除去される材料が、薄膜、粒子、または化学物質残留物である、請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記多孔性パッド材料が、突出部または凹み部を含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５２】
多孔性パッド材料が、前記回転可能ベースの内表面を覆う、請求項４８に記載の方法。
【請求項５３】
基板が、銅相互接続を含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５４】
除去される材料が、銅またはケイ素の酸化物である、請求項４８に記載の方法。
【請求項５５】
材料を基板から除去するための物品であって、
回転可能ベースの内表面と外表面との間に流体が流れるのを可能にする１つまたは複数のスルーチャネルを有する回転可能ベースと、
前記回転可能ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、かつ回転可能ベースと互いにかみ合わされる多孔性材料と、
前記回転可能ベースと組み合わされる１つまたは複数のフィッティングとを備える、物品。
【請求項５６】
多孔性パッド材料が、回転可能ベースのチャネルと互いにかみ合う、請求項５５に記載の物品。
【請求項５７】
回転可能ベースを覆い、かつ前記チャネルと互いにかみ合う多孔性パッド材料が、前記回転可能ベースの内表面および外表面を流体接続する、請求項５５に記載の物品。
【請求項５８】
前記フィッティングが、結合によって前記回転可能ベースに組み合わされる、請求項５５に記載の物品。
【請求項５９】
フィッティングが、流体フィッティングおよび機械駆動器具フィッティングを含む、請求項５５に記載の物品。
【請求項６０】
流体フィッティングが、機械駆動器具フィッティングである、請求項５５に記載の物品。
【請求項６１】
前記回転可能ベースが、フィッティングを前記回転可能ベースと組み合わせることによって、異なる材料除去器具に適合可能である、請求項５５に記載の物品。
【請求項６２】
材料を基板から除去するための物品であって、
突出を有する多孔性パッド材料と互いにかみ合わされ、かつ内表面および外表面を有する回転可能ベースと、
前記回転可能ベースの前記内表面から前記外表面まで、材料を基板から除去するための流体を多孔性パッド材料に分配するためのベースにおけるチャネルとを備え、前記多孔性パッド材料が、材料を基板から除去するために前記回転可能ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、前記物品がさらに、
前記回転可能ベースと組み合わされる１つまたは複数のフィッティングを備える、物品。
【請求項６３】
多孔性パッド材料が、回転可能ベースのチャネルと互いにかみ合う、請求項６２に記載の物品。
【請求項６４】
回転可能ベースを覆い、かつ前記チャネルと互いにかみ合う多孔性パッド材料が、前記回転可能ベースの内表面および外表面を流体接続する、請求項６２に記載の物品。
【請求項６５】
前記フィッティングが、結合によって前記回転可能ベースに組み合わされる、請求項６２に記載の物品。
【請求項６６】
フィッティングが、流体フィッティングおよび機械駆動器具フィッティングを含む、請求項６２に記載の物品。
【請求項６７】
流体フィッティングが、機械駆動器具フィッティングである、請求項６２に記載の物品。
【請求項６８】
前記回転可能ベースが、１つまたは複数のフィッティングを前記回転可能ベースと組み合わせることによって、異なる材料除去器具で使用されることができる、請求項６２に記載の物品。
【請求項６９】
前記回転可能ベースが、半導体ウェハをスクラブするためのブラシである、請求項６２に記載の物品。
【請求項１】
ベースの内表面と外表面との間を流体が流れることを可能にする１つまたは複数のスルーチャネルを有する回転可能ベースと、
前記回転可能ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、回転可能ベースと互いにかみ合う多孔性材料とを備える、物品。
【請求項２】
多孔性材料が、前記スルーチャネルの１つまたは複数を充填する、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記多孔性材料が、前記回転可能ベースの内表面の一部を覆う、請求項１に記載の物品。
【請求項４】
前記回転可能ベースが、前記回転可能ベースを回転シャフトに取り付けるためのフィッティングをさらに含む、請求項１に記載の物品。
【請求項５】
前記多孔性材料が、１つまたは複数のノジュールを有するパッドである、請求項１に記載の物品。
【請求項６】
多孔性材料が、接着多孔性パッド層によって回転可能ベースと互いにかみ合う、請求項１に記載の物品。
【請求項７】
多孔性パッドが、前記スルーチャネルの１つまたは複数を充填することによって回転可能ベースと互いにかみ合う、請求項１に記載の物品。
【請求項８】
多孔性材料が、前記回転可能ベースの外表面上に鋳造または成型される、請求項１に記載の物品。
【請求項９】
回転可能ベース備える物品であって、回転可能ベースが、前記回転可能ベース上に鋳造された突出部を有する接着多孔性パッド材料を有し、前記多孔性パッドが、回転可能ベース表面の少なくとも一部を覆い、前記接着多孔性パッドにより、接着多孔性パッドを通って流体が流れることが可能になる、物品。
【請求項１０】
回転可能ベースが、接着多孔性材料の第１の層を含み、前記接着多孔性パッド材料が、前記第１の層上に鋳造された突出部を有する、請求項９に記載の物品。
【請求項１１】
回転可能ベースが、スルーホールを有するハウジングである、請求項９に記載の物品。
【請求項１２】
材料を基板から除去するための物品であって、
内表面および外表面を有し、かつ複数のチャネルを有する回転可能ベースと、
前記回転可能ベースの外表面の少なくとも一部を覆う多孔性パッド材料とを備え、前記多孔性パッド材料が、前記ベースの前記チャネルの１つまたは複数を充填し、多孔性パッド材料を前記ベースと互いにかみ合わせる、物品。
【請求項１３】
チャネルが、回転可能ベースの前記内表面を前記外表面と流体接続する、請求項１２に記載の物品。
【請求項１４】
前記回転可能ベースが、管である、請求項１２に記載の物品。
【請求項１５】
前記回転可能ベースが、ディスクである、請求項１２に記載の物品。
【請求項１６】
さらに、前記回転可能ベースの外表面の少なくとも一部を覆う前記多孔性パッド材料が、前記多孔性パッド材料の表面上に突出部を含む、請求項１２に記載の物品。
【請求項１７】
前記多孔性パッド材料が、前記回転可能ベースの内表面の一部を覆う、請求項１２に記載の物品。
【請求項１８】
パッドが、モノリシック構造を有する、請求項１２に記載の物品。
【請求項１９】
多孔性パッド材料が、ポリビニルアルコールを含む、請求項１２に記載の物品。
【請求項２０】
前記多孔性パッド材料が、前記回転可能ベースの内表面から前記多孔性パッド材料を経て前記回転可能ベースの外表面に流体を分配する、請求項１２に記載の物品。
【請求項２１】
材料を基板から除去するための物品であって、
内表面および外表面を含む回転可能ベースと、
材料を基板から除去するための前記回転可能ベースの外表面の少なくとも一部を覆う多孔性パッド材料とを備え、前記多孔性パッド材料が、前記ベースと互いかみ合い、前記ベースと互いにかみ合う多孔性パッド材料が、前記多孔性パッド材料の表面上の突出部の位置合わせを維持する、物品。
【請求項２２】
回転可能ベースが、前記内表面を前記回転可能ベースの前記外表面と流体接続する１つまたは複数のスルーチャネルをさらに含む、請求項２１に記載の物品。
【請求項２３】
加圧流体源をさらに含み、前記加圧流体が、前記回転可能ベースの内表面を経て前記回転可能ベースのチャネルにおける多孔性材料と流体連絡する、請求項２１に記載の物品。
【請求項２４】
前記多孔性パッド材料が、前記回転可能ベースの内表面から前記多孔性パッド材料を経て前記回転可能ベースの外表面に流体を分配する、請求項２１に記載の物品。
【請求項２５】
モノリシック多孔性パッドをベース上に作製する方法であって、
前記ベースを含む型に非重合スポンジモノマーおよび触媒の組合せを注入することであって、前記組合せが、前記ベースにおける１つまたは複数のチャネルを充填する、注入することと、
前記ベースと互いにかみ合わせられた多孔性パッド材料を形成するために、前記組合せを硬化させることと、
前記ベースと互いにかみ合わせられた前記多孔性パッド材料を前記型から取り外すこととを含む、方法。
【請求項２６】
前記型の表面が、離型剤化合物で処理される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
スポンジ材料が、ポリビニルアルコールを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
ベースが、回転可能ベースである、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
ベースが、チャネルを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
回転可能ベースが、第１の多孔性接着層を前記ベース上に含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３１】
物品であって、
回転可能ベースを備え、該回転可能ベースが、回転可能ベースの内表面と外表面との間に流体が流れるのを可能にする１つまたは複数のスルーチャネルを有し、前記物品がさらに、
前記回転可能ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、かつ回転可能ベースと互いにかみ合わされる成型された多孔性材料を備える、物品。
【請求項３２】
多孔性材料が、前記スルーチャネルの１つまたは複数を充填する、請求項３１に記載の物品。
【請求項３３】
前記多孔性材料が、前記回転可能ベースの内表面の一部を覆う、請求項３１に記載の物品。
【請求項３４】
前記回転可能ベースが、前記回転可能ベースを回転シャフトに取り付けるためのフィッティングをさらに含む、請求項３１に記載の物品。
【請求項３５】
前記多孔性材料が、１つまたは複数のノジュールを有するパッドである、請求項３１に記載の物品。
【請求項３６】
多孔性材料が、接着多孔性パッド層によって回転可能ベースと互いにかみ合う、請求項３１に記載の物品。
【請求項３７】
多孔性パッドが、前記スルーチャネルの１つまたは複数を充填することによって回転可能ベースと互いにかみ合う、請求項３１に記載の物品。
【請求項３８】
多孔性材料が、前記回転可能ベースの外表面上に鋳造または成型される、請求項３１に記載の物品。
【請求項３９】
基板をコーティングする方法であって、
スルーホールを有する回転可能ベースとかみ合わされた多孔性パッド材料のコア内に流体を提供することと、
前記回転可能ベースを回転させている間、前記多孔性パッド材料を経て前記流体を基板に加えることとを含む方法。
【請求項４０】
基板に加えられた流体を硬化させる作用をさらに含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
基板を洗浄する方法であって、
回転可能ベースと互いにかみ合わされた多孔性パッド材料に前記基板を接触させることを含み、前記回転可能ベースが、内表面および外表面を有し、前記回転可能ベースの複数のスルーホールが、前記多孔性パッド材料を前記回転可能ベースと互いにかみ合わせるためのものであり、多孔性パッド材料が、材料を基板から除去するために、前記回転可能ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、前記方法がさらに、
材料を前記基板から除去するために、前記基板上に流体を付着させることと、
前記回転可能ベースを回転させることによって、材料を前記基板から除去することとを含む、方法。
【請求項４２】
前記多孔性パッドのスルーホールが、前記流体を多孔性パッド表面に分配するために、回転可能ベースの前記内表面を外表面に流体接続する、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
多孔性パッドに接着している基板材料を除去するために、多孔性パッドを経て流体をフラッシュさせる作用をさらに含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
基板から除去される材料が、薄膜、粒子、または化学物質残留物である、請求項４１に記載の方法。
【請求項４５】
前記多孔性パッド材料が、突出部または凹み部を含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４６】
多孔性パッド材料が、前記回転可能ベースの内表面を覆う、請求項４１に記載の方法。
【請求項４７】
前記ウェハが、銅相互接続を含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４８】
基板を洗浄する方法であって、
前記基板を回転多孔性パッド材料と接触させることを含み、前記パッドが、回転可能ベースを覆い、前記回転可能ベースが、内表面および外表面を有し、前記回転可能ベースの複数のチャネルが、前記多孔性パッド材料を前記回転可能ベースと互いにかみ合わせるためのものであり、前記チャネルが、回転可能ベースの前記内表面を前記外表面に流体接続し、多孔性パッド材料が、材料を基板から除去するために前記回転可能ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、前記方法がさらに、
前記基板上に、前記多孔性パッドのチャネルの多孔性パッド材料を経て前記基板から材料を除去するための流体を付着させることと、
前記多孔性パッドを回転させることによって、材料を前記基板から除去することとを含む、方法。
【請求項４９】
多孔性パッド材料に接着している材料を除去するために、パッド材料を経て流体をフラッシュさせる作用をさらに含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
基板から除去される材料が、薄膜、粒子、または化学物質残留物である、請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記多孔性パッド材料が、突出部または凹み部を含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５２】
多孔性パッド材料が、前記回転可能ベースの内表面を覆う、請求項４８に記載の方法。
【請求項５３】
基板が、銅相互接続を含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５４】
除去される材料が、銅またはケイ素の酸化物である、請求項４８に記載の方法。
【請求項５５】
材料を基板から除去するための物品であって、
回転可能ベースの内表面と外表面との間に流体が流れるのを可能にする１つまたは複数のスルーチャネルを有する回転可能ベースと、
前記回転可能ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、かつ回転可能ベースと互いにかみ合わされる多孔性材料と、
前記回転可能ベースと組み合わされる１つまたは複数のフィッティングとを備える、物品。
【請求項５６】
多孔性パッド材料が、回転可能ベースのチャネルと互いにかみ合う、請求項５５に記載の物品。
【請求項５７】
回転可能ベースを覆い、かつ前記チャネルと互いにかみ合う多孔性パッド材料が、前記回転可能ベースの内表面および外表面を流体接続する、請求項５５に記載の物品。
【請求項５８】
前記フィッティングが、結合によって前記回転可能ベースに組み合わされる、請求項５５に記載の物品。
【請求項５９】
フィッティングが、流体フィッティングおよび機械駆動器具フィッティングを含む、請求項５５に記載の物品。
【請求項６０】
流体フィッティングが、機械駆動器具フィッティングである、請求項５５に記載の物品。
【請求項６１】
前記回転可能ベースが、フィッティングを前記回転可能ベースと組み合わせることによって、異なる材料除去器具に適合可能である、請求項５５に記載の物品。
【請求項６２】
材料を基板から除去するための物品であって、
突出を有する多孔性パッド材料と互いにかみ合わされ、かつ内表面および外表面を有する回転可能ベースと、
前記回転可能ベースの前記内表面から前記外表面まで、材料を基板から除去するための流体を多孔性パッド材料に分配するためのベースにおけるチャネルとを備え、前記多孔性パッド材料が、材料を基板から除去するために前記回転可能ベースの外表面の少なくとも一部を覆い、前記物品がさらに、
前記回転可能ベースと組み合わされる１つまたは複数のフィッティングを備える、物品。
【請求項６３】
多孔性パッド材料が、回転可能ベースのチャネルと互いにかみ合う、請求項６２に記載の物品。
【請求項６４】
回転可能ベースを覆い、かつ前記チャネルと互いにかみ合う多孔性パッド材料が、前記回転可能ベースの内表面および外表面を流体接続する、請求項６２に記載の物品。
【請求項６５】
前記フィッティングが、結合によって前記回転可能ベースに組み合わされる、請求項６２に記載の物品。
【請求項６６】
フィッティングが、流体フィッティングおよび機械駆動器具フィッティングを含む、請求項６２に記載の物品。
【請求項６７】
流体フィッティングが、機械駆動器具フィッティングである、請求項６２に記載の物品。
【請求項６８】
前記回転可能ベースが、１つまたは複数のフィッティングを前記回転可能ベースと組み合わせることによって、異なる材料除去器具で使用されることができる、請求項６２に記載の物品。
【請求項６９】
前記回転可能ベースが、半導体ウェハをスクラブするためのブラシである、請求項６２に記載の物品。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９Ａ】
【図１９Ｂ】
【図１９Ｃ】
【図２０】
【図２１Ａ】
【図２１Ｂ】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９Ａ】
【図１９Ｂ】
【図１９Ｃ】
【図２０】
【図２１Ａ】
【図２１Ｂ】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２０１０−２６３２４１（Ｐ２０１０−２６３２４１Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１０−１７７５３５（Ｐ２０１０−１７７５３５）
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【分割の表示】特願２００６−５２２５６９（Ｐ２００６−５２２５６９）の分割
【原出願日】平成１６年７月１３日（２００４．７．１３）
【出願人】（５０５３０７４７１）インテグリス・インコーポレーテッド (124)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７７５３５（Ｐ２０１０−１７７５３５）
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【分割の表示】特願２００６−５２２５６９（Ｐ２００６−５２２５６９）の分割
【原出願日】平成１６年７月１３日（２００４．７．１３）
【出願人】（５０５３０７４７１）インテグリス・インコーポレーテッド (124)
【Ｆターム（参考）】
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