DE2007865A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Polieren einer Silicium-Oberflache - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Polieren einer Silicium-OberflacheInfo
- Publication number
- DE2007865A1 DE2007865A1 DE19702007865 DE2007865A DE2007865A1 DE 2007865 A1 DE2007865 A1 DE 2007865A1 DE 19702007865 DE19702007865 DE 19702007865 DE 2007865 A DE2007865 A DE 2007865A DE 2007865 A1 DE2007865 A1 DE 2007865A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- polishing
- silicon
- plating solution
- disk
- silicon wafer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 57
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims description 57
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims description 57
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 22
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims description 21
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 18
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims description 13
- -1 mercury cations Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 claims description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 12
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical group [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910001987 mercury nitrate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- DRXYRSRECMWYAV-UHFFFAOYSA-N nitrooxymercury Chemical compound [Hg+].[O-][N+]([O-])=O DRXYRSRECMWYAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L phthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C([O-])=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02002—Preparing wafers
- H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
- H01L21/02008—Multistep processes
- H01L21/0201—Specific process step
- H01L21/02024—Mirror polishing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
- B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
- B24B37/10—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping
- B24B37/102—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping the workpieces or work carriers being able to rotate freely due to a frictional contact with the lapping tool
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F3/00—Brightening metals by chemical means
- C23F3/04—Heavy metals
- C23F3/06—Heavy metals with acidic solutions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
Böblingen, 17. Februar 1970 ru-ba
Anmelderin: International Business Machines
Corporation, Armonk, N.Y. 10504
Amtl. Aktenzeichen: Neuanmeldung
Aktenzeichen der Anmelderin: Docket FI 9-69-001
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Polieren von Silicium-Oberflächen, insbesondere von Siliciumplättchen
zur Herstellung von integrierten Halbleiterschaltungen.
Halbleitereinheiten, wie integrierte monolithische Schaltungen,
Transistoren, Dioden, passive Einheiten usw., werden durch verschiedene additive Techniken, wie Diffusion und epitaxiales Aufwachsen
auf planare Silicium-Oberflachen, gebildet. Die Perfektion
dieser planaren Silicium-Oberflache in bezug auf die Oberflächenstruktur
bis zu einer Größenordnung von einigen 8, Oberflächenebenheit, Gleichförmigkeit und Freiheit von chemischen
Schädigungen ist eine Grundforderung für die Herstellung von Halbleitern. Die Bedeutung ist aus dem Umstand zu ersehen, daß
009837/2107
heutzutage mehr als 20 000 aktive und passive Einheiten auf einem Siliciumplättchen von 32 mißgebildet werden. Die Oberflächenebenheit
des Plättchens wird bei der photolithographischen Maskierung sehr kritisch wegen der ständigen Forderung, die Abmessungen
der Einheiten zu verringern. Eine Vergrößerung des Abstandes
zwischen der Oberfläche der Maske und des Plättchens, hervorgerufen
durch beträchtliche Abweichungen vom idealen planaren Plättchen, beeinflußt die Bildauflösung feiner Einheitenstrukturen
auf der Oberfläche des Plättchens. Diese Unebenheit wird zur Kante des Plättchens hin immer stärker. Daraus ergeben sich an
der Peripherie des Plättchens fehlerhafte Einheiten. Wie groß ^ der Bereich mit den fehlerhaften Einheiten ist, hängt von dem
Ausmaß der Unebenheit des Plättchens ab. Die Charakteristik der Oberflächenstruktur über das ganze Plättchen hinweg ist auch deswegen
von größter Wichtigkeit, weil sie auch im Plättchen fehlerhafte Einheiten erzeugen kann. Mechanische oder physikalische Defekte
und Unregelmäßigkeiten in der planaren Silicium-Oberfläche
erzeugen außerdem gerade noch oder nicht mehr brauchbare Einheiten auf der gesamten Oberfläche, die auch eine Vergeudung von
Produktionszeit und -kosten darstellen.
Zur Lösung dieser kritischen Probleme wurden bisher schon zahlreiche
Verfahren bekannt. Zu einigen dieser Verfahren gehören das . Polieren durch Aufdampfen, das chemische Ätzen, die Elektropoli-™
tür, mechanisches Läppen und Polieren sowie die Anwendung mehrerer
dieser Polierschritte nacheinander. Beim Polieren planarer Siliciumplättchen besteht das erste Verfahren im allgemeinen aus
einem Abschleifen und Polieren mit Poliermitteln von zunehmender Feinheit. Mit diesem mechanischen Polieren lassen sich die meisten
Kratzer und Grübchen in der Oberfläche entfernen. Die Poliermittel selbst beschädigen jedoch die Kristalloberfläche in Abhängigkeit
von der Partikelgröße des Poliermittels und den Umgebungsbedingungen, wie Druck und Temperatur. Daher ist der letzte
Schritt beim Polieren im allgemeinen ein chemisches Ätzen zur Entfernung dieser Schäden im Siliciumplättchen. Während sich mit
diesen Verfahren zwar die Oberflächencharakteristik von Silicium-
009837/2107
Oberflächen für die Herstellung von Halbleitern wesentlich verbessern
läßt, sind sie doch zeitaufwendig und erzeugen nicht
eine planare kristallographisch perfekte Silicium-Oberflache.
Außerdem sind mit diesen Verfahren die Erzielung von Ebenheit und die Reduzierung der Feinstruktur der Oberfläche des polierten
Plättchens auf ein Minimum noch nicht vollständig gelöst.
In der amerikanischen Patentanmeldung (Serial-Nr. 549 586) ist
außerdem ein Silber-Austauschplattierungs- und Polierverfahren beschrieben, welches polierte und planare Silicium-Oberflachen
liefert. Dieses Verfahren liefert eine ausgezeichnete Politur des Siliciums, wenn dieses Fremdatome in normalen Mengen ent- i
hält. Wo das Silicium jedoch mit Fremdatomen stark dotiert ist, d. h. N oder P Silicium und die Fremdatome in der zu polierenden
Siliciumflache hervorragen, läßt sich mit dem erwähnten
Verfahren die Silicium-Oberflache nicht bis zur gewünschten Perfektion
polieren.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Polieren von Silici'^-Oberflächen unter
besonderer Beachtung der geforderten Ebenheit zu schaffen, ungeachtet
der Konzentration von Fremdatomen in dem zu polierenden Siliziumplättchen.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht in einem Verfahren, das da- I durch charakterisiert ist, daß dem mechanischen Poliervorgang
ein chemischer Poliervorgang überlagert ist, indem während des mechanischen Polierens der Oberfläche eines Siliciumplättchens
kontinuierlich eine Uberschußmenge einer Austausch-Plattierungslösung,
die Quecksilberkationen und Fluoranionen enthält, zugeführt wird.
Durch dieses Befeuchten der Silicium-Oberfläche mit der Lösung ergibt sich eine Austauschplattierung des Quecksilbers auf der
Silicium-Oberfläche. Das gleichzeitige und kontinuierliche Abwischen
der Silicium-Oberfläche entfernt das Quecksilber —·*-. <ue<-.
009837/2107
BAD ORIGINAL
erhabenen Bereichen auf dieser Oberfläche. Das Quecksilber ist. ein weiches oder pastenförmiges Material und hat keine hohe
Oberflächenhaftung am Silicium oder an den darin befindlichen
Partikeln von Fremdatomen, d. h. es baut sich also keine Ouecksilberschicht
um die hervorragenden Fremdatome auf der Silicium-Oberfläche auf und die resultierende polierte Oberfläche ist von
überragender Qualität, ungeachtet der Dotierungskonzentration
im Silizium. Auf diese Weise wird die Silicium-Oberflache in einen
Zustand großer Perfektion mit einer sehr guten Feinstruktur und cane jegliche Beschädigung versetzt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Zeichnungen näher erklärt. Ls zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht mit teilweisem Schnitt eines Gerätes für die Anwendung des erfindungsgemäßen Polierverfahrens;
Fig. 2 eine Draufsicht des in Fig. 1 gezeigten Gerätes und
Fig. 3A, 3B, 3C und 3D
das Problem der bisherigen Technik in Fällen, in denen große erhabene Stellen von Fremdatomen bei der Austauschpolitur
auftreten.
Die planare Siliciumoberflache, die im allgemeinen als Ausgangsflache
für die additiven Verfahren zur Erzeugung von Halbleitern benutzt wird, hat die Form eines dünnen inoi ohristal 1 i non
Siliciumplättchens. Dif.-ne Siliciumplättchr η werden aus Zylindern
eines monokristallinen Siliciums erzrugt und auf einer Läppmaschine
mit einem feinen Schleifmittel geläppt.. Die Oberfläche den
Siliciums hat eint- einigermaßen gleichblexbende Rauheit, ist jedoch
mechanisch beschädigt. An diesem Punkt setzt das PoIi ei verfahren
der vorliegenden Erfindung ein.
a - f.emo-meciiar·; se' <:. Ve/fahiS?» ·.-.-,-=_; ■·· -.τl ivu^ivlen Erfindung kann
* cem ;n d<sN
>■ ' -,^. ■ und 2 gezeigten : r1 ■ ·. lui ;.i]:i<:-.' ührt wer-
0 0 9 8 3 7/2107
BADOBK51N«-
den. Die Poliermaschine umfaßt eine Schale 10 mit einem Flüssigkeitsauslaß
12 und einer angetriebenen Scheibe 14. Auf der Scheibe 14 ist in geeigneter Weise eine weiche feste Scheibe 16 befestigt,
die aus einem porösen Papier oder aus genoppten Textilien besteht. Die Scheibe 14 wird durch einen nicht dargestellten
geeigneten Antrieb angetrieben, der an die Welle 18 gekuppelt ist. Die zu polierenden Siliciumplättchen 25 werden an der kleineren
Scheibe 20 in geeigneter Weise angeklebt oder anderweitig befestigt. Diese Scheibe 20 mit den darauf befestigten Siliciumplättchen
25 wird durch den Arm 22 mit seinen Lagerflächen 26 unter einem auf die Welle 28 aufgebrachten Druck P gegen die
Fläche 16 gedrückt. Der Arm 22 ragt vom Rand der Schale 1O7wo |
er besfestigt ist, in die Mitte und liegt neben der Platte 10 in der Bahn, die durch die Drehung der Scheibe 14 verursacht
wird. Die Oberfläche des Siliciumplättchens wird kontinuierlich mit einer überschußmenge einer Austausch-Plattierungslösung befeuchtet,
und diese Lösung fließt von einem Behälter 30 durch die Drosselöffnung 32 auf die Oberfläche 16 der sich drehenden
Scheibe 14. Die überschüssige Flüssigkeit wird vom Rand der Drehscheibe 14 weggespült und fließt durch die AuslaufÖffnung 12 ab.
In den Fig. 3A, 3B, 3C und 3D ist schematisch in starker Vergrößerung
das Polierverfahren des oben zitierten Patentes dargestellt, bei dem ein stark dotiertes Siliciumplättchen 40, wel- j
ches N - oder P -leitend ist, poliert wird und nicht aus Silicium bestehende Erhebungen 42 homogen im Plättchen verteilt sind.
Das Plättchen 40, in dem die nicht aus Silicium bestehenden Erhebungen oder Partikel 42 verteilt sind, wird schrittweise poliert
und seine Oberfläche abgetragen, bis gemäß Darstellung in
Fig. 3B einer der Partikel 42 an der polierten Oberfläche erscheint. Die Silicium-Oberflache wird durch die gleichzeitige
Austauschplattxerung und das Abwischen weiter abgetragen. Der freigelegte Partikel 42 und der unmittelbar umgebende Teil der
Silicium-Oberflache wird mit Kupfer plattiert. Durch das Wischen
wird die Politur der übrigen Oberfläche fortgesetzt, kommt jedoch im Bereich des Partikels 42 nicht zur Wirkung, der nicht im Aus-
009837/210 7
tausch plattiert wird und daher auch nicht wegpoliert wird, wie es in Fig. 3C gezeigt ist. Wenn sich der Partikel 42 über die
Oberfläche erhebt, wird eine weitere umgebende Siliziumflache
nicht von dem plattierten Metall freigewischt und dadurch die Politur in diesem zusätzlichen Bereich gestoppt. Somit wird ein
"Hügel" aus Silicium, gebildet, der den Partikel umgibt, bis der Partikel durch die beim kontinuierlichen Abwischen wirkende Kraft
abgeschert wird. Die resultierende Struktur ist in Fig. 3D gezeigt. Durch weiteres Polieren wird natürlich auch dieser "Hügel"
entfernt, wenn das Verfahren jedoch beendet ist, ist die Oberfläche des Plättchens nicht perfekt.
Aus dieser Beschreibung geht hervor, daß der Effekt eines großen nicht aus Silicium bestehenden Partikels, der selbst auch
in einem optischen Mikroskop nicht zu sehen ist (in Röntgenaufnahmen sind diese Partikel als schwarze Punkte zu sehen), darin
besteht, daß ein vergrößerter Hügel neben dem Partikel entsteht. Dieser Hügel ist mit bloßem Auge zu sehen. Kleinere Partikel
werfen kleinere Probleme auf, da sie abgeschert werden und der kleine Hügel durch die Austauschplattierung und das gleichzeitige
Abwischen wegpoliert wird.
Es wurde festgestellt, daß durch Verwendung von Quecksilber als Austausch-Plattierungsmetall die oben erwähnten Probleme gelöst
werden. Die Quecksilberplattierung nimmt auf dem Silicium eine weißgefärbte pastenartige Form an und bildet keinen festen Metallfilm.
Das Quecksilber läßt sich mit dem Polierpapier oder -tuch leicht abwischen, da es eine geringe Adhäsion an der Silicium-Oberfläche
aufweist und infolgedessen das im vorhergehenden Absatz beschriebene Problem nicht vorliegt.
Besonders vorteilhaft ist die Quecksilberplattierung in mono-
+ + kristallinen Siliciummaterialien, die N - und P -dotiert sind.
Bei diesen Konzentrationen von Freradatomen befinden sich im Silicium
Erhebungen aus Fremdatomen. Diese Erhebungen bilden sich
aufgrund der engen Nachbarschaft zur maximalen Löslichkeit der
009837/2107
Fremdatome im Silicium oder durch die zum Aufwachsen oder zur
Bildung des Silicium-Monokristalles erforderliche Verarbeitung. Das Problem der Erhebungen ändert sich abhängig von der jeweils
vorliegenden Verunreinigung, stellt sich jedoch bei allen P und N -Verunreinigungen. Das Problem liegt z. B. vor bei arsenischen
und antimonartigen N-Verunreinigungskonzentrationen in der
1 8
Größe von 1 χ 10 .
Zwischen der polierten Plättchenoberfläche und der polierenden
Oberfläche muß eine relative Bewegung stattfinden. Der aufzubringende Druck ist besonders kritisch, um die gewünschten Polierergebnisse
zu erzielen. Bei höheren Geschwindigkeiten der über die Polierplatte bewegten Plättchen kann der Druck verringert
werden. Die Drehscheibe 20 sollte außerdem relativ zur Platte noch gedreht werden. Die Drehung kann durch die Platte 14 oder
durch einen externen Antrieb erreicht werden. Die Drehung kann durch die Drehung der Platte 14 induziert werden, wobei ein passendes
Gewicht oder ein entsprechender Druck P auf die Platte
wirkt.
Beim letzten Schritt des Verfahrens wird die Polierplatte von Resten der Polierlösung und der größte Teil des Quecksilbers
von der polierten Silicium-Oberfläche entfernt. Dabei wird einfach
die zufließende Plattierungslösung durch ein nichtplattierendes
Mittel, wie Wasser, ersetzt, so daß kein Silicium mehr entfernt wird, und danach wird das Quecksilber entfernt.
Um die Quecksilberionen in die Plattierungslösung zu bringen,
wird Quecksilbernitrat bevorzugt, weil es keine unerwünschten Verunreinigungen in die Lösung einbringt. Mit dem gleichen Erfolg
läßt sich auch Sulfat verwenden. Die Halogene, wie z. B. Chlorid, sind weniger erwünscht, da ihre komplexen Tendenzen
mit den Quecksilber- und den Ammoniumionen dazu neigen, das Ausmaß der Siliciumentfernung zu reduzieren.
Das folgende Beispiel dient lediglich dem besseren Verst j
009837/21 07
der Erfindung, und Abweiehungen können von Fachleuten selbstverständlich
vorgenommen werden, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen.
Ein Zylinder aus monokristallinem (ill) P-dotiertem (Bor do-
1 5 tiere, Störstellenkonzentration 1,7 χ lü , Bahnwiderstand 8
υ um «ein) Silicium von 32 mm Durchmesser wurde in eine große An-
lühi /on Scheiben von ungefähr 3üö μ Dicke geschnitten. Din
Ot:r * lachen ier Scheiben wurden mit einer Läppverbindung von
12 μ geläppt. Die Plättchen wurden dann im Ultraschallverfahren
* mit Wasser ur.-I Seife gereinigt. Je eine Gruppe von 9 Plättchen wurde
auf Platten 20 mit Glykolphthalatharz aufgeklebt. Die Plättchen
wurden koplanar auf einer Läppmaschine unter Verwendung eines iiluminium-bchleifmittels von 5/u geläppt. Dann wurde die in
den Fign. 1 und 2 gezeigte Poliermaschine benutzt. Der Durchmesser
der Platte 14 betrug 37,5 cm, der der Platte 20 13,5 cm. Für die Oberflächenschicht Ib wurde das Material Microcloth verwendet.
Die Platte 14 drehte sich mit 72 Umdrehungen pro Minute, die ^oll-Tzeit betrug 120 Minuten. Die Konzentration von Ammoniumfluorid
und Quecksilbernitrat in der Plattierungslösung betrug 6 N DZW. 0,3 N, der pH-Wert 6,5. Nach 119 Minuten Polierens wurde
axe Polierlösung durch Wasser ersetzt, das eine Minute lang
durch die öffnung 32 auf die Platte strömte. Dann wurde die Ma-
P schine gestoppt, die Plättchen mit Wasser gereinigt und dann von
der blatte 20 genommen. Anschließend wurden die Plättchen durch
Eintauchen in Azeton von dem Glykolphtalatkleber gereinigt. Das restliche Quecksilber wurde dann mit heißer konzentrierter Salpetersäure
entfernt.
009837/2107
Claims (5)
1. Verfahren zum Polieren von Silicium-Oberflachen, insbesondere
von Siliciumplättchen zur Herstellung von integrierten Halbleiterschaltungen, dadurch gekennzeichnet, daß dem mechanischen
Poliervorgang ein chemischer Poliervorgang überlagert ist, indem während des mechanischen Polierens der
Oberfläche eines Siliziumplättchens kontinuierlich eine überschußmenge
einer Austausch-Plattierungslösung, die Quecksilberkationen und Fluoranionen enthält, zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am
Ende des Polierverfahrens der Zufluß der chemischen Austausch-Plattierungslösung
gestoppt wird und danach ein nichtplattierendes Mittel (Wasser) zwecks Reinigung zugeführt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austausch-Plattierurigslösung einen pH-Wert kleiner
7 hat.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb einer sich drehenden mit einer Polierschicht (16) versehenen Scheibe i
(14) zur Aufnahme von Siliciumplättchen (25) eine weitere Scheibe (20), die unter einem bestimmten Druck (P) unter
Drehung die Siliciumplättchen (25) gegen die Polierschicht (16) drückt, angeordnet ist und daß oberhalb der beiden Scheiben
(14 und 20) ein Behälter (30) für die Austausch-Plattierungslösung und unter dieser Scheibe eine Schale (10) zur Aufnahme
der ablaufenden Flüssigkeiten angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliciumplättchen (25) zur Halterung an der Scheibe (10) mittels
Kleber befestigt werden.
009837/2107
JO
Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US80473969A | 1969-02-28 | 1969-02-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2007865A1 true DE2007865A1 (de) | 1970-09-10 |
| DE2007865C2 DE2007865C2 (de) | 1982-04-22 |
Family
ID=25189706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2007865A Expired DE2007865C2 (de) | 1969-02-28 | 1970-02-20 | Verfahren und Vorrichtung zum Polieren einer Siliciumoberfläche |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3615955A (de) |
| JP (1) | JPS4824664B1 (de) |
| CH (1) | CH523972A (de) |
| DE (1) | DE2007865C2 (de) |
| FR (1) | FR2031154A5 (de) |
| GB (1) | GB1244463A (de) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3857123A (en) * | 1970-10-21 | 1974-12-31 | Monsanto Co | Apparatus for waxless polishing of thin wafers |
| US3841031A (en) * | 1970-10-21 | 1974-10-15 | Monsanto Co | Process for polishing thin elements |
| US3818649A (en) * | 1972-12-18 | 1974-06-25 | H Klievoneit | Method for fabricating a discfile |
| US4010757A (en) * | 1974-02-19 | 1977-03-08 | Jula James L | Auxiliary tool for removing electrode from holder |
| US3979239A (en) * | 1974-12-30 | 1976-09-07 | Monsanto Company | Process for chemical-mechanical polishing of III-V semiconductor materials |
| JPS54110783A (en) * | 1978-02-20 | 1979-08-30 | Hitachi Ltd | Semiconductor substrate and its manufacture |
| US4357204A (en) * | 1981-06-01 | 1982-11-02 | Honeywell Inc. | Chemically machined spectral grating |
| US4435247A (en) | 1983-03-10 | 1984-03-06 | International Business Machines Corporation | Method for polishing titanium carbide |
| US4910155A (en) * | 1988-10-28 | 1990-03-20 | International Business Machines Corporation | Wafer flood polishing |
| US5104828A (en) * | 1990-03-01 | 1992-04-14 | Intel Corporation | Method of planarizing a dielectric formed over a semiconductor substrate |
| US5527423A (en) * | 1994-10-06 | 1996-06-18 | Cabot Corporation | Chemical mechanical polishing slurry for metal layers |
| JP2616736B2 (ja) * | 1995-01-25 | 1997-06-04 | 日本電気株式会社 | ウエーハ研磨装置 |
| US5617631A (en) * | 1995-07-21 | 1997-04-08 | Xerox Corporation | Method of making a liquid ink printhead orifice plate |
| US6056851A (en) * | 1996-06-24 | 2000-05-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Slurry supply system for chemical mechanical polishing |
| US6386960B1 (en) | 1996-10-16 | 2002-05-14 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Chemical-mechanical polishing method and apparatus |
| US6336845B1 (en) | 1997-11-12 | 2002-01-08 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for polishing semiconductor wafers |
| US6431959B1 (en) | 1999-12-20 | 2002-08-13 | Lam Research Corporation | System and method of defect optimization for chemical mechanical planarization of polysilicon |
| KR20020086949A (ko) * | 2000-04-11 | 2002-11-20 | 캐보트 마이크로일렉트로닉스 코포레이션 | 실리콘 옥사이드의 선택적 제거를 위한 시스템 |
-
1969
- 1969-02-28 US US804739*A patent/US3615955A/en not_active Expired - Lifetime
-
1970
- 1970-01-16 FR FR7001690A patent/FR2031154A5/fr not_active Expired
- 1970-02-06 JP JP45010056A patent/JPS4824664B1/ja active Pending
- 1970-02-12 GB GB6740/70A patent/GB1244463A/en not_active Expired
- 1970-02-20 DE DE2007865A patent/DE2007865C2/de not_active Expired
- 1970-02-25 CH CH271170A patent/CH523972A/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1244463A (en) | 1971-09-02 |
| US3615955A (en) | 1971-10-26 |
| DE2007865C2 (de) | 1982-04-22 |
| CH523972A (de) | 1972-06-15 |
| FR2031154A5 (de) | 1970-11-13 |
| JPS4824664B1 (de) | 1973-07-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2007865A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Polieren einer Silicium-Oberflache | |
| EP0001794B1 (de) | Verfahren zum Herstellen einer gegetterten Halbleiterscheibe | |
| DE69731019T2 (de) | Verfahren zu Herstellung eines monokristallinen Halbleiterwafers mit hochglanzpolierter Oberfläche, unter Benutzung eines Gasphasen-Ätz- und eines Aufwärm-Schrittes, und durch dieses Verfahren hergestellter Wafer | |
| DE69835469T2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines geklebten Substrates | |
| DE1621473A1 (de) | Verfahren zum Polieren von Halbleiteroberflaechen,insbesondere von Oberflaechen von Siliciumkoerpern und Vorrichtung zum Durchfuehren des Verfahrens | |
| DE102009037281B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer polierten Halbleiterscheibe | |
| DE19905737A1 (de) | Halbleiterscheibe mit verbesserter Ebenheit und Verfahren zur Herstellung der Halbleiterscheibe | |
| DE2906470A1 (de) | Halbleitersubstrat und verfahren zu seiner herstellung | |
| DE2706519A1 (de) | Verfahren zum reinigen der oberflaeche von polierten siliciumplaettchen | |
| DE112011102252T5 (de) | Verfahren zum Polieren von Siliziumwafern | |
| DE10338088A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Glassubstrats für einen Maskenrohling, Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlings, Verfahren zur Herstellung einer Transfermaske, Verfahren zur Herstllung eines Halbleiterbauelements, Glassubstrat für einen Maskenrohling, Maskenrohling und Transfermaske | |
| DE112015003941T5 (de) | Verfahren zum Polieren eines Silicium-Wafers | |
| DE112005003745B4 (de) | Aufschlämmzusammensetzung für das chemisch-mechanische Polieren zum Polieren von polykristallinem Siliciumfilm und Verfahren zur Herstellung derselben | |
| DE1216651B (de) | Verfahren zum polierenden Abtragen von einkristallinen Halbleiterkoerpern, insbesondere Halbleiterscheiben | |
| DE2438877A1 (de) | Verfahren zum polieren von cadmiumtellurid-oberflaechen | |
| DE112017007968T5 (de) | Doppelseitiges polierverfahren für einen siliziumwafer | |
| DE1018555B (de) | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung, insbesondere einer Kristalldiode oder eines Transistors, deren halbleitender Koerper mit wenigstens einer aufgeschmolzenen Elektrode versehen ist | |
| DE69737880T2 (de) | Oberflächenbehandlung für mikrobearbeitung | |
| DE10302611B4 (de) | Polierte Halbleiterscheibe und Verfahren zu deren Herstellung und Anordnung bestehend aus einer Halbleiterscheibe und einem Schild | |
| DE2441352A1 (de) | Verfahren zum polieren von zinkselenid | |
| DE112017004349T5 (de) | Verfahren zum Läppen eines Halbleiterwafers und Halbleiterwafer | |
| DE2540430C2 (de) | Verfahren zum Zerteilen eines aus einkristallinem Material bestehenden Halbleiterplättchens | |
| DE102008044646A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe | |
| DE102005028166A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung einer Halbleiterscheibe mit einem Ätzmedium | |
| DE1521794A1 (de) | Vorrichtung zum chemischen Polieren von Halbleiterscheiben |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |