Способ химико-механического полирования поверхностей пластин Советский патент 1993 года по МПК H01L21/302 

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может бЬггь использовано при химико-механическом полировании (ХМП) пластин из полупроводниковых и диэлектрических материалов, таких, как арсенид галлия, фосфид индия, ниобат лития.

Целью изобретения является повышение качества обрабатываемой поверхности и производительности полирования .

На чертеже показана схема дозирования полирующего состава и.химически активной композиции в зону обработки пластин.

На полировальнике 1 размещены обрабатываемые пластины 2, предваритель- но наклеенные на планшайбу 3. Полирующий состав подают из емкости 4, химически активную композицию - из емкости 5.

Сущность способа заключается в том, что при ХМП njjacTHH осуществляют раздельную подачу полирующего состя- ва, содержащего полирующую комгюиоп- ту, травитель, стабилизирующую добавку,и химически актирную кo п n- иtsD

Ю

. 3 . t/t99622 цн(д p виде раствора этилеидиамимтет- Ретуксусной кислоты (ЭДТЛ) или ее солей. При этом повышается эффективность нопдейстуия растворов комплек%

cofiOH ia обрабатьгвает-1ую поверхность за счет снижеиля возможности взанмо™ действия комплексока с ког- Г опектаь1 полирующего состава практически как с кислой,, так и щелочной средой. Гак, JQ при ярименени 0,1-105 0%-ного раст нора двунатриепой соли этшг.енда- aNSHHTsrpiJiyKcycHott кислоты (трнлоиа Б) пй- стаилеинаи цель обработки.достига- . етси тогда, когда расходы полирую- гдего состава н раствора трилома Б берут при соотпошеииг объемов (1-20):1 соответственно.

При создании услопий oOpadoTi Mjra -. пример,, таких, как Показано на п% ,.,,. .20 теке, указанные комплексообразовате™ ли лвпяттсй-уии версальными для различных полупроводниковых и диэлек- трпческпх материшшв и оказывают ком- бппиропанное воздействие на поверк-. 7.5 ность пластинt в результате которого У1 1екьшается гчрочпость химических свй зей между поверхностньм атомами, что способствует более быстро у .тс удалению, увеличивается отношение . скорости трайленйя материала на по- верхностпых .выступах к скорости травления во впадинах вследствие зиачп- тельного уменьшения скорости диМ У зии через пленЕ у суспензий внут)ь впадины, что связано с гораздо боль- шими раамерами молекул конплексонов в сравнеиин ,е други ш улгмически ак : тивными Компонентами. Это обстоятель- с Гпо способствует более быЬтрому и более качественному выхалгилаиию. пог верзшости, подавляется формирование на stoBP-pJ HocTn твердого- тела окиснык и гидроокисны/С пленок за счет tipe имущественного образохзания раствори- комплексных соединений с эле ментами обрабатываемого материала,

Примеры 1-9 вьтолняют при следую-. . щих постоянных режимах полирования

50

30

35

40

200 об/мин г/см2

Q

0 .5

.

0

0

5

0

55

тава

Материал поли- ровальр1ика

Величина съема при полировке.

V„ - 15- - 20 Ш1/МИН

Замша искусствет - ная

(пластины

предварительно

обработа1 ы сЗободпым абразивом зернис тостью 5 мкм) 10-15 мкм.

Пример 1, Для полирования пластин фосфида индия п-типа ориентации (100) используют полируюп5(й состав, на 1 л воды в котором приходится 200 г SiOj, 80 .ш глицерина/ 60мл 30%- ногораствора перекиси водорода, 100 мл 25%--ного водного раствора аммргака, В качестве хиьшчески активной композиции применяют 0,1%-ный раств.ор трилона Б, которьш дозируют : на полировальник в объеме V.,, , 2 мл/мин 5. отношение объема полирующего состава к объему раств-ора трилона В равно ,

После полирования оценивают скорость съема, а также качество поверхности с помоп ью профилографа- профилонетра. Скорость съема сос тавляет W - 0,0,6 мкм/мин. Высота микронеровностей hSOjOl мкм.

П р и м е .р 2. Для полировани я пластин фосфида индия п-типа ориентации (100) используют тот же полирующий, состав, что и в примере 1. .В качестве химически активной композиции п рименяют водный раствор, со- . держащей 5 мае Л трилона Б и9мас.% гидроксида калия (V , 5 мл/мин). При этом отношение , W 0,8 НКМ/Ю1Н,, h $0,02 мкм«

Пример 3. Полирование п-1пР . (100) выполняют аналогично примеру 1, в качестве химически активной ком- позиЕр-ги используют 0,5%-ньш раствор ЗДТА. Результаты обработки: 10:1. W - 0,1 мкм/мин, Ь.0,02мкм.

При м е р 4. Для полирования n-GaAs -(lOd) используют полируюпшй состав, в котором на 1 л воды содер- штся 150 г SiO, 60 мл глицерина, 60 ют 30%-ного раствора 40 мл 25% ного раствора .

В. зону обработки пластин подают 2%-иый раствор трилона Б со скоростью V 2-3 мл/мин. Результаты

5

обработки: 7:1, W « 1,5 мкм/кии, h бО,01 мкм.

Пример 5с Проводят химико

г

мехаяическое полниоваиие пластйя . ниобата лития LiNbOjj (Z-срез) , Используют полируюишй состав, в кото- рог. па 1 л воды содержится 250 г SiOj илл .00 г ZfO., 100 мл глицерина, 60 №1 30%-иого раствора ., 20мл 25%-1юго водного раствора аммиака и 70 t-ш AOZ- Horo раствора гидроксида калия, В Зону обработки пластин подают 10%-ный раствор трилопа Б со скоростью VK t5-20 мл/мин. Резуль- |5 таты обработки:Vf,:V ц « 1:1, W О,А .МКМ/МИ, 1) -$0,05 мкм,

.Пример 6. При полировании пластин LiNbOj (Z-срез) используют пфлирующ тй состав согласно примеру 5, 20 : расход 1% -ного раствора трг-шона Е составляет V,,, - 1 f-ш/кин. Результаты обработки: .„:, 3:1, W - - 0,2 мкм/мин, h 0,,02 мкм.

При и е р- 7, Полирование плас- 25 тин галлий-гадолиниевого граната (001) выполняют аналогично примеру 6.. W . 0,2 мкм/мин, ,03 мкм, Пример 8, При полировании

80 нп глицерина, 60 мл 10%-ио1 п р вора HjOj, 100 ш 2. раство , 2 г трилона F и 1000 мл во

Расход полирующего состава V 20 мл/мин. Скорость съема W « 0,05 мкм/мин, ,02 мкм.

Эффективность способа хитпсо-м ханического полирования заключает в повышении производительности об ботки при достижении высокого кач ва поверхности,

Формула изобретен

«г

.-7

1. Способ химико-мехашпческого полирования поверхностей пластин, включающий раздельную подачу на в щающийся полировальник полирующег состава и активной водной компози ции , воздействие на обрабатываему поверхность пластин полировальник компонентаьш полирующего состава активной водной композиции, отл чающийся тем, что, с цель повышення качества обрабатываемой поверхности и производительности лирования, в качестве активной вод ной композиции используют раствор

пластин n-InP (100) полирующим соЬта- зо этилеидиаминтетрауксусной кислоты

вом, приведенньш в примере I, на па- лировальник дозируют 2%-ный раствор трилона Т, V j, 1,5-2,0 мл/мин. Ре- зул ьтаты обработки: V f,:V 10:1, W 0,25 мкм/мин; ,01 мкм.

П р и м е р-9 (базовый объект). При.полировании пластин n-InP (100) используют полирующий состав, в кото- рьй вводят трилон Б, В полирующем составе содержится 200 г SiO,

35

или ее солей.

2. Способ по п.1, О т л и ч а ю щ и и с я тем, что в .качестве сол в активной водной композиции испол зуют тpилof Б в количестве 0,1- 10 Mat;,%j а подачу на вращаюпсийся полировальник полирующего состава активной водной композиции ведут п соотношении объемов (1-20):1 соответственно.

. Q|5

20

25

99622

80 нп глицерина, 60 мл 10%-ио1 п рясг- вора HjOj, 100 ш 2. раствора , 2 г трилона F и 1000 мл воды.

Расход полирующего состава V 20 мл/мин. Скорость съема W « 0,05 мкм/мин, ,02 мкм.

Эффективность способа хитпсо-ме- ханического полирования заключается в повышении производительности обработки при достижении высокого качест- ва поверхности,

Формула изобретения

«г

.-7

1. Способ химико-мехашпческого полирования поверхностей пластин, включающий раздельную подачу на вращающийся полировальник полирующего . состава и активной водной композиции , воздействие на обрабатываемую поверхность пластин полировальником, компонентаьш полирующего состава и активной водной композиции, отличающийся тем, что, с целью повышення качества обрабатываемой поверхности и производительности полирования, в качестве активной водной композиции используют раствор

зо этилеидиаминтетрауксусной кислоты

5

или ее солей.

2. Способ по п.1, О т л и ч а ю- щ и и с я тем, что в .качестве соли в активной водной композиции используют тpилof Б в количестве 0,1- 10 Mat;,%j а подачу на вращаюпсийся полировальник полирующего состава и активной водной композиции ведут при соотношении объемов (1-20):1 соответственно.

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть ис- пользовано при химико-механическом полировании пластин из полупроводниковых и диэлектричес ких материалов, таких,Как арсенид галлия, индия , ниобат лития. Цель изрбрете- -ния - повьшение качества обрабатываемой поверхности и производительности полирования. Способ химико-механического полирования |говерхностей пластин включает раздельную подачу полирующего состава, содержащего полирующую компоненту, травитель, стабилизирующую добавку, и химически активной КО14ПОЗИЦИИ на полировальник. В качестве химически активной композиции используют раствор этиленди- аминтетрауксусной кислоты или ее солей. Приме няя 0,1-10,0%-ный раствор двунатриевой соли зтилендиаминтетра- уксусной кислоты (трилона Б), постав- 1 енная цель достигается тогда, когда расходы полирующего состава и раствора трилона Б берут при соотношении объемов (1-20):1 соответственно. При обработке пластин удается уменьшить вероятность взаимодействия комгшексо- образующего вещества с компонентами полирующего состава и повысить эф- фект воздействия полировальника и {СИ подаваемых на него компонентов на об- рабатываемую поверхность пластин. 5 1 з.п.ф-лы, 1 йл.