晶圆保持件及研磨机的制作方法

1.本发明涉及芯片制造技术领域，尤其涉及一种晶圆保持件及研磨机。


背景技术：

2.随着5g的新起与逐步应用，它所具有的超高速率，超低延时，超高密度等优点，使物联网、人工智能、无人驾驶等新兴技术迅猛发展。这就要求生产5g技术的芯片具有高效率，低能耗等特点。随着半导体芯片制造技术的发展，200mm及以上晶圆(wafer)的化学机械平坦化工艺(chemical mechanical planarization,简称cmp)在芯片生产中的作用和要求也就越来越高。芯片器件越来越小，线宽越来越窄，对片内(within wafer，简称wiw)表面形貌、不均匀度等参数的控制精度要求越来越高。
3.目前，研磨机在研磨过程中，晶圆边缘的研磨速率会明显比中间区域要高(如图1和图2所示)，造成晶圆边缘和晶圆中心会有明显的高度差，整体均匀度较低，使得研磨后的晶圆品质不能满足实际需求。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种晶圆保持件及研磨机，旨在提高晶圆研磨的均匀度，以提高生产制造的良品率。
5.为实现上述目的，本发明提出一种晶圆保持件，用于套住晶圆，所述晶圆保持件包括：
6.受压件，具有相对的第一表面和第二表面，所述受压件的第一表面用于在研磨晶圆时与研磨头连接；和
7.定位件，设于所述受压件的第二表面上并形成有用于固定晶圆的固定位，所述定位件的表面用于在研磨晶圆时与研磨垫接触；
8.其中，所述定位件上设有分压部，以用于在研磨晶圆时减小所述定位件与研磨垫之间的相互作用力。
9.可选地，所述分压部为开设于所述定位件表面上的沟槽。
10.可选地，所述沟槽的数量为多个，多个所述沟槽间隔设置于所述定位件的表面。
11.可选地，所述沟槽的形状为梯形、条形、矩形、三角形或多边形。
12.可选地，所述沟槽的宽度大于0.01mm；和/或，所述沟槽的深度大于0.1mm。
13.可选地，所述定位件上设有多个间隔设置的导流槽，以用于在研磨过程中将研磨液和水引流至所述晶圆，和将研磨废弃物引导排出。
14.可选地，相邻两所述导流槽之间设有至少一个所述沟槽。
15.可选地，多个所述导流槽周向间隔均匀地分布于所述定位件上，且多个所述沟槽周向间隔均匀地分布于所述定位件上。
16.可选地，所述定位件呈圆环状设置；所述定位件的材质为pps或pp。
17.可选地，所述定位件的内径为200mm或300mm。
18.可选地，所述受压件呈圆环状设置；所述受压件的材质为不锈钢。
19.可选地，所述定位件粘接固定于所述受压件上。
20.为了实现上述目的，本发明还提出一种研磨机，包括如上所述的晶圆保持件，所述晶圆保持件包括：
21.受压件，具有相对的第一表面和第二表面，所述受压件的第一表面用于在研磨晶圆时与研磨头连接；和
22.定位件，设于所述受压件的第二表面上并形成有用于固定晶圆的固定位，所述定位件的表面用于在研磨晶圆时与研磨垫接触；
23.其中，所述定位件上设有分压部，以用于在研磨晶圆时减小所述定位件与研磨垫之间的相互作用力。
24.在本发明的技术方案中，该晶圆保持件包括受压件和定位件，受压件具有相对的第一表面和第二表面，受压件的第一表面用于在研磨晶圆时与研磨头连接；定位件设于受压件的第二表面上并形成有用于固定晶圆的固定位，定位件的表面用于在研磨晶圆时与研磨垫接触；其中，定位件上设有分压部，以用于在研磨晶圆时减小定位件与研磨垫之间的相互作用力。可以理解，由于定位件上设有分压部，将研磨垫与定位件的压力分流，减小了定位件与研磨垫之间的相互作用力，避免了由于研磨压力增加而导致晶圆边缘的研磨速率变高的问题，提高了研磨机研磨晶圆的精度。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
26.图1为现有技术晶圆研磨速率图；
27.图2为现有技术晶圆、晶圆保持件和研磨垫的结构示意图；
28.图3为本发明晶圆保持件一实施例的结构示意图；
29.图4为本发明晶圆保持件一实施例的背面图；
30.图5为本发明晶圆保持件第一实施例中分压部的结构示意图；
31.图6为本发明晶圆保持件第二实施例中分压部的结构示意图；
32.图7为本发明晶圆保持件第三实施例中分压部的结构示意图。
33.附图标号说明：
34.标号名称标号名称10受压件20a固定位20定位件22导流槽21分压部100晶圆保持件200研磨垫300晶圆
35.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
38.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
39.随着5g的新起与逐步应用，它所具有的超高速率，超低延时，超高密度等优点，使物联网、人工智能、无人驾驶等新兴技术迅猛发展。这就要求生产5g技术的芯片具有高效率，低能耗等特点。随着半导体芯片制造技术的发展，200mm及以上晶圆(wafer)的化学机械平坦化工艺(chemical mechanical planarization,简称cmp)在芯片生产中的作用和要求也就越来越高。芯片器件越来越小，线宽越来越窄，对片内(within wafer，简称wiw)表面形貌、不均匀度等参数的控制精度要求越来越高。
40.在一些示例性技术中，研磨机在研磨过程中，晶圆边缘的研磨速率会明显比中间区域要高(如图1和图2所示，其中，100为晶圆保持件，200为研磨垫，300为晶圆)，造成晶圆边缘和晶圆中心会有明显的高度差，整体均匀度较低，使得研磨后的晶圆品质不能满足实际需求。
41.为了提高晶圆研磨的均匀度，以提高生产制造的良品率，本发明提出一种晶圆保持件，适用于各种研磨机，尤其是200mm或300mm cmp研磨机，此处不做限定。
42.参照图3和图4，在本发明一实施例中，该晶圆保持件100包括受压件10和定位件20，受压件10具有相对的第一表面和第二表面，受压件10的第一表面用于在研磨晶圆300时与研磨头连接；定位件20设于受压件10的第二表面上并形成有用于固定晶圆300的固定位20a，定位件20的表面用于在研磨晶圆300时与研磨垫200接触；其中，定位件20上设有分压部21，以用于在研磨晶圆300时减小定位件20与研磨垫200之间的相互作用力。
43.本实施例中，受压件10可呈圆环状等，受压件10可采用不锈钢等金属材质，此处不限。定位件20可通过粘接等方式固定于受压件10上，定位件20也可呈圆环状等，定位件20可采用为pps或pp等塑胶材质，pps或pp材质具有耐酸碱和较高的硬度的特性，且在消耗过程中不会出现大块掉落而影响研磨品质的问题。
44.本实施例中的定位件20的内径可优选为200mm或300mm，以适配200mm或300mm cmp研磨机。此处，对定位件20的具体结构不做限定。
45.需要说明的是，分压部21可以是开设于定位件20上的沟槽等，此处不限。
46.在本发明的技术方案中，该晶圆保持件100包括受压件10和定位件20，受压件10具有相对的第一表面和第二表面，受压件10的第一表面用于在研磨晶圆300时与研磨头连接；定位件20设于受压件10的第二表面上并形成有用于固定晶圆300的固定位20a，定位件20的表面用于在研磨晶圆300时与研磨垫200接触；其中，定位件20上设有分压部21，以用于在研磨晶圆300时减小定位件20与研磨垫200之间的相互作用力。可以理解的是，由于定位件20上设有分压部21，将研磨垫200与定位件20的压力分流，减小了定位件20与研磨垫200之间的相互作用力，避免了由于研磨压力增加而导致晶圆300边缘的研磨速率变高的问题，提高了研磨机研磨晶圆300的精度。
47.在一些实施例中，如图3所示，分压部21为开设于定位件20表面上的沟槽时，沟槽的数量可为多个，多个沟槽间隔设置于定位件20的表面。如此，可使定位件20与研磨垫200之间的相互作用力分流至多个沟槽内，进一步地避免了由于研磨压力增加而导致晶圆300边缘的研磨速率变高的问题，进一步地提高了研磨机研磨晶圆300的精度。
48.本实施例中，如图3至图7所示，沟槽的形状可为梯形、条形、矩形、三角形或多边形等，此处不限。
49.进一步地，在一些实施例中，沟槽的宽度可大于0.01mm设置；和/或，沟槽的深度可大于0.1mm设置。如此，可不影响定位件20的整体强度，同时也极大地提升了沟槽的分压能力，使得研磨垫200与定位件20的之间的作用力能分流在沟槽中。
50.为了方便将研磨液和水添加至晶圆300上，并方便将研磨废弃物引导排出，在一些实施例中，参考图3，定位件20上设有多个间隔设置的导流槽22，以用于在研磨过程中将研磨液和水引流至晶圆300，和将研磨废弃物引导排出。
51.本实施例中，相邻两导流槽22之间可设有至少一个沟槽。如此，可实现导入研磨液和水及排出研磨废弃物功能的同时，还实现了减小定位件20与研磨垫200之间的相互作用力的功能，避免了由于研磨压力增加而导致晶圆300边缘的研磨速率变高的问题，提高了研磨机研磨晶圆300的精度。
52.进一步地，参考图3，多个导流槽22周向间隔均匀地分布于定位件20上，且多个沟槽周向间隔均匀地分布于定位件20上。可以理解的是，由于多个沟槽周向间隔均匀地分布于定位件20上，使得定位件20的周向受力更为均匀，提升了晶圆保持件100的稳定性和可靠性。
53.本发明还提出一种研磨机，该研磨机包括晶圆保持件，该研磨机的具体结构参照上述实施例，由于本发明提出的研磨机包括上述晶圆保持件的所有实施例的所有方案，因此，至少具有与所述晶圆保持件相同的技术效果，此处不一一阐述。
54.以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。