化学机械研磨装置的晶圆载具结构制造方法及图纸

一种化学机械研磨装置的晶圆载具结构，包括一研磨头与一研磨垫调节器，其中研磨头具有一底部以及固放在底部的一晶圆边缘压覆环，用以固定一晶圆于研磨头的底部。而研磨垫调节器固定在晶圆边缘压覆环的表面，或是环绕在研磨头的侧边，或是嵌入在晶圆边缘压覆环的表面，以使研磨垫调节器与研磨头结合成一装置。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种化学机械研磨(Chemical MechanicalPolishing，CMP)装置，且特别是有关于一种化学机械研磨装置的晶圆载具(Wafer Carrier)结构。附图说明图1是公知的化学机械研磨装置的侧视简图；图2是公知的化学机械研磨装置的俯视简图。请同时参照图1与图2。公知化学机械研磨装置包括一研磨台100(Polishing Table)、一晶圆载具106、一研磨垫(Polishing Pad)102、一管件110(Tube)以及一研磨垫调节器(Conditioner)108。其中晶圆载具106用来抓住被研磨的晶圆104，其具有一用以吸住晶圆104的真空孔洞(未绘示)以及用以支撑晶圆104的一晶圆边缘压覆环105(Retaining Ring)等其它构件。研磨垫102铺在研磨台100上。管件110用来输送研磨液(Slurry)110a到研磨垫102上。而研磨垫调节器108具有许多钻石颗粒(Diamond Grits)，用以刮粗研磨垫102的表面，为了去除残留于研磨垫中的研磨液。当进行化学机械研磨时，研磨台100与晶圆载具106分别沿一定的方向旋转，且晶圆载具106抓住晶圆104的背面104a，将晶圆104的正面104b压在研磨垫102上。管件110将研磨液110a持续不断地供应到研磨垫102上。所以，化学机械研磨程序就是当晶圆上凸出的部分和研磨垫接触时，利用研磨液110a中的化学试剂，在晶圆104的正面104b上产生化学反应，再配合晶圆104在研磨垫102上通过研磨液110a中的研磨粒(Abrasive Particles)辅助的机械研磨，去除与研磨垫相接触的凸出部份，反复上述化学反应与机械研磨，即可形成平坦的表面。一般研磨垫上有助于传输研磨液及研磨的孔洞，研磨垫的表面粗糙有1到2μm的凹凸不平，以帮助抓住和传输研磨液，在研磨几片晶圆后，研磨垫表面的凹凸不平变平坦，以致抓研磨液的能力和压力降低，而使研磨的速率降低；同时研磨垫中的孔洞会被一些研磨材料(例如研磨液里的研磨颗粒，或是来自晶圆中被研磨掉的物质)填满，使得研磨特性有所改变，而影响研磨效果。因此需要以研磨垫调节器108来调节(Conditioning)研磨垫，以恢复凹凸不平的表面及去掉孔洞中的研磨材料。然而，公知的化学机械研磨装置的晶圆载具与研磨垫调节器两者是分开的，而占用了许多化学机械研磨机台的空间。而且公知研磨垫调节器的构造复杂、维护不易。本专利技术的另一目的是提供一种化学机械研磨装置的晶圆载具结构，利用将晶圆载具与研磨垫调节器结合在一起，以简化机台的耗材，而节省维护所需的成本与人力。因此本专利技术提出一种化学机械研磨装置的晶圆载具结构，包括一研磨头与一研磨垫调节器，其中研磨头具有一底部以及固放在底部的一晶圆边缘压覆环，用以固定一晶圆在研磨头的底部，而研磨垫调节器固定在晶圆边缘压覆环的表面。此研磨垫调节器可与此化学机械研磨装置的一研磨垫接触。本专利技术提出一种化学机械研磨装置的晶圆载具结构，包括一研磨头与一研磨垫调节器，其中研磨头具有一底部以及固放在底部的一晶圆边缘压覆环，用以固定一晶圆在研磨头的底部，而研磨垫调节器环绕在研磨头的侧边，且研磨垫调节器的一刷面与晶圆边缘压覆环的表面大致平行。此研磨垫调节器可与此化学机械研磨装置的一研磨垫接触。本专利技术提出一种化学机械研磨装置的晶圆载具结构，包括一研磨头与一研磨垫调节器，其中研磨头具有一底部以及固放在底部的一晶圆边缘压覆环，用以固定一晶圆在研磨头的底部，且研磨垫调节器嵌入在晶圆边缘压覆环的表面。此研磨垫调节器可与此化学机械研磨装置的一研磨垫接触。本专利技术的晶圆载具将研磨头与研磨垫调节器结合在一起，因此可使化学机械研磨机台空间更有效的利用。本专利技术的晶圆载具将研磨头与研磨垫调节器结合在一起，因此可简化机台的耗材，而节省维护所需的成本与人力。本专利技术的晶圆载具将研磨头与研磨垫调节器结合在一起，因此晶圆载具中的晶圆在进行研磨的过程中，可同时进行研磨垫的调节，以提升研磨的功效。为让本专利技术的上述和其它目的、特征、和优点能明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。图1为公知化学机械研磨装置侧视简图；图2为公知化学机械研磨装置俯视简图；图3是依照本专利技术第一实施例的化学机械研磨装置的晶圆载具结构示意图；图4是依照本专利技术第一实施例的化学机械研磨装置的晶圆载具结构示意图；图5是依照本专利技术第二佳实施例的化学机械研磨装置的晶圆载具结构示意图；图6是依照本专利技术第二佳实施例的化学机械研磨装置的晶圆载具结构示意图；图7是依照本专利技术第三实施例的化学机械研磨装置的晶圆载具结构示意图；图8是依照本专利技术第三实施例的化学机械研磨装置的晶圆载具结构示意图。标号说明100研磨台102研磨垫104、302、402、502晶圆104a晶圆的背面104b晶圆的正面105、307、407、507晶圆边缘压覆环301、401、501研磨头106、300、400、500晶圆载具108、308、408、508研磨垫调节器110管件 110a研磨液304刷盘306、406、506颗粒404、504刷柄406、506刷面请参照图3，本实施例的晶圆载具300结构包括一研磨头301与一研磨垫调节器308，其中一晶圆302固定在研磨头301底部的一晶圆边缘压覆环307的内部，而研磨垫调节器308固定在晶圆边缘压覆环307的表面。其中晶圆载具300结构还包括贴附有一弹性多孔性载具膜(未绘示)的晶圆载具，以将晶圆302压入已湿润的载具膜内，用以固定晶圆302。另一种晶圆载具300结构还包括具有一真空孔洞(未绘示)，利用一真空负压吸住晶圆302，而在研磨时通入氮气正压，以微调研磨时晶圆中心及边缘磨除速率，并且采用浮动式导圈(Floating Retaining Ring)(未绘示)，以将晶圆302边缘的应力转移至浮动式导圈上，并通过施加一气压于浮动式导圈上，使其与研磨垫接触。本实施例的研磨垫调节器308由刷盘304与数个坚硬颗粒306所组成，其中刷盘304固定在晶圆边缘压覆环307的表面，且刷盘304的厚度相当薄，因此并不会影响晶圆302的研磨。而数个坚硬颗粒306镶嵌在刷盘304上。其中数个坚硬颗粒306的材质例如为钻石、陶瓷。请参照图4，本实施例还包括直接在研磨头301底部的晶圆边缘压覆环307表面制作纹路或颗粒图案，以作为研磨垫调节器之用。本专利技术的研磨垫调节器308(或表面具有纹路或颗粒图案的晶圆边缘压覆环307)可与一研磨垫接触来调节研磨垫，当进行研磨晶圆的同时，可进行研磨垫的调节，以使研磨垫恢复成凹凸不平的表面并去掉孔洞中的研磨材料。第二实施例图5与图6所示，其绘示依照本专利技术第二实施例的化学机械研磨装置的晶圆载具结构示意图。请参照图5，本实施例的晶圆载具400结构包括一研磨头401以及一研磨垫调节器408，其中一晶圆402固定于研磨头401底部的一晶圆边缘压覆环407的内部，而研磨垫调节器408连接在研磨头401的侧边，且研磨垫调节器408的一刷面405与晶圆边缘压覆环407的表面平行。其中晶圆载具400结构还包括贴附有一弹性多孔性载具膜(未绘示)的晶圆载具，以将晶圆402压入已湿润的载具膜内，用以固定晶圆402本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学机械研磨装置的晶圆载具结构，其特征在于：包括：一研磨头，具有一底部以及固放在该底部的一晶圆边缘压覆环，用以固定一晶圆于该研磨头的底部；一研磨垫调节器，该研磨垫调节器固定在该晶圆边缘压覆环的表面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪永泰，黄启东，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]