[发明专利]一种抛光垫的加工装置及加工方法和由其制得的抛光垫

说明书

本发明提供一种抛光垫的加工装置及加工方法和由其制得的抛光垫，所述加工装置包括齿轮式刀具，可通过多排齿轮刀对抛光垫进行加工，提高了抛光垫槽加工的工作效率；利用所述加工装置的抛光垫加工方法不仅解决了插铣刀具无法进行完整切削的问题，而且所述齿轮式刀具与气体冷却相配合，可大大降低加工过程中抛光垫和刀具的温度，避免立式铣刀的熔融现象；采用所述加工方法加工制得的抛光垫可有效保障产品槽宽度和深度的一致性，平面度≤0.1mm，表面粗糙度≤6，产品外观和品质得到较大提升。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种抛光垫的加工装置及加工方法和由其制得的抛光垫。

背景技术

在半导体晶片的化学机械抛光(Chemical-Mechanical Polishing，CMP)加工中经常使用树脂制成的抛光垫。为了保持CMP用浆液、暂时存储抛光屑等，需要在该抛光垫的抛光面上设计环状沟槽、格子状沟槽、螺旋状沟槽等。例如，环状沟槽通过使用具有转盘功能的加工装置进行加工，该加工是在其旋转板上设置将抛光垫送至沟槽间距方向的位置确定机构以及可向沟槽的深度方向切入的刀具台，并在该刀具台上安装车刀实施的。此外，更常见的为格子状沟槽，这种沟槽是通过直线送出车刀等在加工中心或平面等上标出多个平行的沟槽，并设置旋转桌，由旋转工具或切削工具进行加工的。

CN203228105U公开了一种表面带沟槽的聚氨酯抛光垫，通过在抛光垫面上开设有数条沟槽，从而提高储存和运输抛光液的能力，使抛光液在加工区域的分布更加均匀，提高了工件残留物的去除率，降低了工件表面的非均匀性，进一步提高了抛光效率和抛光垫的耐用度。

但为了由CMP对半导体晶片的表面进行均匀地抛光，并获得平坦性等优异的抛光面，各种形状的沟槽必须尺寸精度高、内表面的表面粗糙度小而且均匀。但是，对于现有的由树脂发泡体形成的抛光垫，即使采用如上所述加工装置进行切削，也不容易在沟槽的深度方向上进行细微地切入。此外，由于抛光垫并非那么厚，因此有时在其整个表面上不能形成宽度、深度等尺寸精度高的环状或格子状等的沟槽。而且，还存在切削后抛光垫上沟槽的内表面的表面粗糙度比较大的问题。

同时，现有抛光垫采用一般热固性材料，并通过橡胶材料进行粘合轧制而成，采常规立式铣刀进行加工，散热困难容易出现熔融现象，而抛光垫本身又因质地较硬，用插铣(Plunge)刀具又无法对沟槽进行完整切削，难以得到平面度、表面粗糙度、沟槽宽度和沟槽深度满足要求的抛光垫。

CN104755228A公开了一种抛光垫的制造方法，该方法通过采用抛光垫槽加工机对抛光垫表面进行沟槽加工，但该方法未披露具体的沟槽加工方式。

CN1958236A公开了一种化学机械抛光中研磨垫沟槽加工方法，该方法通过计算的方式进一步对已经使用的抛光垫进行沟槽加工从而延长沟槽的使用寿命，但该方法并未考虑抛光垫加工过程中温度升高导致熔融或切削不完整的问题。

因此，急需开发一种新的抛光垫加工工艺，使其进行沟槽加工后能够得到平面度和表面粗糙度均能达到要求且沟槽宽度和深度精确抛光垫。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种抛光垫的加工装置及加工方法和由其制得的抛光垫，所述加工装置包括齿轮式刀具，可同时切削出多条沟槽，不仅保障产品槽宽度和深度的一致性，而且提高了工作效率；利用所述加工装置的抛光垫加工方法通过采用齿轮式刀具对抛光垫进行槽加工，能够对抛光垫进行完整切削；同时可采用气体对齿轮式刀具进行冷却，降低加工过程中抛光垫和齿轮式刀具的温度，其加工过程中温度≤30℃，避免了立式铣刀的熔融现象；利用所述加工方法加工制得的抛光垫槽宽和槽深度精度高，同时其表面平面度≤0.1mm，表面粗糙度≤6，具有较高的工业应用价值。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种抛光垫的加工装置，所述加工装置包括齿轮式刀具。