DD147589A1 - Polierverfahren fuer halbleiteroberflaechen - Google Patents
Polierverfahren fuer halbleiteroberflaechen Download PDFInfo
- Publication number
- DD147589A1 DD147589A1 DD21730079A DD21730079A DD147589A1 DD 147589 A1 DD147589 A1 DD 147589A1 DD 21730079 A DD21730079 A DD 21730079A DD 21730079 A DD21730079 A DD 21730079A DD 147589 A1 DD147589 A1 DD 147589A1
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- polishing
- semiconductor surfaces
- abrasive
- polishing agent
- solution
- Prior art date
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 17
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 claims abstract description 7
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 claims abstract description 5
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229960004793 sucrose Drugs 0.000 claims description 6
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 3
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 10
- 239000002002 slurry Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 abstract description 5
- 229910001860 alkaline earth metal hydroxide Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 abstract description 3
- 230000036573 scar formation Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- -1 Al 2 O Inorganic materials 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 229910000288 alkali metal carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008041 alkali metal carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000009993 causticizing Methods 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Polieren von Halbleiteroberflaechen, das in der halbleiterverarbeitenden Industrie, so z.B. in Betrieben der Elektrotechnik/Elektronik, angewandt werden kann. Die Nutzung der Erfindung steigert die Effektivitaet beim chemisch-mechanischen Polieren von Halbleiteroberflaechen, insbesondere von Siliziumsubstratscheiben. Bei dem erfindungsgemaeszen Polierverfahren wird der Nachteil der Entstehung von Narben infolge einer relativ hohen (OH&exp-!)-Konzentration des Poliermittels bei einer erhoehten Arbeitstemperatur durch die Verwendung eines aus zwei Komponenten bestehenden Poliermittels vermieden, welche die Bildung feinstverteilter weicher Mikropartikel und eine hohe Viskositaet der Suspension gewaehrleisten. Als erste Poliermittelkomponente wird eine Schleifmittelsuspension auf der Basis einer Schleifmittelaufschlaemmung in einer Saccharoseloesung, die eine bestimmte Menge Erdalkalihydroxid enthaelt, verwendet. Als zweite Poliermittelkomponente wird eine Schleifmittelaufschlaemmung in einer Alkalikarbonatloesung eingesetzt. Beide Poliermittelkomponenten werden im bestimmten Verhaeltnis gemischt; als zweckmaeszig erwies sich, die beiden Poliermittelkomponenten separat der Poliereinrichtung zuzufuehren, so dasz sie sich erst auf der Polierscheibe mischen.
Description
Titel der Erfindung ·
Verfahren zum Polieren von Halbleiteroberflächen
•Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Polieren von Halbleiteroberflächen,' welches in Betrieben der Mikroelektronik und der Halbleitertechnik angewandt werden kann.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Bekannt ist, daß kristallines Silizium durch reine Säuren nicht angegriffen wird, während es in einem alkalischen Medium relativ leicht in Lösung geht .
Es gehört zum Stand der Technik, wässrige Aufschlämmungen solcher abrasiver Stoffe wie SiO2, Al2O , SiC, CeO2, Cr2O3 oder ZrO2 als Poliermittel für Halbleitermaterialien einzusetzen (z. B. nach BOGENSCHÜTZ, A. F., u. a. in "Feinwerktechnik und Micronic", 1972, Heft 7). Die Korngröße der Abrasiva liegt dann in der Regel unter 2,urn.
Als chemisch aktive Stoffe werden den Poliermittelaufschlämmungen häufig Natriumhydroxid oder Kaliurnhydroxid zugesetzt, oft werden auch organische Stoffe mit stark basischer Reaktion, wie z. B. Äthylendiamin, gemeinsam mit bzw. als Austauschmittel für Alkalihydroxide eingesetzt.
Ferner ist bekannt, als Polierwerkzeug eine mit einem Poliertuch belegte rotierende ebene Scheibe zu benutzen, wobei Werkzeug und Werkstück mit einem bestimmten Druck aneinandergepreßt werden, sich relativ zueinander bewegen und diesem mechanischen System pro Zeiteinheit eine definierte Menge Poliermittel zugeführt wird. "... . .
- Q Π Π ιΠ 7 Q :,; ο i) -; ; ·: *· "
-2-21730
Außerdem wird nach einem Artikel von MENDEL ("Polishing of Silicon" in "SCP and Solid State Technology" vom August 1967) die Anwendung des chemisch-mechanischen Polierens von Silizium genutzt, wobei als Abrasivmittel SiO2 eingesetzt und durch Zusatz von MaOH ein pH-Bereich von 10-11 eingestellt wurde. Dabei wird die Möglichkeit der pH-Wert-Variation durch geeignete organische Substanzen angedeutet
Diese Poliermethode wird nach MENDEL in den Patentschriften
1. U.S. Patent Nr. 3 170 273 vom 23. Februar 1965 Erfinder: Walsh, R .0. ; Herzog, A.
2. British Patent Nr. 971 987 vom 31. März 1965 spezifiziert.
Die bekannten, in basischer Umgebung arbeitenden Polierverfahren haben den Nachteil, daß mit einer relativ geringen (OH~)-Konzentration gearbeitet werden muß, weil ein zu großer pH-Wert der Suspension im allgemeinen zu narbigen Scheibenoberflächen führt. Geringere pH-Werte bewirken andererseits kleinere Abtragraten, was beim Polieren von Siliziumscheiben eine zu geringe Arbeitsproduktivität zur Folge hat.
Ziel der Erfindung ist die Erhöhung der Effektivität beim Polieren von Halbleiteroberflächen (vorzugsweise von Siliziumsubstratscheiben) im basischen Medium.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Gegenstand der Erfindung ist die Erhöhung der Effektivität des chemisch-mechanischen Polierens auf handelsüblichen Poliereinrichtungen mit einem Poliermittel, welches nicht die oben angeführten Nachteile besitzt. · Dies wird erfindungsgemäß mit einem Polierverfahren erreicht, bei dem feinstverteilte und sogenannte "weiche" Mikropartikel direkt während des Polierprozesses gebildet werden und bei dem zur Steigerung der Produktivität noch andere Schleifmittelpartikel zugegeben werden. Der Nachteil der Narbenbildung bei erhöhter (OH")-Konzentration und/oder relativ hoher mittlerer . Arbeitstemperatur wird d'\£ch das Zusammenwirken dieser "weichen" Mikropartikel mit Schleifmittelteilchen feinster Körnung und
— O — &K * ff '·*«*' *>* %$
einer hohen Viskosität der Suspension vermieden. Grundgedanke der Herstellung eines solchen erfindungsgemäßen Poliermittels ist die Verwendung einer Zucker- oder Saccharoselösung , als Basisflüssigkeit für die Poliersuspension, da im Vergleich zu reinem Wasser in der Saccharoselösung durch Saccharatbildung relativ viel Erdalkalihydroxid (z. B. Ca(OH)2) gelöst werden kann. Durch Filtrieren oder Zentrifugieren kann man die Lösung von überschüssigem Erdalkalihydroxid reinigen bzw. trennen. .
Durch Mischen dieser Kalk-Zuckerlösung mit einem feinstverteilten Schleifmittel erhält man die Komponente 1 des· erfindungsgemäßen Poliermittels, während als Komponente 2 eine mit Schleifmitteln versetzte Alkalikarbonatlösung zu benutzen ist. Mischt man die Komponenten 1 und 2 im geeigneten Verhältnis, so kommt es zur Bildung eines relativ hochviskose.n-gelartigen Poliermittels, das gegenüber äußeren Einwirkungen (z.B. Wärme) ziemlich instabil ist.
Beim Mischen der Komponenten 1 und 2 wird im wesentlichen das Erdalkalihydroxid (z. 3. das Ca(0H)?) durch Kaustifizieren der Alkalikarbonate zu.einem feinstverteilten Erdalkalikarbonat (z. B. CaCO ) umgesetzt, gemäß
Ca(OH)2 + K2CO „—* CaCO + 2 KOH .
Die Komponenten 1 und 2 brauchen nicht unbedingt vor dem Einsatz in einer Poliermaschine gemischt zu werden ; es ist zweckmäßiger, sie der Poliermaschine separat zuzuführen. Der chemische Abtrag des Siliziums in dem alkalischen Medium erfolgt in bekannter Weise und ist nicht Gegenstand der Erfindung .
Die hohe Viskosität der erfindungsgemäßen Polierlösung bewirkt eine geringe Beweglichkeit der Ionen,und dadurch begünstigt setzt der chemische Abbau des Siliziums zuerst an den Spitzen des Oberflächenreliefs des Siliziums ein. Der Polierprozeß ist über die Schleifmittelkorizentration, die Konzentration der Alkalikarbonate, der Poliergeschwindigkeit , (d . h. über die Geschwindigkeit, mit der sich Werkstück und Werkzeug gegeneinander bewegen), den Polierdruck, die Poliertemperatur und die Viskosität der Komponenten 1 und 2 in weiten Bereichen steuerbar bzw. optimierbar.
2 4 *5^Λ Π S Äf "Q V Vi
Als Abrasiv- oder Schleifmittel kann zweckmäßigerweise SiO kleinster Korngröße eingesetzt werden, doch sind auch andere Schleifmittel, wie Al~0 oder SiC, anwendbar.
Das erfindungsgemäß beschriebene Polierverfahren wurde erfolgreich zum beidseitigen Polieren von Siliziumscheiben benutzt. Zum Einsatz kam eine Poliermaschine, bei welcher die Siliziumscheiben (mit einem Durchmesser von z. B. 76 mm) in Käfigen zwischen zwei mit Poliertuch bespannten Polierscheiben bewegt wurden. Die untere Polierseheibe hatte eine Drehzahl von
— 1 —1
120 U min , die Umlaufzahl der Käfige betrug 60 U min , die obere Scheibe war dagegen feststehend. Es wurde mit einem Polierdruck von 3 . 10 Pa und einer Poliertemperatur von 60°C gearbeitet.
Zur Herstellung der Komponente 1 wurden 250 g Rohrzucker in 1000 g Wasser gelöst und mit 50 g Calziumhydroxid vermischt. Nach dem Filtrieren der Kalk-Zuckerlösung wurden zu dieser noch 200 g SiO2 zugegeben. Die Poliermittelkomponente 2 bestand aus 750 g Wasser, 250 g Kaliumkarbonat und 100 g SiO2. Beide Poliermittelkomponenten wurden der Maschine separat zugeführt ; und zwar pro Stunde etwa 200 ml Komponente 1 und 200 ml Komponente 2.
Bei Anwendung des beschriebenen Verfahrens konnte der Polierabtrag gegenüber einer aus KOH und SiO hergestellten Suspension nahezu verdoppelt werden.
Claims (5)
- ' - 5 - 2173— ~> — St* a tr %sfErf indunqsanspruch1. Verfahren zum Polieren von Halbleiteroberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Poliermittel genutzt wird, bei dem das Schleif- oder Abrasivmittel in einer oder in. zwei Lösungskomponenten auf geschlämmt ist, wobei die erste Kornpo-'nente aiis einer wässrigen Lösung einer Saccharose und einem Erdalkalihydroxid und die zweite Komponente aus einer wässrigen Alkalikarbonatlösung bestehen.
- 2. Verfahren zum Polieren von Halbleiteroberflächen mit einem Poliermittel nach Punkt 1» dadurch gekennzeichnet, daß als Schleifmittel vorzugsweise Siliziumdioxid mit einer Korngröße< 0,5 ,um verwendet wird, das in der ersten und/ oder zweiten Komponente aufgeschlämmt wird, wobei etwa 50 bis 300 g Schleifmittel auf einen Liter Lösung angesetzt werden.
- 3. Verfahren zum Polieren von Halbleiteroberflächen mit einem Poliermittel nach Punkt , 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Erdalkalimetallbase vorzugsweise Kalziumhydroxid Ca (OH) und als Lösungsmittel eine Rohrzuckerlösung mit einem Zuckorgehalt von ^, 40 Gewichtsprozenten verwendet wird, wobei das Kalziumhydroxid in einer größeren Menge angesetzt werden kann, so daß eine gesättigte oder übersättigte Lösung vorliegt.
- 4. Verfahren zum Polieren von Halbleiteroberflächen mit einem Poliermittel nach Punkt 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden wahlweise mit Schleifmittel versetzten Lösungskomponenten vor dem Zuführen zur Poliervorrichtung vermischt werden oder dieser separat zugeführt werden, so daß das Vermischen direkt auf der Poliervorrichtung erfolgt
- 5. Verfahren zum Polieren von Halbleiteroberflächen mit einem Poliermittel nach Anspruch 1,2,3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer mittleren Werkzeug- und Werkstücktemperatur von 300C bis 900C poliert wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD21730079A DD147589A1 (de) | 1979-12-03 | 1979-12-03 | Polierverfahren fuer halbleiteroberflaechen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD21730079A DD147589A1 (de) | 1979-12-03 | 1979-12-03 | Polierverfahren fuer halbleiteroberflaechen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD147589A1 true DD147589A1 (de) | 1981-04-08 |
Family
ID=5521360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD21730079A DD147589A1 (de) | 1979-12-03 | 1979-12-03 | Polierverfahren fuer halbleiteroberflaechen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD147589A1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4910155A (en) * | 1988-10-28 | 1990-03-20 | International Business Machines Corporation | Wafer flood polishing |
| DE3939661A1 (de) * | 1989-11-30 | 1991-06-13 | Wacker Chemitronic | Verfahren zur steuerung des einbaues von kupfer in siliciumscheiben beim chemomechanischen polieren |
-
1979
- 1979-12-03 DD DD21730079A patent/DD147589A1/de not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4910155A (en) * | 1988-10-28 | 1990-03-20 | International Business Machines Corporation | Wafer flood polishing |
| DE3939661A1 (de) * | 1989-11-30 | 1991-06-13 | Wacker Chemitronic | Verfahren zur steuerung des einbaues von kupfer in siliciumscheiben beim chemomechanischen polieren |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE60030444T2 (de) | Cmp-zusammensetzung enthaltend silanmodifizierte-schleifteilchen | |
| DE69427165T3 (de) | Zusammensetzung und verfahren zum polieren | |
| DE60023635T2 (de) | Schlamm für chemisch-mechanisches Polieren von Siliciumdioxid | |
| DE602004012864T2 (de) | In-situ-aktivierung eines dreidimensionalen festgelegten schleifkörpers | |
| DE69917010T2 (de) | Schleifmittelzusammensetzung zum polieren eines halbleiterbauteils und herstellung des halbleiterbauteils mit derselben | |
| DE602004005174T2 (de) | Verfahren zum bearbeiten von keramik und einkristallen | |
| DE68927116T2 (de) | Poliermasse | |
| DE69024263T2 (de) | Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren eines Halbleitersubstrats einer elektronischen Komponente und Polierzusammensetzung für dieses Verfahren | |
| DE60226144T2 (de) | Aufschlämmung von ceriumoxid und verfahren zur hestellung eines substrats | |
| DE69902539T2 (de) | Suspension zum chemisch-mechanischen polieren von kupfer/tantalum-substraten | |
| DE69316194T2 (de) | Plastische biegbare Schleifscheibe | |
| DE102007039911A1 (de) | Polierzusammensetzung und Polierverfahren | |
| DE102005012608A1 (de) | Polierzusammensetzung und Polierverfahren | |
| DE2245809B2 (de) | Verfahren zum aetzen eines musters in eine (100)-oberflaeche einer halbleiterscheibe aus silicium oder germanium | |
| DE2247067B2 (de) | Verwendung einer Poliersuspension zum schleierfreien Polieren von HaIbleitefoberflächen | |
| DE2650743A1 (de) | Herstellung von schadensfreien oberflaechen von alpha-aluminiumoxid | |
| DE2629709C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines metallionenfreien amorphen Siliciumdioxids und daraus hergestelltes Poliermittel zum mechanischen Polieren von Halbleiteroberflächen | |
| DE112008002628T5 (de) | Polierzusammensetzung | |
| WO1998047976A1 (de) | Pufferlösungen für suspensionen, verwendbar zum chemisch-mechanischen polieren | |
| DE69831150T2 (de) | Chemische-mechanische Schleifzusammensetzung für Halbleiterverarbeitung | |
| EP0686684A1 (de) | Sägesuspension | |
| DE69701225T2 (de) | Bodenpflegezusammensetzung | |
| DE60032423T2 (de) | Verfahren und Einrichtung zum Polieren | |
| DE2117981B2 (de) | Verfahren zum Abtrennen von feinen Mineralteilchen aus einer Mischung mit anderen festen Teilchen | |
| DE2438877A1 (de) | Verfahren zum polieren von cadmiumtellurid-oberflaechen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |