Композиция для химико-механического полирования полупроводниковых материалов Советский патент 1979 года по МПК C09G1/02 

1

Изобретение относится к составам для химико-механического полирования полупроводниковых матерналов и может быть использовано в полупроводниковой технологии.

Под химико-механическим полированием понимается одновременное сочетание химического и механического воздействия на поверхность твердого тела для получения более совершенной по структуре и рельефу поверхности но сравнению с чисто химической, либо механической обработкой.

Химическое воздействие обуславливается введением в состав композиции травителей, разрушающих поверхностный слой полируемой поверхности. В качестве травителей применяют оксибромиды калия, натрия, кальция, лития, смеси водных растворов щелочи, окислителя и спирта, амнносоединения, а также различные смеси неорганических кислот и др.

Механическое воздействие заключается в обработке поверхности мелкодисперсными частицами абразива. В качестве абразивов используют тонкие порошки карбидов и двуокисей металлов, нерастворенных фторидов, алмазные порошки, высокодиСперсные кремнеземы и др.

Действие абразива и травителя зависит непосредственно как от механических (таких, например, как твердость, пластичность), так и от химических свойств полируемых поверхностей.

Известные композиции химико-механического полирования полупроводниковых материалов включают в качестве абразивов двуокись кремния или другие окислы, диспергированные в жидкой среде, напрнмер в воде, с добавками компонентов типа многоатомных спиртов или без них, а в качестве травителей-гидроокиси щелочных или щелочноземельных металлов i их соли.

Однако при использовании известных композиций происходит загрязнение при полировании поверхности полупроводников ионами натрия, калия, что отрицательно влияет на электрофизические свойства полированной иовер.хности, ухудшает диэлектрические свойства окисных пленок, изготавливаемых на такой поверхности с целью получения МОП-структур, а таклсе характеристики других полупроводниковых приборов.

Кроме того, использование щелочных травителей для полирования полупроводниковых материалов типа приводит к пасси-вированию поверхности и затрудняет ее обработку..-„ Ближа;йшим прототипом из числа извест, ных,4те$пичес1их решений является компо- 5 j зидйя для химико-мехакического полирова ,ния,.||й||рро41йниковых материалов типа .позиция содержит твердую фнзу - порошок двуокиси кремния в виде аэрозоля кремниевой кислоты (аэросила), 10 диспергированного в водно-глицериновой смеси и химически активные агенты в виде водной смеси КОН и (СЫ)б. Недостатком указанной композиции является то, что дисперсия коллоидного крем- 15 незема в слабокислом растворе имеет минимальную физико-химическую yCTO i4Hвость, обусловленную .строением мицелл и отсутствием стабилизаторов, что приводит к слипанию отдельных частиц Si02 и обра- 20 зованию крупных твердых агломератов. В результате на поверхности полупроводника в процессе полировки образуются царапины и дефекты структуры, а качество обработки поверхности ухудшается. гтПрисутствие ш елочного траъителя приводит к образованию на поверхности водонерастворимых окислов и загрязнению поверхности полупроводников ионами калия. что приводит к ухудшению электрофизи- ЗО ческих свойств полированной поверхности. Цель изобретения - улучшение структурных и электрофпзич еских характеристик полированной поверхности. Достигается это тем, что предлагаемая 35 композиция содержит аэросил, модифицироваяный многоатомным спиртом, в качестве тр-авителя - 40%-ную молочную кислоту и 90%-ную азотную кислоту/в качестве многоатомного спирта - этиленгли- 40 коль или диэтиленгликоль при следуюшем соотношении компонентов, вес. %: Аэросил, модифицированный многоатомным спиртом 40%-ная молочная кислота 90%-ная азотная кислота Этиленгликоль или Остальное диэтиленгликоль В качестве многоатомного спирта для 50 модифицирования аэросилов применяют Этиленгликоль, диэтиленгликоль или глицерин. Пример 1. Композицию, содержащую, вес. %: Аэросил, модифицированный диэтиленгликолем10 40%-ная молочная кислота3 90%-ная азотная кислота10 Остальное QO Диэтиленгликоль используют для полирования образцов BiSb. Микронеровности полир ованнои поверхности не превышают 200А, плоскостность отличается от идеальной не более G5 45 ем на 5-10 А/см. Скоростьполирования - 1 мкм/мин. Пример 2. Композицию, содержащую, вес. %: Аэросил, модифицированный глицерином15 40%-ная молочная кислота5 90%-ная азотная кислота90 ЭтиленгликольОстальное используют для полирования поверхности образцов InSb. Микронеровности отработанной поверхности не превышают 150А, ПЛОСКОСТНОСТЬ - 5-10 А/см. Скорость полирования - 1,5 мкм/мин, Пример 3. Композицию, содержащую, вес. %; Аэросил модифицированный этиленгликолем 40%-ная молочная кислота 90%-ная азотная кислота Этиленгликоль Остальное используют для полирования поверхности образцов InSb. Микронеровности полированной поверхности не превышают 200А, о vu , плоскостность б-Ю А/см, скорость полирования - 2 мкм/мин. Таким образом, полирование поверхности полупроводников предлагае.мой композицией обеспечивает получение геометрически совершенной, онтически плоской, имеющей незначительный микрорельеф поверхности. Использование предлагаемой композиции позволяет также избежать пассивирования обрабатываемой поверхности в процессе полирования полупроводника, Поверхность в процессе полирования не загрязняется ионами щелочных металлов и водонерастворимыми окислами элементов третьей и пятой групп, что значительно улучшает ее электрофизические свойства. Дисперсия хранится длительное время без изменений и может применяться для многократного использования. Предлагаемая композиция может быть использована для полирования тонких образцов монокристаллов в планарной технологии полупроводниковых приборов, Формула изобретения 1. Композиция для химико-механического полирования полупроводниковых материалов, содержащая аэросил, травитель и многоатомный спирт, отличающаяся тем, что, с целью улучшения структурных и электрофизических характеристик полированной поверхности, она содержит аэро. модифицированный многоатомным спиртом, в качестве травителя - 40%-ную молочную кислоту и 90%-ную азотную кислоту, в качестве многоатомного спирта - этиленгликоль или диэтиленгликоль при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Аэросил, модифицированный

10-20 многоатомным спиртом

3- 6

40%-ная молочная кислота

10-30

90%-ная азотная кислота

Этиленглпголь или

диэтиленгликольОстальное

2. Композиция для химико-механического полирования для полупроводниковых 5 материалов по п. 1, от лич а ю щаяся тем, что она содержит аэросил, модифицированный этиленгликолем или диэтиленгликолем, или глицерином.