抛光垫及抛光系统的制作方法

本发明涉及抛光垫及抛光系统，具有特殊设计的结构，用于对被抛光材料(诸如半导体晶片上的薄膜或器件等)进行化学机械抛光。

背景技术：

1、在集成电路、其他电子器件和光学材料的制造加工过程中，会涉及材料抛光、减薄或者平坦化处理，其中本领域中最常用的技术为化学机械抛光，化学机械抛光的作用原理是在固定的抛光机台上，使用抛光液作用在抛光垫上，抛光垫和被抛光材料表面接触，在发生化学反应的同时，抛光垫和被抛光材料在机台上做相对旋转运动，产生剪切的机械作用，化学作用和机械作用一起对被抛光材料进行抛光处理，以形成期望的图案结构。

2、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因素，对化学机械抛光垫的性能有着重要的作用，而对于抛光垫的表面图案和材质，对以上这些因素的作用有着不同的要求，现有技术中对于抛光垫沟槽结构进行了大量的研究。

3、美国专利，公开号：us20060014477a1公开了在径向上具有震荡结构的设计，已改变抛光液在不同区域的停留时间，但也没有公开具体的设计参数与抛光性能的关系。

4、日本专利，公开号：jp2006167907a公开了特殊具有相互隔开的凹槽结构，以期改善抛光液的流动速度，从而减少浆料的浪费。

5、中国台湾专利，公开号：tw201904719a公开了非等腰梯形结构的凹槽，并说明了同心圆的沟槽结构是最流行的沟槽图案，并且认为非等腰梯形结构的抛光垫具有更佳的抛光效果。

6、现有技术中公开了多种形态的沟槽结构，但是对于具体的抛光层微单元投影形状的面积与微单元侧面积之间的关系，以及其对抛光性能的影响并没有做深入研究。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的问题，本发明第一方面提供一种抛光垫，包含抛光层，所述抛光层表面包含至少一个微单元，多个所述微单元组成微单元群，所述微单元的投影形状为六边形，所述六边形中包含两条第一边长l1，两条第一边长l1相互平行且长度相等，所述六边形中两条第一边长l1中点的连线与第一边长l1的夹角为θ1，所述θ1的范围为45°≤θ1≤90°；所述微单元为相对于抛光层平面的凸起或凹坑，所述微单元相对于抛光层平面的高度为h，所述h介于0.6mm～1mm之间，所述微单元投影形状的面积与微单元侧面积的比值介于0.9～2.2之间；

2、进一步的，相邻两个所述微单元的间距为w，所述w介于0.6mm～1mm之间；

3、进一步的，所述第一边长l1介于1mm～4mm之间，所述两条第一边长l1之间的垂直距离为h，所述h介于1.7mm～7mm之间；

4、进一步的，所述缓冲层为无纺布之涂布浸胶物或发泡树脂中的一种，所述微单元相对于抛光层平面的高度h与缓冲层的厚度h0之比介于0.35～1.35之间；

5、进一步的，所述六边形中与第一边长l1相连的较短边为第二边长l2，与第一边长l1相连的较长边为第三边长l3，其中，在六边形中相对应的两条第二边长l2相互平行且长度相等，相对应的两条第三边长l3相互平行且长度相等；

6、进一步的，所述第一边长l1与第二边长l2的夹角为θ2，所述第二边长l2与第三边长l3之间的夹角为θ3，其中θ2的范围为67°≤θ2≤120°，其中θ3的范围为120°≤θ3≤146°；

7、进一步的，所述第二边长l2的长度为l2＝h/2[cos(θ2-90°)]，其中l2的范围为1mm≤l2≤4mm；

8、优选的，l2的范围为2mm≤l2≤3mm；

9、进一步的，所述第三边长l3的长度为l3＝h/2[cos(270°-θ2-θ3)]，其中l3的范围为1mm≤l3≤6mm；

10、优选的，l3的范围为2mm≤l3≤4.1mm；

11、进一步的，所述微单元群从抛光层中心延伸到抛光层边缘，或所述微单元群从中心延伸到抛光层的抛光表面内，且微单元群与抛光层的边缘之间存在留白区域。

12、本发明第二方面提供一种抛光系统，包含上述的抛光垫，所述抛光系统还包含平台以及检测装置，所述抛光系统应用于抛光晶圆。

13、有益效果

14、本发明中通过控制微单元投影形状的面积与微单元侧面积的比值介于一定的范围内，可以有效调节抛光液在相邻微单元之间的分布，提高抛光层承载抛光液的能力，使得抛光碎屑可以更加顺畅的排出系统，除此之外，通过对微单元的高度h与微单元投影形状的调节(θ1在一定范围内时)，可提高抛光垫的使用寿命，使用过程中不易破损，可进一步提高抛光垫的综合抛光性能。

技术特征：

1.一种抛光垫，包含抛光层，其特征在于，所述抛光层表面包含至少一个微单元，多个所述微单元组成微单元群，所述微单元的投影形状为六边形，所述六边形中包含两条第一边长l1，两条第一边长l1相互平行且长度相等，所述六边形中两条第一边长l1中点的连线与第一边长l1的夹角为θ1，所述θ1的范围为45°≤θ1≤90°；所述微单元为相对于抛光层平面的凸起或凹坑，所述微单元相对于抛光层平面的高度为h，所述h介于0.6mm～1mm之间，所述微单元投影形状的面积与微单元侧面积的比值介于0.9～2.2之间。

2.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，相邻两个所述微单元的间距为w，所述w介于0.6mm～1mm之间。

3.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述第一边长l1介于1mm～4mm之间，所述两条第一边长l1之间的垂直距离为h，所述h介于1.7mm～7mm之间。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的抛光垫，其特征在于，所述缓冲层为无纺布之涂布浸胶物或发泡树脂中的一种，所述微单元相对于抛光层平面的高度h与缓冲层的厚度h0之比介于0.35～1.35之间。

5.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述六边形中与第一边长l1相连的较短边为第二边长l2，与第一边长l1相连的较长边为第三边长l3，其中，在六边形中相对应的两条第二边长l2相互平行且长度相等，相对应的两条第三边长l3相互平行且长度相等。

6.根据权利要求1或5所述的抛光垫，其特征在于，所述第一边长l1与第二边长l2的夹角为θ2，所述第二边长l2与第三边长l3之间的夹角为θ3，其中θ2的范围为67°≤θ2≤120°，其中θ3的范围为120°≤θ3≤146°。

7.根据权利要求1或5所述的抛光垫，其特征在于，所述第二边长l2的长度为l2＝h/2[cos(θ2-90°)]，其中l2的范围为1mm≤l2≤4mm，优选的，l2的范围为2mm≤l2≤3mm。

8.根据权利要求1或5所述的抛光垫，其特征在于，所述第三边长l3的长度为l3＝h/2[cos(270°-θ2-θ3)]，其中l3的范围为1mm≤l3≤6mm，优选的，l3的范围为2mm≤l3≤4.1mm。

9.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述微单元群从抛光层中心延伸到抛光层边缘，或所述微单元群从中心延伸到抛光层的抛光表面内，且微单元群与抛光层的边缘之间存在留白区域。

10.一种抛光系统，其特征在于，包括权利要求1～9任意一项所述的抛光垫，所述抛光系统还包含平台以及检测装置，所述抛光系统应用于抛光晶圆。

技术总结
抛光垫及抛光系统。本发明涉及一种抛光垫，包含抛光层，所述抛光层表面包含至少一个微单元，多个所述微单元组成微单元群，所述微单元的投影形状为六边形，所述六边形中包含两条第一边长L<subgt;1</subgt;，两条第一边长L<subgt;1</subgt;相互平行且长度相等，所述六边形中两条第一边长L<subgt;1</subgt;中点的连线与第一边长L<subgt;1</subgt;的夹角为θ<subgt;1</subgt;，所述θ<subgt;1</subgt;的范围为45°≤θ<subgt;1</subgt;≤90°；所述微单元为相对于抛光层平面的凸起或凹坑，所述微单元相对于抛光层平面的高度为H，所述H介于0.6mm～1mm之间，所述微单元投影形状的面积与微单元侧面积的比值介于0.9～2.2之间，本发明通过对抛光层表面沟槽进行设计，通过调节微单元投影形状的面积与微单元侧面积的比值等参数，达到了优异的综合抛光性能。

技术研发人员：罗乙杰,黄振伟,段冲,高越
受保护的技术使用者：湖北鼎汇微电子材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24