抛光垫的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及采用化学机械抛光法（CMP)将晶片表面的凹凸平坦化时所使用的抛 光垫，详细地，涉及具有用于通过光学方法检测抛光状况等的窗（光透过区域）的抛光垫及 使用了该抛光垫的半导体器件的制造方法。
【背景技术】
[0002] 制造半导体装置时，进行在晶片表面形成导电膜，并通过光刻、蚀刻等形成布线层 的步骤，在布线层上形成层间绝缘膜的步骤等，通过这些步骤在晶片表面上产生由金属等 导电体或绝缘体构成的凹凸。近年来，以半导体集成电路的高密度化为目的，正在进行布线 的微细化或多层布线化，与此同时将晶片表面的凹凸平坦化的技术变得重要。
[0003] 作为将晶片表面的凹凸平坦化的方法，一般采用CMP法。CMP是在将晶片的被抛光 面压在抛光垫的抛光面上的状态下，使用磨粒分散的浆料状的抛光剂（以下称为浆料）进 行抛光的技术。
[0004] CMP中一般使用的抛光装置，例如，如图1所示，具有用于支撑抛光垫1的抛光压盘 2、用于支撑抛光对象物（晶片）4的支撑台（抛光头）5和用于进行晶片的均匀加压的背衬 材料和抛光剂的供给机构。抛光垫1例如通过用双面胶带粘贴而安装在抛光压盘2上。抛 光压盘2和支撑台5以使其各自支撑的抛光垫1与抛光对象物4相对的方式配置，并分别 具有旋转轴6、7。此外，在支撑台5处设置了用于使抛光对象物4压在抛光垫1上的加压机 构。
[0005] 进行这种CMP后，存在晶片表面平坦度的判定问题。即，需要检测达到希望的表面 特性或平面状态的时刻。以往，关于氧化膜的膜厚或抛光速度等，定期地对测试晶片进行处 理，确认结果后对作为制品的晶片进行抛光处理。
[0006] 但是，在该方法中，处理测试晶片的时间和成本是浪费的，另外，完全没有预先实 施加工的测试晶片和制品晶片由于CMP特有的负载效应而抛光结果不同，若不对制品晶片 进行实际加工，则加工结果的正确预想是困难的。
[0007] 因此，最近为了解决所述问题点，期待一种在CMP过程时，能够当场检出获得希望 的表面特性或厚度的时刻的方法。关于这种检测，可使用各种方法，但从测定精度或非接触 测定中的空间分辨率的方面来看，在旋转压盘内组装利用激光的膜厚监控机构的光学检测 方法正在日趋成为主流。
[0008] 所述光学检测方法为，具体地，使光束穿过窗（光透过区域），隔着抛光垫照射到 晶片，通过监控由其反射导致产生的干扰信号来检测抛光的终点的方法。
[0009] 作为具有窗的抛光垫，例如公开了一种抛光体，其为具有层叠了 2片以上透明材 料的窗的抛光体，其特征在于，抛光对象物侧的透明材料的压缩弹性率小于抛光对象物侧 的相反侧的透明材料的压缩弹性率（专利文献1)。
[0010] 另外，公开了一种抛光垫，其为具有抛光层和透光窗部件的抛光垫，其特征在于， 至少透光窗部件的抛光面侧的最表层用微橡胶（夕口 3''Λ )A硬度为60度以下的软质 透光层构成（专利文献2)。
[0011] 另外，公开了一种抛光垫，其为具有抛光层和透光窗部件的抛光垫，其特征在于， 就该透光窗部件而言，至少微橡胶A硬度为60度以下的软质透光层和微橡胶A硬度为80 度以上的硬质透光层层叠，并且所述软质透光层位于抛光面侧的最表层（专利文献3)。
[0012] 另外，公开了一种抛光垫，其具有抛光区域及光透过区域，其特征在于，在所述抛 光垫中，所述光透过区域为位于垫表面侧的超软质层和位于垫背面侧的软质层层叠的区 域，所述超软质层的ASKER A硬度为25-55度，所述软质层的ASKER A硬度为30-75度，并 且所述软质层的ASKER A硬度大于超软质层的ASKER A硬度（专利文献4)。
[0013] 所述专利文献1-4中记载的抛光垫由于窗的最表层使用软质材料，因此能够在某 种程度上抑制划痕的产生，但不能说充分地抑制。
[0014] 现有技术文献：
[0015] 专利文献
[0016] 专利文献1 :特开2001-162520号公报
[0017] 专利文献2 :特开2003-285258号公报
[0018] 专利文献3 :特开2003-285259号公报
[0019] 专利文献4 :特开2005-322788号公报
【发明内容】
[0020] 发明要解决的课题
[0021] 本发明的目的在于提供一种在抛光对象物表面难以产生划痕的抛光垫。
[0022] 解决课题的方法
[0023] 本发明者为了解决所述课题而反复进行努力研宄，结果发现，通过以下所示的抛 光垫可达成所述目的，从而完成了本发明。
[0024] 即，本发明涉及一种抛光垫，其具备抛光层，所述抛光层具有抛光区域及光透过区 域，所述抛光垫特征在于，所述光透过区域包括位于垫表面侧的表层、和在表层的下方层叠 的至少1层软质层，其中软质层比表层硬度低。
[0025] 如本发明所述，通过在光透过区域的表层的下方层叠硬度低于表层的软质层，在 抛光对象物表面和光透过区域的表层在抛光作业中接触时，能够给光透过区域提供缓冲 性。由此，在抛光对象物表面难以产生划痕。若像以往那样使光透过区域的表层过度柔软， 则浆料中的磨粒容易刺入表层的表面，刺入的磨粒导致在抛光对象物表面容易产生划痕。 本发明没有像以往那样使光透过区域的表层柔软，而通过给光透过区域提供缓冲性，解决 了划痕的问题。
[0026] 优选地，表层的ASKER A硬度为35-80度，软质层的ASKER A硬度为30-60度。当 表层的ASKER A硬度不足35度时，由于过度柔软，因此存在浆料中的磨粒容易刺入表层的 表面，刺入的磨粒导致在抛光对象物表面容易产生划痕的倾向。另一方面，当表层的ASKER A硬度超过80度时，由于在抛光对象物表面容易产生划痕，另外在表层的表面容易受伤，因 此存在透明性降低，抛光的光学终点检测精度降低的倾向。另外，当软质层的ASKER A硬度 不足30度时，存在整个光透过区域的刚性不充足的倾向。另一方面，当软质层的ASKER A 硬度超过60度时，由于光透过区域的缓冲性降低，因此存在在抛光对象物表面容易产生划 痕的倾向。
[0027] 优选地，表层的ASKER A硬度与软质层的ASKER A硬度的差为5度以上。当ASKER A硬度的差不足5度时，在抛光作业中，会有光透过区域的形状稳定性降低，产生剥离或漏 水等不良状况的风险。
[0028] 优选地，软质层为1层，光透过区域为表层和软质层的2层结构。
[0029] 另外，本发明还涉及半导体器件的制造方法，其包括用所述抛光垫对半导体晶片 表面进行抛光的步骤。
[0030] 发明的效果
[0031] 由于本发明的抛光垫具有所述结构的光透过区域，因此在抛光对象物表面难以产 生划痕。
【附图说明】
[0032] 图1是示出CMP抛光中使用的抛光装置的一例的概略结构图。
[0033] 图2是示出本发明的抛光垫的结构的一例的概略剖面图。
[0034] 图3是示出本发明的抛光垫的结构的另一例的概略剖面图。
【具体实施方式】
[0035] 本发明的抛光垫可以仅是抛光层，也可以是抛光层和其他层（例如缓冲层、粘接 剂层、及支撑膜等）的层叠体。
[0036] 图2是示出本发明的抛光垫的结构的一例的概略剖面图。如图2所示，抛光垫1 以抛光区域8、缓冲层11、及透明支撑膜12的顺序层叠，在贯通抛光区域8及缓冲层11的 开口部10内且在透明支撑膜12上设置有光透过区域9 (表层9a、软质层9b)。
[0037] 图3是示出本发明的抛光垫的结构的另一例的概略剖面图。如图3所示，就抛光 垫1而言，具有抛光区域8及光透过区域9 (表层9a、软质层9b)的抛光层与具有贯通孔15 的缓冲层11介由双面粘接片13层叠，以使所述光透过区域9和所述贯通孔15重合。
[0038] 光透过区域9包括位于垫表面侧的表层9a和，层叠在表层9a的下方的至少1层 软质层9b，软质层9b比表层9a硬度低。软质层9b也可以是将2层以上硬度不同的层层叠 的层，但通常为1层。
[0039] 表层的ASKER A硬度优选为35-80度，更优选为50-75度。软质层的ASKER A硬 度优选为30-60度，更优选为30-50度。
[0040] 另外，表层的ASKER A硬度和软质层的ASKER A硬度的差优选为5度以上，更优选 为10度以上，进一步优选为20度以上。
[0041] 表层及软质层的形成材料没有特别限定，例如，可列举聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚 酰胺树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、卤素类树脂