[实用新型]化学机械研磨环

说明书

本实用新型公开了一种化学机械研磨环。本实用新型所提出的化学机械研磨环包含第一环形部与第二环形部，第一环形部的材质可以是不锈钢，第二环形部的材质可以是高阶塑料，例如PPS(聚苯硫醚)。第二环形部包含内环面、外环面与下表面，其中下表面位于内环面与外环面之间。第二环形部还包含多个排水沟槽，各排水沟槽具有内开口、外开口、下开口与槽底面，内开口位于内环面，外开口位于外环面，下开口位于下表面，槽底面相对于下开口，其中各排水沟槽的截面的宽度自下开口朝槽底面渐扩。

技术领域

本实用新型涉及一种应用于半导体晶圆研磨的化学机械研磨环。

背景技术

在半导体制造过程中，化学机械研磨(Chemical-Mechanical Planarization,CMP)为不可或缺的一道制程，若是晶圆在化学机械研磨中未研磨至良好的平面或者产生刮痕，将导致后续的曝光、显影及蚀刻等微影制程产生误差，甚至造成无法挽救的缺陷。

化学机械研磨一般是通过化学机械研磨设备来进行，其中化学机械研磨设备通常可以驱动一组以上的化学机械研磨环使其旋转。晶圆会被固定在化学机械研磨环中，晶圆的下表面会朝向研磨垫，化学机械研磨液会经由化学机械研磨环流到研磨垫，如此一来当化学机械研磨环旋转时，晶圆也会被带动旋转，使得晶圆下表面相对研磨垫表面旋转而被研磨抛光。

在化学机械研磨过程当中，晶圆位在化学机械研磨环的下方且被局限在化学机械研磨环内，且化学机械研磨液会自上方以预定地流量持续注入化学机械研磨环内。而为了让注入化学机械研磨环内的化学机械研磨液在对晶圆研磨抛光之后能够顺利流出化学机械研磨环，化学机械研磨环的下表面会设置有多个沟槽。当化学机械研磨环与研磨垫接触时，这些沟槽会在接触面形成排水通道，如此一来混有晶圆粉屑的化学机械研磨液便能够在旋转过程当中经由这些排水通道流出，让环内的化学机械研磨液可以持续保持清洁的状态。

然而，化学机械研磨环的下表面由于和研磨垫直接接触，且在研磨过程当中不断地相对磨擦，因此会不断地磨耗，进而导致沟槽变浅。一旦沟槽变浅，化学机械研磨液排出的效率便会变差，此时便必须更换化学机械研磨环。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种化学机械研磨环。本实用新型所提出的化学机械研磨环包含第一环形部与第二环形部。第二环形部包含内环面、外环面与下表面，其中下表面位于内环面与外环面之间。第二环形部还包含多个排水沟槽，各排水沟槽具有内开口、外开口、下开口与槽底面，内开口位于内环面，外开口位于外环面，下开口位于下表面，槽底面相对于下开口，其中各排水沟槽的截面的宽度自下开口朝槽底面渐扩。

在本实用新型的一实施例中，上述化学机械研磨环的各排水沟槽的截面呈梯形。

在本实用新型的一实施例中，各排水沟槽具有两侧壁面，分别位于槽底面的两侧，且侧壁面呈弧状。

在本实用新型的一实施例中，各排水沟槽的截面自内开口朝外开口渐扩。

在本实用新型的一实施例中，各排水沟槽的截面包含第一部分与第二部分，第一部分自排水沟槽的深度的二分之一处至下开口，第二部分自排水沟槽的深度的二分之一处至排水沟槽的槽底面，其中第一部分与第二部分的面积比小于0.8。

在本实用新型的一实施例中，各排水沟槽的截面包含第一部分与第二部分，第一部分自排水沟槽的深度的二分之一处至下开口，第二部分自排水沟槽的深度的二分之一处至排水沟槽的槽底面，其中第一部分与第二部分的面积比在0.5至0.7的范围间。

附图说明

图1为本实用新型的化学机械研磨环的一实施例的立体示意图。

图2为图1的S1区域的局部放大图。

图3为沿图2的AA剖面线的排水沟槽的剖面示意图。

图4为本实用新型的化学机械研磨环的排水沟槽的另一实施例的剖面示意图。