[发明专利]抛光垫

说明书

技术领域

本发明涉及在通过化学机械抛光（CMP）使半导体晶片等被抛光材料表面的凹凸平坦化时使用的抛光垫，具体涉及具有用于通过光学手段来检测抛光情况等的窗口（透光区域）的抛光垫、以及使用该抛光垫的半导体晶片的制备方法。

背景技术

在制造半导体装置时，进行在半导体晶片（以下称为晶片）的表面形成导电膜，通过光刻、蚀刻等形成布线层的步骤，在布线层上形成层间绝缘膜的步骤，这些步骤在晶体表面产生由金属等导电体或绝缘体组成的凹凸。近年来，为了实现半导体集成电路的高密度化，正在进行布线微细化或多层布线化，与此同时，使晶片表面的凹凸平坦化的技术变得很重要。

作为使晶片表面凹凸平坦化的方法，通常采用CMP法。CMP是在将晶片的被抛光面压在抛光垫的抛光面上的状态下，使用磨粒分散的浆料状抛光剂（以下称为浆料）进行抛光的技术。

CMP通常使用的抛光设备，例如，如图1所示，具有支撑抛光垫1的抛光平台2、支撑被抛光材料（晶片等）4的支撑台（抛光头）5、用于对晶片进行均匀加压的衬材、和抛光剂3的进料设备。抛光垫1例如通过用双面胶带粘贴而安装于抛光平台2上。抛光平台2和支撑台5以使各自支撑的抛光垫1和被抛光材料4相对的方式放置，并分别具有旋转轴6、7。此外，在支撑台5的一侧，还设置了用于将被抛光材料4压在抛光垫1上的加压设备。

在进行这类CMP时，存在晶片表面平坦度的判定问题。即，需要检测出达到所需表面特性或平面状态的时刻。现有技术中，关于氧化膜的膜厚或抛光速度等，定期处理试验晶片并确认结果后才对将成为产品的晶片进行抛光处理。

然而，这种方法中，会浪费处理试验晶片的时间和成本，此外，对于完全未进行预处理的试验晶片和产品晶片，根据CMP特有的加载效果，抛光效果也不同，如果不实际上对产品晶片进行处理，则难以正确预测处理结果。

因此，最近为了解决上述问题，希望采用在进行CMP过程时可当场检测出获得所需表面特性或厚度的时刻的方法。关于这种检测，可使用各种各样的方法，但因为测定精度或非接触测定的空间分辨率方面，光学检测手段正在成为主流。

光学检测手段，具体而言，是指通过窗口（透光区）越过抛光垫向晶片照射光束，通过监测由其反射产生的干涉信号来检测抛光终点的方法。

关于这类根据光学手段检测抛光终点的方法以及该方法中使用的抛光垫，已经提出了各种各样的方案。

例如，提出了一种抛光垫，其具有抛光层、和用于光学测定抛光状态的在该抛光层的局部上整体形成的一个以上的透光窗口构件，其特征为该透光窗口构件至少层叠了微型橡胶A硬度为60度以下的软质透光层和微型橡胶A硬度为80度以上的硬质透光层，且所述软质透光层位于抛光面一侧的最外层（专利文献1）。

此外，还提出了一种抛光垫，其特征为具有对被抛光材料进行抛光的抛光层和支撑所述抛光层的衬底层，在所述抛光层上形成沿厚度方向透光的第1窗口构件，在所述衬底层上在与所述第1窗口构件对应的位置上形成沿厚度方向透光的第2窗口构件（专利文献2）。

另一方面，还提出了一种使浆料不会从抛光层一侧泄漏至缓冲层一侧的方案。

例如，提出了一种抛光垫，所述抛光垫以覆盖垫下层的开口部分和垫上层的开口部分的形式，在这些垫层之间放置有透明片（专利文献3）。

此外，还提出了一种抛光垫，其在上层垫和下层垫之间放置有透明膜（专利文件4）。

作为上述透明片（透明膜），使用两面含有粘合剂层的片（膜），但是如果在具有透光区的抛光层和缓冲层之间设置这种片（膜），则存在光学终点的检测精度变差的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2003-285259号公报

专利文献2：特开2007-44814号公报

专利文献3：特开2001-291686号公报

专利文献4：特开2003-68686号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的目的在于提供一种抛光垫，其能在进行抛光的状态下进行高精度的光学终点检测，即使在长期使用的情况下，也能防止浆料从抛光层一侧泄漏至缓冲层一侧。此外，本发明的目的还在于提供使用该抛光垫的半导体器件的制备方法。

解决问题的手段

本案发明人等为解决上述问题进行反复仔细研究，结果发现，通过以下所示的抛光垫可实现上述目的，从而实现本发明。