研磨片、其制造方法以及利用其的半导体器件的制造方法技术

本发明专利技术的实例涉及一种半导体的化学机械研磨(chemical mechanicalplanarization，CMP)工序中使用的研磨片、其制造方法以及利用其的半导体器件的制造方法，本发明专利技术实例的研磨片可通过在进行研磨后调节研磨片的表面粗糙度特性来提高研磨率、显著减少晶圆的表面残留物、表面划痕以及振痕。表面划痕以及振痕。表面划痕以及振痕。

【技术实现步骤摘要】
研磨片、其制造方法以及利用其的半导体器件的制造方法


[0001]本专利技术的多个实例涉及研磨后的表面粗糙度特性得到调节的研磨片、其制造方法以及利用其的半导体器件的制造方法。

技术介绍

[0002]在半导体制造工序中，化学机械研磨工序为如下的工序，即，在使晶圆(wafer)等半导体基板附着于头部并与在平台(platen)上所形成的研磨片的表面相接触的状态下，通过供给浆料来半导体基板表面产生化学反应，并使得平台和头部进行相对运动，由此以机械方式对半导体基板表面的凹凸部分进行平坦化。
[0003]研磨片是在这种化学机械研磨工序中起到重要作用的必要原材料，通常由聚氨酯类树脂形成，在表面设置有用于形成浆料的大面积流动的沟槽(groove)和用于支持细微流动的气孔(pore)。其中，研磨片内的气孔可通过利用具有空隙的固相发泡剂、气相发泡剂、液相发泡剂来形成，或者能够以通过产生化学反应来产生气体的方式形成。
[0004]但是，虽然通过使用上述气相发泡剂或液相发泡剂来形成微细气孔的方式具有不产生对化学机械研磨工序产生影响的排出物质的优点，但可存在很难精密调节气孔的大小及大小分布、气孔的数量的问题。并且，由于没有微细气孔的外壁，因而还存在不利于在化学机械研磨工序中维持微细气孔的形态的缺点。
[0005]相反，与使用气相发泡剂或挥发性液相发泡剂的方式相反，通过使用具有外壁和空隙的固相发泡剂来制造研磨片的方式反而具有可精密调节气孔的形态、大小分布、气孔数量的优点，由于有固相发泡剂的外壁，因而有利于在化学机械研磨工序中维持微细气孔的形态。
[0006]但是，使用固相发泡剂的方式存在如下的问题，即，很难自由调节固相发泡剂的形态，在通过向聚合物混合放入固相发泡剂来进行制备的过程中，有可能在研磨片的内部部分发生固相发泡剂凝聚现象。
[0007]由于这种很难调节微细气孔的形态的情况以及在研磨片内部分发生气孔凝聚现象的情况还可对化学机械研磨工序的重要性能中的研磨率、平坦化、在晶圆表面产生的残留物(residue)、划痕(scratch)以及振痕(chatter mark)等产生影响，因而对此进行的控制尤为重要。
[0008][现有技术文献][0009][专利文献][0010]专利文献1：韩国公开专利公报第2008
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0037719号。

技术实现思路

[0011]本专利技术用于解决现有技术的上述问题。
[0012]本专利技术的目的在于提供如下的研磨片及其制造方法，即，本专利技术的研磨片可通过控制微细气孔的形态及凝聚现象来将研磨后的研磨片的表面粗糙度特性调节到规定水平，
由此改善在晶圆表面产生残留物、划痕及振痕特性，可进一步提高研磨率。
[0013]并且，本专利技术的目的在于，提供利用上述研磨片来制造半导体器件的方法。
[0014]为了实现上述目的，一实例提供如下的研磨片，即，利用硅氧化膜晶圆(PETEOS wafer)来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假(dummy)晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测(monitoring)晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，在基于ISO25178
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2标准的面积材料比曲线中满足下式5及式6：
[0015][式5][0016]Spk/Svk＜1.2；
[0017][式6][0018]0.1≤Spk/Sk≤1.1，
[0019]在上述式5及式6中，上述Spk为减少的峰高(reduced peak height)，上述Svk为减少的谷深(reduced valley depth)，上述Sk为芯部粗糙度深度(core roughness depth)。
[0020]根据再一实例，提供如下的研磨片制造方法，包括如下的步骤：混合氨基甲酸脂预聚物、固化剂以及发泡剂来制备原料混合物；以及向模具内注入上述原料混合物并进行固化来得到研磨片，其中，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，在基于ISO25178
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2标准的面积材料比曲线中满足上述式5及式6。
[0021]根据另一实例，提供如下的半导体器件制造方法，包括如下的步骤：将具有研磨层的研磨片安装在定盘；以及以使上述研磨层的研磨面和晶圆的表面相接触的方式实施互相相对旋转，来对上述晶圆的表面进行研磨，而对于上述研磨片而言，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，在基于ISO25178
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2标准的面积材料比曲线中满足上述式5及式6。
[0022]根据还有一实例，提供如下的研磨片，即，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，在基于ISO25178
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2标准的面积材料比曲线中满足下式11：
[0023][式11][0024]0.5≤(Spk+Svk)/Sk≤3.5，
[0025]在上述式11中，上述Spk为减少的峰高，上述Svk为减少的谷深，上述Sk为芯部粗糙度深度。
[0026]根据又一实例，提供如下的研磨片制造方法，包括如下的步骤：混合氨基甲酸脂预聚物、固化剂以及发泡剂来制备原料混合物；以及向模具内注入上述原料混合物并进行固化来得到研磨片，其中，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，在基于
ISO25178
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2标准的面积材料比曲线中满足上述式11。
[0027]根据又一实例，提供如下的半导体器件制造方法，包括如下的步骤：将具有研磨层的研磨片安装在定盘；以及以使上述研磨层的研磨面和晶圆的表面相接触的方式实施互相相对旋转，来对上述晶圆的表面进行研磨，而对于上述研磨片而言，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，在基于ISO25178
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2标准的面积材料比曲线中满足上述式11。
[0028]本专利技术的积极进步效果在于：根据上述实例的研磨片，可通过控制微细气孔的形态及凝聚现象来本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种研磨片，其特征在于，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，在基于ISO25178
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2标准的面积材料比曲线中满足下式5及式6：[式5]Spk/Svk＜1.2；[式6]0.1≤Spk/Sk≤1.1，在上述式5及式6中，上述Spk为减少的峰高，上述Svk为减少的谷深，上述Sk为芯部粗糙度深度。2.根据权利要求1所述的研磨片，其特征在于，在对上述假晶圆进行研磨之前，通过执行10分钟至20分钟的研磨前工序，来对研磨片的研磨层进行修整处理。3.根据权利要求1所述的研磨片，其特征在于，上述研磨片满足选自下述条件中的一种以上：上述Spk为2以上且10以下；上述Svk为大于11且22以下；以及上述Sk为5以上且40以下，上述研磨片的研磨前及研磨后的Svk/Sk之差的绝对值为0.1至1.5，上述研磨片的研磨前及研磨后的Spk/Sk之差的绝对值为0至0.6。4.根据权利要求1所述的研磨片，其特征在于，研磨后的上述研磨片满足选自下式7至式10中的一个以上：[式7]0.2＜Svk/Sk≤2.5；[式8]0.3＜Spk/Svk+Svk/Sk≤3.6；[式9]0.3＜Spk/Sk+Svk/Sk≤3.6；[式10]0.45≤Spk/Sk+Svk/Sk+Spk/Svk≤4.7，在上述式7至式10中，上述Spk、Svk以及Sk的含义与上述内容中的定义相同。5.根据权利要求1所述的研磨片，其特征在于，满足选自下述特性中的至少一种特性：上述研磨片具有平均直径为5μm至200μm的多个气孔；上述研磨片对于氧化膜具有至的研磨率；上述监测晶圆的表面残留物数量为100个以下；上述监测晶圆的表面划痕数量为200个以下；以及上述监测晶圆的振痕数量为5个以下。6.一种研磨片，其特征在于，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的...

【专利技术属性】
技术研发人员：安宰仁，金京焕，尹晟勋，徐章源，明康植，
申请(专利权)人：SKC索密思株式会社，
类型：发明
国别省市：