专利名称：用于制作浇注在可旋转基体上的整体式多孔垫的方法和材料的制作方法
相关申请的交叉参考本专利申请要求2003年8月8日提交的序列号为No.60/493992的美国临时专利申请的优先权，其发明人为BriantEnoch Benson，名称为“使用浇注在可旋转基体上的整体式多孔垫从基板上去除材料的方法”，其全部内容在此被引作参考；本专利申请还要求2003年8月8日提交的序列号为No.60/493755的美国临时专利申请的优先权，其发明人为Briant Enoch Benson，名称为“用于制作形成于可旋转基体上的整体式多孔垫的方法和材料”，其全部内容在此被引作参考；本专利申请还要求2003年8月8日提交的序列号为No.60/493993的美国临时专利申请的优先权，其发明人为Briant Enoch Benson，名称为“用于从基板上去除材料并且具有可交换流体和安装配件的装置”，其全部内容在此被引作参考；本专利申请还要求2004年3月29日提交的序列号为No.60/557298的美国临时专利申请的优先权，其发明人为Briant Enoch Benson，名称为“形成于可旋转基体上的整体式多孔垫”，其全部内容在此被引作参考。
背景技术：
在半导体装置的制造中，需要进行化学机械抛光(CMP)操作和晶片清洗。通常，集成电路装置为多级结构的形式。在晶片级，形成具有扩散区的晶体管装置。在随后的级中，金属互连线形成图案并且与晶体管装置电连接以形成期望的功能装置。众所周知，形成图案的导电层通过介电材料，如二氧化硅与其它导电层绝缘。随着更多金属化级和相关介电层的形成，使介电材料平面化的需要也逐渐增大。如果没有平面化，更多的互连结构和介电层的制造将因为表面形貌中的更高变化而显著变得更加困难。在半导体制造过程中，将金属互连图案形成于晶片上的介电材料中，然后进行化学机械平面化(CMP)操作以去除过量金属。在任何此类CMP操作之后，都必须清洗平面化的晶片以去除颗粒和污染物。
在电子装置，如集成电路的制造中，晶片上面颗粒污染物、痕量金属和活动离子的存在是一个严重的问题。颗粒污染物可以导致很多种问题，如局部腐蚀、刮擦和集成电路中的“短路”。活动离子和痕量金属污染物还可能导致集成电路中的稳定性和功能性问题。这些因素的组合导致晶片上更低的装置产量，由此增加晶片上一般功能装置的成本。考虑到原材料、装置制造时间和相关的研究开发，在不同的制造阶段，每个晶片占据了很大的投入。
化学机械抛光(CMP)是用于在晶片的随后处理之前使晶片上的薄膜平面化的常用技术。CMP通常包括将具有50至100纳米尺寸磨粒的抛光浆料引到抛光垫的表面上。具有待去除的材料、介电或金属层的晶片被放在带有浆料的抛光垫表面上。靠着旋转抛光垫旋转晶片将通过化学和机械作用的组合减小层厚。浆料通常为水基并且可以包括精细磨粒，如硅石、氧化铝和其它金属氧化物磨料。在抛光完成之后，必须清洗已处理的晶片以完全去除抛光过程产生的残留浆料和其它残留物。表面准备进入其它处理步骤，如电化学沉积、蚀刻和照相平版。
为了清洗已抛光面的表面上的残留浆料，特别是直径小于0.1微米的颗粒，通常使用清洗用刷具。这些清洗用刷具通常在形状上为圆柱形并且沿着刷具的中心轴线旋转。清洗刷具还经常由泡沫或多孔性聚合材料，如聚乙烯醇(PVA)构成。刷具的旋转运动和施加于刷具上靠着晶片的力或压力以及清洗流体或脱离子水的应用的组合导致从晶片表面上去除残留浆料。
这些刷具在其表面上具有凸起或突节用于与基板接触并且从其上去除材料。刷具形成为套筒并且在用于将流体传输给刷具并且旋转刷具的芯体支承上滑动。在延长的使用中，用新的刷具套筒替换刷具并且需要抛光工具停止，由此增加了生产率和停机时间损失。刷具凸起沿着刷具芯体的排列(alignment)对于刷具与基板的一致接触很重要。套筒上突节间隔的非对称排列和扭曲对于套筒替换是一个问题。新安装的刷具在清洗产品基板之前必须进行适应、冲洗和形成裂缝。经常使用模拟晶片以确保清洁度以及包括尺寸、旋转和刷具与模拟晶片的接触的操作稳定性。这一非增值步骤对于时间和模拟晶片的制造代价非常昂贵。
为了以自动方式进行清洗工作，制造实验室使用了清洗系统。清洗系统通常包括一个或多个在其中刮擦晶片的刷盒。每个刷盒包括一对刷具以至于每个刷具各自刮擦晶片的一个侧面。为了提高这种刷盒的清洗能力，通常的办法是通过刷具传输清洗流体(TTB)。TTB流体传输通过采用具有多个孔的刷具芯体而实现，所述孔允许以特定压力供应至刷具芯体中的流体被释放到基板表面上。流体从刷具芯体通过聚合材料分配到基板表面上。理想情况下，化学物质流动通过孔，然后从所有刷具芯体孔中以相同速度流出芯体。已经发现，传输到芯体中的化学物质不以相同或基本上相同的速度流出所有孔，并且化学物质接收端附近的刷具芯体孔通常以比化学物质接收端相对侧的孔快得多的速度使化学物质流出。
随着半导体特征尺寸减小并且装置性能要求继续增加，清洗工程师也面临着改进他们的相关过程的挑战。为了满足这些要求，同样的清洗装置现在正被用于进行除基本的脱离子(DI)水清洗之外的其它操作。这些操作包括应用复杂的化学物质从晶片表面上去除颗粒和/或蚀刻精确的材料薄膜。很多清洗系统现在还需要应用反应性化学物质，如氢氟酸，不均匀的应用将对处理中的晶片具有严重的影响。例如，如果将更多的HF应用于晶片的一部分上而将更少的应用于晶片的另一部分上，那么处理后的晶片表面可能在越过晶片去除的薄膜数量方面呈现出变化。
发明内容
本发明的实施方式包括用于制作直接浇注或模塑于用于支承垫子的可旋转基体上的多孔刷具(刷子)或多孔垫的方法和材料。刷具或垫子可以用于以流体涂覆基板的至少一部分或者它可以用于从基板上去除材料、颗粒或化学物质。刷具或垫子包括与多孔垫材料互锁的可旋转基体或芯体。基体包括内表面和外表面并且可以具有位于基体中用于将多孔垫材料与基体互锁的多个沟槽。多孔垫材料覆盖基体外表面的至少一部分并且可以用于从各种基板上去除材料。多孔垫材料具有整体结构并且可以填充基体中的一个或多个沟槽，由此将多孔垫材料与基体互锁。优选地，填充有多孔垫材料的沟槽使基体的内表面与外表面流体连通(fluidlyconnect)。
本发明的一个实施方式是一种用于从基板上去除材料的装置，所述装置包括支承多孔垫材料的可旋转基体。基体包括内表面和外表面并且具有用于将流体从所述基体的内表面到基体外表面分配到多孔垫材料上的沟槽。多孔垫材料覆盖基体外表面的至少一部分并且与流体一起用于从基板上去除材料，如颗粒和薄膜。优选地，多孔垫材料与基体的沟槽互锁，并且更优选地，它使所述基体的内外表面流体连通。可旋转基体可以具有一个或多个与其配合的配件(接头)，所述配件将可旋转基体与流体源和用于旋转基体的心轴或其它固定装置互连。可能包括流体配件和机器驱动配件的配件通过粘结而与基体配合。通过使用不同的配件，单个可旋转基体可以通过为基体使用不同尺寸或形状的配件而适合于不同的材料去除工具。
本发明的另一个实施方式是一种用于从基板上去除材料的装置，所述装置包括支承多孔垫材料的可旋转基体，所述多孔垫材料在其表面上具有凸起或突节。可旋转基体包括内表面和外表面并且具有用于通过带有多孔垫材料的凸起将流体分配给基板的沟槽。流体从基体的内表面流到基体的外表面。多孔垫材料覆盖基体外表面的至少一部分并且可以与流体一起用于从基板上去除材料，如颗粒和薄膜。可旋转基体具有一个或多个与其配合的配件，所述配件将可旋转基体与流体源和用于旋转基体的心轴或其它固定装置互连。优选地，多孔垫材料与基体的沟槽互锁，并且更优选地，它使基体的内外表面流体连通。可能包括流体配件和机器驱动配件的配件通过粘结而与基体配合。通过使用不同的配件，单个可旋转基体可以通过为基体使用不同尺寸或形状的配件而适合于不同的材料涂覆和去除工具。可旋转基体可以是用于刮擦半导体晶片的刷具。
本发明的实施方式涉及通过将基板与浇注或模塑于可旋转基体芯体上的旋转多孔垫材料接触而清洗基板的方法。垫子覆盖可旋转基体，基体包括内表面和外表面以及位于基体中用于将多孔垫材料与基体互锁的多个沟槽。覆盖基体外表面的至少一部分的多孔垫材料可以用于从多种基板上去除材料。在材料去除或清洗过程中，流体通过刷具被沉积在基板表面上。通过刷具的旋转和流体的作用，可以通过靠着基板旋转多孔垫材料而从基板表面上去除材料。优选地，基体中的沟槽填充有多孔垫材料以将多孔垫与基体互锁并且将基体的内表面与外表面流体互连以将流体分配到垫子表面上。该方法还可以包括使流体涌流通过浇注在可旋转芯体上的多孔垫的行动以去除附着在多孔垫及其凸起或突节上的基板材料。基板的一个或多个表面可以通过将各个表面与模塑于可旋转基体上的旋转多孔垫接触连同流体一起而从中去除材料。
优选地，模塑于基体上的多孔垫材料包括刷毛状的凸起或突节或者它可以具有凹槽状的表面凹陷。优选地，多孔垫材料覆盖可旋转基体芯体的内表面。优选地，基体的沟槽使芯体的内表面与芯体的外表面流体连通，并且一个或多个沟槽填充有多孔垫材料，所述多孔垫材料将基体与多孔垫材料互锁并且在旋转过程中保持多孔垫上突节的排列。可以通过使流体流动通过填充沟槽的多孔垫并且流出到基板表面上而使流体通过可旋转基体的中心沉积在基板上。
通过本发明的实施方式从基板上去除的材料可以包括薄膜金属氧化物膜、硅石膜、半导体氧化物膜、各种成分的颗粒或化学残留物。优选地，基板为包括铜或铜互连的晶片。本发明的刷具可以用于清洗存储介质和晶片，而不管晶片上喷镀金属的纹理或类型。
在另一个实施方式中，刷具或垫子包括用于支承浇注或模塑于基体上的多孔垫材料的可旋转基体。基体包括内表面和外表面并且具有将多孔垫材料与基体互锁的多个沟槽。覆盖基体外表面的至少一部分的多孔垫材料具有表面凸起或凹陷。优选地，具有表面凸起的多孔垫材料填充基体中的一个或多个通槽以将流体从基体内表面通过多孔垫材料分配到基体的外表面。优选地，与沟槽互锁并且覆盖基体外表面的多孔垫材料形成整体结构。
在另一个实施方式中，刷具或垫子包括用于支承浇注或模塑于基体上的多孔垫材料的可旋转基体。基体包括内表面和外表面以及位于基体中用于将多孔垫材料与基体互锁的多个沟槽。优选地，沟槽使基体的内表面与外表面流体连通。为了帮助流体从基体内表面分配到覆盖基体外表面的多孔垫中，通槽可以从基体的中点到可以由表面沟槽互连的基体外边缘遍布整个基体进行设置。多孔垫材料覆盖基体外表面的至少一部分并且多孔垫材料填充基体中的一个或多个通槽和/或表面沟槽以将流体从基体内表面通过多孔垫材料分配到基体的外表面。优选地，位于通槽中并且覆盖基体外表面的多孔垫材料形成整体结构。
本发明的一个实施方式是具有可旋转基体的物品(article)，其中附着性多孔垫材料覆盖包括基体通孔的可旋转基体表面的至少一部分，并且优选的是全部。覆盖可旋转基体的附着性多孔垫材料可以包括覆盖可旋转基体表面的至少一部分，并且优选的是全部的第一多孔垫材料，所述第一多孔垫材料附着在可旋转基体上并且允许流体流动通过基体和多孔垫。基体上的附着性多孔垫材料可以具有模塑或浇注在第一附着层上的第二多孔垫材料附着层。可选的是，基体中的一个或多个通孔也可以填充有多孔垫材料。覆盖至少一部分基体外表面的附着性多孔垫材料在结合到基体表面上之后保持其多孔性并且允许流体从可旋转基体的中心通过基体中的通孔或沟槽流动到多孔垫外表面层，所述表面层可以用于将流体施加于基板上上，从基板上去除薄膜或者清洗基板。
在本发明的另一个实施方式中，多孔垫材料通过浇注或模塑于基体的凹陷沟槽或通孔中而沉积。外壳基体中的沟槽和通孔与多孔垫材料互锁并且防止多孔垫材料在使用中抬离基体表面。沟槽可以具有可选的第一附着性多孔层，第二多孔层浇注于所述第一层上。多孔垫材料与基体的互锁还帮助保持沿着基体表面或其轴线的多孔垫材料的凸起或突节的高度和位置并且提供突节与基板表面的更均匀的接触。多孔垫材料与外壳基体的互锁还消除或显著减小刷辊的扭曲，该现象对于滑移到基体外壳上或者放在两个部分基体外壳上的刷具套筒经常出现。套筒型刷具和辊子的扭曲可能导致非均匀并且不可复现的基板表面流体接触、不均匀的材料去除或清洗以及加速的刷具磨损。与可旋转基体互锁的整体形成的多孔垫材料保持突节排列笔直，消除或减小安装过程中的突节撕裂并且允许突节尺寸和形状上的更高公差，获得与待处理基板更均匀的接触。优选地，填充有多孔垫材料的沟槽使基体的内外表面流体连通。
本发明的实施方式包括用于制作直接浇注或模塑于用于支承垫子的芯体上的刷具或垫子的方法和材料。垫子或刷具可以用于从基板上去除材料、颗粒或化学物质。刷具或垫子包括用于支承多孔垫材料的可旋转基体。基体包括内表面和外表面以及位于基体中用于将多孔垫材料与基体互锁的多个沟槽。多孔垫材料覆盖基体外表面的至少一部分并且用于从各种基板上去除材料。多孔垫材料具有整体结构并且填充基体中的一个或多个沟槽并且将多孔垫材料与基体互锁。优选地，沟槽使基体的内表面与外表面流体连通。
多孔垫材料通过浇注或模塑与其互锁的基体中的沟槽保持旋转基体上多孔垫材料的排列，更优选地，垫子的浇注或模塑保持旋转基体上多孔垫材料的整体性、排列和空间分布或突节。将内外表面互连的沟槽还帮助将流体从基体内表面分配到具有与基板接触的多孔垫材料的基体外表面。优选地，沟槽中、内表面上和覆盖基体外表面的多孔垫材料在结构上为整体。基板可以是可能需要经受刮擦以完成清洗操作的任何基板，或者通过蚀刻操作或其它操作进行平面化的基板。例如，基板可以是半导体晶片、磁盘、光学透镜、平板显示器。优选地，基板将受益于可以将基本上均匀并且可控数量的流体传输到基板上的刷具或垫子。甚至更优选地，基板将受益于采用刷具或垫子进行的表面材料去除或清洗，其中刷具或垫子可以将基本上均匀并且可控数量的流体传输到基板上并且保持垫子上的凸起与基板的一致、均匀接触。
在另一个实施方式中提供了一种方法，该方法用于制作刷具或垫子以至于覆盖基体的多孔垫材料和填充基体通槽的多孔泡沫材料为整体的。优选地，该方法包括在基体外部形成还与基体上的沟槽互锁的整体式多孔垫材料。该方法包括在包含基体的模具中倾注未聚合多孔基体单体与催化剂的组合物，填充基体中的一个或多个沟槽，然后将该组合物固化以形成物品。将物品与模具脱离。在另一个实施方式中提供了一种方法，该方法用于制作刷具或垫子以至于覆盖基体的多孔垫材料和填充基体通槽的多孔泡沫材料为整体的。优选地，该方法包括在基体外部形成还与基体的沟槽互锁的整体式多孔垫材料。该方法包括在包含基体的模具中倾注未聚合多孔基体单体与催化剂的组合物，填充基体中的一个或多个沟槽，然后将该组合物固化以形成物品。将物品与模具脱离。优选地，用脱模制处理模具以帮助整体式多孔垫结构脱离。
本发明的实施方式可以用于将涂层应用于基板上或者用作从很多种基板，例如但是不限于半导体晶片、平板显示器、硬盘和光学装置如透镜上去除颗粒、薄膜或化学残留物的刷具。有利的是，本发明的实施方式使这种刷具的制造和装配可以具有很大的灵活性。这是因为可以在多个工具上使用单个带多孔垫的基体。在本发明中，刷具可以通过简单改变将要与可旋转基体相连的一个或多个配件而安装在多种清洗工具上，以至于可旋转基体和垫子可以实现其从一个或多个基板表面上清洗或去除材料的功能。
有利的是，本发明的实施方式可以用于将流体提供到基板的表面上用于进行清洗或材料去除操作，例如化学机械平面化或CMP后刮擦过程。通过将多孔垫材料与基体互锁，多孔垫材料相对于基体保持就位。与套筒型刷具上的滑移相比，本发明的实施方式中的突节排列不齐和扭曲显著减小或消除了刷具移动和扭曲。本发明的另一个优势在于它可以用于将流体分配到辊子和垫子类基体固定装置。沟槽中的多孔垫材料还可以用于控制液体从流体源到基板的流动。这允许减小外壳芯体中的穿孔或通槽的数量并且增加它们的尺寸或表面积，而不显著增加所使用的液体总量。这一点特别有利，因为外壳中更大的穿孔或通槽减小了多孔垫的局部不均匀涌流。此外，通过限制液体的流量，多孔垫引起分配器内部的均匀压力累积。这转而可以用于形成确保刷具两端接收等量液体并且均匀涌流的通孔，这改进了刷具上的颗粒去除并且减小或消除了刷具的不均匀磨损。
刷具浇注到一次性芯体上的优势在于芯体和刷具联接在一起，消除了刷具摩擦配合在芯体上时所出现的滑移、膨胀和同心度丧失。浇注到芯体上的刷具消除了对于与在芯体上安装摩擦刷具套筒相关的专用安装台和时间的需要。
结合下面说明、所附权利要求书和附图，可以部分理解本发明的实施方式的其它方面、特征、益处和优势，其中图1A显示了本发明的实施方式中沿着中空圆柱形管的长度的横截面，其中所述管带有可用于可旋转基体的通槽；图1B是中空圆柱形管的图示，其中所述管带有一个或多个填充有多孔垫材料的通槽；图1C显示了带有填充的通槽并且包括流体配件和工具安装配件的可旋转基体；图2是本发明的实施方式中沿着中空圆柱形外壳基体的长度的横截面的示意图，其中基体的通槽和外表面包括在垫子表面上具有可选凸起的多孔垫材料；图3A是本发明的实施方式中沿着中空圆柱形外壳基体的长度的横截面的示意图，其中基体的通槽、内表面和外表面包括多孔垫材料的填充或覆盖，其中没有流体配件或用于将基体与清洗工具相连的配件；图3B是本发明的实施方式中沿着中空圆柱形外壳基体的长度的横截面的示意图，其中基体的通槽、内表面和外表面包括多孔垫材料的填充或覆盖，其中带有流体配件或用于将基体与清洗工具相连的配件；图4是可以作为基体或芯体用于本发明实施方式中的中空圆柱形管的示意图，显示了填充有多孔垫材料的不同通槽；图5A是本发明的实施方式中盘形外壳形式的可旋转基体的示意图，其中附着性多孔垫层覆盖可旋转基体并且第二附着性多孔垫材料模塑或浇注于第一附着性多孔垫层上；图5B是本发明的实施方式中沿着盘形外壳基体的直径的横截面的示意图，其中可旋转基体的通槽、内表面和外表面包括多孔垫材料的填充或覆盖；图6是本发明的实施方式中沿着可旋转中空管形外壳基体的直径的横截面的示意图，其中中空通槽填充有多孔材料并且基体的外表面覆盖有具有凸起的多孔垫材料；图7是本发明的实施方式中沿着可旋转中空管形外壳基体的直径的横截面的示意图，其中中空通槽填充有多孔材料，基体的内表面覆盖有多孔垫材料并且基体的外表面覆盖有包括凸起的多孔垫材料；图8A是本发明的实施方式中可旋转中空管形外壳基体的示意图，其中附着性多孔垫层覆盖基体并且第二附着性多孔垫材料附着在第一多孔垫层上，所述第二附着性多孔垫材料已经模塑或浇注于第一附着性多孔层上；图8B是本发明的实施方式中沿着中空管形外壳基体的直径的横截面的示意图，其中可旋转中空圆柱体具有填充有第一多孔垫材料的通槽，基体外表面覆盖有第一多孔垫材料和包括凸起并且覆盖第一多孔垫材料的第二多孔垫材料；图9是清洗基板的一个或多个表面的本发明实施方式的示意图；图10A显示了带有凸起的刷垫的横截面；图10B显示了本发明的实施方式中沿着中空管形外壳基体的直径的横截面，其中中空通槽填充有多孔材料并且基体的外表面覆盖有第一多孔垫材料；图10C显示了通过组合图10A和图10B中的部件形成的刷具；图11A显示了带有凸起的刷垫的横截面；图11B显示了本发明的实施方式中沿着中空管形外壳基体的直径的横截面，其中中空通槽填充有多孔材料；图11C显示了通过组合图11A和图11B中的部件形成的刷具；图12显示了外壳基体管的横截面，所述外壳基体管在可旋转基体表面中具有沟槽，所述沟槽用于与多孔垫材料互锁并且保持覆盖基体表面的多孔垫材料表面上突节的排列和位置；图13显示了使用本发明的方法和材料模塑于可旋转基体上的刷具的横截面的相片；图14是可以用于制作模塑于本发明的可旋转基体上的刷具的模具的图示；图15A是本发明实施方式的非限制性图示，其具有浇注在第一附着性多孔材料上的多孔垫材料，所述第一附着性多孔材料位于具有通孔的可旋转基体上；图15B是浇注在第一附着性多孔材料上的多孔垫材料的本发明实施方式的非限制性图示，其中所述第一附着性多孔材料位于可旋转无孔基体上；图16是本发明的材料去除垫的图示，其包括模塑于可旋转芯体的沟槽中的多孔垫并且在芯体上具有可交换的流体和工具驱动安装配件；图17是本发明的可旋转基体芯体的图示，其芯体上具有可交换的流体和安装配件；图18是本发明的材料去除垫的横截面的图示，其包括模塑于可旋转芯体的沟槽中的多孔垫；图19A是具有可交换的流体和工具安装配件的未装配可旋转基体芯体的图示；图19B是插入基体芯体中的流体配件和工具安装配件的图示；图19C是形成于基体芯体与流体配件之间的接头的详细视图(A)；图20是图19A中流体配件1910的详细图示；图21A是图19A中芯体(1920)外部的图示；图21B是图19A中芯体(1920)的横截面的视图；
图22是图19A中芯体沿着芯体的旋转轴线的横截面，显示了可旋转芯体中的沟槽和通孔的布置；图23是图19A中工具安装配件(1930)的图示；图24是具有可交换的流体和工具安装配件的未装配芯体的另一个实施方式的图示；图25是图24中流体配件的详细图示；图26是图24中工具安装配件的详细图示。
具体实施例方式
在说明本构成和方法之前，可以理解，本发明不限于所述的特定分子、成分、方法或协定，这些都可以变化。另外可以理解，本说明书中所使用的术语仅仅是出于说明特定形式或实施方式的目的，而并不希望限制本发明的范围，而本发明的范围仅仅由所附权利要求书限定。
另外必须注意到，当用于文中以及所附权利要求书中时，单数形式“一”、“一个”和“该”也包括存在多个相同元件的情况，除非上下文以其它方式明确指出。因此，例如，提到“沟槽”时，表示的是一个或多个沟槽及其为本领域技术人员所公知的等价物，等等。除非以其它方式明确规定，文中使用的全部技术和科学术语具有与本领域普通技术人员的共同理解相同的意思。尽管在本发明实施方式的实际应用或试验中可以使用与文中所述相似或等价的任何方法和材料，但是现在要说明的是首选的方法、装置和材料。文中提到的所有出版物都被引作参考。这里并不表示承认本发明没有权利依靠现有发明早于这些公开文献提出。
尽管下面将结合半导体基板或晶片的刮擦说明本发明，但是可以认识到，可以通过本发明的方法和装置处理或涂覆其它基板。此外，可以认识到，对于半导体基板或晶片的参考可以包括具有或没有掺杂的裸露或纯净半导体基板，带有外延层的半导体基板，在处理的任何阶段包含一个或多个元件层的半导体基板，包括铜或铜合金互连的基板，包含一个或多个半导体层的其它类型的基板，如具有绝缘半导体(SIO)装置的基板，或者用于处理其它装置和设备如平板显示器、MEMS装置、多芯片模块等的基板。本领域的普通技术人员可以认识到，文中所述清洗系统中的一些步骤可以取决于清洗的基板或基板层以另外的顺序和/或以各种溶液出现。例如，在一个洗刷工作台中可以使用不同的清洗溶液，如水、水和异丙醇、柠檬酸、氢氧化铵、柠檬酸铵和氢氟酸溶液(或溶液的混合物)。而且，其它系统可以包括一个洗刷工作台或者两个或两个以上的洗刷工作台。而且，其它系统可以省略一个或多个上述工作台/步骤并且可以包括另外的处理工作台，如CMP工作台。
可替换套筒形式的海绵或刷具具有在其刷具芯体上移动和扭曲的问题并且具有更短的刷具寿命。刷具的旋转速度通常在大约800至1500rpm的范围内，具有大约0.8至2磅的拖曳力。以更高的速度清洗物品经常将更愿意采用更高的旋转速度和拖曳力，但是，这可能导致刷具或垫子上突节的快速退化。在本发明的实施方式中所述浇注在芯体上的刷具可以以更高的径向速度旋转，因为它们由于基体芯体与多孔垫材料的互锁而不会移动或扭曲。移动表示由应力引起的刷具转移到芯体上的不同位置。扭曲表示由应力引起的突节迁移到它们的初始排列之外。
可以用于本发明的方法中的清洗和材料去除溶液包括但是不限于脱离子水和脱离子水中化学物质的混合物。化学物质可以包括氟化化合物，如HF或NH4F；NH4OH，有机酸，有机酸的铵盐，乙醇，阴离子表面活性剂；碱性、中性或酸性pH环境。例如，可以将盐酸(HCl)添加到溶液中以调节pH值，并且帮助溶解表面涂层，如氧化铜。配成清洗溶液的很多不同方法的一个例子是按重量混合在脱离子水中的0.5％HF、0.1％柠檬酸和0.4％NH4OH。该例子中溶液的pH值大约为3。EDTA、草酸、脱离子(DI)水或阻蚀剂，如苯并三唑也可以用于这种清洗溶液中。但是应该注意到，本发明不受清洗溶液的配方的限制，并且溶液中的每种成分可以由具有相似特性的不同化学物质替换。
在化学机械抛光(CMP)之后清洗半导体晶片表面的方法包括将清洗或材料去除化学物质应用于半导体晶片的表面上，并且优选的是通过浇注在基体芯体上的刷具应用的步骤。优选地，多孔垫材料填充可旋转基体的一个或多个通孔并且与基体表面上的多孔垫材料形成互锁的整体结构。甚至更优选地，多孔垫材料填充可旋转基体的一个或多个通孔并且与基体内外表面上的多孔垫材料形成互锁的整体结构。带有互锁多孔垫和基体结构但是在基体中没有通孔的刷具可以通过喷雾嘴将清洗或材料去除化学物质应用于基板的表面上。优选地，刷具具有与基体形成整体互锁结构的多孔垫材料。半导体晶片可以具有铜互连结构，其中清洗化学物质将半导体晶片表面上的铜层转变成水溶性的氧化铜层。用具有浇注在基体上的多孔垫材料并且与基体形成整体互锁结构的刷具刮擦具有清洗化学物质流体的半导体晶片的表面可以用于，但是不限于，从半导体晶片的表面上去除大约100埃至大约150埃之间的氧化铜层。处理的晶片和刷具在清洗或处理另一个半导体晶片之前可以通过用脱离子水冲洗半导体晶片和刷具进一步进行处理以从半导体晶片和刷具的表面上去除水溶性氧化铜。流体应用、刮擦和冲洗步骤可以在刷盒中进行。处理的基板将在半导体晶片的表面上具有其厚度在大约5埃至大约30埃之间的氧化铜层。
在化学机械抛光(CMP)之后清洗半导体晶片表面的方法还可以包括通过控制流过浇注在芯体上的刷具的清洗化学物质中的H2O2数量来控制留在半导体晶片表面上的氧化铜层数量。
浇注在芯体基体以至于形成刷具的多孔垫材料与基体中的沟槽互锁的刷具可以用于从基板上去除超薄的化学氧化物层，如SiO2，作为CMP后清洗过程的一部分。在该过程中，酸，如氢氟酸被传输到浇注在芯体上的刷具的中心，在这里它通过基体芯体的通槽中的多孔垫材料流到刷具的表面。作为选择，可以使用喷雾器将酸应用于晶片的表面上。
小于20埃的这种氧化物可以使用非常稀的HF和与可旋转基体互锁的刷具进行蚀刻。其浓度为大约0.005％HF的氢氟酸可以用于对小于大约15埃的氧化物进行受控去除。该氧化物去除氧化物层表面上或者氧化物层内的污染物，包括颗粒和喷镀残留物，而不使表面疏水。一薄层氧化物留在工件的表面上以至于表面保持亲水。为了清洗较厚，例如大于大约30埃的氧化物层，可以使用受控的薄氧化物蚀刻。对于这些应用，去除金属颗粒污染物(可能包含在由CMP抛光过程产生的氧化物中)很重要。金属颗粒污染物可以扩散到工件上的微电子装置中并且使它们失效。取决于污染物穿入氧化物层的深度，非常稀的HF浓度(例如0.005％HF)可能足以去除金属污染物。例如，如果金属污染物在表面以下超过20埃，就可能需要更高的HF浓度。去除的氧化物数量由传输到刷具的HF浓度、分配流动速度和时间决定。为了去除小于15埃的自生氧化物层，0.005％的HF浓度可能具有很慢的蚀刻速度，而20至60秒的蚀刻时间可以接收。当使用更高浓度时薄膜蚀刻时间很重要。HF浓度可以调节为提供与期望的工件生产量或生产速度一致的氧化物层去除速度。对于后端的CMP过程，可能需要去除达到100埃的氧化物以充分去除通过抛光过程包含于其中的金属污染物。为了在小于大约40或50秒时间内去除该数量的氧化物，HF浓度被增加至0.5-1.0％。
图1A显示了沿着中空圆柱形管基体100的长度的横截面，所述基体具有各个示例性的通槽130、150和180用于允许管的内表面190与外表面120之间的流体流动。如130和150所示，通槽可以在尺寸上不同。通槽可以包括粗糙表面或者非限制性示例的切口140用于增加填充通槽的多孔泡沫或垫材料的附着力或互锁。端盖110可以选择性地用于在模塑过程中封闭圆柱体的一端并且还可以用于将成品外壳管安装到工具上。端盖110将导致供给流体源(未示出)流动通过沟槽130、150和180。可选的嵌入件170可以用于偏移管的内径用于随后插入流体配件或者具有比基体内径更大直径的步骤或一系列步骤(未示出)，或者可以机加工到基体100中用于与流体和机器驱动配件配合。端盖110和嵌入件170可以粘结、模塑或者机加工到基体100中，并且优选的是形成流体密封。端盖110和内表面190形成用于容纳流体的体积。
图1B显示了中空圆柱形管100，其中一个或多个非限制性示例的通槽130、150和180填充有多孔垫材料152。多孔垫材料152显示为刚好填充通槽以至于内表面190和外表面120保持基本上没有多孔材料152。在图1B中，嵌入件170和端盖110显示为位于基体内部。流体配件114和机器工具安装板112显示为在安装到基体之前。
图1C显示了基体100，其中通槽130、150和180填充有多孔材料152。多孔材料152显示为刚好填充通槽以至于内表面190和外表面120保持基本上没有多孔材料152。流体配件114和机器工具驱动安装板112显示为安装在基体100上。流体配件允许流体从流体源(未示出)流入基体的中心；机器安装配件允许可旋转基体100与旋转心轴或固定装置相连用于在清洗或材料去除过程中旋转基体。流体入口106由流体配件114提供。图1C所示实施方式可以覆盖有浇注在基体100上的第二多孔垫材料的套筒(未示出)以形成刷辊。这种刷辊可以安装在CMP清洗工具上。在作为圆柱形刷具的使用中，加压流体源将与流体进入配件114相连。流体将流入装置直通入口160，通过入口160并且进入由端盖110和基体100的内表面190形成的芯体体积中。流体将流出填充有多孔垫材料152的示例性流动沟槽130、150和180，并且流出到第二多孔垫层。机器工具板112将与工具的旋转轴或心轴相连以靠着基板旋转刷具。
图2是沿着中空圆柱形外壳基体200的长度的横截面的示意图，其中基体具有浇注在基体芯体上的多孔垫材料。示例性通槽230、250和280在模具中填充多孔材料252，该模具还在基体外表面220上形成一个多孔垫材料层256。多孔垫材料252和256通过孔和可选的表面沟槽(未示出)与基体互锁以保持垫子表面上的凸起254的位置和间距。通过将基体中的沟槽与多孔垫互锁，减小或消除了垫子的移动或扭曲运动。多孔垫252通过填充一个或多个沟槽与基体的沟槽互锁，并且优选地，与256和254形成整体结构。优选地，基体的沟槽或表面具有一定形状以机械上和物理上防止浇注或模塑于沟槽中的多孔垫在旋转过程中通过多孔垫的拖拉或扭曲而被移出。可选的凸起254显示为覆盖多孔层256。除了凸起之外，多孔层可以具有但是不限于凹槽或平坦表面。在图2中，优选地，多孔垫材料252、254和256都为相同材料并且通过模塑过程形成连续的整体结构。可选的流体配件214和机器工具安装板212显示为与基体200相连。基体200的内表面290保持基本上没有多孔材料。在作为圆柱形刷具的使用中，加压流体源将与流体进入配件214相连。流体将如202所示流入装置直通入口260，通过入口260并且流入由端盖210和基体200的内表面290形成的芯体体积。流体将流出填充有多孔垫材料的流动沟槽，例如由沟槽280所表示，并且流出到多孔垫层256以沉积在基板上。
图3B是沿着中空圆柱形外壳基体300的长度的横截面的示意图，其中示例性通槽330、350和380以及基体的内表面390和外表面320填充或覆盖有多孔垫材料。由330、350和380表示的通槽在模具中填充多孔材料352，该模具还在基体表面320和内表面390上形成多孔垫材料层356和358。多孔垫材料与基体300的通槽互锁。可选的凸起354显示为覆盖多孔层356。除了凸起之外，多孔层可以具有但是不限于凹槽或平坦表面。在图3B中，优选地，材料352、354、356和358都相同并且在模塑或浇注过程中形成连续的整体结构。填充示例性沟槽350和330的至少一部分的多孔垫材料352和356用于防止在使用过程中多孔垫材料356和354从基体表面上抬离。它还帮助保持沿着基体表面或其轴线的凸起或突节354的高度和位置并且提供与基板表面更均匀的接触。可选的流体配件314和机器工具安装板312显示为与图3B中的基体300相连。图3A显示了图3B的实施方式，其中没有流体配件和机器驱动配件。基体内部的多孔垫材料层358具有在垫子内表面362与基体内表面390之间测量的厚度。多孔垫层356具有在366与364之间测量的厚度。凸起354具有在368与366之间测量的高度。多孔垫层354、356和358的厚度可以通过改变模具的形状和尺寸而变化。在作为圆柱形刷具的使用中，加压流体源将与流体进入配件314相连。流体将流入装置直通入口360，并且流入由端盖310和基体300的内表面390形成的芯体。流体将流出填充有多孔材料的流动沟槽，如330，然后向外分配到多孔垫层356和凸起354。图3A没有安装在基体300和板310上的流体或工具配件314和312。
图4是用于本发明实际应用中的填充有多孔垫材料的非限制性通槽的示意图。基体外壳400为带有入口460和出口482的圆柱体，可选的是，出口482由端盖(未示出)遮盖。内表面490和外表面420通过通槽450和452和/或小孔480、486和484流体连通。在图4中不同尺寸的示例性小孔480和484显示为填充有多孔垫材料，而小孔486没有填充。通槽452显示为没有填充并且通槽450显示为填充有多孔垫材料。优选地，基体400中的小孔和通槽填充有多孔垫材料。另外还显示了通槽和小孔沿着基体400的分布以帮助优先将流体从基体内部分配到基体的外表面并且进入覆盖基体的多孔垫材料(未示出)中。
本发明还可以用作对基板进行材料去除或清洗的垫子。图5A显示了沿着盘形外壳基体508a的直径的横截面，所述基体具有侧部506a和顶部500a以形成体积504a。中空杆516a通过可选的机器驱动或流体安装板(未示出)与顶部500a相连。杆516a被用于将流体传输给垫子556a并且旋转装置。502a所示来自加压源的流体通过杆516a进入装置空腔504a并且流动通过内多孔垫层562a，所述内多孔垫层附着在具有内表面590a和外表面520a的基体508a上。流体从504a流动通过沟槽550a、附着性(adhering)多孔垫层562a和第二多孔垫层556a并且流到多孔凸起554a。第一多孔垫材料562a附着在基体表面520a和第二多孔垫层556a上并且将多孔垫材料556a与基体508a结合。优选地，多孔垫材料层覆盖通孔550a，但是它也可以填充一个或多个通孔550a。可选的是，多孔垫材料562a和556a形成结合到基体508a上的单个附着性多孔垫材料。多孔垫层556a覆盖基体508a的外表面520a并且可以具有表面凹陷特征522a。优选地，多孔材料558a、562a都为相同的材料成分并且通过模塑或浇注过程形成连续的整体结构。
本发明还可以用作对基板进行材料去除或清洗的垫子。图5B显示了沿着盘形外壳基体508b的直径的横截面，所述基体具有侧部506b和顶部500b以形成体积504b。中空杆516b通过可选的机器驱动或流体安装板(未示出)与顶部500b相连。杆516b被用于将流体传输给垫子556b并且旋转装置。502b所示来自加压源的流体通过杆516b进入装置空腔504b并且流动通过内多孔垫层558b，流入示例性的通槽550b、垫子层556b并且流到多孔凸起554b。填充通孔550b的多孔垫材料将垫材料与基体508b互锁。多孔垫层具有顶面562a并且覆盖基体508b的内表面590b。多孔垫层556b覆盖基体508b的外表面520b并且可以具有表面凹陷特征522b。优选地，多孔材料558b、552b、554b和556b都为相同的材料成分并且通过模塑过程形成连续的整体结构。
如本领域的技术人员所公知的那样，可以进行本发明的各种修改。例如，图6显示了沿着具有内表面690和外表面620的中空管形外壳基体600的直径的横截面。通槽650显示为填充有互锁的多孔垫材料，所述多孔垫材料还与覆盖基体外表面620的凸起654形成多孔垫层656。沟槽650中的多孔材料将多孔垫材料656与基体600互锁。位于通槽中并且覆盖基体的多孔材料形成整体结构。多孔垫材料656基本上不存在于装置的芯体672中的内表面690上。装置的芯体672可以与来自清洗或材料去除工具的杆相连以接收来自工具的流体并且通过沟槽650将流体分配到表面上的多孔垫层656。基体600可以通过机器驱动配件(未示出)进行连接以靠着基板旋转基体和多孔垫材料。图7显示了沿着具有内表面790和外表面720的中空管形外壳基体700的直径的横截面。通槽750显示为填充有将基体700与垫材料756和758互锁的多孔垫材料。多孔垫材料形成覆盖基体内表面790的多孔层758和带有凸起754并且覆盖基体外表面720的外多孔垫层756。优选地，位于通槽750中、芯体772内部并且覆盖基体的多孔材料形成整体结构。装置的芯体772通过与基体700相连的流体配件(未示出)接收来自工具的流体并且通过沟槽750将流体分配到表面多孔垫层756。基体700可以通过机器驱动配件(未示出)进行连接以靠着待处理的基板旋转基体和多孔垫材料。
图8A是具有第一附着性多孔垫材料856a的本发明实施方式的示意图，所述第一附着性多孔垫材料覆盖具有芯体872a的可旋转基体800a。第一多孔垫材料856a可以具有浇注或模塑于第一多孔垫材料层856a的至少一部分，并且优选地，全部上的第二多孔垫材料层859a。基体800a具有通槽850a和覆盖有第一附着性多孔垫材料856a的外表面820a。附着在外表面820a上的多孔垫材料856a可以通过使预成形的多孔垫材料垫模塑到基体800a上而化学上或机械上结合到具有表面820a的可旋转基体800a上。覆盖基体800a的第一多孔垫材料856a可以通过浇注、溶剂结合或模塑多孔垫而结合到可旋转基体的表面上。该第一多孔垫材料可以用作附着层以通过第一和第二垫材料之间的化学结合、或机械互锁结合、或其组合保持或互锁第二多孔垫层，如859a。优选地，覆盖基体800a的附着性多孔垫材料856a覆盖通孔850a，同时在结合到基体表面820a上之后保持其多孔性。该多孔性允许流体从芯体872a流动通过孔850a并且流到垫子外层859a，如802a所示。在可选实施方式中，多孔垫材料可以填充一个或多个通槽850a(未示出)的一部分以形成覆盖基体表面820a的附着并互锁的整体式多孔垫材料856a。优选地，覆盖外表面820a的多孔垫材料层856a比第二多孔垫层859a更薄并且可以具有或没有凸起。层856a的外表面可以通过第二个模塑过程或者通过在层856a上滑动第二预成形多孔垫材料或清洗刷而覆盖有第二多孔垫材料层859a(图中显示为具有凸起)。第二多孔垫材料可以是可替换的套筒或者可以具有不同于多孔材料层856a的流导以将流体通过流体流动802a更好地分配到待处理的基板。
在图8B中显示了具有填充基体通槽的附着性多孔层的实施方式的示意图。基体800b具有填充的通槽850b和覆盖有互锁的整体式多孔垫材料856b的外表面820b。覆盖外表面820b的多孔垫材料856b很薄并且没有凸起。层856b的外表面可以通过第二个模塑或浇注过程或者通过在层856b上滑动第二预成形多孔垫材料或清洗刷具而覆盖有第二多孔垫材料层859b(图中显示为具有凸起)。第二多孔垫材料可以是可替换的套筒或者可以具有不同于多孔材料层856b的流导以将流体通过流体流动802b更好地分配到待处理的基板。第二多孔垫材料859b可以具有与第一多孔垫材料856b相同或不同的成分。
本发明的装置可以用于从基板910的一个或多个表面上去除材料，如图9中所示。在该非限制性图示中，装置以横截面显示为基板顶面912上的刷辊920和基板底面914下的刷辊930。与图7中详细显示相似的刷具920可以接收来自与基体相连的穿孔杆992或流体配件的加压流体902，其中基体与来自清洗工具(未示出)的流体导管相连。流体902流动通过环绕穿孔杆992的多孔垫材料层958和填充有多孔垫材料的通槽950。流体示例性地通过多孔垫层956中的凸起传输到基板，其中多孔垫层956在其旋转时还从基板上去除颗粒和材料。与基体相连的穿孔杆994或流体配件将流体903传输到与图7中所示相似的刷具930。流体903流动通过环绕穿孔杆994的多孔垫材料层958和填充有多孔垫材料的通槽950。流体示例性地通过多孔垫层956中的凸起传输到基板，其中多孔垫层956在其旋转时还从基板底部去除颗粒和/或材料。
图10A显示了带有凸起并且具有内表面1080的第二多孔刷垫1059的横截面。图10B显示了沿着中空管形外壳基体1000的直径的横截面，其中所述基体具有芯体1072和填充有整体结构多孔材料1058的中空通槽1050。外壳基体具有内表面1090和外表面1020。内表面1090可以具有或没有多孔垫材料层。基体的外表面1020可以覆盖有具有外表面1062的第一多孔垫材料层1058。第一多孔垫材料可以通过化学结合、机械结合或互锁或这些结合方式的组合通过多孔层1058的浇注、溶剂结合或模塑结合到基体表面1020上。图10A中第二多孔刷垫1059的内表面1080可以在第一多孔垫层1058的外表面1062上进行浇注、模塑或滑动以形成如图10C所示的复合刷装置1002。优选地，第二多孔刷垫1059被浇注在第一多孔垫层1058上并且通过化学结合、机械结合或这些结合方式的组合结合到第一多孔层上。可选的是，多孔垫层1058不与通槽1050互锁(未示出)。第一多孔垫材料和第二多孔垫材料可以为单层，优选地，它们由相同材料形成。
图11A显示了具有凸起并且具有内表面1180的第二多孔刷垫1159的横截面。图11B显示了沿着中空管形外壳基体1100的直径的横截面，其中基体包括一个或多个填充有多孔垫材料1152的中空通槽。图11C显示了由图11A中和图11B中的部件形成的刷具。装置1102具有填充沟槽1150并与其互锁以至于与基体1100形成整体结构的多孔垫材料1158。第二多孔刷垫1159覆盖基体1100并且接触填充有多孔垫材料的沟槽。
在外壳基体的表面上保持多孔垫材料的一种方法是在外壳表面的表面中形成凹陷沟槽、柱或洞坑。优选地，凹陷孔、柱或沟槽在其底部具有比其顶部更大的开口。在图12中，基体1200具有示例性的凹陷沟槽1232和1234。顶面部分1236和1238是凹陷沟槽1234切入的基体外表面的一部分。浇注在基体1200上的多孔垫材料1256填充沉入至基体表面1220中的表面凹陷的至少一部分以将多孔垫材料与基体1200互锁。这防止多孔垫材料1256在使用过程中抬离基体表面并且帮助保持沿着基体1200表面或其旋转轴线的凸起或突节1254的高度和位置。基体1200还可以与机器驱动配件(未示出)相连。在作为刷具的使用中，如本领域技术人员所公知的那样，图12中的实施方式可以将化学物质或其它流体通过外部喷雾器分配在待处理的基板上。与1234和1232相似的沟槽可以形成于具有使基体内外表面流体连通的通孔和多孔垫材料的基体中。
图13是模塑于本发明的可旋转基体上的刷具的横截面的相片。图13显示了沿着中空圆柱形外壳基体1300的长度的横截面，其中示例性通槽1380以及基体的内表面1390和外表面1320填充或覆盖有多孔垫材料。1380表示的通槽显示为在模具中填充多孔材料1352，该模具还形成基体表面1320和1390上的多孔垫材料层1356和1358。多孔垫材料与基体1300的通槽1380锁。突节状的凸起1354显示为覆盖多孔层1356。材料1352、1354、1356和1358都相同并且形成连续的整体结构。填充示例性沟槽1352的多孔垫材料将1365和1358互锁并且用于防止多孔垫材料1356和1354在使用过程中，特别是在很高的旋转速度下抬离基体表面。互锁还帮助保持沿着基体表面或其轴线的凸起或突节1354的高度和位置并且提供突节1354与基板表面更均匀的接触。流体配件1314和清洗机器工具端盖1312显示为与基体1300相连。基体内部的多孔垫材料层1358具有在垫子内表面1362与基体内表面1390之间测量的厚度。多孔垫层1354、1356和1358的厚度可以通过改变模具的形状和尺寸而变化。在作为圆柱形刷具的使用中，加压流体源将与流体进入配件1314相连。流体将流入流体配件的装置直通入口1360，并且流入由基体1300的内表面1390形成的芯体1372。流体将流动通过多孔垫1358，流出填充有多孔材料1352的流动沟槽如1350，然后向外分配到多孔垫层1356和突节1354。
图14显示了可以用于制作模塑于本发明的可旋转基体上的刷具的模具。模具包括端盖1401，其中O形圈1406将端盖1401密封在模具套筒1402上。模具套筒1402用于形成多孔垫中的凸起或凹陷并且可以被收缩性包覆薄膜1403包围以保持填充模具套筒1402并且位于显示为具有通槽的芯体组件1404中的未聚合多孔垫单体和催化剂。填充顶盖1407用于密封模具套筒的顶部并且将模具芯体1405保持在芯体的中心内部。带倒钩的流体配件1408被设置给填充盖顶1407。
图15A显示了本发明的一个实施方式，其中具有可选凸起1524的浇注或模塑多孔垫层1520通过多孔附着层1514与可旋转基体1506互锁。可旋转基体可以具有多个沟槽1510用于来自与基体1506相连的流体入口和旋转轴1502的流体1504的流动。流体1504可以流动通过多孔附着层1514，并且通过具有可选凸起的多孔垫1520。图15B显示了本发明的一个实施方式，其中具有可选凸起1560的浇注或模塑多孔垫1558通过多孔附着层1554与无孔基体1550互锁。无孔基体可以与清洗或抛光工具的旋转真空卡盘相连。
图16是本发明的材料去除垫的图示，其包括具有模塑的表面凸起1612的多孔垫1610。多孔垫1610模塑于可旋转芯体的沟槽中，其中芯体具有与芯体相连的可交换的流体进入配件1620和工具驱动安装配件1600用于连接到工具上的可旋转轴或固定装置上以旋转装置。
图17是具有直径1730的芯体1710的图示，其具有可交换的与芯体相连的流体配件1720和与芯体相连的工具驱动安装配件1700用于连接到工具上的可旋转轴或固定装置上以旋转装置。芯体显示为带有穿过芯体或基体1710的沟槽1760。沟槽将通过浇注被填充多孔垫材料以将垫材料与基体1710互锁。沟槽的长度1740、彼此的间距1724及其高度1750可以取决于通过沟槽中多孔垫材料的期望流动速度和流体分布而变化。
图18是本发明的材料去除垫的横截面的图示，其包括模塑于具有外径1830的可旋转芯体1834的沟槽(未示出)中的多孔垫1824。多孔垫上的凸起1844具有直径1840和自垫子1820表面的高度1800。垫子1810的外径从凸起1844的外面测量。
图19A是包括沟槽1924并且具有可交换的流体配件1910和工具驱动安装配件1930的未装配暴露基体芯体1920的图示。优选地，沟槽1924填充有多孔垫材料以将其与基体1920互锁。图19B是插入芯体内部并且具有最终装配长度1940的流体配件和工具安装配件的图示。尽管显示为配件1910和1930插入芯体内部，但是本领域的技术人员可以采用与本发明的该实施方式或其它实施方式中的相似配件安装在芯体的外表面上。图19C是图19B中的详细视图A并且显示了形成于芯体1920与流体配件1910之间的接头。流体和机器驱动配件可以通过一定方式与芯体连接、配合或固定，所述方式包括但是不限于溶剂结合、超声波焊接、辐射加热或配件外表面1950与芯体内表面1960上的机加工螺纹。
图20是图19A中流体配件1910的详细图示。配件2010具有延伸通过工件用于流体从材料去除工具流入图19所示芯体1920的管道2040。内径2080可以用于容纳工具的流体管道。配件2010可以具有O形圈或压缩配件(未示出)用于将流体管道保持在配件2010上。如流体配件制造领域中的技术人员所公知的那样，开口2060、2080和2040的尺寸和结构可以变化并且不受本说明书的限制。本发明的一个优势在于浇注在芯体上的多孔垫可以安装多种配件2010以使芯体适应多种流体源、管道和/或用于任何抛光、刮擦或清洗机上的把持装置。
图21A是图19A中芯体1920外部的详细图示。在图21A中，芯体或基体外壳2120包括穿过芯体并且沿着外壳2120彼此间隔2108的多个狭缝或椭圆形沟槽2124。狭缝将被填充多孔垫材料。狭缝的宽度2116及其间隔2108可以不受限制地变化。图21B是芯体2120的横截面的视图，其中芯体的直径2104可以取决于工具的应用和需要而变化。视图显示了基体2120的内表面2154和外表面2150，多孔垫材料可以接触内外表面。狭缝的长度2136也可以变化以允许在填充多孔垫材料之后通过沟槽的更大流体流量。位于芯体底部的一个狭缝以横截面2126显示，并且优选的是在成品装置中填充有多孔垫材料以将多孔垫与基体2120互锁。芯体的内表面可以机加工或模塑为包括一个或多个用于流体和工具配件的台阶或端止。两个台阶2120和2128的内径仅仅出于示例的目的而显示。台阶的深度2144和2140也仅仅出于示例的目的而显示。
图22是图19A中芯体的横截面，显示了用于与穿过芯体的多孔垫材料互锁的沟槽2202和2204相对于彼此以可以变化的角度2200的布置。芯体的壁厚2110可以取决于下面考虑而变化，例如但是不限于芯体材料的强度、期望由芯体容纳的流体体积和狭缝上的流体压降。芯体内部的台阶2120和2130也可以通过选择芯体的壁厚2110而在其直径上变化。
图23是图19A中工具安装配件1930的图示。工具安装配件2316具有楔形开口2336，所述开口具有凹陷2320和以配合工具旋转元件的角度形成的可选侧壁锥度2330。元件(未示出)与已经结合或固定到芯体上的配件2316相连并且旋转芯体和多孔垫。如制造领域中的技术人员所公知的那样，楔形开口2336的尺寸和结构可以变化并且不受本说明书的限制。本发明的一个优势在于浇注在芯体上的多孔垫可以安装多种配件2316以使芯体适应任何基板涂覆机的旋转固定装置或心轴，或任何抛光、刮擦或清洗机上的旋转固定装置或心轴。
本发明的流体配件和工具安装配件可以通过将相对表面与垫圈或O形圈配合而构成为零间隙配合。
图24是用于支承多孔垫(未示出)的未装配芯体2400的另一个实施例的图示，其中多孔垫模塑为将垫子与穿透芯体的沟槽2424互锁。沟槽可以填充有多孔垫材料用于将垫材料与基体2400互锁。芯体具有端部2420和端部2440，其中可交换的流体接收配件2414的缩小端部2410插入端部2420中，而工具驱动安装配件2434的缩小端部2430插入端部2440中。流体配件2414和机器驱动配件2434可以通过一定方式与芯体2400连接、配合或固定，所述方式包括但是不限于溶剂结合、超声波焊接、辐射加热或配件外表面与芯体内表面上的机加工螺纹。
图25是图24中流体配件2414的详细图示。流体配件2510具有延伸通过工件2510的管道2500，所述管道用于流体从材料去除工具的流体源流入图24所示芯体2400中。内径2520可以用于容纳来自工具的流体管道。配件2510还可以具有，例如但是不限于O形圈或压缩配件(未示出)用于将流体管道保持在配件2510上。如流体配件制造领域中的技术人员所公知的那样，开口2500和2520的尺寸和结构可以变化并且不受本说明书的限制。本发明的一个优势在于浇注在图24中芯体2400上的多孔垫可以安装多种配件2410以使芯体适应流体源、管道和/或用于任何抛光、刮擦或清洗机上的把持装置。流体配件具有其直径允许其插入并且结合到芯体2400上的锥形端部2414。配件2510的顶部的尺寸2534和锥形端部尺寸2550可以根据装配的装置所设计使用的工具的长度和高度需要而变化。
图26是图24中工具安装配件2434的详细图示。工具驱动安装配件2600具有一个或多个具有凹陷深度2634的楔形开口2620和具有凹陷深度2630的开口2610用于配合工具的旋转元件或固定装置。楔形开口可以环绕驱动安装配件2600并且从中心偏移2604以角度2624设置。工具的旋转元件(未示出)与已经结合或固定到芯体上的配件2600相连并且旋转芯体和多孔垫。配件2600在其具有直径2638的一端插入芯体内部并且通过粘结、螺纹密封或其它密封技术固定到基体2400的内部。配件的缩小直径部分2638具有长度2640。这些尺寸可以取决于工具和垫子的总体尺寸需要以及所需的密封强度而变化。如制造领域中的技术人员所公知的那样，楔形开口2620和2610的尺寸和结构可以变化并且不受本说明书的限制。本发明的一个优势在于浇注在芯体上的多孔垫可以安装多种配件2600以使芯体适应任何涂覆、抛光、刮擦或清洗机的旋转固定装置。
本发明的实施方式可以用作自动化晶片清洗工作台中的刷具用于清洗晶片基板。在一些实施方式中，单个尺寸的可旋转基体通过交换基体端部上的配件可以用于很多不同的自动化晶片清洗工作台中用于清洗晶片基板。清洗工作台可以由清洗控制器工作台以自动化方式进行控制。如本领域技术人员所公知的那样，其它基板，例如但是不限于晶片、平板显示屏、光学装置和硬盘可以使用修改了基板把持装置和化学物质的类似工作台进行清洗或抛光而不需要过度不当试验。晶片清洗工作台可以包括传送工作台、清洗台、旋转冲洗干燥(SRD)工作台和接收工作台。在清洗过程中，半导体晶片开始可以置于传送工作台中。传送工作台然后将晶片(一次一个)传送到清洗台。清洗台可以分成第一清洗台和第二清洗台，尽管只有一个清洗台也可以工作。在通过清洗台之后，为了去除清洗流体和任何污染物，晶片经过出口喷雾器。SRD台使晶片干燥并且然后将它传输到接收工作台进行临时存储。
刷具安装系统包括安装刷具的刚性刷具芯体或心轴。心轴转而安装在刷具安装装置之间。一个刷具安装装置可以是具有圆柱形心轴或其它旋转固定装置的由电机驱动的传统刷具安装装置。刷具安装装置可以经由安装构件，如安装板安装到晶片刮擦装置的壁上。轴承可以固定到安装板上并且心轴可旋转地安装在轴承上。可以与刚性芯体相连的另一个安装装置部分具有通过刚性芯体传输给它的旋转运动，并且通过非电机驱动的安装装置将清洗液体供应给刷具。
优选地，传送工作台和接收工作台适合于接收包含多个晶片的盒子。优选地，第一和第二清洗台包括一组本发明的柔软而多孔的PVA刷具。这些刷具被安装到工具上并且彼此水平设置。刷具包括覆盖有将多孔垫材料与芯体互锁的整体式多孔垫材料的基体或刷具芯体。刷具可以安装到用于旋转刷具的轴的第一端。旋转接头被安装到这些旋转轴的第二端。旋转轴具有形成于其中的中心空腔，所述空腔允许液体从旋转接头通过轴并且流入刷具基体的内部。轴在刷具所安装的区域中具有穿孔，所述穿孔允许液体从轴分配到刷具基体或芯体的内表面，通过填充芯体通槽的多孔垫材料并且流出到刷具的表面。
单个刷具可以用于单个基板表面的材料去除或清洗。作为选择，可以将一对刷具分别用于刮擦晶片或其它基板的顶面和底面。通常，使晶片沿特定方向旋转而刷具关于旋转轴线旋转，同时刷具的表面如图9所示与晶片表面接触。刷具安装在刷具芯体或基体材料上。刷具芯体构成为在一端具有与来自工具的导管或流体管道相连的流体入口。导管因此将需要的流体供应到刷具基体内部的芯体。其多个孔或沟槽填充有多孔垫材料的刷具芯体允许供应到芯体中的流体通过多孔垫或多孔刷具材料均匀地流出刷具芯体，因此将需要的流体均匀地供应到刷具或垫子表面。其多个沟槽填充有多孔垫材料的基体将多孔垫材料与基体互锁并且防止或减小刷具突节的移动或扭曲。
晶片可以以水平或竖直方位刮擦。刷具构成为沿期望的方向旋转以至于在晶片各个侧面上使用相等、相对的压力而使晶片的两侧得到均匀的刮擦。需要关于竖直晶片刮擦的更多信息，可以参考名称为“晶片清洗装置”的美国专利No.5875507，其内容在此被引作参考。
本发明的基体外壳可以是圆柱体、管或心轴，并且作为选择可以是盘或短圆柱体。优选地，外壳基体具有旋转对称的轴线。图4和图5A显示了可以用于本发明中的可旋转基体或固定装置的非限制性可选实施方式。可以覆盖有多孔垫材料、与多孔垫材料互锁并且与待清洗或待抛光基板具有适当接触的任何基体形状都可以用于本发明中。如图1中所示，基体具有内表面190和外表面120。优选地，这些表面在模塑和涂覆基体之前被清洗以去除表面污染物，如油和离子污染物。
模具可以用于浇注光滑垫子表面或如图10B所示的垫子表面，或者带有凸起的垫子表面，其中所述凸起具有多种形状，包括但是不限于刷毛和如图6所示的突节。模具可以具有应用于其表面上的氟化材料，如聚四氟乙烯的涂层以帮助将垫子与模具脱离，模具本身可以由聚四氟乙烯制成，或者模具可以由一个或多个部分构成。脱模制，如THF中的固体石蜡可以应用于基体表面的一部分上，或者基体材料可以在模塑之前进行化学处理。在模具中形成于基体上的多孔垫材料与模具脱离。
基体的内外表面可以是光滑的、滚花的或带有由平行或相交的浅表面沟槽构成的雕刻图案的粗糙表面，以提高多孔垫材料与基体的附着力和互锁并且改善流体分配。表面沟槽可以具有各种形状，例如但是不限于切口方形或者具有圆角以与多孔垫互锁，并且可以与内外基体表面互锁或不互锁。图12显示了可以用于使多孔垫材料与基体互锁的表面沟槽的非限制性实施例，其中沟槽没有将可旋转基体的内外表面互连。表面沟槽保持模塑的多孔垫材料并且防止它被拖拉或拉出沟槽并且离开基体。这种表面沟槽可以包括但是不限于沿着导管轴线的各种几何尺寸的直线沟槽、螺旋沟槽或压板基体上不同曲率的圆形表面沟槽。应该理解，表面沟槽的实际形状或几何尺寸可以变化并且可以完全消除。基体和表面沟槽还可以设置有多种如图4所示使基体内表面与基体外表面流体连通的孔、小孔、通槽或狭缝。基体可以是可以用于CMP清洗过程或者CMP材料去除过程中的任何化学上惰性的聚合材料，包括共聚物材料。优选地，基体包括氯化或卤化聚合物，例如但是不限于CPVC、PVC、PVDF、PFA和ECTFE。基体材料具有一定厚度以使其为刚性并且在靠着基板旋转和按压的过程中保持其形状。另外，厚度应该为嵌入配件提供支承。壁厚可以大于大约0.05英寸，并且优选的是在大约0.05英寸至大于大约0.75英寸的范围内，但是也可以使用其它值。在一个实施方式中，孔或通槽形成为在刷具的端部附近比在刷具的中间更靠近。结果，为刷具的端部提供了比中间更大的液体流量。这在必须以更高效率清洗刷具端部附近晶片表面区域的晶片清洗操作中特别有利。
覆盖基体外表面的多孔垫填充一个或多个表面沟槽、小孔、孔、通槽和/或狭缝并且将多孔垫材料与基体外壳互锁。多孔垫被浇注在基体上。该互锁保持多孔垫表面上凸起的排列并且提供与基板的一致接触。通过将基体中的沟槽与多孔垫互锁，减小或消除了垫子的移动或扭曲运动。多孔垫可以通过填充一个或多个沟槽而与基体的沟槽互锁。优选地，基体的沟槽或表面具有一定形状以机械上或物理上防止浇注或模塑于沟槽中的多孔垫在旋转过程中通过多孔垫的拖拉或扭曲而被移出。刷具或垫子的多孔特性将通过整个刷具或垫子吸收并均匀地分配流体。多孔刷具或多孔垫可以通过遍布整个刷具或垫子的流动、虹吸或毛细作用吸收流体并将流体分配到基板。如果需要，通槽可以通过用不溶性固体填充它们或者用塑料塞子填塞它们然后在模塑之后去掉塞子而在模塑过程中保持不被多孔垫材料填充。
在优选实施方式中，用于辊子或刷具的圆柱形基体的芯体可以具有位于大约0.50英寸至大约5英寸范围内的外径。对于盘形基体，直径可以达到12英寸或更大。通过用多孔垫或多孔刷具材料覆盖一部分内表面，可以减小芯体的实际体积。覆盖基体内表面的多孔材料层可以小于大约15mm。
端盖，例如但是不限于图2中所示的214和图2中所示的212可以与基体相连用于提供可旋转基体与清洗工具、加压流体源、来自工具的用于旋转基体的固定装置，或其组合的连接。对于基体本身，端盖可以模塑于外壳上，可以机加工成基体材料的坯料，或者单独制造并且结合到基体上。这些非限制性实施例显示了本发明的基体外壳与用于接收流体并且旋转以进行材料去除功能的现有工具连接或配合的各种方式。用于连接多种工具的多种配件可以与基体相连。端盖或其它配件可以与芯体连接或配合。这些配件包括但是不限于通过图19A和图24中非限制性实施例分别显示的流体配件1910和2414以及机器驱动配件1930和2434。端盖可以单独制造并且使用化学、辐射或超声波结合技术结合到基体上。这些非限制性实施例说明了本发明的基体外壳可以与用于接收流体并且旋转涂覆有与基体互锁的多孔垫材料的基体以进行材料去除功能的现有工具连接或配合的各种方式。用于连接多种工具的多种配件可以与基体相连。
因为小孔内的体积被快速填充，因此小孔将被快速加压并且流体将容易通过填充有多孔垫材料的所述多个通槽或孔快速流出，并且流出到覆盖芯体的多孔垫材料的表面。所述多个孔或通槽可以具有位于大约0.005英寸至大约0.50英寸范围内的直径。具有微米级孔的陶瓷或聚合结构的多孔烧结管件也可以用作基体。可以在整个心轴或基体上使用并且分布不同直径的通孔的组合。更大直径的孔或更大表面积的通槽可以在更大的区域上将流体从芯体分配到多孔垫表面并且导致流体在覆盖刷具的多孔垫的整个长度上更均匀的分配。改变基体中孔或狭缝的数量还可以增加用于流体流动通过基体的表面积。
本发明的装置中基体与多孔垫的互锁可以修改为用于以流体涂覆基板或者用于从任意数量的基板类型，例如半导体晶片、硬盘、平板显示器等上去除材料。另外，刷具芯体或刷具基体可以修改其长度或直径用于任何尺寸，例如100mm晶片、200mm晶片、300mm晶片、更大的晶片、小硬盘等的基板刮擦和材料去除应用。对于300mm直径或更大的晶片，可旋转基体的长度可能大于大约25cm。应该注意到，可以通过刷具或垫子传输许多流体，例如DI水、含氨的化学混合物、含HF的化学混合物、含表面活性剂的化学混合物和其它变化形式。
所述多个表面沟槽或通槽形成于基体中。沟槽可以以对称或非对称模式从基体的中心点至基体的外边缘设置，用于将流体分配到多孔垫材料的外表面。沟槽可以在基体上具有相同尺寸或不同尺寸。优选地，沟槽可以在基体上设置为与基体中心相比将更大量的流体传输到基体外边缘。垫材料的小孔内部的流体可以来自通过所述基体的内表面与所述基体的沟槽中的多孔材料形成流体流通的加压流体源。
流体传输通过制作具有多个孔的刷具或垫子芯体而实现，所述孔允许流体以特定压力被供应到刷具或垫子芯体中以至被释放到刷具或垫子外表面。在使用中，液体从基体内部流动通过基体中填充有多孔垫材料的一个或多个穿孔或通槽。在流动通过穿孔中的多孔垫材料之后，流体遍布覆盖基体外面、用于待处理基板的多孔垫材料进行分配。除了流体入口压力之外，可以通过适当选择基体中液体必须流动通过的纵向狭缝、孔或小孔的尺寸而控制液体从基体内表面到外壳的流量。通常，增加横截面积会增加通过特定狭缝或孔中的液体流量。于是，从轴到刷具或垫子外壳的液体流量通过选择分配器的通孔的横截面积很容易得到控制。可以沿着基体的长度或直径改变基体中的穿孔或通槽的表面积。这一点示意性示于图1A中，其中通槽130和180具有不同的尺寸，并且这一点还示意性示于图4中，其中通孔484和480在尺寸上不同并且还与通槽450不同。基体的壁厚也决定从内表面到外表面的液体流量，更厚的基体允许比更薄的基体更小的流量。最后，多孔垫材料的孔隙率和表面能促进流体的流导。针对流体的更高的孔隙率和表面能更能增加流体流量和保持表面湿润。
如图12中所示，用于从基板上去除材料、颗粒或污染物的装置包括支承多孔垫材料的可旋转基体。基体包括内表面和外表面以及基体中用于将多孔垫材料与基体互锁的多个沟槽。多孔垫材料覆盖基体外表面的至少一部分并且用于从基板上去除材料。多孔垫材料填充基体中的一个或多个沟槽并且将多孔垫材料与基体互锁。如图2中所示，沟槽使基体的内表面与外表面流体连通。基体中的通槽250将流体从基体的内表面通过多孔材料分配到基体的外表面并且还将多孔垫材料与基体互锁。通槽可以是带切口的、凹槽的或粗糙的以帮助保持或附着并互锁多孔材料。优选地，多孔垫材料还覆盖基体外表面的至少一部分以便从基板上去除材料。图16中用于从基板上去除材料、颗粒或污染物的装置包括支承多孔垫材料的可旋转基体。基体包括内表面和外表面以及基体中用于将多孔垫材料与基体互锁的多个沟槽。多孔垫材料覆盖基体外表面的至少一部分并且用于从基板上去除材料。多孔垫材料填充基体中的一个或多个沟槽并且将多孔垫材料与基体互锁。如图21B中所示，沟槽2126使基体的内表面与外表面流体连通。基体中的通槽2126将流体从基体的内表面通过多孔材料(未示出)分配到基体的外表面。通槽可以是带切口的、凹槽的或粗糙的以帮助保持或附着多孔材料。优选地，多孔垫材料还覆盖基体外表面的至少一部分以便从基板上去除材料。
多孔垫材料可以覆盖辊子形式的基体，其中用于支承多孔垫材料的圆柱体的侧壁的外表面的至少一部分被覆盖。作为选择，多孔垫材料可以是如图5A和图5B中所示的垫子或盘形的基体，其中多孔垫材料覆盖圆柱体的端盖的外表面的至少一部分并且可旋转基体安装在用于机器驱动和流动到基体中心的流体流动的单个配件上。
多孔垫材料覆盖基体外表面的至少一部分。多孔垫材料可以通过化学结合、机械结合或这些结合方式的组合结合到可旋转基体的一个或多个表面上以形成附着层。在与可旋转基体外壳表面形成附着层之后，多孔垫材料允许通过多孔垫材料的流体流动。随后的多孔垫材料层可以模塑或浇注于与基体结合的第一多孔垫材料上。另外的多孔垫层可以化学上、机械上或者使用结合方式的组合结合到第一多孔层上，同时保持对从基体流动沟槽容纳的流体进行流体流动的多孔性。可选的是，多孔垫材料可以填充基体中的一个或多个流体流动沟槽。
多孔垫材料覆盖基体外表面的至少一部分并且多孔垫材料填充基体中的一个或多个通槽。优选地，填充通槽并且覆盖基体表面的多孔垫材料连续地形成为将多孔垫材料与基体互锁的整体结构。更优选地，多孔垫材料填充基体的通槽并且以连续形成的多孔垫材料的整体结构覆盖基体的外表面和内表面。覆盖基体或外壳的外表面的多孔垫材料可以具有大于大约1mm，并且优选的是从大约1mm至大约20mm的厚度。
本发明的装置还可以包括可以被加压的多孔垫材料中的流体。流体可以包括水和水性化学物质，例如但是不限于氢氧化铵或氢氟酸。加压流体源通过基体的内表面和芯体与装置基体的沟槽中的多孔材料形成流体流通。
优选地，覆盖基体的多孔垫材料包括表面凸起或凹陷用于从基板上去除颗粒或材料或者用于在基板上分配流体。带有凸起的多孔垫材料填充基体中的一个或多个沟槽并且将多孔垫材料与基体互锁。基体中的沟槽保持多孔垫材料表面上凸起的排列、高度和/或分布。优选地，沟槽使基体的内表面与外表面流体连通。基体中的通槽将流体从基体的内表面通过多孔垫材料分配到基体的外表面。
本发明的辊子和垫子装置可以通过下面行动制成，包括将未聚合海绵单体与用于使单体聚合的催化剂的组合物倒入模具中。模具包括带有预成形沟槽的外壳或基体，其中沟槽被填充多孔垫材料以至将多孔垫材料与外壳互锁。模具中未聚合海绵单体与催化剂的组合物被固化并且带有填充外壳中的沟槽的多孔垫材料的外壳与模具脱离。最终产品是浇注在基体上的刷具或垫子。优选地，模具还包括外模具用于形成覆盖外壳的多孔垫材料的表面纹理。外模具用于控制外多孔垫材料的形状、高度和厚度。凸起可以是但是不限于方形形状或矩形形状的圆柱体。凸起或突节高度可以小于大约5cm，并且它们的直径小于大约2cm。连续的表面凸起也可以按照与刷具或垫子类似的长度和大约2cm或更小的宽度形成。更优选地，模具包括内模具用于控制覆盖外壳内表面的多孔垫材料内层的厚度。
优选地，与基体互锁的多孔垫材料包括聚乙烯醇并且外壳包括聚氯乙烯。优选地，本发明的多孔垫材料包括低于PPM级的有害杂质，如钙离子、铁离子之类的金属离子和氯离子。多孔聚合垫构件基本上没有尺寸上大于大约1微米，或者尺寸上大于大约0.5微米，或者尺寸上大于大约0.1微米的多孔聚合构件的疏松部分(例如，非交联的)。
如图3B和图5B中所示，装置取决于应用场合可以在尺寸和形状上变化。根据一个实施方式，装置可以形成为在其表面上具有凸起的刷辊或者具有光滑表面的刷辊。这些刷辊具有合适的形状和尺寸以满足一些装置，如半导体晶片、硬盘和其它基板的特定清洗应用场合或者材料去除。装置还可以是盘、圆盘刷和塞子的形式。
本发明刷具上的浇注物可以使用牢固、多孔、弹性并且具有一定耐磨性的合适的材料制作。在大多数实施方式中，用于装置的主要起始原料为聚乙烯醇，但是也可以是其它材料。仅仅作为示例，聚乙烯醇被用于形成聚乙烯醇缩醛多孔弹性材料。多孔材料取决于清洁度、成孔剂或工艺的类型、用于将聚乙烯醇转换为聚乙烯醇缩醛的醛的种类以及其它因素而在特性上不同。优选地，PVA海绵材料可以由酸催化剂和与聚乙烯醇的水溶液混合的醛制成，其中聚乙烯醇的水溶液由含有重量百分比低于25％共聚物的聚乙烯醇缩醛共聚物或聚乙烯醇缩醛制成，或者与水溶性聚合物混合至固体重量百分比不超过10％。影响多孔材料特性的其它因素还包括反应物的相对比例、反应温度和时间以及制造过程中的一般状况和起始原料。制造过程的清洁度在这些装置的制造中也很重要。
刷具或垫子外表面由多孔并且柔软的材料构成以至于与基板精细表面的直接接触不会引起刮擦或其它损伤。优选地，刷具外表面由包括聚乙烯醇(PVA)泡沫的材料构成。尽管可以使用与基体中的沟槽互锁并且不刮擦基板表面并且为过程提供适当的材料去除能力的其它可模塑材料，例如但是不限于尼龙、聚氨酯、或聚氨酯与PVA的组合物或者其它共聚物，包括Schindler的美国专利No.4083906(聚乙二醇-聚丙烯酰胺)，Andros、Nicholas的美国专利No.5311634(表面活性剂空气泡沫系统和中心浇注)，Rosenblatt、Solomon的美国专利No.5554659(表面活性剂空气泡沫)，Wilson、Christopher的美国专利No.2609347(早期表面活性剂泡沫系统)以及Nishimura等人的美国专利No.3663470(基于早淀粉的海绵)，上述专利的全部内容在此被引作参考。
在芯体上模塑带纹理的刷具或垫子消除了对于从心轴上取下新浇注刷具的需要，减小了在该过程中损坏刷具的损失。因为它们以更大的侵入程度搅动，因此清洗芯体上的海绵以去掉过量反应物和临时颗粒的效果得到改进。
本发明的刷具和垫子的清洗效率和材料去除效率也可能决定于多孔垫材料的孔隙率和孔径。多孔垫材料应该为垫材料提供挠性但是没有过大的孔隙率以至于垫材料降低强度。孔隙率可能超过大约85％。在聚乙烯醇缩醛多孔弹性材料的孔隙率低于85％的装置中，垫子可能具有很差的挠性。孔隙率可能低于大约95％，因为更大的孔隙率值可能提供很差的强度。其它特性包括理想的平均孔径或孔隙。一些实施方式中的孔径在大约10微米至大约200微米的范围内。在平均孔隙低于10微米的装置中，多孔弹性材料可能具有很差的弹性和/或流动性，由此使清洗辊的性能不令人满意。作为选择，超过200微米的平均孔隙因为不一致的小孔结构而可能不适合于清洗辊。当然，所选择的孔径和孔隙率决定于应用场合和用于形成多孔垫材料的材料。
可以用于本发明的聚乙烯醇缩醛多孔弹性材料可以以公知的方式生产，例如，通过在水中溶解至少一份具有300MW至3000MW平均聚合度和不低于80％皂化度的聚乙烯醇以形成5％至30％的水溶液，添加成孔剂到溶液中并且将溶液与醛，如甲醛或乙醛反应直到材料变成非水溶性的。在这种情况中，聚合物具有50至70摩尔百分比的缩醛单元。在一些具有低于50摩尔百分比的缩醛单元的聚合物实施方式中，残留的聚乙烯醇在使用后可能从产品中渗出并且不利地污染待清洗的物品。在具有高于70摩尔百分比的缩醛单元的聚合物其它实施方式中，装置可能具有很差的弹性和挠形。
尽管上述装置通常以选择的形状和尺寸进行说明，但是也可以使用可选结构。仅仅作为示例，聚合产品可以具有齿轮状结构，其具有许多与辊子成一定角度形成的平行凹槽。另外，泡沫产品表面上的凸起或突出可以包括多种形状，例如圆形、椭圆形、矩形、菱形、圆柱形、金字塔形等。优选地，凸起具有方形或矩形轮廓。相邻凸起直径的间距可能大于大约1mm，并且优选地，在大约1mm至大约30mm或更大的范围内。
其它技术也可以用于制造用于表面处理应用场合的多孔聚合装置。这些技术包括空气注射的泡沫或海绵产品以及其它技术。
通常，抛光垫包括进行CMP过程的机械作用的刷具。刷具可以为垫子的形式或者为辊子的形式。辊子也可以用于清洗晶片并且通常包括很多环绕辊子外圆周表面的刷毛、或凸起。辊刷可以具有在辊子的整个本体上以固定间距设定的矩形凸起。这种辊刷的一个例子以横截面示于图12中。在方形或矩形凸起收集或增加凸起外表面周围的污染物(例如，浆料积聚)的应用场合中，所述凸起也可以导致对下面基板的刮擦，优选的是凸起在轮廓中为圆形或球形。
结合下面的非限制性实施例可理解本发明的各方面和优势。
实施例1从Air Products Inc购买一定量的Airvol V-107。将聚乙烯醇按如下方式溶解180g聚乙烯醇V-107和600g自来水。将混合物进行混合并且加热到大约100℃直到全部聚乙烯醇溶解。
利用该混合物，按如下方式制作小试验批量浓度30％聚乙烯醇溶液175g；浓度37％甲醛48g；浓度36％硫酸27g；和玉米淀粉13.5g。将这些成分混合按淀粉、H2SO4、甲醛、最后为浓度30％PVA溶液的顺序混合。这一新的混合物没有残留空气。溶液具有很低的粘度、不透明并且处于室温。将该材料全部倒入聚氯乙烯模具中并且加热到70℃保持三个小时。模具中所形成的海绵的检查显示过量结合到PVC模具表面。一些海绵材料被用H2O2/NaHCO3进行处理并且研究。
海绵很好地形成，白色，柔软并且通过良好的毛细作用很好地顺应模具。PVC表面可以采用脱模剂如THF中固体石蜡的10％溶液进行预处理。
实施例2本发明的另一部分是用于制作PV刷具C模具以至于本发明的清洗刷具可以有效地与模具脱离而不会撕裂刷具外表面上的刷毛的方法。已经发现，在用PVA注射PV刷具C模具之前，将四氢呋喃(THF)与石蜡的首选混合物应用到PVC模具上形成PVA甚至不会稍微附着的涂层。在完成制造之后，使用通过所述方法制备的PVC模具，用手可以轻松地将刷具从模具中取出。
不希望受到原理的约束，石蜡与THF的混合物在以适当比例应用时相信会通过形成由PVC、THF和石蜡中的一些或所有元素构成的合金层而作用于PVC材料。该合金层具有可见光泽的形式，所述层可以物理上从模具上刮掉直到位于合金层下面的纯PVC露出。该合金层经久耐用并且可以通过多个制造周期而保留在模具上。当合金层从PVC模具上脱离时，可以用石蜡和THF的混合物重新涂覆以重新产生模具的不粘特性。
已经发现为获得适当不粘涂层特性的石蜡与THF的首选混合物是将大约10g石蜡添加到1升THF中(10g/l)而获得的。该首选混合物产生良好的流体特性，用于轻松流入模具中并且轻松实现合金层的形成。但是，已经发现，石蜡与THF比率的有效范围在大约5g/l至20g/l。在大约5g/l以下，THF挥发太快以至于不能有效作用于PVC并且形成合金层，而高于大约20g/l，石蜡结晶并且混合物不是足以用于涂覆PV刷具C模具的流体。
作为制造本发明清洗刷具的第一步，提供PVC模具。该模具由PVC管、用于安装在PVC管上的芯体和端盖构成。PVC管可以为带有多个适当尺寸的孔的标准圆柱形PVC管，所述孔用于形成刷毛并且钻透管壁。刷毛孔的密度为每平方英寸大约70个以匹配成品刷具的刷毛密度。端盖设置为安装在管的各个端部，由此提供防止PVA材料在填充模具时从各端流出的装置。芯体设置为安装在PVC管的中空圆柱形内部中的中心位置，芯体用于形成成品刷具的中空内径。接下来，模具的PVA接触表面被涂覆石蜡与THF的混合物并且允许合金层形成。当干性光泽(dry sheen)出现在PVC接触表面上时，合金层形成并且模具准备用于生产。然后在模具的周围应用塑料包覆物以阻止PVA流出刷毛孔。接下来，将端盖放在管的下端并且用PVA混合物填充模具。
PVA混合物由甲醛或多聚甲醛、酸催化剂、PVA和淀粉构成。淀粉为成孔剂，其形成成品刷具的多孔特性。在用PVA混合物填充模具之后，将第二个端盖放在管的上端。接下来，将模具以足够的速度沿其长轴竖直旋转以允许PVA混合物流入刷毛孔并且迫使空气从PVA中冒出。在旋转之后将上端盖取下。迫使气泡从PVA混合物中冒出导致PVA的液面在模具内部降低。然后用足以填充模具至合适液面以完全形成本发明刷具的额外数量的PVA混合物填充模具。如果需要，可以再次旋转模具以去除任何更多微量的空气气泡。接下来将模具放在烤炉上在大约华氏温度125度下连续固化大约16至24小时。当最终固化之后，将至少一个端盖和芯体取下以接触成品刷具。然后可以通过用手抓住刷具的一端并且使其与管脱离而将刷具从管中取出。
实施例3本启示性实施例说明了跟随化学机械平面化过程之后清洗具有一层铜金属的晶片。可以将晶片放入清洗系统的第一个刷盒中。在第一个刷盒中可以通过刷具将清洗化学物质应用于晶片上，所述刷具由浇注在芯体上与刷具的基体芯体互锁的多孔垫材料构成。在第一个刷盒中通过刷具应用的清洗化学物质将基板表面上的铜材料可控地转变成水溶形式。铜材料被转变成水溶形式以便于从晶片表面上去除可控数量的铜。可以将晶片从第一个刷盒转移到第二个刷盒。在第二个刷盒中，为了清洗晶片表面并且清洗铜刷，可以通过第二个刷盒的刷具将第二种清洗化学物质应用于晶片的表面上。第二种清洗化学物质可以含有与第一个刷盒中的清洗化学物质相同的化学成分。通过刷具应用的第二种清洗化学物质的目的是清洗铜刷和可能已经从晶片表面清洗的其它材料。第二种清洗化学物质可以通过刷具应用大约3秒至大约10秒。接下来可以通过使水流动通过第二个刷盒的刷具采用脱离子(DI)水冲洗晶片以从晶片表面和刷具上去除第二种清洗化学物质。优选地，将晶片表面冲洗大约20秒至大约40秒。在第二个刷盒中的操作之后，可以将晶片转移到旋转冲洗干燥(SRD)工作台，之后可以将晶片存储在输出工作台中用于后面的处理。
实施例4在本启示性实施例中，带有浇注在芯体上的与刷具基体互锁的多孔垫材料的刷具与蚀刻剂一起用于去除受控的氧化物表面层并且保持亲水表面。
可以在同时擦洗工件双侧的擦洗器中进行CMP过程。在清洗过程中可以将氢氟酸(HF)溶液传输到具有与刷具芯体互锁的多孔PVA垫层的刷具芯体中。在将氢氟酸(HF)传输到刷具芯体之后，可以通过刷具的填充有刷具多孔垫材料的沟槽将HF溶液应用于工件上。这之后可以用刷具进行工件的化学机械擦洗。可以在刷具擦洗工件的同时应用溶液。
决定于要去除的氧化物数量，HF溶液的浓度可以在大约0.005％至1.0％HF的范围内。优选地，溶液包括水中大约0.005％HF的混合物。HF溶液可以以预定的时间段，例如20至40、或25至35或大约35秒应用于晶片上。
实施例5在本启示性实施例中，带有与刷具基体互锁的多孔垫材料的刷具被用于集成电路，如微处理器或动态随机存取存储装置的制造过程的清洗步骤中。
用于制造电子装置，如微处理器或动态随机存取存储装置的方法为本领域的技术人员众所周知。这些装置包括应用于晶片表面上的活性元件上以形成与外部电子电路和装置电接触的金属互连结构和介电层。这些介电和金属层使用标准平版印刷、材料沉积和化学机械平面化技术形成。在化学机械平面化之后，通过将包括电子装置和互连的晶片与模塑于芯体上的PVA刷具接触而清洗晶片以去除残留浆料和化学物质。该刷具具有位于刷具基体中的多个沟槽用于将多孔PVA刷垫材料与刷具基体互锁并且用于将清洗流体分配到带有电子装置的晶片表面。一旦晶片已经得到清洗，它就可以经受进一步的处理步骤以完成其制造，包括密封和模切晶片以包装单个集成电路装置。
实施例6本启示性实施例说明了如何制造浇注在芯体上的刷具并将其结合到流体和机器驱动配件上。作为制造本发明清洗刷具的第一个步骤，提供PVC模具。该模具由PVC管、用于安装在PVC管上的芯体和端盖构成。PVC管可以为带有多个适当尺寸的孔的标准圆柱形PVC管，所述孔用于形成刷毛并且钻透管壁。刷毛孔的密度为每平方英寸大约70个以匹配成品刷具的刷毛密度。端盖设置为安装在管的各个端部，由此提供防止PVA材料在填充模具时从各端流出的装置。芯体设置为安装在PVC管的中空圆柱形内部中的中心位置，芯体用于形成成品刷具的中空内径。然后在模具的周围应用塑料包覆物以阻止PVA流出刷毛孔。接下来，将端盖放在管的下端并且用PVA混合物填充模具。
PVA混合物由甲醛或多聚甲醛、酸催化剂、PVA和淀粉构成。淀粉为成孔剂，其形成成品刷具的多孔特性。在用PVA混合物填充模具之后，将第二个端盖放在管的上端。接下来，将模具以足够的速度沿其长轴竖直旋转以允许PVA混合物流入刷毛孔并且迫使空气从PVA中冒出。在旋转之后将上端盖取下。迫使气泡从PVA混合物中冒出导致PVA的液面在模具内部降低。然后用足以填充模具至合适液面以完全形成本发明刷具的额外数量的PVA混合物填充模具。如果需要，可以再次旋转模具以去除任何更多微量的空气气泡。接下来将模具放在烤炉上在大约华氏温度125度下连续固化大约16至24小时。当最终固化之后，将至少一个端盖和芯体取下以接触成品刷具。然后可以通过用手抓住刷具的一端并且使其与管脱离而将刷具从管中取出。由PVC坯料制成的如图4中所示的流体配件和如图4中所示的机器驱动配件可以溶剂结合到PVC芯体上。
尽管已经结合各个实施方式说明了本发明，但是本领域的技术人员可以认识到，可以在形式和细节上进行改变而不脱离本发明的精髓和范围。例如，晶片可以是基本上为圆形的硅晶片、玻璃晶片、陶瓷晶片、氧化物晶片、钨晶片，尽管也可以使用其它类型的晶片。此外，尽管已经提供了各种数值、材料和尺寸，可以理解，这些数值、材料和尺寸仅仅是示例性的而非限制性的并且可以使用其它数值、材料和尺寸。例如，不使用具有矩形横截面的狭槽，而使用具有其它横截面形状的狭槽，如半圆形狭槽。此外，尽管已经提出了各种液体，但可以理解，基本上任何液体或化学物质都可以与根据本发明的清洗器和刷具装置一起使用。例如，各种乙醇、表面活性剂、氨基溶液、缓冲溶液、高pH值溶液和低pH值溶液都可以使用。因此，本发明仅仅由权利要求限定。
权利要求
1.一种物品，包括可旋转基体，其具有一个或多个允许流体在所述基体的内表面与外表面之间流动的通槽；多孔材料，其覆盖所述基体的外表面的至少一部分，所述多孔材料与可旋转基体互锁。
2.根据权利要求1所述的物品，其特征在于，所述多孔材料填充一个或多个所述通槽。
3.根据权利要求1所述的物品，其特征在于，所述多孔材料覆盖所述可旋转基体的内表面的一部分。
4.根据权利要求1所述的物品，其特征在于，所述可旋转基体还包括用于将所述基体安装到旋转轴上的配件。
5.根据权利要求1所述的物品，其特征在于，所述多孔材料是具有一个或多个突节的垫子。
6.根据权利要求1所述的物品，其特征在于，多孔材料通过附着性多孔垫层与可旋转基体互锁。
7.根据权利要求1所述的物品，其特征在于，多孔垫通过填充一个或多个所述通槽而与可旋转基体互锁。
8.根据权利要求1所述的物品，其特征在于，多孔材料被浇注或模塑于所述基体的外表面上。
9.一种物品，包括可旋转基体，其带有浇注在所述可旋转基体上并且具有凸起的附着性多孔垫材料，所述多孔垫覆盖可旋转基体表面的至少一部分，所述附着性多孔垫允许被流体流动通过。
10.根据权利要求9所述的物品，其特征在于，可旋转基体包括第一层附着性多孔材料，所述附着性多孔垫材料具有浇注在所述第一层顶上的凸起。
11.根据权利要求9所述的物品，其特征在于，可旋转基体是具有通孔的外壳。
12.一种用于从基板上去除材料的物品，包括可旋转基体，所述基体包括内表面和外表面，所述可旋转基体具有多个沟槽；和多孔垫材料，其覆盖所述基体的外表面的至少一部分，所述多孔垫材料填充所述基体中的一个或多个所述沟槽并且将所述多孔垫材料与所述基体互锁。
13.根据权利要求12所述的物品，其特征在于，沟槽使基体的所述内表面与所述外表面流体连通。
14.根据权利要求12所述的物品，其特征在于，所述基体为管。
15.根据权利要求12所述的物品，其特征在于，所述基体为盘。
16.根据权利要求12所述的物品，其特征在于，覆盖所述基体外表面的至少一部分的所述多孔垫材料包括位于所述多孔垫材料表面上的凸起。
17.根据权利要求12所述的物品，其特征在于，所述垫材料覆盖所述基体的内表面的一部分。
18.根据权利要求12所述的物品，其特征在于，多孔垫具有整体结构。
19.根据权利要求12所述的物品，其特征在于，多孔垫材料包括聚乙烯醇。
20.根据权利要求12所述的物品，其特征在于，所述多孔垫材料将流体从所述基体的内表面通过所述多孔垫材料分配到所述基体的外表面。
21.一种用于从基板上去除材料的物品，包括可旋转基体，其包括内表面和外表面；多孔垫材料，其覆盖所述基体的外表面的至少一部分以便从基板上去除材料，所述多孔垫材料与所述基体互锁；与所述基体互锁的所述多孔垫材料维持所述多孔垫材料表面上凸起的排列。
22.根据权利要求21所述的物品，其特征在于，基体还包括使所述基体的所述内表面与所述外表面流体连通的一个或多个通槽。
23.根据权利要求21所述的物品，还包括加压流体源，所述加压流体通过所述基体的内表面与所述基体的沟槽中的多孔材料形成流体流通。
24.根据权利要求21所述的物品，其特征在于，所述多孔垫材料将流体从所述基体的内表面通过所述多孔垫材料分配到所述基体的外表面。
25.一种在基体上制作整体式多孔垫的方法，包括在包含所述基体的模具中倾注未聚合海绵单体与催化剂的组合物，所述组合物填充所述基体中的一个或多个沟槽；使所述组合物固化以形成与所述基体互锁的多孔垫材料；将与所述基体互锁的所述多孔垫材料脱离所述模具。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述模具的表面被用脱模化合物处理。
27.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，海绵材料包括聚乙烯醇。
28.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，基体为可旋转基体。
29.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，基体包括沟槽。
30.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，可旋转基体包括位于所述基体上的第一多孔附着层。
31.一种物品，包括可旋转基体，其具有一个或多个允许流体在所述基体的内表面与外表面之间流动的通槽；模塑的多孔材料，其覆盖所述基体的外表面的至少一部分，所述多孔材料与可旋转基体互锁。
32.根据权利要求31所述的物品，其特征在于，多孔材料填充一个或多个所述通槽。
33.根据权利要求31所述的物品，其特征在于，所述多孔材料覆盖所述可旋转基体的内表面的一部分。
34.根据权利要求31所述的物品，其特征在于，所述可旋转基体还包括用于将所述基体安装到旋转轴上的配件。
35.根据权利要求31所述的物品，其特征在于，所述多孔材料是具有一个或多个突节的垫子。
36.根据权利要求31所述的物品，其特征在于，多孔材料通过附着性多孔垫层与可旋转基体互锁。
37.根据权利要求31所述的物品，其特征在于，多孔垫通过填充一个或多个所述通槽而与可旋转基体互锁。
38.根据权利要求31所述的物品，其特征在于，多孔材料被浇注或模塑于所述基体的外表面上。
39.一种涂覆基板的方法，包括将流体供应到与具有通孔的可旋转基体互锁的多孔垫材料的芯体中；在旋转所述基体的同时通过所述多孔垫材料将所述流体施加于基板上。
40.根据权利要求39所述的方法，还包括使施加于基板上的流体固化的步骤。
41.一种清洗基板的方法，包括使所述基板接触与可旋转基体互锁的多孔垫材料，其中，所述基体包括内表面和外表面，所述基体中的多个通孔用于将所述多孔垫材料与所述基体互锁，并且多孔垫材料覆盖所述基体的外表面的至少一部分以便从基板上去除材料；将用于从所述基板上去除材料的流体沉积到所述基板上；和通过旋转所述基体而从所述基板上去除材料。
42.根据权利要求41所述的方法，其特征在于，所述多孔垫的通孔使基体的所述内表面与外表面流体连通，以将所述流体分配到多孔垫表面。
43.根据权利要求41所述的方法，还包括使流体涌流通过多孔垫以去除附着在多孔垫上的基板材料的步骤。
44.根据权利要求41所述的方法，其特征在于，被从基板上去除的材料为薄膜、颗粒或化学残留物。
45.根据权利要求41所述的方法，其特征在于，所述多孔垫材料包括凸起或凹陷。
46.根据权利要求41所述的方法，其特征在于，多孔垫材料覆盖所述基体的内表面。
47.根据权利要求41所述的方法，其特征在于，所述晶片包括铜互连结构。
48.一种清洗基板的方法，包括使所述基板接触旋转的多孔垫材料，所述垫材料覆盖可旋转基体，所述基体包括内表面和外表面；所述基体中的多个沟槽用于将所述多孔垫材料与所述基体互锁；所述沟槽使基体的所述内表面与所述外表面流体连通，并且多孔垫材料覆盖所述基体的外表面的至少一部分以便从基板上去除材料；通过所述多孔垫的沟槽中的多孔垫材料将用于从所述基板上去除材料的流体沉积到所述基板上；和通过旋转所述多孔垫而从所述基板上去除材料。
49.根据权利要求48所述的方法，还包括使流体涌流通过垫材料以去除附着在多孔垫材料上的材料的步骤。
50.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，被从基板上去除的材料为薄膜、颗粒或化学残留物。
51.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，所述多孔垫材料包括凸起或凹陷。
52.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，多孔垫材料覆盖所述基体的内表面。
53.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，基板包括铜互连结构。
54.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，去除的材料为铜或硅的氧化物。
55.一种用于从基板上去除材料的物品，包括可旋转基体，其具有允许流体在所述基体的内表面与外表面之间流动的一个或多个通槽；多孔材料，其覆盖所述基体的外表面的至少一部分，所述多孔材料与可旋转基体互锁；一个或多个配件，其与所述可旋转基体配合。
56.根据权利要求55所述的物品，其特征在于，多孔垫材料与基体的沟槽互锁。
57.根据权利要求55所述的物品，其特征在于，覆盖基体并且与所述沟槽互锁的多孔垫材料使所述基体的内外表面流体连通。
58.根据权利要求55所述的物品，其特征在于，所述配件通过粘结而配合在所述基体上。
59.根据权利要求55所述的物品，其特征在于，配件包括流体配件和机器驱动工具配件。
60.根据权利要求55所述的物品，其特征在于，流体配件是机器驱动工具配件。
61.根据权利要求55所述的物品，其特征在于，所述可旋转基体通过配件与所述基体的配合而适合于不同的材料去除工具。
62.一种用于从基板上去除材料的物品，包括可旋转基体，其与具有凸起的多孔垫材料互锁，所述基体包括内表面和外表面；沟槽，其位于基体中，用来将用于从基板上去除材料的流体从所述基体的所述内表面至所述外表面分配到多孔垫材料，其中所述多孔垫材料覆盖所述基体的外表面的至少一部分以便从基板上去除材料；一个或多个配件，其与所述可旋转基体配合。
63.根据权利要求62所述的物品，其特征在于，多孔垫材料与基体的沟槽互锁。
64.根据权利要求62所述的物品，其特征在于，覆盖基体并且与所述沟槽互锁的多孔垫材料使所述基体的内外表面流体连通。
65.根据权利要求62所述的物品，其特征在于，所述配件通过粘结而配合在所述基体上。
66.根据权利要求62所述的物品，其特征在于，配件包括流体配件和机器驱动工具配件。
67.根据权利要求62所述的物品，其特征在于，流体配件是机器驱动工具配件。
68.根据权利要求62所述的物品，其特征在于，所述可旋转基体通过一个或多个配件与所述基体的配合而适用于不同的材料去除工具。
69.根据权利要求62所述的物品，其特征在于，所述可旋转基体是用于擦洗半导体晶片的刷具。
全文摘要
本发明涉及用于制作从基板上去除材料、颗粒或化学物质的刷具或垫子的方法和材料。刷具或垫子包括用于支承多孔垫材料的可旋转基体。基体包括内表面和外表面以及位于基体中的用于将多孔垫材料与基体互锁的多个沟槽。多孔垫材料覆盖基体外表面的至少一部分并且用于从各种基板上去除材料。多孔垫材料填充基体中的一个或多个沟槽并且将多孔垫材料与基体互锁。优选地，沟槽使基体的所述内表面与外表面流体连通并且有助于多孔垫突节的排列和多孔垫内部流体的分布。
文档编号B24D3/32GK1863645SQ200480029204
公开日2006年11月15日 申请日期2004年7月13日 优先权日2003年8月8日
发明者布赖恩特·伊诺克·本森 申请人:安格斯公司