[发明专利]一种仿生表面结构抛光垫及制造方法

摘要

本发明的表面是多个相互独立的凸块结构排布形态，相互独立的凸块分为上层硬凸块和下层软凸块。上述多个凸块固结在一个基层上。此抛光垫的结构设计满足生物科学中的叶序理论的F.R.Yeatts叶序模型，即凸块的极坐标角度满足θ＝137.508°n，凸块径向位置满足。同时保证各个凸块相互分离，满足接触力学的“Winkler”地基理论。抛光垫的制造采用丝网印刷技术制造，通过聚氨酯材料在一个基层上的两次印刷和固结干燥过程完成。首先印刷软质下层，然后硬质上层，网板的漏印图案孔必须满足上述叶序理论。本发明可用于化学机械抛光(CMP)技术领域，对半导体晶片表面的抛光和集成电路的制造过程的各阶段表面平整化有重要的科学意义和实际价值。

主权项

1.一种仿生表面结构抛光垫，包括多个凸块(1)与基层(6)，多个凸块(1)经过固化及硫化处理固结在基层(6)上；其特征在于：所述的凸块(1)由上层硬质凸块(4)和下层软质凸块(5)组成；下层软质凸块(5)材料为软质聚氨酯，经固化及硫化处理固结在基层(6)上，厚度为0.3～0.5mm；上层硬质凸块(4)材料为硬质聚氨酯或混入微纳米磨料的硬质聚氨酯，经固化及硫化处理固结在下层软质凸块(5)上，上层硬质凸块(4)厚度为0.3～0.75mm，上下两层凸块形成一整体结构；所述的混入的微纳米磨料为金刚石、立方氮化硼、二氧化硅、氧化铈或氧化铝，混入的微纳米磨料粒度为5～200nm；上述聚氨酯材料由PU树脂、环氧活性稀释剂、固化剂组成，质量比例为100∶100-150∶100-300；上述混有微纳米磨料的硬质聚氨酯中PU树脂、环氧活性稀释剂、固化剂与微纳米磨料的质量比例为100∶100-150∶100-300∶200-280；PU树脂为二苯基甲烷二异氰酸酯、聚四氢呋喃二醇、聚酯多元醇、乙二醇、甲醇、二甲基甲酰胺中的至少一种；环氧活性稀释剂为甲基丙烯酸缩水甘油醚、丁基二缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、对异丁基苯基缩水甘油醚中的至少一种；固化剂为苯磺酰氯、对甲苯磺酰氯、硫酸乙脂、石油磺酸、脂肪族多元胺或芳香族多元胺；上述多个凸块(1)在基层(6)上的的排布遵循葵花表面的籽粒块分布叶序理论，即满足第n个凸起籽粒块的极坐标角度θ＝137.508°n，籽粒块径向位置满足式中R是第n个凸起籽粒块的极坐标半径，R₀为抛光垫的直径，κ为生长系数，由设计的籽粒块大小决定；多个凸块(1)相互分离且满足“winkler地基”理论，在基层(6)上形成逆时针斜列线沟槽(2)和顺时针斜列线沟槽(3)；基层(6)为柔性材料制成，厚度在0.3～0.5mm。