[发明专利]一种CMP抛光垫表面处理工艺

说明书

本发明涉及CMP抛光垫加工领域，具体涉及一种CMP抛光垫表面处理工艺。本发明中通过120目砂带的粗加工、240目砂带的细加工以及400目砂带的精加工中将基材处理至目标厚度，此间在各个加工阶段通过有效调整砂带的高度对基材的表面进行砂光处理，有效控制了基材表面的粗糙度。此外本发明提供的处理工艺使基材表面的初始粗糙度与使用过程中保持一致，从而解决初始研磨速率不稳定的问题，通过本发明提供的基材表面的处理工艺显著提高了其抛光过程的稳定性。除此之外，本发明具有操作简单、加工后性能指标易监测、工艺可实施性强的特点。

技术领域

本发明涉及CMP抛光垫加工制造领域，具体为一种CMP抛光垫表面处理工艺。

背景技术

化学机械抛光(chemical mechanical polishing,CMP)是将机械研磨作用和化学氧化作用结合来去除被加工工件表面材料的一种微纳米加工技术，该技术可以使被加工工件表面超平坦、超光滑，主要应用于IC和MEMS制造领域。抛光步骤是一个化学腐蚀与机械摩擦结合的过程，被加工工件固定在面朝下的磨头上并固定在旋转机台上。旋转机台表面用抛光垫覆盖，带有小研磨颗粒的磨料浆流到台面上。被加工工件表面物质被磨料颗粒侵袭，并一点点磨去，再被磨料浆冲走。由于两个轨道的转动摩擦，以及磨料浆的共同作用使工件表面被抛光。抛光垫在CMP过程中起着非常重要的角色，因此，人们在抛光垫特性及其对CMP过程的作用规律等方面开展了大量的研究工作。聚氨酯抛光垫因其优异的性能，被广泛应用于化学机械抛光领域。

抛光垫在CMP过程中起着非常重要的角色，因此，人们在抛光垫特性及其对CMP过程的作用规律等方面开展了大量的研究工作。评价抛光效果的主要参数为研磨速率。影响机械抛光的主要因素有抛光垫表面粗糙度、Slurry的浓度及流速，机台旋转速度等。抛光过程中，抛光垫除了与晶圆表面接触外，还需要金刚石磨盘以一定的速度不停打磨抛光垫的表面，目的是使抛光垫表面保持一定的粗糙度同时刮走多余的研磨液。

聚氨酯抛光垫因其优异的性能，被广泛应用于化学机械抛光领域。目前，聚氨酯抛光垫主流生产工艺为将原料采用浇注工艺成型后进行切片，然后再进完成后续加工。由于切片后产品厚度有严格要求，目前对于切片工艺的研究主要集中在厚度控制上，对于切片后的产品表面粗糙度没有进行监测和控制，由于最初的表面粗糙度不同，与被抛光产品表面的接触面积就会不同，就会导致初始研磨速率不同，因此造成大部分抛光垫在使用过程中初始抛光速率不稳定。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于一种CMP抛光垫表面处理工艺，以解决化学机械研磨过程中初始速率不稳定的问题，从而提高其在整个抛光过程的稳定性。

一种CMP抛光垫表面处理工艺，主要包括以下步骤：

S1、确定基材的最终目标厚度D mm。

S2、粗加工：选用120目的砂带，将基材置于砂光机中并进行砂光处理，通过正反面交替的方式进行砂光处理，在更改正反面的同时调节砂带的高度，直至基材的厚度为D+(0.08～0.10)mm。

S3、细加工：选用240目的砂带，将基材置于砂带下方进行砂光处理，通过正反面交替的方式进行砂光处理，在更改正反面的同时调节砂带的高度，直至基材的厚度为D+(0.01～0.02)mm。

S4、精加工：选用400目的砂带，将基材置于砂带下方进行砂光处理，通过正反面交替的方式进行砂光处理，在更改正反面的同时调节砂带的高度，直至基材的厚度达到目标厚度D mm。

上述需要说明的是，采用正反面交替的方式是先对基材的正面进行砂光处理，然后调整砂带的高度，对基材的反面进行砂光处理。此处的正方面交替的砂光处理为多次，其中优选两次。除此之外，调节砂带的高度是通过调节砂光机上下滚轮之间的缝隙宽度，上下滚轮上安装有相应的砂带，基材放置于上下滚轮之间进行砂光处理。

进一步地，上述S1粗加工步骤中，砂带每次调整的高度不大于0.09mm。