CN102007580A - 用于半导体制造中的衬底斜面和边缘抛光的低成本高性能抛光带的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了涉及使用抛光设备(例如抛光带)抛光衬底的装置和方法。抛光设备包括基体，其具有第一表面；树脂层，其粘结到所述基体的所述第一表面；和多个磨料珠，其通过所述树脂层附着到所述第一表面，所述多个磨料珠包括悬浮于粘结材料中的多个磨料颗粒；其中，所述多个磨料珠和所述树脂层包括适合于接触所述衬底的所述抛光设备的磨料侧。提供了多个其他方面。

Description

用于半导体制造中的衬底斜面和边缘抛光的低成本高性能抛光带的方法和装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年4月21日递交的题为“用于半导体制造中的低成本高性能衬底斜面和边缘抛光的方法和装置”的美国专利申请No.61/046,452(代理人申请案编号13398/L)和2008年5月21日递交的题为“用于半导体制造中的衬底斜面和边缘抛光的低成本高性能抛光带的方法和装置”的美国专利申请No.12/124,153(代理人申请案编号11809)的优先权，为了一切目的，上述专利申请由此通过引用整体结合于此。

本申请还涉及下列共同转让且共同待决美国专利申请，为了一切目的，所有这些申请都通过引用整体结合于此：

2005年12月9日递交的题为“用于处理衬底的方法和装置”的美国专利申请No.11/299295(代理人申请案编号10121)；

2005年12月9日递交的题为“用于处理衬底的方法和装置”的美国专利申请No.11/298555(代理人申请案编号10414)；

2007年3月29日递交的题为“用于抛光衬底的边缘的方法和装置”的美国专利申请No.11/693695(代理人申请案编号10560)；

2007年5月21日递交的题为“用于使用可膨胀抛光轮抛光衬底的切口的方法和装置”的美国专利申请No.60/939351(代理人申请案编号10674/L)；

2007年5月21日递交的题为“用于寻找衬底切口中心的方法和装置”的美国专利申请No.60/939353(代理人申请案编号11244/L)；

2007年5月21日递交的题为“控制外延膜的衬底斜面和边缘抛光轮廓的方法和装置”的美国专利申请No.60/939343(代理人申请案编号11417/L)；

2007年5月21日递交的题为“用于抛光使用成形支撑垫的衬底切口的方法和装置”的美国专利申请No.60/939219(代理人申请案编号11483/L)；

2007年5月21日递交的题为“用于从使用支撑垫的衬底的两侧的边缘去除膜和薄片的方法和装置”的美国专利申请No.60/939342(代理人申请案编号11564/L)；

2007年5月21日递交的题为“用于使用具有有效的带绕送装置的斜面抛光头的方法和装置”的美国专利申请No.60/939350(代理人申请案编号11565/L)；

2007年5月21日递交的题为“使用用于衬底抛光的旋转支撑垫的方法和装置”的美国专利申请No.60/939344(代理人申请案编号11566/L)；

2007年5月21日递交的题为“用于使用抛光臂进行衬底边缘抛光的方法和装置”的美国专利申请No.60/939333(代理人申请案编号11567/L)；

2007年5月21日递交的题为“用于识别衬底边缘轮廓并根据所识别的边缘轮廓调整衬底的处理的方法和装置”的美国专利申请No.60/939212(代理人申请案编号No.11695/L)；

2007年5月21日递交的题为“用于通过衬底振动抛光衬底的切口的方法和装置”的美国专利申请No.60/939228(代理人申请案编号No.11952/L)；

2007年5月21日递交的题为“用于控制衬底的边缘排除区的大小的方法和装置”的美国专利申请No.60/939209(代理人申请案编号11987/L)。

技术领域

本发明大体涉及衬底处理，具体来说涉及与用于清洁衬底的边缘的抛光带有关的方法和装置。

背景技术

衬底用于半导体器件制造。在处理过程中，衬底的边缘会变脏，这会对半导体器件产生负面影响。为了清洁衬底的边缘，通常的系统使衬底边缘与磨料膜或抛光带接触。诸如下压力、速度之类的工艺参数和耗材决定抛光带从晶片边缘和斜面去除氧化物和氮化物的速率。下压力和速度在其工艺性能方面作用有限。耗材包括抛光带和化学品，因此耗材在提高抛光去除速率方面起到重要作用。

通常的抛光带包括大尺寸金刚石带。尽管与其他带相比，使用大尺寸金刚石带提高去除速率，但是也会导致表面光洁度差，并需要后续的磨光步骤。因此，需要与用于清洁衬底边缘的低成本高性能抛光带有关的改进方法和装置。

发明内容

通过权利要求限定本发明，本部分中的任何内容都不应作为对权利要求的限制。

在本发明的某些方面中，提供了适合于抛光衬底的装置。所述装置包括抛光设备。所述抛光设备包括：基体，其具有第一表面；树脂层，其粘结到所述基体的所述第一表面；和多个磨料珠，其通过所述树脂层附着到所述第一表面，所述多个磨料珠包括悬浮于粘结材料中的多个磨料颗粒；其中，所述多个磨料珠和所述树脂层包括适合于接触所述衬底的所述抛光设备的磨料侧。

在本发明的另一方面中，提供了适合于抛光衬底的边缘的装置，其包括抛光带。所述抛光带包括：带基体，其具有第一表面和第二表面；树脂层，其粘结到所述带基体的所述第一表面；和多个磨料珠，其通过所述树脂层附着到所述第一表面，所述多个磨料珠包括悬浮于粘结材料中的多个磨料颗粒；其中，所述多个磨料珠和所述树脂层包括适合于接触所述衬底的所述边缘的所述抛光带的磨料侧。

在本发明的另一方面中，提供了用于形成抛光设备的方法，所述抛光设备适合于抛光目标表面。所述方法包括：形成多个磨料珠，所述磨料珠包括悬浮于粘结材料中的多个磨料颗粒；和通过树脂层将所述多个磨料珠附着到设备基体的第一表面；其中，所述多个磨料珠和所述树脂层包括适合于接触目标表面的所述抛光设备的磨料侧。

根据下列详细描述、所附权利要求和附图，本发明的其他特征和方面将变得更加显而易见。

附图说明

图1A是衬底的一部分的横截面的示意性示图，而图1B是具有夸张的切口部分的衬底的俯视图。

图2A和2B是示出根据本发明的边缘清洁系统的示例性实施例的透视图。

图3是示出根据本发明的边缘清洁系统的另一示例性实施例的俯视图。

图4A和4B是示出抛光带辊的示例性实施例的示意性透视图。

图5是对比不同类型的抛光带的氧化物去除速率数据的图例。

图6是示出用于抛光衬底的边缘的抛光带的示例实施例的示意性正面示图。

图7是对比不同带速度下抛光的工艺性能数据的图例。

图8A是示出根据本发明的边缘清洁装置的示例实施例的示意性俯视图。图8B图示对比了三种边缘抛光处理的去处速率。图8C和8D表示两种抛光处理的表面光洁度。

图9是示出将抛光带应用于衬底边缘的示例性处理的流程图。

具体实施方式

本发明提供了用于清洁和/或抛光目标表面(例如，衬底的边缘)的成本高性能抛光带的改进方法和装置。参考图1A，衬底100可以包括两个主表面102、102′，和边缘104。衬底100的每个主表面102、102′可以包括器件区106、106′和排除区108、108′。但是通常，只有两个主表面102、102′的其中一个将包括器件区和排除区。主表面102可以被认为是顶表面，并且包括器件区106和排除区108，而主表面102′可以被认为是底表面，并且可选的具有主表面108′和排除区108′。排除区108、108′可以用作器件区106、106′和边缘104之间的缓冲。衬底100的边缘104可以包括外边缘110和斜面112、114。斜面112可以被认为是上斜面，而斜面114可以被认为是下斜面。外边缘110可以被认为是边缘凸起。斜面112、114可以位于外边缘110和两个主表面102、102′的排除区108、108′之间。

如图1B所示，衬底100沿着外边缘110可以包括切口116。在衬底110上制造半导体器件的过程中，切口116可以用于定位。为了举例说明，图1B中的切口116表示为相对于衬底100比实际上大得多。本发明可以适合于清洁和/或抛光衬底100的外边缘110和至少一个斜面112、114，而不影响器件区106、106′。在某些实施例中，也可以清洁或抛光排除区108、108′和/或切口116中的全部或一部分。

抛光系统

参考图2A和2B，从不同角度示出了不同的示例性边缘抛光系统200的透视图。在图2A的系统200中，衬底器件表面通常面朝上，而在图2B的系统200中，衬底器件表面通常面朝下。如图2A所示，示例性的边缘抛光系统200可以包括基座或框架202，所述基座或框架202包括头部204，头部204支撑抛光带205，抛光带205绷紧在线轴207、209之间并由垫子208进一步支撑。如图2B所示，框架202可以包括使头部204旋转的头部旋转器。如图所示，垫子208可以通过致动器(例如，气动滑阀、液压油缸、伺服电机驱动的推杆等)安装到头部204。

致动器可以适合于可调节压靠衬底边缘104，并与衬底边缘104的轮廓相对应。或者，致动器可以用于将垫子208推向带205，或者将整个头部204推向衬底100。可选地，垫子208经由诸如弹簧的偏置装置安装到头部204。偏置装置可以向垫子208提供可变/动态反压。相对于与系统200中所固定的衬底100的边缘104相切的轴线，框架202(其包括头部204)可以适合于成角度的移动。图2B的边缘抛光系统200与图2A的边缘抛光系统略有不同，图2B的边缘抛光系统200还示出了耦合到驱动器213(例如，电机、齿轮、传送带、链条等)的真空卡盘212。如图2B所示，真空卡盘212也可以连接到晶片旋转器214。可以通过基架215支撑驱动器213或其他设备。

不同于包括适合于使衬底100的边缘104紧靠抛光带205旋转的一个或多个驱动辊(未示出)和引导辊(未示出)的一些实施例，使用诸如真空卡盘之类的夹持装置以旋转衬底的实施例的优点是系统200不需要与正在抛光的边缘104接触。也就是说，抛光带是在衬底旋转时唯一与边缘接触的装置。尽管如下所述在旋转过程中流体可以接触边缘，但是在此情况下不将流体看做装置。因此，消除了颗粒聚积在驱动辊上并且重新沉积在边缘104上的可能性。也消除了对清洁辊的需求。此外，也消除了辊损坏或划伤边缘的可能性。通过在真空卡盘中夹持衬底，可以实现高速旋转而没有显著振动。

此外，安装到头部204的线轴207、209可以由一个或多个驱动器(未示出)(例如，伺服电机)来驱动。驱动器可以提供使特定量的未使用的带205推进或连续进给到衬底边缘的转位能力，和使抛光膜被拉紧引导并施加压力到衬底边缘的拉紧能力。

图3是示出了根据本发明的边缘清洁系统300的另一示例实施例的俯视图。图3示出了包括三个头部304的边缘抛光系统300。可以使用一个或多个抛光装置(例如，头部304)来执行衬底边缘/切口抛光。如图2A、2B和3所示，可以以任意可行的组合方式使用任意数量和类型的头部204、304。在一个或多个实施例中(例如，系统300)，可以采用多个抛光装置，其中每个抛光装置可以具有相同或不同的特性和/或机构。此外，在上述多头部实施例中，每个头部204和304可以使用不同配置或类型的抛光带205(例如，不同的粒度、材料、张力、压力等)。可以同时、分别和/或依次使用任意数量的头部204、304。不同的头部204和304可以用于不同的衬底100或不同类型的衬底。

具体的抛光装置可以用于特定的操作和/或目的。例如，多个抛光装置中的一个或多个可以适合于执行相对粗糙的抛光和/或调整，而多个抛光装置中的另外一个或多个可以适合于执行相对精细的抛光和/或调整。可以依次使用多个抛光装置，从而例如，可以首先执行粗糙的抛光过程，随后执行精细的抛光过程，以根据需要或根据抛光处方对相对粗糙的抛光进行调整。多个抛光装置可以位于单一腔室或模块中，或者，一个或多个抛光装置可以位于单独的腔室或模块中。当采用多腔室时，可以采用机械手或其他类型的转移机构，以在腔室之间移动衬底，使得可以连续或以其他方式使用单独的腔室中的抛光装置。

抛光带

参考图4A，本发明提供了用于在衬底100(例如，通过真空卡盘212、驱动辊等)旋转时抛光衬底100的边缘104的磨料抛光带400。带400可以压靠旋转的衬底边缘104。带400具有磨料侧402和非磨料(例如，平滑)侧404，形成带基体410的相对两侧。带基体410通常是金属的平面带状物或板，例如聚合物膜，并且通常具有第一表面和第二表面，其中第一表面变成磨料侧402，第二表面用作非磨料侧404。衬底边缘抛光中所使用的抛光带400可以由多种研磨材料组成，并沉积在带基体410(例如，诸如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)之类的聚合物膜)上。磨料侧402可以由多个磨料颗粒406组成，磨料颗粒406嵌入在基体410的磨料侧402上的树脂层408中。

抛光磨料

多个磨料颗粒406可以由二氧化铈、硅石和/或金刚石矿物、或者任何其他适合的矿物或材料组成。在某些实施例中，磨料颗粒406的大小可以在从约0.5微米到约3微米的范围内，虽然可以使用其他大小。通常，通过固定的磨料带400所去除的材料随着磨料颗粒406的大小而增加。但是，更大的颗粒大小会增大表面粗糙度，这会影响工艺性能。

根据本发明，如图4A所示，磨料颗粒凸出在带基体410上。凸出的颗粒特征为部分在树脂的顶表面上凸起，而部分凹陷在树脂中。凸起固定的磨料带优选可以用于化学环境中，以获得比金刚石带更高的抛光速率，同时保持良好的表面光洁度并不需要磨光步骤。在半导体制造的情况下，衬底表面102的化学机械平坦化(CMP)包括连同化学浆液一起使用固定的磨料抛光垫。示例性的CMP工艺可以是Applied Materials，Inc.的STI工艺。如图8所示，通过类比，使用上述辊状的CMP抛光垫型材料并且喷射化学浆液，新型CMP类型抛光工艺可以用于边缘104。根据树脂和带基体的选择来选择化学品，以确保兼容性并增强去除能力，以及提供更好的表面光洁度。

此外，根据不同的所需工艺性能，用于形成磨料颗粒406的形状、大小和材料可以改变。磨料颗粒可以具有不同的形状和大小。如下参考图5所描述的，磨料颗粒大小影响表面光洁度和抛光速率。磨料形状也会影响表面光洁度。例如，特定的颗粒形状和大小会更适合提高的去除速率，而不同的颗粒形状和大小会更适合特定的表面光洁度。不同的磨料材料在某些膜上具有完全不同的抛光速率。例如，对于氧化物或氮化物膜上的给定的磨料颗粒大小和形状，金刚石颗粒比氧化铝颗粒具有大得多的抛光速率。

本发明的另一方面涉及能够提高抛光速率而不增大颗粒406的大小的涂层方法。如在图4B的概念性示意图中示意性所示，新涂层方法包括将磨料颗粒406与粘结材料412混合以形成颗粒悬浮于粘结材料412中的单体球414。然后将上述单体球414附着到带基体410(例如，诸如PET之类的聚合物膜)。例如通过将磨料珠414涂布在基体410上的树脂层408中，可以将磨料珠414附着到带基体410。磨料珠414可以以在树脂层408中凸出为特征。上述涂布过程的结果包括更粗糙的涂层表面和抛光表面上更高的接触压力。

图5示出了不同涂布的带的氧化物去除速率的对比，所述不同涂布的带一方面具有直接施加到树脂层上的颗粒的通常的涂层，对比另一方面具有新型的磨料珠涂层。如图所示，在磨料珠涂层和通常的涂层中使用相同大小的金刚石颗粒，在相同的工艺条件下，磨料珠技术比通常的金刚石涂层技术具有更高的氧化物去除速率。

磨料珠技术可以与多种抛光系统、抛光参数和带参数一起使用。磨料珠技术可以与各种材料、大小和形状的磨料颗粒一起使用。此外，每个磨料珠中磨料颗粒的数量可以变化，每个球中更多的磨料颗粒可以增大材料去除，但是会使抛光变粗糙。根据所需要的抛光结果，每平方厘米的磨料侧表面中的磨料珠的数量也可以变化。可以采用不同类型的粘结材料和树脂材料，以调整所需的抛光参数。粘结剂和树脂也可以具有相同或相似的成分。此外，磨料珠技术不仅可以应用于抛光带，也可以应用于任何抛光装置，包括抛光垫(例如，用于抛光衬底100的平坦表面102、102′)、抛光尖或盘(例如，与角磨机一起使用)、和抛光板(类似于砂纸)。

树脂

根据所使用的磨料颗粒以及所需要的树脂耐久性，树脂层408可以由多种不同的树脂形成。在更硬的树脂例如具有更大的抛光速率的情况下，树脂类型是影响抛光结果的因素。许多树脂和粘结剂材料是本领域中众所周知的，例如，不同类型的说明见于授予Fuji等人的题为“磨料带、制造磨料带的工艺和用于磨料带的涂层剂”的美国专利No.6165061，该专利通过引用整体结合于此。

带基体

例如，如图2A、2B和3所示的抛光系统200可以在衬底斜面112、114和切口116上使用抛光带400。由于如图1B所示的衬底边缘110和切口116的曲率，固定的磨料带400与衬底100的紧密接触对于有效的材料去除很重要。例如，在切口116的形状不规则且不平滑的情况下，具有硬和/或厚的基体410的带400不适合于切口抛光。因此，抛光带400的柔性很重要，通过抛光带400后面的支撑垫208可以使抛光带400与抛光表面紧密接触。使用薄和/或软涂层带基体410可以提供所述柔性。带基体类型会影响带的硬度，所以如同带硬度一样，这个因素也会影响抛光结果。

带基体厚度

带厚度对于本发明很重要。在抛光过程中，越薄的带越容易变形以匹配晶片边缘形状。与厚抛光带相比，使用更薄的带进行抛光产生了不同的抛光结果。较薄的带也意味着更多的抛光带可以安装在给定盒大小的带盒上。每个盒上的带越多意味着可以处理更多的晶片而不需要停止工具以重新安装带，即，更短的用于维护工具的停工时间。更短的停工时间也降低了整体处理成本。带400的厚度优选可以在从约0.02mm到1mm的范围内。最佳厚度取决于基体410相对于涂层工艺的强度、抛光过程中操作的带的拉力、和最大系统运行条件下带400的完整性。PET材料上最佳抛光带厚度优选小于约0.06mm。在一个或多个实施例中，磨料带可以是约0.001到约0.02英寸厚，并且能够承受约1到约8磅的拉力。可以使用具有不同厚度和强度的其他带。

带基体宽度

带宽度至少在两方面对于本发明也很重要。第一，带宽度小意味着消耗成本低。为了降低处理成本，因为在抛光过程中带的边缘不能有效利用，所以带宽度优选不要太大。第二，带宽度是影响硬件设计的因素。根据支撑垫的形状，在抛光过程中抛光带变形。较宽的带宽度需要更高的带拉力，以避免带边缘与晶片表面不需要的接触。通过为抛光效率而优化的支撑垫208的设计确定抛光带400与衬底边缘110和/或切口116之间的接触面积。因此，通过上述接触面积确定抛光单元中抛光带400的宽度，优选在从约28mm到约5mm的范围内。名义带宽度是约14mm，并且能够进一步减小以降低成本。确定最小宽度不仅受到接触面积设计的影响，而且受到系统200在检测到带打滑时维持一致的带抛光的能力的影响。也可以使用从约1英寸到约1.5英寸范围内的不同宽度的带400

抛光参数

抛光参数可以包括如上所述取决于多个因素的衬底抛光、所需的材料去除率、和所需的光洁度的多个方面，这些因素包括磨料颗粒材料、大小和形状；树脂类型；带基体类型；带基体厚度和宽度；带速度；衬底运动等。此外，也可以使用流体，以增强带400的去除能力，以及提供更好的衬底100的边缘104的表面光洁度(例如，图8所示)。根据所使用的流体，可以改变不同的磨料颗粒406类型、形状和大小以及所使用的树脂408的类型。

如在此所示的，在某些实施例中，如图2A和2B所示，带400可以制造成辊形，以放置在斜面抛光器中。但是，这只是为了举例，带400可以制造成其他形式，包括但不限于带状物或垫。

参考图6，示出了用于抛光衬底100的边缘104的抛光带400的示例实施例的示意性示图。衬底100可以在由方向箭头“A”所示的方向上旋转。随着衬底100旋转，抛光带400能够接触边缘104的不同部分，从而抛光衬底100的整个边缘104。在衬底100旋转的同时，带400也可以在由方向箭头“B”所示的方向上移动。随着带400移动，新的或未使用的磨料颗粒406用于抛光边缘104，从而防止由磨损的磨料颗粒406而产生次等的抛光。供应线轴(如图2A和2B所示)可以包括能够被解绕并被拉到与衬底100相邻的位置的未使用的带400，而卷取线轴(例如，如图2A所示)可以适合于接收使用过的和/或磨损的带400。一个或两个线轴可以转位以精确控制带400前进的量。

虽然图6中示出了只与衬底100的外边缘110接触的带400的磨料侧402，但是带400可以具有预先测量的厚度，以提供柔性并使得带400与包括斜面112、114的整个边缘104相符。如上所述，考虑带400的总厚度，例如，带400的总厚度可以小于10mm，优选小于2mm。可以使用其他厚度。

带速度

在抛光过程中，抛光带400设置成一定的带速度，从而连续暴露出抛光带400的新的磨料表面402，以提供一致的去除率。带速度是抛光处方中的可调整工艺参数。其对工艺结果具有显著影响，并且对本发明很重要。较高的带速度通常产生较大的抛光速率。即，更高的带速度提供了更高的材料去除，更高的材料去除使用更多的带并导致更高的使用成本。但是，在牺牲产量的情况下，可以使用较低的带速度，以获得相同的工艺性能和较少的带使用。随着带速度增加，抛光速率的余量增大会减小，导致产生最大的抛光速率。图7示出了表示带速度如何影响抛光结果(Si暴露距离)的实际数据。图7示出相对不同带速度下的处理时间在硅暴露距离(Si ED)中测量的工艺性能。对于0.4mm的相同的Si ED，对于3mm/s、2mm/s和1mm/s的带速度，使用的带分别是480mm、390mm和230mm。优选的系统设计能够使得带速度从0.01mm/s变化到20mm/s。

抛光系统变化

参考图8A，示出了另一示例性边缘抛光系统800的示意性俯视图。框架802在与衬底100的主表面102、102′垂直的平面中支撑并拉伸抛光带804，使得衬底100的边缘104可以压靠(例如，如竖直向下的箭头805a、805b所示)抛光带804的磨料侧806，并且抛光带804可以与衬底边缘804的轮廓相对应。也就是说，框架802可以简单地依靠带804的拉力来提供对衬底边缘104的侧向压力。如弯曲的箭头805c所示，衬底100可以相对于抛光带804旋转。在某些实施例中，抛光带804可以由邻近衬底抛光带804的平滑侧(例如，非磨料侧)设置并安装在框架802上的垫子808支撑。如竖直向上指的箭头807所示，包括拉伸的抛光带804和/或垫子808的框架802可以被推向衬底100的边缘104。

另外的或者可选的，抛光带804的另外的长度可以由安装到框架802的线轴810、812支撑和拉伸。供应线轴810可以包括能够被解绕并被拉到与衬底100相邻的位置的未使用的抛光带804，而卷取线轴812可以适合于接收使用过的和/或磨损的抛光带804。一个或两个线轴810、812可以转位以精确控制抛光带804前进的量。线轴810、812可以包括使得抛光带804被拉伸引导并施加压力到衬底边缘104的拉伸能力。线轴810、812直径优选在约1英寸到4英寸之间，线轴810、812优选装有约500英寸到约10000英寸之间的带804，并且优选由任何适用的材料组成，例如，聚氨酯、聚二氟乙烯(PFDF)等。可以使用其他材料。框架802可以由任何适用的材料组成，例如铝、不锈钢等。

带804的长度可以设置成与抛光的衬底100的边缘104正交。或者，带804的纵向可以与抛光的衬底100的边缘104对齐。此外，可以采用其他的带方向和结构。例如，带804可以相对于衬底100的主表面102对角固定。本质上，使带804与衬底100的斜面112、114和外边缘110接触，而不接触衬底100的器件区106。在操作中，这可以通过在衬底100旋转时围绕与衬底100的外边缘110相切的轴线成角度地移动头部或框架(并且因此，带与衬底100的边缘104接触并与衬底100的边缘104的轮廓相对应的部分)而实现。

此外，带804可以安装成连续的环和/或带804可以连续(或间歇地)前进以抛光衬底边缘104和/或提高衬底边缘104上的抛光效果。例如，带804的前进可以用于产生和/或增强抛光动作。在某些实施例中，带804可以前后震荡以抛光静止或旋转的衬底100和/或增强静止或旋转的衬底100上的抛光效果。在某些实施例中，在抛光过程中带804可以静止固定。此外，可以根据各种因素改变带804的拉力和/或力，所述因素包括例如带804的角度和/或位置、抛光时间、衬底中所使用的材料、抛光的层、去除的材料的量、衬底旋转的速度、通过旋转衬底的驱动器所产生的电流的量等。

在某些实施例中，可以提供一个或多个流体通道814(例如，喷嘴或喷射棒)来输送化学用品和/或水，以辅助衬底边缘104的抛光/清洁、润滑衬底、和/或冲掉去除的材料。例如，可以将CMP类型化学浆液施加到凸出固定的磨料带，以提供进一步的磨料或腐蚀效果。

参考图8B，图示比较了三种边缘抛光处理的去除率。按有效性的顺序列出的三种处理包括：处理816A，根据本发明的实施例使用CMP类型化学浆液的凸出固定的磨料带(由方块绘出)；处理816B，使用去离子水的金刚石颗粒(由三角形绘出)；处理816C，使用化学浆液的二氧化铈抛光垫(由椭圆绘出)。根据本发明的实施例的创造性带和化学处理816A使用辊形的CMP类型垫材料，清楚地表明氧化物去除速率高于使用去离子水的金刚石带处理816B的氧化物去除率。处理816A的去除率从约6000埃开始，在降低之前增加到约8700埃的最大去除速率。相反，处理816B从约2400埃的去除速率开始，峰值为约2600埃。使用化学用品的CeO抛光垫处理816C显得只有最小的效果。

此外，如图8C中所示，由图8B的创造性实施例816A所实现的表面光洁度818A远好于由图8B的金刚石带处理816B所实现的图8D的表面光洁度818B。对于单一抛光处理之后的足够好的光洁度，可以不需要其后的磨光处理。因此，根据本发明的抛光边缘可以实现适合制造过程中的进给并不需要磨光的表面光洁度。

流体通道814可以适合于将流体传送到衬底100、抛光带804和/或垫子808。流体可以包括去离子水、表面活性剂和/或其他已知的清洁化学用品。在某些实施例中，可以使用音速(例如，兆频超声波)喷嘴以将超声流体传送到衬底边缘104来补充清洁。流体还可以通过抛光带804和/或垫808传送到边缘104。可以在控制器(未示出)的指导下选择性地传送各种流体，各种流体可以用于抛光、润滑、颗粒去除/冲洗、和/或使垫子808中的囊状物膨胀。例如，在某些实施例中，通过可透过的垫子808传送的相同的流体可以用于抛光和使垫子808膨胀，而通过第二通道(未示出)传送到相同衬底100的不同的流体用于冲洗和润滑。

可以采用上述适用的抛光操作和/或方法的任意组合。上述方法提供了对于边缘抛光处理的另外的控制，所述边缘抛光处理可以用于补偿几何形状，并且改变在带804绕边缘104旋转或相对于边缘104移动时去除的材料。

抛光方法

图9是示例性可选的抛光步骤的流程图，所述抛光步骤中的一个或多个可以组合以产生抛光衬底的边缘的方法实施例900。在步骤S900中，选择抛光带。抛光带可以从多个带辊中选择，每个带辊都具有适合于特定任务(例如，提高去除速率或提高表面光洁度)的树脂类型和磨料颗粒类型(包括材料、大小和形状)。在步骤S902，将抛光带的辊插入斜面抛光系统中。在某些系统中，如上所述，抛光带可以在两个线轴(即，供应线轴和卷取线轴)之间被拉紧。

在步骤S904，通过真空卡盘夹持衬底，并使衬底旋转。在步骤906，抛光带接触并顺应衬底的边缘。如图8A所示，在抛光带接触并顺应衬底的边缘时，可选地将化学浆液施加到斜面区域。在步骤S908，抛光带以预置增量进给。在清洁一个或多个衬底之后，抛光带的用于上述清洁的部分产生磨损。因此，驱动卷取线轴，将抛光带从供应线轴向卷取线轴拉出固定的量。以此方式，可以在卷取线轴和供应线轴之间提供抛光带的未使用的部分。可以采用抛光带的未使用的部分以与上述相同的方式来随后清洁一个或多个其他衬底。因此，可以用未使用的部分替换抛光带的磨损部分，而几乎不影响衬底处理产量。

应当理解，在此描述的创造性边缘抛光装置和方法可以用于除了适合衬底上的斜面和边缘抛光和/或膜去除之外的其他装置。此外，本领域普通技术人员将很清楚，在此描述的装置和方法可以用于抛光和/或去除在任何方向(例如，水平、垂直、对角等)上支撑的衬底的边缘上的膜。

在某些实施例中，抛光带或装置可以包括两个磨料侧。在上述实施例中，在使用过第一侧之后，可以使用第二层。抛光系统可以包括引导辊，以使得带选择性地反转，从而每一侧都可以被选择来应用于衬底边缘。此外，应当理解，尽管只公开了清洁圆形衬底的示例，但是本发明可以修改为清洁具有其他形状(例如，用于平板显示器的玻璃板或聚合物板)的衬底。此外，尽管以上示出了通过装置处理单个衬底，但是在某些实施例中，装置可以同时处理多个衬底。

上述说明只是公开了本发明的示例性实施例。落入本发明范围内的上面公开的装置和方法的修改对于本领域普通技术人员是显而易见的。因此，虽然结合示例性实施例公开了本发明，但是应当理解其他实施例可以落入由权利要求所限定的本发明的精神和范围内。

Claims (15)

1.一种适合于抛光衬底的装置，其包括：

抛光设备，所述抛光设备包括：

基体，其具有第一表面；

树脂层，其粘结到所述基体的所述第一表面；以及

多个磨料珠，其通过所述树脂层附着到所述第一表面，所述多个磨料珠包括悬浮于粘结材料中的多个磨料颗粒；

其中，所述多个磨料珠和所述树脂层包括适合于接触所述衬底的所述抛光设备的磨料侧。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述抛光设备包括抛光带、抛光垫和抛光尖中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个磨料颗粒包括矿物颗粒，所述矿物颗粒包括二氧化铈、硅石和金刚石中的至少一种。

4.一种适合于抛光衬底的边缘的装置，其包括：

抛光带，所述抛光带包括

带基体，其具有第一表面和第二表面；

树脂层，其粘结到所述带基体的所述第一表面；和

多个磨料珠，其通过所述树脂层附着到所述第一表面，所述多个磨料珠包括悬浮于粘结材料中的多个磨料颗粒；

其中，所述多个磨料珠和所述树脂层包括适合于接触所述衬底的所述边缘的所述抛光带的磨料侧。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述多个磨料颗粒包括矿物颗粒，所述矿物颗粒包括二氧化铈、硅石和金刚石中的至少一种。

6.一种用于形成抛光设备的方法，所述抛光设备适合于抛光目标表面，所述方法包括如下步骤：

形成多个磨料珠，所述磨料珠包括悬浮于粘结材料中的多个磨料颗粒；

通过树脂层将所述多个磨料珠附着到设备基体的第一表面；

其中，所述多个磨料珠和所述树脂层包括适合于接触所述目标表面的的所述抛光设备的磨料侧。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述多个磨料珠的一部分在所述树脂层的顶表面上凸起，一部分凹陷在所述树脂层中。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述抛光设备包括适合于抛光衬底的边缘的抛光带。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括如下步骤：

在所述衬底旋转时将化学浆液施加到所述衬底的所述边缘，所述化学浆液对所述边缘具有研磨或腐蚀效果。

10.根据权利要求8所述的方法，还包括如下步骤：

在所述衬底旋转时抛光所述衬底的所述边缘。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，抛光所述衬底的所述边缘实现了至少6000埃的最大去除速率。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，抛光所述衬底的所述边缘实现了适合的表面光洁度，而不需要磨光。

13.根据权利要求6所述的方法，其中，所述多个磨料颗粒包括二氧化铈、硅石和金刚石的矿物颗粒。

14.根据权利要求8所述的方法，其中，所述抛光带包括用于第一目的的第一抛光带和用于第二目的的第二抛光带；并且其中，在所述衬底旋转时将所述抛光带应用到所述边缘，所述方法包括：

在所述衬底旋转时将所述第一抛光带应用于所述边缘；和

在所述衬底旋转时将所述第二抛光带应用于所述边缘。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，通过第一抛光装置应用所述第一抛光带，通过第二装置应用所述第二抛光带，所述第一目的带不同于所述第二目的，并且所述第一抛光装置不同于所述第二抛光装置。

Images