抛光垫及半导体器件的制造方法与流程

本发明涉及一种抛光工艺用垫和将这种垫应用于半导体器件的制造方法的技术。

背景技术：

1、化学机械平坦化(chemical mechanical planarization，cmp)或者化学机械抛光(chemical mechanical polishing，cmp)工艺可以在各种技术领域中用于各种目的。cmp工艺在抛光对象的规定的被抛光面上进行，可以用于平坦化被抛光面、除去凝集的物质、解决晶格损伤、去除划痕与污染源等。

2、半导体工艺的cmp工艺技术可根据抛光对象膜质或者抛光后的表面的形状来进行分类。例如，可以按抛光对象膜质分为单晶硅(single silicon)或者多晶硅(polysilicon)，也可以按杂质的种类分为各种氧化膜或者钨(w)、铜(cu)、铝(al)、钌(ru)、钽(ta)等金属膜cmp工艺。并且，还可以按抛光后的表面的形状来分为改善基板表面的粗糙度的工艺、平坦化多层电路布线导致的段差的工艺、以及用于抛光后选择性形成电路布线的器件分离工艺。

3、可以在半导体器件的制造过程中多次应用cmp工艺。半导体器件包括多个层，并且每个层都包括复杂且微细的电路图案。另外，在最近的半导体器件中，单个芯片大小减小，且各层的图案都向着更复杂且微细的方向进化。因此，在半导体器件的制备过程中，cmp工艺的目的已经扩展到不仅包括电路布线的平坦化，还包括电路布线的分离及布线表面的改善等，其结果正在要求更加精密可靠的cmp性能。

4、这种用于cmp工艺的抛光垫作为通过摩擦来将被抛光面加工至目的水平的工艺用部件，在抛光后的被抛光对象的厚度均匀度、被抛光面的平坦度、抛光质量等方面可视为最重要的因素之一。

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、在本发明一实现例中，旨在提供一种抛光垫，其通过在厚度方向上细分的结构设计，能够提供符合针对各种抛光对象的各种抛光目的的物性，并且在抛光工艺过程中的结构变化方面，基于适当的可变性，抛光性能长时间不会降低。另外，在抛光垫使用后的废弃方面，不同于现有的抛光垫，旨在通过将可再生材料或可回收材料应用于至少一部分结构来达成环保的目的。

3、在本发明另一实现例中，旨在提供一种半导体器件的制造方法，其应用所述抛光垫，能够确保半导体基板的被抛光面的多样性，并且能够在针对各个被抛光面确保适当的抛光率的同时保证优异的抛光平坦度和最低的缺陷发生程度，从而得到在工艺生产性和经济性方面提高的结果。

4、用于解决问题的手段

5、在本发明一实现例中，提供一种抛光垫，包括抛光层；所述抛光层包括：抛光可变层，具备抛光面，以及抛光不变层，设置在所述抛光可变层的所述抛光面的相反面侧；所述抛光不变层包括含有第一氨基甲酸乙酯基预聚物的第一组合物的固化物，所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物为第一醇成分和第一异氰酸酯成分的反应产物，所述第一醇成分包含羟基值(hydroxyl number，oh-value)为200mgkoh/g至900mgkoh/g的第一多元醇。

6、所述抛光可变层和所述抛光不变层的界面可以为可分离界面。

7、所述抛光可变层和所述抛光不变层可以分别包括至少一个层。

8、所述第一组合物中异氰酸酯基(-nco)含量可以为8重量％至20重量％。

9、所述第一组合物还包含第一固化剂，所述第一固化剂可以包含含有选自由氨基、羟基以及它们的组合组成的组中的一种反应基团的化合物。

10、所述第一固化剂包含含有羟基(-oh)作为所述反应基团的化合物，含有所述羟基的化合物的羟基值可以为大于600mgkoh/g且900mgkoh/g以下。

11、所述抛光可变层包括含有第二氨基甲酸乙酯基预聚物的第二组合物的固化物，所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物可以为第二醇成分和第二异氰酸酯成分的反应产物，所述第二醇成分包含羟基值为50mgkoh/g以上且小于200mgkoh/g的第二多元醇。

12、所述第二组合物还包含第二固化剂，所述第二固化剂可以包含含有选自由氨基(-nh2)、羟基以及它们的组合组成的组中的一种反应基团的化合物。

13、所述第二固化剂包含含有氨基作为所述反应基团的化合物，所述第二组合物中的异氰酸酯基与所述第二固化剂中的氨基的摩尔比可以为1：0.80至1：1.20。

14、所述第二组合物中异氰酸酯基的含量可以为5重量％至11重量％。

15、在本发明的另一实现例中，提供一种半导体器件的制造方法，包括如下步骤：在平板上提供抛光垫，所述抛光垫包括具有抛光面的抛光层，以及将抛光对象的被抛光面设置成与所述抛光面接触，然后在加压条件下，在使所述抛光垫和所述抛光对象彼此相对旋转的同时抛光所述抛光对象；所述抛光层包括：抛光可变层，包括所述抛光面，以及抛光不变层，设置在所述抛光可变层的所述抛光面的相反面侧；所述抛光不变层包括含有第一氨基甲酸乙酯基预聚物的第一组合物的固化物，所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物为第一醇成分和第一异氰酸酯成分的反应产物，所述第一醇成分包含羟基值为200mgkoh/g至900mgkoh/g的第一多元醇。

16、所述抛光对象的被抛光面加压到所述抛光层的抛光面的荷重可以为0.01psi至20psi。

17、发明效果

18、所述抛光垫能够通过在厚度方向上细分的结构设计，提供符合针对各种抛光对象的各种抛光目的的物性，并且在抛光工艺过程中的结构变化方面，基于适当的可变性，抛光性能长时间不会降低。另外，在所述抛光垫使用后的废弃方面，不同于现有的抛光垫，能够通过将可再生材料或可回收材料应用于至少一部分结构来确保环保。

19、所述半导体器件的制备方法，应用所述抛光垫，能够确保半导体基板的被抛光面的多样性，并且能够在确保针对各个被抛光面的适当的抛光率的同时保证优异的抛光平坦度和最低的缺陷发生程度，进而能够导出在工艺生产性和经济性方面提高的结果。

技术特征：

1.一种抛光垫，其中，

2.根据权利要求1所述的抛光垫，其中，

3.根据权利要求1所述的抛光垫，其中，

4.根据权利要求1所述的抛光垫，其中，

5.根据权利要求1所述的抛光垫，其中，

6.根据权利要求5所述的抛光垫，其中，

7.根据权利要求1所述的抛光垫，其中，

8.根据权利要求7所述的抛光垫，其中，

9.根据权利要求8所述的抛光垫，其中，

10.根据权利要求7所述的抛光垫，其中，

11.一种半导体器件的制造方法，其中，包括如下步骤：

12.根据权利要求11所述的半导体器件的制造方法，其中，

技术总结
本发明涉及一种抛光垫及半导体器件的制造方法。所述抛光垫，通过在厚度方向上细分的结构设计，能够提供符合针对各种抛光对象的各种抛光目的的物性，并且在使用后的废弃方面，不同于现有的抛光垫，在至少一部分结构应用可再生材料或可回收材料，从而能够确保环保。具体而言，所述抛光垫，包括抛光层；所述抛光层包括：抛光可变层，具备抛光面，以及抛光不变层，设置在所述抛光可变层的所述抛光面的相反面侧；所述抛光不变层包括含有第一氨基甲酸乙酯基预聚物的第一组合物的固化物，所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物可以为第一醇成分和第一异氰酸酯成分的反应产物，所述第一醇成分包含羟基值为200mgKOH/g至900mgKOH/g的第一多元醇。

技术研发人员：徐章源,郑恩先,尹晟勋,尹钟旭
受保护的技术使用者：SKC索密思株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13