CN202053191U - 一种抛光垫 - Google Patents

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陈枫
赵敬民
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Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
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Abstract

本实用新型提出一种抛光垫，包括：基材板和特征磨料块，所述特征磨料块按流线型固定排列于基材板上。本实用新型提出的抛光垫通过特征磨料块的流线型排列，使得工艺残留物容易清理干净，降低或消除硅片抛光划痕等损伤的产生，提高抛光性能。

Description

一种抛光垫
技术领域
本实用新型涉及化学机械抛光装置领域，且特别涉及一种抛光垫。
背景技术
随着集成电路(IC)制造技术的飞速发展，对硅片的加工精度和表面质量提出了更高的要求，而传统的抛光技术已不能满足要求。化学机械抛光(CMP)是目前唯一能够实现硅片局部和全局平坦化的实用技术和核心技术，正广泛地应用于IC制造中。抛光垫是化学机械抛光(CMP)系统中的主要耗材之一，如图1所示，抛光过程中，硅片材料101置于抛光垫100之上，装置102将抛光液或抛光浆料喷洒或涂抹与抛光垫100上，通过硅片材料101与抛光垫100相对转动进行抛光。
如图2所示，FA(Fixed Abrasive，固结磨料)抛光垫技术是用树脂结合剂将亚微米和纳米级的磨料颗粒(如Al2O3，SiO2，CeO2等)固结成团，形成具有圆柱形、棱柱形、半球形、棱锥形等特定形状的三维结构特征磨料块(特征宽度约为几十至几百微米，高约为几十微米，见图2中六边形201)，按照一定的阵型规律，精确地粘结或镶嵌在有机高分子材料制成的基材板上(如图2中的200)，形成复合结构的抛光垫，代替传统的游离磨料(slurry)和抛光液。和传统的研磨液不断地将新鲜研磨颗粒输送到需要抛光的区域不同，FA抛光垫通过自身固结的磨料与硅片的接触，不断地将新鲜的磨料暴露出来，从而保持稳定的研磨性能，可以不需要进行专门的传统Slurry CMP中的抛光垫修整(conditioning)就能实现抛光。目前与之相配套的FACMP设备上面配备了专门安装FA抛光垫的方形研磨台，除了类似圆形研磨台在抛硅片时旋转外，它还在两端装有卷轴，每抛光完一片硅片的时候，FA抛光垫被向前卷一定长度，进行下一片硅片抛光。
如图2所示，目前，FA抛光垫的特征磨料块的阵型排列一般多采用横竖线或类似对角线型的阵列，这种阵列使得处于特征磨料块间空白区的工艺副产物(如图2中的203)在抛光后用去离子水等溶液清洗时，很难完全清理干净，而正是这种残留的工艺副产物导致了下一片硅片抛光划痕等损伤的产生。
因此需要一种新型的抛光垫，使得工艺残留物容易清理干净，降低或消除硅片抛光划痕等损伤的产生，提高抛光性能。
实用新型内容
本实用新型提出一种抛光垫，使得工艺残留物容易清理干净，降低或消除硅片抛光划痕等损伤的产生，提高抛光性能。
为了达到上述目的，本实用新型提出一种抛光垫，包括：基材板和特征磨料块，所述特征磨料块按流线型固定排列于基材板上。
进一步的，所述基材板为含有热塑性树脂的高分子有机材料层。
进一步的，所述基材板宽度为80厘米至120厘米。
进一步的，所述特征磨料块含有金刚石、二氧化硅、二氧化铈、氧化铝、碳化硅、碳化硼及氧化锆中的至少一种。
进一步的，所述特征研磨块的特征宽度为80微米至120微米，高度为20微米至40微米。
进一步的，所述特征研磨块粘结或镶嵌于所述基材板上。
进一步的，所述流线型的流线方向沿抛光过程抛光液的流向。
与现有技术相比，本实用新型提出一种抛光垫，通过特征磨料块的流线型排列，使得工艺残留物容易清理干净，降低或消除硅片抛光划痕等损伤的产生，提高抛光性能。
附图说明
图1所示为现有技术的抛光示意图；
图2所示为现有技术的固结磨料抛光垫的结构示意图；
图3所示为本实用新型较佳实施例的固结磨料抛光垫的结构示意图。
具体实施方式
为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图示说明如下。
请参考图3，本实用新型提出一种抛光垫，包括：基材板300和特征磨料块301，所述特征磨料块301按流线型固定排列于基材板300上。
所述基材板300为含有热塑性树脂的高分子有机材料层，本实施例中，其宽度为100厘米匹配本实施例中使用的抛光装置研磨台宽度，其他实施例中，基材板300的宽度匹配不同型号的研磨台宽度，一般为80厘米至120厘米；
所述特征磨料块301可采用金刚石、二氧化硅、二氧化铈、氧化铝、碳化硅、碳化硼及氧化锆中的至少一种磨料颗粒，来凝聚固结制作成圆柱、棱柱、圆锥、棱锥及半球形等特定形状，所述特征研磨块的特征宽度为80微米至120微米，高度为20微米至40微米，粘结或镶嵌于所述基材板300上，所述流线型的流线方向沿抛光过程抛光液303的流向。本实施例中特征研磨块的形状为正六棱柱，高度为30微米，底面六边形的边长为100微米，。
在抛光过程中，由于本实用新型的固结磨料抛光垫安置在抛光装置的研磨台上并随之转动，去离子水等溶液303喷洒在所述固结磨料抛光垫上进行清洗时，受离心力作用，会沿特征研磨块排列成的流线型流动并具有较大的冲力，以此很容易冲走位于流线空白区的工艺残留物302。
此外，本实用新型的抛光垫适用于各种抛光工艺，如对浅槽隔离结构、层间介质、镶嵌金属、高K金属栅极及相变材料等的抛光工艺
综上所述，本实用新型提出一种抛光垫，通过特征磨料块的流线型排列，使得工艺残留物容易清理干净，降低或消除硅片抛光划痕等损伤的产生，提高抛光性能。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (6)

1.一种抛光垫，其特征在于，包括：基材板和特征磨料块，所述特征磨料块按流线型固定排列于基材板上。
2.如权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述基材板为含有热塑性树脂的高分子有机材料层。
3.如权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述基材板宽度为80厘米至120厘米。
4.如权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述特征研磨块的特征宽度为80微米至120微米，高度为20微米至40微米。
5.如权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述特征研磨块粘结或镶嵌于所述基材板上。
6.如权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述流线型的流线方向沿抛光过程抛光液的流向。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102642182A (zh) * 2012-04-19 2012-08-22 浙江工业大学 有序固结研磨盘装置

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Patentee before: Semiconductor Manufacturing International (Shanghai) Corporation

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