CN100413033C - 研磨布和半导体装置的制造方法 - Google Patents

研磨布和半导体装置的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN100413033C
CN100413033C CNB2004100956539A CN200410095653A CN100413033C CN 100413033 C CN100413033 C CN 100413033C CN B2004100956539 A CNB2004100956539 A CN B2004100956539A CN 200410095653 A CN200410095653 A CN 200410095653A CN 100413033 C CN100413033 C CN 100413033C
Authority
CN
China
Prior art keywords
methyl
semiconductor device
aforementioned
formation unit
manufacture method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2004100956539A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1622290A (zh
Inventor
平林英明
樱井直明
斋藤晶子
佐藤浩史
山田富穗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Publication of CN1622290A publication Critical patent/CN1622290A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100413033C publication Critical patent/CN100413033C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/20—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
    • B24D3/28—Resins or natural or synthetic macromolecular compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/24—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the composition or properties of the pad materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

本发明涉及用于化学机械研磨的研磨布，该研磨布具有由酸值为10～100mgKOH/g、羟值为50～150mgKOH/g的(甲基)丙烯酸共聚物构成的成形体。

Description

研磨布和半导体装置的制造方法
技术领域
本发明涉及研磨布和半导体装置的制造方法。
背景技术
以往，半导体装置的制造过程中具有对半导体基板(例如半导体晶片)进行镜面加工的工序，用于在半导体晶片形成隐埋绝缘膜(埋入元件分离区域)的绝缘膜的反复腐蚀工序，或用于形成埋入配线的金属膜的反复腐蚀工序。这些工序由使用研磨布的化学机械研磨来完成。
众所周知，前述研磨布是由硬质发泡聚氨酯或硬质发泡聚氨酯和聚氨酯无纺布双层结构构成的表面具有微细凹凸的结构的研磨布。这种研磨布适用于例如将绝缘膜堆积在开有槽的半导体晶片上，研磨该绝缘膜，形成隐埋绝缘膜(元件分离区域)。即，半导体晶片由夹具固定，使该作为研磨面的绝缘膜与前述研磨部对置。通过一边由供给管将含研磨磨粒的研磨浆料供给至研磨布，一边利用前述夹具使前述半导体晶片向前述研磨布施加所需的荷重，而且使前述夹具和前述研磨布同方向旋转，研磨前述半导体晶片上的绝缘膜。
在前述研磨中，将前述研磨浆料中的例如约0.2μm的研磨磨粒填充到研磨布的开放气孔(通常直径为40～50μm)中，均匀分散于前述研磨布和前述半导体晶片的绝缘膜之间。此外，在开放气孔间的研磨布部分也具有研磨磨粒。由此，对前述半导体晶片的绝缘膜进行机械研磨。
但是，在长时间连续进行研磨的过程中，研磨磨粒蓄积于开放气孔，存在于开放气孔间的研磨布部分的研磨磨粒增大。即，研磨磨粒的研磨力增大。其结果是导致研磨速度高于研磨初期，即所谓的研磨性能发生变化。
以往，如前所述研磨性能发生变化的研磨布要使用修整装置进行再生处理，该修整装置具有多个金刚石粒子电沉积于金属制的基材上的结构的修整工具。但是，这种修整在每一次研磨被研磨构件后都必须进行，因此研磨操作变得异常复杂。此外，由于受到在修整过程中从修整工具脱落的金刚石粒子的影响，研磨时被研磨构件表面可能会发生损伤。
另一方面，在日本专利特开2001-179607的发明中记载了无需修整就能获得较好的研磨特性的研磨垫。该研磨垫以由研磨前的修整形成的表面凹凸轮廓为基准，研磨1片附有氧化膜的硅片后的中心线平均粗糙度Ra值的变化量在0.2μm以下，例如由液状酚醛树脂或使聚乙烯基吡咯烷酮分散于聚甲基丙烯酸甲酯所形成的树脂构成。
但是，前述发明的研磨垫并没有记载与控制Ra值的变化量相关的具体材料，而且存在研磨速度变慢的问题。
在日本专利特开2001-291685的发明中记载了很少在作为被研磨构件的氧化膜产生擦痕等损伤的研磨特性优良的研磨垫。该研磨垫具有橡胶这类高分子微小成分分散于丙烯酸共聚物这类丙烯酸系树脂的结构。
但是，由于在前述发明的研磨垫的表面存在开放气孔，因此存在长时间研磨时，研磨磨粒蓄积于开放气孔，研磨性能发生变化的问题。
在日本专利特开2002-190460的发明中，记载了无需修整就能够长时间发挥稳定的研磨特性的研磨布。该研磨布具有含例如甲硅烷基酯及羧酸的乙烯醚加成物这类由水性溶剂水解的高分子材料的研磨层。
发明内容
本发明的目的是提供无需进行修整处理，就能长时间发挥稳定的研磨性能，而且还能实现研磨速度提高的研磨布。
本发明的另一目的是提供能够在半导体基板的槽内稳定地形成高精度的隐埋绝缘膜构成的元件分离区域的半导体装置的制造方法。
本发明提供能够在半导体基板上稳定地形成表面被平坦化的层间绝缘膜的半导体装置的制造方法。
本发明提供能够在半导体基板上的绝缘膜中，在选自槽和开口部的至少1种的埋入用构件稳定地形成高精度的埋入配线层这类导电构件的半导体装置的制造方法。
本发明提供用于化学机械研磨的研磨布，该研磨布具有由酸值为10～100mgKOH/g、羟值为50～150mgKOH/g的(甲基)丙烯酸共聚物构成的成形体。
本发明提供包含以下工序的半导体装置的制造方法，这些工序为在半导体基板形成槽的工序；在含有前述槽的前述半导体基板上形成绝缘膜的工序；通过将前述半导体基板的绝缘膜按压在具有由酸值为10～100mgKOH/g、羟值为50～150mgKOH/g的(甲基)丙烯酸共聚物构成的成形体的研磨布上，并使它们旋转，同时向前述研磨布供给含研磨磨粒的研磨浆料进行研磨，使绝缘膜残存于前述槽内，形成埋入元件分离区域的工序。
本发明提供包含以下工序的半导体装置的制造方法，这些工序为在半导体基板上的凹凸图案形成层间绝缘膜的工序；将前述半导体基板的层间绝缘膜按压在具有由酸值为10～100mgKOH/g、羟值为50～150mgKOH/g的(甲基)丙烯酸共聚物构成的成形体的研磨布上，并使它们旋转，同时向前述研磨布供给含研磨磨粒的研磨浆料，研磨前述层间绝缘膜的工序。
本发明提供包含以下工序的半导体装置的制造方法，这些工序为在半导体基板上形成绝缘膜的工序；在前述绝缘膜形成选自相当于配线层的形状的槽和相当于通路填充层(ビァフィル)的形状的开口部的至少1种埋入用构件的工序；在含前述埋入用构件的内面的前述绝缘膜上形成导电材料膜的工序；通过将前述半导体基板的配线材料膜按压在具有由酸值为10～100mgKOH/g、羟值为50～150mgKOH/g的(甲基)丙烯酸共聚物构成的成形体的研磨布上，并使它们旋转，同时向前述研磨布供给含研磨磨粒的研磨浆料进行研磨，使导电材料膜残存于前述埋入用构件内，形成选自配线层和通路填充层的至少1种导电构件的工序。
附图说明
图1为本发明的一种研磨布的示意图。
图2为本发明的另一研磨布的示意图。
图3为装入了本发明的研磨布的一种研磨装置的示意图。
图4为表示实施例1的3种(甲基)丙烯酸共聚物在离子交换水中的溶解性的评价结果的图。
图5为表示实施例2的3种(甲基)丙烯酸共聚物在氢氧化钾水溶液中的溶解性的评价结果的图。
图6为表示实施例3的各种研磨布的初期研磨速度的图。
图7为表示实施例4的各种研磨布的研磨时间和研磨速度的关系的图。
图8A～图8D为本发明实施例5的半导体装置的制造工序的截面图。
图9A～图9C为本发明实施例6的半导体装置的制造工序的截面图。
图10A～图10C为本发明实施例7的半导体装置的制造工序的截面图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细说明。
实施方式1
实施方式1的研磨布是用于化学机械研磨的研磨布，具有酸值为10～100mgKOH/g、羟值为50～150mgKOH/g的(甲基)丙烯酸共聚物构成的成形体。
这里，酸值和羟值按照JIS K0070所规定的方法测定。
(甲基)丙烯酸共聚物是指丙烯酸和/或甲基丙烯酸共聚物。
前述(甲基)丙烯酸共聚物的酸值影响和含研磨磨粒的研磨浆料接触时的膨润性，羟值影响前述浆料在水中的浸润性。通过将前述(甲基)丙烯酸共聚物的酸值和羟值分别控制在前述规定范围内，可以利用酸值和羟值的均衡，在受到存在含研磨磨粒的浆料下的摩擦力时，显示出适度的自我崩解性。因此能够实现研磨速度的稳定化和研磨速度的提高。
特别是如果前述酸值未满10mgKOH/g，则研磨浆料存在下的研磨布表面的膨润性低，不能获得适度的自我崩解性。因此有可能会降低研磨速度的稳定性。另一方面，如果前述酸值超过100mgKOH/g，则研磨浆料存在下的研磨布表面的膨润性过高，研磨布表面的硬度降低，因此可能会使初期的研磨速度降低。此外，由于自我崩解性过高，因此有可能会降低研磨速度的稳定性。
前述(甲基)丙烯酸共聚物通过含有羧基的α、β-不饱和单体和含有羟基的α、β-不饱和单体与其它α、β-不饱和单体共聚而获得。这里所采用的含有羧基的α、β-不饱和单体可例举丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、中康酸、柠康酸、马来酸、富马酸等。前述含有羧基的α、β-不饱和单体较好为丙烯酸、甲基丙烯酸，特好为甲基丙烯酸。含有羟基的α、β-不饱和单体可例举丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸聚烷二醇酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸聚烷二醇酯等。前述含有羟基的α、β-不饱和单体较好为丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯，特好为甲基丙烯酸2-羟乙酯。这些含有羧基的α、β-不饱和单体和含有羟基的α、β-不饱和单体可以分别使用1种或2种以上。
具体来讲就是前述(甲基)丙烯酸共聚物较好为显示酸值的基为基于(甲基)丙烯酸的构成单元，显示羟值的基为基于(甲基)丙烯酸羟基烷基酯的构成单元的由下述通式(I)表示的共聚物。
Figure C20041009565300121
式中的R1、R2、R3分别独立地表示氢原子或甲基，R4表示碳原子数为2～4的直链状或支链状亚烷基，R5表示碳原子数为1～18的直链状或支链状烷基。l、m、n表示基于各单体的构成单元的重量％，且l、m、n为按照使共聚物的酸值为10～100mgKOH/g、羟值为50～150mgKOH/g的要求而分别选择的数值。各构成单元可以是1种或2种以上。
此外，在前述通式(I)中，作为(甲基)丙烯酸共聚物的构成单元的(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羟基烷基酯和(甲基)丙烯酸烷基酯的排列并不限于前述通式(I)，各个构成单元可以互相替换。
前述(甲基)丙烯酸共聚物更好为由下述通式(II)表示的共聚物。
Figure C20041009565300122
式中的R表示烷基。l、m、n表示基于各单体的构成单元的重量％，且l、m、n为按照使共聚物的酸值为10～100mgKOH/g、羟值为50～150mgKOH/g的要求而分别选择的数值。具有R的基于(甲基)丙烯酸烷基酯的构成单元可以是1种或2种以上。
此外，在前述通式(II)中，作为(甲基)丙烯酸共聚物的构成单元的(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯和(甲基)丙烯酸烷基酯的排列并不限于前述通式(II)，各个构成单元可以互相替换。
作为前述通式(I)、(II)的R5和R被导入的烷基的碳原子数较好为1～18，更好为1～6。该烷基的具体示例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、正戊基、正己基、环己基、正辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、硬脂酰基等，其中较好的是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、正戊基、正己基、环己基。含有这些烷基的α、β-不饱和单体可以使用1种或2种以上。
较好的是前述(甲基)丙烯酸共聚物具有40,000～1,000,000的重均分子量。如果(甲基)丙烯酸共聚物的重均分子量未满40,000，则可能会使其成形体的机械强度降低。如果(甲基)丙烯酸共聚物的重均分子量超过1,000,000，则流动性变差，可能会破坏成形性。
前述(甲基)丙烯酸共聚物可以在乙烯基聚合引发剂的存在下，按照常规方法，通过溶液聚合、本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合等各种方法聚合而得。该乙烯基聚合引发剂可采用2，2’-偶氮二异丁腈、2，2’-偶氮二-2-甲基丁腈、2，2’-偶氮二-2，4-二甲基戊腈、三苯甲基偶氮苯等偶氮化合物，过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酸叔丁酯、叔丁基过氧异丙烯碳酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯、叔己基过氧化新戊酸酯、叔己基过氧化-2-乙基己酸酯等过氧化物。
具体来说，本实施方式的研磨布具有图1或图2所示的结构。图1所示的研磨布1具有将由前述(甲基)丙烯酸共聚物成形制得的成形体2固定于可旋转的底板(转台)3上的结构。图2所示的研磨布1具有将由前述(甲基)丙烯酸共聚物成形制得的成形体2隔着例如橡胶层等缓冲材料层4固定于可旋转的底板3上的结构。
特别是和缓冲材料层形成了双层结构的图2所示的研磨布对晶片的表面起伏的随动性优良，能够进行均一的研磨，因此比较理想。对这种缓冲材料层没有特别的限制，例如可以使用无纺布类的研磨垫(例如ロデ-ル公司制Suba-400及Suba-800等)、橡胶、弹性发泡体等。
研磨布可以由前述(甲基)丙烯酸共聚物，采用例如将(甲基)丙烯酸共聚物浇注于由金属等各种材料形成的基材上的方法，或利用加压成形及注射成形等进行成形的方法制得。特别是由于(甲基)丙烯酸共聚物的成形加工性良好，因此能够用加压成形及注射成形等成形方法制得研磨布。
可以在这种结构的研磨布的表面进行槽(例如格子状的槽)、孔等的加工。通过这种槽、孔的加工，能够供给新的研磨浆料、提高流动性、排出旧的研磨浆料和研磨废屑。对前述槽、孔的加工方法没有特别的限制，例如有用NCRouter(数控镂铣机)等进行切削加工的方法；用热压等将槽整体成形的方法；用具有槽状的金属模进行加压成形及注射成形，在制造(甲基)丙烯酸共聚物的成形体的同时形成槽的方法；用钻头等形成孔的方法等。
参照图3说明装入本实施方式的研磨布的研磨装置的一个实例。
研磨布1具有将通过注射成形等由前述(甲基)丙烯酸共聚物成形制得的成形体2隔着例如橡胶层等缓冲材料层4固定于可旋转的底板3上的结构。用于供给含有研磨磨粒和水、根据需要还含有表面活性剂、分散剂的研磨浆料的供给管5配置在前述研磨布1的上方。将上面有支轴6的夹具7配置在研磨布1的上方，使其可上下自由移动，并且可自由转动。
前述研磨浆料中所含的研磨磨粒可以使用例如选自氧化铈、氧化锰、二氧化硅、氧化铝和氧化锆中的至少1种。
前述研磨浆料中所含的表面活性剂可例举聚乙二醇烷基苯基醚、聚乙二醇烷基醚、聚乙二醇脂肪酸酯等非离子型表面活性剂；咪唑鎓盐甜菜碱等两性离子型表面活性剂；十二烷基硫酸钠等阴离子型表面活性剂；硬脂酰三甲基氯化铵等阳离子型表面活性剂。
以下说明采用具有前述研磨布的研磨装置进行的研磨处理。
首先，用夹具7固定被研磨构件(例如基板)8，使其被研磨面与研磨布1的(甲基)丙烯酸共聚物的成形体2对置。然后，一边由供给管5供给含研磨磨粒和水的研磨用浆料，一边利用支轴6使前述被研磨构件8向前述研磨布1施加所需的荷重，并且使前述夹具7和研磨布1的底板同方向旋转。这时，前述被研磨构件8的被研磨面主要被供给到该被研磨构件8和前述研磨布1之间的研磨用浆料中的研磨磨粒研磨。
以上，实施方式1的研磨布具有由酸值为10～100mgKOH/g、羟值为50～150mgKOH/g的(甲基)丙烯酸共聚物构成的成形体，该成形体具有几乎不溶于水、微溶于研磨浆料所用的氢氧化钾水溶液、在和水接触的表面形成膨润层的性质。
一边将被研磨构件按压在这种结构的研磨布(经过初期修整在表面形成了微细凹凸的研磨布)上使它们旋转，一边供给含研磨磨粒和水的研磨浆料，使前述研磨布的凹部持有研磨浆料中的研磨磨粒，主要由该研磨磨粒研磨前述被研磨构件的研磨面。此外，在前述研磨布的表面形成膨润层。这时，前述研磨布受到前述被研磨构件和前述研磨磨粒的摩擦力。因此，该表面的膨润层被削去。研磨布的膨润层被削去时，该研磨布表面所持有的旧的研磨磨粒和研磨废屑随膨润层一起从研磨布排出。其结果是，前述研磨布上不会残存旧的研磨磨粒和研磨废屑，能够一直保持来自研磨浆料的新的研磨磨粒。由此能够获得该研磨磨粒对前述被研磨构件的高研磨性，并实现研磨速度的稳定化。因此虽然需进行初期修整，但在其后长时间使用过程中无需进行修整，即无需修整就能够研磨被研磨构件。
研磨布如果采用由前述式(I)表示的分别以(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羟基烷基酯和(甲基)丙烯酸烷基酯为构成单元的(甲基)丙烯酸共聚物构成的成形体，则能够获得对被研磨构件的高研磨性，并且能够实现优良的研磨速度的稳定化。
此外，如果研磨布采用由前述式(II)表示的分别以(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羟基烷基酯和(甲基)丙烯酸烷基酯为构成单元的(甲基)丙烯酸共聚物构成的成形体，则能够获得对被研磨构件的高研磨性，并且能够实现更优良的研磨速度的稳定化。
如果研磨布使用形成有槽、例如格子状的槽的成形体，则在前述研磨时，能够从研磨布顺利地排出不需要的研磨磨粒和研磨废屑。
如果研磨布形成如前述图2所示的将(甲基)丙烯酸共聚物构成的成形体2隔着缓冲材料层4固定于底板3的结构，则在研磨时能够利用缓冲材料层4的缓冲作用，对被研磨构件进行柔性研磨。
实施方式2
以下，说明实施方式2的具有浅槽形型元件分离(ST1)区域的半导体装置的制造方法。
(工序1)
在半导体基板表面形成缓冲氧化膜后，形成具有被开口成元件分离区域的形状的孔的掩蔽材料。然后，对从掩蔽材料露出的前述缓冲氧化膜和其下的半导体基板进行例如反应性离子腐蚀(RIE)这类各向异性腐蚀，在前述半导体基板形成槽。接着，在含有前述槽的前述掩蔽材料的整个面形成厚度大于该槽的深度的绝缘膜。
前述掩蔽材料可以通过例如在前述缓冲氧化膜上堆积氮化硅膜(SiN膜)，在该氮化硅膜上形成抗蚀图形，以此为掩膜，有选择性地腐蚀前述氮化硅膜而形成。
前述绝缘膜例如可采用SiO2膜、TEOS膜等。
(工序2)
将前述半导体基板的绝缘膜按压在前述实施方式1的研磨布上，使它们旋转，同时向该研磨布供给含有研磨磨粒的浆料，对前述绝缘膜进行化学机械研磨(CMP)处理直到前述掩蔽材料表面露出，将绝缘材料埋入前述槽和前述缓冲氧化膜、掩蔽材料的孔内。接着，除去前述掩蔽材料和缓冲氧化膜，形成前述槽中埋入了绝缘材料的浅槽型元件分离(STI)区域。此外，在所形成的STI区域的表面从半导体表面突出的情况下，可以在除去该掩蔽材料和缓冲氧化膜之前，对前述绝缘材料进行腐蚀处理，仅除去位于前述缓冲氧化膜、掩蔽材料的孔中的绝缘材料。
前述研磨磨粒例如可以采用氧化铈、二氧化硅。
以上采用实施方式2，使用前述无需修整就具有稳定的研磨性能的研磨布通过简便的操作对前述绝缘膜进行研磨，能够大批量地制造形成有STI区域的半导体装置。
实施方式3
以下，说明实施方式3的具有平坦化的层间绝缘层的半导体装置的制造方法。
(工序1)
在形成有扩散层等元件的半导体基板上形成配置于凹凸图案、例如栅绝缘膜的栅电极。接着，在该凹凸图案形成层间绝缘膜(第1层的层间绝缘膜)。这时，前述栅电极的凹凸形状被复制到前述第1层的层间绝缘膜上，使其表面形成凹凸形状。
前述栅电极材料可以采用例如多晶硅或W、Mo、Ti等高熔点金属，或这些高熔点金属的硅化物等。
前述第1层的层间绝缘膜可以采用例如由硅烷系气体、TEOS系气体形成的硅氧化膜，添加硼的玻璃膜(BPSG膜)，添加磷的玻璃膜(PSG)这类无机质绝缘膜。
(工序2)
将前述半导体基板的第1层的层间绝缘膜按压在前述实施方式1的研磨布上，使它们旋转，同时向该研磨布含有供给研磨磨粒的浆料，对前述第1层的层间绝缘层的表层进行化学机械研磨处理(CMP)，使前述第1层的层间绝缘膜的表面平坦化。
前述研磨磨粒和前述实施方式2同样，可以采用例如氧化铈，二氧化硅。
以上采用实施方式3，使用前述无需修整就具有稳定的研磨性能的研磨布通过简便的操作对前述第1层的层间绝缘层进行研磨，能够使其表面平坦化。因此，能够大批量地制造在其后的图案形成工序中可实现高精度化、微细化的半导体装置。
此外，在前述实施方式3中，凹凸图案并不限于隔着栅绝缘膜形成在半导体基板上的栅电极，例如可以是形成于半导体基板上的第1层的层间绝缘膜的配线层。这种情况下，由于在含有配线层的第1层的层间绝缘膜形成第2层的层间绝缘膜，所以其表面会印有前述配线层的凹凸形状。因此，对前述2层的层间绝缘膜采用CMP处理，使其表面平坦化。
实施方式4
接着，说明实施方式4的具有埋入配线的半导体装置的制造方法。
(工序1)
在半导体基板上形成绝缘膜。在该绝缘膜形成选自凹部和开口部中的至少1种的埋入用构件，在包含该埋入用构件的整个面由铜或铜合金形成导电材料膜。
前述绝缘膜可以采用例如由硅烷系气体、TEOS系气体形成的硅氧化膜，添加硼的玻璃膜(BPSG膜)，添加磷的玻璃膜(PSG)这类无机质绝缘膜，含氟的低介电常数的绝缘膜，有机系膜或多孔质膜这类Low-k膜。在该绝缘膜上形成配线材料膜之前，可以先被覆由氮化硅、碳、氧化铝、氮化硼、金刚石等形成的研磨抑制膜。
前述导电材料可例举铜系金属、钨。铜系金属可以采用铜(Cu)或Cu-Si合金、Cu-Al合金、Cu-Si-Al合金、Cu-Ag合金这类铜合金(Cu合金)等。
前述导电材料膜例如通过溅射蒸镀、真空蒸镀或电镀等形成。
在前述半导体基板上的含有埋入用构件的前述绝缘膜形成铜系金属的导电材料膜的情况下，可以在形成该导电材料膜前，先形成导电性阻挡层。通过在含有前述埋入用构件的前述绝缘膜形成这种导电性阻挡层，能够利用导电材料膜形成后的后述研磨处理，在前述导电性阻挡层所包围的前述埋入用构件形成选自配线层和通路填充层的至少1种的埋入导电材料构件。其结果是，可以利用前述导电性阻挡层阻止作为导电构件的铜系金属扩散到前述绝缘膜中，防止半导体基板受到铜的污染。
前述导电性阻挡层由例如选自TiN、Ti、Nb、W、WN、TaN、TaSiN、Ta、Co、Zr、ZrN和CuTa合金中的1层或2层以上构成。这种导电性阻挡层最好具有15～50nm的厚度。
(工序2)
将前述基板的导电材料膜按压在前述实施方式1的研磨布上，使它们旋转，同时向该研磨布供给研磨磨粒，对前述导电材料膜进行化学机械研磨(CMP)处理直到前述绝缘膜表面露出，将前述导电材料埋入埋入用构件内，形成例如由铜或铜合金构成的埋入配线层这类埋入导电构件。
在前述导电材料为铜系金属的情况下，前述研磨浆料中的研磨磨粒采用二氧化硅粒子、氧化铝粒子。在前述导电材料为钨的情况下，前述研磨磨粒采用二氧化硅粒子、氧化铝粒子。
前述导电材料为钨的情况下，在研磨浆料中还可以含有硝酸铁。
前述导电材料为铜系金属的情况下，在研磨浆料中还可以含有水溶性的有机酸(第1有机酸)和氧化剂，该第1有机酸和铜反应，生成实际不溶于水且在机械性能上比铜脆弱的铜配位化合物。
前述第1有机酸可例举2-喹啉羧酸、2-吡啶羧酸、2，6-吡啶二羧酸等。
在前述研磨浆料中，较好含有0.1重量％以上的前述第1有机酸。前述第1有机酸的含量如果未满0.1重量％，则难以在Cu或Cu合金的表面充分生成机械性能比铜脆弱的铜配位化合物。其结果是，在研磨时难以充分提高Cu或Cu合金的研磨速度。前述第1有机酸的含量更好为0.3～1.2重量％。
前述氧化剂具有在使前述研磨浆料和铜或铜合金接触时生成铜的水合物的作用。这种氧化剂可以采用例如过氧化氢(H2O2)、次氯酸钠(NaClO)这类氧化剂。
在前述研磨浆料中，前述氧化剂相对于前述第1有机酸以重量比计较好含有10倍以上。如果以重量比计，前述氧化剂的含量未满前述第1有机酸的10倍，则难以充分促进在Cu或Cu合金的表面生成铜配位化合物。前述氧化剂的含量相对于前述第1有机酸以重量比计更好为30倍以上，最好为50倍以上。
前述铜系金属用研磨浆料中可以含有分别具有一个以上的羧基和羟基的有机酸(第2有机酸)。
前述第2有机酸具有促进利用前述氧化剂生成铜的水合物的作用。这种第2有机酸可例举乳酸、酒石酸、苦杏仁酸和苹果酸等，可以使用1种或2种以上的混合物。其中，效果特别好的是乳酸。
在前述研磨浆料中，前述第2有机酸较好含有前述第1有机酸的20～250重量％。如果第2有机酸的含量未满20重量％，则难以充分发挥促进利用前述氧化剂生成铜的水合物的作用。而如果第2有机酸的含量超过250重量％，则会腐蚀由铜或铜合金构成的导电材料膜，可能无法形成图形。前述第2有机酸的含量更好为前述第1有机酸的40～200重量％。
以上采用实施方式4，利用具备前述无需修整就能具有稳定的研磨性能的研磨布的研磨装置，通过简便的操作对前述导电材料膜进行研磨，能够大批量地制造具有目标膜厚的配线层这类导电构件形成于埋入用构件的半导体装置。
以下，详细说明本发明的实施例。
合成例1和2
在具备温度计、回流冷却器、滴液管、氮气导入管、搅拌机的5口烧瓶中，首先加入下述表1所示配比组成中的溶剂，进行搅拌并导入氮气，同时升温至80℃。接着，在其中用3小时滴入下述表1所示配比组成中的共聚单体和聚合催化剂的混合液，滴液结束后在该温度下保持6小时，完成聚合。由此，获得含下述表1所示省略符号的共聚物的固形成分为40重量％的2种甲基丙烯酸共聚物溶液。
表1
Figure C20041009565300201
注：表1中的原料的省略符号如下所述。
PGM：丙二醇一甲醚，PMAc：丙二醇一甲醚乙酸酯，
MAA：甲基丙烯酸，HEMA：甲基丙烯酸2-羟乙酯，
MMA：甲基丙烯酸甲酯，BMA：甲基丙烯酸正丁酯，
AIBN：2，2’-偶氮二异丁腈。
比较合成例1
在具备温度计、回流冷却器、滴液管、氮气导入管、搅拌机的5口烧瓶中，加入298.2重量份丙二醇一甲醚、298.2重量份丙二醇一甲醚乙酸酯，进行搅拌并导入氮气，同时升温至80℃。接着，在其中用3小时滴入92.0重量份甲基丙烯酸、92.8甲基丙烯酸2-羟乙酯、12.0甲基丙烯酸甲酯、203.2重量份甲基丙烯酸正丁酯和3.6重量份聚合引发剂2，2’-偶氮二异丁腈的混合液，滴液结束后在该温度下保持6小时，完成聚合。由此获得了含具有下述表2所示酸值、羟值和重均分子量的甲基丙烯酸共聚物(R-1)的固形成分为40重量％的甲基丙烯酸共聚物溶液。
比较合成例2
在具备温度计、回流冷却器、滴液管、氮气导入管、搅拌机的5口烧瓶中，加入40.0重量份二甲苯、10.0重量份乙酸丁酯，使其升温至134℃，边搅拌边向烧瓶中滴入15.0重量份甲基丙烯酸甲酯、85.0重量份甲基丙烯酸正丁酯和1.0重量份聚合催化剂パ-ブチルI(叔丁基过氧异丙烯碳酸酯，日本油脂株式会社制商品名)的混合液，用时3小时，滴液结束后在相同温度下保持30分钟。接着，用20分钟滴入10.0重量份二甲苯、1.0重量份パ-ブチルI，再在相同温度下持续搅拌2小时，完成聚合反应。
最后，加入48.0重量份二甲苯进行稀释，获得含具有以下表2所示的重均分子量(无酸值及羟值)的甲基丙烯酸共聚物(R-2)的固形成分为50重量％的甲基丙烯酸共聚物溶液。
合成例3
在具备温度计、回流冷却器、氮气导入管、搅拌机的5口烧瓶中，加入1200.0重量份离子交换水、0.75重量份悬浮剂聚乙烯醇，充分搅拌使聚乙烯醇溶解。在该溶液中加入13.8重量份甲基丙烯酸、69.6重量份甲基丙烯酸2-羟乙酯、75.6重量份甲基丙烯酸甲酯、141.0重量份甲基丙烯酸正丁酯、8.4重量份聚合引发剂2，2’-偶氮二-2，4-二甲基戊腈的混合溶液，边导入氮气边在室温下搅拌30分钟。接着，升温至60℃，继续搅拌2小时。再升温至80℃，继续搅拌1小时，完成聚合反应。
过滤所得的悬浊液，然后进行干燥，获得了平均粒径为170μm、具有下述表2所示酸值、羟值和重均分子量的甲基丙烯酸共聚物(S-1)。
在合成例1～3和比较合成例1制得的甲基丙烯酸共聚物由下述结构式(A)表示，作为结构式(A)的构成单元的甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸正丁酯(BMA)的量(l、m、n、p)示于下述表2。此外，在比较合成例2制得的甲基丙烯酸共聚物的组成中，作为结构式(A)的构成单元的甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸正丁酯(BMA)的量(n、p)也同时示于下述表2。
表2
Figure C20041009565300211
Figure C20041009565300221
实施例1
将含有合成例1、2制得的甲基丙烯酸共聚物A-1、A-2和比较合成例1制得的甲基丙烯酸共聚物R-1的甲基丙烯酸共聚物溶液涂布于铝板(Al板)的除一端侧以外的一个面上，干燥后分别形成了厚度为100μm的甲基丙烯酸共聚物覆膜。接着，保持这些带有甲基丙烯酸共聚物覆膜的Al板的未覆膜部，浸渍在装有40℃离子交换水的容器中，同时用以200rpm速度旋转的搅拌叶片搅拌前述离子交换水。将这种带有甲基丙烯酸共聚物覆膜的Al板在离子交换水中浸渍240分钟，调查0分钟、60分钟、120分钟、180分钟和240分钟后的甲基丙烯酸共聚物覆膜的重量变化。即，测定刚涂布、干燥后的带有甲基丙烯酸共聚物覆膜的Al板的重量和经过各浸渍时间后的该Al板的重量(干燥重量)，由其测定差求得甲基丙烯酸共聚物覆膜的重量变化。其结果示于图4。重量变化呈减小的趋势时，说明甲基丙烯酸共聚物覆膜溶出到离子交换水中。
由图4可看出，在合成例1、2制得的甲基丙烯酸共聚物A-1、A-2和在比较合成例1制得的甲基丙烯酸共聚物R-1，即使在离子交换水中浸渍240分钟，也几乎不溶解。
实施例2
保持和实施例1同样的3种带有甲基丙烯酸共聚物覆膜的Al板的未覆膜部，浸渍在装有40℃氢氧化钾水溶液(KOH水溶液：pH＝11)的容器中，同时用以200rpm速度旋转的搅拌叶片搅拌前述KOH水溶液。将氢氧化钾水溶液用作研磨浆料的溶液。将这种带有甲基丙烯酸共聚物覆膜的Al板在KOH水溶液中浸渍240分钟，调查0分钟、60分钟、120分钟、180分钟和240分钟后的甲基丙烯酸共聚物覆膜的重量变化。即，测定刚涂布、干燥后的带有甲基丙烯酸共聚物覆膜的Al板的重量和经过各浸渍时间后的该Al板的重量(干燥重量)，由其测定差求得甲基丙烯酸共聚物覆膜的重量变化。其结果示于图5。重量变化呈减小的趋势时，说明甲基丙烯酸共聚物覆膜溶出到KOH水溶液中。
由图5可看出，在合成例1制得的酸值为30mgKOH/g的甲基丙烯酸共聚物A-1即使在KOH水溶液中浸渍240分钟，也几乎不溶解。但在合成例2制得的酸值为70mgKOH/g的甲基丙烯酸共聚物A-2微溶于KOH水溶液。
与此相对应，在比较合成例1制得的酸值超过100mgKOH/g的R-1的甲基丙烯酸共聚物浸渍在KOH水溶液后，在经过60分钟之前就已经有相当的量溶解于该水溶液中了。
该实施例1、2的结果表明，酸值为10～100mgKOH/g的本发明的甲基丙烯酸共聚物基本不溶于研磨浆料中的水(离子交换水)中，且只微溶于例如分散二氧化硅微粉末的研磨浆料所用的氢氧化钾水溶液，显示出在研磨浆料的存在下，仅在受到摩擦力时才被磨削的性质。
实施例3
使1重量％的平均粒径为0.2μm的氧化铈磨粒分散于纯水中，调制研磨浆料。
在ロデ-ル公司商品名Suba-400(无纺布类的软质研磨垫)的研磨表面涂布合成例1、2和比较合成例1制得的甲基丙烯酸共聚物A-1、A-2和R-1，将其干燥，形成厚度约500μm的研磨层，制成在缓冲材料层上具有研磨层的双层研磨布。将该研磨布装入ムサシ工业公司制商品名MA200的研磨装置中，用具有修整工具的修整装置对前述研磨布的成形体进行了修整。
接着，准备形成有硅氧化膜的20mm见方的硅片。然后，将前述硅片固定在前述研磨装置的夹具上，使其氧化膜与研磨布对置。利用前述夹具的支轴使前述硅片向研磨布施加约400g/cm2的荷重，分别以150rpm、112rpm的速度使前述底板和夹具同方向旋转，同时以10ml/分钟的速度由供给管向前述研磨布供给前述研磨浆料，研磨前述硅片表面的硅氧化膜。
此外，作为以往例1，除了使用硬质发泡聚氨酯(ロデ-ル公司制商品；IC1000)作为装入前述研磨装置的研磨布，并用修整装置对其进行修整以外，其它条件与前述相同，对前述硅片表面的硅氧化膜进行了研磨。
测定装入前述4种研磨布的研磨装置对硅氧化膜进行研磨的初期的研磨速度。其结果示于图6。
图6表明具有酸值为10～100mgKOH/g的甲基丙烯酸共聚物(合成例1、2的甲基丙烯酸共聚物A-1和A-2)的成形体的本发明的研磨布，其研磨速度都高于具有酸值超过100mgKOH/g的甲基丙烯酸共聚物(比较合成例1的甲基丙烯酸共聚物R-1)的成形体的参考例的研磨布。具有酸值为70mgKOH/g的甲基丙烯酸共聚物(合成例2的甲基丙烯酸共聚物A-2)的成形体的本发明的研磨布显示出和以往例1的IC-1000的研磨布同等的研磨速度，具有酸值为30mgKOH/g的甲基丙烯酸共聚物(合成例1的甲基丙烯酸共聚物A-1)的成形体的本发明的研磨布显示出大大高于以往例1的IC-1000的研磨布的研磨速度。
实施例4
在前述实施例3的装入了4种研磨布的研磨装置对硅氧化膜进行研磨的过程中，测定了研磨时间和硅氧化膜的研磨速度。其结果示于图7。
图7表明，具有酸值超过100mgKOH/g的甲基丙烯酸共聚物(比较合成例1的甲基丙烯酸共聚物R-1)的成形体的参考例的研磨布不仅初期研磨速度低，而且随着研磨时间的增加研磨速度下降，经过60分钟后，相对初期研磨速度，研磨速度下降约60％，即研磨速度发生变化。
以往例1的硬质发泡聚氨酯(IC-1000)的研磨布随着研磨时间的增加，研磨速度上升，在经过60分钟后，相对初期研磨速度，研磨速度上升30％。
与此相对应，具有酸值为70mgKOH/g的甲基丙烯酸共聚物(合成例2的甲基丙烯酸共聚物A-2)的成形体的本发明的研磨布从研磨初期经过60分钟后，研磨速度无变化，显示出非常稳定的研磨速度。
具有酸值为30mgKOH/g的甲基丙烯酸共聚物(合成例1的甲基丙烯酸共聚物A-1)的成形体的本发明的研磨布与以往的IC-1000的研磨布相比，研磨速度非常快，虽然随着时间的增加研磨速度稍有上下浮动，但经过60分钟后，相对于初期研磨速度，研磨速度只上升了约16％，显示出稳定的研磨速度。
此外，作为以往例2，将含比较合成例2制得的无酸值和羟值的甲基丙烯酸共聚物R-2的甲基丙烯酸共聚物溶液涂布于Suba400的研磨表面，使其干燥，形成厚度500μm的研磨层，制成在缓冲材料层上具有研磨层的双层研磨布。将该研磨布装入与实施例3同样的研磨装置中，进行修整后，用于和实施例3相同的带硅氧化膜的硅片的研磨，测定研磨时间和硅氧化膜的研磨速度。其结果是，含有无酸值和羟值的甲基丙烯酸共聚物R-2的以往例2的研磨布虽然显示出稳定的研磨速度，但初期研磨速度低，为40nm/分。
实施例5
使1重量％的平均粒径为0.2μm的氧化铈磨粒分散于纯水中，调制研磨浆料。
将在合成例3制得的甲基丙烯酸共聚物S-1注射成形，制成直径60cm、厚3mm的圆板状成形体。用双面胶带将该圆板状成形体贴合在ロデ-ル公司制Suba-400上，对其表面进行加工，形成宽2mm、深1mm、间距15mm的格子状的槽，制成双层结构的研磨垫。将该研磨垫装入前述图3所示的研磨装置中，用具有修整工具的修整装置对前述研磨布的成形体进行修整。
接着，如图8A所示，氧化8英寸的硅片21的表面，形成厚度约10nm的缓冲氧化膜22。其后，用CVD法在其整个面堆积了厚度200nm的氮化硅膜23。
然后，如图8B所示，在氮化硅膜上形成相当于元件分离区域的位置被开口的抗蚀图形(未图示)。以该抗蚀图形为掩膜有选择地腐蚀前述氮化硅膜，形成了由氮化硅构成的掩蔽材料24。剥离、除去前述抗蚀图形后，利用前述掩蔽材料24，对露出的前述缓冲氧化膜22以及硅片21进行例如反应性离子腐蚀这类各向异性腐蚀形成槽25。接着，如图8C所示，采用CVD法在包含前述槽25的前述掩蔽材料24的整个面堆积厚度大于槽25的深度的SiO2膜26。
接着，用装入了具有前述甲基丙烯酸共聚物S-1的成形体的研磨布的图3所示的研磨装置，将前述堆积有SiO2膜26的硅片21倒转固定在夹具7上，使该SiO2膜26与研磨布1侧对置，利用支轴6使前述硅片21向研磨布1施加约400gf/cm2的荷重，分别以100rpm、107rpm的速度使前述研磨布1的底板3和夹具7同方向旋转，同时以190ml/分钟的速度由供给管5向前述研磨布1供给前述研磨浆料，对SiO2膜26进行CMP处理，直到除前述槽25以外的前述掩蔽材料24表面露出。通过该处理，使SiO2膜26残存于前述槽25和前述缓冲氧化膜22、掩蔽材料24的孔内。其后，除去前述掩蔽材料24和缓冲氧化膜22，如图8D所示，形成在前述槽25内埋有SiO2的浅槽型元件分离(STI)区域27。
对40片研磨程度相当的硅片21连续进行了这种CMP处理，结果是能够在全部的硅片21稳定地形成良好的浅槽型元件分离(STI)区域27。
实施例6
如图9A所示，用CVD法在表面形成有未图示的源极、漏极等扩散层的硅片31上堆积例如厚度为1000nm的SiO2膜(第1层的层间绝缘膜)32。
接着，如图9B所示，在第1层的层间绝缘膜32上形成Al-Si合金膜，在该Al-Si合金膜形成了抗蚀图形(未图示)。以该抗蚀图形为掩膜，对前述Al-Si合金膜进行例如反应性离子腐蚀这类各向异性腐蚀，形成配线层33。接着，利用CVD法在包含前述配线层33的前述第1层的层间绝缘膜32的整个面堆积例如厚度为1200nm的SiO2膜(第2层的层间绝缘膜)34。这时，前述配线层33的凹凸形状被复制到第2层的层间绝缘膜34上，使其表面呈凹凸状。
接着，使用装入了具有前述甲基丙烯酸共聚物S-1的成形体的研磨布的图3所示的研磨装置，将堆积有前述第2层的层间绝缘膜34的硅片31倒转保持在夹具7上，使该第2层的层间绝缘膜34与研磨布1侧对置。利用支轴6使前述硅片31向研磨布1施加约400gf/cm2的荷重，分别以100rpm、107rpm的速度使前述研磨布1的底板3和夹具7同方向旋转，同时以190ml/分钟的速度由供给管5向前述研磨布1供给前述研磨浆料，对前述第2层的层间绝缘膜34表层进行CMP处理。通过该处理，如图9C所示，第2层的层间绝缘膜34表面平坦化。
对40片研磨程度相当的硅片31连续进行了这种CMP处理，结果是能够稳定地将全部的硅片31上的第2层的层间绝缘层34表面平坦化。
实施例7
首先，用3.6重量％胶体二氧化硅、1.1重量％胶体氧化铝、0.6重量％2-喹啉羧酸、0.35重量％乳酸、1.8重量％十二烷基硫酸铵、3.9重量％过氧化氢、0.5重量％羟乙基纤维素和余分的水配制出研磨浆料。
接着，如图10A所示，用CVD法在表面形成有未图示的源极、漏极等扩散层的硅片41上堆积作为层间绝缘膜的例如厚度为1000nm的SiO2膜42。然后，利用光刻技术在前述SiO2膜42上形成具有相当于配线层的形状的多个槽43，该槽宽100μm、深0.8μm。其后，如图10B所示，利用溅射蒸镀在包含前述槽43的前述SiO2膜42上依次形成厚度15nm的由TiN构成的阻挡层44和厚度1.6μm的Cu膜45。
接着，使用装入了具有前述甲基丙烯酸共聚物S-1的成形体的研磨布的和实施例5相同的图3所示的研磨装置，将形成了前述Cu膜45的硅片41倒转保持在夹具7上，使该Cu膜45与前述研磨布1侧对置。利用支轴6使前述硅片41向研磨布1施加约400gf/cm2的荷重，分别以100rpm、107rpm的速度使前述研磨布1的底板4和夹具7同方向旋转，同时以50mL/分钟的速度由供给管5向前述研磨布1供给前述研磨浆料，对Cu膜45和前述阻挡层44进行CMP处理，直到除前述槽43以外的前述SiO2膜42表面露出。通过该处理，如图10C所示，形成周围由阻挡层44包围的埋入Cu配线层46，制得半导体装置。
对40片研磨程度相当的硅片41连续进行了这种CMP处理，结果是能够在全部的硅片41稳定地形成良好的埋入Cu配线层46。
如上所述，本发明能够提供无需进行修整处理，就能够长时间发挥稳定的研磨性能的研磨布。
此外，本发明能够提供可在半导体基板上稳定地形成浅槽型元件分离(STI)区域的半导体装置的制造方法。
本发明还能够提供可在半导体基板上稳定地形成表面平坦化的层间绝缘膜的半导体装置的制造方法。
本发明还能够提供可在半导体基板上的绝缘膜中，在选自槽和开口部的至少1种的埋入用构件稳定地形成高精度的埋入配线层这类导电构件的半导体装置的制造方法。
可对本发明进行各种改进和变化。因此，本发明并不仅限于上述实施方式及实施例所述的内容。各种不偏离本发明的技术思想的变形例也包括在本发明的权利要求范围内。

Claims (29)

1. 研磨布，它是用于化学机械研磨的研磨布，其特征在于，具有(甲基)丙烯酸共聚物构成的成形体，所述(甲基)丙烯酸共聚物由下述通式(I)表示，其中显示酸值的基为基于(甲基)丙烯酸的构成单元，显示羟值的基为基于(甲基)丙烯酸羟基烷基酯的构成单元，
式中的R1、R2、R3分别独立地表示氢原子或甲基，R4表示碳原子数为2～4的直链状或支链状亚烷基，R5表示碳原子数为1～6的直链状或支链状烷基，l、m、n表示基于各单体的构成单元的重量％，且l、m、n为按照使共聚物的酸值为10～100mgKOH/g、羟值为50～150mgKOH/g的要求而分别选择的数值。
2. 如权利要求1所述的研磨布，其特征在于，所述(甲基)丙烯酸共聚物由下述通式(II)表示，其中显示酸值的基为基于(甲基)丙烯酸的构成单元，显示羟值的基为基于(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的构成单元，
式中的R表示碳原子数为1～6的烷基，l、m、n表示基于各单体的构成单元的重量％，且l、m、n为按照使共聚物的酸值为10～100mgKOH/g、羟值为50～150mgKOH/g的要求而分别选择的数值，具有R的基于(甲基)丙烯酸烷基酯的构成单元可以是1种或2种以上。
3. 如权利要求1所述的研磨布，其特征在于，所述(甲基)丙烯酸共聚物具有40,000～1,000,000的重均分子量。
4. 如权利要求1所述的研磨布，其特征在于，所述(甲基)丙烯酸共聚物的成形体被直接固定于可旋转的底板上。
5. 如权利要求1所述的研磨布，其特征在于，所述(甲基)丙烯酸共聚物的成形体隔着缓冲材料层被固定于可旋转的底板上。
6. 如权利要求5所述的研磨布，其特征在于，所述缓冲材料层为无纺布类的研磨垫、橡胶层或弹性发泡体层。
7. 半导体装置的制造方法，其特征在于，包含在半导体基板形成槽的工序；在含有所述槽的所述半导体基板上形成绝缘膜的工序；通过将所述半导体基板的绝缘膜按压在具有成形体的研磨布上，并使它们旋转，同时向所述研磨布供给含研磨磨粒的研磨浆料进行研磨，使绝缘膜残存于所述槽内，形成埋入元件分离区域的工序，所述成形体由显示酸值的基为基于(甲基)丙烯酸的构成单元、显示羟值的基为基于(甲基)丙烯酸羟基烷基酯的构成单元的以下通式(I)表示的(甲基)丙烯酸共聚物制成，
式中的R1、R2、R3分别独立地表示氢原子或甲基，R4表示碳原子数为2～4的直链状或支链状亚烷基，R5表示碳原子数为1～6的直链状或支链状烷基，l、m、n表示基于各单体的构成单元的重量％，且l、m、n为按照使共聚物的酸值为10～100mgKOH/g、羟值为50～150mgKOH/g的要求而分别选择的数值。
8. 如权利要求7所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述成形体由显示酸值的基为基于(甲基)丙烯酸的构成单元、显示羟值的基为基于(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的构成单元的以下通式(II)表示的所述(甲基)丙烯酸共聚物制成，
Figure C2004100956530004C1
式中的R表示碳原子数为1-6的烷基，l、m、n表示基于各单体的构成单元的重量％，且l、m、n为按照使共聚物的酸值为10～100mgKOH/g、羟值为50～150 mgKOH/g的要求而分别选择的数值，具有R的基于(甲基)丙烯酸烷基酯的构成单元可以是1种或2种以上。
9. 如权利要求7所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述成形体由具有40,000～1,000,000的重均分子量的所述(甲基)丙烯酸共聚物制成。
10. 如权利要求7所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述成形体被直接固定于可旋转的底板上。
11. 如权利要求7所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述成形体隔着缓冲材料层被固定于可旋转的底板上。
12. 如权利要求11所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述缓冲材料层为无纺布类的研磨垫、橡胶层或弹性发泡体层。
13. 如权利要求7所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述研磨磨粒为选自氧化铈及二氧化硅的至少1种氧化物的粒子。
14. 半导体装置的制造方法，其特征在于，包含在半导体基板上的凹凸图案形成层间绝缘膜的工序；将所述半导体基板的层间绝缘膜按压在具有成形体的研磨布上，并使它们旋转，同时向所述研磨布供给含研磨磨粒的研磨浆料，研磨所述层间绝缘膜的工序，
所述成形体由显示酸值的基为基于(甲基)丙烯酸的构成单元、显示羟值的基为基于(甲基)丙烯酸羟基烷基酯的构成单元的以下通式(I)表示的所述(甲基)丙烯酸共聚物制成，
Figure C2004100956530005C1
式中的R1、R2、R3分别独立地表示氢原子或甲基，R4表示碳原子数为2～4的直链状或支链状亚烷基，R5表示碳原子数为1～6的直链状或支链状烷基，l、m、n表示基于各单体的构成单元的重量％，且l、m、n为按照使共聚物的酸值为10～100mgKOH/g、羟值为50～150mgKOH/g的要求而分别选择的数值。
15. 如权利要求14所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述成形体由显示酸值的基为基于(甲基)丙烯酸的构成单元、显示羟值的基为基于(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的构成单元的以下通式(II)表示的所述(甲基)丙烯酸共聚物制成，
Figure C2004100956530005C2
式中的R表示碳原子数为1-6的烷基，l、m、n表示基于各单体的构成单元的重量％，且l、m、n为按照使共聚物的酸值为10～100mgKOH/g、羟值为50～150mgKOH/g的要求而分别选择的数值，具有R的基于(甲基)丙烯酸烷基酯的构成单元可以是1种或2种以上。
16. 如权利要求14所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述成形体由具有40,000～1,000,000的重均分子量的所述(甲基)丙烯酸共聚物制成。
17. 如权利要求14所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述成形体被直接固定于可旋转的底板上。
18. 如权利要求14所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述成形体隔着缓冲材料层被固定于可旋转的底板上。
19. 如权利要求18所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述缓冲材料层为无纺布类的研磨垫、橡胶层或弹性发泡体层。
20. 如权利要求14所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述研磨磨粒为选自氧化铈及二氧化硅的至少1种氧化物的粒子。
21. 半导体装置的制造方法，其特征在于，包含在半导体基板上形成绝缘膜的工序；在所述绝缘膜形成选自相当于配线层的形状的槽和相当于通路填充层的形状的开口部的至少1种埋入用构件的工序；在含所述埋入用构件的内面的所述绝缘膜上形成导电材料膜的工序；通过将所述半导体基板的导电材料膜按压在具有成形体的研磨布上，并使它们旋转，同时向所述研磨布供给含研磨磨粒的研磨浆料进行研磨，使导电材料膜残存于所述埋入用构件内，形成选自配线层和通路填充层的至少1种导电构件的工序，
所述成形体由显示酸值的基为基于(甲基)丙烯酸的构成单元、显示羟值的基为基于(甲基)丙烯酸羟基烷基酯的构成单元的以下通式(I)表示的所述(甲基)丙烯酸共聚物制成，
Figure C2004100956530006C1
式中的R1、R2、R3分别独立地表示氢原子或甲基，R4表示碳原子数为2～4的直链状或支链状亚烷基，R5表示碳原子数为1～6的直链状或支链状烷基，l、m、n表示基于各单体的构成单元的重量％，且l、m、n为按照使共聚物的酸值为10～100mgKOH/g、羟值为50～150mgKOH/g的要求而分别选择的数值。
22. 如权利要求21所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述成形体由显示酸值的基为基于(甲基)丙烯酸的构成单元、显示羟值的基为基于(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的构成单元的以下通式(II)表示的所述(甲基)丙烯酸共聚物制成，
Figure C2004100956530007C1
式中的R表示碳原子数为1-6的烷基，l、m、n表示基于各单体的构成单元的重量％，且l、m、n为按照使共聚物的酸值为10～100mgKOH/g、羟值为50～150mgKOH/g的要求而分别选择的数值，具有R的基于(甲基)丙烯酸烷基酯的构成单元可以是1种或2种以上。
23. 如权利要求21所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述成形体由具有40,000～1,000,000的重均分子量的所述(甲基)丙烯酸共聚物制成。
24. 如权利要求21所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述成形体被直接固定于可旋转的底板上。
25. 如权利要求21所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述成形体隔着缓冲材料层被固定于可旋转的底板上。
26. 如权利要求25所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述缓冲材料层为无纺布类的研磨垫、橡胶层或弹性发泡体层。
27. 如权利要求21所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述导电材料为铜或铜合金。
28. 如权利要求27所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，在形成所述导电材料层前，先在含有所述埋入用构件内面的所述绝缘膜上形成阻挡层。
29. 如权利要求21所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述研磨磨粒为选自二氧化硅及氧化铝的至少1种氧化物的粒子。
CNB2004100956539A 2003-11-28 2004-11-26 研磨布和半导体装置的制造方法 Expired - Fee Related CN100413033C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003400915A JP4342918B2 (ja) 2003-11-28 2003-11-28 研磨布および半導体装置の製造方法
JP2003400915 2003-11-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1622290A CN1622290A (zh) 2005-06-01
CN100413033C true CN100413033C (zh) 2008-08-20

Family

ID=34463915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004100956539A Expired - Fee Related CN100413033C (zh) 2003-11-28 2004-11-26 研磨布和半导体装置的制造方法

Country Status (7)

Country Link
US (2) US7291188B2 (zh)
EP (1) EP1535978B1 (zh)
JP (1) JP4342918B2 (zh)
KR (1) KR100615002B1 (zh)
CN (1) CN100413033C (zh)
DE (1) DE602004004236T2 (zh)
TW (1) TWI268198B (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7048610B1 (en) * 2005-01-26 2006-05-23 Intel Corporation Conditioning polishing pad for chemical-mechanical polishing
EP1936673A4 (en) * 2005-10-12 2011-01-05 Hitachi Chemical Co Ltd POLISHING SOLUTION FOR PMC AND METHOD OF POLISHING
KR100717511B1 (ko) 2005-11-02 2007-05-11 제일모직주식회사 반도체 미세 갭 필용 중합체 및 이를 이용한 조성물
KR100722984B1 (ko) * 2005-12-05 2007-05-30 제일모직주식회사 반도체 미세 갭 필용 중합체 및 이를 이용한 반도체 미세갭 필용 조성물
US20090317974A1 (en) * 2006-03-15 2009-12-24 Dupont Airproducts Nanomaterials Limited Liability Company Polishing composition for silicon wafer, polishing composition kit for silicon wafer and method of polishing silicon wafer
JP4499136B2 (ja) * 2007-06-06 2010-07-07 シャープ株式会社 研磨パッドの製造方法
CN101689494B (zh) * 2007-07-05 2013-09-25 日立化成株式会社 金属膜用研磨液及研磨方法
CN101834130A (zh) * 2010-03-31 2010-09-15 上海集成电路研发中心有限公司 一种硅片的湿法处理方法
TWI629347B (zh) * 2012-07-17 2018-07-11 福吉米股份有限公司 使用合金材料硏磨用組成物來研磨合金材料的方法
US8845394B2 (en) 2012-10-29 2014-09-30 Wayne O. Duescher Bellows driven air floatation abrading workholder
US8998678B2 (en) 2012-10-29 2015-04-07 Wayne O. Duescher Spider arm driven flexible chamber abrading workholder
US9604339B2 (en) 2012-10-29 2017-03-28 Wayne O. Duescher Vacuum-grooved membrane wafer polishing workholder
US9233452B2 (en) 2012-10-29 2016-01-12 Wayne O. Duescher Vacuum-grooved membrane abrasive polishing wafer workholder
US9039488B2 (en) 2012-10-29 2015-05-26 Wayne O. Duescher Pin driven flexible chamber abrading workholder
US9199354B2 (en) 2012-10-29 2015-12-01 Wayne O. Duescher Flexible diaphragm post-type floating and rigid abrading workholder
US9011207B2 (en) 2012-10-29 2015-04-21 Wayne O. Duescher Flexible diaphragm combination floating and rigid abrading workholder
US8998677B2 (en) 2012-10-29 2015-04-07 Wayne O. Duescher Bellows driven floatation-type abrading workholder
US10144850B2 (en) * 2015-09-25 2018-12-04 Versum Materials Us, Llc Stop-on silicon containing layer additive
BR112019013057B1 (pt) 2016-12-23 2023-10-17 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasivos revestidos apresentando uma composição de melhoria de desempenho
US10926378B2 (en) 2017-07-08 2021-02-23 Wayne O. Duescher Abrasive coated disk islands using magnetic font sheet
US11691241B1 (en) * 2019-08-05 2023-07-04 Keltech Engineering, Inc. Abrasive lapping head with floating and rigid workpiece carrier

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4138228A (en) * 1977-02-02 1979-02-06 Ralf Hoehn Abrasive of a microporous polymer matrix with inorganic particles thereon
US5942570A (en) * 1995-01-20 1999-08-24 Basf Coatings Ag Water-based paint composition
WO2002028598A1 (en) * 2000-10-02 2002-04-11 Rodel Holdings, Inc. Method for conditioning polishing pads
EP1295682A1 (en) * 2000-05-31 2003-03-26 JSR Corporation Abrasive material

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3693408B2 (ja) * 1996-04-08 2005-09-07 三井化学株式会社 半導体ウエハ裏面研削用粘着フィルム及びそれを用いる半導体ウエハの加工方法
JP2000077366A (ja) * 1998-08-28 2000-03-14 Nitta Ind Corp 研磨布及びその研磨布の研磨機定盤への脱着方法
JP2001179607A (ja) 1999-12-22 2001-07-03 Toray Ind Inc 研磨用パッドおよびそれを用いた研磨装置及び研磨方法
JP2001291685A (ja) 2000-04-07 2001-10-19 Toray Ind Inc 研磨パッドおよびその製造方法
JP2002190460A (ja) 2000-10-12 2002-07-05 Toshiba Corp 研磨布、研磨装置および半導体装置の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4138228A (en) * 1977-02-02 1979-02-06 Ralf Hoehn Abrasive of a microporous polymer matrix with inorganic particles thereon
US5942570A (en) * 1995-01-20 1999-08-24 Basf Coatings Ag Water-based paint composition
EP1295682A1 (en) * 2000-05-31 2003-03-26 JSR Corporation Abrasive material
WO2002028598A1 (en) * 2000-10-02 2002-04-11 Rodel Holdings, Inc. Method for conditioning polishing pads

Also Published As

Publication number Publication date
KR100615002B1 (ko) 2006-08-25
DE602004004236D1 (de) 2007-02-22
JP4342918B2 (ja) 2009-10-14
US20050148185A1 (en) 2005-07-07
US20080032504A1 (en) 2008-02-07
CN1622290A (zh) 2005-06-01
JP2005166766A (ja) 2005-06-23
DE602004004236T2 (de) 2007-08-23
EP1535978B1 (en) 2007-01-10
EP1535978A1 (en) 2005-06-01
TW200526354A (en) 2005-08-16
KR20050052365A (ko) 2005-06-02
US7291188B2 (en) 2007-11-06
TWI268198B (en) 2006-12-11
US7884020B2 (en) 2011-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100413033C (zh) 研磨布和半导体装置的制造方法
TW526554B (en) Polishing pad and method of use thereof
TWI361218B (en) Polishing composition
TWI260342B (en) Working liquids and methods for modifying structured wafers suited for semiconductor fabrication
EP1399517A2 (en) Chemical mechanical polishing compositions and methods relating thereto
KR101570732B1 (ko) 화학-기계적 평탄화 패드
US20060118760A1 (en) Slurry composition and methods for chemical mechanical polishing
TW480614B (en) Apparatus and method for producing substrate with electrical with electrical wire thereon
WO2005047409A1 (en) Polishing composition and polishing method
WO2007132933A1 (ja) 研磨組成物の製造方法
TWI343942B (en) Polishing composition
JP2005340755A (ja) 研磨組成物および研磨方法
US8460414B2 (en) Polishing slurry and polishing material using same
WO2005109480A1 (ja) 研磨用スラリー
US7112125B2 (en) Polishing cloth, polishing apparatus and method of manufacturing semiconductor devices
CN102101978B (zh) 一种化学机械抛光液
CN100570827C (zh) 研磨材料浆及使用该浆料的研磨材料
JP2001214155A (ja) 電子機器材料用研磨剤組成物
JP4387908B2 (ja) 研磨用組成物
CN101747842B (zh) 一种化学机械抛光液
CN100467224C (zh) 抛光布，抛光装置和半导体设备的制备方法
JP2008098525A (ja) 研磨用組成物
JP4801326B2 (ja) 研磨用スラリー

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080820

Termination date: 20191126

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee