[发明专利]抛光垫、抛光垫的制备方法及半导体器件的制造方法

说明书

本发明涉及一种抛光垫、抛光垫的制备方法以及半导体器件的制造方法，所述抛光垫的抛光层内的无机成分的含量范围被限制，从而能够防止在抛光工艺中由抛光层中的无机成分导致的缺陷。另外，在制备抛光层时，未膨胀的固体发泡剂包含于抛光组合物中，在固化工艺中，所述固体发泡剂膨胀从而在抛光层中生成多个均匀的气孔，并且抛光层中的无机成分的含量范围被限制，因此能够防止在抛光工艺中发生缺陷。

技术领域

本发明涉及一种用于化学机械平坦化(Chemical Mechanical Planarization，CMP)工艺的抛光垫、所述抛光垫的制备方法以及利用所述抛光垫的半导体器件的制造方法。

背景技术

在半导体制备工艺中，化学机械平坦化(CMP)工艺如下：在将晶片(wafer)附着在头部并使其和形成在压盘(platen)上的抛光垫的表面接触的状态下，供给浆料，使晶片表面进行化学反应，同时通过使压盘和头部相对运动来机械平坦化晶片表面的凹凸部分。

“碟形凹陷(dishing)”是指在CMP抛光中，金属层在CMP抛光后应当与衬底晶片的下层保持平行或者共面，但是在如氧化物空腔或者槽的低区域中引起金属凹陷(metalrecess)的现象。

近年来，随着半导体晶片和装置因微细的特征部和更多的金属化层而变得越来越复杂，碟形凹陷问题变得更加突出。在这种趋势下，对于在抛光工艺中用于维持平坦性并限制抛光缺陷的消耗品要求更加提升的性能。

这种晶片和装置的缺陷可能会在导线中产生电绝缘或者短路从而导致半导体装置不能工作。为了减少诸如微划痕或者颤动(chatter)擦痕的抛光缺陷，可以通过使用软抛光垫来减少抛光缺陷。

另外，对于软金属层的CMP抛光可以通过使用较软的CMP抛光垫来减少抛光缺陷。

然而，尽管使用软垫进行CMP抛光能够在被抛光的基板中改善缺陷，但由于软垫柔软的特性，这种软垫可能会增加金属化的半导体晶片表面的碟形凹陷。

因此，需要开发一种如下抛光垫：能够减少由于对半导体晶片或者装置基板中的金属表面进行CMP抛光工艺而可能在基板表面上出现的碟形凹陷，能够最小化可能在晶片中出现的抛光缺陷，并且能够呈现与工艺对应的抛光性能。

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于提供一种抛光垫、抛光垫的制备方法以及利用抛光垫的半导体器件的制造方法。

本发明的另一目的在于提供一种抛光垫，所述抛光垫的抛光层内的无机成分的含量范围被限制，从而防止在抛光工艺中由抛光层中的无机成分导致的缺陷。

本发明的另一目的在于提供一种抛光垫的制备方法，在制备抛光层时，未膨胀的(Unexpanded)固体发泡剂包含于抛光组合物中，在固化工艺中，所述固体发泡剂膨胀从而在抛光层中生成多个均匀的气孔，并且抛光层中的无机成分的含量范围被限制，因此防止在抛光工艺中发生缺陷。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述抛光垫的半导体器件的制造方法。

用于解决问题的手段

为了达成所述目的，本发明一实施例的抛光垫，包括抛光层，所述抛光层形成有具备外皮的多个微孔并包含无机成分，所述无机成分为Mg，相对于抛光层的总重量，所述Mg的含量可以为小于90ppm。

本发明的另一实施例的抛光垫的制备方法，包括：第一步骤，制备预聚物组合物，第二步骤，制备包含所述预聚物组合物、发泡剂以及固化剂的抛光层制备用组合物，以及第三步骤，通过固化所述抛光层制备用组合物来制备抛光层；所述抛光层形成有具备外皮的多个微孔并包含无机成分，所述无机成分为Mg，相对于抛光层的总重量，所述Mg的含量可以为小于90ppm。