TW202243806A - 拋光墊、拋光墊的製備方法以及利用該拋光墊的半導體裝置的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明關於一種拋光墊，拋光墊的製備方法以及利用所述拋光墊的半導體裝置的製造方法，其在拋光製程中最小化拋光墊中窗口的表面粗糙度對透過率產生的影響，從而能夠防止拋光墊中的窗口造成終點檢測錯誤，並且在拋光墊中，拋光層與窗口的表面粗糙度的差值維持在規定範圍內，從而拋光製程中拋光漿料的流動性和負載率以類似的水平實現，由此能夠防止所述拋光層和窗口的表面差異導致拋光性能下降的問題。另外，可以提供一種應用拋光墊的半導體裝置的製造方法。

Description

拋光墊、拋光墊的製備方法以及利用該拋光墊的半導體裝置的製造方法
本發明關於一種在化學機械平坦化（Chemical Mechanical Planarization；CMP）製程中使用的拋光墊，所述拋光墊的製備方法以及利用所述拋光墊的半導體裝置的製造方法。
半導體製備製程中的化學機械平坦化製程如下，將晶片（wafer）附著在頭部上，與形成在壓盤（platen）上的拋光墊表面接觸的狀態下，提供漿料，從而使晶片表面進行化學反應，與此同時使壓盤和頭部相對運動，機械地使晶片表面的凹凸部分平坦化。
所述化學機械平坦化製程使用拋光墊，不僅可以用於半導體製備製程，也可以用於儲存盤、磁片、光學透鏡或反射鏡等光學材料、玻璃板、金屬等要求高度表面平坦性的材料的平坦化處理。
隨著半導體電路的小型化，CMP製程的重要性進一步得到強調。拋光墊作為在半導體製備製程中用於CMP製程的必不可少的原材料之一，在實現CMP性能方面發揮著重要的作用。
近來，提出了通過檢測晶片的厚度來檢測出CMP製程的結束時間的各種方法。
例如，為了原位（in-situ）確定晶片表面的平坦度，已經提出了一種方法，該方法將窗口安裝在拋光墊，並通過窗口通過雷射干涉儀產生的反射光束來測量晶片的厚度。在所述原位方法中，所述窗口需保持入射光的強度恆定且拋光前後的透光率偏差小，才能夠最小化終點檢測錯誤。
然而，為了在所述原位方法中最小化終點檢測性能的錯誤，拋光墊的窗口需維持穩定的透過率。窗口的表面粗糙度作為決定所述透過率的重要因素中的一種，可以在拋光製程中發生變化，因此相當於影響透過率的因素。
為了改善這種問題，需開發一種能夠最小化表面粗糙度對透過率所造成的影響的拋光墊。
[發明要解決的問題]
本發明的目的在於提供一種拋光墊，拋光墊的製備方法以及利用所述拋光墊的半導體裝置的製造方法。
本發明的另一目的在於提供一種在拋光製程中最小化拋光墊中窗口的表面粗糙度對透過率產生的影響，從而能夠防止拋光墊中的窗口造成終點檢測錯誤的拋光墊以及其製備方法。
本發明的另一目的在於提供一種拋光墊及其製備方法，在拋光墊中，拋光層與窗口的表面粗糙度的差值維持在規定範圍內，從而拋光製程中的拋光漿料的流動性和負載率實現類似的水平，由此能夠防止所述拋光層和窗口的表面差異導致拋光性能下降的問題。
本發明的另一目的在於提供一種應用拋光墊的半導體裝置的製造方法。 [用於解決問題的手段]
為了達成所述目的，本發明一實施例的拋光墊包括拋光層和終點檢測用窗口，針對所述拋光層和終點檢測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變化率SRR為1.5至2.5， 第1式：
Figure 02_image001
在所述第1式中， dRa1是拋光前拋光層的表面粗糙度與終點檢測用窗口的表面粗糙度的差值， dRa2是在以200mL/min向拋光層供應煆燒二氧化鈰漿料，晶片荷重為6.0psi，以150rpm的速度對氧化膜進行60秒拋光的條件下對100張晶片進行拋光後測得的拋光層的表面粗糙度與終點檢測用窗口的表面粗糙度的差值。
本發明另一實施例的半導體裝置的製造方法可以包括：第1步驟，提供包括拋光層和終點檢測用窗口的拋光墊；第2步驟，在所述拋光層的拋光面與半導體基板的被拋光面接觸的狀態下，使所述拋光層和所述半導體基板相對旋轉的同時拋光所述半導體基板；以及第3步驟，通過所述拋光墊中的終點檢測用窗口來檢測半導體基板的厚度並檢測拋光製程的結束時間點。 [發明效果]
本發明在拋光製程中，最小化拋光墊中窗口的表面粗糙度對透過率產生的影響，從而能夠防止拋光墊中的窗口造成終點檢測錯誤，並且在拋光墊中，拋光層與窗口的表面粗糙度的差值維持在規定範圍內，從而拋光製程中的拋光漿料的流動性和負載率實現類似的水平，由此能夠防止所述拋光層和窗口的表面差異導致拋光性能下降的問題。
另外，可以提供一種應用拋光墊的半導體裝置的製造方法。
下面，對本發明的實施例進行詳細說明，以使本發明所屬技術領域的普通技術人員能夠容易實施。然而，本發明可以以各種形式實現，並不限於這裡所說明的實施例。
應理解，本發明中用到的表示如成分、分子量等特性、反應條件等量的數在所有事例中均由術語“約”修飾。
除非在本發明中另有說明，所有百分比、份數、比率等均按重量計。
在本發明中，除非另有說明，否則“包括”是指進一步包括其他的構成要素而不是排除其他的構成要素。
在本發明中“多個”是指超過一個。
本發明一實施例的拋光墊包括拋光層和終點檢測用窗口，針對所述拋光層和終點檢測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變化率SRR為1.5至2.5， 第1式：
Figure 02_image001
在所述第1式中， dRa1是拋光前拋光層的表面粗糙度與終點檢測用窗口的表面粗糙度的差值， dRa2是在以200mL/min向拋光層供應煆燒二氧化鈰漿料，晶片荷重為6.0psi，以150rpm的速度對氧化膜進行60秒拋光的條件下對100張晶片進行拋光後測得的拋光層的表面粗糙度與終點檢測用窗口的表面粗糙度的差值。
通常，拋光墊在機械摩擦半導體基板的同時利用拋光漿料來化學拋光半導體晶片的拋光對象膜。應在所述拋光墊和漿料的化學機械作用下將半導體基板的拋光對象膜拋光到規定厚度。即需檢測出用於終止拋光的拋光終點，為此，利用光來檢測出被拋光的拋光對象膜的厚度，從而檢測出終點。
具體而言，一般化學機械拋光設備的拋光終點檢測裝置由在周邊部設置有通孔的圓盤狀壓盤（Platen）上板；插入於所述壓盤上板的通孔中的光感測器部；以及位於所述台板上板的上部，向半導體基板的拋光對象膜提供拋光面，並且包括對應於所述光感測器部的終點檢測用窗口的拋光墊構成。
所述光感測器部可以被設置成發揮如下作用：使位於與上板不同的位置處的發光部發射光，並且將在半導體基板的拋光對象膜上反射的光傳遞到設置在不同位置處的收光部。
拋光墊中的終點檢測用窗口通常，需呈現出穩定的透過率，所述窗口的透過率受組分、表面粗糙度、厚度等各種因素的影響。
尤其在粗糙度的情況下，可以在拋光製程中發生變化，因此，應用於拋光製程的拋光墊中窗口的表面粗糙度直接影響透過率。
所述變化通過在拋光製程中用於實現一定的拋光性能的修整工序發生，拋光墊的拋光層通過修整工序被切削，這時，窗口的表面粗糙度也發生變化。
具體而言，如圖2所示，拋光層200包括拋光面，窗口300包括窗口表面，相比於拋光前拋光面的表面粗糙度210和拋光前窗口表面的表面粗糙度310，拋光製程後拋光面的表面粗糙度220和拋光製程後窗口表面的表面粗糙度320發生變化，所述變化不僅通過拋光製程中與半導體基板的直接接觸發生，還通過修整工序發生。
因此，需要確認在拋光製程中，半導體基板的拋光對象膜是否被拋光到特定厚度，這由通過拋光墊中的窗口傳遞的光檢測。
當所述窗口的表面粗糙度發生變化時，通過窗口的光的吸收程度發生變化，這種變化可能導致終點檢測性能變化的問題發生。
不僅如此，雖然拋光層與窗的組分、磨損速度、物性等彼此不同，但是拋光層的表面粗糙度與對半導體基板的拋光對象膜的拋光性能直接相關，當拋光層和窗口彼此之間的表面粗糙度的差值在規定的範圍內時，拋光漿料的流動性或者負載率實現類似的水平，從而表面差異對拋光性能產生的影響較小。
另外，拋光製程進行後，在拋光層與窗口的表面粗糙度的偏差值滿足規定的範圍的情況下，拋光製程中的拋光漿料的流動性能和負載性能以適當的水平發生變化，因此可以實現一定的拋光性能。
根據如上所述的特徵，在本發明的拋光墊中，如所述第1式所示，匯出了，對於拋光前拋光層的表面粗糙度與窗口的表面粗糙度的差值以及拋光製程進行後拋光層的表面粗糙度與窗口的表面粗糙度的差值的最佳範圍。
具體而言，針對所述拋光層和終點檢測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變化率（SRR）為1.5至2.5，較佳地，為1.9至2.2， 第1式：
Figure 02_image001
在所述第1式中， dRa1是拋光前拋光層的表面粗糙度與終點檢測用窗口的表面粗糙度的差值， dRa2是在以200mL/min向拋光層供應煆燒二氧化鈰漿料，晶片荷重為6.0psi，以150rpm的速度對氧化膜進行60秒拋光的條件下對100張晶片進行拋光後測得的拋光層的表面粗糙度與終點檢測用窗口的表面粗糙度的差值。
拋光前，所述拋光層與窗口的表面粗糙度的差值（dRa1）為6至7，較佳地，為6.5至6.9，更佳地，為6.7至6.9。
在以200mL/min向拋光層供應煆燒二氧化鈰漿料，晶片荷重為6.0psi，以150rpm的速度對氧化膜進行60秒拋光的條件下，對100張晶片進行拋光製程後測量了拋光層和窗口的表面粗糙度，所測得的表面粗糙度的差值（dRa2）為3至4，較佳地，為3.1至3.7，更佳地，為3.2至3.6。
所述終點檢測用窗口的由以下第2式表示的表面粗糙度的差值wSRD為0.3至1.5，較佳為0.3至1.4， 第2式： wSRD=|Ra wi-Ra wf| 在所述第2式中， Ra wi是拋光前終點檢測用窗口的表面粗糙度， Ra wf是在以200mL/min向拋光層供應煆燒二氧化鈰漿料，晶片荷重為6.0psi，以150rpm的速度對氧化膜進行60秒拋光的條件下對100張晶片進行拋光後測得的終點檢測用窗口的表面粗糙度。
本發明的所述拋光墊中的窗口在拋光製程前和拋光製程後，表面粗糙度的差值的絕對值為0.3至1.5，在拋光製程中表面粗糙度的變化不大，因此不對透過率產生影響。對於現有拋光墊中的終點檢測用窗口，通過評價應用於拋光製程前的透過率來確認了終點檢測性能。如上所述，如果窗口的表面粗糙度受到拋光製程的影響，則光透過率發生變化，這可能導致終點檢測性能下降的問題發生。
本發明的窗口的特徵在於，在拋光製程進行前和進行後，表面粗糙度的變化程度不大，因此不影響終點檢測性能。
另外，針對拋光層的表面粗糙度，由以下第3式表示的表面粗糙度差值（pSRD）為1至4，較佳地，為1.5至3.5， 第3式： pSRD=|Ra pi-Ra pf| 在所述第3式中， Ra pi是拋光前拋光層的表面粗糙度， Ra pf是在以200mL/min向拋光層供應煆燒二氧化鈰漿料，晶片荷重為6.0psi，以150rpm的速度對氧化膜進行60秒拋光的條件下對100張晶片進行拋光後測得的拋光層的表面粗糙度。
如上所述，本發明的特徵在於，不只是終點檢測用窗口，拋光墊內的拋光層在拋光製程中的表面粗糙度的變化程度也不大。
即如上所述，當在拋光製程前和拋光製程後，拋光層和窗口的表面粗糙度的變化包括在一定的範圍內時，不對拋光性能產生影響，另外，窗口的表面粗糙度在拋光製程前和拋光製程後的變化程度甚微，從而光的透過率不出現差異，因此對終點檢測性能幾乎不產生影響。
在一實施例中，終點檢測用窗口可以包含固化物，所述固化物是通過對包含氨基甲酸乙酯類預聚物和固化劑的窗口組合物進行固化而形成的。
另外，在一實施例中，所述拋光層可以包括包含固化物的拋光層，所述固化物由包含氨基甲酸乙酯類預聚物、固化劑以及發泡劑的組合物形成。
所述終點檢測用窗口除製造拋光層時包含的發泡劑之外，具有與拋光層組合物相同的組成，關於這一點，下面對窗口以及拋光層的各成分進行說明。
“預聚物（prepolymer）”是指在製備固化物時，為了便於成型而在中間階段中斷聚合度的具有比較低的分子量的高分子。預聚物自身或者與其他聚合性化合物反應來最終成型為固化物。
在一實施例中，可以通過使異氰酸酯化合物與多元醇反應來製備所述氨基甲酸乙酯類預聚物。
製備所述氨基甲酸乙酯類預聚物時使用的異氰酸酯化合物可以為選自由芳香族二異氰酸酯、脂肪族二異氰酸酯、脂環族二異氰酸酯以及它們的組合組成的組中的一種。
所述異氰酸酯化合物，例如，可以包含選自由2,4-甲苯二異氰酸酯（2,4-toluenediisocyanate；2,4-TDI）、2,6-甲苯二異氰酸酯（2,6-toluenediisocyanate；2,6-TDI）、萘-1,5-二異氰酸酯（naphthalene-1,5-diisocyanate）、對苯二異氰酸酯（p-phenylenediisocyanate）、二甲基聯苯二異氰酸酯（tolidinediisocyanate）、4,4’-二苯甲烷二異氰酸酯（4,4’-diphenylmethanediisocyanate）、六亞甲基二異氰酸酯（hexamethylenediisocyanate）、二環己基甲烷二異氰酸酯（dicyclohexylmethanediisocyanate）、異佛爾酮二異氰酸酯（isophorone diisocyanate）以及它們的組合組成的組中的一種。
“多元醇（polyol）”是指每個分子至少含有2個以上羥基（-OH）的化合物。所述多元醇，例如，可以包含選自由聚醚類多元醇（polyether polyol）、聚酯類多元醇（polyester polyol）、聚碳酸酯類多元醇（polycarbonate polyol）、丙烯酸類多元醇（acryl polyol）以及它們的組合組成的組中的一種。
所述多元醇，例如，可以包含選自由聚四亞甲基醚二醇、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、三丙二醇以及它們的組合組成的組中的一種。
所述多元醇可以具有約100g/mol至約3000g/mol的重均分子量（weight-average molecular weight；Mw）。例如，所述多元醇可以具有約100g/mol至約3000g/mol，例如，約100g/mol至約2000g/mol，例如，約100g/mol至約1800g/mol的重均分子量（Mw）。
在一實施例中，所述多元醇可以包含重均分子量（Mw）為約100g/mol以上且小於約300g/mol的低分子量多元醇以及重均分子量（Mw）為約300g/mol以上且為約1800g/mol以下的高分子量多元醇。
所述氨基甲酸乙酯類預聚物可以具有約500g/mol至約3000g/mol的重均分子量（Mw）。所述氨基甲酸乙酯類預聚物，例如，可以具有約600g/mol至約2000g/mol，例如，約800g/mol至約1000g/mol的重均分子量（Mw）。
在一實施例中，用於製備所述氨基甲酸乙酯類預聚物的異氰酸酯化合物可以包含芳香族二異氰酸酯化合物，所述芳香族二異氰酸酯化合物例如，可以包含2,4-甲苯二異氰酸酯（2,4-TDI）與2,6-甲苯二異氰酸酯（2,6-TDI）。用於製備所述氨基甲酸乙酯類預聚物的多元醇化合物可以包含聚四亞甲基醚二醇（PTMEG）與二乙二醇（DEG）。
在另一實施例中，用於製備所述氨基甲酸乙酯類預聚物的異氰酸酯化合物可以包含芳香族二異氰酸酯化合物與脂環族二異氰酸酯化合物，例如，所述芳香族二異氰酸酯化合物包含2,4-甲苯二異氰酸酯（2,4-TDI）與2,6-甲苯二異氰酸酯（2,6-TDI），所述脂環族二異氰酸酯化合物可以包含雙環己基甲烷二異氰酸酯（H 12MDI）。用於製備所述氨基甲酸乙酯類預聚物的多元醇化合物可以包含聚四亞甲基醚二醇（PTMEG）與二乙二醇（DEG）。
所述氨基甲酸乙酯類預聚物的異氰酸酯端基含量（NCO%）可以為約5重量%至約11重量%，例如，約5重量%至約10重量%，例如，約5重量%至約8重量%，例如，約8重量%至約10重量%。在具有所述範圍內的NCO%的情況下，由於表現出了拋光墊中拋光層的適當的物性，因此可以維持如拋光速率、拋光輪廓的拋光製程所需的拋光性能，並且最小化拋光製程中可能發生在晶片上的缺陷。
可以通過調節氧化膜（Oxide）和氮化膜（Nitride）的拋光選擇比（Ox RR/Nt RR）來防止凹陷（dishing）、凹進（recess）以及腐蝕（erosion）現象並且實現晶片內的表面平坦化。
另外，在用於終點檢測用窗口時，在拋光製程中的表面粗糙度的變化程度小，因此對終點檢測性能的影響很小。
所述氨基甲酸乙酯類預聚物的異氰酸酯端基含量（NCO%），可以通過綜合調節用於製備所述氨基甲酸乙酯類預聚物的異氰酸酯化合物與多元醇化合物的種類與含量，所述氨基甲酸乙酯類預聚物的製備製程的溫度、壓力、時間等製程條件，以及製備所述氨基甲酸乙酯類預聚物時使用的添加劑的種類與含量來等設計。
所述固化劑為用於與所述氨基甲酸乙酯類預聚物產生化學反應以形成所述拋光層內的最終固化結構的化合物，例如，可以包含胺化合物或者醇化合物。具體地，所述固化劑可以包含選自由芳香族胺、脂肪族胺、芳香族醇、脂肪族醇以及它們的組合組成的組中的一種。
例如，所述固化劑可以包含選自由4,4’-亞甲基雙（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（dimethyl thio-toluene diamine，DMTDA）、丙二醇雙對氨基苯甲酸酯（propanediol bis p-aminobenzoate）、亞甲基雙-鄰氨基苯甲酸甲酯（Methylene bis-methylanthranilate）、二氨基二苯碸（diaminodiphenylsulfone）、間苯二甲胺（m-xylylenediamine）、異佛爾酮二胺（isophoronediamine）、乙二胺（ethylenediamine）、二亞乙基三胺（diethylenetriamine）、三亞乙基四胺（triethylenetetramine）、聚丙二胺（polypropylenediamine）、聚丙三胺（polypropylenetriamine）、雙（4-氨基-3-氯苯基）甲烷（bis（4-amino-3-chlorophenyl）methane）以及它們的組合組成的組中的一種。
相對於100重量份的所述氨基甲酸乙酯類預聚物，所述固化劑的含量可以為約18重量份至約27重量份，例如，約19重量份至約26重量份，例如，約20重量份至約26重量份。在所述固化劑的含量滿足所述範圍的情況下，更有利於實現所期望的拋光墊的性能。
所述發泡劑為用於形成所述拋光層中的氣孔結構的成分，可以包含選自由固體發泡劑、氣體發泡劑、液體發泡劑以及它們的組合組成的組中的一種。在一實施例中，所述發泡劑可以包含固體發泡劑、氣體發泡劑或者可以包含它們的組合。
如上所述，製備終點檢測用窗口時與製備拋光層時不同，不形成氣孔結構，因此不包含單獨的發泡劑。
在一實施例中，所述發泡劑可以包含固體發泡劑、氣體發泡劑或者它們的組合。
所述固體發泡劑的平均粒徑可以為約5μm至約200μm，例如，約20μm至約50μm，例如，約21μm至約50μm，例如，約25μm至約45μm。在所述固體發泡劑為下述的熱膨脹的（expanded）粒子時，所述固體發泡劑的平均粒徑指熱膨脹的粒子本身的平均粒徑，在所述固體發泡劑為後面將要說明的未膨脹的（unexpanded）粒子時，所述固體發泡劑的平均粒徑指受到熱或者壓力而膨脹後的粒子的平均粒徑。
所述固體發泡劑可以包含膨脹性粒子。所述膨脹性粒子作為具有可以通過熱或者壓力而膨脹的特性的粒子，其最終在拋光層中的大小取決於在製備所述拋光層的過程中施加的熱或者壓力等。所述膨脹性粒子可以包含熱膨脹的粒子、未膨脹的粒子或它們的組合。所述熱膨脹的粒子作為通過熱而預先膨脹的粒子，指在通過製備所述拋光層的過程中施加的熱或者壓力所造成的大小變化小或者幾乎沒有變化的粒子。所述未膨脹的粒子作為沒有預先膨脹的粒子，指在通過製備所述拋光層的過程中被施加熱或者壓力而膨脹且最終大小被確定的粒子。
所述膨脹性粒子可以包含：樹脂材質的外皮；以及存在於被所述外皮包圍的內部的膨脹誘發成分。
例如，所述外皮可以包含熱塑性樹脂，所述熱塑性樹脂可以為選自由偏二氯乙烯類共聚物、丙烯腈類共聚物、甲基丙烯腈類共聚物以及丙烯酸類共聚物組成的組中的一種以上。
所述膨脹誘發成分可以包含選自由碳化氫化合物、氟氯化合物、四烷基矽烷化合物以及它們的組合組成的組中的一種。
具體地，所述碳化氫化合物可以包含選自由乙烷（ethane）、乙烯（ethylene）、丙烷（propane）、丙烯（propene）、正丁烷（n-butane）、異丁烷（isobutene）、正丁烯（n-butene）、異丁烯（isobutene）、正戊烷（n-pentane）、異戊烷（isopentane）、新戊烷（neopentane）、正己烷（n-hexane）、庚烷（heptane）、石油醚（petroleumether）以及它們的組合組成的組中的一種。
所述氟氯化合物可以包含選自由三氯氟甲烷（trichlorofluoromethane；CCl 3F）、二氯二氟甲烷（dichlorodifluoromethane；CCl 2F 2）、氯三氟甲烷（chlorotrifluoromethane；CClF 3）、二氯四氟乙烷（dichlorotetrafluoroethane；CClF 2-CClF 2）以及它們的組合組成的組中的一種。
所述四烷基矽烷化合物可以包含選自由四甲基矽烷（tetramethylsilane）、三甲基乙基矽烷（trimethylethylsilane）、三甲基異丙基矽烷（trimethylisopropylsilane）、三甲基正丙基矽烷（trimethyl-n-propylsilane）以及它們的組合組成的組中的一種。
所述固體發泡劑可以選擇性地包含無機成分處理粒子。例如，所述固體發泡劑可以包含經無機成分處理的膨脹性粒子。在一實施例中，所述固體發泡劑可以包含經二氧化矽（SiO 2）粒子處理的膨脹性粒子。所述固體發泡劑的無機成分處理可以防止多個粒子間的聚集。所述經無機成分處理的固體發泡劑的發泡劑表面的化學、電學和/或物理特性可以不同於未經無機成分處理的固體發泡劑。
以所述氨基甲酸乙酯類預聚物100重量份為基準，所述固體發泡劑的含量可以為約0.5重量份至約10重量份，例如，約1重量份至約3重量份，例如，約1.3重量份至約2.7重量份，例如，約1.3重量份至約2.6重量份。
可以根據所期望的所述拋光層的氣孔結構與物性來設計所述固體發泡劑的種類與含量。
所述氣體發泡劑可以包含惰性氣體。可以在所述氨基甲酸乙酯類預聚物與所述固化劑反應的過程中加入所述氣體發泡劑以用作氣孔形成要素。
所述惰性氣體的種類沒有特別的限制，只要是不參與所述氨基甲酸乙酯類預聚物與所述固化劑之間的反應的氣體即可。例如，所述惰性氣體可以包含選自由氮氣（N 2）、氬氣（Ar）、氦氣（He）以及它們的組合組成的組中的一種。具體地，所述惰性氣體可以包含氮氣（N 2）或者氬氣（Ar）。
可以根據所述拋光層的所期望氣孔結構與物性來設計所述氣體發泡劑的種類與含量。
在一實施例中，所述發泡劑可以包含固體發泡劑。例如，所述發泡劑可以僅由固體發泡劑形成。
所述固體發泡劑可以包含膨脹性粒子，所述膨脹性粒子可以包含熱膨脹的粒子。例如，所述固體發泡劑可以僅由熱膨脹的粒子組成。在不包含所述未膨脹的粒子而是僅由熱膨脹的粒子組成的情況下，雖然氣孔結構的可變性會下降，但是可預測性會上升，因此有利於在所述拋光層的所有區域實現均勻的氣孔特性。
在一實施例中，所述熱膨脹的粒子可以為具有約5μm至約200μm的平均粒徑的粒子。所述熱膨脹的粒子的平均粒徑可以為約5μm至約100μm，例如，約10μm至約80μm，例如，約20μm至約70μm，例如，約20μm至約50μm，例如，約30μm至約70μm，例如，約25μm至45μm，例如，約40μm至約70μm，例如，約40μm至約60μm。將所述平均粒徑定義為所述熱膨脹的粒子的D50。
在一實施例中，所述熱膨脹的粒子的密度可以為約30kg/m³至約80kg/m³，例如，約35kg/m³至約80kg/m³，例如，約35kg/m³至約75kg/m³，例如，約38kg/m³至約72kg/m³，例如，約40kg/m³至約75kg/m³，例如，約40kg/m³至約72kg/m³。
在一實施例中，所述發泡劑可以包含氣體發泡劑。例如，所述發泡劑可以包含固體發泡劑與氣體發泡劑。與所述固體發泡劑有關的事項如上所述。
所述氣體發泡劑可以包含氮氣。
可以在所述氨基甲酸乙酯類預聚物、所述固體發泡劑以及所述固化劑混合的過程中使用規定的注入線來注入所述氣體發泡劑。所述氣體發泡劑的注入速度可以為約0.8L/min至約2.0L/min，例如，約0.8L/min至約1.8L/min，例如，約0.8L/min至約1.7L/min，例如，約1.0L/min至約2.0L/min，例如，約1.0L/min至約1.8L/min，例如，約1.0L/min至約1.7L/min。
用於製備所述拋光層以及窗口的組合物還可以包含如表面活性劑、反應速度調節劑等的其他添加劑。所述“表面活性劑”、“反應速度調節劑”等名稱是基於相應物質的主要作用來任意命名的，並且每個相應的物質發揮的功能不限於所述物質的名稱。
所述表面活性劑沒有特別的限制，只要是發揮防止氣孔聚集或者重疊等現象的作用的物質即可。例如，所述表面活性劑可以包含矽類表面活性劑。
以所述氨基甲酸乙酯類預聚物100重量份為基準，可以以約0.2重量份至約2重量份的含量使用所述表面活性劑。具體地，相對於所述氨基甲酸乙酯類預聚物100重量份，所述表面活性劑的含量可以為約0.2重量份至約1.9重量份，例如，約0.2重量份至約1.8重量份，例如，約0.2重量份至約1.7重量份，例如，約0.2重量份至約1.6重量份，例如，約0.2重量份至約1.5重量份，例如，約0.5重量份至1.5重量份。在表面活性劑的含量在所述範圍內的情況下，氣體發泡劑導致的氣孔可以穩定地形成並維持在模具內。
所述反應速度調節劑作為發揮促進或者延遲反應的作用的調節劑，可以根據目的來使用反應促進劑、反應延遲劑或者兩者都使用。所述反應速度調節劑可以包含反應促進劑。例如，所述反應促進劑可以為選自由叔胺類化合物和有機金屬類化合物組成的組中的一種以上的反應促進劑。
具體地，所述反應速度調節劑可以包含選自由三亞乙基二胺、二甲基乙醇胺、四甲基丁二胺、2-甲基-三亞乙基二胺、二甲基環己胺、三乙基胺、三異丙醇胺，1,4-二氮雜雙環（2,2,2）辛烷、雙（2-甲基氨基乙基）醚、三甲基氨基乙基乙醇胺、N,N,N,N,N”-五甲基二亞乙基三胺、二甲氨基乙胺、二甲氨基丙胺、苄基二甲胺、N-乙基嗎啉、N,N-二甲氨基乙基嗎啉、N,N-二甲基環己胺、2-甲基-2-氮雜降莰烷、二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、二乙酸二丁基錫、二乙酸二辛基錫，馬來酸二丁基錫、二丁基二異辛酸錫以及二硫醇二丁基錫組成的組中的一種以上。具體地，所述反應速度調節劑可以包含選自由苄基二甲胺、N,N-二甲基環己胺以及三乙基胺組成的組中的一種以上。
基於所述氨基甲酸乙酯類預聚物100重量份，所述反應速率調節劑的用量可以為約0.05重量份至約2重量份。具體地，基於所述氨基甲酸乙酯類預聚物100重量份，所述反應速率調節劑的用量可以為約0.05重量份至約1.8重量份，例如，約0.05重量份至約1.7重量份，例如，約0.05重量份至約1.6重量份，例如，約0.1重量份至約1.5重量份，例如，約0.1重量份至約0.3重量份，例如，約0.2重量份至約1.8重量份，例如，約0.2重量份至約1.7重量份，例如，約0.2重量份至約1.6重量份，例如，約0.2重量份至約1.5重量份，例如，約0.5重量份至約1重量份。在上述的含量範圍內使用所述反應速率調節劑時，可以適當地調節預聚物組合物的固化反應速度，從而可以形成具有期望的大小的氣孔以及硬度的拋光層。
在所述拋光墊包括緩衝層的情況下，所述緩衝層發揮支撐所述拋光層並吸收並分散施加在所述拋光層上的外部衝擊的作用，從而可以最小化在使用所述拋光墊的拋光製程中拋光對象受損以及發生缺陷。
所述緩衝層可以包含不織布或者絨面革，但不限於此。
在一實施例中，所述緩衝層可以是含浸有樹脂的不織布。所述不織布可以包含選自由聚酯纖維、聚醯胺纖維、聚丙烯纖維、聚乙烯纖維以及它們的組合組成的組中的一種。
含浸在所述不織布中的樹脂可以包含選自由聚氨酯樹脂、聚丁二烯樹脂、苯乙烯-丁二烯共聚物樹脂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物樹脂、丙烯腈-丁二烯共聚物樹脂、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物樹脂、矽橡膠樹脂、聚酯類彈性體樹脂、聚醯胺類彈性體樹脂以及它們的組合組成的組中的一種。
以下，詳細說明製備所述拋光墊的方法。
在根據本發明的另一實施例中，可以提供製備拋光墊的方法，所述製備拋光墊的方法包括：製備氨基甲酸乙酯類預聚物組合物的步驟；製備包含所述預聚物組合物和固化劑的窗口製備用組合物的步驟；通過固化所述窗口製備用組合物來製備終點檢測用窗口的步驟；製備預聚物組合物的步驟；製備包含所述預聚物組合物、發泡劑以及固化劑的拋光層製備用組合物的步驟；通過固化所述拋光層製備用組合物來製備拋光層的步驟；以及在所述拋光層形成通孔，並且將形成的窗口插入並黏附在所述通孔中的步驟。
製備所述預聚物組合物的步驟可以是通過使二異氰酸酯化合物與多元醇化合物反應來製備氨基甲酸乙酯類預聚物的工序。關於所述二異氰酸酯化合物和所述多元醇化合物的事項與上述的關於所述拋光墊的說明中相同。
所述預聚物組合物的異氰酸酯基（NCO基團）含量可以為約5重量%至約15重量%，例如，約5重量%至約8重量%，例如，約5重量%至約7重量%，例如，約8重量%至約15重量%，例如，約8重量%至約14重量%，例如，約8重量%至約12重量%，例如，8重量%至約10重量%。
所述預聚物組合物的異氰酸酯基含量可以源自所述氨基甲酸乙酯類預聚物的末端異氰酸酯基、所述二異氰酸酯化合物中未反應的未反應異氰酸酯基等。
所述預聚物組合物在約80℃下的黏度，可以為約100cps至約1000cps，例如，約200cps至約800cps，例如，約200cps至約600cps，例如，約200cps至約550cps，例如，約300cps至約500cps。
所述發泡劑可以包含固體發泡劑或者氣體發泡劑。
在所述發泡劑包含固體發泡劑的情況下，製備所述拋光層製備用組合物的步驟可以包括如下步驟：通過混合所述預聚物組合物與所述固體發泡劑來製備第一預備組合物；以及通過混合所述第一預備組合物與固化劑來製備第二預備組合物。
所述第一預備組合物在約80℃下的黏度可以為約1000cps至約2000cps，例如，約1000cps至約1800cps，例如，約1000cps至約1600cps，例如，約1000cps至約1500cps。
在所述發泡劑包含氣體發泡劑的情況下，製備所述拋光層製備用組合物的步驟可以包括如下步驟：製備包含所述預聚物組合物與所述固化劑的第三預備組合物；以及通過在所述第三預備組合物中注入所述氣體發泡劑來製備第四預備組合物。
在一實施例中，所述第三預備組合物還可以包含固體發泡劑。
在一實施例中，製備所述窗口的工序可以包括：準備被預熱至第一溫度的模具的步驟；在被預熱的所述模具中注入並固化所述窗口製備用組合物的步驟；以及將已固化的所述窗口製備用組合物，在比所述預熱溫度高的第二溫度條件下後固化的步驟。
在一實施例中，製備所述拋光層的工序可以包括：準備被預熱至第一溫度的模具的步驟；在被預熱的所述模具中注入並固化所述拋光層製備用組合物的步驟；以及將已固化的拋光層製備用組合物，在比所述預熱溫度高的第二溫度條件下後固化的步驟。
在一實施例中，所述第一溫度可以為約60℃至約100℃，例如，約65℃至約95℃，例如，約70℃至約90℃。
在一實施例中，所述第二溫度可以為約100℃至約130℃，例如，約100℃至125℃，例如，約100℃至約120℃。
在所述第一溫度下固化所述窗口製備用組合物和所述拋光層製備用組合物的步驟可以進行約5分鐘至約60分鐘，例如，約5分鐘至約40分鐘，例如，約5分鐘至約30分鐘，例如，約5分鐘至約25分鐘。
在所述第二溫度下後固化在所述第一溫度下固化的組合物的步驟可以進行約5小時至約30小時，例如，約5小時至約25小時，例如，約10小時至約30小時，例如，約10小時至約25小時，例如，約12小時至約24小時，例如，約15小時至約24小時。
將固化的所述組合物製成片材形狀，並且對片材形狀的窗口進行成型工序，以使其插入並黏合於被穿孔的拋光層。
在對所述窗口進行成型的步驟中，對於固化的窗口片材，利用邊緣部的曲率為0.3mm至5mm的車刀來對窗口片材的厚度進行一次成型，然後利用陽刻模具來進行二次成型。
更具體而言，在對所述窗口片材的厚度進行成型的步驟中，利用邊緣部的曲率為0.3至5mm，或者較佳地，邊緣部的曲率為0.5至3mm的車刀，更佳地，利用邊緣部的曲率為0.5至3mm的工業用聚晶金剛石（Polycrystalline Diamond；PCD）車刀。
PCD車刀是通過在超高壓和高溫下燒結微小尺寸的人工金剛石來製成的工具。主體通常使用硬質合金，並且PCD僅附著在末端或者刀刃部分。所述PCD車刀具有適合非鐵金屬加工的耐磨性，因此可以用於鎂、鋁、銅、增強塑膠、陶瓷等難加工材料的加工。
在本發明中，為了成型窗口的厚度，利用PCD車刀來對固化的窗口片材的上表面和下表面進行一次成型，在一次成型過程中，利用PCD車刀來進行成型，因此可以製造成具有均勻表面粗糙度。
相反，在不使用上述的PCD車刀，而是使用由一般的刀刃製成的車刀的情況下，不同於PCD車刀，無法以具有均勻的表面粗糙度的方式對厚度進行成型。即當對窗口片材進行一次成型時，成型工序發生在與拋光面相接的一個表面上，因此當利用一般的刀刃對上表面和下表面進行成型時，無法實現精密的成型，從而可能製造出粗糙的表面。
利用如上所述的PCD車刀來進行一次成型後，經過利用陽刻模具進行切割的二次成型來將所述固化的窗口片材製成終點檢測用窗口。
所述拋光墊的製備方法可以包括加工所述拋光層的至少一個表面的步驟。所述加工步驟可以是形成凹槽（groove）的步驟。
在另一實施例中，加工所述拋光層的至少一個表面的步驟可以包括以下中的至少一個步驟：在所述拋光層的至少一個表面上形成凹槽（groove）的第一步驟；對所述拋光層的至少一個表面進行車削（line turning）加工的第二步驟；以及對所述拋光層的至少一個表面進行粗糙化處理的第三步驟。
在所述第一步驟中，所述凹槽（groove）可以包括下述凹槽中的至少一種：從所述拋光層的中心以規定的間隔隔開形成的同心圓形凹槽；以及從所述拋光層的中心連續連接到所述拋光層的邊緣（edge）的放射狀凹槽。
在所述第二步驟中，所述車削加工可以以使用切削工具將所述拋光層切削為規定厚度的方式進行。
在所述第三步驟中所述粗糙化處理可以以使用刷輥（Sanding roller）來加工所述拋光層的表面的方式進行。
所述拋光墊的製備方法還可以包括在所述拋光層的拋光面的相反面上層疊緩衝層的步驟。
可以以熱熔黏合劑為媒介層疊所述拋光層與所述緩衝層。
在所述拋光層的拋光面的相反面上塗布所述熱熔黏合劑，並在所述緩衝層的與所述拋光層接觸的表面上塗布所述熱熔黏合劑，並且層疊所述拋光層與所述緩衝層以使各個塗布有熱熔黏合劑的表面接觸後，可以利用加壓輥來熔接兩個層。
在又另一實施例中，包括如下步驟：提供包括拋光層的拋光墊；以及在所述拋光層的拋光面和拋光對象的被拋光面接觸的狀態下，在使所述拋光層與所述拋光對象相對旋轉的同時拋光所述拋光對象；以及通過所述拋光墊中的終點檢測用窗口來檢測半導體基板的厚度並檢測拋光製程的結束時間點的步驟。
圖1示出了一實施例的半導體裝置製造製程的概略性製程圖。參照圖1，在平板120上安裝所述一實施例的拋光墊110後，在所述拋光墊110上設置作為拋光對象的半導體基板130。這時，所述半導體基板130的被拋光面和所述拋光墊110的拋光面直接接觸。為了進行拋光，可以通過噴嘴140來在所述拋光墊上噴灑拋光漿料150。通過所述噴嘴140供給的拋光漿料150的流量可以在約10cm 3/min至約1000cm 3/min的範圍內根據目的選擇，例如，可以為約50cm 3/min至約500cm 3/min，但不限於此。
此後，所述半導體基板130和所述拋光墊110相對旋轉，從而能夠對所述半導體基板130的表面進行拋光。這時，所述半導體基板130的旋轉方向和所述拋光墊110的旋轉方向可以相同或者相反。所述半導體基板130和所述拋光墊110的旋轉速度分別可以在約10rpm至約500rpm範圍內根據目的選擇，例如，可以為約30rpm至約200rpm，但不限於此。
所述半導體基板130在以安裝到拋光頭160的狀態下以規定的荷重加壓到所述拋光墊110的拋光面來使得所述半導體基板130和所述拋光面相接後，對其表面進行拋光。所述半導體基板130的表面被所述拋光頭160施加到所述拋光墊110的拋光面的荷重，可以在約1gf/cm 2至約1000gf/cm 2的範圍內根據目的選擇，例如，可以為約10gf/cm 2至約800gf/cm 2，但不限於此。
通過使拋光設備內光感測器部（未圖示）的光通過拋光墊中的窗口（未圖示）來確認所述半導體基板130的拋光對象膜是否被拋光到規定厚度，決定拋光結束時間點。
在一實施例中，為使所述拋光墊110的拋光面保持適合進行拋光的狀態，所述半導體裝置的製備方法還可以包括，在拋光所述半導體基板130的同時通過修整器170來加工拋光墊110的拋光面的步驟。
下面給出本發明的具體實施例。然而，下面所記載的實施例僅用於具體地例示或者說明本發明，而不用於限制本發明。
[實施例1]
[拋光墊的製備]
[1-1.拋光層的製備]
在設置有氨基甲酸乙酯類預聚物、固化劑、固體發泡劑的混合物注入線的澆鑄設備中，向預聚物箱填充了以9重量%包含未反應NCO的氨基甲酸乙酯類預聚物，並且向固化劑箱填充了雙（4-氨基-3-氯苯基）甲烷（bis（4-amino-3-chlorophenyl）methane，Ishihara公司產品）。另外，相對於100重量份的所述氨基甲酸乙酯類預聚物預先混合3重量份的固體發泡劑後，將其注入到了預聚物箱中。
通過各個注入線，以一定的速度向攪拌頭部投入氨基甲酸乙酯類預聚物以及MOCA並進行攪拌。這時，氨基甲酸乙酯類預聚物的NCO基團的莫耳當量與固化劑的反應性基團的莫耳當量調節為1:1，合計投入量維持10kg/min的速度。
向被預熱至120℃的模具投入經攪拌的原料，從而製備了一張多孔性聚氨酯片材。然後經過利用磨削機對所製備的多孔性聚氨酯片材的表面進行磨削，並經過利用尖頭（tip）在所述多孔性聚氨酯片材的表面上形成凹槽（groove）的過程，製造成平均厚度為2mm，平均直徑為76.2cm的大小。
[1-2.窗口的製備]
除了使用未反應NCO的含量為8.5重量%的PUGL-500D（SKC公司產品）作為氨基甲酸乙酯類預聚物，並且當混合原料時未注入惰性氣體，將注入的原料注入到後模具（寬度為1000mm，長度為1000mm，高度為50mm）之外，以與實施例1-1相同的方式製備了窗口。為了使上表面和下表面的厚度相匹配，利用具有切削麵為平坦的形狀，並且邊角部的曲率為0.5mm的由工業用PCD金剛石製成的車刀來將片材形狀的窗口的成型為厚度為2.0mm，然後使用寬度為20mm，長度為60mm的由冷作模具鋼SKD11製成的陽刻模具來進行切割。
[1-3.支撐層]
使用厚度為1.1T的不織布類型的支撐層（製造公司：PTS，產品名稱：ND-5400H）。
[1-4.拋光墊的製備]
通過以20mm的寬度，60mm的長度對所述實施例1-1的拋光層進行穿孔來形成第一通孔，並且通過以16mm的寬度，56mm的長度對所述實施例1-3的支撐層進行穿孔來形成了第二通孔。此後，利用熱熔膜（製造公司：SKC，產品名稱：TF-00）來在120℃下熱熔接所述支撐層和拋光層，並且在所述支撐層的另一面黏貼雙面膠（製造公司：3M，產品名稱：442JS），然後以第二通孔的大小切割並去除雙面膠。以第二通孔的大小切割並去除雙面膠後，通過將實施例1-2的窗口插入到所述第一通孔，並使其黏貼於所述雙面膠來製備了拋光墊。
[實施例2]
所述實施例1的1-1、1-3以及1-4以相同的方式製備，並且在窗口模組的製備方面如下：除了使用未反應NCO的含量為8.5重量%的PUGL-500D（SKC公司產品）作為氨基甲酸乙酯類預聚物，並且當混合原料時未注入惰性氣體，將注入的原料注入到後模具（寬度為1000mm，長度為1000mm，高度為50mm）之外，以與實施例1-1相同的方式製備了窗口。為了使上表面和下表面的厚度相匹配，利用具有切削麵為平坦的形狀，並且邊角部的曲率為3mm的由工業用PCD金剛石製成的車刀來將片材形狀的窗口的成型為厚度為2.0mm，然後使用寬度為20mm，長度為60mm的由一般鐵板製成的陽刻模具的刀刃附著於木質平板的模具來進行切割。
[比較例]
所述實施例1的1-1、1-3以及1-4以相同的方式製備，並且在窗口模組的製備方面如下：除了使用未反應NCO的含量為8.5重量%的PUGL-500D（SKC公司產品）作為氨基甲酸乙酯類預聚物，並且當混合原料時未注入惰性氣體，將注入的原料注入到後模具（寬度為1000mm，長度為1000mm，高度為50mm）之外，以與實施例1-1相同的方式製備了窗口。為了使上表面和下表面的厚度相匹配，利用具有切削麵為平坦的形狀，並且邊角部的曲率為3mm的由一般刀刃製成的車刀來將片材形狀的窗口成型為厚度為2.0mm，然後使用寬度為20mm，長度為60mm的由一般鐵板製成的陽刻模具的刀刃附著於木質平板的模具來進行切割。
[實驗例1]
表面粗糙度測量
通過化學氣相沉積（CVD）製程來將二氧化矽沉積到直徑為300mm的矽晶片上。在CMP裝備上附著實施例和比較例的拋光墊，然後將矽晶片的氧化層設置成朝向拋光墊的拋光面。將煆燒二氧化鈰漿料以200mL/min的速度供應到拋光墊上，同時以6.0psi的荷重和150rpm的速度對調試用矽片進行了6000秒拋光。這時，通過原位使用修整器CI45（Saesol公司），並以6lb的荷重進行了修整。
[拋光/修整條件]
煆燒二氧化鈰漿料組分：煆燒二氧化鈰（0.5wt%）、去離子水（DI water，99.4wt%）以及聚丙烯酸酯類添加劑（0.1wt%）
煆燒二氧化鈰：150nm（以噴灑的方式測量）
修整器規格：CI-45（Saesol金剛石）
平板的自轉速度，修整器的自轉速度，修整器的旋進運動速度和條件如以下表1所示。
[表1]
區分 具體事項 說明
晶片 晶片類型 PETEOS
調試用矽片（拋光時間/次數） 6000s/∞
試運轉 小時 15 min
拋光頭 和壓盤   拋光頭轉速（Head speed，rpm） 87
拋光頭壓力（Head pressure，psi） 3.5
保持環壓力（Retainer Ring pressure，psi） 9 psi
壓盤轉速（Platen speed，rpm） 93.0
主軸掃描速度（Spindle sweep speed，sw/min） 19.0
修整器   修整器種類 CI-45
修整類型（Conditioning type） 原位（In situ，300s） +非原位（Ex situ，15s）
修整器力（Conditioner force，lb） 6lb
修整器轉速（Conditioner rpm，rpm） 101.0
修整器掃描速度（Conditioner sweep speed，sw/min） 19.0
浆料 漿料種類 二氧化鈰漿料
拋光製程結束後，測量了實施例和比較例中拋光層和窗口的表面粗糙度。在表面粗糙度的測量中，利用Contuor GT（Bruker公司）來進行了3D測量。
[表2]
  單位 實施例1 實施例2 比較例
窗口 拋光前Ra um 0.372 1.046 2.546
拋光後Ra um 1.710 1.391 1.665
|Ra wi-Ra wf| um 1.338 0.345 0.881
拋光層 拋光前Ra um 7.218 7.814 7.734
拋光後Ra um 5.260 4.614 5.155
|Ra pi-Ra pf| um 1.958 3.200 2.579
dRa1 um 6.846 6.768 5.188
dRa2 um 3.550 3.223 3.49
dRa1/dRa2   1.928 2.100 1.487
Ra wi是拋光前窗口的表面粗糙度（Ra）， Ra wf是拋光後窗口的表面粗糙度（Ra）， Ra pi是拋光前拋光層的表面粗糙度（Ra）， Ra pf是拋光後拋光層的表面粗糙度（Ra）， dRa1是拋光前拋光層與窗口的表面粗糙度的差值， dRa2是拋光後拋光層與窗口的表面粗糙度的差值。
根據所述表1，可以確認在窗口和拋光層的表面粗糙度的測量結果中，本發明實施例的拋光墊在拋光製程前和後的差異不大。
相反，在比較例的情況下，拋光前，窗口的表面粗糙度呈現出較大的值，從而確認到，在拋光前和拋光後，表面粗糙度的差值大。因此，通過另外與拋光墊中的拋光層進行比較，確認了拋光製程前和後，表面粗糙度的差值的變化率（SRR）不包括在本發明的範圍內。
[實驗例2]
[終點檢測性能評價]
在CMP裝備上附著實施例和比較例的拋光墊，然後將矽晶片的氧化（Oxide）層設置成朝向拋光墊的拋光面。將煆燒二氧化鈰漿料以200mL/min的速度供應到拋光墊上，同時以6.0psi的荷重和150rpm的速度對氧化膜進行拋光來拋光了晶片。這時，通過原位使用修整器CI45（Saesol公司），並以6lb的荷重進行修整。對實施例和比較例的拋光墊是否能夠進行終點檢測進行了確認。
[表3]
  實施例1 實施例2 比較例
終點檢測 能夠進行終點檢測 能夠進行終點檢測 發生錯誤
所述實驗結果，作為利用本發明的實施例和比較例的拋光墊進行拋光製程的結果，在拋光裝置內，實施例1和實施例2能夠通過拋光墊的窗口來進行終點檢測，因此可以正常完成拋光製程，然而在比較例的情況下，由於發生錯誤，因此無法進行拋光製程。
以上，對本發明的較佳實施例進行了詳細說明，本發明的權利範圍不限於此，本領域技術人員利用所附申請專利範圍限定的本發明的基本概念而進行的各種修改和改進也屬於本發明的權利範圍。
110:拋光墊 120:平板 130:半導體基板 140:噴嘴 150:拋光漿料 160:拋光頭 170:修整器 200:拋光層 210:拋光前拋光面的表面粗糙度 220:拋光製程後拋光面的表面粗糙度 300:窗口 310:拋光前窗口表面的表面粗糙度 320:拋光製程後窗口表面的表面粗糙度
圖1是本發明一實施例的半導體裝置製造製程的概略性製程圖。
圖2是有關本發明一實施例的拋光層與窗口的表面粗糙度的變化的概念圖。
200:拋光層
210:拋光前拋光面的表面粗糙度
220:拋光製程後拋光面的表面粗糙度
300:窗口
310:拋光前窗口表面的表面粗糙度
320:拋光製程後窗口表面的表面粗糙度

Claims (10)

  1. 一種拋光墊，包括： 拋光層和終點檢測用窗口， 針對所述拋光層和所述終點檢測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變化率SRR為1.5至2.5， 第1式：
    Figure 03_image001
    在所述第1式中， dRa1是拋光前所述拋光層的表面粗糙度與所述終點檢測用窗口的表面粗糙度的差值， dRa2是在以200mL/min向所述拋光層供應煆燒二氧化鈰漿料，晶片荷重為6.0psi，以150rpm的速度對氧化膜進行60秒拋光的條件下對100張晶片進行拋光後測得的所述拋光層的表面粗糙度與所述終點檢測用窗口的表面粗糙度的差值。
  2. 如請求項1所述之拋光墊，其中，所述終點檢測用窗口的由以下第2式表示的表面粗糙度的差值wSRD為0.3至1.5， 第2式： wSRD=|Ra wi-Ra wf| 在所述第2式中， Ra wi是拋光前所述終點檢測用窗口的表面粗糙度， Ra wf是在以200mL/min向所述拋光層供應煆燒二氧化鈰漿料，晶片荷重為6.0psi，以150rpm的速度對氧化膜進行60秒拋光的條件下對100張晶片進行拋光後測得的所述終點檢測用窗口的表面粗糙度。
  3. 如請求項1所述之拋光墊，其中，所述拋光層的由以下第3式表示的表面粗糙度的差值pSRD為1至4， 第3式： pSRD=|Ra pi-Ra pf| 在所述第3式中， Ra pi是拋光前所述拋光層的表面粗糙度， Ra pf是在以200mL/min向所述拋光層供應煆燒二氧化鈰漿料，晶片荷重為6.0psi，以150rpm的速度對氧化膜進行60秒拋光的條件下對100張晶片進行拋光後測得的所述拋光層的表面粗糙度。
  4. 如請求項1所述之拋光墊，其中，所述終點檢測用窗口包含固化物，所述固化物是通過對包含氨基甲酸乙酯類預聚物和固化劑的窗口組合物進行固化而形成的。
  5. 如請求項4所述之拋光墊，其中，在所述氨基甲酸乙酯類預聚物中，未反應NCO的含量為8%至10%。
  6. 如請求項1所述之拋光墊，其中，所述拋光層包含固化物，所述固化物是通過對包含氨基甲酸乙酯類預聚物、固化劑以及發泡劑的拋光組合物進行固化而形成的。
  7. 一種拋光墊的製備方法，包括以下步驟： 第1步驟，製備氨基甲酸乙酯類預聚物組合物； 第2步驟，製備包含所述氨基甲酸乙酯類預聚物組合物和固化劑的窗口製備用組合物； 第3步驟，通過固化所述窗口製備用組合物來製備窗口；以及 第4步驟，在拋光層中形成通孔，並且在所述通孔中成型、插入和黏合第3步驟的所述窗口， 針對所述拋光層和所述窗口的表面粗糙度，由以下第1式表示的表面粗糙度差值的變化率SRR為1.5至2.5， 第1式：
    Figure 03_image001
    在所述第1式中， dRa1是拋光前所述拋光層的表面粗糙度與所述窗口的表面粗糙度的差值， dRa2是在以200mL/min向所述拋光層供應煆燒二氧化鈰漿料，晶片荷重為6.0psi，以150rpm的速度對氧化膜進行60秒拋光的條件下對100張晶片進行拋光後測得的所述拋光層的表面粗糙度與所述窗口的表面粗糙度的差值。
  8. 如請求項7所述之拋光墊的製備方法，其中，在所述第4步驟中對所述窗口進行成型的步驟中， 對於固化的窗口片材，利用邊緣部的曲率為0.3mm至5mm的車刀來對所述窗口片材的厚度進行一次成型，然後利用陽刻模具來進行二次成型。
  9. 如請求項8所述之拋光墊的製備方法，其中，所述車刀是PCD車刀。
  10. 一種半導體裝置的製造方法，包括以下步驟： 第1步驟，提供包括拋光層和終點檢測用窗口的拋光墊； 第2步驟，在所述拋光層的拋光面與半導體基板的被拋光面接觸的狀態下，使所述拋光層和所述半導體基板相對旋轉的同時拋光所述半導體基板；以及 第3步驟，通過所述拋光墊中的所述終點檢測用窗口來檢測所述半導體基板的厚度並檢測拋光製程的結束時間點， 針對所述拋光層和所述終點檢測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變化率SRR為1.5至2.5， 第1式：
    Figure 03_image001
    在所述第1式中， dRa1是拋光前所述拋光層的表面粗糙度與所述終點檢測用窗口的表面粗糙度的差值， dRa2是在以200mL/min向所述拋光層供應煆燒二氧化鈰漿料，晶片荷重為6.0psi，以150rpm的速度對氧化膜進行60秒拋光的條件下對100張晶片進行拋光後測得的所述拋光層的表面粗糙度與所述終點檢測用窗口的表面粗糙度的差值。
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