CN115302401A - 抛光垫、抛光垫的制备方法以及半导体器件的制造方法 - Google Patents

抛光垫、抛光垫的制备方法以及半导体器件的制造方法 Download PDF

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Abstract

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，其在抛光工艺中最小化抛光垫中窗口的表面粗糙度对透过率产生的影响，从而能够防止抛光垫中的窗口造成终点检测错误，并且在抛光垫中，抛光层与窗口的表面粗糙度的差值维持在规定范围内，从而抛光工艺中抛光浆料的流动性和负载率以类似的水平实现，由此能够防止所述抛光层和窗口的表面差异导致抛光性能下降的问题。另外，可以提供一种应用抛光垫的半导体器件的制造方法。

Description

抛光垫、抛光垫的制备方法以及半导体器件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种在化学机械平坦化(Chemical Mechanical Planarization，CMP)工艺中使用的抛光垫，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
半导体制备工艺中的化学机械平坦化工艺如下，将晶片(wafer)附着在头部上，与形成在压盘(platen)上的抛光垫表面接触的状态下，提供浆料，从而使晶片表面进行化学反应，与此同时使压盘和头部相对运动，机械地使晶片表面的凹凸部分平坦化。
所述化学机械平坦化工艺使用抛光垫，不仅可以用于半导体制备工艺，也可以用于存储盘、磁盘、光学透镜或反射镜等光学材料、玻璃板、金属等要求高度表面平坦性的材料的平坦化处理。
随着半导体电路的小型化，CMP工艺的重要性进一步得到强调。抛光垫作为在半导体制备工艺中用于CMP工艺的必不可少的原材料之一，在实现CMP性能方面发挥着重要的作用。
近来，提出了通过检测晶片的厚度来检测出CMP工艺的结束时间的各种方法。
例如，为了原位(in-situ)确定晶片表面的平坦度，已经提出了一种方法，该方法将窗口安装在抛光垫，并通过窗口通过激光干涉仪产生的反射光束来测量晶片的厚度。在所述原位方法中，所述窗口需保持入射光的强度恒定且抛光前后的透光率偏差小，才能够最小化终点检测错误。
然而，为了在所述原位方法中最小化终点检测性能的错误，抛光垫的窗口需维持稳定的透过率。窗口的表面粗糙度作为决定所述透过率的重要因素中的一种，可以在抛光工艺中发生变化，因此相当于影响透过率的因素。
为了改善这种问题，需开发一种能够最小化表面粗糙度对透过率所造成的影响的抛光垫。
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所述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在抛光工艺中最小化抛光垫中窗口的表面粗糙度对透过率产生的影响，从而能够防止抛光垫中的窗口造成终点检测错误的抛光垫以及其制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种抛光垫及其制备方法，在抛光垫中，抛光层与窗口的表面粗糙度的差值维持在规定范围内，从而抛光工艺中的抛光浆料的流动性和负载率实现类似的水平，由此能够防止所述抛光层和窗口的表面差异导致抛光性能下降的问题。
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，本发明一实施例的抛光垫包括抛光层和终点检测用窗口，针对所述抛光层和终点检测用窗口的表面粗糙度，由以下第1式表示的表面粗糙度差值的变化率SRR为1.5至2.5，
第1式：
Figure BDA0003618966640000021
在所述第1式中，
dRa1是抛光前抛光层的表面粗糙度与终点检测用窗口的表面粗糙度的差值，
dRa2是在以200mL/min向抛光层供应煅烧二氧化铈浆料，晶片荷重为6.0psi，以150rpm的速度对氧化膜进行60秒抛光的条件下对100张晶片进行抛光后测得的抛光层的表面粗糙度与终点检测用窗口的表面粗糙度的差值。
本发明另一实施例的半导体器件的制造方法可以包括：第1步骤，提供包括抛光层和终点检测用窗口的抛光垫；第2步骤，在所述抛光层的抛光面与半导体基板的被抛光面接触的状态下，使所述抛光层和所述半导体基板相对旋转的同时抛光所述半导体基板；以及第3步骤，通过所述抛光垫中的终点检测用窗口来检测半导体基板的厚度并检测抛光工艺的结束时间点。
发明效果
本发明在抛光工艺中，最小化抛光垫中窗口的表面粗糙度对透过率产生的影响，从而能够防止抛光垫中的窗口造成终点检测错误，并且在抛光垫中，抛光层与窗口的表面粗糙度的差值维持在规定范围内，从而抛光工艺中的抛光浆料的流动性和负载率实现类似的水平，由此能够防止所述抛光层和窗口的表面差异导致抛光性能下降的问题。
另外，可以提供一种应用抛光垫的半导体器件的制造方法。
附图说明
图1是本发明一实施例的半导体器件制造工艺的概略性工艺图。
图2是有关本发明一实施例的抛光层与窗口的表面粗糙度的变化的概念图。
附图标记说明
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
200：抛光层
210：抛光前抛光面的表面粗糙度
220：抛光工艺后抛光面的表面粗糙度
300：窗口
310：抛光前窗口的表面粗糙度
320：抛光工艺后窗口表面的表面粗糙度
具体实施方式
下面，对本发明的实施例进行详细说明，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。
本发明一实施例的抛光垫包括抛光层和终点检测用窗口，针对所述抛光层和终点检测用窗口的表面粗糙度，由以下第1式表示的表面粗糙度差值的变化率SRR为1.5至2.5，
第1式：
Figure BDA0003618966640000051
在所述第1式中，
dRa1是抛光前抛光层的表面粗糙度与终点检测用窗口的表面粗糙度的差值，
dRa2是在以200mL/min向抛光层供应煅烧二氧化铈浆料，晶片荷重为6.0psi，以150rpm的速度对氧化膜进行60秒抛光的条件下对100张晶片进行抛光后测得的抛光层的表面粗糙度与终点检测用窗口的表面粗糙度的差值。
通常，抛光垫在机械摩擦半导体基板的同时利用抛光浆料来化学抛光半导体晶片的抛光对象膜。应在所述抛光垫和浆料的化学机械作用下将半导体基板的抛光对象膜抛光到规定厚度。即需检测出用于终止抛光的抛光终点，为此，利用光来检测出被抛光的抛光对象膜的厚度，从而检测出终点。
具体而言，一般化学机械抛光设备的抛光终点检测装置由在周边部设置有通孔的圆盘状压盘(Platen)上板；插入于所述压盘上板的通孔中的光传感器部；以及位于所述台板上板的上部，向半导体基板的抛光对象膜提供抛光面，并且包括对应于所述光传感器部的终点检测用窗口的抛光垫构成。
所述光传感器部可以被设置成发挥如下作用：使位于与上板不同的位置处的发光部发射光，并且将在半导体基板的抛光对象膜上反射的光传递到设置在不同位置处的收光部。
抛光垫中的终点检测用窗口通常，需呈现出稳定的透过率，所述窗口的透过率受组分、表面粗糙度、厚度等各种因素的影响。
尤其在粗糙度的情况下，可以在抛光工艺中发生变化，因此，应用于抛光工艺的抛光垫中窗口的表面粗糙度直接影响透过率。
所述变化通过在抛光工艺中用于实现一定的抛光性能的修整工序发生，抛光垫的抛光层通过修整工序被切削，这时，窗口的表面粗糙度也发生变化。
具体而言，如图2所示，抛光层200包括抛光面，窗口300包括窗口表面，相比于抛光前抛光面的表面粗糙度210和抛光前窗口表面的表面粗糙度310，抛光工艺后抛光面的表面粗糙度220和抛光工艺后窗口表面的表面粗糙度320发生变化，所述变化不仅通过抛光工艺中与半导体基板的直接接触发生，还通过修整工序发生。
因此，需要确认在抛光工艺中，半导体基板的抛光对象膜是否被抛光到特定厚度，这由通过抛光垫中的窗口传递的光检测。
当所述窗口的表面粗糙度发生变化时，通过窗口的光的吸收程度发生变化，这种变化可能导致终点检测性能变化的问题发生。
不仅如此，虽然抛光层与窗口的组分、磨损速度、物性等彼此不同，但是抛光层的表面粗糙度与对半导体基板的抛光对象膜的抛光性能直接相关，当抛光层和窗口彼此之间的表面粗糙度的差值在规定的范围内时，抛光浆料的流动性或者负载率实现类似的水平，从而表面差异对抛光性能产生的影响较小。
另外，抛光工艺进行后，在抛光层与窗口的表面粗糙度的偏差值满足规定的范围的情况下，抛光工艺中的抛光浆料的流动性能和负载性能以适当的水平发生变化，因此可以实现一定的抛光性能。
根据如上所述的特征，在本发明的抛光垫中，如所述第1式所示，导出了，对于抛光前抛光层的表面粗糙度与窗口的表面粗糙度的差值以及抛光工艺进行后抛光层的表面粗糙度与窗口的表面粗糙度的差值的最佳范围。
具体而言，针对所述抛光层和终点检测用窗口的表面粗糙度(Ra)，由以下第1式表示的表面粗糙度差值的变化率(SRR)为1.5至2.5，优选地，为1.9至2.2，
第1式：
Figure BDA0003618966640000061
在所述第1式中，
dRa1是抛光前抛光层的表面粗糙度与终点检测用窗口的表面粗糙度的差值，
dRa2是在以200mL/min向抛光层供应煅烧二氧化铈浆料，晶片荷重为6.0psi，以150rpm的速度对氧化膜进行60秒抛光的条件下对100张晶片进行抛光后测得的抛光层的表面粗糙度与终点检测用窗口的表面粗糙度的差值。
抛光前，所述抛光层与窗口的表面粗糙度的差值(dRa1)为6至7，优选地，为6.5至6.9，更优选地，为6.7至6.9。
在以200mL/min向抛光层供应煅烧二氧化铈浆料，晶片荷重为6.0psi，以150rpm的速度对氧化膜进行60秒抛光的条件下，对100张晶片进行抛光工艺后测量了抛光层和窗口的表面粗糙度，所测得的表面粗糙度的差值(dRa2)为3至4，优选地，为3.1至3.7，更优选地，为3.2至3.6。
所述终点检测用窗口的由以下第2式表示的表面粗糙度的差值wSRD为0.3至1.5，优选为0.3至1.4，
第2式：
wSRD＝|Rawi-Rawf|
在所述第2式中，
Rawi是抛光前终点检测用窗口的表面粗糙度，
Rawf是在以200mL/min向抛光层供应煅烧二氧化铈浆料，晶片荷重为6.0psi，以150rpm的速度对氧化膜进行60秒抛光的条件下对100张晶片进行抛光后测得的终点检测用窗口的表面粗糙度。
本发明的所述抛光垫中的窗口在抛光工艺前和抛光工艺后，表面粗糙度的差值的绝对值为0.3至1.5，在抛光工艺中表面粗糙度的变化不大，因此不对透过率产生影响。对于现有抛光垫中的终点检测用窗口，通过评价应用于抛光工艺前的透过率来确认了终点检测性能。如上所述，如果窗口的表面粗糙度受到抛光工艺的影响，则光透过率发生变化，这可能导致终点检测性能下降的问题发生。
本发明的窗口的特征在于，在抛光工艺进行前和进行后，表面粗糙度的变化程度不大，因此不影响终点检测性能。
另外，针对抛光层的表面粗糙度，由以下第3式表示的表面粗糙度差值(pSRD)为1至4，优选地，为1.5至3.5，
第3式：
pSRD＝|Rapi-Rapf|
在所述第3式中，
Rapi是抛光前抛光层的表面粗糙度，
Rapf是在以200mL/min向抛光层供应煅烧二氧化铈浆料，晶片荷重为6.0psi，以150rpm的速度对氧化膜进行60秒抛光的条件下对100张晶片进行抛光后测得的抛光层的表面粗糙度。
如上所述，本发明的特征在于，不只是终点检测用窗口，抛光垫内的抛光层在抛光工艺中的表面粗糙度的变化程度也不大。
即如上所述，当在抛光工艺前和抛光工艺后，抛光层和窗口的表面粗糙度的变化包括在一定的范围内时，不对抛光性能产生影响，另外，窗口的表面粗糙度在抛光工艺前和抛光工艺后的变化程度甚微，从而光的透过率不出现差异，因此对终点检测性能几乎不产生影响。
在一实施例中，终点检测用窗口可以包含固化物，所述固化物是通过对包含氨基甲酸乙酯类预聚物和固化剂的窗口组合物进行固化而形成的。
另外，在一实施例中，所述抛光层可以包括包含固化物的抛光层，所述固化物由包含氨基甲酸乙酯类预聚物、固化剂以及发泡剂的组合物形成。
所述终点检测用窗口除制造抛光层时包含的发泡剂之外，具有与抛光层组合物相同的组成，关于这一点，下面对窗口以及抛光层的各成分进行说明。
“预聚物(prepolymer)”是指在制备固化物时，为了便于成型而在中间阶段中断聚合度的具有比较低的分子量的高分子。预聚物自身或者与其他聚合性化合物反应来最终成型为固化物。
在一实施例中，可以通过使异氰酸酯化合物与多元醇反应来制备所述氨基甲酸乙酯类预聚物。
制备所述氨基甲酸乙酯类预聚物时使用的异氰酸酯化合物可以为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，例如，可以包含选自由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(isophorone diisocyanate)以及它们的组合组成的组中的一种。
“多元醇(polyol)”是指每个分子至少含有2个以上羟基(-OH)的化合物。所述多元醇，例如，可以包含选自由聚醚类多元醇(polyether polyol)、聚酯类多元醇(polyesterpolyol)、聚碳酸酯类多元醇(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。
所述多元醇，例如，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以上且小于约300g/mol的低分子量多元醇以及重均分子量(Mw)为约300g/mol以上且为约1800g/mol以下的高分子量多元醇。
所述氨基甲酸乙酯类预聚物可以具有约500g/mol至约3000g/mol的重均分子量(Mw)。所述氨基甲酸乙酯类预聚物，例如，可以具有约600g/mol至约2000g/mol，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类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，所述芳香族二异氰酸酯化合物例如，可以包含2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)与2,6-甲苯二异氰酸酯(2,6-TDI)。用于制备所述氨基甲酸乙酯类预聚物的多元醇化合物可以包含聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)与二乙二醇(DEG)。
在另一实施例中，用于制备所述氨基甲酸乙酯类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与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包含2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)与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双环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)。用于制备所述氨基甲酸乙酯类预聚物的多元醇化合物可以包含聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)与二乙二醇(DEG)。
所述氨基甲酸乙酯类预聚物的异氰酸酯端基含量(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性，因此可以维持如抛光速率、抛光轮廓的抛光工艺所需的抛光性能，并且最小化抛光工艺中可能发生在晶片上的缺陷。
可以通过调节氧化膜(Oxide)和氮化膜(Nitride)的抛光选择比(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。
另外，在用于终点检测用窗口时，在抛光工艺中的表面粗糙度的变化程度小，因此对终点检测性能的影响很小。
所述氨基甲酸乙酯类预聚物的异氰酸酯端基含量(NCO％)，可以通过综合调节用于制备所述氨基甲酸乙酯类预聚物的异氰酸酯化合物与多元醇化合物的种类与含量，所述氨基甲酸乙酯类预聚物的制备工艺的温度、压力、时间等工艺条件，以及制备所述氨基甲酸乙酯类预聚物时使用的添加剂的种类与含量来等设计。
所述固化剂为用于与所述氨基甲酸乙酯类预聚物产生化学反应以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者醇化合物。具体地，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-toluene diamine，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。
相对于100重量份的所述氨基甲酸乙酯类预聚物，所述固化剂的含量可以为约18重量份至约27重量份，例如，约19重量份至约26重量份，例如，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，更有利于实现所期望的抛光垫的性能。
所述发泡剂为用于形成所述抛光层中的气孔结构的成分，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、气体发泡剂或者可以包含它们的组合。
如上所述，制备终点检测用窗口时与制备抛光层时不同，不形成气孔结构，因此不包含单独的发泡剂。
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下述的热膨胀的(expanded)粒子时，所述固体发泡剂的平均粒径指热膨胀的粒子本身的平均粒径，在所述固体发泡剂为后面将要说明的未膨胀的(unexpanded)粒子时，所述固体发泡剂的平均粒径指受到热或者压力而膨胀后的粒子的平均粒径。
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可以通过热或者压力而膨胀的特性的粒子，其最终在抛光层中的大小取决于在制备所述抛光层的过程中施加的热或者压力等。所述膨胀性粒子可以包含热膨胀的粒子、未膨胀的粒子或它们的组合。所述热膨胀的粒子作为通过热而预先膨胀的粒子，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被施加热或者压力而膨胀且最终大小被确定的粒子。
所述膨胀性粒子可以包含：树脂材质的外皮；以及存在于被所述外皮包围的内部的膨胀诱发成分。
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偏二氯乙烯类共聚物、丙烯腈类共聚物、甲基丙烯腈类共聚物以及丙烯酸类共聚物组成的组中的一种以上。
所述膨胀诱发成分可以包含选自由碳化氢化合物、氟氯化合物、四烷基硅烷化合物以及它们的组合组成的组中的一种。
具体地，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(n-butene)、异丁烯(isobutene)、正戊烷(n-pentane)、异戊烷(isopentane)、新戊烷(neopentane)、正己烷(n-hexane)、庚烷(heptane)、石油醚(petroleumether)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)、氯三氟甲烷(chlorotrifluoromethane，CClF3)、二氯四氟乙烷(dichlorotetrafluoroethane，CClF2-CClF2)以及它们的组合组成的组中的一种。
所述四烷基硅烷化合物可以包含选自由四甲基硅烷(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经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经二氧化硅(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。所述经无机成分处理的固体发泡剂的发泡剂表面的化学、电学和/或物理特性可以不同于未经无机成分处理的固体发泡剂。
以所述氨基甲酸乙酯类预聚物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。
可以根据所期望的所述抛光层的气孔结构与物性来设计所述固体发泡剂的种类与含量。
所述气体发泡剂可以包含惰性气体。可以在所述氨基甲酸乙酯类预聚物与所述固化剂反应的过程中加入所述气体发泡剂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类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。具体地，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的所期望气孔结构与物性来设计所述气体发泡剂的种类与含量。
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形成。
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类预聚物、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度可以为约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以及窗口的组合物还可以包含如表面活性剂、反应速度调节剂等的其他添加剂。所述“表面活性剂”、“反应速度调节剂”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类预聚物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，相对于所述氨基甲酸乙酯类预聚物100重量份，所述表面活性剂的含量可以为约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。在表面活性剂的含量在所述范围内的情况下，气体发泡剂导致的气孔可以稳定地形成并维持在模具内。
所述反应速度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。所述反应速度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类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，所述反应速度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、二丁基二异辛酸锡以及二硫醇二丁基锡组成的组中的一种以上。具体地，所述反应速度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。
基于所述氨基甲酸乙酯类预聚物100重量份，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，基于所述氨基甲酸乙酯类预聚物100重量份，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度，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，从而可以最小化在使用所述抛光垫的抛光工艺中抛光对象受损以及发生缺陷。
所述缓冲层可以包含无纺布或者绒面革，但不限于此。
在一实施例中，所述缓冲层可以是含浸有树脂的无纺布。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，详细说明制备所述抛光垫的方法。
在根据本发明的另一实施例中，可以提供制备抛光垫的方法，所述制备抛光垫的方法包括：制备氨基甲酸乙酯类预聚物组合物的步骤；制备包含所述预聚物组合物和固化剂的窗口制备用组合物的步骤；通过固化所述窗口制备用组合物来制备终点检测用窗口的步骤；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；通过固化所述抛光层制备用组合物来制备抛光层的步骤；以及在所述抛光层形成通孔，并且将形成的窗口插入并粘附在所述通孔中的步骤。
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类预聚物的工序。关于所述二异氰酸酯化合物和所述多元醇化合物的事项与上述的关于所述抛光垫的说明中相同。
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类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。
所述预聚物组合物在约80℃下的粘度，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如下步骤：通过混合所述预聚物组合物与所述固体发泡剂来制备第一预备组合物；以及通过混合所述第一预备组合物与固化剂来制备第二预备组合物。
所述第一预备组合物在约80℃下的粘度可以为约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如下步骤：制备包含所述预聚物组合物与所述固化剂的第三预备组合物；以及通过在所述第三预备组合物中注入所述气体发泡剂来制备第四预备组合物。
在一实施例中，所述第三预备组合物还可以包含固体发泡剂。
在一实施例中，制备所述窗口的工序可以包括：准备被预热至第一温度的模具的步骤；在被预热的所述模具中注入并固化所述窗口制备用组合物的步骤；以及将已固化的所述窗口制备用组合物，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，制备所述抛光层的工序可以包括：准备被预热至第一温度的模具的步骤；在被预热的所述模具中注入并固化所述抛光层制备用组合物的步骤；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100℃，例如，约65℃至约95℃，例如，约70℃至约90℃。
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窗口制备用组合物和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，约5分钟至约40分钟，例如，约5分钟至约30分钟，例如，约5分钟至约25分钟。
在所述第二温度下后固化在所述第一温度下固化的组合物的步骤可以进行约5小时至约30小时，例如，约5小时至约25小时，例如，约10小时至约30小时，例如，约10小时至约25小时，例如，约12小时至约24小时，例如，约15小时至约24小时。
将固化的所述组合物制成片材形状，并且对片材形状的窗口进行成型工序，以使其插入并粘合于被穿孔的抛光层。
在对所述窗口进行成型的步骤中，对于固化的窗口片材，利用边缘部的曲率为0.3mm至5mm的车刀来对窗口片材的厚度进行一次成型，然后利用阳刻模具来进行二次成型。
更具体而言，在对所述窗口片材的厚度进行成型的步骤中，利用边缘部的曲率为0.3至5mm，或者优选地，边缘部的曲率为0.5至3mm的车刀，更优选地，利用边缘部的曲率为0.5至3mm的工业用聚晶金刚石(PCD，Polycrystalline Diamond)车刀。
PCD车刀是通过在超高压和高温下烧结微小尺寸的人工金刚石来制成的工具。主体通常使用硬质合金，并且PCD仅附着在末端或者刀刃部分。所述PCD车刀具有适合非铁金属加工的耐磨性，因此可以用于镁、铝、铜、增强塑料、陶瓷等难加工材料的加工。
在本发明中，为了成型窗口的厚度，利用PCD车刀来对固化的窗口片材的上表面和下表面进行一次成型，在一次成型过程中，利用PCD车刀来进行成型，因此可以制造成具有均匀表面粗糙度。
相反，在不使用上述的PCD车刀，而是使用由一般的刀刃制成的车刀的情况下，不同于PCD车刀，无法以具有均匀的表面粗糙度的方式对厚度进行成型。即当对窗口片材进行一次成型时，成型工序发生在与抛光面相接的一个表面上，因此当利用一般的刀刃对上表面和下表面进行成型时，无法实现精密的成型，从而可能制造出粗糙的表面。
利用如上所述的PCD车刀来进行一次成型后，经过利用阳刻模具进行切割的二次成型来将所述固化的窗口片材制成终点检测用窗口。
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凹槽(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以下中的至少一个步骤：在所述抛光层的至少一个表面上形成凹槽(groove)的第一步骤；对所述抛光层的至少一个表面进行车削(line turning)加工的第二步骤；以及对所述抛光层的至少一个表面进行粗糙化处理的第三步骤。
在所述第一步骤中，所述凹槽(groove)可以包括下述凹槽中的至少一种：从所述抛光层的中心以规定的间隔隔开形成的同心圆形凹槽；以及从所述抛光层的中心连续连接到所述抛光层的边缘(edge)的放射状凹槽。
在所述第二步骤中，所述车削加工可以以使用切削工具将所述抛光层切削为规定厚度的方式进行。
在所述第三步骤中所述粗糙化处理可以以使用刷辊(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相反面上层叠缓冲层的步骤。
可以以热熔粘合剂为媒介层叠所述抛光层与所述缓冲层。
在所述抛光层的抛光面的相反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。
在又另一实施例中，包括如下步骤：提供包括抛光层的抛光垫；以及在所述抛光层的抛光面和抛光对象的被抛光面接触的状态下，在使所述抛光层与所述抛光对象相对旋转的同时抛光所述抛光对象；以及通过所述抛光垫中的终点检测用窗口来检测半导体基板的厚度并检测抛光工艺的结束时间点的步骤。
图1示出了一实施例的半导体器件制造工艺的概略性工艺图。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/min至约1000cm3/min的范围内根据目的选择，例如，可以为约50cm3/min至约500cm3/min，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范围内根据目的选择，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的范围内根据目的选择，例如，可以为约10gf/cm2至约800gf/cm2，但不限于此。
通过使抛光设备内光传感器部(未图示)的光通过抛光垫中的窗口(未图示)来确认所述半导体基板130的抛光对象膜是否被抛光到规定厚度，决定抛光结束时间点。
在一实施例中，为使所述抛光垫110的抛光面保持适合进行抛光的状态，所述半导体器件的制备方法还可以包括，在抛光所述半导体基板130的同时通过修整器170来加工抛光垫110的抛光面的步骤。
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
抛光垫的制备
1-1.抛光层的制备
在设置有氨基甲酸乙酯类预聚物、固化剂、固体发泡剂的混合物注入线的浇铸设备中，向预聚物箱填充了以9重量％包含未反应NCO的氨基甲酸乙酯类预聚物，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，Ishihara公司产品)。另外，相对于100重量份的所述氨基甲酸乙酯类预聚物预先混合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部投入氨基甲酸乙酯类预聚物以及MOCA并进行搅拌。这时，氨基甲酸乙酯类预聚物的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，合计投入量维持10kg/min的速度。
向被预热至120℃的模具投入经搅拌的原料，从而制备了一张多孔性聚氨酯片材。然后经过利用磨削机对所制备的多孔性聚氨酯片材的表面进行磨削，并经过利用尖头(tip)在所述多孔性聚氨酯片材的表面上形成凹槽(groove)的过程，制造成平均厚度为2mm，平均直径为76.2cm的大小。
1-2.窗口的制备
除了使用未反应NCO的含量为8.5重量％的PUGL-500D(SKC公司产品)作为氨基甲酸乙酯类预聚物，并且当混合原料时未注入惰性气体，将注入的原料注入到后模具(宽度为1000mm，长度为1000mm，高度为50mm)之外，以与实施例1-1相同的方式制备了窗口。为了使上表面和下表面的厚度相匹配，利用具有切削面为平坦的形状，并且边角部的曲率为0.5mm的由工业用PCD金刚石制成的车刀来将片材形状的窗口的成型为厚度为2.0mm，然后使用宽度为20mm，长度为60mm的由冷作模具钢SKD11制成的阳刻模具来进行切割。
1-3.支撑层
使用厚度为1.1T的无纺布类型的支撑层(制造公司：PTS，产品名称：ND-5400H)。
1-4.抛光垫的制备
通过以20mm的宽度，60mm的长度对所述实施例1-1的抛光层进行穿孔来形成第一通孔，并且通过以16mm的宽度，56mm的长度对所述实施例1-3的支撑层进行穿孔来形成了第二通孔。此后，利用热熔膜(制造公司：SKC，产品名称：TF-00)来在120℃下热熔接所述支撑层和抛光层，并且在所述支撑层的另一面粘贴双面胶(制造公司：3M，产品名称：442JS)，然后以第二通孔的大小切割并去除双面胶。以第二通孔的大小切割并去除双面胶后，通过将实施例1-2的窗口插入到所述第一通孔，并使其粘贴于所述双面胶来制备了抛光垫。
实施例2
所述实施例1的1-1、1-3以及1-4以相同的方式制备，并且在窗口模块的制备方面如下：除了使用未反应NCO的含量为8.5重量％的PUGL-500D(SKC公司产品)作为氨基甲酸乙酯类预聚物，并且当混合原料时未注入惰性气体，将注入的原料注入到后模具(宽度为1000mm，长度为1000mm，高度为50mm)之外，以与实施例1-1相同的方式制备了窗口。为了使上表面和下表面的厚度相匹配，利用具有切削面为平坦的形状，并且边角部的曲率为3mm的由工业用PCD金刚石制成的车刀来将片材形状的窗口的成型为厚度为2.0mm，然后使用宽度为20mm，长度为60mm的由一般铁板制成的阳刻模具的刀刃附着于木质平板的模具来进行切割。
比较例
所述实施例1的1-1、1-3以及1-4以相同的方式制备，并且在窗口模块的制备方面如下：除了使用未反应NCO的含量为8.5重量％的PUGL-500D(SKC公司产品)作为氨基甲酸乙酯类预聚物，并且当混合原料时未注入惰性气体，将注入的原料注入到后模具(宽度为1000mm，长度为1000mm，高度为50mm)之外，以与实施例1-1相同的方式制备了窗口。为了使上表面和下表面的厚度相匹配，利用具有切削面为平坦的形状，并且边角部的曲率为3mm的由一般刀刃制成的车刀来将片材形状的窗口成型为厚度为2.0mm，然后使用宽度为20mm，长度为60mm的由一般铁板制成的阳刻模具的刀刃附着于木质平板的模具来进行切割。
实验例1
表面粗糙度测量
通过化学气相沉积(CVD)工艺来将二氧化硅沉积到直径为300mm的硅晶片上。在CMP装备上附着实施例和比较例的抛光垫，然后将硅晶片的氧化层设置成朝向抛光垫的抛光面。将煅烧二氧化铈浆料以200mL/min的速度供应到抛光垫上，同时以6.0psi的荷重和150rpm的速度对调试用硅片进行了6000秒抛光。这时，通过原位使用修整器CI45(Saesol公司)，并以6lb的荷重进行了修整。
抛光/修整条件
煅烧二氧化铈浆料组分：煅烧二氧化铈(0.5wt％)、去离子水(DI water，99.4wt％)以及聚丙烯酸酯类添加剂(0.1wt％)
煅烧二氧化铈：150nm(以喷洒的方式测量)
修整器规格：CI-45(Saesol金刚石)
平板的自转速度，修整器的自转速度，修整器的旋进运动速度和条件如以下表1所示。
[表1]
Figure BDA0003618966640000241
Figure BDA0003618966640000251
抛光工艺结束后，测量了实施例和比较例中抛光层和窗口的表面粗糙度。在表面粗糙度的测量中，利用Contuor GT(Bruker公司)来进行了3D测量。
[表2]
Figure BDA0003618966640000252
Rawi是抛光前窗口的表面粗糙度(Ra)，
Rawf是抛光后窗口的表面粗糙度(Ra)，
Rapi是抛光前抛光层的表面粗糙度(Ra)，
Rapf是抛光后抛光层的表面粗糙度(Ra)，
dRa1是抛光前抛光层与窗口的表面粗糙度的差值，
dRa2是抛光后抛光层与窗口的表面粗糙度的差值。
根据所述表1，可以确认在窗口和抛光层的表面粗糙度的测量结果中，本发明实施例的抛光垫在抛光工艺前和后的差异不大。
相反，在比较例的情况下，抛光前，窗口的表面粗糙度呈现出较大的值，从而确认到，在抛光前和抛光后，表面粗糙度的差值大。因此，通过另外与抛光垫中的抛光层进行比较，确认了抛光工艺前和后，表面粗糙度的差值的变化率(SRR)不包括在本发明的范围内。
实验例2
终点检测性能评价
在CMP装备上附着实施例和比较例的抛光垫，然后将硅晶片的氧化(Oxide)层设置成朝向抛光垫的抛光面。将煅烧二氧化铈浆料以200mL/min的速度供应到抛光垫上，同时以6.0psi的荷重和150rpm的速度对氧化膜进行抛光来抛光了晶片。这时，通过原位使用修整器CI45(Saesol公司)，并以6lb的荷重进行修整。对实施例和比较例的抛光垫是否能够进行终点检测进行了确认。
[表3]
实施例1 实施例2 比较例
终点检测 能够进行终点检测 能够进行终点检测 发生错误
所述实验结果，作为利用本发明的实施例和比较例的抛光垫进行抛光工艺的结果，在抛光装置内，实施例1和实施例2能够通过抛光垫的窗口来进行终点检测，因此可以正常完成抛光工艺，然而在比较例的情况下，由于发生错误，因此无法进行抛光工艺。
以上，对本发明的优选实施例进行了详细说明，本发明的权利范围不限于此，本领域技术人员利用所附权利范围限定的本发明的基本概念而进行的各种修改和改进也属于本发明的权利范围。

Claims (10)

1.一种抛光垫，其中，包括：
抛光层和终点检测用窗口，
针对所述抛光层和终点检测用窗口的表面粗糙度，由以下第1式表示的表面粗糙度差值的变化率SRR为1.5至2.5，
第1式：
Figure FDA0003618966630000011
在所述第1式中，
dRa1是抛光前抛光层的表面粗糙度与终点检测用窗口的表面粗糙度的差值，
dRa2是在以200mL/min向抛光层供应煅烧二氧化铈浆料，晶片荷重为6.0psi，以150rpm的速度对氧化膜进行60秒抛光的条件下对100张晶片进行抛光后测得的抛光层的表面粗糙度与终点检测用窗口的表面粗糙度的差值。
2.根据权利要求1所述的抛光垫，其中，
所述终点检测用窗口的由以下第2式表示的表面粗糙度的差值wSRD为0.3至1.5，
第2式：
wSRD＝|Rawi-Rawf|
在所述第2式中，
Rawi是抛光前终点检测用窗口的表面粗糙度，
Rawf是在以200mL/min向抛光层供应煅烧二氧化铈浆料，晶片荷重为6.0psi，以150rpm的速度对氧化膜进行60秒抛光的条件下对100张晶片进行抛光后测得的终点检测用窗口的表面粗糙度。
3.根据权利要求1所述的抛光垫，其中，
所述抛光层的由以下第3式表示的表面粗糙度的差值pSRD为1至4，
第3式：
pSRD＝|Rapi-Rapf|
在所述第3式中，
Rapi是抛光前抛光层的表面粗糙度，
Rapf是在以200mL/min向抛光层供应煅烧二氧化铈浆料，晶片荷重为6.0psi，以150rpm的速度对氧化膜进行60秒抛光的条件下对100张晶片进行抛光后测得的抛光层的表面粗糙度。
4.根据权利要求1所述的抛光垫，其中，
所述终点检测用窗口包含固化物，所述固化物是通过对包含氨基甲酸乙酯类预聚物和固化剂的窗口组合物进行固化而形成的。
5.根据权利要求4所述的抛光垫，其中，
在所述氨基甲酸乙酯类预聚物中，未反应NCO的含量为8％至10％。
6.根据权利要求1所述的抛光垫，其中，
所述抛光层包含固化物，所述固化物是通过对包含氨基甲酸乙酯类预聚物、固化剂以及发泡剂的抛光组合物进行固化而形成的。
7.一种抛光垫的制备方法，其中，包括：
第1步骤，制备氨基甲酸乙酯类预聚物组合物；
第2步骤，制备包含所述氨基甲酸乙酯类预聚物组合物和固化剂的窗口制备用组合物；
第3步骤，通过固化所述窗口制备用组合物来制备窗口；以及
第4步骤，在抛光层中形成通孔，并且在所述通孔中成型、插入和粘合第3步骤的窗口，
针对所述抛光层和窗口的表面粗糙度，由以下第1式表示的表面粗糙度差值的变化率SRR为1.5至2.5，
第1式：
Figure FDA0003618966630000021
在所述第1式中，
dRa1是抛光前抛光层的表面粗糙度与窗口的表面粗糙度的差值，
dRa2是在以200mL/min向抛光层供应煅烧二氧化铈浆料，晶片荷重为6.0psi，以150rpm的速度对氧化膜进行60秒抛光的条件下对100张晶片进行抛光后测得的抛光层的表面粗糙度与窗口的表面粗糙度的差值。
8.根据权利要求7所述的抛光垫的制备方法，其中，
在所述第4步骤中对窗口进行成型的步骤中，
对于固化的窗口片材，利用边缘部的曲率为0.3mm至5mm的车刀来对窗口片材的厚度进行一次成型，然后利用阳刻模具来进行二次成型。
9.根据权利要求8所述的抛光垫的制备方法，其中
所述车刀是PCD车刀。
10.一种半导体器件的制造方法，其中，包括：
第1步骤，提供包括抛光层和终点检测用窗口的抛光垫；
第2步骤，在所述抛光层的抛光面与半导体基板的被抛光面接触的状态下，使所述抛光层和所述半导体基板相对旋转的同时抛光所述半导体基板；以及
第3步骤，通过所述抛光垫中的终点检测用窗口来检测半导体基板的厚度并检测抛光工艺的结束时间点，
针对所述抛光层和终点检测用窗口的表面粗糙度，由以下第1式表示的表面粗糙度差值的变化率SRR为1.5至2.5，
第1式：
Figure FDA0003618966630000031
在所述第1式中，
dRa1是抛光前抛光层的表面粗糙度与终点检测用窗口的表面粗糙度的差值，
dRa2是在以200mL/min向抛光层供应煅烧二氧化铈浆料，晶片荷重为6.0psi，以150rpm的速度对氧化膜进行60秒抛光的条件下对100张晶片进行抛光后测得的抛光层的表面粗糙度与终点检测用窗口的表面粗糙度的差值。
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