[发明专利]保持环和研磨设备

说明书

本公开实施例提供了一种保持环和研磨设备。该保持环包括环形本体，环形本体具有内周壁、外周壁以及连接于内周壁和外周壁的顶端的研磨表面；环形本体还具有自研磨表面凹陷的多个间隔设置的沟槽，沟槽自内周壁向外周壁延伸并贯通；其中，沟槽的两个侧壁之间的宽度在垂直于沟槽底壁的方向上不完全相同，所有沟槽的两个侧壁底部之间的宽度之和大于或等于所有沟槽的两个侧壁顶部之间的宽度之和。本公开实施例的保持环，能够减少半导体结构研磨的表面的研磨缺陷，提高研磨率。

技术领域

本公开涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种保持环和研磨设备。

背景技术

化学机械研磨(Chemical Mechanical Polish，CMP)是一个通过化学反应过程和机械研磨过程共同作用的工艺，经常应用于半导体结构的平坦化中。研磨过程中，研磨设备的研磨头抓取待研磨的半导体结构，例如晶圆，施加一定的压力在晶圆背面，使得晶圆正面紧贴研磨垫。通常，在研磨头的下方设有保持环，用以维持晶圆，避免晶圆滑落。

为了增大产能和满足工艺要求，半导体结构(如晶圆)的直径和集成度不断加大，在对半径为150mm的晶圆研磨过程中，随着保持环的不断磨削消耗，晶圆与研磨垫之间的研磨液以及副产物不能及时排出导致副产物聚集，且新的研磨液不能及时补充，且随着保持环的进一步磨削，使得研磨液的流速不稳定，导致晶圆表面出现研磨缺陷，降低研磨率。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的相关技术的信息。

发明内容

本公开实施例提供了一种保持环和研磨设备，能够减少半导体结构研磨的表面出现研磨缺陷，提高研磨率。

本公开实施例提供了一种保持环，包括环形本体，具有内周壁、外周壁以及连接于所述内周壁和所述外周壁的顶端的研磨表面；所述环形本体还具有自所述研磨表面凹陷的多个间隔设置的沟槽，所述沟槽自所述内周壁向所述外周壁延伸并贯通；其中，所述沟槽的两个侧壁之间的宽度在垂直于所述沟槽底壁的方向上不完全相同，所有所述沟槽的两个侧壁底部之间的宽度之和大于或等于所有所述沟槽的两个侧壁顶部之间的宽度之和。

在本公开的一些实施例中，多个所述沟槽包括：第一梯形槽，具有相对的第一底壁和第一开口，在垂直于所述第一底壁的方向上，所述第一梯形槽的宽度自所述第一底壁向所述第一开口的方向逐渐增大；第二梯形槽，具有相对的第二底壁和第二开口，在垂直于所述第二底壁的方向上，所述第二梯形槽的宽度自所述第二底壁向所述第二开口的方向逐渐减小。

在本公开的一些实施例中，所述第一梯形槽的第一开口的宽度与所述第二梯形槽的第二开口的宽度之和等于所述第一梯形槽的第一底壁的宽度与所述第二梯形槽的第二底壁的宽度之和。

在本公开的一些实施例中，所述第一梯形槽在垂直于所述第一底壁方向的横截面具有第一形状，所述第二梯形槽在垂直于所述第二底壁的方向上的横截面具有第二形状，所述第一形状在旋转180°后与所述第二形状重合。

在本公开的一些实施例中，所述第一梯形槽和所述第二梯形槽的数量相同。

在本公开的一些实施例中，所述第一梯形槽和所述第二梯形槽相邻且等间隔设置。

在本公开的一些实施例中，多个所述沟槽包括扩充槽，所述扩充槽的两个侧壁的表面向相互远离的方向凹陷，且所述扩充槽的开口的宽度等于所述扩充槽的底壁的宽度。

在本公开的一些实施例中，所述扩充槽的两个侧壁的表面为弧形面或弯折面。

在本公开的一些实施例中，多个所述沟槽还包括扩充槽，所述扩充槽的两个侧壁的表面为向相互远离的方向凹陷的弧形面，且所述扩充槽的开口的宽度等于所述扩充槽的底壁的宽度；所述扩充槽设于所述第一梯形槽和所述第二梯形槽之间。

在本公开的一些实施例中，所述沟槽的底壁的表面与所述研磨表面平行。