本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種阻擋型化學(xué)機械研磨墊及研磨裝置。

背景技術(shù)：

化學(xué)機械研磨也稱為化學(xué)機械平坦化(Chemical Mechanical Planarization，簡稱CMP)。CMP的研磨裝置包括一研磨頭，進行研磨工藝時，將要研磨的晶圓附著在研磨頭上，該晶圓的待研磨面向下并接觸相對旋轉(zhuǎn)的研磨墊，研磨頭提供的下壓力將該晶圓緊壓到研磨墊上，研磨墊是粘貼于研磨平臺上，當該研磨平臺在馬達的帶動下旋轉(zhuǎn)時，研磨頭也進行相應(yīng)運動；同時，研磨液通過研磨液供應(yīng)單元輸送到研磨墊上，并通過離心力均勻地分布在研磨墊上。

化學(xué)機械研磨是作為半導(dǎo)體制造工藝中的關(guān)鍵工藝，其工藝質(zhì)量對于器件性能的好壞起著至關(guān)重要的作用，研磨質(zhì)量的好壞主要體現(xiàn)在以下幾方面：研磨液副產(chǎn)物的去除效率、研磨均勻性以及研磨劃傷等。

因此，有必要提出一種新的化學(xué)機械研磨墊，提高化學(xué)機械研磨的研磨質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術(shù)方案的保護范圍。

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種化學(xué)機械研磨墊，包括：

研磨墊底層；

位于研磨墊底層上的研磨墊表層，其中，所述研磨墊表層中設(shè)置有以研磨墊的中心為圓心，同心地布置的多個間隔的圓環(huán)形溝槽；

以及設(shè)置在每個所述溝槽中分別靠近所述溝槽兩側(cè)側(cè)壁的多個 第一阻擋塊和多個第二阻擋塊。

進一步地，所述第一阻擋塊靠近其所在溝槽的位于研磨墊外圈的側(cè)壁，所述第二阻擋塊靠近其所述溝槽的位于研磨墊內(nèi)圈的側(cè)壁。

進一步地，所述多個第一阻擋塊環(huán)繞其所在溝槽的側(cè)壁一周并間隔設(shè)置，且位于同一溝槽中的每個所述第二阻擋塊與相鄰第一阻擋塊之間的間隔對應(yīng)。

進一步地，所述第一阻擋塊和所述第二阻擋塊的尺寸不同。

進一步地，所述第一阻擋塊的尺寸大于所述第二阻擋塊的尺寸。

進一步地，位于每個所述溝槽中的所述第二阻擋塊的尺寸相同。

進一步地，位于研磨墊外圈的每個溝槽中的所述第一阻擋塊的尺寸大于位于研磨墊中圈的每個溝槽中的所述第一阻擋塊的尺寸，且位于研磨墊中圈的每個溝槽中的所述第一阻擋塊的尺寸大于位于研磨墊內(nèi)圈的每個溝槽中的所述第一阻擋塊的尺寸。

進一步地，相鄰所述圓環(huán)形溝槽之間的間距范圍為80～100μm，所述研磨墊表層的高度范圍為100～120μm。

進一步地，所述第一阻擋塊完全貼合其所在溝槽側(cè)壁的面為凸圓弧面，與該凸圓弧面相對的外表面為凸形曲面，且所述凸形曲面與所述凸圓弧面相交；

所述第二阻擋塊完全貼合其所在溝槽側(cè)壁的面為凹圓弧面，與該凹圓弧面相對的外表面為凸形曲面，且該凸形曲面與所述凹圓弧面相交。

進一步地，位于研磨墊外圈的所述第一阻擋塊的寬度范圍為55～60μm，高度范圍為60～65μm。

進一步地，位于研磨墊中圈的所述第一阻擋塊的寬度范圍為45～50μm，高度范圍為50～55μm。

進一步地，位于研磨墊內(nèi)圈的所述第一阻擋塊的寬度范圍為35～40μm，高度范圍為40～45μm。

進一步地，每個所述第二阻擋塊的寬度范圍為25～30μm，高度范圍為30～35μm。

進一步地，位于研磨墊外圈的所述第一阻擋塊的長度范圍為150～160μm，相鄰所述第一阻擋塊之間的間距范圍為12～15mm。

進一步地，位于研磨墊外圈的所述第二阻擋塊的長度范圍為80～100μm，相鄰所述第二阻擋塊之間的間距范圍為5～8mm。

進一步地，位于研磨墊內(nèi)圈的所述第一阻擋塊的長度范圍為100～120μm，相鄰所述第一阻擋塊之間的間距范圍為8～10mm。

進一步地，位于研磨墊內(nèi)圈的所述第二阻擋塊的長度范圍為80～100μm，相鄰所述第二阻擋塊之間的間距范圍為5～8mm。

進一步地，所述研磨墊表層中的所述圓環(huán)形溝槽的數(shù)量范圍為25～30個，所述研磨墊的直徑范圍為50～55cm。

進一步地，所述第一阻擋塊和所述第二阻擋塊與所述研磨墊表層具有相同的材質(zhì)。

本發(fā)明實施例二還提供一種研磨裝置，其包括前述的化學(xué)機械研磨墊。

綜上所述，本發(fā)明的阻擋型化學(xué)機械研磨墊具有以下優(yōu)點：

1、可以提高研磨墊上的研磨液副產(chǎn)物的去除效率及研磨液的更新，確保晶圓研磨質(zhì)量。

2、在研磨墊中間部分加深溝槽能有效提高晶圓中心區(qū)域的研磨速率，因為溝槽內(nèi)研磨液存儲多。

3、比較顯著的降低微米級刮傷。

4、局部阻擋塊在局部阻擋了研磨液流速，使其不易于快速流失，達到降低生產(chǎn)成本的目的。

附圖說明

本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。

附圖中：

圖1示出了本發(fā)明的一實施例中的設(shè)置有圓環(huán)形溝槽的研磨墊的剖面示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例中的在圓環(huán)形溝槽中設(shè)置有阻擋塊的研磨墊的剖面示意圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例中的在圓環(huán)形溝槽中設(shè)置有阻擋塊的研磨墊的相關(guān)尺寸標注；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例中的研磨墊的俯視圖以及對應(yīng)俯視圖中的相關(guān)尺寸標注。

具體實施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進行描述。

應(yīng)當理解的是，本發(fā)明能夠以不同形式實施，而不應(yīng)當解釋為局限于這里提出的實施例。相反地，提供這些實施例將使公開徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完全地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，層和區(qū)的尺寸以及相對尺寸可能被夸大。自始至終相同附圖標記表示相同的元件。

應(yīng)當明白，當元件或?qū)颖环Q為“在...上”、“與...相鄰”、“連接到”或“耦合到”其它元件或?qū)訒r，其可以直接地在其它元件或?qū)由?、與之相鄰、連接或耦合到其它元件或?qū)樱蛘呖梢源嬖诰娱g的元件或?qū)?。相反，當元件被稱為“直接在...上”、“與...直接相鄰”、“直接連接到”或“直接耦合到”其它元件或?qū)訒r，則不存在居間的元件或?qū)?。?yīng)當明白，盡管可使用術(shù)語第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區(qū)、層和/或部分，這些元件、部件、區(qū)、層和/或部分不應(yīng)當被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅僅用來區(qū)分一個元件、部件、區(qū)、層或部分與另一個元件、部件、區(qū)、層或部分。因此，在不脫離本發(fā)明教導(dǎo)之下，下面討論的第一元件、部件、區(qū)、層或部分可表示為第二元件、部件、區(qū)、層或部分。

空間關(guān)系術(shù)語例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在這里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個元件或特征與其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng)當明白，除了圖中所示的取向以外，空間關(guān)系術(shù)語意圖還包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉(zhuǎn)，然后，描述為“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征將取向 為在其它元件或特征“上”。因此，示例性術(shù)語“在...下面”和“在...下”可包括上和下兩個取向。器件可以另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或其它取向)并且在此使用的空間描述語相應(yīng)地被解釋。

在此使用的術(shù)語的目的僅在于描述具體實施例并且不作為本發(fā)明的限制。在此使用時，單數(shù)形式的“一”、“一個”和“所述/該”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚指出另外的方式。還應(yīng)明白術(shù)語“組成”和/或“包括”，當在該說明書中使用時，確定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或更多其它的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)所列項目的任何及所有組合。

這里參考作為本發(fā)明的理想實施例(和中間結(jié)構(gòu))的示意圖的橫截面圖來描述發(fā)明的實施例。這樣，可以預(yù)期由于例如制造技術(shù)和/或容差導(dǎo)致的從所示形狀的變化。因此，本發(fā)明的實施例不應(yīng)當局限于在此所示的區(qū)的特定形狀，而是包括由于例如制造導(dǎo)致的形狀偏差。例如，顯示為矩形的注入?yún)^(qū)在其邊緣通常具有圓的或彎曲特征和/或注入濃度梯度，而不是從注入?yún)^(qū)到非注入?yún)^(qū)的二元改變。同樣，通過注入形成的埋藏區(qū)可導(dǎo)致該埋藏區(qū)和注入進行時所經(jīng)過的表面之間的區(qū)中的一些注入。因此，圖中顯示的區(qū)實質(zhì)上是示意性的，它們的形狀并不意圖顯示器件的區(qū)的實際形狀且并不意圖限定本發(fā)明的范圍。

為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細的結(jié)構(gòu)，以便闡釋本發(fā)明提出的技術(shù)方案。本發(fā)明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。

實施例一

下面，參照圖1至圖4來描述本發(fā)明實施例提出的研磨墊的具體結(jié)構(gòu)。其中，圖1示出了本發(fā)明的一實施例中的設(shè)置有圓環(huán)形溝槽的研磨墊的剖面示意圖，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例中的在圓環(huán)形溝槽中設(shè)置有阻擋塊的研磨墊的剖面示意圖，圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例中的在圓環(huán)形溝槽中設(shè)置有阻擋塊的研磨墊的相關(guān)尺寸標注，圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例中的研磨墊的俯視圖以及對應(yīng)俯 視圖中的相關(guān)尺寸標注。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的阻擋型化學(xué)機械研磨墊10包括：研磨墊底層100，位于研磨墊底層上的研磨墊表層101，其中，所述研磨墊表層101中設(shè)置有以研磨墊的中心為圓心，同心地布置的多個間隔的圓環(huán)形溝槽102。

示例性地，所述研磨墊表層101中的所述圓環(huán)形溝槽102的數(shù)量范圍為25～30個，所述研磨墊10的直徑范圍為50～55cm。上述尺寸和圓環(huán)形溝槽的數(shù)量僅是示例性地，其他合適的數(shù)值也可適用于本發(fā)明。

可選地，所述第一阻擋塊和所述第二阻擋塊與所述研磨墊表層具有相同的材質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明實施例的阻擋型化學(xué)機械研磨墊10包括：設(shè)置在每個所述溝槽102中分別靠近所述溝槽102兩側(cè)側(cè)壁的多個第一阻擋塊103b和多個第二阻擋塊103a，如圖2所示。

在一個示例中，如圖2所示所述第一阻擋塊103b靠近其所在溝槽102的位于研磨墊10外圈的側(cè)壁，所述第二阻擋塊103a靠近其所述溝槽102的位于研磨墊10內(nèi)圈的側(cè)壁。

在研磨墊溝槽內(nèi)部設(shè)置有和研磨墊相同材料的阻擋塊，用以阻擋研磨液104的流動,這樣可以使得研磨液104在研磨墊上停留時間更長,有效的提高了研磨速率，及降低了研磨液104流失。

示例性地，所述第一阻擋塊103b和所述第二阻擋塊103a的尺寸不同。進一步，所述第一阻擋塊103b的尺寸大于所述第二阻擋塊103a的尺寸。進一步地，位于每個所述溝槽102中的所述第二阻擋塊103a的尺寸相同。

在所有溝槽設(shè)置的靠近其所述溝槽102的位于研磨墊10內(nèi)圈的側(cè)壁的第二阻擋塊103a，可以相對減少研磨液流失。

其中，從研磨墊10的外圈到內(nèi)圈第一阻擋塊103b的尺寸可越來越小。在一個示例中，如圖2所示，位于研磨墊10外圈的每個溝槽102中的所述第一阻擋塊103b的尺寸大于位于研磨墊10中圈的每個溝槽102中的所述第一阻擋塊103b的尺寸，且位于研磨墊10中圈的 每個溝槽102中的所述第一阻擋塊103b的尺寸大于位于研磨墊10內(nèi)圈的每個溝槽102中的所述第一阻擋塊103b的尺寸。

值得注意的是，盡管圖2中僅示出了具有三圈溝槽102的情況，但本發(fā)明的溝槽102的數(shù)量并不僅限于此，還可以包括更多或者更少的溝槽。

研磨墊內(nèi)圈和外圈溝槽中的第一阻擋塊尺寸不一可以起到以下作用：

1).外圈第一阻擋塊較內(nèi)圈第一阻擋塊尺寸大，因為研磨墊在研磨過程中高速旋轉(zhuǎn)，外圈較內(nèi)圈線速度大，溝槽內(nèi)研磨液流動較內(nèi)圈快，本發(fā)明的溝槽中阻擋塊的設(shè)計可以有使研磨墊內(nèi)外圈溝槽內(nèi)研磨液流動速度相當，有效地穩(wěn)定了研磨速率，也提高了產(chǎn)品研磨均勻性。

2).所有溝槽中設(shè)置有第二阻擋塊，尺寸大小相同，可以相對減少研磨液流失。

參考圖3和圖4，對本發(fā)明實施例中的阻擋型化學(xué)機械研磨墊的相關(guān)尺寸進行說明。

如圖3所示，a1、a2、a3表示相鄰所述圓環(huán)形溝槽102之間的間距，其范圍為80～100μm，h1表示研磨墊表層101的高度，其范圍為100～120μm。

b1、b2表示位于研磨墊10外圈的所述第一阻擋塊103b的寬度，其范圍可以為55～60μm，h2表示位于研磨墊10外圈的所述第一阻擋塊103b的高度，其范圍可以為60～65μm。

c1、c2表示位于研磨墊10中圈的所述第一阻擋塊103b的寬度，其范圍為45～50μm，h3表示其高度，范圍為50～55μm。

d1、d2表示位于研磨墊10內(nèi)圈的所述第一阻擋塊103b的寬度，其范圍為35～40μm，h4表示其高度，范圍為40～45μm。

另外，e1、e2、e3、e4、e5、e6表示第二阻擋塊103a的寬度，其范圍為25～30μm，h5表示第二阻擋塊103a的高度，范圍為30～35μm。

如圖4所示，w1表示位于研磨墊外圈溝槽1022中的所述第一阻擋塊103b的長度，其范圍為150～160μm，w2表示研磨墊外圈溝槽 1022中的相鄰所述第一阻擋塊之間的間距，其范圍為12～15mm。

另外，w3表示位于研磨墊外圈溝槽1022中的所述第二阻擋塊103a的長度，其范圍為80～100μm，w4表示位于研磨墊外圈溝槽1022中的相鄰所述第二阻擋塊之間的間距范圍為5～8mm。

w5表示位于研磨墊內(nèi)圈溝槽1021中的所述第一阻擋塊103b的長度，其范圍為100～120μm，w6表示相鄰所述第一阻擋塊103b之間的間距，其范圍為8～10mm。

w7表示位于研磨墊內(nèi)圈溝槽1021中的所述第二阻擋塊103a的長度，其范圍為80～100μm，w8表示相鄰所述第二阻擋塊之間的間距，其范圍為5～8mm。

上述尺寸僅是示例性地，其他合適的尺寸也可適用于本發(fā)明的研磨墊。

值得注意的是，在設(shè)置每個溝槽中的第一阻擋塊時，相鄰第一阻擋塊之間的間距可以均相等，也可不等，同理，在設(shè)置每個溝槽中的第二阻擋塊時，相鄰第二阻擋塊之間的間距可以均相等，也可不等。

進一步，所述多個第一阻擋塊環(huán)繞其所在溝槽的側(cè)壁一周并間隔設(shè)置，且位于同一溝槽中的每個所述第二阻擋塊與相鄰第一阻擋塊之間的間隔對應(yīng)。

示例性地，如圖4所示，所述第一阻擋塊103b完全貼合其所在溝槽側(cè)壁的面為凸圓弧面，與該凸圓弧面相對的外表面為凸形曲面，且所述凸形曲面與所述凸圓弧面相交。

所述第二阻擋塊103a完全貼合其所在溝槽側(cè)壁的面為凹圓弧面，與該凹圓弧面相對的外表面為凸形曲面，且該凸形曲面與所述凹圓弧面相交。

值得注意的是，第一阻擋塊和第二阻擋塊的形狀還可以為其他合適的形狀，只要能夠起到阻擋研磨液的流動的作用即可。

綜上所述，本發(fā)明的阻擋型化學(xué)機械研磨墊具有以下優(yōu)點：

1、可以提高研磨墊上的研磨液副產(chǎn)物的去除效率及研磨液的更新，確保晶圓研磨質(zhì)量。

2、在研磨墊中間部分加深溝槽能有效提高晶圓中心區(qū)域的研磨速率，因為溝槽內(nèi)研磨液存儲多。

3、比較顯著的降低微米級刮傷。

4、局部阻擋塊在局部阻擋了研磨液流速，使其不易于快速流失，達到降低生產(chǎn)成本的目的。

實施例二

本發(fā)明實施例二還提供一種包括實施例一中的阻擋型化學(xué)機械研磨墊的研磨裝置。

由于該化學(xué)機械研磨墊具有優(yōu)異的功能和效果，因此包含該研磨墊的研磨裝置也可具有同樣的功能和效果。

本發(fā)明已經(jīng)通過上述實施例進行了說明，但應(yīng)當理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。