cmp抛光垫有哪些重要指标？

张明 0 2023-12-06

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CMP（Chemical Mechanical Polishing）即“化学机械抛光”，是为了克服化学抛光和机械抛光的缺点，而在其基础上发展起来的，是磨粒机械磨削和抛光液化学腐蚀作用组合的抛光技术。半导体器件通常要求达到纳米级的平整度，目前最好的工艺是用化学（液体）和机械（垫子）结合起来的方式。化学机械抛光最大的优点就是能使加工表面实现纳米级全局平坦化，满足集成电路特征尺寸在0.35μm以下的超精密无损伤表面加工。

我们在生产，购买，使用抛光垫时，通常需要关注的指标有7种，分别是：密度，硬度，厚度，沟槽图案，沟槽宽度，沟槽深度，外径。

抛光垫的密度

抛光垫的密度是质量与体积的比值。换句话说，相同体积的cmp抛光垫，密度越大，则抛光垫越重。抛光垫的密度直接由其材质，制造工艺，孔隙率，添加剂等决定。密度较高的抛光垫通常具有较低的黏弹性，也就是说在施加压力时，抛光垫更加不容易变形。

抛光垫的硬度

硬度一般用邵氏硬度来表示，而邵氏硬度又分为A、D、C等类型，每种类型用于测量不同硬度范围的材料。通常，抛光垫的硬度用邵氏A型硬度（Shore A）来表征。不同的材料具有不同的硬度，比如聚氨酯和无纺布等材料具有不同的硬度等级。硬度较高的抛光垫通常具有更高的研磨效率和较低的磨损速率，而对于需要高度平坦的应用场景，使用硬度稍软的抛光垫则更合适。

抛光垫的厚度

抛光垫的厚度指的是垫子从顶部到底部的垂直距离。适当的厚度可以确保在整个晶圆表面施加均匀的压力，从而获得均匀的研磨效果。而较厚的抛光垫在使用中更换的频率会更小，具有更久的使用寿命。不同的CMP设备对抛光垫的厚度有特定的要求。因此，抛光垫的厚度需要与所使用的设备相适应。

抛光垫的沟槽图案

抛光垫表面并不是一个光滑的平面，而是有很多沟槽，这些沟槽不仅在整个抛光垫表面均匀分布研磨液，还能够将CMP过程中产生的废物及时排除。

抛光垫的沟槽图案多种多样。有直线型，网格型，螺旋形等图形样式。为什么要有如此多的沟槽图案类型呢？因为不同的被研磨材料，去除率，表面平整度，均匀性等都需要不同类型的沟槽图案。