CN219599100U - 一种双层功能梯度的抛光垫 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种双层功能梯度的抛光垫，包括上层抛光层以及下层抛光层，所述第一抛光层直接接触待抛光物的表面，所述第一抛光层具有高度H1，所述下层抛光层的高度为H2,所述第一抛光层具有高度H1小于下层抛光垫的高度H2，所述下层抛光层为梯度结构，本实用新型的上薄下厚、上软下硬的抛光垫结构，采用较大的表面沟槽宽高比、较小的加工过程占空比也可以有效减轻边缘应力集中现象，下层抛光垫的MRR值之差降低了50％左右，抛光垫耐磨性得到了明显提高。
Description
技术领域
本实用新型半导体化学机械抛光技术领域，具体地说，涉及一种双层功能梯度的抛光垫。
背景技术
化学机械抛光(CMP)借助于抛光液中化学试剂的化学腐蚀和纳米磨粒的机械磨削双重耦合作用，可以在原子水平上实现材料的去除，可以在0.35μm及其以下尺寸器件上同时实现局部和全局平坦化，被广泛应用于光学元件、计算机硬盘、微机电系统、集成电路等领域广泛应用。
传统的化学机械抛光制程，单次抛光时间一般小于100s，边缘压力小于10psi，但随着技术的发展，一些新的化学机械抛光制程需要对介质进行大量减薄从而需要进行长时间高压力的化学机械抛光，为了优化抛光垫的纹理设计，同时，改进单层抛光垫的结构也可以提高抛光质量和效率。
虽然采用单层功能梯度抛光垫提高了晶圆材料的去除均匀性，但是由于各梯度环内磨粒占比不同，各环内普林斯顿比例常数也不同，因此材料去除均匀性仍有提高的空间。
发明内容
本实用新型提供了具有一种双层功能梯度的抛光垫，双层功能梯度盘上各环MRR值之差降低了50％左右，抛光垫耐磨性得到了明显提高。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种双层功能梯度的抛光垫，包括上层抛光层和下层抛光层，所述上层抛光层直接接触待抛光物的表面，具有高度H1，所述下层抛光层的高度为H2,所述上层抛光层具有高度H1小于下层抛光层的高度H2，所述下层抛光层为梯度结构。
其中，优选方案为：所述下层抛光层以丙烯酸酯橡胶为基材。
其中，优选方案为：所述下层抛光层的梯度结构为中间高沿着边缘逐渐降低。
其中，优选方案为：上层抛光层具有喷涂乙烯–醋酸乙烯热熔胶的丝状结构。
其中，优选方案为：所述上层抛光层比下层抛光层的密度小。
其中，优选方案为：上层抛光层的沟槽的宽度为2mm-4mm。
其中，优选方案为：所述上层抛光层的纹路为：螺旋状表面纹路、同心圆状纹路或葵花籽复合纹路。
其中，优选方案为：还包括一缓冲层通过双面粘合层粘合于所述下层抛光层的下方。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供的下层抛光层的梯度结构，上层抛光垫的出现避免了磨粒占比对比例常数的影响，上薄下厚、上软下硬的双层抛光垫结构，同时采用较大的表面沟槽宽高比、较小的加工过程占空比也可以有效减轻边缘应力集中现象。对于抛光垫来说，抛光过程中反应产物的及时排出盘上各环晶圆片的材料去除率(MRR)之差降低了50％左右，抛光垫耐磨性提高了40％以上。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提出的双层功能梯度的抛光垫的下层抛光垫12显示其中1/4的结构示意图；
图2为本实用新型提出的双层功能梯度的抛光垫的剖面示意图；
图3a、3b、3c为本实用新型双层功能梯度的抛光垫的上层抛光层11的纹路的示意图。
附图标记：
10…抛光垫；
11…上层抛光层；
111…沟槽；
12…下层抛光层；
13…双面粘合层；
14…缓冲层。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
图1为本实用新型的下层抛光垫12显示其中1/4的结构示意图，如图1，图2所示：本实用新型双层功能梯度的抛光垫10，包括上层抛光层11以及下层抛光层12，图1中，切除上层抛光垫11的1/4，显示出下层抛光层12，所述上层抛光层11直接接触待抛光物的表面，具有高度H1，所述下层抛光层12的高度为H2,所述上层抛光层11具有高度H1小于下层抛光层12的高度H2，所述下层抛光层12为梯度结构。
其中，所述上层抛光层11可为现有技术常用的甲苯二异氰酸酯，46.3质量份的PTMEG即聚四亚甲基醚二醇(分子量701.0)以及30.7质量份的MOCA即3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷；将上述物料加入到浇注头内，快速混合，混合速率为5000rpm，浇注到模具内形成圆柱体，然后将圆柱体进行切片得到薄片，最后在薄片上进行刻槽加工，得到具有沟槽图案的抛光层。
其中，所述下层抛光层12以丙烯酸酯橡胶(ACM)为基材。
其中，如图2所示：所述下层抛光层12的梯度结构为中间高沿着边缘逐渐降低。
为了让上层抛光层11变得更加柔软，所述上层抛光层11具有喷涂乙烯–醋酸乙烯热熔胶的丝状结构。
为了进一步有效减轻边缘应力集中，所述上层抛光层11比下层抛光层12的密度小，这样，上层抛光层11接触抛光产品更加柔软，下层抛光层11硬度大，能减少其抛光磨损。
为了更好实现其双层功能梯度的设计，上层抛光层11的沟槽111可以设置为比较宽的尺寸，至少大于2mm，具体地，沟槽的宽度为2mm-4mm。
当然，为了顺利地传送抛光液，更加均匀，去除材料的均匀性更高，但是抛光液流动得较快，这样限制了化学反应，使得MRR值较低，如图3a、3b、3c所示：所述上层抛光层的纹路分别可为：螺旋状表面纹路、同心圆状纹路、葵花籽复合纹路。
为了更好的缓冲下层抛光层12的硬度，所述下层抛光层12的下方通过双面粘合层13粘合一缓冲层14。
本实施例应用于抛光设备中，具有与被研磨工件接触的双层抛光垫10，所述抛光垫10为本实用新型第一方面提供的抛光垫，所述抛光垫10的缓冲层13固定在抛光机台上；所述待抛光物通常为晶圆。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供的下层抛光层的梯度结构，上层抛光垫的出现避免了磨粒占比对比例常数的影响，上薄下厚、上软下硬的双层抛光垫结构，同时采用较大的表面沟槽宽高比、较小的加工过程占空比也可以有效减轻边缘应力集中现象。对于抛光垫来说，抛光过程中反应产物的及时排出盘上各环晶圆片的材料去除率(MRR)之差降低了50％左右，抛光垫耐磨性提高了40％以上。
本实施例应用于抛光设备中，具有与被研磨工件接触的双层抛光垫10，所述抛光垫10为本实用新型第一方面提供的抛光垫，所述抛光垫10的缓冲层13固定在抛光机台上；所述被研磨工件通常为晶圆。
本实用新型的优点为：在双层功能梯度的抛光垫10中，上层抛光垫11的出现避免了磨粒占比对比例常数的影响，与单层功能梯度盘相比，双层功能梯度盘上各环MRR值之差降低了47.75％，抛光垫耐磨性提高了38％。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种双层功能梯度的抛光垫，其特征在于：包括上层抛光层(11)和下层抛光层(12)，所述上层抛光层(11)直接接触待抛光物的表面，具有高度H1，所述下层抛光层(12)的高度为H2,所述上层抛光层(11)具有高度H1小于下层抛光层(12)的高度H2，所述下层抛光层(12)为梯度结构。
2.如权利要求1所述的双层功能梯度的抛光垫，其特征在于：所述下层抛光层(12)以丙烯酸酯橡胶为基材。
3.如权利要求1所述的双层功能梯度的抛光垫，其特征在于：所述下层抛光层(12)的梯度结构为中间高沿着边缘逐渐降低。
4.如权利要求1所述的双层功能梯度的抛光垫，其特征在于：上层抛光层(11)具有喷涂乙烯–醋酸乙烯热熔胶的丝状结构。
5.如权利要求1所述的双层功能梯度的抛光垫，其特征在于：所述上层抛光层(11)比下层抛光层(12)的密度小。
6.如权利要求1或5所述的双层功能梯度的抛光垫，其特征在于：上层抛光层(11)的沟槽(111)的宽度为2mm-4mm。
7.如权利要求1所述的双层功能梯度的抛光垫，其特征在于：所述上层抛光层(11)的纹路为：螺旋状表面纹路、同心圆状纹路或葵花籽复合纹路。
8.如权利要求1所述的双层功能梯度的抛光垫，其特征在于：还包括一缓冲层(14)通过双面粘合层(13)粘合于所述下层抛光层(12)的下方。
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