一种CMP金刚石修整器的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种CMP金刚石修整器的制造方法，包括以下步骤：步骤一，清洗；步骤二，涂敷；步骤三，镀覆；步骤四，筛选；步骤五，平铺；步骤六，覆膜；步骤七，除膜；其中上述步骤一中，首先对不锈钢基底进行清洗；其中上述步骤二中，在不锈钢基底上涂敷的光刻胶，利用光刻技术进行图案化，在所需图案上保留光刻胶；步骤三中，利用PVD法代替电镀法覆膜固定金刚石；该发明专利技术，大幅缩减生产步骤；利用电镀法制备时，需经过多次电镀以及检测，充分的缩短生产时间，PVD法通过改变时间、功率，优化工艺调整微观组织，控制薄膜厚度和成分，提高生产效率，PVD法对环境更加友好，无污染，耗材少，成膜均匀致密，与基体的结合力强，对于金刚石的固定效果更好。对于金刚石的固定效果更好。对于金刚石的固定效果更好。

【技术实现步骤摘要】
一种CMP金刚石修整器的制造方法


[0001]本专利技术涉及CMP金刚石修整器
，具体为一种CMP金刚石修整器的制造方法。

技术介绍

[0002]半导体工业飞速发展，电子器件逐渐趋于小型化，光刻技术的解析度要求越来越高，晶片表面平整度需达到纳米级，传统的平坦化技术仅能实现局部平坦化，而当最小特征尺寸达到0.35μm以下时，必须实现全局平坦化。化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)是一种在当前和未来制造中均表现突出的平面化技术，可从加工性能和速度上同时满足硅片图形加工要求，有效降低缺陷密度，同时提高成品率，因而已广泛应用于半导体制造业，对半导体晶圆进行打磨以获得镜面光洁度。
[0003]在CMP中，从晶片和抛光垫中去除的浆液和碎屑可以“釉化”抛光垫表面，使抛光垫表面光滑。如果没有抛光垫表面重塑的过程，抛光垫将退化甚至失效。抛光垫调整器在维持晶片材料去除率的方面起着关键作用。可以通过再生抛光垫表面粗糙度和重塑表面轮廓来延长抛光垫的寿命，使抛光垫的材料去除率(MRR)保持在稳定的水平，并提高抛光垫表面均匀性(WIWNU)。此外，抛光垫约占整个CMP消耗成本的1/3，大量更换抛光垫会使制造成本大幅度提高，为了降低耗材成本，使抛光垫在尽量长的使用期内获得稳定的CMP性能，利用CMP抛光垫调整器十分必要。
[0004]CMP金刚石修整器的制备方法包括金刚石的筛选、金刚石定位、金刚石排布、金刚石固着等步骤。传统工艺中，金刚石的筛选常采用手撒等方式；定位法包括刻蚀图形化定位、烧结、钎焊等方式；金刚石的固着包括电镀法、钎焊法、金属烧结法等方式；1)电镀法：主要为Ni电镀型修整器，是最早出现的修整器类型，利用电镀工艺将金刚石固定于Ni镀层中。由于电镀不能实现化学结合，金刚石颗粒与基体结合仅为机械结合，电镀法对于金刚石颗粒的把持依靠颗粒粗糙度和不规则性带来的与结合剂的机械啮合作用而实现，而这种机械把持力有限，金刚石易从镍镀层中脱落，从而划伤晶片。因此，往往要使Ni镀层将金刚石力度平均直径50％～70％以上包镶，此方法金刚石颗粒的露出量小，不利于切削，同时过厚镀层容易使镀层金属与工件摩擦从而造成磨损和热量堆积；2)钎焊法：钎焊法的原理为：在金刚石表面镀覆某些过渡族元素(如Ti、Cr、W等，并与其发生化学反应在表面形成碳化物，通过碳化物之作用实现金刚石、结合剂、基体的牢固化学冶金结合，进而实现金刚石表面金属化。钎焊技术可实现金刚石、结合剂、金属基界面化学冶金结合，具有较高的结合强度，由于界面结合强度高，因此仅需很薄的结合剂厚度就足以牢固把持住磨粒，其裸露高度可达70％～80％，磨料的利用更加充分，然而钎料对金刚石和胎体的浸润性和结合强度有限、且由于金刚石与金属基体热膨胀系数差异较大，焊接残余应力较大，会降低接头强度，因此此方法有待进一步的成熟和优化；3)金属烧结法：金属烧结法以金刚石为切磨材料，以金属粉末为结合剂，经过压制成型、烧结及必要的加工而成，金属烧结法中，磨粒与结合剂的结合既有机械力也有化学键结合，稳定性较好，然而利用机械结合力夹持的金刚石颗粒在结合
剂中容易破碎，金刚石颗粒易于脱落，且裸露量小、切削点小，具有一定的改进空间。因此设计一种CMP金刚石修整器的制造方法是很有必要的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种CMP金刚石修整器的制造方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种CMP金刚石修整器的制造方法，包括以下步骤：步骤一，清洗；步骤二，涂敷；步骤三，镀覆；步骤四，筛选；步骤五，平铺；步骤六，覆膜；步骤七，除膜；
[0007]其中上述步骤一中，首先对不锈钢基底进行清洗；
[0008]其中上述步骤二中，在不锈钢基底上涂敷的光刻胶，利用光刻技术进行图案化，在所需图案上保留光刻胶；
[0009]其中上述步骤三中，在光刻后的不锈钢基底上利用PVD(物理气相沉积法)镀覆Ni薄膜/Cr薄膜/NiCr合金膜，将镀覆薄膜后的基盘在丙酮中浸泡，形成图案化微孔；
[0010]其中上述步骤四中，分别利用180μm、200μm、220μm的三种大小的筛网筛选出形状大小较为一致的金刚石；
[0011]其中上述步骤五中，将所筛选的金刚石平铺在图案化的不锈钢基底中，并在震动台上进行水平、垂直方向的交互震动，使金刚石均匀排列于微孔中；
[0012]其中上述步骤六中，在排列好金刚石的基底上镀覆薄膜，镀覆薄膜采用物理气相沉积技术；
[0013]其中上述步骤七中，利用研磨法精密去除一定厚度的薄膜，使金刚石具有一致的露出量，完成整体产品的制造。
[0014]优选的，所述步骤一中，不锈钢基底利用丙酮和无水乙醇超声清洗。
[0015]优选的，所述步骤二中，涂敷的光刻胶厚度为20
‑
40μm，同时所用光刻胶为正胶。
[0016]优选的，所述步骤三中，镀膜层厚度为10
‑
20μm,利用liftoff技术镀覆。
[0017]优选的，所述步骤四中，筛网筛选出的金刚石形状均为正八面体。
[0018]优选的，所述步骤六中，镀膜厚为100
‑
150μm。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该一种CMP金刚石修整器的制造方法，利用电镀法制备时，需经过多次电镀以及检测，充分的缩短生产时间，PVD法可通过改变时间、功率，优化工艺调整微观组织，控制薄膜的厚度和成分，大幅缩减生产步骤；提高生产效率，且PVD法对环境更加友好，无污染，耗材少，成膜均匀致密，与基体的结合力强，对于金刚石的固定效果更好。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的方法流程图。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]请参阅图1，本专利技术提供的一种实施例：一种CMP金刚石修整器的制造方法，包括以下步骤：步骤一，清洗；步骤二，涂敷；步骤三，镀覆；步骤四，筛选；步骤五，平铺；步骤六，覆膜；步骤七，除膜；
[0023]其中上述步骤一中，首先对不锈钢基底进行清洗，且不锈钢基底利用丙酮和无水乙醇超声清洗；
[0024]其中上述步骤二中，在不锈钢基底上涂敷的光刻胶，且涂敷的光刻胶厚度为20
‑
40μm，同时所用光刻胶为正胶；利用光刻技术进行图案化，在所需图案上保留光刻胶；
[0025]其中上述步骤三中，在光刻后的不锈钢基底上利用PVD(物理气相沉积法)镀覆Ni薄膜/Cr薄膜/NiCr合金膜，所镀膜层厚度为10
‑
20μm,利用liftoff技术镀覆，将镀覆薄膜后的基盘在丙酮中浸泡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CMP金刚石修整器的制造方法，包括以下步骤：步骤一，清洗；步骤二，涂敷；步骤三，镀覆；步骤四，筛选；步骤五，平铺；步骤六，覆膜；步骤七，除膜；其特征在于：其中上述步骤一中，首先对不锈钢基底进行清洗；其中上述步骤二中，在不锈钢基底上涂敷的光刻胶，利用光刻技术进行图案化，在所需图案上保留光刻胶；其中上述步骤三中，在光刻后的不锈钢基底上利用PVD(物理气相沉积法)镀覆Ni薄膜/Cr薄膜/NiCr合金膜，将镀覆薄膜后的基盘在丙酮中浸泡，形成图案化微孔；其中上述步骤四中，分别利用180μm、200μm、220μm的三种大小的筛网筛选出形状大小较为一致的金刚石；其中上述步骤五中，将所筛选的金刚石平铺在图案化的不锈钢基底中，并在震动台上进行水平、垂直方向的交互震动，使金刚石均匀排列于微孔中；其中上述步骤六中，在排列好金刚石的基底上镀覆薄膜，镀覆薄膜采用物理气相沉积技术；其中上述步骤七中，利用研磨法...

【专利技术属性】
技术研发人员：田悦，王轩，王曲歌，杨阳，杜运达，王旭阳，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：