DE60020389T2 - Verfahren und vorrichtung zum planarisieren von mikroelektronischem substratenaufbau - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum planarisieren von mikroelektronischem substratenaufbau Download PDF

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Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Planarisieren mikroelektronischer Träger-Baueinheiten und, genauer, die mechanische und/oder chemisch-mechanische Planarisierung derartiger Träger-Baueinheiten unter Verwendung von nicht-abrasiven Planarisierlösungen und Poliermatten mit fixiertem Schleifmittel.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Mechanische und chemisch-mechanische Planarisierverfahren (kollektiv "CMP") werden bei der Herstellung elektronischer Vorrichtungen verwendet, um auf Halbleiter-Wafern, Feldemissions-Anzeigen und vielen anderen mikroelektronischen Träger-Baueinheiten eine flache Oberfläche auszubilden. CMP-Verfahren entfernen im Allgemeinen Material von einer Träger-Baueinheit, um eine hochgradig planare Oberfläche bei einer präzisen Höhe in den Materialschichten auf der Träger-Baueinheit zu schaffen.
  • 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Planarisiermaschine 10 in Bahn-Ausführung zum Planarisieren einer mikroelektronischen Träger-Baueinheit 12. Die Planarisiermaschine 10 hat einen Tisch 11 mit einer steifen Tafel oder Platte, um eine flache feste Auflageoberfläche 13 zum Halten eines Bereichs einer Planarisiermatte 40 in Bahn-Ausführung in einer Planarisierzone "A" zu schaffen. Die Planarisiermaschine 10 hat auch einen Matten-Weiterbewegungsmechanismus mit einer Mehrzahl von Rollen, um die Matte 40 in Bahn-Ausführung über der Auflageoberfläche 13 zu führen, zu positionieren und zu halten. Der Matten-Weiterbewegungsmechanismus umfasst im Allgemeinen eine Vorratsrolle 20, eine erste und eine zweite Spannrolle 21a und 21b, eine erste und eine zweite Führungsrolle 22a und 22b und eine Aufnahmerolle 23. Wie unten erläutert, treibt ein Motor (nicht gezeigt) die Aufnahmerolle 23 an, um die Matte 40 entlang einer Transportachse T-T über die Auflageoberfläche 13 weiter zu bewegen. Der Motor kann auch die Vorratsrolle 20 antreiben. Die erste Spannrolle 21a und die erste Führungsrolle 22a pressen einen in Benutzung befindlichen Bereich der Matte gegen die Auflageoberfläche 13, um die Matte 40 während des Betriebs stationär zu halten.
  • Die Planarisiermaschine 10 hat auch ein Haltesystem 30, um die Träger-Baueinheit 12 über die Matte 40 zu führen. In einer Ausführungsform hat das Haltesystem 30 einen Kopf 32 zum Aufnehmen, Halten und Freigeben der Träger-Baueinheit 12 in geeigneten Stadien des Planarisierverfahrens. Das Haltesystem 30 hat auch eine Trägerschiene 34 und ein Antriebssystem 35, das sich entlang der Schiene 34 bewegen kann. Das Antriebssystem 35 hat eine Betätigungsvorrichtung 36, eine mit der Betätigungsvorrichtung 36 verbundene Antriebswelle 37 und einen Arm 38, der von der Antriebswelle 37 absteht. Der Arm 38 trägt den Kopf 32 mittels einer anderen Welle 39. Die Betätigungsvorrichtung 36 lässt den Kopf 32 um eine Achse B-B kreisen, um die Träger-Baueinheit 12 über die Matte 40 zu bewegen.
  • Die Poliermatte 40 kann eine nicht-abrasive polymere Matte (z.B. Polyurethan) sein, oder sie kann eine Poliermatte mit fixiertem Schleifmittel sein, in der Schleifteilchen in einem Harz oder einer anderen Art Suspensionsmedium fixiert verteilt sind. 2 beispielsweise ist eine perspektivische Ansicht einer Poliermatte mit fixiertem Schleifmittel, die einen Körper 41 mit einer Trägerfolie 42 und einem Planarisiermedium 43 auf der Trägerfolie 42 hat. Die Trägerfolie 42 kann ein dünnes Flachmaterial aus Mylar® oder anderen biegsamen, hochfesten Materialien sein. Das abrasive Planarisiermedium 43 enthält im Allgemeinen ein Harz-Bindemittel 44 und eine Mehrzahl an Schleifteilchen 45, die überall in dem Harz-Bindemittel 44 verteilt sind. Das Planarisiermedium 43 ist im Allgemeinen strukturiert, um eine Planarisieroberfläche 46 mit einer Mehrzahl von Pyramidenstümpfen, zylindrischen Säulen oder anderen erhabenen Merkmalen zu bilden. Die 3M Corporation aus St. Paul, Minnesota, beispielsweise stellt mehrere Poliermatten mit fixiertem Schleifmittel her, in denen Aluminiumoxid, Ceroxid oder andere Schleifteilchen durch ein Harz-Bindemittel fixiert an eine Mylar®-Trägerfolie 42 gebunden sind.
  • Es wird wieder auf 1 Bezug genommen, in der ein Planarisierfluid 50 während der Planarisierung der Träger-Baueinheit 12 aus einer Mehrzahl von Düsen 49 fließt. Das Planarisierfluid 50 kann eine konventionelle CMP-Aufschlämmung mit Schleifteilchen und Chemikalien, die die Oberfläche der Träger-Baueinheit 12 ätzen und/oder oxidieren, sein, oder das Planarisierfluid 50 kann eine "saubere" nicht-abrasive Planarisierlösung ohne Schleifteilchen sein. Bei den meisten CMP-Anwendungen werden abrasive Aufschlämmungen mit Schleifteilchen auf nicht-abrasiven Poliermatten verwendet, und nicht-abrasive saubere Lösungen ohne Schleifteilchen werden auf Poliermatten mit fixiertem Schleifmittel verwendet.
  • Beim Betrieb der Planarisiermaschine 10 bewegt sich die Matte 40 entweder während der Planarisierzyklen oder zwischen den Planarisierzyklen entlang dem Matten-Transportweg T-T über die Auflageoberfläche 13, um den speziellen Bereich der Poliermatte 40 in der Planarisierzone A zu wechseln. Beispielsweise können die Vorratsrolle 20 und die Aufnahmerolle 23 die Poliermatte 40 zwischen den Planarisierzyklen so antreiben, dass sich ein Punkt P inkrementell über die Auflageoberfläche 13 zu einer Anzahl von Zwischenplätzen l1, l2, etc. bewegt. Alternativ können die Rollen 20 und 23 die Poliermatte 40 zwischen den Planarisierzyklen so antreiben, dass sich der Punkt P den ganzen Weg über die Auflageoberfläche 13 bewegt, um einen benutzten Bereich der Matte 40 vollständig aus der Planarisierzone A zu entfernen. Die Rollen können auch die Poliermatte 40 während eines Planarisierzyklus kontinuierlich mit langsamer Geschwindigkeit antreiben, so dass sich der Punkt P kontinuierlich über die Auflageoberfläche 13 bewegt. Daher sollte die Poliermatte 40 frei dazu sein, sich axial über die Länge der Auflageoberfläche 13 entlang dem Matten-Transportweg T-T zu bewegen.
  • CMP-Verfahren sollten auf Träger-Baueinheiten gleichmäßig und genau eine gleichförmige, planare Oberfläche erzeugen, um zu ermöglichen, dass Schaltungs- und Vorrichtungs-Muster mit fotolithografischen Techniken gebildet werden. Da die Dichte integrierter Schaltungen wächst, ist es oft notwendig, die kritischen Abmessungen der Fotomuster auf innerhalb einer Toleranz von näherungsweise 0,1 μm genau einzustellen. Die Einstellung von Fotomustern in derart kleinen Toleranzen ist jedoch schwierig, wenn die planarisierten Oberflächen von Träger-Baueinheiten nicht gleichförmig planar sind. Daher sollten CMP-Verfahren, um effektiv zu sein, auf Träger-Baueinheiten hochgradig gleichförmige, planare Oberflächen schaffen.
  • Die Planarität der fertiggestellten Träger-Oberfläche ist eine Funktion mehrerer Faktoren, von denen einer die Verteilung von Schleifteilchen unter der Träger-Baueinheit während der Planarisierung ist. Bei bestimmten Anwendungen, die eine nicht-abrasive Matte und eine abrasive Aufschlämmung verwenden, kann die Verteilung von Schleifteilchen unter der Träger-Baueinheit nicht gleichmäßig sein, weil der Rand der Träger-Baueinheit die Aufschlämmung von der Matte weg wischt, so dass der Mittenbereich der Träger-Baueinheit nicht gleichmäßig Schleifteilchen berührt. Der Mittenbereich der Träger-Baueinheit kann dementsprechend eine von der Polierrate des Randbereichs verschiedene Polierrate haben, was einen Poliergradienten über die Träger-Baueinheit von der Mitte zum Rand hin verursacht.
  • Poliermatten mit fixiertem Schleifmittel wie die in 2 gezeigte sind relativ neu und haben das Potenzial, hochgradig planare Oberflächen zu erzeugen. Der technische Hauptfortschritt von Matten mit fixiertem Schleifmittel ist, dass die Verteilung von Schleifteilchen unter der Träger-Baueinheit nicht eine Funktion der Verteilung der Planarisierlösung ist, weil die Schleifteilchen an der Matte fixiert befestigt sind. Dementsprechend ergeben Matten mit fixiertem Schleifmittel eine gleichmäßigere Verteilung von Schleifteilchen unter der Träger-Baueinheit 12 als abrasive Aufschlämmungen auf nicht-abrasiven Matten. Poliermatten mit fixiertem Schleifmittel können jedoch kratzen oder in anderer Weise Schadstellen auf der fertiggestellten Träger-Oberfläche hervorrufen. Der spezielle Mechanismus, der ein Verkratzen und Schadstellen verursacht, ist nicht vollständig verstanden, aber man geht davon aus, dass während der Planarisierung große Stücke 47 des Planarisiermediums 43 mit fixiertem Schleifmittel (siehe 2) wegbrechen und die Träger-Baueinheit 12 verkratzen. Matten mit fixiertem Schleifmittel können auch Schadstellen hervorrufen, weil sich, anders als bei abrasiven Aufschlämmungen, in denen die Schleifteilchen mobil sind und sich mit der Aufschlämmung bewegen können, die Schleifteilchen in Matten mit fixiertem Schleifmittel nicht mit der Träger-Baueinheit drehen oder bewegen. Deshalb können kleinere Spitzen auf den erhabenen Merkmalen der Planarisieroberfläche 46 oder Verschiedenheiten in der Größe oder der Gestalt der fixierten Schleifteilchen 45 die Träger-Oberfläche verkratzen. Daher können Matten mit fixiertem Schleifmittel, obwohl sie vielversprechend sind, die fertiggestellte Träger-Oberfläche mikroelektronischer Träger-Baueinheiten verkratzen oder in anderer Weise Schadstellen in den integrierten Schaltungen hervorrufen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Planarisierung mikroelektronischer Träger-Baueinheiten auf Poliermatten mit fixiertem Schleifmittel mit nicht-abrasiven Planarisierlösungen. Ein Aspekt der Erfindung ist, eine gleitend machende Planarisierlösung ohne Schleifteilchen auf eine Poliermatte mit fixiertem Schleifmittel, die einen Körper, eine Planarisieroberfläche auf dem Körper und eine Mehrzahl an Schleifteilchen, die an der Planarisieroberfläche fixiert an dem Körper befestigt sind, hat, aufzubringen. Die Vorderseite einer Träger-Baueinheit wird gegen die gleitend machende Planarisierlösung und mindestens einen Bereich der Planarisieroberfläche der Poliermatte gepresst. Von der Poliermatte und der Träger-Baueinheit wird dann mindestens eine bezüglich der anderen bewegt, um zwischen ihnen eine relative Bewegung zu vermitteln. Wenn sich die Träger-Baueinheit relativ zu der Poliermatte bewegt, werden Bereiche der Vorderseite von einem Gleitmittel-Zusatz in der Planarisierlösung von den Schleifteilchen in der Poliermatte getrennt.
  • Ein Verfahren zur Planarisierung einer mikroelektronischen Vorrichtung, eine Planarisierlösung und das Verfahren zur Herstellung derselben, sowie eine Planarisiermaschine nach dem Stand der Technik sind in der Schrift WO 97 114 84 beschrieben. Bei einer speziellen Anwendung beinhaltet das Trennen der Bereiche der Vorderseite der Träger-Baueinheit von den Schleifteilchen ein Auflösen des Gleitmittel-Zusatzes in einer nicht-abrasiven Lösung, um die gleitend machende Planarisierlösung zu bilden, und dann ein Aufbringen der gleitend machenden Planarisierlösung auf die Poliermatte, wenn sich die Träger-Baueinheit relativ zu der Poliermatte bewegt. Der Gleitmittel-Zusatz kann Glycerol, Polyethylen-glycol, Polypropylen-glycol, CARBOGEL, hergestellt von B.F. Goodrich, Polyvinylalkohol, POLYOX, hergestellt von Union Carbide, oder irgendeine andere gleitend machende Flüssigkeit sein. Die Konzentration des Gleitmittel-Zusatzes in der nicht-abrasiven Lösung wird so gewählt, dass die gleitend machende Planarisierlösung eine Viskosität von mindestens 4 bis 100 cp, und üblicher 10 bis 20 cp, hat. Im Betrieb schafft die gleitend machende Planarisierlösung eine schützende Grenzschicht zwischen der Vorderseite der Träger-Baueinheit und der abrasiven Planarisieroberfläche, um die fixierten Schleifteilchen daran zu hindern, die Träger-Baueinheit übermäßig abzuschleifen. Daher geht man davon aus, dass die gleitend machende Planarisierlösung im Vergleich zu Planarisierlösungen ohne den Gleitmittel-Zusatz Schadstellen und Kratzer auf der Vorderseite der Träger-Baueinheit bei einer Planarisierung mit fixiertem Schleifmittel verringert.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Planarisiermaschine gemäß dem Stand der Technik.
  • 2 ist eine perspektivische Teilansicht einer Poliermatte mit fixiertem Schleifmittel gemäß dem Stand der Technik.
  • 3 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Planarisiermaschine in Band-Ausführung, die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
  • 4 ist eine schematische Schnittansicht einer gleitend machenden Planarisierlösung, die Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weiter veranschaulicht.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Planarisierung mikroelektronischer Träger-Baueinheiten auf Poliermatten mit fixiertem Schleifmittel mit nicht-abrasiven gleitend machenden Planarisierlösungen. Mehrere Aspekte und Details bestimmter Ausführungsformen dieser Erfindung sind unten detailliert beschrieben und in den 3 und 4 veranschaulicht, um für ein genaues Verständnis der Herstellung und Verwendung dieser Ausführungsformen der Erfindung zu sorgen. Man wird sich jedoch bewusst ein, dass von manchen der Ausführungsformen bestimmte Details weggelassen werden können oder dass es zusätzliche Ausführungsformen der Erfindung geben kann, die von den folgenden Ansprüchen umfasst werden.
  • 3 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Planarisiermaschine in Band-Ausführung 100 zum Planarisieren einer mikroelektronischen Träger-Baueinheit 12 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Planarisiermaschine 100 weist einen Tisch 111 mit einer Auflageoberfläche 113, ein Haltesystem 130 über dem Tisch 111 und eine Poliermatte 140 auf der Auflageoberfläche 113 auf. Der Tisch 111, die Auflageoberfläche 113 und das Haltesystem 130 können im Wesentlichen dieselben sein wie die oben unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen. Die Poliermatte 140 ist mit einem Matten-Weiterbewegungsmechanismus mit einer Mehrzahl von Rollen 120, 121a, 121b, 122a, 122b und 123 verbunden. Der Matten-Weiterbewegungsmechanismus kann ebenfalls derselbe sein wie der oben unter Bezugnahme auf 1 beschriebene. Die Planarisiermaschine 100 umfasst außerdem einen ersten Behälter 110, der einen Vorrat an nicht-abrasiver Lösung 150 enthält, und einen zweiten Behälter 112, der einen Vorrat an einem Gleitmittel-Zusatz 160 enthält.
  • Die nicht-abrasive Lösung 150 kann eine wässrige Planarisierlösung sein, die Wasser, Oxidationsmittel, Grenzflächen-aktive Mittel und andere nicht-abrasive Materialien enthält. Die nicht-abrasive Lösung 150 enthält keine Schleifteilchen, die gewöhnlich in abrasiven CMP-Aufschlämmungen verwendet werden (z.B. Aluminiumoxid, Ceroxid, Titanoxid, Titan, Siliciumoxid oder andere Schleifteilchen). Beispielsweise kann die nicht-abrasive Lösung 150 Wasser und entweder Ammoniak oder Kaliumhydroxid enthalten. Genauer kann die nicht-abrasive Lösung 150 65 bis 99,9% deionisiertes Wasser und 0,1 bis 35% von entweder NH4OH, NH4NO3, NH4Cl oder KOH enthalten. Die nicht-abrasive Lösung 150 hat auch im Allgemeinen eine Viskosität von 1,0 bis 2,0 cp und einen pH von 2,0 bis 13,5, und im Allgemeinen einen pH von 9,0 bis 13,0. Im Allgemeinen wird die nicht-abrasive Lösung 150 so gewählt, dass sie die Materialien an der Oberfläche der Träger-Baueinheit 12 ätzt und/oder oxidiert. Die nicht-abrasive Lösung 150 kann daher andere Zusammensetzungen als Wasser und entweder Ammoniak oder Kaliumhydroxid haben.
  • Der Gleitmittel-Zusatz 160 ist eine getrennte Lösung oder eine trockene chemische Verbindung, die die Viskosität der nicht-abrasiven Lösung 150 erhöht, ohne die chemischen Wirkungen der nicht-abrasiven Lösung 150 auf die Träger-Baueinheit 12 während der Planarisierung zu verändern. Der Gleitmittel-Zusatz 160 kann Glycerol, Polyethylen-glycol, Polypropylen-glycol, Polyvinylalkohol, CARBOGEL®, hergestellt von B.F. Goodrich, oder POLYOX®, hergestellt von Union Carbide, sein. Man wird sich bewusst sein, dass der Gleitmittel-Zusatz 160 aus anderen Gleitmitteln, die für einen Kontakt mit der Träger-Baueinheit 12 geeignet sind, zusammengesetzt sein kann.
  • Der Gleitmittel-Zusatz 160 wird mit der nicht-abrasiven Lösung 150 vereinigt, um eine gleitend machende Planarisierlösung 170 herzustellen. Die Konzentration des Gleitmittel-Zusatzes 160 in der nicht-abrasiven Lösung 150 wird im Allgemeinen so gewählt, dass die gleitend machende Planarisierlösung 170 eine Viskosität von mindestens 4 bis 100 cp, und bevorzugter 10 bis 20 cp, hat. Die spezielle Zusammensetzung der gleitend machenden Planarisierlösung 170 wird im Allgemeinen, zumindest zum Teil, von der Art der Schleifteilchen in der Matte, der Gestalt der erhabenen Merkmale auf der Matte und von den Arten von Material auf der Träger-Baueinheit 12 abhängen. Die gleitend machende Planarisierlösung 170 kann die folgenden Bereiche von nicht-abrasiver Lösung 150 und Gleitmittel-Zusatz 160 aufweisen: (A) 90% bis 99,9% Ammoniak und Wasser, und 0,1 bis 10% POLYOX oder CARBOGEL; oder (B) 80% bis 95% Ammoniak und Wasser, und 5 bis 20% Glycerol, Polyethylen-glycol oder Polypropylen-glycol. Die folgenden Zusammensetzungen gleitfähig machender Planarisierlösungen 170 werden daher beispielhaft, nicht beschränkend, vorgebracht; ZUSAMMENSETZUNG 1
    0,25 Gew.-% POLYOX
    99,75 Gew.-% NH4OH-H2O- oder KOH-H2O-Lösung mit einem pH von näherungsweise 10 bis 11
    ZUSAMMENSETZUNG 2
    10 Gew.-% Glycerol
    90 Gew.-% NH4OH-H2O- oder KOH-H2O-Lösung
    ZUSAMMENSETZUNG 3
    10 Gew.-% Polyethylen-glycol
    90 Gew.-% NH4OH-H2O- oder KOH-H2O-Lösung
    ZUSAMMENSETZUNG 4
    5 Gew.-% Polyethylen-glycol
    95 Gew.-% NH4OH-H2O- oder KOH-H2O-Lösung
    ZUSAMMENSETZUNG 5
    0,25 Gew.-% CARBOGEL
    99,75 Gew.-% NH4OH-H2O- oder KOH-H2O-Lösung
  • Die gleitend machende Planarisierlösung 170 kann durch Mischen des Gleitmittel-Zusatzes 160 mit der nicht-abrasiven Lösung 150 an einer Mischstelle 114 hergestellt werden. Die Mischstelle 114 schafft im Wesentlichen eine Wirbelbewegung, um die nicht-abrasive Lösung 150 und den Gleitmittel-Zusatz 160 zu vermischen. Die Mischstelle 114 kann beispielsweise ein separater Tank mit einer Rührvorrichtung (nicht gezeigt) sein, oder die Mischstelle 114 kann ein Verbindungsstück oder ein Krümmer in einer Leitung, die den ersten Behälter 110 mit dem zweiten Behälter 112 verbindet, sein. Die Mischstelle 114 ist mit dem Haltekopf 132 durch eine Rohrleitung 115 verbunden, um die gleitend machende Planarisierlösung 170 den Düsen 149 des Haltekopfes 132 zuzuführen. Die Rohrleitung 115 kann denjenigen ähnlich sein, die zum Zuführen von abrasiven Planarisier-Aufschlämmungen oder nicht-abrasiven Planarisierlösungen ohne Gleitmittel-Zusätze zu Planarisiermaschinen in Bahn-Ausführung oder Rotations-Planarisiermaschinen verwendet werden.
  • 4 ist eine schematische Schnittansicht der Träger-Baueinheit 12, die auf einer Poliermatte mit fixiertem Schleifmittel 40 mit der gleitend machenden Planarisierlösung 170 planarisiert wird. Die Poliermatte mit fixiertem Schleifmittel 40 kann im Wesentlichen die gleiche sein wie die oben unter Bezugnahme auf 2 beschriebene Matte 40, und daher bezeichnen gleiche Bezugsziffern gleiche Komponenten. Im Betrieb schafft die gleitend machende Planarisierlösung 170 eine schützende Grenzschicht 172 zwischen der Vorderseite 15 der Träger-Baueinheit und der abrasiven Planarisieroberfläche 46 am oberen Ende der erhabenen Merkmale. Die Grenzschicht 172 der Planarisierlösung 170 trennt Bereiche der Vorderseite 15 von der Planarisieroberfläche 46, um die fixierten Schleifteilchen 45 daran zu hindern, die Vorderseite 15 übermäßig abzuschleifen. Daher geht man davon aus, dass die gleitend machende Planarisierlösung 170 mit dem Gleitmittel-Zusatz 160 im Vergleich zu Planarisierlösungen ohne den Gleitmittel-Zusatz 160 Schadstellen und Kratzer an der Vorderseite 15 der Träger-Baueinheit 12 bei der CMP-Bearbeitung mit fixiertem Schleifmittel verringert.
  • Aus dem Vorangehenden wird man sich bewusst sein, dass, obwohl hierin zu Zwecken der Veranschaulichung spezielle Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, verschiedene Abwandlungen durchgeführt werden können, ohne vom Umfang, wie er durch die angefügten Ansprüche definiert wird, abzuweichen. Beispielsweise kann das Verfahren unter Verwendung einer Rotations-Planarisiermaschine ausgeführt werden. Geeignete Rotations-Planarisiermaschinen werden hergestellt von Applied Materials, Inc., Westech Corporation und Strasbaugh Corporation, und geeignete Rotations-Planarisiermaschinen sind in den US-Patenten Nr. 5 456 627, Nr. 5 486 131 und Nr. 5 792 709 beschrieben.

Claims (17)

  1. Verfahren zum Planarisieren einer Träger-Baueinheit für eine mikroelektronische Vorrichtung, aufweisend: Aufbringen einer gleitend-machenden Planarisierlösung ohne Schleifteilchen auf eine Poliermatte, wobei die Poliermate einen Körper, eine Planarisieroberfläche auf dem Körper und eine Mehrzahl an Schleifteilchen, die an dem Körper an der Planarisieroberfläche fixiert befestigt sind, hat; Pressen einer Vorderseite der Träger-Baueinheit gegen die gleitendmachende Planarisierlösung und mindestens einen Teil der fixierten Schleifteilchen auf der Planarisieroberfläche; Bewegen mindestens einer der Komponenten Poliermatte oder Träger-Baueinheit bezüglich der anderen, um zwischen ihnen eine relative Bewegung zu schaffen; und Trennen von Bereichen der Vorderseite von den Schleifteilchen mit einem Gleitmittel-Zusatz in der gleitend-machenden Planarisierlösung, während sich die Träger-Baueinheit relativ zu der Poliermatte bewegt, wobei der Gleitmittel-Zusatz Glycerol, Polypropylenglycol, Polyethylenglycol oder Polyvinylalkohol aufweist, und wobei das Aufbringen der gleitend-machenden Lösung das Einmischen des Gleitmittel-Zusatzes in eine nicht-abrasive Lösung, die Ammoniak und Wasser enthält, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die gebildete gleitend-machende Planarisierlösung eine Viskosität von mindestens 4 bis 20 cp hat.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Aufbringen der gleitend-machenden Lösung aufweist: Auftragen der gleitend-machenden Planarisierlösung mit dem zugesetzten Gleitmittel-Zusatz auf die Poliermatte, wenn sich die Träger-Baueinheit relativ zu der Poliermatte bewegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Aufbringen der gleitend-machenden Lösung das Einmischen des Gleitmitel-Zusatzes in eine nicht-abrasive Lösung, um eine gleitend-machende Planarisierlösung mit einer Viskosität von mindestens 10 bis 20 cp zu bilden, und das Auftragen der gleitend-machenden Planarisierlösung auf die Poliermatte, wenn sich die Träger-Baueinheit relativ zu der Poliermatte bewegt, aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem: das Aufbringen der gleitend-machenden Lösung das Einmischen von 10 Gew.-% des Glycerols in 90 Gew.-% einer nicht-abrasiven Lösung, die Ammoniak und Wasser enthält, um die gleitend-machende Planarisierlösung zu bilden, und das Auftragen der gleitend-machenden Planarisierlösung auf die Poliermatte, wenn sich die Träger-Baueinheit relativ zu der Poliermatte bewegt, aufweist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem: das Aufbringen der gleitend-machenden Lösung das Einmischen des Polypropylenglycols in eine nicht-abrasive Lösung, die Ammoniak und Wasser enthält, um eine gleitend-machende Planarisierlösung mit einer Viskosität von mindestens 4 bis 20 cp zu bilden, und das Auftragen der gleitend-machenden Planarisierlösung auf die Poliermatte, wenn sich die Träger-Baueinheit relativ zu der Poliermatte bewegt, aufweist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem: das Aufbringen der gleitend-machenden Lösung das Einmischen von 5 Gew.-% des Polypropylenglycols in 95 Gew.-% einer nicht-abrasiven Lösung, die Ammoniak und Wasser enthält, um die gleitend-machende Planarisierlösung zu bilden, und das Auftragen der gleitend-machenden Planarisierlösung auf die Poliermatte, wenn sich die Träger-Baueinheit relativ zu der Poliermatte bewegt, aufweist.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem: das Aufbringen der gleitend-machenden Lösung das Einmischen des Polyethylenglycols in eine nicht-abrasive Lösung, die Ammoniak und Wasser enthält, um eine gleitend-machende Planarisierlösung mit einer Viskosität von mindestens 4 bis 20 cp zu bilden, und das Auftragen der gleitend-machenden Planarisierlösung auf die Poliermatte, wenn sich die Träger-Baueinheit relativ zu der Poliermatte bewegt, aufweist.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem: das Aufbringen der gleitend-machenden Lösung das Einmischen von 10 Gew.-% des Polyethylenglycols in 90 Gew.-% einer nicht-abrasiven Lösung, die Ammoniak und Wasser enthält, um die gleitend-machende Planarisierlösung zu bilden, und das Auftragen der gleitend-machenden Planarisierlösung auf die Poliermatte, wenn sich die Träger-Baueinheit relativ zu der Poliermatte bewegt, aufweist.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem: das Aufbringen der gleitend-machenden Lösung das Einmischen des Polyvinylalkohols in eine nicht-abrasive Lösung, die Ammoniak und Wasser enthält, um eine gleitend-machende Planarisierlösung mit einer Viskosität von mindestens 4 bis 100 cp zu bilden, und das Auftragen der gleitend-machenden Planarisierlösung auf die Poliermatte, wenn sich die Träger-Baueinheit relativ zu der Poliermatte bewegt, aufweist.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem: das Aufbringen der gleitend-machenden Lösung das Einmischen von 10 Gew.-% des Polyvinylalkohols in 90 Gew.-% einer nicht-abrasiven Lösung, die Ammoniak und Wasser enthält, um die gleitend-machende Planarisierlösung zu bilden, und das Auftragen der gleitend-machenden Planarisierlösung auf die Poliermatte, wenn sich die Träger-Baueinheit relativ zu der Poliermatte bewegt, aufweist.
  11. Gleitend-machende Planarisierlösung, aufweisend: eine nicht-abrasive Lösung ohne Schleifteilchen, wobei die nicht-abrasive Lösung eine Viskosität von weniger als 4 cp hat; und einen mit der nicht-abrasiven Lösung gemischten Gleitmittel-Zusatz, wobei der Gleitmittel-Zusatz eine nicht-abrasive Verbindung mit einer Viskosität von größer als 4 cp ist, wobei die gleitend-machende Planarisierlösung keine Schleifteilchen enthält und wobei die nicht-abrasive Lösung Wasser und Ammoniak enthält; und wobei der Gleitmittel-Zusatz Glycerol, Polypropylenglycol, Polyethylenglycol oder Polyvinylalkohol aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die gleitend-machende Planarisierlösung eine Viskosität von größer als 4 cp hat.
  12. Verfahren zur Herstellung der gleitend-machenden Lösung nach Anspruch 11, aufweisend: Bereitstellen einer nicht-abrasiven Lösung ohne Schleifteilchen, die mindestens Wasser enthält; Zugeben des Gleitmittel-Zusatzes zu der nicht-abrasiven Lösung, um eine nicht-abrasive gleitend-machende Planarisierlösung ohne Schleifteilchen zu bilden, und wobei die Lösung Wasser und Ammoniak aufweist, um eine gleitend-machende Planarisierlösung mit einer Viskosität von mindestens 10 cp zu bilden.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Zugeben des Gleitmittel-Zusatzes zu der nicht-abrasiven Lösung das Mischen von näherungsweise 10 Gew.-% Glycerol mit näherungsweise 90 Gew.-% einer nicht-abrasiven Lösung, die Wasser und Ammoniak enthält, aufweist.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Zugeben des Gleitmittel-Zusatzes zu der nicht-abrasiven Lösung das Mischen von näherungsweise 5 Gew.-% Polypropylenglycol mit näherungsweise 95 Gew.-% einer nicht-abrasiven Lösung, die Wasser und Ammoniak enthält, aufweist.
  15. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Zugeben des Gleitmittel-Zusatzes zu der nicht-abrasiven Lösung das Mischen von näherungsweise 10 Gew.-% Polyethylenglycol mit näherungsweise 90 Gew.-% einer nicht-abrasiven Lösung, die Wasser und Ammoniak enthält, aufweist.
  16. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Zugeben des Gleitmittel-Zusatzes zu der nicht-abrasiven Lösung das Mischen von näherungsweise 10 Gew.-% Polyvinylalkohol mit näherungsweise 90 Gew.-% einer nicht-abrasiven Lösung, die Wasser und Ammoniak enthält, aufweist.
  17. Planarisiermaschine (10) zum Planarisieren von Träger-Baueinheiten für mikroelektronische Vorrichtungen, aufweisend: einen Auflagetisch (11); eine Poliermatte (41) auf dem Auflagetisch (11), wobei die Poliermatte einen Körper, eine Planarisieroberfläche auf dem Körper und eine Mehrzahl an Schleifteilchen, die an dem Körper an der Planarisieroberfläche fixiert befestigt sind, hat; ein Haltesystem mit einem Haltekopf, der zum Festhalten einer Träger-Baueinheit gestaltet ist, und einem Antriebsmechanismus, der mit dem Haltekopf verbunden ist, um den Halter relativ zu der Poliermatte zu bewegen; eine nicht-abrasive gleitend-machende Planarisierlösung ohne Schleifteilchen auf der Poliermatte, dadurch gekennzeichnet, dass die gleitend-machende Planarisierlösung eine Viskosität von mindestens 4 bis 100 cp hat, ein erster Behälter und ein Vorrat an einer nicht-abrasiven Lösung in dem ersten Behälter; ein zweiter Behälter und ein Vorrat an einem Gleitmittel-Zusatz in dem zweiten Behälter; und eine mit dem ersten und dem zweiten Behälter verbundene Misch-Stelle vorgesehen sind, wobei der Gleitmittel-Zusatz an der Misch-Stelle mit nicht-abrasiver Lösung gemischt wird, um die gleitend-machende Planarisierlösung zu erzeugen, und die Misch-Stelle mit einer Düse verbunden ist, um die gleitend-machende Planarisierlösung auf der Poliermatte zu verteilen.
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