[實用新型]一種化學機械研磨墊

有效

• 申請號: 201320649958.4
• 申請日: 2013-10-21
• 公開（公告）號: CN203542340U
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 唐強;馬智勇
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: B24B37/16
• 分類號: B24B37/16
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術領域

本實用新型涉及半導體工藝設備領域，特別是涉及一種化學機械研磨墊。

背景技術

化學機械研磨也被成為化學機械平坦化（Chemical?Mechanical?Planarization，CMP）或者化學機械拋光（Chemical?Mechanical?Polishing，CMP）。在半導體制造工藝中，表面平坦化是處理高密度光刻的一項重要技術，在表面平坦化的過程中，控制晶片表面厚度的均勻性非常重要，因為只有沒有高度落差的平坦表面才能避免曝光散射，而達成精密的圖案轉移；同時，晶片表面厚度的均勻性也將會影響到電子器件的電性能參數，厚度不均勻會使同一晶片上制作出的器件性能產生差異，影響成品率。

隨著半導體制造工藝的發展，化學機械拋光被認為是目前唯一能提供晶片全局和局部平坦化的工藝技術。化學機械拋光工藝已被廣泛用于層間介質、金屬層（如鎢栓塞、銅連線）、淺溝槽隔離的去除和平整，成為半導體制造工藝中發展最快的領域之一。圖1a為現有技術中的化學機械研磨裝置示意圖。如圖1a所示，所述化學機械研磨裝置包括一研磨頭1a，進行研磨工藝時，將要研磨的晶圓1b附著在研磨頭1a上，晶圓1b的待研磨面向下并接觸旋轉的研磨墊本體1，研磨頭1a提供的下壓力將晶圓1b緊壓在研磨墊本體1上，研磨墊本體1粘貼在研磨平臺1d上，當研磨平臺1d在馬達的帶動下旋轉時，研磨頭1a也進行相應的旋轉運動；同時，含有化學反應物和研磨顆粒的研磨液1c也被同時滴加在研磨墊本體1上，并通過離心力均勻地分布在研磨墊本體1上。晶片1b和研磨墊本體1之間通過自身旋轉及晶片1b在研磨墊本體1上的水平運動，利用晶片1b表面沉積層與研磨墊本體1和研磨液1c之間的機械作用和化學作用，達到沉積層的去除和平坦化。另外，為了使研磨墊表面性能持續保持良好，一般會使用修整器來對研磨墊進行修整。

圖1b為現有技術中的研磨墊示意圖。如圖1b所示，該研磨墊結構至少包括：研磨墊本體1和設置在所述研磨墊本體1上的若干溝槽13，所述溝槽13為多個以研磨墊本體1中心為圓心的同心圓環，且溝槽13之間的間距是相等的，即溝槽13均勻地分布在研磨墊本體1上。拋光的時候，所需的研磨液1c通過溝槽13分布在研磨墊本體1上以供晶片1b拋光使用。圖1c為圖1b沿AA’方向的截面圖。由圖1c可知，該研磨墊中的溝槽13的橫截面為直角U型。現有技術中，將研磨墊的溝槽13設計為直角U型溝槽，由于其內層的角度為直角，分布在直角U型溝槽里面的研磨液就會被局限在特定的溝槽內，除了表面的研磨液以外，直角U型溝槽內部的研磨液都不能得以順暢的流通，這就大大影響了研磨的速率。同時，研磨過程帶有殘留物的研磨廢液也很容易被留在直角U型溝槽內，廢液中的殘留物在進一步的研磨過程中會對晶圓表面造成劃傷，嚴重影響了研磨的質量。另外，在現有技術中，位于研磨墊中心和邊緣的溝槽13的深度相同，由于在研磨過程中，研磨墊本體1隨著研磨平臺1d旋轉，研磨墊本體1邊緣的線速度遠遠大于其中心的線速度，這就會使得分布在邊緣的研磨液在未被充分利用的情況下就被甩出，導致研磨液的利用率不高，進而造成研磨成本的升高；同時，研磨墊本體1邊緣的研磨液被甩出，使得邊緣的研磨液相較于中心較少，這就使得邊緣的研磨不充分，影響了整個晶圓研磨的均勻性。

因此，提供一種改進型的化學機械研磨墊非常必要。

實用新型內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種化學機械研磨墊，用于解決現有技術中由于溝槽橫截面均為矩形而導致的研磨液流通不順暢，影響研磨速率；研磨廢液不能及時排出，影響研磨質量的問題以及由于研磨墊中心和邊緣分布的溝槽之間的間距相同而導致的研磨液利用率不高，晶圓研磨的均勻性不好的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種化學機械研磨墊，所述化學機械研磨墊至少包括：

具有旋轉中心的研磨墊本體，其由底層和表層兩層構成；

設于所述表層內的、用于分布拋光液的若干溝槽，所述溝槽截面為若干以研磨墊本體的旋轉中心為圓心的同心圓環；位于研磨墊中部的溝槽的橫截面為直角U型；位于研磨墊邊緣的溝槽的橫截面為倒直角梯形。

作為本實用新型的化學機械研磨墊的一種優選方案，所述位于研磨墊邊緣、橫截面為倒直角梯形的溝槽遠離旋轉中心的一側為斜邊。

作為本實用新型的化學機械研磨墊的一種優選方案，所述位于研磨墊邊緣的倒直角梯形的深度h₁小于位于研磨墊中部的直角U型溝槽的深度h₂。