[发明专利]具有内部通道的化学机械研磨垫

说明书

背景

技术领域

本文中揭示的实施例总体上涉及用于化学机械研磨(chemical mechanical polishing；CMP)工艺中的研磨制品的制造。更具体而言，本文中揭示的实施例涉及用于CMP工艺中的研磨垫，及使用增添制造技术来制造研磨垫的方法。

背景技术

化学机械研磨(CMP)是在半导体制造工业中用以在集成电路装置上提供平坦表面的工艺，该工艺也被称作化学机械平面化。请参看图1，描绘了典型CMP系统100的侧剖面视图。描绘的CMP系统100示出安置于研磨头102中的基板104。研磨头102使基板104旋转，且将基板104压靠研磨垫150的研磨表面152。研磨垫150被支撑在平台106上，该平台使研磨垫150相对于基板104旋转。研磨液或浆料自浆料输送源110被输送至研磨垫150。浆料影响膜或其他材料自基板104上的移除。该种研磨常常用以使诸如氧化硅的绝缘层和/或诸如钨、铝，或铜的金属层平面化，该等层已沉积在基板104上。

在处理期间，对研磨垫与基板之间的条件(如压力、温度及化学作用)的环境控制获得一致及均匀的研磨结果。常常通过改变研磨头施加在与研磨垫相抵靠的基板上的向下压力的量，控制研磨期间的压力。尽管此压力可改变，但往往难以改变基板中不同部分上的压力。往往通过控制周围空气的温度或通过经由平台供应冷却剂以试图冷却正在研磨的基板，从而控制研磨期间的温度。该等间接方法往往不足以对基板中经研磨的表面进行精密的温度控制。诸如研磨浆料的化学品被频繁供应至研磨垫顶部，如图1中所示。研磨垫中的凹槽可用以将浆料运输至正在研磨的基板的下侧。尽管一些浆料确实到达基板下侧，但通常浪费大量浆料，因为该等量的浆料从未到达基板下侧。

因此，现需要改良的研磨垫以允许对研磨垫与正在研磨的基板之间条件的温度、压力及化学作用进行更有效及精确的控制。

发明内容

在一个实施例中，提供用于化学机械研磨的研磨垫。研磨垫包括基底区，该基底区具有支撑表面。研磨垫进一步包括多个研磨特征，该等研磨形成与支撑表面相对的研磨表面。研磨垫进一步包括形成于研磨垫的内部区域中的一个或多个通道，该一个或多个通道至少部分地围绕研磨垫的中心延伸，其中每一通道流体耦接至至少一个端口。

在另一实施例中，提供用于化学机械研磨的研磨垫。研磨垫包括基底区，该基底区具有支撑表面。研磨垫进一步包括多个研磨特征，该等研磨特征形成与支撑表面相对的研磨表面。研磨垫进一步包括形成于研磨垫的内部区域中且流体耦接至至少一个端口的气室。

在另一实施例中，提供用于化学机械研磨的研磨装置。研磨装置包括平台、研磨垫及密封件。平台包括轴及由轴支撑的平台板。平台板包括用于支撑研磨垫的安装表面。平台进一步包括穿过轴及平台板而安置的一个或多个导管。研磨垫包括基底区，该基底区具有支撑表面以用于接触平台的安装表面。研磨垫进一步包括多个研磨特征，该等研磨特征形成与支撑表面相对的研磨表面。研磨垫进一步包括一个或多个通道，该等通道形成于研磨垫的内部区域中，且围绕研磨垫的中心延伸至少15度。密封件在平台的一个或多个导管与研磨垫的一个或多个通道之间产生密封连接。

本公开的实施例可进一步提供包括复合衬垫主体的研磨垫。复合衬垫主体包括由第一材料或第一材料组成物形成的一个或多个第一特征，及由第二材料或第二材料组成物形成的一个或多个第二特征，其中一个或多个第一特征及一个或多个第二特征是通过沉积多个层而形成的，该等层包括第一材料或第一材料组成物及第二材料或第二材料组成物。

附图说明

为详细理解本公开的上述特征的方式，可通过参考实施例对上文中简短概述的本公开进行更特定的描述，该等实施例中的一些实施例在附图中进行图示。然而，将注意，附图仅图示本公开的典型实施例，因此将不被视作限制本公开的范围，因为本公开可承认其他同等有效的实施例。

图1是CMP系统的侧剖面视图。

图2是根据一个实施例的研磨装置的侧剖面视图。

图3A是根据一个实施例的研磨垫的俯视平面图。

图3B是图3A中研磨垫的侧剖面视图。

图4A是根据一个实施例的研磨垫的俯视平面图。

图4B是图4A中研磨垫的侧剖面视图。

图5A是根据一个实施例的研磨垫的俯视平面图。

图5B是根据一个实施例的包括图5A中研磨垫的研磨装置的侧剖面视图。

图6是根据一个实施例的研磨装置的侧剖面视图。