[发明专利]用于研磨晶片的装置

说明书

一种对于一晶片进行化学机械研磨的装置，包括一研磨头，其具有一固定环。研磨头被配置成将晶片保持在固定环内。固定环包括一第一环以及一第二环。第一环具有一第一硬度。第二环由第一环所环绕，其中第二环具有一第二硬度，小于第一硬度。

技术领域

本发明实施例关于一种半导体制程装置，特别有关于一种用于研磨晶片的装置。

背景技术

化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing(CMP))是一在形成集成电路时的常见做法。CMP通常用于半导体晶片的平坦化(planarization)。CMP可利用物理及化学力的协同作用来研磨晶片。它可通过施加一负载力至一晶片的背面且晶片被放置在一研磨垫上来实施，其中研磨垫抵靠于该晶片，接着研磨垫及晶片被反向旋转，且包含磨料(abrasives)及反应性化学品(reactive chemicals)的一研磨液(slurry)通过该两者之间。CMP是实现晶片的整体平坦化的一有效方法。

然而，因为各种因素，要达到真正均匀的研磨是困难的。举例来说，研磨液是从研磨垫的顶部或底部被分配，此将造成晶片上不同位置的研磨率(polish rate)的非均一性(non-uniformity)。如果研磨液是从顶部被分配，晶片的边缘的CMP率(即，研磨率)通常会高于其中心。相反地，如果研磨液是从底部被分配，晶片的中心的CMP率通常会高于其边缘。再者，上述非均一性也可能由于施加在晶片上不同位置的压力的非均一性而导致。为了减少研磨率的非均一性，可对施加在晶片上不同位置的压力作调整，例如，如果一晶片上一区域的CMP率较低的话，可对该区域施加一较高的压力以补偿较低的移除率(removal rate)。

发明内容

本发明一实施例提供一种用于研磨一晶片的装置，包括一研磨头，具有一固定环。研磨头被配置成将晶片保持在固定环内。固定环包括一第一环以及一第二环，其中第一环具有一第一硬度，第二环由第一环所环绕，且第二环具有一第二硬度，小于第一硬度。

本发明一实施例提供一种用于研磨一晶片的装置，包括一研磨头，具有一可挠性薄膜。可挠性薄膜可被充气(inflated)及放气(deflated)，其中当被充气时，可挠性薄膜可压制晶片的平坦的上表面的由中心至边缘的区域。

本发明一实施例提供一种用于研磨一晶片的装置，包括一研磨头，其具有一固定环及一可挠性薄膜。研磨头被配置成将晶片保持在固定环内。固定环包括一第一环以及一第二环，其中第一环具有一第一硬度，第二环由第一环所环绕，且第二环具有一第二硬度，小于第一硬度。可挠性薄膜由固定环所环绕，其中可挠性薄膜可被充气及放气，且当被充气时，可挠性薄膜可压制晶片的弧状边缘。

附图说明

根据以下的详细说明并配合所附图式做完整揭露。应注意的是，根据本产业的一般作业，图示并未必按照比例绘制。事实上，可能任意的放大或缩小元件的尺寸，以做清楚的说明。

图1显示根据一些实施例的用于进行化学机械研磨(CMP)的装置。

图2至图5显示根据一些实施例的一CMP制程的各中间阶段的剖视图。

图6显示根据一些实施例的一固定环与一薄膜的底视图。

图7A、7B及图8分别显示根据一些实施例的用于决定一材料的硬度的压头(indenters)及方法。

图9显示根据一些实施例的一固定环与一薄膜的底视图。

图10显示一传统CMP制程的剖视图。

图11A及11B显示正规化的(normalized)移除率的非均一性为晶片上不同位置的函数，其中增加一固定环的内径的效果被示出。

图12A及12B显示正规化的移除率的非均一性为晶片上不同位置的函数，其中增加一固定环的内径及将一薄膜延伸至晶片的边缘的效果被示出。