Композиция для химико-механического полирования полупроводниковых материалов

 

(I I! 654662

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.07.77 (21) 2512319/23-05 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.79. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 30 03.79 (51) М. Кл.-

С 09G 1/02

Государственный комитет (53) УДК, 621.921 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Г. Я. Губа, В. М, Огенко, Л. H. Воробкало, В. А. Тертых, A. А. Чуйко, В. К. Малютенко, С. В. Горюк и Н. В. Хабер

Ордена Трудового Красного Знамени институт физической химии им. Л. В. Писаржевского и Институт полупроводников

АН Украинской ССР (71) Заявители (54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ХИМИКО-МЕХАНИЧЕСКОГО

ПОЛИРОВАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к составам для химико-механического полирования полупроводниковых материалов 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 по 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, ампносоединения, а также различные смеси неорганических кислот и др.

Механическое воздействие заключается в обработке поверхности мелкодисперсными частицами абразива. B 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 имическ1гх свойств поли5 руемых поверхностей.

Известные композиции химико-механического полирования голупроводниковых материалов включают в качестве абразивов двуокись кремния или другие окислы, дис1р пергированные в жидкой среде, например в воде, с добавками вязк гх компонентов типа многоатомных спиртов пли без них, а в качестве травителей — гидроокисн щелочных или щелочноземельных метал Iов и пх соли.

Однако при использовании известных композиций происходит загрязнение при полировании поверхности полупроводников ионами натрия, калия, что отрицательно влияет на электрофизические свойства полированной поверхности, ухудшает диэлектрические сзоиства окисных пленок, изготавливаемых на такой поверхности с целью получения МОП-структур, а также харакTOP iICTI!iKII ДРУГИХ ПОЛ1 ПРОВОДНИI .ОВЫХ IIPHбороз.

Кроме того, использование щелочных травителей для полирования полупровод654662

65 никовых материалов типа Ап Вх приводит к пассивированию поверхности и затрудняет ее обработку..Ближайшим прототипом из числа известных, технйчейих решений является композиция для химико-механического полирова: ния;,щф@1юовф@никовых материалов типа

A" à . Комцозиция содержит твердую фазу — порошок двуокиси кремния в виде аэрозоля кремниевой кислоты (аэросила), диспергированного в водно-глицериновой смеси и химически активные агенты в виде водной смеси КОН и Ко(Ге(СХ)ю).

Недостатком указанной композиции является то, что дисперсия коллоидного кремнезема в слабокислом растворе имеет минимальную физико-химическую устойчивость, обусловленную строением мицелл и отсутствием стабилизаторов, что приводит к слипанию отдельных частиц SiO> и образованию крупных твердых агломератов.

В результате на поверхности полупроводника в процессе полировки образуются царапины и дефекты структуры, а качество обработки поверхности ухудшается.

Присутствие щелочного травителя приводит к образованию на поверхности водонерастворимых окислов и загрязнению поверхности полупроводников ионами калия, что приводит к ухудшению электрофизических свойств полированной поверхности.

Цель изобретения — улучшение структурных и электрофизпческпх характеристик полированной поверхности.

Достигается это тем, что предлагаемая композиция содержит аэросил, модифицированный многоатомным спиртом, в качестве травителя — 40ю/ю-ную молочную кислоту и 90o -ную азотную кислоту, в качестве много атомного спирта — этиленгликоль или диэтиленгликоль при следующем соотношении компонентов, вес. /ю.

Аэросил, модифицированный многоатомным спиртом 10 — 20

40 /ю-ная молочная кислота 3 — б

90ю/ю-ная азотная кислота 10 — 30

Этиленгликоль или диэтиленгликоль

В качестве многоатомного спирта для модифицирования аэросилов применяют этиленгликоль, диэтиленгликоль или глицерин.

Пример 1. Композицию, содержащую, вес. /ю.

Аэросил, модифицированный диэтиленгликолем 10

40 /ю -ная молочная .кислота 3

90 /ю-ная азотная кислота 10

Диэтиленгликоль Остальное используют для полирования образцов

BiSb. Микронеровности полированной поверхности не превышают 200А, плоскостность отличается от идеальной не более

50 чем на 5 10 А/см ния — 1 мкм/мин.

Пример 2. Композицию, содержащую, вес. ю/ю .

Аэросил, модифицированный глицерином 15

40 /ю-ная молочная кислота 5

90 /ю-ная азотная кислота 90

Этиленгликоль Остальное используют для полирования поверхности образцов InSb. Микронеровностн отрабоо танной поверхности не превышают 150А, р плоскостность — 5 10 А/см. Скорость полирования — 1,5 мкм/мин.

Пример 3. Композицию, содержащую, вес. /ю.

Аэросил модифицированный этиленгликолем 20

40ю/ю-ная молочная кислота б

90 /ю-ная азотная кислота 30

Этиленгликоль Остальное используют для полирования поверхности образцов InSb. Микронеровности полирос ванной поверхности не превышают 200А, о плоскостность 5 10 А/см, скорость полирования — 2 мкм/мин.

Таким образом, полирование поверхности полупроводников предлагаемой композицией обеспечивает получение геометрически совершенной, оптически плоской, имеющей незначительный микрорельсф 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 моцокристаллов А "B в планарной технологии полупроводниковых l1pHборов.

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 аэросил, модифицированный многоатомным спиртом, в качестве травителя — 40ю/ю-ную молочную кислоту и 90 /ю -ную азотную кислоту, в качестве многоатомного спир654662

Составитель В. Чистякова

Техред Н. Строганова

Редактор А. Соловьева

Корректор Л. Брахнина

Заказ 307/10 Изд. № 241 Тираж 779 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раугпская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 та — этиленгликоль или диэтиленгликоль при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Аэросил, модифицированный многоатомным спиртом 10 — 20

40%-ная молочная кислота 3 — 6

90% -ная азотная кислота 10 — 30

Этиленглиголь пли диэтиленгликоль Остальное

2. Композиция для химико-механического полирования для полупроводниковых

5 материалов по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит аэросил, модифицированный этиленгликолем TTëè диэтиленгликолем, или глицерином.