一种研磨垫及化学机械抛光设备制造技术

本发明专利技术公开一种研磨垫及化学机械抛光设备，涉及半导体器件加工技术领域，用于实现在同一研磨垫上形成至少两个研磨区域，在研磨头压力不变的情况下，使得研磨垫具有两种以上的材料去除率。研磨垫包括：至少两个研磨区域，至少两个研磨区域中，任意两个相邻的研磨区域的表面硬度或材料中至少一项不相同。化学机械抛光设备包括上述技术方案所提的研磨垫。本发明专利技术提供的化学机械抛光设备用于对半导体器件进行加工。行加工。行加工。

【技术实现步骤摘要】
一种研磨垫及化学机械抛光设备


[0001]本专利技术涉及半导体器件加工
，尤其涉及一种研磨垫及化学机械抛光设备。

技术介绍

[0002]在制造半导体器件过程中，在形成如浅槽隔离层或金属互连层后，通常需要对硅片上已形成的结构进行化学机械抛光，以实现平坦化的目的。
[0003]相关技术提出一种实现化学机械抛光的研磨垫，实现对上述已形成的结构的抛光。上述结构在抛光垫进行研磨抛光的时候，由于研磨头的转动，硅片内外转动的线速度差异大。导致外部研磨较快，内部研磨较慢，硅片上的结构研磨后的存在内外厚度差。
[0004]为了解决上述技术问题，相关技术提出一种化学机械抛光的方法，当采用相关技术提供的研磨垫对上述已形成的结构进行抛光时，调整研磨头施加在硅片内外的压力，以实现硅片内外材料去除率一致的目的。但是，上述方法存在操作复杂的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种研磨垫及化学机械抛光设备，在同一研磨垫上形成至少两个研磨区域，以确保在研磨头的压力不变的情况下，使得研磨垫具有两种以上的材料去除率，硅片在研磨过程中，可以调整硅片的各个区域的研磨速率，从而实现硅片的内外材料去除率一致，达到厚度一致的效果并实现简化抛光操作的效果。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种研磨垫。该研磨垫包括至少两个研磨区域，至少两个研磨区域中，任意两个相邻的研磨区域的表面硬度或材料中至少一项不相同。
[0008]与现有技术相比，该研磨垫包括至少两个研磨区域。在此基础上，任意两个相邻的研磨区域的材料去除率不相同。当将本专利技术提供的研磨垫应用在化学机械抛光设备，以实现对硅片的化学机械抛光时，硅片的中心与边缘受到的研磨效果不同。因此，本专利技术提供的研磨垫，在不改变研磨头施加在研磨垫上的压力的情况下，实现同一研磨垫对硅片具有不同的材料去除率的同时，可以调整硅片的各个区域的研磨速率，从而实现硅片的内外材料去除率一致，达到厚度一致的效果并具有简化研磨操作的效果。
[0009]第二方面，本专利技术还提供一种化学机械抛光设备，包括第一方面提供的研磨垫。
[0010]与现有技术相比，第二方面提供的化学机械抛光设备的有益效果可以参考第一方面的实现方式描述的研磨垫的有益效果。
附图说明
[0011]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0012]图1为本专利技术实施例提供的一种研磨垫的结构示意图；
[0013]图2为本专利技术实施例提供的一种研磨垫的结构示意图；
[0014]图3为本专利技术实施例提供的一种研磨垫的结构示意图；
[0015]图4为本专利技术实施例提供的一种研磨垫的结构示意图；
[0016]图5为本专利技术实施例提供的研磨垫对应的表面硬度与材料去除率的曲线示意图。
[0017]附图标记：
[0018]1‑
第一研磨区域，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2‑
第二研磨区域，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3‑
第三研磨区域，
[0019]4‑
第四研磨区域，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
内部研磨区域，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ6‑
外部研磨区域，
[0020]61
‑
内环研磨区域，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
62
‑
外环研磨区域。
具体实施方式
[0021]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0022]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0023]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
[0024]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0025]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0026]在制造半导体器件过程中，涉及如浅槽隔离层、层间介质层等膜层的淀积，以及用于实现半导体器件内部互连的金属塞以及金属互连层的形成。在形成上述膜层、金属塞以及金属互连层的过程中，通常需要利用化学机械抛光设备对已形成的结构(已形成的结构包括但不限于膜层、金属塞材料层和金属互连材料层)进行表面平坦化处理。
[0027]相关技术提供的化学机械抛光设备一般包括转盘、研磨头、抛光液输送装置和研磨垫。
[0028]上述研磨垫可以通过粘贴的方式设置在转盘的承载面上。上述研磨头可以通过真空吸附的方式承载需要研磨的上述已形成的结构。上述抛光液输送装置在平坦化过程中向研磨垫输入研磨液。
[0029]在实际使用过程中，承载有已形成的结构的研磨头可以以一定的压力压在由转盘
带动的转动的研磨垫上。此时，抛光液输送装置持续不断地向研磨垫提供抛光液。抛光液在研磨垫离心力的作用下均匀分布在研磨垫的表面。在已形成的结构和研磨垫之间形成一层液体薄膜，抛光液中的化学成分与已形成的结构发生反应，以将不溶物质转化为易溶物质。通过微粒的微机械摩擦将上述易溶物质从已形成的结构表面去除，并随抛光液流出研磨垫，以实现已形成的结构表面平坦化的目的。
[0030]为了确保在硅片上的结构在进行化学机械抛光过程中，硅片上的结构的内部与外部区域具有相同的材料去除率，相关技术提出一种通过改变研磨头施加在硅片上不同区域的压力的方式。但是，这种方式存在操作复杂的问题。
[0031]针对上述问题，本专利技术实施例提供一种研磨垫。图1示出了本专利技术实施例提供的一种研磨垫的结构示意图。如图1所示，上述研磨垫包括至少两个研磨区域。至少两个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种研磨垫，其特征在于，所述研磨垫包括至少两个研磨区域，至少两个所述研磨区域中，任意两个相邻的所述研磨区域的材料去除率不相同。2.根据权利要求1所述的研磨垫，其特征在于，位于所述研磨垫外部的研磨区域的材料去除率小于等于位于所述研磨垫内部的研磨区域的材料去除率。3.根据权利要求1所述的研磨垫，其特征在于，所述研磨垫包括位于所述研磨垫中心的内部研磨区域，以及位于所述内部研磨区域外的外部研磨区域。4.根据权利要求3所述的研磨垫，其特征在于所述内部研磨区域的形状为圆形或圆环形，所述外部研磨区域的形状为圆环形，所述内部研磨区域的中心线与所述外部研磨区域的中心线重合。5.根据权利要求4所述的研磨垫，其特征在于，所述外部研磨区域包括至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：金泰源，张月，杨涛，卢一泓，刘青，
申请(专利权)人：真芯北京半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：