專利名稱：拋光頭、其邊緣控制環(huán)以及提升晶邊拋光速率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體工藝裝置，且特別是有關(guān)于一種化學(xué)機(jī)械拋 光裝置的拋光頭及其邊緣控制環(huán)，以及提升晶邊拋光速率的方法。
背景技術(shù)：
化學(xué)機(jī)械拋光工藝是目前廣為采用的一種平坦化方法。典型的平坦化方 法是將晶片固定于拋光頭上。然后，將晶片待拋光的表面面向旋轉(zhuǎn)拋光墊設(shè) 置。在進(jìn)行拋光時(shí)，拋光頭會(huì)提供背壓給晶片，拋光墊上通常會(huì)供應(yīng)研漿， 透過晶片與拋光墊的相對移動(dòng)，使得晶片可以同時(shí)藉由化學(xué)力以及機(jī)械力達(dá) 到平坦化的目的。
隨著工藝世代的演進(jìn)，各種改良或新式的化學(xué)機(jī)械拋光裝置應(yīng)運(yùn)而生。 除了拋光墊以及研漿被廣泛的研究的外，在拋光頭方面，也有一些新的發(fā)展。
圖1所示為習(xí)知一種拋光頭的示意圖。目前有一些拋光頭100包括可撓 性薄膜(flexible membrane)l 10、邊緣控制環(huán)(edge control ring)l50以及固定環(huán) (retainingring)190。固定環(huán)190用以限制晶片10不超出于可撓性薄膜110的 底表面112a下方。邊緣控制環(huán)150則位在可撓性薄膜110以及固定環(huán)190 之間。邊緣控制環(huán)150的內(nèi)表面可與可撓式薄膜110的筒部116貼合。邊緣 控制環(huán)150的底面154與可撓性薄膜110的唇部114之間有間隙130?？蓳?性薄膜110的底部112的底表面(mounting surface)112a，可與下方的晶片10 貼合。晶片IO上的負(fù)載可藉由可撓性薄膜110后方的腔室(未繪示)壓力的施 加以及抽真空來控制。
然而，以上述拋光頭進(jìn)行CMP時(shí)，晶邊的拋光速率不足，時(shí)常會(huì)發(fā)生 晶邊殘留導(dǎo)致短路的問題，而影響成品率。
美國專利US 6,979,250及US 6,776,694均針對晶邊殘留的問題而提出新 的拋光頭。但是，其可以改善的晶邊拋光速率仍是非常有限，晶邊殘留的問 題依然存在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是在提供一種用于化學(xué)機(jī)械拋光裝置的拋光頭，其可有效提升 晶邊的拋光速率以改善晶邊殘留的問題。
本發(fā)明是提供一種用于化學(xué)機(jī)械拋光裝置的拋光頭的邊緣控制環(huán)，其可 以有效提升晶邊的拋光速率，改善晶邊殘留的問題。
本發(fā)明的拋光頭包括固定環(huán)、可撓性薄膜及邊緣控制環(huán)。固定環(huán)是用以 固持晶片。可撓性薄膜包括唇部與底部，其中唇部與底部連接，且底部的底 表面可與晶片貼合。邊緣控制環(huán)設(shè)置于固定環(huán)與可撓性薄膜之間，其包括一 底部，且此底部具有接觸底面。邊緣控制環(huán)的接觸底面與可撓性薄膜的唇部 的外表面在尚未充氣時(shí)，彼此之間相貼合。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的拋光頭中，邊緣控制環(huán)的接觸底面與唇 部的外表面均為傾斜面。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的拋光頭中，邊緣控制環(huán)的底部至少具有 一個(gè)凹陷。、
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的拋光頭中，凹陷為凹陷點(diǎn)或溝槽。 依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的拋光頭中，凹陷為溝槽時(shí)，邊緣控制環(huán)
還包括至少 一個(gè)O型環(huán)位于溝槽之中。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的拋光頭中，邊緣控制環(huán)為包括多個(gè)環(huán)的 組合環(huán)。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的拋光頭中，組合環(huán)的各環(huán)的材質(zhì)不同。 依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的拋光頭中，組合環(huán)包括上環(huán)與下環(huán)，或 是包括內(nèi)環(huán)與外環(huán)。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的拋光頭中，邊緣控制環(huán)上有高度調(diào)整裝置。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的拋光頭中，邊緣控制環(huán)為一體成型。 依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的拋光頭中，邊緣控制環(huán)的底接觸面延伸 至唇部的邊緣。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的拋光頭中，可撓性薄膜的唇部的外表面 與邊緣控制環(huán)的接觸底面皆水平表面。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的拋光頭中，可撓性薄膜的唇部的內(nèi)表面 為傾斜面，且與可撓性薄膜的底部之間具有空隙。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的拋光頭中，可撓性薄膜的唇部為實(shí)心部， 其與可撓性薄膜的底部之間相貼合。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的拋光頭中，可撓性薄膜的唇部的材質(zhì)與 其他部位不同。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的拋光頭中，可撓性薄膜的唇部的材質(zhì)較 硬于其他部位。
本發(fā)明提出一種邊緣控制環(huán)，適用于化學(xué)機(jī)械拋光工藝用的拋光頭。此 邊緣控制環(huán)包括一環(huán)狀主體，其具有內(nèi)、外表面以及連接于其間的傾斜底部， 此傾斜底部包括一傾斜接觸底面，此傾斜接觸底面與一可撓性薄膜的唇部在 尚未充氣時(shí)，其彼此之間相貼合。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的邊緣控制環(huán)還包括與環(huán)狀主體的內(nèi)表面 連接的延伸部，其與可撓性薄膜嚙合。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的邊緣控制環(huán)中，傾斜底部至少具有一個(gè) 凹陷。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的邊緣控制環(huán)中，凹陷為凹陷點(diǎn)或溝槽。 依照本發(fā)明實(shí)施例所述，當(dāng)凹陷為溝槽時(shí)，上述的邊緣控制環(huán)還包括至
少一o型環(huán)位于溝槽之中。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的邊緣控制環(huán)為包括多個(gè)環(huán)的組合環(huán)。 依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的組合環(huán)中各環(huán)的材質(zhì)不同。 依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的組合環(huán)包括上環(huán)與下環(huán)，或是包括內(nèi)環(huán)
與外環(huán)
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的邊緣控制環(huán)是一體成型的。 依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的邊緣控制環(huán)上還有高度調(diào)整裝置。 本發(fā)明提出 一種提升晶邊拋光速率的方法，包括使所使用的拋光頭的邊 緣控制環(huán)的接觸底面與可撓性薄膜的唇部的外表面在尚未充氣時(shí)，其彼此之
間相貝占合。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的提升晶邊拋光速率的方法中，當(dāng)唇部的 外表面為傾斜面時(shí)，則使用接觸底面為傾斜面的邊緣控制環(huán)。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的提升晶邊拋光速率的方法中，當(dāng)唇部的 外表面為水平表面時(shí)，則使用接觸底面為水平表面的邊緣控制環(huán)。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的提升晶邊拋光速率的方法中，所用的邊
緣控制環(huán)的接觸底面延伸至唇部的邊緣。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的提升晶邊拋光速率的方法還包括藉由增 加可撓性薄膜的唇部的重量的方式來增加晶邊上的負(fù)載。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的提升晶邊拋光速率的方法中，增加可撓 性薄膜增的唇部的重量的方法包括使用唇部為實(shí)心的可撓性薄膜。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的提升晶邊拋光速率的方法中，增加可撓 性薄膜增的唇部的重量的方法包括使用唇部的材質(zhì)密度較高于其他部位的 可撓性薄膜。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的提升晶邊拋光速率的方法還包括使用可 調(diào)整高度的邊緣控制環(huán)，藉由邊緣控制環(huán)高度的調(diào)整來增加晶邊上的負(fù)載。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的提升晶邊拋光速率的方法還包括使用接 觸底面具有溝槽且溝槽中具有O型環(huán)的邊緣控制環(huán)。
本發(fā)明的拋光頭的邊緣控制環(huán)底部的接觸底面與可撓式薄膜的唇部在 尚未充氣時(shí)相貼合，可以有效提升晶邊的拋光速率，改善晶邊殘留的問題。
本發(fā)明的方法可以有效提升晶邊的拋光速率，改善晶邊殘留的問題。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較 佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。


圖1所示為習(xí)知一種拋光頭的示意圖。
圖2是依照本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的一種拋光頭在未充氣時(shí)的剖面示意圖。
圖3是依照本發(fā)明另 一 實(shí)施例所繪示的 一種拋光頭在未充氣時(shí)的剖面示意圖。
圖4是依照本發(fā)明又一實(shí)施例所繪示的一種拋光頭在未充氣時(shí)的剖面示意圖。
圖5A和5B是依照本發(fā)明另一實(shí)施例所繪示的一種拋光頭在未充氣時(shí) 的剖面示意圖，其邊緣控制環(huán)是由組合環(huán)構(gòu)成者。
圖6是依照本發(fā)明又一 實(shí)施例所繪示的 一種拋光頭在未充氣時(shí)的剖面示
圖7A、 7B、 7C、 7D、 7E分別是依照本發(fā)明另一實(shí)施例所繪示的拋光
頭在未充氣時(shí)的剖面示意圖，其邊緣控制環(huán)的底部具有各種形狀的凹陷。
圖8依照本發(fā)明又一實(shí)施例所繪示的 一種拋光頭在未充氣時(shí)的剖面示意
圖，其邊緣控制環(huán)的底部具有溝槽且溝槽中具有O型環(huán)。
圖9依照本發(fā)明又一實(shí)施例所繪示的一種拋光頭在未充氣時(shí)的剖面示意 圖，其邊緣控制環(huán)具有高度調(diào)整裝置。
圖10、 IIA與IIB、 12A與12B分別是依照本發(fā)明又一實(shí)施例所繪示的 一種拋光頭在未充氣時(shí)的剖面示意圖，其可撓式薄膜的唇部為實(shí)心部。
圖13依照本發(fā)明又一實(shí)施例所繪示的一種拋光頭在未充氣時(shí)的剖面示 意圖，其可撓式薄膜的唇部與其他部位的材質(zhì)不同。
圖14A以及14B分別是依照本發(fā)明另一實(shí)施例所繪示的拋光頭在未充 氣時(shí)的剖面示意圖，其可撓式薄膜的外表面具有各種形狀的凹陷。
主要元件符號(hào)說明 10、 20:晶片
100、 200、 300、 400:拋光頭 110、 210、 310、 410:可撓式薄膜 112、 212:可撓式薄膜的底部 112a:可撓式薄膜的底部的底表面
114、 214、 294、 314、 394、 395、 414、 494、 495:可撓式薄膜的
唇部
116、 216:筒部
130:唇部與邊緣控制環(huán)的底部之間的間隙 150、 250、 350、 450:邊緣控制環(huán) 154、 254、 354、 454:邊緣控制環(huán)的底部 190、 290:固定環(huán)
214a、 294a、 314a、 394a、 395a、 414a、 494a、 495a:可撓性薄膜 的唇部的外表面
214b、 252:可撓性薄膜的唇部的內(nèi)表面
215、 271、 272、 273、 274、 275:可撓性薄膜的唇部的外表面上的
凹陷
218:可撓性薄膜的翼部
222:可撓性薄膜的筒部的外表面 222a:可撓性薄膜的筒部的底端 240:高度調(diào)整裝置 241:螺釘
250a、 250b、 250c、 250c:邊緣控制環(huán)的上、下、內(nèi)、外環(huán) 252、 258:邊緣控制環(huán)的內(nèi)、外表面
254a、 254b、 254c、 271a、 272a、 273a、 274a、 275a:邊緣控制環(huán) 的接觸底面
260:邊緣控制環(huán)的延伸部 Ll-L4:長度代號(hào)
具體實(shí)施例方式
發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)造成圖1所示的先前技術(shù)的晶邊拋光速率不足以及美國 專利US 6,979,250及US 6,776，694無法有效解決晶邊拋光速率不足的關(guān)4建在 于，邊緣控制環(huán)的底面與可撓性薄膜的唇部的外表面在尚未充氣時(shí)，其彼此 之間有間隙存在。當(dāng)可撓性薄膜充氣之后，由于唇部與邊緣控制環(huán)的接觸底 面間有間隙，所以會(huì)向上翹起，使其提供給晶邊的負(fù)載減少或消失，而導(dǎo)致 晶邊拋光的拋光速率不足。
本發(fā)明針對此發(fā)現(xiàn)提出數(shù)種可以增加晶邊負(fù)載的方法，其主要是使拋光 頭的邊緣控制環(huán)的接觸底面與可撓性薄膜的唇部的外表面在尚未充氣時(shí)，其 彼此之間相貼合。如此則充氣時(shí)唇部沒有向上翹起的空間，故可提供足夠的 背壓給晶邊，而可避免晶邊殘留。以下實(shí)施例分別透過邊緣控制環(huán)及/或可撓 式薄膜的改良來增加晶邊上的負(fù)載。
圖2是依照本發(fā)明實(shí)施例所繪示的一種拋光頭在未充氣時(shí)的剖面示意圖。
請參照圖2，本實(shí)施例的拋光頭200包括可撓性薄膜210、 一個(gè)邊緣控 制環(huán)250以及一個(gè)固定環(huán)290。拋光頭200當(dāng)然還包括其他組件，但因非關(guān) 本發(fā)明的特征，故未在此說明且未繪于圖中。固定環(huán)290通常呈環(huán)狀，固定 在主要組件(未繪示)外圍。當(dāng)流體通入拋光頭200中的負(fù)載腔室(未繪示)而 向下推進(jìn)主要組件時(shí)，固定環(huán)290亦會(huì)向下推進(jìn)，而對拋光墊施力。固定環(huán) 290的內(nèi)表面可限制晶片20的位置，使其不會(huì)超出可撓性薄膜210的底表面 212下方。
可撓式薄膜210配置于晶片20上方，包括依序連接的底部212、唇部 214、筒部216以及翼部218。底部212的底表面212a自晶片20的中心延伸 至邊緣，可與整個(gè)晶片20表面貼合。唇部214為傾斜狀，自筒部216的外 表面222的底端延伸而與底部212連接。翼部218則延伸至邊緣控制環(huán)250 以及固定環(huán)290的上。可撓式薄膜210可藉由施壓或抽氣來調(diào)整施加給晶片 20的作用力。
邊緣控制環(huán)250位于可撓式薄膜210與固定環(huán)290之間，其向下延伸而 與可撓式薄膜210的唇部214接觸。也就是說，由習(xí)知的長度Ll延伸為L2。 更具體地說，邊緣控制環(huán)250的環(huán)狀主體包括內(nèi)表面252、外表面258、底 部254與延伸部260。邊緣控制環(huán)250的內(nèi)表面252與可撓式薄膜210的筒 部216貼合。邊緣控制環(huán)250的延伸部260連接內(nèi)表面252，其可與可撓式 薄膜210的筒部216及翼部218嚙合。邊緣控制環(huán)250的底部254呈傾斜狀， 其連接內(nèi)表面252與外表面258，且具有一傾斜接觸底面254a，其在未充氣 時(shí)與可撓式薄膜210的唇部214的外表面214a之間相貼合。
上述解決晶邊殘留的方法是維持習(xí)知可撓式薄膜的結(jié)構(gòu)，透過邊緣控制 環(huán)結(jié)構(gòu)做長度向下延伸為L2的改變，來避免可撓式薄膜在充氣時(shí)翹起的情 形。由于僅需更改邊緣控制環(huán)，不需要改變整個(gè)拋光頭，而邊緣控制環(huán)的制 作又非常容易、快速，且成本低，因此，是一種低成本、可有效解決晶邊殘 留的方法。
在以上的實(shí)施例中，邊緣控制環(huán)的底部是配合可撓性薄膜的傾斜唇部傾 斜面的情形來說明的，然而，并不以此為限，邊緣控制環(huán)的底部也可以是維 持水平面，而藉由可撓式薄膜的唇部的形狀的改變來達(dá)到在未充氣時(shí)兩者之 間相貼合的目的。
圖3是依照本發(fā)明另 一 實(shí)施例所繪示的 一種拋光頭在未充氣時(shí)的剖面示意圖。
請參照圖3，本實(shí)施例的拋光頭300與圖2所示的拋光頭200頗相似， 除了可撓式薄膜310的唇部314及邊緣控制環(huán)350的底部354略有不同之外， 其余皆與圖2所示者相同。在圖3中，與圖2相同者以相同的標(biāo)記來表示， 且不再贅述。
本實(shí)施例的拋光頭300中的邊緣控制環(huán)350仍位于可撓式薄膜310與固 定環(huán)290之間，且同樣延伸至與可撓式薄膜310的唇部314相接觸，其長度為L3。但是，邊緣控制環(huán)350的底部354的底接觸面354a為水平表面，可 撓式薄膜310的唇部314的外表面314a的形狀也變?yōu)樗奖砻?，以在未?氣時(shí)，使得兩者之間相貼合。
上述解決晶邊殘留的方法，主要是透過可撓式薄膜構(gòu)造小幅的修改以及 邊緣控制環(huán)長度的延伸，來避免可撓式薄膜在充氣時(shí)翹起的情形。然而，事 實(shí)上，可以維持習(xí)知既有的邊緣控制環(huán)的構(gòu)造，透過可撓式薄膜的改變，來 避免可撓式薄膜在充氣時(shí)翹起的情形。
圖4是依照本發(fā)明另 一 實(shí)施例所繪示的 一種拋光頭在未充氣時(shí)的剖面示 意圖。
請參照圖4，本實(shí)施例的拋光頭400與圖3所示的拋光頭300頗相似， 除了可撓式薄膜410的唇部414及邊緣控制環(huán)450的長度L4與圖3所示者 (L3)略有不同的外，其余皆與圖3所示者相同。在圖4中，與圖3相同者以 相同的標(biāo)記來表示的，且不再贅述。
本實(shí)施例的邊緣控制環(huán)450的長度L4與形狀大致維持習(xí)知的結(jié)構(gòu)的長 度Ll與形狀。也就是，邊緣控制環(huán)450的長度L4無需像圖3所示的邊緣控 制環(huán)350將長度延伸為L3。為了補(bǔ)償邊緣控制環(huán)450長度上的不足，透過 可撓式薄膜410的唇部414結(jié)構(gòu)上的改變來達(dá)到提升晶邊拋光速率的目的。 可撓式薄膜410的唇部414仍然連接筒部216及底部212，但唇部414是從 筒部216的外表面222的底端222a上方水平延伸與邊緣控制環(huán)450的接觸 底面454a接觸，再至與底部212連4妄。亦即，唇部414的外表面414a向上 移至邊緣控制環(huán)450接觸底面454a的高度，且配合邊緣控制環(huán)450接觸底 面454a的形狀而改變?yōu)樗奖砻妗?br> 以上所述的三種實(shí)施方式中的邊緣控制環(huán)可以是一體成型的方式所形 成者，其材質(zhì)可以選用鋼材，如不4秀鋼。然而，本發(fā)明并不限于此，邊緣控 制環(huán)也可以采用其他種方式組合而成者。以下僅以類似圖2所示的邊緣控制
并不以此為限。
圖5A和5B是依照本發(fā)明另一實(shí)施例所繪示的組合環(huán)構(gòu)成拋光頭的邊 緣控制環(huán)的剖面示意圖。
請參照圖5A,邊緣控制環(huán)250改為由上環(huán)250a及下環(huán)250b組合而成。 上環(huán)250a及下環(huán)250b的材質(zhì)可相同或相異，特別是上環(huán)偏好于使用剛性材 質(zhì)，而下環(huán)偏好于采用彈性材質(zhì)以達(dá)到背壓的調(diào)整。上環(huán)250a及下環(huán)250b 的長度并無特別的限制，可以依據(jù)實(shí)際的需要調(diào)整的。請參照5B，邊緣控 制環(huán)250改為由內(nèi)環(huán)250c及外環(huán)250d組合而成。內(nèi)環(huán)250c及外環(huán)250d的 材質(zhì)可相同或相異，以達(dá)到背壓的調(diào)整。內(nèi)環(huán)250c及外環(huán)250d的寬度并無 特別的限制，可以依據(jù)實(shí)際的需要調(diào)整的。雖然圖5A和5B兩例是以2環(huán) 組合而成的邊緣控制環(huán)250來說明的，然而，并不限于由2環(huán)組成，也可以 由更多環(huán)來組成。
在圖2、 3、 4中所述的邊緣控制環(huán)250、 350、 450的底部254、 354、 454 的接觸底面254a、 354a、 454a是完全與可撓性薄膜210的唇部214貼合的 單一角度平坦表面。然而，本發(fā)明并不限于此，邊緣控制環(huán)250、 350、 450
以下圖6僅以類似圖2所示的邊緣控制環(huán)底部以及可撓式薄膜的唇部均具有 傾斜表面的拋光頭來說明的，然而，本發(fā)明并不以此為限。
請參照圖6,邊緣控制環(huán)250的底部254包括兩個(gè)不同角度的平坦表面 的接觸底面254b、 254c。其中接觸底面254b 4交為陡峭，而接觸底面254c較 為平緩。如此可藉接觸底面254c擠壓較接近晶邊的唇部214,增加晶邊的負(fù) 載。
此夕卜，圖2、 3、 4中所述的邊緣控制環(huán)250、 350、 450的底部254、 354、 454的表面并不限于平坦表面，其亦可以是具有凹陷者。以下僅以類似圖2 所示的邊緣控制環(huán)底部以及可撓式薄膜的唇部均為傾斜面的拋光頭來說明 的，然而，本發(fā)明并不以此為限。
圖7A、 7B、 7C、 7D、 7E分別是依照本發(fā)明另一實(shí)施例所繪示的拋光 頭的剖面示意圖，其中邊緣控制環(huán)的底部至少具有一凹陷。此處所述的凹陷 可以是在邊緣控制環(huán)250單一處的凹陷點(diǎn)，或是一個(gè)環(huán)繞在邊緣控制環(huán)250 的溝槽。當(dāng)此處所述的凹陷為凹陷點(diǎn)時(shí)，凹陷點(diǎn)可以是具有矩形底角的凹陷 271(剖面圖如圖7A)、圓角的凹陷274(剖面圖如圖7D),或是V形凹陷272(剖 面圖如圖7B),抑或是其他各種可能的形狀。
在以下的圖7A-7E的說明中，所述的凹陷是指環(huán)繞在邊緣控制環(huán)250 的溝槽，但，其僅用于說明，本發(fā)明并不以此為限。
請參照圖7A,邊緣控制環(huán)250的底部254具有矩形底角的凹陷271。凹 陷271之間或兩旁為可與唇部214貼合的接觸底面271a。請參照圖7B，邊
緣控制環(huán)250的底部254具有不連續(xù)的V形凹陷272。不連續(xù)的V形凹陷 272之間或兩旁為可與唇部214貼合的接觸底面272a。請參照圖7C,邊緣 控制環(huán)250的底部254具有連續(xù)的V形凹陷273,也就是呈鋸齒狀。呈連續(xù) 的V形凹陷273之間或兩旁為可與唇部214貼合的接觸底面273a。請參照 圖7D，邊緣控制環(huán)250的底部254具有不連續(xù)的圓底凹陷274。不連續(xù)的圓 底凹陷274之間或兩旁為可與唇部214貼合的接觸底面274a。請參照圖7E, 邊緣控制環(huán)250的底部254具有呈連續(xù)的圓底凹陷275。呈連續(xù)的圓底凹陷 275之間或兩旁為可與唇部214貼合的接觸底面275a。在此，呈連續(xù)的圓底 凹陷275之間的接觸底面275a可以說呈環(huán)線狀。
邊緣控制環(huán)底部的凹陷并不僅限于以上所述者，其還可以涵蓋各種可能 的形狀與變化。例如，邊緣控制環(huán)底部具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的凹陷時(shí)，凹陷 的形狀并不限于單一形狀者，其可以具有以上兩種或兩種以上的形狀。又例 如，邊緣控制環(huán)底部具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的凹陷時(shí)，可以是凹陷點(diǎn)及/溝槽。 此外，在以上圖7A、 7B、 7C、 7D、 7E所述的凹陷271、 272、 273、 274、 275中可以再配置套環(huán)。舉例來說，在圖7D所示的不連續(xù)的圓底溝渠狀的 凹陷274中可以配置0型環(huán)(o-ring)280,如圖8所示者。O型環(huán)280的材質(zhì) 可以是橡膠等彈性材質(zhì)。O型環(huán)280可以推擠可撓性薄膜210的唇部214, 以增加晶邊上的負(fù)載，而提升晶邊拋光速率。
邊緣控制環(huán)除了可以具有以上形狀的變化的外，還可以是具有其他裝 置，例如是在邊緣控制環(huán)中裝設(shè)高度調(diào)整裝置。以下圖9僅以類似圖2所示 的邊緣控制環(huán)底部以及可撓式薄膜的唇部均為傾斜面的拋光頭來說明，然 而，本發(fā)明并不以此為限。
請參照圖9,邊緣控制環(huán)250中還裝^:高度調(diào)整裝置240。高度調(diào)整裝 置240例如是在邊緣控制環(huán)250的上環(huán)250a與下環(huán)250b之中形成螺孔并在 其中裝上螺釘241,藉由螺釘241旋轉(zhuǎn)而上或旋轉(zhuǎn)而下來改變邊緣控制環(huán)250 的高度。高度調(diào)整裝置240可改變晶邊的負(fù)載。當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，可以提升晶 邊的拋光速率。
另一方面，本發(fā)明的實(shí)施例也針對可撓式薄膜做改變，來達(dá)到提升晶邊 拋光速率的目的。
在圖2、 3、 4中，可撓式薄膜210、 310、 410的唇部214、 314、 414僅
是一層薄膜，其與底部212之間具有空隙存在。在本實(shí)施例中，可撓式薄膜
的唇部可以是填滿或部分填滿空隙的實(shí)心部，以增加邊緣的重量，提升晶邊
的拋光速率。以下圖10、 IIA與IIB、 12A與12B是分別以類似圖2、 3、 4 所示的拋光頭來說明的，然而，本發(fā)明并不以此為限。
請參照圖10，可撓式薄膜210的唇部294為一實(shí)心部，其外表面294a 與邊緣控制環(huán)250的4矣觸底面254a均為傾斜面。
請參照圖11A,可撓式薄膜310的唇部394為一矩形截面實(shí)心部，其外 表面394a與邊纟彖控制環(huán)350的接觸底面354a均為水平面。
請參照圖11B,可撓式薄膜310的唇部395為一實(shí)心部，其外表面395a 與邊緣控制環(huán)350的接觸底面354a均為水平面。但是，唇部395的內(nèi)表面 395b呈一傾斜面，其與可撓式薄膜310的底部212之間仍有間隙。
請參照圖12A,可撓式薄膜410的唇部494為一加厚的矩形截面實(shí)心部， 其外表面494a與邊緣控制環(huán)450的接觸底面454a均為水平面。
請參照圖12B，可撓式薄膜410的唇部495為一加厚的實(shí)心部，其外表 面495a與邊緣控制環(huán)450的接觸底面454a均為水平面。但是，唇部495的 內(nèi)表面495b為一傾斜面，與可撓式薄膜410的底部212之間仍有間隙。
另一方面，可撓式薄膜的材質(zhì)可以是以單一材質(zhì)來制造，也可以是以兩 種或是兩種以上的材質(zhì)所制造。以類似圖10的例子來說明，唇部294的材 質(zhì)可以與其他部位的材質(zhì)不同，例如是選擇密度或硬度較高于其他部位的材 質(zhì)，如圖13所示者，其可以增加晶邊上的負(fù)載，提升晶邊的拋光速率。
此外，唇部的外表面上也可以具有如同以上邊緣控制環(huán)的底部所形成的 凹陷。在以下14A以及14B僅以圖2以及圖10的拋光頭來說明的，然而， 本發(fā)明并不以此為限。
請參照圖14A/B,可撓性薄膜210的唇部214/294的外表面214a/294a 上可以形成凹陷215。各凹陷215可以是凹陷點(diǎn)或溝槽，其變化如同以上有 關(guān)于圖7A-7E的說明。在此，僅以凹陷為矩形底角溝渠者為例，其他形狀可 參考圖7B-7E所繪示者。
以上所述的實(shí)施例是分別說明邊緣控制環(huán)以及可撓式薄膜的數(shù)種變化。 在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，以上所述的各種邊緣控制環(huán)以及可撓式薄膜可以互相搭配使 用，并不限于使用單一種邊緣控制環(huán)以及可撓式薄膜。
綜合以上所述，本發(fā)明的拋光頭的邊緣控制環(huán)底部的接觸底面與可撓式 薄膜的唇部在尚未充氣時(shí)相貼合，可以有效提升晶邊的拋光速率，改善晶邊
殘留的問題。此外，本發(fā)明的方法可以有效提升晶邊的拋光速率，改善晶邊 殘留的問題。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何 熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤飾， 因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種拋光頭，適用于化學(xué)機(jī)械拋光工藝，包括固定環(huán)，用以固持晶片；可撓性薄膜，包括唇部與底部，該唇部與該底部連接，且該底部的底表面可與該晶片貼合；以及邊緣控制環(huán)，設(shè)置于該固定環(huán)與該可撓性薄膜之間，其包括一底部，該底部具有一接觸底面，其中，該邊緣控制環(huán)的該接觸底面與該可撓性薄膜的該唇部的外表面在尚未充氣時(shí)，其彼此之間相貼合。
2. 權(quán)利要求1所述的拋光頭，其中該邊緣控制環(huán)的該接觸底面與該唇部 的該外表面均為傾斜面。
3. 如權(quán)利要求2所述的拋光頭，其中該邊緣控制環(huán)的該底部至少具有一 個(gè)凹陷。
4. 如權(quán)利要求3所述的拋光頭，其中該凹陷為凹陷點(diǎn)或溝槽。
5. 如權(quán)利要求4所述的拋光頭，其中該凹陷為溝槽，且該邊緣控制環(huán)還 包括至少 一個(gè)O型環(huán)位于該溝槽之中。
6. 如權(quán)利要求2所述的拋光頭，其中該邊緣控制環(huán)為包括多個(gè)環(huán)的組合環(huán)。
7. 如權(quán)利要求6所述的拋光頭，其中該組合環(huán)的各環(huán)的材質(zhì)不同。
8. 如權(quán)利要求6所述的拋光頭，其中該組合環(huán)包括上環(huán)與下環(huán)，或是包 括內(nèi)環(huán)與外環(huán)。
9. 如權(quán)利要求2所述的拋光頭，其中該邊緣控制環(huán)上有高度調(diào)整裝置。
10. 如權(quán)利要求2所述的拋光頭，其中該邊緣控制環(huán)為一體成型。
11. 如權(quán)利要求2所述的拋光頭，其中該邊緣控制環(huán)的該底接觸面延 伸至該唇部的邊纟彖。
12. 權(quán)利要求1所述的拋光頭，其中該可撓性薄膜的該唇部的該外表 面與該邊緣控制環(huán)的該接觸底面均為水平表面。
13. 如權(quán)利要求1所述的拋光頭，其中該可撓性薄膜的該唇部的內(nèi)表 面為傾斜面，且與該可撓性薄膜的該底部之間具有空隙。
14. 如權(quán)利要求1所述的拋光頭，其中該可撓性薄膜的該唇部為一實(shí) 心部，其與該可撓性薄膜的該底部之間相貼合。
15. 如權(quán)利要求1所述的拋光頭，其中該可撓性薄膜的該唇部的材質(zhì) 與其他部位不同。
16. 如權(quán)利要求15所述的拋光頭，其中該可撓性薄膜的該唇部的材質(zhì) 較硬于其他部位。
17. —種邊緣控制環(huán)，適用于化學(xué)機(jī)械拋光工藝用的拋光頭，包括 環(huán)狀主體，具有內(nèi)、外表面以及連接于其間的傾斜底部，該傾斜底部包括傾斜接觸底面，該傾斜接觸底面與可撓性薄膜的唇部在尚未充氣時(shí)，其彼 此之間相貼合。
18. 如權(quán)利要求17所述的邊緣控制環(huán)，還包括與該環(huán)狀主體的內(nèi)表面 連接的延伸部，該延伸部與該可撓性薄膜嚙合。
19. 如權(quán)利要求17所述的邊緣控制環(huán)，其中該傾斜底部至少具有一個(gè) 凹陷。
20. 如權(quán)利要求19所述的邊緣控制環(huán)，其中該凹陷為凹陷點(diǎn)或溝槽。
21. 如權(quán)利要求20所述的邊緣控制環(huán)，其中該凹陷為溝槽，該邊緣控 制環(huán)還包括至少一 0型環(huán)位于該溝槽之中。
22. 如權(quán)利要求17所述的邊緣控制環(huán)，其為包括多個(gè)環(huán)的組合環(huán)。
23. 如權(quán)利要求22所述的邊緣控制環(huán)，其中各環(huán)的材質(zhì)不同。
24. 如權(quán)利要求22所述的邊緣控制環(huán)，其包括上環(huán)與下環(huán)，或是包括 內(nèi)環(huán)與外環(huán)。
25. 權(quán)利要求17所述的邊緣控制環(huán)，其是一體成型的。
26. 權(quán)利要求17所述的邊緣控制環(huán)，其上還有高度調(diào)整裝置。
27. —種提升晶邊拋光速率的方法，應(yīng)用于化學(xué)機(jī)械拋光工藝，包括 使該化學(xué)機(jī)械拋光工藝所使用的拋光頭的邊緣控制環(huán)的接觸底面與該拋光頭的可撓性薄膜的唇部的外表面在尚未充氣時(shí)，其彼此之間相貼合。
28. 如權(quán)利要求27所述的提升晶邊拋光速率的方法，其中使用唇部外 表面為傾斜面的該可撓性薄膜，以及接觸底面為傾斜面的該邊緣控制環(huán)。
29. 如權(quán)利要求27所述的提升晶邊拋光速率的方法，其中使用唇部外 表面為水平表面的該可撓性薄膜，以及接觸底面為水平表面的該邊緣控制 環(huán)。
30. 如權(quán)利要求27所述的提升晶邊拋光速率的方法，其中所使用的該 邊緣控制環(huán)的該接觸底面延伸至該唇部的邊緣。
31. 如權(quán)利要求27所述的提升晶邊拋光速率的方法，還包括藉由增加該可撓性薄膜的該唇部的重量的方式來增加晶邊的負(fù)載。
32. 如權(quán)利要求31所述的提升晶邊拋光速率的方法，其中增加該可撓 性薄膜增的該唇部的重量的方法包括使用唇部為實(shí)心的該可撓性薄膜。
33. 如權(quán)利要求31所述的提升晶邊拋光速率的方法，其中增加該可撓 性薄膜增的該唇部的重量的方法包括使用唇部的材質(zhì)密度高于其他部位的 該可撓性薄膜。
34. 如權(quán)利要求27所述的提升晶邊拋光速率的方法，還包括使用可調(diào) 整高度的邊緣控制環(huán)，并藉由邊緣控制環(huán)高度的調(diào)整來增加晶邊上的負(fù)載。
35. 如權(quán)利要求27所述的提升晶邊拋光速率的方法，還包括使用接觸 底面具有溝槽且溝槽中具有O型環(huán)的該邊緣控制環(huán)。
全文摘要
一種拋光頭，其適用于化學(xué)機(jī)械拋光工藝。此拋光頭包括固定環(huán)、可撓性薄膜以及邊緣控制環(huán)。固定環(huán)用以固持晶片?？蓳闲员∧ぐù讲颗c底部，其中唇部與底部連接，且底部的底表面可與晶片貼合。邊緣控制環(huán)包括一底部，其具有一接觸底面。接觸底面與可撓性薄膜的唇部的外表面在可撓性薄膜尚未充氣時(shí)，其彼此之間相貼合。
文檔編號(hào)B24B29/00GK101352843SQ20071013860
公開日2009年1月28日 申請日期2007年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月24日
發(fā)明者劉伊津, 吳昌信, 施惠紳, 楊子弘, 楊渝翔, 郭沛琳, 陳少偉 申請人:聯(lián)華電子股份有限公司