改变抛光垫材质、改善抛光垫表面形貌、向抛光垫中浸渍或向抛光垫表面喷涂特殊材料均可以改善基体的力学性能及表面微观结构，提高抛光垫的抛光性能。

抛光垫材质对化学机械抛光的影响

除了上文科普

抛光垫的设计与制备（1）中提到的冰冻固结后的抛光液，聚氨酯、无纺布等也都可以作为抛光垫基体材料来对晶圆进行化学机械抛光,以下为抛光垫材质对化学机械抛光的影响研究：

1、徐朝阁对比了聚氨酯、无纺布、合成革抛光垫的抛光效果。研究结果发现，虽然聚氨酯抛光垫和无纺布抛光垫的材料去除率均高于合成革，但是由于使用聚氨酯抛光时材料去除率下降速度非常快，因此选择使用无纺布抛光垫来对铌酸锂晶体进行化学机械抛光可以获得更好的效果。

2、周海等对比了带绒毛的无纺布抛光垫（科晶抛光垫）、聚氨酯类抛光垫（ICl抛光垫）、无纺布抛光垫（Suba）的抛光效果。研究结果显示：三种抛光垫中，科晶抛光垫的抛光效率最高，但IC1的使用寿命最长。

3、熊伟对比了聚氨酯抛光垫、聚四氟乙烯抛光垫、无纺布抛光垫对钽酸锂晶片的抛光效果。研究结果发现，无纺布抛光垫容纳固体磨料的能力较低，抛光效率低下，聚四氟乙烯抛光垫的硬度较高，抛光效率高，但抛光后晶片表面划痕多，聚氨酯抛光垫抛光性能最优。

4、龚凯对比了Politex型阻尼布、Suba型无纺布、LP57型聚氨酯三种材质的抛光垫对氧化镓的抛光效果。结果表明：利用Suba对氧化镓进行化学机械抛光虽然可以获得最大的材料去除率，但容易在晶圆表面产生划痕。利用阻尼布抛光垫及聚氨酯抛光垫对氧化镓进行化学机械抛光则都可以满足加工质量的要求且聚氨酯的材料去除率较高。

5、毛美姣等在9种材质抛光垫中优选了细帆布、超纤化合布、中密人造植绒、聚氨酯化合物、聚氨酯抛光皮5种适合YG8硬质合金刀片抛光的抛光垫，探究了5种抛光垫在各个加工时间段的抛光效果。研究结果显示：当使用细帆布加工40min时，材料去除率最高，为47.nm/min；当使用细帆布加工80min时，表面粗糙度最低，为0.mm。

在化学机械抛光过程中，改善抛光垫表面形貌也有助于提高加工质量。目前研究者们多通过改进修整方式来改善抛光垫表面形貌，除此之外，Kim等从粗糙峰形貌入手，分析了抛光垫粗糙峰形貌对晶圆划擦的影响并指出粗糙峰半径与粗糙峰高度标准差之比是影响晶圆划擦的关键参数，利用金属板或者金属滚筒向粗糙峰施压（如图1所示）可以提高两者比例进而减少表面划痕数量，使MRR增加30%。

图1粗糙峰平坦化技术示意图：(a)利用金属板实现粗糙峰平坦化,(b)利用金属滚筒实现粗糙峰平坦化

添加特殊材料对化学机械抛光的影响

目前使用的聚氨酯抛光垫基体中一般含有大量气孔，这些气孔在抛光过程中起到了运输抛光液、保证化学腐蚀、排除废弃物的作用，但是这些气孔尺寸不一，分布不均匀，影响抛光垫的密度以及刚度，会导致抛光垫表面粗糙峰高度变化，造成表面形貌测量误差。

1、Tsai等制备了无孔聚氨酯石墨浸渍抛光垫（如图2a所示）并探究了石墨含量对抛光垫性能的影响，研究发现相比于传统的聚氨酯抛光垫，石墨浸渍垫修整磨损率更低，晶圆材料去除率更高，抛光垫亲水性能随着石墨含量的增加而提高。

图2特殊材料浸渍抛光垫：(a)石墨浸渍垫,(b)Fe及Al2O3浸渍抛光垫

2、Ho等将Fe浸渍在抛光垫中，利用Fe作为催化剂来催化SiC晶圆与抛光液中H2O2之间的化学反应（如图2b所示）。研究发现与传统抛光垫相比，Fe与Al2O3含量分别为1wt%和3wt%的抛光垫可以在不增加晶圆表面粗糙度的条件下使MRR提高73%。

3、Zhou等向抛光垫表面喷涂改性TiO2（如图3所示），利用TiO2在UV光的照射下会释放出电子并产生空穴的性质促进CMP中化学反应的进行。实验证明，相对于传统抛光垫，利用该抛光垫对SiC进行抛光可以提高MRR并获得具有原子台阶结构的低粗糙度超光滑晶圆表面。

图3TiO2和改性TiO2的扫描电镜图：(a)未改性TiO2,(b)改性TiO2

结论

通过上述研究可以发现，改变抛光垫材质、对粗糙峰施压、向抛光垫中浸渍或向抛光垫表面喷涂特殊材料均可以改善抛光垫抛光性能。但是相对于其余两种方法，通过对粗糙峰施压来优化抛光垫抛光性能更为简单方便，有更大的应用前景。

-免责申明

部分素材源自网络，版权归原作者所有。如有侵涉，请联系我们处理。-