[發(fā)明專利]拋光墊及其制造方法和利用其的半導體器件的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011253564.8
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112775823B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許惠暎;尹鐘旭;甄明玉;徐章源
• 申請（專利權(quán)）人: SKC索密思株式會社
• 主分類號: B24B37/24
• 分類號: B24B37/24;B24B37/26;B24D18/00;H01L21/02;C08J9/04;C08L75/04
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 王衛(wèi)彬;金學來

本發(fā)明提供一種拋光墊及其制造方法和利用其的半導體器件的制造方法。根據(jù)本發(fā)明的拋光墊，通過將氣孔區(qū)域和非氣孔區(qū)域的模量平均值調(diào)節(jié)為0.5GPa至1.6GPa，從而實現(xiàn)拋光墊的優(yōu)異的壽命特性，而且可以改善在半導體襯底的表面上出現(xiàn)的劃痕和表面缺陷，還可以進一步提高拋光速率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可適用于半導體的化學機械拋光(CMP)工藝中的拋光墊，該拋光墊的制造方法以及利用上述拋光墊的半導體器件的制造方法。

背景技術(shù)

在半導體制造工藝中，化學機械拋光(CMP，Chemical?Mechanical?Polishing)工藝是指在將晶圓(wafer)等半導體襯底附著至壓頭，并且接觸至形成于壓板(platen)上的拋光墊的表面的情況下，提供漿料以化學方式使半導體襯底的表面進行反應的同時，通過使壓板和壓頭進行相對運動，將半導體襯底的表面的凹凸部分進行機械平坦化的工藝。

拋光墊作為在如上述的CMP工藝中起重要作用的必要原材料，通常包括由聚氨酯類樹脂形成的拋光層和支撐層，拋光墊的表面上設(shè)有可處理漿料的大量流動的凹槽(groove)和支撐微細流動的氣孔(pore)。拋光層的氣孔，可以通過利用具有微細中空結(jié)構(gòu)的固體發(fā)泡劑、利用揮發(fā)性液體的液體發(fā)泡劑、惰性氣體等氣態(tài)發(fā)泡劑等而形成，或通過化學反應產(chǎn)生氣體而形成。

包括上述氣孔的拋光層在CMP工藝中直接與半導體襯底的表面相互作用，因此影響半導體襯底的表面的加工質(zhì)量。尤其是，可以根據(jù)拋光層的成分、物性和氣孔形狀敏感地改變CMP工藝的拋光速率和劃痕等缺陷(defect)的發(fā)生率。另外，當上述表面劃痕等缺陷的發(fā)生率增加時，拋光速率可能會降低，導致半導體襯底的質(zhì)量可能會劣化。

因此，持續(xù)要求進行通過使CMP工藝中在半導體襯底上出現(xiàn)的劃痕和表面缺陷的最小化來提高拋光速率的研究。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

(專利文獻1)韓國授權(quán)專利第10-1608901號

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題而設(shè)計。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種通過控制氣孔區(qū)域和非氣孔區(qū)域的模量，從而可以改善出現(xiàn)在半導體襯底表面上的劃痕和表面缺陷，以及可以進一步提高拋光速率的拋光墊及其制造方法。

另外，本發(fā)明的目的在于，提供一種利用上述拋光墊對氧化層和鎢層的拋光對象層均有用的半導體器件的制造方法。

為了實現(xiàn)上述目的，作為一實施方式，提供一種拋光墊，包括：拋光層，包括具有多個氣孔的氣孔區(qū)域及不具有氣孔的非氣孔區(qū)域，根據(jù)如下式1的氣孔區(qū)域和非氣孔區(qū)域的模量的平均值為0.5GPa至1.6GPa；

[式1]

(氣孔區(qū)域的模量+非氣孔區(qū)域的模量)/2。

作為另一實施方式，提供一種拋光墊的制造方法，該方法包括通過混合氨基甲酸酯預聚物，固化劑和發(fā)泡劑來制造原料混合物的步驟，以及，將上述原料混合物注入至模具內(nèi)并進行固化的步驟；上述拋光墊包括拋光層，拋光層包括具有多個氣孔的氣孔區(qū)域及不具有氣孔的非氣孔區(qū)域，根據(jù)如上述的式1的氣孔區(qū)域和非氣孔區(qū)域的模量的平均值為0.5GPa至1.6GPa。

作為又另一實施方式，提供一種半導體器件的制造方法，該方法包括提供拋光墊的步驟，在上述拋光墊上設(shè)置拋光對象的步驟，通過相對于上述拋光墊旋轉(zhuǎn)上述拋光對象來拋光上述拋光對象的步驟；上述拋光墊包括拋光層，拋光層包括具有多個氣孔的氣孔區(qū)域及不具有氣孔的非氣孔區(qū)域，根據(jù)如上述的式1的氣孔區(qū)域和非氣孔區(qū)域的模量的平均值為0.5GPa至1.6GPa。

根據(jù)上述實施方式的拋光墊，通過控制氣孔區(qū)域和非氣孔區(qū)域的模量，從而實現(xiàn)拋光墊的優(yōu)異的壽命特性，而且可以改善在半導體襯底的表面上出現(xiàn)的劃痕和表面缺陷，還可以進一步提高拋光速率。