研磨垫的制造方法技术

本发明专利技术的目的在于提供制造能够防止漏浆、并且光学检测精度优良的研磨垫的方法。本发明专利技术的研磨垫制造方法，包括：在研磨层的研磨背面一侧形成用于注入光透过区域形成材料的沟的工序；通过在所述沟内注入光透过区域形成材料并使其固化而形成光透过区域的工序；和通过对研磨层的研磨表面一侧进行抛光而使所述光透过区域在研磨表面露出的工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，所述研磨垫能够稳定且以高研磨效率进行透镜、反射镜等光学材料及硅晶片、硬盘用玻璃衬底、铝衬底以及一般的金属研磨加工等要求高度表面平坦性的材料的平坦化加工。通过本专利技术的制造方法得到的研磨垫，特别适合用于将硅晶片及在其上形成氧化物层、金属层等的器件在进一步层压/形成这些氧化物层或金属层之前进行平坦化的工序。
技术介绍
制造半导体装置时，进行在晶片表面形成导电膜并通过实施光刻、腐蚀等形成布线层的工序、在布线层上形成层间绝缘膜的工序等，由于这些工序而在晶片表面产生由金属等导体或绝缘体构成的凹凸。近年来，为了实现半导体集成电路的高密度化，布线的微细化和多层布线化不断进展，与此相伴，晶片表面凹凸平坦化的技术变得重要起来。作为晶片表面凹凸平坦化的方法， 一般采用化学机械研磨(以下称为CMP) 。 CMP是在将晶片的被研磨面挤压到研磨垫的研磨面的状态下，使用分散有磨粒的浆状研磨剂(以下称为浆料)进行研磨的技术。CMP中通常使用的研磨装置，例如，如图1所示，具有支撑研磨垫1的研磨平台2、支撑被研磨材料(半导体晶片)4的支撑台(研磨头)5、用于对晶片进行均匀加压的衬垫材料和研磨剂的供给机构。研磨垫1例如通过用双面胶带粘贴而安装到研磨平台2上。研磨平台2和支撑台5以使其各自支撑的研磨垫1和被研磨材料4相对的方式设置，并各自具有旋转轴6和7。另外，支撑台5—侧设置有用于将被研磨材料4按压到研磨垫1的加压机构。3在进行CMP上，存在判断晶片表面平坦度的问题。即，需要检测出达到所希望的表面特性和平面状态的时刻。以往，对于氧化膜的膜厚和研磨速度等，是定期对试验晶片进行处理，确认结果后对制品晶片进行研磨处理。但是，该方法中，处理试验晶片的时间和成本是浪费的，另外，完全不进行预加工的试验晶片与制品晶片由于CMP特有的负载效应而研磨结果不同，如果不实际加工制品晶片，则难以正确预测加工结果。因此，近来为了解决上述问题，希望有在进行CMP工艺时能够当时检测出得到所希望的表面特性和厚度的时刻的方法。对于这种检测使用了各种各样的方法，从测定精度和非接触测定的空间分辨率的观点考虑，在旋转平台内安装激光膜厚监测机构的光学检测方法正在成为主流。所述光学检测手段具体是指使光束通过窗(光透过区域)穿过研磨垫照射到晶片上，通过监测由其反射而产生的干涉信号来检测研磨终点的方法。这种方法中，通过监测晶片表面层的厚度变化，了解表面凹凸的近似深度来确定终点。在这样的厚度变化与凹凸深度相等的时刻结束CMP工艺。另外，关于通过这种光学手段检测研磨终点的方法以及该方法中使用的研磨垫，提出了各种方案。例如，公开了一种研磨垫，其中至少一部分含有固化、均质并且使波长l卯nm至3500nm的光透过的透明聚合物片(专利文献1)。另外，公开了一种研磨垫，其中插入了阶梯形透明塞柱(专利文献2)。另外，公开了一种研磨垫，其中具有作为与研磨面相同面的透明塞柱(专利文献3)。另外，公开了一种研磨垫，其中具有由脂肪族多异氰酸酯、含羟基材料及固化剂形成的窗(专利文献4)。4另一方面，还提出了使浆料不从研磨区域与光透过区域的交界处(接缝)漏出的方案(专利文献5、 6)。另外，公开了将第一树脂的棒或塞柱配置在液状的第二树脂中，使所述第二树脂固化而制作成形物，将该成形物切割而制造光透过区域和研磨区域一体化的研磨垫的方法(专利文献7)。但是，上述制造方法是在不透明树脂仍然为液体的情况下将透明塞柱插入不透明树脂中并使其固化的方法，因此不透明树脂固化时从不透明树脂向透明塞柱施加过度的压力或应力，可能使透明塞柱产生残留应力变形或膨胀。该残留应力变形或膨胀导致透明塞柱的平坦性受损，光学检测精度产生问题。另外，成形时由于两材料间的热收縮差而导致两材料的胶粘界面有应力残留，该胶粘界面处容易剥离，因此可能发生浆料泄漏。另外，公开了一种一体成形的研磨垫，其中具有聚合物材料透明的区域和聚合物材料不透明的邻接区域(专利文献8)。该研磨垫是通过在型腔内根据不同区域改变固化速度使流动性聚合物材料固化而将透明区域和不透明区域一体成形来制造的。但是，该制造方法中用于改变固化速度的温度控制较难，由此可能使透明区域的光透过率产生偏差，或者得不到充分的光透过率。专利文献l:日本特表平11-512977号公报专利文献2:日本特开平9-7985号公报专利文献3:日本特开平10-83977号公报专利文献4:日本特开2005-175464号公报专利文献5:日本特开2001-291686号公报专利文献6:日本特表2003-510826号公报专利文献7:日本特开2005-210143号公报专利文献8:日本特表2003-507199号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供制造能够防止漏浆并且光学检测精度优良的研磨垫的方法。本专利技术人为了解决上述问题进行了反复研究，结果发现，通过以下所示的研磨垫制造方法能够实现上述目的，并且完成了本专利技术。艮P，本专利技术的研磨垫制造方法，包括在研磨层的研磨背面一侧形成用于注入光透过区域形成材料的沟的工序；通过在所述沟内注入光透过区域形成材料并使其固化而形成光透过区域的工序；和通过对研磨层的研磨表面一侧进行抛光而使所述光透过区域在研磨表面露出的工序。根据上述制造方法，能够容易地调节光透过区域的厚度。另外，能够形成厚度薄的光透过区域，因此能够提高光透过率。另外，能够将研磨区域和光透过区域无间隙地一体成形，因此研磨时没有浆料泄漏°光透过区域的厚度，优选为抛光后的研磨层厚度的20~90%。低于20%时，由于研磨垫的长时间使用，光透过区域会因磨损而消失或变得过薄，从而具有不能进行光学检测的倾向，或者由于漏浆而具有光学检测精度下降的倾向。另一方面，超过卯％时，光透过区域过厚，因此具有不能充分得到光透过率提高效果的倾向。另外，本专利技术涉及通过上述方法制造的研磨垫，以及包括使用该研磨垫对半导体晶片表面进行研磨的工序的半导体器件制造方法。附图说明图1是表示CMP研磨中使用的研磨装置的一例的示意构成图。图2是本专利技术的的一例的工序图。符号说明1:研磨垫2:研磨平台3:研磨剂(浆料)4:被研磨材料(半导体晶片)5:支撑台(研磨头)6、 7:旋转轴8:研磨层9:研磨背面10:沟11:光透过区域12:研磨表面13:研磨区域14:缓冲层具体实施例方式本专利技术的研磨垫制造方法，包括在研磨层的研磨背面一侧形成用于注入光透过区域形成材料的沟的工序；通过在所述沟内注入光透过区域形成材料并使其固化而形成光透过区域的工序；和通过对研磨层的研磨表面一侧进行抛光而使所述光透过区域在研磨表面露出的工序。本专利技术的研磨垫可以仅仅是所述研磨层，也可以是研磨层与其它层(例如缓冲层等)的层压体。所述研磨层只要是具有微小气泡的发泡体则没有特别限制。作为发泡体的原料，可以列举例如聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、含卤素树脂(聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等)、聚苯乙烯、烯烃类树脂(聚乙烯、聚丙烯等)、环氧树脂、感光树脂等中的一种或两种以上的混合物。聚氨酯树脂耐磨损性优良、并且通过改变原料组成能够容易地得到具有所需物性的聚7合物，因此，特别优选作为研磨层的形成材料。以下，对作为发泡体 代表的聚氨酯树脂进行说明。聚氨酯树脂包含异氰酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研磨垫制造方法，包括：在研磨层的研磨背面一侧形成用于注入光透过区域形成材料的沟的工序；通过在所述沟内注入光透过区域形成材料并使其固化而形成光透过区域的工序；和通过对研磨层的研磨表面一侧进行抛光而使所述光透过区域在研磨表面露出的工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：堂浦真人，广濑纯司，中村贤治，福田武司，佐藤彰则，
申请(专利权)人：东洋橡胶工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]