具有偏置的同心凹槽图案的边缘排除区域的化学机械抛光抛光垫制造技术

本发明专利技术提供一种抛光垫及一种使用该抛光垫化学机械抛光基板的方法。该抛光垫至少包含凹槽区域及排除区域，其中该排除区域与该抛光垫的圆周相邻，且其中该排除区域不含凹槽。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有偏置的同心凹槽图案的边缘排除区域的化学机械抛光抛光垫
技术介绍
化学机械抛光(“CMP”)法用于制造微电子器件以在半导体晶片、场发射显示器及许多其它微电子基板上形成平坦表面。例如，制造半导体器件典型地涉及形成各种处理层、选择性移除这些层的部分或使其图案化，及在半导体基板的表面上方沉积额外处理层以形成半导体晶片。例如，处理层可包括绝缘层、栅极氧化物层、导电层、金属或玻璃层、及其类似层。在晶片制造过程的某些步骤中，处理层的最上表面期望地为平面的，亦即平坦的，以用于沉积后续层。CMP用以使处理层平坦化，其中对诸如导电或绝缘材料的沉积材料进行抛光以使晶片平坦化，以用于后续工艺步骤。在典型CMP法中，将晶片上下颠倒地安装在CMP工具中的载体上。一股力量推动载体及晶片向下朝向抛光垫。载体及晶片典型地在CMP工具的抛光台上的旋转抛光垫上方旋转。在抛光处理期间，典型地将抛光组合物(也称作抛光浆料)引入旋转晶片与旋转抛光垫之间。抛光组合物典型地含有一种或多种与最上晶片层的部分相互作用或使其溶解的化学物质，及一种或多种以物理方式移除所述层的部分的研磨材料。可以相同方向、相反方向旋转晶片与抛光垫，或可旋转晶片或抛光垫中的一者，同时晶片或抛光垫的另一者保持静止。载体也可在抛光台上的抛光垫上振荡。旋转方案根据所执行的具体抛光工艺来选择。在抛光工艺中，在所抛光的基板与抛光垫之间提供充足的抛光组合物是重要的。尽管软多孔抛光垫可充当抛光组合物的储存器，但使用软抛光垫的缺点已致使研发具有形成于表面中的凹槽的更硬抛光垫。凹槽有助于将抛光组合物移动进入抛光垫与基板表面之间的间隔中。当形成凹槽以便与抛光垫的旋转轴同心时，就具有圆形凹槽的抛光垫而言，由于出现与抛光垫上的图案相匹配的基板中的图案，处于凹槽外部的衬垫的凸起区域往往会导致基板的抛光不均匀。此现象已致使建议使用具有“偏心(offcenter)”凹槽图案的抛光垫，例如具有同心圆形凹槽的衬垫，其同心中心并不与抛光垫的旋转轴重合。然而，在例如通过机械加工来形成凹槽期间，凹槽图案从抛光垫表面的一面产生。因为抛光垫材料必须至少为略微柔软的，且因为许多抛光垫至少为略微多孔的，所以抛光垫的边缘在凹槽与抛光垫的边缘相会处典型地具有缺陷，其源自于用以形成凹槽的工艺或者在抛光工艺期间形成。抛光垫的边缘缺陷继而造成在所抛光的基板中产生刮痕缺陷。因此，在此项技术中仍需要经改良的抛光垫。
技术实现思路
本专利技术提供一种抛光垫，其中该抛光垫特征在于总体上圆形的横截面，其中该抛光垫包含旋转轴及抛光表面，其中该抛光表面至少包含凹槽区域及排除区域(exclusionregion)，其中该凹槽区域包含多个设置于该抛光表面中的凹槽，其中该多个凹槽至少由多个具有第一同心中心的第一同心凹槽构成，其中该抛光垫的该旋转轴并不与该第一同心中心重合，其中该排除区域中并不含凹槽，其中该排除区域与该抛光垫的圆周相邻，其中该排除区域具有外边界及内边界，其中该排除区域的该外边界与该抛光垫的该圆周相接(contiguous)，且其中从该抛光垫的该圆周至该排除区域的该内边界的距离大于零。本专利技术也提供一种抛光垫，其中该抛光垫特征在于总体上圆形的横截面，其中该抛光垫包含旋转轴及抛光表面，其中该抛光表面至少包含凹槽区域及排除区域，其中该凹槽区域包含设置于该抛光表面中的凹槽，其中该凹槽以具有中心的螺旋形图案形成，其中该抛光垫的该旋转轴不与该螺旋形图案的该中心重合，其中该排除区域不含凹槽，其中该排除区域与该抛光垫的圆周相邻，其中该排除区域具有外边界及内边界，其中该排除区域的该外边界与该抛光垫的该圆周相接，且其中从该抛光垫的该圆周至该排除区域的该内边界的距离大于零。本专利技术另外提供一种抛光垫，其中该抛光垫特征在于总体上圆形的横截面，其中该抛光垫包含旋转轴及抛光表面，其中该抛光表面至少包含凹槽区域及排除区域，其中该凹槽区域包含多个设置于该抛光表面中的凹槽，其中该多个凹槽至少由多个具有第一同心中心的第一同心或近似同心的多边形凹槽组成，其中该抛光垫的该旋转轴不与该第一同心中心重合，其中该排除区域不含凹槽，其中该排除区域与该抛光垫的该圆周相邻，其中该排除区域具有外边界及内边界，其中该排除区域的该外边界与该抛光垫的该圆周相接，且其中从该抛光垫的该圆周至该排除区域的该内边界的距离大于零。附图说明图1说明根据本专利技术的一个实施方式的抛光垫。图1为从垂直于抛光表面的视角的抛光垫的抛光表面的视图。图2说明根据本专利技术的一个实施方式的抛光垫。图2为从垂直于抛光表面的视角的抛光垫的抛光表面的视图。图3说明根据本专利技术的一个实施方式的抛光垫。图3为从垂直于抛光表面的视角的抛光垫的抛光表面的视图。图4说明根据本专利技术的一个实施方式的抛光垫。图4从自垂直于抛光表面的视角的抛光垫的抛光表面的视图。图5说明根据本专利技术的一个实施方式的抛光垫。图5从自垂直于抛光表面的视角的抛光垫的抛光表面的视图。图6A描绘具有偏置的同心凹槽图案的常规抛光垫的边缘的图像。图6B为在更高放大率下图6A中所示的图像。图7A描绘根据本专利技术的一个实施方式的具有偏置的同心凹槽图案的抛光垫的边缘的图像。图7B为在更高放大率下图7A中所示的图像。具体实施方式本专利技术是通过图1至图7的论述来说明，但是，当然以此方式的说明不应理解为以任何方式限制本专利技术的范围。图1至图5所描述的抛光垫的特征为本专利技术的抛光垫的通用特征，且因此可将所描述的特征以任何合适的方式组合以产生本专利技术的抛光垫。在这点上，图1至图5仅说明可用于本专利技术的抛光垫的凹槽图案的类型；然而，图1至图5中所呈现的尺寸及比例不一定表示本专利技术的抛光垫的实际尺寸及比例。本专利技术提供一种抛光垫，其中该抛光垫特征在于总体上圆形的横截面，其中该抛光垫包含旋转轴及抛光表面，其中该抛光表面至少包含凹槽区域及排除区域，其中该凹槽区域包含多个设置于该抛光表面中的凹槽，其中该多个凹槽至少由多个具有第一同心中心的第一同心凹槽构成，其中该抛光垫的该旋转轴并不与该第一同心中心重合，其中该排除区域中并不含凹槽，其中该排除区域与该抛光垫的圆周相邻，其中该排除区域具有外边界及内边界，其中该排除区域的该外边界与该抛光垫的该圆周相接，且其中从该抛光垫的该圆周至该排除区域的该内边界的距离大于零。可以任何合适的距离将第一同心中心与旋转轴彼此分隔开。例如，可通过0.1cm或更大的距离，例如1cm或更大、2cm或更大、5cm或更大或10cm或更大，将第一同心中心与旋转轴分隔开。替代地或另外，可通过50cm或更小的距离，例如25cm或更小、15cm或更小、10cm或更小的距离，将第一同心中心与旋转轴分隔开。因此，第一同心中心与旋转轴之间的距离可介于由任何两个前述端点所限定的范围内。例如，距离可为0.1cm至50cm、1cm至25cm、2cm至15cm或2cm至10cm。抛光垫包含不含凹槽的排除区域。参照图1，抛光垫包含抛光表面100、设置于抛光表面100中的多个同心凹槽101、旋转轴102、第一同心中心103及由外边界104及内边界105界定的排除区域，其中排除区域的外边界与排除区域的内边界之间的距离(D)表示为106。期望地，距离D大于零。在本文中所描述的任何实施方式中，距离D大于零。因此，凹槽不能延伸至抛光垫的边缘或圆周。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抛光垫，其中该抛光垫的特征在于总体上圆形的横截面，其中该抛光垫包含旋转轴及抛光表面，其中该抛光表面至少包含凹槽区域及排除区域，其中该凹槽区域包含多个设置于该抛光表面中的凹槽，其中所述多个凹槽至少由多个具有第一同心中心的第一同心凹槽组成，其中该抛光垫的该旋转轴不与该第一同心中心重合，其中该排除区域不含凹槽，其中该排除区域与该抛光垫的圆周相邻，其中该排除区域具有外边界及内边界，其中该排除区域的该外边界与该抛光垫的该圆周相接，且其中从该抛光垫的该圆周至该排除区域的内边界的距离大于零。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.18 US 61/892,6231.一种抛光垫，其中该抛光垫的特征在于总体上圆形的横截面，其中该抛光垫包含旋转轴及抛光表面，其中该抛光表面至少包含凹槽区域及排除区域，其中该凹槽区域包含多个设置于该抛光表面中的凹槽，其中所述多个凹槽至少由多个具有第一同心中心的第一同心凹槽组成，其中该抛光垫的该旋转轴不与该第一同心中心重合，其中该排除区域不含凹槽，其中该排除区域与该抛光垫的圆周相邻，其中该排除区域具有外边界及内边界，其中该排除区域的该外边界与该抛光垫的该圆周相接，且其中从该抛光垫的该圆周至该排除区域的内边界的距离大于零，其中所述多个凹槽进一步由多个具有第二同心中心的第二同心凹槽组成，其中该第一同心中心不与该第二同心中心重合，且其中该抛光垫的该旋转轴不与该第一同心中心及该第二同心中心重合。2.根据权利要求1所述的抛光垫，其中从该抛光垫的该圆周至该排除区域的该内边界的平均距离用DA表示，且其中DA为0.1cm至2cm。3.根据权利要求2所述的抛光垫，其中DA为1cm至1.5cm。4.根据权利要求2或3所述的抛光垫，其中DA具有0.5或更小的标准偏差。5.一种抛光垫，其中该抛光垫的特征在于总体上圆形的横截面，其中该抛光垫包含旋转轴及抛光表面，其中该抛光表面至少包含凹槽区域及排除区域，其中该凹槽区域包含多个设置于该抛光表面中的凹槽，其中所述多个凹槽至少由多个具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡庆铭，郑世伟，徐嘉成，杨坤树，陈辉峰，G高德特，刘圣焕，
申请(专利权)人：嘉柏微电子材料股份公司，
类型：发明
国别省市：美国;US