研磨构件制造技术

一种研磨构件，该研磨构件包括：　　　　一研磨盘；　　　　一研磨衬垫，配置于该研磨盘上；以及　　　　一研磨垫，配置于该研磨衬垫上，　　　　其中该研磨衬垫以一第一表面与该研磨垫接触，且该研磨衬垫以一第二表面与该研磨盘接触，并且至少该第一表面与该第二表面其中之一为一凹凸表面。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种研磨构件，特别涉及一种能够提高砂布式(fixed abrasive)化学机械研磨法的研磨速率的研磨构件。
技术介绍
在半导体工艺中，随着组件尺寸持续缩减，光刻曝光分辨率也相对增加，且伴随着曝光景深的缩减，对于晶片表面高低起伏程度的要求更为严格。因此，目前晶片的平坦化(Planarization)都是依赖化学机械研磨工艺来完成，它独特的非等向性磨除性质除了用于晶片表面轮廓的平坦化之外，也可应用于垂直及水平金属互连机构(Interconnects)的镶嵌结构的制作、前段工艺中组件浅沟槽隔离(Shallow trench isolation，STI)制作及先进组件的制作、微机电系统平坦化和平面显示器制作等。对于浅沟槽隔离结构的工艺而言，化学机械研磨工艺为其中一个重要工艺步骤，在传统上，浅沟槽隔离结构的化学机械研磨工艺，一般都是采用研磨液(slurry)的方式移除在主动区氮化硅上的氧化硅。然而，使用研磨液的化学机械研磨方式，却一直无法有效的降低在浅沟槽内的氧化硅产生碟陷(dishing)的问题。因此，近来较常采用的方式为一种不需研磨液的砂布式化学机械研磨法，其将研磨粒固定于研磨垫中，也就是使研磨垫如砂布(或砂纸)那样具有研磨颗粒因此具有研磨的功能，此方法的优点在于具有氧化硅对氮化硅的研磨选择比，且其平坦化效率(planarization efficiency)佳，而且可以有效降低浅沟槽内氧化硅发生碟陷的现象。图1所显示的是现有技术的一种砂布式研磨构件的剖面示意图。请参照图1，现有技术的砂布式研磨构件100由研磨盘(platen)130、研磨衬垫(subpad)120与研磨垫(polishing pad)110依序堆栈配置而构成，其中的研磨垫110即为砂布式研磨垫，而且该研磨垫110由黏结剂(binder)与均匀分布于此黏结剂中的研磨粒(abrasive)所构成。而且，在使用此研磨构件100进行研磨工艺时，将晶片上的被研磨物(在图1中未示出)压附于研磨垫110上，然后使晶片与研磨垫110产生相对移动以进行研磨。然而，上述砂布式研磨构件100在应用上具有下述问题当被研磨物的表面趋于平坦化时，由于研磨垫110也是平坦的表面，此时被研磨物将很难将研磨垫110中的黏结剂移除，而使得对被研磨物的研磨速率将会快速且大幅的降低，从而使得被研磨物无法被有效移除并造成被研磨物的残留。而且，在浅沟槽隔离结构工艺的应用中，为了避免晶片平坦化之后，在晶片上仍有太厚的平坦化氧化硅(被研磨物)而导致前述研磨速率降低和氧化硅残留的问题，因此主动区氮化硅上的氧化硅高度(overburden)必须控制使其小于一预定高度，然而此举将会使得氧化硅沟填(gap fill)工艺的工艺宽度受到限制。再者，同样于浅沟槽隔离结构工艺的应用中，对于90nm及小于90nm的浅沟槽隔离结构工艺而言，由于氧化硅沟填的工艺宽度愈来愈小，因此前述主动区氮化硅上的氧化硅高度往往会超过预定高度，从而可能会产生前述研磨速率降低和氧化硅残留的问题，使得砂布式化学机械研磨法很难应用于90nm及小于90nm的浅隔离结构工艺。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种研磨构件，使得能够提高砂布式化学机械研磨法的研磨速率。本专利技术的另一目的是提供一种研磨构件，在能够提高砂布式化学机械研磨法的研磨速率的同时，还能够减缓研磨时的负载效应。本专利技术的又一目的是提供一种研磨构件，在将砂布式化学机械研磨法应用于浅沟槽隔离结构工艺时，能够提升浅沟槽隔离结构工艺的工艺宽度，并能够将砂布式化学机械研磨法应用于尺寸更小的浅沟槽隔离结构工艺。本专利技术提供一种研磨构件，该研磨构件由一研磨盘、一研磨衬垫与一研磨垫所组成。研磨衬垫配置于研磨盘上，研磨垫配置于研磨衬垫上，其中研磨衬垫以一第一表面与研磨垫接触，且研磨衬垫以一第二表面与研磨盘接触，并且至少第一表面与第二表面其中之一为一凹凸表面。本专利技术还提供另一种研磨构件，该研磨构件由一研磨盘、一研磨衬垫与一研磨垫所组成。研磨衬垫配置于研磨盘上，研磨垫配置于研磨衬垫上，其中研磨衬垫以一第一表面与研磨垫接触，研磨衬垫以一第二表面与研磨盘接触，研磨垫以一第三表面与研磨衬垫接触，且研磨盘以一第四表面与研磨衬垫接触，其中第一表面、第二表面、第三表面以及第四表面其中之一为一凹凸表面。而且，在上述研磨构件中，其中研磨衬垫的第一表面与第二表面同时为具高低差的凹凸表面。本专利技术提供一种研磨盘，适用于与一研磨衬垫以及一研磨垫组成一研磨构件，其中研磨盘具有一主体，且此研磨盘以一表面与研磨衬垫接触，并且此表面为一凹凸表面。本专利技术提供一种研磨衬垫，适用于与一研磨盘以及一研磨垫组成一研磨构件，其中研磨衬垫具有一主体，且此研磨衬垫以一第一表面与研磨垫接触，且以一第二表面与研磨盘接触，并且，至少第一表面与第二表面其中之一为一凹凸表面。本专利技术提供一种研磨垫，适用于与一研磨盘以及一研磨衬垫组成一研磨构件，其中研磨垫具有一主体，且此研磨垫以一表面与研磨衬垫接触，其特征在于此表面为一凹凸表面。而且，在上述研磨垫、研磨衬垫、研磨盘与研磨构件中，其中此凹凸表面由多条沟槽与多个凸状结构所构成，并且此些沟槽的图案可包括直条形、十字形、同心圆形、螺旋形以及包含直条形、十字形、同心圆形与螺旋形组合形式之一。再者，在上述研磨垫、研磨衬垫、研磨盘与研磨构件中，其中此研磨垫包括砂布式研磨垫。由上述可知，由于本专利技术的研磨垫、研磨衬垫、或者是研磨盘形成具有高低差的凹凸表面，在使用由研磨垫、研磨衬垫与研磨盘所组成的研磨构件进行研磨时，研磨垫将会受压而朝向凹凸表面的凹处下凹，从而使得研磨垫亦产生凹凸起伏，因此能够提高研磨构件的研磨速率，即使是被研磨物的表面平坦，本专利技术的研磨构件仍能提供相当良好的研磨速率。而且，由于本专利技术的研磨构件的研磨垫的凹凸起伏为一种曲线式的平滑变化，使得浅沟槽在基底的分布上具有疏密不同的图案，因而使用本专利技术的研磨构件不仅能够达到提高研磨速率的目的，还能够借助于研磨垫的平滑的凹凸起伏变化，有效降低由于被研磨物的图案疏密不同所造成的研磨速率不同的负载效应问题。此外，由于本专利技术所使用的研磨构件能够提高研磨速率与适用于表面平坦的被研磨物，因而在浅沟槽隔离结构工艺的应用中，氧化硅(被研磨物)的厚度将不会再受到限制，从而能够提升浅沟槽隔离结构工艺的工艺宽度。而且，由于氧化硅的厚度将不会再受到限制，亦即是氧化硅可以形成足够的厚度，以满足更小尺寸的浅沟槽隔离结构工艺所需的氧化硅沟填工艺宽度，因此，本专利技术的砂布式研磨构件能够应用于更小尺寸的浅沟槽隔离结构工艺。再者，本专利技术的研磨构件应用于研磨浅沟槽隔离结构工艺的氧化硅时，在能够提高对氧化硅的研磨速率之外，同时还能够借助于砂布式化学机械研磨的特点，从而得到平坦化效率佳、有效降低浅沟槽内氧化硅发生碟陷现象、研磨保持氧化硅对氮化硅的高研磨选择比等效果。为让本专利技术的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下附图说明图1所显示的是现有技术的一种研磨构件的剖面示意图。图2所显示的是依照本专利技术一优选实施例的一种研磨构件的剖面示意图。图3A至图3D所显示的是图2中的沟槽形状的示意图。图4所显示的是图2的研磨构件实际应用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡腾群，许加融，余志展，李振仲，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：