DE102010013519A1

DE102010013519A1 - Verfahren zum Polieren einer Halbleiterscheibe

Info

Publication number: DE102010013519A1
Application number: DE102010013519A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Schwandner; Roland Koppert
Original assignee: Siltronic AG
Current assignee: Siltronic AG
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2011-10-06
Anticipated expiration: 2030-04-01
Also published as: JP5286381B2; TWI474390B; SG174720A1; JP2011216884A; DE102010013519B4; CN102205521A; KR101255454B1; CN102205521B; US8882565B2; US20110244760A1; KR20110109865A; TW201137962A

Abstract

Verfahren zum Polieren einer Halbleiterscheibe mittels eines Poliertuchs, welches fest gebundene Abrasive von SiO2 mit einer mittleren Korngröße von 0,1 bis 1,0 μm umfasst, und unter Zuführung einer wässrigen Poliermittellösung, welche eine alkalische Komponente umfasst, frei von Feststoffen ist und einen variablen pH-Wert von 11 bis 13,5 aufweist, wobei die Poliermittellösung während der Politur einen pH-Wert von kleiner als 13 aufweist, der zum Beenden der Politur auf 13 bis 13,5 erhöht wird.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Polieren einer Halbleiterscheibe.
Nach Schleif-, Reinigungs- und Ätzschritten erfolgt gemäß dem Stand der Technik eine Glättung der Oberfläche(n) der Halbleiterscheiben durch Abtragspolitur.
Beim Einseitenpolieren („single-side polishing”, SSP) werden Halbleiterscheiben während der Bearbeitung rückseitig auf einer Trägerplatte mit Kitt, durch Vakuum oder mittels Adhäsion gehalten.
Beim Doppelseitenpolieren (DSP) werden Halbleiterscheiben lose in eine dünne Läuferscheibe eingelegt und vorder- und rückseitig simultan „frei schwimmend” zwischen einem oberen und einem unteren, mit einem Poliertuch belegten Polierteller poliert. Dieses Polierverfahren erfolgt unter Zufuhr einer Abrasive enthaltenden Poliermittelsuspension, meist in der Regel auf Basis eines Kieselsols.
Eine geeignete Doppelseitenpoliermaschine ist offenbart in DE 100 07 390 A1
Bei der chemo-mechanischen Politur (CMP), die dagegen eine Endpolitur nur der Vorderseite (der „Bauteil-Seite”) unter Verwendung eines weicheren Poliertuchs als sog. Schleierfreipolitur („Finishing”) umfasst, werden ebenfalls Abrasive in Form einer Poliermittelsuspension zugeführt.
Bei der zu polierenden Halbleiterscheibe handelt es sich üblicherweise um eine Siliciumscheibe oder um ein Substrat mit von Silicium abgeleiteten Schichtstrukturen (z. B. Silicium-Germanium). Diese Siliciumscheiben, auch „Wafer” genannt, werden insbesondere zur Herstellung von Halbleiterbauelementen wie Speicherchips (DRAN), Mikroprozessoren, Sensoren, Leuchtdioden und vielem mehr verwendet.
Die Anforderungen an Siliciumscheiben zur Fertigung insbesondere von Speicherchips und Mikroprozessoren werden immer höher. Dies betrifft zum einen die Kristalleigenschaften selbst (z. B. bezüglich der Defektdichten, internen Gettern zum Einfangen von metallischen Verunreinigungen), insbesondere aber auch die Geometrie und die Ebenheit der Scheibe. Wünschenswert wäre eine Siliciumscheibe mit zwei perfekt planparallelen Seiten, hervorragender Ebenheit insbesondere auf der Seite der Siliciumscheibe, auf der Bauelemente gefertigt werden sollen und niedrige Oberflächenrauhigkeit. Des Weiteren wäre es wünschenswert, die gesamte Fläche der Bauteilseite nutzen zu können, was aktuell aufgrund eines Dickenabfalls am Rand der Scheibe und schlechter Geometrie im Randbereich nicht möglich ist.
Es ist bekannt, dass die herkömmlichen Verfahren zur Politur von Halbleiterscheiben für diesen Randabfall, auch Edge Roll-off genannt, verantwortlich sind.
Die Randgeometrie wird üblicherweise durch Angabe eines oder mehrerer Edge Roll-off Parameter quantifiziert, die sich üblicherweise auf die Gesamtdicke einer Siliciumscheibe oder auf die Randgeometrie ihrer Vorder- und/oder Rückseite beziehen und mit deren Hilfe sich der üblicherweise beobachtete Abfall der Dicke der Siliciumscheibe in ihrem Randbereich bzw. die Ebenheit von Vorder- und/oder Rückseite der Siliciumscheibe ebenfalls in ihrem Randbereich charakterisieren lässt. Eine Methode zur Messung des Edge Roll-offs von Siliciumscheiben ist in Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 38 (1999), pp 38–39 beschrieben.
Weiterhin bekannt ist die Politur von Halbleiterscheiben mittels „Fixed Abrasive Polishing” (FAP), bei der die Halbleiterscheibe auf einem Poliertuch poliert wird, das einen im Poliertuch gebundenen Abrasivstoff enthält („fixed-abrasive pad”).
Ein Polierschritt, bei dem ein solches FAP-Poliertuch verwendet wird, wird nachfolgend kurz als FAP-Schritt bezeichnet.
DSP und CMP unterscheiden sich von FAP insbesondere dadurch, dass bei DSP und CMP das Poliertuch keine Abrasive beinhaltet und die Abrasive stets in Form einer Poliermittelsuspension zugeführt werden.
Die deutsche Patentanmeldung DE 102 007 035 266 A1 beschreibt ein Verfahren zum Polieren eines Substrates aus Siliciummaterial, umfassend zwei Polierschritte vom FAP-Typ, die sich dadurch unterscheiden, dass bei einem Polierschritt eine Poliermittelsuspension, die ungebundenen Abrasivstoff als Feststoff enthält, zwischen das Substrat und das Poliertuch gebracht wird, während beim zweiten Polierschritt an die Stelle der Poliermittelsuspension eine Poliermittellösung tritt, die frei von Feststoffen ist.
Aufgabe der Erfindung war, ein alternatives Polierverfahren bereitzustellen, das bezüglich der Randgeometrie der polierten Halbleiterscheibe vorteilhaft ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Polieren einer Halbleiterscheibe mittels eines Poliertuchs, welches fest gebundene Abrasive von SiO₂ mit einer mittleren Korngröße von 0,1 bis 1,0 μm umfasst, und unter Zuführung einer wässrigen Poliermittellösung, welche eine alkalische Komponente umfasst, frei von Feststoffen ist und einen variablen pH-Wert von 11 bis 13,5 aufweist, wobei die Poliermittellösung während der Politur einen pH-Wert von kleiner als 13 aufweist, der zum Beenden der Politur auf 13 bis 13,5 erhöht wird.
Die Erfindung sieht eine FAP-Politur mit im Tuch eingebauten SiO₂-Abrasiven vor.
Bei der Politur wird eine Poliermittellösung zugeführt, die frei von Feststoffen ist.
Bei der Poliermittellösung handelt es sich um eine wässrige Lösung, die eine alkalische Komponente enthält.
Vorzugsweise umfasst die Poliermittellösung deionisiertes Wasser in der in der Halbleiterindustrie üblichen Reinheit.
Die Poliermittellösung bei der Politur der Halbleiterscheibe umfasst vorzugsweise Verbindungen wie Natriumcarbonat (Na₂CO₃), Kaliumcarbonat (K₂CO₃), Natriumhydroxid (NaOH), Kaliumhydroxid (KOH), Ammoniumhydroxid (NH₄OH), Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH) oder beliebige Mischungen davon als alkalische Komponente.
Der Anteil der genannten Verbindungen in der Poliermittellösung beträgt vorzugsweise 0,01 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,01 bis 0,2 Gew.-%.
Ganz besonders bevorzugt ist die Verwendung von Kaliumcarbonat.
Der pH-Wert der Poliermittellösung beträgt mindestens 11 und höchstens 13,5.
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.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird bei der Politur ein Poliertuch verwendet, das im Poliertuch gebundenes SiO₂ enthält (FA-Tuch bzw. FA-Pad).
Das Poliertuch kann eine von replizierten Mikrostrukturen geprägte Oberflächentopografie aufweisen. Diese Mikrostrukturen („posts”) können beispielsweise die Form von Säulen mit einem zylindrischen oder mehreckigen Querschnitt oder die Form von Pyramiden oder Pyramidenstümpfen haben.
Nähere Beschreibungen solcher Poliertücher sind beispielsweise in WO 92/13680 A1 und US 2005/227590 A1 enthalten.
Die mittlere Partikelgröße der im FAP-Poliertuch enthaltenen SiO₂-Abrasive beträgt vorzugsweise 0,1–1,0 μm, besonders bevorzugt 0,1–0,6 μm und ganz besonders bevorzugt 0,2–0,4 μm.
Poliermittelsuspensionen wie im Stand der Technik der DSP und CMP oder manchner FAP-Verfahren werden nicht zugeführt.
Der pH-Wert der Poliermittellösung ist während der Durchführung des Verfahrens variabel.
Der pH-Wert wird durch einen alkalischen Anteil enthaltend Kaliumcarbonat und/oder eine der anderen oben genannten Verbindungen geregelt.
Es ist vorgesehen, den Polierabtrag ausschließlich über die Veränderung des pH-Werts der Poliermittellösung zu steuern.
Die Erfindung kann ausgeführt werden als Einseitenpolitur.
Ebenso bevorzugt ist es, eine Politur beider Seiten der Halbleiterscheibe simultan durchzuführen.
Es ist bevorzugt, den pH-Wert der Poliermittellösung während der Polierfahrt so zu ändern, dass eine möglichst ebene Halbleiterscheibe ohne Keiligkeitsunterschiede oder Waferrandunebenheiten (z. B. edge roll off) resultiert. Dies erfolgt durch entsprechende Zufuhr der alkalischen Komponente der Poliermittellösung.
Die Steuerung des pH-Werts der Poliermittellösung erfolgt vorzugsweise mittels geeigneter Poliermittelzuführung örtlich begrenzt auf den jeweiligen Poliertellern bzw. -tüchern. Dies ermöglicht die Zufuhr von Poliermittellösung mit lokal unterschiedlichem pH-Wert.
So könnte beispielsweise der pH-Wert der in einem äußeren Bereich der Halbleiterscheibe (Randbereich) zugeführten Poliermittellösung mit etwa 11,5 bis etwa 12 gewählt werden, um eine maximale Abtragsrate im Randbereich der Halbleiterscheibe zu erreichen, während in anderen Bereichen, z. B. in einer inneren Zone, der Halbleiterscheibe eine Poliermittellösung mit deutlich höherem pH-Wert zugeführt wird.
Durch lokale Zufuhr von Poliermittellösung mit einem pH von etwa 13–13,5 ist es sogar denkbar, die Politur lokal auf nahezu Null zu reduzieren.
In Verbindung mit dem SiO₂-FA-Tuch ergeben sich minimale Abtragsraten – quasi 0 μm/min – bei einem pH-Wert von etwa 13 bis 13,5.
Maximale Abtragsraten werden für einen pH-Wert im Bereich von etwa 11,5 bis etwa 12 erzielt.
Die dabei herrschende Temperatur ist von mehreren Parametern abhängig. U. a. spielen – neben der chemischen Reaktion (pH-Wert) – der Polierdruck, das FA-Tuch selbst (Reibung), die zugeführte Poliermittelmenge usw. eine Rolle.
Vorzugsweise erfolgt die erfindungsgemäße Politur in einem Temperaturbereich zwischen etwa 25°C und etwa 41°C.
Bei einem Polierdruck von 270 hPA als Referenzdruck ergibt sich eine Temperatur von etwa 28 bis etwa 37°C. Maximale Abtragsraten können in einem pH-Wert Bereich von 11,5 bis 12 und einer Temperatur von größer oder gleich 31°C erzielt werden.
Ab dem Zeitpunkt des Polierstopps, also ab dem Zeitpunkt, zu dem der pH-Wert auf größer oder gleich 13 erhöht wird, sinkt die Poliertemperatur signifikant ab. Bei einer Politur mit einem Polierdruck von 270 hPA verringert sich beispielsweise die Poliertemperatur um ca. 1,5°C über eine Zeitdauer von 1 min.
Bei höheren Poliertemperaturen, beispielsweise bei Polituren mit höheren Polierdrücken (z. B. 400 hPa) ist der Temperaturabfall noch stärker ausgeprägt (nach 15 sec bereits mehr als 5°C Temperaturverringerung).
Vorteilhaft beim erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass der pH-Wert einer alkalischen Poliermittellösung mit zuvor beschriebener Zusammensetzung (ideal: Kaliumcarbonat bzw. für pH-Werte von größer oder gleich 12 auch Mischungen von Kaliumkarbonat und Kaliumhydroxid) in einem Bereich von 11–13,5 sehr gut und exakt variierbar ist.
Die Politur mit Variation der Abtragsrate erfolgt im erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise bei Konstanthaltung aller übrigen Polierparameter wie Polierdruck, Retainerring- und Zonendrücke, Polierkinematik (Drehzahlen), Poliermittelmenge und -art, extern eingestellte (Teller-)Temperaturen.
Augrund der oben beschriebenen außergewöhnlichen Eigenschaft bietet sich das SiO₂-FA-Tuch in Verbindung mit alkalischer Poliermittellösung mit pH größer oder gleich 11 für einen abtragsratengeregelten Polierprozess bei konstanter Prozessführung der mechanisch wirkenden Polierparameter an.
Mit einer typischen CMP-Politur wäre dies aufgrund der Instabilität des Kieselsols in diesem pH-Wert-Bereich (insbesondere bei pH-Werten von größer 12,5) durch Vergelung des Sols durch Aggregatbildung der Solteilchen bei hohen pH-Werten mit nachgelagerten Problemen wie Kratzerbildung, Defektgenerierung (Anätzungen) auf der Waferoberfläche, Verschmutzung und Verkrustung der Poliermittelleitungen, Verblocken der Filtereinheiten nicht möglich.
Der Effekt der alkalischen Aufladung, Wachstum und Aggregatbildung der SiO₂-Teilchen findet beim SiO₂-FA-Tuch an der Poliertuchoberfläche selbst statt, je nach dem mit welchem pH-Wert poliert wird.
Allerdings kann das vergleichsweise harte FA-Tuch schnell wieder regenerieren, da es das Poliermittel nicht im Tuch speichert und im Gegensatz zu DSP und CMP keine ”verklumpte” Poliermittelsuspension im Prozess bzw. in der Anlage bewegt wird.
Der pH-Wert der Poliermittellösung liegt also in einem Bereich von 11 bis etwa 13,5 und wird durch entsprechende Zugabe der genannten Verbindungen in diesem pH-Wertebereich variiert. Der Anteil der genannten Verbindungen wie z. B. Kaliumcarbonat in der Poliermittellösung beträgt vorzugsweise 0,01 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,01 bis 0,2 Gew.-%
Ganz besonders bevorzugt ist es, die gute Abtragsrate im Bereich von etwa 11,5 bis etwa 12 damit zu kombinieren, dass ab einem pH-Wert von 13 der Materialabtrag auf quasi Null absinkt.
Dazu wird vorzugsweise in einem ersten Schritt der Politur, die als einseitige oder als Doppelseitenpolitur gestaltet werden kann, eine Poliermittellösung der genannten Zusammensetzung mit einem pH von 11 bis weniger als 13, insbesondere 11 bis 12,5 zugeführt, wobei der Bereich von etwa 11,5 bis etwa 12 besonders bevorzugt ist.
Nach Erreichen des gewünschten Materialabtrags wird der Poliervorgang in einem zweiten Schritt gestoppt, indem – anders als im Stand der Technik, wo üblicherweise durch Zugabe von die Viskosität des Poliermittels modifizierenden Zusätzen quasi mechanisch abgebremst wurde – der ph-Wert der Poliermittellösung durch Erhöhung der alkalischen Komponente auf mindestens 13, idealerweise etwa 13,5 erhöht wird.
Das Stoppen des Poliervorganges erfolgt also durch Variation des pH-Wertes der Poliermittellösung.
Für manche Anwendungen ist es vorteilhaft, in einem dritten Schritt wiederum eine Poliermittellösung mit einem pH-Wert von kleiner oder gleich 11,5 zuzugeben. Falls sich an die FA-Politur mit SiO₂-Abrasiven eine herkömmliche Politur unter Zufuhr einer Poliermittelsuspension (Slurry) anschließen soll, dient ein solcher Schritt der Vorbereitung der Slurry-Politur.
Diese Slurry Politur erfolgt dann auf denselben Poliertüchern enthaltend SiO₂-Abrasive. Auch hierbei kann es sich wiederum um eine einseitige Politur (z. B. eine CMP) oder um eine simultan beidseitige Politur der Halbleiterscheibe wie DSP handeln. Statt der Poliermittellösung wird bei Slurry-Politur eine Poliermittelsuspension zugeführt, die Abrasive von Oxiden eines Elements ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silicium, Aluminium und Cer, umfasst.
Vorzugsweise umfasst die Slurry-Politur zwei Schritte.
In einem ersten Schritt wird eine Poliermittelsuspension der genannten Zusammensetzung mit einer mittleren Größe der Abrasive von 10–30 nm und in einem zweiten Schritt eine Poliermittelsuspension dieser Zusammensetzung mit einer mittleren Größe der Abrasive von 35–50 nm zugeführt. Der pH-Wert der Suspension beträgt vorzugsweise kleiner oder gleich 11,5.
Die Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind vielfältig.
Es ist möglich, durch entsprechende Regelung des ph-Werts der lokal zugeführten Poliermittellösung, den Materialabtrag in-situ lokal zu steuern, um Geometrie und Nanotopologie der Halbleiterscheibe zu verbessern.
Durch Erhöhung des pH-Werts der Poliermittellösung auf etwa 13 bis 13,5 kann der Polierprozess gestoppt werden, was zu Geometrie- und Nanotopologieverbesserungen und einer Optimierung der Waferoberfläche führt.
Vorzugsweise kommt das Verfahren bei einseitiger Politur zur Anwendung, wobei die Rückseite der Halbleiterscheibe mittels eines Waferhaltesystems (Template, Carrier) gehalten wird.
Bei sequentieller Anwendung auf Vorder- und Rückseite der Halbleiterscheibe ergibt sich eine beidseitig polierte Halbleiterscheibe. Da der Materialabtrag lokal gesteuert werden kann, lassen sich die beiden sequentiellen Polituren gezielt aufeinander abstimmen.
Bevorzugt ist auch eine simultane Doppelseitenpolitur mit Läppkinematik bzw. Planetenkinematik unter Einsatz von SiO₂-Poliertüchern und alkalischer Poliermittellösung. Hier liegen die Halbleiterscheiben in Aussparungen von Läuferscheiben, die mittels eines inneren und eines äußeren Zahnkranzes in Rotation versetzt und die Halbleiterscheibe auf einer zykloidischen Bahnkurve bewegt wird.
Bei der Politur von Halbleiterscheiben mit einem Durchmesser von 450 mm ist im Rahmen der Erfindung eine Doppelseitenpolitur mit Orbitalkinematik besonders bevorzugt. Obrbitalkinematik bedeutet, dass die Halbleiterscheibe in einer Aussparung eines Waferhaltesystems liegt, welches auf einer kreisförmigen Bahn bewegt wird, jedoch im Gegensatz zur Planetenkinematik nicht um seine eigene Achse rotiert.
Bei Orbital-Polierverfahren mit relativ kleinen Poliertellern besteht die Gefahr globaler Keiligkeitsprobleme der Wafer, da die Polierkinematik im Vergleich zu Polierverfahren mit Planetenkinematik und relativ großen Poliertellern größere lokale Abtragsunterschiede bewirkt. Dieser Nachteil lässt sich durch lokal unterschiedlich abgestimmte pH-Werte des Poliermediums unterdrücken.
Ganz besonders bevorzugt ist es, die Regelung des Materialabtrags mit einer in-situ Messung der Waferdicke zu kombinieren, um die Geometrie des Wafers gezielt zu beeinflussen. Dies lässt sich weitgehend automatisieren, da mit Ausnahme des pH-Werts der Poliermittellösung alle anderen Prozessparameter konstant gehalten werden können.
Durch den Stand der Technik ist die Erfindung nicht nahegelegt. Es war zwar aus DE 102 007 035 266 A1 bekannt, FAP mit Poliermitteln im alkalischen Bereich von pH 10–12 anzuwenden. Das dort beanspruchte Verfahren sieht jedoch zwingend zwei FAP-Polituren, einmal mit und einmal ohne Abrasive enthaltendes Poliermittel, auf ein und derselben Seite der Halbleiterscheibe vor. Das erfindungsgemäße Verfahren findet zwingend ohne abrasive beinhaltende Poliermittel statt.
Ganz besonders bevorzugt ist eine zweistufige FAP, ausgeführt als sequentielle Politur der Rück- und Vorderseite, mittels eines Poliertuchs mit fest gebundenen SiO₂-Abrasiven.
Die beiden Polituren, d. h. die Rückseitenpolitur und die Vorderseitenpolitur, können dabei aufeinander abgestimmt werden, so dass sich eine gezielte Beeinflussung der Wafergeometrie und -nanotopologie, speziell im Waferrandbereich vornehmen lässt.
Beide Seiten der Halbleiterscheibe werden mittels SiO₂-Poliertüchern unter Zufuhr einer Poliermittellösung mit einem pH-Wert von mindestens 11, vorzugsweise mindestens 11,2 und ganz besonders bevorzugt mindestens 11,5 poliert.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu einer Verbesserung der Geometrie im äußeren Randbereich der Halbleiterscheibe, insbesondere in einem Bereich eines Abstandes von kleiner oder gleich 10 mm, besonders bevorzugt im Bereich von kleiner oder gleich 5 mm zur Kante der Halbleiterscheibe.
Grundsätzlich werden die Halbleiterscheiben mit Hilfe eines Polierkopfes („polishing head”) mit der zu polierenden Seitenfläche gegen das auf einem Polierteller liegende Poliertuch gedrückt.
Zu einem Polierkopf gehört auch ein Führungsring („retainer ring”) der das Substrat seitlich umschließt und daran hindert, während der Politur vom Polierkopf zu gleiten.
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.
Es sind aber auch Polierköpfe in Verwendung, bei denen an Stelle einer Membran eine elastische Unterlage („backing pad”) verwendet wird.
Der Polierkopf kann dabei zusätzlich auch translatorisch über das Poliertuch bewegt werden, wodurch eine umfassendere Nutzung der Poliertuchfläche erzielt wird.
Des Weiteren kann das erfindungsgemäße Verfahren gleichermaßen auf Einteller- und Mehrteller-Poliermaschinen durchgeführt werden.
Bevorzugt ist die Verwendung von Mehrteller-Poliermaschinen mit vorzugsweise zwei, ganz besonders bevorzugt drei Poliertellern und Polierköpfen.
Zur Durchführung der erfindungsgemäßen beidseitigen Politur der Halbleiterscheibe eignet sich beispielsweise die Poliermaschine AC2000 von Fa. Peter Wolters, Rendsburg (Deutschland).
Diese Poliermaschine ist ausgestattet mit einer Stiftverzahnung des äußeren und inneren Kranzes zum Antrieb der Läuferscheiben. Die Anlage kann für eine oder mehrere Läuferscheiben ausgelegt sein. Wegen des höheren Durchsatzes ist eine Anlage für mehrere Läuferscheiben bevorzugt, wie sie beispielsweise in der DE-100 07 390 A1 beschrieben ist und bei der sich die Läuferscheiben auf einer Planetenbahn um das Anlagenzentrum bewegen. Zur Anlage gehören ein unterer und ein oberer Polierteller, die horizontal frei drehbar und mit Poliertuch bedeckt sind. Während der Politur befinden sich die Halbleiterscheiben in den Aussparungen der Läuferscheiben und zwischen den beiden Poliertellern, die sich drehen und einen bestimmten Polierdruck auf sie ausüben, während eine Poliermittellösung mit pH 11–13,5 kontinuierlich zugeführt wird. Dabei werden auch die Läuferscheiben in Bewegung versetzt, vorzugsweise über sich drehende Stiftkränze, die in Zähne am Umfang der Läuferscheiben eingreifen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10007390 A1 [0005, 0084]
DE 102007035266 A1 [0014, 0071]
WO 92/13680 A1 [0028]
US 2005/227590 A1 [0028]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 38 (1999), pp 38–39 [0010]

Claims

Verfahren zum Polieren einer Halbleiterscheibe mittels eines Poliertuchs, welches fest gebundene Abrasive von SiO₂ mit einer mittleren Korngröße von 0,1 bis 1,0 μm umfasst, und unter Zuführung einer wässrigen Poliermittellösung, welche eine alkalische Komponente umfasst, frei von Feststoffen ist und einen variablen pH-Wert von 11 bis 13,5 aufweist, wobei die Poliermittellösung während der Politur einen pH-Wert von kleiner als 13 aufweist, der zum Beenden der Politur auf 13 bis 13,5 erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die alkalische Komponente des Poliermittels eine oder mehrere Verbindungen aus der Gruppe bestehend aus Natriumcarbonat (Na₂CO₃), Kaliumcarbonat (K₂CO₃), Natriumhydroxid (NaOH), Kaliumhydroxid (KOH), Ammoniumhydroxid (NH₄OH), Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH) enthält.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei nur eine Seite der Halbleiterscheibe poliert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei beide Seiten der Halbleiterscheibe nacheinander einer Politur unterzogen werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei beide Seiten der Halbleiterscheibe simultan gleichzeitig poliert werden.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei eine Poliermaschine mit Planetenkinematik verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei eine Poliermaschine mit Orbitalkinematik verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei wobei die Poliermittellösung während der Politur einen pH-Wert von etwa 11,5 bis etwa 12 aufweist, der zum Beenden der Politur auf 13 bis 13,5 erhöht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei während der Politur die Dicke der Halbleiterscheibe gemessen und der pH-Wert der Poliermittellösung aufgrund des ermittelten Dickenprofils geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die zwischen der zu polierenden Oberfläche der Halbleiterscheibe und dem Poliertuch lokal in wenigstens einen inneren Bereich und in wenigstens einen äußeren Bereich jener Oberfläche der Halbleiterscheibe zugeführte Poliermittellösung in jenem wenigstens einen inneren und in jenem wenigstens einem äußeren Bereich unterschiedliche pH-Werte aufweist.