一種具有徑向微溝槽的拋光墊制造技術

本發明專利技術公開了一種具有徑向微溝槽的拋光墊，所述拋光墊包括拋光層，所述拋光層具有一旋轉中心，以及與所述旋轉中心同心的拋光軌跡區和環向溝槽，所述拋光軌跡區含有徑向微溝槽，所述徑向微溝槽的取向滿足拋光時拋光介質的流型函數。本發明專利技術的拋光墊能夠合理改變拋光介質在拋光墊上的停留時間，有效提升拋光速率的同時，能顯著降低拋光時的終點溫度，并能夠提高片內和片間的均勻性。提高片內和片間的均勻性。提高片內和片間的均勻性。

【技術實現步驟摘要】
一種具有徑向微溝槽的拋光墊


[0001]本專利技術屬于化學機械拋光
，具體涉及一種可用來對半導體基片、光學基片和磁性基片進行化學機械拋光的具有徑向微溝槽的拋光墊。

技術介紹

[0002]在半導體晶片上的集成電路和其他電子器件的制造中，晶片上沉積多層導電材料、半導體材料和介電材料，或者將多層導電材料、半導體材料和介電材料從晶片上蝕刻除去。這些材料的薄層可通過許多種沉積技術沉積。現代晶片處理中常規的沉積技術包括物理氣相沉積、化學氣相沉積、等離子體增強的化學氣相沉積和電化學鍍敷。一般的蝕刻技術包括濕法和干法的各向同性和各向異性蝕刻。
[0003]隨著材料按照順序被蝕刻和沉積，晶片的表面變得不平坦。由于后序的半導體加工需要晶片具有平坦的表面，所以需要對晶片進行平坦化處理。平坦化可以用于除去不希望有的表面形貌和表面缺陷，例如粗糙表面、成團材料、晶格損壞、劃痕、被污染的層或材料。
[0004]化學機械研磨是半導體制程工藝之一，始于上世紀90年代，從氧化膜等層間絕緣膜開始，推廣到聚合硅電極、導通用的鎢插塞、STI,器件的高性能化的同時，引進的銅布線技術也是其關鍵技術之一。并且先進的平坦化技術也在研制當中，但是化學機械平坦化技術被認為是全局平坦化最好的技術。在拋光過程中，拋光墊和晶片圍繞各自的同軸中心旋轉，同時晶片和拋光層接觸。所述晶片的旋轉軸線相對于拋光墊的旋轉軸線偏移一段大于晶片半徑的距離，使得拋光墊的旋轉在拋光墊的拋光層上掃出一個環形的拋光軌道，并且當晶片僅進行旋轉的時候，所述晶片軌道的寬度等于晶片的直徑。在拋光過程中，漿液或其他拋光介質流到拋光墊上，流入晶片和拋光層之間的間隙。通過拋光層和拋光介質對晶片表面的化學作用和機械作用，晶片表面被拋光并磨平。
[0005]人們對CMP過程中拋光層、拋光介質和晶片表面之間相互作用的研究越來越多，以努力使得拋光墊的設計最優化。這些年來，大部分的拋光墊開發是經驗性的。許多拋光面或拋光層的設計將注意力集中在為這些層提供各種空隙圖案和凹槽排列，并聲稱這些設計能夠提高漿液利用能力和拋光的均勻性。這些年來，人們使用了許多種不同的凹槽和空隙的圖案和排列。現有技術的凹槽構型包括輻射形、同心圓形、笛卡爾格柵形和螺旋形等。現有技術的凹槽構型包括所有凹槽的寬度和深度均一的構型，以及凹槽的寬度和深度彼此不同的構型。
[0006]盡管拋光墊具有多種凹槽圖案，但是這些凹槽圖案的效率彼此不同，并且在不同的拋光工藝中效率也不同。拋光墊的設計者們一直在尋求凹槽圖案，該凹槽圖案使得所述拋光墊比現有的拋光墊設計更有效、更有用。

技術實現思路

[0007]本專利技術的目的在于提供一種具有徑向微溝槽的拋光墊，摒棄原有環向溝槽和徑向
溝槽的模式，采用在拋光軌跡區內設置密集的徑向微溝槽，并使所述徑向微溝槽的取向滿足特定的流型函數，以期提升拋光速率的同時，能顯著降低拋光時的終點溫度，并能夠提高片內和片間的均勻性。
[0008]為實現上述專利技術目的，本專利技術采用如下的技術方案：
[0009]一種具有徑向微溝槽的拋光墊，所述拋光墊包括拋光層，所述拋光層具有一旋轉中心，以及與所述旋轉中心同心的拋光軌跡區和環向溝槽，其中，所述拋光軌跡區含有徑向微溝槽，所述徑向微溝槽的取向與拋光時拋光介質的流型函數一致：其中，r為拋光層上任意點離拋光墊圓心的距離，r0為拋光頭圓心和拋光墊圓心之間的距離，θ為拋光層上任意點和拋光墊圓心的連線與直線L之間的夾角，直線L為拋光開始前拋光機拋光盤中心點和拋光頭中心點的連線所在的直線。
[0010]在一個具體的實施方案中，所述拋光墊不含有從拋光層內部經拋光軌跡區到拋光層周邊的徑向大溝槽。
[0011]在一個具體的實施方案中，所述拋光軌跡區為以拋光墊半徑R為基準，從圓心開始(1/4～3/4)R的環形區域；優選地，在所述拋光軌跡區內環向溝槽和徑向微溝槽相交。
[0012]在一個具體的實施方案中，在所述拋光軌跡區內環向溝槽和徑向微溝槽相交。
[0013]在一個具體的實施方案中，所述環向溝槽為以拋光墊圓心為中心的同心圓環形溝槽。
[0014]在一個具體的實施方案中，所述環向溝槽為以拋光墊圓心為中心的呈環向的螺旋溝槽。
[0015]在一個具體的實施方案中，所述環向溝槽為由微圓組成的以拋光墊圓心為中心環向溝槽。
[0016]在一個具體的實施方案中，所述環向溝槽為由圓弧組成的類圓環狀的溝槽，所述環向溝槽在旋轉過程中軌跡為圓環狀。
[0017]在一個具體的實施方案中，所述的徑向微溝槽為彎曲的徑向微溝槽；優選地，所述的徑向微溝槽為以拋光介質的流型函數為基礎設計的徑向微溝槽。
[0018]在一個具體的實施方案中，所述徑向微溝槽的寬度不大于環向溝槽的十二分之一；優選地，所述徑向微溝槽的平均寬度小于30微米。
[0019]在一個具體的實施方案中，所述徑向微溝槽的深度是環向溝槽深度的1/4至1/2。
[0020]在一個具體的實施方案中，所述拋光軌跡區內相鄰兩個環向溝槽之間含有徑向微溝槽的面積占相鄰兩個環向溝槽之間所夾區域面積的30％～80％。
[0021]與現有技術相比，本專利技術的有益效果在于：
[0022]本專利技術的具有徑向微溝槽的拋光墊通過在拋光軌跡區內設置取向與拋光時拋光介質的流型函數一致的徑向微溝槽，其能夠合理改變拋光介質在拋光墊上的停留時間，有效提升拋光速率的同時，能顯著降低拋光時的終點溫度，并能夠提高片內和片間的均勻性。
附圖說明
[0023]圖1為本專利技術拋光墊的一種實施方案示意圖，其中主溝槽為環向溝槽，徑向微溝槽為徑向微溝槽。
[0024]圖1A是圖1拋光墊的拋光軌跡區放大示意圖。
[0025]圖2為本專利技術拋光墊的另一種實施方案示意圖，其中主溝槽為螺旋溝槽，徑向微溝槽為徑向微溝槽。
[0026]圖2A是圖2拋光墊的拋光軌跡區放大示意圖。
[0027]圖3為本專利技術拋光墊的又一種實施方案示意圖，其中主溝槽為微圓組成的環向溝槽，徑向微溝槽為徑向微溝槽。
[0028]圖3A是圖3拋光墊的拋光軌跡區放大示意圖。
[0029]圖4為本專利技術拋光墊的又一種實施方案示意圖，其中主溝槽為由圓弧相連接組成的環向溝槽，徑向微溝槽為徑向微溝槽。
[0030]圖4A是圖4拋光墊的拋光軌跡區放大示意圖。
[0031]圖5是本專利技術拋光墊上任意點構成的坐標系示意圖。
[0032]其中，100為第一拋光墊的拋光層，101為拋光墊圓周的最邊緣，102拋光墊的旋轉中心，103為拋光軌跡所覆蓋的直徑長度，104環向溝槽，105為拋光軌跡區，106、107、108為徑向微溝槽，200為第二拋光墊的拋光層，201為拋光墊圓周的最邊緣，202拋光墊的旋轉中心，203為拋光軌跡所覆蓋的直徑長度，204為環向溝槽，205為拋光軌跡區，206、207、208為徑向微溝槽，300為第三拋光墊的拋光層，301為拋光墊圓周的最邊緣，302拋光墊的旋轉中心，303為拋光軌跡本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種具有徑向微溝槽的拋光墊，所述拋光墊包括拋光層，所述拋光層具有一旋轉中心，以及與所述旋轉中心同心的拋光軌跡區和環向溝槽，其特征在于，所述拋光軌跡區含有徑向微溝槽，所述徑向微溝槽的取向與拋光時拋光介質的流型函數一致：其中，r為拋光層上任意點離拋光墊圓心的距離，r0為拋光頭圓心和拋光墊圓心之間的距離，θ為拋光層上任意點和拋光墊圓心的連線與直線L之間的夾角，直線L為拋光開始前拋光機拋光盤中心點和拋光頭中心點的連線所在的直線。2.如權利要求1所述的拋光墊，其特征在于，所述拋光墊不含有從拋光層內部經拋光軌跡區到拋光層周邊的徑向大溝槽。3.如權利要求2所述的拋光墊，其特征在于，所述拋光軌跡區為以拋光墊半徑R為基準，從圓心開始(1/4～3/4)R的環形區域；優選地，在所述拋光軌跡區內環向溝槽和徑向微溝槽相交。4.如權利要求1～3任一項所述的拋光墊，其特征在于，所述環向溝槽為以拋光墊圓心為中心的同心圓環形溝槽。5.如...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉加嶺，王凱，
申請(專利權)人：萬華化學集團電子材料有限公司，
類型：發明
國別省市：