Суміш для хіміко-механічного полірування напівпровідникових матеріалів

Изобретение относится к составам для химико-механического полирования (ХМП) материалов электронной техники, в частности материалов типа АІІВV и может быть использовано в приборостроении и электронной промышленности. Известны полировальные составы для ХМП полупроводниковых материалов, содержащие аминоорганокремнезем в качестве абразива и воду [1]. Такие составы пригодны для полирования полупроводниковых материалов типа АІІВV и практически не оказывают воздействия на поверхность полупроводниковых материалов типа АІІВV(CdSb, CdAs 2, Zb As 2, ZbP 2). Наиболее близким к заявляемому является состав для ХМП полупроводниковых материалов [2], включающий кремнеземсодержащий абразивный материал (титанаэросил с концентрацией в нем диоксида титана от 10 до 15 мас. %), гидроксид натрия или калия, перекись водорода и воду, при следующем соотношении компонентов, мас. %; Титанаэросил 5-10 Щелочь 15-30 Перекись водорода(30%-ный раствор) 5-12 Вода Остальное Указанный состав предназначен для полировки материалов типа АІІВV. Однако, он не пригоден для полировки полупроводниковых материалов типа АІІВV, поскольку вызывает травление полируемой поверхности, появление ростовых де фектов и дислокации, образование глубоких царапин. В основу изобретения поставлена задача создать такую смесь для химико-механического полирования полупроводниковых материалов, в которой, путем замены абразивного материала, достигается улучшение качества поверхности материала. Поставленная задача решается тем, что полировальный состав для химико-механического полирования полупроводниковых материалов, содержащий абразивный компонент, гидроксид натрия или калия, перекись водорода и воду, согласно заявляемому изобретению, в качестве абразивного компонента содержит аминоэтоксиаэросил и дополнительно - глицерин, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Аминоэтоксиаэросил 6,0-8,0 Гидроксид натрия или калия 2,0-2,5 Перекись водорода (30%ный раствор) 3,0-5,0 Глицерин 3,0-5,0 Вода Остальное Для приготовления заявляемого состава использовали аминоэтоксиаэросил (ТУ 6-18-221-75), щелочь (NaOH ГОСТ 2263-79; КОН-ГОСТ 3285-77/ИСО 992-750), перекись водорода (ГОСТ 177-882), а также глицерин дистиллированный (ГОСТ 6824-76). Состав для ХМП готовили следующим образом. Растворяли навеску твердых гранул гидроксида калия или натрия в воде, смешивали в определенных пропорциях раствор щелочи и 30%-ный раствор перекиси водорода. Затем добавляли глицерин и воду. В полученную смесь вводили порошок аминоэтоксиаэросила (АЭА). С помощью механической мешалки при частоте вращения 55-65 об/с суспензию обрабатывали в течение 5-8 минут до равномерного распределения твердой фракции в объеме композиции. Полученную композицию использовали для полирования пластин полупроводниковых материалов типа АІІВV (CdSb (010) (100), CdAs 2 (100), ZnAs 2 (100), (110), (101), (101), ZnP2 (100)) диаметром 50 мм и толщиной 200 мкм. Полирований осуществляли на станке ЗМП 350 с частотой вращения полировальника 3,6-4,2 об/с при давлении 150 г/см 2. В качестве материала полировальника использовали "Поливэл". Полировальный состав при постоянном перемешивании подавали на полировальник со скоростью 2-6 мл/мин. Производительность процесса полирования оценивали по съему материала в единицу времени. Качество полировальной поверхности определяли, измеряя микронеровности при помощи профмлометра-профилографа-252 и рефлектометрическим методом. Далее приводятся сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Пример 1. Готовили композицию состава, мас. %: аминоэтоксиаэросил - 6, гидроксид натрия - 2,2, перекись водорода (30%-ный раствор) - 3, глицерин - 4, вода - до 100%. Композицию использовали для ХМП пластины CdSb (010). Скорость съема составила 0,4 мкм/мин. Шероховатость отполированной поверхности 30 нм. Поверхность зеркальная, без царапин и рисок. Пример 2-12. Поступали так, как описано в примере 1, за исключением того, что изменяли содержание вводимых компонентов и обрабатываемый полупроводниковый материал. Пример 13 (по прототипу). Готовили композицию состава, мас. %: титанаэросил-8, NaOH - 20, перекись водорода - 10, вода - до 100%. Композицию использовали для полирования пластин CdSo (010). Состав по прототипу не оказывает полирующего воздействии на пластину CdSb, вызывает травление, появление ростовых дефектов и дислокации образование глубоких царапин. Примеры использования состава при полировке пластин материалов типа АІІВV сведены в таблицу. Как видно из таблицы, заявляемый состав для ХМП позволяет обеспечить улучшение качества поверхности материалов типа АІІВV в частности CdSb, CdAs 2, ZnP2, Zn As 2 (примеры 1-4). В случае отклонения от заявляемых пределов наблюдается снижение качества обрабатываемой поверхности (5-12), уменьшение съема (примеры 7, 9). Уменьшение содержания в составе перекиси водорода и щелочи до значений, ниже заявляемых, приводит к уменьшению скорости съема полируемого материала, а также к ухудшению качества обработки поверхности выражается в наличии на поверхности ряби, волнистости (пример 7, 9). При содержании в составе аминоэтоксиаэросила в количестве, меньше заявляемого, наблюдается травление поверхности полируемого материала, рябь, волнистость, проявление ростовых дефектов (пример 5). Увеличение содержания абразивного компонента (АЭА) свер х заявляемого количества приводит к ухудшению качества обрабатываемой поверхности, т.е. к наличию царапин (пример 6). Увеличение содержания щелочи и перекиси водорода сверх заявляемых пределов приводит к травлению полируемой поверхности, появлению ряби, проявлению ростовых дефектов (пример 8, 10). Несоблюдение заявляемых значений глицерина приводит к появлению на полируемой поверхности ряби, царапин, волнистости, т.е. к ухудшению качества поверхности (пример 11,12). В случае использования состава по прототипу не обеспечивается качественное полирование поверхности материала типа АІІВV , наблюдается травление, появление ростовых дефектов и дислокации, образование царапин (пример 13). Таким образом, применение заявляемого состава позволяет обеспечить высокую эффективность обработки материалов типа АІІВV (CdSb, CdAs 2, ZnP2 , ZnAs 2), а именно, при производительности процесса 0,3-0,5 мкм/мин получить поверхность с высокими геометрическими характеристиками - шероховатость Rz = 3-10 нм. Состав для ХМП обладает хорошей текучестью, стабилен во времени, прост в применении и технологичен. Состав может быть использован также для финишной полировки полупроводниковых материалов другого типа, в частности АІІВ V.