专利名称：晶圆研磨定位环的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及半导体制程中的化学机械抛光装置，尤其涉及晶圆研磨 定位环。
背景技术：
化学机械研磨(CMP)工艺由IBM于1984年引入集成电路制造工业，并 首先用在后道工艺的金属间绝缘介质(IMD)的平坦化，然后通过设备和工 艺的改进用于鴒(W)的平坦化，随后用于浅沟槽隔离(STI)和铜(Cu)的平 坦化。化学机械研磨(CMP)为近年来IC制程中成长最快、最受重视的一项 技术。
现有CMP设备参见图1，这个设备包括研磨衬垫l，位于旋转底座(未 图示)的表面，在研磨过程中和旋转底座一起旋转；向研磨衬垫l上进研磨液 2的工具(未图示)；定位环6，与研磨衬垫l接触，并会对研磨衬垫l产生压 应力，使研磨衬垫1产生凹陷12;定位环6围绕在晶圆3周围，将晶圆3固定在 研磨衬垫l的表面上；托架5和定位环6—起将晶圓3固定；在托架5与晶圆3之 间有膜层4，用以保护在固定晶圆3时保护晶圆3表面不受损坏。在专利号为 02811619的中国专利中还能发现更多关于CMP设备的信息。
在专利号为02204740的实用新型介绍了晶圆研磨定位环的结构，如图2及 图2A所示，图2是晶圆定位环的立体图，图2A是图2的俯视图，定位环6为正 圆形无端环，内径配合待研磨晶圓之外径，用以套合待研磨晶圆外周边进行 定位，两者无间隙存在，在进行旋转研磨时，晶圓不会产生位移。环体7外周 壁8及内周壁9上有贯穿环体7的等角度排列的至少一个出水孔10,用以出水。 环体7与研磨衬垫接触的边缘上设有至少 一个废物槽11,废物槽11贯穿环体7的外周壁8与内周壁9之间，用以在晶圆研磨旋转时，利用旋转产生的离心力
甩出研磨所产生废物。
再次参考图l,现有定位环6在将晶圆3固定至研磨衬垫1上时，会对研磨 衬垫l产生压应力，^f吏研磨衬垫l产生凹陷12，凹陷12侧壁有倾斜角度，导致 晶圓3边缘无法与研磨衬垫1接触，研磨液2对晶圓3边缘不起作用，影响了位 于晶圆3边缘的芯片的研磨良率。
实用新型内容
本实用新型解决的问题是提供一种晶圆研磨定位环，提高晶圆边缘芯片 的研磨良率。
为解决上述问题，本实用新型提供一种晶圓研磨定位环，包括环体， 环体包含内缘和外缘，所述环体内^^目对外缘有凹口。
可选的，所述凹口深度为2mm 6mm。所述凹口的形状是直角形、弧形、 阶梯形、正弦波形或锯齿形。
可选的，所述内缘的宽度为5mm 15mm。
可选的，所述定位环的宽度为30mm 60mm。所述定位环的厚度为 20mm 50mm。
可选的，所述定位环环体的材料为聚苯石克醚。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点环体内缘相对外缘有凹口， 在将晶圓固定至研磨衬垫时，环体的外缘部分会对研磨衬垫产生压应力使研 磨衬垫凹陷，凹陷侧壁有倾斜角度，而内缘部分覆盖凹陷的倾斜侧壁，且与 研磨衬垫不接触或接触而不产生应力，使晶圓边缘能与研磨衬垫接触，在研 磨过程中研磨液对晶圆边缘起作用，提高了晶圆边缘芯片的研磨良率。
图l是现有化学机械研磨设备的结构示意图；图2是现有化学机械研磨设备上定位环的立体结构图； 图2A是图2的俯视图3是本实用新型化学机械研磨设备上定位环的第一实施例结构示意图； 图4是本实用新型化学机械研磨设备上定位环的第二实施例结构示意图； 图5是图3、图4沿A-A向的截面图； 图6是本实用新型化学机械研磨设备的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型环体内缘相对外缘有凹口 ，在将晶圓固定至研磨衬垫时，环 体的外缘部分会对研磨衬垫产生压应力〗吏研磨村垫凹陷，凹陷侧壁有倾斜角 度，而内缘部分覆盖凹陷的倾斜侧壁，且与研磨衬塾不接触或接触而不产生 应力，使晶圆边缘能与研磨衬垫接触，在研磨过程中研磨液对晶圓边缘起作 用，提高了晶圆边缘芯片的研磨良率。
本实用新型提供一种晶圆研磨定位环，包括环体，环体包含内缘和外 缘，所述环体内缘相对外缘有凹口。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做详细的说明。
图3是本实用新型化学机械研磨设备上定位环的第 一实施例结构示意图， 图5是图3沿A-A向的截面图。如图3和图5所示，定位环60为正圓形无端环，内 径配合待研磨晶圆之外径，用以套合待研磨晶圆外周边进行定位，两者无间 隙存在，在进行旋转研磨时，晶圆不会产生位移。环体70外周壁及内周壁上 有贯穿环体70的等角度排列的至少一个出水孔(未图示)，用以出水。环体 70包含外缘61和内缘62,所述内缘62相对于外缘61有凹口，凹口的深度h约为 2mm 6mm;环体70与研磨衬垫接触的边缘上设有至少一个废物槽80，废物槽 80贯穿环体70的外周壁与内周壁之间，即在环体70的外缘61和内缘62上均设有废物槽80,用以在晶圓研磨旋转时，利用旋转产生的离心力甩出研磨所产
生废物。
本实施例中，定位环60的宽度L为30mm 60mm,具体例如30mm、 35mm、 40mm、45mm、 50mm、 55mm或60mm等；定位环60的厚度H为20mm 50mm, 具体例如20mm、 25mm、 30mm、 35mm、 40mm、 45mm或50mm等。
本实施例中，内缘62的宽度a为5mm 15mm，具体例如5mm、 6mm、 7mm、 8mm、 9mm、 10mm、 llmm、 12mm、 13mm、 14mm或15mm等。
本实施例中，凹口的深度h具体例如2mm、 3mm、 4mm、 5mm或6mm 等。所述凹口的形状是直角形、弧形、阶梯形、正弦波形或锯齿形等。
本实施例中，定位环60之环体70,由极佳的承载性及耐磨性与耐化学品 腐蚀性之晶状塑胶一体成型，具体材料可以是聚苯硫醚(Poly Phenylene Sulfide, PPS)等。
图4是本实用新型化学机械研磨设备上定位环的第二实施例结构示意图， 图5是图4沿A-A向的截面图。如图4和图5所示，定位环60为正圓形无端环，内 径配合待研磨晶圆之外径，用以套合待研磨晶圓外周边进行定位，两者无间 隙存在，在进行旋转研磨时，晶圓不会产生位移。环体70外周壁及内周壁上 有贯穿环体70的等角度排列的至少一个出水孔(未图示)，用以出水。环体 70包含外缘部分61和内缘部分62,所述内缘部分62相对于外缘部分61有凹口 ， 凹口的深度h约为2mm 6mm;环体70与研磨衬垫接触的边缘上设有至少 一个 废物槽80,废物槽80只设置在外缘61上，而在环体70的内缘62上没有废物槽 80,废物槽80用以在晶圆研磨旋转时，利用旋转产生的离心力甩出研磨所产 生废物。
本实施例中，定位环60的总宽度L为30mm 60mm,具体例如30mm、 35mm、 40mm、 45mm、 50mm、 55謹或60mm等；定位环60的厚度H为20mm 50mm，具体例如20mm、 25mm、 30mm、 35mm、 40mm、 45mm或50mm等。
本实施例中，内缘62的宽度a为5mm 15mm，具体例如5mm、 6mm、 7mm、 8mm、 9mm、 10mm、 llmm、 12mm、 13mm、 14mm或15mm等。
本实施例中，凹口的深度h具体例如2mm、 3mm、 4mm、 5mm或6mm 等。所述凹口的形状是直角形、弧形、阶梯形、正弦波形或锯齿形等。
本实施例中，定位环60之环体70,由极佳的承载性及耐磨性与耐化学品 腐蚀性之晶状塑胶一体成型，具体材料可以是聚苯硫醚(Poly Phenylene Sulfide, PPS)等。
第一和第二实施例中的内缘62的凹口覆盖由外缘61对研磨衬塾产生压 应力引起的研磨衬垫凹陷的倾斜侧壁，且与研磨衬垫不接触或接触而不产生 应力，使晶圓边缘能与研磨衬垫接触，在研磨过程中研磨液对晶圆边缘起作 用，提高了晶圆边缘芯片的研磨良率。
图6是本实用新型化学机械研磨设备的结构示意图。如图6所示，化学 机械研磨设备包括研磨衬垫IOO,位于旋转底座(未图示)的表面，在研磨 过程中和旋转底座一起走转；向研磨衬垫100上进研磨液102的工具(未图 示)；定位环60,所述定位环60的外缘61与研磨衬垫IOO接触，并会对研磨 衬垫100产生压应力，使研磨衬垫IOO产生凹陷120;定位环60的内缘62相 对于外缘61有凹口 ，使内缘62覆盖由外缘61对研磨衬垫100产生压应力引 起的凹陷120的倾斜侧壁，且与研磨衬垫100不接触或接触而不产生应力。 定位环60围绕在晶圓103周围，将晶圆103固定在研磨衬垫100的表面上； 托架105和定位环60 —起将晶圆103固定；在托架105与晶圓103之间有膜 层104,用以保护在固定晶圆103时保护晶圓103表面不受损坏。
虽然本实用新型以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更 动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
权利要求1.一种晶圆研磨定位环，包括环体，环体包含内缘和外缘，其特征在于，所述环体内缘相对外缘有凹口。
2. 根据权利要求1所述晶圆研磨定位环，其特征在于，所述凹口深度为 2mm 6mm。
3. 根据权利要求2所述晶圆研磨定位环，其特征在于，所述凹口的形状是直 角形、弧形、阶梯形、正弦波形或锯齿形。
4. 根据权利要求1所述晶圆研磨定位环，其特征在于，所述内缘的宽度为 5mm 15mm。
5. 根据权利要求1所述晶圓研磨定位环，其特征在于，所述定位环的宽度为 30mm 60mm。
6. 根据权利要求5所述晶圆研磨定位环，其特征在于，所述定位环的厚度为 20mm 50mm。
7. 根据权利要求1至6任一项所述晶圆研磨定位环，其特征在于，所述定位 环环体的材料为聚苯硫醚。
专利摘要一种晶圆研磨定位环，包括环体，环体包含内缘和外缘，所述环体内缘相对外缘有凹口。本实用新型环体内缘相对外缘有凹口，在将晶圆固定至研磨衬垫时，环体的外缘部分会对研磨衬垫产生压应力使研磨衬垫凹陷，凹陷侧壁有倾斜角度，而内缘部分覆盖凹陷的倾斜侧壁，且与研磨衬垫不接触或接触而不产生应力，使晶圆边缘能与研磨衬垫接触，在研磨过程中研磨液对晶圆边缘起作用，提高了晶圆边缘芯片的研磨良率。
文档编号H01L21/02GK201136124SQ20072014436
公开日2008年10月22日 申请日期2007年12月13日 优先权日2007年12月13日
发明者莉 蒋, 颖 邵 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司