(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡｌＮ基板表面に対する法線と、ＡｌＮ基板のｃ−軸との角度を決定する工程と、
前記角度が０°以上２０°未満の場合において、配向に基づいて除去時間を決定する工程と、
前記工程で定まる時間で前記ＡｌＮ基板表面をスラリーを用いて化学的機械的研磨する工程と、
を備える整備されたＡｌＮ基板の製造方法。
【請求項２】
前記角度が０°以上２０°未満、かつ、ＡｌＮ基板の表面の極性がＡｌ−極性の場合、前記スラリーのｐＨが１０．５以上である請求項１に記載の整備されたＡｌＮ基板の製造方法。
【請求項３】
前記角度が０°以上２０°未満、かつ、ＡｌＮ基板の表面の極性がＡｌ−極性の場合、前記化学的機械的研磨をする工程の前に、ＡｌＮ基板表面に対して、平坦度を高めるための精密機械研磨工程を更に備える請求項１または２に記載の整備されたＡｌＮ基板の製造方法。
【請求項４】
前記精密機械研磨工程における研磨厚みが５０〜１００μｍである請求項３に記載の整備されたＡｌＮ基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の方法により製造された整備されたＡｌＮ基板。
【請求項６】
請求項１〜４の何れか一項に記載の方法により製造された整備されたＡｌＮ基板を有するデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、同時に係属する米国仮出願番号Ｎｏ．６０／３３１，８６８の米国特許法第１１９条（ｅ）の利益を主張し、それはLeo J. Schowalter、J. Carlos Rojo、Javier Martinez LopezおよびKenneth Morganにより、２００１年１１月２０日に出願され、タイトルが“化学的機械的研磨（ＣＭＰ）工程”であって、ここでは参考として内容が組み込まれている。
【０００２】
本発明は、一般に半導体基板表面の下処理（preparation）に関し、および特に化学的機械的研磨（ＣＭＰ）を用いて基板表面を下処理することに関する。
【背景技術】
【０００３】
化学的機械的研磨（ＣＭＰ）は、半導体ウエハー表面を研磨するために用いられる工程である。特に、ＣＭＰは、ウエハー表面を研磨するために化学的および物理的な力を使う。まず、研磨パッド上にウエハーを置く間、ウエハーの裏に負荷を与える。次に、研磨剤および反応性物質の双方を含有するスラリーを下方に流しながら、パッドとウエハーとを互いに逆回転させる。
ＣＭＰは、典型的には、集積回路をつくる目的で、ウエハー表面を平坦化するために用いられる。ＣＭＰは、旧来の平坦化技術よりより広い範囲を平坦化することができるため、平坦化方法として浮上してきた。上記したように、ＣＭＰは化学的反応と機械的作用との組み合わせである。まず、スラリーがウエハー表面を弱め、スラリー粒子、付加的にパッド上の粒子、がウエハー表面からの物質除去を達成する。
【０００４】
商業的半導体デバイスをつくるための基板材料としては窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を用いることが望まれているが、エピタキシャル成長(epitaxial growth)に適した基板表面を得るためのＡｌＮ表面加工に問題がある。エピタキシャル成長に適した質の表面を製造するための、改善されたＡｌＮウエハー研磨方法を手に入れることは有益であろう。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の要約
本発明の一つの具体的な態様は、基板表面の下処理方法に対するものであり、該方法は、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）工程のために基板表面を下処理する行為、下処理された基板表面にＣＭＰ工程を施す行為、およびＣＭＰ工程が施された基板表面を仕上げる行為を含み、ここで、ＣＭＰ工程を施す行為は、さらにＣＭＰ工程中研磨懸濁溶液を適用する行為を含む。本発明のある面においては、前記基板が窒化アルミニウム（ＡｌＮ）である方法が提供される。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、前記研磨懸濁溶液は、さらに水酸化物（塩基性）溶液中のシリカ懸濁液を含む。本発明の他の態様によれば、研磨懸濁液は、ＫＯＨベースのスラリーを含む。本発明の一態様によれば、研磨懸濁溶液は、アンモニアベースのスラリー中に懸濁するシリカ粒子を含む。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、ＣＭＰ工程を施す行為は、直径８．０インチの円形の研磨表面に対し、毎分約０．５ｍＬの割合で、研磨懸濁液を適用する行為を含む。本発明の一態様によれば、ＣＭＰ工程を施す行為が、サンプルの研磨スピードを約１３〜１８ｍ／ｓｅｃの範囲で維持する行為を含む。
【０００８】
本発明の他の態様は、下処理する行為が、実質的な研磨表面の汚染を減少させるために、ＡｌＮ基板の表面を研磨する前に研磨装置を洗浄することを含む。本発明の一態様は、ＡｌＮ基板表面を仕上げる行為が、ＡｌＮ基板の表面から、研磨懸濁液を実質的にリンス（すすぐ）する行為を含む。本発明の他の態様は、下処理行為中に、ＡｌＮ基板を溶媒で洗浄することをさらに含む。本発明の他の態様によれば、ＡｌＮ基板が、軸上、Ａｌ−極性、ｃ−面表面であり、研磨懸濁液のｐＨ値が約１０．５またはそれ以上である。本発明の他の態様によれば、基板は前記方法により製造される。本発明の他の態様によれば、前記方法により製造される基板を有するデバイスが提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、基板表面を下処理するための方法が提供される。その方法は、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）工程のために基板表面を下処理する行為であって、基板の配向を決定する行為と、決定された配向に基づき基板表面の除去を施す行為とを含む。本発明の他の態様によれば、基板はＡｌＮであり、かつ、ＡｌＮ基板の配向を決定する行為が、ＡｌＮ基板の少なくとも１つの面を決定する行為と、研磨される表面の配向を決定する行為を含む。本発明の他の態様によれば、除去を施す行為が、決定された配向に基づいて除去時間を決定する行為を含む。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、除去を施す行為が、露出した軸外の物質を基板表面から除去する行為を含む。他の態様によれば、露出した軸外の物質を除去する行為が、基板表面から物質を５０〜１００μｍ除去することを含む。
【００１１】
他の態様によれば、基板が研磨される面の法線に関する事項を含み、配向を決定する行為が、基板の所定の面について、該所定の面に対する、表面の法線の配向を決定することを含む。本発明の他の態様によれば、基板表面の除去を施す行為が、所定の面に対する表面の法線の配向に基づいて行われる。
【００１２】
他の態様によれば、基板がｃ−面基板のＡｌ―極性側を含み、および除去を施す行為が、ｃ−面基板のＡｌ―極性側を下処理するために、ポリマーダイヤモンド懸濁液を用いて、乾式研削および研磨することの少なくとも１種を施すことを含む。本発明の他の態様によれば、ＡｌＮ基板が非極性表面を含み、および除去を施す行為が、非極性表面を１０〜２０μｍ除去する行為をさらに含む。
【００１３】
本発明の他の態様によれば、方法が、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）工程を施す行為をさらに含み、および基板表面の研磨が、配向に基づいて施される。他の態様によれば、研磨が、あるｐＨ値を有するスラリーで基板表面を研磨する行為をさらに含み、前記スラリーは基板面およびｐＨ値に基づき選択される。
【００１４】
他の態様によれば、基板はＡｌＮであり、基板表面が、軸上Ａｌ−極性、ｃ−面表面であり、および選択されるスラリーのｐＨ値が１０．５より大きい。本発明の他の態様によれば、前記方法により製造される基板が提供される。本発明の他の態様によれば、前記方法により製造される基板を有するデバイスが提供される。
【００１５】
本発明の様々の態様の構造および操作だけでなく、更なる特徴および利点が、添付図面に関連して以下に詳細に記載されている。図中、似た参照番号は、同様なまたは機能的に類似した要素を示す。付加的に、参照番号の最も左の１桁または２桁は、参照番号が最初に現れる図と一致する。
【００１６】
図面の簡単な説明
本発明は、付加したクレームで詳細に説明される。本発明の上記したおよび更なる利点は、類似する参照番号が同様または類似の要素を示すことを併せて、以下の記載を参照してより理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一つの態様において、ＣＭＰ工程における基板表面を研磨するために用いることができる従来のＣＭＰ装置を示す図である。
【図２】本発明の一つの態様において、基板表面を研磨するために用いられる工程のフローチャートを示す図である。
【図３】本発明の一つの態様において、基板表面を研磨するためのより詳細な工程を示す図である。
【図４】本発明の一つの態様において、ＣＭＰ研磨を施した後のＡｌＮ基板のＡｌ−極性ｃ−面のＡＦＭイメージを示す図である。
【図５】ＡＩＮ基板のｃ軸方向に対して、４５度傾いたＡＩＮ基板表面のＡＦＭイメージを示す図であり、該イメージは、本発明の一態様により、ＣＭＰ研磨を施した後の画像表面である。
【００１８】
ＩＩＩ属窒化物単結晶の使用は、熱伝導性の改善だけでなく、エピタキシャル成長の改善や、熱的および化学的適合性の改善をも与える。ワイドバンドギャップで高温の半導体の応用は、ブルー／ＵＶ固体電荷注入レーザー、ＵＶ光源およびＵＶ検知器、高出力マイクロ波デバイス、高出力スイッチ、および高温応用例の発達を含む。しかしながら、エピタキシャル成長のための窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の表面の適切な下処理方法を得ることが要求されている。例えば、窒化物（例えば、ＡｌＮ、Ａｌｘ、Ｇａ（１−ｘ）Ｎなど）は、例えば有機金属気相エピタキシー（ＯＭＶＰＥ）および他の形成工程により、単結晶ＡｌＮ基板上にエピタキシャルに成長することができる。
【００１９】
ＡｌＮ基板上へのデバイス製造は、一般的にデバイス層のエピタキシャル成長を含む。このデバイス層の質は、ＡｌＮ基板表面の質に依存する。最善の研磨技術であっても、ウエハー表面は、マイクロダメージおよび表面粗さなどの研磨欠陥がある。表面欠陥は、エピタキシャル成長で形成される半導体の質に影響することが知られている。従来の研磨手段は、基板はエピタキシャル成長に適さなくなるほどに、サブミクロンスケールおよびＡｌＮ表面直下の双方でＡｌＮ表面にダメージを与える。ＡｌＮ表面は、従来のＣＭＰ工程を用いて表面欠陥を起こさずに研磨することはできないから、そのような表面を準備することには困難が生じる。従来のＣＭＰ技術はＡｌＮ表面にダメージを与えるため、ＡｌＮ結晶のエピタキシャル成長に適した、原子レベルで平坦な表面を製造する方法が希求されている。
本発明の一態様によれば、改善された基板表面の下準備工程が提供され、ここで該基板表面は、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）工程の為に下処理され、該ＣＭＰ工程は下処理された基板上に施され、該基板表面は、ＣＭＰ工程由来の活性要因が基板表面から除去されることで仕上げられる。また、該方法により製造された改善された基板も提供される。本発明の一態様によれば、特定の研磨物質および研磨手段を用いることができ、ＡｌＮ基板表面の質を改善することを可能にする。
【００２０】
他の化合物半導体、例えばＧａＮ、ＩｎＮ、または２Ｈ−ＳｉＣ、のエピタキシャル成長のために、基板としてＡｌＮ結晶を用いるために、大面積で高い完成度のＡｌＮウエハーが要求されている。ＡｌＮブール(boules)を成長させた後、該ブールを一般的に輪状のダイヤモンドソー(diamond saws)またはワイヤーソー(wire saws)を用いて、ウエハーに切りだされ、そして各々の表面は平坦に研削・研磨される。本発明の一つの態様によれば、ＡｌＮ結晶表面（例えば、ＡｌＮのａ表面、＋ｃ表面または−ｃ表面）は、エピタキシャル成長に適した表面を得るために、ＣＭＰを用いて研磨される。好ましくは、これらの研磨された表面は、平坦で高い完成度であり、かすり傷、窪み、またはダメージ転位(damage dislocation)および他の表面下のダメージは最小限である。また、これらの研磨された表面は、酸化アルミニウムの被覆またはアイランド(islands)がない。
【００２１】
研削工程において、研削に用いられる粉末は、研削される結晶と同じかそれ以上の微小硬度を有すべきである。基本的な目的は、短時間で結晶から物質を除去することである。研磨は、表面に対しミラーのような仕上がりを与え、表面下をダメージのない結晶にすることを目的とする。この研磨は、“化学的機械的平坦化”工程に酷似しており、多層デバイスのウエハー表面を平坦化するために、最も頻繁に用いられる技術として知られている。この工程において、研磨滑剤は研磨される表面と実際はゆっくり反応する。スラリーおよび研磨パッドは、感知できる程の結晶中の内在的ダメージを与えることなく、反応生成物を継続的に除去するようにデザインされている。
【００２２】
ＣＭＰにおいて、ウエハー上で高い部分は選択的に除去され（すなわち、高い部分は、より低い部分より迅速に除去される）、改善された平坦性を有する表面を与える。化学的作用により補助される機械的研磨は、そのような選択的除去を実現する。その工程は、ウエハーをキャリアー上にうつ伏せにのせて施される。そのキャリアーはその後に、研磨パッドを備えた回転圧盤に対し加圧される。キャリアーそれ自体も回転する。研磨剤を含有する水性スラリーは、テーブル上に滴下され、パッドを浸す。通常、スラリーは、塩基性媒体または酸性媒体中に懸濁させたシリカ、アルミナ、酸化セリウム、または他のナノメーターサイズの粒子の研磨剤を含む。
【００２３】
本発明の一面によれば、配向は、ＣＭＰ処理の前の基板表面の機械的下処理に影響を与えることを理解する。ＡｌＮ結晶を結晶のｃ−軸と直角に薄く切るときに、いわゆるｃ−面基板が製造される。これらのｃ−面基板は有極性であり、および基板の両側の表面は全く異なる性質を有するだろう。基板の一方の側面はアルミニウム（Ａｌ）で終結しており（またはいわゆるＡｌ―極性、ｃ―面）、および他の側面は窒素（Ｎ）で終結している（またはいわゆるＮ−極性、ｃ−面）。
【００２４】
ＡｌＮ結晶がカットされ、結晶のｃ−軸が基板面に含まれるとき、非極性基板が製造され、ここで２つの表面は同一の性質を有する。ｃ−軸から離れ、ある角度（９０°以外）で切られた基板は、ある極性効果を示すが、これらの効果は、前記ｃ−面基板の効果ほど強くない。ｃ−面基板は、電子デバイスを製造するために現在用いられ、ドーピングを必要としないか最低限のドーピングで、高密度の電子ガスを生み出すための極性効果の利点を有する。しかしながら、非極性基板を用いることができれば、光電子デバイスはより改善されると予想されている。
【００２５】
本発明の一つの態様によれば、異なる結晶配向の間には、基板表面の最適な準備に実質的な差異が存在することが理解される。ＡｌＮ基板の場合、Ａｌで終結したｃ−面は水と反応しないが、Ｎで終結したｃ−面は非極性面とともに水と反応することが理解される。ウエットラッピングおよび研磨の間、Ａｌ−極性面は、非Ａｌ−極性面およびｃ軸が基板表面の法線から２０度以上離れているＡｌ−極性面を機械的に研磨することによく適合した条件と同一条件下で削られる傾向にある。（効果的には、軸上ｃ−面以外の配向に用いられるウエットメカニカル工程は、実際は、固定研磨剤を伴う化学的機械的工程である。）本発明の一つの態様によれば、乾式研削およびポリマーダイヤモンド懸濁液が、ほぼ軸上の（約２０°未満のミス配向(misorientation)）ｃ―面基板のＡｌ―極性側を準備するために用いられる。厳密な機械的研磨下においても、軸上Ａｌ−極性表面で観察される除去速度は、他のすべての結晶配向の除去速度よりも低い。
【００２６】
本発明の一つの態様によれば、精密機械的研磨およびＣＭＰより前の機械的工程中で除去される物質の量は、ソーカット(saw cut)の質に依存する。輪状ソーの場合、ソーの不規則なカットを平坦化するために、典型的に５０〜１００μｍが除去される。この点において、サンプルは一般的に平面かつ低い窪み密度を有すべきであり、そのためにサンプルは精密機械的工程を受けることができる。この段階で、一つの態様によれば、サンプルの平坦性は、ｃ−面Ａｌ−極性基板表面に対して最も高いレベルで実行されるべきことが理解される。なぜなら、ＣＭＰ中、露出された如何なる軸外の物質も、表面の浸食の原因となるからである。非極性表面においては、高い化学的反応性がＣＭＰ中で平坦化を可能とし（微視的に認識可能な窪みおよびかすり傷は許容できる）、またＡｌ−極性表面におけるＣＭＰ浸食効果を引き起こさない。精密機械的工程は、一般的に、全体としてサンプル厚みの１０〜２０μｍの除去を含む。
【００２７】
本発明の一つの態様によれば、ＣＭＰ中の除去速度は、基板表面の結晶配向と非常に関係がある。Ａｌ−極性ｃ−面基板においては、表面法線とｃ−軸の間の角度が約０から２０°を越えるぐらいまで増加すると、除去速度は、１時間当たり約１μｍから１０μｍを越えるぐらいまで増加する。非極性およびＮ−極性ｃ−面表面においては、除去速度はスラリーの研磨粒子により、機械的に限定される。
【００２８】
例
図１は、従来のＣＭＰ装置を示し、それは、本発明の一態様によるＣＭＰ工程において基板表面を研磨するために用いることができる。研磨されるウエハー１０１は、バックフィルム１０９を一般的に備えるウエハーキャリアー１０２上に乗せられ、該バックフィルム１０９は、ウエハー１０１とチャック１０８との間に配置され、該バックフィルム１０９はウエハーおよびウエハーキャリアー１０２を保持する。ウエハーキャリアー１０２は、支軸１０５により回転される。ウエハー１０１を１つまたは２つ以上の研磨パッド１０３Ａ−１０３Ｂと接触させるために、ウエハーキャリアー１０２に力(force)が加えられる。１つまたは２つ以上の研磨パッド１０３Ａ−１０３Ｂは、同じく回転する圧盤１０６に接着される。さらにスラリー１０７が、パッド１０３Ａ−１０３Ｂに適用され、滴下速度が、例えばコントロールフローディスペンサー(control flow dispenser)（示されていない）により、調節される。
【００２９】
当然のことながら、他のＣＭＰ用具および／または研磨装置を用いることができ、本発明は、如何なる特定のＣＭＰ用具または研磨構成に限定されない。
本発明の一態様によれば、ＣＭＰ工程は、スラリーを用いて、基板を研磨することを含むことができる。該スラリーは研磨懸濁溶液を含み、基板表面をエッチングすること、およびエピタキシャル成長に適した仕上げ表面(finished surface)をつくることが可能である。例えば、シリカ研磨懸濁溶液を用いることができる。この溶液は、例えば、水酸化物溶液（塩基性）のシリカ懸濁液であることができる。そのようなスラリーは商業的に入手可能で、例えば、ＳＳ−２５（Semi−Sperse 25）として当該分野で知られるＫＯＨベースのＣＭＰスラリーとして、カボット  マイクロエレクトロニクス(Cabot Microelectronics)から入手可能であり、またシトン(Syton)スラリーとして、モンサント(Monsanto)から入手可能である。
【００３０】
本発明の一つの態様によれば、より高いｐＨのＫＯＨスラリーが、Ａｌ−極性ｃ−面表面に対しよりよく作用することが理解される。ＳＳ２５スラリーは１１．０のｐＨを有する。その高いｐＨにより、ＳＳ２５と、より低いｐＨを有する他の商業的に入手できるＫＯＨスラリー（SytonおよびGlanzoxのようなもの）とを区別することができる。軸上Ａｌ−極性ｃ−面表面に対しては、本発明の一つの態様によれば、観察可能な除去速度を得るためには、ｐＨは１０．５を越えるべきであることが理解される。
【００３１】
当然のことながら、他のスラリータイプも用いることができる。例えば、ダイヤモンド、炭化ケイ素、または他の物質をスラリー中に用いることができる。また、他の商業的に入手可能なスラリー（例えばCabot Microelectronicsから入手できるＳＳ−２５−ＥおよびＳＳ−２２５（水酸化アンモニウムベース）、ＡＭ１００、およびRodel２３７１（アンモニアベースのスラリー））も利用できる。
【００３２】
そのような化学的／機械的研磨方法は、非常に硬い表面、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）表面を下処理するのに特に適している。当然のことながら、本発明の様々の態様は、研磨手段によってＡｌＮ結晶基板に誘発される不純物および表面欠陥の量を減少させる。
【００３３】
図２は、本発明の一つの態様により、基板を研磨するための工程２００を示す。ブロック２０１で、工程２００は開始される。ブロック２０２において、基板は研磨のために下処理される。これは、基板表面、研磨装置、および周囲からの汚染除去を含むことができる。そのような汚染は、一般的に研磨工程中の表面欠陥の誘発原因となる。ブロック２０３において、ＣＭＰ工程が基板表面に施される。ＡｌＮの場合において、ＣＭＰ工程は、水酸化物溶液を有するスラリーを用いて、表面を研磨することを含むことができる。例えば、Cabot Microelectronicsから入手可能なＳＳ−２５を用いることができる。当然のことながら、本発明は、スラリーのタイプに限定されず、および上記したように、他の適切なスラリーを用いることができる。ブロック２０４において、研磨サンプルは仕上げられる。これは、例えば、研磨装置からのサンプルの取りはずし、および研磨工程により誘発される如何なる反応性剤を除去するために注意深く洗浄することを含むことができる。ブロック２０５において、工程２００が終了する。
【００３４】
図３は、本発明の一つの態様により、基板を研磨するためのより詳細な工程３００を示す。ブロック３０１において、工程３００が開始される。
本発明の一つの態様によれば、ＡｌＮ基板はＣＭＰ工程のために下処理される。より詳しくは、周囲およびウエハーから可能な汚染物を取り除き、ウエハーに対して適当な研磨圧力を加えるために研磨装置を調整する。以下の例は、本発明の一つの態様により基板を下処理するための手段である。
【００３５】
Ｉ  基板の下処理およびＣＭＰ工程のための装置
１．サンプル表面およびマウンティングブロックから、実質的にすべての可能な汚染粒子（例えば、ワックス、汚れ、およびより大きな機械的粗粒子）が取り除かれるべきである。これは典型的には、例えば有機溶媒（例えば、アセトンおよび／またはメタノールによる）洗浄がブロック３０２で施される。また、前工程から残存する如何なる粒子（例えばＣＭＰ流動性残留物）も、研磨領域と接触する全表面から取り除かれ、それにより、研磨表面を汚染する可能性、および基板表面にダメージを与えことになりかねない可能性を低下させる。
【００３６】
２．マウンティングブロックは、ブロック３０３でサンプルを保持するためにここで準備される。例えば、サンプルは、マウンティングブロックの表面に接着することができる。そして、マウンティングブロックは、“機械的”工程治具から“ＣＭＰ”工程治具へ取りかえられる。本発明の一つの態様によれば、これらの治具は同一のものであることができ、それらの使用は、機械的研磨と化学的機械的研磨との間の二次汚染を避けるために、分離され得る。
【００３７】
３．取り付けられたサンプルは、サンプルを適切に研磨表面に接触することを可能とするために適切な垂直方向のオフセットを有する。適切な下向きの力を確保するための質量を、ブロック３０４で加えることができる。５×１０５〜７×１０５Ｎ／ｍ２の圧力が適していると示される。これら（５×１０５〜７×１０５Ｎ／ｍ２の圧力）は、非極性面および極性面の双方に対し、最も両立した結果を与える条件である。しかしながら、当然のことながら、本発明は条件の如何なる組み合わせにも限定されない。
【００３８】
本発明の一つの態様によれば、ＣＭＰ工程は、下処理された基板表面上に施すことができる。本発明の一面において、Cabot Microelectronics Corporationから入手できるＳＳ−２５（Semi−Sperse２５）スラリーを、ＡｌＮ基板を研磨するために用いることができる。
【００３９】
ＩＩ  ＣＭＰ工程
以下は、本発明の一つの態様による、ＡｌＮ基板表面を準備するためのステップの詳細な順序、および本発明の一つの態様によるＣＭＰ工程のための滴下速度である。
新規の“Multitex1000”精密研磨パッドまたは他の適切な精密研磨パッドを研磨テーブル（圧盤）に適用すべきである。一般的に、そのような研磨パッドは、圧盤表面に接着するための自己吸着裏地を有する。ブロック３０５において、研磨パッドは、圧盤表面に接着される。最も良い結果のために、研磨パッドは、パッドに起伏を引き起こす空間をパッドの裏に作らないことを確実にするように、研磨デッキに適用されるべきである。例えば、研磨パッドは、洗浄された棒を用いて先頭の端から他方の端までテーブル上で転がされることで、パッドの裏の空間を避けることができる。
【００４０】
ブロック３０６で、パッド表面が洗浄されることができる。例えば、パッドは、蒸留水で洗浄され、水で浸され、ならびに空のパッドおよび圧盤表面は１０〜１５分間パッド上で回転する（例えば、サンプル軌道で４５−６０ＲＰＭまたは１３〜１８ｍ／ｓｅｃ）。この洗浄工程中、サンプル（研磨される基板を備えた）は、研磨表面との接触から離されるべきである。この間に、パッド表面は、濾過された蒸留水で完全にリンスされるべきである。これは、パッドおよび治具の双方のほこり全て、および二次的汚染粒子を完全に洗浄することを確保するために施される。
【００４１】
ブロック３０７において、スラリー滴下速度および治具の回転を、研磨のために設定すべきである。表面の回転洗浄中に、滴下速度はコントロールフローディスペンサーを用いて設定されるべきである。最も良好で最も一致した研磨をもたらす該滴下速度は、毎分、ＳＳ−２５スラリーおよび蒸留水の３滴である（直径８．０インチの円形の研磨表面に対し、ＣＭＰ流体および蒸留水それぞれの約０．５ｍＬ／分）。しかしながら、当然のことながら、本発明は、如何なる特別の滴下速度にも限定されず、該滴下速度は、用いられるスラリーのタイプ、サンプルに適用される圧力、および回転スピードに依存する。この平均滴下速度設定と共に、ラッピング備品を溶液中に均一に分散させるためにＳＳ−２５スラリーを研磨表面に滴下したり、基板表面の研磨に先立って研磨剤や反応性溶液を確実なレベルで満たすためにＳＳ−２５スラリーを研磨表面に滴下したりするべきである。研磨パッドは、約３０〜６０分間または他の適切な時間の研磨の前に、パッドの表面にスラリーおよびエッチャントの実質的な均一な分散のために、この方法で前提条件が調整されることができる。
【００４２】
適切な速度を確認した後、治具の適切な回転を観察し、そしてＣＭＰ工程を開始するために、サンプルをパッドの表面上に降ろすことができる。ブロック３０８においてサンプルは研磨される。
この段階の典型的な工程時間（研磨時間）は約１時間であるが、表面を十分に研磨するためには５分〜１００時間の範囲の工程時間が例示される。本発明は特定の工程時間に限定されず、むしろ例のつもりで、前記工程時間の範囲が提供されると理解すべきである。
【００４３】
物質除去は、結晶の質およびサンプルの配向に非常に依存するが、通常の値は、１時間工程に対し、０．１μｍ（Ａｌ表面ｃ−軸）〜６０μｍ（Ｎ面ｃ−軸）の範囲にわたる。
本発明の一つの態様によれば、サンプルは洗浄され、ＣＭＰ工程からの如何なる汚染物も除去され、および基板との残留反応を阻止するため基板表面からの微量の反応性化学物質を除去する。
【００４４】
ＩＩＩ  仕上げ
１．ブロック３０９において、サンプルはリンスされる。ＣＭＰ工程の最後に、サンプルは研磨表面から降ろされ、例えば蒸留水で即座にリンスされる。これは、ＡｌＮとスラリー中の活性原料との間の反応を阻止するのを確実にし、処理された表面まで乾燥してしまう研磨剤を除去するために、施される。
【００４５】
２．このリンスの後、サンプルは、ブロック３１０で、適切な有機溶媒で注意深く洗浄され、基板と基板ホルダーを結合する剤を除去する。粘着フィルムおよび真空チャッキング(vacuum chucking)技術と同等に、前記溶媒に可溶なワックスをのせること、および他の通常のサンプルホールディング(sample holding)技術も、基板を保持するために用いることができる。これらのホールディング技術の各々は、ブロック３１１において異なる基板剥離工程を必要とするが、それは当該分野で周知である。
【００４６】
３．ＣＭＰ工程の後、サンプル表面はブロック３１２で確実に洗浄すべきである。例えば、マウンティングブロックからサンプルを取り外す前に、サンプル表面は洗浄されるべきであり、その後、取り外されるときに、サンプル全体が洗浄されるようにすることができる。
【００４７】
４．ブロック３１１で、工程３００は終了する。
図４は、本発明の一つの態様による研磨を施した後の、ｃ面基板のＡｌ―極性のＡＦＭイメージを示す。基板表面の法線は、ｃ−軸の方向から約５°離れて配向する。表面がほぼ原子レベルで平坦なことがわかる。広範囲の分析は、全ての機械的ダメージが除去されているのを示している。同様に、滑らかな表面は、ｃ−面基板のＮ−極性に対しても得ることができる。
図５は、本発明の一つの態様による研磨を施した後の基板のＡＦＭイメージを示す。表面はｃ−軸方向に関し４５°傾いている。基板表面がほぼ原子レベルで平坦であることを観察することができる。機械的ダメージの痕跡が除去されている。中央の交差したボックスは、統計分析の為のイメージから除去されている。
【００４８】
本発明の詳細な幾つかの態様を記載したが、当業者には、様々な変更および改善が思いつくだろう。そのような変更および改善は、本発明の精神および範囲内でなされる。従って、先の記載は単なる例であり、限定を意図しない。本発明は、以下のクレームにより定義されるもの、およびそれらの均等なものだけに限定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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