DE102012206708A1 - Method for polishing semiconductor wafer, involves providing functional layer of polishing cloth with pores and small blind holes which are arranged in radially inward region and radially outward region - Google Patents

Method for polishing semiconductor wafer, involves providing functional layer of polishing cloth with pores and small blind holes which are arranged in radially inward region and radially outward region Download PDF

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Abstract

The method involves polishing the sides of a semiconductor wafer simultaneously using the polishing agent adhered in a polishing cloth which is provided on a polishing plate. The active polishing cloth surface (1) is provided in contact with a surface of the semiconductor wafer. The functional layer (3) of the polishing cloth is provided with pores (2) and small blind holes (4) which are arranged in a radially inward region and a radially outward region. The active surface of polishing cloth is made of polyurethane foam material.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Polieren einer Scheibe aus Halbleitermaterial mit einem geschäumten Poliertuch.The invention relates to a method for polishing a disk of semiconductor material with a foamed polishing cloth.

Scheiben aus Halbleitermaterial (Halbleiterscheiben, Wafer) als Substrate für besonders anspruchsvolle Bauelemente wie beispielsweise mit ≤ 22 nm minimaler Strukturlänge, also 22nm Design Rule nach ITRS („International Technology Roadmap for Semiconductors“), müssen besonders eben sein.Disks of semiconductor material (semiconductor wafers, wafers) as substrates for particularly demanding components such as ≤ 22 nm minimum structure length, ie 22nm Design Rule according to ITRS ("International Technology Roadmap for Semiconductors"), must be particularly flat.

Gemäß dem Stand der Technik erfolgt die Planarisierung der aus einem Einkristall aus Halbleitermaterial gesägten Scheiben in verschiedenen Arbeitsschritten.

  • – mechanische Scheibenbearbeitung (Läppen, Schleifen),
  • – chemische Scheibenbearbeitung (alkalische oder saure Ätze)
  • – chemo-mechanische Scheibenbearbeitung: Einseitenpolitur (SSP), Doppelseitenpolitur (DSP), einseitige Schleierfrei- bzw. Glanzpolitur mit weichem Poliertuch (CMP)
According to the prior art, the planarization of the cut from a single crystal of semiconductor material slices in different steps.
  • - mechanical disc processing (lapping, grinding),
  • - chemical disc processing (alkaline or acid etching)
  • - chemo-mechanical disc processing: single-side polishing (SSP), double-side polishing (DSP), one-sided fog-free or gloss polishing with soft polishing cloth (CMP)

Die mechanische Bearbeitung der Halbleiterscheiben dient primär der globalen Einebnung der Halbleiterscheibe, ferner der Dickenkalibrierung der Halbleiterscheiben, sowie dem Abtrag der vom vorangegangenen Auftrennprozess verursachten kristallin geschädigten Oberflächenschicht und Bearbeitungsspuren (Sägeriefen, Einschnittmarke).The mechanical processing of the semiconductor wafers serves primarily the global planarization of the semiconductor wafer, furthermore the thickness calibration of the semiconductor wafers, as well as the removal of the crystal-damaged surface layer and processing traces (sawing depths, incision mark) caused by the preceding separation process.

Beim Ätzen werden Verunreinigungen und oder native Oxide von der Oberfläche der Halbleiterscheiben chemisch entfernt.During etching, impurities and / or native oxides are chemically removed from the surface of the semiconductor wafers.

Eine endgültige Glättung der Oberflächen der Halbleiterscheibe erfolgt schließlich durch eine chemisch-mechanische Politur (CMP). Die CMP kann sowohl als einseitiger als auch als gleichzeitig doppelseitiger Prozess ausgeführt werden. A final smoothing of the surfaces of the semiconductor wafer is finally carried out by a chemical mechanical polishing (CMP). The CMP can be run as a one-sided as well as a double-sided process.

Beim Einseitenpolieren („single-side polishing“, SSP) werden Halbleiterscheiben während der Bearbeitung rückseitig auf einer Trägerplatte mit Kitt, durch Vakuum oder mittels Adhäsion gehalten und auf der anderen Seite einer Politur unterzogen.In single-side polishing (SSP), semiconductor wafers are held back on a backing plate with cement, by vacuum or by adhesion during processing, and are polished on the other side.

Eine geeignete Einseitenpoliermaschine ist beispielsweis in der Schrift US 6,116,997 A offenbart.A suitable Einseitenpoliermaschine is for example in the Scriptures US 6,116,997 A disclosed.

Ein SSP-Verfahren ist beispielsweise in der Patentschrift US 6,402,596 B1 beschrieben. An SSP method is for example in the patent US 6,402,596 B1 described.

Bei der Doppelseitenpolitur (DSP) werden Halbleiterscheiben lose in eine dünne Läuferscheibe eingelegt und vorder- und rückseitig simultan zwischen einem oberen und einem unteren, jeweils mit Poliertuch belegten Polierteller poliert. In double side polishing (DSP), semiconductor wafers are loosely inserted into a thin carrier and simultaneously polished on the front and back side between an upper and a lower polishing plate, each covered with a polishing cloth.

Eine geeignete Doppelseitenpoliermaschine ist beispielsweise in der Anmeldung DE 100 07 390 A1 offenbart.A suitable double-side polishing machine is for example in the application DE 100 07 390 A1 disclosed.

Ein DSP-Verfahren ist beispielsweise in der Patentschrift US 3,691,694 beschrieben. A DSP method is for example in the patent US 3,691,694 described.

Gemäß einer in der Patentschrift EP208315B1 beschriebenen Ausführungsform der DSP werden Halbleiterscheiben in Läuferscheiben aus Metall oder Kunststoff, die über geeignet dimensionierte Aussparungen verfügen, zwischen zwei rotierenden, mit einem Poliertuch belegten Poliertellern in Gegenwart eines Poliermittels auf einer durch die Maschinen- und Prozessparameter vorbestimmten Bahn bewegt und dadurch poliert (in der englischsprachigen Literatur werden Läuferscheiben als „carrier plates“ bezeichnet).According to one in the patent EP208315B1 described embodiment of the DSP are semiconductor wafers in sliders made of metal or plastic, which have appropriately sized recesses, between two rotating, covered with a polishing cloth polishing plates in the presence of a polishing agent in a predetermined by the machine and process parameters path moves and thereby polished (in the In English literature, carriers are referred to as "carrier plates").

Die DSP wird üblicherweise mit einem Poliertuch aus homogenem, porösem Polymerschaum durchgeführt, wie es beispielsweise in der Druckschrift DE10004578C1 beschrieben ist. The DSP is usually carried out with a polishing cloth of homogeneous, porous polymer foam, as for example in the document DE10004578C1 is described.

In Abhängigkeit vom durchzuführenden Polierprozess und dem jeweils gewünschten Materialabtrag von der oder den Oberflächen der Halbleiterscheibe können verschiedene Poliertücher eingesetzt werden, die jeweils spezifische Eigenschaften aufweisen.Depending on the polishing process to be carried out and the respective desired material removal from the surface or surfaces of the semiconductor wafer, it is possible to use different polishing cloths, each of which has specific properties.

Grundsätzlich können beispielsweise Poliertücher unterschieden werden, die in ihrer Oberfläche keine gebundenen Abrasive enthalten und solche, die gebundene Abrasive enthalten. Diese Poliertücher werden als Fixed-Abrasive-Tücher (FA-Tücher) bezeichnet.In principle, it is possible, for example, to distinguish polishing cloths which contain no bonded abrasives in their surface and those which contain bonded abrasives. These polishing cloths are referred to as fixed-abrasive cloths (FA cloths).

Poliertücher, die keine festgebundenen Abrasive enthalten werden beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung EP 2 266 757 A1 offenbart.Polishing cloths that do not contain bonded abrasives are described, for example, in the European patent application EP 2 266 757 A1 disclosed.

Poliertücher, die fest gebundene Abrasive enthalten, werden beispielsweise in der Anmeldeschrift US 2005 0 227 590 A1 offenbart. Das US Patent 5,958,794 lehrt ein Verfahren zur Behandlung einer Substratoberfläche aus Halbleitermaterial mit einem Tuch, welches gebundene Abrasive enthält.Polishing cloths that contain firmly bonded abrasives are described, for example, in the application US 2005 0 227 590 A1 disclosed. The U.S. Patent 5,958,794 teaches a method of treating a substrate surface of semiconductor material with a cloth containing bonded abrasive.

Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal von Poliertüchern ist beispielsweise die Härte des jeweiligen Poliertuches. Härtere Poliertücher sind weniger kompressibel (eindrückbar) als weichere Poliertücher, haben aber den Nachteil, dass während der Politur Schäden in der polierten Oberfläche der Halbleiterscheibe auftreten.Another distinguishing feature of polishing cloths, for example, the hardness of the respective polishing cloth. Tougher polishing cloths are less compressible than softer polishing cloths but have the disadvantage of causing damage to the polished surface of the wafer during polishing.

Um eine bessere Verteilung des Poliermittels auf der Substratoberfläche während der Politur zu gewährleisten, sollte das Poliertuch eine möglichst große Oberflächenstruktur aufweisen und über eine gewisse Aufnahmefähigkeit wässriger Medien verfügen. Poröse Strukturen aus hydrophilen Materialien, wie beispielsweise Urethane, Amide oder Vinylchlorid erfüllen beide Anforderungen. In order to ensure a better distribution of the polishing agent on the substrate surface during polishing, the polishing cloth should have the largest possible surface structure and have a certain absorption capacity of aqueous media. Porous structures made of hydrophilic materials, such as urethanes, amides or vinyl chloride meet both requirements.

Das Patent US 6,325,703B2 lehrt ein Verfahren zur Herstellung eines Poliertuches mit einer porösen Oberfläche aus einem thermoplastischen Polymer, dessen Porösität durch ein Sinterverfahren erzielt wird.The patent US 6,325,703B2 teaches a method for producing a polishing cloth having a porous surface made of a thermoplastic polymer, the porosity of which is achieved by a sintering method.

Die Anmeldung WO 2010/150766 A1 offenbart ein Poliertuch mit einer verbesserten Affinität zum Poliermittel, bestehend aus einem Urethanschaum mit einer Vielzahl von Poren, die teilweise miteinander verbunden sind. Das Poliermittel kann in die Poren des Urethanschaumes eindringen und somit eine gleichmäßigere Verteilung des Poliermittels während der Politur einer Oberfläche gewährleisten. The registration WO 2010/150766 A1 discloses a polishing cloth having improved affinity for the polishing agent, consisting of a urethane foam having a plurality of pores that are partially bonded together. The polishing agent can penetrate into the pores of the urethane foam and thus ensure a more uniform distribution of the polishing agent during the polishing of a surface.

Die Anmeldung US 2003/0220061 A1 offenbart eine Poliertuch aus einem porösen Schaum, wobei die Mehrzahl der Poren eine Größe von 20µm oder weniger aufweist. The registration US 2003/0220061 A1 discloses a polishing pad made of a porous foam, wherein the plurality of pores has a size of 20 μm or less.

Das für die Politur von Halbleiterscheiben verwendete Poliertuch muss vor der ersten Benutzung und anschließend während der Nutzung regelmäßig konditioniert werden.The polishing cloth used for the polishing of semiconductor wafers must be regularly conditioned before first use and subsequently during use.

Die Konditionierung des Poliertuches vor der ersten Nutzung erfolgt nach dem Belegen des Poliertellers mit dem Poliertuch, um das Poliertuch sowohl an die jeweilige Geometrie des Poliertellers (beispielsweise Unebenheiten im µm-Bereich) als auch hinsichtlich der gewünschten Scheibengeometrie nach dem Polieren anzupassen. The conditioning of the polishing cloth before the first use takes place after the covering of the polishing plate with the polishing cloth to adapt the polishing cloth both to the respective geometry of the polishing plate (for example, irregularities in the micron range) as well as with respect to the desired disk geometry after polishing.

Die europäische Patentanmeldung EP 2 345 505 A2 beschreibt eine Methode zum Aufbereiten eines Poliertuches, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil eines auf einen Polierteller aufliegenden Poliertuches gemessen wird und anhand dieser Messung die Polierparameter zur Erzielung der gewünschten Oberflächeneigenschaften der Halbleiterscheibe ausgewählt werden. Zusätzlich kann die Oberfläche des vermessenen Poliertuches noch durch einen entsprechenden Aufbereitungsprozess modifiziert werden.The European patent application EP 2 345 505 A2 describes a method for preparing a polishing cloth, characterized in that the profile of a polishing pad resting on a polishing plate is measured and the polishing parameters are selected based on this measurement to obtain the desired surface properties of the semiconductor wafer. In addition, the surface of the measured polishing cloth can still be modified by a corresponding preparation process.

Die Druckschrift EP 2 345 505 A2 lehrt, die Oberflächenform (shape) eines Poliertuches durch eine entsprechende Aufbereitung (Dressing) so anzupassen, dass die Halbleiterscheibe nach Beendigung des Polierprozesses die gewünschte Oberflächenform hat.The publication EP 2 345 505 A2 teaches to adapt the surface shape of a polishing cloth by appropriate dressing so that the semiconductor wafer has the desired surface shape after completion of the polishing process.

Die regelmäßige Konditionierung und Reinigung während der Nutzung des Poliertuches ist notwendig, da sich auf der Oberfläche des Poliertuches im Laufe des Tuchlebens und in Abhängigkeit der Anzahl der stattgefundenen Polituren Feststoffe in das Poliertuch einlagern (Verglasung). Durch die eingelagerten Feststoffe verändern sich die Poliertucheigenschaften nachhaltig, so dass zum Einen die spezifische Polierabtragsrate negativ beeinflusst wird und zum Anderen ein ungleichmäßiger Polierabtrag erfolgen kann. The regular conditioning and cleaning during the use of the polishing cloth is necessary because on the surface of the polishing cloth in the course of cloth life and depending on the number of polishes taken solids embedded in the polishing cloth (glazing). Due to the embedded solids, the Poliertucheigenschaften change sustainably, so that on the one hand, the specific Polierabtragsrate is adversely affected and on the other hand, a nonuniform polishing removal can take place.

Die Schrift US 5,916,010 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verringerung der Oberflächenverglasung und der Partikelentfernung durch einen dreistufigen Prozess: Nach dem Aufsprühen einer Flüssigkeit erfolgt eine mechanische Oberflächenbehandlung und abschließend ein Absaugen der Tuchoberfläche.The font US 5,916,010 discloses an apparatus and method for reducing surface glazing and particle removal by a three-step process: after spraying a liquid, a mechanical surface treatment is performed followed by suction of the cloth surface.

Das Patent US 6,331,136 B1 lehrt eine Methode zur Reinigung von Poliertüchern mittels Hochdruck. Dabei wird eine Reinigungsflüssigkeit, im einfachsten Fall Wasser, über viele Düsen mit einem Druck von etwa 1,3 bar (20 PSI) auf die Oberfläche des Poliertuches gesprüht.The patent US 6,331,136 B1 teaches a method for cleaning polishing cloths by means of high pressure. This is a cleaning liquid, in the simplest case water, over many nozzles with a pressure of about 1.3 bar (20 PSI) sprayed onto the surface of the polishing cloth.

Die Veränderung der Poliertuchoberfläche während der Nutzung des Poliertuches wirkt sich auch auf die Aufnahmefähigkeit bzw. Benetzbarkeit der oberen Poliertuchstrukturen bzgl. des Poliermittels negativ aus. Sowohl durch die in die Tuchoberfläche eingelagerten Feststoffe und Poliermittelreste als auch durch eine zunehmende Glättung der Tuchoberfläche sinkt die Aufnahmefähigkeit des Poliertuches für das Poliermittel, was wiederum in einer schlechten bzw. ungleichmäßigen Verteilung des Poliermittels auf der bzw. den Oberflächen der zu polierenden Scheiben aus Halbleitermaterial resultiert. The change in the polishing cloth surface during the use of the polishing cloth also has a negative effect on the receptability or wettability of the upper polishing cloth structures with respect to the polishing agent. Both by the embedded in the cloth surface solids and polishing agent residues as well as by increasing smoothing of the cloth surface decreases the absorption capacity of the polishing cloth for the polishing agent, which in turn, in a poor or uneven distribution of the polishing agent on the or the surfaces of the discs to be polished semiconductor material results.

Die regelmäßige Reinigung des Poliertuches ist wirtschaftlich ungünstig, da das Poliertuch während der Aufbereitung nicht entsprechend genutzt werden kann und sich die Nutzungsdauer durch Materialabtrag mit jeder Konditionierung und Reinigung verringert.The regular cleaning of the polishing cloth is economically unfavorable, since the polishing cloth during the treatment can not be used accordingly and reduces the useful life by removing material with each conditioning and cleaning.

Die Aufgabe der Erfindung bestand darin, ein Verfahren zum Polieren mindestens einer Scheibe aus Halbleitermaterial zur Verfügung zu stellen, bei dem das Poliertuch eine bessere Poliermittelaufnahme und -speicherung und eine längere Nutzungsdauer ermöglicht.The object of the invention was to provide a method for polishing at least one wafer of semiconductor material, in which the polishing cloth enables better polishing agent absorption and storage and a longer service life.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Polieren mindestens einer Scheibe aus Halbleitermaterial, umfassend das Polieren einer oder gleichzeitig beider Seiten der mindestens einen Scheibe aus Halbleitermaterial, in Gegenwart eines Poliermittels, mit einem Poliertuch oder in einem von einem oberen und einem unteren mit jeweils einem Poliertuch belegten Polierteller gebildeten Arbeitsspalt, wobei die aktive Poliertuchoberfläche, umfassend die mit der Scheibe in Kontakt kommende Oberfläche (1) der Arbeitsschicht (3) und die Arbeitsschicht (3) des Poliertuches, Poren (2) aufweist, mit kleinen Löchern (4) versehen ist und in einen radial innen liegenden und einen radial außen liegenden Bereich gegliedert ist.The object of the invention is achieved by a method for polishing at least one slice of semiconductor material, comprising polishing one or simultaneously both sides of the at least one slice of semiconductor material, in the presence of a polishing agent, with a polishing cloth or in a working nip formed by an upper and a lower polishing plate, each having a polishing cloth, the active polishing cloth surface comprising the surface ( 1 ) of the working shift ( 3 ) and the working shift ( 3 ) of the polishing cloth, pores ( 2 ), with small holes ( 4 ) is provided and is divided into a radially inner and a radially outer region.

Im Folgenden wird das zur Lösung der Aufgabe verwendete erfindungsgemäße Verfahren detailliert beschrieben. Die genannten Ausführungsformen dienen der Erläuterung, ohne den Umfang des Verfahrens auf diese Ausführungsformen zu beschränken. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich sowohl für die einseitige als auch für die gleichzeitig doppelseitige Politur der Seiten einer Scheibe aus Halbleitermaterial.In the following, the method according to the invention used to achieve the object will be described in detail. The above embodiments are illustrative, without limiting the scope of the method to these embodiments. The method according to the invention is suitable both for the one-sided and for the simultaneous double-sided polishing of the sides of a slice of semiconductor material.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl für die einseitige Politur (SSP) als auch für die gleichzeitige doppelseitige Politur (DSP) einer Scheibe aus Halbleitermaterial verwendet werden.The method according to the invention can be used both for the one-sided polish (SSP) and for the simultaneous double-sided polish (DSP) of a slice of semiconductor material.

Da bei der gleichzeitig doppelseitigen Politur der Vorder- und der Rückseite einer Scheibe aus Halbleitermaterial vorzugsweise der obere und der untere Polierteller im erfindungsgemäßen Verfahren jeweils mit einem Poliertuch mit den gleichen Eigenschaften bzgl. Härte und Kompressibilität für das erfindungsgemäße Verfahren belegt sind, können die nachfolgenden Ausführungen sowohl für einseitige als auch für gleichzeitig doppelseitige Polierverfahren angewandt werden.Since in the simultaneous double-sided polishing of the front and the back of a slice of semiconductor material preferably the upper and the lower polishing plate in the process according to the invention in each case with a polishing cloth with the same properties in terms of hardness and compressibility are occupied for the inventive method, the following statements for both single-sided and simultaneous double-sided polishing processes.

Bei der gleichzeitig doppelseitigen Politur der Vorder- und der Rückseite einer Scheibe aus Halbleitermaterial bilden die jeweils mit einem Poliertuch belegten Polierteller den sog. Arbeitsspalt, in dem beide Seiten der Scheibe aus Halbleitermaterial gleichzeitig poliert werden. In the simultaneous double-sided polishing of the front and the back of a disk of semiconductor material, each of which is coated with a polishing cloth polishing plate form the so-called. Working gap in which both sides of the disc of semiconductor material are polished simultaneously.

Die in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen stellen nur Beispiele möglicher Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung auf diese Ausführungsformen zu beschränken.The in the 1 to 3 Illustrated embodiments are only examples of possible embodiments of the present invention without limiting the scope of the present invention to these embodiments.

1: Querschnitt durch ein Poliertuch, umfassend eine Oberfläche (1) mit einer darunterliegenden mit Poren (2) durchsetzten Arbeitsschicht (3) und einer Stützschicht (5). 1 : Cross section through a polishing cloth comprising a surface ( 1 ) with an underlying with pores ( 2 ) enforced working shift ( 3 ) and a supporting layer ( 5 ).

2: Querschnitt durch ein Poliertuch, umfassend eine Oberfläche (1) mit einer darunterliegenden mit Poren (2) durchsetzten Arbeitsschicht (3) und einer Stützschicht (5), wobei durch die Oberfläche (1) hindurch in die Arbeitsschicht (3) kleine Sacklöcher (4) in einem Winkel α (bezogen auf die Tuchoberfläche (1)) eingebracht sind: a) Winkel α = 90°, b) Winkel α ≠ 90° mit Ausrichtung zur Tuchmitte, c) Winkel α ≠ 90° mit Ausrichtung zum Tuchrand, d) und e) beispielhafte Kombinationen von unterschiedlichen Winkeln α, mit denen die Sacklöcher (4) durch die Oberfläche (1) hindurch in die Arbeitsschicht (3), im inneren Bereich und im Randbereich des Tuches eingebracht sein können. 2 : Cross section through a polishing cloth comprising a surface ( 1 ) with an underlying with pores ( 2 ) enforced working shift ( 3 ) and a supporting layer ( 5 ), whereby through the surface ( 1 ) into the working layer ( 3 ) small blind holes ( 4 ) at an angle α (relative to the cloth surface ( 1 ) are introduced: a) angle α = 90 °, b) angle α ≠ 90 ° with orientation to the fabric center, c) angle α ≠ 90 ° with alignment to the fabric edge, d) and e) exemplary combinations of different angles α, with which the blind holes ( 4 ) through the surface ( 1 ) into the working layer ( 3 ), can be introduced in the inner region and in the edge region of the cloth.

3: Beispiele für die Verteilung der in die Tuchoberfläche (1) und die darunterliegende Arbeitsschicht eingebrachten Sacklöcher: a) höhere Lochdichte in einem radial außen liegenden Bereich (1a) der Tuchoberfläche (1) im Vergleich zu einem radial innen liegenden Bereich (1b), wobei der radial innen liegende Bereich beispielhaft mit einem Radius von ½ r um dem Mittelpunkt des Tuches angegeben ist; b) regelmäßige Verteilung der kleinen Sacklöcher (4) in der Tuchoberfläche (1); c) zufällige Verteilung der kleinen Sacklöcher (4) in der Tuchoberfläche (1). 3 : Examples of the distribution in the cloth surface ( 1 ) and the underlying working layer introduced blind holes: a) higher hole density in a radially outer region ( 1a ) of the cloth surface ( 1 ) compared to a radially inner region ( 1b ), wherein the radially inner region is given by way of example with a radius of ½ r around the center of the cloth; b) regular distribution of small blind holes ( 4 ) in the cloth surface ( 1 ); c) random distribution of small blind holes ( 4 ) in the cloth surface ( 1 ).

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Verwendung eines geschäumten Poliertuches (foamed pad) in einer chemisch-mechanischen Politur (CMP) in Gegenwart eines Poliermittels, wobei das Poliertuch durch eine spezielle Tuchpräparation und die Tuchreinigung durch eine spezielle Vorgehensweise gekennzeichnet sind.The present invention is based on the use of a foamed pad in a chemical-mechanical polish (CMP) in the presence of a polish, wherein the polishing cloth is characterized by a special cloth preparation and cloth cleaning by a special procedure.

Geschäumte Poliertücher bestehen im Allgemeinen aus zwei Schichten, der mit dem zu polierenden Substrat in Kontakt kommenden aktiven Oberfläche, umfassend die Oberfläche (1) der Arbeitsschicht (3) und die Arbeitsschicht (3), sowie einer Stützschicht (5), beispielsweise ausgestattet mit einer drucksensitiven Klebefolie (pressure sensitive adhesive, PSA). Bevorzugt besteht die aktive Oberfläche des im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Poliertuches aus einem Polyurethan-Schaum, der in seiner dreidimensionalen Struktur eine Vielzahl von Poren (2) aufweist. Die Arbeitsschicht (3) ist mit einer Stützschicht (5) verbunden (1).Foamed polishing cloths generally consist of two layers of the active surface coming into contact with the substrate to be polished, comprising the surface ( 1 ) of the working shift ( 3 ) and the working shift ( 3 ), as well as a supporting layer ( 5 ), for example equipped with a pressure-sensitive adhesive film (PSA). Preferably, the active surface of the polishing cloth used in the method according to the invention of a polyurethane foam, which in its three-dimensional structure, a plurality of pores ( 2 ) having. The working shift ( 3 ) is with a supporting layer ( 5 ) connected ( 1 ).

Um die Porosität des Poliertuchs zu steuern, können Füllstoffe in das Poliertuch eingebracht sein.To control the porosity of the polishing cloth, fillers may be incorporated into the polishing cloth.

Geschäumte Poliertücher weisen in der Regel eine geringe Durchlässigkeit für flüssige Poliermittel auf; die Benetzung der aktiven Oberfläche des Poliertuches erfolgt durch die die Oberfläche (1) durchbrechenden Poren (2). Foamed polishing cloths generally have a low permeability to liquid polishing agents; the wetting of the active surface of the polishing cloth takes place through the surface ( 1 ) pores ( 2 ).

Ein kommerziell erhältliches Poliertuch, das nach Erzeugung einer entsprechenden Oberflächentopographie verwendet werden kann, ist z.B. das geschäumte Tuch NITTA HAAS IC1000, ein Polyurethan-Tuch mit 30% Mikroporen. A commercially available polishing cloth which can be used after producing a corresponding surface topography is e.g. the foamed cloth NITTA HAAS IC1000, a polyurethane cloth with 30% micropores.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird bei einem kreisrunden Poliertuch mit einem Radius r die Fläche zwischen Mittelpunkt und einem beliebigen Teil des Radius r als radial innen liegende Fläche (1b) bezeichnet, und die restliche, außerhalb liegende Fläche als äußerer Bereich (1a) des Poliertuches bezeichnet. Dabei beschränkt sich der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die zwei genannten radialen Flächen, sondern kann auch weitere radiale oder geometrisch anders abgegrenzte Flächen umfassen.In the context of the present invention, in the case of a circular polishing cloth having a radius r is the area between the center point and any part of the radius r as a radially inner surface ( 1b ), and the remaining, outboard surface as the outer region ( 1a ) of the polishing cloth. The scope of the present invention is not limited to the two mentioned radial surfaces, but may also include other radially or geometrically delimited areas.

In die aktive Oberfläche des für das erfindungsgemäße Verfahren zur Politur einer Scheibe aus Halbleitermaterial verwendeten Poliertuches werden in einem ersten Schritt zusätzliche kleine Löcher (4) in einem Winkel α zur aktiven Tuchoberfläche durch die Oberfläche (1) in die Arbeitsschicht (3) eingebracht. In the active surface of the polishing cloth used for the inventive method for polishing a slice of semiconductor material in a first step, additional small holes ( 4 ) at an angle α to the active wipe surface through the surface ( 1 ) into the working shift ( 3 ) brought in.

Bevorzugt handelt es sich bei den durch die Oberfläche (1) in die Arbeitsschicht (3) eingebrachten kleinen Löcher (4) um Sacklöcher, die innerhalb der Arbeitsschicht (3) enden, also die Stützschicht (5) durch die kleinen Löcher nicht perforiert wird (2).Preferably, it is through the surface ( 1 ) into the working shift ( 3 ) introduced small holes ( 4 ) around blind holes that are within the working layer ( 3 ), ie the supporting layer ( 5 ) is not perforated by the small holes ( 2 ).

Ein Sackloch ist eine Bohrung oder Vertiefung, die die Arbeitsschicht (3) nicht vollständig durchdringt, also eine bestimmte Tiefe hat. Dabei können die Sacklöcher (4) sowohl gleich als auch verschieden tief in die Arbeitsschicht (3) eingebracht werden.A blind hole is a hole or depression that defines the working layer ( 3 ) does not penetrate completely, that is, has a certain depth. The blind holes ( 4 ) both equally as well as differently deep into the working shift ( 3 ) are introduced.

Bevorzugt liegt der Winkel α im Bereich von 45°–90°, besonders bevorzugt im Bereich von 70°–90°, bezogen zur Tuchoberfläche (1), wobei die Ausrichtung der kleinen Löcher (4) bei einem Winkel kleiner 90° zur Tuchmitte oder zum Tuchrand liegen kann (2b und 2c).The angle α is preferably in the range of 45 ° -90 °, particularly preferably in the range of 70 ° -90 °, relative to the fabric surface ( 1 ), the orientation of the small holes ( 4 ) at an angle of less than 90 ° to the middle of the fabric or to the fabric edge ( 2 B and 2c ).

Bevorzugt werden alle kleinen Löcher (4) im selben Winkel α in die aktive Tuchoberfläche eingebracht. Preference is given to all small holes ( 4 ) are introduced into the active cloth surface at the same angle α.

Ebenfalls bevorzugt werden die Löcher (4) in verschiedenen Winkeln α und α‘ in die aktive Tuchoberfläche eingebracht, beispielsweise können in einem radial innen liegenden Bereich (1b) die kleinen Sacklöcher (4) in einem Winkel α = 90° und in einem radial außen liegenden Bereich (1a) in einem Winkel α‘ = 70° eingebracht werden, wobei die Ausrichtung der kleinen Löcher (4) im Randbereich (1a) des Tuches zum Rand oder zur Tuchmitte weisen kann oder aus einer Kombination aus beiden Möglichkeiten bestehen kann (2d und 2e).Also preferred are the holes ( 4 ) at different angles α and α 'in the active cloth surface, for example, in a radially inner region ( 1b ) the small blind holes ( 4 ) at an angle α = 90 ° and in a radially outer region ( 1a ) at an angle α '= 70 °, wherein the orientation of the small holes ( 4 ) at the edge ( 1a ) of the cloth may point to the edge or the middle of the fabric or may consist of a combination of both possibilities ( 2d and 2e ).

Die in die aktive Tuchoberfläche eingebrachten kleinen Löcher (4) haben bevorzugt einen Durchmesser von 0,1 bis 2 mm, besonders bevorzugt 0,2 bis 1 mm.The small holes (in the active cloth surface) 4 ) preferably have a diameter of 0.1 to 2 mm, more preferably 0.2 to 1 mm.

Die flächenbezogene Dichte (Anzahl der kleinen Löcher (4) pro Flächeneinheit, Lochdichte) der in die aktive Tuchoberfläche eingebrachten kleinen Löcher (4) ist bevorzugt 1/cm2 bis 100/cm2, besonders bevorzugt 1/cm2 bis 50/cm2.The area-related density (number of small holes ( 4 ) per unit area, hole density) of the small holes ( 4 ) is preferably 1 / cm 2 to 100 / cm 2 , more preferably 1 / cm 2 to 50 / cm 2 .

Die Verteilung der in die aktive Tuchoberfläche eingebrachten kleinen Löcher (4) kann, über die ganze Tuchoberfläche (1) gesehen, sowohl regelmäßig (symmetrisch) oder unregelmäßig (zufällig) verteilt als auch mit unterschiedlicher Anzahl der kleinen Löcher (4) pro Flächeneinheit in den einzelnen Tuchbereichen bzw. in Kombination von Verteilung und Lochdichte vorliegen (3).The distribution of small holes (in the active cloth surface) 4 ) can, over the entire cloth surface ( 1 ), both regularly (symmetrically) or irregularly (randomly) distributed as well as with different number of small holes ( 4 ) per unit area in the individual fabric areas or in combination of distribution and hole density ( 3 ).

Ebenfalls bevorzugt ist das Einbringen von kleinen Löchern (4) mit unterschiedlichen Durchmessern in die aktive Oberfläche des Poliertuches.Also preferred is the introduction of small holes ( 4 ) with different diameters in the active surface of the polishing cloth.

Durch die Kombination von Verteilung der kleinen Löcher (4) mit unterschiedlicher flächenbezogener Dichte, Verteilungsmuster und/oder unterschiedlichen Durchmessern auf der Tuchoberfläche kann gezielt die Poliermittelverteilung während des Polierprozesses beeinflusst werden.By combining distribution of small holes ( 4 ) with different area-related density, distribution pattern and / or different diameters on the cloth surface can be selectively influenced the polishing agent distribution during the polishing process.

Beispielsweise ermöglicht eine höhere Lochdichte im radial außen liegenden Bereich (1a) des Poliertuches im Vergleich zum radial innen liegenden Bereich (1b) (= größere Anzahl der kleinen Löcher (4) pro Flächeneineit im äußeren Tuchbereich als im inneren Tuchbereich (3a)) eine höhere Aufnahmekapazität des äußeren Tuchbereiches (1a) für das Poliermittel. Dadurch kann das vom radial innen liegenden Bereich (1b) – bedingt durch die beim Polierprozess auftretenden Zentrifugalkraft – zum Rand des Poliertuches fließende Poliermittel vom Poliertuch aufgenommen und somit eine homogene Poliermittelverteilung ermöglicht werden.For example, a higher hole density in the radially outer area ( 1a ) of the polishing cloth compared to the radially inner region ( 1b ) (= larger number of small holes ( 4 ) per surface in the outer fabric area than in the inner fabric area ( 3a )) a higher absorption capacity of the outer cloth area ( 1a ) for the polish. This allows the area lying radially inward ( 1b ) - due to the centrifugal force occurring during the polishing process - added to the edge of the polishing cloth flowing polishing agent from the polishing cloth, thus allowing a homogeneous polishing agent distribution.

Für spezielle Polierprozesse kann auch eine höhere Lochdichte im radial innen liegenden Bereich (1b) des Poliertuches bevorzugt sein.For special polishing processes, a higher hole density in the radially inner region ( 1b ) of the polishing cloth may be preferred.

Ebenfalls bevorzugt ist eine gleiche Lochdichte im radial innen liegenden Bereich (1b) und im radial außen liegenden Bereich (1a) des Poliertuches.Also preferred is an identical hole density in the radially inner region ( 1b ) and in the radially outer region ( 1a ) of the polishing cloth.

Ebenfalls bevorzugt ist eine symmetrische Verteilung (sich periodisch wiederholendes Muster und/oder gleichmäßiger Abstand zwischen den kleinen Löchern (4)) (3b) sowie eine zufällige Verteilung der kleinen Löcher (4) mindestens in der aktiven Poliertuchoberfläche (3c). Also preferred is a symmetrical distribution (periodically repeating pattern and / or uniform spacing between the small holes (FIG. 4 )) ( 3b ) and a random distribution of the small holes ( 4 ) at least in the active polishing cloth surface ( 3c ).

Das Einbringen der kleinen Löcher (4) in bevorzugt die aktive Tuchoberfläche erfolgt bevorzugt mittels dünner, dem gewünschten Durchmesser der Sacklöcher entsprechenden, Nadeln oder mit einem Laser, z.B. einem Excimerlaser.The introduction of the small holes ( 4 ) in preferably the active cloth surface is preferably carried out by means of thinner, the desired diameter of the Blind holes corresponding needles or with a laser, such as an excimer laser.

Im Gegensatz zu einem geschäumten Poliertuch gemäß dem Stand der Technik, weist das erfindungsgemäß präparierte Poliertuch zusätzlich zu den Poren (2) eine Vielzahl von kleinen Löchern (4) auf, so dass die aktive Tuchoberfläche in Verbindung mit den Poren (2) eine erhöhte Medienaufnahmefähigkeit besitzt, die nicht nur global sondern auch lokal auf definierte Tuchbereiche angepasst werden kann.In contrast to a foamed polishing cloth according to the prior art, the polishing cloth prepared according to the invention has, in addition to the pores ( 2 ) a variety of small holes ( 4 ), so that the active cloth surface in connection with the pores ( 2 ) has an increased media capacity, which can be adapted not only globally but also locally to defined cloth areas.

Die Medienaufnahmefähigkeit des geschäumten Poliertuches wird auch dadurch gesteigert, dass die in die aktive Oberfläche eingebrachten kleinen Löcher (4) einen Teil der in der Arbeitsschicht (3) vorhandenen Poren (2) miteinander verbinden und damit für eine Medienaufnahme verfügbar machen. The media absorption capacity of the foamed polishing cloth is also increased by the fact that the small holes ( 4 ) a part of the working shift ( 3 ) existing pores ( 2 ) and make it available for a media recording.

Sowohl die zusätzlich in die aktive Tuchoberfläche eingebrachten kleinen Löcher (4) als auch die durch die kleinen Löcher verbundenen Poren (2) in der Arbeitsschicht (3) wirken während der Politur als Poliermittelreservoir. Durch das vergrößerte Reservoirvolumen in der aktiven Poliertuchoberfläche, umfassend die Oberfläche (1) der Arbeitsschicht (3) und die Arbeitsschicht (3), wird eine homogenere Poliermittelverteilung auf der Substratoberfläche erreicht, als es bei den Poliertüchern gemäß dem Stand der Technik der Fall ist.Both the additional small holes ( 4 ) as well as the pores ( 2 ) in the working shift ( 3 ) act as polish reservoir during polishing. Due to the increased reservoir volume in the active polishing cloth surface, comprising the surface ( 1 ) of the working shift ( 3 ) and the working shift ( 3 ), a more homogeneous polishing agent distribution on the substrate surface is achieved than is the case with the polishing cloths according to the prior art.

Damit das erfindungsgemäß präparierte Poliertuch absolut eben auf den Polierteller geklebt werden kann, wird die Rückseite (Stützschicht (5)) des Poliertuches mittels einer Nadelwalze leicht perforiert, um eine Luftblasenbildung beim Aufkleben des Poliertuches auf den Polierteller zu verhindern. So that the polishing cloth prepared according to the invention can be glued absolutely evenly onto the polishing plate, the back side (supporting layer (backing layer) 5 )) of the polishing cloth slightly perforated by means of a needle roller to prevent air bubbles when sticking the polishing cloth on the polishing plate.

Da ein Polierteller üblicherweise Unterschiede in der lokalen Ebenheit von bis zu ± 50 µm aufweisen kann, muss das auf den Polierteller aufgeklebte Poliertuch vor dem Polierprozess an die jeweilige individuelle Tellerform der Poliermaschine angepasst werden. Diese Anpassung, dass erste Tuchdressing, und die notwendigen Methoden dazu sind beispielsweise in den Schriften EP 2 345 505 A2 oder US 6,682,405 B2 beschrieben. Since a polishing plate usually differences in local flatness of up to ± 50 μm, the polishing cloth adhered to the polishing plate must be adapted to the respective individual dish shape of the polishing machine before the polishing process. This adaptation, that first cloth dressing, and the necessary methods for this are, for example, in the writings EP 2 345 505 A2 or US 6,682,405 B2 described.

Für das erfindungsgemäße Verfahren zur Politur mindestens einer Scheibe aus Halbleitermaterial mit einem geschäumten Poliertuch, in dessen aktive Oberfläche kleine Löcher (4) eingebracht sind, erfolgt die Reinigung der aktiven Poliertuchoberfläche bevorzugt nach einer festgelegten Anzahl von Polierfahrten, wobei das Poliertuch auf dem Polierteller verbleibt.For the method according to the invention for polishing at least one slice of semiconductor material with a foamed polishing cloth, in whose active surface small holes ( 4 ), the cleaning of the active polishing cloth surface preferably takes place after a fixed number of polishing runs, the polishing cloth remaining on the polishing pad.

Bevorzugt erfolgt die Tuchreinigung als Bürstenreinigung. Hierzu werden die (biegsamen) Borsten der Bürste an der Tuchoberfläche (1) unter Einsatz von Anpressdruck entlang bewegt und dringen an den offenen Poren (2) und den eingebrachten kleinen Löchern (4) in der Tuchoberfläche (1) etwas in das Tuch ein, wodurch eine sehr intensive, oberflächennahe Reinigung der aktiven Poliertuchoberfläche, stattfindet. Oberflächennahe Partikel werden mittels Scherkraft entfernt, wobei durch die mechanische Wirkung der Borsten bei geschäumten Poliertüchern nur eine oberflächennahe Reinigung stattfindet.The cloth cleaning is preferably carried out as a brush cleaning. For this purpose, the (flexible) bristles of the brush on the cloth surface ( 1 ) are moved along with application of pressure and penetrate the open pores ( 2 ) and the introduced small holes ( 4 ) in the cloth surface ( 1 ) something in the cloth, whereby a very intensive, near-surface cleaning of the active polishing cloth surface takes place. Near-surface particles are removed by shearing force, whereby only a near-surface cleaning takes place due to the mechanical action of the bristles in foamed polishing cloths.

Ebenfalls bevorzugt erfolgt die Tuchreinigung mittels eines sehr fein verteilten, unter Hochdruck stehenden Mediums, z.B. Wasser in einer für die Halbleiterindustrie üblichen Reinheit (DIW). Der sehr feine, unter hohem Druck stehende Medienstrahl, der beispielsweise über Düsen entsprechend verteilt ist, dringt durch die kleinen Löcher (4) tiefer in die Arbeitsschicht (3) ein als die Borsten der Reinigungsbürsten, was in einer besseren Tiefenreinigung des Tuches resultiert. Poliermittel- bzw. sonstige Medienreste werden so wirkungsvoll aus den kleinen Löchern (4) und die durch die kleinen Löcher (4) erschlossenen Poren (2) entfernt bzw. neutralisiert, so dass das Poliertuch seine Funktion als Poliermittelreservoir aufrecht erhalten kann und es zu keiner Verstopfung der kleinen Löcher (4) und der damit erschlossenen Poren (2) im Tuchkörper kommt.Also preferably, the cloth is cleaned by means of a very finely divided, high pressure medium, eg water in a usual for the semiconductor industry purity (DIW). The very fine, high-pressure jet of media, which is appropriately distributed for example via nozzles, penetrates through the small holes ( 4 ) deeper into the working shift ( 3 ) as the bristles of the cleaning brushes, resulting in a better deep cleaning of the cloth. Polish or other media residues are so effectively from the small holes ( 4 ) and through the small holes ( 4 ) opened pores ( 2 ) so that the polishing cloth can maintain its function as a polishing agent reservoir and there is no obstruction of the small holes ( 4 ) and the pores ( 2 ) comes in the cloth body.

Bei der Tuchreinigung mittels eines sehr fein verteilten, unter Hochdruck stehenden Mediums ist der Zusatz eines Tensids zum Medium bevorzugt, auch in Kombination mit weiteren Spülschritten, die dann mit reinem Wasser, z.B. DIW (de-ionized water), erfolgen.In cloth cleaning by means of a very finely divided, high pressure medium, the addition of a surfactant to the medium is preferred, also in combination with further rinsing steps, which are then carried out with pure water, e.g. DIW (de-ionized water), done.

Bei der Tuchreinigung mittels eines sehr fein verteilten, unter Hochdruck stehenden Mediums wird die Erwärmung des Mediums ebenfalls bevorzugt. Durch eine Erhöhung der Temperatur des Reinigungsmediums auf beispielsweise 30°C wird die auf die aktive Poliertuchoberfläche wirkende Reinigungskraft erhöht.When cloth cleaning by means of a very finely divided, under high pressure medium, the heating of the medium is also preferred. By increasing the temperature of the cleaning medium to, for example, 30 ° C., the cleaning power acting on the active polishing cloth surface is increased.

Bevorzugt wird für die Hochdruckreinigung ein Medium mit einer Temperatur von mehr als 18°C verwendet. Besonders bevorzugt liegt die Medientemperatur im Bereich von 20°C bis 50°C, ganz besonders bevorzugt im Bereich 20°C bis 40°C.Preferably, a medium with a temperature of more than 18 ° C is used for the high-pressure cleaning. Particularly preferably, the medium temperature is in the range of 20 ° C to 50 ° C, most preferably in the range 20 ° C to 40 ° C.

Besonders bevorzugt ist die Kombination aus Bürsten- und Hochdruckverfahren für die Tuchreinigung. Diese kombinierte Tuchreinigung resultiert in einer besseren Effizienz und ermöglicht somit höhere Standzeiten des Poliertuches. Die Kombination der beiden Tuchreinigungsverfahren (Hochdruckverfahren bzw. Bürstenreinigung) kann dabei sequentiell, d.h. in einer festgelegten Reihenfolge oder auch gleichzeitig, d.h. simultan, realisiert werden. Particularly preferred is the combination of brush and high pressure process for cloth cleaning. This combined cloth cleaning results in better efficiency and thus enables longer service life of the polishing cloth. The combination of the two cloth cleaning methods (high-pressure method or brush cleaning) can be carried out sequentially, i. in a fixed order or simultaneously, i. e. simultaneously, be realized.

Im Fall der sequentiell stattfindenden Tuchreinigung ist es bevorzugt, aber nicht zwingend, dass zuerst eine oberflächennahe Reinigung des Poliertuchs mittels Bürste stattfindet, im Anschluss daran die tiefer liegenden Tuchbereiche – insbesondere die kleinen Löcher (4) und die damit in Verbindung stehenden Poren (2) der Arbeitsschicht (3) – gereinigt und neutralisiert werden und abschließend noch einmal eine oberflächennahe Reinigung mittels Bürste erfolgt, bei der das Tuch zu guter Letzt mit frischen Poliermedien benetzt und aufs neue präpariert wird. In the case of the sequential cloth cleaning, it is preferred, but not mandatory, first that a cleaning of the polishing cloth near the surface takes place by means of a brush, followed by the lower-lying cloth areas-in particular the small holes (FIG. 4 ) and the pores ( 2 ) of the working shift ( 3 ) - are cleaned and neutralized and finally again a near-surface cleaning done by brush, in which the cloth is finally wetted with fresh polishing media and prepared again.

Die einseitige oder gleichzeitig doppelseitige Politur einer Oberfläche bzw. der Oberflächen mindestens einer Scheibe aus Halbleitermaterial erfolgt im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt unter Zufuhr einer Flüssigkeit.The one-sided or at the same time double-sided polishing of a surface or of the surfaces of at least one slice of semiconductor material preferably takes place in the method according to the invention with the supply of a liquid.

Bei dieser Flüssigkeit handelt es sich vorzugsweise um eine Poliermittelsuspension.This liquid is preferably a polishing agent suspension.

Vorzugsweise enthält die verwendete Poliermittelsuspension Abrasive ausgewählt aus einem oder mehreren Oxiden der Elemente Aluminium, Cer und Silicium.Preferably, the polishing agent suspension used contains abrasives selected from one or more oxides of the elements aluminum, cerium and silicon.

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 Anteil des Abrasivstoffes in der Poliermittelsuspension beträgt vorzugsweise 0,25 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,25 bis 5 Gew.-% und ganz 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 5 wt .-% and most preferably 0.25 to 1 wt .-%.

Besonders bevorzugt ist die Verwendung von kolloid-disperser Kieselsäure als Poliermittelsuspension.Particularly preferred is the use of colloidally disperse silica as polishing agent suspension.

Zum Einsatz können beispielsweise die wässrigen Poliermittel Levasil® 200 und 230 von der Fa. AkzoNobel sowie Glanzox 3900® von der Fa. Fujimi kommen.Used, for example, the aqueous polishing agent Levasil® ® 200 and 230 come 3900 ® by the company. Fujimi by the company. AkzoNobel and Glanzox.

Die Poliermittelsuspension kann Zusätze wie Natriumcarbonat (Na2CO3), Kaliumcarbonat (K2CO3), Natriumhydroxid (NaOH), Kaliumhydroxid (KOH), Ammoniumhydroxid (NH4OH), Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH) enthalten.The polishing agent suspension may contain additives 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).

Die Poliermittelsuspension kann aber einen oder mehrere weitere Zusätze enthalten, beispielsweise oberflächenaktive Additive wie Netzmittel und Tenside, als Schutzkolloide wirkende Stabilisatoren, Konservierungsmittel, Biozide, Alkohole und Komplexbildner.However, the polishing agent suspension may 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.

Bevorzugt wird für die einseitige oder gleichzeitig doppelseitige Politur der Oberfläche bzw. der Oberflächen der mindestens einen Scheibe aus Halbleitermaterial eine Temperaturregelung für das Poliermittel verwendet. Bevorzugt wird die Poliermitteltemperatur in einem Bereich von 20°C bis 30°C geregelt, besonders bevorzugt liegt die Poliermitteltemperatur im Bereich von 20°C bis 25°C.Preferably, a temperature control for the polishing agent is used for the one-sided or at the same time double-sided polishing of the surface or the surfaces of the at least one slice of semiconductor material. Preferably, the polishing agent temperature is controlled in a range of 20 ° C to 30 ° C, more preferably, the polishing agent temperature is in the range of 20 ° C to 25 ° C.

Dabei kann die Regelung der Poliermitteltemperatur direkt bei der Aufgabe des Poliermittels oder aber im Rahmen eines Poliermittelrecyclingsystems mit einer Temperierung des umgewälzten Poliermittels erfolgen.In this case, the regulation of the polishing agent temperature can be carried out directly during the task of the polishing agent or as part of a polishing agent recycling system with a temperature control of the circulated polishing agent.

Erfolgt das erfindungsgemäße Verfahren als gleichzeitige Politur der Vorderseite und der Rückseite (DSP) mindestens einer Scheibe aus Halbleitermaterial, werden der obere und der untere Polierteller einer dem Stand der Technik entsprechenden Doppelseitenpoliermaschine mit den mit kleinen Löchern (4) versehenen Poliertücher belegt. If the method according to the invention is carried out as a simultaneous polishing of the front side and the rear side (DSP) of at least one slice of semiconductor material, the upper and the lower polishing plates of a prior art double-side polishing machine with small holes (FIG. 4 ) provided polishing cloths.

Bei der gleichzeitig doppelseitigen Politur mindestens einer Scheibe aus Halbleitermaterial wird die mindestens eine Scheibe aus Halbleitermaterial in eine geeignet dimensionierte Aussparung einer Läuferscheibe eingelegt, die die mindestens eine Scheibe aus Halbleitermaterial während der Politur führt.In the simultaneous double-sided polishing of at least one slice of semiconductor material, the at least one slice of semiconductor material is inserted into a suitably dimensioned recess of a carrier, which guides the at least one slice of semiconductor material during polishing.

Vorzugsweise wird die Läuferscheibe (Führungsplatte) während der Material abtragenden Bearbeitung der wenigstens einen Scheibe aus Halbleitermaterial stets genau zentrisch zwischen den Arbeitsschichten (die mit dem Poliertuch belegten Polierteller) geführt und die Rate des Materialabtrags auf Vorder- und Rückseite der wenigstens einen Scheibe aus Halbleitermaterial ist gleich.Preferably, the rotor disc (guide plate) is always exactly centered between the working layers (the polishing pad occupied with the polishing pad) during the material-removing machining of at least one slice of semiconductor material and the rate of material removal on the front and back of the at least one slice of semiconductor material equal.

Bevorzugt wird die Geometrie des bei der gleichzeitigen doppelseitigen Politur von den zwei mit je einem Poliertuch belegten Poliertellern gebildeten Arbeitsspaltes durch geeignete Verfahren kontrolliert. Bei dieser dynamischen Arbeitsspaltkontrolle kann die Form einer Arbeitsfläche mindestens eines Poliertellers bzw. zumindest die Form einer Arbeitsfläche jenes wenigstens einen Poliertellers mechanisch oder thermisch in Abhängigkeit von der gemessenen Geometrie des Arbeitsspalts so verändert werden, dass der Arbeitsspalt eine vorgegebene Form aufweist. Ein entsprechendes Verfahren ist beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2010 024 040 A1 beschrieben.The geometry of the working gap formed in the simultaneous double-sided polishing by the two polishing plates covered with a polishing cloth is preferably controlled by suitable methods. In this dynamic gap control, the shape of a working surface of at least one polishing plate or at least the shape of a working surface that at least one polishing plate mechanically or thermally depending on the measured geometry of the working gap can be changed so that the working gap has a predetermined shape. A corresponding method is for example in the German patent application DE 10 2010 024 040 A1 described.

Bevorzugt wird sowohl für die erfindungsgemäße einseitige als auch gleichzeitig doppelseitige Politur der Oberfläche bzw. der Oberflächen der mindestens einen Scheibe aus Halbleitermaterial mit einem geschäumten Poliertuch, in dessen aktive Oberfläche kleine Sacklöcher (4) eingebracht sind, eine Regelung der Poliertellertemperatur bevorzugt. For both the one-sided and at the same time double-sided polishing of the surface or the surfaces of the at least one slice of semiconductor material with a foamed polishing cloth in whose active Surface small blind holes ( 4 ), a control of the polishing plate temperature is preferred.

Bevorzugt erfolgt das erfindungsgemäße Verfahren mit einem bzw. zwei temperierten Poliertellern, wobei die Temperatur des/der Polierteller bevorzugt im Bereich von 20°C bis 25°C liegt.Preferably, the method according to the invention is carried out with one or two tempered polishing plates, wherein the temperature of the / the polishing plate is preferably in the range of 20 ° C to 25 ° C.

Besonders bevorzugt entspricht die Poliertellertemperatur während des Polierprozesses der Poliermitteltemperatur.Particularly preferably, the polishing plate temperature during the polishing process corresponds to the polishing agent temperature.

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Claims (13)

Verfahren zum Polieren mindestens einer Scheibe aus Halbleitermaterial, umfassend das Polieren einer oder gleichzeitig beider Seiten der mindestens einen Scheibe aus Halbleitermaterial, in Gegenwart eines Poliermittels, mit einem Poliertuch oder in einem von einem oberen und einem unteren mit jeweils einem Poliertuch belegten Polierteller gebildeten Arbeitsspalt, wobei die aktive Poliertuchoberfläche, umfassend die mit der Scheibe in Kontakt kommende Oberfläche (1) der Arbeitsschicht (3) und die Arbeitsschicht (3) des Poliertuches, Poren (2) aufweist, mit kleinen Löchern (4) versehen ist und in einen radial innen liegenden und einen radial außen liegenden Bereich gegliedert ist.A method of polishing at least one wafer of semiconductor material, comprising polishing one or both sides of the at least one wafer of semiconductor material, in the presence of a polishing agent, with a polishing cloth or in a working nip formed by a top and a bottom polishing pad each having a polishing cloth, wherein the active polishing cloth surface comprising the disk contacting surface ( 1 ) of the working shift ( 3 ) and the working shift ( 3 ) of the polishing cloth, pores ( 2 ), with small holes ( 4 ) is provided and is divided into a radially inner and a radially outer region. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Oberfläche des Poliertuches aus einem Polyurethanschaum besteht.A method according to claim 1, characterized in that the active surface of the polishing cloth consists of a polyurethane foam. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die kleinen Löcher (4) als Sacklöcher ausgebildet sind, die mit einem Winkel α im Bereich von 45° bis 90° zur aktiven Oberfläche des Poliertuches in die Oberfläche (1) und die Arbeitsschicht (3) des Poliertuches eingebracht sind.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the small holes ( 4 ) are formed as blind holes, which at an angle α in the range of 45 ° to 90 ° to the active surface of the polishing cloth in the surface ( 1 ) and the working shift ( 3 ) of the polishing cloth are introduced. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die kleinen Löcher (4) einen Durchmesser von 0,1 bis 2 mm haben.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the small holes ( 4 ) have a diameter of 0.1 to 2 mm. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die kleinen Löcher (4) in einem regelmäßigen oder in einem unregelmäßigen Muster in die aktive Oberfläche des Poliertuches eingebracht sind. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the small holes ( 4 ) are introduced in a regular or in an irregular pattern in the active surface of the polishing cloth. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass kleinen Löcher (4) mit einer flächenbezogenen Dichte in der aktiven Oberfläche des Poliertuches vorhanden sind, wobei die flächenbezogene Dichte im radial innen liegenden Tuchbereich (1b) unterschiedlich oder gleich ist zur flächenbezogenen Dichte im radial außen liegenden Tuchbereich (1a).Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that small holes ( 4 ) with a surface-related density in the active surface of the polishing cloth, the area-related density in the radially inner area of the cloth (FIG. 1b ) is different or equal to the area-related density in the radially outer area of the cloth ( 1a ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Tuchoberfläche (1) eingebrachten kleinen Löcher (4) einen Teil der Poren (2) der aktiven Oberfläche miteinander verbinden.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the cloth surface ( 1 ) introduced small holes ( 4 ) a part of the pores ( 2 ) connect the active surface together. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der gleichzeitigen Politur der Vorder- und der Rückseite der mindestens einen Scheibe aus Halbleitermaterial die Geometrie des aus den mit jeweils einem Poliertuch belegten oberen und unteren Polierteller gebildeten Arbeitsspaltes einstellbar ist. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the simultaneous polishing of the front and the back of the at least one disc of semiconductor material, the geometry of the formed from each occupied with a polishing cloth upper and lower polishing plate working gap is adjustable. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des mit einem Poliertuch belegten Poliertellers eine Temperatur ausgewählt aus dem Bereich von 20°C bis 25°C hat.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the temperature of the polishing pad occupied with a polishing pad has a temperature selected from the range of 20 ° C to 25 ° C. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des zugeführten Poliermittels gleich der Temperatur des mit einem Poliertuch belegten Poliertellers ist.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the temperature of the supplied polishing agent is equal to the temperature of the polishing pad occupied with a polishing pad. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des zugeführten Poliermittels eine Temperatur ausgewählt aus dem Bereich von 20°C bis 25°C hat. Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the temperature of the supplied polishing agent has a temperature selected from the range of 20 ° C to 25 ° C. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Poliertuch mittels einer Kombination aus Bürsten- und Hochdruckreinigung unter Verwendung eines flüssigen Mediums gereinigt wird.A method according to claim 1, characterized in that the polishing cloth is cleaned by means of a combination of brush and high-pressure cleaning using a liquid medium. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Medium eine Temperatur von mehr als 18°C hat.A method according to claim 12, characterized in that the liquid medium has a temperature of more than 18 ° C.
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