[实用新型]一种弹性凹槽自支撑抛光垫

说明书

本实用新型涉及一种弹性凹槽自支撑抛光垫，所述抛光垫由下至上依次为丙烯酸双面底胶层、交联聚轮烷化合物‑氟橡胶层、环氧树脂薄层和带有凹槽的聚氨酯层，所述交联聚轮烷化合物被两侧的氟橡胶层、下方的丙烯酸双面底胶层和上方的环氧树脂薄层所包裹，氟橡胶的邵氏硬度为60A~73A，交联聚轮烷化合物的压缩永久变形为4%以下，抛光垫的直径≤100mm，所述聚氨酯层的凹槽为N个同心圆，凹槽的深度沿经向依次递减，N为大于3的整数，本实用新型所述的抛光垫弹性适宜，抛光效果好，使用寿命长且可自恢复。

技术领域

本实用新型涉及一种化学机械抛光的小型自恢复圆形抛光垫，更详细地，涉及一种弹性适宜，在非使用期间可自恢复、自支撑的带有凹槽的多层抛光垫。

背景技术

化学机械抛光技术是半导体晶片表面加工的关键技术之一，并用于集成电路制造过程的各阶段表面平整化，近年来得到广泛应用。作为化学机械抛光系统关键部件之一的抛光垫对抛光效率和加工质量有着重要影响。在CMP 中，抛光垫具有以下功能：（1）能贮存抛光液，并把它运送到工件的整个加工区域，使抛光均匀；（2）从工件抛光表面除去抛光过程产生的残留物质（如抛光碎屑、抛光垫碎片等）；（3）传递材料去除所需的机械载荷；（4）维持抛光过程所需的机械和化学环境。抛光垫性能主要由抛光垫的材料种类、材料性能、表面结构和状态等决定。抛光垫的合理选择对于控制和优化CMP过程有着重要意义。

用于CMP 的抛光垫必须具有良好的化学稳定性（耐腐蚀性）、亲水性以及机械力学特性。抛光垫通常可分为硬质和软质（弹性、粘弹性）两种。用于CMP 过程的硬质抛光垫有各种粗布垫、纤维织物垫、聚乙烯垫等，软质抛光垫主要有聚氨酯垫、细毛毡垫、各种绒毛布垫等。即抛光垫的硬度决定了其保持形状精度的能力。采用硬质抛光垫可获得较好的工件表面平面度，软质抛光垫可获得加工变质层和表面粗糙度都很小的抛光表面。

但目前缺乏对抛光垫在CMP过程作用较完全的认识，在大多数应用场合，抛光垫结构、材料都是根据经验选择，如：如何选择抛光垫材料种类、表面结构、层数、软硬度、孔隙率和可压缩性，均是需要考虑的因素。

然而在抛光垫的实际使用过程中，由于抛光垫长时间的被工件或硬质基板挤压，造成不可恢复的影响，虽然可以使用弹性较好，或者压缩永久变形更低的橡胶层为抛光垫提供更强的弹性恢复性能，然后橡胶在乳化液和空气条件下很容易发生老化变质，丧失恢复弹性的能力，硬度变大，抛光效率降低，最终造成抛光垫的质量和使用寿命下降。

聚轮烷，一种能够快速自我修复的高分子聚合材料，利用聚轮烷中环状分子的自由移动（物理作用）以及苯硼酸与环糊精之间可逆作用（化学作用）实现材料自我修复，是一种新型的高分子材料，鲜有用于抛光垫领域。

实用新型内容

为了解决现有技术中弹性抛光垫的自恢复性能差、使用寿命低的问题，本实用新型制备了一种弹性适宜、抛光效果好、且使用寿命长的可自恢复抛光垫。

本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种弹性凹槽自支撑抛光垫，所述抛光垫由下至上依次为丙烯酸双面底胶层、交联聚轮烷化合物-氟橡胶层、环氧树脂薄层和带有凹槽的聚氨酯层，所述交联聚轮烷化合物被两侧的氟橡胶层、下方的丙烯酸双面底胶层和上方的环氧树脂薄层所包裹，所述氟橡胶的邵氏硬度为60A~73A，所述交联聚轮烷化合物的压缩永久变形为4%以下，所述抛光垫的直径≤100mm，所述聚氨酯层的凹槽为N个同心圆，凹槽的深度沿经向依次递减，N为大于3的整数。

进一步的，所述同心圆的个数为5个，5个同心圆的凹槽深度依次为0.7mm，0.65mm，0.6mm，0.55mm，0.5mm。

进一步的，所述氟橡胶的邵氏硬度比交联聚轮烷化合物的硬度高1~5A，所述氟橡胶的压缩永久变形比交联聚轮烷化合物的压缩永久变形大。

进一步的，所述氟橡胶的压缩永久变形比交联聚轮烷化合物的压缩永久变形大10~15%。