[发明专利]具有偏置的同心凹槽图案的边缘排除区域的化学机械抛光抛光垫

说明书

本发明提供一种抛光垫及一种使用该抛光垫化学机械抛光基板的方法。该抛光垫至少包含凹槽区域及排除区域，其中该排除区域与该抛光垫的圆周相邻，且其中该排除区域不含凹槽。

背景技术

化学机械抛光(“CMP”)法用于制造微电子器件以在半导体晶片、场发射显示器及许多其它微电子基板上形成平坦表面。例如，制造半导体器件典型地涉及形成各种处理层、选择性移除这些层的部分或使其图案化，及在半导体基板的表面上方沉积额外处理层以形成半导体晶片。例如，处理层可包括绝缘层、栅极氧化物层、导电层、金属或玻璃层、及其类似层。在晶片制造过程的某些步骤中，处理层的最上表面期望地为平面的，亦即平坦的，以用于沉积后续层。CMP用以使处理层平坦化，其中对诸如导电或绝缘材料的沉积材料进行抛光以使晶片平坦化，以用于后续工艺步骤。

在典型CMP法中，将晶片上下颠倒地安装在CMP工具中的载体上。一股力量推动载体及晶片向下朝向抛光垫。载体及晶片典型地在CMP工具的抛光台上的旋转抛光垫上方旋转。在抛光处理期间，典型地将抛光组合物(也称作抛光浆料)引入旋转晶片与旋转抛光垫之间。抛光组合物典型地含有一种或多种与最上晶片层的部分相互作用或使其溶解的化学物质，及一种或多种以物理方式移除所述层的部分的研磨材料。可以相同方向、相反方向旋转晶片与抛光垫，或可旋转晶片或抛光垫中的一者，同时晶片或抛光垫的另一者保持静止。载体也可在抛光台上的抛光垫上振荡。旋转方案根据所执行的具体抛光工艺来选择。

在抛光工艺中，在所抛光的基板与抛光垫之间提供充足的抛光组合物是重要的。尽管软多孔抛光垫可充当抛光组合物的储存器，但使用软抛光垫的缺点已致使研发具有形成于表面中的凹槽的更硬抛光垫。凹槽有助于将抛光组合物移动进入抛光垫与基板表面之间的间隔中。当形成凹槽以便与抛光垫的旋转轴同心时，就具有圆形凹槽的抛光垫而言，由于出现与抛光垫上的图案相匹配的基板中的图案，处于凹槽外部的衬垫的凸起区域往往会导致基板的抛光不均匀。此现象已致使建议使用具有“偏心(off center)”凹槽图案的抛光垫，例如具有同心圆形凹槽的衬垫，其同心中心并不与抛光垫的旋转轴重合。然而，在例如通过机械加工来形成凹槽期间，凹槽图案从抛光垫表面的一面产生。因为抛光垫材料必须至少为略微柔软的，且因为许多抛光垫至少为略微多孔的，所以抛光垫的边缘在凹槽与抛光垫的边缘相会处典型地具有缺陷，其源自于用以形成凹槽的工艺或者在抛光工艺期间形成。抛光垫的边缘缺陷继而造成在所抛光的基板中产生刮痕缺陷。

因此，在此项技术中仍需要经改良的抛光垫。

发明内容

本发明提供一种抛光垫，其中该抛光垫特征在于总体上圆形的横截面，其中该抛光垫包含旋转轴及抛光表面，其中该抛光表面至少包含凹槽区域及排除区域(exclusionregion)，其中该凹槽区域包含多个设置于该抛光表面中的凹槽，其中该多个凹槽至少由多个具有第一同心中心的第一同心凹槽构成，其中该抛光垫的该旋转轴并不与该第一同心中心重合，其中该排除区域中并不含凹槽，其中该排除区域与该抛光垫的圆周相邻，其中该排除区域具有外边界及内边界，其中该排除区域的该外边界与该抛光垫的该圆周相接(contiguous)，且其中从该抛光垫的该圆周至该排除区域的该内边界的距离大于零。

本发明也提供一种抛光垫，其中该抛光垫特征在于总体上圆形的横截面，其中该抛光垫包含旋转轴及抛光表面，其中该抛光表面至少包含凹槽区域及排除区域，其中该凹槽区域包含设置于该抛光表面中的凹槽，其中该凹槽以具有中心的螺旋形图案形成，其中该抛光垫的该旋转轴不与该螺旋形图案的该中心重合，其中该排除区域不含凹槽，其中该排除区域与该抛光垫的圆周相邻，其中该排除区域具有外边界及内边界，其中该排除区域的该外边界与该抛光垫的该圆周相接，且其中从该抛光垫的该圆周至该排除区域的该内边界的距离大于零。