CN108818300A - 一种分体式窗口cmp抛光垫的制备方法及cmp抛光垫 - Google Patents

一种分体式窗口cmp抛光垫的制备方法及cmp抛光垫 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种分体式窗口CMP抛光垫的制备方法，包括对基材雕刻沟槽和一个放置窗口材料的窗口孔洞，然后将基材和衬底通过背胶贴合，再用衬底冲压模具在基材的窗口孔洞位置将衬底冲压出一个衬底孔洞，同时形成窗口支撑块，再用冲压机和窗口材料冲压模具对窗口材料进行冲压，得到成型的窗口材料，之后在窗口支撑块上涂抹一层底涂剂，最后将成型的窗口材料放在窗口孔洞位置，贴于窗口支撑块上；及一种利用此法制备的CMP抛光垫。相较于切片一体化窗口，该后期贴合窗口的方式，使得在制造过程中材料之间不会相互影响，可以解决固化后基材的密度分布不均匀的问题，降低由于温度不均匀而导致拉伸强度的波动，还可有效的降低基材报废率，节约生产成本。

Description

一种分体式窗口CMP抛光垫的制备方法及CMP抛光垫
技术领域
本发明涉及抛光垫领域，尤其涉及一种分体式窗口CMP抛光垫的制备方法及CMP抛光垫。
背景技术
CMP，即Chemical Mechanical Polishing，化学机械抛光。CMP基本原理是：将旋转的被抛光晶片压在与其同方向旋转的弹性抛光垫上，而抛光浆料在晶片与底板之间连续流动。上下盘高速反向运转，被抛光晶片表面的反应产物被不断地剥离，新抛光浆料补充进来，反应产物随抛光浆料带走。新裸露的晶片平面又发生化学反应，产物再被剥离下来而循环往复，在衬底、磨粒和化学反应剂的联合作用下，形成超精表面。CMP抛光垫作为CMP过程的消耗品，在使用过程中需要一个可以计数、定位用的透明窗口,以精准的控制抛光的厚度。一个完整的抛光垫从上到下的组成是基材、背胶、衬底，基材就是与晶圆接触的部分，主要起磨抛作用，背胶将基材和衬底贴合在一起，衬底主要起支撑作用。为了保证抛光液在基材充分作用时间，通常会在基材雕刻出沟槽以贮存抛光液。同时，基材自身的空隙也会贮存抛光液和磨粒，增加磨粒与晶圆的接触时间和面积。目前市场上通用的是一种由美国Dow生产的切片一体化窗口抛光垫。
切片一体化窗口是美国DOW主打的产品。其制作工艺是将预先成型的柱状窗口放入柱状模具中固定，再将配好的聚氨酯注入。待整体固化后，将一体成型的柱状基材切片成多个片材。切片一体化窗口成型，基材固化时会出现温度不均匀的情况，固化后的基材局部性能存在差异。温度不均匀，影响交联程度，表现为拉伸强度的波动。混合填料的预聚体黏度大，流动性差，在柱状模具中流动缓慢，固化后的密度不均匀，由此产生大量不达标的报废料。密度不均匀，还会导致基材在使用过程中影响抛光液的贮存，影响抛光效率、平坦化程度。一体成型的柱状窗口在模具中固定不稳，还会出现窗口偏移的情况，影响计次时红外穿透窗口。
发明内容
本发明的目的在于：针对切片一体化窗口成型的基材在固化时出现温度不均匀，导致基材拉伸强度的波动，且固化后密度不均匀，报废率高的问题，本发明提供一种分体式窗口CMP抛光垫的制备方法及CMP抛光垫。
本发明采用的技术方案如下：
一种分体式窗口CMP抛光垫的制备方法,包括以下步骤：
(1)取基材并对基材雕刻沟槽；
(2)取衬底并在衬底底部贴一层背胶B；
(3)在雕刻沟槽的基材上雕刻出一个放置窗口材料的窗口孔洞；
(4)将雕刻了窗口孔洞的基材和贴了背胶B的衬底通过背胶A贴合，再用衬底冲压模具在基材的窗口孔洞位置将衬底冲压出一个衬底孔洞，同时在窗口孔洞的底部两侧形成两个窗口支撑块；
(5)另取窗口材料并用冲压机和窗口材料冲压模具对窗口材料进行冲压，得到成型的窗口材料；
(6)在窗口支撑块上涂抹一层底涂剂；
(7)最后将成型的窗口材料放在窗口孔洞位置，贴于窗口支撑块上，得到CMP抛光垫。
优选地，所述窗口孔洞形状为椭圆形，长边35～41mm，圆弧半径8.6～10.6mm，窗口中心距离基材圆心98.5～104.5mm。
优选地，所述窗口孔洞长边38mm，圆弧半径9.5mm，窗口中心距离基材圆心101.5mm。
优选地，所述衬底冲压模具为椭圆形，尺寸比窗口孔洞外围小2.7～3.3mm。
优选地，所述窗口材料冲压模具与窗口孔洞尺寸相同。
优选地，所述底涂剂为Primer94。
一种CMP抛光垫，包括基材、衬底、背胶A以及背胶B，所述基材上雕刻有若干沟槽，所述基材上还雕刻有一个窗口孔洞，所述衬底上设有一个衬底孔洞，所述窗口孔洞内嵌设有相应的窗口材料，所述窗口孔洞的底部两侧设有两个窗口支撑块。
优选地，所述窗口孔洞与衬底孔洞具有相同的孔洞中心，且衬底孔洞比窗口孔洞尺寸小。
优选地，所述衬底孔洞比窗口孔洞尺寸小2.7～3.3mm。
优选地，所述窗口支撑块关于窗口孔洞和衬底孔洞的中心对称。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
(1)相较于切片一体化窗口的生产方式，本发明基材和窗口材料分开制造，在制造过程中材料之间不会相互影响，可以解决固化后基材的密度分布不均匀的问题，降低由于温度不均匀而导致拉伸强度的波动；
(2)切片一体化窗口成型的一体化窗口材料如果发生定位错误，会导致整批基材窗口全部偏移，造成整批材料的报废；而本发明采用分体式窗口，在制造过程中一次加工一张带窗口的基材，若出现窗口偏移情况，也只报废一片基材而不会报废整批材料，可有效的降低报废率。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明CMP抛光垫窗口位置示意图；
图2是本发明CMP抛光垫窗口形状图；
图3是本发明CMP抛光垫侧视图；
图4是本发明分体式窗口基材与一体化窗口基材拉伸强度波动对比图；
图5是本发明分体式窗口基材与一体化窗口基材密度波动对比图；
图6是本发明分体式窗口基材与一体化窗口基材报废率大小对比图。
图中标记为：1-基材，2-窗口孔洞，3-背胶A，4-衬底，5-衬底孔洞，6-沟槽，7-窗口支撑块，8-窗口材料，9-背胶B。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
下面结合附图对本发明作详细说明。
实施例1
一种分体式窗口CMP抛光垫的制备方法,包括以下步骤：
(1)取基材1并对基材1雕刻沟槽6；
(2)取衬底4并在衬底4底部贴一层背胶B 9；
(3)在雕刻沟槽6的基材1上雕刻出一个放置窗口材料8的窗口孔洞2；
(4)将雕刻了窗口孔洞2的基材1和贴了背胶B 9的衬底4通过背胶A3贴合，再用衬底冲压模具在基材1的窗口孔洞2位置将衬底4冲压出一个衬底孔洞5，同时在窗口孔洞2的底部两侧形成两个窗口支撑块7；
(5)另取窗口材料并用冲压机和窗口材料冲压模具对窗口材料进行冲压，得到成型的窗口材料8；
(6)在窗口支撑块7上涂抹一层底涂剂；
(7)最后将成型的窗口材料8放在窗口孔洞2位置，贴于窗口支撑块7上，得到CMP抛光垫。
所述窗口孔洞2形状为椭圆形，长边35mm，圆弧半径8.6mm，窗口中心距离基材1圆心98.5mm。
所述衬底冲压模具为椭圆形，尺寸比窗口孔洞2外围小2.7mm。
所述窗口材料冲压模具与窗口孔洞2尺寸相同。
所述底涂剂为Primer94。
一种CMP抛光垫，包括基材1、衬底4、背胶A 3以及背胶B 9，所述基材1上雕刻有若干沟槽6，所述基材1上还雕刻有一个窗口孔洞2，所述衬底4上设有一个衬底孔洞5，所述窗口孔洞2内嵌设有相应的窗口材料8，所述窗口孔洞2的底部两侧设有两个窗口支撑块7。
所述窗口孔洞2与衬底孔洞5具有相同的孔洞中心，且衬底孔洞5比窗口孔洞2尺寸小。
所述衬底孔洞5比窗口孔洞2尺寸小2.7mm。
所述窗口支撑块7关于窗口孔洞2和衬底孔洞5的中心对称。
实施例2
一种分体式窗口CMP抛光垫的制备方法,包括以下步骤：
(1)取基材1并对基材1雕刻沟槽6；
(2)取衬底4并在衬底4底部贴一层背胶B 9；
(3)在雕刻沟槽6的基材1上雕刻出一个放置窗口材料8的窗口孔洞2；
(4)将雕刻了窗口孔洞2的基材1和贴了背胶B 9的衬底4通过背胶A 3贴合，再用衬底冲压模具在基材1的窗口孔洞2位置将衬底4冲压出一个衬底孔洞5，同时在窗口孔洞2的底部两侧形成两个窗口支撑块7；
(5)另取窗口材料并用冲压机和窗口材料冲压模具对窗口材料进行冲压，得到成型的窗口材料8；
(6)在窗口支撑块7上涂抹一层底涂剂；
(7)最后将成型的窗口材料8放在窗口孔洞2位置，贴于窗口支撑块7上，得到CMP抛光垫。
所述窗口孔洞2形状为椭圆形，长边38mm，圆弧半径9.5mm，窗口中心距离基材1圆心101.5mm。
所述衬底冲压模具为椭圆形，尺寸比窗口孔洞2外围小3.0mm。
所述窗口材料冲压模具与窗口孔洞2尺寸相同。
所述底涂剂为Primer94。
一种CMP抛光垫，包括基材1、衬底4、背胶A 3以及背胶B 9，所述基材1上雕刻有若干沟槽6，所述基材1上还雕刻有一个窗口孔洞2，所述衬底4上设有一个衬底孔洞5，所述窗口孔洞2内嵌设有相应的窗口材料8，所述窗口孔洞2的底部两侧设有两个窗口支撑块7。
所述窗口孔洞2与衬底孔洞5具有相同的孔洞中心，且衬底孔洞5比窗口孔洞2尺寸小。
所述衬底孔洞5比窗口孔洞2尺寸小3.0mm。
所述窗口支撑块7关于窗口孔洞2和衬底孔洞5的中心对称。
实施例3
一种分体式窗口CMP抛光垫的制备方法,包括以下步骤：
(1)取基材1并对基材1雕刻沟槽6；
(2)取衬底4并在衬底4底部贴一层背胶B 9；
(3)在雕刻沟槽6的基材1上雕刻出一个放置窗口材料8的窗口孔洞2；
(4)将雕刻了窗口孔洞2的基材1和贴了背胶B 9的衬底4通过背胶A 3贴合，再用衬底冲压模具在基材1的窗口孔洞2位置将衬底4冲压出一个衬底孔洞5，同时在窗口孔洞2的底部两侧形成两个窗口支撑块7；
(5)另取窗口材料并用冲压机和窗口材料冲压模具对窗口材料进行冲压，得到成型的窗口材料8；
(6)在窗口支撑块7上涂抹一层底涂剂；
(7)最后将成型的窗口材料8放在窗口孔洞2位置，贴于窗口支撑块7上，得到CMP抛光垫。
所述窗口孔洞2形状为椭圆形，长边41mm，圆弧半径10.6mm，窗口中心距离基材1圆心104.5mm。
所述衬底冲压模具为椭圆形，尺寸比窗口孔洞2外围小3.3mm。
所述窗口材料冲压模具与窗口孔洞2尺寸相同。
所述底涂剂为Primer94。
一种CMP抛光垫，包括基材1、衬底4、背胶A 3以及背胶B 9，所述基材1上雕刻有若干沟槽6，所述基材1上还雕刻有一个窗口孔洞2，所述衬底4上设有一个衬底孔洞5，所述窗口孔洞2内嵌设有相应的窗口材料8，所述窗口孔洞2的底部两侧设有两个窗口支撑块7。
所述窗口孔洞2与衬底孔洞5具有相同的孔洞中心，且衬底孔洞5比窗口孔洞2尺寸小。
所述衬底孔洞5比窗口孔洞2尺寸小3.3mm。
所述窗口支撑块7关于窗口孔洞2和衬底孔洞5的中心对称。
为进一步说明本发明的技术效果，使用同一批次原材料以本发明所述分体式窗口和一体化窗口两种不同制备方法分别制得两种类型的基材，对两种基材分别取样，做对比试验，测试基材的拉伸强度稳定性，密度均匀性，并且记录基材加工过程中的报废率对比情况，所得试验数据与结果如图4，图5，图6所示。
由上述试验结果可见，在一定的拉伸强度范围内，分体式窗口的基材相较于一体化窗口的基材，拉伸强度波动较小，拉伸强度更加稳定；在一定的密度范围内，分体式窗口的基材相较于一体化窗口的基材，基材密度波动较小，密度更加均匀；并且分体式窗口的基材在加工过程中报废率更低。

Claims (10)

1.一种分体式窗口CMP抛光垫的制备方法,其特征在于，包括以下步骤：
(1)取基材(1)并对基材(1)雕刻沟槽(6)；
(2)取衬底(4)并在衬底(4)底部贴一层背胶B(9)；
(3)在雕刻沟槽(6)的基材(1)上雕刻出一个放置窗口材料(8)的窗口孔洞(2)；
(4)将雕刻了窗口孔洞(2)的基材(1)和贴了背胶B(9)的衬底(4)通过背胶A(3)贴合，再用衬底冲压模具在基材(1)的窗口孔洞(2)位置将衬底(4)冲压出一个衬底孔洞(5)，同时在窗口孔洞(2)的底部两侧形成两个窗口支撑块(7)；
(5)另取窗口材料并用冲压机和窗口材料冲压模具对窗口材料进行冲压，得到成型的窗口材料(8)；
(6)在窗口支撑块(7)上涂抹一层底涂剂；
(7)将成型的窗口材料(8)放在窗口孔洞(2)位置，贴于窗口支撑块(7)上，得到CMP抛光垫。
2.根据权利要求1所述的一种分体式窗口CMP抛光垫的制备方法，其特征在于，所述窗口孔洞(2)形状为椭圆形，长边35～41mm，圆弧半径8.6～10.6mm，窗口中心距离基材(1)圆心98.5～104.5mm。
3.根据权利要求2所述的一种分体式窗口CMP抛光垫的制备方法，其特征在于，所述窗口孔洞(2)长边38mm，圆弧半径9.5mm，窗口中心距离基材(1)圆心101.5mm。
4.根据权利要求1所述的一种分体式窗口CMP抛光垫的制备方法，其特征在于，所述衬底冲压模具为椭圆形，尺寸比窗口孔洞(2)外围小2.7～3.3mm。
5.根据权利要求1所述的一种分体式窗口CMP抛光垫的制备方法，其特征在于，所述窗口材料冲压模具与窗口孔洞(2)尺寸相同。
6.根据权利要求1所述的一种分体式窗口CMP抛光垫的制备方法，其特征在于，所述底涂剂为Primer94。
7.一种CMP抛光垫，包括基材(1)、衬底(4)、背胶A(3)以及背胶B(9)，所述基材(1)上雕刻有若干沟槽(6)，其特征在于，所述基材(1)上还雕刻有一个窗口孔洞(2)，所述衬底(4)上设有一个衬底孔洞(5)，所述窗口孔洞(2)内嵌设有相应的窗口材料(8)，所述窗口孔洞(2)的底部两侧设有两个窗口支撑块(7)。
8.根据权利要求7所述的一种CMP抛光垫，其特征在于，所述窗口孔洞(2)与衬底孔洞(5)具有相同的孔洞中心，且衬底孔洞(5)比窗口孔洞(2)尺寸小。
9.根据权利要求8所述的一种CMP抛光垫，其特征在于，所述衬底孔洞(5)比窗口孔洞(2)尺寸小2.7～3.3mm。
10.根据权利要求7所述的一种CMP抛光垫，其特征在于，所述窗口支撑块(7)关于窗口孔洞(2)和衬底孔洞(5)的中心对称。
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Application publication date: 20181116