[实用新型]研磨垫及采用该研磨垫的研磨装置

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体制造领域，涉及一种研磨垫及采用该研磨垫的研磨装置。

背景技术

在半导体的生产工艺中，经常需要进行化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)工艺，化学机械研磨也称为化学机械平坦化(Chemical Mechanical Planarization)。化学机械研磨工艺是一个复杂的工艺过程，它是将晶圆表面与研磨垫的研磨表面接触，然后，通过晶圆表面与研磨表面之间的相对运动将晶圆表面平坦化，通常采用化学机械研磨设备，也称为研磨机台或抛光机台来进行化学机械研磨工艺。

请参阅图1，其是现有的研磨装置的结构示意图，现有的研磨装置，包括一上面铺设研磨垫101(pad)的研磨平台102(platen)、研磨头103(head)以及研磨液供应结构104，进行研磨工艺时，将要研磨的晶圆105附着在研磨头103上，该晶圆105的待研磨面向下并接触相对旋转的研磨垫101，研磨头103提供的下压力将该晶圆105紧压到研磨垫101上，所述研磨垫101是粘贴于研磨平台102上，当该研磨平台102在马达的带动下旋转时，研磨头103也进行相应运动；同时，研磨液106(slurry)通过研磨液供应结构104输送到研磨垫101上，并通过离心力均匀地分布在研磨垫101上。图2显示为晶圆在现有研磨装置上研磨的俯视图。

现有的晶圆CMP工艺，通常只能对整片晶圆表面进行研磨，然而，随着半导体器件的集成化，对各个工艺的精准控制变得至关重要。在半导体元器件制造过程中，在整片晶圆经过CMP研磨之后，经常出现晶圆中心区域与边缘区域厚度不均匀(non-uniformity)的现象，而在晶圆边缘存在研磨残留物，若该研磨残留物不被去除又会进一步污染研磨装置，因此，需要对晶圆的边缘再次进行研磨以去除该残留物，而现有的CMP装置无法单独去除晶圆边缘的研磨残留物。例如在GST CMP工艺中，GST合金是IV-V-VI三元化合物，是应用于相变存储器(PCM)非常有前途的材料，由于CMP通常存在研磨不均匀的问题，因此在CMP之后，边缘较易产生GST残留物，如图3所示。晶圆边缘105的GST残留物107将会导致GST薄膜产生剥离现象，并污染后续工艺装置，致GST CMP工艺缺陷率提高。若采用图1中所示的用于研磨整个晶圆的CMP装置来解决上述问题，虽然可以去除晶圆边缘的研磨残留物，但是会在晶圆中心区域出现过度研磨的现象。

另外，在其它工艺中，对晶圆边缘区域的控制经常比中心区域的控制复杂。例如，薄膜的淀积工艺中，边缘区域的薄膜粘着性差，因此，该区域的薄膜如果不去除，容易在后续工艺中出现剥落现象，因而，需要对晶圆边缘的薄膜进行单独去除。若采用现有的CMP装置来解决上述问题，会将整个晶圆的薄膜去除。

如公开号为US2011/0171882A1的美国专利申请揭示了一种化学机械研磨装置，包括研磨支撑装置，用以当研磨晶圆时支撑研磨头，并保持与研磨台处于水平位置，根据研磨程度实时改变研磨支撑装置的支撑高度，来改善半导体晶圆中心区与边缘区的研磨均匀性。上述方法通过对研磨装置进行改进来解决现有技术存在的晶圆中心区与边缘区的研磨不均匀的问题，然而，研磨装置是相对比较精密的加工装置，对研磨装置的改进意味着提高生产成本。

因此，在不对现有研磨装置做复杂修改的基础上提供一种新的研磨垫及采用该研磨垫的研磨装置来解决上述问题实属必要。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种研磨垫及采用该研磨垫的研磨装置，用于解决现有技术中无法单独对晶圆边缘进行研磨而不对晶圆中间部分产生不良影响，或者需要对研磨装置进行复杂改进，导致生产成本提高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种研磨垫，至少包括：主研磨区及均匀环设于所述主研磨区周围的至少两个边缘研磨区；所述主研磨区与各边缘研磨区之间通过一圆环形沟槽隔离；相邻边缘研磨区之间具有间隙。

可选地，所述圆环形沟槽的宽度范围是0.5～2cm；所述间隙的宽度范围是0.5～2cm。

可选地，所述边缘研磨区的数量为2～20个。

可选地，所述边缘研磨区为圆弧形长条状，所述边缘研磨区的径向宽度小于或等于2cm。

可选地，所述研磨垫为单层、双层或多层结构。

可选地，所述研磨垫自上而下依次包括研磨层、次研磨层及粘附层。