[发明专利]一种化学机械研磨抛光垫整修器及其制备方法

说明书

本发明提供一种化学机械研磨抛光垫整修器及其制备方法，所述抛光垫整修器包括基座，所述基座设置有至少一个凹槽，所述凹槽内部设置有研磨区块，所述研磨区块外表面设置有凸起磨粒，所述区块的厚度不小于所述凹槽的深度。所述整修器通过研磨区块和基座的组合设计，可以通过更换区块来实现整修器与工况的匹配，增加了整修器的使用灵活性，降低了整修器的使用成本。且整修器整体硬度高、耐磨、耐腐蚀，且研磨面凸起的磨粒可以通过加工工艺有效控制，从而保证整修器的修整效果。

技术领域

本发明属于化学机械研磨领域，涉及一种化学机械研磨抛光垫整修器及其制备方法。

背景技术

随着半导体制程工艺的发展，光刻技术对晶圆表面平坦程度的要求越来越高，目前化学机械研磨(CMP)是最常用的全局平坦化工艺。在进行化学机械研磨时，整修器用于去除研磨垫(Pad)上的杂质，保持研磨垫表面新鲜，保证研磨垫研磨质量的同时提高了研磨垫使用寿命，大幅降低耗材成本。现在使用最广泛的整修器是金刚石整修器，以金刚石作为修整磨粒，按一定排布方式有规律或随机地固定在某种材质的胎体上，固定的方法有烧结、钎焊、电镀等。这些方法制作的整修器上的金刚石磨粒排布在制造阶段就已经确定，无法在一块整修器上的不同区域排列不同间距和大小的磨粒，限制了整修器的使用性能。而实验测试表明，在一块整修器上通过合理组合磨粒间距和大小不同的区块可以有效提高整修器的性能。

CN202952159U提供了一种化学机械研磨整修器，包括：一基板、一结合层、一固定模板以及多个磨粒；结合层设置于基板上，固定模板设置于结合层上，而其具有多个贯孔，其中，且所述磨粒是对应容设于所述贯孔并置抵于结合层，所述磨粒分别具有一相对于固定模板表面凸出的研磨端；其中，基板及固定模板的热膨胀系数是高于或低于结合层的热膨胀系数，通过控制基板、固定模板与结合层的热膨胀系数差异的关系，以便能得到轻薄化的化学机械研磨整修器，不仅消除基板轻薄化后经过硬焊法时所产生的变形问题，也消除了金刚石颗粒脱落及异位的问题，进而降低了制造成本。

CN203380772U公开了一种化学机械研磨整修器，包括：一基板；一结合层，是设置于该基板上；以及一研磨层，该研磨层是具有一金属薄片及一第一研磨颗粒层，该第一研磨颗粒层是设置于该金属薄片上方，且该研磨层是通过该结合层以耦合至该基板上；其中，该第一研磨颗粒层是含有多个研磨颗粒，所述研磨颗粒的突出尖端是具有一平坦表面，使所述研磨颗粒不具有一个或多个特别显著的突出尖端，且所述研磨颗粒具有一图案化排列。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种化学机械研磨抛光垫整修器及其制备方法，所述化学机械研磨抛光垫整修器规格可控，可根据实际生产需要进行调整，磨粒不易崩坏脱落。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明目的之一在于提供一种化学机械研磨抛光垫整修器，所述抛光垫整修器包括基座，所述基座设置有至少一个凹槽，所述凹槽内部设置有研磨区块，所述研磨区块外表面设置有凸起磨粒，所述区块的厚度不小于所述凹槽的深度。

本发明中，将陶瓷或硬质合金材料以粉末冶金的方法烧结成所需形状的坯料，然后通过激光加工、放电加工等方法在坯料表面加工出某种形状的凸起磨粒。可以根据使用要求将不同的坯料区块组合粘结到基座上，实现一块整修器的不同区域排列有不同间距、大小及形状的磨粒；也可以在一块坯料的不同区域加工出排列有不同间距、大小及形状的磨粒，实现同样的功能。

作为本发明优选的技术方案，所述研磨区块的材质包括氧化铝、立方氮化硼、碳化硅、碳化钨或碳化硼中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：氧化铝和立方氮化硼的组合、立方氮化硼和碳化硅的组合、碳化硅和碳化钨的组合、碳化钨和碳化硼的组合、碳化硼和氧化铝的组合或氧化铝和立方氮化硼的组合等。

作为本发明优选的技术方案，所述研磨区块的厚度为0.2～2mm，如0.3mm、0.5mm、0.8mm、1mm、1.2mm、1.5mm或1.8mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。