TWI589399B - 化學機械硏磨層之預紋理化方法 - Google Patents

化學機械硏磨層之預紋理化方法 Download PDF

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Description

化學機械研磨層之預紋理化方法
本發明通常有關於化學機械研磨的領域。特別是，本發明針對一種化學機械研磨層之預紋理化方法。
在製造積體電路及其他電子裝置時，多層導電層、半導體及介電材料係沉積於半導體晶圓的表面上並自其移除。可用許多沉積技術沉積導電薄層、半導體及介電材料的薄層。現代晶圓加工的常見沉積技術包括物理氣相沉積法(PVD)(也稱為濺鍍法)、化學氣相沉積法(CVD)、電漿增強化學氣相沉積法(PECVD)及電化學鍍覆法等等。常見移除技術包括溼、乾式各向同性及各向異性蝕刻法等等。
隨著相繼地沉積及移除數個材料層，晶圓的最上面表面變得不平坦。由於後續半導體加工(例如，金屬化)需要晶圓有平坦的表面，因而需要平坦化該晶圓。平坦化利於用來移除不合意的表面拓樸及表面缺陷，例如粗糙的表面，結塊的材料，晶格損傷，刮痕及污染層或材料。
化學機械平坦化或化學機械研磨(CMP)為用來平坦化或研磨工件(例如，半導體晶圓)的常見技術。習知CMP是將晶圓 載具或研磨頭裝設在載具組件上。研磨頭固持晶圓以及放置晶圓使其與裝在CMP裝置內之平台或平板上之研磨墊的研磨層接觸。載具組件提供在晶圓與研磨墊之間的可控壓力。同時，研磨介質係被分配於研磨墊上以及被吸入在晶圓、研磨層之間的間隙。為了引起研磨，通常使研磨墊與晶圓彼此相對旋轉。當研磨墊在晶圓下面旋轉時，晶圓掃除通常為環形的研磨軌跡或研磨區域，其中晶圓的表面係直接面對研磨層。研磨層的化學及機械作用及表面上的研磨介質研磨晶圓表面並使其變得平坦。
影響用給定研磨層達成之化學機械研磨速率的大小 及穩定性的因素涉及墊調節(亦即，用於使研磨層之研磨表面有正確研磨形式的技術)。具體地，習知化學機械研磨層的研磨表面通常經調節成提供用以有效地研磨給定基板的所欲紋理。此程序在本領域常被稱為磨合調節(break in conditioning)。
磨合調節常用隨後用來實際研磨基板的同一研磨設 備來完成。習知磨合調節技術常使用虛擬或空白晶圓(blank wafer)。磨合調節通常包括研磨具有氧化矽表面的模擬或空白晶圓。在虛擬或空白晶圓上的二氧化矽表面經移除數微米後，將研磨墊的研磨表面充分地預調節成可用於實際的研磨。此磨合調節程序非常耗時，它需要30分鐘或更多時間完成，而且消耗許多晶圓而極為昂貴，例如，每個墊約耗用10片晶圓。
因此，最好提供經製造之化學機械研磨層，其中研 磨表面在交付客戶供化學機械研磨用之前係經加工成可提供增強的表面紋理，藉此可最小化磨合調節的需要。
製備用以研磨基板的化學機械研磨層之研磨表面的 一種方法是由Hosaka等人揭示於美國專利申請案公開案2005/0239380號。Hosaka等人教導化學機械研磨層之研磨表面的調節可用寬帶砂磨機(wide belt sander)以砂磨來磨耗(abrade)該研磨表面。
儘管如此，對於用於預紋理化化學機械研磨層之研磨表面的改良方法仍持續有其需求。
本發明提供一種用於預紋理化化學機械研磨層之研磨表面的方法，係包括：提供具有研磨表面(14)及初始平均厚度TIA的化學機械研磨層(10)；提供帶式砂磨機(20)，係包括：化學機械研磨層傳送模組(30)，係包括：傳送帶(32)；傳送饋進滾輪(34)；至少兩個傳送饋進滾輪軸承(36)；至少一個傳送支撐滾輪；以及，傳送帶驅動器；其中該傳送饋進滾輪軸承(36)促進該傳送饋進滾輪繞著一個傳送饋進滾輪旋轉軸線Atfr的旋轉運動；其中該傳送帶(32)係環繞掛上該傳送饋進滾輪(34)及該至少一個傳送支撐滾輪；以及，其中該傳送帶驅動器與該傳送帶(32)機械連通以促進該傳送帶(32)的運動；以及，校正砂磨模組(40)，係包括：校正砂磨帶(42)；非驅動滾輪(44)；至少兩個非驅動滾輪軸承(45)；驅動滾輪(46)；至少兩個驅動滾輪軸承(47、48)，其中該驅動滾輪軸承(47、48)具有一個徑向餘隙(60、66)；校正砂磨帶驅動器(50)，其中該校正砂磨帶驅動器(50)與該驅動滾輪(46)機械連通以促進該校正砂磨帶(42)的運動；其中該校正砂磨帶(42)係環繞掛上該非驅動滾輪(44)及該驅動滾輪(46)；其中該至少兩個非驅動滾輪軸承(45)促進該非驅動滾輪(44)繞著非驅動滾輪旋轉軸線Ardr的旋轉運 動；以及，其中該至少兩個驅動滾輪軸承(47)促進該驅動滾輪(46)繞著驅動滾輪旋轉軸線Adr的旋轉運動；其中該驅動滾輪旋轉軸線Adr係實質平行於該傳送饋進滾輪旋轉軸線Atfr；將該化學機械研磨層放置在該傳送帶上；饋進該化學機械研磨層通過該傳送帶(32)與該校正砂磨帶(42)之間的間隙(49)；其中該研磨表面(14)會與該校正砂磨帶(42)接觸；其中該至少兩個驅動滾輪軸承(47、48)經偏壓成在該化學機械研磨層(10)穿經該間隙(49)時它們的徑向餘隙(60、66)相對於該化學機械研磨層(10)是設置在該驅動滾輪(46)的同一側；其中該間隙(49)小於該化學機械研磨層(10)的初始平均厚度TIA；其中該化學機械研磨層(10)在通過該間隙(49)後顯現最終平均厚度TFA；以及，其中該最終平均厚度TFA小於該初始平均厚度TIA。
本發明提供一種用於預紋理化化學機械研磨層之研 磨表面的方法，係包括：提供具有研磨表面(14)及初始平均厚度TIA的化學機械研磨層(10)；提供帶式砂磨機(20)，係包括：化學機械研磨層傳送模組(30)，係包括：傳送帶(32)；傳送饋進滾輪(34)；至少兩個傳送饋進滾輪軸承(36)；至少一個傳送支撐滾輪；以及，傳送帶驅動器；其中該傳送饋進滾輪軸承(36)促進該傳送饋進滾輪繞著一個傳送饋進滾輪旋轉軸線Atfr的旋轉運動；其中該傳送帶(32)係環繞掛上該傳送饋進滾輪(34)及該至少一個傳送支撐滾輪；以及，其中該傳送帶驅動器與該傳送帶(32)機械連通以促進該傳送帶(32)的運動；以及，校正砂磨模組(40)，係包括：校正砂磨帶(42)；非驅動滾輪(44)；至少兩個非驅動滾輪軸承(45)；驅動滾輪(46)；至少兩個驅動滾輪軸承(47、48)，其中該驅動滾輪軸承 (47、48)具有一個徑向餘隙(60、66)；驅動滾輪偏壓器(68)；以及，校正砂磨帶驅動器(50)，其中該校正砂磨帶驅動器(50)與該驅動滾輪(46)機械連通以促進該校正砂磨帶(42)的運動；其中該校正砂磨帶(42)係環繞掛上該非驅動滾輪(44)及該驅動滾輪(46)；其中該至少兩個非驅動滾輪軸承(45)促進該非驅動滾輪(44)繞著非驅動滾輪旋轉軸線Andr的旋轉運動；以及，其中該至少兩個驅動滾輪軸承(47)促進該驅動滾輪(46)繞著驅動滾輪旋轉軸線Adr的旋轉運動；其中該驅動滾輪旋轉軸線Adr係實質平行於該傳送饋進滾輪旋轉軸線Atfr；將該化學機械研磨層放在該傳送帶上；饋進該化學機械研磨層通過形成於該傳送帶(32)與該校正砂磨帶(42)之間的間隙(49)；其中該研磨表面(14)會與該校正砂磨帶(42)接觸；其中該驅動滾輪偏壓器(68)與該驅動滾輪(46)接合，使得在該化學機械研磨層(10)穿經該間隙(49)時，該至少兩個驅動滾輪軸承(47、48)的徑向餘隙(60、66)相對於該化學機械研磨層(10)是設置在該驅動滾輪(46)的同一側；其中該間隙(49)小於該化學機械研磨層(10)的初始平均厚度TIA；其中該化學機械研磨層(10)在通過該間隙(49)後顯現最終平均厚度TFA；以及，其中該最終平均厚度TFA小於該初始平均厚度TIA。
本發明提供一種用於預紋理化化學機械研磨層之研 磨表面的方法，係包括：提供具有研磨表面(14)及初始平均厚度TIA的化學機械研磨層(10)；提供帶式砂磨機(20)，係包括：化學機械研磨層傳送模組(30)，係包括：傳送帶(32)；傳送饋進滾輪(34)；至少兩個傳送饋進滾輪軸承(36)；至少一個傳送支撐滾輪；以及，傳送帶驅動器；其中該傳送饋進滾輪軸承(36)促進該傳送饋進滾 輪繞著一個傳送饋進滾輪旋轉軸線Atfr的旋轉運動；其中該傳送帶(32)係環繞掛上該傳送饋進滾輪(34)及該至少一個傳送支撐滾輪；以及，其中該傳送帶驅動器與該傳送帶(32)機械連通以促進該傳送帶(32)的運動；以及，校正砂磨模組(40)，係包括：校正砂磨帶(42)；非驅動滾輪(44)；至少兩個非驅動滾輪軸承(45)；驅動滾輪(46)；至少兩個驅動滾輪軸承(47、48)，其中該等驅動滾輪軸承(47、48)具有一個徑向餘隙(60、66)；驅動滾輪偏壓器(68)；裝在該驅動滾輪(46)上及與其共軸的驅動滾輪偏壓軸承(70)；以及，校正砂磨帶驅動器(50)，其中該校正砂磨帶驅動器(50)與該驅動滾輪(46)機械連通以促進該校正砂磨帶(42)的運動；其中該校正砂磨帶(42)係環繞掛上該非驅動滾輪(44)及該驅動滾輪(46)；其中該等至少兩個非驅動滾輪軸承(45)促進該非驅動滾輪(44)繞著非驅動滾輪旋轉軸線Andr的旋轉運動；以及，其中該等至少兩個驅動滾輪軸承(47)促進該驅動滾輪(46)繞著驅動滾輪旋轉軸線Adr的旋轉運動；其中該驅動滾輪旋轉軸線Adr係實質平行於該傳送饋進滾輪旋轉軸線Atfr；將該化學機械研磨層放置在該傳送帶上；饋進該化學機械研磨層通過該傳送帶(32)與該校正砂磨帶(42)之間的間隙(49)；其中該研磨表面(14)會與該校正砂磨帶(42)接觸；其中該驅動滾輪偏壓器(68)藉由施壓於驅動滾輪偏壓軸承(70)來接合該驅動滾輪(46)，使得在該化學機械研磨層(10)穿經該間隙(49)時，該等至少兩個驅動滾輪軸承(47、48)的徑向餘隙(60、66)相對於該化學機械研磨層(10)是設置在驅動滾輪(46)的同一側；其中該間隙(49)小於該化學機械研磨層(10)的初始平均厚度TIA；其中該化學機械研磨層(10)在通過該間隙(49)後顯現最終平均厚度TFA；以及，其 中該最終平均厚度TFA小於該初始平均厚度TIA。
本發明也提供一種用於預紋理化化學機械研磨層之 研磨表面的方法，係包括：提供具有研磨表面(14)及初始平均厚度TIA的化學機械研磨層(10)；提供帶式砂磨機(20)，係包括：化學機械研磨層傳送模組(30)，係包括：傳送帶(32)；傳送饋進滾輪(34)；至少兩個傳送饋進滾輪軸承(36)；至少一個傳送支撐滾輪；以及，傳送帶驅動器；其中該等傳送饋進滾輪軸承(36)促進該傳送饋進滾輪繞著一個傳送饋進滾輪旋轉軸線Atfr的旋轉運動；其中該傳送帶(32)係環繞掛上該傳送饋進滾輪(34)及該至少一個傳送支撐滾輪；以及，其中該傳送帶驅動器與該傳送帶(32)機械連通以促進該傳送帶(32)的運動；以及，校正砂磨模組(40)，係包括：校正砂磨帶(42)；非驅動滾輪(44)；至少兩個非驅動滾輪軸承(45)；驅動滾輪(46)；至少兩個驅動滾輪軸承(47、48)，其中該等驅動滾輪軸承(47、48)具有一個徑向餘隙(60、66)；校正砂磨帶驅動器(50)，其中該校正砂磨帶驅動器(50)與該驅動滾輪(46)機械連通以促進該校正砂磨帶(42)的運動；其中該校正砂磨帶(42)係環繞掛上該非驅動滾輪(44)及該驅動滾輪(46)；其中該等至少兩個非驅動滾輪軸承(45)促進該非驅動滾輪(44)繞著非驅動滾輪旋轉軸線Andr的旋轉運動；以及，其中該等至少兩個驅動滾輪軸承(47)促進該驅動滾輪(46)繞著驅動滾輪旋轉軸線Adr的旋轉運動；其中該驅動滾輪旋轉軸線Adr係實質平行於該傳送饋進滾輪旋轉軸線Atfr；提供具有平均厚度TCA的一個載具；以及，將該化學機械研磨層放置在該載具上；將在該載具上的該化學機械研磨層放置在該傳送帶上；饋進在該載具上之該化學機械研磨層通過在該傳送帶(32)與 該校正砂磨帶(42)之間的間隙(49)；其中該研磨表面(14)會與該校正砂磨帶(42)接觸；其中該等至少兩個驅動滾輪軸承(47、48)經偏壓成在該化學機械研磨層(10)穿經該間隙(49)時它們的徑向餘隙(60、66)相對於該化學機械研磨層(10)是設置在該驅動滾輪(46)的同一側；其中該間隙(49)小於該載具之平均厚度TCA與該化學機械研磨層(10)之初始平均厚度TIA的總和；其中該化學機械研磨層(10)在通過該間隙(49)後顯現最終平均厚度TFA；以及，其中該最終平均厚度TFA小於該初始平均厚度TIA。
本發明也提供一種用於預紋理化化學機械研磨層之 研磨表面的方法，係包括：提供具有研磨表面(14)及初始平均厚度TIA的化學機械研磨層(10)；提供帶式砂磨機(20)，係包括：化學機械研磨層傳送模組(30)，係包括：傳送帶(32)；傳送饋進滾輪(34)；至少兩個傳送饋進滾輪軸承(36)；至少一個傳送支撐滾輪；以及，傳送帶驅動器；其中該等傳送饋進滾輪軸承(36)促進該傳送饋進滾輪繞著一個傳送饋進滾輪旋轉軸線Atfr的旋轉運動；其中該傳送帶(32)係環繞掛上該傳送饋進滾輪(34)及該至少一個傳送支撐滾輪；以及，其中該傳送帶驅動器與該傳送帶(32)機械連通以促進該傳送帶(32)的運動；以及，校正砂磨模組(40)，係包括：校正砂磨帶(42)；非驅動滾輪(44)；至少兩個非驅動滾輪軸承(45)；驅動滾輪(46)；至少兩個驅動滾輪軸承(47、48)，其中該等驅動滾輪軸承(47、48)具有一個徑向餘隙(60、66)；驅動滾輪偏壓器(68)；以及，校正砂磨帶驅動器(50)，其中該校正砂磨帶驅動器(50)與該驅動滾輪(46)機械連通以促進該校正砂磨帶(42)的運動；其中該校正砂磨帶(42)係環繞掛上該非驅動滾輪(44)及該驅動滾輪(46)；其 中該等至少兩個非驅動滾輪軸承(45)促進該非驅動滾輪(44)繞著非驅動滾輪旋轉軸線Andr的旋轉運動；以及，其中該等至少兩個驅動滾輪軸承(47)促進該驅動滾輪(46)繞著驅動滾輪旋轉軸線Adr的旋轉運動；其中該驅動滾輪旋轉軸線Adr係實質平行於該傳送饋進滾輪旋轉軸線Atfr；提供具有平均厚度TCA的一個載具；以及，將該化學機械研磨層放置在該載具上；將在該載具上的該化學機械研磨層放置在該傳送帶上；饋進在該載具上之該化學機械研磨層通過在該傳送帶(32)與該校正砂磨帶(42)之間的間隙(49)；其中該研磨表面(14)會與該校正砂磨帶(42)接觸；其中該驅動滾輪偏壓器(68)與該驅動滾輪(46)接合，使得在該化學機械研磨層(10)穿經該間隙(49)時，該等至少兩個驅動滾輪軸承(47、48)的徑向餘隙(60、66)相對於該化學機械研磨層(10)是設置在該驅動滾輪(46)的同一側；其中該間隙(49)小於該載具之平均厚度TCA與該化學機械研磨層(10)之初始平均厚度TIA的總和；其中該化學機械研磨層(10)在通過該間隙(49)後顯現最終平均厚度TFA；以及，其中該最終平均厚度TFA小於該初始平均厚度TIA。
本發明也提供一種用於預紋理化化學機械研磨層之 研磨表面的方法，係包括：提供具有研磨表面(14)及初始平均厚度TIA的化學機械研磨層(10)；提供帶式砂磨機(20)，係包括：化學機械研磨層傳送模組(30)，係包括：傳送帶(32)；傳送饋進滾輪(34)；至少兩個傳送饋進滾輪軸承(36)；至少一個傳送支撐滾輪；以及，傳送帶驅動器；其中該等傳送饋進滾輪軸承(36)促進該傳送饋進滾輪繞著一個傳送饋進滾輪旋轉軸線Atfr的旋轉運動；其中該傳送帶(32)係環繞掛上該傳送饋進滾輪(34)及該至少一個傳 送支撐滾輪；以及，其中該傳送帶驅動器與該傳送帶(32)機械連通以促進該傳送帶(32)的運動；以及，校正砂磨模組(40)，係包括：校正砂磨帶(42)；非驅動滾輪(44)；至少兩個非驅動滾輪軸承(45)；驅動滾輪(46)；至少兩個驅動滾輪軸承(47、48)，其中該等驅動滾輪軸承(47、48)具有一個徑向餘隙(60、66)；驅動滾輪偏壓器(68)；裝在該驅動滾輪(46)上及與其共軸的驅動滾輪偏壓軸承(70)；以及，校正砂磨帶驅動器(50)，其中該校正砂磨帶驅動器(50)與該驅動滾輪(46)機械連通以促進該校正砂磨帶(42)的運動；其中該校正砂磨帶(42)係環繞掛上該非驅動滾輪(44)及該驅動滾輪(46)；其中該等至少兩個非驅動滾輪軸承(45)促進該非驅動滾輪(44)繞著非驅動滾輪旋轉軸線Andr的旋轉運動；以及，其中該等至少兩個驅動滾輪軸承(47)促進該驅動滾輪(46)繞著驅動滾輪旋轉軸線Adr的旋轉運動；其中該驅動滾輪旋轉軸線Adr係實質平行於該傳送饋進滾輪旋轉軸線Atfr；提供具有平均厚度TCA的一個載具；以及，將該化學機械研磨層放置在該載具上；將在該載具上的該化學機械研磨層放置在該傳送帶上；饋進在該載具上之該化學機械研磨層通過在該傳送帶(32)與該校正砂磨帶(42)之間的間隙(49)；其中該研磨表面(14)會與該校正砂磨帶(42)接觸；其中該驅動滾輪偏壓器(68)藉由施壓於驅動滾輪偏壓軸承(70)來接合該驅動滾輪(46)，使得在該化學機械研磨層(10)穿經該間隙(49)時，該等至少兩個驅動滾輪軸承(47、48)的徑向餘隙(60、66)相對於該化學機械研磨層(10)是設置在驅動滾輪(46)的同一側；其中該間隙(49)小於該載具之平均厚度TCA與該化學機械研磨層(10)之初始平均厚度TIA的總和；其中該化學機械研磨層(10)在通過該間隙(49)後顯現最終平均厚 度TFA；以及，其中該最終平均厚度TFA小於該初始平均厚度TIA。
10‧‧‧化學機械研磨層
12‧‧‧中軸線
14‧‧‧研磨表面
15‧‧‧外緣
20‧‧‧帶式砂磨機
30‧‧‧化學機械研磨層傳送模組
32‧‧‧輸送帶
34‧‧‧傳送饋進滾輪
36‧‧‧傳送饋進滾輪軸承
40‧‧‧校正砂磨模組
42‧‧‧校正砂磨帶
44‧‧‧非驅動滾輪
45‧‧‧非驅動滾輪軸承
46‧‧‧驅動滾輪
47、48‧‧‧驅動滾輪軸承
49‧‧‧間隙
50‧‧‧校正砂磨帶驅動器
52、58‧‧‧滾動元件
54、64‧‧‧內環
56、62‧‧‧外環
60、66‧‧‧徑向餘隙
68‧‧‧驅動滾輪偏壓器
70‧‧‧驅動滾輪偏壓軸承
72‧‧‧內環
74‧‧‧滾動元件
76‧‧‧外環
80‧‧‧橫向砂磨模組
82‧‧‧橫向砂磨帶
84‧‧‧橫向砂磨壓緊棍
85‧‧‧縱向砂磨模組
87‧‧‧縱向砂磨帶
89‧‧‧縱向砂磨壓緊棍
140‧‧‧校正砂磨模組
146‧‧‧驅動滾輪
147、148‧‧‧驅動滾輪軸承
150‧‧‧驅動器
152、158‧‧‧滾動元件
154、164‧‧‧內環
156、162‧‧‧外環
160、166‧‧‧徑向餘隙
Adr‧‧‧驅動滾輪旋轉軸線
Andr‧‧‧非驅動滾輪旋轉軸線
Atfr‧‧‧傳送饋進滾輪旋轉軸線
r‧‧‧最長半徑
γ‧‧‧最短半徑
TIA‧‧‧初始平均厚度
W‧‧‧間隙的寬度
第1圖圖示應用於本發明方法的帶式砂磨機。
第2圖圖示用於應用於先前技術方法之帶式砂磨機的典型驅動滾輪組件。
第3圖圖示用於應用於本發明方法之帶式砂磨機的驅動滾輪組件。
第4圖圖示配備有驅動滾輪偏壓器及驅動滾輪偏壓軸承的驅動滾輪組件之一部份。
第5圖為化學機械研磨層的透視頂視/側視圖。
第6圖為圖示帶式砂磨機之一部份的側視圖。
第7圖為圖示帶式砂磨機之一部份的側視圖。
第8圖為圖示帶式砂磨機之一部份的側視圖。
第9圖為圖示帶式砂磨機之一部份的側視圖。
關於化學機械研磨墊或研磨墊組件(例如，研磨層10)，如用於本文及所附申請專利範圍的用語“實質圓形的橫截面”係指由研磨墊組件之中軸線12至外緣15的橫截面最長半徑r比由中軸線12至外緣15的橫截面最短半徑γ長≦20%。(參考第5圖)。
關於驅動滾輪旋轉軸線Adr及傳送饋進滾輪旋轉軸線Arfr，如用於本文及所附申請專利範圍的用語“實質平行”係指驅動滾輪旋轉軸線Adr與傳送饋進滾輪旋轉軸線Atfr充分平行，使得 形成於傳送帶與校正砂磨帶之間的間隙在間隙寬度W的變化小於0.05毫米(小於0.045毫米為較佳)。
有許多用於製造具有研磨表面之化學機械研磨層的聚合物配方，其中該研磨表面適合研磨基板(其中該基板選自磁性基板、光學基板及半導體基板中之至少一者為較佳；其中該基板為半導體基板為更佳；其中該基板為半導體晶圓為最佳)。本領域一般技術人員將會知道選擇給定化學機械研磨層應用的適當聚合物配方。
請參考第1圖，用於預紋理化本發明化學機械研磨層之研磨表面的方法最好包括：提供具有研磨表面(14)及初始平均厚度TIA的化學機械研磨層(10)；提供帶式砂磨機(20)，係包括：化學機械研磨層傳送模組(30)，係包括：傳送帶(32)；傳送饋進滾輪(34)；至少兩個傳送饋進滾輪軸承(36)；至少一個傳送支撐滾輪(未圖示)；以及，傳送帶驅動器(未圖示)；其中該等傳送饋進滾輪軸承(36)促進該傳送饋進滾輪繞著一個傳送饋進滾輪旋轉軸線Atfr的旋轉運動；其中該傳送帶(32)係環繞掛上該傳送饋進滾輪(34)及該至少一個傳送支撐滾輪(未圖示)；以及，其中該傳送帶驅動器(未圖示)與該傳送帶(32)機械連通以促進該傳送帶(32)的運動；以及，校正砂磨模組(40)，係包括：校正砂磨帶(42)；非驅動滾輪(44)；至少兩個非驅動滾輪軸承(45)；驅動滾輪(46)；至少兩個驅動滾輪軸承(47、48)(其中該等驅動滾輪軸承選自徑向球軸承及徑向軸襯為較佳；更佳地，其中該等驅動滾輪軸承為徑向球軸承)，其中該等驅動滾輪軸承(47、48)有一個徑向餘隙(60、66)；校正砂磨帶驅動器(50)，其中該校正砂磨帶驅動器(50)與該驅動滾輪(46)機械連 通以促進該校正砂磨帶(42)的運動；其中該校正砂磨帶(42)係環繞掛上該非驅動滾輪(44)及該驅動滾輪(46)；其中該等至少兩個非驅動滾輪軸承(45)促進該非驅動滾輪(44)繞著非驅動滾輪旋轉軸線Andr的旋轉運動；以及，其中該等至少兩個驅動滾輪軸承(47)促進該驅動滾輪(46)繞著驅動滾輪旋轉軸線Adr的旋轉運動；其中該驅動滾輪旋轉軸線Adr實質平行於該傳送饋進滾輪旋轉軸線Atfr；將該化學機械研磨層放置在該傳送帶上；饋進該化學機械研磨層通過該傳送帶(32)與該校正砂磨帶(42)之間的間隙(49)；其中該研磨表面(14)會與該校正砂磨帶(42)接觸；其中該等至少兩個驅動滾輪軸承(47、48)經偏壓成在該化學機械研磨層(10)穿經該間隙(49)時它們的徑向餘隙(60、66)(其中徑向餘隙係定義為滾動元件(52、58)與內環(54、64)及外環(56、62)的總餘隙)相對於該化學機械研磨層(10)是在該驅動滾輪(46)的同一側；其中該間隙(49)小於該化學機械研磨層(10)的初始平均厚度TIA；其中該化學機械研磨層(10)在通過該間隙(49)後顯現最終平均厚度TFA；以及，其中該最終平均厚度TFA小於該初始平均厚度TIA。該等驅動滾輪軸承為徑向球軸承較佳。
請參考第1圖及第3圖，用於預紋理化本發明化學機械研磨層之研磨表面的方法較佳包括：提供具有研磨表面(14)及初始平均厚度TIA的化學機械研磨層(10)；提供帶式砂磨機(20)，係包括：化學機械研磨層傳送模組(30)，係包括：傳送帶(32)；傳送饋進滾輪(34)；至少兩個傳送饋進滾輪軸承(36)；至少一個傳送支撐滾輪(未圖示)；以及，傳送帶驅動器(未圖示)；其中該等傳送饋進滾輪軸承(36)促進該傳送饋進滾輪繞著一個傳送饋進滾輪旋 轉軸線Atfr的旋轉運動；其中該傳送帶(32)係環繞掛上該傳送饋進滾輪(34)及該至少一個傳送支撐滾輪(未圖示)；以及，其中該傳送帶驅動器(未圖示)與該傳送帶(32)機械連通以促進該傳送帶(32)的運動；以及，校正砂磨模組(40)，係包括：校正砂磨帶(42)；非驅動滾輪(44)；至少兩個非驅動滾輪軸承(45)；驅動滾輪(46)；至少兩個驅動滾輪軸承(47、48)(其中該等驅動滾輪軸承選自徑向球軸承及徑向軸襯為較佳)，其中該等驅動滾輪軸承(47、48)具有一個徑向餘隙(60、66)；校正砂磨帶驅動器(50)，其中該校正砂磨帶驅動器(50)與該驅動滾輪(46)機械連通以促進該校正砂磨帶(42)的運動；其中該校正砂磨帶(42)係環繞掛上該非驅動滾輪(44)及該驅動滾輪(46)；其中該等至少兩個非驅動滾輪軸承(45)促進該非驅動滾輪(44)繞著非驅動滾輪旋轉軸線Andr的旋轉運動；以及，其中該等至少兩個驅動滾輪軸承(47)促進該驅動滾輪(46)繞著驅動滾輪旋轉軸線Adr的旋轉運動；其中該驅動滾輪旋轉軸線Adr係實質平行於該傳送饋進滾輪旋轉軸線Atfr；將該化學機械研磨層放置在該傳送帶上；饋進該化學機械研磨層通過該傳送帶(32)與該校正砂磨帶(42)之間的間隙(49)；其中該研磨表面(14)會與該校正砂磨帶(42)接觸；其中該等至少兩個驅動滾輪軸承(47、48)經偏壓成在該化學機械研磨層(10)穿經該間隙(49)時它們的徑向餘隙(60、66)(其中徑向餘隙係定義為滾動元件(52、58)與內環(54、64)及外環(56、62)的總餘隙)相對於該化學機械研磨層(10)是設置在該驅動滾輪(46)的同一側；其中該間隙(49)小於該化學機械研磨層(10)的初始平均厚度TIA；其中該化學機械研磨層(10)在通過該間隙(49)後顯現最終平均厚度TFA；以及，其中該最終平均厚度TFA小於該初始平均 厚度TIA。
較佳地，在本發明方法中，該等至少兩個驅動滾輪軸承(47、48)經偏壓成在該化學機械研磨層(10)穿經該間隙(49)時它們的徑向餘隙(60、66)(其中徑向餘隙係定義為滾動元件(52、58)與內環(54、64)及外環(56、62)的總餘隙)相對於該化學機械研磨層(10)是設置在該驅動滾輪(46)的同一側。(參考第1圖及第3圖)。更佳地，在化學機械研磨層穿經該間隙時，徑向餘隙(60、66)是設置在驅動滾輪最靠近該化學機械研磨層之一側的相對側。
較佳地，應用於本發明方法的校正砂磨模組更包括驅動器滾輪軸承偏壓器(68)。(參考第4圖)。更佳地，該驅動滾輪軸承(48)的外環(62)係固定於支撐構件(未圖示)，且驅動滾輪軸承偏壓器(68)係固定於該支撐構件(未圖示)，其中該驅動器滾輪軸承偏壓器(68)接合及壓頂該驅動滾輪(46)使得在該化學機械研磨層(10)穿經該間隙(49)時，該等至少兩個驅動滾輪軸承(47、48)的徑向餘隙(60、66)是設置在該驅動滾輪相對於該化學機械研磨層(10)的同一側。最佳地，所使用的該校正砂磨模組更包括裝在該驅動滾輪(46)上並與其共軸的驅動滾輪偏壓軸承(70)；其中該驅動滾輪偏壓器(68)藉由施壓於驅動滾輪偏壓軸承(70)來接合該驅動滾輪(46)。較佳地，該驅動滾輪偏壓軸承(70)包含內環(72)、多個滾動元件(74)及外環(76)；其中該等滾動元件受困(caged)於該內環(72)與該外環(76)之間；其中該內環(72)壓配於該驅動滾輪(46)上，以及其中該驅動滾輪偏壓器在垂直於驅動滾輪旋轉軸線Adr及傳送饋進滾輪旋轉軸線Atfr的方向壓頂該外環(76)。該驅動器滾輪偏壓軸承(70)是徑向球軸承為較佳。
較佳地，在本發明方法中，所提供之該帶式砂磨機(20)包含：校正砂磨模組(40)，其中該校正砂磨模組係選自由正向校正砂磨模組與反向校正砂磨模組所組成之群組。在正向校正砂磨模組中的校正砂磨帶係在該化學機械研磨層穿經該帶式砂磨機時，與該化學機械研磨層的行進方向同向地旋轉。反向校正砂磨模組中的校正砂磨帶係在該化學機械研磨層穿經該帶式砂磨機時，與該化學機械研磨層的行進方向反向地旋轉。更佳地，在本發明方法中，所提供之該帶式砂磨機(20)包含：校正砂磨模組(40)，其中該校正砂磨模組為正向校正砂磨模組。
較佳地，在本發明方法中，所提供之該帶式砂磨機(20)包含：以串聯方式操作的至少兩個校正砂磨模組(40)。(參考第6圖)。當所提供之該帶式砂磨機(20)包含兩個或更多個校正砂磨模組(40)時，兩個或更多個校正砂磨模組(40)可使用相同或不同的校正砂磨帶(42)。不同校正砂磨模組(40)所使用的校正砂磨帶(42)以不相同為較佳。不同校正砂磨模組(40)所採用的校正砂磨帶(42)之磨耗面(abrasive surface)以具有不同的磨料粒度(grit size)為較佳。當所提供之該帶式砂磨機(20)包含兩個或更多個校正砂磨模組(40)時，各個校正砂磨模組獨立地選自正向校正砂磨模組與反向校正砂磨模組為較佳。所提供之該帶式砂磨機(20)包含兩個校正砂磨模組(40)為較佳。更佳地，所提供之該帶式砂磨機(20)包含兩個校正砂磨模組(40)，其中這兩個校正砂磨模組均為正向校正砂磨模組。
較佳地，在本發明方法中，所提供之該帶式砂磨機(20)更包含：橫向砂磨模組(80)與縱向砂磨模組(85)中之至少一 者；其中該橫向砂磨模組(80)包含橫向砂磨帶(82)與橫向砂磨壓緊棍(cross sanding pressure beam)(84)；以及，其中該縱向砂磨模組(85)包含縱向砂磨帶(87)與縱向砂磨壓緊棍(89)。(參考第7圖至第9圖)。在化學機械研磨層穿經該帶式砂磨機時，橫向砂磨模組(80)中的橫向砂磨帶(82)與該化學機械研磨層的行進方向反向地旋轉。在化學機械研磨層穿經該帶式砂磨機時，縱向砂磨模組(85)的縱向砂磨帶(87)與該化學機械研磨層的行進方向同向地旋轉。 更佳地，在本發明方法中，所提供之該帶式砂磨機(20)更包含：縱向砂磨模組(85)。最佳地，在本發明方法中，所提供之該帶式砂磨機(20)包含：兩個正向校正砂磨模組(44)與縱向砂磨模組(85)。(參考第8圖至第9圖)。
為了增強化學機械研磨層之研磨表面的紋理，根據本發明方法，該研磨表面係與校正砂磨帶接觸。該研磨表面與兩個或更多個校正砂磨帶接觸為較佳。該研磨表面與兩個校正砂磨帶接觸為更佳。較佳地，為了進一步增強化學機械研磨層之研磨表面的紋理，根據本發明方法，該研磨表面更可接觸橫向砂磨帶與縱向砂磨帶中之至少一者。該研磨表面更與縱向砂磨帶接觸為更佳。該研磨表面與兩個校正砂磨帶及一個縱向砂磨帶接觸為最佳。
用於本發明方法的校正砂磨帶以具有磨耗面為較佳(較佳地，其中該磨耗面包含碳化矽及氧化鋁磨料中之至少一者)。該磨耗面顯現25至300微米的磨料粒度為較佳(25至200微米更佳)。較佳地，用於本發明方法的校正砂磨帶包含由下列各物組成之群組的背襯材料：聚合物膜、織物及紙。
本發明方法若是使用橫向砂磨帶的話，其以具有磨耗面為較佳(較佳地，其中該磨耗面包含碳化矽及氧化鋁磨料中之至少一者)。該磨耗面顯現25至300微米的磨料粒度為較佳(25至200微米更佳)。較佳地，用於本發明方法的校正砂磨帶包含由下列各物組成之群組的背襯材料：聚合物膜、織物及紙。
本發明方法若是使用縱向砂磨帶的話，其以具有磨耗面為較佳(較佳地，其中該磨耗面包含碳化矽及氧化鋁磨料中之至少一者)。該磨耗面顯現25至300微米的磨料粒度為較佳(25至200微米更佳)。較佳地，用於本發明方法的校正砂磨帶包含由下列各物組成之群組的背襯材料：聚合物膜、織物及紙。
本發明方法若是使用橫向砂磨壓緊棍(84)以及若是使用縱向砂磨壓緊棍(89)的話，其以選自為砂磨機領域所習知的壓緊棍為較佳。本發明方法使用橫向砂磨壓緊棍(84)(若有任何)以及使用縱向砂磨壓緊棍(89)(若有任何)的話，其以選自氣動壓緊棍及電磁壓緊棍為更佳。本發明方法使用橫向砂磨壓緊棍(84)(若有任何)以及使用縱向砂磨壓緊棍(89)(若有任何)的話，其以選自分段式氣動壓緊棍及分段式電磁壓緊棍為最佳。
較佳地，本發明方法更包括：提供具有平均厚度TCA的載具(未圖示)；以及，將該化學機械研磨層放置在該載具上；其中該化學機械研磨層在該載具上饋進該間隙；以及，其中該間隙小於該平均厚度TCA與該初始平均厚度TIA的總和。在實施由本文教導提供的本發明時，本領域一般技術人員懂得選擇具有適當厚度及構造材料的背襯板作為載具。所使用之背襯板有2.54至5.1毫米的厚度為較佳。所用之背襯板由選自鋁及壓克力板其中之一的材料 構成為較佳。所使用之背襯板以具有實質圓形的橫截面為較佳。本領域一般技術人員將明白背襯板的直徑受限於所使用之塗佈機(係用來塗上未凝固之反應性熱熔黏著劑)的尺寸。所使用之背襯板以具有600至1,600毫米的直徑為較佳；600至1,200毫米為較佳。
與應用於本發明方法的校正砂磨模組(其中該等驅動滾輪軸承的徑向餘隙是設置在該驅動滾輪的同一側，如第1圖及第3圖所示)完全相反；先前技術校正砂磨模組的相關部份如第2圖所示。特別是，具有驅動滾輪(146)的校正砂磨模組(140)；具有徑向餘隙(160、166)的驅動滾輪軸承(147、148)，其中徑向餘隙係定義為滾動元件(152、158)與內環(154、164)及外環(156,162)的總餘隙。在先前技術校正砂磨模組中，驅動滾輪(146)在被驅動器(150)接合時懸空，使得驅動滾輪軸承(147、148)的徑向餘隙(160、166)設置在驅動器滾輪(146)的相對兩側。結果，環繞掛上該驅動滾輪(146)之該傳送帶(未圖示)與該校正砂磨帶(未圖示)的間隙(未圖示)沒有均勻的間隙寬度W(未圖示)。事實上，在此類先前技術裝置中，間隙寬度上的間隙差異傾向於至少為等於驅動滾輪軸承(147、148)之徑向餘隙(160、166)的總和。在間隙寬度上的間隙不均勻性造成用先前技術校正砂磨模組所調節的研磨層在化學機械研磨層有不合意的整體厚度差異。
10‧‧‧化學機械研磨層
14‧‧‧研磨面研磨表面
20‧‧‧帶式砂磨機
30‧‧‧化學機械研磨層傳送模組
32‧‧‧輸送帶
34‧‧‧傳送饋進滾輪
36‧‧‧傳送饋進滾輪軸承
40‧‧‧校正砂磨模組
42‧‧‧校正砂帶砂磨帶
44‧‧‧非驅動滾輪
45‧‧‧非驅動滾輪軸承
46‧‧‧驅動滾輪
48‧‧‧驅動滾輪軸承
49‧‧‧間隙
50‧‧‧校正砂帶砂磨帶驅動器

Claims (8)

  1. 一種用於預紋理化化學機械研磨層之研磨表面的方法，係包括：提供具有研磨表面及初始平均厚度TIA的化學機械研磨層；提供帶式砂磨機，係包括：化學機械研磨層傳送模組，係包括：傳送帶；傳送饋進滾輪；至少兩個傳送饋進滾輪軸承；至少一個傳送支撐滾輪；以及，傳送帶驅動器；其中該傳送饋進滾輪軸承促進該傳送饋進滾輪繞著傳送饋進滾輪旋轉軸線Atfr的旋轉運動；其中該傳送帶係環繞掛上該傳送饋進滾輪及該至少一個傳送支撐滾輪；以及，其中該傳送帶驅動器與該傳送帶機械連通以促進該傳送帶的運動；以及，校正砂磨模組，係包括：校正砂磨帶；非驅動滾輪；至少兩個非驅動滾輪軸承；驅動滾輪；至少兩個驅動滾輪軸承，其中該驅動滾輪軸承具有徑向餘隙；驅動滾輪偏壓器；驅動滾輪偏壓軸承，係裝設在該驅動滾輪上並與該該驅動滾輪共軸；其中該驅動滾輪偏壓器藉由施壓於該驅動滾輪偏壓軸承而接合該驅動滾輪，使得該至少兩個驅動滾輪軸承的該徑向餘隙係設置在該驅動滾輪相對於穿經該傳送帶與該校正砂磨帶之間的間隙之該化學機械研磨層的同一側；校正砂磨帶驅動器，其中該校正砂磨帶驅動器與該驅動滾輪機械連通以促進該校正砂磨帶的運動；其中該校正砂磨帶係環繞掛上該非驅動滾輪及該驅動滾輪；其中該至少兩個非驅動滾輪軸承促進該非驅動滾輪 繞著非驅動滾輪旋轉軸線Andr的旋轉運動；以及，其中該至少兩個驅動滾輪軸承促進該驅動滾輪繞著驅動滾輪旋轉軸線Adr的旋轉運動；其中該驅動滾輪旋轉軸線Adr係實質平行於該傳送饋進滾輪旋轉軸線Atfr；將該化學機械研磨層放置在該傳送帶上；饋進該化學機械研磨層通過該間隙；其中該研磨表面與該校正砂磨帶接觸；其中該至少兩個驅動滾輪軸承經偏壓，使得在該化學機械研磨層穿經該間隙時，其徑向餘隙係設置在該驅動滾輪的同一側，該同一側係相對於該驅動滾輪最靠近該化學機械研磨層之一側；其中該間隙小於該化學機械研磨層的該初始平均厚度TIA；其中該化學機械研磨層在穿經該間隙後顯現最終平均厚度TFA；以及，其中該最終平均厚度TFA小於該初始平均厚度TIA。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該至少兩個驅動滾輪軸承為徑向球軸承。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該校正砂磨帶具有磨耗面，該磨耗面顯現25至300微米的磨料粒度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括：提供具有平均厚度TCA的載具；以及，將該化學機械研磨層放置在該載具上；其中該化學機械研磨層在該載具上饋進該間隙；以及， 其中該間隙小於該平均厚度TCA與該初始平均厚度TIA的總和。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該載具具有2.54至5.1毫米的平均厚度TCA。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該載具由選自鋁及壓克力板的材料構成。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該載具具有實質圓形的橫截面。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該驅動滾輪偏壓軸承為球軸承。
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