Volltext (PDF) - Qucosa

Einleitung
Polierdauer gemessen (Kuntzsch, 2004; Li et al., 2009; Matijević & Babu, 2008). Der
Materialabtrag hängt nicht nur wesentlich vom anliegenden Druck zwischen der zu
polierenden Oberfläche und dem Polierpad sowie der Relativgeschwindigkeit zwischen Wafer
und Pad ab (Jairath et al., 1993), sondern auch von Zusammensetzung und Viskosität der
Slurry sowie den Padeigenschaften (Lortz, 2003).
Nach dem Polieren wird der Wafer aus dem Polierkopf entfernt und mehrstufig gereinigt
(Kuntzsch, 2004; Matijević & Babu, 2008). Bestandteile der Slurry, abgetragenes Material
sowie Rückstände vom Pad müssen rückstandslos von der Waferoberfläche entfernt werden,
da sie bei den nachfolgenden Prozessschritten stören und zu Fehlern führen (Bellmann &
Zeidler, 2002; Liu et al., 2005; Matijević & Babu, 2008). Die Reinigung erfolgt zumeist mit
Bürsten und ammoniakhaltigem, entionisierten Wasser (Kuntzsch, 2004).
1.2.2 Die Wechselwirkungskomponenten
Das Ergebnis des Polierprozesses wird durch das Wechselspiel der Wirkpartner bestimmt
(Kuntzsch, 2004). Die Wechselwirkungskomponenten sind:
• Wafer
• Polierpad
• Slurry.
Der Abtrag des überschüssigen Materials der zu polierenden Oberfläche sowie die
Planarisierung des Wafers werden durch eine synergistische Kombination chemischer und
mechanischer Kräfte erreicht. Das CMP kann laut Widmann et al. (1996) entweder als
chemisch unterstütztes mechanisches Polieren oder als durch mechanische Einwirkung
unterstütztes chemisches Nassätzen aufgefasst werden. Auf Grund des chemischen Einflusses
beim CMP kann deshalb nicht ohne weiteres von der Reibkraft, welche beim Polieren
zwischen Wafer und Polierpad wirkt, auf den Materialabtrag geschlossen werden, da die
Reibung lediglich den mechanischen Einfluss berücksichtigt (Estel et al., 2010b; Lee et al.,
2010; Tamai et al., 2011; Zhang et al., 2004). Slurry und Polierpad sind in Abhängigkeit von
der Art des zu polierenden Materials (Metall, Barriere, Dielektrikum, …) speziell an die
Polieraufgabe anzupassen. Beim Schaltungsentwurf kann über Strukturdichte und
Strukturgröße, also das Design des Wafers, ebenfalls Einfluss auf das Polierergebnis
genommen werden (Choi et al., 2004; Matijević & Babu, 2008; Widmann et al., 1996).
Das Polierpad ist üblicherweise aus zwei Polyurethanschichten zusammengesetzt (Charns et
al., 2005; Lu et al., 2002; Matijević & Babu, 2008). Die obere Schicht steht mit dem Wafer im
Kontakt. Sie ist steifer als die untere Schicht und hat eine raue Oberfläche mit offenen
makroskopischen Poren (Lu et al., 2002; Matijević & Babu, 2008). Die Poren sowie
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