TW202135985A - 用於拋光系統的維護方法及其相關物件 - Google Patents

Abstract

本文的實施例係關於可用於在CMP系統部件上提供疏水表面的化學浸漬塗敷器及相關的塗敷方法。在一個實施例中，一種在拋光系統部件的表面上形成疏水塗層的方法包括清潔拋光系統部件的表面以從其移除拋光流體殘留物並且將導致疏水性的化學溶液塗敷到拋光系統部件的表面。

Description

用於拋光系統的維護方法及其相關物件

本揭示的實施例大體係關於在製造半導體元件時使用的化學機械拋光(CMP)系統。特定而言，本文的實施例係關於維護CMP系統中的疏水部件表面的方法及與其相關的疏水性塗敷器物件。

化學機械拋光(CMP)通常在製造半導體元件時用於平坦化或拋光在基板表面上沉積的材料層。在典型的CMP製程中，將基板固定在基板載具中，該基板載具在存在拋光流體時朝向旋轉拋光墊按壓基板的背側。大體而言，拋光流體包含一或多種化學成分的水溶液及在水溶液中懸浮的奈米級磨料粒子。經由拋光流體所提供的化學及機械活性以及基板與拋光墊的相對運動的組合，跨過基板與拋光墊接觸的材料層表面移除材料。

CMP通常被認為係濕式製程，並且在CMP系統的濕環境內已在表面上乾燥的拋光流體的不當副產物的累積很大程度上不可避免。通常，此累積包含在已經允許從CMP製程過噴的拋光流體在系統表面上乾燥時留下的凝聚的磨料粒子。不同於保持懸浮在小心調配的拋光流體中的單獨奈米級磨料粒子，在CMP製程期間，若基板表面與磨料粒子的乾燥凝聚物接觸，則該等乾燥凝聚物會對基板表面造成嚴重損壞。此損壞經常表現為基板表面上的刮痕，例如，微刮痕。這可能不利地影響其上形成的元件效能，或在一些情況下可能使元件不能操作。

由此，在本領域中需要解決上文描述的問題的物件及相關方法。

本揭示大體係關於可用於在CMP系統部件上提供疏水表面的化學浸漬塗敷器及相關的塗敷方法。

在一個實施例中，提供了一種在拋光系統部件的表面上形成疏水塗層的方法。方法包括清潔拋光系統部件的表面以從其移除拋光流體殘留物並且將導致疏水性的化學溶液塗敷到拋光系統部件的表面。

在另一實施例中，提供了一種在拋光系統部件的表面上形成疏水塗層的方法。拋光系統部件在拋光系統的基板處理環境內設置。方法包括清潔拋光系統部件的表面以從其移除拋光流體殘留物並且將導致疏水性的化學溶液塗敷到拋光系統部件的表面。在一些實施例中，將導致疏水性的溶液塗敷到拋光系統部件的表面而不從基板處理環境移除拋光系統部件。

在另一實施例中，提供了一種疏水性塗敷器。大體而言，疏水性塗敷器包括由孔隙度為約60%或更大的開孔發泡材料形成的塗敷器物件及導致疏水性的化學溶液。在一些實施例中，塗敷器及導致疏水性的化學溶液在密封容器中封裝在一起。

本揭示的實施例大體係關於用於維護化學機械拋光(CMP)系統的物件。特定而言，本文的實施例係關於可用於在CMP系統部件上提供疏水表面的疏水性塗敷器及與其相關的方法。

在CMP製程中使用的典型拋光流體可包含一或多種化學成分的水溶液連同在水溶液中懸浮的奈米級磨料粒子。通常，拋光流體的乾燥殘留物（諸如磨料粒子的凝聚物）在拋光製程期間在拋光墊之上或以其他方式靠近拋光墊設置的部件表面上累積。例如，隨著拋光流體在拋光墊上方設置的CMP系統部件（諸如基板載具、墊調節器組件、或流體輸送臂）上分配，拋光流體的乾燥殘留物經常在該等CMP系統部件的表面上累積。若未移除累積的殘留物，則磨料粒子的凝聚物可從部件表面剝離到拋光墊上並且導致對後續在其上拋光的基板的材料表面的不當損壞，例如，刮痕。移除累積的殘留物通常費力且費時。凝聚的磨料粒子經常在部件表面上形成水泥樣層，因此導致用於耗材更換及預防維護(PM)程序的不當的延長且頻繁的拋光系統停機時間。

通常，暴露於過噴的拋光流體的拋光部件的表面由對拋光流體具有化學及/或腐蝕抗性的材料形成。在一些實施例中，表面可由疏水材料形成及/或具有疏水塗層，使得在乾燥及在其上形成不當的拋光流體殘留物之前，拋光流體的液滴更易於從部件表面流出。遺憾的是，為此種材料及/或塗層提供疏水性的脆弱的液體-表面界面具有有限的耐久性。因此，在典型的CMP處理環境中，CMP部件的表面的疏水性可能在部件的使用壽命遠沒結束之前顯著劣化。例如，用於從CMP部件清潔拋光流體殘留物以及與其一起使用的材料（諸如研磨清潔布、腐蝕性化學試劑、以及累積的拋光流體殘留物中的粒子）的常規維護程序經常研磨部件表面，因此降低其疏水性。一旦已經研磨部件表面，歸因於表面從其排斥拋光流體的液滴的能力降低，其上的拋光流體殘留物累積的速率增加。因此，本文的實施例有利地提供週期性恢復CMP部件表面的疏水性的方法以及可用於實施該等方法的疏水性塗敷器。在本文中，疏水性塗敷器經封裝為在單次使用的封裝容器中包括塗敷器物件及導致疏水性的溶液，以便避免對在半導體元件製造設施的基板處理部分內的液體容器的儲存及運輸的常見限制。

在一些實施例中，方法包括在CMP耗材更換程序期間處理部件表面。CMP耗材大致包括在CMP製程中使用的物件，取決於其上或與其一起處理的基板數量、或累積的基板處理時間，該等物件歸因於有關基板處理的磨損而具有有限的使用壽命並且因此需要週期性替換。CMP耗材的實例包括拋光墊、墊調節碟、及基板載具的一些部件。方法大體包括從CMP部件表面清潔任何累積的拋光流體殘留物並且隨後處理部件表面以更新其疏水性。新更新的疏水表面有利地減少在耗材更換或其他維護程序之間可在部件表面上累積的拋光流體殘留物的量，這繼而有利地減少清潔時間及與其相關聯的人力。在第1A圖中圖示了可獲益於本文闡述的實施例的示例性拋光系統。

第1A圖係根據一個實施例的可獲益於本文提供的塗敷器及相關方法的示例性拋光系統100的示意性側視圖。第1B圖係根據一個實施例的與第1A圖中的拋光系統100一起使用的基板載具組件104的一部分的示意性橫截面圖。

通常，拋光系統100具有框架（未圖示）及複數個面板101，該等框架及面板界定基板處理環境103。拋光系統100包括複數個拋光站102（圖示了一個）及在基板處理環境103內設置的複數個基板載具組件104（圖示了一個）。

如第1A圖所示，拋光站102包括平臺106、在平臺106上安裝且固定到該平臺的拋光墊108、用於清潔及/或復原拋光墊的墊調節器組件110、以及用於將拋光流體分配到拋光墊108上的流體輸送臂112。此處，平臺106在底板114之上設置並且由平臺遮罩件120限制（兩者皆在橫截面圖中圖示），該底板及平臺遮罩件共同界定排洩盆116。排洩盆116用於收集從平臺106徑向向外旋轉的流體，並且經由與之流體連通的排放口118排放流體。

墊調節器組件110用於藉由諸如用刷子（未圖示）從其吹掃拋光副產物及/或藉由抵靠其推動研磨墊調節器碟124（例如，金剛石浸漬碟）研磨拋光墊108來清潔及/或復原拋光墊108。墊調節操作可在拋光基板之間完成（亦即，異位調節）、與拋光基板同時完成（亦即原位調節）、或兩者。

此處，墊調節器組件110包括在底板114上設置的第一致動器126、耦接到第一致動器126的調節器臂128、以及具有固定耦接的調節器碟124的調節器裝配板130。調節器臂128的第一端耦接到第一致動器126，並且裝配板130耦接到遠離第一端的調節器臂128的第二端。第一致動器126用於繞著軸C吹掃調節器臂128，並且因此吹掃調節器碟124，使得調節器碟124在拋光墊108的內徑與拋光墊108的外徑之間震蕩，同時拋光墊108在其下面旋轉。在一些實施例中，墊調節器組件110進一步包括在調節器臂128的第二端處設置且耦接到該第二端的第二致動器132，第二致動器132用於繞著軸D旋轉調節器碟124。通常，裝配板130使用其間設置的軸件134耦接到第二致動器132。

大體上，旋轉基板載具組件104從平臺106的內徑到外徑來回吹掃，同時平臺106且因此拋光墊108繞著其下面的平臺軸B旋轉。藉由繞著平臺軸B旋轉拋光墊108將拋光流體使用其上方定位的流體輸送臂112輸送到拋光墊108，並且進一步輸送到在拋光墊108與基板122之間的拋光界面。經常，流體輸送臂112進一步包括複數個噴嘴（未圖示），該等噴嘴可用於將清潔或流體（例如，去離子水）的相對高壓的蒸氣輸送到拋光墊108。

如第1B圖所示，基板載具組件104具有載具頭140、耦接到載具頭140的載具環組件142、及從載具環組件142徑向向內設置的撓性膜148以提供用於基板122的裝配表面。載具環組件142包括下部環狀部分及上部環狀部件，此處分別為基板固定環144及背襯環146。基板固定環144通常由使用其間設置的黏結層（未圖示）黏結到背襯環146的聚合物形成。背襯環146由剛性材料（諸如金屬或陶瓷）形成，並且使用複數個緊固件（未圖示）固定到載具頭140。用於形成基板固定環144及背襯環146的適宜材料的實例分別包括本文描述的拋光流體化學抗性聚合物、金屬、及/或陶瓷中的任一者或組合。撓性膜148通常使用一或多個環狀膜夾具150耦接載具頭140以與之共同地界定體積152。

在基板處理期間，基板固定環144圍繞基板122以防止基板122從基板載具組件104滑動。通常，在拋光期間加壓體積152以導致撓性膜148在基板122上施加向下的力，同時基板載具組件104繞著載具軸A旋轉，因此抵靠拋光墊108推動基板122。在拋光之前及之後，將真空施加到體積152，使得撓性膜148向上偏轉以在撓性膜148與基板122之間產生低壓袋，因此將基板122真空抽吸到基板載具組件104。

通常，基板固定環144的內徑大於基板122的直徑以在拋光製程及基板裝載與卸載操作期間在其間允許一些間隔，諸如大於約2 mm或更大、或大於約3 mm或更大。類似地，撓性膜148的基板裝配表面的外徑小於基板固定環144的內徑以允許撓性膜148相對於其移動。在基板122與基板固定環144之間以及在撓性膜148與基板固定環144之間的間隔產生間隙G。經常，拋光流體將進入間隙G並且拋光流體殘留物可在其中的一或多個表面上形成，諸如基板固定環144及背襯環146中的一個或兩個的徑向向內表面以及環狀膜夾具150中的一或多個的徑向向外表面。在一些實施例中，基板載具組件104進一步包括在載具頭140上設置的頂蓋154。

在本文中，拋光系統100及/或其部件的一或多個表面（例如，墊調節器組件110、平臺遮罩件120、及基板載具組件104的表面）使用本文闡述的疏水性塗敷器及/或噴塗方法處理以防止及/或實質上減少拋光流體殘留物在其上累積。

第2圖係根據一個實施例的可與本文闡述的方法一起使用的疏水性塗敷器200的示意性等角視圖。此處，疏水性塗敷器200包括塗敷器物件202，該塗敷器物件已經浸入導致疏水性的化學溶液204。在此實施例中，塗敷器物件202由無纖維的發泡材料形成，例如，適用於半導體元件製造設施的無塵室環境中的聚乙烯醇(PVA)或聚胺基甲酸酯(PU)發泡材料。通常，用於形成塗敷器物件202的發泡材料具有開孔結構及約60%或更大的孔隙度，諸如約65%或更大、約70%或更大、約75%或更大、約80%或更大、或約90%或更大。在一些實施例中，用於形成塗敷器物件202的發泡材料具有約50 kg/m³ 或更大的密度，諸如約60 kg/m³ 或更大、約70 kg/m³ 或更大，例如，約80 kg/m³ 或更大。在一些實施例中，塗敷器物件202在室溫下係軟且易彎的，並且因此通常具有約25℃或更小的玻璃轉變溫度(Tg)，諸如約20℃或更小、約15℃或更小，或例如，約10℃或更小。孔徑及密度中的一者或兩者可在塗敷器物件202（如圖所示）中變化，或者孔徑及密度中的一者或兩者可跨過其均勻地分佈。在其他實施例中，塗敷器物件202可由適宜的基於纖維的合成材料形成，例如，聚酯布。

此處，導致疏水性的化學溶液204包括溶液、混合物、及/或乳液中的一者，該等具有溶劑及導致疏水性的試劑。在一些實施例中，導致疏水性的化學溶液204進一步包括表面活性劑，諸如基於羧酸的成分。適宜溶劑的實例包括烴溶劑、氟溶劑、或其組合。在一些實施例中，氟溶劑係基於氫氟醚(HFE)的溶劑，諸如2-三氟甲基-3-乙氧基十二氟己烷。適宜的導致疏水性的試劑的實例包括單體、寡聚物、及/或矽氧烷、氟丙烯酸酯、或其組合的其他官能基。適宜的氟化丙烯酸單體的實例包括：丙烯酸五氟苯基酯、甲基丙烯酸六氟異丙基酯；1H,1H,3H-甲基丙烯酸六氟丁基酯；2,2,2-丙烯酸三氟乙基指；2,2,2-甲基丙烯酸三氟乙基酯；1H,1H,2H,2H-甲基丙烯酸十七氟癸基酯(HDFDMA)；1H,1H,5H-甲基丙烯酸八氟戊基酯；及其組合。基於羧酸的成分可以係羧酸、羧酸鹽、羧酸衍生物、或其組合。

此處，在容器206（以部分橫截面圖示）中封裝之前或與之同時，塗敷器物件202浸入導致疏水性的化學溶液204，該容器經密封以防止將疏水性塗敷器200暴露於大氣。容器206可由大體被接受用於無塵室環境中的任何適宜材料形成，諸如抗靜電聚乙烯材料。大體上，封裝的塗敷器物件202未由導致疏水性的化學溶液204完全飽和以便提供對在本文描述的塗敷方法期間形成的疏水塗層的厚度的改進控制。例如，若X表示可以藉由塗敷器物件202吸收的導致疏水性的化學溶液204的以重量計的最大量，則封裝的塗敷器物件202可具有以重量計約0.9X或更小的實際飽和度，諸如約0.8X或更小、約0.7X或更小、約0.6X或更小、約0.5X或更小、或約0.4X或更小。在一些實施例中，封裝的塗敷器物件202具有以重量計在從約0.1X至約0.5X的範圍中的導致疏水性的化學溶液204的實際飽和度，諸如約0.2X至約0.5X、或約0.3X至約0.5X。在一些實施例中，封裝的塗敷器物件202具有以重量計在從約0.5X至約0.9X的範圍中的導致疏水性的化學溶液204的實際飽和度，諸如約0.6X至約0.9X、或約0.7X至約0.9X。在一些實施例中，封裝的塗敷器物件202具有以重量計在從約0.2X至約0.8X的範圍中的導致疏水性的化學溶液204的實際飽和度，諸如約0.3X至約0.7X、或約0.4X至約0.5X。

第3圖係根據另一實施例的可與本文闡述的方法一起使用的疏水性塗敷器300的示意性等角視圖。此處，容器306（以部分橫截面圖示）實質上與第2圖中描述的容器206類似並且進一步包括不可滲透膜308，該不可滲透膜將容器306分為第一體積310及第二體積312。塗敷器物件302及導致疏水性的化學溶液204分別在第一體積310及第二體積312中設置並且因此藉由膜308分離。在本文闡述的方法之前，使用者操縱容器306破壞膜308，因此允許導致疏水性的化學溶液204由塗敷器物件302的表面吸收及/或塗佈該表面以形成疏水性塗敷器300。此處，塗敷器物件302實質上與第2圖中描述的塗敷器物件202類似或相同。通常，一旦破壞膜308，在第二體積312中設置的導致疏水性的化學溶液204的量經選擇為用導致疏水性的化學溶液204提供塗敷器物件302的期望實際飽和度。在一些實施例中，塗敷器物件302的期望實際飽和度在如針對第2圖中描述的塗敷器物件202的實際飽和度闡述者相同的範圍內。

第4A圖係根據另一實施例的可與本文闡述的方法一起使用的疏水性塗敷器400的示意性等角視圖。疏水性塗敷器400包含浸入導致疏水性的化學溶液204的塗敷器物件402。此處，調節塗敷器物件402的大小及形狀以將導致疏水性的化學溶液204塗敷到墊調節器組件110的表面，諸如調節器裝配板130及第1A圖的第二致動器132的表面，並且設置在其間。

塗敷器物件402包含具有一直徑及一厚度的圓柱形碟以及經調節大小以圍繞軸件134適配的開口406，該直徑與調節器裝配板130的直徑大致相同或大於裝配板130的直徑，該厚度與在裝配板130與第二致動器132之間的距離大致相同或小於在裝配板130與第二致動器132之間的距離。例如，在一些實施例中，塗敷器物件402具有約100 mm或更大的直徑，諸如約150 mm或更大、或約200 mm或更大、或在約100 mm與約300 mm之間，以及約50 mm或更小的厚度，諸如約40 mm或更小、或約30 mm或更小、或在約10 mm與約50 mm之間。大致圓形形狀的開口406穿過圓柱形碟的中心設置（或鄰近該圓柱形碟）設置並且具有與軸件134的直徑大致相同或略小於軸件134的直徑的直徑。例如，在一些實施例中，開口406的直徑在約10 mm與約30 mm之間，諸如在約10 mm與約20 mm之間。狹縫408將開口406與塗敷器物件402的外周邊連接，使得塗敷器物件402可圍繞軸件134定位，而不將裝配板130從墊調節器組件110拆除。

在一些實施例中，用於形成塗敷器物件402的材料實質上與用於形成第2圖中描述的塗敷器物件202的材料類似或相同。塗敷器物件402及導致疏水性的化學溶液204可分別使用在第2圖及第3圖中描述的容器206及306中任一者封裝。在一些實施例中，塗敷器物件402的實際或期望的實際飽和度在與針對第2圖中描述的塗敷器物件202的實際飽和度闡述者相同的範圍內。

第4B圖係進一步示出根據一些實施例的可與疏水性塗敷器400一起使用的夾具412的示意性等角視圖。如第4B圖所示，夾具412固定疏水性塗敷器400的邊緣並且為使用者提供人體工程學手柄以促進本文闡述的方法。夾具通常由對拋光流體具有適宜化學抗性的非剛性或半剛性材料形成，諸如非剛性或半剛性聚合物、橡膠、或合成橡膠材料，該材料允許手持強度以在本文闡述的方法期間將疏水性塗敷器400保持在適當位置。在一些實施例中，用於形成夾具412的材料具有在約60至約85的範圍中的肖氏A硬度。

第5圖係根據另一實施例的可與本文闡述的方法一起使用的疏水性塗敷器500的示意性等角視圖。疏水性塗敷器500包含浸入導致疏水性的化學溶液204的塗敷器物件502。在一些實施例中，用於形成塗敷器物件502的材料實質上與用於形成第2圖中描述的塗敷器物件202的材料類似或相同。在一些實施例中，用導致疏水性的化學溶液204的塗敷器物件502的實際或期望實際飽和度等於與針對第2圖中描述的塗敷器物件202的實際飽和度闡述者或在該相同範圍內。

此處，藉由使用黏著劑506將塗敷器物件502固定到緊固件層，諸如第一緊固件層508。在一些實施例中，第一緊固件層508包含卡鉤及環圈緊固件系統的一部分，該卡鉤及環圈緊固件系統可用於在第6圖中描述的塗敷器設備600上裝配疏水性塗敷器500。具有固定至其的第一緊固件層508的塗敷器物件502及導致疏水性的化學溶液204可使用分別在第2圖及第3圖中描述的容器206或306中的任一者封裝。

第6圖係示出根據一個實施例的可與本文闡述的用於將導致疏水性的化學溶液204塗敷到平臺遮罩件120的一部分的方法一起使用的塗敷器設備600的拋光系統100的一部分的示意性側視圖。通常，塗敷器設備600在拋光墊更換程序之間使用以抵靠平臺遮罩件120的徑向向內表面推動疏水性塗敷器500，因此向其塗敷導致疏水性的化學溶液204的層。例如，在第6圖中，塗敷器設備600使用其上設置的夾具602及/或在平臺106的徑向向外表面的對應開口中設置的緊固件604（用虛線圖示）暫時耦接到平臺106的圓周邊緣。

此處，塗敷器設備600包括塗敷器裝配部分606及緊固件層，諸如第二緊固件層608，該緊固件層包含卡鉤及環圈緊固件系統的第二部分。藉由使用黏著劑將第二緊固件層608固定到塗敷器裝配部分606的表面，並且藉由使用卡鉤及環圈緊固件系統將疏水性塗敷器500暫時固定到塗敷器裝配部分606。通常，塗敷器設備600進一步包括用於隨著平臺106繞著平臺軸B旋轉（第1A圖所示）抵靠平臺遮罩件120的徑向向內表面推動疏水性塗敷器500的彈性構件610，諸如彈簧。塗敷器設備600有利地實現本文闡述的方法，而不需要從拋光系統100移除平臺遮罩件120的耗時程序，因此導致期望的較少用於例行維修的系統停機時間。

第7圖係示出根據一個實施例的在拋光系統部件（諸如第1A圖的拋光系統100的部件）的表面上塗敷疏水塗層的方法700的圖。通常，方法700在定期安排的維護程序（諸如耗材更換程序或預防維護(PM)程序）中的拋光系統停機時間期間執行。

第8圖係用於說明方法700的各個態樣的拋光系統部件800的一部分的示意性橫截面圖。此處，拋光系統部件800表示可在基板拋光製程期間暴露於過噴的拋光流體的拋光系統100的任何部件及/或其他表面。例如，拋光系統部件800可係下列中的任一者：面板101、基板載具組件104、墊調節器組件110的部件、流體輸送臂112、平臺106及/或其周邊表面、平臺遮罩件120、或與拋光系統100的基板處理環境103一起使用及/或設置在該基板處理環境內的任何其他表面或部件。通常，系統部件800及/或其預塗敷表面802由拋光流體化學抗性材料形成。適宜材料的實例包括二氧化矽玻璃、石英、陶瓷（例如，氧化鋁）、拋光流體化學抗性金屬、及拋光流體化學抗性聚合物。適宜金屬的實例包括不鏽鋼合金、鎳鉻合金、鎳鉻鉬合金、鎳鐵鉻鉬合金、鈷鎳鉻鉬合金、或鈦合金。適宜聚合物的實例包括聚苯硫(PPS)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醯亞胺(PI)、及聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、縮醛聚甲醛(POM)、聚醯胺醯亞胺(PAI)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯并咪唑(PBI)、聚醚胺(PEI)、及其複合物。

於活動705處，方法700包括從拋光系統部件的表面（諸如預塗敷表面802）移除拋光流體殘留物。通常，從部件移除拋光流體殘留物包括在存在清潔流體時抵靠預塗敷表面802推動清潔物件，諸如海綿或布。在一些實施例中，清潔物件可具有研磨表面。大體上，清潔流體基於與示例性拋光系統100一起使用的拋光流體的類型以及清潔流體溶解彼拋光流體的殘留沉積物的適宜性來選擇。適宜清潔流體的實例包括過氧化氫、氫氧化銨、及各種酸（諸如檸檬酸）的稀釋溶液。在一些實施例中，清潔流體可包含具有如在拋光流體中使用者相同的成分中的至少一些的稀釋水溶液。例如，若拋光流體包含氫氧化鉀，則清潔流體可包含氫氧化鉀的水溶液。在一些實施例中，清潔流體係去離子水。在一些實施例中，清潔流體包含表面活性劑。在一些實施例中，移除拋光流體殘留物亦移除在先前的耗材更換或預防維護程序期間塗敷的疏水塗層的一部分。通常，在從拋光系統部件800移除拋光流體殘留物之後，預塗敷表面802使用去離子水沖洗並且乾燥，例如，藉由用清潔乾燥空氣(CDA)吹掃表面。

於活動710處，方法700包括將導致疏水性的化學溶液（諸如本文描述的導致疏水性的化學溶液204）塗敷到拋光系統部件的預塗敷表面802。此處，將導致疏水性的化學溶液204塗敷到預塗敷表面802形成具有後塗敷表面806的疏水塗層804。此處，在系統部件上設置的水滴808與後塗敷表面806形成約60°或更大、約65°或更大、約70°或更大、約75°或更大、約80°或更大、約85°或更大、約90°或更大、約95°或更大、約100°或更大、約105°或更大、或例如約110°或更大的接觸角θ。在一些實施例中，疏水塗層804具有約100 µm或更小的厚度T，諸如約85 µm或更小、約80 µm或更小、約75 µm或更小、約70 µm或更小、約65 µm或更小、約60 µm或更小、約55 µm或更小、或約50 µm或更小。

如本文論述，來自拋光流體的重複暴露及從其清潔拋光流體殘留物的預塗敷表面802的研磨及腐蝕可能降低在系統部件800的使用壽命期間的預塗敷表面802的疏水性。因此，在一些實施例中，預塗敷表面802可具有約100°或更小的水接觸角，諸如約95°或更小、約90°或更小、約85°或更小、約80°或更小、約75°或更小、約70°或更小、約65°或更小、約60°或更小、約55°或更小、或約50°或更小。在一些實施例中，塗敷導致疏水性的化學溶液204有利地提供約10%或更大的疏水性增加，諸如約15%或更大、約20%或更大、約25%或更大、約30%或更大、約35%或更大、約40%或更大、約45%或更大、約50%或更大、約65%或更大、約70%或更大，例如約75%或更大。此處，疏水性增加使用預塗敷表面802及後塗敷表面806的水滴接觸角θ的不同來確定。

在一些實施例中，在系統部件800的表面上形成的疏水塗層804呈現疏油表面性質，例如，對不含水污染物（諸如粉塵、油、及/或其他顆粒）具有增加的抗性。因此，在一些實施例中，疏水塗層804具有約50°或更大的油接觸角（此處為正十六烷液滴接觸角），諸如約55°或更大、約60°或更大、約65°或更大，例如約70°或更大。相對後塗敷表面806量測正十六烷液滴接觸角，諸如針對第8圖中的水滴接觸角θ所示。

在一些實施例中，將導致疏水性的化學溶液204塗敷到系統部件800包括抵靠預塗敷表面802擦拭或推動浸入導致疏水性的化學溶液204的塗敷器物件。例如，在一些實施例中，方法700可使用本文描述的疏水性塗敷器200、300、400、及/或500中的任一者執行。

在方法700的一些實施例中，將導致疏水性的溶液塗敷到拋光系統部件的表面而不從基板處理環境移除拋光系統部件。例如，在一些實施例中，系統部件800包含平臺遮罩件120，並且使用第6圖中描述的塗敷器設備600將導致疏水性的化學溶液204塗敷到平臺遮罩件120的徑向向內表面。在彼等實施例中，塗敷導致疏水性的化學溶液204可包括旋轉拋光平臺106並且因此旋轉與之耦接的塗敷器設備600，以抵靠平臺遮罩件120的徑向向內表面推動疏水性塗敷器500。

在其他實施例中，系統部件800包含墊調節器組件110的部件，諸如第一致動器126、調節器臂128、調節器裝配板130、第二致動器132、軸件134、或其組合。在彼等實施例中，塗敷導致疏水性的化學溶液204可包括將疏水性塗敷器400滑動到在調節器裝配板130與第二致動器132之間設置的間隙中，使得在繞著軸件134移動疏水性塗敷器400之前穿過開口406設置軸件134。

在另一實施例中，在已經從基板處理環境103移除系統部件800之後，可將疏水塗層804塗敷到系統部件800的表面。在一些實施例中，使用霧化方法將疏水塗層804塗敷到系統部件800的預塗敷表面802，以產生導致疏水性的化學溶液204的液滴並且將預塗敷表面802暴露至該液滴，本文為「噴塗製程」。適宜噴塗製程的實例包括使用超音波噴嘴的超音波噴塗、加壓噴塗、及電噴塗。

典型的超音波噴塗製程包括操作超音波噴嘴以將高頻聲波轉化為傳遞到液體（例如，導致疏水性的化學溶液204）中的機械能，隨著該液體離開噴嘴的孔口，該機械能霧化液體。超音波噴嘴經構造為在諧振頻率下操作，該諧振頻率確定由其提供的液體液滴的中間液滴大小。通常，與在較低頻率下操作的超音波噴嘴相比，在較高頻率下操作的超音波噴嘴提供相對較小的中間液滴大小。在一個實施例中，導致疏水性的化學溶液204使用在10 kHz至約200 kHz的範圍中的頻率下操作的超音波噴嘴塗敷，諸如約200 kHz或更小、約190 kHz或更小、約180 kHz或更小、約170 kHz或更小、約160 kHz或更小、約150 kHz或更小、約140 kHz或更小、約130 kHz或更小、約120 kHz或更小、約110 kHz或更小、約100 kHz或更小、約90 kHz或更小、約80 kHz或更小、約70 kHz或更小、約60 kHz或更小、約50 kHz或更小、約40 kHz或更小，例如約30 kHz或更小。在一些實施例中，超音波噴嘴在約10 kHz或更大的頻率下操作，諸如約20 kHz或更大、約30 kHz或更大、約40 kHz或更大、約50 kHz或更大、約60 kHz或更大、約70 kHz或更大、約80 kHz或更大、約90 kHz或更大、約100 kHz或更大、約110 kHz或更大、約120 kHz或更大、約130 kHz或更大、約140 kHz或更大，例如約150 kHz或更大。

加壓噴塗製程通常包括使用加壓推進劑來提供導致疏水性的化學溶液204的氣霧並且將系統部件800的預塗敷表面802暴露至該氣霧。

在電噴塗製程中，經由將相對高的電壓（諸如約1000 V或更大）施加到電噴塗噴嘴，用靜電給液體（例如，導致疏水性的化學溶液204）充電。靜電電荷導致經由靜電推斥將流體霧化為細霧。通常，待塗佈的系統部件800在接地臺上設置，使得將帶電液滴吸引到其表面。有利地，靜電噴塗製程可用於跨具有相對不均勻表面的系統部件800提供實質上均勻的疏水塗層804。

在一些實施例中，方法700的各個活動可在系統部件800的更新期間使用，諸如在基板載具組件104的更新期間。在一個實施例中，方法700包括拆卸基板載具組件104，移除在其部件表面上累積的拋光流體殘留物，以及使用疏水性塗敷器200、300、400、或500及/或噴塗製程中的一者或組合向其塗敷疏水塗層804塗層。因此，在一些實施例中，將疏水塗層804塗敷到載具環組件142的表面（例如，內徑及外徑）、載具頭140、頂蓋154、及在拋光製程期間可暴露於拋光流體的一或多個環狀膜夾具150的表面。在一些實施例中，至少一些系統部件係新的，並且因此方法700可能不包括從其移除拋光流體殘留物。

有利地，方法700及/或本文描述的疏水性塗敷器200、300、400、及/或500促進將疏水塗層804塗敷到系統部件800的表面上。疏水塗層804減少可在耗材更換及其他維護程序之間的部件表面上累積的拋光流體殘留物的量以提供大體更為清潔的系統並且減少與過量殘留物產生相關聯的基板處理缺陷，諸如表面刮痕。藉由減少部件表面上產生的拋光流體殘留物的量，本文提供的方法及物件有利地減少清潔彼等殘留物所需的人力及時間，並且有利地增加系統部件的使用壽命。在一些實施例中，諸如在基板載具組件104的更新（重建）期間，方法可在遠離拋光系統100的位置處執行。在其他實施例中，可執行方法700而不從基板處理環境103移除拋光系統部件800。將疏水塗層塗敷到系統部件上而不從基板處理環境拆卸及/或移除部件亦有利地減少在從拋光系統移除系統部件的情況下可能導致的人力、時間、及成本。

儘管上述內容涉及本揭示的實施例，本揭示的其他及進一步實施例可在不脫離其基本範疇的情況下設計，並且其範疇由以下申請專利範圍確定。

100:拋光系統 101:面板 102:拋光站 103:基板處理環境 104:基板載具組件 106:平臺 108:拋光墊 110:墊調節器組件 112:流體輸送臂 114:底板 116:排洩盆 118:排放口 120:平臺遮罩件 122:基板 124:調節器碟 126:第一致動器 128:調節器臂 130:調節器裝配板 132:第二致動器 134:軸件 140:載具頭 142:載具環組件 144:基板固定環 146:背襯環 148:撓性膜 150:環狀膜夾具 152:體積 154:頂蓋 200:疏水性塗敷器 202:塗敷器物件 204:導致疏水性的化學溶液 206:容器 300:疏水性塗敷器 302:塗敷器物件 306:容器 308:膜 310:第一體積 312:第二體積 400:疏水性塗敷器 402:塗敷器物件 406:開口 408:狹縫 412:夾具 500:疏水性塗敷器 502:塗敷器物件 506:黏著劑 508:第一緊固件層 600:塗敷器設備 602:夾具 604:緊固件 606:塗敷器裝配部分 608:第二緊固件層 610:彈性構件 700:方法 705:活動 710:活動 800:拋光系統部件 802:預塗敷表面 804:均勻疏水塗層 806:後塗敷表面 808:水滴 A:載具軸 B:平臺軸 C:軸 D:軸 G:間隙 T:厚度 θ:接觸角

為了能夠詳細理解本揭示的上述特徵所用方式，可參考實施例進行對上文簡要概述的本揭示的更特定描述，一些實施例在附圖中示出。然而，將注意，附圖僅示出本揭示的典型實施例，並且由此不被認為限制其範疇，因為本揭示可允許其他等同有效的實施例。

第1A圖係根據一個實施例的可與本文提供的方法一起使用的示例性拋光系統的示意性側視圖。

第1B圖係根據一個實施例的與第1A圖的拋光系統一起使用的基板載具的一部分的示意性橫截面圖。

第2圖係根據一個實施例的可用於執行本文闡述的方法的疏水性塗敷器的示意性等角視圖。

第3圖係根據另一實施例的可用於執行本文闡述的方法的疏水性塗敷器的示意性等角視圖。

第4A圖係根據另一實施例的可用於執行本文闡述的方法的疏水性塗敷器的示意性等角視圖。

第4B圖係進一步示出根據一個實施例的可與第4A圖中描述的疏水性塗敷器一起使用的夾具的示意性等角視圖。

第5圖係根據另一實施例的可用於執行本文闡述的方法的疏水性塗敷器的示意性等角視圖。

第6圖係根據一個實施例的可用於執行本文闡述的方法的態樣的第1A圖中描述的拋光系統的一部分及塗敷器設備的示意性側視圖。

第7圖係示出根據一個實施例的將疏水塗層塗敷到拋光系統部件的表面的方法的圖。

第8圖係根據第7圖中闡述的方法形成的拋光系統部件表面的一部分並且根據一個實施例進一步示出在表面上設置的水滴的接觸角的示意性橫截面圖。

為了便於理解，相同元件符號在可能的情況下已經用於標識圖中共有的相同元件。可以預期，一個實施例的元件及特徵可有利地併入其他實施例中，而無需進一步敘述。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

200:疏水性塗敷器

202:塗敷器物件

204:導致疏水性的化學溶液

206:容器

Claims (20)

1. 一種在一拋光系統部件的一表面上形成一疏水塗層的方法，包含以下步驟： 清潔該拋光系統部件的該表面以從其移除一拋光流體殘留物；以及 將一導致疏水性的化學溶液塗敷到該拋光系統部件的該表面。
2. 如請求項1所述的方法，其中該拋光系統部件係一基板載具組件的一部分，並且其中該導致疏水性的化學溶液使用一噴塗製程塗敷。
3. 如請求項1所述的方法，其中該導致疏水性的化學溶液使用一疏水性塗敷器塗敷，該疏水性塗敷器包含： 一塗敷器物件，由一孔隙度為約60%或更大的一開口發泡材料形成；以及 一導致疏水性的化學溶液。
4. 如請求項3所述的方法，其中該塗敷器及該導致疏水性的化學溶液在一密封容器中封裝。
5. 如請求項4所述的方法，其中如在該密封容器中設置的該塗敷器物件浸入該導致疏水性的化學溶液。
6. 如請求項4所述的方法，其中該密封容器包含將該塗敷器物件與該導致疏水性的化學溶液分離的一膜層，並且該方法進一步包括以下步驟：破壞該膜以將該塗敷器物件浸入該導致疏水性的化學溶液。
7. 如請求項3所述的方法，其中 該拋光系統部件包含一平臺遮罩件， 該疏水性塗敷器耦接到一拋光平臺，以及 塗敷該導致疏水性的溶液之步驟包含以下步驟：旋轉該拋光平臺以抵靠該平臺遮罩件的一徑向向內表面推動該疏水性塗敷器。
8. 如請求項3所述的方法，其中 該拋光系統部件在該拋光系統的一基板處理環境內設置，以及 將該導致疏水性的溶液塗敷到該拋光系統部件的該表面而不從該基板處理環境移除該拋光系統部件。
9. 如請求項8所述的方法，其中 該拋光系統部件包含具有用於裝配一研磨墊調節碟的一第一表面及與該第一表面相對的一第二表面的一調節器裝配板，以及 將該導致疏水性的溶液塗敷到該第二表面而不從一墊調節器組件拆卸該調節器裝配板。
10. 一種在一拋光系統部件的一表面上形成一疏水塗層的方法，包含以下步驟： 清潔該拋光系統部件的該表面以從其移除一拋光流體殘留物；以及 將一導致疏水性的化學溶液塗敷到該拋光系統部件的該表面，其中該拋光系統部件在該拋光系統的一基板處理環境內設置，並且其中將該導致疏水性的溶液塗敷到該拋光系統部件的該表面而不從該表面處理環境移除該拋光系統部件。
11. 如請求項10所述的方法，其中該導致疏水性的化學溶液使用一疏水性塗敷器塗敷，該疏水性塗敷器包含： 一塗敷器物件，由一孔隙度為約60%或更大的一開口發泡材料形成；以及 該導致疏水性的化學溶液。
12. 一種疏水性塗敷器，包含： 一塗敷器物件，由一孔隙度為約60%或更大的一開口發泡材料形成；以及 一導致疏水性的化學溶液，其中該塗敷器及該導致疏水性的化學溶液封裝在一密封容器中。
13. 如請求項12所述的疏水性塗敷器，其中在該密封容器中設置的該塗敷器物件浸入該導致疏水性的化學溶液。
14. 如請求項12所述的疏水性塗敷器，其中該密封容器包含將該塗敷器物件與該導致疏水性的化學溶液分離的一膜層。
15. 如請求項12所述的疏水性塗敷器，其中在該密封容器內的該導致疏水性的化學溶液的以重量計的一量係約0.9X或小於完全飽和該塗敷器物件會需要的以重量計的一量。
16. 如請求項12所述的疏水性塗敷器，其中藉由該導致疏水性的化學溶液形成的一表面塗層具有約85°或更大的一水接觸角。
17. 如請求項12所述的疏水性塗敷器，其中將該塗敷器物件固定到一緊固件層，並且其中該緊固件層包含一卡鉤及環圈緊固系統的一部分。
18. 如請求項12所述的疏水性塗敷器，其中該導致疏水性的化學溶液包含一矽氧烷、一氟丙烯酸、或一其組合。
19. 如請求項18所述的疏水性塗敷器，其中該導致疏水性的化學溶液進一步包含一烴溶劑、一氟溶劑、或一其組合。
20. 如請求項19所述的疏水性塗敷器，其中該導致疏水性的化學溶液進一步包含一羧酸、一羧酸鹽、一羧酸衍生物、或一其組合。

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