[发明专利]研磨头

说明书

技术领域

本发明有关于一种集成电路装置，特别是有关于一种研磨头。

背景技术

在半导体工艺技术中，化学机械研磨的原理是利用类似磨刀的机械式原理，配合适当的化学助剂(reagent)，将研磨垫(polishing pad)上的晶片表面高低起伏不一的轮廓加以磨平。一般来说，化学机械研磨装置大多使用研磨头抓住晶片，然后把晶片的正面压在供有研浆(slurry)的研磨垫上进行研磨。在化学机械研磨的过程中，由于机械结构上的限制，而使研磨头上的压力无法全面一致，造成部分区域的研磨率会过高或过低。

公知技术利用施以不同的背压于研磨头，也就是使用类似气囊(air bag)以浮动式背压的方式来调整压力，改善研磨率不一致的问题。但是，以浮动式背压的方式加压于研磨头容易因为气压的控制不稳定，而导致加压效果不佳。此外，在公知技术中，也有通过于表面平整的研磨头上覆盖载膜(carrierfilm)，并在研磨率较低的位置，例如是研磨头的边缘，于载膜上加垫一块带(tape)来加大压力。然而，加垫于研磨头上的带的厚度必须非常薄，通常为30μm，使得在制造的过程中，带的品质不易控制。因此，上述两种公知技术会因为气压控制不稳定或是由于耗材制造品质的差异，使研磨率均匀性改善的效果有限，无法达到预期的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题提供一种研磨头，不需使用耗材就能提升研磨头边缘的研磨率，以改善研磨率的均匀性。

本发明提出一种研磨头，适用于化学机械研磨工艺(chemicalmechanical polishing，CMP)。研磨头包括内圈部与外圈部。外圈部为环状结构，且连接于内圈部。内圈部与外圈部为一体成型的结构。此外，外圈部的表面与内圈部的表面具有段差，使得外圈部的表面高于内圈部的表面。

在本发明的一实施例中，上述的段差介于5μm至35μm之间。

在本发明的一实施例中，上述的段差为10μm。

在本发明的一实施例中，上述的内圈部为圆，而外圈部为圆形环。

在本发明的一实施例中，上述的圆的半径与圆形环的宽度的比介于2∶1至5∶1之间。

在本发明的一实施例中，上述的圆的半径与圆形环的宽度的比为3∶1。

在本发明的一实施例中，上述的外圈部邻接于内圈部的外缘，且内圈部与外圈部的接面为垂直接面。

在本发明的一实施例中，于内圈部与外圈部之间更包括连接环，使内圈部与外圈部相连接。

在本发明的一实施例中，上述的连接环的表面为斜面。

根据上述方案，本发明相对于现有技术的效果是显著的：

本发明的研磨头利用其表面轮廓形成有段差，来调整边缘区域研磨率较低的现象。由于研磨头的外圈部的表面高于内圈部的表面，使得原本研磨率较低的边缘区域的研磨率能够获得提升，以改善研磨率的均匀性。

此外，本发明的研磨头不需额外使用耗材，如载膜或带，因此可以避免研磨率受到耗材制造品质不一的影响。并可以通过减少耗材的使用，降低研磨头的制作成本。

再者，利用本发明具有凹凸构形的研磨头来进行晶片的研磨，当施以相同背压于此研磨头时，会在研磨头的外圈部形成较大的压力。因此，能够调整整体的研磨率，而使晶片表面的均匀度可以提升。

附图说明

图1A为依照本发明一实施例所绘示的研磨头的俯视图及沿I-I’线段剖面图的投影关系对照示意图。

图1B为依照本发明另一实施例所绘示的研磨头的俯视图及沿I-I’线段剖面图的投影关系对照示意图。

图2为以本发明的研磨头进行化学机械研磨工艺的移除率分布图。

图3为以公知的覆盖载膜的研磨头进行化学机械研磨工艺的移除率分布图。

主要元件符号说明

100、200……研磨头  102……内圈部

104…………外圈部   106……连接环

106a………表面      108……接面

D……………段差     W1……半径

W2……………宽度

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

图1A为依照本发明一实施例所绘示的研磨头的俯视图及沿I-I’线段剖面图的投影关系对照示意图。

请参照图1A，适用于化学机械研磨工艺的研磨头100例如是一个圆形的结构。研磨头100包括内圈部102以及外圈部104。