[发明专利]一种化学机械抛光垫

说明书

本发明公开了一种化学机械抛光垫，包括抛光层和衬底层，所述抛光层通过双面胶带层粘合在衬底层的上表面，所述抛光层从圆心到圆周设置多个同心圆槽，所述同心圆槽由分离圆槽分成内侧区域和外侧区域两部分，所述内侧区域还设置有径向槽，所述径向槽可为直线槽、曲形槽或者螺旋形槽等；解决了现有技术化学机械抛光垫在使用过程中出现的抛光废屑沉积导致抛光液表面输送和分布受到不良影响的技术问题。

技术领域

本发明涉及一种化学机械抛光领域，尤其涉及一种化学机械抛光垫。

背景技术

化学机械抛光制程是集成电路生产过程中非常重要的工艺，此工艺在1980年代最先由美国商用机器公司(IBM)引入半导体工业、用于先端大规模集成电路的生产。在先端大规模集成电路的生产过程中，包括有介电质材料、导电材料和半导电材料等的多种材料被一层一层地沉积在硅晶片的表面，然后有选择性地按一定的图案进行刻蚀从硅晶片表面上去除。在这样依次进行的材料沉积和多余材料去除的过程中，硅晶片的表面变得粗燥、起伏、不平坦，使得下面一层材料的加工变得比较困难、甚至无法按照要求完成。化学机械抛光制程就是将每一次沉积的材料磨除去要求的厚度并使硅晶片表面恢复平整光滑，以便继续进行下一步的工序生产。

现有的化学机械抛光垫的抛光层通常都具有一定的立体图案结构，例如：1、在抛光表面刻出同心圆形状的沟槽，一环一环地从抛光垫中心延伸至抛光垫边缘；2、在抛光垫表面打孔，孔洞按照一定的图案均匀分布覆盖抛光垫的表面；3、在抛光垫表面刻出十字交叉的沿着X方向和Y方向的两个方向的沟槽。这些抛光垫抛光层的沟槽或孔洞结构的功能目的有多种：输送抛光液到达被抛光的硅晶片的表面帮助进行化学机械抛光；传输出硅晶片表面抛光过程中产生的抛光废液、抛光废屑、抛光垫磨损碎屑等；通过一定设计的图案式样和沟槽尺寸，控制和维持硅晶片表面抛光过程中均匀稳定的化学和机械环境，以使得硅晶片的化学机械抛光过程持续稳定地进行。

但是，在化学机械抛光垫的实际应用过程中，随着抛光垫使用时间的增加，会出现抛光废屑、抛光液废屑和抛光垫碎屑排除不畅、沉积在沟槽底部，并逐渐积累甚至堵塞沟槽的问题，这不仅妨碍和破坏了抛光液在抛光垫表面的输送分布，影响到硅晶片的抛光速率和抛光均匀性，导致化学机械抛光垫的早期失效和使用寿命缩短，还会由于抛光碎屑的沉积聚集，从而增大了抛光碎屑与硅晶片抛光表面接触的机会，容易带来更多的硅晶片的抛光缺陷，降低硅晶片产品的良率。

发明内容

基于以上技术问题，本发明提供了一种化学机械抛光垫，解决了现有技术化学机械抛光垫在使用过程中出现的抛光废屑沉积导致抛光液表面输送和分布受到不良影响的技术问题。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方法如下：包括抛光层和衬底层，所述抛光层通过双面胶带层粘合在衬底层的上表面，所述抛光层从圆心到圆周设置多个同心圆槽，所述同心圆槽由分离圆槽分成内侧区域和外侧区域两部分，所述内侧区域还设置有径向槽，所述径向槽为直线槽、曲形槽或者螺旋形槽。

进一步的，所述分离圆槽为多个同心圆槽中任意一个。

进一步的，所述径向槽包括主径向槽和次径向槽，其中，以同心槽的圆心沿同心圆槽径向排序，则，第一道同心圆槽与分离圆槽通过主径向槽相互连通，第N道同心圆槽与分离圆槽通过次径向槽相互连通；所述主径向槽的沟槽长度大于次径向槽的沟槽长度。

进一步的，所述主径向槽和次径向槽交错分布在内测区域的同心圆槽上，且任意两个相邻的主径向槽和次径向槽之间的圆心角大小均相等。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明通过在内区域中设置径向槽，所述径向槽可以改进抛光液在抛光过程中的输送和分布以及抛光废屑和废液在抛光过程中的输出和去除，促进抛光液和抛光废屑在抛光层中径向流动，降低和消除抛光废屑在沟槽内沉积，延长抛光垫的使用寿命，还可以保持抛光垫抛光速率曲线和抛光性能的稳定性。