研磨盘和化学机械研磨装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种研磨盘和化学机械研磨装置，所述研磨盘包括底座、结合层和多个研磨颗粒，所述结合层设置于所述底座上，所述研磨颗粒设置在所述结合层远离所述底座的研磨面上，所述研磨面包括结合平面、第一结合曲面和第二结合曲面，所述第一结合曲面和所述第二结合曲面的曲率不同，所述结合平面的边缘以向靠近所述底座的一侧延伸的方式与所述第一结合曲面和所述第二结合曲面连接。所述研磨盘可改善研磨垫的损伤情况，从而可降低由于研磨垫损伤导致的研磨盘中的研磨颗粒破碎或者脱落的风险，进而可降低由于研磨盘中的研磨颗粒破碎或者脱落划伤晶圆的风险，此外，由于研磨垫的损伤可改善，因此可改善研磨液在研磨垫上的分布情况，从而提高研磨效率。

Grinding disc and chemical mechanical grinding device

The invention provides a grinding plate and a chemical mechanical grinding device. The grinding plate comprises a base, a binding layer and a plurality of grinding particles. The binding layer is arranged on the base, and the grinding particles are arranged on the grinding surface of the binding layer which is far away from the base. The grinding bread includes the binding plane, the first binding surface and the second binding surface The curvature of the second combined surface is different, and the edge of the combined plane is connected with the first combined surface and the second combined surface by extending to the side close to the base. The abrasive disc can improve the damage of the abrasive pad, thereby reducing the risk of the abrasive particles breaking or falling off in the abrasive disc caused by the damage of the abrasive pad, and further reducing the risk of the abrasive particles breaking or falling off in the abrasive disc and scratching the wafer. In addition, the damage of the abrasive pad can be improved, so the distribution of the abrasive fluid on the abrasive pad can be improved. And improve the grinding efficiency.

【技术实现步骤摘要】
研磨盘和化学机械研磨装置
本专利技术涉及半导体加工
，特别涉及一种研磨盘和化学机械研磨装置。
技术介绍
化学机械研磨(ChemicalMechanicalPolishing，CMP)是各种产业中常见的研磨工艺。利用化学研磨工艺可研磨各种物品的表面，包括集成电路(integratedcircuit)，陶瓷、硅、玻璃、石英、或金属的平面等。此外，随着集成电路发展迅速，因化学机械研磨可达到大面积平坦化的目的，故为半导体工艺中常见的晶圆平坦化技术之一。尤其是，随着晶体管的体积缩小化，化学机械研磨的加工次数也随之增加，例如，在28纳米线宽的工艺中，化学机械研磨的加工次数即可能高达至三十次。在化学机械研磨过程中，通常研磨垫(Pad)与设置在研磨头上的晶圆(或其它半导体元件)相接触，研磨液视需要搭配使用，晶圆表面的杂质以及不平坦结构在化学和物理机械力的共同作用下被移除。由于研磨垫使用一定时间后，研磨垫上容易积滞研磨屑，导致研磨效果差、研磨效率低，通常化学机械研磨中还会利用研磨盘对研磨垫的工作面进行磨修，以使研磨垫的工作面再度粗糙，从而使研磨垫维持在最佳状态。在化学机械研磨过程中，研磨盘上破碎或脱落的研磨颗粒容易沾染在研磨垫的工作表面上，从而在使用研磨垫研磨晶圆时，易划伤晶圆。通过增大研磨颗粒的大小可以减少研磨颗粒破碎脱落的风险，但在研磨的过程中研磨垫的工作面上的沟槽容易被磨平而损伤，损伤后的研磨垫容易导致研磨液在研磨垫上的分布不均匀，从而使研磨效率也随之降低。因此，急需对现有的研磨盘进行进一步改进，以降低研磨垫损伤的风险。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种研磨盘和化学机械研磨装置，以降低研磨垫损伤的风险。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种研磨盘，包括：底座、结合层和多个研磨颗粒，所述结合层设置于所述底座上，所述研磨颗粒设置在所述结合层远离所述底座的研磨面上，所述研磨面包括结合平面、第一结合曲面和第二结合曲面，所述第一结合曲面和所述第二结合曲面的曲率不同，所述结合平面的边缘以向所述底座延伸的方式与所述第一结合曲面和所述第二结合曲面连接。可选的，所述第一结合曲面和所述第二结合曲面在所述结合平面向所述底座的一侧连接，所述第一结合曲面和第二结合曲面的连接处曲率连续。可选的，所述第一结合曲面与所述结合平面之间的夹角为32.6°至34.5°，所述第二结合曲面与所述结合平面之间的夹角为59.2°至62.5°。可选的，所述结合平面包括两个相连成圆形的半圆，两个所述半圆的边缘以向所述底座延伸的方式分别连接所述第一结合曲面和第二结合曲面。可选的，所述研磨颗粒的粒径介于120μm至150μm之间。可选的，在与所述结合平面平行的方向上，相邻的两个所述研磨颗粒之间的间距介于80μm至100μm之间。可选的，在与所述结合平面垂直的方向上，所述第一结合曲面和第二结合曲面上相邻的两个所述研磨颗粒之间的间距均介于80μm至100μm之间。可选的，在与所述结合平面平行的方向上，两个所述研磨颗粒之间的最大间距介于10cm至12cm之间。可选的，所述结合平面的最大尺寸介于9.5cm至10.5cm之间。本专利技术还提供一种化学机械研磨装置，包括上述的研磨盘。本专利技术提供的一种研磨盘和化学机械研磨装置，具有以下有益效果：在本专利技术提供的研磨盘和化学机械研磨装置中，由于所述结合层包括结合平面、第一结合曲面和第二结合曲面，且第一结合曲面和第二结合曲面从结合平面的整个边缘向靠近所述底座的一侧延伸形成，且第一结合曲面和第二结合曲面上均设置有研磨颗粒，因此在化学机械研磨的过程中，在研磨盘的研磨压力的作用下，所述第一结合曲面、第二结合曲面和结合平面上的研磨颗粒均可参与到研磨垫的修整中，同时由于第一结合曲面和第二结合曲面的曲率不相同，因此在修整研磨垫的过程中可改善研磨垫的损伤情况，从而可降低由于研磨垫损伤导致的研磨盘中的研磨颗粒破碎或者脱落的风险，进而可降低由于研磨盘中的研磨颗粒破碎或者脱落划伤晶圆的风险，此外，由于研磨垫的损伤可改善，因此可改善研磨液在研磨垫上的分布情况，从而提高研磨效率。附图说明图1是一种晶圆在进行化学机械研磨的示意图；图2是一种研磨盘修整研磨垫的剖面示意图；图3是本专利技术一种实施例中的研磨盘的俯视图；图4是图3中的研磨盘的A-A向的剖视图；图5是晶圆划伤数据图；图6是本专利技术一种实施例中的研磨盘的一种立体示意图；图7是本专利技术另一种实施例中的研磨盘的俯视图。附图标记说明：110-晶圆；120-研磨垫；130-研磨盘；140-研磨液；150-研磨颗粒；200-研磨盘；210-底座；220-结合层；221-结合平面；222-第一结合曲面；223-第二结合曲面；230-研磨颗粒；P-研磨面；δ1-第一夹角；δ2-第二夹角。具体实施方式在化学机械研磨过程中研磨垫容易损伤，参考图1和图2，图1是一种晶圆在进行化学机械研磨的示意图，图2是一种研磨盘修整研磨垫的剖面示意图，申请人在研究中发现，在化学机械研磨过程中研磨头和晶圆110的硬度较高，且在化学机械研磨过程中，研磨头和晶圆110在研磨垫120上有较大的作用力，因此，研磨垫120与晶圆110相接触的一面容易损伤变形呈波浪状，具体如图1和图2所示。申请人还发现，波浪状的工作面容易导致研磨垫120的工作面上的研磨液140分布不均匀(参考图1)，进而导致研磨效率较低，同时，波浪状的工作面容易使研磨盘130上的研磨颗粒150破碎或者脱落(参考图2)，脱落的研磨颗粒150容易沾染在研磨垫120的工作表面上，从而使用研磨垫120研磨晶圆110时，易于划伤晶圆110。基于此，申请人提出了一种研磨盘和化学机械研磨装置，将原有的研磨盘上研磨颗粒沿平面分布的状态修改为中间沿平面分布边缘沿曲面分布的状态，从而改善研磨垫的损伤情况，以有效提高研磨效率并改善晶圆损伤情况。以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的研磨盘和化学机械研磨装置作进一步详细说明。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例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本实施例提供一种研磨盘。参考图3和图4，图3是本专利技术一种实施例中的研磨盘的俯视图，图4是图3中的研磨盘的A-A向的剖视图，所示研磨盘200包括底座210、结合层220和多个研磨颗粒230。所述结合层220设置于所述底座210上。全部的所述研磨颗粒230设置在所述结合层220远离所述底座210的研磨面P上。所述研磨面P包括结合平面221、第一结合曲面222和第二结合曲面223。所述结合平面221的整个边缘向靠近所述底座210的一侧延伸有第一结合曲面222和第二结合曲面223，所述第一结合曲面222和第二结合曲面223的曲率不相同。本实施例中的研磨盘200与现有技术中的研磨盘的主要区别在于，现有技术中研磨盘的结合层的研磨面通常只包括一个结合平面或者是仅包括一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种研磨盘，其特征在于，包括：底座、结合层和多个研磨颗粒，所述结合层设置于所述底座上，所述研磨颗粒设置在所述结合层远离所述底座的研磨面上，所述研磨面包括结合平面、第一结合曲面和第二结合曲面，所述第一结合曲面和所述第二结合曲面的曲率不同，所述结合平面的边缘以向所述底座延伸的方式与所述第一结合曲面和所述第二结合曲面连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种研磨盘，其特征在于，包括：底座、结合层和多个研磨颗粒，所述结合层设置于所述底座上，所述研磨颗粒设置在所述结合层远离所述底座的研磨面上，所述研磨面包括结合平面、第一结合曲面和第二结合曲面，所述第一结合曲面和所述第二结合曲面的曲率不同，所述结合平面的边缘以向所述底座延伸的方式与所述第一结合曲面和所述第二结合曲面连接。


2.如权利要求1所述的研磨盘，其特征在于，所述第一结合曲面和所述第二结合曲面在所述结合平面向所述底座的一侧连接，所述第一结合曲面和第二结合曲面的连接处曲率连续。


3.如权利要求1所述的研磨盘，其特征在于，所述第一结合曲面与所述结合平面之间的夹角为32.6°至34.5°，所述第二结合曲面与所述结合平面之间的夹角为59.2°至62.5°。


4.如权利要求1所述的研磨盘，其特征在于，所述结合平面包括两个相连成圆形的半圆，两个所述半圆的边缘以向所述底座延伸的方式分别连接所述第一结...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建雄，唐强，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造天津有限公司，中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12