CN102729142B - 薄膜 - Google Patents

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    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/27—Work carriers
    • B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

一种薄膜，适用于安装在化学机械研磨机的研磨头上，且薄膜包括主要部分及边缘部分。边缘部分位于主要部分的边缘，其特征在于主要部分与边缘部分之间的第一夹角为钝角。本发明可使经研磨后的基材具有较佳的表面平坦度。

Description

薄膜
技术领域
本发明涉及一种薄膜，尤其涉及一种用于安装在化学机械研磨机的研磨头上的薄膜。
背景技术
随着元件尺寸持续缩减，微影曝光解析度相对增加，伴随着曝光景深的缩减，对于晶片表面的高低起伏程度的要求更为严苛。因此在进入深亚微米的制程时，晶片的平坦化就依赖化学机械研磨制程来完成，它独特的非等向性磨除性质除了用于晶片表面轮廓的平坦化之外，亦可应用于垂直及水平金属内连线的镶嵌结构的制作、前段制程中元件浅沟渠隔离制作及先进元件的制作、微机电系统平坦化和平面显示器制作等。
化学机械研磨主要是利用研浆中的化学助剂(reagent)，在晶圆的正面上产生化学反应，形成易研磨层，再配合晶圆在研磨垫上，藉由研浆中的研磨粒(abrasive particles)辅助的机械研磨，将易研磨层的突出部分研磨，反复上述化学反应与机械研磨，即可形成平坦的表面。
然而，当化学机械研磨机的研磨头将晶圆置放于研磨垫上时，研磨头的固定环(retainer ring)会压迫研磨垫，造成研磨垫产生变形。在对晶圆进行研磨时，研磨垫因变形而产生的突起部会对晶圆边缘造成压力，而使晶圆边缘的研磨速率过快，且研磨垫的变形会使得晶圆上的部分区域的研磨速率较慢，然而这些现象会使得经研磨后的晶圆的表面平坦度不佳。
发明内容
本发明提供一种薄膜，其可有效地解决研磨速率不均的问题。
本发明提出一种薄膜，适用于安装在化学机械研磨机的研磨头上，且薄膜包括主要部分及边缘部分。边缘部分位于主要部分的边缘，其中主要部分与边缘部分之间的第一夹角为钝角。
依照本发明的一实施例所述，在上述的薄膜中，研磨头的框架包括框架主体及固定环，薄膜安装于框架主体上，且固定环围绕且连接框架主体，当固定环压迫研磨垫时，使得位于固定环内部的研磨垫形成突起部，而在研磨垫的平坦部与突起部之间形成第二夹角，第一夹角例如是大体上等于第二夹角。
依照本发明的一实施例所述，在上述的薄膜中，边缘部分的作用范围例如是大体上等于研磨垫的突起部的所在范围。
依照本发明的一实施例所述，在上述的薄膜中，第二夹角例如是90度至180度。
依照本发明的一实施例所述，在上述的薄膜中，第一夹角例如是90度至180度。
依照本发明的一实施例所述，在上述的薄膜中，薄膜的材料例如是橡胶。
依照本发明的一实施例所述，在上述的薄膜中，主要部分与边缘部分例如是一体成型。
基于上述，在本发明所提出的薄膜中，由于薄膜的主要部分与边缘部分之间的夹角为钝角，此种薄膜的设计方式可有效地预先释放(pre-release)研磨垫的突起部压迫在基材边缘上的压力，因此可提升基材各位置的研磨速率的一致性，进而使得经研磨后的基材具有较佳的表面平坦度。
为让本发明的上述特征能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明的一实施例的薄膜的立体剖面图。
图2为将图1的薄膜安装在化学机械研磨机的研磨头上的示意图。
附图标记：
100：薄膜
102：主要部分
104：边缘部分
200：化学机械研磨机
202：研磨头
204：框架
206：框架主体
208：固定环
210：研磨垫
212：突起部
214：平坦部
EL：延伸线
L1、L2、L3、L4：长度延伸方向
S：容物空间
W：晶圆
θ1：第一夹角
θ2：第二夹角
具体实施方式
图1为本发明的一实施例的薄膜的立体剖面图。
请同时参照图1，薄膜100适用于安装在化学机械研磨机的研磨头上。薄膜100包括主要部分102及边缘部分104。边缘部分104位于主要部分102的边缘。薄膜100的材料例如是橡胶。主要部分102与边缘部分104例如是一体成型。
主要部分102与边缘部分104之间的第一夹角θ1为钝角，将第一夹角θ1设计成钝角的目的在于使薄膜100的边缘部分104上扬，以在边缘部分104与主要部分102的延伸线EL之间形成容物空间S。在此实施例中，第一夹角θ1定义为图1中主要部分102的长度延伸方向L1与边缘部分104的长度延伸方向L2的夹角。其中，长度延伸方向L1及长度延伸方向L2分别代表主要部分102与边缘部分104的整体延伸方向。第一夹角θ1例如是90度至180度。
基于上述实施例可知，由于将薄膜100的主要部分102与边缘部分104之间的第一夹角θ1设计为钝角，所以可在边缘部分104与主要部分102的延伸线EL之间形成容物空间S。容物空间S可容纳由研磨垫变形所导致的突起，而使得薄膜100可有效地预先释放研磨垫的突起部压迫在基材边缘上的压力。
图2为将图1的薄膜安装在化学机械研磨机的研磨头上的示意图。
请同时参照图1及图2，在化学机械研磨机200中，研磨头202的框架204包括框架主体206及固定环208，且固定环208围绕且连接框架主体206。
薄膜100安装于研磨头202的框架主体206上，且关于薄膜100的设计、材料及功效已于上述图1的实施例中进行详尽地描述，固于此不再赘述。
在此实施例中，进行研磨的基材例如是以晶圆W为例进行说明。当在对晶圆W等基材进行研磨时，会先利用研磨头202将晶圆W放置于研磨垫210上，此时固定环208会压迫研磨垫210，使得位于固定环208内部的研磨垫210形成突起部212。因此，在研磨垫210的平坦部214与突起部212之间会形成第二夹角θ2，第二夹角θ2为钝角。第一夹角θ1例如是大体上等于第二夹角θ2。在此实施例中，第二夹角θ2定义为图2中平坦部214的长度延伸方向L3与突起部212的长度延伸方向L4的夹角。其中，长度延伸方向L3及长度延伸方向L4分别代表平坦部214与突起部212的整体延伸方向。第二夹角θ2例如是90度至180度。薄膜100的边缘部分104的作用范围例如是大体上等于研磨垫210的突起部212的所在范围。由上述可知，薄膜100的第一夹角θ1及边缘部分104的作用范围例如是依据研磨垫210的第二夹角θ2及突起部212的所在范围而进行设计。
基于上述实施例可知，当研磨头202的固定环208压迫研磨垫210而形成突起部212时，由于将薄膜100的主要部分102与边缘部分104之间的第一夹角θ1设计为钝角，所以可在边缘部分104与主要部分102的延伸线EL之间形成容物空间S。薄膜100的边缘部分104下方的容物空间S可用以容纳晶圆W的边缘因突起部212的加压而产生变形的部分，进而可有效地预先释放研磨垫210的突起部212压迫在晶圆W边缘上的压力。因此，可提升晶圆W各位置的研磨速率的一致性，进而使得经研磨后的晶圆W具有较佳的表面平坦度。
综上所述，上述实施例的薄膜至少具有下列特征：
1、上述实施例的薄膜可有效地预先释放研磨垫的突起部压迫在基材边缘上的压力。
2、藉由上述实施例的薄膜可提升研磨速率的一致性，且可使得经研磨后的基材具有较佳的表面平坦度。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的普通技术人员，当可作些许更动与润饰，而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (6)

1.一种薄膜，适用于安装在一化学机械研磨机的一研磨头上，该薄膜包括：
一主要部分；以及
一边缘部分，位于该主要部分的边缘，该主要部分与该边缘部分之间的一第一夹角为钝角，
该薄膜的特征在于，该研磨头的一框架包括一框架主体及一固定环，该薄膜安装于该框架主体上，且该固定环围绕且连接该框架主体，当该固定环压迫一研磨垫时，使得位于该固定环内部的该研磨垫形成一突起部，而在该研磨垫的一平坦部与该突起部之间形成一第二夹角，该第一夹角大体上等于该第二夹角。
2.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于该边缘部分的作用范围大体上等于该研磨垫的该突起部的所在范围。
3.根据权利要求1项所述的薄膜，其特征在于该第二夹角为90度至180度。
4.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于该第一夹角为90度至180度。
5.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于该薄膜的材料包括橡胶。
6.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于该主要部分与该边缘部分为一体成型。
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