[发明专利]一种快速排屑的抛光垫

说明书

本发明公开一种快速排屑的抛光垫，它包括主排屑沟槽和副排屑沟槽，主排屑沟槽为发散形沟槽，沟槽截面形状为倒梯形，沟槽由起点至终点形成一个微向下的斜波；副排屑沟槽为螺旋形沟槽，沟槽截面形状为矩形，沟槽形状满足一定的数学关系。本发明能够实现加工废屑的快速排出，减少废屑对加工过程的影响，提高工件表面质量、降低损伤。

技术领域

本发明涉及一种精密加工用工具，尤其是一种化学机械抛光用抛光垫，具体地说是一种快速排屑的抛光垫。

背景技术

化学机械抛光(CMP)技术作为唯一能够实现全局平坦化的工艺方法，在集成电路、计算机磁头、硬磁盘、光学等超精密加工中有广泛的应用。

CMP过程中，主要通过抛光液与抛光垫的交互作用实现对被加工表面的材料去除。其中，抛光液起到润滑加工表面、软化腐蚀加工表面、吸收化学反应热量和带走加工废屑的作用；而抛光垫则能够起到传递机械载荷、维持抛光环境、对工件进行机械去除和运输抛光液的作用。

抛光垫表面沟槽能够运输抛光液，使被加工对象表面的化学物质能够得到不断的更新，保持化学作用的持续有效地进行。沟槽的形状及尺寸是影响抛光液流动路径和流动速度的重要参数，对抛光液润滑和排屑效果起着至关重要的作用。沟槽的形状还决定着抛光液能否及时有效地流向抛光区域，对抛光区域的液膜厚度及压力产生影响。

在各种不同的化学机械抛光垫中，闭合环形凹槽，发散形凹槽，螺旋形凹槽等诸多结构得到广泛使用。另有一些新颖的设计出现，如申请号为200810005414.8的专利，提出了一种具有用来将浆料保留在抛光垫构造上的凹槽的抛光垫，它具体约束了凹槽方向而谋求将抛光液留存于抛光垫表面的效果；申请号为200810005426.0的专利，提出了一种具有用于降低浆液消耗的凹槽的抛光垫，它将凹槽设计与支架环设计相结合，使两者表面部分凹槽具有重合特性，以获得降低对浆料消耗的效果；申请号为200410036675.8的专利，提出了一种具有优化的凹槽的抛光垫及使用方法，它通过统一每个半径上的周向开槽率以获得更均匀的CMP性能。这些抛光垫的设计目标多着重于帮助降低抛光液消耗或提高抛光液流动性，通过对沟槽形状的变换达到对抛光液流动性的改进。例如，发散形凹槽设计有利于抛光液快速排出，封闭环形凹槽能够有效贮存抛光液，减少消耗等。

当抛光垫表面无沟槽时，形成的流体膜在中心处压力最大，这样的压力分布不利于工件材料的均匀性去除。此外，当抛光垫表面无沟槽时，在抛光垫与工件共同的压力作用下，由于磨粒的机械去除作用所产生的废屑始终被挤压在被加工区域中，难以得到有效的去除。在这种情况下，废屑将在被加工区域内不断对被加工表面产生机械作用，划伤工件表面。

当抛光液在抛光垫沟槽内流动较慢时，沟槽沉积的废屑难以快速离开被加工区域。在上述情况下，沟槽内废屑有可能随着抛光垫的旋转被重新带入被加工区域，划伤工件表面。因此，为了减少废屑对加工所造成的影响，需要加快废屑排出被加工区域的速度。

发明内容

为解决现有技术存在抛光产生的废屑在加工区域难以排出，导致废屑不断划伤工件表面的缺陷，本发明提供一种快速排屑的抛光垫，由于沟槽加速了抛光液的流动，抛光垫表面抛光液更新更加迅速，抛光液对工件化学作用更加充分，材料去除率稳定。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种快速排屑的抛光垫，它包括主排屑沟槽和副排屑沟槽，主排屑沟槽由10-14条发散形沟槽组成，各条发散形沟槽均以抛光垫圆心为中心，等角度分布于抛光垫表面；

副排屑沟槽由10-14条螺旋形沟槽组成，各条螺旋形沟槽均以抛光垫圆心为中心，等角度分布于抛光垫表面。

进一步地，主排屑沟槽截面形状为倒梯形，其截面的上底宽度范围为2-10mm，其截面的下底长度与上底长度的比例为(0.5-0.8):1；