DE102009047926A1 - Process for polishing semiconductor wafers - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Polieren von Halbleiterscheiben unter Verwendung eines Poliertuchs, das einen im Poliertuch gebundenen Abrasivstoff enthält und unter Zuführung eines alkalischen Poliermittels, dadurch gekennzeichnet, dass ein Volumenstrom des Poliermittels größer oder gleich 6 Liter/min beträgt und das Poliermittel während der Politur in einem Poliermittelkreislauf umgewälzt wird.Method for polishing semiconductor wafers using a polishing cloth which contains an abrasive substance bound in the polishing cloth and with the addition of an alkaline polishing agent, characterized in that a volume flow of the polishing agent is greater than or equal to 6 liters / min and the polishing agent is circulated in a polishing agent circuit during polishing becomes.
Description
Halbleiterscheiben, insbesondere Silicium-Wafer, werden zur Fabrikation von hochintegrierten elektronischen Bauelementen wie z. B. Mikroprozessoren oder Speicherchips verwendet. Dabei werden hohe Anforderungen insbesondere an die Ebenheit der Vorderseiten der Siliciumscheiben gestellt, auf der die elektronischen Bauelemente erzeugt werden. Dies ist notwendig, um Probleme beim Belichten der Siliciumscheiben (Lithographie) und bei Zwischenpolierprozessen („Chemical Mechanical Polishing”, CMP) während der Fertigung der Bauelemente gering zu halten.Semiconductor wafers, in particular silicon wafers, are used for the fabrication of highly integrated electronic components such. As microprocessors or memory chips used. In this case, high demands are placed in particular on the flatness of the front sides of the silicon wafers on which the electronic components are produced. This is necessary to minimize problems of silicon wafer exposure (lithography) and chemical mechanical polishing (CMP) during device fabrication.
Das Polieren der Oberflächen von Halbleiterscheiben verfolgt das Ziel, Material von den Oberflächen der Halbleiterscheiben zu entfernen, um eine möglichst gleichmäßige, planare Oberfläche zu bilden. Dadurch lassen sich eine unerwünschte Oberflächentopographie und Oberflächendefekte, wie raue Oberflächen, Kristallgitterbeschädigungen oder Kratzer entfernen und gleichmäßige Oberflächen für die folgende Weiterverarbeitung zur Verfügung stellen.The polishing of the surfaces of semiconductor wafers aims to remove material from the surfaces of the wafers to form as uniform a planar surface as possible. This can remove unwanted surface topography and surface defects such as rough surfaces, crystal lattice damage or scratches, and provide even surfaces for subsequent processing.
Daher erfolgt nach Schleif-, Reinigungs- und Ätzschritten gemäß dem Stand der Technik eine Glättung der Oberfläche der Halbleiterscheiben durch Abtragspolitur.Therefore, after grinding, cleaning and etching steps according to the prior art, a smoothing of the surface of the semiconductor wafers by Abtragspolitur.
Beim Doppelseitenpolieren (DSP) werden Halbleiterscheiben lose in eine sog. Läuferscheibe eingelegt und vorder- und rückseitig simultan „frei schwimmend” zwischen einem oberen und einem unteren, mit einem Poliertuch belegten Polierteller unter Zuhilfenahme eines Poliersols poliert. Die Trägerteile liefern einen kontrollierbaren Druck, der die Halbleiterscheibe gegen die Polierauflage drückt.In double-side polishing (DSP), semiconductor wafers are loosely inserted into a so-called carrier and polished front and back simultaneously "free-floating" between an upper and a lower, with a polishing cloth occupied polishing plate with the aid of a Poliersols. The carrier parts provide a controllable pressure which presses the semiconductor wafer against the polishing pad.
Im Stand der Technik wird die Politur durch Relativbewegung zwischen Wafer und Poliertuch unter Druck und Zuführung eines Poliermittels (Slurry) durchgeführt. Beim Poliermittel handelt es sich z. B. um kolloid-disperses Kieselsol. Das Poliertuch enthält kein Abrasivum. Das Zusammenspiel aus mechanisch schleifender Wirkung des Kieselsols und chemischem Angriff des alkalischen Poliermittels bewirkt dann den zur Glättung der Waferoberfläche führenden Materialabtrag.In the prior art, the polishing is performed by relative movement between wafer and polishing cloth under pressure and feeding a slurry. The polish is z. B. colloidally disperse silica sol. The polishing cloth contains no abrasive. The interaction of the mechanical grinding action of the silica sol and the chemical attack of the alkaline polishing agent then causes the material removal leading to the smoothing of the wafer surface.
Ein Ausführungsbeispiel für DSP von Siliciumscheiben ist in
Bei der CMP-Politur wird dagegen nur die Vorderseite, beispielsweise mittels eines weichen Poliertuchs, poliert.In the case of CMP polishing, on the other hand, only the front side is polished, for example by means of a soft polishing cloth.
Bei herkömmlichen Poliermittelansetzverfahren werden die Poliermittelbestandteile als konzentrierte Lösungen und/oder als Feststoff bezogen. Die Feststoffe werden aber in der Regel vor der Verwendung in gesonderten Ansetzstationen mit Reinstwasser in Lösung gebracht. Diese Poliermittelbestandteile und Reinstwasser werden in zentralen Ansetzstationen zu fertigen Poliermittel bzw. zu Teilmischungen weiterverarbeitet. Die so hergestellten Lösungen werden üblicherweise in geeigneten Behältern zwischengelagert. Die gebrauchsfertige Anmischung wird über eine Ringleitung zu den Verbrauchern gefördert. Über eine Stichleitung wird dann das Poliermittel für den Bearbeitungsschritt abgenommen. Das verwendete Poliermittel wird anschließend verworfen.In conventional polish attachment processes, the polish ingredients are purchased as concentrated solutions and / or as a solid. However, the solids are usually brought into solution with ultrapure water before use in separate preparation stations. These polish ingredients and ultrapure water are further processed in central piecing stations to finished polishes or sub-mixtures. The solutions thus prepared are usually stored in suitable containers. The ready-to-use mixture is conveyed via a loop to the consumers. The polish for the processing step is then removed via a stub line. The polishing agent used is then discarded.
Üblicherweise wird neben dem kolloid-dispersen Kieselsol auch eine alkalische Pufferlösung verwendet, z. B. K2CO3 oder KOH-Lösung.Usually, in addition to the colloidally disperse silica sol and an alkaline buffer solution is used, for. As K 2 CO 3 or KOH solution.
Die alkalischen Pufferlösungen stehen bei der aus dem Stand der Technik bekannten Verwendung im Verdacht, metallische Kontaminationen an Halbleiterscheiben zu verursachen.The alkaline buffer solutions are suspected in the known from the prior art use to cause metallic contamination on semiconductor wafers.
Aufgabe der Erfindung ist es, dies zu vermeiden.The object of the invention is to avoid this.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Polieren von Halbleiterscheiben unter Verwendung eines Poliertuchs, das einen im Poliertuch gebundenen Abrasivstoff enthält und unter Zuführung eines alkalischen Poliermittels, dadurch gekennzeichnet, dass ein Volumenstrom der Poliermittels größer oder gleich 5 Liter/min beträgt und das Poliermittel während der Politur in einem Poliermittelkreislauf umgewälzt wird.The invention relates to a method for polishing semiconductor wafers using a polishing cloth which contains an abrasive substance bound in the polishing cloth and supplying an alkaline polishing agent, characterized in that a volume flow of the polishing agent is greater than or equal to 5 liters / min and the polishing agent during the Polish is circulated in a polishing agent circuit.
Beim alkalischen Poliermittel handelt es sich vorzugsweise um Reinstwasser bzw. deionisiertes Wasser, das Verbindungen wie Natriumcarbonat (Na2CO3), Kaliumcarbonat (K2CO3), Natriumhydroxid (NaOH), Kaliumhydroxid (KOH), Ammoniumhydroxid (NH4OH), Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH) oder beliebige Mischungen dieser Verbindungen enthält.The alkaline polishing agent is preferably ultrapure water or deionized water containing compounds such as sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), potassium carbonate (K 2 CO 3 ), sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH), ammonium hydroxide (NH 4 OH), Tetramethylammonium hydroxide (TMAH) or any mixtures of these compounds.
Ganz besonders bevorzugt ist die Verwendung von TMAH.Very particularly preferred is the use of TMAH.
Der pH-Wert des Poliermittels liegt vorzugsweise in einem Bereich von 10 bis 12.The pH of the polishing agent is preferably in a range of 10 to 12.
Der Anteil der genannten Verbindungen in der Poliermittellösung beträgt vorzugsweise 0,01 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,01 bis 0,2 Gew.-%.The proportion of said compounds in the polishing agent solution is preferably 0.01 to 10 wt .-%, particularly preferably from 0.01 to 0.2 wt .-%.
Die Poliermittellösung kann darüber hinaus einen oder mehrere weitere Zusätze enthalten, beispielsweise oberflächenaktive Additive wie Netzmittel und Tenside, als Schutzkolloide wirkende Stabilisatoren, Konservierungsmittel, Biozide, Alkohole und Komplexbildner. The polish solution may also contain one or more further additives, for example surface-active additives such as wetting agents and surfactants, stabilizers acting as protective colloids, preservatives, biocides, alcohols and complexing agents.
In diesem Fall ist das Poliermittel frei von Feststoffen.In this case, the polishing agent is free of solids.
Beim Poliermittel kann es sich auch um eine Suspension handeln. die Abrasive enthält.The polishing agent may also be a suspension. contains the abrasive.
Der Anteil des Abrasivstoffes in der Poliermittelsuspension beträgt vorzugsweise 0,25 bis 20 Gew.-% besonders bevorzugt 0,25 bis 1 Gew.-%.The proportion of the abrasive in the polishing agent suspension is preferably 0.25 to 20 wt .-%, particularly preferably 0.25 to 1 wt .-%.
Die Größenverteilung der Abrasivstoff-Teilchen ist vorzugsweise monomodal ausgeprägt.The size distribution of the abrasive particles is preferably monomodal.
Die mittlere Teilchengröße beträgt 5 bis 300 nm, besonders bevorzugt 5 bis 50 nm.The mean particle size is 5 to 300 nm, more preferably 5 to 50 nm.
Der Abrasivstoff besteht vorzugsweise aus einem oder mehreren der Oxide der Elemente Aluminium, Cer oder Silicium.The abrasive preferably consists of one or more of the oxides of the elements aluminum, cerium or silicon.
Besonders bevorzugt ist eine Poliermittelsuspension, die kolloid-disperse Kieselsäure enthält.Particularly preferred is a polishing agent suspension containing colloidally disperse silica.
Die Siliciumscheiben können entweder mit Hilfe eines Polierkopfes („polishing head”) mit der zu polierenden Seitenfläche gegen das auf einem Polierteller liegende Poliertuch gedrückt und so poliert werden oder aber – geführt durch Läuferscheiben – einer Free Floating Doppelseitenpolitur unterzogen werden.The silicon wafers can either be pressed by means of a polishing head with the side surface to be polished against the polishing cloth lying on a polishing plate and thus polished or - guided by carrier disks - be subjected to a free floating double-side polishing.
Im Falle der Politur mit Polierkopf gehört zu diesem vorzugsweise auch ein Führungsring („retainer ring”) der das Substrat seitlich umschließt und daran hindert, während der Politur vom Polierkopf zu gleiten.In the case of polishing with a polishing head, this preferably also includes a "retainer ring" which laterally surrounds the substrate and prevents it from sliding during polishing of the polishing head.
Bei modernen Polierköpfen liegt die dem Poliertuch abgewandte Seitenfläche der Siliciumscheibe auf einer elastischen Membran auf, die den ausgeübten Polierdruck überträgt. Die Membran ist Bestandteil eines gegebenenfalls unterteilten Kammersystems, das ein Gas- oder Flüssigkeitskissen bildet.In modern polishing heads, the side surface of the silicon wafer facing away from the polishing cloth rests on an elastic membrane which transmits the applied polishing pressure. The membrane is part of an optionally partitioned chamber system which forms a gas or liquid pad.
Es sind aber auch Polierköpfe in Verwendung, bei denen an Stelle einer Membran eine elastische Unterlage („backing pad”) verwendet wird.But there are also polishing heads in use, in which instead of a membrane, an elastic backing pad ("backing pad") is used.
Die Politur des Substrates erfolgt unter Zuführen des Poliermittels zwischen das Substrat und das Poliertuch und unter Drehen der Polierkopfes und des Poliertellers.The polishing of the substrate is carried out by supplying the polishing agent between the substrate and the polishing cloth and rotating the polishing head and the polishing pad.
Der Polierkopf kann dabei zusätzlich auch translatorisch über das Poliertuch bewegt werden, wodurch eine umfassendere Nutzung der Poliertuchfläche erzielt wird.In addition, the polishing head can be moved translationally over the polishing cloth, whereby a wider use of the polishing cloth surface is achieved.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann gleichermaßen auf Einteller- und Mehrteller-Poliermaschinen durchgeführt werden; sowohl in Form eines Einseiten- als auch DoppelseitenpolierprozessesThe method according to the invention can likewise be carried out on single-plate and multi-plate polishing machines; both in the form of a single-side and double-side polishing process
Bevorzugt ist die Verwendung von Mehrteller-Poliermaschinen mit vorzugsweise zwei, ganz besonders bevorzugt drei Poliertellern und Polierköpfen.Preferred is the use of multi-plate polishing machines with preferably two, most preferably three polishing plates and polishing heads.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Poliertuch verwendet, das einen im Poliertuch gebundenen Abrasivstoff enthält (FAP- oder FA-Tuch bzw. FA-Pad).In the method according to the invention, a polishing cloth is used which contains an abrasive substance bound in the polishing cloth (FAP or FA cloth or FA pad).
Geeignete Abrasivstoffe umfassen beispielsweise Partikel von Oxiden der Elemente Cer, Aluminium, Silicium, Zirkon sowie Partikel von Hartstoffen wie Siliciumcarbid, Bornitrid und Diamant.Suitable abrasives include, for example, particles of oxides of the elements cerium, aluminum, silicon, zirconium and particles of hard materials such as silicon carbide, boron nitride and diamond.
Besonders geeignete Poliertücher weisen eine von replizierten Mikrostrukturen geprägte Oberflächentopografie auf. Diese Mikrostrukturen („posts”) haben beispielsweise die Form von Säulen mit einem zylindrischen oder mehreckigen Querschnitt oder die Form von Pyramiden oder Pyramidenstümpfen.Particularly suitable polishing cloths have a surface topography embossed by replicated microstructures. For example, these posts have the form of pillars having a cylindrical or polygonal cross section or the shape of pyramids or truncated pyramids.
Nähere Beschreibungen solcher Poliertücher sind beispielsweise in
Die Korngrößen der verwendeten FAP-Poliertücher sind vorzugsweise größer oder gleich 0,1 μm und kleiner oder gleich 1,0 μm.The particle sizes of the FAP polishing cloths used are preferably greater than or equal to 0.1 μm and less than or equal to 1.0 μm.
Grundsätzlich wird das Poliermittel vorzugsweise über Ringleitungen an der Poliermaschine vorbeigeführt und umgewälzt (Poliermittelkreislauf).In principle, the polishing agent is preferably conducted past ring loops on the polishing machine and circulated (polishing agent circuit).
Die im Poliermittelkreislauf umgewälzten Medien werden vorzugsweise gekühlt. Die Kühlung erfolgt vorzugsweise durch in den Poliermittelkreislauf eingebaute Wärmetauscherelemente.The circulated in the polishing medium circulation media are preferably cooled. The cooling is preferably carried out by built-in the polishing agent circuit heat exchanger elements.
In der Nähe der Poliermaschine wird das Poliermittel vorzugsweise über eine Verteilereinheit abgenommen und dann zwischen Poliertuch und Halbleiterscheibe gebracht.In the vicinity of the polishing machine, the polishing agent is preferably removed via a distributor unit and then brought between the polishing cloth and the semiconductor wafer.
Die Einstellung der Flussraten der verwendeten Poliermedien erfolgt vorzugsweise über Mess- und Regelschaltungen wie folgt: Der Fluss der Poliermedien wird mittels Flow Controllern mit Stell- oder Nadelventilen oder mittels Dosierpumpen eingestellt. Die Einstellung der Ventile erfolgt über eine Änderung des Leitungsdurchmessers. Die Messung der Flüsse erfolgt beispielsweise mittels Flügelradströmungsmessern. Selbstverständlich ist eine automatische Steuerung über geeignete Software möglich und bevorzugt.The adjustment of the flow rates of the polishing media used is preferably carried out via measuring and control circuits as follows: The flow of the polishing media is adjusted by means of flow controllers with adjusting or needle valves or by metering pumps. The valves are adjusted via a Change of the cable diameter. The measurement of the flows takes place for example by means of impeller flow meters. Of course, automatic control via suitable software is possible and preferred.
Die derart geregelten Medien, die abrasive Poliermittelkomponenten, Lösungen und Wasser umfassen können, können in eine Mischeinheit (z. B. zu einem Rohr mit statischen Mischelementen) geführt werden, in der die Anmischung des Poliermittels erfolgt.The thus controlled media, which may include abrasive polishing agent components, solutions and water, may be passed into a mixing unit (eg, to a static mixing tube) in which the polishing agent is incorporated.
Das derart angemischte Poliermittel kann dann entweder zunächst in eine Vorlagestation oder auch direkt in einen Vorlagebehälter, der als Recycling-Vorlagebehälter und als Behälter zum etwaigen Auffrischen des Poliermittels dient, geführt werden.The thus blended polishing agent can then either first in a submission station or directly into a storage container, which serves as a recycling storage container and as a container for any refreshing of the polishing agent, are performed.
Vom Vorlagebehälter aus wird das Poliermittel vorzugsweise über eine Ringleitung zu einem oder mehreren Verbrauchern und mittels einer Stichleitung zur Poliermaschine gefördert.From the reservoir from the polishing agent is preferably conveyed via a loop to one or more consumers and by means of a stub to the polishing machine.
Nicht verwendetes Poliermittel fließt zum Vorlagebehälter zurück und wird erneut über die Ringleitung zu dem oder den Verbraucher(n) gefördert.Unused polishing agent flows back to the reservoir and is again conveyed via the loop to the consumer or consumers.
Das bei der Politur verbrauchte Poliermittel wird mittels eines geeigneten Auffangsystems aufgefangen und über ein Leitungssystem zum Vorlagebehälter zurückgeführt. Dieses Leitungssystem sieht vorzugsweise eine Ausschleusung vor, d. h. es wird vorzugsweise ein Teil des verbrauchten Poliermittels entnommen und nicht zum Vorlagebehälter zurückgeführt. Eine entsprechende Menge an neuem, unverbrauchtem Poliermittel wird dann dem Vorlagebehälter zugeführt.The polishing agent consumed in polishing is collected by means of a suitable collecting system and returned to the receiving container via a line system. This piping system preferably provides a discharge, d. H. it is preferably removed a portion of the spent polishing agent and not returned to the storage tank. An appropriate amount of new, unused polishing agent is then fed to the reservoir.
Somit wird vorzugsweise stets ein bestimmter Teil des bereits benutzten Poliermittels durch neues Poliermittel ersetzt.Thus, preferably always a certain part of the already used polishing agent is replaced by new polishing agent.
Vorzugsweise wird die alkalische Komponente des Poliermittels zur Auffrischung desselben verwendet.Preferably, the alkaline component of the polishing agent is used to refresh it.
Vorzugsweise wird über eine Online-Analytik stets der pH-Wert des Poliermittels im Vorlagebehälter kontrolliert. Falls nötig, wird durch Ausschleusung von verbrauchtem Poliermittel und eine Auffrischung des Poliermittels im Vorlagebehälter der pH-Wert entsprechend korrigiert, vorzugsweise durch Zufuhr einer alkalischen Lösung.Preferably, the pH of the polishing agent in the storage container is always controlled via an online analysis. If necessary, the pH is corrected accordingly by discharging spent polish and refreshing the polish in the receiver, preferably by adding an alkaline solution.
Der Füllstand des Vorlagebehälters ist vorzugsweise stets auf einem bestimmten Mindestniveau. Dies wird durch entsprechende Aufbereitung mit frischem Poliermittel sichergestellt.The filling level of the storage container is preferably always at a certain minimum level. This is ensured by appropriate treatment with fresh polishing agent.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise eine definierte Menge oder Konzentration an Poliermittel in einem Vorlagebehälter gesammelt und dann wiederverwendet, wobei verbrauchtes Poliermittel einer definierten Menge durch frisches Poliermittel ersetzt wird. Dies geschieht in der Weise, dass zuerst frisches Poliermittel erzeugt wird und nach einmaligem Gebrauch in einen Vorlagebehälter geleitet wird. Erreicht der Füllstand im Vorlagebehälter seinen höchsten Stand, wird der Bearbeitungsprozess vollständig auf das bereits einmal gebrauchte Poliermittel im Sammelbehälter umgestellt. Je nach Anwendungsfall nimmt der Füllstand im Vorlagebehälter durch Medienverluste/Spülverluste, Abschlämmrate usw. ab. Beim Erreichen eines bestimmten Füllstandniveaus im Vorlagebehälter oder nach einer vorgegebenen Verwendungsdauer bzw. nach einer bestimmten Anzahl von Wafern wird das bereits einmal oder mehrmals gebrauchte Poliermittel durch Zugabe von frischem Poliermittel aus einem Versorgungsbehälter aufgefrischt.In the method according to the invention, a defined amount or concentration of polishing agent is preferably collected in a storage container and then reused, with spent polishing agent of a defined amount being replaced by fresh polishing agent. This is done in such a way that fresh polishing agent is first generated and is passed after a single use in a storage container. If the level in the storage tank reaches its highest level, the processing process is completely converted to the already used polishing agent in the collecting tank. Depending on the application, the level in the storage tank decreases due to media losses / flushing losses, blow-off rate, etc. Upon reaching a certain level in the reservoir or after a predetermined period of use or after a certain number of wafers already used once or more times polishing agent is refreshed by the addition of fresh polishing agent from a supply tank.
Zur Durchführung des Verfahrens eignet sich eine Polieranlage für Halbleiterscheiben, die Mittel aufweist, Poliermittel in definierten Grenzen von Menge und Konzentration ersetzen können. Eine derartige Polieranlage weist vorzugsweise zumindest einen Vorlagebehälter für bereits gebrauchtes Poliermittel und einen Behälter für frisches Poliermittel auf sowie Mittel um verbrauchtes Poliermittel auszuschleusen und frische Poliermittel zuzugeben.For carrying out the method, a polishing system for semiconductor wafers is suitable which has means capable of replacing polishing agents within defined limits of quantity and concentration. Such a polishing system preferably has at least one reservoir for already used polishing agent and a container for fresh polish on and means auszuschleusen to spent polish and admit fresh polish.
Eine bevorzugte Polieranlage für Halbleiterscheiben ist eine, die einen Regler aufweist, wobei über den chemischen Verbrauch das Poliermittel ergänzt wird. Dies geschieht über eine Vorrichtung, die den chemischen Verbrauch während des Polierverfahrens im Poliermittelablauf bestimmt und dann entsprechend frisches Poliermittel oder bestimmte Poliermittelkomponenten zuführt. Der chemische Verbrauch wird z. B. mittels einer Elektrode bestimmt.A preferred polishing system for semiconductor wafers is one that has a regulator, wherein the chemical consumption of the polishing agent is supplemented. This is done via a device which determines the chemical consumption during the polishing process in the polishing agent outlet and then supplies correspondingly fresh polishing agent or certain polishing agent components. The chemical consumption is z. B. determined by means of an electrode.
Eine weitere bevorzugte Polieranlage für Halbleiterscheiben weist Mittel auf, die eine definierte Menge oder Konzentration an Poliermittel ausschleusen und wiederersetzen. Bei diesen Mitteln handelt es sich z. B. um handelsübliche Meßsysteme und Pumpen.Another preferred polishing apparatus for semiconductor wafers has means which discharge and re-set a defined amount or concentration of polishing agent. These agents are, for. B. commercially available measuring systems and pumps.
Eine weitere bevorzugte Polieranlage für Halbleiterscheiben weist Mittel auf, die eine definierte Menge oder Konzentration an Poliermittel in einem Vorlagebehälter zur Wiederverwendung sammeln und Mittel, die verbrauchtes Poliermittel durch eine definierte Menge an frischem Poliermittel ersetzen.Another preferred semiconductor wafer polishing apparatus includes means for collecting a defined amount or concentration of polishing agent in a reservoir for reuse and means for replacing spent polishing agent with a defined amount of fresh polish.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen darin, dass eine stabile Zusammensetzung der Poliermittel auch bei regenerierten Poliermitteln vorliegt.The advantages of the present invention are that a stable composition of the Polishing agent is also present in regenerated polishes.
Dabei bleibt die Polierabtragsrate nahezu gleich und es ist keine Nachjustierung der Polierzeit erforderlich, wobei auch die Polierzeiten gleich bleiben und eine bessere Qualität z. B. hinsichtlich des Dickensollwerts erreicht wird.The polishing removal rate remains almost the same and there is no readjustment of the polishing time required, whereby the polishing times remain the same and a better quality z. B. with respect to the thickness setpoint is achieved.
Erfindungsgemäß ist eine Verwendung von höheren Volumenströmen von größer oder gleich 5 Liter/min vorgesehen. Vorzugsweise beträgt der Volumenstrom des Poliermittels 5–10 Liter/min, besonders bevorzugt 5–9 Liter/min und ganz besonders bevorzugt 6–8 Liter/min. Der vergleichsweise hohe Volumenstrom führt zu einer besseren Wärmeabführung von den Halbleiterscheiben und von deren unmittelbarer Umgebung, also Poliermittel und Poliertuch.According to the invention, a use of higher volume flows of greater than or equal to 5 liters / min is provided. Preferably, the volume flow of the polishing agent 5-10 liters / min, more preferably 5-9 liters / min and most preferably 6-8 liters / min. The comparatively high volume flow leads to a better dissipation of heat from the semiconductor wafers and from their immediate surroundings, ie polishing agent and polishing cloth.
Durch die Erfindung ist eine höhere Flexibilität hinsichtlich der Parameter und Variationen bei der Prozessoptimierung, -entwicklung und Verfahrenserweiterung möglich. Durch die Erfindung kann über prozessrelevante Messdaten die Zusammensetzung des Poliermittels verändert werden.The invention enables greater flexibility with regard to parameters and variations in process optimization, development and process extension. By means of the invention, the composition of the polishing agent can be changed via process-relevant measurement data.
Vorzugsweise werden in einem Polierablauf, der beispielsweise drei Medien benötigt, alle drei Medien in der beschriebenen Art und Weise wieder verwendet, aufgefrischt und/oder erneuert.Preferably, in a polishing process which requires, for example, three media, all three media are reused, refreshed and / or renewed in the manner described.
Durch die prozesstechnischen Vorkehrungen, insbesondere dadurch, dass das Poliermittel mit den kritischen alkalischen Komponenten ständig umgewälzt, aufgefrischt und erneuert wird, lässt sich der Eintrag an Metallkontaminationen im Bulk der Halbleiterscheibe reduzieren. Kritische Metalle sind insbesondere Kupfer und Nickel.By the process engineering precautions, in particular the fact that the polishing agent with the critical alkaline components is constantly circulated, refreshed and renewed, the entry of metal contaminants in the bulk of the semiconductor wafer can be reduced. Critical metals are especially copper and nickel.
Durch das Poliermittelrecycling ist es auch wirtschaftlich, besonders reine alkalische Medien wie TMAH zu verwenden, was die Metallkontaminationen weiter reduziert.Polishing agent recycling also makes it economical to use particularly pure alkaline media such as TMAH, which further reduces metal contamination.
Schließlich lassen sich die Diffusionsraten der Metallionen reduzieren, indem der Poliermittelkreislauf gekühlt wird.Finally, the diffusion rates of the metal ions can be reduced by cooling the polishing agent circuit.
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