拋光墊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及采用化學(xué)機(jī)械拋光法（CMP)將晶片表面的凹凸平坦化時(shí)所使用的拋 光墊，詳細(xì)地，涉及具有用于通過(guò)光學(xué)方法檢測(cè)拋光狀況等的窗（光透過(guò)區(qū)域）的拋光墊及 使用了該拋光墊的半導(dǎo)體器件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 制造半導(dǎo)體裝置時(shí)，進(jìn)行在晶片表面形成導(dǎo)電膜，并通過(guò)光刻、蝕刻等形成布線層 的步驟，在布線層上形成層間絕緣膜的步驟等，通過(guò)這些步驟在晶片表面上產(chǎn)生由金屬等 導(dǎo)電體或絕緣體構(gòu)成的凹凸。近年來(lái)，以半導(dǎo)體集成電路的高密度化為目的，正在進(jìn)行布線 的微細(xì)化或多層布線化，與此同時(shí)將晶片表面的凹凸平坦化的技術(shù)變得重要。
[0003] 作為將晶片表面的凹凸平坦化的方法，一般采用CMP法。CMP是在將晶片的被拋光 面壓在拋光墊的拋光面上的狀態(tài)下，使用磨粒分散的漿料狀的拋光劑（以下稱為漿料）進(jìn) 行拋光的技術(shù)。
[0004] CMP中一般使用的拋光裝置，例如，如圖1所示，具有用于支撐拋光墊1的拋光壓盤(pán) 2、用于支撐拋光對(duì)象物（晶片）4的支撐臺(tái)（拋光頭）5和用于進(jìn)行晶片的均勻加壓的背襯 材料和拋光劑的供給機(jī)構(gòu)。拋光墊1例如通過(guò)用雙面膠帶粘貼而安裝在拋光壓盤(pán)2上。拋 光壓盤(pán)2和支撐臺(tái)5以使其各自支撐的拋光墊1與拋光對(duì)象物4相對(duì)的方式配置，并分別 具有旋轉(zhuǎn)軸6、7。此外，在支撐臺(tái)5處設(shè)置了用于使拋光對(duì)象物4壓在拋光墊1上的加壓機(jī) 構(gòu)。
[0005] 進(jìn)行這種CMP后，存在晶片表面平坦度的判定問(wèn)題。即，需要檢測(cè)達(dá)到希望的表面 特性或平面狀態(tài)的時(shí)刻。以往，關(guān)于氧化膜的膜厚或拋光速度等，定期地對(duì)測(cè)試晶片進(jìn)行處 理，確認(rèn)結(jié)果后對(duì)作為制品的晶片進(jìn)行拋光處理。
[0006] 但是，在該方法中，處理測(cè)試晶片的時(shí)間和成本是浪費(fèi)的，另外，完全沒(méi)有預(yù)先實(shí) 施加工的測(cè)試晶片和制品晶片由于CMP特有的負(fù)載效應(yīng)而拋光結(jié)果不同，若不對(duì)制品晶片 進(jìn)行實(shí)際加工，則加工結(jié)果的正確預(yù)想是困難的。
[0007] 因此，最近為了解決所述問(wèn)題點(diǎn)，期待一種在CMP過(guò)程時(shí)，能夠當(dāng)場(chǎng)檢出獲得希望 的表面特性或厚度的時(shí)刻的方法。關(guān)于這種檢測(cè)，可使用各種方法，但從測(cè)定精度或非接觸 測(cè)定中的空間分辨率的方面來(lái)看，在旋轉(zhuǎn)壓盤(pán)內(nèi)組裝利用激光的膜厚監(jiān)控機(jī)構(gòu)的光學(xué)檢測(cè) 方法正在日趨成為主流。
[0008] 所述光學(xué)檢測(cè)方法為，具體地，使光束穿過(guò)窗（光透過(guò)區(qū)域），隔著拋光墊照射到 晶片，通過(guò)監(jiān)控由其反射導(dǎo)致產(chǎn)生的干擾信號(hào)來(lái)檢測(cè)拋光的終點(diǎn)的方法。
[0009] 作為具有窗的拋光墊，例如公開(kāi)了一種拋光體，其為具有層疊了 2片以上透明材 料的窗的拋光體，其特征在于，拋光對(duì)象物側(cè)的透明材料的壓縮彈性率小于拋光對(duì)象物側(cè) 的相反側(cè)的透明材料的壓縮彈性率（專利文獻(xiàn)1)。
[0010] 另外，公開(kāi)了一種拋光墊，其為具有拋光層和透光窗部件的拋光墊，其特征在于， 至少透光窗部件的拋光面?zhèn)鹊淖畋韺佑梦⑾鹉z（夕口 3''Λ )A硬度為60度以下的軟質(zhì) 透光層構(gòu)成（專利文獻(xiàn)2)。
[0011] 另外，公開(kāi)了一種拋光墊，其為具有拋光層和透光窗部件的拋光墊，其特征在于， 就該透光窗部件而言，至少微橡膠A硬度為60度以下的軟質(zhì)透光層和微橡膠A硬度為80 度以上的硬質(zhì)透光層層疊，并且所述軟質(zhì)透光層位于拋光面?zhèn)鹊淖畋韺樱▽＠墨I(xiàn)3)。
[0012] 另外，公開(kāi)了一種拋光墊，其具有拋光區(qū)域及光透過(guò)區(qū)域，其特征在于，在所述拋 光墊中，所述光透過(guò)區(qū)域?yàn)槲挥趬|表面?zhèn)鹊某涃|(zhì)層和位于墊背面?zhèn)鹊能涃|(zhì)層層疊的區(qū) 域，所述超軟質(zhì)層的ASKER A硬度為25-55度，所述軟質(zhì)層的ASKER A硬度為30-75度，并 且所述軟質(zhì)層的ASKER A硬度大于超軟質(zhì)層的ASKER A硬度（專利文獻(xiàn)4)。
[0013] 所述專利文獻(xiàn)1-4中記載的拋光墊由于窗的最表層使用軟質(zhì)材料，因此能夠在某 種程度上抑制劃痕的產(chǎn)生，但不能說(shuō)充分地抑制。
[0014] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)：
[0015] 專利文獻(xiàn)
[0016] 專利文獻(xiàn)1 :特開(kāi)2001-162520號(hào)公報(bào)
[0017] 專利文獻(xiàn)2 :特開(kāi)2003-285258號(hào)公報(bào)
[0018] 專利文獻(xiàn)3 :特開(kāi)2003-285259號(hào)公報(bào)
[0019] 專利文獻(xiàn)4 :特開(kāi)2005-322788號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020] 發(fā)明要解決的課題
[0021] 本發(fā)明的目的在于提供一種在拋光對(duì)象物表面難以產(chǎn)生劃痕的拋光墊。
[0022] 解決課題的方法
[0023] 本發(fā)明者為了解決所述課題而反復(fù)進(jìn)行努力研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)以下所示的拋 光墊可達(dá)成所述目的，從而完成了本發(fā)明。
[0024] 即，本發(fā)明涉及一種拋光墊，其具備拋光層，所述拋光層具有拋光區(qū)域及光透過(guò)區(qū) 域，所述拋光墊特征在于，所述光透過(guò)區(qū)域包括位于墊表面?zhèn)鹊谋韺?、和在表層的下方層疊 的至少1層軟質(zhì)層，其中軟質(zhì)層比表層硬度低。
[0025] 如本發(fā)明所述，通過(guò)在光透過(guò)區(qū)域的表層的下方層疊硬度低于表層的軟質(zhì)層，在 拋光對(duì)象物表面和光透過(guò)區(qū)域的表層在拋光作業(yè)中接觸時(shí)，能夠給光透過(guò)區(qū)域提供緩沖 性。由此，在拋光對(duì)象物表面難以產(chǎn)生劃痕。若像以往那樣使光透過(guò)區(qū)域的表層過(guò)度柔軟， 則漿料中的磨粒容易刺入表層的表面，刺入的磨粒導(dǎo)致在拋光對(duì)象物表面容易產(chǎn)生劃痕。 本發(fā)明沒(méi)有像以往那樣使光透過(guò)區(qū)域的表層柔軟，而通過(guò)給光透過(guò)區(qū)域提供緩沖性，解決 了劃痕的問(wèn)題。
[0026] 優(yōu)選地，表層的ASKER A硬度為35-80度，軟質(zhì)層的ASKER A硬度為30-60度。當(dāng) 表層的ASKER A硬度不足35度時(shí)，由于過(guò)度柔軟，因此存在漿料中的磨粒容易刺入表層的 表面，刺入的磨粒導(dǎo)致在拋光對(duì)象物表面容易產(chǎn)生劃痕的傾向。另一方面，當(dāng)表層的ASKER A硬度超過(guò)80度時(shí)，由于在拋光對(duì)象物表面容易產(chǎn)生劃痕，另外在表層的表面容易受傷，因 此存在透明性降低，拋光的光學(xué)終點(diǎn)檢測(cè)精度降低的傾向。另外，當(dāng)軟質(zhì)層的ASKER A硬度 不足30度時(shí)，存在整個(gè)光透過(guò)區(qū)域的剛性不充足的傾向。另一方面，當(dāng)軟質(zhì)層的ASKER A 硬度超過(guò)60度時(shí)，由于光透過(guò)區(qū)域的緩沖性降低，因此存在在拋光對(duì)象物表面容易產(chǎn)生劃 痕的傾向。
[0027] 優(yōu)選地，表層的ASKER A硬度與軟質(zhì)層的ASKER A硬度的差為5度以上。當(dāng)ASKER A硬度的差不足5度時(shí)，在拋光作業(yè)中，會(huì)有光透過(guò)區(qū)域的形狀穩(wěn)定性降低，產(chǎn)生剝離或漏 水等不良狀況的風(fēng)險(xiǎn)。
[0028] 優(yōu)選地，軟質(zhì)層為1層，光透過(guò)區(qū)域?yàn)楸韺雍蛙涃|(zhì)層的2層結(jié)構(gòu)。
[0029] 另外，本發(fā)明還涉及半導(dǎo)體器件的制造方法，其包括用所述拋光墊對(duì)半導(dǎo)體晶片 表面進(jìn)行拋光的步驟。
[0030] 發(fā)明的效果
[0031] 由于本發(fā)明的拋光墊具有所述結(jié)構(gòu)的光透過(guò)區(qū)域，因此在拋光對(duì)象物表面難以產(chǎn) 生劃痕。
【附圖說(shuō)明】
[0032] 圖1是示出CMP拋光中使用的拋光裝置的一例的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0033] 圖2是示出本發(fā)明的拋光墊的結(jié)構(gòu)的一例的概略剖面圖。
[0034] 圖3是示出本發(fā)明的拋光墊的結(jié)構(gòu)的另一例的概略剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 本發(fā)明的拋光墊可以僅是拋光層，也可以是拋光層和其他層（例如緩沖層、粘接 劑層、及支撐膜等）的層疊體。
[0036] 圖2是示出本發(fā)明的拋光墊的結(jié)構(gòu)的一例的概略剖面圖。如圖2所示，拋光墊1 以拋光區(qū)域8、緩沖層11、及透明支撐膜12的順序?qū)盈B，在貫通拋光區(qū)域8及緩沖層11的 開(kāi)口部10內(nèi)且在透明支撐膜12上設(shè)置有光透過(guò)區(qū)域9 (表層9a、軟質(zhì)層9b)。
[0037] 圖3是示出本發(fā)明的拋光墊的結(jié)構(gòu)的另一例的概略剖面圖。如圖3所示，就拋光 墊1而言，具有拋光區(qū)域8及光透過(guò)區(qū)域9 (表層9a、軟質(zhì)層9b)的拋光層與具有貫通孔15 的緩沖層11介由雙面粘接片13層疊，以使所述光透過(guò)區(qū)域9和所述貫通孔15重合。
[0038] 光透過(guò)區(qū)域9包括位于墊表面?zhèn)鹊谋韺?a和，層疊在表層9a的下方的至少1層 軟質(zhì)層9b，軟質(zhì)層9b比表層9a硬度低。軟質(zhì)層9b也可以是將2層以上硬度不同的層層疊 的層，但通常為1層。
[0039] 表層的ASKER A硬度優(yōu)選為35-80度，更優(yōu)選為50-75度。軟質(zhì)層的ASKER A硬 度優(yōu)選為30-60度，更優(yōu)選為30-50度。
[0040] 另外，表層的ASKER A硬度和軟質(zhì)層的ASKER A硬度的差優(yōu)選為5度以上，更優(yōu)選 為10度以上，進(jìn)一步優(yōu)選為20度以上。
[0041] 表層及軟質(zhì)層的形成材料沒(méi)有特別限定，例如，可列舉聚氨酯樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、聚 酰胺樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚碳酸酯樹(shù)脂、鹵素類樹(shù)脂