[发明专利]一种抛光垫

说明书

本发明公开一种抛光垫，包括研磨层，研磨层与直径为Dw的被研磨材料直接接触，所述研磨层包括至少两个同心圆沟槽，定义最内侧的同心圆沟槽为第一同心圆，最外侧的同心圆沟槽为第二同心圆；第一同心圆和第二同心圆界定多个研磨区域，由圆心到研磨层边缘三个研磨区的宽度依次为W1,W2,W3，其中第二研磨区宽度W2满足：W2＝0.8Dw‑0.995Dw；本发明通过对抛光垫的不同研磨区及其沟槽的相关参数以及研磨层，缓冲层物性参数进行综合设计，使得本发明的抛光垫具有优异的综合性能。

技术领域

本发明涉及一种抛光垫，具体涉及一种具有精心设计的研磨层和缓冲层物性参数及表面沟槽结构的抛光垫，用于对被研磨材料的化学机械抛光。

背景技术

在集成电路、其他电子器件和光学材料的制造加工过程中，会涉及到很多材料的抛光、减薄或者平坦化处理，其中应用最多的就是化学机械抛光。化学机械抛光的作用原理是在固定的抛光机台上，将研磨液作用与抛光垫上，抛光垫与被研磨材料表面接触，会发生化学反应，同时，抛光垫和被研磨材料在机台上做旋转运动，产生剪切的机械作用，化学作用和机械作用一起对被研磨材料进行抛光处理，以形成期望的图案结构。

因此抛光液的流动及分布、沟槽产生的机械作用力的分布等对化学机械抛光垫的性能具有决定的作用，另一方面，不同的图案和材质的配合，对以上这些因素的作用会有不同要求，而现有技术针对其沟槽图案与抛光垫材质的结合也未进行相关研究。针对抛光垫材质及沟槽结构，人们进行了很多尝试，但在研磨速率、不均一性、缺陷率、凹陷及侵蚀等方面，还未能得到综合性能较优的抛光垫。

公开号为CN102498549A的中国专利公开了一种具有同心圆沟槽结构的抛光垫，该抛光垫针对同心圆沟槽的宽度W_G及搭接表面W_L的比例关系进行了研究，但是该抛光垫的沟槽占比过大，容易导致抛光速率的降低。

公开号为CN105793962B的中国专利公开了一种具有偏置的同心凹槽图案的抛光垫，该抛光垫包含凹槽区域及排除区域的抛光垫，排除区域不含有凹槽，但是排除区域的目的是减少抛光垫边缘的缺陷，进而改善被抛光基板的刮痕，没有公开外周表面的具体参数与抛光性能的关系，也没有公开如何解决抛光不均一性的问题。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种抛光垫，包括研磨层，所述研磨层的硬度范围为50-65D，密度范围为0.65-0.85g/cm³，压缩率范围为0.001-0.05；所述研磨层与直径为Dw的被研磨材料直接接触，所述研磨层包括至少两个同心圆沟槽，定义最内侧的同心圆沟槽为第一同心圆，最外侧的同心圆沟槽为第二同心圆；第一同心圆和第二同心圆界定多个研磨区域，定义在半径方向上，第一同心圆最内侧与研磨层中心的距离为W1，第二同心圆最外侧与研磨层边缘的距离为W3，研磨层的半径为R，其中：

第一研磨区，其具有第一同心圆内部区域，其宽度为W1；

第二研磨区，其具有所述第一同心圆与所述第二同心圆之间的区域，其宽度W2＝R-W1-W3；

第三研磨区；其具有所述第二同心圆与所述研磨层边缘之间的区域，其宽度为W3；

所述第二研磨区宽度W2满足：W2＝0.8Dw-0.995Dw，W2/P的范围为70-380，

W2/R的范围为0.62-0.77；

所述第二研磨区同心圆沟槽的宽度为Wa，沟槽间距为P，Wa/P的范围为0.05-0.35；

所述W1/R的范围为0.11-0.33，W3/R的范围为0.05-0.12；

所述抛光垫还包括缓冲层，所述缓冲层的硬度范围为60-85A，密度范围为0.26-0.4g/cm³，压缩率范围为0.03-0.12。

根据本发明的一种实施方式，W3/R的范围为0.06-0.1。