用于研磨晶片的装置制造方法及图纸

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。

Device for grinding wafers

The utility model relates to a device for chemical mechanical grinding of a wafer, comprising a grinding head, which has a fixing ring. The grinding head is configured to hold the wafer in the retaining ring. The fixing ring comprises a first ring and a second ring ring. The first ring has a first hardness. The second ring is surrounded by a first ring, wherein the second ring has a second hardness and is less than the first hardness.

【技术实现步骤摘要】
用于研磨晶片的装置
本专利技术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。
技术介绍
化学机械研磨(ChemicalMechanicalPolishing(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(reactivechemicals)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(polishrate)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(removalrate)。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。图13显示根据一些实施例的一晶片的CMP制程，其中一固定环的内径及一薄膜的外径均被增加。图14显示根据一些实施例的一晶片的部分与一薄膜的放大图。【符号说明】10～化学机械研磨(CMP)系统；12～研磨平台；14～研磨垫；14A～部分；16、16’～研磨头；17～晶片承载组件；18～研磨液分配器；20～圆盘；22～研磨液；24～晶片；24A～边缘；24B～晶片边缘区域、外侧区域；24C～内侧区域；24D～部分；26～可挠性薄膜、薄膜；26’～薄膜；26A～区域；28～晶片载台；30～空气通道；32～固定环、材料；32A～内缘；32-1～外环、环；32-2～内环、环；32-3、32-4～环；34A、34B～压头；35～空洞；36A、36B、36C、38A、38B、38C～线；D1～穿透深度；G1～间隙；T1、T2～厚度；ΔH～高度差。具体实施方式以下的揭露内容提供许多不同的实施例或范例以实施本案的不同特征。以下的揭露内容叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以简化说明。当然，这些特定的范例并非用以限定。例如，若是本揭露书叙述了一第一特征形成于一第二特征上或上方，即表示其可能包含上述第一特征与上述第二特征是直接接触的实施例，亦可能包含了有附加特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使上述第一特征与第二特征可能未直接接触的实施例。另外，以下揭露书不同范例可能重复使用相同的参考符号及/或标记。这些重复为了简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。此外，其与空间相关用词。例如“在…下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用词，为了便于描述图示中一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。除了在图式中绘示的方位外，这些空间相关用词意欲包含使用中或操作中的装置的不同方位。装置可能被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，则在此使用的空间相关词也可依此相同解释。以下根据各种例示性实施例提供一种化学机械研磨(ChemicalMechanicalPolishing(CMP))装置。另外，一些实施例的变形亦会介绍到。在以下说明的各个视图与示意性实施例中，相同的参考符号用于指定相同的元件。本案亦包括使用根据一些实施例的CMP装置以制造集成电路的范围。举例来说，CMP装置可用于平坦化(planarize)晶片，其上形成有集成电路。图1示意性地显示根据本专利技术一些实施例的一CMP装置/系统的部分的立体图。CMP系统10包括研磨平台12、在研磨平台12上方的研磨垫14以及设于研磨垫14上方的研磨头16。研磨液分配器18具有直接设于研磨垫14上方的一出口，用以将研磨液(slurry)分配至研磨垫14上。圆盘20亦被设置于研磨垫14的上表面。在CMP制程中，研磨液22通过研磨液分配器18被分配至研磨垫14上。研磨液22包括一(些)反应性化学品，其可与晶片24(图5)的表层进行反应。此外，研磨液22包括一些磨料颗粒，可用于机械性研磨该晶片。研磨垫14由一硬度足够允许上述研磨液中的磨料颗粒可对晶片进行机械性研磨的材料所形成，且研磨垫14位在研磨头16下方。另外，研磨垫14亦是足够软，而使得其基本上不会刮伤晶片。在CMP制程中，研磨平台12通过一机构(图未示)而转动，因此固定于其上的研磨垫14亦可随着研磨平台12而旋转。上述用于转动研磨垫14的机构(例如一马达)未被示出。另一方面，在CMP制程中，研磨头16亦被转动，因此造成固定于研磨头16上的晶片24(图2)的旋转。根据本专利技术一些实施例，如图1所示，研磨头16与研磨垫14可以相同的方向(顺时针或逆时针)转动。而根据一些替代实施例，研磨头16与研磨垫14可以相反的方向转动。用于转动研磨头16的机构未被示出。随着研磨头16与研磨垫14的转动，研磨液22可在晶片24与研磨垫14之间流动。此时，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于研磨一晶片的装置，包括：一研磨头，具有一固定环，其中该研磨头被配置成将该晶片保持在该固定环内，且该固定环包括：一第一环，具有一第一硬度；以及一第二环，由该第一环所环绕，其中该第二环具有一第二硬度，小于该第一硬度。

【技术特征摘要】
2015.11.16 US 14/942,5821.一种用于研磨一晶片的装置，包括：一研磨头，具有一固定环，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯德谦，蔡腾群，林国楹，佘铭轩，蒋青宏，李胜男，卢永诚，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71