[发明专利]定位环及化学机械抛光机台

说明书

本发明提供一种定位环及化学机械抛光机台，所述定位环包括环状的基体及沿所述基体的轴向与所述基体层叠设置的结构层，所述结构层包括多条沿垂直于所述基体的轴向设置的条纹；每个所述条纹的延伸方向于所述结构层之外圆周处形成第一交点，所述结构层之外圆周于所述第一交点处的切线与对应的条纹的延伸方向所成的第一夹角在第一预定范围内。通过在结构层上设置多个条纹，并使每个条纹与该条纹对应的基体之外圆周的切线成第一夹角，可以增加结构层的表面粗糙度，以将定位环快速研磨到预定状态，从而节省制程耗费使化学机械抛光机台的研磨均匀性达到工艺要求。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种定位环及化学机械抛光机台。

背景技术

对CMP(化学机械抛光)工艺来说，研磨速率和研磨均匀性是最基本的技术参数，也是CMP机台日常测机和保养复机时必需的测机项目。通常研磨均匀性通过NU来表示，即Monitor Wafer(监控晶圆)上所有量测点的研磨速率的标准差除以平均研磨速率，NU越大表示研磨均匀性越差。

在CMP机台做耗材更换之后常常需要先跑足够多的挡片(Dummy Wafer)之后再测试机台，以保证测机结果满足工艺要求。目前，CMP机台更换研磨头之后需要跑足够多(100～200片)的挡片才能使NU达到工艺要求，不仅增加制程耗材成本，还耗时长久。

研磨头耗材中对于NU影响最大因素之一是定位环，CMP机台在更换定位环之后常见的研磨均匀性不合格的表现为晶圆的边缘处的研磨速率远高于晶圆的中心区域。因此如何对定位环进行处理以使CMP机台的均匀性快速达到工艺要求是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种定位环及化学机械抛光机台，以解决化学机械抛光机台在更换研磨头后因研磨均匀性较差而需要长时间做预研磨处理的问题。

为解决上述技术问题，基于本发明的一个方面，本发明提供一种定位环，其包括环状的基体及沿所述基体的轴向与所述基体层叠设置的结构层，所述结构层包括多个垂直于所述基体的轴向设置的条纹，每个所述条纹的延伸方向与所述结构层之外圆周处形成第一交点，所述结构之外圆周与所述第一交点处的切线与对应的条纹的延伸方向所成的第一夹角在第一预定范围内。

可选的，所述第一预定范围为15°～75°。

可选的，所述条纹沿所述基体的轴向的深度不小于0.02mm，且不大于0.05mm。

可选的，所述结构层的多个所述条纹沿所述基体的周向均匀分布。

可选的，至少一部分所述条纹呈弧形。

可选的，所述条纹贯通所述结构层的内圆周和外圆周。

可选的，所述结构层由热塑性树脂制成。

可选的，所述结构层通过涂覆的方式成型于所述基体上。

基于本发明的另一个方面，本发明提供一种化学机械抛光机台，其包括研磨头及如上所述的定位环，所述定位环与所述研磨头可拆卸地连接，所述定位环之内侧的轴向厚度与所述定位环之外侧的轴向厚度的差值在第二预定范围内，且所述定位环之内侧的轴向厚度小于所述定位环之外侧的轴向厚度。

可选的，所述第二预定范围为0.005mm～0.015mm。

综上所述，在本发明提供的定位环及化学机械抛光机台中，所述定位环包括环状的基体及沿所述基体的轴向与所述基体层叠设置的结构层，所述结构层包括多个垂直于所述基体的轴向设置的条纹，每个所述条纹的延伸方向与所述结构层之外圆周处形成第一交点，所述结构层之外圆周于所述第一交点处的切线与对应的条纹的延伸方向所成的第一夹角在第一预定范围内。通过在结构层上设置多个条纹，并使每个条纹与该条纹对应的基体之外圆周的切线成第一夹角，可以增加结构层的表面粗糙度，以将定位环快速研磨到预定状态，从而节省制程耗材成本，使化学机械抛光机台的研磨均匀性达到工艺要求。