[發明專利]一種拋光墊的加工裝置及加工方法和由其制得的拋光墊

在審

• 申請號: 202011581971.1
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112677065A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 姚力軍;潘杰;惠宏業;王學澤;趙建軍
• 申請（專利權）人: 上海江豐平芯電子科技有限公司
• 主分類號: B24D18/00
• 分類號: B24D18/00;B24B37/26
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 王巖

本發明提供一種拋光墊的加工裝置及加工方法和由其制得的拋光墊，所述加工裝置包括齒輪式刀具，可通過多排齒輪刀對拋光墊進行加工，提高了拋光墊槽加工的工作效率；利用所述加工裝置的拋光墊加工方法不僅解決了插銑刀具無法進行完整切削的問題，而且所述齒輪式刀具與氣體冷卻相配合，可大大降低加工過程中拋光墊和刀具的溫度，避免立式銑刀的熔融現象；采用所述加工方法加工制得的拋光墊可有效保障產品槽寬度和深度的一致性，平面度≤0.1mm，表面粗糙度≤6，產品外觀和品質得到較大提升。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種拋光墊的加工裝置及加工方法和由其制得的拋光墊。

背景技術

在半導體晶片的化學機械拋光(Chemical-Mechanical Polishing，CMP)加工中經常使用樹脂制成的拋光墊。為了保持CMP用漿液、暫時存儲拋光屑等，需要在該拋光墊的拋光面上設計環狀溝槽、格子狀溝槽、螺旋狀溝槽等。例如，環狀溝槽通過使用具有轉盤功能的加工裝置進行加工，該加工是在其旋轉板上設置將拋光墊送至溝槽間距方向的位置確定機構以及可向溝槽的深度方向切入的刀具臺，并在該刀具臺上安裝車刀實施的。此外，更常見的為格子狀溝槽，這種溝槽是通過直線送出車刀等在加工中心或平面等上標出多個平行的溝槽，并設置旋轉桌，由旋轉工具或切削工具進行加工的。

CN203228105U公開了一種表面帶溝槽的聚氨酯拋光墊，通過在拋光墊面上開設有數條溝槽，從而提高儲存和運輸拋光液的能力，使拋光液在加工區域的分布更加均勻，提高了工件殘留物的去除率，降低了工件表面的非均勻性，進一步提高了拋光效率和拋光墊的耐用度。

但為了由CMP對半導體晶片的表面進行均勻地拋光，并獲得平坦性等優異的拋光面，各種形狀的溝槽必須尺寸精度高、內表面的表面粗糙度小而且均勻。但是，對于現有的由樹脂發泡體形成的拋光墊，即使采用如上所述加工裝置進行切削，也不容易在溝槽的深度方向上進行細微地切入。此外，由于拋光墊并非那么厚，因此有時在其整個表面上不能形成寬度、深度等尺寸精度高的環狀或格子狀等的溝槽。而且，還存在切削后拋光墊上溝槽的內表面的表面粗糙度比較大的問題。

同時，現有拋光墊采用一般熱固性材料，并通過橡膠材料進行粘合軋制而成，采常規立式銑刀進行加工，散熱困難容易出現熔融現象，而拋光墊本身又因質地較硬，用插銑(Plunge)刀具又無法對溝槽進行完整切削，難以得到平面度、表面粗糙度、溝槽寬度和溝槽深度滿足要求的拋光墊。

CN104755228A公開了一種拋光墊的制造方法，該方法通過采用拋光墊槽加工機對拋光墊表面進行溝槽加工，但該方法未披露具體的溝槽加工方式。

CN1958236A公開了一種化學機械拋光中研磨墊溝槽加工方法，該方法通過計算的方式進一步對已經使用的拋光墊進行溝槽加工從而延長溝槽的使用壽命，但該方法并未考慮拋光墊加工過程中溫度升高導致熔融或切削不完整的問題。

因此，急需開發一種新的拋光墊加工工藝，使其進行溝槽加工后能夠得到平面度和表面粗糙度均能達到要求且溝槽寬度和深度精確拋光墊。

發明內容

鑒于現有技術中存在的問題，本發明提供一種拋光墊的加工裝置及加工方法和由其制得的拋光墊，所述加工裝置包括齒輪式刀具，可同時切削出多條溝槽，不僅保障產品槽寬度和深度的一致性，而且提高了工作效率；利用所述加工裝置的拋光墊加工方法通過采用齒輪式刀具對拋光墊進行槽加工，能夠對拋光墊進行完整切削；同時可采用氣體對齒輪式刀具進行冷卻，降低加工過程中拋光墊和齒輪式刀具的溫度，其加工過程中溫度≤30℃，避免了立式銑刀的熔融現象；利用所述加工方法加工制得的拋光墊槽寬和槽深度精度高，同時其表面平面度≤0.1mm，表面粗糙度≤6，具有較高的工業應用價值。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種拋光墊的加工裝置，所述加工裝置包括齒輪式刀具。