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Beschreibung POLIERMITTEL FÜR OBERFLÄCHEN VON FESTEN KÖRPERN Die Erfindung
bezieht sich auf das Gebiet der Waltbearbeitung von festen körpern, insbesondere
auf Mittel zum polieren der Oberflächen von festen Körpern.
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Zur Zeit ist das Polieren der Oberflächen von feste Körpern durch
eine experimentell-theoretische Ausarbeitung und produktionstechnische Anwendung
von vier Hauptverfahren, und zwar mechanisches Polieren, chemisches Polieren, elektrochemisches
Polieren sowie auch ein kombiniertes chemischmechanisches und mechaiisch- elektrochemisches
Polieren gekennzeichnet.
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Das chemische. Polieren kann als Zusammenwirken von Atomen der zu
beijandelnden Oberfläche eines feste.
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Körpers mit den Molekülen des Ätzmittels angesehen werden.
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Dabei sind die Bedingungen für eine nicht selektive Als lösung von
der Zusammensetzung des Ätzmittels, des Reaktions temperatur, von den hydrodynamischen
oder anderen Einflüssen abhängig.
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Das Wesen des mechanischen Polierens bestent in der Beeinflußung
der Bestandteile des Oberflächenreliefs von festen Körpern durch die feindispersen
kristalli-nen Teilchen des Schleifmitteis, woudrch die zu behandelnde Oberfläche
geebnet wird. In diesen Fall sind mechanische Eigenschaften der zu behandelnden
Oberflächen von festen Körpern vjie härte, Plastizität usw. ausschlaggebend.
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Dem elektrochemischen Polieren liegt die Fähigkeit des IvIetalls
oder eines Halbleiters zugrunde, sich bei der Polarisation anodisch zu lösen, wobei
das Potential, die Strom stärke, die Zusammensetzung und die Konzentration des Elekt
lytes, sowie auch andere elektrochemische Parameter einen vorwiegenden Übergang
der Substanz aus den Ansätzen in die Lösung fördern, wodurch die Einebnung der Oberfläche
ve -wirklicht wird.
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Unter einem chemisch-mechanischen Polieren wird eine gleicheitige
Beeiflußung der Oberfläche eines festen Körpers durch chemische und mechanische
Einflüsse verstanden, die zur Herstellung einer vollkommeneren Struktur und eines
besseren Reliefs, als es bei einem rein mechanischen oder chemischen Polieren der
Fall ist, führt.
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Folglich stellt das Polieren von festen Körpern einen Komplex von
mechanischen, physikalischen, elektrischen und chemischen Erscheinungen dar,die
miteinander eng verbunden sind und in Abhängigkeit von den Eigenschaften des zu
polierenden Materials und des Polierstoffes, Ausrüstungen, tecnnologischen und sonstigen
Bedingungen in ihrer Gesamtheit oder einzeln existieren bzw. verwendet werden können.
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Aufhabe eines jeder Verfahrens besteht in der Schaffung einer spiecelblanken,
kristallinisch vollkommenen, chemisch reinen Oberfläche der Teile bei einer hohen
Arbeitsproduktivität. Das ist -besonders wichtig beispielsweise für das Polieren
von Halbleitermaterialen, die bei der Fertigung von elektronischen Halbleitergeräten
(Intergrierschaltungen, l'ransistoren, Dioden usw.) verwendet werden.
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Die bekannten Verwahren zum chemisch- mechanischen Polieren werden
in der Regel an einer drehbaren, mit einem weichen Stoff gespannten Schleifscheibe
unter Drucke in wirkung verwirklicht.
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Das Mittel enthält dabei eine feste Phase,beispielsweise aus Siliziumdiotyd
und anderen Oxiden, die in einem flüssigen Mittel, beispielsweise asser,mit Zusätzen
zähflüssinger Komponenten vom Tvp der mehrwertisen Alkohole oder ohne diese dispergiert
sind. Das genannte Mittel enthält auch chemisch aktive, alkalische Stoffe,wobei
als sQlche Hydroxyde von Alkalimetallen; Erctalkalinzetallen, deren
Salze
usw. zur Anwendung koilemen (s. z.B., E.Mendel 'tDas Polieren von Silizium", Solid
State Teciinol. V. 10, Mr.8, P.27.1967).
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als beispiel für das chemisch-mechanische Polieren von kristallinem
Silizium dient ein Verfahren, das unter Anwendung von Mitteln durchgefülirt wird,
die ein festes Poliermittel mit einer Korngröße bis zu 2C µm (SiO2,Zr 02, CeO, Al2O3,Fe3O4),Wasser
sowie anorganische Alkaliverbindungen KOH,NaOH,Ca(OH)2,NA2CO3 usw, enthalten,welche
in einer Menge von 0,05 bis zu 1000%, bezogen auf das Gewicht des Poliermittels,
verwendet werden, um einen pH-Wert zu schaffen, der nicht unter 10 liegt (s.z.B.
USA-Patentschrift Nr.3328141, Kl.51-307, angemeldet im Jahre 1966, bekannt gemacht
im Jahre 1967).
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Dieses Mittel wird durch Vermischen eines Pulvers beispielsweise
von SiO2 mit 20 Gew.S NaOH, bereitet, wobei 120 g dieser Zusammensetzung bei der
AuSlösung in 200 ml H20 einen pH-Wert=12,5 ergeben.
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Beim Polieren von Silizium mit einer solchen Suspension wurde ein
Masseverlust von 59,2 mg innerhalb von 10 min erhalten, was um etwa 237% die Wirksamkeit
der Materialabhebung durch eine wäßrige Suspension übersteigt, die 33,3 Gew.% SiO2
ohne NaGH bei einem pH-Wert = 5,75 enthält.
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Zu den Nachteilen der vorliegenden Suspension gehört die Verwendung
von ziemlich grobdispersen Kristalipulverarten,
die auf der Siliziumoberfläche
tiefgehende zerstörte Schich-ten sowie Reliefabschnitte mit verschiedener Klasse
der Oberflächengüte beim Polieren bilden. Da die Suspension verschiedenartige chemische
Verbindungen wie Oxide, Alkalien, Salze von Alkali- oder Erdalkalimetallen, seltenen
Erden und anderen Elementen enthält, wird dadurch die Erhöhung der chemischen Oberflächenreinheit
eines Halbleiters verhindert, weil feste Teilchen des Schleifmittels in die Oberflächenschicht
dcs Nonokristalls eindringen, während lösbare Stoffe durch diese Schicht in Form
von Atom- oder lonenmikrobeimengungen sorbiert werden .
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Deshalb sind eine zusätzliche Behandlung des Materials zur Beseitigung
der entstandenen Zerstörungen sowie eine sorgsältige komplizierte chemische Reiiiig-ung
der polierten Teile erforderlich, die keine positiven Ergebnisse ohne Zerstörung
und Verschlechterung der behandelten Oberfläche ermöglicht.
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Einen ebenso wichtigen Nachteil stellt die in dem Mittel vorhandene
Schleifkomponente dar, die die Umdrehungsgeschwindigkeit der Schleifscheibe und
der Montagescheiben mit Platten begrenzt. Das ist durch das Fehlen von zähflüssigen
Komponenten bedingt, weil bei hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten der Schle.i fscheibe
und der Montagescheiben infolge der Reibung sich die Temperatur in der Zone des
Zusammenwirkens erhöht, was zu einer Verforrnting der Probekörper und. zum Abreißen
der Platten Îii.hrt, die an den Polierscheiben
mittels leicht schmelzbarer
Wachs, Picein und ähnliche Stoffe enthaltenden Stoffen befestigt sind.
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Es ist auch eine Mittel zum Polieren von llalbleitersilizium bekannt,
das auf Basis von Siliziundioxyd und Wasser bereitet wird.
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Eine notwendige Voraussetzung für eine erfolgreiche ierwendung dieses
Mittels ist die Größe der SiC2-Teilchen, die um das lOfache kleiner als die Größe
der zu entfernenden Materialschicht sein soll.Nach sorgfältigem Vermischen von SiO2-Pulver
in Wasser hat das aus I Gewichtsteil SiO2 und 10 Gewichtsteilen NaoH bestehende
Gemisch einen pH-Wert=10-II.(s. z.B. britische Patentschrift Nr.987971, Int. l:-
B 44 b/B24b, Colb C 23 g, angemeldet im Jahre 1964, bekanntgemacht im Jahre 1965).
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din wesentlicher Nachteil des Mittels besteht darin, daß infolge
der Behandlung die Siliziumoberfläche durch die Natriumionen aus dem Alkalimittel
intensiv verunreingt wird für deren Desorption eine spezielle komplizierte chemische
Reinigung erforderlich ist. Das ist dadurch bedingt, daß die Beimengungen von Alkalimetall
die elektrophysikalischen Eigen schaften des Halbleiters negativ beeinflußen, und
die elektrischen Eigenschaften der thermischen SiO2 Schutzüberzüge sowie auch das
elektrische Verhalten der p-n Ubergänge verschlechtern. Zu den lacht eilen des genannten
Mittels gehört außerdem die proportionale Abhängigkeit der Größe der zu entferndenden
Schicht und der Oberflächengüte von der rö3e der t:il
chen der festen
Phase, weil beispielsweise für die Entfernung einer 50 µm dicken zerstörten Schicht,
welche beiX Schneiden entstanden ist, die Anwendung eines SiO2-Pulvers mit einem
Teilchendurchmesser von 5 µm erforderlich ist, während die zur Beseitigung von 5
µm tiefen Zerstörungen zu verwendenden Pulverteilcuen eine Größe von 0,5 µm aufweisen
sollen, Dabei die Durchschnietsgesschwindigkeit des Solierens 10 µm/St beträgt.
aus diesen Gründen ist es unmöglich, felndisperse Mittel zum Polieren der Oberflächen
von Halbleiterprdb ekörpern unmittelbar nach dem Schneiden von Barren oder nach
dem Grobschleifen zu.verwenden. Seinerseits führt das zu keiner Kürzung der mehrstufigen
Bearbeitungsfolge der Platten (Schneiden- Schleifen- Vorpolieren- Endpolieren),
sowie auch zu keiner Steigerung der Arbeitsproduktivität.
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Die als Notlösung anzuwendende feste Phase mit einer Teilchengröße
von über X,4-C,5 um zum Nachpolieren von Silizium führt zu einer Zunahme der Rolle
von mechanischem Mittel, verursacht ein Mißverhältnis zwischen mechanischem und
chemischem Bestandteilen des Prozesses, was letzten Endes eine Verschlechterung
des Reliefs und Oberflächengefüges nach sich zieht.
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Es ist auch ein Mittel zum chemisch-mechanischen Endpolieren von
7erbindungen AIII BV des Periodischen Systems
der Elemente von D.I.
Mendelejew, und zwar GaAs und GaP bekamt, die als feste Phase ein Siliziumdioxydpulver
in Form eines Aerosols von Kieselsäure (Aerosil), das in einer Wasser-Glyzerin-Mischung
dispergiert ist, sowie als chemisch active Agenzien 16 g KOH, 24 g K3 Ce (CN)6],
in 200 ml 1120 enthält (s. z.B. die BRD-Patentschrift Nr. 1227307, Int.Kl.C 231.
d. kl: 48 dI-I/02, angemeldet im Jahre 1964, bekanntgemacht im Jahre 1966).
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Die Methodik sieht eine getrennte Bereitung der wäßrige Lösung eines
alkalischen chemischen Ätzmittels (KOH + K3 [Fe(CN)6] ;] 1 + H20 und der Suspension
eines mechanischen .'ittels (Aerosil) in einer Wasser- Glyzerin-Lösung vor.
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Ein offensicatlicher Nachteil besteht darin, daß die Dispersion einer
kolloiden Kieselerde in schwach sauerer wäßriger Lösung bekanntlich eine minimale
physikalisch-chemische Beständikeit aufweist, die durch den Aufbau der Mizellen
und das Fehlen von Stabilisatoern bedingt ist, was die Zusammenballung einzelner
SiO2-Teilchen und die Bildung größerer fester Agglomeraten verursacht, die beim
Polieren an der Oberfläche des Halbleiters Risse, Ritzen und andere Oberflächenfehler
erzeugen.
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Um diese iMißstände zu vermeiden, war es notwendig, die Dispersion
zu filtrieren. Dadurch wurden Jedoch keine positiven Ergebnisse erzielt, weil einzelne
SiO2-Teilciien nach
wie vor agglomerierten. Aus diesem Grunde wies
die Disper sion eine geringe Stabilität auf, was die Zeit ihrer Anviendung begrenzte
sowie deren Benutzung nach einer längeren Lagarung unmöglich machte.
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Als Folge der Instabilität der Kieselerdedispersionen in einem Bereich
des pH-Wertes = 5-7 kann man auch deren erhöhte Viskosität betrachten, die systematisch
zu Schwierigkeiten beim Auftragen der Dispersion auf den Polierkörper, zu einer
ungleichmäßigen Verteilung der Dispersion über diesen Polierkörper sowie zur Verschlechterung
der.Oberflächeneigenschaften der zu polierenden Teile führt.
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Im Falle einer ungleichmäßigen Verteilung beispielsweise der GaAs-Teilchen
der SiO2-1)ispersion über den Polierkörper un folglich über der Oberfläche werden
in l.*iirklichieit einzelne Abschnitte der Probekörper entweder hauptsächlich der
chemischen Ätzung oder vorwiegend der mechanischen Einwirkung ausgesetzt.
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Dazu trägt das getrennte Auftragen von chemischem Alkaliagens (Ätzmittel)
und mechanischem Mittel (Aerosil-Dispersion) auf den Schleiffilz bei, die erst im
Laufe des Polierens an der Oberfläche des Polierkörpers vermischt werden. Dadurch
wird die Inhomogenität der Oberlächeneigenschaften des Materials auf der gesamten
Fläche der zu behandelnden Teile erhöht. Zur Verminderung dieser Inhomogenität ist
ein Vorpolieren von GaAs mit Diamantpasten erforderlich,
deren
korngröße 0,5-1 µm beträgt.
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Auf diese Weise erfordern die vorliegende Mittel und das auf deren
Anvendung beruhende Verfanren zum Polieren, welches den oberen Grenzwert der Geschwindigkeit
oer Qualitätseinebnung in Ilöiie von nicht mehr als I µm/min ermöglich, die Verwendung
eines mehrstufigen technologischen Schemas der Behandlung von hochwertigen Materialen.
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Als iiachteil dieser Poliermittel soll auch deren Fähigkeit angesehen
werden, die Oberfläche der Halbleiter mit Kaliumionen zu verunreinigen, welche wie
Natriumionen viele thermische Prozesse und elektrophysikalische Parameter der Probekörper
negativ beeinflußen und sich schwer entfernen lassen.
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Neben den aufgezählten bekannten Mittel gibt es noch eine Reihe von
Mitteln zum Polieren fester Körper, die auf der Basis von SiO2 oder oiO2 und Zr02
hergestellt wurden (s.z.B.USA- Patentschrift Nr.3046234, Kl.252-313, angemeldet
im Jahre 1959, bekanntgemacht im Jahre 1962; britische Patentschrift Nr.1096894,
Kl. C09 g I/02, angemeldet im Jahre 1965, bekanntgemacht im Jahre 1967; französische
Patentschrift Nr. 1441504, Kl. B24 b, angemeldet im Jahre 1965, bekanntgemacht im
Jahre 1966).
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Die genannten Mittel weisen dieselben Nachteile auf, die für oben
beschriebene bekannte Mittel kennzeichnend
sind. Die Verfilzen
zur Herstellung dieser Mittel sind kompliziert und kostspielig.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der oben angeführten
Nachteile der bekannten Mittel zum Polieren der Oberflächen fester Körper.
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Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrunde gelegt, eine solche optimale
Zusammensetzung der Mittel zum Polieren von festen Körpern zu finden, die hohe geometrische,
chemische und Struktureigenschaften der polierten Oberflächen bei einer hohen Poliergeschwindigkeit
gewährleistet.
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Die gestellte Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß in die Mittel zum
Polieren der Oberflächen von festen Körpern, die Wasser, Siliziumdioxyd, Glyzerin
sowie auch alkalische Agenzien enthält, erfindungsgemäß als alkalische Agenzien
organische Basen der aliphatischen und/oder aromatischen , und/ oder heterozyklischen,
und jeder alizyklischen Reihen eingeführt werden, wobei die das Mittel bildenden
Komponenten im Verhältnis (Gew.%): H20 - 99-50; SiO2 - 0,5-30; Glyzerin - 0,5-20
bei einem pH-Viert des Mittels von 8-14 verwendet werden Das Mittel zum Polieren
der Oberflächen vqn feste Körpern enthält vorzugsweise als organische Base Diäthanolamin
(CH2CH2OH)2NH. Das Mittel enthält auch als organische
Base Äthylendiamin
(CH2)2(NH2)2.
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Es ist zwekmäßig, daß das Mittel als organische Base 1,6-Hexamethylendiamin
(CH2)6 (NH2)2 enthält.
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Es ist nicht weniger zwecknaßig, daß die Komposition als organische
Base Benzylamin C6II5 CH2NH2 enthält.
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Es ist auch zweckmaßig, daß ~das Mittel als organische Base piperidin
C5HIIN enthält.
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Neben den genannten organischen Basen kann das Mittel Zyklohexylamin
C6HIINH2 enthalten.
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Nachstehend werden eine ausführliche Beschreibung der Erfindung sowie
Beispiele angeführt, die das Wesen der Erfindung erläutern.
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Das Verfahren zur Herstellun; von Poliermitteln umfaßt folgende Vorgänge:
Eintragen der festen Phase in das flüssige Mittel, und zwar das Einschütten eines
Kiesele depulvers in Wasser; Einführung von zähflüssigen Komponentea,beispielsweie
vom Typ der mehrwertigen Alkohole in die Dispersion; Einführung der alkalischen
Agenzien aus der Gruppe der botanischen Basen in die Dispersion.
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lis feste Phase verwendet man in dem Mittel ein feindisperses Siliziumdioxydpulver
in Form von Aerosol (Aerosil) der entwässerten Kieselsäure, die ein amorphes, leichtes,
weißes Pulver von hoher chemischer Reinheit mit einer Teilchengröße von 0,04 bis
zu 0,4 zum darstellt, wobei
die Teilchen eine nicht poröse Struktur
und sphärische Form aufweisen. Das Aerosil läßt sich nach der Teilchen bröI3e und
der spezifischen Fläche (m2/g) in drei Hauptgruppen, und zwar A-175 (0,I-I,4 µm),
A-300(I,05-0,20 µm) und A-380(0,05-0,15 µm) einteilen, die in ihrer Gesamtheit oder
einzeln zum Polieren versciiiedenartiger Oberflächen der festen Nörper verwendet
werden kÖnnen, Als zähflüssige Komponenten können Glyzerin, Äthylenglykol, siliziumorganische
Flüssigkeiten und ähnliche Stoffe zur Anwendung kommen, die eine hohe chemische
Reinheit aufweisen, Dabei trägt die Verwendung siliziumorganischer Verbindungen
zur Schaffung von chemisch homogenen Poliermitteln bei, die vorzugsweise zur Behandlung
von Silizium verwendet werden. Die Anwendung zähflüssiger Komponenten trägt zur
Stabilisierung der SiO2-Teilchen der Dispersion, zu einem besseren Benetzen des
Poliertuches sowie zur Schaffung einer dünnen zähflüssigen Schicht an der Materialoberfläche
im Laufe der Einebnung derselben bei.
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Auf diese Weise beeinflußen sie nicht nur kolloide -chemische Eigenschaften
der Dispersion, sondern auch die Kinetik des Polierens, die Oberflächenbeschaffenheit
und den Poliervorgang, Die Verwendung starker organischer Basen als alkalische Agenzien
des Mittels hat recht gute Aussichten in viele
Hinsicht und vor
allem aus dem Grunde, daß sie zum Unterschied von den anorganischen Alkalien die
zu polierende Oberfläche der Halbleiter mit Kationenbeimengungen nicht verunreinigen.
Das organische durch die Oberfläche des festen Körpers sorbierte Radikal schützt
sie vor Sindringen der anderen Beimengungen; als Bestandteil der SiC2-Teilchen der
festen Phase trägt das organische Radikal außerdem zur Stabilisierung dieser Teilchen
bei. Lian kann grundsätzlich jede beliebige starke organische Isase oder deren Mischung
erfolgreich in Lenken verwenden, für die chemische Beeinflußung des zu behandelnden
Materials ausreichen. Unabhängig von Zielen des Polierens ist es ebenso bequam,
sowohl konzentrierte als auch verdünnte wäßrige Lösungen organischer Basen zu verwenden,
obwohl die Verwendung weniber rlüchtiuer und billiger Stoffe, die einen geringen
Geruch aufweisen, vorzuziehen ist. Die ILalbleiter, deren Oberflächen mit diese
Stoffe enthaltenden Kompositionen poliert wurden, wurden mehrfach für die Fertigung
von elektronischen Geräten verwendet, die verbesserte elektrophysikalische Werte
und erhöhte Zuverlässigkeit besaßen, was sich insbesondere bei der fertigung der
Gerate auf Basis von getall- Oxyd-Halbleiter-Strukturen zeigte.
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Es ist zu bemerken, daß die einfache und schnelle Bereitung von erfindungsgemäßen
Poliermitteln auf dem
turbAlenten Vermischen in allen drei Stadien
beruht, was die Bildung homogener, flüssiger und stabiler Dispei-sionen begünstigt.
Zu diesem Zweck kann man sowohl spezielle wie auch bestehende serienweise herzustellende
Ausrüstungen verwenden, wobei die Möglichkeit besteht, gleichzeitig die Dispersion
in einer Menge von einigen Litern bis mehrere Dutzende Liter ( ~ 100 1) zu bereiten,
was bei der Ausführung der Polierarbeiten in großem Umfang unter Betriebsbedingungen
besonders von Vorteil ist.
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Diese Erwägungen betreffen alle nachstehend angeführten Beispiele.
Wenn Im Zuführungssystem des Poliermittels ein Rückumlauf des Mittels vorgesehen
ist, büßeü die Dispersionen, wie es experimen-Lell nachgewiesen wurde, an ihrer
Polieraktivität bis zur sechsfachen Verwendung ohne Zusätze nicht ein . Das bringt
eine zusätzliche Liaterialeinsparung.
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Nachstehend werden Beispiele angeführt, die das lesen der Erfindung
erläutern.
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Beispiel I In 985 ml entionisiertes Wasser werden 10 g Siliziumdioxydpulver
mit einer Teilchengröße von 0,05-0,15 nun eingebracht. Dann werden der Dispersion
5 g Glyzerin und Diäthanolamin bis zu einem pH-Wert von 8,5-10 zugesetzt. In diesem
und in anderen Beispielen wurde der pH-Wert mittels eines pH-';lert- Seters, das
mit einer Glaselektrode versehen
war, oder mittels eines Universalindikatorpapiers
gemessen. Das bereitete Mittel kann wirksam zur Einebnung von rauhen Siliziumoberflächen
verwendet werden. Sie bdßt an ihrer hohen kolloid chemischen Beständigkeit bei einer
längeren Lagerung nicht ein.
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Beispiel 2 In 900 ml destilliertes Wasser werden 50 g SiO2-Pulver
mit einer Teilchengröße von 0,05-0,20 µm eingebracht.
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Dann werden 50 g Äthylenglykol und Diäthanolamin bis zu einem. pH:#ert
- 9-10,5 zugesetzt. Das so hergestellte Mittel läßt sich einfach aufbereiten,weist
gute kinetische Beständigkeit auf, benetzt den Polierkörper gut und wird mit Erfolg
zun Polieren der Oberfläche von Siliziumplatten verwendet.
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Beispiel 3 In 750 ml entionisiertes Wasser werden 160 g SiO2-Pulver
mit einer Teilchengröße von 0,05-0,15 µm eingebracht.
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Dann werden 90 g Glyzerin und Diäthanolamin bis zu einem pH-Wert =
10-13 zugesetzt. Das so hergestellte Mittel gewährleistet eine hohe Homogenität
des Reliefs mit einer Oberfläschebeschaffenheit von #14 # -b und eine Poliergeschwindigkeit
bei der Behandlung des Siliziums von 0,3--0,5µm/min.
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Beispiel 4 In 900 ml entionisiertes Wasser werden 5 g SiO2-Pulver
mit einer Teilchengröße von 0,05-0,l5 µm und 15 g SiO2-Pulver mit einer Teilchengröße
von 0,05-0,20 µm eingebracht, wonach der Dispersion 80 g Glyzerin und eine wäßrige
Lösung von Äthylendiamin bis zu einem pH-wert = 8-10 zugesetzt werden.Das so hergestellte
Mittel wird zum Polieren der Silizuimoberfläche verwendet. Es verteilt sich gleichmäßig
über den Polierkörper und gewährleistet die Herstellung einer qualitätsmäßig guten
Ober:Lläche, die für das epitaxiale Wachsen geeignet ist.
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Beispiel 5 In 840 ml entb-onisiertes Wasser werden 60 g SiO2-Pulver
mit einer Teilchengröße von O,I-0,4 µm eingebracht.
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Dann werden 200 g Äthylenglykol und Äthylendiamin bis zu einem pH-Viert
= 9-II zugesetzt.Das so hergestellte Mittel wird zum Polieren der Oberflächen von
40-80 mm Durchmesser Siliziumplatten bei forcierten- Betriebszuständen verwendet.
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Beispiel 6 In 720 ml entionisiertes Wasser werden 180 g SiO2-Pulvor
mit einer Teilchengröße von 0,05- 0,15 µm eingebracht.
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Dann werden der Dispersion 100 g Glyzerin, eine waßrioe Lö-Lösung
von Äthylendiamin bis zu einem pH-.iert = 10-13 sowie eine Lösung von Wasserstoffperoxyd
zugegebenDas so hergestellte Mittel wird zum Polieren von rauhen Germaniumoberflächen
verwendet,
wobei eine Geschwindigkeit der Materialabhebung in Höhe bis zu 2,0 um./min sowie
eine hohe chemische Reinheit der behandelten Oberfläche gewährleistet werden.
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Beispiel 7 In 840 ml entionisiertes Wasser werden 100 g SiO2-Pulver
mit einer Teilchengröße von 0,1 - 0,4 um und 50 g Glyzerin einem bracht. Dann wird
eine wässerige Lösung von 1,6-Hexamethylendiamin bis zu einem pH-Wert = 9-10 zugegeben.
D&s so hergestelle Mittel verwendet man beim Polieren von Siliziumplatten von
25-80 mm Durchmesser zur Herstellung einer fehlerfreien Oberfläche.
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Beispiel 8 In 650 ml entionisiertes Wasser werden 220 g SiO2-Pulver
mit einer Teilchengröße von 0,05 - 0,15 um eingebracht. Dann werden der Dispersion
130g Äthylenglykol, eine wässerige Lösung von 1,6-Hexamethylendiamin bis zu einem
pH-Wert = 10-11 sowie eine Lösung von Wasserstoffperoxyd zugegeben. Das so bereitete
Mittel weist eine gute kinetische Beständigkeit auf, bewahrt eine längere Zeit ihre
Polieraktivität und wird zur siebung der Oberflächen von GaAS-Platt-n rilt einer
Geschwindigkeit der Materialbhebung bis zu 2,5µm/min verwendet.
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Beispiel 9 In 850 ml entionisiertes Wasser werden 120 g SiO2-Pulver
mit einer Teilchengröße von 0,05-0,20 µm eingebracht.
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Dann werden der Dispersion 80 g Glyzerin, eine wässrige xösung von
1,6- Hexamethylendiamin bis zu einem pH-Wert =9-II,f sowie eine Lösung von Wasserstoffperoxyd
zugegeben. Das so bereitete Mittel wird mit hoher Wirksamkeit zum Polieren von lnas
und GaAs nach dem Schruppschleifen mit einer Geschwindigkeit der I;taterialabhebung
bis zu 4 µm/min verwendet. Die polierte Oberfläche ist durch eine hohe Homogenität
des Reliefs gekennzeichmet, weist eine ß 14 -b -Klas se der Oberflächengüte auf
80» der Probekörerfläche auf, wobei die Behandlungsfehler vollständig fehlen.
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Beispiel 10 In 950 ml entionisiertes Wasser werden 10 g SiO2-Pulver
mit einer Teilchengröße von O,I-O,4 4 und eine sili--ziumorganische Flüssigkeit
in einer Menge von 40 g eingebracht. Dann wird der Dispersion Benzylamin bis zu
einem pH-\'iert= 9-10,5 zugegeben.Das so hergestellte Mittel verwendet man zum Polieren
von Siliziumplatten mit einer hohen chemischen Reinheit der Oberfläche.
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Beispiel II In 650 ml entionisiertes Wasser werden 200 g Si02-Pulver
mit einer Teilchengröße von 0,05-0,15 pin und 150 g Äthylenglykol eingebracht. Dann
werden der Dispersion eine wäßrige Lösung von Benzylamin-bis zu einem pH-Wert =10-12
und eine Lösung von Wasserstoffperoxyd zugegeben. Das so reitete Mittel verwendet
man zum Polieren der Ge-,
CaAs-, -InAs- sowie auch Si-Teile bei
forcierten technologischen Betriebszuständen mit einer Geschwindigkeit der Materialabhebun
von 0,5-3 µm/min. Nach der Behandlung weist die Oberfläche Hochglanz auf und ist
durch hohe geometrische Parameter gekennzeichnet.
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Beispiel 12 In 820 ml entionisiertes Wasser werden 120 g SiO2-Pulver
mit einer Teilchengröße von 0,05-0,20 µm eingebracht.
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Dann werden 60 g Ätiiylenglykol und Benzylamin bis zu einem pH-Wert
=10-13 zugegeben. Das so hergestellte Mittel verwendet nan zum Polieren von Teilen
aus Silizium mit einer Geschwindigkeit der Materialabhebung von 0,5 w min. Die behandelte
Oberfläche weist keine Fehler auf und ist für die Durchführung von epitaxialen Prozessen
geeignet.
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Beispiel 13 In 930 ml bidestilliertes Wasser werden 50 g SiO2-Pulver
mit einer Teilchengröße von 0,05-0,15 µm eingebracht.
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Dann werden der Dispersion 20g Glyzerin und Piperidin bis zu einem
pH-Wert=9-II zugegeben. Das so bereitete Mittel verwendet man zum Polieren von Silizium
bis zur Herstellung einer spiegelblanken Oberfläche, die für die Durch führung der
Prozesse der thermischen Oxydation und des epitaxialen Wachsens geeignet ist.
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Beispiel 14 In 870 ml entionisiertes Wasser werden ao g SiO2-i:ulver
mit
einer Teilchengröße von 0,1-0,4 jum eingebracht. Dann werden der Dispersion 50 g
Äthylenglykol, eine wäßrige Lösung von Piperidin bis zu einem pH-Wert = 10-12 sowie
eine Lösung von Wasserstoffperoxyd zugegeben. Das so bereitete Mittel verwendet
man zum Polieren von GaSb-, GaAs- und Ge-Platten mit einer Geschwindigkeit der Materialabhebung
von 0,2-2,5 Jum/min. Nach der Behandlung erhält man eine fehlerfreie ebene und reine
Oberfläche, die für die Durchführung der epitaxialen Prozesse und des Aufspritzens
geeignet ist.
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Beispiel 15 In 790 ml entionisiorten Wasser werden 170 g SiO2-Pulver
mit einer ;i'eilchengröße von 0,05 - 0,15 um eingebracht.
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Dann werden der Dispersion 130 g Glyzerin und eine wäßrige Lösung
von Piperidin bis zu einem ph erst =10-13 zugegeben.
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Das so bereitete Mittel verwendet man zum Polieren von eilt aus Silizium
und Keramik mit einer Geschwindigkeit der Materialabhebung von 0,2-0,5 tzm/min.
Die polierte Oberfläche weist einen hohen Grad der Oberflächenbeschaffenheft auf.
Die Dispersion kann mehrfach verwendet werden.
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Beispiel 16 In 510 ml entionisiertes Wasser werden 290 g-SiO2-Pulver
mit einer Teilchengröße von 0,1-0,4 um eingebracht. Dann werden der Dispersion 20
g Äthylenglykol, eine wäßrige Lösung von Zyklohexylamin bis zu einem pH-Wert =10-13
und eine Lösung von Wasserstoffperoxyd zugegeben. Das so bereitete
Mittel
verwendet man zum Polieren von Probekörpern Si, Ge, GaAs, Keramik, Sitallen und
anderen festen Körpern, die weitestgehend in der elektronik zur Anwendung kömmen.
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Beispiel 17 In 970 ml entionisiertes Wasser werden 25 g SiO2-Pulver
mit einer Teilchengröße von 0,1-0,4 µm eingebracht und 5 g Glyzerin zugegeben. Dann
wird der Dispersion Zyklohexylamin bis zu einem pH-Wert=10-12 hinzugegossen. Das
so bereitete Mittel wird erfolgreich zum Polieren von Teilen aus Silizium bei einer
geringen Geschwindigkeit der Materialabhebung verwendet; das Mittel kann dabei sechs
mal verwendet werden, ohne daß es an Polieraktivität einhüßt.
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Beispiel 18 In 810 ml entionisiertes Wasser werden 110 g EiO2-Pulver
mit einer Teilchengröße von 0,05 - 0,20 JWl eingebractit.
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Dann werden der Dispersion 80 g Glyzerin, eine wäßrige Lösung von
Zyklohexylamin bis zu einem pH-:iert = 11-13 sowie eine Lösung von Wasserstoffperoxyd
zugegeben.Das so bereitete Mittel verwendet man zum Polieren von Si,Ge,GaAs und
anderen Verbindungen AIII-BV des Periodischen System der Elemente von D.J.Medelejew.
Es bewahrt seine Polierwirksankeit bis zu einer fünf-bzw. sechsfache Verwendung,
ohne daß Teile an hoher Qualität der Nachbehandlung einbüßen.