DE3735158A1 - Verfahren zum schleierfreien polieren von halbleiterscheiben - Google Patents
Verfahren zum schleierfreien polieren von halbleiterscheibenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum schleierfreien Po
lieren von Halbleiterscheiben in einem Einstufenprozeß, bei
dem in der Anfangsphase ein Poliersol, -gel oder feste Po
lierkomponenten enthaltendes, alkalisches Poliermittel auf
das Poliertuch aufgebracht wird.
Ein solches Verfahren ist aus der DE-OS 25 31 431 bzw. der
entsprechenden US-PS 40 70 799 bekannt. In der Endphase,
also der Phase des Poliervorganges, in der die eigentliche
schleierfreie Politur bewirkt wird, wird dabei dem Polier
mittel der Anfangsphase ein aus 0.1 bis 10 Gew.-%, bezogen
auf Poliermittel, eines anionenaktiven und/oder nichtionoge
nen, keinen Stickstoff im Molekül enthaltenden Tensids be
stehender Poliermittelzusatz zugefügt. Da bei dieser Verfah
rensweise jedoch bei einer nachfolgenden Charge von Halblei
terscheiben die im Poliertuch hängenden Tenside den Polier
abtrag der ersten Stufe verringern können, wird empfohlen,
den Polierprozeß als Zweistufenprozeß, d.h. aufgetrennt auf
zwei verschiedene Poliermaschinen und in eine den Abtrag be
wirkende Polierstufe und eine die schleierfreie Politur be
wirkende Polierstufe, durchzuführen.
Auch bei der aus der DE-OS 22 47 067 bzw. der entsprechenden
US-PS 38 74 129 bekannten Methode wird ein Zweistufenprozeß
durchgeführt, wobei in der zweiten Stufe eine Poliersuspen
sion eingesetzt wird, der 1 bis 10 Vol% eines einwertigen
Alkohols mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen und 0,01 bis 0,5
Gew.-% Polyvinylalkohol zugesetzt sind. Beide an sich sehr
leistungsfähigen Verfahren liefern jedoch nur als 2-Stufen
prozesse beispielsweise in Bezug auf Abtragsraten und
Schleierfreiheit der erhaltenen Scheiben ausgezeichnete
Ergebnisse.
Die Aufgabe der Erfindung bestand darin, ein Verfahren anzu
geben, nach dem sich schleierfrei polierte Halbleiter- und
insbesondere Siliciumscheiben in einem Einstufenprozeß, also
vor allem also ohne Gerätewechsel und Unterbrechung des
Polierprozesses, erhalten lassen.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren, welches dadurch
gekennzeichnet ist, daß in der Endphase des Poliervorganges
eine auf einen pH-Wert von 8 bis 3 eingestellte, 0,1 bis 10
Vol.-% einer oder mehrerer aus der Gruppe der Alkohole, Ke
tone, Ester, Ether oder Amide ausgewählten, hydrophile und
hydrophobe Gruppen enthaltenden polaren Verbindung und/oder
unter 0,1 Vol.-% eines oberflächenaktiven Stoffes
enthaltende Polierlösung auf das Poliertuch aufgebracht
wird.
Bei dem Verfahren wird während der im alkalischen pH-Bereich
ablaufenden Anfangsphase des Poliervorganges vorzugsweise
ein auf einem pH-Wert von 11 bis 13 eingestelltes Poliermit
tel eingesetzt. Die Einstellung des pH-Wertes kann dabei in
bekannter Weise z.B. durch den Einsatz von geeigneten wäßri
gen Puffersystemen, wie etwa einem Dinatriumhydrogenphos
phat/Natronlauge-Puffer oder einem Kaliumchlorid/Natronlau
gepuffer erfolgen. Der Einsatz von Puffersystemen ist jedoch
nicht zwingend vorgeschrieben; der geeignete pH-Bereich kann
auch mit Hilfe von entsprechend konzentrierten bzw. verdünn
ten alkalischen wäßrigen Lösungen von z.B. Natron- oder
Kalilauge, Natrium- oder Kaliumcarbonat, Natriumacetat oder
anderen alkalisch reagierenden und die Scheiben nicht
unzulässig verunreinigenden Salzen eingestellt werden.
Als zusätzliche Komponente enthält das in der Anfangsphase
eingesetzte Poliermittel 1 bis zu 20 Vol% eines Poliersols
oder -gels, günstig auf Kieselsäurebasis, oder einer festen
Polierkomponente wie z.B. Quarzmehl oder Silikate bzw.
Fluoro-silikate z.B. des Natriums, Kaliums, Magnesiums,
Calciums oder Bariums. Derartige Zusätze sind allgemein
gebräuchlich und dem Fachmann zum Beispiel aus der eingangs
genannten Patentliteratur bekannt; sie bedürfen hier daher
keiner näheren Erläuterung.
In der Regel wird für die Anfangsphase des Poliervorganges,
in welcher es hauptsächlich auf dem Materialabtrag ankommt,
nach Maßgabe des gewünschten Abtrags und der Abtragsrate
eine Zeitdauer von 5 bis 100 Minuten eingehalten, wobei
gängige Abtragswerte im Bereich von 10-60 µm liegen.
Diese Angaben sind als Richtwerte, nicht jedoch im Sinne
einer Beschränkung zu verstehen.
Das Poliermittel kann in der üblichen Weise auf das Polier
tuch aufgebracht werden, beispielsweise indem die fertige
Suspension aus einem Reservoir über Zuleitungen an die Ein
satzstelle gepumpt wird und dort, ggf. nach Einstellung
einer gewünschten Durchflußrate mittels Durchflußregulans,
über das Poliertuch verteilt wird. Überschüssige bzw. ver
brauchte Polierflüssigkeit wird unterhalb des Poliertisches
in einer Auffangeinrichtung gesammelt und kann dann entsorgt
oder nach einem Aufbereitungsschritt wieder eingesetzt wer
den.
Wenn der gewünschte Abtrag erreicht ist, in der Regel also
nach der durch die Abtragsrate vorgegebenen Zeitdauer des
Poliervorganges, wird die Anfangsphase in die Endphase über
geleitet, bei welcher anstelle des Materialabtrages bei der
Politur die Erzeugung einer schleierfreien Oberfläche im
Vordergrund steht.
Zu diesem Zweck wird ohne Unterbrechung des Poliervorganges
der pH-Wert, der auf das Poliertuch aufgebrachten wäßrigen
Lösung in den Bereich von 3 bis 8, vorzugsweise 3 bis 7
abgesenkt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß
durch Ansäuern des Poliermittels der Anfangsphase der pH-
Wert in den gewünschten Bereich abgesenkt wird. Außerdem
besteht z.B. auch die Möglichkeit, daß das Poliermittel der
Anfangsphase durch eine den gewünschten pH-Wert aufweisende
wäßrige Säure- oder Pufferlösung ersetzt wird,
beispielsweise über ein Dreiwegehahnsystem.
Geeignete Säuren sind beispielsweise insbesondere Carbonsäu
ren wie Citronensäure oder Weinsäure, welche wegen ihrer
leichten Handhabbarkeit bevorzugt eingesetzt werden, während
beispielsweise der prinzipiell möglichen Verwendung von Es
sig- oder Ameisensäure schon durch die Geruchsbelästigung
Grenzen gesetzt sind. Daneben ist der Einsatz von verdünnten
wässrigen Mineralsäuren wie Salzsäure, Schwefelsäure oder
Phosphorsäure grundsätzlich nicht ausgeschlossen. Bewährt
haben sich auch Puffersysteme, die in dem pH-Bereich von 3
bis 7 wirksam sind, wie z.B. Essigsäure/Acetat-, Citronen
säure/Citrat-, oder Phthalsäure/Phthalatpuffer.
Der in der Endphase des Poliervorganges eingesetzten Polier
lösung werden noch Zusatzstoffe beigefügt, die die Bildung
von schleierfreien Halbleiteroberflächen unterstützen. Sol
che Stoffe sind insbesondere Alkohole, vorzugsweise mit min
destens 2 Kohlenstoffatomen im Molekül. Dabei können ein
wertige oder mehrwertige, aromatische, aliphatische oder
heterocyclische Alkohole eingesetzt werden. Als günstig hat
sich auch der Einsatz von Silanolen erwiesen. Beispiele für
besonders gut geeignete Alkohole sind Ethanol, Isopropanol,
n-Butanol, Tertiärbutanol, 1-Methoxy-propan-2-ol, Trimethyl
silanol, Cyclohexanol, Glycerin oder Phenol. Eine andere
Möglichkeit besteht darin, Verbindungen zuzufügen, aus denen
sich in situ der gewünschte Zusatzstoff bildet, wie z.B.
Hexamethyldisilazan, das dann hydrolytisch in Trimethylsila
nol gespalten wird.
Grundsätzlich können auch andere polare organische Verbin
dungen als Zusatzstoffe verwendet werden, sofern sie nicht
zu stark alkalisch wirken und den pH-Wert der Polierlösung
über die Obergrenze von 8 anheben. Beispielhaft seien hier
Ether und Polyether wie etwa Diethylenglykoldiethylether
oder -dimethylether, Dioxan, Hexamethyldisiloxan oder Dime
thyldimethoxysilan, Ester wie Butylacetat, Amide wie Acet
amid oder Dimethylacetamid und Ketone wie Acetylaceton ge
nannt.
Derartige Zusatzstoffe, die im Molekül über hydrophile und
hydrophobe Gruppen verfügen, werden in Konzentrationen von
0,01 bis 10 Vol.-%, bevorzugt 0,1 bis 5 Vol.-%, jeweils be
zogen auf die Polierlösung, eingesetzt. Dabei können auch
zwei- oder mehrkomponentige Mischungen wie z.B. n-Butanol/
Ethanol, n-Butanol/Glykol oder Trimethylsilanol/Ethanol,
typisch in Mischungsverhältnissen von 1 : 5 bis 5 : 1, vorteil
haft 1 : 2 bis 2 : 1 eingesetzt werden.
Zusätzlich zu diesen genannten Zusatzstoffen kommen auch
oberflächenaktive Stoffe in Frage, sofern gewährleistet ist,
daß der pH-Bereich von 3 bis 8 nicht verlassen wird.
Geeignet sind beispielsweise Tenside auf Alkylphenolbasis,
wie z.B. Nonylphenolpolyglykolether, oder auf Alkyl- oder
Alkylarylsulfonatbasis, wie etwa Sulfosuccinate oder auch
Polyacrylate. Der Konzentrationsbereich, in dem solche
Stoffe der Polierlösung zugesetzt werden, beträgt zweckmäßig
weniger als 0,1 Vol.-% jeweils bezogen auf die
Polierlösung.
Als besonders günstig haben sich solche Zusatzstoffe erwie
sen, die im sauren bis schwach alkalischen Bereich eine
deutliche Verminderung des Polierabtrages bewirken, diese
Eigenschaft aber im alkalischen Bereich weitgehend
verlieren. Auf diese Weise können Störungen durch
Desaktivierung des Poliervorganges in der Anfangsphase bei
der nachfolgenden Charge Halbleiterscheiben vermieden oder
gering gehalten werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wer
den der Polierlösung in der Endphase zusätzlich noch eine
oder mehrere der eingangs genannten festen Polierkomponen
ten, oder ein Poliergel, insbesondere ein Poliersol zuge
setzt. Der Anteil am Poliermittel kann dabei bis zu 10 Vol%,
vorteilhaft bis 5 Vol% betragen. Der Zusatz dieser Kompo
nenten ist jedoch nicht zwingend vorgeschrieben; grundsätz
lich lassen sich auch mit Polierlösungen ohne derartige Kom
ponenten schleierfreie Oberflächen von Halbleiterscheiben
erzielen. Falls ein solcher Zusatz erfolgt, wird zweckmäßig
derjenige Zusatzstoff ausgewählt, der auch dem Poliermittel
der Anfangsphase zugefügt wurde; dies ist jedoch nicht zwin
gend vorgeschrieben.
Für die Endphase des Poliervorganges hat sich im allgemeinen
eine Zeitdauer von 3 bis 20 Minuten als ausreichend erwie
sen. Dabei kann das vorgesehene Poliermittel bereits fertig
gemischt mit Zusatzstoffen und Komponenten in einem Reser
voir vorgelegt werden, aus dem es dann über Zuleitungen mit
tels Pumpen auf das Poliertuch aufgebracht werden kann.
Gleichfalls möglich sind jedoch Verfahrensweisen, bei denen
die jeweils vorgesehenen Bestandteile des Poliermittels in
separaten Vorratsgefäßen vorgelegt werden und erst in den
Zuleitungen oder einer vorgeschalteten Mischstation zu der
Poliermischung vereinigt werden, die schließlich auf das Po
liertuch gelangt.
Eine vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, daß zwischen die Anfangs- und Endphase des
einstufigen Poliervorganges eine Zwischenphase eingeschaltet
wird, in der ein Poliermittel auf das Poliertuch aufgebracht
wird, dessen pH-Wert gegenüber dem Poliermittel der Anfangs
phase geringfügig erniedrigt und auf einen Wert von 8 bis 11
eingestellt ist. Dies kann beispielsweise mittels eines Bo
rat- oder Hydrogencarbonat-Puffers, oder oftmals sogar durch
einfaches Verdünnen geschehen.
Zweckmäßig enthält das Poliermittel der Zwischenphase bis zu
10 Vol% des Poliersols, -gels oder der festen
Polierkomponente, die auch dem Poliermittel der Anfangsphase
zugefügt wurde. Grundsätzlich kann jedoch auch auf andere
der eingangs beispielhaft genannten und geeigneten
Zusatzstoffe zurückgegriffen werden.
Durch die zusätzliche Zwischenphase wird ein schonenderer
Übergang von der alkalischen Anfangsphase in die saure
Endphase des Poliervorganges erreicht, was letztlich der
Oberflächenqualität der erhaltenen Halbleiterscheiben zugute
kommt. Im allgemeinen ist für die Zwischenphase eine
Zeitdauer von 2 bis 10 Minuten ausreichend. Anschließend
kann analog dem Vorgehen bei direktem Übergang von der
Anfangs- in die Endphase das Poliermittel der Endphase auf
das Poliertuch aufgebracht werden, ohne daß der
Poliervorgang unterbrochen zu werden braucht.
Nach Abschluß der Endphase können die erhaltenen, eine
schleierfreie Oberfläche besitzenden Halbleiterscheiben ent
nommen und ggf. nach einem Reinigungsschritt weiterverarbei
tet werden. Anschließend kann der Poliertisch mit einer neu
en Charge Halbleiterscheiben beschickt und die Anfangsphase
des nächsten Poliervorganges eingeleitet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl bei der Einsei
ten- als auch bei der Zweiseitenpolitur eingesetzt werden.
Es eignet sich insbesondere für das Polieren von Silicium
scheiben, wenngleich es grundsätzlich auch für andere Ele
ment- oder Verbindungshalbleiter wie z.B. Germanium oder
Galliumarsenid in Frage kommt.
Bei den erhaltenen Scheiben läßt sich bei der konventionel
len Überprüfung mit bloßem Auge im kollimierten Licht das
Auftreten von sog. Schleier (in der Fachsprache oft auch als
"haze" bezeichnet) nicht nachweisen, d.h. die Oberfläche er
scheint nicht als milchig-trübe, sondern einwandfrei glän
zende Fläche. Auch mit empfindlicheren Meßmethoden, bei de
nen die Oberfläche mit Laserstrahlen abgetastet und dabei
das Streulicht gemessen wird (vgl. z.B. die deutsche
Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen P 36 37 477.6-52), läßt
sich der für nicht schleierfrei polierte
Halbleiteroberflächen typische Verlauf der Streulichkurven
nicht feststellen. Da sich beim Schleierfrei-Polieren nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren die Konzentration der
erforderlichen Zusatzstoffe gering halten läßt und durch die
verschiedenen pH-Bereiche in der Anfangs- und der Endphase
auch eine Aktivierung bzw. Desaktivierung dieser
Zusatzstoffe möglich ist, kann somit auf Mehrstufenprozesse
mit ihrem apparativ aufwendigen und zeitraubenden
Gerätewechsel und den besonders riskanten Anfahrvorgängen
verzichtet werden. Dies wirkt sich insbesondere bei der
Zweiseitenpolitur günstig aus.
Nachstehend wird das Verfahren anhand von Ausführungsbei
spielen näher erläutert:
In einer handelsüblichen 2-Seiten-Poliermaschine wurden
jeweils 5 Siliciumscheiben (beidseitig geätzt, Durchmesser
ca. 7,5 cm, Dicke ca. 550 µm, (100)-Orientierung) einzeln
in entsprechenden Läuferscheiben vorgelegt.
Während des Poliervorganges wurden die Drehteller mit
unterschiedlicher Drehrichtung gedreht, wobei am Gerät ein
Druck von ca. 3 bar eingestellt war. Mit einer
Durchflußrate von ca. 50 ml/min wurde aus einem Reservoir
ein 10 Vol.-% Kieselsäuresol enthaltendes, mittels
Kaliumhydroxid auf pH 12,5 eingestelltes Poliermittel über
ein Düsensystem auf das Poliertuch aufgebracht; die
Temperatur war auf ca. 30°C eingestellt. Der pH-Wert wurde
wie auch bei den weiteren Beispielen - jeweils mittels
einer geeichten pH-Elektrode gemessen.
Nach ca. 90 Minuten wurde der dem Düsensystem vorgeschaltete
Dreiwegehahn umgestellt, und als Poliermittel nunmehr aus
einem zweiten Reservoir eine durch Verdünnen auf pH 10
eingestellte, ca. 1 Vol.-% Kieselsäuresol enthaltende
wäßrige Lösung mit derselben Durchflußrate auf das
Poliertuch gepumpt. Ohne Unterbrechung des Poliervorganges
wurde diese zweite Polierphase für ca. 10 Minuten
beibehalten.
Danach wurde, wiederum unter Weiterführung des
Poliervorganges, in der dritten Phase eine in einem weiteren
Reservoir vorgelegte, 1 Vol.-% Kieselsäuresol und 2 Vol.-%
Trimethlysilanol enthaltende, mittels Phosphorsäure auf pH 7
eingestellte Polierlösung (Temperatur ca. 25°C) über das
Dreiwegehahn- und Düsensystem mit der gleichen Durchflußrate
auf das Poliertuch gepumpt. Diese dritte Phase dauerte
weitere 10 Minuten. Insgesamt betrug danach der erzielte
Abtrag etwa 50 µm.
Nach Beendigung des Poliervorganges wurden die Scheiben
entnommen und nach einem Reinigungsschritt auf ihre
Oberflächenqualität überprüft. Bei Betrachtung im
kollimierten Licht erschienen beide Scheibenoberflächen
einwandfrei glänzend, das heißt, sie waren schleierfrei.
Auch bei der Untersuchung nach der empfindlicheren Methode
der Laserabtastung und Streulichtmessung konnte der für mit
Schleier behaftete Scheiben typische Verlauf der Meßkurven
nicht beobachtet werden.
In der Zwischenzeit wurde die Poliermaschine erneut mit 5
Scheiben derselben Spezifikation beladen. Diese wurden in
der gleichen Art und Weise poliert und danach auf
Schleierfreiheit untersucht. Auch diese Scheiben erwiesen
sich als schleierfrei; der bei der Politur erzielte Abtrag
lag wiederum bei etwa 50 µm.
In genau der gleichen Weise wurden insgesamt 20
Polierfahrten durchgeführt. Dabei ließ sich weder in Bezug
auf Schleierfreiheit der Scheiben noch auf die ermittelte
Abtragsrate eine Verschlechterung feststellen.
Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise wurden
5 Siliciumscheiben der gleichen Spezifikation unter
Einhaltung derselben Verfahrensparameter poliert. In einem
ersten Polierschritt (ca. 90 Minuten) wurde bei pH 10 mit
einer 5 Vol.-% Kieselsäuresol enthaltenden Polierlösung
gearbeitet, welcher dann in der zweiten Bearbeitungsstufe
0,5 Gew.-% Nonylphenolpolyglykolether zugesetzt wurde.
Bei der ersten Polierfahrt wurde ein Abtrag von ca. 30 µm
erzielt. Die erhaltenen Scheiben erwiesen sich im
kollimierten Licht als schleierfrei. Bei der Überprüfung mit
der empfindlicheren Methode der Laserabtastung und
Streulichtmessung ließen sich jedoch noch geringe
Schleierspuren nachweisen.
Beim Polieren der nächsten Charge Siliciumscheiben konnte
bereits beim ersten Polierschritt nach 90 Minuten nur ein
Abtrag von ca. 6 µm festgestellt werden. Der Poliervorgang
wurde daraufhin nicht mehr weitergeführt.
Der Poliervorgang wurde ohne Unterbrechung unter denselben
Bedingungen wie in Beispiel 1 angegeben, durchgeführt. In
der ebenfalls 10 Minuten dauernden Endphase wurde jedoch
eine mit Hilfe von Phosphorsäure auf pH 4 eingestellte, ca.
1 Vol.-% Kieselsäuresol und ca. 5 Vol.-% Butanol enthaltende
Polierlösung auf das Poliertuch aufgebracht.
Bei einer Abtragsrate von ca. 50 µm wurden Scheiben
erhalten, auf deren Oberflächen sich weder im kollimierten
Licht noch mit der Laser-Streulicht-Methode Schleier
nachweisen ließ.
Auch mit dieser Poliermittelsequenz konnten bei nahezu
gleichbleibender Abtragsrate bei 20 Polierfahrten
einwandfrei schleierfreie Scheiben erhalten werden.
Gemäß der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise wurden
Siliciumscheiben beidseitig poliert, wobei jedoch auf die
Zwischenphase verzichtet wurde. In der Anfangsphase (ca. 90
Minuten) kam dabei ein Poliermittel zum Einsatz, das 5
Vol.-% Kieselsäuresol enthielt und mit Kaliumhydroxid auf
einen pH-Wert von 12,5 eingestellt war. In der Endphase des
Poliervorganges (ca. 20 Minuten) wurde eine 2 Vol.-%
1-Methoxy-propan-2-ol enthaltende Polierlösung mit pH 7,3
auf das Poliertuch gepumpt.
Die erhaltenen Scheiben waren auf der Ober- und Unterseite
völlig schleierfrei; der Polierabtrag betrug ca. 50 µm.
Auch in diesem Fall ließen sich hintereinander 20
Polierfahrten ohne Verringerung der Oberflächenqualität der
Scheiben und der Abtragsrate durchführen.
In einer 1-Seitenpoliermaschine für die Einzelpolitur von
Halbleiterscheiben wurde eine Siliciumscheibe (Durchmesser
ca. 7,5 cm (100)-Orientierung, ca. 550 µm Dicke) bei 300
U/min des Poliertellers poliert. In der Anfangsphase (ca. 30
Minuten) wurde dabei mit einer Durchflußrate von ca.
30 ml/min eine ca. 5 Vol.-% Kieselsäuresol enthaltende
Polierlösung, deren pH-Wert mittels Kaliumhydroxid auf ca.
12,5 eingestellt war, auf das Poliertuch aufgebracht, wobei
ein Druck von ca. 0,6 bar und eine Temperatur von etwa 40°C
eingestellt war. Danach wurde der Druck auf ca. 0,1 bar und
die Temperatur auf ca. 35°C abgesenkt. Als Poliermittel
wurde nun zunächst 5 Minuten lang eine ca. 5 Vol.-%
Kieselsäuresol enthaltende, durch Verdünnen auf einen pH-
Wert von 10 eingestellte Lösung mit einer Durchflußrate von
90 ml/min zugeführt. Danach wurde, bei unveränderten Druck
und Temperaturbedingungen, während weiterer 12 Minuten eine
mittels Zitronensäure auf pH 7 eingestellte, 1 Vol.-%
Kieselsäuresol und 4 Vol.-% n-Butanol enthaltende Lösung auf
das Poliertuch gepumpt.
Die nach Beendigung des Polierens entnommene gereinigte und
kontrollierte Scheibe erwies sich als völlig schleierfrei.
Insgesamt wurden nach dieser Verfahrensweise nacheinander 16
Polierfahrten durchgeführt, wobei stets schleierfreie
Scheiben erhalten wurden. Die erzielten Abtragsraten lagen
zwischen 50 und 60 µm.
Claims (10)
1. Verfahren zum schleierfreien Polieren von Halbleiter
oberflächen in einem Einstufenprozeß, bei dem in der An
fangsphase des Poliervorganges ein Poliersol, -gel oder
feste Polierkomponenten enthaltendes, alkalisches Po
liermittel auf das Poliertuch aufgebracht wird, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Endphase des Poliervorganges
eine auf einen pH-Wert von 8 bis 3 eingestellte, 0,1 bis
10 Vol.-% einer oder mehrerer aus der Gruppe der
Alkohole, Ketone, Ether, Ester oder Amide ausgewählter,
hydrophile und hydrophobe Gruppen enthaltender polarer
Verbindungen und/oder unter 0,1 Vol.-% eines
oberflächenaktiven Stoffes enthaltende Polierlösung auf
das Poliertuch aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Polierlösung zusätzlich bis zu 10 Vol% Poliersol,
-gel, oder feste Polierkomponenten zugesetzt werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß als polare Verbindung eine siliciumorga
nische Verbindung ausgewählt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Anfangsphase ein
auf einen pH-Wert von 11 bis 13 eingestelltes, bis zu 20
Vol-% eines Poliersols, -gels oder einer festen Polier
komponente enthaltendes Poliermittel eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Anfangs- und
Endphase eine Zwischenphase eingeschaltet wird, in der
ein auf einen pH-Wert von 9 bis 11 eingestelltes, bis zu
10 Vol% eines Poliersols, -gels oder einer festen Po
lierkomponente enthaltendes Poliermittel eingesetzt
wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zwischenphase auf eine Zeitdauer von 2 bis 10 Minu
ten ausgedehnt wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß die Endphase auf eine
Zeitdauer von 3 bis 20 Minuten ausgedehnt wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer der An
fangsphase auf 5 bis 100 Minuten ausgedehnt wird.
9. Verwendung von einem pH-Wert von 3 bis 8 aufweisenden,
0,1 bis 10 Vol.-% einer oder mehrerer aus der Gruppe der
Alkohole, Ketone, Ester, Ether oder Amide ausgewählten,
hydrophile und hydrophobe Gruppen enthaltenden polaren
Verbindungen und/oder unter 0,1 Vol.-% eines Tensids
enthaltenden Polierlösungen beim schleierfreien Polieren
von Halbleiterscheiben in einem Einstufenprozeß.
10. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Polierlösungen zusätzlich bis zu 10 Vol% eines Po
liersols, -gels oder fester Polierkomponenten enthalten.
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DE19873735158 DE3735158A1 (de) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | Verfahren zum schleierfreien polieren von halbleiterscheiben |
US07/250,394 US4968381A (en) | 1987-10-16 | 1988-09-28 | Method of haze-free polishing for semiconductor wafers |
EP88116896A EP0311994B1 (de) | 1987-10-16 | 1988-10-12 | Verfahren zum schleierfreien Polieren von Halbleiterscheiben |
DE3853397T DE3853397D1 (de) | 1987-10-16 | 1988-10-12 | Verfahren zum schleierfreien Polieren von Halbleiterscheiben. |
DK573588A DK573588A (da) | 1987-10-16 | 1988-10-14 | Fremgangsmaade til sloerfri polering af halvlederplader |
JP63257388A JPH077754B2 (ja) | 1987-10-16 | 1988-10-14 | 半導体スライスのくもりのない研摩方法 |
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DE3823765A1 (de) * | 1988-07-13 | 1990-01-18 | Wacker Chemitronic | Verfahren zur konservierung der oberflaeche von siliciumscheiben |
US5078801A (en) * | 1990-08-14 | 1992-01-07 | Intel Corporation | Post-polish cleaning of oxidized substrates by reverse colloidation |
US5409544A (en) * | 1990-08-20 | 1995-04-25 | Hitachi, Ltd. | Method of controlling adhesion of fine particles to an object in liquid |
US5376222A (en) * | 1991-09-04 | 1994-12-27 | Fujitsu Limited | Polishing method for polycrystalline silicon |
US5320706A (en) * | 1991-10-15 | 1994-06-14 | Texas Instruments Incorporated | Removing slurry residue from semiconductor wafer planarization |
US5773403A (en) * | 1992-01-21 | 1998-06-30 | Olympus Optical Co., Ltd. | Cleaning and drying solvent |
US5540810A (en) * | 1992-12-11 | 1996-07-30 | Micron Technology Inc. | IC mechanical planarization process incorporating two slurry compositions for faster material removal times |
US5391258A (en) * | 1993-05-26 | 1995-02-21 | Rodel, Inc. | Compositions and methods for polishing |
JP2894153B2 (ja) * | 1993-05-27 | 1999-05-24 | 信越半導体株式会社 | シリコンウエーハの製造方法、およびその装置 |
US5571373A (en) * | 1994-05-18 | 1996-11-05 | Memc Electronic Materials, Inc. | Method of rough polishing semiconductor wafers to reduce surface roughness |
US6110820A (en) * | 1995-06-07 | 2000-08-29 | Micron Technology, Inc. | Low scratch density chemical mechanical planarization process |
US5676587A (en) * | 1995-12-06 | 1997-10-14 | International Business Machines Corporation | Selective polish process for titanium, titanium nitride, tantalum and tantalum nitride |
DE19627748B4 (de) * | 1996-07-10 | 2006-04-20 | Heidelberger Druckmaschinen Ag | Reinigungseinrichtung an Druckmaschinen |
US5896870A (en) * | 1997-03-11 | 1999-04-27 | International Business Machines Corporation | Method of removing slurry particles |
US6022400A (en) * | 1997-05-22 | 2000-02-08 | Nippon Steel Corporation | Polishing abrasive grains, polishing agent and polishing method |
US5934980A (en) * | 1997-06-09 | 1999-08-10 | Micron Technology, Inc. | Method of chemical mechanical polishing |
US6592776B1 (en) * | 1997-07-28 | 2003-07-15 | Cabot Microelectronics Corporation | Polishing composition for metal CMP |
US5932493A (en) * | 1997-09-15 | 1999-08-03 | International Business Machines Corporaiton | Method to minimize watermarks on silicon substrates |
US6143663A (en) * | 1998-01-22 | 2000-11-07 | Cypress Semiconductor Corporation | Employing deionized water and an abrasive surface to polish a semiconductor topography |
US6200896B1 (en) | 1998-01-22 | 2001-03-13 | Cypress Semiconductor Corporation | Employing an acidic liquid and an abrasive surface to polish a semiconductor topography |
US6171180B1 (en) | 1998-03-31 | 2001-01-09 | Cypress Semiconductor Corporation | Planarizing a trench dielectric having an upper surface within a trench spaced below an adjacent polish stop surface |
JP4163785B2 (ja) * | 1998-04-24 | 2008-10-08 | スピードファム株式会社 | 研磨用組成物及び研磨加工方法 |
JP4163788B2 (ja) * | 1998-06-25 | 2008-10-08 | スピードファム株式会社 | 研磨用組成物及び研磨加工方法 |
KR100462132B1 (ko) * | 1998-08-31 | 2004-12-17 | 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 | 금속용 연마액 및 연마 방법 |
US6534378B1 (en) | 1998-08-31 | 2003-03-18 | Cypress Semiconductor Corp. | Method for forming an integrated circuit device |
US5972124A (en) * | 1998-08-31 | 1999-10-26 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method for cleaning a surface of a dielectric material |
US6232231B1 (en) | 1998-08-31 | 2001-05-15 | Cypress Semiconductor Corporation | Planarized semiconductor interconnect topography and method for polishing a metal layer to form interconnect |
US6566249B1 (en) | 1998-11-09 | 2003-05-20 | Cypress Semiconductor Corp. | Planarized semiconductor interconnect topography and method for polishing a metal layer to form wide interconnect structures |
US6083840A (en) * | 1998-11-25 | 2000-07-04 | Arch Specialty Chemicals, Inc. | Slurry compositions and method for the chemical-mechanical polishing of copper and copper alloys |
US6555466B1 (en) | 1999-03-29 | 2003-04-29 | Speedfam Corporation | Two-step chemical-mechanical planarization for damascene structures on semiconductor wafers |
WO2001012741A1 (en) * | 1999-08-13 | 2001-02-22 | Cabot Microelectronics Corporation | Polishing system with stopping compound and method of its use |
EP1263906A1 (de) * | 2000-02-02 | 2002-12-11 | Rodel Holdings, Inc. | Polierzusammensetzung |
DE10018338C1 (de) | 2000-04-13 | 2001-08-02 | Wacker Siltronic Halbleitermat | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe |
JP2003533023A (ja) * | 2000-04-28 | 2003-11-05 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 半導体ウェハの表面を改質する方法 |
KR100378180B1 (ko) * | 2000-05-22 | 2003-03-29 | 삼성전자주식회사 | 화학기계적 연마 공정용 슬러리 및 이를 이용한 반도체소자의 제조방법 |
US6361407B1 (en) * | 2000-08-02 | 2002-03-26 | Memc Electronic Materials, Inc. | Method of polishing a semiconductor wafer |
DE10058305A1 (de) * | 2000-11-24 | 2002-06-06 | Wacker Siltronic Halbleitermat | Verfahren zur Oberflächenpolitur von Siliciumscheiben |
DE10103062A1 (de) * | 2001-01-24 | 2002-08-01 | Promos Technologies Inc | Chemisch-mechanisches Polierverfahren für emulsionsfreie feste Schleifkissen |
US6969684B1 (en) | 2001-04-30 | 2005-11-29 | Cypress Semiconductor Corp. | Method of making a planarized semiconductor structure |
US20040132308A1 (en) * | 2001-10-24 | 2004-07-08 | Psiloquest, Inc. | Corrosion retarding polishing slurry for the chemical mechanical polishing of copper surfaces |
US6828678B1 (en) | 2002-03-29 | 2004-12-07 | Silicon Magnetic Systems | Semiconductor topography with a fill material arranged within a plurality of valleys associated with the surface roughness of the metal layer |
JP4749775B2 (ja) * | 2005-06-23 | 2011-08-17 | 山口精研工業株式会社 | ウェーハ研磨液組成物及びウェーハ研磨方法 |
JP2007257810A (ja) | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Hoya Corp | 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法および磁気ディスクの製造方法 |
SG188090A1 (en) * | 2008-02-01 | 2013-03-28 | Fujimi Inc | Polishing composition and polishing method using the same |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3485608A (en) * | 1968-01-02 | 1969-12-23 | Texas Instruments Inc | Slurry for polishing silicon slices |
DE2247067C3 (de) * | 1972-09-26 | 1979-08-09 | Wacker-Chemitronic Gesellschaft Fuer Elektronik-Grundstoffe Mbh, 8263 Burghausen | Verwendung einer Poliersuspension zum schleierfreien Polieren von Halbleiteroberflächen |
US3979239A (en) * | 1974-12-30 | 1976-09-07 | Monsanto Company | Process for chemical-mechanical polishing of III-V semiconductor materials |
DE2531431C3 (de) * | 1975-07-14 | 1979-03-01 | Wacker-Chemitronic Gesellschaft Fuer Elektronik-Grundstoffe Mbh, 8263 Burghausen | Poliermittel zur Herstellung schleierfreier Halbleiteroberflächen |
DE2538855A1 (de) * | 1975-09-01 | 1977-03-10 | Wacker Chemitronic | Verfahren zur herstellung von schleierfreien halbleiteroberflaechen, insbesondere schleierfreien oberflaechen von (111)-orientiertem galliumarsenid |
JPS5247369A (en) * | 1975-10-08 | 1977-04-15 | Du Pont | Method of polishing semiconductor materials |
US4050954A (en) * | 1976-03-25 | 1977-09-27 | International Business Machines Corporation | Surface treatment of semiconductor substrates |
JPS58145604A (ja) * | 1982-02-18 | 1983-08-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | リン化インジウムの研摩方法 |
US4549374A (en) * | 1982-08-12 | 1985-10-29 | International Business Machines Corporation | Method for polishing semiconductor wafers with montmorillonite slurry |
US4837923A (en) * | 1988-04-29 | 1989-06-13 | Magnetic Peripherals Inc. | Surface finishing for magnetic transducers |
-
1987
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