研磨方法、研磨垫与研磨系统技术方案

本发明专利技术提供一种研磨方法、研磨垫与研磨系统。本发明专利技术是使用研磨垫进行研磨一研磨物件，此研磨垫包括研磨层以及配置在研磨层中的表面图案。研磨层具有研磨面、旋转中心区域及周围区域。而上述表面图案包括数个自靠近旋转中心区域向外延伸至靠近周围区域分布的沟槽。所述数个沟槽相对于同一半径的圆周方向具有数个沟槽截面。所述数个沟槽截面各具有左侧壁与右侧壁，而所述数个沟槽截面的左侧壁构成的左侧壁群组与所述数个沟槽截面的右侧壁构成的右侧壁群组其中之一群组与研磨面具有一夹角，此夹角为一钝角。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种研磨技术，且特别涉及一种可提供研磨液具有不同的流场分布的 研磨垫、研磨系统与研磨方法。
技术介绍
随着产业的进步，平坦化工艺经常被采用为生产各种元件的工艺。在平坦化工艺 中，化学机械研磨工艺经常为产业所使用。一般来说，化学机械研磨工艺是通过供应具有化 学品混合物的研磨液于研磨垫上，并对被研磨物件施加一压力以将其压置于研磨垫上，且 在物件及研磨垫彼此进行相对运动。通过相对运动所产生的机械摩擦及研磨液的化学作用 下，移除部分物件表层，而使其表面逐渐平坦，来达成平坦化的目的。图1是现有的一种研磨垫的俯视示意图，图2是图1中的研磨垫沿着线段A-A’的 剖面图。请参照图1，研磨垫100包括研磨层102与多个圆形沟槽104，这些圆形沟槽104是 以同心圆的方式配置在研磨层102中用来容纳研磨液。在进行研磨时，研磨层102与研磨 物件105 (例如为晶圆)的表面相接触，同时研磨垫100沿着旋转方向即箭头101所示方向 转动。在研磨垫100转动的同时，研磨液持续地供应至研磨垫100上并流经研磨层102与 研磨物件105之间。由图2所示，部分研磨液通过研磨垫100转动产生的离心力(centrifugal force)，使研磨液自圆形沟槽104以径向地向外方向流动至研磨层102表面，如研磨液的流 动方向即箭头103所示方向。在进行研磨时，研磨液的流场分布会影响研磨特性。因此， 提供具有使研磨液流场分布不同的研磨垫为产业选择，以因应不同研磨工艺的需求是需要 的。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种研磨垫，能够使研磨液具有不同的流场分布。本专利技术提供一种研磨系统，能够使研磨液具有不同的流场分布本专利技术提供一种研磨方法，能够使研磨液具有不同的流场分布。本专利技术提出一种研磨垫，至少包括一研磨层与配置在研磨层中的表面图案；此研 磨层具有研磨面、旋转中心区域及周围区域；而上述表面图案至少包括数个自靠近旋转中 心区域向外延伸至靠近周围区域分布的沟槽，所述数个沟槽相对于同一半径的圆周方向具 有数个沟槽截面，所述数个沟槽截面各具有左侧壁与右侧壁，所述数个沟槽截面的左侧壁 构成的左侧壁群组与所述数个沟槽截面的右侧壁构成的右侧壁群组其中之一群组与研磨 面具有第一夹角，此第一夹角为一钝角。本专利技术提出一种适用于具有一旋转方向的研磨系统的研磨垫，至少包括一研磨层 与配置在研磨层中的表面图案；此研磨层具有研磨面、旋转中心区域及周围区域；而上述 表面图案至少包括数个自靠近旋转中心区域向外延伸至靠近周围区域分布的沟槽，所述数 个沟槽相对于同一半径的圆周方向具有数个沟槽截面，所述数个沟槽截面各具有左侧壁与右侧壁，其中所述数个左侧壁、所述数个右侧壁由其底部至顶部具有一倾斜方向，此倾斜方 向为上述旋转方向的反方向。本专利技术提出一种研磨系统，包括载具与研磨垫；上述载具用以固持研磨物件，而研 磨垫固定于研磨平台上；另外，上述研磨垫至少包括一研磨层与配置在研磨层中的表面图 案；此研磨层具有研磨面、旋转中心区域及周围区域；而上述表面图案至少包括数个自靠 近旋转中心区域向外延伸至靠近周围区域分布的沟槽，所述数个沟槽相对于同一半径的圆 周方向具有数个沟槽截面，所述数个沟槽截面各具有左侧壁与右侧壁，其中所述数个沟槽 截面的左侧壁构成的左侧壁群组与所述数个沟槽截面的右侧壁构成的右侧壁群组其中之 一群组与研磨面具有第一夹角，此第一夹角为一钝角。本专利技术提出一种研磨系统，包括载具与研磨垫；上述载具用以固持研磨物件，而研 磨垫固定于具有一旋转方向的研磨平台上；另外，上述研磨垫至少包括一研磨层与配置在 研磨层中的表面图案；此研磨层具有研磨面、旋转中心区域及周围区域；而上述表面图案 至少包括数个自靠近旋转中心区域向外延伸至靠近周围区域分布的沟槽，所述数个沟槽相 对于同一半径的圆周方向具有数个沟槽截面，所述数个沟槽截面各具有左侧壁与右侧壁， 所述数个左侧壁、所述数个右侧壁由其底部至顶部具有一倾斜方向，此倾斜方向为上述旋 转方向的反方向。本专利技术提出一种研磨方法。首先，使用研磨垫进行研磨一研磨物件，此研磨垫沿一 旋转方向旋转；上述研磨垫包括研磨层与配置在研磨层中的表面图案；此研磨层具有研磨 面、旋转中心区域及周围区域；而上述表面图案至少包括数个自靠近旋转中心区域向外延 伸至靠近周围区域分布的沟槽；所述数个沟槽相对于同一半径的圆周方向具有数个沟槽截 面，所述数个沟槽截面各具有左侧壁与右侧壁，其中所述数个沟槽截面的左侧壁构成的左 侧壁群组与所述数个沟槽截面的右侧壁构成的右侧壁群组其中之一群组与研磨面具有第 一夹角，此第一夹角为一钝角。本专利技术提出一种研磨方法。首先，使用研磨垫进行研磨一研磨物件，此研磨垫沿一 旋转方向旋转；上述研磨垫包括研磨层与配置在研磨层中的表面图案；此研磨层具有研磨 面、旋转中心区域及周围区域；而上述表面图案至少包括数个自靠近旋转中心区域向外延 伸至靠近周围区域分布的沟槽；所述数个沟槽相对于同一半径的圆周方向具有数个沟槽截 面，所述数个沟槽截面各具有左侧壁与右侧壁，其中所述数个左侧壁、所述数个右侧壁由其 底部至顶部具有一倾斜方向，此倾斜方向为上述旋转方向的反方向。本专利技术的研磨垫、研磨系统与研磨方法，通过研磨垫具有倾斜方向的沟槽侧壁，使 得研磨液能够顺着沟槽侧壁的倾斜方向而流至研磨层的表面，以提供研磨液具有不同的流 场分布。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下面特举较佳实施例，并配合附图， 作详细说明如下。附图说明图1是现有的一种研磨垫的俯视示意图。图2是图1中的研磨垫沿着线段A-A’的剖面图。图3A 图3F是本专利技术一实施例的研磨垫的俯视图。图4A 图4C是本专利技术另一实施例的研磨垫的俯视图。图5是本专利技术一实施例的一种研磨系统的俯视图。图6是图5沿着11-11’的剖面示意图。主要元件符号说明研磨垫-100、200、300、420；研磨层-102、421；研磨面-201、423;右侧壁-202b；研磨系统-400 ；固持环-412;弯曲方向-dl、d2、d2，；沟槽间距-P ；第一夹角-Θ1;箭头(研磨垫的旋转方向)_101、211、311、411 ；沟槽-104、202、203、206、301、422；箭头(研磨垫旋转的反方向)_213、430 ；辅助沟槽-204、205、207、208、302、303。具体实施例方式图3A 图3F是本专利技术一实施例的研磨垫的俯视图。在本实施例中，研磨垫200 沿着旋转方向即箭头211的方向逆时针转动。研磨垫200的研磨层具有研磨面与配置于研 磨层中的表面图案，表面图案为数个自靠近旋转中心区域向外延伸至靠近周围区域分布的 沟槽所组成(如图3A 图3F粗黑线所示)。这些沟槽相对于同一半径的圆周方向具有数 个沟槽截面，也就是说，在同一半径的圆周方向，每一个沟槽仅有一个沟槽截面；各沟槽的 沟槽截面皆分别具有左侧壁与右侧壁，且左侧壁群组与右侧壁群组其中之一群组与研磨面 之间的夹角为钝角，这里所说的左侧壁群组是由这些沟槽的、处于同一半径的圆周方向上 的沟槽截面的左侧壁构成，右侧壁群组是由这些沟槽的、处于同一半径的圆周方向上的沟 槽截面的右侧壁构成。在一实施例中，这些沟槽侧壁由其底部至顶部具有一倾斜方向，而此 倾斜方向为沿着研磨垫200本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研磨垫，至少包括：一研磨层，该研磨层具有一研磨面、一旋转中心区域及一周围区域；以及一表面图案，配置于该研磨层中，该表面图案至少包括数个自靠近该旋转中心区域向外延伸至靠近该周围区域分布的沟槽，所述数个沟槽相对于同一半径的圆周方向具有数个沟槽截面，所述数个沟槽截面各具有一左侧壁与一右侧壁，其中所述数个沟槽截面的左侧壁构成的左侧壁群组与所述数个沟槽截面的右侧壁构成的右侧壁群组其中之一群组，与该研磨面有一第一夹角，该第一夹角为一钝角。

【技术特征摘要】
一种研磨垫，至少包括一研磨层，该研磨层具有一研磨面、一旋转中心区域及一周围区域；以及一表面图案，配置于该研磨层中，该表面图案至少包括数个自靠近该旋转中心区域向外延伸至靠近该周围区域分布的沟槽，所述数个沟槽相对于同一半径的圆周方向具有数个沟槽截面，所述数个沟槽截面各具有一左侧壁与一右侧壁，其中所述数个沟槽截面的左侧壁构成的左侧壁群组与所述数个沟槽截面的右侧壁构成的右侧壁群组其中之一群组，与该研磨面有一第一夹角，该第一夹角为一钝角。2.根据权利要求1所述的研磨垫，其中至少一个该沟槽的一端点位于靠近该旋转中心 区域，且另一端点位于靠近该周围区域。3.根据权利要求1所述的研磨垫，其中至少一个该沟槽横跨靠近该旋转中心区域，且 该沟槽的两端点皆位于靠近该周围区域。4.根据权利要求1所述的研磨垫，其中所述数个沟槽的形状为直线形、弧形、片段形、 孔洞形及其组合。5.根据权利要求1所述的研磨垫，其中该表面图案呈放射状分布或螺旋状分布。6.根据权利要求1所述的研磨垫，其中所述沟槽截面的该左侧壁与该右侧壁相互平行。7.根据权利要求1所述的研磨垫，其中所述左侧壁群组与所述右侧壁群组其中之另一 群组，与该研磨面有一第二夹角，且该第二夹角为一锐角。8.根据权利要求7所述的研磨垫，其中该第一夹角介于100度至150度，该第二夹角介 于30度至80度。9.根据权利要求1所述的研磨垫，其中该研磨垫具有一旋转方向，且具有该第一夹角 的该侧壁群组相对于该旋转方向为一后端侧壁。10.一种研磨垫，适用于具有一旋转方向的研磨系统，该研磨垫至少包括 一研磨层，该研磨层具有一研磨面、一旋转中心区域及一周围区域；以及一表面图案，配置于该研磨层中，该表面图案至少包括数个自靠近该旋转中心区域向 外延伸至靠近该周围区域分布的沟槽，所述数个沟槽相对于同一半径的圆周方向具有数个 沟槽截面，所述数个沟槽截面各具有一左侧壁与一右侧壁，其中所述数个左侧壁、所述数个 右侧壁由其底部至顶部具有一倾斜方向，该倾斜方向为该旋转方向的反方向。11.根据权利要求10所述的研磨垫，其中所述数个沟槽的形状为直线形、弧形、片段 形、孔洞形及其组合。12.根据权利要求10所述的研磨垫，其中该表面图案呈放射状分布或螺旋状分布。13.根据权利要求10所述的研磨垫，其中所述沟槽截面的该左侧壁与该右侧壁相互平行。14.根据权利要求10所述的研磨垫，其中所述左侧壁、右侧壁与该研磨面的垂直方向 的夹角为介于30度至80度。15.一种研磨系统，至少包括一载具，用以固持一研磨物件；以及一研磨垫，固定于一研磨平台上，该研磨垫具有一研磨层，该研磨层具有一研磨面、一旋转中心区域及一周围区域；以及一表面图案，配置于该研磨层中，该表面图案至少包括数个自靠近该旋转中心区域向 外延伸至靠近该周围区域分布的沟槽，所述数个沟槽相对于同一半径的圆周方向具有数个 沟槽截面，所述数个沟槽截面各具有一左侧壁与一右侧壁，所述数个沟槽截面的左侧壁构 成的左侧壁群组与所述数个沟槽截面的右侧壁构成的右侧壁群组其中之一群组，与该研磨 面有一第一夹角，该第一夹角为一钝角。16.根据权利要求15所述的研磨系统，其中至少一个该沟槽的一端点位于靠近该旋转 中心区域，且另一端点位于靠近该周围区域。17.根据权利要求15所述的研磨系统，其中至少一个该沟槽横跨靠近该旋转中心区 域，且该沟槽的两端点皆位于靠近该周围区域。18.根据权利要求15所述的研磨系统，其中所述数个沟槽的形状为直线形、弧形、片段 形、孔洞形及其组合。19.根据权利要求15所述的研磨系统，其中该表面图案呈放射状分布或螺旋状分布。20.根据权利要求15所述的研磨系统，其中所述沟槽截面的该左侧壁与该右侧壁相互 平行。21.根据权利要求15所述的研磨系统，其中所述左侧壁群组与所述右侧壁群组其中的 另一群组，与该研磨面有一第二夹角，且该第二夹角为一锐角。22.根据权利要求21所述的研磨系统，其中该第一夹角介于100度至150度，该第二夹 角介于30度至80度。23.根据权利要求15所述的研磨系统，其中该研磨平台具有一旋转方向，且具有该第 一夹角的该侧壁群组相对于该旋转方向为一后端侧壁。24.根据权利要求15所述的研磨系统，其中该载具还包括有一固持环，用以固持该研 磨物件于该研磨垫上，其中沿该研磨物件中心的研磨轨迹，两相邻的所述数个沟槽间距小 于或等于该固持环的宽度。25.根据权利要求24所述的研磨系统，其中所述数个沟槽为弧形，且与该固持环的外 缘具有相同的曲率。26.—种研磨系统，至少包括一载具，用以固持一研磨物件；以及一研磨垫，固定于具有一旋转方向的一研磨平台上，该研磨垫具有一研磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：王裕标，
申请(专利权)人：智胜科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]