DE3939661C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des
Einbaues von Kupfer in Siliciumscheiben beim chemomechani
schen Polieren in Gegenwart eines Poliermittels in wäßrigem
alkalischem Medium.
Mit zunehmender Integrationsdichte der Bauelemente steigen
die Anforderungen an die Qualität der eingesetzten Halblei
terscheiben sowohl hinsichtlich der Scheibengeometrie als
auch hinsichtlich der Reinheit. Eine wichtige Forderung
besteht darin, die Kontamination der Scheibenoberfläche und
des Scheibeninneren mit Metallen möglichst gering zu halten.
Dies gilt insbesondere für Verunreinigungen mit Kupfer, da
dieses Element häufig sehr unangenehme Wirkungen zeigt und
beispielsweise, wenn es in Silicium auftritt, in starkem
Maße das Oxidwachstum wie auch die elektrischen Eigenschaf
ten beeinflußt. Dabei wird das Kupfer bereits in Konzen
trationen wirksam, die sich mit den herkömmlichen
analytischen Methoden wie z. B. der Atomabsorptionsspektro
skopie (AAS), der Sekundärionenmassenspektrometrie (SIMS)
oder der Instrumentellen Neutronenaktivierungsanalyse (INAA)
nicht erfassen lassen. Letztlich ist aus diesem Grund eine
wirksame Dekontamination nahezu ausgeschlossen, da sich
mangels einer genügend empfindlichen analytischen Methode
auch der Erfolg oder Mißerfolg von Dekontaminationsmaßnahmen
nicht zuverlässig beurteilen läßt. Erfahrungsgemäß besteht
die höchste Kontaminationsgefahr bei chemomechanischen
Poliervorgängen, bei denen ein alkalisches Poliermittel,
welches ein Poliersol, -gel oder feste mechanisch wirksame
Polierkomponenten enthält, auf das Poliertuch aufgebracht
wird und zur Einwirkung auf eine oder beide Scheibenoberflä
chen kommt.
Derartige Poliermittel, die auch Zusätze von Aminen oder
Alkoholen enthalten können, sind beispielsweise in den
Patentschriften DD 1 47 589 und US 38 74 129 beschrieben.
Andererseits ist in manchen Fällen wiederum eine starke
Kupferaufnahme durch die Scheiben erwünscht, beispielsweise
um ein kontaminiertes Poliersystem mit Hilfe von das Kupfer
getternden Scheiben zu dekontaminieren oder kupferreiche
Siliciumscheiben herzustellen, auf denen sich beispielsweise
durch bestimmte Temperaturschritte Kupfersilicidschichten im
Oberflächenbereich erzeugen lassen.
Die Aufgabe der Erfindung lag somit darin, ein Verfahren
anzugeben, nach dem sich die Aufnahme von Kupfer durch
Siliciumscheiben beim Poliervorgang steuern läßt, so daß
gezielt beispielsweise zu analytischen Zwecken eine starke,
oder z. B. zur Minimierung der Kontamination eine schwache
Kupferaufnahme durch die Siliciumscheibe eingestellt werden
kann.
Überraschend wurde nun gefunden, daß beim Poliervorgang
Kupfer aus wäßrigen Phasen dann besonders gut in Silicium
eingebaut wird, wenn es in quadratisch planar koordinierter
Form vorliegt. Der Einbau erfolgt unerwartet sogar, obwohl
durch das Polieren ständig Material von der Scheibenoberflä
che abgetragen wird. Hingegen kann der Kupfereinbau verhin
dert werden, wenn das Kupfer in der wäßrigen Phase in eine sich
von der quadratisch planaren Koordination unterscheidende, wie
etwa die tetraedrisch koordinierte Form übergeführt wird.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren, bei
dem dem Poliermittel zur Erhöhung der Einbaurate Komplexliganden
zugesetzt werden, durch
welche das Kupfer in wäßrigem Medium in quadratisch plana
rer Koordination gehalten wird, während zur Erniedrigung der
Einbaurate dem Poliermittel Komplexliganden zugesetzt wer
den, durch welche das Kupfer in wäßrigem Medium in einen sich von der
quadratisch planaren Koordination unterscheidenden Koordination gehalten
wird.
Unter quadratisch planarer Koordination sind dabei solche
Anordnungen zu verstehen, bei denen das Kupfer als Zentral
atom von vier im wesentlichen in einer Ebene liegenden
Liganden umgeben ist. Einen Grenzfall stellen solche Kupfer
komplexe dar, bei denen zusätzlich zu den das Kupfer-Zen
tralatom quadratisch planar koordinierenden Liganden jeweils
über und unter der Quadratfläche ein weiterer, in der Regel
von diesen verschiedener Ligand wie etwa ein Lösungsmittel
molekül (z. B. Wasser) sich, wenn auch nur schwach gebunden,
in der Koordinationssphäre des Kupfers befindet. Derartige
Anordnungen können auch als tetragonal-bipyramidal oder
stark verzerrte Oktaeder beschrieben werden; sie sollen im
folgenden jedoch aus Gründen der Einfachheit als von dem
Begriff "quadratisch planar" mit umfaßt betrachtet werden.
Komplexbildende Reagenzien, durch welche das Kupfer in
quadratisch planarer Koordination gehalten wird, sind
bekannt und können beispielsweise Lehr- oder Handbüchern für
Anorganische Chemie (z. B. Gmelins Handbuch der Anorganischen
Chemie, Band Cu, Teil B, Lieferung 4 (1966), Verlag Chemie,
Weinheim, oder Cotton-Wilkinson, Inorganic Chemistry,
Interscience Publishers (John Wiley & Sons), 1962) entnommen
werden. In erster Linie kommen dafür als Lewis-Basen wirksa
me Stickstoffverbindungen, insbesondere Amine in Frage, und
zwar zweckmäßig solche, deren Löslichkeit in wäßrigem
alkalischem Medium zumindest so hoch ist, daß die minimal
erforderliche Konzentration zur Einwirkung auf das vorlie
gende Kupfer jeweils vorhanden ist. Beispiele für geeignete
Amine sind neben Ammoniak auch primäre, sekundäre oder
tertiäre aliphatische Amine wie Methyl-, Dimethyl- oder
Trimethylamin sowie die entsprechenden Ethyl-, Propyl oder
Butylverbindungen, aber auch zwei oder mehrere Stickstoff
atome im Molekül enthaltende Amine wie z. B. Ethylendiamin,
wobei natürlich stets auf eine ausreichende Löslichkeit im
wäßrigen Poliermedium zu achten ist. Dies gilt auch für die
gleichermaßen geeigneten aromatisch substituierten Amine wie
Anilin, Toluidin, Xylidin, Diphenylamin oder Phenylendiami
ne, oder auch aliphatische oder aromatische Heterocyclen mit
Stickstoff als Heteroatom, wie etwa fünf- oder sechsgliedri
ge Ringe als Grundstruktur enthaltende Verbindungen wie
Pyrolidin, Pyrolin, Pyrrol, Prolin oder Piperidin, sowie
Pyridin und Chinolinderivate. Gegebenenfalls können auch
Mischungen eingesetzt werden. Bewährt haben sich Aminanteile
von bis zu etwa 25 Vol.-%, insbesondere bis zu etwa 10 Vol.-%,
jeweils bezogen auf die in der Zeiteinheit zugegebene
Poliermittelmenge.
Auch die komplexbildenden Reagenzien, durch welche Kupfer in einer
sich von der quadratisch planaren Koordination unterscheidenden, insbesondere
tetraedrischer Koordination gehalten wird, sind bekannt und
können beispielsweise der oben genannten Literatur entnommen
werden. Bevorzugt werden in diesem Fall Alkohole verwendet,
wie etwa einwertige aliphatische, ggf. verzweigtkettige
Alkohole, z. B. Methanol, Ethanol, Propanol oder Butanol.
Auch zwei- oder mehrwertige Alkohole sowie Hydroxycarbonsäu
ren können eingesetzt werden. Beispiele für geeignete,
Kupfer tetraedrisch koordinierende Di-, Tri- oder Polyole
sind Ethylenglykol, 1.2-Propan-diol, 1.2- oder 2.3-Butan
diol, oder auch aromatische Diole wie z. B. o-Hydrochinon.
Geeignete Hydroxycarbonsäuren sind insbesondere Weinsäure,
aber auch Milch- oder Citronensäure. Die entstehenden
Kupferkomplexe können neutral oder positiv bzw. negativ
geladen sein. In jedem Fall gilt, daß die Löslichkeit der
jeweils ausgewählten Verbindung in wäßrigem alkalischem
Medium zumindest so groß sein sollte, daß die erforderliche
Konzentration zur Einwirkung auf das vorliegende Kupfer
vorhanden ist. Der Einsatz von Mischungen, die gegebenen
falls besser löslich sind als die Einzelkomponenten, ist
nicht ausgeschlossen. Allgemein haben sich Anteile dieser
Reagenzien, jeweils bezogen auf die in der Zeiteinheit
zugegebene Poliermittelmenge, von bis zu etwa 10 Vol.-% als
ausreichend erwiesen.
Der Zusatz der jeweils ausgewählten die Einbaurate des
Kupfers erhöhenden oder erniedrigenden Reagenzien kann
beispielsweise durch Beimischung zu dem Poliermittel
erfolgen, bevor oder während es in einem Reservoir vorge
legt wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Beimi
schung im Zuleitungssystem vorzunehmen, in dem das
Poliermittel zum Einsatzort auf dem Polierteller gefördert
wird. Grundsätzlich ist auch eine Beimischung unmittelbar
auf dem Polierteller nicht ausgeschlossen.
Allgemein hat es sich bewährt, bereits in der Anfangsphase,
zweckmäßig von Beginn des Poliervorganges an, die Gegenwart
von Kupfer in von der quadratisch planaren Koordination
abweichender, insbesondere tetraedrischer Koordination
haltenden Reagenzien sicherzustellen, wenn das Verfahren in
einer auf den geringen Einbau von Kupfer abzielenden Varian
te durchgeführt wird. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn
für die Herstellung elektronischer Bauelemente vorgesehene
Siliciumscheiben in einer mit Kupfer kontaminierten Umgebung
poliert werden, z. B. wenn die Polierflüssigkeiten in Kupfer-
oder Messingleitungen gefördert werden. Bei auf starken
Kupfereinbau abzielenden Verfahrensvarianten sind jedoch
auch Ausführungsformen denkbar, bei denen anstelle einer
Zufuhr von Beginn des Polierens an erst in späteren Phasen
des Poliervorganges oder in Teilschritten die Kupfer in
quadratisch planarer Koordination haltenden Reagenzien
zugesetzt werden.
Der Poliervorgang kann z. B. in Bezug auf Verfahrensparameter
wie Drehzahl, Polierdruck, Poliertemperatur, Poliertuch, und
Zeitdauer in der beim chemomechanischen Polieren von Silici
umscheiben üblichen Art und Weise durchgeführt werden und
erfordert keine zusätzlichen Maßnahmen. Beispielsweise
können als Poliermittel die üblichen alkalischen wäßrigen
Mischungen eingesetzt werden. Diese enthalten in der Regel
als mechanisch abtragend wirkende Komponente bevorzugt ein
Kieselsäuresol oder -gel, oder bisweilen feste, z. B. silica
tische Polierkomponenten, und sind mit in wäßrigem Medium
alkalisch reagierenden Verbindungen wie Alkalihydroxiden,
insbesondere Natrium- oder Kaliumhydroxid, oder alkalisch
reagierenden Salzen, wie z. B. den Carbonaten der Alkalime
talle, beispielsweise Natrium- oder Kaliumcarbonat, als
chemisch wirksamer Komponente alkalisch gestellt. Andere
mögliche Poliermittelzusammensetzungen sind beispielsweise
in dem Artikel von E. Mendel, "Polishing of Silicon",
erschienen in Solid State Technology, August 1967, S. 27-39
beschrieben, wie etwa Diamant, Aluminiumoxid oder Ceroxid
enthaltende Poliermischungen.
Das Verfahren kann bei der Einseiten-, der Zweiseiten- und
auch der sogenannten "Template"-Politur gleichermaßen gut
eingesetzt werden, wie auch bei Teilschritten der Polierpro
zesse, z. B. bei solchen, die auf einen hohen Abtrag oder auf
die Entfernung der als Schleier bezeichneten Oberflächenein
trübungen abgestellt sind. Das Polieren von Siliciumscheiben
ist ohnehin grundsätzlich dem Fachmann bekannt und bedarf
daher keiner eingehenderen Erläuterung; beispielhaft wird
auf die Artikel von E. Mendel et al. in IBM Tech. Rep.
2 22 341, 2 22 342 und 2 22 343 (jeweils April 1980) und die
dort zitierte Literatur verwiesen, wo der Polierprozeß
eingehend beschrieben ist.
Mit Hilfe dieses Verfahrens gelingt es wirkungsvoll, bei
Polierprozessen den in den meisten Fällen unerwünschten
Einbau von Kupfer in die polierten Siliciumscheiben zu
unterbinden, indem in der genannten Weise dem Poliermittel
Kupfer in von der quadratisch planaren Koordination abwei
chender, insbesondere tetraedrischer Koordination haltende
Reagenzien zugesetzt werden. Andererseits kann, was biswei
len erforderlich ist, der Einbau von Kupfer wirksam unter
stützt werden, indem dem Poliermittel Kupfer in quadratisch
planarer Koordination haltende Reagenzien zugesetzt werden.
Das Verfahren kann beispielsweise ausgezeichnet zur Ermitt
lung der Kontamination von Poliersystemen mit Kupfer verwen
det werden. Zu diesem Zweck wird mindestens eine Silicium
scheibe bekannten spezifischen Widerstandes einem Polier
prozeß unterworfen, wobei dem Poliermittel Kupfer in wäßri
ger Phase in quadratisch planarer Koordination haltende
Komplexliganden, bevorzugt Amine wie Mono-, Di- oder
Trimethylamin, Ethylamin, Pyrrolidin, Anilin, Pyridin oder
Ammoniak zugesetzt werden. Nach der Politur wird erneut der
spezifische Widerstand der Scheibe gemessen, beispielsweise
mit der Vier-Spitzen-Methode. Ist in dem System Kupfer
vorhanden, so tritt bei p-dotiertem Silicium eine deutliche
Erhöhung des spezifischen Widerstandes ein. Bei n-dotiertem
Silicium kann unter diesen Bedingungen eine - jedoch schwä
cher ausgeprägte - Erniedrigung des spezifischen Widerstan
des beobachtet werden. Bevorzugt wird bei dieser analytisch
ausgerichteten Verfahrensvariante daher p-dotiertes Silicium
eingesetzt, da es den empfindlicheren Indikator für Kupfer
darstellt. Eine weitere Erhöhung der Empfindlichkeit kann
dadurch erzielt werden, daß dem Kontaminationsniveau ent
sprechend Silicium mit höherem oder niedrigerem spezifischem
Widerstand eingesetzt wird. Beispielsweise wurden bei der
Prüfung niedrig kontaminierter Systeme mit Vorteil Bor-
dotierte Siliciumscheiben mit einem spezifischen Widerstand
im Bereich von 100 bis 1000 Ωcm eingesetzt, bei hoch konta
minierten Systemen jedoch solche mit spezifischem Widerstand
bis etwa 10 Ωcm. Bevorzugt wird das Silicium in der (111)-
Orientierung eingesetzt, die sich der Kupferaufnahme unter
den gewählten Bedingungen als am leichtesten zugänglich
erwiesen hat.
In analoger Weise kann die Erfindung zur Ermittlung der
Gegenwart von Amin im Poliersystem verwendet werden. Anstel
le des bei der Ermittlung der Kupferkontamination vorgenom
menen Zusatzes insbesondere von Amin wird im vorliegenden
Fall dem Poliersystem Kupfer zugegeben. Dafür eignen sich
insbesondere wäßrige Lösungen, die Kupfer im zweiwertigen
Zustand enthalten, wie etwa Acetat-, Sulfat- oder Nitrat
lösungen. Die erforderlichen Konzentrationen sind gering und
liegen bevorzugt im Bereich von etwa 1 bis 1000 Gew.-ppm.
Wie bei der vorstehenden Verwendung beschrieben, kann aus
der im Verlauf des Poliervorganges eintretenden Änderung des
spezifischen Widerstandes der mindestens einen polierten
Siliciumscheibe bekannten spezifischen Widerstandes auf die
Gegenwart und meist auch den Anteil von Amin, das beispiels
weise als Stabilisator dem Poliermittel zugesetzt sein kann,
im Poliersystem geschlossen werden. Die den Einbau von
Kupfer in die Siliciumscheiben fördernde Wirkung des Amins
kann dann durch Zusatz von das Kupfer in von der quadratisch
planaren Koordination unterscheidender, insbesondere tetraedrischen
Koordination haltender Reagenzien eingedämmt oder gestoppt
werden.
Das Verfahren läßt sich weiterhin zum
Gettern von Kupfer aus kontaminierten Poliersystemen verwen
den. Zu diesem Zweck wird vorteilhaft ein- oder mehrmals
jeweils mindestens eine, günstig einen hohen Dotierstoffge
halt aufweisende, Siliciumscheibe poliert, wobei dem Polier
mittel Kupfer in quadratisch planarer Koordination haltende
Reagenzien, wie insbesondere die bereits bei der Verwendung
des Verfahrens zur Ermittlung der Kupferkontamination
genannten Amine zugegeben werden. Bevorzugt werden Scheiben
mit einem spezifischen Widerstand von 0.1 bis 0.01 Ωcm
eingesetzt, wobei vorteilhaft auf Bor-dotiertes Material
zurückgegriffen wird. Auf diese Weise kann das kontaminie
rende Kupfer während des Polierprozesses von den Getter
scheiben gleichsam aufgesaugt werden, so daß danach erneut
ein weitgehend dekontaminiertes, kupferarmes oder nahezu
kupferfreies Poliersystem zur Verfügung steht.
Durch Polieren in Gegenwart von gelöstem, in quadratisch
planarer Koordination gehaltenem Kupfer lassen sich in einer
weiteren möglichen Anwendung der Erfindung aus kupferfreien
oder kupferarmen Siliciumscheiben kupferhaltige bzw. kupfer
reiche Scheiben herstellen. Dies kann beispielsweise durch
Zugabe von aminhaltigen wäßrigen Lösungen von Kupferverbin
dungen wie Kupfersulfat, Kupfernitrat oder Kupferacetat zur
Poliermittellösung während des Poliervorganges geschehen.
Durch die Zeitdauer des Polierens kann dabei der letztlich
in das Silicium eingebaute Kupferanteil beeinflußt werden.
Gewöhnlich lassen sich durch den Kupfereinbau beim Polieren
Anteile bis zu etwa 1 · 1019 Atomen Cu/cm3 Si erreichen. Die
erhaltenen kupferreichen Siliciumscheiben können beispiels
weise zur Herstellung von an der Oberfläche mit Kupfersili
cid überzogenen Siliciumscheiben eingesetzt werden.
Das Verfahren ermöglicht es damit, bei der
Politur von Siliciumscheiben gezielt den Einbau von Kupfer
zu beeinflussen, und zwar sowohl in Richtung auf eine Mini
mierung des letztlich von der Scheibe aufgenommenen Kupfer
anteils, als auch auf eine Steigerung desselben. Ein
besonderer Vorteil liegt darin, daß das Verfahren die Kon
trolle und die Dekontamination von mit Kupfer oder den
Kupfereinbau fördernden Verbindungen kontaminierten Polier
systemen ermöglicht sowie es gestattet, in solchen Systemen
trotz der Kontamination mit Hilfe der den Kupfereinbau
verhindernden Verfahrensvariante zu polierten Siliciumschei
ben zu gelangen, deren Kupferanteil einen vorgegebenen
Grenzwert nicht überschreitet.
Nachstehend wird das Verfahren an Hand von Ausführungsbei
spielen näher erläutert:
In einer handelsüblichen Anordnung zur Einzelpolitur von
Siliciumscheiben wurde nacheinander je eine Scheibe aus
tiegelgezogenem Silicium (Durchmesser ca. 10 cm, Bor-Dotie
rung, spez. Widerstand ca. 12 Ωcm, (111)-Orientierung) einem
Poliervorgang unterworfen. Bei der ersten Polierfahrt wurde
dem jeweils zugeführten, Kieselsäuresol als mechanisch
wirksame Komponente enthaltenden und mit Ammoniak auf einen
pH-Wert von ca. 12.3 alkalisch gestellten Poliermittel vor
dem Austritt auf den Polierteller eine wäßrige Nickelsul
fatlösung zugesetzt, so daß der Nickelanteil an der gesamten
Flüssigkeit ca. 1 mg/l betrug.
Beim Polieren der zweiten Scheibe, die die gleiche Spezifi
kation wie die erste aufwies, wurde anstelle der Nickellö
sung eine Eisensulfatlösung zugesetzt, wobei der Eisenanteil
an der gesamten Flüssigkeit ebenfalls ca. 1 mg/l betrug.
In der dritten Polierfahrt wurde schließlich eine Scheibe
der gleichen Spezifikation poliert, wobei durch Zusatz von
Kupfersulfatlösung das Poliermittel auf einen Kupferanteil
von ca. 1 mg/l eingestellt worden war.
Jeder Poliervorgang wurde für ca. 30 Minuten bei einer
Temperatur von ca. 25°C und einem Druck von ca. 0.1 bar
spezifisch durchgeführt. Anschließend wurde bei jeder Schei
be erneut mit Hilfe der Vierspitzen-Methode der spezifische
Widerstand gemessen. Während bei den in Gegenwart von Eisen-
oder Nickelionen polierten Scheiben keine Änderung festge
stellt werden konnte, war bei der in Gegenwart von Kupferio
nen polierten Siliciumscheibe der spezifische Widerstand auf
ca. 2064 Ωcm angestiegen. Dies bedeutete gleichzeitig eine
Kompensation des gesamten Borgehaltes in der Höhe von 1015
Atomen B/cm3 Si.
In der auch in Beispiel 1 verwendeten Anordnung wurden in
einer weiteren Reihe von Polierfahrten tiegelgezogene Sili
ciumscheiben (Durchmesser ca. 10 cm, spez. Widerstand ca.
10.9 Ωcm, Bor-Dotierung, (111)-Orientierung) poliert. Als
Poliermittel kam eine ein Kieselsäuresol enthaltende, mit
Ammoniak alkalisch gestellte wäßrige Lösung zum Einsatz,
der ca. 1 Gew.-ppm Cu2+ zugefügt war. Die Poliertemperatur
betrug ca. 25°C, der Druck ca. 0.1 bar spezifisch, und der
pH-Wert des Poliermittels ca. 12.3.
Bei der ersten Polierfahrt wurde dem Poliermittel als Kupfer
in von der quadratisch planaren verschiedener Koordination
haltender Komplexligand Ethylenglykol zugesetzt, und zwar in
einer Konzentration von ca. 2 Mol/l und von Beginn des
Poliervorganges an. Nach ca. 30 Minuten wurde die Scheibe
entnommen und der spezifische Widerstand gemessen. Es konnte
keine Änderung festgestellt werden.
Danach wurde eine weitere Scheibe unter den selben Bedingun
gen für 2 Stunden poliert. Auch hier ergab sich keine Ände
rung des spezifischen Widerstandes.
Bei weiteren, jeweils 30minütigen bzw. 2stündigen Polier
fahrten wurden in analoger Weise zwei Siliciumscheiben der
gleichen Spezifikation poliert, wobei dem Poliermittel
anstelle von Ethylenglykol Weinsäure, und zwar ebenfalls in
einer Konzentration von 2 Mol/l und von Beginn des Polier
vorganges an, zugesetzt wurde. Auch hier konnte bei keiner
Scheibe eine Änderung des spezifischen Widerstandes festge
stellt werden.
Zur Kontrolle wurde anschließend unter ansonsten gleichen
Bedingungen eine weitere Siliciumscheibe der selben Spezifi
kation ohne Zusatz von Kupfer in einer sich von der quadratisch plana
ren Koordination unterscheidenden Koordination haltenden
Komplexliganden, sondern nur in Gegenwart von Kupfer und
Ammoniak poliert. In diesem Fall lag das Kupfer also in
quadratisch planarer Koordination vor. Bereits nach 30
Minuten Polierzeit war bei der so polierten Scheibe der
spezifische Widerstand auf ca. 2000 Ωcm angestiegen.
In einem weiteren Kontrollversuch wurde eine Siliciumscheibe
in einem kupfer- und ammoniakfreien System poliert. Das
Poliermittel war mit Natronlauge auf einen pH-Wert von ca.
12.3 eingestellt und enthielt ebenfalls ein Kieselsäuresol
als mechanisch wirksame Poliermittelkomponente. Temperatur
und Druck entsprachen den Werten der vorherigen Versuche.
Nach zwei Stunden wurde auch bei dieser Scheibe der spezifi
sche Widerstand gemessen. Er hatte sich im Verlauf des
Poliervorganges von einem Anfangswert von ca. 9.3 Ωcm auf
ca. 9.9 Ωcm erhöht.
Claims (10)
1. Verfahren zur Steuerung des Einbaues von Kupfer in Siliciumscheiben
beim chemomechanischen Polieren in Gegenwart
eines Poliermittels in wäßrigem alkalischem Medium,
wobei dem Poliermittel zur Erhöhung der Einbaurate
Komplexliganden zugesetzt werden, durch welche das
Kupfer in wäßrigem Medium in quadratisch planarer Koordination
gehalten wird, während zur Erniedrigung oder
Unterbindung der Einbaurate dem Poliermittel Komplexliganden
zugesetzt werden, durch welche das Kupfer in
wäßrigem Medium in einer sich von der quadratisch planaren Koordination unterscheidenden,
insbesondere tetraedrischen Koordination gehalten
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als das Kupfer in wäßriger Lösung in quadra
tisch planarer Koordination haltende Komplexliganden
als Lewis-Basen wirksame Stickstoffverbindungen,
insbesondere Amine eingesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Amine aus der Gruppe Ammoniak, Mono-, Di-,
Trimethyl- oder -ethylamin, Pyrrolidin, Anilin,
Pyridin, Ethylendiamin ausgewählt werden.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Polierprozeß zugleich
Kupfer und Amin zugegeben und bei Erreichen eines
gewünschten Kupfergehaltes die Siliciumscheiben entnommen
werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als das Kupfer in wäßriger Lösung in einer sich von der
quadratisch planaren Koordination unterscheidenden, insbesondere
tetraedrischen Koordination haltende Reagenzien ein-
oder mehrwertige Alkohole oder Hydroxycarbonsäuren
eingesetzt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Alkohole oder Hydroxycarbonsäuren aus der
Gruppe Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, 1,2-
Propan-diol, 1,2- oder 2,3-Butan-diol, o-Hydrochi
non, Wein-, Milch- oder Citronensäure ausgewählt
werden.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zusatz der Reagenzien von Beginn
des Poliervorganges an erfolgt.
8. Verwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren
der Ansprüche 5 bis 7 zum chemomechanischen Polieren
von Siliciumscheiben in mit Kupfer kontaminierter
Umgebung.
9. Verwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren
der Ansprüche 1 bis 3 zur Ermittlung der Kontamination
eines Poliersystems mit Kupfer aus der Änderung
des spezifischen Widerstands bei der Politur unter
Aminzugabe von zumindest einer p-dotierten Siliciumscheibe
mit bekanntem spezifischen Widerstand.
10. Verwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren
der Ansprüche 1 bis 3 zur Verringerung der Kontamination
eines Poliersystems mit Kupfer durch ein-
oder mehrmaliges Polieren unter Aminzugabe von jeweils
mindestens einer, einen hohen Dotierstoffgehalt
aufweisenden, p-dotierten Siliciumscheibe.
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DE19893939661 DE3939661A1 (de) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | Verfahren zur steuerung des einbaues von kupfer in siliciumscheiben beim chemomechanischen polieren |
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