專利名稱：用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于化學(xué)機(jī)械研磨的設(shè)備，且特別涉及一種用于化學(xué)機(jī)械研磨的 固定環(huán)(retainer ring) 0
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體工藝技術(shù)中，表面平坦化是處理高密度微影的一項(xiàng)重要技術(shù)。沒有 高低起伏的平坦表面才能夠避免曝光時(shí)造成散射，以達(dá)成精密的圖案轉(zhuǎn)移(pattern transfer) 0化學(xué)機(jī)械研磨法為現(xiàn)在唯一能提供超大規(guī)模集成電路(very-large scale integration, VLSI),(ultra-large scale integration, ULSI)工 藝“全面性平坦化(globalplanarization)”的一種技術(shù)。因此，目前晶片的平坦化都是以 化學(xué)機(jī)械研磨工藝來完成。一般來說，化學(xué)機(jī)械研磨工藝是先以研磨頭將晶片的背面固定住，然后將晶片的 正面壓在具有研磨墊的研磨臺(tái)上來進(jìn)行研磨。此外，在研磨的過程中，通常會(huì)將固定環(huán) (retainer ring)配置在晶片的周圍，以防止晶片滑脫。為了使固定環(huán)能夠有效地防止晶片滑脫，通常會(huì)施加極大的下壓力來固定晶片。 然而，極大的下壓力往往會(huì)造成晶片周圍的研磨墊產(chǎn)生形變(rebound)，導(dǎo)致晶片邊緣的研 磨速率不易控制。此外，由于固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片的邊緣完全接觸，使得研漿或研磨副產(chǎn)物 容易殘留在固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片的邊緣之間且不容易清洗，因而產(chǎn)生許多顆粒(particle) 而導(dǎo)致晶片受到損害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)，其可以減小晶片周圍的研磨墊產(chǎn)生變形 的面積。本發(fā)明提供一種化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)，其可以減少殘留在固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片 的邊緣之間的研漿或研磨副產(chǎn)物。本發(fā)明再提供一種化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)，其可以提高對(duì)晶片邊緣的研磨速率的 控制。本發(fā)明提出一種用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)，其適于固定晶片。固定環(huán)的內(nèi)壁與 晶片接觸，且固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片之間的總接觸長(zhǎng)度小于晶片的周長(zhǎng)的80%。依照本發(fā)明實(shí)施例所述的用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)，上述的固定環(huán)的內(nèi)壁例如 具有多個(gè)溝槽，且這些溝槽的寬度的總和大于晶片的周長(zhǎng)的20%。本發(fā)明還提出一種用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)，其適于固定晶片。固定環(huán)的內(nèi)壁 與晶片接觸，且固定環(huán)的內(nèi)壁的形狀與晶片的形狀不同。依照本發(fā)明實(shí)施例所述的用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)，上述的固定環(huán)的內(nèi)壁的形 狀例如為非圓形。依照本發(fā)明實(shí)施例所述的用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)，上述的固定環(huán)的內(nèi)壁的形狀例如為多邊形。依照本發(fā)明實(shí)施例所述的用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)，上述的固定環(huán)的內(nèi)壁與晶 片之間的總接觸長(zhǎng)度例如小于晶片的周長(zhǎng)的80%。本發(fā)明再提出一種用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)，其適于固定晶片。固定環(huán)的內(nèi)壁 與晶片接觸，且固定環(huán)的內(nèi)壁具有多個(gè)突出結(jié)構(gòu)(protrusion)。依照本發(fā)明實(shí)施例所述的用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)，上述的突出結(jié)構(gòu)與晶片之 間的接觸長(zhǎng)度的總和例如小于晶片的周長(zhǎng)的80%。基于上述，本發(fā)明減少了固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片接觸的面積，因此可以較容易地清 洗固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片邊緣之間的研漿以及研磨副產(chǎn)物，以避免殘留的研漿以及研磨副產(chǎn) 物對(duì)晶片造成傷害。此外，本發(fā)明亦有效地減少了晶片周圍的研磨墊產(chǎn)生變形的面積，因此 更容易控制晶片邊緣的研磨速率而具有更佳的研磨表現(xiàn)。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下面特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳 細(xì)說明如下。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的一種用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)的俯視示意圖。圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的另一種用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)的俯視示意圖。圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例的用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)的俯視示意圖。圖4為本發(fā)明第三實(shí)施例的一種用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)的俯視示意圖。圖5為本發(fā)明第三實(shí)施例的另一種用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)的俯視示意圖。主要元件符號(hào)說明晶片-102；突出結(jié)構(gòu)-104、104a ；溝槽-106;寬度-W;固定環(huán)-100、100a、100，、100”、100”，。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明實(shí)施例中，“接觸長(zhǎng)度”是指由俯視圖來看固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片接觸部分 的長(zhǎng)度。在第一實(shí)施例中，通過位于固定環(huán)的內(nèi)壁上的突出結(jié)構(gòu)而使固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片 接觸的面積減少，以達(dá)到減少晶片周圍的研磨墊產(chǎn)生變形的面積、提高對(duì)晶片邊緣的研磨 速率的控制以及有效清洗固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片邊緣之間的研漿與研磨副產(chǎn)物的目的。此外，在第二實(shí)施例中，通過使固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片之間的總接觸長(zhǎng)度小于晶片 的周長(zhǎng)的80%來減少固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片接觸的面積，以達(dá)到減少晶片周圍的研磨墊產(chǎn)生 變形的面積、提高對(duì)晶片邊緣的研磨速率的控制以及有效清洗固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片邊緣之 間的研漿與研磨副產(chǎn)物的目的。另外，在第三實(shí)施例中，通過改變固定環(huán)的內(nèi)壁的形狀而使固定環(huán)的內(nèi)壁的形狀 與晶片的形狀不同，以減少固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片接觸的面積，進(jìn)而達(dá)到減少晶片周圍的研 磨墊產(chǎn)生變形的面積、提高對(duì)晶片邊緣的研磨速率的控制以及有效清洗固定環(huán)的內(nèi)壁與晶 片邊緣之間的研漿與研磨副產(chǎn)物的目的。
為了方便描述，在以下各實(shí)施例中將省略化學(xué)機(jī)械研磨工藝中的其他設(shè)備(如研 磨墊等)，而僅描述固定環(huán)與晶片之間的關(guān)系。此外，在以下各實(shí)施例中，相同的元件將以相 同的標(biāo)號(hào)來表示。第一實(shí)施例圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的一種用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)的俯視示意圖。請(qǐng)參 照?qǐng)D1，用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)100適于固定晶片102，而晶片102上已形成有各種待 研磨的膜層(未繪示)。固定環(huán)100位于晶片的周圍且固定環(huán)100的內(nèi)壁與晶片102接觸， 以將晶片102固定住而避免晶片102在研磨的過程中滑脫。固定環(huán)100的內(nèi)壁具有多個(gè)突 出結(jié)構(gòu)104。在本實(shí)施例中，突出結(jié)構(gòu)104例如是半圓狀的結(jié)構(gòu)。由于突出結(jié)構(gòu)104為半圓 狀的結(jié)構(gòu)，因此由俯視圖來看每一個(gè)突出結(jié)構(gòu)104與晶片102的接觸部分為“點(diǎn)”，亦即減少 了固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片之間的接觸部分。在本實(shí)施例中，由于減少了固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片之間的接觸部分，因此可以減小 晶片周圍的研磨墊在研磨過程中產(chǎn)生變形的面積，進(jìn)而可以有效地控制晶片邊緣的研磨速 率。此外，由于固定環(huán)的內(nèi)壁僅與晶片的一部分邊緣接觸，而非完全接觸，因此易于清洗固 定環(huán)的內(nèi)壁與晶片邊緣之間的研漿與研磨副產(chǎn)物。需要說明的是，在其他實(shí)施例中，突出結(jié)構(gòu)也可以具有其他合適的數(shù)量與形狀，只 要能夠與晶片接觸而將晶片固定住即可。舉例來說，圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的另一種用 于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)的俯視示意圖。在圖2中，固定環(huán)IOOa的突出結(jié)構(gòu)104a例如是 正方形的突出結(jié)構(gòu)。此外，視實(shí)際需求，還可以進(jìn)一步使突出結(jié)構(gòu)與晶片之間的接觸長(zhǎng)度的總和小于 晶片的周長(zhǎng)的80%，以有效地減少固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片之間的接觸部分。第二實(shí)施例圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例的用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)的俯視示意圖。為了減少 了固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片之間的接觸部分，在本實(shí)施例中固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片之間的總接觸 長(zhǎng)度小于晶片的周長(zhǎng)的80%，且使用于固定環(huán)的內(nèi)壁形成溝槽的方式來減少固定環(huán)的內(nèi)壁 與晶片之間的總接觸長(zhǎng)度。請(qǐng)參照?qǐng)D3，固定環(huán)100’的內(nèi)壁具有多個(gè)溝槽106，且這些溝槽 106的寬度W的總和大于晶片102的周長(zhǎng)的20%。也就是說，由于固定環(huán)100’的內(nèi)壁具有 寬度總和大于晶片102的周長(zhǎng)的20%的溝槽106，因此使得固定環(huán)100’的內(nèi)壁與晶片102 之間的總接觸長(zhǎng)度可以小于晶片102的周長(zhǎng)的80%，進(jìn)而可以達(dá)到減少晶片周圍的研磨墊 產(chǎn)生變形的面積、有效控制晶片邊緣的研磨速率以及易于清洗固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片邊緣之 間的研漿與研磨副產(chǎn)物的目的。當(dāng)然，在本實(shí)施例中，溝槽106的寬度與數(shù)量并不受到限制，只要所有溝槽106的 寬度總和大于晶片102的周長(zhǎng)的20%即可。此外，在其他實(shí)施例中，上述的溝槽106亦可用開口來取代，只要開口的寬度總和 大于晶片102的周長(zhǎng)的20%即可。需要了解的是，上述的“溝槽”形成于固定環(huán)的內(nèi)壁且未穿透固定環(huán)，而“開口”則 是形成于固定環(huán)的內(nèi)壁且穿透固定環(huán)。第三實(shí)施例圖4為本發(fā)明第三實(shí)施例的一種用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)的俯視示意圖。為了減少了固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片之間的接觸部分，本實(shí)施例使用改變固定環(huán)的內(nèi)壁形狀的方 式。請(qǐng)參照?qǐng)D4，固定環(huán)100”的內(nèi)壁形狀為四邊形，其與晶片102的形狀(圓形)不同。詳 細(xì)地說，由于固定環(huán)100”的內(nèi)壁形狀為四邊形，因此固定環(huán)100”的內(nèi)壁與晶片102的接觸 部分為四個(gè)“點(diǎn)”，亦即減少了固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片之間的接觸部分，因而可以達(dá)到減少晶 片周圍的研磨墊產(chǎn)生變形的面積、有效控制晶片邊緣的研磨速率以及易于清洗固定環(huán)的內(nèi) 壁與晶片邊緣之間的研漿與研磨副產(chǎn)物的目的。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，固定環(huán)100”的內(nèi)壁形狀也可以是與晶片102的形狀(圓
形)不同的任何形狀(非圓形)，例如三角形、五邊形、六邊形......等等的多邊形。舉例
來說，圖5為本發(fā)明第三實(shí)施例的另一種用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)的俯視示意圖。在圖 5中，固定環(huán)100”’的內(nèi)壁形狀例如為六邊形。此外，視實(shí)際需求，還可以進(jìn)一步使固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片之間的總接觸長(zhǎng)度小于 晶片的周長(zhǎng)的80%，以有效地減少了固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片之間的接觸部分。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡 管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然 可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替 換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精 神和范圍。
權(quán)利要求
一種用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)，適于固定一晶片，該固定環(huán)的內(nèi)壁與該晶片接觸，且該固定環(huán)的內(nèi)壁與該晶片之間的總接觸長(zhǎng)度小于該晶片的周長(zhǎng)的80％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)，其中該固定環(huán)的內(nèi)壁具有多個(gè) 溝槽，且該些溝槽的寬度的總和大于該晶片的周長(zhǎng)的20%。
3.一種用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)，適于固定一晶片，該固定環(huán)的內(nèi)壁與該晶片接觸， 且該固定環(huán)的內(nèi)壁的形狀與該晶片的形狀不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)，其中該固定環(huán)的內(nèi)壁的形狀為 非圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)，其中該固定環(huán)的內(nèi)壁的形狀為 多邊形。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)，其中該固定環(huán)的內(nèi)壁與該晶片 之間的總接觸長(zhǎng)度小于該晶片的周長(zhǎng)的80%。
7.一種用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)，適于固定一晶片，該固定環(huán)的內(nèi)壁與該晶片接觸， 且該固定環(huán)的內(nèi)壁具有多個(gè)突出結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)，其中該些突出結(jié)構(gòu)與該晶片之 間的接觸長(zhǎng)度的總和小于該晶片的周長(zhǎng)的80%。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于化學(xué)機(jī)械研磨的固定環(huán)。其適于固定晶片。固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片接觸，且固定環(huán)的內(nèi)壁與晶片之間的總接觸長(zhǎng)度小于晶片的周長(zhǎng)的80％。
文檔編號(hào)B24B37/04GK101987430SQ20091015903
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2009年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月29日
發(fā)明者劉慶冀, 張雙燻, 林春賓, 王大仁 申請(qǐng)人:瑞晶電子股份有限公司