Способ химико-механического полирования поверхностей пластин

 

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано 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 этилендиаминтетрауксусной кислоты или ее солей . Приме няя 0,1-10,0%-ный раствор двунатриевой соли зтилендиаминтетрауксусной 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 комгшексообразующего вещества с компонентами полирующего состава и повысить эффект воздействия полировальника и {СИ подаваемых на него компонентов на обрабатываемую поверхность пластин. 5 1 з.п.ф-лы, 1 йл.

(э и}) А1 (51)5 Н 01 Ь 21/302

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ДО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ Й к АВтОРснОмУ сВиД ети1ЬстВУ (46) 15.01.93. Бкл. Р 2 (21) 4314696/25 (22) 05. 08.87 (71) Институт радиотехники и электроники АН СССР

«(72) А.И. Волков и И.И. Хотелянский

l (56) Патент Г)тР Р 14 7589, кл. Н О! L 21/302, 1981.

Авторское свидетельство СССР . Ф 1210615. кл. Н 01 L 21/302, 1984. (54) СПОСОБ ХИМИКО-МЕХАНИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПЛАСТИН (57) Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть ис" ользовано при химико-механическом полировании пластин иэ полупроводниковых и диэлектрических материалов, таких как арсенид галлия, фосфид индия, ниобат лития. Цель изобрете-ния — повышение качества обрабатываемой поверхности и производительности полирования. Способ химико-механического полирования поверхностей

Ф I

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может бйть 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 дозировання полирующего состава и хнмичес2 пластин включает раздельную подачу полирующего состава, содержащего полирующую компоненту, травитель, стабилизирующую добавку, и химически активной композиции на полировальник.

В качестВе химически активной композиции используют раствор зтилендиаминтетрауксусной кислоты нли ее солей. Применяя О, 1-10,0Х-ный раствор двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилона Б), поставленная цель достигается тогда, когда расходы полирующего состава и раствора трилона Б берут при соотношении обьемов (1-20)г1 соответственно. При обработке пластин удается уменьшить вероятность взаимодействия комплексообразующего вещества с компонентами полирующего состава и повысить эффект воздействия полировальника и подаваемых иа него компонентов на обрабатываемую поверхность пластин. 8

1. s.a.ф-лы, 1 ил. ки активной композиции в зону обработки пластин.

На полировальнике 1 размещены обрабатываемые пластины 2, предварительно наклеенные на ланшайбу 3. Полн рующий состав подают из емкости 4, химически активную композицию — из емкости 5.

Сущность способа заключается в том, что при ХМП пластин осуществляют раздельную подачу полирующего состава, содержащего полирующую компонен ту, травитель, стабилизирующую уп1— бавку,и химически активную конно.»iВ

Ч„= 1520 ил!мин

Иятериал полировяльника

Замша искусственная

Величина съема

3 1499622

IJIIid If верде раствора этилендиамеееететрауксусной кислоты (ЭДТЛ) или ee coЮ лей. При этом повышается эффективность е?оздейсте?ия растворов ко?епееек".

5 сонов на Обрабатываемую поверхность за счeT с ниже ния ВОзможееос те? В э(ее??еодействия комплексона с ко?ее?о??ее?тами полееруешщего состава практически как с кислой, так и Щелочной СРеДой. Хае(р при еерименеепп О р 1-10 р 0%"ного раст" нора двунатриевой соли этилендияминтетрауксусной кислоты (трилона Б)

I1fJcTAP&IeIIIIaII целb 06pa60TKH дОстига"

e7сн "f Огда р когда расходы ееолеррую щего состава и раствора трилоня Бр берут llpll соотееоп?ее?нее ОбъемОВ (1-20):1 соответственно.

11Ри создании Условий обе?аботкеергаПРимеРр. таких, как показано на Р?АР- .. 20 теже, указаншее комплексооб1эазователи явпяютсн униВерсальееь?ми для ряз

?личных полупроводниковьех и диэлектрпческпх материалов и окязь?вают комбееееееро?еаееееое воздействие На поверх- 75 ность пластин, в результате которого уменьшается проч?(ОС гь хеемических свя зей ?еехсду ееоверхееосшнь мее атомами, что способствует более быстрому их

t удалению, увеличивается отношение скорости травления материала «Ia по-

BePZII0CTIfbI(.ВЫСТрРIIGX К CI(OPOCTH ТРВВпения Во Впадинях всхеедствеее эиячп тельного уменьшения скорости диффузии через пленку суспензии вееутрь

35 впадины, что связано с гораздо большими размерами модекуее комплексонов в сравнении .с другими >цемически ак" теевееье?1и е(омпонееетЯми, Э О ОбстОятель" ство способствует более быстрому и

Go?fee качественному выхаживанию по" р? верхности, подавляется формирование на е?оверхееости твердого тела Окисных ее гидроокеесееьП(пленок за счет ïðåимущественного Образования раствори45 мых компхеее(снь?х соединений с элементами обрабатываемого материала.

Примеры 1-9 Выполняют при следую" щих постоянных режимах полирования:

Частота вращения,полиро200 об/мин

Вяльника

Удельное дав? ле IHe на плас100-150 r/см"" тины

Расход полируюшего соспри поли p0пк е (пластины

IIpeniIapII TeJII.»0 обработаны сйободиым абразивом зернистостью 5 мкм) 10-15 мкм.

П р и и е р 1. Для полирования пластин фосфида индия п-типа ориентаееии (1 00) используют IIOJIHpyfo?I+ I состав, Ifa 1 л воцы В котором приходится 200 I Bi0 80 мл глицерина, 60мл 30%-ного раствора перекиси нодорода, 100 мл 25%-ного водного раствора с?ММЕЕЯКЯ, В КЯЧЕСТЧЕ ?(ЕЕ?ЛЕЧЕСЕ(И ЯЕ(ТИВ ной композиции применяют Ор)%-ный

ВаствОР TPIIJIolla Бр котове и?. Дозе?РУют на ееолировальеееек в объеме Ч„, =

2 мл/мин, ОтнОшеееие Объема полирующего состава к объему раствора трилона Б равно V„:V„=-10:1., После полирования оценивают cKo" рость съема, а также качество поверхности с ето?лощью профилографапрофилометра, Ское?ость съема составляет Ы -- 0,06 мкм/мин. Высота микронеровностей h 6 Ор01 мкм.

П р и и е р ?. Для полирования пластин фосфида индия и-типа ориен е ацееее (100) используют тот же полирующий. состав, что H в примере

В качестве химически активной композиции применяют водньей раствор, со- . держащий 5 ?еас.% трилона Б и 9 мас.% гидроксида калия (Ч „ = 5 мл/мин).

При этом отношение V :V„=-4:1, И =.

0,8 мкм/мин, h <Ор02 мкм.

П р и и е р 3, Полирование и-InP . (100) выполняют аналогично примеру

1, в каеествв химически активной композиции используют 0,5%-ный раствор

ЭДТЛ. Результаты обработки: V :V =

П k

10:1 р И =- 0,1 мкм/мил, h Ор 02 xf(?f.

Пример 4. Для полироваен?я и-СаЛа (106) используют полируюший

Cocòaí., в котором на 1 л воды содер?юется 150 г Б?0 р, 60 мл l Jfi! Ilep»lfa, 60 мл 30%-ного рас-вора H е?, 40 мл 25%-ного раствора NH„0H.

В зону обработки пластин подают

2%-ный раствор трнлона Б со ско— ростью V (= 2-3 мл/мин. Результятьi

5 1ч9 обработки: V> .V;, = 7:1, И "1,5 мнм/иин„ h г 0,01 ики.

П р и и е р 5. Проводят химикоиехан»»ческае IIQJI?»IJoB?IIII»p. Пласти»< ниобата лития 1 1НЬОэ (2-срез), Используют полирующий состав в кОтО

po?I на 1 л воды содержится 250 г

Si0»< ил<» 200 г Z».0, 100 мл глицерина, 60 »»»» 307-ного раствора Н.О, 20 ил 257.— нога водного раствора аммиака и 70 ип 407;ного раствора гидраксида калия, B ..зону обработки пластин подают 107-ный раствор трилона Б со скоростью Vк : = = 5-20 ил/иин. Результаты обработки:Vz. V „, 1:1, И

0,4 икм/мин, 1» <0,05 икм, .П р и и е р 6. Лри полировании пластин LiNb0> (Z-срез) используют пол?»рующий состав согласно примеру 5

: расход 17.-ного раствора трилона Б составляет V „= 7 ил/и?»»», Результаты обработки: V

П р и и е р. 7. Полирование пластин галлий"гадолиниевога граната (001) вь»полня»от аналогично прииеру

6. И = 0,2 мкм/мин, Ь « 0,03 ики.

П р н и е р 8. Лри полировании пластин и-ЕпР (100) полирующии составои, приведенным в примере 1, на »»о; лиравальник дозируют 27.-ный раствор трилона Б, V „ = 1,5-2,0 мл/мин, Ре-" зультаты обработки: 7<,. V „ = 10:1, tJ 0,25 мкм/мин; h < 0,01 мкм.

П р и и е р.9 (базовый объект).

При. полировании пластин Iã-.Е»1Р (100) используют полирующий состав, в который вводят трилон Б. В полирующем составе cодеры»тся 200 r SiOq, 96? 2 6

80 мл глицерина, 60 мл .107-.<агп р<»отвара Н О., 100 мл 257-ного раствор»

%1,0Н, 2 r трилана Б и 1000 мл волы, Расход полирующего состава Vz

20 мл/мин. Скорость съема И

0,05 мкм/мин, h < 0,02 мкм.

Эффективность способа x?»h

Ф 0 р и v л а»» э 0 б р е т е н и R

Способ химико-механического полирования поверхностей пластин, включающий раздельную подачу на вращающийся палировальник полирующего .

20 cocTRBQ и активной водной композиции, воздействие на обрабатываемую поверхность пластин полировальникои, компонентаии полирующего состава и актиВНОЙ ВОцнай кампоэици?» О т л и ч а ю шийся тем, что, с целью поня»щения качества обрабатываемой поверхности и производительности полирования, в качестве активной водной композ?»»»»»?» используют раствор

Ф

-.@ этилендиаминтетрауксусной кислоты или ее солей.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве соли в активной водной коипозиции используют трило»» Б в количестве 0,110 иа» .7., а подачу на вращающийся полировальник полирующего состага и акт»»вно?» ВОднОЙ I<:oh»IIQB?III?»?I ведут I»p»» соот?»оп»ени?» объемов . (1-20): 1 соответственна.