本發明提供一種能優化受力時的形變狀態從而改善被研磨物邊緣膜厚的移除率過低問題的研磨頭、具備該研磨頭的研磨系統、以及利用該研磨頭進行研磨的方法。研磨頭包括：研磨頭主體，該研磨頭主體中設有用于提供氣體壓力的氣體通道，所述氣體通道貫穿所述研磨頭主體的下表面；以及研磨頭內膜，該研磨頭內膜的材料包含液態硅膠，所述研磨頭內膜固設于所述下表面，并覆蓋所述氣體通道在所述下表面上的端口，所述研磨頭內膜用于在通過所述氣體通道通入氣體時發生形變從而壓住被研磨物來進行研磨。

技術領域

本發明涉及一種用于化學機械研磨的研磨頭、具備該研磨頭的研磨系統、以及利用該研磨頭進行研磨的方法。

背景技術

作為在例如半導體晶圓、場發射顯示器等微電子襯底上形成平坦表面的方法，化學機械研磨(CMP：Chemical Mechanical Polishing)在半導體工業領域正得到廣泛應用。

在CMP工藝中，通常利用研磨頭來吸附例如晶圓(wafer)等被研磨物，將其移動至研磨墊上方并壓抵于研磨墊，使研磨頭帶著被研磨物一起旋轉，同時，向研磨墊提供研磨液并使其旋轉，由此，利用研磨液的化學腐蝕和機械力研磨來對被研磨物表面進行平滑處理。

為了在研磨時壓住被研磨物，例如采用位于研磨頭內的研磨頭內膜來對被研磨物進行按壓。具體而言，在進行研磨時，例如通過向研磨頭內膜進行充氣等來對其施加壓力而使其發生形變，形變后的研磨頭內膜壓住被研磨物，帶著被研磨物隨研磨頭一起進行旋轉，由此來完成化學機械研磨。以往，通常使用固態硅膠、橡膠等可撓性材料來作為研磨頭內膜的材質。

發明內容

發明所要解決的問題

然而，在使用現有的固態硅膠材質的研磨頭內膜來對被研磨物進行按壓時，被施加壓力后的研磨頭內膜靠近被研磨物邊緣部分的形變量相比中間部分要小得多，從而難以完全壓住被研磨物而向其施加足夠的按壓力。因此，被研磨物邊緣會發生所謂“Under”(移除率過低)的問題，即：被研磨物邊緣由于壓力不足導致該處的膜厚偏離被研磨物中心的膜厚而變得過低，從而造成被研磨物邊緣的膜厚變得難以控制。

本發明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于，提供一種能優化受力時的形變狀態從而改善被研磨物邊緣膜厚Under問題的研磨頭、具備該研磨頭的研磨系統、以及利用該研磨頭進行研磨的方法。

解決技術問題所采用的技術方案

為了解決本發明的問題，本發明的第一方面所涉及的研磨頭的特征在于，包括：研磨頭主體，該研磨頭主體中設有用于提供氣體壓力的氣體通道，所述氣體通道貫穿所述研磨頭主體的下表面；以及研磨頭內膜，該研磨頭內膜的材料包含液態硅膠，所述研磨頭內膜固設于所述下表面，并覆蓋所述氣體通道在所述下表面上的端口，所述研磨頭內膜用于在通過所述氣體通道通入氣體時發生形變從而壓住被研磨物來進行研磨。

本發明的第二方面所涉及的研磨系統的特征在于，包括：如本發明的第一方面所述的研磨頭；以及研磨墊，該研磨墊設置在所述研磨頭的下方，用于對所述被研磨物的研磨面進行研磨。

本發明的第三方面所涉及的研磨方法的特征在于，包括：將吸附有被研磨物的如本發明的第一方面所述的研磨頭壓抵于研磨墊上的步驟；通過所述氣體通道通入氣體以使所述研磨頭內膜發生形變從而壓住所述被研磨物的步驟；以及使所述研磨頭旋轉以對所述被研磨物進行研磨的步驟。

發明效果

根據本發明所涉及的研磨頭、研磨系統及研磨方法，由于研磨頭內膜的材料包含液態硅膠，因此，在向研磨頭內膜施加0.5psi～3psi的氣體壓力從而壓住被研磨物來進行研磨時，被研磨物的研磨面有至少90％的面積與研磨頭內膜的外表面相接觸，研磨頭內膜受力時的形變狀態得到優化，因此，能改善被研磨物邊緣膜厚Under問題。

附圖說明