专利名称：摆动的固定研磨料化学机械研磨系统及其实现方法
技术领域：
本发明涉及一种化学机械研磨(CMP)系统，以及改善CMP操作性能和效果的技术。具体来说，本发明涉及一种使用配置在卷筒操作系统的固定研磨料的研磨垫的化学机械研磨系统。
背景技术：
在半导体装置的制造中，需要进行CMP操作，其包括研磨、抛光和晶片清洗。典型地，集成电路装置是由多层的结构形成。在基板层，将形成具有扩散区域的晶体管装置。而在其后的层中，相互连接的金属化线被图形化并与该晶体管装置电连接，从而限定了所需要功能的装置。如所周知，图形化的导电层通过例如二氧化硅的绝缘材料与其他的导电层绝缘。而当更多的金属化层及相关的绝缘层形成时，则需要增加该绝缘材料的平坦化。如果没有平坦化处理的话，则额外的金属化层的制造将由于表面形状的较大差异而实质上变得更困难。在其他的应用中，将金属化线的图形形成在该绝缘材料中，然后将进行金属CMP操作从而去除过量的金属化。
在该现有技术中，化学机械研磨系统典型地由皮带式、轨道式或刷洗台来实现，其中用皮带、研磨垫或刷子对晶片的一面或两面进行擦洗、抛光和研磨。而研磨是为了便于并增强CMP操作。最通常将研浆导入到移动的准备表面上，例如皮带、研磨垫、刷子等，并且研浆不仅分布在被抛光、研磨或由CMP制程准备的半导体晶片的表面，还分布在整个准备表面上。而该分布通过由准备表面的移动，半导体晶片的移动和该半导体晶片与该准备表面之间建立的摩擦力的组合来完成。
图1公开了一种示例的现有的化学机械研磨系统100。图1中的化学机械研磨系统100设计成是皮带式系统，这是因为准备表面是环状皮带108，该环状皮带安装在两个用于驱动皮带108在皮带旋转方向的箭头116所表示的方向进行旋转运动的滚筒114之上。然后将该旋转的晶片102靠着该转动的皮带108而施加作用力F，从而实现CMP制程。某些CMP制程需要施加明显的作用力F。将研磨平台112设置成用以稳定皮带108，并提供一个坚固的平面，从而在其上施加晶片102。将由含有分散的研磨微粒的如氢氧化氨或DI水所组成的研浆118导入晶片102的上游。而该晶片表面的擦洗、抛光和研磨处理都利用粘在该皮带108上的环状研磨垫来实现，而且缺乏固定研磨料的微粒。
在该研磨垫上研磨有限数目的晶片之后，为了去除粘在其上的研浆的研磨材料以及从晶片去除的微粒，要修整并清洗该研磨垫的表面。在清洗和修整之后，该研磨垫仍然还有为数众多的微粒粘附在该研磨垫的表面，这将使该研磨垫失去其功效。该研磨垫也由于材料的磨损而失去功效。所以，必须更换全部的研磨垫。所以，必须更换全部的研磨垫。而使用过的研磨垫的去除和之后的研磨垫更新非常耗时费力。此外，用力进行该更换动作的所需期间内，必须使该研磨系统处于离线状态，因此将减少产量。
如上所述，所以需要有一种化学机械研磨系统，其可以在研磨垫的较少维护且在其失去研磨效果后更有效地修护的情况下，研磨晶片表面层。
发明内容
一般来讲，本发明通过有效地研磨半导体晶片的层表面的设备以及方法而满足上述需求。优选地，该CMP系统设计成可实现研磨垫较少维护且在失去研磨效果后更有效地修护的系统。在优选实施例中，该研磨垫为固定研磨料的研磨垫带，其连接在供料滚筒和收回滚筒之间。应该理解，本发明所包含的处理步骤、设备、系统、装置或方法可以用各种方法实现。以下将描述本发明的数个实施例。
在一个实施例中，将公开一种化学机械研磨(CMP)设备，包括研磨垫带，其被限定在第一点和第二点之间，该第一点与第二点分开；供料滚筒，其储存有该研磨垫带的供给量，且该供料滚筒确定所述第一点；以及收回滚筒，其设置成用于收集该研磨垫带的至少直线部分。
在另一实施例中，将公开一种化学机械研磨(CMP)设备，其包括第一滚筒，位于第一点上；和第二滚筒，位于第二点上，而所述第一点和第二点分开；以及研磨垫带，具有固设于所述第一滚筒的第一端部，以及固设于所述第二滚筒的第二端部。将该研磨垫设置成可提供一个表面，而在其上被研磨的基板低于该表面。优选地，该研磨表面垫带是固定研磨垫，且将其设置成可以容纳化学溶液或DI水，从而能促进从基板表面去除材料。
在再一实施例中，将公开一种半导体晶片的研磨方法。该方法包括设置研磨垫带，使具连接在第一点和第二点之间；在所述研磨垫带上施加张力；摆动所述第一点和第二点之间的研磨垫带；以及将所述半导体晶片施加于所述摆动的研磨垫带。该方法还包括在将所述半导体晶片施加于所述摆动的研磨垫带之前，将化学溶液施加于所述研磨垫带。该方法还包括监测所述摆动的研磨垫带的线性速度；以及控制所述线性速度的设定。该方法还包括监测所述研磨垫带的张力；以及控制所述张力的设定。
本发明的各种优点很多。最重要的是，在卷筒操作配置中将研磨垫带的供给量设置在供料滚筒和收回滚筒之间，从而取代了连续的带式研磨垫。因此，可以用最少的劳力并在极短的时间内将研磨垫带的使用过的部分用研磨垫带的新的部分更换完成。而且，研磨垫带的再次供给可以轻易且迅速地完成，因此可以使研磨垫带离线的时间最短，所以对产量的影响最小。因此，发明的设备及方法提供了用极少的维护成本即可研磨晶片表面层的研磨垫且在其研磨效果降低之后能更有效地将其修护。
根据下面结合附图通过详细的说明书以示例的方式描述本发明的原理，本发明的其他目的和优点将更加清楚。
通过以下结合附图的详细描述，本发明将很容易理解，类似的结构元件使用类似的标号。
图1示出了现有化学机械研磨系统的示例。
图2A是根据本发明的一个实施例的摆动的化学机械研磨系统的剖面图。
图2B是根据本发明的另一实施例的摆动的化学机械研磨系统的剖面图，其示出了该系统的张力设定机构和速度控制机构。
图2C是根据本发明的另一实施例的摆动的化学机械研磨系统的剖面图，其示出了用于支持住充分的研磨垫带供给量的供料滚筒的设计。
图2D-1仍是根据本发明的另一实施例的研磨垫带的平面图。
图2D-2仍是根据本发明的另一实施例的研磨垫带的剖面图，其示出了包含多个研磨微粒的多个桩部。
图3A仍是根据本发明的另一实施例的化学机械研磨系统的剖面图，其中张力致动器位于供料滚筒的右侧和收回滚筒的左侧。
图3B仍是根据本发明的另一实施例的化学机械研磨系统的剖面图，其示出了该系统的张力设定和速度控制机构。
图4A仍是根据本发明的另一实施例的化学机械研磨系统的剖面图，其中张力致动器与惰滚筒连接。
图4B仍是根据本发明的另一实施例的化学机械研磨系统的剖面图，其示出了该系统的张力设定机构同时也是速度控制机构。
图5A仍是根据本发明的另一实施例的化学机械研磨系统的剖面图，其中供料滚筒和收回滚筒不仅维持控制研磨垫带的线性速度还维持控制施加于研磨垫带的张力。
图5B仍是根据本发明的另一实施例的化学机械研磨系统的剖面图，其示出了该系统的张力和速度控制机构。
具体实施例方式
以下将描述一种用于化学机械研磨系统的发明，其可以使晶片的层表面得到有效的研磨。该化学机械研磨系统可较好地实现一种维护较省且能在其失去研磨效果后能更有效地修护的研磨垫。在本发明的各个优选实施例中，该研磨垫为固定研磨材的研磨垫。而该固定研磨材的研磨垫则最好设置成连接在供料滚筒和收回滚筒之间的研磨垫带。该结构在此被称为卷筒操作配置。在以下的描述中，为了提供对本发明的充分理解，因此将提出许多具体的细节。然而，应该理解，熟悉本技术的人员可以在不需要某些或所有具体细节的情况下来实施本发明。在此情况下，为了避免模糊，没有详细描述公知的制程操作。
图2A是根据本发明的一个实施例的摆动化学机械研磨系统200的剖面图。图2A中的化学机械研磨系统200包括位于第一点211a的供料滚筒212a。供料滚筒212b位于第二点211b，且在该实施例中，将其对称地置于供料滚筒212a的对面并将其设置成收纳该研磨垫带202。而供料滚筒212a与收回滚筒212b之间的直线距离大约为20英寸。当然，该供料滚筒212a与收回滚筒212b之间的距离取决于具体的实施例。在该实施例中，将每一个供料滚筒212a与每一个收回滚筒设成可包括一个内部马达。该内部马达优选为伺服马达，例如直流驱动伺服马达。且将该内部马达设置成允许供料滚筒212a与收回滚筒212b进行往复运动。而供料滚筒212a与212b的往复运动将导致该研磨垫带以范围在约每秒140英尺到每秒350英寸的线性速度进行摆动。而选择作为研磨操作的实际线性速度也将取决于夹持住晶片而施力于研磨垫带与研磨平台的研磨头的作用力。而该线性速度与该作用力的限制则通常利用公知的普雷斯顿公式(Preston’s Equation)加以校正。根据普雷斯顿公式(Preston’sEquation)，研磨去除率＝Kp×P×V，其中材料的研磨去除率为下压作用力(P)与线性速度(V)的函数，而Kp为普雷斯顿系数(Preston’s Coefficient)，其由研浆的化学成分(或者固定的研磨材料与化学成分等)、制程温度和研磨垫表面所决定的一个常数，并在其他的常数之间。
在此实施例中，张力致动器214a和214b则分别地位于供料滚筒212a和收回滚筒212b的正下方。而该张力致动器214a和214b设置成可控制地曳拉供料滚筒212a和收回滚筒212b，从而使得供料滚筒212a和收回滚筒212b施加压力在研磨垫带202上。可以理解，每一个张力致动器可以为任何一种直线致动器。例如，每一个张力致动器可以是液压缸、弹簧线圈、螺杆或者线性马达。
位于供料滚筒212a的上方的是负载感测滚筒208a，其由一个测量施加于研磨垫带202的最接近中间点207a(如左侧)的一侧张力的滚筒确定。而负载感测滚筒208b同样由一个测量施加于研磨垫带202的最接近中间点207b(如右侧)的一侧张力的滚筒确定。在此实施例中，负载感测滚筒208b对称地位于负载感测滚筒208的对面且位于收回滚筒211b的正上方。因此，研磨垫带202位于负载感测滚筒208a和208b的上端。且将负载感测滚筒208a和208b设置成可提供这样的一位置，在该位置，可导致研磨垫带202变化角度方向。例如，当角度方向为90度，将仅测量施加在负载感测滚筒208a和208b的作用力的水平分量。而由固定在一个点的滚筒所限定的惰滚筒210a位于供料滚筒212a和负载感测滚筒208a之间。而在惰滚筒210a对面则是惰滚筒210b。惰滚筒210a和210b设置成在确保沿着如上述的90度角度的路径上支撑住该研磨垫带。因此，可进一步地将惰滚筒210a和210b设成让负载感测滚筒208a和208b仅仅测量施加于负载感测滚筒208a和208b的作用力的水平分量。而该作用力的水平分量则相当于在研磨头204的左侧和右侧上施加于研磨垫带202的张力。
将研磨头204设成夹持住晶片(图中未示出)且在旋转方向205上旋转。研磨平台206则水平地位于负载感测滚筒208a和208b之间。研磨平台206则设置成用于稳定研磨垫带202且提供了一个研磨头204可在其上施力的坚固的平面。在某些情况下，其可控制研磨平台206与研磨垫带202之间的表面，从而控制在晶片的不同位置处的研磨去除率。在一个实施例中，研磨垫带202为固定研磨材的研磨垫，而其具有一个包含分布于整个表面和材料厚度方向上的研磨料微粒的研磨层。当研磨头204靠着研磨垫带202而施加于晶片时(图中未示出)，研磨垫带202的研磨料微粒变得松动，从而排除了使用含有研磨微粒的研浆的必要性。虽然不需要使用含有研磨微粒的研浆，则优选使用液态的溶液(如氢氧化氨或DI水)则可促进研磨的处理。
如图2B所示的实施例中，留在供料滚筒212a上而为供给用的研磨垫带202的特定部分围绕负载感测滚筒208a和208b而送入收回滚筒211b。而在研磨特定数目的晶片之后，研磨垫带202与晶片接触的部分则失去效果而必须更换。该研磨垫带202的使用过的部分通过供料滚筒标示出的研磨垫带202、并利用可编程的数量(例如足够使研磨垫带202的新的部分横过研磨平台的数量)而用研磨垫带202的未使用部分将其更换。该标示将导致研磨垫带202的使用过的部分被往前推而逐渐远离研磨区域。而研磨垫带202的使用过部分将由收回滚筒212b收集且最终将报废。一旦留在供料滚筒212a的研磨垫带202的供给完全耗尽时，则容易用新的研磨垫带202的滚筒加以更换。而以研磨垫带202再供给供料滚筒212a的过程既不费力也不耗时。而且，如果有必要的话，CMP机器将不需要频繁地进行离线作业且能以较短的时间完成该供给，从而对机器产量的影响最小。
又如图2B所清楚地示出，张力致动器214a和214b被设置成可控制地曳拉供料滚筒212a和收回滚筒212b，这将导致供料滚筒212a和收回滚筒212b分别在第一中间点207a和第二中间点207b上施加压力于研磨垫带202。由于正常的磨损，研磨垫带202可以伸缩，从而导致施加在研磨垫带上的张力得以减小。该系统则设置成通过改变张力致动器214a和214b分别施加在供料滚筒212a和收回滚筒212b上的张力大小而维持希望的张力。
这个任务是通过负载感测滚筒208a将张力反馈信号送到放大器222a而实现的，放大器222a是第一张力—速度控制器220a的一部分。然后，通过电脑化装置手动或自动地供给的张力设定命令送入放大器222a。然后，放大器222a将张力输出信号送到张力控制装置226a，而其也是张力—速度控制器220a的一部分。最后，张力控制装置226a将张力(TN)信号送到张力致动器214a。
以类似的方式，作为张力—速度控制器220b的一部分的放大器222b则从负载感测滚筒208b接收张力反馈(FB)信号。随后，通过电脑化装置手动或自动地供给的张力设定命令则送入到放大器222b。然后，放大器222b将张力(TN)输出信号送到张力控制装置226b，该张力控制装置226b同样是张力—速度控制器220b的一部分。最后，张力控制装置226b将张力信号送到张力致动器214a。根据从张力—速度控制器220a和220b接收的信号，该张力致动器214a和214b可以在供料滚筒212a和收回滚筒212b上施加或不施加额外的作用力，从而可以得到所希望的张力(例如，较高或较低的张力)。
一旦将期望的张力施加于研磨垫带202时，则位于供料滚筒212a及收回滚筒212b之内的该内部马达等将导致供料滚筒212a及收回滚筒212b同步地进行往复运动，因而导致研磨垫带202以一线性速度进行摆动。在一个实施例中，为达到最佳的性能，研磨垫带202的线性速度应维持在约140ft/sec到350ft/sec之间的范围内。因此，研磨垫带202的线性速度是应由供料滚筒212a和收回滚筒212b加以频繁地测量。而除了测量研磨垫带202的速度外，如果必要的话，由供料滚筒212a及收回滚筒212b控制且改变研磨垫202的速度，从而能维持期望的速度。
如例所示，供料滚筒212a最初送出速度反馈到比例、积分和微分器(PID)224a，其为张力—速度控制器220a的一部分。然后，利用电脑化装置手动或自动地供应的速度设定命令则被送入到PID224a。最后，PID224a则将速度信号送出至供料滚筒212a。
同样地，收回滚筒212b送出速度反馈到比例、积分和微分器(PID)224b，其为张力—速度控制器220b的一部分。然后，以手动供应或通过可编程机器所供应的速度设定命令则被送入到PID224b。最后，PID224b送出速度信号到收回滚筒212b。而由供料滚筒212a和收回滚筒212b所接收的速度信号则是决定供料滚筒212a和收回滚筒212b是否必须维持或改变往复运动速率的决定性的因素。虽然张力—速度控制器220a和220b已利用示例性的电子元件加以揭示，但应理解，利用任何合适的熟知的处理技术当可处理电子及控制信号(如，软件和硬件的组合)例如，PID电子元件是可以其它希望的方式处理及控制信号的电路取代的。
从图2C的实施例中可非常明显地看出，将供料滚筒212a设成可支持住具有充足供给量的研磨垫带202。而利用最小的努力，即可再供给新的研磨垫带202给供料滚筒212a，所以对CMP机器的产量具有最小的影响。
图2D-1中示出了多种研磨垫带202其中一种，其具有固定研磨料的研磨层。该种研磨垫带202的厚度约为0.004英寸到0.010英寸范围内的值。而插入且分布于该种研磨垫带202的整个表面为数个立体的凸部，其定义为复数的桩部202’。如图2D-2中的研磨垫带202的剖面图所示，示出了每一个桩部202’包含多个的研磨微粒，其具有大约40μm到200μm范围内的尺寸。
本发明的另一实施例则如图3A所示，其中张力致动器314a是位于供料滚筒212a的右侧。在此类方式中，张力致动器314b则位于收回滚筒212b的左侧。在此实施例中，通过张力致动器314a和314b分别地曳拉供料滚筒212a和收回滚筒212b，从而导致供料滚筒212a和收回滚筒212b可控制地施加张力于研磨垫带202。
举例而言，在图3B的实施例中，张力致动器314a和314b则控制施加于研磨垫带202的张力大小。该控制是通过这样来实现的，即负载感测滚筒208a送出张力反馈到张力/速度控制器220a，接着在其内部处理该张力反馈，再将张力信号送出到张力致动器314a。同样地，负载感测滚筒208b送出张力反馈到张力/速度控制器220b。一旦张力/速度控制器220b在其内部处理张力反馈时，它便将张力信号送出到张力致动器314b。而根据所接收的张力信号，如果必要的话，可改变每一个张力致动器314a和314b施加于供料滚筒212a和收回滚筒212b的作用力大小，从而能实现期望的张力。
一旦就研磨垫带202设定期望的张力时，供料滚筒212a和收回滚筒212b的同步的往复运动即开始，因而导致研磨垫带202以一线性速度摆动。在一个实施例中，可频繁地测量或于设定时间测量研磨垫带202的线性速度。而取决于该测量值，便可调整由供料滚筒212a和收回滚筒212b所控制的张力。每一个供料滚筒212a和每一个收回滚筒212b则分别将速度反馈送出到张力/速度控制器220a和220b。然后，在内部处理该速度反馈之后，每一个张力/速度控制器220a和220b送出速度信号到供料滚筒212a和收回滚筒212b。而根据所接收的速度信号，如果必要的话，供料滚筒212a和收回滚筒212b将可改变往复运动的速率，因此就研磨垫带202决定新的线性速度。
图4A的实施例示出了摆动化学机械研磨系统200b，其与图2A中的实施例类似，除了张力致动器414a和414b是位于惰滚筒210a和210b的外侧。在此实施例中，将张力致动器设成为曳拉惰滚筒210a和210b，从而能导致情滚筒210a和210b施加张力于研磨垫带202。
在此情况下，研磨垫带202的垂直部分与研磨垫带202的研磨区域(如，研磨平台206所在之处)将有不是成90度角度的时刻。然而，仍可控制地将张力调整到正确的期望程度。因此应理解，只要研磨垫带202在进行晶片表面研磨的位置上时，能提供希望的最佳研磨状况，则并不须使研磨垫带202的垂直与水平部分永远成90度角度。
如图4B中的实施例所示，负载感测滚筒208a将张力反馈送出到张力/速度控制器220a。在其内部处理张力反馈后，张力/速度控制器220a则送出张力信号到张力致动器414a。类似的信号也同样地在负载感测滚筒208b、张力/速度控制器220b、及张力致动器414b之间转变。
一旦每个张力致动器414a和414b的分别地从220a和220b接收到张力信号时，则取决于该接收到的张力信号，如果必要的话，张力致动器将根据其施加于研磨垫带202的张力而改变作用力。而在达到期望的张力后，较佳地，供料滚筒212a和收回滚筒212b则开始同步地往复运动，因而使研磨垫带以期望的线性速度进行摆动。而类似于图2B及图3B的实施例等，供料滚筒212a和收回滚筒212b将维持且，如果必要的话，改变研磨垫带202的摆动速度。
图5A示出了摆动化学机械研磨系统200c，其中供料滚筒212a和收回滚筒212b不仅维持且控制研磨垫202的线性速度，还可维持且控制施加于研磨垫带202的张力。因此，将张力致动器完全地从化学机械研磨系统200c中去除。
如图5B所示，在化学机械研磨系统200c’中，负载感测滚筒208a送出张力反馈到放大器322a，其为张力和速度控制器320a的一部分。然后，经由电脑化装置手动或自动地供应的张力设定命令则送入到放大器322a。然后，放大器322a送出张力输出信号到张力及速度控制装置326a。
然后，将速度反馈由供料滚筒212a送至亦位于张力和速度控制器320a之内的PID324a。在之后的操作中，手动供应或通过可编程机供应的速度设定命令则送入到PID324a。然后，PID324a送出速度输出信号到张力和速度控制326a。而在接收张力输出信号和速度输出信号后，张力和速度控制326a即送出张力及速度信号到供料滚筒212a。
同样地，将张力反馈和速度反馈分别地送入到放大器322b和PID324b，其为张力和速度控制器320b的一部分。然后，将张力设定命令送入到放大器322b，接着其送出张力输出信号到张力和速度控制326b，而其也是张力和速度控制器320b的一部分。其次，将速度设定命令送入至PID324b，其继而送出速度命令信号到张力和速度控制326b。在接收张力输出信号及速度输出信号后，张力及速度控制326b即送出张力和速度信号到收回滚筒212b。
而根据由供料滚筒212a和收回滚筒212ab所接收的张力和速度信号，如果必要的话，每一个供料滚筒212a和每一个收回滚筒212b则可在(TA)方向上向内地旋转，从而能调整施加于研磨垫带202的张力到期望的程度。一旦将施加于研磨垫带202的张力设定成期望的程度时，供料滚筒212a和收回滚筒212b即较佳地开始同步往复运动，因而导致研磨垫在研磨头204之下以一线性速度进行摆动。因此，在此实施例中，类似于某些实施例，如果必要的话，供料滚筒212a和收回滚筒212b可改变研磨垫202的速度，从而能维持期望的速度以得到最佳的研磨性能。
尽管为了方便说明本发明的较佳实施例，详细地描述了本发明的一些细节，而此并非将本发明狭义地限制于该较佳实施例。凡根据本发明所做的任何变更，都属本发明申请专利的范围。举例而言，在此说明的实施例基本上是针对晶片研磨，然而应理解该研磨操作也适合于任一种基板的精密研磨。因此，本实施例应被视为举例性而非限制性的，且本发明并非狭义地限制于该优选实施例，在不离开本发明的范围内所做的任何变更，都属本发明申请专利的范围。
权利要求
1.一种化学机械研磨(CMP)设备，包括研磨垫带，其被限定在第一点和第二点之间，该第一点与第二点分开；供料滚筒，其储存有该研磨垫带的供给量，且该供料滚筒确定所述第一点；以及收回滚筒，其设置成用于收集该研磨垫带的至少直线部分。
2.如权利要求1所述的化学机械研磨(CMP)设备，其特征在于，所述供料滚筒和收回滚筒设置成可往复运动，从而使所述研磨垫带能以可编程的速率在所述第一点和第二点之间的至少局部摆动。
3.如权利要求2所述的化学机械研磨(CMP)设备，其特征在于，所述可编程的速率确定所述研磨垫带的线性速度，该线性速度的方向在所述第一点与所述第二点之间或所述第二点与所述第一点之间。
4.如权利要求1所述的化学机械研磨(CMP)设备，其特征在于，还包括第一张力致动器，其与所述供料滚筒连接；以及第二张力致动器，其与所述收回滚筒连接。
5.如权利要求4所述的化学机械研磨(CMP)设备，其特征在于，所述第一张力致动器设置成可控制地曳拉所述供料滚筒，从而能将张力施加于所述研磨垫带，且所述第二张力致动器设置成可控制地曳拉所述收回滚筒，从而能将张力施加于所述研磨垫带。
6.如权利要求5所述的化学机械研磨(CMP)设备，其特征在于，还包括第一负载感测滚筒；以及第二负载感测滚筒；所述第一负载感测滚筒被限定在第一中间点上，所述第二负载感测滚筒被限定在第二中间点上，所述第一中间点和第二中间点则位于所述研磨垫带的下方且支撑该研磨垫带，并位于所述第一点和第二点之间。
7.如权利要求6所述的化学机械研磨(CMP)设备，其特征在于，还包括研磨平台，设置在所述研磨垫带的下方，且被限定在位于所述第一中间点与所述第二中间点之间的位置，该研磨平台用于提供一支座，该支座用于容纳待施加到所述研磨垫带的研磨头，该研磨头设计成可夹持待研磨的半导体晶片。
8.如权利要求6所述的化学机械研磨(CMP)设备，其特征在于，还包括第一惰滚筒，其位于所述第一点与第一中间点之间，所述第一惰滚筒用于使所述研磨垫带在由所述第一负载感测滚筒所确定的所述第一中间点的切线上维持一个固定位置性的速度；以及第二惰滚筒，其位于所述第二点与第二中间点之间，所述第二惰滚筒用于使所述研磨垫带在由所述第二负载感测滚筒所确定的所述第二中间点的切线上维持一个固定位置性的速度。
9.如权利要求6所述的化学机械研磨(CMP)设备，其特征在于，还包括第一张力—速度控制器；以及第二张力—速度控制器；每一个所述第一和第二张力—速度控制器的用于接收张力反馈信号、张力设定命令、速度反馈信号和速度设定命令，且每一个所述第一和第二张力—速度控制器用于输出速度设定信号和张力设定信号。
10.如权利要求9所述的化学机械研磨(CMP)设备，其特征在于，每一个所述第一和第二张力—速度控制器包括用于分别设定各个所述第一张力致动器和第二张力致动器的张力控制。
11.如权利要求3所述的化学机械研磨(CMP)设备，其特征在于，还包括第一张力和速度控制器；以及第二张力和速度控制器；每一个所述第一和第二张力和速度控制器用于接收张力反馈信号、张力设定命令、速度反馈信号和速度设定命令，且每一个所述第一和第二张力—速度控制器用于输出张力和速度设定信号。
12.如权利要求11所述的化学机械研磨(CMP)设备，其特征在于，每一个所述第一与第二张力和速度控制器包括用于分别设定每一个所述的供料滚筒和每一个所述的收回滚筒的张力和速度控制。
13.如权利要求1所述的化学机械研磨(CMP)设备，其特征在于，所述研磨垫带由固定研磨材料制成。
14.如权利要求1所述的化学机械研磨(CMP)设备，其特征在于，所述研磨垫带、所述供料滚筒和所述收回滚筒确定了卷筒操作配置。
15.如权利要求1所述的化学机械研磨(CMP)设备，其特征在于，还包括第一负载感测滚筒；第二负载感测滚筒；所述第一负载感测滚筒被限定在第一中间点上，所述第二负载感测滚筒被限定在第二中间点上，所述第一中间点和第二中间点则位于所述研磨垫带的下方且支撑该研磨垫带，并位于所述第一点和第二点之间；一第一惰滚筒，位于所述第一点与第一中间点之间；一第二惰滚筒，位于所述第二点和第二中间点之间。
16.如权利要求15所述的化学机械研磨(CMP)设备，其特征在于，还包括第一张力致动器，其与所述第一惰滚筒连接；以及第二张力致动器，其与所述第二惰滚筒连接。
17.一种化学机械研磨(CMP)设备，包括第一滚筒，位于第一点上；和第二滚筒，位于第二点上，而所述第一点和第二点分开；以及研磨垫带，具有固设于所述第一滚筒的第一端部，以及固设于所述第二滚筒的第二端部。
18.如权利要求17所述的化学机械研磨(CMP)设备，其特征在于，还包括与所述第一滚筒连接的第一张力致动器，和与第二滚筒连接的第二致动器，所述第一和第二张力致动器设置成可在所述研磨垫带上施加可控制的张力。
19.如权利要求17所述的化学机械研磨(CMP)设备，其特征在于，还包括第一惰滚筒；以及第二惰滚筒，将所述第一和第二惰滚筒置于所述第一滚筒和第二滚筒之间。
20.如权利要求19所述的化学机械研磨(CMP)设备，其特征在于，还包括与第一惰滚筒连接的第一张力致动器，和与第二惰滚筒的张力致动器，将所述第一和第二张力致动器设置成可在所述研磨垫带上施加可控制的张力。
21.一种半导体晶片的研磨方法，包含以下步骤设置研磨垫带，使其连接在第一点和第二点之间；在所述研磨垫带上施加张力；摆动位于所述第一点和第二点之间的研磨垫带；以及将所述半导体晶片施加于所述摆动的研磨垫带。
22.如权利要求21所述的半导体晶片的研磨方法，还包括以下步骤在将所述半导体晶片施加于所述摆动的研磨垫带之前，将化学溶液施加于所述研磨垫带。
23.如权利要求21所述的半导体晶片的研磨方法，其中所述的研磨垫带是固定的研磨垫。
24.如权利要求21所述的半导体晶片的研磨方法，还包括以下步骤监测所述摆动的研磨垫带的线性速度；以及控制所述线性速度的设定。
25.如权利要求21所述的半导体晶片的研磨方法，还包括以下步骤监测所述研磨垫带的张力；以及控制所述张力的设定。
全文摘要
本发明提供了一种化学机械研磨(CMP)设备。第一滚筒是位在第一点上且第二滚筒位在第二点上，并使所述第一点与所述第二点分开。还包括研磨垫带，在卷筒操作配置中，其具有固设于所述第一滚筒的第一端部及固设于所述第二滚筒的第二端部。将所述研磨垫带设成为可提供一表面，而在其上被研磨的基板则低于该表面。优选地，该研磨垫带为一固定研磨垫且将其设成可容纳化学溶液或DI水，从而能促进从基板表面去除材料。
文档编号B24B37/04GK1438931SQ01811920
公开日2003年8月27日 申请日期2001年6月22日 优先权日2000年6月30日
发明者米格尔·A·萨尔达尼亚, 亚历山大·A·奥夫恰兹 申请人:拉姆研究公司