[发明专利]具有终点检测窗的抛光垫及其应用

说明书

本发明公开了一种具有终点检测窗的抛光垫及其应用，所述抛光垫至少包括抛光表面和终点检测窗，所述抛光表面至少具有第一及第二沟槽，所述第一沟槽是以抛光垫中心为圆心的同心圆或同心多边形形状，所述第二沟槽位于紧邻窗口与第一沟槽相交的两面处。本发明的具有终点检测窗的抛光垫能够避免抛光过程中对抛光晶圆的表面平整度的破坏，同时减少由于抛光窗口而造成的划伤。

技术领域

本发明属于化学机械抛光技术领域，具体涉及一种具有终点检测窗及特殊沟槽形式的化学机械抛光垫。

背景技术

化学机械平坦化或化学机械抛光(Chemical mechanical polishing或Chemicalmechanical planarization，简称CMP)是指在特定温度、压力及抛光介质作用下，将半导体晶圆在旋转的研磨平面上进行研磨的过程，或者为在研磨平面上旋转晶圆而达到的研磨效果。在研磨过程以除去晶圆表面的缺陷，例如粗糙表面、成团材料、晶格破坏、划痕和被污染的各层。

在抛光过程中，常使用终点检测系统原位检测抛光终点，以确定何时获得期望的平面化程度。原位检测方法涉及具有透明终点检测窗口的抛光垫，该透明窗口提供在抛光期间通过激光以允许检查晶片表面的入口。

专利CN101778701B公开了一种抛光垫，该抛光表面包括设置在该抛光层内且距该抛光表面具有可测量深度的多个凹槽及不具有凹槽的阻挡区；以及设置在该阻挡区内并被该阻挡区围绕的透明窗。该发明认为，基本上不具有凹槽且围绕透明窗的阻挡区的存在将减少保留在该透明窗之上或之内的抛光组合物的量。

专利TWI276503公开了一种终点检测窗上具有凹槽的抛光垫，该抛光表面具有第一凹槽，终点检测窗具有贯穿窗口的第二凹槽，并且第一凹槽比第二凹槽更深。该发明认为此类结构的抛光垫可以减少抛光缺陷的产生。

但在有终点检测窗的抛光垫的抛光工艺中，由于检测窗与抛光表面的物性差异，容易造成抛光介质流经两者处流动性能发生变化，抛光介质内的研磨颗粒及抛光碎屑容易产生聚集，从而不仅影响抛光晶圆的表面平整度，而且还会造成检测窗表面划痕等缺陷，甚至影响终点检测精确度。因此，如何优化抛光介质流经检测窗和抛光表面的流体状态对于提高终点检测准确度及提高晶片表面质量具有重要的意义。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种带有终点检测窗及特定沟槽结构的化学机械抛光垫，在使用该抛光垫进行抛光过程时，保证抛光液在流经终点检测窗时，能及时的排出抛光碎屑，防止抛光碎屑残留在窗口表面而影响抛光晶片的表面质量。

本发明的另一方面在于提供这种高终点检测准确度、低划伤化学机械抛光垫的应用。

一种具有终点检测窗的抛光垫，所述抛光垫至少包括：

(1)终点检测窗，所述终点检测窗具有L边及W边；

(2)抛光层，所述抛光层表面具有至少一第一沟槽、至少一第二沟槽；

所述第一沟槽是以抛光垫中心为圆心的同心圆或同心多边形状的沟槽，所述至少一第一沟槽与紧邻终点检测窗L边的所述第二沟槽连通。

在一个具体的实施方案中，所述紧邻终点检测窗L边的第二沟槽为长度与L边边长相等的线性沟槽；优选地，所述第一沟槽深度为D₁，所述第二沟槽的沟槽深度为D₂，且D₁D₂。

在一个具体的实施方案中，所述第一沟槽具有恒定的沟槽深度D₁，0.5mm≤D₁≤0.9mm；第二沟槽深度0.9mmD₂≤1.5mm。

在一个具体的实施方案中，所述抛光层厚度选自1.7～2.5mm。

在一个具体的实施方案中，所述第一沟槽底部为平面形状。