[实用新型]化学机械研磨垫

说明书

本实用新型提供一种化学机械研磨垫，该化学机械研磨垫包括：基底及形成于所述基底上的研磨层，其中所述研磨层的表面具有：多个均匀有序分布的微突起结构；多个沟槽，形成于多个所述微突起结构之间；其中，所述研磨层表面的孔隙率为30％～50％。该研磨垫提高了化学机械研磨速率，降低了所处理晶圆的表面刮伤，并保证了研磨后晶圆间的均一性。

技术领域

本实用新型涉及半导体领域，具体涉及一种化学机械研磨垫。

背景技术

化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing,CMP)是一种在半导体工艺中，通过结合化学反应和机械作用来去除沉积的薄膜，从而实现晶圆表面平坦化的工艺过程。化学机械研磨系统通常包括研磨垫(CMP Pad)、控制晶圆使其正面向下接触研磨垫的自旋晶圆研磨头以及研磨液(slurry)输配装置等。其中研磨垫通常由多孔的、有弹性的聚合材料，例如聚氨酯等聚酯制品制成，其结构、性质等会直接影响到化学机械研磨工艺的品质。例如，在CMP工艺中，研磨垫对晶圆的研磨效果，如研磨速率(removal rate)、均一性(uniformity)、刮伤(scratch)等均有着重要影响。为了获得优异的研磨效果，研磨垫需能承载更多的研磨液并使其均匀分散在研磨垫表面，同时还需要能顺利排出研磨副产物，这些都对研磨垫的表面结构提出了更高的要求。

然而，传统研磨垫大多采用发泡法制备，其得到的研磨垫表面无序分布着大量孔洞结构，孔径大小不一(大多在20～40μm以上)，表面极为粗糙且不规则。这些缺陷会导致研磨液在研磨垫表面的分布不均，进而导致研磨后晶圆表面的不均一。此外，粗糙且不规则的表面不仅大大减小了晶圆和研磨垫的接触面积，降低研磨速率，还易导致二者接触时受力不均，造成刮伤等问题。

因此，亟需一种新的化学机械研磨垫，以解决现有技术中存在的种种问题。

需注意的是，前述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本实用新型的背景理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有可调控纳米阵列结构的化学机械研磨垫，以解决传统化学机械研磨垫表面粗糙不规则且孔洞尺寸较大，造成其处理的晶圆表面不均匀，频发刮伤且研磨速率低下的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供一种化学机械研磨垫，包括：基底及形成于所述基底上的研磨层，其中所述研磨层的表面具有：

多个均匀有序分布的微突起结构；

多个沟槽，形成于多个所述微突起结构之间；

其中，所述研磨层表面的孔隙率为30％～50％。

根据本实用新型的一个实施方式，相邻的所述微突起结构之间的间距为0.3um～11um。

根据本实用新型的一个实施方式，所述微突起结构的高度为100um～300um。

根据本实用新型的一个实施方式，所述微突起结构的直径为0.5um～20um。

根据本实用新型的一个实施方式，所述多个沟槽在所述研磨层表面上的正投影轨迹呈波浪形，且该波浪形的正投影轨迹符合简谐运动的运动轨迹。

根据上述技术方案的描述可知，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供新型的表面拥有可调控纳米阵列结构的化学机械研磨垫。采用该研磨垫在研磨过程中可使晶圆(wafer)表面能够均匀受力，大大降低了刮伤产生的概率；此外，还可以有效使研磨液均匀分散，提高了所处理晶圆表面的均一性；由于该化学研磨垫所具有的特殊表面，增大了其和晶圆的接触面积，并能承载更多的研磨液，从而提高了研磨速率。

附图说明