化学机械抛光刷子包装的制作方法

化学机械抛光刷子包装的制作方法
【专利说明】化学机械抛光刷子包装
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2012年9月28日提交的发明名称为化学机械抛光刷子包装的美国临时申请第61/707，526号的优先权，其全部内容通过弓I用在此并入。
技术领域
[0003]本发明基本上涉及半导体制造。更具体地，本发明涉及用于处理和包装化学机械抛光(CMP)刷子的设备、系统和方法。
【背景技术】
[0004]具有在半导体制造环境中需要较好清洁度的持续需求。一个具体区域包括将化学机械抛光清洁刷子装配到过程工具上。在由带手套的工人用手从标准包装移除的刷子的处理之后将刷子装配在工具上可能将污染物从手套引至刷子表面上和结节上。在清洁期间，刷子与基板(半导体晶片、平板显示器、硬盘等等)接触，从而高度期望刷子表面被清洁并且使任何的添加粒子、金属离子污染物、以及运输和安装期间的有机污染物都被最小化。由于许多化学机械抛光刷子都以潮湿或湿润状态被运输以便保持刷子的海绵材料的可压缩性，因此包装还应该提供保护刷子的化学及物理特性的环境，例如在运输期间，由于这种刷子使用的泡沫材料会具有记忆特性，因此要消除刷子圆柱面上的结节变形。
[0005]已知一些包装方法和系统，例如那些使用蛤壳包装，将潮湿的刷子密封在聚合物外壳内。在用户打开包装时，化学机械抛光刷子可以由用户抓握。然而，抓握刷子会使刷子受到污染，因此在这种情况下，用户必须小心地仅仅在其端部处抓握刷子，而不能抓握刷子表面。这种蛤壳包装可能在掉落时易于使包装的整体性受到损害。
[0006]这种系统约束用户以非常困难的方式操作刷子，而且经常导致与刷子结节和将要清洁基板表面的刷子表面意外接触。此外，将需要具有可以在工业中使用的能够通过掉落测试的更稳固的包装系统。

【发明内容】

[0007]要求保护的本发明的实施例通过在运输和存储的过程中不仅提供机械和化学保护、而且通过提供用于使用者抓握化学机械抛光刷子同时仍然通过包装元件进行部分保护使其可以安全地放置到处理工具上而不受污染的方法来弥补已知化学机械抛光刷子包装系统的不足。
[0008]本发明的实施例包括用于芯体上的化学机械抛光刷子的包装，该化学机械抛光刷子至少部分地由具有一个或多个狭缝或一个或多个穿孔的松散的聚合物衬套或柔性薄层覆盖，在薄层中的一个或多个穿孔允许在刷子安装在工具上时由用户将薄层将从刷子移除。聚合物衬套或薄层允许芯体上的刷子被安装在工具上，而不需要手套，并且最小化或消除添加到刷子表面的污染物(例如，如果使用剪刀以打开衬套)。柔性薄层可以覆盖工人处理刷子所需那样多的化学机械抛光刷子。
[0009]由柔性薄层部分地覆盖的化学机械抛光刷子还可以被包含在诸如聚合物容器的液密密封的外部包裹物中，在一些实施例中，该外部包裹物包括聚合物袋。在一个实施例中，外部包裹物可以在一端处包括撕开(tear)凹口(notch)，所述撕开凹口允许在不需要使用剪刀或者其它会引入污染物的工具的情况下打开外部包裹物。外部包裹物是液密的并且可以容纳水和/或其它防腐剂类过氧化氢或氢氧化铵。
[0010]在一种实施例中，外部包裹物(其在一个实施例中包括聚合物容器)具有允许该外部包裹物容纳衬套的开口和内部尺寸，衬套覆盖在芯体上的化学机械抛光刷子，其中芯体可以具有一个或多个可拆卸的端支撑结构，端支撑结构安装到刷子的端部。这些端支撑部可以包括圆盘、环或安装到刷子芯体时的其它几何结构，保持刷子和刷子结节从表面(诸如管状运输容器的表面)偏离。使刷子从表面偏移保护结节在运输和处理期间不会变形。虽然在其它实施例中柔性薄层仅覆盖刷子的圆柱形刷子部，但是在一些实施例中，柔性薄层可以覆盖支撑结构。
[0011]诸如管状运输容器的外壳可以围绕化学机械抛光刷子放置，在外壳的两个端部处具有可选的支撑结构，该化学机械抛光刷子由具有一个或多个狭缝的聚合物衬套或柔性薄层部分地覆盖。外壳在运输期间为刷子提供保护。外壳或管状运输容器可以具有允许具有安装到刷子的端支撑部的化学机械抛光刷子被放置在外壳或管状运输容器内的几何截面；端支撑部可以保持刷子表面和结节不与外壳/管状运输容器的内表面相接触。外壳可以具有使化学机械抛光刷子保持在外壳中的一个或多个盖。
[0012]在一些实施例中，外壳可以具有端盖，端盖还用作支撑结构。刷子可以在包装期间被装配到这些支撑结构中或与这些支撑结构相邻。这可以有利地减小包装材料的量。
[0013]要求保护的本发明包括许多实施例，这些实施例包括包装具有圆柱形刷子部和一对端连接部的化学机械抛光刷子的方法，该方法包括:至少使用液体使刷子潮湿；使用围绕圆柱形刷子部的表面延伸并与圆柱形刷子部的表面接合的柔性薄层覆盖圆柱形刷子部；使每一个端连接部与相应的端支撑部接合，端部支撑部具有法兰部，法兰部的直径大于圆柱形刷子部的最大直径；将潮湿的刷子插入到具有管状壁的刚性聚合物管状运输容器中，藉此，端支撑部通过管状壁保持圆柱形刷子部不与圆柱形刷子部相接触并且防止圆柱形刷子部的由于管状壁引起的变形，其中管状壁具有内表面；和在刚性聚合物运输容器周围提供附加的外部自支撑包装。
[0014]在一个实施例中，要求保护的本发明还可以包括被包装的化学机械抛光刷子，所述化学机械抛光刷子包括具有圆柱形表面的圆柱形刷子部和一对端连接部，所述包装包括:围绕圆柱形刷子部延伸并沿圆周方向接合圆柱形刷子部并且覆盖圆柱形刷子部的柔性聚合物薄层材料；支撑地接合每一个端连接部的一对端支撑部，每个端支撑部都具有与端连接部接合的中心接合结构和径向延伸超过圆柱形刷子部的径向长度的法兰部；刚性聚合物运输容器，端支撑部接合聚合物运输容器的端部，藉此，刷子被悬挂在运输容器中，并且圆柱形表面与刚性聚合物运输容器间隔分开；和气密密封的刚性聚合物运输容器。
[0015]在一种相似的实施例中，要求保护的本发明还包括从化学机械抛光包装组件解开化学机械抛光刷子的包装并且安装化学机械抛光刷子的方法，化学机械抛光包装组件包括:具有潮湿的圆柱形泡沫塑料部和两个相反的端连接部的化学机械抛光刷子、包括包裹并接合圆柱形刷子部的聚合物薄层材料的包装、接合化学机械抛光的相反端部并与自支撑运输容器相接合的一对端支撑部；所述方法包括:从自支撑聚合物运输容器移除具有支撑部的化学机械抛光刷子，从圆柱形刷子移除端支撑部同时保持包裹圆柱形刷子部的聚合物薄层材料，通过将聚合物薄层材料包裹圆柱形刷子部使得刷子部的表面不与使用者的手相接触而手动抓握圆柱形刷子，将刷子固定到刷子固定设备同时通过聚合物薄层材料保持圆柱形刷子，和移除聚合物薄层材料。
[0016]在一种实施例中，要求保护的本发明包括一种包装化学机械抛光刷子的方法，该化学机械抛光刷子具有圆柱形刷子部和一对端连接部，圆柱形刷子部具有径向延伸的结节，所述方法包括:在不使结节变形的情况下，使用围绕结节延伸并与结节接合的柔性薄层覆盖圆柱形刷子部；使每一个端连接部与相应的端支撑部接合，该端支撑部具有法兰部，法兰部的直径大于圆柱形刷子部的最大直径；将刷子插入到刚性聚合物管状运输容器中，该管状运输容器具有包含内表面的管状壁，藉此，端支撑部保持结节不与管状壁相接触并防止圆柱形刷子部由于管状壁引起的变形；和提供围绕所述刚性聚合物运输容器的附加的外部自支撑包装。
[0017]在一种实施例中，要求保护的本发明还包括一种运输具有包括结节的圆柱形刷子部和一对端连接部的化学机械抛光刷子的方法，所述方法包括:为圆柱形刷子部提供三个聚合物覆盖物，一个聚合物覆盖物是围绕圆柱形刷子部包裹并接合结节的非自支撑包裹，另一个聚合物覆盖物是密封袋，和最后一个聚合物覆盖物是管状运输容器，管状运输容器的内径大于刷子部的最大直径；将圆柱形刷子部装入三个聚合物覆盖物内。
[0018]在一种实施例中，要求保护的本发明还包括保护具有包括径向延伸的结节的圆柱形刷子部和一对端连接部的化学机械抛光刷子的方法，所述方法包括:使刷子变潮湿；使用非自支撑包裹物包裹圆柱形刷子部和结节，藉此，圆柱形刷子可以在手不直接接触述刷子的情况下由使用者的手抓握。
[0019]在一种实施例中，要求保护的本发明包括被包装化学机械抛光刷子，所述刷子具有包括结节的圆柱形刷子部和一对端连接部，所述包装包括:用于圆柱形刷子部的三个聚合物覆盖物，所述三个聚合物覆盖物包括:围绕圆柱形刷子部包裹并且在结节不变形的情况下接合结节的非自支撑包裹；密封袋；和刚性管状运输容器，所述刚性管状运输容器的内径尺寸大于刷子部的最大直径；其中化学机械抛光刷子被密封地装入在刚性管状运输容器中并与容器的管状壁间隔分开。