用于线性化学机械平坦化系统的有槽滚轮的制作方法

专利名称：用于线性化学机械平坦化系统的有槽滚轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及化学机械平坦化(CMP)技术，更具体地，涉及有效率、低成本及改进的CMP操作。
背景技术：
在制造半导体器件中，需要执行化学机械平坦化(CMP)操作。通常，集成电路装置为多层构造。在基片层中，形成具有扩散区域的晶体管装置。在随后的层中，互相连接的金属化线被进行构图且电连接到该晶体管装置以制作出具有预期功能的装置。众所周知，图案化的导电层通过介电材料，例如二氧化硅与其它导电层隔离。随着越来越多的金属化层及相关的介电层的形成，对于介电材料的平坦化要求就越来越高。如果没有平坦化，那么更进一步的金属化层的构造就会因表面形貌的变异而变得更加困难。在其他应用中，金属化线构图形成于介电材料中，而后，执行金属CMP操作以移除多余的金属化部分。
CMP系统通常用于按上述方法抛光晶片。CMP系统通常包括用于处理及抛光晶片表面的系统构件。该构件可以是，例如，轨道抛光垫或线性带状抛光垫。该抛光垫通常是由聚亚胺酯材料或聚亚胺酯配合其他材料(例如不锈钢带)制成。在操作上，移动该带状抛光垫并且将液浆材料涂敷且散布在该带状抛光垫的表面上。在将液浆涂敷在带状抛光垫上之后，使该带状抛光垫以一设定的速率移动，将晶片往下移动至该带状抛光垫的表面上。以此方法，欲平坦化的晶片大体上被平滑化，如同砂纸用于磨平木材一般。然后将该晶片在晶片清洁设备中洗净。
图1A示出了通常用于CMP系统中的线性抛光装置10。该线性抛光装置10将半导体晶片16表面上的材料抛光移除。被移除的材料可为晶片16的基板材料或在晶片16上形成的一个或更多的材料层。该材料层通常包括一个或更多的在CMP操作中形成或存在的任一类型的材料，例如，介电材料，氮化硅，金属(例如，铝和铜)，金属合金，半导体材料等。通常，CMP可用于抛光晶片16上的一个或更多的材料层以平坦化晶片16的表面层。
在现有技术中，该线性抛光装置10使用相对于晶片16的表面成线性移动的抛光带12。抛光带12是绕着滚轮(或转轴)20旋转的连续带。每一滚轮20都具有多个平行槽30，该槽30的方向与抛光带12的移动方向平行。该滚轮通常由马达驱动，从而滚轮20的旋转运动使得抛光带12相对于晶片16作线性运动22。通常，抛光带12在其不同部分中具有接缝14。
晶片16由晶片载具18保持。晶片16通常通过机械保持环和/或通过真空就位。该晶片载具将晶片保持在抛光带12之上以使得晶片16的表面与抛光带12的抛光面接触。
图1B示出了线性抛光装置10的侧视图。如上文参照图1A所述，晶片载具18将晶片16保持在抛光带12之上。抛光带12是连续的带，通常是由聚合物材料，例如，由Rodel公司制造的IC 1000，施加在支持层上制成的。该支持层通常由坚固的材料，例如不锈钢制成。该抛光带12通过滚轮20的带动而旋转，该滚轮20驱动该抛光带以相对于晶片16做线性运动22。在一示例中，气压支持平台24在施加晶片16的区域的下方支持抛光带的一部分。该平台24可接着用于向该支持层的下表面供给空气。所供给的空气因此形成可控的空气支撑，有助于控制抛光带12施加到晶片16的表面上的压力。
图1C示出了线性抛光装置10中的滚轮20的俯视图。在CMP操作中可使用液态物质，例如液浆，或水状物质。因此，液体可能存在于滚轮20与抛光带12之间(如虚线所示)。当此情况发生时，可能产生打滑现象以造成抛光带12与滚轮20间的滑动。此种滑动可能导致对晶片16的不精确和不均匀的抛光。为了有助于减少此问题，滚轮20设有多个平行槽30以使得液体可以从滚轮20与抛光带12间的接触区域移除。多个平行槽30中的每一个都互相平行且是非螺旋形的。遗憾的是，由于多个槽30中的每个都绕着滚轮20形成分离的、个别的且不连接的环，抛光带12的某些部分一直在多个槽的其中一个之上且因此在抛光带12旋转时未受到支持。
由于在滚轮20上的槽30是平行的，因此晶片抛光部分的中心与两个滚轮上的槽部分排成一直线。在没有例如不锈钢带的坚固支持的情况下，抛光带12不能均匀地沿着滚轮的表面伸展。该不均匀拉伸图案直接转移成抛光带12上的不均匀的抛光压力。由于滚轮20的平行图案，在抛光带12的抛光滚动期间，该不均匀的拉伸图案未在任何给定时间横穿抛光带12(垂直于抛光带的运动方向)而改变。当晶片16旋转时，此效应可被平均化。然而，即使当晶片旋转时，晶片16的中心一直处于低压力下，因此，在晶片中心的移动是最缓慢的。
图1D示出了不均匀的抛光外形直接转移成在抛光带12上的不均匀的抛光压力。该y轴是抛光压力而该x轴是从晶片16中心的距离。曲线32显示晶片16的半径的距离与抛光压力的关系。由于滚轮20上的平行图案，当抛光带12在抛光旋转期间，不均匀的拉伸图案不会横穿抛光带而改变。由于多个平行槽30缺乏支持，因此可在抛光的晶片上发现一组以，例如0.5”距离隔开的同心环。通常，对应于环的从晶片中心到边缘的移动速率的变动在抛光带12上可视觉观察出来。即使当晶片在抛光期间旋转，与晶片16的其他区域相比较，晶片16的中心也通常具有最小的抛光速率。
因此，抛光带12的不同部分可能具有不同的拉伸，这可造成在晶片16上某些部分具有不同的抛光速率。因此，晶片的处理可能会有较少的一致性且可造成较多的晶片损伤。

发明内容
概括地说，本发明通过提供一种改进的设备来达到这些需求，该设备用于在线性化学机械平坦化(CMP)过程中旋转抛光带。该设备包括位于用于在CMP中旋转抛光带的滚轮的外表面上的螺旋槽及侧边通道。本发明可以各种方式得以应用，包括工序、设备、系统、装置或方法。下面描述本发明的几个实施例。
在一实施例中，在线性化学机械平坦化(CMP)设备中，包括线性抛光带及一对滚轮，其中该线性抛光带环绕在该对滚轮的每一个上且将该对滚轮设计用于驱动该线性带以平坦化基板，该对滚轮中的每一滚轮都设有一表面。该表面包括第一组槽，覆盖所述滚轮的所述表面的第一部分，其中该第一组槽设有第一间距，该第一间距向外朝该滚轮的第一外缘成一角度。所述表面也包括第二组槽，覆盖所述滚轮的所述表面的第二部分，其中该第二组槽设有第二间距，该第二间距向外朝该滚轮的第二外缘成一角度，且该第二间距与该第一间距成远离角度。所述表面还包括第一组侧边通道，沿着所述第一部分布置，及第二组侧边通道，沿着所述第二部分布置。所述第一组侧边通道与所述第一组槽相交，且所述第二组侧边通道与所述第二组槽相交。
在另一实施例中，公开一方法，用于产生在线性化学机械平坦化(CMP)设备中使用的有槽滚轮，包括提供一滚轮。该方法还包括在滚轮的外表面形成第一组槽及第二组槽，其中所述第一组槽覆盖所述滚轮表面的第一部分且所述第一组槽具有向外朝所述滚轮的第一外缘成一角度的第一间距。所述第二组槽覆盖所述滚轮表面的第二部分且所述第二组槽具有向外朝所述滚轮的第二外缘成一角度的第二间距，其中所述第二间距与所述第一间距成远离角度。该方法还包括在滚轮的外表面形成第一组侧边通道及第二组侧边通道，其中所述第一组侧边通道沿着所述第一部分布置，且所述第二组侧边通道沿着所述第二部分布置。所述第一组侧边通道与第一组槽相交，且第二组侧边通道与第二组槽相交。
在又一实施例中，提供了一种用于最佳化线性化学机械平坦化(CMP)操作的设备。该设备包括圆柱形的滚轮，其中该圆柱形滚轮用于在CMP系统中旋转抛光带。该设备还包括第一组槽，位于圆柱形滚轮的外表面上，其中该第一组槽具有位于圆柱形滚轮的中心部分的第一槽起点，和绕着圆柱形滚轮螺旋旋转至少一圈至圆柱形滚轮的第一边缘区域上的第一终点。该设备还包括第二组槽，位于圆柱形滚轮的外表面上，其中该第二组槽具有位于圆柱形滚轮中心部分的第二槽起点，该第二组槽与圆柱形滚轮的第一槽起点不同。该第二组槽沿着圆柱形滚轮螺旋旋转至少一圈到与圆柱形滚轮上第一边缘区域不同的第二边缘区域上的第二终点。该设备还包括多个侧边通道，位于圆柱形滚轮的外表面上，其中该多个侧边通道从圆柱形滚轮的中心部分成一个角度朝圆柱形滚轮的边缘伸展。该多个侧边通道及该第一组及第二组螺旋槽在圆柱形滚轮旋转抛光带时将液体从圆柱形滚轮与抛光带间的界面移除，且该第一组及第二组螺旋槽在圆柱形滚轮旋转抛光带时沿着抛光带的宽度提供一致的拉伸图案。
本发明具有许多优点。最显著的为，通过使用依照本发明的任一实施例的螺旋槽滚轮，抛光带可提供更有效率且更有效果的晶片表面抛光操作。此外，由于通过使用该改进的滚轮的CMP操作使得抛光的晶片具有较佳的重现性及一致性，因此该CMP操作也会导致提高晶片生产率。特别是，液体从抛光带与滚轮间的界面被移除，同时，沿着抛光带的宽度的拉伸更加一致，达到最佳的晶片处理。本发明的其他方面和优点可从下面结合附图的详细描述中而更加充分地了解，附图以示例的方式示出了本发明的原理。


通过结合附图的详细描述将容易地理解本发明。为了便于描述，相同的附图标记表示相同的组件。
图1A示出了通常用于CMP系统中的线性抛光装置；图1B示出了该线性抛光装置的侧视图；图1C示出了该线性抛光装置中的滚轮的俯视图；图1D示出了不均匀的抛光外形直接转移成在抛光带上不均匀的抛光压力；图2A示出了依照本发明的一实施例的CMP设备的侧视图；图2B示出了依照本发明的一实施例的滚轮，其具有多个螺旋槽；图3A示出了依照本发明一实施例的具有在滚轮上的最佳化的槽图案的滚轮槽图案；图3B例示了依照本发明的一实施例的如图3A所示部分的三维视图；图3C示出了第一组螺旋槽及第一组侧边通道的局部放大图；图3D示出了依照本发明的一实施例的滚轮及其滚轮槽图案的详细三维视图；
图4例示了依照本发明的一实施例的流程图，显示产生具有侧边通道的有槽滚轮的方法。
具体实施例方式
本发明公开了一种用于优化CMP操作的设备，该设备包括带有螺旋槽和侧边通道的滚轮。在下面描述中提出了多个具体细节以完全理解本发明。然而，对于本领域中的普通技术人员应该理解，在缺少某些或全部这些具体细节的情况下仍然可以实施本发明。在其他实施例中，为了避免不必要地混淆本发明，已知的过程操作没有详细描述。
通常，本发明将具有螺旋槽的滚轮(也称为鼓轮)配以具有角度的侧边通道以将液体从滚轮及抛光带间的接触点移除。该具有螺旋槽的滚轮可将液体适当地从滚轮与抛光带间的界面移除，同时平均化抛光带的不均匀的图案。应该理解本发明可用于校正任何类型或构造的抛光带的不均匀的拉伸图案，例如，单层的聚合物抛光垫、具有不锈钢层的单层聚合物抛光垫、多层抛光垫(例如，具有在下方以不锈钢层支持的缓冲的单层聚合物抛光带)等。这里所述的具有螺旋槽及侧边通道的改进的滚轮也可用于最佳化任何尺寸或类型的晶片，例如200mm半导体晶片、300mm半导体晶片等的抛光操作。应该理解，在不同尺寸的晶片操作中使用滚轮时，滚轮的尺寸必需改变。在一优选实施例中，滚轮具有两个偏移180度的螺旋槽及成角度的侧边通道。在此实施例中，具有一组螺旋槽的滚轮可应用于线性CMP系统中，例如Teres CMP抛光机，由位于加利福尼亚、弗里蒙特的拉姆研究公司制造。而后该组滚轮可用于驱动抛光带，其中在滚轮上的槽可改善抛光带的路径。在使用螺旋槽的滚轮时未发现在使用平行槽的抛光带上常见的同心环。因此本发明的滚轮可以通过消除在抛光的晶片上可见的均匀间隔的同心环而最佳化CMP操作。
图2A示出了依照本发明的一实施例的CMP系统114的侧视图。抛光头155可用于在抛光过程中将晶片101固定保持就位。抛光带156绕过旋转的滚轮160a及160b形成连续的环。使用的抛光带156可由任何可用于CMP操作的材料制成。在一实施例中，抛光带156优选地由聚合物材料制成，而在另一实施例中，可由聚亚胺酯制成。在另一实施例中，抛光带156可具有抛光层及强化层，例如不锈钢层。在又一实施例中，该抛光层可附着在缓冲层上而该缓冲层又附着在不锈钢层上。
抛光带156通常以约每分钟400英尺的速度沿箭头153所示的方向旋转。然而，此速度根据特定的CMP操作而改变。在抛光带旋转时，抛光液浆可被供给并散布在抛光带156的表面上。抛光头155可接着用于将晶片101朝下置于旋转的抛光带156的表面上。以这种方式，晶片101的预定要平坦化的表面可被大体上平滑化。
在某些情况下，CMP操作用于平坦化例如铜(或其它金属)的材料，在其它例子中，它可用于移除介电层或介电物质与铜的组合层。通过调节抛光压力152可改变平坦化的速率。抛光速率通常与施加至抛光垫156对抗抛光垫稳定器158的抛光压力152成正比。抛光垫稳定器158也称为台板。在一实施例中，该抛光垫稳定器可使用空气支承。应该理解，抛光垫稳定器158可使用任何类型的支承，例如液体支承等。在将预定量的材料从晶片101的表面上移除之后，抛光头155可用于将晶片101从抛光带156升起移开。然后该晶片可接着被送至晶片清洗系统中。
在一实施例中，滚轮160a及160b中每一个都具有位于滚轮160与抛光带156接触的外表面157(在图2B中有更详细的显示)上的多个螺旋槽150。通过具有多个螺旋槽150，当滚轮160a及160b旋转时，累积在抛光带156与滚轮160a及160b的外表面157间的液体可以通过多个螺旋槽150而排除，因此由于打滑现象的减少而减少了滑动。减少的滑动可减少因不均匀地抛光而造成的晶片损伤并提高晶片生产率且因此降低晶片生产成本。
此外，滚轮160a及160b上的多个螺旋槽150从滚轮160a及160b的中间部分(例如，第一槽起点151)螺旋旋转至第一边缘区域159a中的第一终点。第二槽起点(未图示，位于图2A所示的滚轮的相对侧)向外螺旋旋转至第二边缘区域159b中的第二终点。结果，当滚轮160a及160b在CMP操作中旋转时，如参考图2B及3A更加详细的描述，位于抛光带156下方未被支持部分(因为一槽位于此区下方)从抛光带156的中心移至抛光带156的边缘。结果，当滚轮旋转时，不均匀的拉伸图案在槽螺旋旋转时沿着滚轮移动。因此，在抛光时自动产生平均效应且当圆柱形滚轮旋转抛光带时一致的拉伸图案沿着抛光带的宽度施加。因此，在整段时间内，沿着抛光带156的宽度的拉伸是一致的。结果，由于沿着抛光带156的宽度的拉伸更加一致，因此施加至晶片101的抛光压力也更加一致。
图2B示出了依照本发明的一实施例的具有多个螺旋槽150的滚轮160。应该理解，滚轮160可为图2A中描述的滚轮160a或160b。在此实施例中，滚轮160具有从滚轮的中心部分到边缘区域159a的朝外螺旋旋转的第一组槽150a。如图2B所示，第一组槽150a从第一槽起点151a开始朝外螺旋旋转。滚轮160还具有第二组槽150b，其从第一组槽150a偏移180度且从滚轮的中心部分朝外螺旋旋转。该第二组槽150b从位于滚轮160的另一侧的第二槽起点(在图2B中未图示)开始螺旋旋转。应该理解，滚轮160上可具有任何适合数目的螺旋槽，且槽组可以具有任何合适量的偏移，只要从滚轮160施加至抛光带的拉伸可被平均以提供一致的晶片抛光即可。第一组槽150a及第二组槽150b可具有任何适合量的间距，只要槽是螺旋的即可。间距为每一槽相对于抛光带运动方向的轴线向下所具有的角度的量。槽的间距可介于约0.2英寸至约2.0英寸之间。在一实施例中，第一组槽150a具有向外朝滚轮的第一外缘成一角度的第一间距，且第二组槽150b具有向外朝滚轮的第二外缘成一角度的第二间距，其中第二间距与第一间距成远离角度。
槽组150a及150b可以用任何合适的方法限定在表面157上。应该理解，槽可为任何适于将液体从槽150移除的形状。在一实施例中，槽150可为“V”或“U”形。在一实施例中，槽组150a及150b加工在滚轮160的外表面157上。应该理解，滚轮160的外表面可为任何类型的可抓住并旋转抛光带且可被处理成具有槽并可保持槽的材料。在一实施例中，滚轮160的表面为聚合物材料，例如聚亚胺酯。在另一实施例中，滚轮160的表面为橡胶化合物。
槽150可具有任何合适的深度，只要液体可以从滚轮160与抛光带156间界面排除即可。在一实施例中，槽的深度介于约0.05英寸至约0.5英寸之间，且优选地为约0.125英寸。此外，槽150可具有任何合适的宽度，只要有足够的滚轮材料接触抛光垫的以有效地旋转抛光垫即可。在一实施例中，槽150的宽度介于约0.05英寸及约0.5英寸之间，优选地为约0.125英寸。
由于本发明的滚轮160上的槽从滚轮的中心向外螺旋旋转，因此当滚轮160旋转时，滚轮160未与抛光带156接触的槽部分在晶片抛光时以如箭头162所示的方向沿抛光垫的宽度移动。因此，与常规的具有平行非螺旋的槽的滚轮(其中该平行槽是不同的且绕着滚轮形成个别的平行环)相比，本发明甚至可通过平均抛光带156的一个部分走完一个滚轮的槽部分的时间来平均抛光带156的拉伸。平均的抛光垫拉伸产生更加一致且均匀的晶片抛光外形以使得晶片生产的一致性及生产率都有所提高。
图3A示出了依照本发明的一实施例在滚轮160上的具有最佳化的槽图案的滚轮槽图案200。该滚轮槽图案200可用于图2A所示的滚轮160a及160b的其中一个或两者上。图3所示的滚轮槽图案200是透视图，其中四周的槽图案从滚轮160的外表面移除并以一平板显示。在此实施例中，滚轮槽图案200具有第一组槽150a及第二组槽150b，如参照图2B所述。此实施例也包括多个侧边通道202。在一实施例中，该多个侧边通道202包括第一组侧边通道202a及第二组侧边通道202b。该第一组侧边通道202a及第二组侧边通道202b位于圆柱形滚轮的外表面上且大体上从螺旋槽206的中心横向伸展。在一实施例中，第一组侧边通道202a及第二组侧边通道202b从滚轮160的中心部分以与参考线210成θ208角度伸展。应该理解，θ208可为任何合适的角度，只要其可达到将液体从抛光带156与滚轮160间的界面排除的最佳效率即可。在一实施例中，角度θ208可介于约0度及约80度之间(相对于参考线210)，优选地为约30度。
滚轮160可沿方向212旋转，使得液体可沿着滚轮160通过第一组侧边通道202a及第二组侧边通道202b分别沿方向箭头214及216所示排除。滚轮160的具有滚轮槽图案200的部分260在图3B中有更详细的显示。因此，在图3所示的实施例中，CMP操作可通过从抛光垫与滚轮160间的界面排除在以该操作中所使用的液体而达到最佳化。液体的排除可通过同时使用螺旋槽及侧边通道来实现。
在例如铜或钨的抛光操作可能需使用大的抛光压力的情形下，同时使用两种类型的槽可达到极大的最佳化效果。随着施加在晶片上的抛光压力增加，越来越不容易旋转抛光带。随着旋转抛光带的难度提高，滚轮需要对抛光带具有更大的抓力。当晶片与抛光垫间的摩擦力超过抛光带与滚轮间的摩擦力时，抛光带相对于滚轮的滑动变得频繁。因此，通过在滚轮表面同时使用侧边槽及螺旋槽，可达到抛光垫及滚轮间界面的最大量的液体排除并使得滚轮在抛光带上之抓力达到最大因而明显地降低滑动的机率。
图3B例示了依照本发明的一实施例的如图3所示部分260处的三维视图。部分260包括第一组槽150a及第一组侧边通道202a。该部分260还包括一部分280，其显示第一组螺旋槽150a及第一组侧边通道202a的放大图。部分260还显示在CMP操作中液体排除的方向216。应该理解，侧边通道202a及202b(在图3A中所示)可具有任何合适的深度，只要其可实现将液体从滚轮160的外表面的排除的最佳效果。在一实施例中，侧边通道202a及202b具有介于约0.05英寸至约0.5英寸之间的深度d262，且优选地为约0.125英寸。
第一组螺旋槽150a及第二组螺旋槽150b(在图3A中所示)可具有任何合适的深度，只要其可实现将液体从滚轮160之外表面排除的最佳效果。在一实施例中，第一组螺旋槽150a及第二组螺旋槽150b具有介于约0.05英寸至约0.5英寸的深度d264，且优选地为约0.125英寸。
图3C示出了第一组螺旋槽150a及第一组侧边通道202a的部分280的放大图。第一组螺旋槽150a及第二组螺旋槽150b(在图3A中所示)可具有任何合适的深度，只要其能够将液体排除以及将抛光带抓住。在一实施例中，第一组螺旋槽150a及第二组螺旋槽150b具有介于约0.05英寸至约0.5英寸之间的宽度W282，且优选地为约0.125英寸。
第一组侧边通道202a及第二组侧边通道202b(在图3A中所示)可具有任何合适的宽度，只要其可实现最佳的液体排除及达到最大的抛光带抓力。在一实施例中，侧边通道202a及202b具有介于约0.05英寸至约0.5英寸之间的宽度W284，且优选地为约0.125英寸。
应该理解，螺旋槽150及侧边通道202可为任何合适的结构及布置，只要其可在排除滚轮160与抛光带156间界面的液体的同时，平均化横跨抛光带156的拉伸即可。在一实施例中，第一组侧边通道202a及第一组螺旋槽150a位于滚轮160的表面的第一部分，且第二组侧边通道202b及第二组螺旋槽150b位于滚轮160的表面的第二部分。第一组侧边通道202a及第一组槽150a可彼此相交，且第二组侧边通道202b与第二组槽150b可彼此相交。因此，通过同时具有侧边通道202及槽150，液体可优化地通过滚轮160的边缘沿着滚轮160的槽150而最大量地从侧边通道202排除。
图3D示出了依照本发明的一实施例具有滚轮槽图案200的滚轮160’的详细三维视图。在此实施例中，滚轮160’包括第一组槽150a与第二组槽150b及第一组侧边通道202a与第二组侧边通道202b。在此实施例中，滚轮160’可用作图2A所述的CMP系统114中的滚轮160a及160b其中之一或两者。通过使用滚轮160’，即使在晶片上施加大压力时也可排除液体，同时维持对抛光带的抓力。
图4例示了依照本发明的一实施例的流程图300，显示产生具有侧边通道的有槽滚轮的方法。该方法从提供一滚轮的操作开始。该滚轮可为任何适于在线性CMP系统中旋转抛光带的滚轮。在一实施例中，该滚轮成形为适用于200mm晶片的线性CMP系统中。在另一实施例中，该滚轮成形为适用于300mm晶片的线性CMP系统中。应该理解，该滚轮可由任何合适的材料制成，只要其是耐用的且有能力抓牢抛光带，例如聚亚胺酯，橡胶等。
在操作302后，该方法进行至操作304，其中第一及第二组槽在滚轮的外表面上形成。在此操作中，如参照图2A至3C所述的第一组螺旋槽150a及第二组螺旋槽150b成形的槽在滚轮上形成。应该理解，该槽可用任何合适的方式，例如机械加工、铸造等方法在滚轮上形成。
接着方法进行至操作306，其中第一及第二组侧边通道在滚轮的外表面上形成。在此操作中，如参照图2A至3C所述的第一组侧边通道202a及第二组侧边通道202b成形的槽在滚轮上形成。应该理解，侧边通道可用任何合适的方式，例如机械加工、铸造等在滚轮上形成。
总之，由于在滚轮上合适的布置及使用螺旋槽及侧边通道，可在平均横跨抛光带的拉伸的同时达到最佳的滚轮在抛光带上施加的抓力，因此显著地提高了CMP操作的一致性。
尽管根据几个优选实施例已描述了本发明，但应该理解本领域的技术人员在阅读了前述说明及研究了附图后，可对其作各种替换、补充、变更及其等价物。因此，本发明旨在包括落在本发明的精神和范围内的所有这些替换、补充、变更及其等同物。
权利要求
1.一种线性化学机械平坦化(CMP)系统，包括线性抛光带和一对滚轮，该线性抛光带环绕在该对滚轮的每一个上，该对滚轮用于驱动该线性抛光带以平坦化基板，该对滚轮中的每一滚轮的表面都包括第一组槽，覆盖该滚轮的表面的第一部分，其中该第一组槽设有第一间距，该第一间距向外朝该滚轮的第一外缘成一角度；第二组槽，覆盖该滚轮的表面的第二部分，其中该第二组槽设有第二间距，该第二间距向外朝该滚轮的第二外缘成一角度，且该第二间距与该第一间距成远离角度；第一组侧边通道，沿着所述第一部分布置；以及第二组侧边通道，沿着所述第二部分布置；该第一组侧边通道与该第一组槽相交，且该第二组侧边通道与该第二组槽相交。
2.根据权利要求1所述的线性化学机械平坦化(CMP)系统，其特征在于该对滚轮中的每一个滚轮的表面上的第一组槽及第二组槽的深度介于约0.05英寸至约0.5英寸之间。
3.根据权利要求1所述的线性化学机械平坦化(CMP)系统，其特征在于该对滚轮中的每一个滚轮的表面上的第一组槽及第二组槽的宽度介于约0.05英寸至约0.5英寸之间。
4.根据权利要求1所述的线性化学机械平坦化(CMP)系统，其特征在于该对滚轮中的每一个滚轮的表面上的第一组侧边通道及第二组侧边通道的宽度介于约0.05英寸至约0.5英寸之间。
5.根据权利要求1所述的线性化学机械平坦化(CMP)系统，其特征在于该对滚轮中的每一个滚轮的表面上的第一组侧边通道及第二组侧边通道的深度介于约0.05英寸至约0.5英寸之间。
6.根据权利要求1所述的线性化学机械平坦化(CMP)系统，其特征在于该对滚轮中的每一个滚轮的表面上的第一组槽具有介于约0.2英寸至约2英寸之间的第一间距，且第二组槽具有介于约0.2英寸至约2英寸之间的第二间距。
7.根据权利要求1所述的线性化学机械平坦化(CMP)系统，其特征在于该对滚轮中的每一个滚轮的表面上的第一组槽朝该滚轮的第一边缘螺旋旋转，且第二组槽朝该滚轮的第二边缘螺旋旋转。
8.一种产生用于线性化学机械平坦化(CMP)系统中的有槽滚轮的方法，包括以下步骤提供一滚轮；在所述滚轮的外表面上形成第一及第二组槽，该第一组槽覆盖该滚轮表面的第一部分，其中该第一组槽设有第一间距，该第一间距向外朝该滚轮的第一外缘成一角度，该第二组槽覆盖该滚轮表面的第二部分，其中该第二组槽设有第二间距，该第二间距向外朝该滚轮的第二外缘成一角度，且该第二间距与该第一间距成远离角度；以及在所述滚轮的外表面上形成第一及第二组侧边通道，该第一组侧边通道沿着所述第一部分布置；且该第二组侧边通道沿着所述第二部分布置，该第一组侧边通道与该第一组槽相交，且该第二组侧边通道与该第二组槽相交。
8.根据权利要求8所述的产生用于线性化学机械平坦化(CMP)系统中的有槽滚轮的方法，其特征在于所述第一组槽及第二组槽的深度介于约0.05英寸至约0.50英寸之间。
9.根据权利要求8所述的产生用于线性化学机械平坦化(CMP)系统中的有槽滚轮的方法，其特征在于所述第一组槽及第二组槽的宽度介于约0.05英寸至约0.5英寸之间。
10.根据权利要求8所述的产生用于线性化学机械平坦化(CMP)系统中的有槽滚轮的方法，其特征在于所述第一组侧边通道及第二组侧边通道的宽度介于约0.05英寸至约0.5英寸之间。
11.根据权利要求8所述的产生用于线性化学机械平坦化(CMP)系统中的有槽滚轮的方法，其特征在于所述第一组侧边通道及第二组侧边通道的深度介于约0.05英寸至约0.5英寸之间。
12.根据权利要求8所述的产生用于线性化学机械平坦化(CMP)系统中的有槽滚轮的方法，其特征在于所述第一组槽具有介于约0.2英寸至约2英寸之间的第一间距，且所述第二组槽具有介于约0.2英寸至约2英寸之间的第二间距。
13.根据权利要求8所述的产生用于线性化学机械平坦化(CMP)系统中的有槽滚轮的方法，其特征在于所述第一组槽朝所述滚轮的第一边缘螺旋旋转，且所述第二槽朝所述滚轮的第二边缘螺旋旋转。
14.一种用于最佳化线性化学机械平坦化(CMP)操作的设备，包括圆柱形滚轮，用于在CMP系统中旋转抛光带；第一组槽，位于该圆柱形滚轮的外表面上，该第一组槽具有位于圆柱形滚轮的中心部分的第一槽起点，且该第一组槽沿着圆柱形滚轮螺旋旋转至少一圈至圆柱形滚轮的第一边缘区域上的第一终点；第二组槽，位于该圆柱形滚轮的外表面上，具有位于圆柱形滚轮中心与所述圆柱形滚轮的第一槽起点不同的第二槽起点，该第二组槽沿着圆柱形滚轮螺旋旋转至少一圈至圆柱形滚轮的第二边缘区域上的第二终点，该第二边缘区域不同于所述圆柱形滚轮的第一边缘区域；多个侧边通道，位于圆柱形滚轮的外表面上，该多个侧边通道从圆柱形滚轮的中心部分成一个角度朝圆柱形滚轮的边缘伸展；其中该多个侧边通道及该第一及第二组螺旋槽在圆柱形滚轮旋转抛光带时将液体从圆柱形滚轮与抛光带间的界面排除，且该第一及第二组螺旋槽在圆柱形滚轮旋转抛光带时沿着抛光带的宽度施加一致的拉伸图案。
15.根据权利要求14所述的用于最佳化线性化学机械平坦化(CMP)操作的设备，其特征在于所述第一组槽及第二组槽的深度介于约0.05英寸至约0.5英寸之间。
16.根据权利要求14所述的用于最佳化线性化学机械平坦化(CMP)操作的设备，其特征在于所述第一组槽及第二组槽的宽度介于约0.05英寸至约0.5英寸之间。
17.根据权利要求14所述的用于最佳化线性化学机械平坦化K(CMP)操作的设备，其特征在于所述组第一侧边通道及第二组侧边通道的宽度介于约0.05英寸至约0.5英寸之间。
18.根据权利要求14所述的用于最佳化线性化学机械平坦化(CMP)操作的设备，其特征在于所述第一组侧边通道及第二组侧边通道的深度介于约0.05英寸至约0.5英寸之间。
19.根据权利要求14所述的用于最佳化线性化学机械平坦化(CMP)操作的设备，其特征在于所述第一组槽具有朝外向滚轮的第一边缘成一角度的第一间距，且第二组槽具有朝外向滚轮的第二边缘成一角度的第二间距，该第二间距与第一间距成远离角度。
20.根据权利要求14所述的用于最佳化线性化学机械平坦化(CMP)操作的设备，其特征在于所述第一组槽具有介于约0.5英寸至约40英寸之间的第一间距，且所述第二组槽具有介于约0.5英寸至约40英寸之间的第二间距。
全文摘要
在本发明的线性化学机械平坦化(CMP)系统中公开了一对滚轮中的每一滚轮的一表面，其包括第一组槽，该第一组槽覆盖了所述滚轮的所述表面的第一部分，其中该第一组槽设有第一间距，其对外朝该滚轮的第一外缘成一角度。所述表面也包括第二组槽，该第二组槽覆盖了所述滚轮的所述表面的第二部分，其中该第二组槽设有第二间距，其对外朝该滚轮的第二外缘成一角度，且该第二间距与该第一间距成远离角度。所述表面还包括第一组侧边通道，沿着所述第一部分布置，及第二组侧边通道，沿着所述第二部分布置。所述第一组侧边通道与所述第一组槽相交，且所述第二组侧边通道与所述第二组槽相交。
文档编号B24B21/04GK1607992SQ02826232
公开日2005年4月20日 申请日期2002年12月20日 优先权日2001年12月28日
发明者许苍山 申请人:拉姆研究公司