CN115703209A - 抛光装置和半导体器件的制造方法 - Google Patents

抛光装置和半导体器件的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种抛光装置和半导体器件的制造方法，所述抛光装置包括在抛光浆料的供应中能够实现细分化的驱动的浆料供应部，所述浆料供应部的驱动能够实现在所述载体和所述平板的旋转和/或振动运动以及所述载体对所述抛光面的垂直加压条件等的有机关系上最佳的驱动，所述抛光装置包括：平板，抛光垫，安装于所述平板上，载体，用于容纳抛光对象，以及浆料供应部，包括至少一个喷嘴；所述载体沿从所述平板的中心到所述平板的末端的轨迹进行振动运动，所述浆料供应部以与所述载体的振动运动的轨迹和速度相同的轨迹和速度进行振动运动。

Description

抛光装置和半导体器件的制造方法
技术领域
涉及一种应用于抛光工艺的抛光装置，并且涉及一种将所述抛光装置应用于半导体器件的制造方法的技术。
背景技术
化学机械平坦化(Chemical Mechanical Planarization，CMP)或者化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)工艺可以在各种技术领域中用于各种目的。CMP工艺在抛光对象的规定的被抛光面上进行，可以用于平坦化被抛光面、除去凝集的物质、解决晶格损伤、去除划痕与污染源等。
半导体工艺的CMP工艺技术可根据抛光对象膜质或者抛光后的表面的形状来进行分类。例如，可以按抛光对象膜质分为单晶硅(single silicon)或者多晶硅(polysilicon)，也可以按杂质的种类分为各种氧化膜或者钨(W)、铜(Cu)、铝(Al)、钌(Ru)、钽(Ta)等金属膜CMP工艺。并且，还可以按抛光后的表面的形状来分为改善基板表面的粗糙度的工艺、平坦化多层电路布线导致的段差的工艺、以及用于抛光后选择性形成电路布线的器件分离工艺。
可以在半导体器件的制造过程中多次应用CMP工艺。半导体器件包括多个层，并且每个层都包括复杂且微细的电路图案。另外，在最近的半导体器件中，单个芯片大小减小，且各层的图案都向着更复杂且微细的方向进化。因此，在半导体器件的制备过程中，CMP工艺的目的已经扩展到不仅包括电路布线的平坦化，还包括电路布线的分离及布线表面的改善等，其结果正在要求更加精密可靠的CMP性能。
发明内容
发明要解决的问题
在本发明的一实施例中，旨在提供一种能够实现工艺的微细且精确设计的抛光装置。具体而言，旨在提供一种抛光装置，其包括在抛光浆料的供应中能够实现细分化的驱动的浆料供应部，从而能够实现在载体和平板的旋转和/或振动运动以及垂直加压条件等的有机关系上最佳的驱动。
在本发明的另一实施例中，旨在提供一种应用所述抛光装置的半导体器件的制造方法。半导体器件与其他制品相比，在制造过程中需要非常精确的工艺控制，旨在能够通过应用所述抛光装置，提供符合这种要求的抛光工艺来获得优质的半导体器件的技术方案。
用于解决问题的手段
在一实施例中，提供一种抛光装置，其中，包括：平板；抛光垫，安装于所述平板上；载体，用于容纳抛光对象；以及浆料供应部，包括至少一个喷嘴，所述载体沿从所述平板的中心到所述平板的末端的轨迹进行振动运动，所述浆料供应部以与所述载体的振动运动的轨迹和速度相同的轨迹和速度进行振动运动。
所述载体的平面是圆形状，所述浆料供应部的平面是圆弧形状，所述浆料供应部可以具有与所述载体的外周的形状对应的形态。
所述浆料供应部的曲率半径为4英寸至30英寸，所述载体的直径可以为100mm至400mm。
所述抛光垫包括具备抛光面的抛光层，所述抛光面包括至少一个凹槽，所述至少一个凹槽的深度小于所述抛光层的厚度，所述凹槽的深度为100μm至1500μm，所述凹槽的宽度可以为100μm至1000μm。
所述抛光垫包括具备抛光面的抛光层，所述抛光面包括两个以上凹槽，所述两个以上凹槽的深度小于所述抛光层的厚度，相邻的两个凹槽之间的间距可以为2mm至70mm。
所述抛光垫包括具备抛光面的抛光层，所述抛光层包括含有氨基甲酸乙酯类预聚物的预备组合物的固化物，所述预备组合物中异氰酸酯基的含量可以为5重量％至11重量％。
在另一实施例中，提供一种半导体器件的制造方法，其中，包括如下步骤：将抛光垫安装于平板上，将抛光对象安装于载体，将所述抛光垫的抛光面和所述抛光对象的被抛光面设置成相互接触后，在加压条件下分别旋转所述平板和所述载体来抛光所述抛光对象，以及从包括至少一个喷嘴的浆料供应部向所述抛光垫的抛光面供应浆料；所述抛光对象包括半导体基板，所述载体沿从所述平板的中心到所述平板的末端的轨迹进行振动运动，所述浆料供应部以与所述载体的振动运动的轨迹和速度相同的轨迹和速度进行振动运动。
所述浆料供应部包括多个喷嘴，可以在0ml/min至1000ml/min的范围内独立地调节通过各喷嘴的浆料注入量。
所述平板的旋转速度可以为50rpm至150rpm。
所述载体的旋转速度可以为10rpm至500rpm。
发明效果
所述抛光装置具备在抛光浆料的供应中能够实现细分化的驱动的浆料供应部，从而能够实现在载体和平板的旋转和/或振动运动以及垂直加压条件等的有机关系上最佳的驱动。
另外，在与其他制品相比非常需要精确的工艺控制的半导体器件的制造中，应用所述抛光装置的半导体器件的制造方法提供最佳抛光性能，从而可以成为获得优质的半导体器件的有效技术手段。
附图说明
图1概略性地示出一实施例的所述抛光装置的立体图。
图2概略性地示出一实施例的所述抛光装置的俯视图。
图3概略性地示出一实施例的所述抛光垫在厚度方向上的截面。
图4是放大示出图3的A部分的示意图。
附图标记的说明
110：抛光垫
11：抛光面
111：气孔
112：凹槽
113：微细凹陷部
w1：凹槽宽度
d1：凹槽深度
p1：凹槽间距
10：抛光层
20：支撑层
30：第一粘合层
40：第二粘合层
D1：抛光层厚度
120：平板
130：抛光对象
140：浆料供应部
141：喷嘴
150：浆料
160：载体
170：修整器
C：平板中心
V1：载体振动运动方向
R1：载体旋转运动方向
R2：平板旋转运动方向。
具体实施方式
根据下面的实施例，将更清楚地理解本发明的优点、特征以及其实现方法。然而，本发明不限于以下示例性实施方式，而是可按照各种不同的形式来实现，提供这些示例性实施方式仅为了使本发明更完整，并向本发明所属领域的普通技术人员充分地提供本发明的范畴，并且本发明将由所附权利要求来限定。
为了清楚地表达图中的各个层和区域，将厚度进行放大并示出。并且在附图中，为了方便说明，将部分层和区域的厚度夸大示出。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的构成要素。
另外，在本说明书中，当层、膜、区域、板等的一部分被称为在另一部分的“上面”或者“上方”时，这不仅包括直接位于另一部分“上方”的情况，还包括中间还有其他部分的情况。相反，当某个部分被称为直接位于另一部分“上方”时，意味着中间没有其他部分。同时，当层、膜、区域、板等的一部分被称为在另一部分的“下面”或者“下方”时，这不仅包括直接位于另一部分“下方”的情况，还包括中间还有其他部分的情况。相反，当某个部分被称为直接位于另一部分“下方”时，意味着中间没有其他部分。
在一实施例中，提供一种抛光装置，其中，包括：平板；抛光垫，安装于所述平板上；载体，用于容纳抛光对象；以及浆料供应部，包括至少一个喷嘴，所述载体沿从所述平板的中心到所述平板的末端的轨迹进行振动运动，所述浆料供应部以与所述载体的振动运动的轨迹和速度相同的轨迹和速度进行振动运动。
图1概略性地示出一实施例的所述抛光装置100的立体图，图2概略性地示出一实施例的所述抛光装置100的俯视图。参照图1，所述抛光装置100包括平板120和安装在所述平板120上的抛光垫110。所述抛光垫110安装在所述平板120上，并且以与所述平板120进行旋转运动的轨迹和速度相同的轨迹和速度进行旋转运动。
参照图1和图2，所述抛光装置100包括用于容纳抛光对象130的载体160。所述载体160在规定的旋转方向R1上旋转，并且所述抛光对象130以与所述载体160的旋转运动相同的轨迹和速度进行旋转运动。另外，所述载体160沿从所述平板120的中心C到所述平板120的末端的轨迹V1(图2的虚线所示)进行振动运动。可以通过在所述平板120进行旋转运动的同时使所述载体160进行旋转和振动运动，使得容纳于所述载体160的所述抛光对象130的被抛光面与安装于所述平板120的所述抛光垫110的抛光面11产生有效的摩擦来抛光所述被抛光面。
另外，所述抛光装置100包括含有至少一个喷嘴141的浆料供应部140。所述浆料供应部140发挥通过在所述抛光垫110的抛光面上供应浆料来使得在所述抛光垫110和所述抛光对象130的界面上平滑地进行物理化学抛光的作用。所述浆料供应部140以与所述抛光垫110间隔开规定的高度的方式配置在所述抛光垫110上并且可以沿朝向所述抛光垫110的抛光面11的方向喷洒浆料。
所述浆料供应部140以与所述载体160的振动运动的轨迹V1和速度相同的轨迹V1和速度进行振动运动。由此可以获得如下优点：从所述浆料供应部140喷洒的浆料均匀地供应在所述抛光对象130的被抛光面的整个面积，同时最小化被排出而无法有效利用的浆料的量。现有的浆料供应部具有仅包括一个喷嘴，或者即使包括多个喷嘴，在规定位置处在没有另外的振动运动的情况下喷洒浆料的结构。喷洒到所述抛光垫110的抛光面上的浆料通过由所述平板120的旋转运动产生的离心力而分散在所述抛光垫110的整个面积，并且移动到所述抛光对象130和所述抛光垫110的界面。在现有结构的浆料供应部的情况下，由于浆料注入位置固定，因此存在如下问题：从其供应的浆料移动到所述抛光垫110和所述抛光对象130的界面前向所述抛光垫110的外部脱离，从而被丢弃的浆料的量大。另外，由于通过固定位置处的喷嘴喷洒的浆料仅通过所述平板120的旋转运动所产生的离心力分散，因此存在难以均匀地供给在所述抛光对象130和所述抛光垫110的界面上。基于这种观点，一实施例的所述抛光装置100包括含有至少一个喷嘴141，具体而言，多个喷嘴141的浆料供应部140，所述浆料供应部140具有以与所述载体160的振动运动的轨迹和速度相同的轨迹和速度进行振动运动的可变性，从而可以最小化向所述抛光垫110的外部脱离而废弃的浆料量，并且使得浆料均匀地供应到所述抛光对象130的被抛光面的整个面积，其结果，具有解决现有技术问题的优点。因此，能够实现如下效果：通过所述抛光装置100抛光的所述抛光对象130满足均匀的抛光平坦度，并且实质上防止被抛光面上的缺陷发生。
参照图1和图2，在一实施例中，所述载体160的平面具有圆形状，所述浆料供应部140的平面具有圆弧形状，并且所述浆料供应部140可以具有与所述载体160的外周的形状对应的形态。在本说明书中，“圆形状”或者“圆弧形状”被解释为不仅包括基于几何学上完美的圆形的结构，还包括几何学上被区分为椭圆但在本技术领域中通常被识别为圆形的形状。所述浆料供应部140具有与所述载体160的外周的形状对应的形态可以被解释为不仅包括所述浆料供应部140能够无缝结合于所述载体160的外周的情况，还包括所述浆料供应部140与所述载体160的外周以规定间隔隔开但整体形状对应的情况。另外，所述浆料供应部140具有与所述载体160的外周的形状对应的形态可以被解释为包括所述浆料供应部140上的任意两点与所述载体160的外周以相互不同的间隔隔开，但作为所述载体160的平面结构的圆形状的弯曲方向和作为所述浆料供应部140的平面结构的圆弧形状的弯曲方向一致的情况。当所述载体160和所述浆料供应部140在形态上具有如上所述的相关关系时，彼此可以容易地以相同的轨迹和速度进行振动运动，并且在将浆料均匀地分散在所述抛光对象130和所述抛光垫110的界面方面可以更加有利。
参照图1和图2，在一实施例中，所述浆料供应部140以所述平板120的旋转方向R2为基准位于所述载体160的后方。在另一方面的说明中，所述抛光垫110的抛光面上的任意一点可以通过所述平板120的旋转，相比安装于所述载体160的抛光对象130的被抛光面，先面对从所述浆料供应部140喷洒的浆料150。通过这种驱动方，先分散有从所述浆料供应部140喷洒的浆料150的所述抛光垫110的抛光面可以与所述抛光对象130的被抛光面接触，可以更加有利于最小化向所述抛光垫110的外周脱离而废弃的浆料150。
在一实施例中，如上所述，所述浆料供应部140的平面结构可以为圆弧形状，其曲率半径可以为约4英寸至约30英寸，例如，可以为约5英寸至约30英寸，例如，可以为约10英寸至约30英寸，例如，可以为约10英寸至约25英寸。
在一实施例中，如上所述，所述载体160的平面结构可以为圆形状，其直径可以为约100mm至约400mm，例如，可以为约200mm至约400mm，例如，可以为约250mm至约400mm，例如，可以为约350mm至约400mm。
当所述浆料供应部140和所述载体160的大小分别或者全部满足上述范围时，可以使得所述抛光垫110的抛光面的效率最大化，并且可以获得装置被平滑地驱动的优点。
所述抛光装置100还可以包括用于调节所述浆料供应部140的驱动的控制部(未图示)。所述控制部可以执行如下功能：改变所述浆料供应部140的运动方式；调节通过所述浆料供应部140的至少一个喷嘴141流入的浆料150的流量；或者调节多个所述喷嘴141中的每一个的浆料150供应与否和浆料150流入流量。
在一实施例中，在所述浆料供应部140以所述平板120的旋转方向为基准位于所述载体160的后方的前提下，所述控制部可以进行驱动控制，以使所述浆料供应部140沿与所述载体160的旋转运动轨迹对应的轨道进行部分旋转运动。在所述浆料供应部140包括多个喷嘴141，并且以不同方式设置各喷嘴141的流量或者开闭与否的情况下，可以根据需要来调节所述浆料供应部140的位置，所述控制部可以通过控制这种驱动来进一步提高通过所述浆料供应部140的均匀的浆料供应效果。
所述浆料供应部140包括多个喷嘴141，所述控制部可以独立地控制多个所述喷嘴141中每一个的开闭与否。需要根据应用所述抛光装置100的抛光对象130的种类、结构、大小或者抛光目的来仅从多个所述喷嘴141中的一部分流入浆料。这时，可以通过所述控制部独立地控制多个所述喷嘴141中每一个的开闭与否，从而可以更加有利于对各种抛光对象130实现优异的抛光性能。
所述浆料供应部140包括多个喷嘴141，所述控制部可以独立地控制多个所述喷嘴141中每一个的浆料150供应流量。可以通过根据所述抛光对象130的被抛光面的种类、结构、大小或者抛光目的，将多个所述喷嘴141的浆料供应流量设置成不同来实现更加优异的抛光平坦度。例如，可以在抛光工艺初期，使多个所述喷嘴141中每一个的浆料供应流量相同，然后从抛光工艺进行规定时间后的时间点开始的一段时间内，将多个所述喷嘴141中每一个的浆料供应流量设置成不同，从而将所述抛光对象130的被抛光面的一部分区域调节成与其他区域相比更快地被抛光。
在所述抛光装置100的驱动中，在以最佳的方式设计所述抛光垫110的情况下，可以最大化上述技术优点。抛光面的物理化学性质取决于所述抛光垫110的结构和组成等的设计，可以通过使用在所述载体160和所述浆料供应部140同时进行振动运动的驱动方式方面设计成最佳的抛光垫110来最大化所述抛光装置100的技术优点。
图3概略性地示出一实施例的所述抛光垫110在厚度方向上的截面。参照图3，所述抛光垫110包括具备抛光面11的抛光层10，并且所述抛光面11可以包括具有比所述抛光层10的厚度D1小的深度d1的至少一个凹槽112。这时，所述凹槽112的深度d1可以为约100μm至约1500μm，所述凹槽112的宽度w1可以为约100μm至约1000μm。
所述凹槽112可以执行如下功能：调节通过所述浆料供应部140提供到所述抛光面11上的浆料的流动性，并且调节所述抛光面11和所述抛光对象130的被抛光面的直接接触面积的大小，从而调节抛光特性。所述凹槽112的深度d1和宽度w1分别或者全部满足上述范围时，如上所述，能够更加有利于在具有所述载体160和所述浆料供应部140同时进行振动运动的驱动方式的抛光装置中确保最佳的浆料流动性和抛光性能。
更具体而言，所述凹槽112的深度d1可以为约200μm至约1400μm，例如，可以为约300μm至约1300μm，例如，可以为约400μm至约1200μm，例如，可以为约500μm至约1200μm，例如，可以为约700μm至约900μm。
更具体而言，所述凹槽112的宽度w1可以为约200μm至约1000μm，例如，可以为约300μm至约800μm，例如，可以为约200μm至约700μm，例如，可以为约300μm至约700μm，例如，可以为约400μm至约600μm。
所述抛光面11可以包括2个以上的多个凹槽112。在一实施例中，所述抛光垫110的平面结构实质上可以为圆形状，多个所述凹槽112可以具有从所述抛光面11上所述抛光层10的中心向末端以规定的间隔隔开设置的同心圆形结构。在另一实施例中，多个所述凹槽112可以具有从所述抛光面11上所述抛光层10的中心向末端连续形成的放射状结构。在又另一实施例中，多个所述凹槽112可以同时包括同心圆形结构的凹槽和放射状结构的凹槽。
在一实施例中，所述抛光垫110包括具备抛光面11的抛光层10，所述抛光面11包括2个以上具有比所述抛光层10的厚度小的深度d1的凹槽112，并且两个相邻凹槽112之间的间距p1可以为约2mm至约70mm。例如，各凹槽之间的间距p1可以为约2mm至约60mm，例如，可以为约2mm至约50mm，例如，可以为约2mm至约10mm，例如，可以为约1.5mm至约5.0mm，例如，可以为约1.5mm至约4.0mm，例如，可以为约1.5mm至约3.0mm。
当所述凹槽112的深度d1、宽度w1以及间距p1分别或者全部满足上述范围时，如上所述，能够更加有利于在具有所述载体160和所述浆料供应部140同时进行振动运动的驱动方式的抛光装置中确保最佳的浆料流动性和抛光性能。
参照图3，在一实施例中，所述抛光层10的厚度D1可以为约0.8mm至约5.0mm，例如，可以为约1.0mm至约4.0mm，例如，可以为约1.0mm至3.0mm，例如，可以为约1.5mm至约3.0mm，例如，可以为约1.7mm至约2.7mm，例如，可以为约2.0mm至约3.5mm。
图4是放大示出图3的A部分的示意图。参照图4，所述抛光层10可以是包括多个气孔111的多孔结构。多个所述气孔111中的一部分在所述抛光层10的抛光面11上暴露于外部，从而构成与所述凹槽112有区别的微细凹陷部113。在所述抛光垫110的使用过程中，所述微细凹陷部113与所述凹槽112一同决定抛光液或者浆料的流动性和滞留空间，同时赋予所述抛光面11规定的粗糙度，从而使得所述抛光面11在结构上作为对所述抛光对象130的被抛光面的物理摩擦表面发挥作用。多个所述气孔111分散在所述抛光层10整体，从而可以执行即使在抛光工艺中所述抛光面11由修整器(Conditioner)等研磨的过程中，也将表面持续加工成规定的粗糙度的功能。
所述抛光面11可以通过所述微细凹陷部113而具有规定的表面粗糙度。在一实施例中，所述抛光面11的表面粗糙度(Ra)可以为约1μm至约20μm，例如，可以为约2μm至约18μm，例如，可以为约3μm至约16μm，例如，可以为约4μm至约14μm。当所述抛光面11具有这种表面粗糙度时，可以更加有利于与所述载体160和所述浆料供应部140同时动作的驱动方式相关联地，向所述抛光对象130的被抛光面提供最佳的抛光性能。
多个所述气孔111的平均粒径(D50)可以为约5μm至约200μm，例如，可以为约20μm至约50μm，例如，可以为约21μm至约50μm，例如，可以为约21μm至约40μm，例如，可以为约21μm至约38μm，例如，可以为约23μm至约28μm。多个所述气孔111的平均粒径(D50)可以通过如下方式导出：对于在垂直于所述抛光层10的厚度方向的方向上切割的任一截面，放大100倍后拍摄照片，然后以680μm×480μm的面积为基准从所述照片中找出气孔，然后取所述气孔的二元投影的直径的数平均值。这时，所述截面的拍摄方法没有特别限制，例如，可以利用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope，SEM)进行拍摄。当多个所述气孔111具有这种大小范围时，暴露于所述抛光面11上的表面粗糙度可以设计成最佳，并且可以有利于在抛光平坦度和缺陷防止方面将所述抛光层10向所述抛光对象130提供的弹力确保在适当的范围内。
所述抛光垫110包括具备抛光面11的抛光层10，所述抛光层10作为通过所述抛光面11来向所述抛光对象130提供抛光性能的层，可以视为用于发挥所述抛光垫110的主要功能的主要结构。所述抛光层10的材质和结构等可以视为，与所述载体160和所述浆料供应部140同时动作的驱动方式相关联地，向所述抛光对象130的被抛光面提供适当弹力和刚性从而实现优异的最终抛光平坦度和抛光率等的重要因素。
在一实施例中，所述抛光层10可以包含含氨基甲酸乙酯类预聚物的预备组合物的固化物。所述“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。所述预聚物自身可以经过加热和/或加压等附加的固化工艺最终成型为固化物，或者与其他聚合性化合物，例如，不同种类的单体或者不同种类的预聚物等附加化合物混合并且反应来最终成型为固化物。
可以通过使异氰酸酯化合物与多元醇化合物反应来制备所述氨基甲酸乙酯类预聚物。所述氨基甲酸乙酯类预聚物可因所述异氰酸酯化合物与所述多元醇化合物反应而含有末端异氰酸酯基。另外，含有所述氨基甲酸乙酯类预聚物的预备组合物可以包含用于制备所述氨基甲酸乙酯类预聚物的异氰酸酯化合物中未参与反应而残留的未反应异氰酸酯化合物。因此，包含所述氨基甲酸乙酯类预聚物的预备组合物可以包含源自所述末端异氰酸酯基或者所述未反应异氰酸酯化合物的游离异氰酸酯基(free-NCO group)。所述“游离异氰酸酯基”是指未发生氨基甲酸乙酯反应的状态的异氰酸酯基。将所述预备组合物中游离异氰酸酯基的含量表示为“异氰酸酯基含量(NCO％)”，所述预备组合物的异氰酸酯基含量(NCO％)可以为约5重量％至约11重量％，例如，可以为约5重量％至约10重量％，例如，可以为约5重量％至约8重量％，例如，可以为约8重量％至约10重量％，例如，可以为约8.5重量％至约10重量％。所述NCO％决定所述预备组合物的后固化时间和固化速度，并且决定所述抛光层10的弹力和刚性等物理机械性质。当所述预备组合物的NCO％满足所述范围时，所述抛光层10可以与所述载体160和所述浆料供应部140同时动作的驱动方式相关联地向所述抛光对象130的被抛光面提供具有适当弹力和刚性的抛光面11，其结果，可以更加有利于在对于所述抛光对象130的被抛光面的抛光率和最终抛光平坦度以及缺陷防止等方面实现优异的抛光性能。
所述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。例如，所述异氰酸酯化合物可以包含芳香族二异氰酸酯。例如，所述异氰酸酯化合物可包含芳香族二异氰酸酯和脂环族二异氰酸酯。
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)、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(4,4’-dicyclohexylmethanediisocyanate，H12MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(isophoronediisocyanate)以及它们的组合组成的组中的一种。
所述“多元醇(polyol)”是指每个分子至少含有两个以上羟基(-OH)的化合物。在一实施例中，所述多元醇化合物可以包含含有2个羟基的二元醇化合物，即，二醇(diol)或者乙二醇(glycol)；或具有三个羟基的三元醇化合物，即，三醇(triol)化合物。
所述多元醇化合物，例如，可以包含选自由聚醚类多元醇(polyether polyol)、聚酯类多元醇(polyester polyol)、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。
所述多元醇化合物，例如，可以包含选自由聚四亚甲基醚二醇(PTMG)、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(DEG)、二丙二醇(DPG)、三丙二醇、聚丙烯乙二醇、聚丙烯三醇以及它们的组合组成的组中的一种。
所述多元醇化合物的重均分子量(Mw)可以为约100g/mol至约3000g/mol，例如，可以为约100g/mol至约2000g/mol，例如，可以为约100g/mol至约1800g/mol。
在一实施例中，所述多元醇化合物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。所述高分子量多元醇的重均分子量(Mw)例如，可以为约500g/mol以上且约1800g/mol以下，例如，可以为约700g/mol以上且约1800g/mol以下。在这种情况下，所述多元醇化合物可以在所述氨基甲酸乙酯类预聚物中形成适当的交联结构，包含所述氨基甲酸乙酯类预聚物的预备组合物在规定的工艺条件下固化而形成的抛光层可以更有利于实现所述效果。
所述氨基甲酸乙酯类预聚物的重均分子量(Mw)可以为约500g/mol至约3000g/mol，例如，约600g/mol至约2000g/mol，例如，约800g/mol至约1000g/mol。在所述氨基甲酸乙酯类预聚物具有与所述重均分子量(Mw)相应的聚合度的情况下，所述预备组合物在规定的工艺条件下固化而形成的所述抛光层可以更有利于实现所述效果。
在一实施例中，所述异氰酸酯化合物可以包含芳香族二异氰酸酯。所述芳香族二异氰酸酯例如可以包含2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)，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)。另外，所述多元醇化合物例如可以包含聚四亚甲基醚二醇(PTMG)与二乙二醇(DEG)。
在另一实施例中，所述异氰酸酯化合物可以包含芳香族二异氰酸酯与脂环族二异氰酸酯。例如，所述芳香族二异氰酸酯例如可以包含2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)，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)。所述脂环族二异氰酸酯例如可以包含4,4'-双环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)。另外，所述多元醇化合物例如可以包含聚四亚甲基醚二醇(PTMG)与二乙二醇(DEG)。
在所述预备组合物中，相对于用于制备所述氨基甲酸乙酯类预聚物的全体成分中的所述异氰酸酯化合物总量100重量份，所述多元醇化合物的总量可以为约100重量份至约300重量份，例如，可以为约100重量份至约250重量份，例如，可以为约110重量份至约250重量份，例如，可以为约120重量份至约240重量份，例如，可以为约120重量份至约150重量份，例如，可以为约180重量份至约240重量份。
在所述预备组合物中，可以包含作为所述异氰酸酯化合物的所述芳香族二异氰酸酯，所述芳香族二异氰酸酯可以包含2,4-TDI和2,6-TDI，并且相对于100重量份的所述2,4-TDI，所述芳香族二异氰酸酯可以包含约1重量份至约40重量份，例如，约1重量份至约30重量份，例如，约10重量份至约30重量份，例如，约15重量份至约30重量份，例如，约1重量份至约10重量份的所述2,6-TDI。
在所述预备组合物中，所述异氰酸酯化合物可以包含所述芳香族二异氰酸酯和所述脂环族二异氰酸酯，相对于所述芳香族二异氰酸酯总量100重量份，所述脂环族二异氰酸酯的总量可以为约0重量份至约30重量份，例如，可以为约0重量份至约25重量份，例如，可以为约0重量份至约20重量份，例如，可以为约5重量份至约30重量份，例如，可以为约5重量份至约25重量份，例如，可以为约5重量份至约20重量份，例如，可以为约5重量份以上且小于约15重量份。
当用于制备所述氨基甲酸乙酯类预聚物的各个成分的相对含量比分别或者同时满足上述范围时，由此制备的所述抛光层10可以通过所述抛光面11向所述抛光对象130的被抛光面提供适当的气孔结构、表面硬度、弹力以及刚性，其结果，可以更加有利于与所述载体160和所述浆料供应部140同时动作的驱动方式相关联地，使所述抛光装置100实现优异的抛光性能。
在一实施例中，所述预备组合物还可以包含固化剂。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10的最终固化结构的成分，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。
在一实施例中，所述固化剂可以包含胺化合物，所述预备组合物中游离异氰酸酯基(-NCO)与所述固化剂中的氨基(-NH2)的摩尔比可以为约1：0.60至约1：0.99，例如，可以为约1：0.60至约1：0.95。当决定所述固化剂的量以使所述固化剂中的氨基与所述预备组合物中的游离异氰酸酯基的摩尔比满足上述范围时，可以通过调节所述预备组合物的固化时间和固化速度来确保所述抛光层10最佳的弹力和刚性等物理机械性质。其结果，最终固化的所述抛光层10可以与所述载体160和所述浆料供应部140同时动作的驱动方式相关联地向所述抛光对象130的被抛光面提供具有适当的弹力和刚性的抛光面11，并且可以更加有利于在对于所述抛光对象130的被抛光面的抛光率和最终抛光平坦度以及缺陷防止等方面实现优异的抛光性能。
在一实施例中，所述预备组合物还可以包括发泡剂。所述发泡剂为用于形成所述抛光层10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。例如，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。
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21μm至约40μm。在所述固体发泡剂为下述的热膨胀的(expanded)颗粒时，所述固体发泡剂的平均粒径指热膨胀的颗粒本身的平均粒径，在所述固体发泡剂为后面将要说明的未膨胀的(unexpanded)颗粒时，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颗粒的平均粒径。当所述固体发泡剂的平均粒径满足所述范围时，有利于在所述预备组合物中混合时，在不发生凝聚的情况下混合，其结果，可以有利于在所述抛光层10中形成适当分散的气孔结构。
所述固体发泡剂可以包含膨胀性颗粒。所述膨胀性颗粒作为具有可以通过热或者压力而膨胀的特性的颗粒，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。所述膨胀性颗粒可以包含热膨胀的颗粒、未膨胀的颗粒或它们的组合。所述热膨胀的颗粒作为通过热而预先膨胀的颗粒，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颗粒。所述未膨胀的颗粒作为没有预先膨胀的颗粒，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颗粒。
所述膨胀性颗粒可以包含：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颗粒。例如，所述固体发泡剂可以包含经无机成分处理的膨胀性颗粒。在一实施例中，所述固体发泡剂可以包含经二氧化硅(SiO2)颗粒处理的膨胀性颗粒。所述固体发泡剂的无机成分处理可以防止多个颗粒间的聚集。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。
以所述预备组合物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。当所述固体发泡剂的含量满足所述范围时，有利于在所述预备组合物中混合时，在不发生凝聚的情况下混合，其结果，可以有利于在所述抛光层10中形成适当分散的气孔结构。
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)。
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颗粒，所述膨胀性颗粒可以包含热膨胀的颗粒。例如，所述固体发泡剂可以仅由热膨胀的颗粒组成。在不包含所述未膨胀的颗粒而是仅由热膨胀的颗粒组成的情况下，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，所述热膨胀的颗粒可以为具有约5μm至约200μm的平均粒径的颗粒。所述热膨胀的颗粒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颗粒的D50。
在一实施例中，所述热膨胀的颗粒的密度可以为约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。
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。
所述预备组合物可以根据需求还包括添加剂。所述添加剂的种类可包括选自由表面活性剂、pH调节剂、粘合剂、抗氧化剂、热稳定剂、分散稳定剂及其组合组成的群的一种。所述“表面活性剂”、“抗氧化剂”等添加剂的名称是基于该物质的主要作用的任意名称，并且每种相应物质不一定只执行由相应名称限制的作用的功能。
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。
以所述预备组合物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，相对于所述第二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。
基于所述预备组合物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，例如，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，可以适当地调节预备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。
参照图3，所述抛光垫110还可以包括设置在所述抛光层10的所述抛光面11的相反面上的支撑层20。所述支撑层20能够在结构上支撑所述抛光层10，同时发挥在抛光工艺过程中适当调节通过所述抛光面11传递到所述抛光对象130的压力和冲击的缓冲(Buffer)作用。因此，在应用所述抛光垫110的抛光工艺中，所述支撑层20能够有助于防止所述抛光对象130损伤以及发生缺陷。
可以通过适当设计所述支撑层20的结构和材质等来在所述载体160和所述浆料供应部140同时动作的驱动方式中最大化上述缓冲效果。在一实施例中，所述支撑层20可以包括无纺布或者绒面革(Suede)，但不限于此。例如，所述支撑层20可以包括无纺布。所述“无纺布”是指未织造纤维的三维网状结构体。具体而言，所述支撑层20可以包括无纺布和含浸在所述无纺布中的树脂。
所述无纺布，例如，可以是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的纤维的无纺布。
含浸在所述无纺布中的树脂，例如，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。在一实施例中，所述支撑层20可以包含含聚酯纤维的纤维的无纺布，所述聚酯纤维中含浸有含聚氨酯树脂的树脂。
所述支撑层20的厚度可以是例如，约0.5mm至约2.5mm，例如，约0.8mm至约2.5mm，例如，约1.0mm至约2.5mm，例如，约1.0mm至约2.0mm，例如，约1.2mm至约1.8mm。
所述支撑层20的密度可以为约0.1g/cm3至1.0g/cm3，例如，可以为约0.1g/cm3至约0.8g/cm3，例如，可以为约0.1g/cm3至约0.6g/cm3，例如，可以为约0.2g/cm3至约0.4g/cm3。当密度满足这种范围时，不同于现有技术，所述支撑层20可以更加有利于提供与针对通过多个喷嘴141来供应浆料的所述浆料供应部140而优化的所述载体160的加压条件相应的适当的缓冲效果。
参照图3，所述抛光垫110可以包括用于附着所述抛光层10和所述支撑层20的第一粘合层30。具体而言，所述第一粘合层30可以包含选自由氨基甲酸乙酯类粘合剂、丙烯酸类粘合剂、硅类粘合剂以及它们的组合组成的组中的一种，但不限于此。
参照图1和图3，所述抛光垫110还可以包括用于附着所述支撑层20的下表面和所述平板120的第二粘合层40。所述第二粘合层40作为用于附着所述抛光垫110和抛光装置的平台的媒介，例如，可以源自压敏粘合剂(Pressure sensitive adhesive，PSA)，但不限于此。
参照图1和图2，所述抛光装置100还可以包括修整器170。所述修整器170能够在抛光工艺整体过程中执行如下功能：对所述抛光垫110的抛光面11进行调节，以使所述抛光面11维持在适合抛光的状态。所述抛光对象130在通过所述载体160在所述抛光面11上以规定的条件加压的同时被抛光。因此，随着抛光工艺持续进行，所述抛光面11受到物理压力并被按压，从而其形态改变。所述抛光面11的微细凹陷部113向所述抛光对象130的被抛光面提供物理摩擦力，然而所述微细凹陷部113的摩擦力提供效果可能随物理按压而逐渐下降。因此，可以通过所述修整器170对所述抛光面11进行粗糙化加工来使得所述抛光面11持续维持规定的表面粗糙度。
所述修整器170可以包括向所述抛光面11凸出并且彼此隔开形成的多个切削尖端。多个所述切削尖端例如可以是多角锥体形状。
所述修整器170能够在进行旋转运动的同时加工所述抛光面11。所述修整器170的旋转方向可以与所述平板120的旋转方向R2相同或者不同。所述修整器170的旋转速度例如可以为约50rpm至约150rpm，例如，可以为约80rpm至约120rpm。
在一实施例中，所述修整器170能够在对所述抛光面11进行加压的同时加工所述抛光面11。所述修整器170对所述抛光面11加压时的压力例如可以为约1lbf至约12lbf，例如，可以为约3lbf至约9lbf。当所述修整器170对于所述抛光面11在规定的加压条件下被加工驱动时，所述抛光面11的凹槽结构和表面粗糙度可以在抛光工艺整体过程中维持适当水平，由此所述抛光对象130的被抛光面和所述抛光面11之间的物理化学抛光与包括多个所述喷嘴141的浆料供应部140和所述载体160同时振动的驱动方式相结合，从而可以更加有利于实现最佳的抛光性能。
在另一实施例中，提供一种半导体器件的制造方法，其中，包括如下步骤：将抛光垫安装于平板上，将抛光对象安装于载体，将所述抛光垫的抛光面和所述抛光对象的被抛光面设置成相互接触后，在加压条件下分别旋转所述平板和所述载体来抛光所述抛光对象，以及从包括至少一个喷嘴的浆料供应部向所述抛光垫的抛光面供应浆料；所述抛光对象包括半导体基板，所述载体沿从所述平板的中心到所述平板的末端的轨迹进行振动运动，所述浆料供应部以与所述载体的振动运动的轨迹和速度相同的轨迹和速度进行振动运动。
在另一方面的说明中，所述半导体器件的制造方法涉及一种应用上面参照图1至图4说明的所述抛光装置100来制造半导体器件的方法。即上面参照所述图1至图4描述的所述抛光装置100和其中的所有结构相关事项可以适用于在后面重复描述的情况，然而即使未在后面进行重复描述，其具体事项和技术优点也同样可以全部适用于以下与所述半导体器件的制造方法有关的说明。
在所述半导体器件的制造方法中，所述抛光对象130可以包括半导体基板。在所述半导体基板中，被抛光面可以包括选自由氧化硅膜、氮化硅膜、钨膜、氧化钨膜、氮化钨膜、铜膜、氧化铜膜、氮化铜膜、钛膜、氧化钛膜、氮化钛膜以及它们的组合组成的组中的一种。当将包括这种膜质的半导体基板作为抛光对象130时，所述抛光对象130的被抛光面可以通过应用包括至少一个喷嘴141的浆料供应部140，并且应用所述浆料供应部140和所述载体160以同样的轨迹和速度进行振动运动的驱动方式的抛光方法来算出具有适当的抛光率、高的抛光平坦度以及低的缺陷发生的抛光结果。
将所述抛光垫110安装于所述平板120上的步骤可以是将所述抛光垫110的抛光面11的相反面安装成附着于所述平板120的步骤。在一实施例中，所述抛光面11的相反面和所述平板120可以以压敏粘合剂为介质附着。
将所述抛光对象130安装于所述载体160的步骤可以是以朝向所述抛光面11的方式安装所述抛光对象130的被抛光面的步骤。所述抛光对象130可以以非接触的方式安装于所述载体160。
抛光所述抛光对象130的步骤可以通过将所述抛光垫110的抛光面11和所述抛光对象130的被抛光面设置成相互接触后，在加压条件下分别旋转所述平板120和所述载体160来执行。所述抛光面11和所述被抛光面可以直接接触，也可以以通过所述浆料供应部140提供的浆料成分，例如，以抛光颗粒为介质间接接触。本说明书中“接触”应被解释为包括直接接触或者间接接触的所有情况。
抛光可以在所述载体160以规定的加压条件加压所述抛光面11的同时进行。这时，所述载体160对所述抛光面11的加压荷重可以为约0.01psi至约20psi，例如，可以为约0.1psi至约15psi。当所述载体160对所述抛光面11的加压荷重满足所述范围时，在包括上述膜质的半导体基板的被抛光面和满足所述凹槽结构和表面粗糙度的抛光面11之间发生的物理化学抛光与包括多个所述喷嘴141的浆料供应部140和所述载体160同时振动的驱动方式相结合，从而可以更加有利于实现最佳的抛光性能。
所述平板120和所述载体160可以独立旋转。所述平板120的旋转方向和所述载体160的旋转方向分别可以沿顺时针方向或者逆时针方向相同或者相反。
当所述平板120旋转时安装于所述平板120的所述抛光垫110也可以以相同的轨迹和速度旋转。所述平板120的旋转速度例如可以为约50rpm至约150rpm，例如，可以为约80rpm至约120rpm，例如，可以为约90rpm至约120rpm。当所述平板120的旋转速度满足所述范围时，包括上述膜质的半导体基板的抛光与包括多个所述喷嘴141的浆料供应部140和所述载体160同时振动的驱动方式相结合，从而可以更加有利于实现最佳的抛光性能。
所述载体160的旋转速度可以为约10rpm至约500rpm，例如，可以为约30rpm至约200rpm，例如，可以为约50rpm至约100rpm，例如，可以为约50rpm至约90rpm。当所述载体160的旋转速度满足所述范围时，包括上述膜质的半导体基板的抛光与包括多个所述喷嘴141的浆料供应部140和所述载体160同时振动的驱动方式相结合，从而可以更加有利于实现最佳的抛光性能。
参照图1和图2，所述载体160沿从所述平板120的中心C到所述平板120的末端的轨迹V1进行振动运动，所述浆料供应部140可以以与所述载体160的振动运动相同的轨迹V1和速度进行振动运动。当应用所述浆料供应部140以与所述载体160的振动运动相同的轨迹和速度进行振动运动的可变性时，脱离所述抛光垫110的外部而废弃的浆料量最小化，并且可以使得浆料均匀地供应在所述抛光对象130的被抛光面的全体面积上，其结果，通过所述半导体器件的制造方法抛光的所述抛光对象130满足均匀的抛光平坦度，并且可以实现实质上防止被抛光面上的缺陷发生的效果。
所述载体160和所述浆料供应部140的振动运动速度可以为约1英寸/秒至约20英寸/秒，例如，可以为约1英寸/秒至约15英寸/秒，例如，可以为约1英寸/秒至约12英寸/秒，例如，可以为约1英寸/秒至约10英寸/秒，例如，可以为约1英寸/秒至约5英寸/秒。当以所述范围内的速度进行振动运动时，有利于最小化脱离到外部而废弃的浆料量，并且可以更加有利于在所述抛光对象130的被抛光面的全体面积上均匀地提供浆料。
在所述半导体器件的制造方法中，所述抛光对象130包括半导体基板，所述浆料供应部140包括多个喷嘴141，多个所述喷嘴141中通过各个喷嘴的浆料150的注入量可以在约0ml/min至约1000ml/min的范围内独立地调节。具体而言，可以独立地调节多个所述喷嘴141中每个喷嘴141的开闭与否。在多个所述喷嘴141中，当浆料注入到喷嘴141时，其注入量可以为约10ml/min至约800ml/min，例如，可以为约50ml/min至约500ml/min。应用所述供应流量时，通过独立地控制各个喷嘴，在包括上述种类的膜质的半导体基板的抛光中，可以更加有利于算出具有适当的抛光率，高的抛光平坦度以及低的缺陷发生的抛光结果。
所述半导体器件的制造方法还可以包括通过修整器来加工所述抛光面的步骤。所述抛光对象130在通过所述载体160以规定条件加压所述抛光面11的同时被抛光。因此，随着抛光工艺持续进行，所述抛光面11受到物理压力并被按压，从而其形态改变。所述抛光面11的微细凹陷部113向所述抛光对象130的被抛光面提供物理摩擦力，然而所述微细凹陷部113的摩擦力提供效果可能随物理按压而逐渐下降。因此，可以通过所述修整器170对所述抛光面11进行粗糙化加工来使得所述抛光面11维持规定的表面粗糙度。
所述修整器170可以包括向所述抛光面11凸出并且彼此隔开形成的多个切削尖端。多个所述切削尖端例如可以是多角锥体形状。
所述修整器170能够在进行旋转运动的同时加工所述抛光面11。所述修整器170的旋转方向可以与所述平板120的旋转方向R2相同或者不同。所述修整器170的旋转速度例如可以为约50rpm至约150rpm，例如，可以为约80rpm至约120rpm。当所述修整器170的旋转速度满足所述范围时，可以更加有利于在包括上述膜质的半导体基板的抛光中将所述抛光面11的表面粗糙度维持在适当水平。另外，可以更加有利于与包括多个所述喷嘴141的浆料供应部140和所述载体160同时振动的驱动方式相关联地，由所述修整器170加工的抛光面11的表面状态确保适当的浆料流动性。
所述修整器170能够在对所述抛光面11进行加压的同时加工所述抛光面11。此时，所述修整器170对所述抛光面11加压时的压力例如可以为约1lbf至约12lbf，例如，可以为约3lbf至约9lbf。当所述修整器170对所述抛光面11的加压荷重满足所述范围时，所述抛光面11的凹槽结构和表面粗糙度可以在抛光工艺整体过程中维持适当的水平，由此包括上述膜质的半导体基板的被抛光面和所述抛光面11之间的物理化学抛光与包括多个所述喷嘴141的浆料供应部140和所述载体160同时振动的驱动方式相结合，从而可以更加有利于实现最佳的抛光性能。
一实施例的所述抛光装置包括在抛光浆料的供应中能够实现细分化的驱动的浆料供应部，所述浆料供应部的驱动能够实现在所述载体和所述平板的旋转和/或振动运动以及所述载体对所述抛光面的垂直加压条件等的有机关系上最佳的驱动。
另外，在与其他制品相比非常需要精确的工艺控制的半导体器件的制造中，应用一实施例的所述抛光装置的半导体器件的制造方法提供最佳抛光性能，从而可以成为获得优质的半导体器件的有效技术手段。

Claims (10)

1.一种抛光装置，其中，包括：
平板，
抛光垫，安装于所述平板上，
载体，用于容纳抛光对象，以及
浆料供应部，包括至少一个喷嘴；
所述载体沿从所述平板的中心到所述平板的末端的轨迹进行振动运动，
所述浆料供应部以与所述载体的振动运动的轨迹和速度相同的轨迹和速度进行振动运动。
2.根据权利要求1所述的抛光装置，其中，
所述载体的平面是圆形状，所述浆料供应部的平面是圆弧形状，
所述浆料供应部具有与所述载体的外周的形状对应的形态。
3.根据权利要求2所述的抛光装置，其中，
所述浆料供应部的曲率半径为4英寸至30英寸，
所述载体的直径为100mm至400mm。
4.根据权利要求1所述的抛光装置，其中，
所述抛光垫包括具备抛光面的抛光层，
所述抛光面包括至少一个凹槽，所述至少一个凹槽的深度小于所述抛光层的厚度，
所述凹槽的深度为100μm至1500μm，
所述凹槽的宽度为100μm至1000μm。
5.根据权利要求1所述的抛光装置，其中，
所述抛光垫包括具备抛光面的抛光层，
所述抛光面包括两个以上凹槽，所述两个以上凹槽的深度小于所述抛光层的厚度，
相邻的两个凹槽之间的间距为2mm至70mm。
6.根据权利要求1所述的抛光装置，其中，
所述抛光垫包括具备抛光面的抛光层，
所述抛光层包括含有氨基甲酸乙酯类预聚物的预备组合物的固化物，
所述预备组合物中异氰酸酯基的含量为5重量％至11重量％。
7.一种半导体器件的制造方法，其中，包括如下步骤：
将抛光垫安装于平板上，
将抛光对象安装于载体，
将所述抛光垫的抛光面和所述抛光对象的被抛光面设置成相互接触后，在加压条件下分别旋转所述平板和所述载体来抛光所述抛光对象，以及
从包括至少一个喷嘴的浆料供应部向所述抛光垫的抛光面供应浆料；
所述抛光对象包括半导体基板，
所述载体沿从所述平板的中心到所述平板的末端的轨迹进行振动运动，
所述浆料供应部以与所述载体的振动运动的轨迹和速度相同的轨迹和速度进行振动运动。
8.根据权利要求7所述的半导体器件的制造方法，其中，
所述浆料供应部包括多个喷嘴，
在0ml/min至1000ml/min的范围内独立地调节通过各喷嘴的浆料注入量。
9.根据权利要求7所述的半导体器件的制造方法，其中，
所述平板的旋转速度为50rpm至150rpm。
10.根据权利要求7所述的半导体器件的制造方法，其中，
所述载体的旋转速度为10rpm至500rpm。
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