JP6661640B2 - 化学機械研磨ツール用の構成要素 - Google Patents
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Description
本開示は一般に基板の化学機械研磨に関し、より詳細には、化学機械研磨装置の構成要素に関する。
化学機械研磨(CMP)は、一般に認められた1つの平坦化法である。CMPは通常、キャリアヘッドまたは研磨ヘッド上に基板を取り付けることを含む。次いで、基板の露出した表面を、回転する研磨パッドに向けて置く。キャリアヘッドは、制御可能な荷重、すなわち制御可能な圧力を基板に加えて、基板を研磨パッドに押し付ける。さらに、キャリアヘッドは回転して、基板と研磨面の間の追加の運動を提供することができる。
研磨剤と化学的に反応性の少なくとも1種の試剤とを含む研磨スラリを研磨パッドに供給して、パッドと基板との間の界面に研磨化学溶液を提供することができる。
研磨スラリは、CMPツールの構成要素と接触し、CMPツールの構成要素に付着することもある。時間がたつにつれて、研磨スラリは、それらの構成要素の表面をこすり、それによって構成要素粒子を除去しうる。これらの粒子の一部が研磨パッド上に落下することがあり、その結果、それらの粒子が基板を引っかくことがある。引っかき傷が、完成したデバイスの研磨中に基板欠陥の原因となることがあり、そのような基板欠陥は性能の低下につながる。加えて、スラリ粒子が、スラリと接触したCMPツールの構成要素を侵食し始める可能性もある。したがって、それらの部分の寿命は短くなり、それらの部分は、より短期間のうちに交換する必要がある。
本明細書では、他の実施形態として、CMPツール用の構成要素が開示される。この構成要素は、リング形の本体と疎水性層とを含む。リング形の本体は、下部および上部によって画定される。下部は、下縁、上縁、外径を有する外面、内径を有する内面、および第1の疎水性層を含む。上縁は、上部に向かって延びている。内径は外径よりも小さい。外面と内面は中心軸を共有する。下部の内面には第1の疎水性層が配されている。第1の疎水性層は、下部の内面の一部分に流体が接触したときに少なくとも90°の接触角を有する。上部は、下縁、上縁、外径を有する外面、内径を有する内面、および第2の疎水性層を含む。下縁は、下部の上縁と一体である。上部の上縁は、上面の内縁から半径方向内側に上方向へ延びている。上部の外径は下部の外径よりも小さい。上部の内径は下部の内径よりも少ない。第2の疎水性層は、上部の内面の一部分に流体が接触したときに少なく90°の接触角を有する。
本明細書では、CMPツールの構成要素に従って本開示の実施形態を説明する。
図1は、基板(図示せず)を研磨するための従来の化学機械研磨(CMP)ツール100を示す。CMPツール100はベース101を含むことがある。ベース101は、キャリッジ102および複数のステーション108を含む。キャリッジ102は、ベース101上のベース101の中央に配されている。キャリッジ102は、研磨ヘッド112をそれぞれが支持した複数のアーム110を含むことがある。アーム110は、キャリッジ102からそれぞれのステーション108の上に延びている。研磨ヘッド112は一般にステーション108の上方に支持される。研磨ヘッド112は、研磨中の基板を保持するように構成された凹み(図示せず)を含む。ステーション108は例えば移送ステーション113または研磨ステーション111であることがある。移送ステーション113および第1のステーション108の研磨ステーション111を示すことができるように、図1に示された2本のアーム110が破線で示されている。キャリッジ102は、研磨ヘッド112を研磨ステーション111と移送ステーション113の間で移動させることができるような態様の割出しが可能である(indexable)。
図2B〜2Cに示されたCMPツール構成要素は、構成要素の外面に配された疎水性層を有する。この疎水性層は、疎水性試剤の溶液もしくは乳濁液または頻繁には使用されないが疎水性試剤の蒸気で材料を処理することによって形成された単分子層(厚さ約1分子の配向した吸着層)またはラッカーフィルムの形態をとってもよい。疎水性試剤は、水との相互作用は弱いが表面には付着する物質である。この疎水性層は、プラズマチャンバ内で実行されるプラズマ処理を使用してCMPツール構成要素上に堆積させることができる。このプラズマ処理は、安価で最小限のガスを消費する低圧プラズマシステムを利用する。疎水性堆積プロセスでは、チャンバにモノマーが導入され、そのモノマーが互いに化学的に反応してポリマーを形成する。それらのポリマーは、処理後の構成要素上に疎水性層として堆積する。チャンバに導入するモノマーは例えば、ヘキサメチルジシロキサン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、ポリ(テトラフルオロエチレン)、ポリ(プロピレン)、オクタデシルジメチルクロロシラン、オクタデシルトリクロロシラン、トリ(トリメチルシロキシ)シリルエチル−ジメチルクロロシラン、オクチルジメチルクロロシランまたはジメチルジクロロシランとすることができる。
疎水性層の接触角は、VCMA Optimaアナライザを使用することによっても決定することができる。VCMA Optimaアナライザは、高精度カメラおよび先進のPC技術を利用して、小滴の静止画または動画を捕捉し、接触角測定の基準とする接線を決定する。手動シリンジまたは自動シリンジが試験液を分配する。コンピュータ化された測定が、接触角を測定する際のヒューマンエラー要素を排除する。タイムセンシティブな分析に対しては動画を捕捉することができる。
スプラッシュカバー302の下にトラフ(trough)322があってもよい。トラフ322は、スプラッシュカバー302の屈曲によって下方へ導かれた過剰の流体またはスラリを集める。
Claims (13)
- CMPツール用の構成要素であって、
前記CMPツールが基板を研磨しているときに研磨流体にさらされる表面を有する本体と、
前記本体の前記表面に配された疎水性層であり、400nmから1600nmの間の厚さを有し、90°から140°の流体接触角を有する疎水性層と
を備え、
前記疎水性層は、モノマーから形成され、前記モノマーは、オクタデシルジメチルクロロシラン、トリ(トリメチルシロキシ)シリルエチル−ジメチルクロロシラン、オクチルジメチルクロロシランからなる群から選択される構成要素。 - 前記構成要素が、CMPツール内において流体を送達するための構成要素であり、CMPツール内において流体を送達するための前記構成要素が、
細長い部材
を備え、前記細長い部材がさらに、
第1の端と、
第2の端と、
前記第1の端と前記第2の端の間に延びる細長い上面と、
を備え、
前記疎水性層は、前記細長い部材の前記細長い上面に配されている、
請求項1に記載の構成要素。 - 前記接触角が140°である、請求項2に記載の構成要素。
- CMPツール用の構成要素であって、
下部および上部によって画定されたリング形の本体
を備え、前記下部がさらに、
下縁と、
前記上部に向かって延びる上縁と、
外径を有する外面と、
内径を有する内面であり、前記内径が前記外径よりも小さく、前記外面と中心軸を共有する内面と、
前記下部の前記内面に配された第1の疎水性層であり、400nmから1600nmの間の厚さを有し、前記下部の前記内面の一部分に流体が接触したときに90°から140°の接触角を有する第1の疎水性層と
を備え、
前記上部がさらに、
前記下部の前記上縁と一体の下縁と、
前記上部の前記下縁から半径方向内側に上方向へ延びる上縁と、
前記下部の前記外径よりも小さい前記上部の外径を有する外面と、
内径を有する内面であり、前記上部の前記内径が前記下部の前記内径よりも小さい内面と、
前記上部の前記内面に配された第2の疎水性層であり、前記上部の前記内面の一部分に流体が接触したときに90°から140°の接触角を有する第2の疎水性層と
を備え、
前記疎水性層は、モノマーから形成され、前記モノマーは、オクタデシルジメチルクロロシラン、トリ(トリメチルシロキシ)シリルエチル−ジメチルクロロシラン、オクチルジメチルクロロシランからなる群から選択される
構成要素。 - 前記第2の疎水性層が140°の接触角を有する、請求項4に記載の構成要素。
- 前記第2の疎水性層が少なくとも400nmの厚さを有する、請求項4に記載の構成要素。
- 前記第2の疎水性層の厚さが1600nmである、請求項6に記載の構成要素。
- 前記第1の疎水性層が140°の接触角を有する、請求項4に記載の構成要素。
- 前記第1の疎水性層が少なくとも400nmの厚さを有する、請求項4に記載の構成要素。
- CMPツール内の構成要素であって、
ディスク形の本体
を備え、前記ディスク形の本体がさらに、
頂面と、
前記頂面に対して実質的に平行な底面と、
前記底面に対して垂直な外壁であり、さらに、
外径、
前記底面と一体の第1の端、および
前記第1の端の反対側の第2の端
を備える外壁と、
前記頂面に対して垂直な内壁であり、さらに、
前記外径よりも小さい内径、
第1の端、および
前記頂面と一体の第2の端
を備える内壁と、
前記外壁および前記内壁によって画定された、前記外壁および前記内壁に対して垂直なレッジであり、第1の端および第2の端を有し、前記レッジの前記第1の端が、前記外壁の前記第2の端と一体であり、前記レッジの前記第2の端が、前記レッジの前記第1の端から半径方向内側にあり、前記レッジの前記第2の端が、前記外壁の前記第1の端に一体として接続されており、前記外壁の前記第2の端が、前記外壁の前記第1の端から前記頂面に向かって半径方向内側にあるレッジと
を備え、
前記構成要素が、
前記ディスク形の本体上に堆積させた疎水性層であり、400nmから1600nmの間の厚さを有し、前記ディスク形の本体の一部分に流体が接触したときに90°から140°の接触角を有する疎水性層
をさらに備え、
前記疎水性層は、モノマーから形成され、前記モノマーは、オクタデシルジメチルクロロシラン、トリ(トリメチルシロキシ)シリルエチル−ジメチルクロロシラン、オクチルジメチルクロロシランからなる群から選択される構成要素。 - 前記疎水性層が140°の接触角を有する、請求項10に記載の構成要素。
- 前記疎水性層が少なくとも400nmの厚さを有する、請求項10に記載の構成要素。
- 前記疎水性層の厚さが1600nmである、請求項12に記載の構成要素。
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