專利名稱：用以研磨載具膜的砂紙的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種砂紙，且特別地關(guān)于一種用以研磨載具膜的砂紙，其中載具膜用在化學(xué)機械研磨工藝中承載半導(dǎo)體晶片。
現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)半導(dǎo)體工藝越來越先進，晶片上單位面積所能制作的晶體管數(shù)量越來越多，整個互補式金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)的工藝與集成電路(IC)的結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，換言之，構(gòu)成集成電路的材料與層數(shù)都大幅增加。一旦晶片表面因互補式金屬氧化物半導(dǎo)體的各層結(jié)構(gòu)而變得不平坦后，后續(xù)工藝步驟的執(zhí)行難度都將隨著晶片表面平坦度的惡化而增加。
因此，目前是以化學(xué)機械研磨(Chemical Mechanical Polish；CMP)設(shè)備來解決晶片表面不平坦的問題。一般而言，化學(xué)機械研磨設(shè)備包含一晶片載具頭(Carrier Head)，于此晶片載具頭上裝設(shè)有一載具膜，用以承載一半導(dǎo)體晶片并使其面對一濕性的研磨表面，例如，研磨墊(Polishing Pad)，而不論是研磨墊或晶片載具頭都是不斷地旋轉(zhuǎn)。晶片載具頭是通過一壓縮氣體系統(tǒng)或類似的裝置以提供力量往下壓在研磨表面之上，其中使晶片載具頭往下壓在研磨墊上的力量可依需要作調(diào)整。
一般的化學(xué)機械研磨工藝是使用彈性材料作為載具膜來承載半導(dǎo)體晶片，用以使整個半導(dǎo)體晶片表面承受均勻的壓力。傳統(tǒng)上載具膜是由以下的步驟處理首先，將安裝有載具膜的晶片載具，以安裝有載具膜的一面朝下，反壓于一圓形砂紙上，且圓形砂紙為放置于一平臺上。之后，使平臺旋轉(zhuǎn)以利用砂紙研磨載具膜。其中，圓形砂紙包含一同心圓環(huán)圖案，此同心圓環(huán)的表面為粗糙表面，而同心圓環(huán)以外的區(qū)域均以刀片將表面顆粒去除。換句話說，其以同心圓環(huán)圖案研磨載具膜，同心圓環(huán)以外的區(qū)域則沒有研磨效果。
然而，由以上方法所處理的載具膜，其表面形狀不一，因此易影響后續(xù)化學(xué)機械研磨工藝的制造良率。一般而言，使用表面形狀不良的載具膜在化學(xué)機械研磨工藝中承載半導(dǎo)體晶片，則研磨后的半導(dǎo)體晶片表面的中央?yún)^(qū)往往研磨過度，邊緣區(qū)卻研磨不足。此外，使用傳統(tǒng)方法來處理載具膜所需要的研磨時間過長，故易造成載具膜厚度不足，而縮短其使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明目的之一是提供一種砂紙，用以研磨載具膜，使載具膜擁有優(yōu)選的表面剖面形狀，并應(yīng)用至化學(xué)機械研磨裝置。
本發(fā)明的另一目的是在于提供一種化學(xué)機械研磨工藝，使研磨后的半導(dǎo)體晶片擁有優(yōu)選的研磨表面。
根據(jù)本發(fā)明的上述目的，提出一種砂紙，用以研磨載具膜，使載具膜擁有優(yōu)選的剖面輪廓，其中載具膜安裝于化學(xué)機械研磨裝置中的載臺上，用以承載半導(dǎo)體晶片。此砂紙包含一基底、一中心保留區(qū)與多個研磨區(qū)，其中研磨區(qū)放射狀地位于基底上，且每一研磨區(qū)的大小相等。而中心保留區(qū)亦位于基底上，且為平坦表面。每一研磨區(qū)包含一內(nèi)保留區(qū)、一外保留區(qū)與一粗糙表面區(qū)。其中，內(nèi)保留區(qū)與粗糙表面區(qū)與中心保留區(qū)鄰接。藉由內(nèi)保留區(qū)、外保留區(qū)與粗糙表面區(qū)大小可調(diào)整載具膜的表面形狀。
依照本發(fā)明的一優(yōu)選實施例，基底更包含一圓形軌跡，而此圓形軌跡為使用本發(fā)明的砂紙以研磨載具膜時，載具膜的中心于基底上的運動軌跡。此外，內(nèi)保留區(qū)位于圓形軌跡內(nèi)側(cè)，且徑向地向基底的圓心擴展，而外保留區(qū)位于圓形軌跡外側(cè)，且徑向地向基底的周邊擴展。
根據(jù)本發(fā)明的上述目的，提出一種化學(xué)機械研磨工藝，包括提供一載臺，載臺上并安裝有經(jīng)本發(fā)明的砂紙研磨后的載具膜。利用此載具膜承載一半導(dǎo)體晶片于載臺上，并將安裝有半導(dǎo)體晶片的載臺，以半導(dǎo)體晶片朝下的方式反壓在一研磨平臺上。接著，旋轉(zhuǎn)此研磨平臺以研磨半導(dǎo)體晶片。藉由載具膜的優(yōu)良表面形狀，可使半導(dǎo)體晶片于研磨時所承受的壓力大致均勻，進而使研磨后的半導(dǎo)體晶片擁有優(yōu)選的研磨均勻度。
由上述可知，應(yīng)用本發(fā)明的砂紙將可穩(wěn)定制造出表面剖面形狀優(yōu)良的載具膜。此外，半導(dǎo)體晶片若經(jīng)使用此載具膜的化學(xué)機械研磨工藝研磨后，其將獲得研磨均勻的表面。再者，應(yīng)用本發(fā)明的砂紙所制造出的載具膜擁有較長的使用壽命。


為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，對附圖的詳細(xì)說明如下第1圖是圖示依照本發(fā)明的砂紙的一優(yōu)選實施例的俯視圖；第2圖是圖示本發(fā)明的砂紙的一優(yōu)選實施例，其用以研磨載具膜時的側(cè)視圖；以及第3圖是圖示應(yīng)用本發(fā)明的砂紙以研磨載具膜后，載具膜的剖面輪廓圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的優(yōu)選實施例將在隨后被詳細(xì)地討論。然而，值得注意得是，本發(fā)明提供了許多可實行的概念，并且可以根據(jù)特定的組合變化實現(xiàn)此概念。以下所討論的幾個實施例僅僅是以特定的方式來闡述本發(fā)明的使用與制造，且此實施例并不限制本發(fā)明的范圍。
參照第1圖，其圖示了依照本發(fā)明的砂紙的一優(yōu)選實施例的俯視圖。此砂紙100包含一圓形基底120、一中心保留區(qū)150與多個研磨區(qū)200(如第1圖中虛線部分)。其中，中心保留區(qū)150與多個研磨區(qū)200均位于圓形基底120上，且中心保留區(qū)150為平坦表面。研磨區(qū)200包含一內(nèi)保留區(qū)210、一外保留區(qū)220與一粗糙表面區(qū)230。在本實施例中，砂紙100包含十六個相同大小的研磨區(qū)200，且放射狀地平分于圓形基底120上除中心保留區(qū)150以外的區(qū)域(換言之，研磨區(qū)200的周邊240、250位于將圓形基底120十六等分的等分線上)。但只要不違背本發(fā)明的精神，砂紙亦可包含更多或更少的研磨區(qū)。粗糙表面區(qū)230包含多個研磨顆粒，用以研磨載具膜。在一實施例中，中心保留區(qū)150為圓形，且位于基底120中心。
圓形基底120包含一圓形軌跡110，其中圓形軌跡110位于圓形基底120上。此外，研磨區(qū)200的內(nèi)保留區(qū)210位于圓形軌跡110內(nèi)側(cè)，而研磨區(qū)200的外保留區(qū)220位于圓形軌跡110外側(cè)。
研磨區(qū)200的內(nèi)保留區(qū)210自圓形軌跡110與研磨區(qū)200的周邊240的交點260徑向地向內(nèi)擴展，且與中心保留區(qū)150的周邊鄰接。內(nèi)保留區(qū)210的形狀則由圓形軌跡110徑向地向內(nèi)擴展至需要的大小，使用者可通過內(nèi)保留區(qū)210的大小來調(diào)整載具膜的表面形狀與剖面深度。當(dāng)內(nèi)保留區(qū)210的面積越大，則研磨區(qū)200中的粗糙表面區(qū)230面積相對越小，以此研磨載具膜后的剖面深度會越淺。此外，內(nèi)保留區(qū)端點212、214位于研磨區(qū)200內(nèi)側(cè)周邊270上。其中，內(nèi)保留區(qū)端點212優(yōu)選地位于研磨區(qū)200周邊240與內(nèi)側(cè)周邊270的交點上，且內(nèi)保留區(qū)端點214優(yōu)選地位于研磨區(qū)200的周邊240與周邊250沿著內(nèi)側(cè)周邊270的中心點上。在一實施例中，研磨區(qū)200的內(nèi)側(cè)周邊270與中心保留區(qū)260的周邊重迭。
研磨區(qū)200的外保留區(qū)220的形狀由圓形軌跡110徑向地向外擴展至需要的大小，使用者可通過外保留區(qū)220的大小以調(diào)整載具膜的表面形狀與剖面深度。當(dāng)外保留區(qū)220的面積越大，則研磨區(qū)200中的粗糙表面區(qū)230面積相對越小，以此研磨載具膜后的剖面深度會越淺。再者，外保留區(qū)220自圓形軌跡110與研磨區(qū)200的周邊240的交點260徑向地向外擴展，且此外保留區(qū)220擴展至研磨區(qū)200的外側(cè)周邊280。此外，外保留區(qū)端點222、224位于外側(cè)周邊280上。其中，外保留區(qū)端點222優(yōu)選地位于研磨區(qū)200的周邊240與外側(cè)周邊280的交點上，且外保留區(qū)端點224優(yōu)選地位于研磨區(qū)200的周邊240與周邊250沿著外側(cè)周邊280的中心點上。
參照第2圖，其繪示本發(fā)明的一優(yōu)選實施例，其用以研磨載具膜時的側(cè)視圖。首先，將安裝有載具膜300的載具膜載臺400以載具膜300的膜面向下的方式反壓于一已放置砂紙100的平臺上，且載具膜載臺400的另一端轉(zhuǎn)動地連接于一機臺500上。接著，旋轉(zhuǎn)平臺以利用砂紙100研磨載具膜300。在一優(yōu)選實施例中，旋轉(zhuǎn)平臺的轉(zhuǎn)速為每分鐘35至40轉(zhuǎn)，研磨時間為2至3分鐘。砂紙100的粗糙表面區(qū)230的研磨顆粒優(yōu)選地為60微米。在另一實施例中，在以砂紙100處理載具膜300后，還可制備另一具有不同粗糙度的砂紙，例如研磨顆粒為50微米，將其制作成與砂紙100相同的圖案，然后再利用此砂紙來修飾載具膜300的表面。
其中，圓形軌跡110為使用第1圖的優(yōu)選實施例的砂紙100以研磨載具膜300時，載具膜300的中心于圓形基底120上的運動軌跡。因此，載具膜300的中心于研磨時接受研磨時間最長，也就可以確保載具膜300的中心較邊緣低，使載具膜300擁有優(yōu)選的表面形狀及剖面深度。如第3圖所示，藉由本發(fā)明的方法來處理載具膜，可控制加工后的剖面深度，并得到一左右對稱的表面形狀。
參照第3圖，其圖示經(jīng)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的載具膜研磨砂紙研磨后的載具膜表面剖面形狀，其為對載具膜中央對稱的圓弧曲線，例如點B與點D為等高。此外，載具膜中央C約較邊緣A、E低4微米至5微米。
在之后的化學(xué)機械研磨工藝中，可利用已處理載具膜的載臺來承載一半導(dǎo)體晶片，并將半導(dǎo)體晶片以上表面朝下的方式反壓于一研磨平臺上。然后，旋轉(zhuǎn)研磨平臺以研磨半導(dǎo)體晶片。通過載具膜優(yōu)良的表面形狀，使半導(dǎo)體晶片在化學(xué)機械研磨工藝中所承受的壓力大致均等，進而使研磨后的半導(dǎo)體晶片擁有優(yōu)選的表面研磨度。
由上述本發(fā)明優(yōu)選實施例可知，應(yīng)用本發(fā)明的砂紙研磨后的載具膜將擁有優(yōu)選的表面剖面形狀，且此載具膜也將擁有較長的使用壽命。此外，若將此表面剖面形狀優(yōu)良的載具膜應(yīng)用于后續(xù)化學(xué)機械研磨工藝中，則經(jīng)由此化學(xué)機械研磨工藝研磨后的半導(dǎo)體晶片將擁有優(yōu)選的表面研磨均勻度。
雖然本發(fā)明已以一優(yōu)選實施例公開如上，然其并非用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的修改與變化，因此本發(fā)明的保護范圍當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
附圖中符號說明100砂紙120圓形基底200研磨區(qū) 212內(nèi)保留區(qū)端點220外保留區(qū)224外保留區(qū)端點240周邊260交點280外側(cè)周邊400載具膜載臺A載具膜邊緣C載具膜中央E載具膜邊緣110圓形軌跡150中心保留區(qū) 210內(nèi)保留區(qū)214內(nèi)保留區(qū)端點222外保留區(qū)端點230粗糙表面區(qū) 250周邊270內(nèi)側(cè)周邊300載具膜500機臺B點D點
權(quán)利要求
1.一種砂紙，用以研磨一載具膜，且該載具膜在化學(xué)機械研磨工藝中承載半導(dǎo)體晶片，該砂紙至少包含一基底，具有一圓形軌跡；一中心保留區(qū)，位于該基底的中心；以及多個研磨區(qū)，該些研磨區(qū)放射狀地配置于該基底上，且與該中心保留區(qū)相鄰接；其中，每一該些研磨區(qū)包含一內(nèi)保留區(qū)，位于該基底的該圓形軌跡內(nèi)側(cè)，并鄰接于該中心保留區(qū)；一外保留區(qū)，位于該基底的該圓形軌跡外側(cè)；以及一粗糙表面區(qū)，位于該基底上，鄰接于該內(nèi)保留區(qū)與該外保留區(qū)，用以研磨該載具膜。
2.如權(quán)利要求1所述的砂紙，其中該內(nèi)保留區(qū)的形狀由該圓形軌跡徑向地向該基底的一中心擴展。
3.如權(quán)利要求2所述的砂紙，其中每一該些研磨區(qū)包含一中心保留區(qū)周邊，該中心保留區(qū)周邊位于每一該些研磨區(qū)與該中心保留區(qū)的交界處，且該內(nèi)保留區(qū)與該粗糙表面區(qū)均分該中心保留區(qū)周邊。
4.如權(quán)利要求1所述的砂紙，其中該圓形軌跡為使用該砂紙以研磨該載具膜時，該載具膜的一中心于該基底上的一運動軌跡。
5.如權(quán)利要求1所述的砂紙，其中該外保留區(qū)的形狀由該圓形軌跡徑向地向該基底的一周邊擴展。
6.如權(quán)利要求5所述的砂紙，其中該外保留區(qū)與該周邊鄰接。
7.如權(quán)利要求1所述的砂紙，其中該中心保留區(qū)的形狀為圓形。
8.如權(quán)利要求1所述的砂紙，其中每一該些研磨區(qū)的大小相等。
9.一種化學(xué)機械研磨裝置，該裝置至少包含一載臺，連接于一旋轉(zhuǎn)機臺；一載具膜，安裝于該載臺之上并承載一晶片，其中該載具膜以一砂紙?zhí)幚碓撦d具膜的表面，且該砂紙包含一基底、一中心保留區(qū)，配置于該基底的中心、以及多個研磨區(qū)，放射狀配置于該基底上并與該中心保留區(qū)相鄰接；以及一研磨平臺，相對于該載臺，用以研磨該晶片表面。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中該基底包含一圓形軌跡，且每一該些研磨區(qū)包含一內(nèi)保留區(qū)，位于該基底的該圓形軌跡內(nèi)側(cè)，并鄰接于該中心保留區(qū)；一外保留區(qū)，位于該基底的該圓形軌跡外側(cè)；以及一粗糙表面區(qū)，位于該基底上，鄰接于該內(nèi)保留區(qū)與該外保留區(qū)，用以研磨該載具膜。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中該內(nèi)保留區(qū)的形狀由該圓形軌跡徑向地向該基底中心擴展。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中每一該些研磨區(qū)包含一中心保留區(qū)周邊，該中心保留區(qū)周邊位于每一該些研磨區(qū)與該中心保留區(qū)的交界處，且該內(nèi)保留區(qū)與該粗糙表面區(qū)均分該中心保留區(qū)周邊。
13.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中該外保留區(qū)的形狀由該圓形軌跡徑向地向該基底的一周邊擴展，且與該周邊鄰接。
14.如權(quán)利要求9項所述的裝置，其中該中心保留區(qū)的形狀為圓形。
15.如權(quán)利要求9項所述的裝置，其中每一該些研磨區(qū)的大小相等。
16.一種化學(xué)機械研磨工藝，該工藝至少包含處理一載臺上的一載具膜；利用該載臺承載一半導(dǎo)體晶片，并使該半導(dǎo)體晶片的一上表面朝下，反壓于一研磨平臺；以及研磨該半導(dǎo)體晶片的該上表面；其中處理該載臺上的該載具膜的方法包含使用一砂紙研磨該載具膜承載該半導(dǎo)體晶片的表面，且該砂紙具有一基底、一中心保留區(qū)，配置于該基底的中心、以及多個研磨區(qū)，放射狀配置于該基底上并與該中心保留區(qū)相鄰接。
17.如權(quán)利要求16所述的工藝，其中該基底包含一圓形軌跡，且每一該些研磨區(qū)包含一內(nèi)保留區(qū)，位于該基底的該圓形軌跡內(nèi)側(cè)，并鄰接于該中心保留區(qū)；一外保留區(qū)，位于該基底的該圓形軌跡外側(cè)；以及一粗糙表面區(qū)，位于該基底上，鄰接于該內(nèi)保留區(qū)與該外保留區(qū)，用以研磨該載具膜。
18.如權(quán)利要求17所述的工藝，其中該圓形軌跡為使用該砂紙以研磨該載具膜時，該載具膜中心于該基底上的一運動軌跡。
19.如權(quán)利要求16所述的工藝，其中每一該些研磨區(qū)的大小相等。
20.如權(quán)利要求16所述的工藝，其中處理該載臺上的該載具膜的方法更包含使用另一砂紙研磨該載具膜，且該另一砂紙與該砂紙具有不同的粗糙度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種砂紙，用以研磨一載具膜，其中載具膜用于在化學(xué)機械研磨工藝中承載半導(dǎo)體晶片。此砂紙包含一基底、多個研磨區(qū)與一中心保留區(qū)。其中，中心保留區(qū)位于基底上，且為平坦表面，而研磨區(qū)放射狀地位于基底上。每一研磨區(qū)均包含一內(nèi)保留區(qū)、一外保留區(qū)與一粗糙表面區(qū)，并通過內(nèi)保留區(qū)、外保留區(qū)與粗糙表面區(qū)以調(diào)整載具膜的表面形狀。
文檔編號B24B37/04GK1880020SQ200510078930
公開日2006年12月20日 申請日期2005年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月17日
發(fā)明者連建平, 蔡青峰, 張冠夫 申請人:茂德科技股份有限公司