[发明专利]一种延长抛光布使用寿命的处理方法

说明书

本发明公开了一种延长抛光布使用寿命的处理方法，包括以下步骤：(1)刷盘刷布：将刷盘放置在贴好抛光布的抛光机盘面上，用抛光机的压力头压住刷盘，刷盘与抛光机大盘旋转方向相同；(2)高压水冲洗：用高压水冲洗抛光布表面，用高压水把整张抛光布冲洗一遍；(3)修整环研磨：将修整环放置在抛光布上，用抛光机的压力头压住修整环，修整环与抛光机大盘旋转方向相同，修整环研磨抛光布的时间为10s～5min；然后使修整环与抛光机大盘旋转方向相反，压力范围、转速范围和超纯水流量范围都不变，继续研磨抛光布10s～5min。本发明的方法对抛光布使用寿命的延长效果非常显著，可有效延长抛光布的使用寿命，且始终不会影响硅衬底抛光片的几何形貌水平。

技术领域

本发明涉及一种延长抛光布使用寿命的处理方法，属于半导体材料技术领域。

背景技术

用于化学机械抛光(CMP)的抛光布，普遍采用聚氨酯材料，加工成无纺布结构并密布了微小孔洞。配合含有碱性胶体二氧化硅颗粒的抛光液来完成机械研磨和化学腐蚀交替作用的过程。该过程极易使胶体二氧化硅颗粒抱团凝结，堵塞抛光布表面的微小孔洞，使抛光布失去机械研磨的作用。

传统改善抛光布使用寿命的方法，或者采用机械或化学的方式清除抛光布表面孔洞中的堵塞物，或者使用修整环将抛光布磨薄一层，把堵塞层整个磨掉。前一种清除方式不能有效去除抛光布表面孔洞中的堵塞物，抛光布使用寿命始终维持在几十个小时左右。后一种方法效果显著，但会改变抛光布表面的平整度，进而影响硅衬底抛光片的几何形貌，使产品无法达到客户要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可有效延长抛光布使用寿命的处理方法，且不影响硅衬底抛光片的几何形貌水平。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种延长抛光布使用寿命的处理方法，包括以下步骤：

(1)刷盘刷布：将刷盘放置在贴好抛光布的抛光机盘面上，用抛光机的压力头压住刷盘，压力范围为60～200kg，抛光机大盘转速为15～60rpm，刷盘转速为15～60rpm，刷盘与抛光机大盘旋转方向相同，抛光布上超纯水流量为1～20L/min，刷盘刷布的频率为抛光机每运行1～5个批次刷布一次，每次刷布时间为10s～5min；

(2)高压水冲洗：用高压水冲洗抛光布表面，高压水压强为10～20MPa，高压水喷口距离抛光布5～50mm，用高压水把整张抛光布冲洗一遍；高压水冲洗抛光布的频率为抛光机每运行5～10个批次冲洗一次；

(3)修整环研磨：将修整环放置在抛光布上，用抛光机的压力头压住修整环，压力范围为60～100kg，抛光机大盘转速为15～60rpm，修整环转速为15～60rpm，修整环与抛光机大盘旋转方向相同，抛光布上超纯水流量为1～20L/min，修整环研磨抛光布的时间为10s～5min；然后使修整环与抛光机大盘旋转方向相反，压力范围、转速范围和超纯水流量范围都不变，继续研磨抛光布10s～5min；修整环研磨的频率为抛光机每运行20～30个批次进行一次。

在研发过程中，发明人发现，抛光布使用寿命到期的根本原因是抛光布表面孔洞被抛光过程产生的碎屑填满，变成镜面，失去抛光作用。传统延长抛光布寿命的方式就是刷子刷或高压水冲，或者二者结合着用。但清洁效果有限，还是会有一些碎屑清理不掉。最终抛光布失去抛光作用，更换新布。修整环研磨的方式是把抛光布表面研磨掉薄薄一层，被堵塞的孔洞层也被全部研磨掉，露出全新的孔洞状纤维结构，也能提升抛光布的使用寿命，但修整环研磨的方式会轻微改变抛光布表面的平整度，进而改变硅片抛光后的表面平整度，使硅片的平整度数值变大。抛光布累计研磨次数多了，平整度的改变就是巨大的。最终抛光布不是因为失去抛光作用而更换，而是因为加工出来的硅片平整度太差而更换。而在本发明中，是用轻微程度的修整环研磨，配合刷盘、高压水的冲洗，来有效提升抛光布的使用寿命。

优选地，所述刷盘的直径与抛光机压力头的直径相同，刷盘的刷毛材质为尼龙。每根刷毛直径为0.5～1.5mm，刷毛露出刷盘的长度为5～20mm。