DE102014112817A1 - Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren eines Substrats - Google Patents

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    • H01L21/30625With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing

Abstract

Es wird ein Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren eines Substrats angegeben. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines Substrats (1), ein Bereitstellen einer chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung (P) mit einer chemischen Komponente (C) und einer mechanischen Komponente (M). Weiterhin umfasst das Verfahren ein chemisch-mechanisches Polieren (CMP) des Substrats (1), wobei eine mechanische Behandlung des Substrats (1) mit der mechanischen Komponente (M) und eine chemische Behandlung mit der chemischen Komponente (C) erfolgt, und die chemische Komponente (C) ein Oxidationsmittel (O) umfasst, welches H2O2 umfasst, und eine Konzentration von H2O2 in der chemischen Komponente (C) zumindest 3% beträgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren eines Substrats.
  • Bei üblichen chemisch-mechanischen Poliermitteln werden Chemikalien angewandt, etwa NaClO, welche eine hohe Aggressivität gegenüber den Anlagen zum chemisch-mechanischen Polieren eines Substrats aufweisen. Weiterhin ist mit der Anwendung solcher Chemikalien ein enormer Aufwand zur Abwasseraufbereitung verbunden um schädigende Umwelteinflüsse gering zu halten. Ebenso behindert die Anwendung stark aggressiver Chemikalien die Wartung der Anlagen etwa durch ätzende Reste von Chemikalien oder stark unangenehme Gerüche.
  • Alternativ besteht die Möglichkeit mechanisch dominierte Abtragungsmechanismen zum Polieren anzuwenden. Solche Verfahren weisen allerdings im Allgemeinen eine geringere Abtragsrate auf und führen zu einer schlechteren Oberflächenqualität von Substraten verglichen mit chemisch-mechanischen Poliervorgängen.
  • Vor allem erweist es sich als schwierig, einen Polierprozess bereitzustellen, welcher die folgenden Bedingungen erfüllt: Anlagenverträglichkeit zu marktüblichen Schleif- und Polierautomaten, Kompatibilität mit einem Produktmix weiterer Halbleitermaterialien, Hochvolumentauglichkeit und Vollautomatisierung. Mit anderen Worten kommen die meisten chemisch-mechanischen Poliermittel in dedizierten Anlagen zum Einsatz.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren eines Substrats anzugeben, welches sich durch hohe Oberflächenqualität des behandelten Substrats sowie gute Anlagen- und Umweltverträglichkeit auszeichnet.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum chemisch-mechanischen Polieren eines Substrats erfolgt ein Bereitstellen eines Substrats und ein Bereitstellen einer chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung mit einer chemischen Komponente und einer mechanischen Komponente.
  • Zur Bearbeitung eines Substrats beispielsweise für die Herstellung von Wafern für elektronische Bauelemente oder Halbleiterbauelemente werden Oberflächen des Substrats planarisiert indem vorteilhaft Unebenheiten der Oberfläche abgetragen werden. Zur Fertigung von elektronischen Bauelementen, wie etwa Halbleiterbauelementen in integrierten Schaltungen werden extrem ebene Substratoberflächen benötigt. Beispielsweise kann so bei Anwendungen, bei welchen die Abstrahlrichtung wichtig ist, etwa bei Laseranwendungen, ein Verkippen von einzelnen Bauelementen auf einer unebenen Oberfläche vermieden werden.
  • Die chemische Komponente der Polierzusammensetzung, sowie eine mechanische Komponente als Suspension, können vorteilhaft als Polierflüssigkeit auf das Substrat aufgebracht werden. Die mechanische Komponente der Polierzusammensetzung zum chemisch-mechanischen Polieren umfasst beispielsweise Strukturen zum Abreiben des chemisch bearbeiteten Substrats. Hierbei können beispielsweise der Inhalt der Chemikalien, der Anteil an Strukturen oder Teilchen zum Abreiben des Substrats sowie deren Größenverteilung, die Viskosität, die chemische Stabilität und vorteilhaft die Wirkung auf Polieranlagen und Umwelt variiert werden.
  • Als Grundlage der chemischen Komponente eignet sich beispielsweise eine vom Hersteller Fujimi bereitgestellte alkalische Chemiekomponente für Polieranlagen, insbesondere RDS 10903 Part B (diese weisen anorganische Salze und pH = 12.3 auf). Solche chemischen Grundkomponenten können vorteilhaft in ihrer chemischen Zusammensetzung verändert werden, um etwa die Beeinträchtigung der Polieranlage zu verringern. Beispielsweise kann die chemische Komponente als ein Ätzsystem dienen, wobei vorteilhaft auf Chemikalien wie beispielsweise NH3 oder NaClO verzichtet werden kann, wobei deren Wirkung durch eine andere Chemikalie ersetzt wird. Dies ist vorteilhaft, da NaClO aggressiv für Polieranlagen ist und NH3 einen strengen Geruch verursacht. So ist es möglich, Poliermittel einzusetzen, welche nur geringfügig bis nicht aggressiv gegenüber Anlagen und Umwelt sind ohne eine verringerte Polierqualität des Substrats hinnehmen zu müssen. Vor allem Eigenschaften wie Abtragrate und Oberflächenqualität sowie Bruchstabilität des polierten Substrats bleiben gegenüber herkömmlichen chemisch mechanischen Poliermethoden in gleicher Qualität erhalten.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt ein chemisch-mechanisches Polieren (CMP) des Substrats, wobei eine mechanische Behandlung des Substrats mit der mechanischen Komponente und eine chemischen Behandlung mit der chemischen Komponente erfolgt. Die chemische Komponente umfasst vorzugsweise ein Oxidationsmittel, welches H2O2 umfasst. Eine Konzentration von H2O2 in der chemischen Komponente beträgt zumindest 3%.
  • Mittels eines Oxidationsmittels wird vorteilhaft eine zu polierende Oberfläche des Substrats in ihrer chemischen Konsistenz verändert, insbesondere oxidiert, wobei ein Härtegrad der zu polierenden Oberfläche verändert wird. Durch eine Behandlung der Oberfläche des Substrats mit einem Oxidationsmittel, insbesondere einem H2O2 umfassenden Oxidationsmittel, sind die dabei entstehenden Oxidationsprodukte teilweise einfach von der Oberfläche des Substrats abzulösen, vorteilhaft wasserlöslich. Die Entfernung von Oxidationsprodukten, welche sich nicht einfach, beispielsweise mittels Wasser, von der Oberfläche des Substrats ablösen lassen, erfolgt mittels der mechanischen Komponente, beispielsweise durch Abreibung. Das Abreiben findet durch eine Bewegung der Polierflüssigkeiten auf dem Substrat statt. Beispielsweise wird die Polierflüssigkeit mittels eines Tuches über die Oberfläche des Substrats bewegt. Dabei ist es möglich, das chemisch-mechanische Polieren des Substrats während der Herstellung von elektronischen oder Halbleiterbauteilen anzuwenden um ebene Flächen von Substraten oder Schichten innerhalb des Bauteils durch Planarisierung zu erzeugen. Dies wird erreicht durch eine entsprechende Wahl der chemischen und mechanischen Komponente, die vorzugsweise nur das zu polierende Material bearbeitet.
  • Um das chemisch-mechanische Polieren vorteilhaft nicht nur in dedizierten Anlagen ausführen zu können, wird vorteilhaft eine für Polieranlagen schwach bis nicht aggressive chemische Komponente angewandt. Beispielsweise kann auf das übliche NaClO oder NH3 zumindest teilweise oder vorzugsweise gänzlich verzichtet werden. Dadurch ergibt sich eine einfachere und sichere Handhabung des Polierprozesses. Die Beeinträchtigung der Polierkomponenten, insbesondere der Polieranlage, kann deutlich verringert werden und der Polierprozess kann als Teil einer Prozesskette integriert in Anlagen durchgeführt werden, welche neben dem Polieren auch weitere Prozesse am Substrat durchführen, insbesondere nicht dediziert sind. Weiterhin ist die Wartung der Anlagen einfacher und ungefährlicher, so treten durch den Verzicht auf NH3 nahezu keine strengen Gerüche auf.
  • Beträgt die Konzentration von H2O2 zumindest 3% der gesamten chemischen Komponente, kann ein Substrat mit einer resultierenden Qualität der Oberfläche poliert werden, welche der Qualität nach einer Anwendung von herkömmlichen Polierzusammensetzungen, beispielsweise mit NaClO oder NH3 entspricht.
  • Es kann eine bekannte chemische Komponente, beispielsweise eine vom Hersteller Fujimi bereitgestellte alkalische Chemiekomponente für Polieranlagen, insbesondere RDS 10903 Part B mit einer H2O2 Konzentration von zumindest 3% im Poliermittel angewandt werden. Des Weiteren ist es möglich, die H2O2 Konzentration in einer bekannten Chemiekomponente auf zumindest 3% zu erhöhen. Damit ergibt sich die Möglichkeit ein Substrat chemisch-mechanisch zu polieren und auf chemische Komponenten wie NaClO oder NH3 vorteilhaft zu verzichten.
  • Vorteilhafterweise ist das Polieren mit einer vorgegebenen Qualität der polierten Substratoberfläche auch mit diesem veränderten Verfahren gewährleistet, beispielsweise kann vorzugsweise eine gleiche Oberflächenqualität erzielt werden. Ein Maß hierfür ist eine Rauheit Ra, wobei es sich beispielsweise um eine mittlere Rauheit handelt, und die mittlere Rauheit Ra weniger als 2 nm beträgt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird eine chemische Komponente verwendet, welche kein NaClO und kein NH3 umfasst.
  • Durch die Anwendung einer chemischen Komponente, welche kein NaClO und kein NH3 umfasst wirkt das Poliermittel vorteilhaft nur wenig bis nicht aggressiv gegenüber der Polieranlage und der Umwelt. Der Polierprozess kann somit vorteilhaft als Teil einer Prozesskette integriert in Anlagen durchgeführt werden, welche neben dem Polieren auch weitere Prozesse am Substrat durchführen, insbesondere nicht dediziert sind, da kein besonderer Anlagenschutz gegen das Poliermittel erforderlich ist. Weiterhin ist die Wartung der Anlagen einfacher und ungefährlicher, so treten durch den Verzicht auf NH3 nahezu keine strengen Gerüche auf.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens werden durch das Oxidationsmittel entstandene Oxidationsprodukte mittels mechanischer Behandlung vom Substrat abgetragen.
  • Durch das Oxidationsmittel wird eine zu polierende Oberfläche des Substrats vorteilhaft in ihrem Härtegrad verändert, insbesondere erfolgt dies durch Oxidation. Die Oxidation schwächt dabei vorteilhaft die Stärke der Bindung der oxidierten Oberschicht des Substrats mit dem Substratmaterial unterhalb der oxidierten Schicht. Auf diese Weise wird das Abtragen von Unebenheiten der Substratoberfläche erleichtert. Das Abtragen erfolgt vorteilhaft mittels der mechanischen Komponente, beispielsweise durch Abreiben.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Substrat verwendet, welches GaAs umfasst. Bei einem Substrat, welches GaAs umfasst, bewirkt ein Oxidationsmittel die Oxidation zu Oxidationsprodukten, welche sich teilweise gut mit Wasser (As2O3 oder As2O5), und teilweise mit einer mechanischen Einwirkung, beispielsweise Abreiben (Ga2O3), vom nicht-oxidierten Substratmaterial entfernen lassen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird eine mechanische Komponente verwendet, welche abrasive Teilchen umfasst. Mittels abrasiver Teilchen kann der Abreibungseffekt des chemisch-mechanischen Polierens mit Vorteil enorm gesteigert werden. Als abrasive Teilchen dienen dabei vorteilhaft Festkörperstrukturen, beispielsweise kleine Kugeln. Dabei besteht die Anforderung, dass der Härtegrad der abrasiven Teilchen größer ist als der Härtegrad der Oxidationsschicht des Substrats, beispielsweise des GaAs-Substrats, damit eine Reibung der abrasiven Teilchen auf der Oberfläche der Oxidationsschicht des GaAs diese mechanisch abtragen kann. Die mechanische Komponente kann die abrasiven Teilchen umfassen, so dass diese beispielsweise in einer Polierflüssigkeit enthalten sind und mittels eines Tuches über die Oberfläche des Substrats bewegt werden. Alternativ könnte das Polieren auch ohne die chemische Komponente nur als mechanisches Polieren ausgeführt werden, wenn der Härtegrad der abrasiven Teilchen den des Substrats übersteigt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine mechanische Komponente verwendet, wobei die abrasiven Teilchen SiO2 umfassen. Die abrasiven Teilchen weisen einen ausreichenden Härtegrad gegenüber einer Oxidationsschicht eines Substrats auf. So kann die Oxidationsschicht mit Vorteil durch die SiO2 Teilchen abgetragen werden. Gegenüber dem nicht-oxidierten Substratmaterial ist bei entsprechender Wahl des Substratmaterials und des Materials der abrasiven Teilchen der Härtegrad der abrasiven Teilchen jedoch vorteilhaft nicht nennenswert höher, so dass beim mechanischen Polieren kein oder nur geringfügiges Abtragen des nicht-oxidierten Substratmaterials erfolgt, nachdem das oxidierte Substratmaterial abgetragen ist. Dies ist bei SiO2 Teilchen der Fall.
  • Die SiO2 Teilchen können Teil einer vorgegebenen mechanischen Komponente sein, beispielsweise DSH-101 vom Hersteller Fujimi.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird das chemisch-mechanische Polieren durchgeführt bis eine vorgegebene Rauheit einer Oberfläche des Substrats unterschritten wird. Durch das fortdauernde Ausführen des Verfahrens kann vorteilhaft der Grad des Polierens (der Planarisierung) erhöht werden bis eine gewünschte und im Rahmen der Methode erzielbare Oberflächenqualität und Abtragsmenge des Substrats erzielt wird und oberflächennahe Schädigungen hinreichend entfernt sind. So kann vorteilhaft auch eine stark unebene Oberfläche sehr gut planarisiert werden, da nach mehrmaliger Oxidation und Abtragung auch markant ausgeprägte Unebenheiten abgetragen werden können.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, mögliche Fehlerstellen oder Beschädigungen, beispielsweise Mikrorisse, des Substratmaterials (der Gitterstruktur) oberflächennah zu entfernen. Solche Fehlerstellen oder Beschädigungen entstehen durch das Bereitstellen des Substrats, etwa durch Dünnschleifen.
  • Das chemisch-mechanische Polieren kann durchgeführt werden, bis ein gewünschter Abtrag und eine gewünschte Rauheit der Substratoberfläche, im Rahmen der durch die Poliermethode erzielbaren Rauheiten der Oberfläche, erreicht ist.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird das chemisch-mechanische Polieren durchgeführt bis eine mittlere Rauheit einer Oberfläche des Substrats von weniger als 2 nm erreicht wird.
  • Die Rauheit von polierten Substraten kann im nm-Bereich liegen, beispielsweise kann die mittlere Rauheit im Falle von GaAs Substraten vorzugsweise weniger als 2 nm betragen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird das chemisch-mechanische Polieren durchgeführt, bis eine Oberfläche des Substrats spiegelnd wird.
  • Das Substrat kann vorteilhaft auch mit einer spiegelnden Oberfläche ausgebildet werden, indem die zu unterschreitende mittlere Rauheit auf einen geringen Wert, beispielsweise auf eine mittlere Rauheit von Ra geringer als 10 nm, angesetzt wird.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird das chemisch-mechanische Polieren in einer Anlage gemeinsam mit weiteren Prozessen zur Behandlung des Substrats durchgeführt. Durch eine gesteigerte Anlagenverträglichkeit kann das Verfahren des chemisch-mechanischen Polierens mit weiteren Prozessen durchgeführt werden, mit anderen Worten kann vorteilhaft auf die Durchführung des Verfahrens in einer dedizierten Anlage verzichtet werden. So kann mit Vorteil das chemisch-mechanische Polieren in eine ganze Prozesskette zur Be- und Verarbeitung des Substrats eingebunden werden, wobei vorteilhaft nur eine Anlage nötig ist. Beispielsweise kann nach dem Polieren eine Verarbeitung des Substrats in ein Halbleiterbauelement erfolgen. Der chemisch-mechanische Polierprozess kann auch in vollautomatischen und kombinierten Schleif- und Poliermaschinen eingesetzt werden. Die Anlagen müssen dabei vorteilhaft nicht besonders chemieresistent sein.
  • Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus dem im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiel.
  • Es zeigen:
  • 1a eine schematische Darstellung der Anwendung einer chemischen Komponente einer chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung auf ein Substrat in einer Seitenansicht auf das Substrat bei einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens, und
  • 1b die Anwendung einer mechanischen Komponente eines chemisch-mechanischen Poliervorgangs auf ein Substrat in einer Seitenansicht auf das Substrat bei dem Ausführungsbeispiel.
  • Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die in den Figuren dargestellten Bestandteile sowie die Größenverhältnisse der Bestandteile untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen.
  • Die 1a zeigt ein Substrat 1 in einer Seitenansicht. Das Substrat weist eine Oberfläche 3 mit einer Rauheit R auf, welche mittels des chemisch-mechanischen Poliervorgangs poliert wird. Die Rauheit R der Oberfläche des Substrats 1 wird durch das Polieren verringert. Eine chemisch-mechanische Polierzusammensetzung P wird auf die zu polierende Substratoberfläche 3 angewandt. Vorteilhaft umfasst die Polierzusammensetzung P eine chemische und eine mechanische Komponente, welche auf die Oberfläche 3 angewandt werden. Die chemische Komponente C umfasst vorteilhaft ein Oxidationsmittel O.
  • Als Grundlage zur chemischen Komponente eignet sich beispielsweise eine vom Hersteller Fujimi bereitgestellte alkalische Chemiekomponente für Polieranlagen, insbesondere RDS 10903 Part B. Solche chemischen Grundkomponenten C können vorteilhaft in ihrer chemischen Zusammensetzung verändert werden um die Beeinträchtigung der Polieranlage zu verringern. Beispielsweise kann eine für Anlagen und Umwelt aggressive Chemikalie wie beispielsweise NH3 oder NaClO durch eine weniger aggressive Chemikalie ersetzt werden und somit vorteilhaft auf NH3 oder NaClO größtenteils, insbesondere vollständig, verzichtet werden. So ist es möglich, die Aggressivität von Poliermitteln P gegenüber Anlagen und Umwelt herabzusetzen ohne eine Einschränkung in der Polierqualität des Substrats 1 hinnehmen zu müssen. Vor allem Eigenschaften wie Abtragrate und Oberflächenqualität sowie Bruchkraft des polierten Substrats 1 bleiben gegenüber herkömmlichen chemisch mechanischen Poliermethoden in gleicher Qualität erhalten.
  • Das Oxidationsmittel O umfasst vorteilhaft H2O2 mit einer Konzentration von H2O2 in der chemischen Komponente C von zumindest 3%.
  • Es kann eine chemische Komponente C, beispielsweise eine vom Hersteller Fujimi bereitgestellte alkalische Chemiekomponenten für Polieranlagen, insbesondere RDS 10903 Part B, als Grundlage für eine chemische Komponente dienen. Dabei wird im Falle von GaAs-Subatraten die H2O2 Konzentration in der Chemiekomponente RDS 10903 Part B auf zumindest 3% erhöht.
  • Mittels eines Oxidationsmittels O wird vorteilhaft eine zu polierende Oberfläche 3 des Substrats 1 in ihrer chemischen Konsistenz verändert, insbesondere oxidiert. Durch eine Behandlung der Oberfläche 3 des Substrats 1 mit einem Oxidationsmittel O, insbesondere einem H2O2 umfassenden Oxidationsmittel, sind die dabei entstehenden Oxidationsprodukte teilweise einfach von der Oberfläche 3 des Substrats abzulösen, vorteilhaft wasserlöslich. Die Entfernung von Oxidationsprodukten, welche sich nicht einfach, beispielsweise mittels Wasser, von der Oberfläche des Substrats ablösen lassen, erfolgt mittels der mechanischen Komponente des Poliervorgangs nach 1b.
  • Durch die Anwendung einer chemischen Komponente C, welche kein NaClO und kein NH3 umfasst, wirkt das Poliermittel vorteilhaft nur wenig bis nicht aggressiv gegenüber der Polieranlage und der Umwelt. Der Polierprozess kann somit vorteilhaft als Teil einer Prozesskette integriert in Anlagen durchgeführt werden, welche neben dem Polieren auch weitere Prozesse am Substrat durchführen, insbesondere nicht dediziert sind, da kein besonderer Anlagenschutz gegen das Poliermittel erforderlich ist.
  • Die 1b zeigt das Substrat 1 in einer Seitenansicht gemäß der 1a während der Behandlung des Substrats 1 mit der chemischen und der mechanischen Komponente. Die vor dem chemisch-mechanischen Polieren CMP unebene Oberfläche des Substrats wird während dem Polieren durch das Oxidationsmittel behandelt, wonach durch die Tiefenwirkung der Oxidation des Substratmaterials das Substrat 1 eine Oxidationsschicht 2 aufweist. Diese Oxidationsschicht 2 kann vorteilhaft je nach Material des Substrats einfach, beispielsweise mit Wasser, vom nicht-oxidierten Material des Substrats zumindest teilweise abgelöst werden. Bei GaAs-Substraten sind oxidierte Produkte As2O3 und As2O5 gut wasserlöslich. Die Oxidationsschicht 2 folgt dabei der Struktur der Substratoberfläche. Das Abtragen der nichtlöslichen Teile der Oxidationsschicht 2 erfolgt mittels der mechanischen Komponente M, insbesondere durch mechanisches Abreiben. Falls die Tiefe der Oxidationsschicht im Substrat geringer ist als die Rauheit, werden durch das mechanische Abtragen nur die Spitzen der rauhen Oberfläche abgetragen. Nach Abtragen der Oxidationsschicht 2 resultiert eine vorteilhaft planarisierte Oberfläche des Substrats 1, von welcher gegenüber dem unpolierten Substrat Unebenheiten entfernt wurden. Um die Planarisierung zu verbessern kann die Dauer des chemisch-mechanischen Polierens verlängert werden und somit mehr Substratmaterial abgetragen werden.
  • Mit Hilfe abrasiver Teilchen T kann der Abreibungseffekt bei der mechanischen Komponente M mit Vorteil gesteigert werden. Als abrasive Teilchen T dienen dabei vorteilhaft Festkörperstrukturen, beispielsweise kleine Kugeln. Auch andere feste Strukturen sind anwendbar, solange die Anforderung, dass der Härtegrad der festen Strukturen größer ist als der Härtegrad der Oxidationsschicht 2 des Substrats und geringer oder ähnlich ist als der Härtegrad des Substrats 1, erfüllt ist. Die mechanische Komponente M kann die abrasiven Teilchen T umfassen. Die abrasiven Teilchen sind vorteilhaft in der Polierflüssigkeit enthalten. Alternativ können sie abrasiven Teilchen auch Teil eines Tuches sein, mit welchem die Oxidationsschicht 2 mechanisch poliert wird. Als abrasive Teilchen T können vorteilhaft SiO2 Kugeln angewandt werden, welche Teil einer mechanischen Komponente sind.
  • Das Verfahren kann vorteilhaft durchgeführt werden, bis der Grad des Polierens eine gewünschte Vorgabe erreicht. Es ist möglich das Substrat 1 vorteilhaft mit einer spiegelnden Oberfläche 3 auszubilden, indem eine zu unterschreitende Rauheit R auf einen sehr geringen Wert gesetzt wird. Das beschriebene Verfahren erzielt gegenüber herkömmlichen chemisch-mechanischen Poliermethoden zumindest die gleiche Polierqualität.
  • Vorteilhafterweise ist das Polieren mit einer vorgegebenen Qualität der polierten Substratoberfläche möglich, beispielsweise kann vorzugsweise eine mittlere Rauheit Ra von weniger als 2 nm erzielt werden.
  • Durch das in Dauer variable Ausführen des Polierverfahrens CMP ist es vorteilhaft möglich, Fehlerstellen oder Beschädigungen, beispielsweise Mikrorisse, des Substratmaterials zu entfernen. Solche Fehlerstellen oder Beschädigungen entstehen z. B. bei der Bearbeitung des Substrats, etwa durch Dünnschleifen.
  • Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims (10)

  1. Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren (CMP) eines Substrats (1), umfassend: – Bereitstellen eines Substrats (1), – Bereitstellen einer chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung (P) mit einer chemischen Komponente (C) und einer mechanischen Komponente (M), und – chemisch-mechanisches Polieren (CMP) des Substrats (1), wobei – eine mechanische Behandlung des Substrats (1) mit der mechanischen Komponente (M) und eine chemische Behandlung mit der chemischen Komponente (C) erfolgt, – die chemische Komponente (C) ein Oxidationsmittel (O) umfasst, welches H2O2 umfasst, und eine Konzentration von H2O2 in der chemischen Komponente (C) zumindest 3% beträgt.
  2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die chemische Komponente (C) kein NaClO und kein NH3 umfasst.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem durch das Oxidationsmittel (O) entstandene Oxidationsprodukte mittels mechanischer Behandlung vom Substrat (1) abgetragen werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Substrat (1) GaAs umfasst.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die mechanische Komponente (M) abrasive Teilchen (T) umfasst.
  6. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die abrasiven Teilchen (T) SiO2 umfassen.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das chemisch-mechanische Polieren (CMP) durchgeführt wird bis eine vorgegebene Rauheit (R) einer Oberfläche (3) des Substrats (1) unterschritten wird.
  8. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem das chemisch-mechanische Polieren (CMP) durchgeführt wird bis eine mittlere Rauheit einer Oberfläche (3) des Substrats (1) weniger als 2 nm beträgt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das chemisch-mechanische Polieren (CMP) durchgeführt wird bis eine Oberfläche (3) des Substrats (1) spiegelnd wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das chemisch-mechanische Polieren (CMP) in einer Anlage gemeinsam mit weiteren Prozessen zur Behandlung des Substrats (1) durchgeführt wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1485440B1 (de) * 2002-02-11 2008-09-24 DuPont Air Products NanoMaterials L.L.C. An feststoff gebundener radikalbildender aktivator und verwendung zur verbesserung von formulierungen für das chemisch-mechanische polieren
US20090159845A1 (en) * 2005-09-30 2009-06-25 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Polishing slurry, method of treating surface of gaxin1-xasyp1-y crystal and gaxin1-xasyp1-y crystal substrate

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