CN202825513U

CN202825513U - 研磨垫及研磨装置

Info

Publication number: CN202825513U
Application number: CN 201220520445
Authority: CN
Inventors: 唐强
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Corp; Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2022-10-11

Abstract

本实用新型公开了一种研磨垫，研磨垫的工作表面设有一中心圆形沟槽和若干围绕中心圆形沟槽设置周边圆形沟槽，中心圆形沟槽的圆心和研磨垫的圆心重合，研磨垫的工作表面还间隔设有若干由内向外发散的导流槽。中心圆形沟槽和若干围绕中心圆形沟槽设置周边圆形沟槽能够起到保留研磨液的作用，以提高研磨液利用率；而设置导流槽，一方面，可以使得研磨液快速移动，保证研磨液的新鲜度和研磨效率；另一方面，可以使得堆积于研磨垫的研磨液副产物能够快速排离研磨垫，可以避免研磨液副产物停留于研磨垫上的时间过长，避免研磨液副产物引发晶圆表面出现划伤、腐蚀、凹坑等缺陷，进而提高产品良率。本实用新型还公开了采用上述研磨垫的研磨装置。

Description

研磨垫及研磨装置

技术领域

本实用新型涉及半导体制造领域，尤其涉及一种研磨垫及研磨装置。

背景技术

在半导体的生产工艺中，经常需要进行化学机械研磨(ChemicalMechanical Polishing，CMP)工艺，化学机械研磨也称为化学机械平坦化(Chemical Mechanical Planarization)。化学机械研磨工艺是一个复杂的工艺过程，它是将晶圆表面与研磨垫的研磨表面接触，然后，通过晶圆表面与研磨表面之间的相对运动将晶圆表面平坦化，通常采用化学机械研磨设备，也称为研磨机台或抛光机台来进行化学机械研磨工艺。所述研磨装置包括一研磨头，进行研磨工艺时，将要研磨的晶圆附着在研磨头上，该晶圆的待研磨面向下并接触相对旋转的研磨垫，研磨头提供的下压力将该晶圆紧压到研磨垫上，所述研磨垫是粘贴于研磨平台上，当该研磨平台在马达的带动下旋转时，研磨头也进行相应运动；同时，研磨液通过研磨液供应单元输送到研磨垫上，并通过离心力均匀地分布在研磨垫上。

请参阅图1，现有的研磨垫10的研磨表面上均匀分布着若干圆形沟槽11，这些圆形沟槽11具有相同的圆心，其以研磨垫10的中心为圆心。通过在研磨垫10的研磨表面上设置同心的圆形沟槽11，一方面可以使研磨液在研磨垫10的研磨表面上的分布更加均匀，从而使得研磨后的晶圆上的薄膜的厚度更加均匀，另一方面，可以在一定程度上起到保留研磨液的作用，提高研磨液利用率。

当研磨装置研磨一定量的晶圆后，会有一些研磨液副产物（主要是研磨颗粒和研磨下来的薄膜的残留物）留在研磨垫10上及圆形沟槽11内。由于研磨垫10不停地随着研磨平台做高速旋转运动，研磨垫10上的研磨液副产物在离心力作用下，会逐渐集中到研磨垫10的外部区域（即靠近研磨垫10边缘的区域，主要是指***的几个圆形沟槽）中，难以去除。这些残留下来的研磨液副产物，不但会影响研磨液在研磨垫10的分布，从而影响研磨的均匀性，而且容易造成晶圆表面因此产生划伤、腐蚀、凹坑等缺陷，导致产品良率降低。

因此，如何提供一种便于去除研磨液副产物的研磨垫及研磨装置是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种研磨垫及研磨装置，可以提高研磨垫上的研磨液副产物的去除效率及研磨液的更新，确保晶圆研磨质量。

为了达到上述的目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型公开了一种研磨垫，所述研磨垫的工作表面设有一中心圆形沟槽和若干围绕所述中心圆形沟槽设置周边圆形沟槽，所述中心圆形沟槽的圆心和所述研磨垫的圆心重合，所述研磨垫的工作表面还间隔设有若干由内向外发散的导流槽。

优选的，在上述的研磨垫中，所述导流槽围绕所述研磨垫的圆心均匀分布。

优选的，在上述的研磨垫中，所述导流槽是直线槽。

优选的，在上述的研磨垫中，所述导流槽是曲线槽，所述曲线槽的弯曲方向和研磨垫的旋转方向相对应。

优选的，在上述的研磨垫中，所述导流槽呈抛物线型。

优选的，在上述的研磨垫中，所述导流槽包括第一槽和第二槽，所述第一槽和所述第二槽围绕所述研磨垫的圆心间隔均匀分布，所述第一槽的内侧端分别连接至所述研磨垫的中心区域的圆形沟槽，所述第一槽的外侧端离所述研磨垫的边缘的距离是所述研磨垫的半径长度的1/8-1/5倍，所述第二槽的外侧端连接至所述研磨垫的边缘，所述第二槽的内侧端和所述研磨垫的中心区域的边缘的距离是所述研磨垫的半径长度的1/4-2/5倍。

优选的，在上述的研磨垫中，所述导流槽是直线槽。

优选的，在上述的研磨垫中，所述导流槽呈抛物线型。

本实用新型还公开了一种研磨装置，包括研磨头、研磨垫整理器、研磨平台与研磨垫，所述研磨垫铺设于所述研磨平台上，所述研磨头与所述研磨垫整理器分别设置于所述研磨垫上，所述研磨垫采用如上所述的研磨垫。

本实用新型提供的研磨垫及研磨装置，通过在研磨垫的工作表面设有一中心圆形沟槽和若干围绕所述中心圆形沟槽设置周边圆形沟槽，所述中心圆形沟槽的圆心和所述研磨垫的圆心重合，所述研磨垫的工作表面还间隔设有若干由内向外发散的导流槽。其中，中心圆形沟槽和若干围绕所述中心圆形沟槽设置周边圆形沟槽能够起到保留研磨液的作用，以提高研磨液利用率；而设置导流槽，一方面，可以使得研磨液快速移动，从而保证研磨液的新鲜度和研磨效率；另一方面，可以使得堆积于研磨垫的研磨液副产物（尤其是堆积于研磨垫靠近边缘区域的研磨液副产物）能够快速排离研磨垫，不但可以确保研磨液均匀分布，而且可以避免研磨液副产物停留于研磨垫上的时间过长，从而可以有效避免研磨液副产物引发晶圆表面出现划伤、腐蚀、凹坑等缺陷，进而提高产品良率。

附图说明

本实用新型的研磨垫及研磨装置由以下的实施例及附图给出。

图1是现有的研磨垫的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例的研磨装置的结构示意图；

图3是本实用新型一实施例的研磨垫的结构示意图。

图中，100-研磨垫，110-中心圆形沟槽，120-周边圆形沟槽，130-导流槽，131-第一槽、132-第二槽，140-中心区域，200-研磨垫整理器，300-研磨头，400-研磨液供应单元。

具体实施方式

以下将对本实用新型的研磨垫及研磨装置作进一步的详细描述。

下面将参照附图对本实用新型进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。

为使本实用新型的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

请参阅图2，图2所示是本实用新型的一实施例的研磨装置的结构示意图。该研磨装置，包括研磨垫100、研磨垫整理器200、研磨头300、研磨平台（未图示）以及研磨液供应单元400，所述研磨垫100铺设于所述研磨平台上，所述研磨头300、所述研磨垫整理器200以及研磨液供应单元400分别设置于所述研磨垫100上。

请参阅图3，图3是本实用新型一实施例的研磨垫110的结构示意图。由图2可见，所述研磨垫100的工作表面设有一中心圆形沟槽110和若干围绕所述中心圆形沟槽110设置周边圆形沟槽120，所述中心圆形沟槽110的圆心和所述研磨垫100的圆心重合，所述研磨垫100的工作表面还间隔设有若干由内向外发散的导流槽130。通过在研磨垫的工作表面设置一中心圆形沟槽110和若干围绕所述中心圆形沟槽110设置周边圆形沟槽120能够起到保留研磨液的作用，以提高研磨液利用率；而设置导流槽130，一方面，可以使得研磨液快速移动100的研磨液副产物（尤其是堆积于研磨垫的***区域即靠近边缘区域的研磨液副产物）能够快速排离研磨垫100，从而，不但可以确保研磨液均匀分布，而且可以避免研磨液副产物停留于研磨垫100上的时间过长，从而可以有效避免研磨液副产物引发晶圆表面出现划伤、腐蚀、凹坑等缺陷，进而提高产品良率。

较佳的，在本实施例的研磨垫100中，所述导流槽130包括第一槽131和第二槽132，所述第一槽131和所述第二槽132围绕所述研磨垫100的圆心间隔均匀分布，所述第一槽131的内侧端分别连接至所述研磨垫的中心区域的圆形沟槽，所述第一槽131的外侧端131a离所述研磨垫100的边缘的距离是所述研磨垫100的半径长度的1/8-1/5倍，所述第二槽132的外侧端连接至所述研磨垫100的边缘，所述第二槽132b的内侧端和所述研磨垫100的中心区域140的边缘之间的距离是所述研磨垫100的半径长度的1/4-2/5倍。由于导流槽130不但对研磨液副产物进行导向作用以利于排除，而且具有积存研磨液副产物的作用，由于所述第一槽131的外侧端131a离所述研磨垫100的边缘的距离是所述研磨垫100的半径长度的1/8-1/5倍，因此，相邻的第二槽132之间的区域由于第一槽131的外侧端131a没有延伸到研磨垫100的边缘而形成的空白区域，不会堆积研磨液副产物，从而在一定程度上减少***区域中研磨液副产物的积聚，实现研磨液副产物的去除速率和研磨液副产物的积存量保持在一个最佳的平衡点100的边缘，所述第二槽132的内侧端132b和所述研磨垫100的中心区域140的边缘的距离是所述研磨垫100的半径长度的1/4-2/5倍，因此，相邻的第一槽131之间的区域由于第二槽132的内侧端132b没有延伸到研磨垫100的中心区域140而形成的空白区域，可以防止因导流槽130在研磨垫100上过密，而出现浪费研磨液的现象。

较佳的，在本实施例的研磨垫100中，所述导流槽130是曲线槽，所述曲线槽的弯曲方向和研磨垫100的旋转方向相对应，即所述曲线槽的弯曲方向顺应所述研磨垫100的旋转方向，以使得研磨液副产物便于在离心力作用下能够快速离开所述研磨垫100。

较佳的，在本实施例的研磨垫100中，所述导流槽130呈抛物线型，从而使得导流槽130的线条更贴近于离心力的作用方向，以进一步提高研磨液副产物的撤离效率。

当然，所述导流槽130也可以是直线槽。

另外，可以想到的是，所述导流槽130也可以仅有一种形式，不区分第一槽和第二槽，所述导流槽130可以围绕所述研磨垫的圆心均匀分布。另外，所述导流槽130可以是直线槽，所述导流槽130也可以是曲线槽，所述曲线槽的弯曲方向和研磨垫的旋转方向相对应。

综上所述，本实用新型提供的研磨垫及研磨装置，通过在研磨垫的工作表面设有一中心圆形沟槽和若干围绕所述中心圆形沟槽设置周边圆形沟槽，所述中心圆形沟槽的圆心和所述研磨垫的圆心重合，所述研磨垫的工作表面还间隔设有若干由内向外发散的导流槽。其中，中心圆形沟槽和若干围绕所述中心圆形沟槽设置周边圆形沟槽能够起到保留研磨液的作用，以提高研磨液利用率；而设置导流槽，一方面，可以使得研磨液快速移动，从而保证研磨液的新鲜度和研磨效率；另一方面，可以使得堆积于研磨垫的研磨液副产物（尤其是堆积于研磨垫靠近边缘区域的研磨液副产物）能够快速排离研磨垫，不但可以确保研磨液均匀分布，而且可以避免研磨液副产物停留于研磨垫上的时间过长，从而可以有效避免研磨液副产物引发晶圆表面出现划伤、腐蚀、凹坑等缺陷，进而提高产品良率。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种研磨垫，其特征在于，所述研磨垫的工作表面设有一中心圆形沟槽和若干围绕所述中心圆形沟槽设置周边圆形沟槽，所述中心圆形沟槽的圆心和所述研磨垫的圆心重合，所述研磨垫的工作表面还间隔设有若干由内向外发散的导流槽。

2.根据权利要求1所述的研磨垫，其特征在于，所述导流槽围绕所述研磨垫的圆心均匀分布。

3.根据权利要求1所述的研磨垫，其特征在于，所述导流槽是直线槽。

4.根据权利要求1所述的研磨垫，其特征在于，所述导流槽是曲线槽，所述曲线槽的弯曲方向和研磨垫的旋转方向相对应。

5.根据权利要求4所述的研磨垫，其特征在于，所述导流槽呈抛物线型。

6.根据权利要求1所述的研磨垫，其特征在于，所述导流槽包括第一槽和第二槽，所述第一槽和所述第二槽围绕所述研磨垫的圆心间隔均匀分布，所述第一槽的内侧端分别连接至所述研磨垫的中心区域的圆形沟槽，所述第一槽的外侧端离所述研磨垫的边缘的距离是所述研磨垫的半径长度的1/8-1/5倍，所述第二槽的外侧端连接至所述研磨垫的边缘，所述第二槽的内侧端和所述研磨垫的中心区域的边缘的距离是所述研磨垫的半径长度的1/4-2/5倍。

7.根据权利要求6所述的研磨垫，其特征在于，所述导流槽是直线槽。

8.根据权利要求6所述的研磨垫，其特征在于，所述导流槽是曲线槽，所述曲线槽的弯曲方向和研磨垫的旋转方向相对应。

9.根据权利要求8所述的研磨垫，其特征在于，所述导流槽呈抛物线型。

10.一种研磨装置，包括研磨头、研磨垫整理器、研磨平台与研磨垫，所述研磨垫铺设于所述研磨平台上，所述研磨头与所述研磨垫整理器分别设置于所述研磨垫上，其特征在于，所述研磨垫采用如权利要1～9中任意一项所述的研磨垫。