一种具有沟槽的抛光垫及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有沟槽的抛光垫及其制备方法。抛光垫制备方法包括如下步骤，采用车削工具对抛光层的表面进行车削加工，车削工具沿预设方向移动，并在抛光层的表面形成沿预设方向延伸的沟槽；车削工具沿预设方向的移动速率满足如下公式的拟合关系：v＝Ah+B

【技术实现步骤摘要】
一种具有沟槽的抛光垫及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种抛光垫制备方法，尤其是涉及一种具有沟槽的抛光垫及其制备方法。

技术介绍

[0002]电子晶圆是由沉积不同层化材料而形成，如硅圆片即是层化材料的基材之一，当每一个新的材料层被沉积上时，常需要使用研磨或抛光的步骤，以去除多余的沉积层材料，以使晶圆平坦化，因此该抛光的过程常被称为化学机械抛光平坦化(Chemical Mechanical Polishing，CMP)。由于晶圆是由各种不同的薄膜材料层所堆积形成，因此必须经过多次的CMP抛光步骤，才能将材料层从晶圆的表面均匀去除，达到平坦化的目的。
[0003]通常在进行化学机械抛光作业时，会于晶圆与抛光垫之间导入化学抛光液，沉积的薄膜材料层通过与化学抛光液所产生的化学作用，或通过与化学抛光液中的颗粒发生机械作用，实现移除晶圆表面多余的薄膜层。但是由于抛光液存在于抛光垫与晶圆之间，容易使抛光垫与晶圆之间完全贴合，导致抛光垫与晶圆之间的摩擦力消失。因此为了使抛光作业达到较佳的抛光效果，目前最为普遍的作法是在抛光垫的表面上刻设沟槽，一方面沟槽可增加抛光垫与晶圆之间的摩擦力，另一方面可确保抛光液均匀分布于抛光垫的表面上，同时可使得悬浮于抛光液中的研磨颗粒和抛光碎屑经顺着沟槽流出抛光垫表面。
[0004]抛光垫制备过程中，一般使用刻槽机在抛光垫加工沟槽，制备具有不同形状沟槽的CMP抛光垫。在沟槽雕刻过程中，如果刻槽机切割速率过大，刀具对抛光垫的切削力增强，由此摩擦产生的热量短时间内会急剧升高，使接触部位的聚氨酯软化，产生熔融状碎屑，堵塞沟槽，进而影响后续抛光液在沟槽中的分布及流动，降低平坦化效果。如果切割速率过小，一方面会降低生产效率，另一方面，过低的切削力会降低沟槽表面的平整度，也会影响抛光液的流动效果，降低抛光垫的平坦化作用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有沟槽的抛光垫及其制备方法，以提高沟槽表面的加工质量，进而提高抛光垫抛光效果。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]一种具有沟槽的抛光垫制备方法，包括如下步骤：
[0008]采用车削工具对抛光层的表面进行车削加工，所述车削工具沿预设方向移动，并在所述抛光层的表面形成沿所述预设方向延伸的沟槽；
[0009]所述车削工具沿所述预设方向的移动速率满足如下公式的拟合关系：
[0010]v＝Ah+B
ρ
[0011]其中，v为所述车削工具沿预设方向的移动速率，单位为cm/s，h为所述抛光层的邵氏硬度为，单位为HD，ρ为所述抛光层的密度，单位为g/cm3，A和B为常数，且满足：0.1≤A≤0.15和/或1.5≤B≤3，所述公式的拟合优度R2≥0.95。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的抛光垫制备方法，采用车削工具在抛光层的表面切削形成沟槽，从而抛光垫在抛光过程中，沟槽可以存储抛光液，使抛光液均匀地分布在抛光垫与晶圆之间，同时沟槽还可以将抛光产生的碎屑排除，进而提高了抛光效率和抛光平坦度。当车削工具的移动速率与抛光垫的密度、邵氏硬度满足公式的拟合关系时，车削工具可以在保证加工效率的情况下防止沟槽表面产生熔融碎屑。因此可以针对不同密度、不同邵氏硬度的抛光垫使用不同的移动速率，一方面避免移动速率过高产生的摩擦热量熔融抛光垫表面，另一方面防止移动速率过低影响切割平整度，有效提高了沟槽表面的加工效果。
[0013]在其中一个实施例中，所述抛光层的密度满足：0.6g/cm3≤ρ≤1.1g/cm3。
[0014]在其中一个实施例中，所述抛光层的邵氏硬度满足：50HD≤h≤80HD。
[0015]在其中一个实施例中，在所述采用车削工具对抛光层的表面进行车削加工之前，还包括如下步骤：
[0016]采用聚氨酯发泡体制备所述抛光层。
[0017]在其中一个实施例中，所述聚氨酯发泡体包括异氰酸酯封端的预聚体、固化剂和中空微球体。
[0018]在其中一个实施例中，所述聚氨酯发泡体还包括聚氨基甲酸酯、聚醚脲、聚异氰酸脲酯、聚脲、聚氨酯脲中的任意一种或其至少两种的共聚物或混合物。
[0019]在其中一个实施例中，所述采用聚氨酯发泡体制备所述抛光层包括如下步骤：
[0020]采用所述聚氨酯发泡体浇注形成聚氨酯浇注体；
[0021]将所述聚氨酯浇注体冷却至室温后，对所述聚氨酯浇注体进行水平切片，形成多个所述抛光层。
[0022]在其中一个实施例中，所述方法还包括如下步骤：
[0023]采用无纺布浸渍聚氨酯，制备得到抛光垫的缓冲层；
[0024]将所述缓冲层与所述抛光层叠层连接，所述抛光层上背向所述缓冲层的一面设置所述沟槽。
[0025]在其中一个实施例中，所述方法还包括如下步骤：
[0026]在所述缓冲层上背向所述抛光层的一面设置背胶层。
[0027]一种具有沟槽的抛光垫，采用所述的抛光垫制备方法制备得到。
[0028]与现有技术相比，本专利技术采用上述制备方法制备的具有沟槽的抛光垫，采用车削工具在抛光层的表面切削形成沟槽，从而抛光垫在抛光过程中，沟槽可以存储抛光液，是抛光液均匀地分布在抛光垫与晶圆之间，同时沟槽还可以将抛光产生的碎屑排除，进而提高了抛光效率和抛光平坦度。由于沟槽加工过程中，车削工具的移动速率与抛光垫的密度、邵氏硬度满足公式的拟合关系，即可以针对不同密度、不同邵氏硬度的抛光垫使用不同的移动速率，一方面避免移动速率过高产生的摩擦热量熔融抛光垫表面，另一方面防止移动速率过低影响切割平整度，有效提高了沟槽表面的加工效果，进而提高了抛光液在沟槽内的流动效果，保证了抛光垫的抛光效果。
附图说明
[0029]图1为本专利技术中具有沟槽抛光垫的制备方法的流程图。
[0030]图2为本专利技术中具有沟槽的抛光垫的俯视图。
[0031]图3为本专利技术中具有沟槽的抛光垫的侧视图。
[0032]附图说明：10、抛光垫；1、抛光层；2、粘接层；3、缓冲层；4、背胶层；5、沟槽。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0034]下面结合附图对一些实施例中具有沟槽的抛光垫10及其制备方法进行具体描述。
[0035]如图1所示，在一实施例中，提供了一种具有沟槽的抛光垫制备方法，包括如下步骤：
[0036]步骤S200，采用车削工具对抛光层1的表面进行车削加工，车削工具沿预设方向移动，并在抛光层1的表面形成沿预设方向延伸的沟槽5；
[0037]车削工具沿预设方向的移动速率满足如下公式的拟合关系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有沟槽的抛光垫制备方法，其特征在于，包括如下步骤：采用车削工具对抛光层的表面进行车削加工，所述车削工具沿预设方向移动，并在所述抛光层的表面形成沿所述预设方向延伸的沟槽；所述车削工具沿所述预设方向的移动速率满足如下公式的拟合关系：v＝Ah+B
ρ
其中，v为所述车削工具沿所述预设方向的移动速率，单位为cm/s，h为所述抛光层的邵氏硬度为，单位为HD，ρ为所述抛光层的密度，单位为g/cm3，A和B为常数，且满足：0.1≤A≤0.15和/或1.5≤B≤3，所述公式的拟合优度R2≥0.95。2.根据权利要求1所述的一种具有沟槽的抛光垫制备方法，其特征在于，所述抛光层的密度满足：0.6g/cm3≤ρ≤1.1g/cm3。3.根据权利要求1所述的一种具有沟槽的抛光垫制备方法，其特征在于，所述抛光层的邵氏硬度满足：50HD≤h≤80HD。4.根据权利要求1所述的一种具有沟槽的抛光垫制备方法，其特征在于，在所述采用车削工具对抛光层的表面进行车削加工之前，还包括如下步骤：采用聚氨酯发泡体制备所述抛光层。5.根据权利要求4所述的一种具有沟槽的抛光垫制备方法，其特征在于，所述聚氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：张莉娟，
申请(专利权)人：上海芯谦集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：