一种带有凸起垒的多层抛光垫制造技术

本实用新型专利技术提供一种带有凸起垒的多层抛光垫，所述凸起垒包括大凸起垒和小凸起垒，所述大凸起垒的下表面积为小凸起垒下表面积的2~4倍；多个大凸起垒组成的形状为垂直交叉形，将抛光垫分为四个象限；多个小凸起垒均匀分布于四个象限内，且每个小凸起垒呈对角分布；所述抛光垫包括四层，依次分别为硬质凸起垒层、亲水聚酰胺层、热塑性聚氨酯层和聚氯乙烯层；或包括五层，最后一层为背胶层；该多层抛光垫的结构能够提高抛光精度、均匀性、平整度和光滑度。

A multilayer polishing pad with a convex barrier

The utility model provides a multi-layer polishing pad with a bulge barrier, the bulge barrier comprises a large bulge barrier and a small bulge barrier, the lower surface area of the large bulge barrier is 2-4 times of the lower surface area of the small bulge barrier, the shape of a plurality of large bulge barriers is vertical cross-shaped, and the polishing pad is divided into four quadrants, and a plurality of small bulge barriers are uniform. The polishing pad consists of four layers, namely, a hard bump barrier layer, a hydrophilic polyamide layer, a thermoplastic polyurethane layer and a polyvinyl chloride layer, or five layers and a back glue layer. The structure of the multi-layer polishing pad can improve polishing accuracy and uniformity. Uniformity, smoothness and smoothness.

【技术实现步骤摘要】
一种带有凸起垒的多层抛光垫
本技术涉及一种化学机械抛光的多层抛光垫，更详细地，涉及柔性和硬度都较为适中的带有凸起垒的高结合力多层抛光垫。
技术介绍
化学机械抛光技术是半导体晶片表面加工的关键技术之一，并用于集成电路制造过程的各阶段表面平整化，近年来得到广泛应用。作为化学机械抛光系统关键部件之一的抛光垫对抛光效率和加工质量有着重要影响。在CMP中，抛光垫具有以下功能：（1）能贮存抛光液，并把它运送到工件的整个加工区域，使抛光均匀；（2）从工件抛光表面除去抛光过程产生的残留物质（如抛光碎屑、抛光垫碎片等）；（3）传递材料去除所需的机械载荷；（4）维持抛光过程所需的机械和化学环境。抛光垫性能主要由抛光垫的材料种类、材料性能、表面结构和状态等决定。抛光垫的合理选择对于控制和优化CMP过程有着重要意义。用于CMP的抛光垫必须具有良好的化学稳定性（耐腐蚀性）、亲水性以及机械力学特性。抛光垫通常可分为硬质和软质（弹性、粘弹性）两种。用于CMP过程的硬质抛光垫有各种粗布垫、纤维织物垫、聚乙烯垫等，软质抛光垫主要有聚氨酯垫、细毛毡垫、各种绒毛布垫等。即抛光垫的硬度决定了其保持形状精度的能力。采用硬质抛光垫可获得较好的工件表面平面度，软质抛光垫可获得加工变质层和表面粗糙度都很小的抛光表面。但目前缺乏对抛光垫在CMP过程作用较完全的认识，在大多数应用场合，抛光垫结构、材料都是根据经验选择，如：如何选择抛光垫材料种类、表面结构、层数、软硬度、孔隙率、可压缩性，均是需要考虑的因素，因此获得一种柔性和硬度都较为适中的高结合力多层抛光垫，以期获得优良的抛光效果，是本领域技工的普遍追求。这些影响因素中，抛光垫的表面凸起形状及尺寸是抛光垫性能的关键参数之一，它直接影响到抛光区域抛光液的分布和运动，影响抛光区域的温度分布。因此，抛光垫的表面突起形状及尺寸影响化学反应速率和机械去除作用，从而影响到化学机械抛光的抛光质量和抛光效率，不同的凸起表面形状对抛光垫性能及抛光效果产生不同影响。
技术实现思路
本技术为了获得高精度抛光效果的抛光垫，主要从抛光材料的表面凸起出发，对抛光材料、抛光垫层、软硬度、孔隙率、可压缩性等参数进行优化，从而获得了一种高抛光精度的抛光垫。本技术解决上述技术问题所采取的技术方案如下：一种带有凸起垒的多层抛光垫，所述凸起垒为硬质聚氨酯聚合物，所述凸起垒包括大凸起垒6和小凸起垒7，所述大凸起垒6的下表面积为小凸起垒7下表面积的2~4倍；多个大凸起垒组成的形状为垂直交叉形，将抛光垫分为四个象限；多个小凸起垒均匀分布于四个象限内，且每个小凸起垒呈对角分布；所述抛光垫包括四层，依次分别为硬质凸起垒层5、亲水聚酰胺层1、热塑性聚氨酯层2和聚氯乙烯层3；所述亲水聚酰胺层1的体积孔隙率为30~35%，邵氏硬度≤70D；所述聚氯乙烯层3的体积孔隙率低于10%，体积压缩率低于5%，邵氏硬度≥100D。进一步的，所述凸起垒的抛切面为梯形，上表面和下表面均为正方形。进一步的，所述大凸起垒6和小凸起垒7的高度一致，均为0.05~0.5mm；所述大凸起垒上表面积为0.04~0.05mm2，下表面积0.08~0.12mm2。进一步的，所述聚氯乙烯层3的厚度为0.5~1.2mm。进一步的，所述热塑性聚氨酯层2的厚度为0.1~0.5mm。进一步的，所述亲水聚酰胺层1的厚度比聚氯乙烯层3的厚度厚0.7~1mm。进一步的，所述抛光垫的厚度≤4.0mm。进一步的，所述热塑性聚氨酯层（2）的体积压缩率为20~40%。本技术还提供一种带有凸起垒的多层抛光垫，所述抛光垫的凸起垒为硬质聚氨酯聚合物，所述凸起垒包括为大凸起垒6和小凸起垒7，所述大凸起垒6的下表面积为小凸起垒7下表面积的2~4倍；多个大凸起垒组成的形状为垂直交叉形，将抛光垫分为四个象限；多个小凸起垒均匀分布于四个象限内，每个小凸起垒呈对角分布；所述抛光垫包括五层，依次分别为硬质凸起垒层5、亲水聚酰胺层1、热塑性聚氨酯层2、聚氯乙烯层3和背胶层4；所述亲水聚酰胺层1的体积孔隙率为30~35%，邵氏硬度≤70D；所述聚氯乙烯层3的体积孔隙率低于10%，体积压缩率低于5%，邵氏硬度≥100D。所述抛光垫的直径为200mm~500mm。有益效果本技术可获得如下的技术效果：（1）抛光液中细小的碎屑可通过小凸起垒形成的槽流出抛光垫，粗大的碎屑则可由大凸起垒形成的槽流出抛光垫，大、小凸起垒可有效的减少碎屑对抛光表面的刮伤，提高抛光表面质量；（2）本技术中大凸起垒的垂直分布和小凸起垒的对角分布，能够有效的分散抛光液，实现乳化液和抛光垫的充分接触，从而使抛光后的晶片获得高度的平整度和光滑度；（3）本技术中聚氨酯层具有良好的亲水性，其关键在于适宜的可压缩性能够使得抛光垫与工件的件间有较大范围的均匀接触，以保证工件抛光表面的均匀性，获得较好的平面度；（4）本技术中聚氯乙烯层主要为抛光垫提供硬度、刚性，其作为具有较低可压缩性的底层使抛光垫与工件间有较大范围的贴合接触，提高工件的抛光均匀性；（5）本技术多层抛光垫的较高孔隙率使得抛光垫储存、运送抛光液的能力较强；（6）本技术多层抛光垫中背胶层的加入，能够显著拓宽抛光垫的使用范围。附图说明图1为本技术中抛光垫的结构示意图。图2为本技术抛光垫的表面结构示意图。附图标记说明:亲水聚酰胺层1、热塑性聚氨酯层2、聚氯乙烯层3、背胶层4、硬质凸起垒层5，大凸起垒6，小凸起垒7。具体实施方式一种带有凸起垒的多层抛光垫，所述凸起垒为硬质聚氨酯聚合物，所述凸起垒包括大凸起垒6和小凸起垒7，所述大凸起垒6的下表面积为小凸起垒7下表面积的2~4倍；多个大凸起垒组成的形状为垂直交叉形，将抛光垫分为四个象限；多个小凸起垒均匀分布于四个象限内，且每个小凸起垒呈对角分布；所述抛光垫包括四层，依次分别为硬质凸起垒层5、亲水聚酰胺层1、热塑性聚氨酯层2和聚氯乙烯层3；所述亲水聚酰胺层1的体积孔隙率为30~35%，邵氏硬度≤70D；所述聚氯乙烯层3的体积孔隙率低于10%，体积压缩率低于5%，邵氏硬度≥100D。进一步的，所述凸起垒的抛切面为梯形，上表面和下表面均为正方形。进一步的，所述大凸起垒6和小凸起垒7的高度一致，均为0.05~0.5mm；所述大凸起垒上表面积为0.04~0.05mm2，下表面积0.08~0.12mm2。进一步的，所述聚氯乙烯层3的厚度为0.5~1.2mm。进一步的，所述热塑性聚氨酯层2的厚度为0.1~0.5mm。进一步的，所述亲水聚酰胺层1的厚度比聚氯乙烯层3的厚度厚0.7~1mm。进一步的，所述抛光垫的厚度≤4.0mm。进一步的，所述热塑性聚氨酯层（2）的体积压缩率为20~40%。本技术还提供一种带有凸起垒的多层抛光垫，所述抛光垫的凸起垒为硬质聚氨酯聚合物，所述凸起垒包括为大凸起垒6和小凸起垒7，所述大凸起垒6的下表面积为小凸起垒7下表面积的2~4倍；多个大凸起垒组成的形状为垂直交叉形，将抛光垫分为四个象限；多个小凸起垒均匀分布于四个象限内，每个小凸起垒呈对角分布；所述抛光垫包括五层，依次分别为硬质凸起垒层5、亲水聚酰胺层1、热塑性聚氨酯层2、聚氯乙烯层3和背胶层4；所述亲水聚酰胺层1的体积孔隙率为30~35%，邵氏硬度≤70本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有凸起垒的多层抛光垫，其特征在于所述凸起垒为硬质聚氨酯聚合物，所述凸起垒包括大凸起垒（6）和小凸起垒（7），所述大凸起垒（6）的下表面积为小凸起垒（7）下表面积的2~4倍；多个大凸起垒组成的形状为垂直交叉形，将抛光垫分为四个象限；多个小凸起垒均匀分布于四个象限内，且每个小凸起垒呈对角分布；所述抛光垫包括四层，依次分别为硬质凸起垒层（5）、亲水聚酰胺层（1）、热塑性聚氨酯层（2）和聚氯乙烯层（3）；所述亲水聚酰胺层（1）的体积孔隙率为30~35%，邵氏硬度≤70D；所述聚氯乙烯层（3）的体积孔隙率低于10%，体积压缩率低于5%，邵氏硬度≥100D。

【技术特征摘要】
1.一种带有凸起垒的多层抛光垫，其特征在于所述凸起垒为硬质聚氨酯聚合物，所述凸起垒包括大凸起垒（6）和小凸起垒（7），所述大凸起垒（6）的下表面积为小凸起垒（7）下表面积的2~4倍；多个大凸起垒组成的形状为垂直交叉形，将抛光垫分为四个象限；多个小凸起垒均匀分布于四个象限内，且每个小凸起垒呈对角分布；所述抛光垫包括四层，依次分别为硬质凸起垒层（5）、亲水聚酰胺层（1）、热塑性聚氨酯层（2）和聚氯乙烯层（3）；所述亲水聚酰胺层（1）的体积孔隙率为30~35%，邵氏硬度≤70D；所述聚氯乙烯层（3）的体积孔隙率低于10%，体积压缩率低于5%，邵氏硬度≥100D。2.如权利要求1所述的带有凸起垒的多层抛光垫，其特征在于所述凸起垒的抛切面为梯形，上表面和下表面均为正方形。3.如权利要求1所述的带有凸起垒的多层抛光垫，其特征在于所述大凸起垒（6）和小凸起垒（7）的高度一致，均为0.05~0.5mm；所述大凸起垒上表面积为0.04~0.05mm2，下表面积0.08~0.12mm2。4.如权利要求1所述的带有凸起垒的多层抛光垫，其特征在于所述聚氯乙烯层（3）的厚度为0.5~1.2mm。5.如权利要求1所述的带有凸起垒的多层抛光垫，其特征在于所述热塑性...

【专利技术属性】
技术研发人员：白林森，梁莲芝，
申请(专利权)人：无锡市恒利弘实业有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32