[发明专利]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

说明书

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。

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)，