(57)【要約】  一態様では、基板の縁部を洗浄する装置が提供される。該装置は（１）基板の縁部に接触して、かつ該基板を回転させるように適合された第１の直径の１つ以上のローラと、（２）該基板の縁部に接触して、かつ該基板の該縁部を洗浄するように適合された該第１の直径よりも大きな第２の直径の１つ以上のローラとを含む。該第１の直径の該１つ以上のローラおよび該第２の直径の該１つ以上のローラは、実質的に同一スピードで回転するように適合されてもよい。多数の他の態様も提供される。【選択図】  図１Ａ
2008539594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の縁部を洗浄する装置であって、
基板をサポートおよび回転させるように適合された基板サポートと、
前記基板サポートによってサポートされる基板の縁部に接触して、かつ前記基板サポートが前記基板を１つ以上のローラに対して回転させると前記基板の前記縁部を洗浄するように位置決めされた１つ以上のローラと、
を備える装置。
【請求項２】
前記基板サポートが、前記基板を保持するように適合された真空チャックまたは静電チャックを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記１つ以上のローラが同一直径を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記１つ以上のローラが第１のモータによって駆動される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記基板サポートが前記第１のモータによって駆動される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記基板サポートが第２のモータによって駆動される、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
各ローラが個別モータによって駆動される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記基板サポートおよび前記１つ以上のローラが同一方向に回転するように適合されている、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記基板サポートおよび前記１つ以上のローラが反対方向に回転するように適合されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記ローラのうちの少なくとも１つが、前記基板の上部ベベルおよび底部ベベルを洗浄するために移動するように適合されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記ローラのうちの少なくとも１つが前記基板の主要表面に対して角度付けされている、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の前記縁部洗浄装置と、
基板リンス装置と、
前記縁部洗浄装置と前記基板リンス装置の間に基板を移送するように適合された基板移送デバイスと、
を有するハウジングを備える集積基板洗浄システム。
【請求項１３】
基板の縁部を洗浄する装置であって、
基板の縁部に接触して、かつ前記基板を回転させるように適合された第１の直径の１つ以上のローラと、
前記基板の前記縁部に接触して、かつ前記基板の前記縁部を洗浄するように適合された前記第１の直径よりも大きな第２の直径の１つ以上のローラと、
を備える装置。
【請求項１４】
前記第１の直径の前記１つ以上のローラおよび前記第２の直径の前記１つ以上のローラが、実質的に同一スピードで回転するように適合されている、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記基板をサポートするように適合された基板サポートをさらに備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
各ローラが第１のモータによって駆動される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
各ローラが個別ローラによって駆動される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１の直径の前記１つ以上のローラおよび前記第２の直径の前記１つ以上のローラが同一方向に回転するように適合されている、請求項１３に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１の直径の前記１つ以上のローラおよび前記第２の直径の前記１つ以上のローラが反対方向に回転するように適合されている、請求項１３に記載の装置。
【請求項２０】
前記第２の直径の前記ローラのうちの少なくとも１つが、前記基板の上部ベベルおよび底部ベベルを洗浄するために移動するように適合されている、請求項１３に記載の装置。
【請求項２１】
前記第２の直径の前記ローラのうちの少なくとも１つが前記基板の主要表面に対して角度付けされている、請求項１３に記載の装置。
【請求項２２】
請求項１３に記載の前記縁部洗浄装置と、
基板リンス装置と、
前記縁部洗浄装置と前記基板リンス装置の間に基板を移送するように適合された基板移送デバイスと、
を有するハウジングを備える集積基板洗浄システム。
【請求項２３】
基板の縁部を洗浄するための方法であって、
回転可能な基板サポート上に基板をサポートするステップと、
前記基板の縁部を１つ以上のローラに接触させるステップと、
前記基板を回転させるために前記基板サポートを回転させるステップと、
前記基板の前記縁部を洗浄するために前記１つ以上のローラを回転させるステップと、
を備える方法。
【請求項２４】
前記回転可能な基板サポート上に前記基板をサポートするステップが、前記基板サポートの真空チャックまたは静電チャックを使用して前記基板を保持する工程を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記１つ以上のローラが同一直径を有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記１つ以上のローラを駆動するために第１のモータを用いるステップをさらに備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記基板サポートを駆動するために前記第１のモータを用いるステップをさらに備える、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記基板サポートを駆動するために第２のモータを用いるステップをさらに備える、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
各ローラを駆動するために個別モータを用いるステップをさらに備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
前記基板サポートを回転させるステップおよび前記１つ以上のローラを回転させるステップが、前記基板サポートおよび前記１つ以上のローラを同一方向に回転させる工程を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項３１】
前記基板サポートを回転させるステップおよび前記１つ以上のローラを回転させるステップが、前記基板サポートおよび前記１つ以上のローラを反対方向に回転させる工程を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項３２】
前記基板の上部ベベルおよび底部ベベルを洗浄するために前記ローラのうちの少なくとも１つを移動させるステップをさらに備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項３３】
前記基板の主要表面に対して前記ローラのうちの少なくとも１つを角度付けするステップをさらに備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項３４】
基板の縁部を洗浄するための方法であって、
基板を回転させるために第１の直径の１つ以上のローラを用いるステップと、
前記基板の縁部を、前記第１の直径よりも大きな第２の直径の１つ以上のローラに接触させるステップと、
前記第２の直径の前記１つ以上のローラを使用して前記基板の前記縁部を洗浄するステップと、
を備える方法。
【請求項３５】
前記第１の直径の前記１つ以上のローラおよび前記第２の直径の前記１つ以上のローラを実質的に同一スピードで回転させるステップをさらに備える、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記基板をサポートするために基板サポートを用いるステップをさらに備える、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
各ローラを駆動するために第１のモータを用いるステップをさらに備える、請求項３４に記載の方法。
【請求項３８】
各ローラを駆動するために個別モータを用いるステップをさらに備える、請求項３４に記載の方法。
【請求項３９】
前記第１の直径の前記１つ以上のローラおよび前記第２の直径の前記１つ以上のローラを同一方向に回転させるステップをさらに備える、請求項３４に記載の方法。
【請求項４０】
前記第１の直径の前記１つ以上のローラおよび前記第２の直径の前記１つ以上のローラを反対方向に回転させるステップをさらに備える、請求項３４に記載の方法。
【請求項４１】
前記基板の上部ベベルおよび底部ベベルを洗浄するために前記第２の直径の前記ローラのうちの少なくとも１つを移動させるステップをさらに備える、請求項３４に記載の方法。
【請求項４２】
前記基板の主要表面に対して前記第２の直径の前記ローラのうちの少なくとも１つを角度付けするステップをさらに備える、請求項３４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の内容】
【０００１】
本出願は、２００５年４月２５日に出願された米国仮特許出願第６０／６７４，９１０号の優先権を主張するものであり、これはその全体が参照として本明細書に組み込まれている。
【発明の分野】
【０００２】
本発明は、半導体デバイス製作、より具体的には、基板の縁部を洗浄するための方法および装置に関する。
【発明の背景】
【０００３】
化学的機械研磨後、スラリー残渣は従来、ポリビニルアセテート（ＰＶＡ）ブラシや、多孔性またはスポンジ状材料からなるブラシや、ナイロンまたは類似の材料からなる剛毛を有するブラシを用いるデバイスなどの機械スクラブデバイスを介して基板表面から洗浄またはスクラブされる。これらの従来の洗浄デバイスは、基板の縁部に接着するスラリー残渣の実質的部分を除去可能であるが、スラリー粒子ならびにフォトレジストや他の事前堆積および／または事前形成層が残ってしまい、後続の処理中に欠陥を生成する恐れがある。
【０００４】
従って、基板の縁部表面を効果的に洗浄する方法および装置に対する必要性が基板洗浄分野に存在する。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の第１の態様では、基板の縁部を洗浄するための第１の装置が提供される。該第１の装置は、（１）基板をサポートおよび回転させるように適合された基板サポートと、（２）該基板サポートによってサポートされている基板の縁部に接触するように位置決めされた１つ以上のローラとを含む。該１つ以上のローラは、該基板サポートが該１つ以上のローラに対して該基板を回転させると、該基板の該縁部を洗浄するように適合されている。
【０００６】
本発明の第２の態様では、基板の縁部を洗浄するための第２の装置が提供される。該第２の装置は、（１）基板の縁部に接触し、かつ該基板を回転させるように適合された第１の直径の１つ以上のローラと、（２）該基板の該縁部に接触し、かつ該基板の該縁部を洗浄するように適合された該第１の直径よりも大きな第２の直径の１つ以上のローラとを含む。該第１の直径の該１つ以上のローラおよび該第２の直径の該１つ以上のローラは、実質的に同一スピードで回転するように適合されてもよい。多数の他の態様も提供される。
【０００７】
本発明の他の特徴および態様が以下の詳細な説明、添付の請求項および添付の図面からより完全に明らかになるであろう。
【詳細な説明】
【０００８】
本発明によると、１つ以上のローラが基板の縁部を洗浄するために用いられてもよい。基板の回転は縁部洗浄から独立および／または分断されている。例えば、本発明の一実施形態では、基板サポートステージが、１つ以上のローラに対して基板をサポートおよび回転させて、１つ以上のローラが基板の縁部を洗浄するように用いられる。このような実施形態では、各ローラは、コストを削減し、かつ具現化を簡略化するために、同一モータによって駆動されてもよい。代替的に、個別モータが、各ローラを回転させるために用いられてもよい。
【０００９】
本発明の第２の実施形態では、基板が第１の直径の１つ以上のローラによって回転され、第２の大直径の１つ以上のローラによって洗浄される。本発明の第１の実施形態の場合と同様に、各ローラは、コストを削減し、かつ具現化を簡略化するために同一モータによって駆動されてもよい。代替的に、個別モータが、各ローラを回転させるために用いられてもよい。本発明の、これらおよび他の実施形態が、図１Ａ〜図６を参照して以下説明される。
【００１０】
図１Ａおよび図１Ｂは、本発明に従って提供された第１の例示的な縁部洗浄装置１００の平面図および側面図をそれぞれ図示している。図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、第１の縁部洗浄装置１００は、基板Ｓをサポートおよび回転させるように適合された基板サポート１０２（図１Ｂ）と、（さらに後述されるように）基板Ｓの縁部に接触し、かつこれを洗浄するように位置決めされた複数のローラ１０４ａ〜ｄとを含む。４つのローラ１０４ａ〜ｄが図１Ａ〜図１Ｂに示されているが、これよりも少数または多数のローラが使用されてもよいこと（例えば、１つ、２つ、３つ、５つ、６つのローラ）が理解されるであろう。
【００１１】
図１Ａおよび図１Ｂの実施形態では、基板サポート１０２は第１のモータ１０６によって回転／駆動され、ローラ１０４ａ〜ｄは各々個別モータ１０８ａ〜ｄによって回転／駆動される。別の実施形態では、ローラ１０４ａ〜ｄの各々は同一モータによって駆動されてもよい。例えば、図１Ｃは、（そのうちの２つだけが図１Ｃに示されている、各ローラ１０４ａ〜ｄのそれぞれのシャフト１１２ａ〜ｄに結合された複数のベルト１１０ａ〜ｄを介して）単一モータ１０８が各ローラ１０４ａ〜ｄを駆動する第１の縁部洗浄装置１００の正面図である。このような具現化はそれほど高価ではなく、かつ具現化もより容易である点に注目されたい。基板サポート１０２はまた、適切なベルトおよび／またはギアリングを介してモータ１０８によって駆動されてもよい。
【００１２】
図１Ａ〜図１Ｃを再度参照すると、第１の縁部洗浄装置１００は、第１の縁部洗浄装置１００の動作をコントロールするように適合されたコントローラ１１４を含んでもよい。例えば、コントローラ１１４は第１のモータ１０６およびモータ１０８ａ〜ｄ（または図４Ｃの実施形態ではモータ１０８）に結合されてもよく、またさらに後述されるように、基板サポート１０２およびローラ１０４ａ〜ｄの回転を命令してもよい。コントローラ１１４は１つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、論理回路、これらの組み合わせ、あるいは、第１の縁部洗浄装置１００の動作をコントロールするための任意の適切なハードウェアおよび／またはソフトウェアを含んでもよい。
【００１３】
本発明の少なくとも１つの実施形態では、ローラ１０４ａ〜ｄは、基板Ｓの縁部に沿って移動して基板Ｓをより効果的に洗浄するように適合されてもよい。例えば、図２Ａは、基板Ｓのベベル付き縁部領域２００を示す基板Ｓの側面図である。図２Ａに示されているように、ローラ１０４ａは、（それぞれ参照符号１０４ａ’および１０４ａ”で示されるように）基板のＳの外縁部２０２との接触から基板Ｓの上部ベベル２０４との接触へ、あるいは基板Ｓの底部ベベル２０６との接触に旋回するように適合されている。ローラ１０４ｂ〜ｃも同様に構成されてもよい。
【００１４】
図２Ａにさらに示されているように、１つ以上の静止ローラは、ローラ１０４ｃ’、１０４ｃ”で示されているように、基板Ｓの上部ベベル２０４および／または基板Ｓの底部ベベル２０６を洗浄するように位置決めされてもよい。一実施形態では、少なくとも１つのローラが、基板Ｓの外縁部を洗浄するために図２Ａのローラ１０４ａと同様に位置決めされてもよく、少なくとも１つのローラが基板Ｓの上部ベベルを洗浄するために図２Ａのローラ１０４ｃ’と同様に位置決めされてもよく、また少なくとも１つのローラが、基板Ｓの底部ベベルを洗浄するために図２Ａのローラ１０４ｃ”と同様に位置決めされてもよい。
【００１５】
各ローラ１０４ａ〜ｄは、基板Ｓの縁部領域２００を洗浄するのに適した任意の形状を有してもよい。例えば、図２Ｂは、基板Ｓに接触するための平坦な表面２０８を有するローラ１０４ａの側面図であり、図２Ｃは、基板Ｓに接触するための溝付き表面２１０を有するローラ１０４ａの側面図である。平坦な表面２０８は基板Ｓの外縁部２０２（図２Ａ）の洗浄により効果的であるのに対して、溝付き表面２１０は、基板Ｓのベベル付き縁部２０４、２０６の洗浄により効果的である場合がある。任意のローラ形状がローラ１０４ａ〜ｄに使用されてもよく、ローラ形状の組み合わせも同様である。
【００１６】
ローラ１０４ａ〜ｄは、基板Ｓの縁部を効果的に洗浄する任意の材料から形成されてもよい。例えば、洗浄化学が縁部洗浄中に用いられる場合、ポリビニルアセテート（ＰＶＡ）などの軟質ローラ材料がローラ１０４ａ〜ｄのうちの１つ以上に使用されてもよい。しかしながら、縁部洗浄が主に摩擦ベース（例えば、研磨）である場合、固定研磨剤（例えば、ダイアモンド含浸ポリマーや金属マトリクスや別の固定研磨剤）やシリコンカーバイドなどのより硬質のローラ材料が、ローラ１０４ａ〜ｄのうちの１つ以上に使用されてもよい。
【００１７】
本発明の少なくとも１つの実施形態では、駆動ローラ１０４ａ〜ｄは約１〜５インチの直径を有する。他のローラサイズが使用されてもよい。
【００１８】
動作に際して、基板Ｓの縁部を洗浄するために、基板Ｓは、図１Ａ〜図１Ｃに示されているように基板サポート１０２上に配置される。例えば、基板Ｓは、真空、静電ポテンシャル、あるいは任意の適切なチャック技術によって基板サポート１０２に対して保持されてもよい。ローラ１０４ａ〜ｄは基板サポート１０２上に基板Ｓを配置する際に後退させられて、（示されているように）基板Ｓと接触させられてもよい点に注目されたい。コントローラ１１４は、基板配置および／またはローラ１０４ａ〜ｄの後退をコントロールするように適合されてもよい。
【００１９】
基板Ｓが基板サポート１０２によって配置および保持されると、コントローラ１１４はモータ１０６に基板Ｓを回転させるように命令してもよい。このような回転は、ローラ１０４ａ〜ｄが基板Ｓに接触する前、その最中またはその後に生じてもよい。一実施形態では、約５〜１００回転／分（ＲＰＭ）の基板回転レート、また一実施形態では約５０ＲＰＭが、３００ｍｍ基板に使用されてもよい。他の回転レートが使用されてもよい。
【００２０】
基板Ｓが回転を開始する前、その最中またはその後、コントローラ１１４はモータ１０８ａ〜ｄ（または、図１Ｃのモータ１０８）に各ローラ１０４ａ〜ｄを回転させるように命令してもよい。一実施形態では、約１〜５００回転／分（ＲＰＭ）のローラ回転レートが３００ｍｍ基板に使用されてもよい。他の回転レートが使用されてもよい。少なくとも１つの実施形態では、例えば約２０ｐｓｉ未満の陽圧がローラ１０４ａ〜ｄによって基板Ｓに対して及ぼされてもよい。他の圧力が使用されてもよい。
【００２１】
基板Ｓおよびローラ１０４ａ〜ｄの回転レートおよび／または方向は、各ローラ１０４ａ〜ｄと基板Ｓとの接触点（または複数の点）で、各ローラ１０４ａ〜ｄおよび基板Ｓが異なる接線速度を有するように選択される。このように、スライディング接触が各ローラ１０４ａ〜ｄと基板Ｓ間に生じ、基板Ｓの縁部は（例えば、機械的研磨によって、あるいは洗浄化学が用いられる場合には化学支援研磨によって）洗浄される。洗浄は、基板Ｓの縁部から除去されるべき任意の材料が除去されるまで継続することもある。
【００２２】
本発明の一実施形態では、基板Ｓおよびローラ１０４ａ〜ｄは同一方向に回転される。例えば、図３Ａは、基板Ｓおよびローラ１０４ｃが矢印３００および３０２で示されるように同一方向に回転する洗浄中に基板Ｓと接触しているローラ１０４ｃの平面図を図示している。ローラ１０４ａ〜ｄおよび基板Ｓが同一方向に回転する場合、ローラ１０４ａ〜ｄおよび基板Ｓの接線速度は図３Ａの矢印３０４および３０６で示されるように反対方向であり、これらの接触点において各ローラ１０４ａ〜ｄと基板Ｓの間により大きな摩擦力を生成する。
【００２３】
本発明の別の実施形態では、基板Ｓおよびローラ１０４ａ〜ｄは反対方向に回転される。例えば、図３Ｂは、基板Ｓおよびローラ１０４ｃが矢印３０８および３１０で示されるように反対方向に回転する洗浄中に基板Ｓと接触しているローラ１０４ｃの平面図を図示している。ローラ１０４ａ〜ｄおよび基板Ｓが反対方向に回転する場合、ローラ１０４ａ〜ｄおよび基板Ｓの接線速度は矢印３１２および３１４で示されるように同一方向である。従って、これらの接触点でのローラ１０４ａ〜ｄおよび基板Ｓの接線速度差は、ローラ１０４ａ〜ｄと基板Ｓの間に発生される摩擦力を判断する。
【００２４】
図４Ａおよび図４Ｂは、本発明に従って提供される第２の例示的な縁部洗浄装置４００の平面図および側面図をそれぞれ図示している。図４Ａおよび４Ｂを参照すると、第２の縁部洗浄装置４００は、基板Ｓをサポートするが、アクティブに回転させないように適合された基板サポート４０２（図１Ｂ）を含む。第２の洗浄装置４００はさらに、基板Ｓに接触し、これを回転させるように位置決めされた第１の複数の駆動ローラ４０４ａ〜ｃと、（さらに後述されるように）駆動ローラ４０４ａ〜ｃよりも大きな半径を有する少なくとも１つの追加洗浄ローラ４０５とを含む。３つの駆動ローラ４０４ａ〜ｃは図４Ａ〜図４Ｂに示されているが、これよも少数または多数の駆動ローラが使用されてもよいこと（例えば、１つ、２つ、４つ、５つ、６つの駆動ローラ）が理解されるであろう。同様に、より多くの洗浄ローラ（例えば、２つ、３つ、４つの洗浄ローラ）が使用されてもよい。
【００２５】
図４Ａおよび図４Ｂの実施形態では、基板サポート４０２はモータによって回転／駆動されない。しかしながら、基板サポート４０２は、例えば駆動ローラ４０４ａ〜ｃの影響下で自由に回転してもよい。各駆動ローラ４０４ａ〜ｃは、個別モータ４０８ａ〜ｃによって各々が回転／駆動されるものとして示されており、洗浄ローラ４０５はモータ４０９によって回転／駆動されるものとして示されている。別の実施形態では、駆動ローラ４０４ａ〜ｃの各々および洗浄ローラ４０５は同一モータによって駆動されてもよい。例えば、図４Ｃは、（そのうちの２つだけが図１Ｃに示されている、各ローラのそれぞれのシャフト４１２ａ〜ｄに結合された複数のベルト４１０ａ〜ｄを介して）単一モータ４０８が各ローラ４０４ａ〜ｃ、４０５を駆動する第２の縁部洗浄装置４００の正面図である。このような具現化はそれほど高価ではなく、また具現化がより容易である点に注目されたい。
【００２６】
上記のように、２つ以上の洗浄ローラ４０５が第２の洗浄装置４００によって用いられてもよい。例えば、図５は、第２の洗浄装置４００が２つの駆動ローラ４０４ａ〜ｂおよび２つの洗浄ローラ４０５ａ〜ｂを用いる実施形態の平面図である。この他の駆動ローラおよび／または洗浄ローラ数が使用されてもよい。
【００２７】
図４Ａ〜図５を再度参照すると、第２の縁部洗浄装置４００は、第２の縁部洗浄装置４００の動作をコントロールするように適合されたコントローラ４１４を含んでもよい。例えば、コントローラ１１４は、モータ４０８ａ〜ｃ、４０９（または、図４Ｃの実施形態ではモータ４０８）に結合されてもよく、またさらに後述されるように駆動ローラ４０４ａ〜ｃおよび洗浄ローラ４０５の回転を命令してもよい。コントローラ４１４は１つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、論理回路、これらの組み合わせ、あるいは、第２の縁部洗浄装置４００の動作をコントロールするための任意の適切なハードウェアおよび／またはソフトウェアを含んでもよい。
【００２８】
本発明の少なくとも１つの実施形態では、（複数の）洗浄ローラ４０５は、基板Ｓの縁部に沿って移動して、図２Ａおよびローラ１０４ａを参照して上述されたようにより効果的に基板Ｓを洗浄するように適合されてもよい。同様に、１つ以上の静止洗浄ローラは、図２Ａのローラ１０４ｃ’、１０４ｃ”を参照して上述されたように、基板Ｓの上部ベベルおよび／または基板Ｓの底部ベベルを洗浄するように位置決めされてもよい。一実施形態では、少なくとも１つの洗浄ローラが基板Ｓの外縁部を洗浄するように位置決めされてもよく、少なくとも１つの洗浄ローラが基板Ｓの上部ベベルを洗浄するように位置決めされてもよく、また少なくとも１つの洗浄ローラが基板Ｓの底部ベベルを洗浄するように位置決めされてもよい（図２Ａを参照）。
【００２９】
各洗浄ローラ４０５は、基板Ｓの縁部領域を洗浄するのに適した任意の形状を有してもよい。例えば、各洗浄ローラ４０５は、図２Ｂに示されているローラ１０４ａの平坦な表面２０８に類似の平坦な表面、あるいは、図２Ｃに示されているローラ１０４ａの溝付き表面２１０に類似の溝付き表面を有してもよい。平坦な表面は、基板Ｓの外縁部を洗浄するのにより効果的であるのに対して、溝付き表面は、基板Ｓのベベル付き縁部を洗浄するのにより効果的である場合がある。任意のローラ形状が駆動ローラ４０４ａ〜ｃおよび／または（複数の）洗浄ローラ４０５に使用されてもよく、ローラ形状の組み合わせも同様である。
【００３０】
（複数の）洗浄ローラ４０５は、基板Ｓの縁部を効果的に洗浄する任意の材料から形成されてもよい。例えば、洗浄化学が縁部洗浄中に用いられる場合、ポリビニルアセテート（ＰＶＡ）などの軟質ローラ材料が洗浄ローラ４０５のうちの１つ以上に使用されてもよい。しかしながら、縁部洗浄が主に摩擦ベースである場合（例えば、研磨）、固定研磨剤（例えば、ダイアモンド含浸ポリマーや、金属マトリクスや別の固定研磨剤）、シリコンカーバイドなどのより硬質なローラ材料が洗浄ローラ４０５のうちの１つ以上に使用されてもよい。駆動ローラ４０４ａ〜ｃは、ポリウレタン（ｐｏｌｙｅｕｒｅｔｈａｎｅ）、ゴムあるいは他の適切な材料から形成されてもよい。
【００３１】
本発明の少なくとも１つの実施形態では、駆動ローラ４０４ａ〜ｃは約１〜５インチの直径を有しており、洗浄ローラ４０５は約２〜１０インチの直径を有している。他の駆動および／または洗浄ローラサイズが使用されてもよい。他の実施形態では、各洗浄ローラは駆動ローラよりも小さなサイズを有してもよい。
【００３２】
動作に際して、基板Ｓの縁部を洗浄するために、基板Ｓは図４Ａ〜図４Ｃに示されているように基板サポート４０２上に配置される。例えば、基板Ｓは真空、静電ポテンシャル、または適切なチャック技術によって基板サポート４０２に対して保持されてもよい。一部の実施形態では、基板Ｓは基板サポート４０２によってチャックされない場合も有り、また基板サポート４０２に対して横方向に移動させられてもよい。さらに別の実施形態では、基板サポート４０２は排除されてもよい（例えば、ローラ４０４ａ〜ｃおよび／または４０５が基板Ｓをサポートしてもよい）。ローラ４０４ａ〜ｃ、４０５は、基板サポート４０２上への基板Ｓの配置中に後退させられて、（示されているように）基板Ｓと接触させられてもよい点に注目されたい。コントローラ４１４は、基板配置および／またはローラ４０４ａ〜ｃ、４０５の後退をコントロールするように適合されてもよい。
【００３３】
基板Ｓが基板サポート４０２上に配置され、かつこれによって保持されると、コントローラ４１４は、基板Ｓを回転させるために、モータ４０８ａ〜ｃ（または図４Ｃの４０８）にローラ４０４ａ〜ｃを回転させるように命令してもよい。このような回転は、（複数の）各洗浄ローラ４０５が基板Ｓに接触する前、この最中またはこの後に生じてもよい。一実施形態では、約５〜１００回転／分（ＲＰＭ）の基板回転レート、また一実施形態では約５０ＲＰＭが３００ｍｍ基板に使用されてもよい。他の回転レートが使用されてもよい。
【００３４】
基板Ｓが回転を開始する前、この最中またはこの後に、コントローラ４１４はモータ４０９（または図１Ｃのモータ４０８）に、各洗浄ローラ４０５を回転させるように命令してもよい。一実施形態では、約１〜５００回転／分（ＲＰＭ）の洗浄ローラ回転レートが３００ｍｍ基板に使用されてもよい。例えば、同一回転レートが、さらに後述されるように駆動および洗浄ローラに使用されてもよい。他の回転レートが使用されてもよい。少なくとも１つの実施形態では、例えば２０ｐｓｉ未満の陽圧がローラ１０４ａ〜ｄによって基板Ｓに対して及ぼされてもよい。他の圧力が使用されてもよい。
【００３５】
基板Ｓおよびローラ４０４ａ〜ｃ、４０５の回転レートおよび／または方向は、各洗浄ローラ４０５と基板Ｓ間の接触点（または複数の点）で、各洗浄ローラ４０５および基板Ｓが異なる接線速度を有するように選択される。このように、スライディング接触が各洗浄ローラ４０５と基板Ｓ間で生じ、また基板Ｓの縁部は（例えば、機械的研磨によって、あるいは洗浄化学が用いられる場合には化学支援研磨によって）洗浄される。洗浄は、基板Ｓの縁部から除去されるべき材料が除去されるまで継続することもある。
【００３６】
本発明の一実施形態では、駆動ローラ４０４ａ〜ｃおよび（複数の）洗浄ローラ４０５は、基板Ｓおよび（複数の）洗浄ローラ４０５が（ローラ１０４ｃを参照して図３Ａに示されているのと同様に）同一方向に回転されるように、反対方向に回転される。（複数の）洗浄ローラ４０５および基板Ｓが同一方向に回転する場合、（複数の）洗浄ローラ４０５および基板Ｓの接線速度は反対方向であり（図３Ａの矢印３０４および３０６を参照）、これらの接触点で各洗浄ローラ４０５と基板Ｓ間により大きな摩擦力を生成する。
【００３７】
本発明の別の実施形態では、駆動ローラ４０４ａ〜ｃおよび（複数の）洗浄ローラ４０５は、基板Ｓおよび（複数の）洗浄ローラ４０５が（ローラ１０４ｃを参照して図３Ｂに示されているのと同様に）反対方向に回転されるように、同一方向に回転される。（複数の）洗浄ローラ４０５および基板Ｓが反対方向に回転する場合、（複数の）洗浄ローラ４０５および基板Ｓの接線速度は、（複数の）洗浄ローラ４０５と基板Ｓ間の接触点で同一方向である（図３Ｂの矢印３１２および３１４を参照）。従って、接触点での（複数の）洗浄ローラ４０５および基板Ｓの接線速度差は、（複数の）洗浄ローラ４０５と基板Ｓ間に発生される摩擦力を判断する。駆動ローラ４０４ａ〜ｃおよび（複数の）洗浄ローラ４０５は異なる直径を有しているため、駆動ローラ４０４ａ〜ｃおよび（複数の）洗浄ローラ４０５は同一スピードで（かつ同一方向に）回転されてもよく、また依然として、接触点での基板Ｓおよび（複数の）洗浄ローラ４０５の異なる接線速度を生成することがある。従って、駆動ローラ４０４ａ〜ｃおよび（複数の）洗浄ローラ４０５を駆動するために単一モータが用いられてもよいため、このような実施形態の具現化は簡略化される。
【００３８】
図６は、平坦化システム６００の例示的な実施形態の平面図である。平坦化システム６００は、ファクタインタフェース６０４に結合された処理サブシステム６０２を含む。処理サブシステム６０２は、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．によって製造され（例えば、２００ｍｍ基板平坦化ツール）、かつ全体を参照してここに組み込まれている「ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＴＲＡＮＳＦＥＲＲＩＮＧ  ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ  ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ  ＵＳＩＮＧ  ＡＮ  ＩＮＰＵＴ  ＭＯＤＵＬＥ」と題され、２０００年４月１１日に出願された米国特許出願第０９／５４７，１８９号に説明されているＭｉｒｒａ  Ｍｅｓａ（商標）平坦化システムに類似していても、別の類似システムであってもよい。
【００３９】
処理サブシステム６０２は、トラック６０８に沿って移動可能なロボット６０６と、入力シャトル（個別には図示せず）と、研磨システム６１２と、洗浄システム６１４とを含む。研磨システム６１２はロードカップ（個別には図示せず）と、第１の研磨プラテン６１８ａ（例えば、バルク研磨プラテン）と、第２の研磨プラテン６１８ｂ（例えば、バリア層研磨プラテン上のエンドポイント）と、第３の研磨プラテン６１８ｃ（例えば、バリア層バフ研磨プラテン）とを含む。洗浄システム６１４は入力モジュール６２０ａと、メガソニックモジュール６２０ｂと、スクラバーモジュール６２０ｃと、出力モジュール６２０ｄと、を含む。他のタイプの研磨プラテンおよび／または洗浄技術／配列が用いられてもよい。
【００４０】
処理システム６０２はまた、縁部洗浄モジュール６２２およびリンスデバイス６２４を含む。縁部洗浄モジュール６２２は、図１Ａ〜５を参照してここに説明されている縁部洗浄装置のうちのいずれかを含んでもよい。リンスデバイス６２４は、例えばスピンリンスドライヤーや類似のリンスデバイスを含んでもよい。
【００４１】
ファクトリインタフェース６０４はバッファチャンバ６２６と、バッファチャンバ６２６内に置かれた基板ハンドラー６２８と、バッファチャンバ６２６に結合された複数のロードポート６３０ａ〜ｄとを含む。一般に、任意の数の基板ハンドラーおよび／またはロードポートがファクトリインタフェース６０４内で用いられてもよく、また他の構成が使用されてもよい。
【００４２】
動作に際して、１カセットの基板がロードポート６３０ａ〜ｄのうちの１つに配置されてもよく、基板ハンドラー６２８はカセットから基板を取り出してもよい。基板ハンドラー６２８は次いで基板をロボット６０６に転送してもよく、ロボット６０６は基板を研磨システム６１２に送出してもよい。基板が研磨システム６１２内で研磨された後、ロボット６０６は基板を入力モジュール６２０ａに転送してもよく、また基板はメガソニックモジュール６２０ｂおよび／またはスクラバーモジュール６２０ｃを使用して洗浄されてもよい。その後、ロボット６０６は基板を縁部洗浄装置６２２に転送してもよく、また縁部／ベベル洗浄は図１Ａ〜５を参照して上述されるように実行されてもよい。縁部洗浄に続いて、基板はリンスデバイス６２４に転送され、かつこの中で洗浄されてもよく、またロボット６０６および／または基板ハンドラー６２８を介して基板カセットに戻されてもよい。
【００４３】
上記説明は本発明の例示的な実施形態のみを開示している。本発明の範囲内にある上記開示された装置および方法の修正は当業者には容易に明らかになるであろう。例えば、本発明は、基板縁部からスラリー残渣、ならびにフォトレジストや他の事前形成および／または事前堆積膜または層を除去するために用いられてもよい。
【００４４】
本発明は、基板のベベルおよび／または縁部領域から材料を洗浄および／または研磨するために１つ以上のローラを用いるものとして説明されているが、固定研磨テープなどの固定研磨材料もまた、（例えば、基板が基板サポート、１つ以上の駆動ローラまたは別の機構によって回転されようとも）基板回転されると基板の縁部に接触するように用いられてもよい。一実施形態では、固定研磨テープなどの静止固定研磨剤は、基板の洗浄中および／または後続基板の洗浄中に新たな固定研磨材料を導入するためにインデックス化（例えば、水平基板に対して上下に移動され、あるいは垂直基板に対して左右に移動）されてもよい。例えば、所定数の基板が洗浄された後、固定研磨テープが、洗浄される基板の縁部に新たな固定研磨材料を導入するように移動されてもよい。インデックス化は定期的であっても、および／または必要に応じたものでもよい。
【００４５】
従って、本発明は例示的な実施形態と関連して開示されているが、他の実施形態も、以下の請求項によって定義されるように、本発明の主旨および範囲内にあることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１Ａ】本発明に従って提供された第１の例示的な縁部洗浄装置の平面図を図示している。
【図１Ｂ】本発明に従って提供された第１の例示的な縁部洗浄装置の側面図を図示している。
【図１Ｃ】単一モータが各ローラを駆動する第１の縁部洗浄装置の正面図である。
【図２Ａ】本発明に従った、基板のベベル付き縁部領域を示す基板と、これを洗浄するように構成された１つ以上のローラの側面図である。
【図２Ｂ】本発明に従った、基板に接触するための平坦な表面を有するローラの側面図である。
【図２Ｃ】本発明に従った、基板に接触するための溝付き表面を有するローラの側面図である。
【図３Ａ】基板とローラが同一方向に回転する洗浄中に基板と接触しているローラの平面図を図示している。
【図３Ｂ】基板とローラが反対方向に回転する洗浄中に基板と接触しているローラの平面図を図示している。
【図４Ａ】本発明に従って提供された第２の例示的な縁部洗浄装置の平面図を図示している。
【図４Ｂ】本発明に従って提供された第２の例示的な縁部洗浄装置の側面図を図示している。
【図４Ｃ】単一モータが各ローラを駆動する第２の縁部洗浄装置の正面図である。
【図５】第２の洗浄装置が２つの駆動ローラおよび２つの洗浄ローラを用いる実施形態の平面図である。
【図６】本発明に従って提供された平坦化システムの例示的な実施形態の平面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１００…第１の縁部洗浄装置、１０２…基板サポート、１０４…ローラ、１０６…第１のモータ、１０８…個別モータ、１１４…コントローラ、２０２…外縁部、２０４…上部ベベル、２０６…底部ベベル、２０８…平坦な表面、２１０…溝付き表面、４００…第２の縁部洗浄装置、４０２…基板サポート、４０４…駆動ローラ、４０５…洗浄ローラ、４０８…個別モータ、４０９…モータ、６００…平坦化システム、６０２…処理サブシステム、６０４…ファクタインタフェース、６０６…ロボット、６０８…トラック、６１２…研磨システム、６１４…洗浄システム、６１８ａ…第１の研磨プラテン、６１８ｂ…第２の研磨プラテン、６１８ｃ…第３の研磨プラテン、６２０ａ…入力モジュール、６２０ｂ…メガソニックモジュール、６２０ｃ…スクラバーモジュール、６２０ｄ…出力モジュール、６２２…縁部洗浄モジュール、６２４…リンスデバイス、６２６…バッファチャンバ、６２８…基板ハンドラー、６３０…ロードポート。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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