一种抛光垫制造技术

本实用新型专利技术公开一种抛光垫，包括研磨层，所述研磨层包括至少两个同心圆沟槽，定义最内侧的同心圆沟槽为第一同心圆，最外侧的同心圆沟槽为第二同心圆；第一同心圆和第二同心圆界定多个研磨区域，由圆心到研磨层边缘三个研磨区的宽度依次为W1,W2,W3，W1/R的范围为0.01

【技术实现步骤摘要】
一种抛光垫


[0001]本技术涉及一种抛光垫，具体涉及一种具有精心设计的研磨层和缓冲层物性参数及表面沟槽结构的抛光垫，用于对被研磨材料的化学机械抛光。

技术介绍

[0002]在集成电路、其他电子器件和光学材料的制造加工过程中，会涉及到很多材料的抛光、减薄或者平坦化处理，其中应用最多的就是化学机械抛光。化学机械抛光的作用原理是在固定的抛光机台上，将研磨液作用与抛光垫上，抛光垫与被研磨材料表面接触，会发生化学反应，同时，抛光垫和被研磨材料在机台上做旋转运动，产生剪切的机械作用，化学作用和机械作用一起对被研磨材料进行抛光处理，以形成期望的图案结构。
[0003]因此抛光液的流动及分布、沟槽产生的机械作用力的分布等对化学机械抛光垫的性能具有决定的作用，另一方面，不同的图案和材质的配合，对以上这些因素的作用会有不同要求，而现有技术针对其沟槽图案与抛光垫材质的结合也未进行相关研究。针对抛光垫材质及沟槽结构，人们进行了很多尝试，但在研磨速率、不均一性、缺陷率、凹陷及侵蚀等方面，还未能得到综合性能较优的抛光垫。
[0004]公开号为CN102498549A的中国专利公开了一种具有同心圆沟槽结构的抛光垫，该抛光垫针对同心圆沟槽的宽度W
G
及搭接表面W
L
的比例关系进行了研究，但是该抛光垫的沟槽占比过大，容易导致抛光速率的降低。
[0005]公开号为CN105793962B的中国专利公开了一种具有偏置的同心凹槽图案的抛光垫，该抛光垫包含凹槽区域及排除区域的抛光垫，排除区域不含有凹槽，但是排除区域的目的是减少抛光垫边缘的缺陷，进而改善被抛光基板的刮痕，没有公开外周表面的具体参数与抛光性能的关系，也没有公开如何解决抛光不均一性的问题。

技术实现思路

[0006]为解决以上技术问题，本技术提供一种抛光垫，包括研磨层，所述研磨层与被研磨材料直接接触，所述研磨层包括至少两个同心圆沟槽，定义最内侧的同心圆沟槽为第一同心圆，最外侧的同心圆沟槽为第二同心圆；第一同心圆和第二同心圆界定多个研磨区域，定义在半径方向上，第一同心圆最内侧与研磨层中心的距离为W1，第二同心圆最外侧与研磨层边缘的距离为W3，研磨层的半径为R，其中：
[0007]第一研磨区，其具有第一同心圆内部区域，其宽度为W1；
[0008]第二研磨区，其具有所述第一同心圆与所述第二同心圆之间的区域，其宽度W2＝R
‑
W1
‑
W3；
[0009]第三研磨区；其具有所述第二同心圆与所述研磨层边缘之间的区域，其宽度为W3；
[0010]所述W1/R的范围为0.01
‑
0.10，W2/R的范围为0.77
‑
0.96，W3/R的范围为0.03
‑
0.13；
[0011]所述第二研磨区同心圆沟槽的宽度为Wa，沟槽间距为P，Wa/P的范围为0.05
‑
0.39；
[0012]所述第三研磨区还包括第三沟槽，所述第三沟槽的外侧端与研磨层边缘连接，第三沟槽的内侧端设置在第二区域内部，所述第三沟槽的个数为2*K，1≤K≤48，K为整数。
[0013]根据本技术的一种实施方式，所述第三沟槽的结构为直线、曲线、直线组合、曲线组合或直线与曲线的组合。
[0014]根据本技术的一种实施方式，所述抛光垫半径R为300
‑
500mm，Sa＝π*Wa*(2W1+W2)*(W2/P
‑
Wa/P+1)，所述Sa的范围为42000
‑
300000mm2。
[0015]根据本技术的一种实施方式，所述第三沟槽的长度为Lb，W3≤Lb≤2.7W3，所述第三沟槽的宽度为Wb，Wb的范围为0.5
‑
6mm。
[0016]根据本技术的一种实施方式，所述第三沟槽的内侧端与第二区域的由外到内第n条同心圆沟槽相连，n为1
‑
12的整数。
[0017]根据本技术的一种实施方式，所述第三沟槽为直线，所述第三沟槽的长度为Lb，Lb＝W3+(n
‑
1)*P，n为3
‑
10的整数；所述第三沟槽的宽度为Wb，Wb的范围为2.5
‑
4.5mm。
[0018]根据本技术的一种实施方式，所述第三沟槽的总面积Sb与所述第二区域同心圆沟槽的总面积Sa满足：0.01≤Sb/Sa≤0.4。
[0019]根据本技术的一种实施方式，W2/P的范围为70
‑
380，W3/R的范围为0.06
‑
0.10。
[0020]根据本技术的一种实施方式，所述第三沟槽的总面积Sb与所述第二区域同心圆沟槽的总面积Sa满足：0.01≤Sb/Sa≤0.2。
[0021]根据本技术的一种实施方式，所述第三沟槽具有深度Db，所述同心圆沟槽具有深度Da，Db/Da的范围为0.5
‑
1.5。
[0022]根据本技术的一种实施方式，所述第三沟槽具有深度Db，所述同心圆沟槽具有深度Da，定义Vb/Va＝(Sb*Db)/(Sa*Da)，其中Vb/Va的范围为0.005
‑
0.6。
[0023]根据本技术的一种实施方式，沟槽宽度Wa的范围为0.1
‑
0.6mm，优选为0.2
‑
0.55mm。
[0024]根据本技术的一种实施方式，所述第三沟槽为直线，所述第三沟槽的长度为Lb，W3≤Lb≤2.05W3。
[0025]根据本技术的一种实施方式，W2/P的范围为100
‑
380。
[0026]根据本技术的一种实施方式，所述第三沟槽的深度Db与第二区域同心圆沟槽的深度Da的比值，即Db/Da的范围为0.8
‑
1.2。
[0027]根据本技术的一种实施方式，定义Vb/Va＝(Sb*Db)/(Sa*Da)，其中Vb/Va的范围为0.008
‑
0.24。
[0028]根据本技术公开的一种实施方式，抛光垫的抛光层还任选地包括终点检测窗口，优选检测窗口是结合至抛光层中的整体性窗口。
[0029]以上具体实施方式，只是在本技术的技术构思上进行的具体说明，不能理解为将本技术限制为这些实施方式。
[0030]本技术的有益效果在于：
[0031]通过对研磨层、缓冲层的物性参数的设计，并结合对研磨层的不同研磨区及其沟槽的尺寸的设计，得到一种综合性能优异的抛光垫，特别适合研磨氧化物，被抛光材料缺陷度低，兼顾良好的研磨速率及研磨均一性，且保持较低的损耗速率(cut rate)。
附图说明
[0032]本技术的上面所述和其它目的、特征和优点将随着如下参照附图进行的优选实施方案的详细描述而变得更加容易明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抛光垫，其特征在于，包括研磨层，所述研磨层与被研磨材料直接接触，所述研磨层包括至少两个同心圆沟槽，定义最内侧的同心圆沟槽为第一同心圆，最外侧的同心圆沟槽为第二同心圆；第一同心圆和第二同心圆界定多个研磨区域，定义在半径方向上，第一同心圆最内侧与研磨层中心的距离为W1，第二同心圆最外侧与研磨层边缘的距离为W3，研磨层的半径为R，其中：第一研磨区，其具有第一同心圆内部区域，其宽度为W1；第二研磨区，其具有所述第一同心圆与所述第二同心圆之间的区域，其宽度W2=R
‑
W1
‑
W3；第三研磨区；其具有所述第二同心圆与所述研磨层边缘之间的区域，其宽度为W3；所述W1/R的范围为0.01
‑
0.10，W2/R的范围为0.77
‑
0.96，W3/R的范围为0.03
‑
0.13；所述第二研磨区同心圆沟槽的宽度为Wa，沟槽间距为P，Wa/P的范围为0.05
‑
0.39；所述第三研磨区还包括第三沟槽，所述第三沟槽的外侧端与研磨层边缘连接，第三沟槽的内侧端设置在第二区域内部，所述第三沟槽的个数为2*K，1≤K≤48，K为整数。2.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述研磨层半径R为300
‑
500mm，Sa= π*Wa*（2W1+W2)*(W2/P
‑
Wa/P+1)，所述Sa的范围为42000
‑
300000mm2。3.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘敏，黄学良，邱瑞英，王腾，杨佳佳，张季平，
申请(专利权)人：湖北鼎汇微电子材料有限公司，
类型：新型
国别省市：