CN114434318A - 抛光垫及其制备方法以及使用其的半导体器件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抛光垫及其制备方法，其中，其能够维持在抛光工序中所需的抛光性能，如抛光速度、抛光轮廓，且能够最小化在抛光工序中发生在晶片中的缺陷，即使同时抛光不同材料的膜也能够将其抛光成具有同等水平的平坦度；在CMP工序中适用抛光垫时，无需直接进行抛光测试，即可通过抛光垫的物性值来区分抛光垫，以控制最佳抛光选择率以及抛光工序的性能。
Description
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使用其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提供浆料，使得晶片表面接受化学处理，并同时通过使得压盘和头部相对运动来机械平坦化晶片表面的凹凸部分。
通常，在进行用于形成半导体器件的器件隔离膜的CMP(Chemical MechanicalPolishing)工序时，为增加对氧化膜和垫氮化膜的抛光选择率，使用氧化膜和垫氮化膜之间的抛光速度差异大的氧化铈基高选择性浆料。然而，在使用氧化铈基抛光剂的情况下，存在如下问题：由于颗粒之间的凝集而发生沉淀现象，为了防止这种现象，需要使用能够防止沉淀的浆料沉淀防止装置来代替现有的装备。
另外，在使用氧化铈基抛光剂的情况下，需添加用于增加氧化膜和垫氮化膜之间的抛光选择率的化合物，但是在这种情况下，存在需要多成分基浆料供给装置，并且还会影响到氧化铈抛光颗粒之间的分散性，因此会导致浆料的寿命减少。
为了解决所述的问题，提出了在浆料供给装置的末端另加用于混合氧化铈抛光剂和要添加的化合物的新的装置的方案，然而即使另加这种装置，仍然存在无法准确地控制或者维持抛光剂和所添加的化合物的混合比的问题。
就氧化铈基抛光剂而言，对氧化膜的抛光速度比二氧化硅基浆料慢，从而在抛光工序中所需要的时间增加，因此提出了在只抛光氧化膜的第一次工序中使用二氧化硅基浆料，在同时抛光氧化膜和垫氮化膜的第二次工序中使用氧化铈基抛光剂的方法。
但是这种方法由于二氧化硅基浆料和氧化铈基抛光剂之间的pH差异引起凝集等的浆料之间基本特性的差异，缺陷发生的可能性高，且由于需要通过在不同的压盘(platen)上使用不同的抛光头来进行抛光工序，因此工序变得复杂，还需要使用两个设备。
因此，为解决难以根据浆料中抛光剂的种类来调节选择率的问题，需要开发一种抛光垫，其即使不受含在浆料中的抛光剂的影响也能够呈现高抛光选择率。
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于，提供一种抛光垫及其制备方法。
本发明的另一目的在于，提供一种抛光垫及其制备方法，其能够维持在抛光工序中所需的抛光性能，如抛光速度、抛光轮廓，且能够最小化在抛光工序中发生在晶片中的缺陷，即使同时抛光不同材料的膜也能够将其抛光成具有同等水平的平坦度。
本发明的另一目在于，提供一种抛光垫及其制备方法，在CMP工序中适用抛光垫时，无需直接进行抛光测试，即可通过抛光垫的物性值来区分抛光垫，以控制最佳抛光选择率以及抛光工序的性能。
本发明的另一目的在于，提供一种应用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，本发明的一实施例的抛光垫包括抛光层，并且根据下述式1的值是0.6至1.2：
[式1]
所述H是所述抛光层的抛光面的表面硬度(shore D)，
所述M是所述抛光层的弹性模量(N/mm2)，
所述E是所述抛光层的延伸率(％)。
本发明的另一实施例的抛光垫的制备方法包括：步骤ⅰ，制备预聚物组合物，步骤ⅱ，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，以及步骤ⅲ，通过固化所述抛光层制备用组合物来制备抛光层；并且所述抛光层的根据下述式1的值是0.6至1.2：
[式1]
所述H是所述抛光层的抛光面的表面硬度(shore D)，
所述M是所述抛光层的弹性模量(N/mm2)，
所述E是所述抛光层的延伸率(％)。
本发明的另一实施例的半导体器件的制造方法包括：第一步骤，提供包括抛光层的抛光垫，以及第二步骤，进行相对旋转，使所述抛光层的抛光面和半导体基板的被抛光面相接，同时抛光所述抛光对象；并且所述抛光层的根据下述式1的值是0.6至1.2：
[式1]
所述H是所述抛光层的抛光面的表面硬度(shore D)，
所述M是所述抛光层的弹性模量(N/mm2)，
所述E是所述抛光层的延伸率(％)。
发明效果
本发明的抛光垫，能够维持在抛光工序中所需的抛光性能，如抛光速度、抛光轮廓，且能够最小化在抛光工序中可能发生在晶片中的缺陷，即使同时抛光不同材料的膜也能够将其抛光成具有同等水平的平坦度，并且，在CMP工序中适用抛光垫时，无需直接进行抛光测试，即可通过抛光垫的物性值来区分抛光垫，以控制最佳抛光选择率以及抛光工序的性能。
另外，可以提供一种应用所述抛光垫的半导体器件的制造方法。
附图说明
图1是本发明的一实施例的半导体器件制备工序的示意性工序图。
图2是本发明的一实施例的用于测量凹陷(dishing)的示意性工序图。
附图标记说明
1：硅基板
2：氧化膜
3：氮化膜
10：抛光前氧化膜的高低差
20：氮化膜的高低差
30：线宽
40：间隔
50：1次抛光后氧化膜的高低差
50’：2次抛光后氧化膜的高低差
110：抛光垫
120：平板
130：半导体基板
140：喷嘴
150：抛光浆料
160：抛光头
170：修整器
具体实施方式
下面将详细说明本发明的实施例，以使本发明所属技术领域的普通技术人员能够容易实施。然而，本发明可以以各种形式实现，并不限于这里所说明的实施例。
应理解，本发明中用到的表示如成分、分子量等特性、反应条件等量的数在所有事例中均由术语“约”修饰。
除非在本发明中另有说明，所有百分比、份数、比率等均按重量计。
在本发明中，除非另有说明，否则“包括”是指进一步包括其他的构成要素而不是排除其他的构成要素。
在本发明中“多个”是指超过一个。
在本发明中，氧化膜是氧化硅膜，氮化膜可以是氮化硅膜，但是不限于所述示例，作为可以在制备半导体基板时使用的目标膜，可指氧化或者氮化的目标膜。
本发明的一实施例的抛光垫的特征在于，包括抛光层，根据下述式1的值为0.6至1.2：
[式1]
所述H是所述抛光层的抛光面的表面硬度(shore D)，
所述M是所述抛光层的弹性模量(N/mm2)，
所述E是所述抛光层的延伸率(％)。
另外，本发明的抛光层的根据下述式2值可以是0.6至1.2：
[式2]
其中，
H、M以及E如在所述式1中的定义相同。
所述抛光层包含固化物，所述固化物通过固化包含氨基甲酸乙酯基预聚物、固化剂以及发泡剂的组合物而得，所述氨基甲酸乙酯基预聚物可以通过使多元醇和异氰酸酯反应来制备。
固化剂的如胺基(-NH2)和醇基(-OH)的固化反应基团和预聚物的异氰酸酯基(-NCO)的当量取决于制造所述抛光层时可包含的固化剂的种类和含量等，并且根据模具的成型温度来确定固化速度和化学反应的顺序。
抛光垫最终的氨基甲酸乙酯基固化结构取决于所述因素。根据最终的所述氨基甲酸乙酯基固化结构，作为抛光层的物理/机械性质的硬度、弹性模量以及延伸率等可以以特性呈现。
尤其，本发明的抛光层的通过硬度、弹性模量以及延伸率的所述式1的值可以是0.6至1.2，还可以为0.7至1.1，还可以为0.8至1，所述式2的值可以是0.6至1.2，还可以为0.7至1.1，还可以为0.8至1。
根据所述式1和/或式2的值包含在所述范围内时，在包含氧化膜和氮化膜的抛光对象的抛光性能中，尤其可以控制抛光选择性。
通常，相对于氧化物层的氮化物层的抛光选择率应被调节为，能够防止凹陷(Dishing)现象并最小化可能在晶片中出现的缺陷。
在相对于氧化物层的氮化物层的抛光选择率低的情况下，由于相邻的氮化物层图案损失，发生氧化物层被过度去除的凹陷(dishing)现象，因此不能够达成均匀的表面平坦化。
另外，在相对于氧化物层的氮化物层的抛光选择率大的情况下，发生上层被过度去除而产生凹陷的现象(recess)，并且绝缘层或者阻隔层在抛光颗粒的物理作用下坍塌的现象(erosion)可能加剧。
即本发明的抛光垫的特征在于，对氧化膜和氮化膜的抛光选择率被控制在一定的范围，能够达成对半导体基板中的目标膜的表面平坦化。
所述式1和式2限定了对硬度、弹性模量以及延伸率的权值，并据此计算出数值，通过根据所述式的硬度、弹性模量以及延伸率之间的关系来调节对抛光垫的氧化膜(Oxide)和氮化膜(Nitride)的抛光选择率(Ox RR/Nt RR)。
所述抛光垫的抛光层包含氨基甲酸乙酯基预聚物，所述氨基甲酸乙酯基预聚物可以通过固化结构来对作为物理/机械特征的硬度、弹性模量以及延伸率产生影响。
当包括所述抛光层的抛光垫被应用于抛光工序时，所述抛光层的物理/机械特性相当于直接影响抛光率的因素，因此，硬度、弹性模量以及延伸率的差异可以导致对目标膜的抛光率出现差异。
如上所述，所述抛光率的调节可以通过微细调整对各个目标膜的抛光率来防止缺陷的发生。即可以通过调节抛光率来防止如凹陷(dishing)、凹槽(recess)、腐蚀(erosion)的缺陷发生。所述目标膜可以是氧化物层和氮化物层，但不限于所述膜。
在抛光层的物理/机械特性中，硬度、弹性模量以及延伸率作为影响目标膜的抛光率的重要因素，只有平衡硬度、弹性模量以及延伸率的值协调以呈现特定的抛光率时才能够实现所期望的抛光性能。
因此，在本发明中，如所述式1和式2，赋予对硬度、弹性模量以及延伸率的权值，并指定这些值，调整对氧化膜和氮化膜的抛光选择率以实现优异的抛光性能。
作为另一个实施例，在CMP抛光工序中，抛光垫的使用需要通过抛光测试来确认抛光选择率是否适于工序。
具体而言，在CMP抛光工序中，需要确认对氧化膜(Oxide)和氮化膜(Nitride)的抛光速度，然而这种抛光速度的确认只能通过直接进行抛光测试所确认的数值来确认。
然而，如本发明的抛光垫，如果确认对所述抛光面的表面硬度、弹性模量以及延伸率的物性值，并将其代入所述式1和式2来导出值，则能够导出对氧化膜(Oxide)和氮化膜(Nitride)的抛光选择率的估计值，因此无需抛光测试即可以使用抛光垫。
在所述抛光垫中，对氧化膜(Oxide)的抛光率可以是
至
还可以是
至
还可以是
至
对氮化膜(Nitride)的抛光率可以是
至
还可以是
至
还可以是
至
另外，对所述氧化膜(Oxide)和氮化膜(Nitride)的抛光选择率(Ox RR/Nt RR)可以是25至40，还可以是30至35，或可以是31至33。
在本发明的所述抛光垫中，对所述氧化膜的抛光率和对氮化膜的抛光率可以包括在所述范围内，对氧化膜(Oxide)和氮化膜(Nitride)的抛光选择率(Ox RR/Nt RR)可以包括在所述范围内。即对氧化膜的抛光率和对氮化膜的抛光率均包括在所述范围内，同时，对氧化膜(Oxide)和氮化膜(Nitride)的抛光选择率的值也包括在所述范围内。
对所述氧化膜和氮化膜的抛光率和抛光选择率包括在所述范围内时，具有优异的抛光性能，并且能够通过调节抛光率来防止如凹陷(dishing)、凹槽(recess)、腐蚀(erosion)的缺陷发生。
所述抛光选择率是通过测量对氧化膜和氮化膜的抛光率来算出的，具体而言，对所述氧化膜的抛光率通过如下方法来计算：使用蒸镀有氧化硅(SiOx)膜的直径为300mm的硅晶片，以1.4psi的抛光负荷、90ml/min的速度向抛光面投入氧化铈浆料，并以115rpm的速度旋转安装有抛光垫的平板，对氧化硅膜抛光60秒后，测量厚度，并且利用与抛光前的厚度之间的差异来计算。
对所述氮化膜的抛光率通过如下方法来计算：使用蒸镀有氮化硅(SiN)膜的直径为300mm的硅晶片，以1.4psi的抛光负荷、190ml/min的速度向抛光面投入氧化铈浆料，并以115rpm的速度旋转安装有抛光垫的平板，对SiN膜抛光60秒后，测量厚度，并且利用与抛光前的厚度之间的差异来计算。
除了下述式1和式2之外，所述抛光层的根据下述式3的值可以是1至1.7，其中，所示式3表示抛光层的弹性模量和延伸率之间的关系：
[式3]
其中，
M是所述抛光层的弹性模量(N/mm2)，
E是所述抛光层的延伸率(％)。
另外，所述抛光层的根据下述式4的值可以是1至1.7，其中，所述式4表示抛光层的弹性模量和表面硬度的关系：
[式4]
其中，
M是所述抛光层的弹性模量(N/mm2)，
H是所述抛光层的抛光面的表面硬度(shore D)。
所述式1和式2用于限定对弹性模量和延伸率的权值，并确认根据所述式的表面硬度、弹性模量以及延伸率之间的最佳组合。
在所述式3和式4中，通过弹性模量和延伸率的组合(式3)或者弹性模量和表面硬度的组合(式4)，满足所述式3和式4的范围值的抛光垫具有优异的抛光性能，并且能够在抛光工序中最小化可能在晶片中发生的缺陷，尤其是凹陷的发生。
图2是使用抛光垫来抛光半导体基板并确认因抛光工序而发生的凹陷的工序图。
具体而言，使用具有如下特征的晶片来进行了抛光工序：直径为300mm，在Si基板1的一表面沉积有氮化膜3和氧化膜2，并且形成有线宽(line)30和间距(space)40的长度分别为100μm的图案。
所述抛光工序的抛光条件如下：抛光负荷为4.0psi，在300ml/min的条件下向抛光面投入氧化铈浆料，以87rpm旋转安装有抛光垫的平板，并进行60秒的抛光。通过所述抛光工序，氧化膜的高低差50为
至
氮化膜的高低差20为
之后，在与所述抛光条件相同的条件下进一步进行40秒的抛光工序后测量了凹陷程度60。
所述凹陷值
作为测量从氮化膜的最大高度到氧化膜的最大高度之间的距离，可以以绝对值为基准，在
至
至
至
的范围调节，因此，缺陷抑制效果优异。
即当以与图2相同的方式进行抛光工序后测量凹陷时，现有的抛光垫超过
与本发明的抛光垫有很大差异。
为了使得所述抛光垫对不同材料的膜具有同等水平的平坦度，对抛光层的机械性能的调节是非常重要的因素。在抛光垫满足所述式3和/或式4的值为1至1.7的条件的情况下，对包含氧化膜和氮化膜的抛光对象的抛光性能，尤其是在防止凹陷方面能够实现所需水平。
所述式3和/或式4为以抛光垫本身的机械性能值作为构成要素的参数，在满足该参数的情况下，能够维持在抛光工需中所需的抛光性能，如抛光速度、抛光轮廓，并能够在抛光工序中最小化可能在晶片中发生的缺陷，还能够防止凹陷。
另外，如式1和/或式2，使用所述式3和/或式4来算出的值包括在本发明的范围内时，在直接采用抛光工序的现场中，需要在多个抛光垫中根据目标膜或者停止膜来选择抛光垫时，即使没有直接进行抛光测试，也能够通过抛光垫的物性值并且通过所述式3和/或式4的值来直接区分抛光垫的性能，并且选择防止缺陷发生效果优异的抛光垫。
因此，当准备在现场应用抛光垫时，可以避免需要通过直接进行抛光测试来确认性能的麻烦，并且可以使用测得的抛光垫的物性值来容易地选择满足所述式3和/或式4的值的抛光垫，如果将该抛光垫应用于工序中，除了作为抛光垫的性能之外，在防止缺陷发生方面也很优异，尤其是防止凹陷效果。
在本发明的另一实施例中，在所述抛光垫中，抛光层的抛光面的表面硬度(shoreD)为45至65，所述抛光层的弹性模量(Modulus)为70N/mm2至200N/mm2，并且所述抛光层的延伸率为60％至140％。
具体而言，所述抛光层的抛光面在25℃中的表面硬度(shore D)可以是45至65，还可以是50至60，还可以是55至59。
所述弹性模量可以是70至200N/mm2，还可以是100N/mm2至150N/mm2，还可以是105N/mm2至140N/mm2。
所述延伸率可以是70％至120％，还可以是75％至100％，还可以是77％至90％。
在本发明的另一实施例中，所述抛光层可以包括含有固化物的抛光层，所述固化物由包含氨基甲酸乙酯基预聚物、固化剂以及发泡剂的组合物形成。
将在下面详细说明包含于所述组合物中的各个成分。
“预聚物(prepolymer)”是指分子量较低的聚合物，其聚合度在中间阶段停止以易于在固化物制备过程中的成型。预聚物可以自身成型，或者与其他聚合性化合物反应后形成为最终固化物。
在一实施例中，所述氨基甲酸乙酯基预聚物可以通过异氰酸酯化合物与多元醇进行反应来制备。
制备所述氨基甲酸乙酯基预聚物时使用的异氰酸酯化合物，可以选自由芳香族二异氰酸酯、脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯以及它们的组合组成的组中的一种。
所述异氰酸酯化合物可以包含如选自由2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-toluenediisocyanate，2,4-TDI)、2,6-甲苯二异氰酸酯(2,6-toluenediisocyanate，2,6-TDI)、萘-1,5-二异氰酸酯(naphthalene-1,5-diisocyanate)、对苯二异氰酸酯(p-phenylenediisocyanate)、二甲基联苯二异氰酸酯(tolidinediisocyanate)、4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯(4,4’-diphenylmethanediisocyanate)、六亚甲基二异氰酸酯(hexamethylenediisocyanate)、二环己基甲烷二异氰酸酯(dicyclohexylmethanediisocyanate)、异佛尔酮二异氰酸酯(isoporone diisocyanate)以及它们的组合组成的组中的一种。
“多元醇”是指每个分子中含有至少两个以上羟基(-OH)的化合物。所述多元醇可以包含如选自由聚醚类多元醇(polyether polyol)、聚酯类多元醇(polyester polyol)、聚碳酸酯多元醇(polycarbonate polyol)、丙烯酸类多元醇(acryl polyol)以及它们的组合组成的组中的一种。
例如，所述多元醇可以包含选自由聚四亚甲基醚二醇、聚丙烯醚二醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、二丙二醇、三丙二醇以及它们的组合组成的组中的一种。
所述多元醇可以具有约100g/mol至约3000g/mol的重均分子量(Mw)。例如，所述多元醇可以具有约100g/mol至约3000g/mol，例如，约100g/mol至约2000g/mol，例如，约100g/mol至约1800g/mol的重均分子量(Mw)。
在一实施例中，所述多元醇可以包含：重均分子量(Mw)为约100g/mol以上且低于约300g/mol的低分子量多元醇；以及重均分子量(Mw)为约300g/mol以上且低于约1800g/mol以下的高分子量多元醇。
所述氨基甲酸乙酯基预聚物可以具有约500g/mol至约3000g/mol的重均分子量(Mw)。例如，所述氨基甲酸乙酯基预聚物可以具有约600g/mol至约2000g/mol的重均分子量(Mw)，例如，约800g/mol至约1000g/mol的重均分子量(Mw)。
在一实施例中，用于制备所述氨基甲酸乙酯基预聚物的异氰酸酯化合物可以包含芳香族二异氰酸酯化合物，例如，所述芳香族二异氰酸酯化合物可以包含2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)以及2,6-甲苯二异氰酸酯(2,6-TDI)。用于制备所述氨基甲酸乙酯基预聚物的多元醇化合物可以包含聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)以及二乙二醇(DEG)。
在另一实施例中，用于制备所述氨基甲酸乙酯基预聚物的异氰酸酯化合物可以包含芳香族二异氰酸酯化合物以及脂环族二异氰酸酯化合物，例如，所述芳香族二异氰酸酯化合物可以包含2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)以及2,6-甲苯二异氰酸酯(2,6-TDI)，所述脂环族二异氰酸酯化合物可以包含二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)。用于制备所述氨基甲酸乙酯基预聚物的多元醇化合物可以包含聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)以及二乙二醇(DEG)。
所述氨基甲酸乙酯基预聚物的异氰酸酯基含量(NCO％)可以为约5重量％至约11重量％，例如，约5重量％至约10重量％，例如，约5重量％至约8重量％，例如，约8重量％至约10重量％。在具有所述范围内的NCO％的情况下，由于表现出了抛光垫中抛光层的适当的物理性质，因此可以维持如抛光速率、抛光轮廓的抛光工序所需的抛光性能，并最小化抛光工序中可能发生在晶片上的缺陷。
另外，可以通过调节对氧化膜(Oxide)和氮化膜(Nitride)的抛光选择率(Ox RR/Nt RR)来防止凹陷(dishing)、凹进(recess)以及腐蚀(erosion)现象并且实现晶片内的表面平坦化。
所述氨基甲酸乙酯基预聚物的异氰酸酯基的含量(NCO％)，可以通过综合调节用于制备所述氨基甲酸乙酯基预聚物的异氰酸酯化合物以及多元醇化合物的种类以及含量和制备所述氨基甲酸乙酯基预聚物的工序的温度、压力、时间等的工序条件以及在制备所述氨基甲酸乙酯基预聚物的过程中用到的添加剂的种类以及含量等来设计。
所述固化剂是通过与所述氨基甲酸乙酯基预聚物发生化学反应来形成所述抛光层内的最终固化结构的化合物，例如，可以包含胺化合物或醇化合物。具体而言，所述固化剂可以包含选自由芳香族胺、脂肪族胺、芳香族醇、脂肪族醇以及它们的组合组成的组中的一种。
例如，所述固化剂可以包含选自由4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)(4-4’-methylenebis(2-chloroaniline)，MOCA)、二乙基甲苯二胺(diethyltoluenediamine，DETDA)、二氨基二苯基甲烷(diaminodiphenylmethane)、二甲硫基甲苯二胺(dimethylthio-toluenediamine，DMTDA)、丙二醇双对氨基苯甲酸酯(propanediol bis p-aminobenzoate)、亚甲基双-邻氨基苯甲酸甲酯(Methylene bis-methylanthranilate)、二氨基二苯砜(diaminodiphenylsulfone)、间苯二甲胺(m-xylylenediamine)、异佛尔酮二胺(isophoronediamine)、乙二胺(ethylenediamine)、二亚乙基三胺(diethylenetriamine)、三亚乙基四胺(triethylenetetramine)、聚丙二胺(polypropylenediamine)、聚丙三胺(polypropylenetriamine)、双(4-氨基-3-氯苯基)甲烷(bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane)以及它们的组合组成的组中的一种。
以所述氨基甲酸乙酯基预聚物100重量份为基准，所述固化剂的含量可以为约20重量份至约30重量份，还可以为约21重量份至约27重量份，例如，可以为约20重量份至约26重量份。在所述固化剂的含量满足所述范围的情况下，可以更有利于实现所期望的抛光垫的性能。
所述发泡剂作为用于形成所述抛光层内的气孔结构的成分，可以包含选自由固体发泡剂、气体发泡剂、液体发泡剂以及它们的组合组成的组中的一种。在一实施例中，所述发泡剂可以包含固体发泡剂、气体发泡剂或者它们的组合。
所述固体发泡剂的平均粒径可以为约5μm至约200μm，例如，约20μm至约50μm，例如，约21μm至约50μm，例如，约25μm至约45μm。在所述固体发泡剂为后述的热膨胀的(expanded)粒子的情况下，所述固体发泡剂的平均粒径可以是指所述热膨胀的粒子本身的平均粒径，在所述固体发泡剂为后述的未膨胀的(unexpanded)粒子的情况下，所述固体发泡剂的平均粒径可以是指被施加热或者压力而膨胀之后的平均粒径。
所述固体发泡剂可以包含膨胀性粒子。所述膨胀性粒子作为具有通过热或压力而膨胀的特性的粒子，在制备所述抛光层的过程中，通过施加的热或者压力等因素可以决定最终抛光层中的大小。所述膨胀性粒子可以包含热膨胀的(expanded)粒子、未膨胀的(unexpanded)粒子或者它们的组合。所述热膨胀的粒子作为通过热量而预先膨胀的粒子，指在通过制备所述抛光层的过程中施加的热或者压力所造成的大小变化小或者几乎没有变化的粒子。所述未膨胀的粒子作为没有预先膨胀的粒子，指在通过制备所述抛光层的过程中施加热或者压力而膨胀而确定最终大小的粒子。
所述膨胀性粒子可以包含：外皮，为树脂材质；以及诱发膨胀成分，存在于被所述外皮包围的内部。
例如，所述外皮可以包含热塑性树脂，所述热塑性树脂可以为选自由氯乙烯系共聚物、丙烯腈系共聚物、甲基丙烯腈系共聚物以及丙烯酸系共聚物组成的组中的一种以上。
所述诱发膨胀成分可以包含选自由碳化氢化合物、氟氯化合物、三烷基硅烷化合物以及它们的组合组成的组中的一种。
具体而言，所述碳化氢化合物可以包含选自由乙烷(ethane)、乙烯(ethylene)、丙烷(propane)、丙烯(propene)、正丁烷(n-butane)、异丁烷(isobutene)、正丁烯(butene)、异丁烯(isobutene)、正戊烷(n-pentane)、异戊烷(isopentane)、新戊烷(neopentane)、正己烷(n-hexane)、正庚烷(heptane)、石油醚(petroleum ether)以及它们的组合组成的组中的一种。
所述氟氯化合物可以包含选自由三氯氟甲烷(trichlorofluoromethane，CCl3F)、二氯二氟甲烷(dichlorodifluoromethane，CCl2F2)、三氟氯甲烷(chlorotrifluoromethane，CClF3)、四氟二氯乙烷(tetrafluoroethylene，CClF2-CClF2)以及它们的组合组成的组中的一种。
所述三烷基硅烷化合物可以包含选自由四甲硅烷(tetramethylsilane)、三甲基乙基硅烷(trimethylethylsilane)、三甲基异丙基硅烷(trimethylisopropylsilane)、三甲基正丙基硅烷(trimethyl-n-propylsilane)以及它们的组合组成的组中的一种。
所述固体发泡剂可以选择性地包含无机成分处理粒子。例如，所述固体发泡剂可以包含无机成分处理的膨胀性粒子。在一实施例中，所述固体发泡剂可以包含二氧化硅(SiO2)粒子处理的膨胀性粒子。所述固体发泡剂的无机成分处理可以防止多个粒子间的聚集。所述无机成分处理的固体发泡剂表面的化学、电学以及/或者物理特性可能不同于未进行无机成分处理的固体发泡剂。
以所述氨基甲酸乙酯基预聚物100重量份为基准，所述固体发泡剂的含量可以为约0.5重量份至约10重量份，例如，约1重量份至约3重量份，例如，约1.3重量份至约2.7重量份，例如，约1.3重量份至约2.6重量份。
可以根据所述抛光层所期望的气孔结构和物理性质来设计所述固体发泡剂种类和含量。
所述气体发泡剂可以包含惰性气体。所述气体发泡剂可以在所述氨基甲酸乙酯基预聚物与所述固化剂反应的过程中添加，以用作气孔形成要素。
所述惰性气体的种类没有特别的限制，只要是不参与所述氨基甲酸乙酯基预聚物与所述固化剂之间的反应的气体即可。例如，所述惰性气体可以包含选自由氮气(N2)、氩气(Ar)、氦气(He)以及它们的组合组成的组中的一种。具体而言，所述惰性气体可以包含氮气(N2)或者氩气(Ar)。
可以根据所述抛光层所期望的气孔结构以及物理性质来设计所述气体发泡剂的种类以及含量。
在一实施例中，所述发泡剂可以包含固体发泡剂。例如，所述发泡剂可以仅由固体发泡剂组成。
所述固体发泡剂可以包含膨胀性粒子，所述膨胀性粒子可以包含热膨胀的粒子。例如，所述固体发泡剂可以仅由热膨胀的粒子组成。在不包含所述未膨胀的粒子而是仅由热膨胀的粒子组成的情况下，虽然气孔结构的可变性会下降，但是可预测性会上升，因此有利于在所述抛光层的所有区域实现均匀的气孔特性。
在一实施例中，所述热膨胀的粒子可以为具有约5μm至约200μm的平均粒径的粒子。所述热膨胀的粒子的平均粒径可以为约5μm至约100μm，例如，约10μm至约80μm，例如，约20μm至约70μm，例如，约20μm至约50μm，例如，约30μm至约70μm，例如，约25μm至45μm，例如，约40μm至约70μm，例如，约40μm至约60μm。将所述平均粒径定义为所述热膨胀的粒子的D50。
在一实施例中，所述热膨胀的粒子的密度可以为约30kg/m3至约80kg/m3，例如，约35kg/m3至约80kg/m3，例如，约35kg/m3至约75kg/m3，例如，约38kg/m3至约72kg/m3，例如，约40kg/m3至约75kg/m3，例如，约40kg/m3至约72kg/m3。
在一实施例中，所述发泡剂可以包含气体发泡剂。例如，所述发泡剂可以包含固体发泡剂与气体发泡剂。与所述固体发泡剂有关的事项如上所述。
所述气体发泡剂可以包含氮气。
可以在所述氨基甲酸乙酯基预聚物、所述固体发泡剂以及所述固化剂混合的过程中使用规定的注入线来注入所述气体发泡剂。所述气体发泡剂的注入速率可以为约0.8L/min至约2.0L/min，例如，约0.8L/min至约1.8L/min，例如，约0.8L/min至约1.7L/min，例如，约1.0L/min至约2.0L/min，例如，约1.0L/min至约1.8L/min，例如，约1.0L/min至约1.7L/min。
用于制备所述抛光层的组合物还可以包含如表面活性剂、反应速率调节剂等的其他添加剂。所述“表面活性剂”、“反应速率调节剂”等名称是基于相应物质的主要作用来任意命名的，并且每个相应的物质发挥的功能不限于所述物质的名称。
所述表面活性剂没有特别的限制，只要是发挥防止气孔聚集或者重叠等现象的作用的物质即可。例如，所述表面活性剂可以包含硅类表面活性剂。
以所述氨基甲酸乙酯基预聚物100重量份为基准，可以以约0.2重量份至约2重量份的含量使用所述表面活性剂。具体地，所述表面活性剂的含量以所述氨基甲酸乙酯基预聚物100重量份为基准，可以为约0.2重量份至约1.9重量份，例如，约0.2重量份至约1.8重量份，例如，约0.2重量份至约1.7重量份，例如，约0.2重量份至约1.6重量份，例如，约0.2重量份至约1.5重量份，例如，约0.5重量份至1.5重量份。在以所述范围内的含量包含表面活性剂的情况下，源自气体发泡剂的气孔可以稳定地形成并维持在模具内。
所述反应速率调节剂作为发挥促进或者延迟反应的作用的调节剂，可以根据使用目的来使用反应促进剂、反应延迟剂或者两者都使用。所述反应速率调节剂可以包含反应促进剂。例如，所述反应促进剂可以为选自由叔胺化合物和有机金属类化合物组成的组中的一种以上的反应促进剂。
具体地，所述反应速率调节剂可以包含选自由三亚乙基二胺、二甲基乙醇胺、四甲基丁二胺、2-甲基-三亚乙基二胺、二甲基环己胺、三乙基胺、三异丙醇胺，1,4-二氮杂双环(2,2,2)辛烷、双(2-甲基氨基乙基)醚、三甲基氨基乙基乙醇胺、N,N,N,N,N”-五甲基二亚乙基三胺、二甲氨基乙胺、二甲氨基丙胺、苄基二甲胺、N-乙基吗啉、N,N-二甲氨基乙基吗啉、N,N-二甲基环己胺、2-甲基-2-氮杂降莰烷、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二乙酸二丁基锡、二乙酸二辛基锡、马来酸二丁基锡、双(2-乙基己酸)二丁基锡以及二硫醇二丁基锡组成的组中的一种以上。具体地，所述反应速率调节剂可以包含选自由苄基二甲胺、N,N-二甲基环己胺以及三乙基胺组成的组中的一种以上。
以所述氨基甲酸乙酯基预聚物100重量份为基准，所述反应速率调节剂的用量可以为约0.05重量份至约2重量份。具体地，以所述氨基甲酸乙酯基预聚物100重量份为基准，所述反应速率调节剂的用量可以为约0.05重量份至约1.8重量份，例如，约0.05重量份至约1.7重量份，例如，约0.05重量份至约1.6重量份，例如，约0.1重量份至约1.5重量份，例如，约0.1重量份至约0.3重量份，例如，约0.2重量份至约1.8重量份，例如，约0.2重量份至约1.7重量份，例如，约0.2重量份至约1.6重量份，例如，约0.2重量份至约1.5重量份，例如，约0.5重量份至约1重量份。在上述的含量范围内使用所述反应速率调节剂时，可以适当地调节预聚物组合物的固化反应速率，从而可以形成具有期望的大小的气孔以及硬度的抛光层。
在所述抛光垫包括缓冲层的情况下，所述缓冲层发挥支撑所述抛光层并吸收并分散施加在所述抛光层上的外部冲击的作用，从而可以最小化抛光对象在使用所述抛光垫的抛光工序中受损以及发生缺陷。
所述缓冲层可以包括无纺布或者绒面革，但不限于此。
在一实施例中，所述缓冲层可以是含浸树脂的无纺布。所述无纺布可以包含选自由聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维以及它们的组合组成的组中的一种。
含浸在所述无纺布中的树脂可以包含选自由聚氨酯树脂、聚丁二烯树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物树脂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、丙烯腈-丁二烯共聚物树脂、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、硅橡胶树脂、聚酯类弹性体树脂、聚酰胺类弹性体树脂以及它们的组合组成的组中的一种。
以下，将详细说明制备所述抛光垫的方法。
在本发明的另一实施例中，提供制备抛光垫的方法，包括：制备预聚物组合物的步骤；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的步骤；以及通过固化所述抛光层制备用组合物来制备抛光层的步骤。
制备所述预聚物组合物的步骤可以是通过使二异氰酸酯化合物与多元醇化合物反应来制备氨基甲酸乙酯基预聚物的工序。与所述二异氰酸酯化合物和所述多元醇化合物有关的事项和上述有关所述抛光垫的说明相同。
所述预聚物组合物的异氰酸酯基(NCO基团)含量可以为约5重量％至约15重量％，例如，约5重量％至约8重量％，例如，约5重量％至约7重量％，例如，约8重量％至约15重量％，例如，约8重量％至约14重量％，例如，约8重量％至约12重量％，例如，8重量％至约10重量％。
所述预聚物组合物的异氰酸酯基含量可以源自所述氨基甲酸乙酯基预聚物的末端异氰酸酯基、所述二异氰酸酯化合物中未反应的未反应异氰酸酯基等。
在约80℃下，所述预聚物组合物的粘度可以为约100cps至约1000cps，例如，约200cps至约800cps，例如，约200cps至约600cps，例如，约200cps至约550cps，例如，约300cps至约500cps。
所述发泡剂可以包含固体发泡剂或者气体发泡剂。
在所述发泡剂包含固体发泡剂的情况下，制备所述抛光层制备用组合物的步骤可以包括：通过混合所述预聚物组合物和所述固体发泡剂来制备第一预组合物的步骤；以及通过混合所述第一预组合物和固化剂来制备第二预组合物的步骤。
在约80℃下，所述第一预组合物的粘度可以为约1000cps至约2000cps，例如，约1000cps至约1800cps，例如，约1000cps至约1600cps，例如，约1000cps至约1500cps。
在所述发泡剂包含气体发泡剂的情况下，制备所述抛光层制备用组合物的步骤可以包括：制备包含所述预聚物组合物和所述固化剂的第三预组合物的步骤；以及通过在所述第三预组合物中注入所述气体发泡剂来制备第四预组合物的步骤。
在一实施例中，所述第三预组合物还可以包含固体发泡剂。
在一实施例中，制备所述抛光层的工序可以包括：准备预热至第一温度的模具的步骤；在预热的所述模具中注入所述抛光层制备用组合物并使其固化的步骤；以及将已固化的抛光层制备用组合物在比所述预热温度高的第二温度条件下后固化的步骤。
在一实施例中，所述第一温度可以为约60℃至约120℃，例如，可以为约60℃至约100℃，例如，可以为约60℃至约80℃。
在一实施例中，所述第二温度可以为约100℃至约130℃，例如，约100℃至125℃，例如，约100℃至约120℃。
在所述第一温度下固化所述抛光层制备用组合物的步骤可以进行约5分钟至约60分钟，例如，可以进行约5分钟至约40分钟，例如，可以进行约5分钟至约30分钟，例如，可以进行约5分钟至约25分钟。
在所述第二温度下后固化已在所述第一温度下固化的抛光层制备用组合物的步骤可以进行约5个小时至约30个小时，例如，可以进行约5个小时至约25个小时，例如，可以进行约10个小时至约30个小时，例如，可以进行约10个小时至约25个小时，例如，可以进行约12个小时至约24个小时，例如，可以进行约15个小时至约24个小时。
所述抛光垫的制备方法可以包括加工所述抛光层的至少一个表面的步骤。所述加工步骤可以是形成沟(groove)的步骤。
在另一实施例中，加工所述抛光层的至少一个表面的步骤可以包括下述步骤中的至少一个步骤：第一步骤，在所述抛光层的至少一个表面上形成沟(groove)；第二步骤，对所述抛光层的至少一个表面进行车削(line turning)加工；以及第三步骤，粗糙化所述抛光层的至少一个表面。
在所述第一步骤中，所述沟(groove)可以包括下述沟中的至少一种：从所述抛光层的中心隔开规定间隔形成的同心圆状的沟；从所述抛光层的中心连续连接到所述抛光层的边缘(edge)的放射状的沟。
在所述第二步骤中，所述车削(line turning)加工可以以使用切削工具来以规定的厚度切削所述抛光层的方式进行。
在所述第三步骤中，所述粗糙化可以以使用打磨刷辊(Sanding roller)来加工所述抛光层的表面的方式进行。
所述抛光垫的制备方法还可以包括在所述抛光层的抛光面的背面上层叠缓冲层的步骤。
所述抛光层和所述缓冲层可以以热熔粘合剂为媒介层叠。
在所述抛光层的抛光面的背面上涂布所述热熔粘合剂，并在所述缓冲层的与所述抛光层接触的表面上涂布所述热熔粘合剂，并且层叠所述抛光层与所述缓冲层以使各个涂布有热熔粘合剂的表面接触后，可以利用加压辊来熔接两个层。
在又一实施例中，包括：第一步骤，提供包括抛光层的抛光垫,；以及第二步骤，进行相对旋转，使所述抛光层的抛光面和抛光对象的被抛光面相接，同时抛光所述抛光对象。
图1示出一实施例的半导体器件制备工序的示意性工序图。参照图1，在平板120上安装所述一实施例的抛光垫110后，在所述抛光垫110上设置作为抛光对象的半导体基板130。这时，所述半导体基板130的被抛光面和所述抛光垫110的抛光面直接接触。为了进行抛光，可以通过喷嘴140来在所述抛光垫上喷洒抛光浆料150。通过所述喷嘴140供给的抛光浆料150的流量可以在约10cm3/分至约1000cm3/分的范围内根据需求选择，例如，可以为约50cm3/分至约500cm3/分，但不限于此。
此后，所述半导体基板130和所述抛光垫110相对旋转，从而能够对所述半导体基板130的表面进行抛光。这时，所述半导体基板130的旋转方向和所述抛光垫110的旋转方向可以相同或者相反。所述半导体基板130和所述抛光垫110的旋转速度分别可以在约10rpm至约500rpm范围内根据需求选择，例如，可以为约30rpm至约200rpm，但不限于此。
所述半导体基板130在以安装到抛光头160的状态下以规定的荷重加压到所述抛光垫110的抛光面来使得所述半导体基板130和所述抛光面相接后，对其表面进行抛光。所述半导体基板130的表面被所述抛光头160施加到所述抛光垫110的抛光面的荷重，可以在约1gf/cm2至约1000gf/cm2的范围内根据需求选择，例如，可以为约10gf/cm2至约800gf/cm2，但不限于此。
在一实施例中，制造所述半导体器件的方法，可以进一步包括在抛光所述半导体基板130的同时通过修整器170来加工所述抛光垫110的抛光面的步骤，以使所述抛光垫110的抛光面维持适合进行抛光的状态。
下面给出本发明的具体实施例。然而，下面所记载的实施例仅用于具体地例示或者说明本发明，而不用于限制本发明。
实施例1
抛光垫的制造
在设置有氨基甲酸乙酯基预聚物、固化剂、固体发泡剂的混合物注入线的浇铸设备中，向预聚物箱填充了包含9重量％的未反应NCO的氨基甲酸乙酯基预聚物，并且向固化剂箱填充了双(4-氨基-3-氯苯基)甲烷(bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane，石原公司(Ishihara)产品)。另外，预先混合相对于所述氨基甲酸乙酯基预聚物100重量份的3重量份的固体发泡剂后将其注入到了预聚物箱中。
通过各个注入线以一定的速度向搅拌头添加氨基甲酸乙酯基预聚物和固化剂并同时进行了搅拌。这时，氨基甲酸乙酯基预聚物的NCO基团的摩尔当量与固化剂的反应性基团的摩尔当量调节为1:1，并将合计添加量维持10kg/分的速度。
通过向预热至120℃的模具添加搅拌后的原料来制备了一张多孔性聚氨酯薄片。然后使用磨削机来磨削所制备的多孔性聚氨酯薄片，再使用尖头(tip)来形成沟(groove)，从而制备成平均厚度为2mm、平均直径为76.2cm大小。
通过使用热熔薄膜(制造公司：SKC，产品名称：TF-00)来在120℃热熔所述聚氨酯薄片和绒面革(Suede，基底层，平均厚度：1.1mm)来制备了抛光垫。
制备在末端具有NCO官能团的氨基甲酸乙酯基预聚物的方法如下：基于二异氰酸酯成分总100重量份，混合90重量份的甲苯二异氰酸酯和10重量份的二环己基甲烷二异氰酸酯。相对于总重量为100重量份的多元醇成分，混合90重量份的PTMEG(分子量(MW)1000)和10重量份的DEG。以相对于总量为100重量份的所述二异氰酸酯，混合总量为152重量份的所述多元醇，以准备各个混合原料。通过将所述各个混合原料投入四口烧瓶后在80℃使其反应，以制备具有氨基甲酸酯基团的预组合物。所述预组合物被制备成异氰酸酯基团(NCO基团)的含量为8.8至9.4％。
在实施例2至4以及比较例1至4中，除了改变模具的预热温度或改变固化剂的含量之外，以与实施例1相同的方法进行了制备。
表1
(所述固化剂以氨基甲酸乙酯基预聚物100重量份为准)
实验例1
抛光垫的物理性质和抛光率测量
(1)硬度
1)测量了根据所述实施例和比较例制备的抛光垫的邵氏D(Shore D)硬度，并且以2cm×2cm(厚度：2mm)尺寸裁剪抛光垫后在25℃的温度和50±5％的湿度环境下静置了16个小时。然后使用HPE III邵氏数显硬度计(Digital Shore Hardness Tester HPE III)的硬度计(D型硬度计)来测量了5点，并且在测量时间为30秒的条件下测量了抛光垫的硬度。
(2)弹性模量
对分别根据所述实施例和比较例制备的抛光垫，使用万能试验机(UTM，(AG-XPlus(SHIMADZU))和伸长计以夹持距离60mm、500mm/分钟的速度进行测试，获得断裂前的最高强度值后，通过所获得的值来计算应力-应变(Strain-Stress)曲线的20至70％区域中的斜率。
(3)延伸率
对分别根据所述实施例和比较例制备的抛光垫，使用万能试验机(UTM，AG-XPlus(SHIMADZU))和伸长计以夹持距离60mm和500mm/分钟的速度进行测试，测量断裂前的最大变形量后，以百分比(％)表示了初始长度和最大变形量的比率。
(4)抛光率测量
对氧化(O)膜的抛光率
使用CMP抛光设备设置了通过正硅酸乙酯(TEOS)-等离子体化学气相沉积(CVD)工序形成有氧化硅(SiOx)膜的直径为300mm的硅晶片。然后将硅晶片的氧化硅膜向下设置在和所述抛光垫贴合的平板上。然后，通过如下方法对氧化硅膜进行抛光：将抛光负荷调整为1.4psi，并且以190ml/min的速度在抛光垫上添加抛光浆料(氧化铈浆料)的同时使平板以115rpm的速度持续旋转60秒。抛光后，将硅晶片从载体取下并安装在旋转干燥器(spindryer)上，然后使用纯净水(DIW)进行洗涤，然后用空气进行15秒的干燥。通过使用光干涉式厚度测量装置(制造公司：Kyence公司，型号名称：SI-F80R)测量干燥后的硅晶片的厚度，以测量抛光前后所述氧化膜的厚度差。然后使用下述数式1来计算了抛光率。
对氮化硅(SiN)膜的抛光率
使用CMP抛光设备设置通过CVD工序形成有SiN膜的直径为300mm的硅晶片。然后将硅晶片的SiN膜向下设置在和所述抛光垫贴合的平板上。然后，通过如下方法对SiN膜进行抛光：将抛光负荷调整为1.4psi，并且以190ml/min的速度在抛光垫上添加抛光浆料(氧化铈浆料)的同时使平板以115rpm的速度持续旋转60秒。抛光后，将硅晶片从载体取下并安装在旋转干燥器(spin dryer)上，然后使用纯净水(DIW)进行洗涤，然后用空气进行15秒的干燥。通过使用光干涉式厚度测量装置(制造公司：Kyence公司，型号名称：SI-F80R)测量干燥后的硅晶片的厚度，以测量抛光前后所述SiN膜的厚度差。然后使用下述数式1来计算了抛光率。
数式1
通过所述物理性质测量方法来测量了实施例和比较例的抛光垫的物理性质和所述抛光速度，其结果如下面的表2所示。
表2
根据所述表2所示的值，就实施例1至4的抛光垫而言，与比较例相比，在硬度、模量以及延伸率中表现出一些差异。尤其根据抛光垫的物理性质之间的关系的式来确认其值的结果，实施例1的根据式1的值为0.870，实施例2为0.906，实施例3为0.949，实施例4为0.912，即包括在本发明的范围内。相反，比较例1为0.589，比较例2为1.249，即不包括在本发明的范围内。
另外，在确认根据式2的值的结果中，实施例1为0.840，实施例2为0.863，实施例3为0.895，实施例4为0.873，即包括在本发明的范围内。相反，比较例1为0.587，比较例2为1.281，即不包括在本发明的范围内。
根据结合所述式1和式2来确认对氧化膜和氮化膜的抛光率的结果，实施例1至4对氧化膜呈现高抛光率，而对作为停止膜的氮化膜呈现低抛光率，抛光选择率为约31至33。相反，比较例1和比较例2呈现出对氧化膜的抛光率低于实施例，对氮化膜的抛光率高于或者接近实施例的水准，从而确认抛光选择率为约21.8或者约41.2。
实验例2
凹陷(Dishing)测量
使用CMP抛光设备设置具有如图2所示的图案(SKW3-1，图案密度50％)的直径为300mm的硅晶片。然后将高密度等离子体(HDP)膜向下设置在和所述抛光垫贴合的平板上。然后，通过如下方法对HDP膜进行抛光：将抛光负荷调整为4.0psi，并且以300ml/min的速度在抛光垫上添加抛光浆料(氧化铈浆料)的同时使平板以87rpm的速度持续旋转60秒。抛光后，将硅晶片从载体取下并安装在旋转干燥器(spin dryer)上，然后使用纯净水(DIW)进行洗涤，然后用空气进行15秒的干燥。通过使用光干涉式厚度测量装置(制造公司：Kyence公司，型号名称：SI-F80R)测量干燥后的硅晶片的厚度，以测量抛光前后所述HDP膜的厚度差。
在本次抛光中，在确认初始高低差是否被去除后，即确认氧化硅膜的高低差是否为1200至
且氮化硅膜的高低差是否为
后，再次追加进行(过抛光)40秒的同样的抛光过程后，确认了凹陷程度。
所述凹陷
通过测量从氮化硅膜的最大高度到氧化硅膜的最大高度的距离所得。
在通过所述物理性质测量方法来测量了实施例和比较例的抛光垫的物理性质以及使用所述抛光垫的进行抛光工序后，测量凹陷(Dishing)，其结果如下表3所示。
为了计算式3和式4，比较例3的硬度(H，shore D)是56，模量(M，N/mm2)是102.1，延伸率(E，％)是80.3，比较例4的硬度(H，shore D)是56.2，模量(M，N/mm2)是182.7，延伸率(E，％)是66.3。
表3
根据所述表3，利用上述所测得的硬度、模量以及延伸率来计算式3的结果，实施例1为1.043，实施例2为1.145，实施例3为1.244，实施例4为1.133，即包括在本发明的范围内。相反，比较例3为0.977，比较例4为1.594，即小于或者超过本发明的范围值。
如上所述，根据公式4的值，实施例1为1.050，实施例2为1.164，实施例3为1.274，实施例4为1.147，即包括在本发明的范围内。相反，比较例3和比较例4不包括在本发明的范围值。
通过所述式3和式4的结果确认凹陷程度的结果，本发明的实施例1和实施例4分别为
以及
凹陷发生程度小，因此缺陷抑制效果优异，但是，比较例3为
比较例4为
呈现出与实施例相比较大的差异。
就本发明的实施例而言，确认了测得的值在特定的范围之内，在测得的值表示对应范围内的值的情况下，确认了可以调整抛光速度。
虽然上面已经对本发明的优选实施例进行了详细的说明，但是本发明的权利要求范围不限于此，本领域技术人员基于下面的权利要求书中定义的本发明的基本概念做出的各种变形与改进形式也应属于本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种抛光垫，其中，
具有抛光层，
根据下述第一式的值是0.6至1.2，
第一式：
所述H是所述抛光层的抛光面的表面硬度，
所述M是所述抛光层的弹性模量，
所述E是所述抛光层的延伸率。
2.根据权利要求1所述的抛光垫，其中，
所述抛光层的根据下述第二式的值是0.6至1.2，
第二式：
其中，
H、M以及E与上述权利要求1中的相同。
3.根据权利要求1所述的抛光垫，其中，
所述抛光层的根据下述第三式的值是1至1.7，
第三式：
其中，
M和E与上述权利要求1中的相同。
4.根据权利要求1所述的抛光垫，其中，
所述抛光层的根据下述第四式的值是1至1.7，
第四式：
其中，
M和H与上述权利要求1中的相同。
5.根据权利要求1所述的抛光垫，其中，
所述抛光垫对氧化膜和氮化膜的抛光选择率是25至40。
6.根据权利要求1所述的抛光垫，其中，
在所述抛光垫中，测量目标膜因抛光工序中偏离平坦度的程度而导致的凹陷的绝对值是1至
7.一种抛光垫的制备方法，其中，
包括：
第一步骤，制备氨基甲酸乙酯基预聚物，
第二步骤，制备包含所述氨基甲酸乙酯基预聚物、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；
所述抛光层的根据下述第一式的值是0.6至1.2，
第一式：
所述H是所述抛光层的抛光面的表面硬度，
所述M是所述抛光层的弹性模量，
所述E是所述抛光层的延伸率。
8.根据权利要求7所述的抛光垫的制备方法，其中，
所述抛光层的根据下述第三式的值是1至1.7，
第三式：
其中，
M和E与上述权利要求7中的相同。
9.一种半导体器件的制造方法，其中，
包括：
第一步骤，提供包括抛光层的抛光垫，以及
第二步骤，进行相对旋转，使所述抛光层的抛光面和半导体基板的被抛光面相接触，同时抛光所述半导体基板；
所述抛光层的根据下述第一式的值是0.6至1.2，
第一式：
所述H是所述抛光层的抛光面的表面硬度，
所述M是所述抛光层的弹性模量，
所述E是所述抛光层的延伸率。
10.根据权利要求9所述的半导体器件的制造方法，其中，
所述抛光层的根据下述第三式的值是1至1.7，
第三式：
其中，
M和E与上述权利要求9中的相同。
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