專利名稱：用于化學機械研磨的固定環的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于化學機械研磨的設備，且特別涉及一種用于化學機械研磨的 固定環(retainer ring) 0
背景技術：
在半導體工藝技術中，表面平坦化是處理高密度微影的一項重要技術。沒有 高低起伏的平坦表面才能夠避免曝光時造成散射，以達成精密的圖案轉移(pattern transfer) 0化學機械研磨法為現在唯一能提供超大規模集成電路(very-large scale integration, VLSI),(ultra-large scale integration, ULSI)工 藝“全面性平坦化(globalplanarization)”的一種技術。因此，目前晶片的平坦化都是以 化學機械研磨工藝來完成。一般來說，化學機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上來進行研磨。此外，在研磨的過程中，通常會將固定環 (retainer ring)配置在晶片的周圍，以防止晶片滑脫。為了使固定環能夠有效地防止晶片滑脫，通常會施加極大的下壓力來固定晶片。 然而，極大的下壓力往往會造成晶片周圍的研磨墊產生形變(rebound)，導致晶片邊緣的研 磨速率不易控制。此外，由于固定環的內壁與晶片的邊緣完全接觸，使得研漿或研磨副產物 容易殘留在固定環的內壁與晶片的邊緣之間且不容易清洗，因而產生許多顆粒(particle) 而導致晶片受到損害。
發明內容
本發明提供一種化學機械研磨的固定環，其可以減小晶片周圍的研磨墊產生變形 的面積。本發明提供一種化學機械研磨的固定環，其可以減少殘留在固定環的內壁與晶片 的邊緣之間的研漿或研磨副產物。本發明再提供一種化學機械研磨的固定環，其可以提高對晶片邊緣的研磨速率的 控制。本發明提出一種用于化學機械研磨的固定環，其適于固定晶片。固定環的內壁與 晶片接觸，且固定環的內壁與晶片之間的總接觸長度小于晶片的周長的80%。依照本發明實施例所述的用于化學機械研磨的固定環，上述的固定環的內壁例如 具有多個溝槽，且這些溝槽的寬度的總和大于晶片的周長的20%。本發明還提出一種用于化學機械研磨的固定環，其適于固定晶片。固定環的內壁 與晶片接觸，且固定環的內壁的形狀與晶片的形狀不同。依照本發明實施例所述的用于化學機械研磨的固定環，上述的固定環的內壁的形 狀例如為非圓形。依照本發明實施例所述的用于化學機械研磨的固定環，上述的固定環的內壁的形狀例如為多邊形。依照本發明實施例所述的用于化學機械研磨的固定環，上述的固定環的內壁與晶 片之間的總接觸長度例如小于晶片的周長的80%。本發明再提出一種用于化學機械研磨的固定環，其適于固定晶片。固定環的內壁 與晶片接觸，且固定環的內壁具有多個突出結構(protrusion)。依照本發明實施例所述的用于化學機械研磨的固定環，上述的突出結構與晶片之 間的接觸長度的總和例如小于晶片的周長的80%。基于上述，本發明減少了固定環的內壁與晶片接觸的面積，因此可以較容易地清 洗固定環的內壁與晶片邊緣之間的研漿以及研磨副產物，以避免殘留的研漿以及研磨副產 物對晶片造成傷害。此外，本發明亦有效地減少了晶片周圍的研磨墊產生變形的面積，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。為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下面特舉實施例，并配合附圖作詳 細說明如下。
圖1為本發明第一實施例的一種用于化學機械研磨的固定環的俯視示意圖。圖2為本發明第一實施例的另一種用于化學機械研磨的固定環的俯視示意圖。圖3為本發明第二實施例的用于化學機械研磨的固定環的俯視示意圖。圖4為本發明第三實施例的一種用于化學機械研磨的固定環的俯視示意圖。圖5為本發明第三實施例的另一種用于化學機械研磨的固定環的俯視示意圖。主要元件符號說明晶片-102；突出結構-104、104a ；溝槽-106;寬度-W;固定環-100、100a、100，、100”、100”，。
具體實施例方式在本發明實施例中，“接觸長度”是指由俯視圖來看固定環的內壁與晶片接觸部分 的長度。在第一實施例中，通過位于固定環的內壁上的突出結構而使固定環的內壁與晶片 接觸的面積減少，以達到減少晶片周圍的研磨墊產生變形的面積、提高對晶片邊緣的研磨 速率的控制以及有效清洗固定環的內壁與晶片邊緣之間的研漿與研磨副產物的目的。此外，在第二實施例中，通過使固定環的內壁與晶片之間的總接觸長度小于晶片 的周長的80%來減少固定環的內壁與晶片接觸的面積，以達到減少晶片周圍的研磨墊產生 變形的面積、提高對晶片邊緣的研磨速率的控制以及有效清洗固定環的內壁與晶片邊緣之 間的研漿與研磨副產物的目的。另外，在第三實施例中，通過改變固定環的內壁的形狀而使固定環的內壁的形狀 與晶片的形狀不同，以減少固定環的內壁與晶片接觸的面積，進而達到減少晶片周圍的研 磨墊產生變形的面積、提高對晶片邊緣的研磨速率的控制以及有效清洗固定環的內壁與晶 片邊緣之間的研漿與研磨副產物的目的。
為了方便描述，在以下各實施例中將省略化學機械研磨工藝中的其他設備(如研 磨墊等)，而僅描述固定環與晶片之間的關系。此外，在以下各實施例中，相同的元件將以相 同的標號來表示。第一實施例圖1為本發明第一實施例的一種用于化學機械研磨的固定環的俯視示意圖。請參 照圖1，用于化學機械研磨的固定環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100位于晶片的周圍且固定環100的內壁與晶片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100的內壁具有多個突 出結構104。在本實施例中，突出結構104例如是半圓狀的結構。由于突出結構104為半圓 狀的結構，因此由俯視圖來看每一個突出結構104與晶片102的接觸部分為“點”，亦即減少 了固定環的內壁與晶片之間的接觸部分。在本實施例中，由于減少了固定環的內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生變形的面積，進而可以有效地控制晶片邊緣的研磨速 率。此外，由于固定環的內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 定環的內壁與晶片邊緣之間的研漿與研磨副產物。需要說明的是，在其他實施例中，突出結構也可以具有其他合適的數量與形狀，只 要能夠與晶片接觸而將晶片固定住即可。舉例來說，圖2為本發明第一實施例的另一種用 于化學機械研磨的固定環的俯視示意圖。在圖2中，固定環IOOa的突出結構104a例如是 正方形的突出結構。此外，視實際需求，還可以進一步使突出結構與晶片之間的接觸長度的總和小于 晶片的周長的80%，以有效地減少固定環的內壁與晶片之間的接觸部分。第二實施例圖3為本發明第二實施例的用于化學機械研磨的固定環的俯視示意圖。為了減少 了固定環的內壁與晶片之間的接觸部分，在本實施例中固定環的內壁與晶片之間的總接觸 長度小于晶片的周長的80%，且使用于固定環的內壁形成溝槽的方式來減少固定環的內壁 與晶片之間的總接觸長度。請參照圖3，固定環100’的內壁具有多個溝槽106，且這些溝槽 106的寬度W的總和大于晶片102的周長的20%。也就是說，由于固定環100’的內壁具有 寬度總和大于晶片102的周長的20%的溝槽106，因此使得固定環100’的內壁與晶片102 之間的總接觸長度可以小于晶片102的周長的80%，進而可以達到減少晶片周圍的研磨墊 產生變形的面積、有效控制晶片邊緣的研磨速率以及易于清洗固定環的內壁與晶片邊緣之 間的研漿與研磨副產物的目的。當然，在本實施例中，溝槽106的寬度與數量并不受到限制，只要所有溝槽106的 寬度總和大于晶片102的周長的20%即可。此外，在其他實施例中，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的周長的20%即可。需要了解的是，上述的“溝槽”形成于固定環的內壁且未穿透固定環，而“開口”則 是形成于固定環的內壁且穿透固定環。第三實施例圖4為本發明第三實施例的一種用于化學機械研磨的固定環的俯視示意圖。為了減少了固定環的內壁與晶片之間的接觸部分，本實施例使用改變固定環的內壁形狀的方 式。請參照圖4，固定環100”的內壁形狀為四邊形，其與晶片102的形狀(圓形)不同。詳 細地說，由于固定環100”的內壁形狀為四邊形，因此固定環100”的內壁與晶片102的接觸 部分為四個“點”，亦即減少了固定環的內壁與晶片之間的接觸部分，因而可以達到減少晶 片周圍的研磨墊產生變形的面積、有效控制晶片邊緣的研磨速率以及易于清洗固定環的內 壁與晶片邊緣之間的研漿與研磨副產物的目的。當然，在其他實施例中，固定環100”的內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為本發明第三實施例的另一種用于化學機械研磨的固定環的俯視示意圖。在圖 5中，固定環100”’的內壁形狀例如為六邊形。此外，視實際需求，還可以進一步使固定環的內壁與晶片之間的總接觸長度小于 晶片的周長的80%，以有效地減少了固定環的內壁與晶片之間的接觸部分。最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡 管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然 可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替 換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精 神和范圍。
權利要求
一種用于化學機械研磨的固定環，適于固定一晶片，該固定環的內壁與該晶片接觸，且該固定環的內壁與該晶片之間的總接觸長度小于該晶片的周長的80％。
2.根據權利要求1所述的用于化學機械研磨的固定環，其中該固定環的內壁具有多個 溝槽，且該些溝槽的寬度的總和大于該晶片的周長的20%。
3.一種用于化學機械研磨的固定環，適于固定一晶片，該固定環的內壁與該晶片接觸， 且該固定環的內壁的形狀與該晶片的形狀不同。
4.根據權利要求3所述的用于化學機械研磨的固定環，其中該固定環的內壁的形狀為 非圓形。
5.根據權利要求4所述的用于化學機械研磨的固定環，其中該固定環的內壁的形狀為 多邊形。
6.根據權利要求3所述的用于化學機械研磨的固定環，其中該固定環的內壁與該晶片 之間的總接觸長度小于該晶片的周長的80%。
7.一種用于化學機械研磨的固定環，適于固定一晶片，該固定環的內壁與該晶片接觸， 且該固定環的內壁具有多個突出結構。
8.根據權利要求7所述的用于化學機械研磨的固定環，其中該些突出結構與該晶片之 間的接觸長度的總和小于該晶片的周長的80%。
全文摘要
本發明提供一種用于化學機械研磨的固定環。其適于固定晶片。固定環的內壁與晶片接觸，且固定環的內壁與晶片之間的總接觸長度小于晶片的周長的80％。
文檔編號B24B37/04GK101987430SQ20091015903
公開日2011年3月23日 申請日期2009年7月29日 優先權日2009年7月29日
發明者劉慶冀, 張雙燻, 林春賓, 王大仁 申請人:瑞晶電子股份有限公司