JPS63150155A - 第３−５族化合物半導体の研磨剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、発光ダイオード、半導体レーザー、電子デバ
イス、光電子集積回路等に用いられる周期率表の第ｍ−
ｖ族物質から成る化合物半導体の化学的及び機械的研磨
に用いる研磨剤に関する。

更に詳しく述べると、第ｍ−ｖ族物質例えばＧａＡｓ、
、ＧａＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ等から成る化合物半導体の
表面研磨をスクラッチ及び傷の発生が少なく高速鏡面仕
上げ加工を成らしめる、研磨剤に関する。

（従来の技術） エレクトロニクス技術はシリコン半導体でのＩＣ回路に
よるコンピュータ技術が社会的ニーズへの対応に限界が
ある事から、シリコンデバイス性能を越えた第ｍ−ｖ族
化合物半導体による光電子集積回路、高速電子デバイス
、オプトエレクＩ・ロニクスデバイス等が注目されてい
る。

第ｍ−ｖ族化合物半導体としてはＧａＡＳ、、Ｇａ　Ｐ
　ＸＧ　ａ　Ｓ　ｂ　、、Ａ　Ｉ　Ｐ　ＸＡ　Ｉ　Ａ　
Ｓ、ＩｎＡｌ。

ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＧａＡ、］Ａｓ、、ＧａＡｓＰ等が
挙げられる。またそれらの用途は発光ダイオード、半導
体レーザー、太陽電池、マイクロ波ダイオード、光電子
集積回路及び磁気半導体素子等極めて広範囲である。

上述の第ｍ−ｖ族の化合物の中でもＧａＡｓはＩＣ基板
とデバイスの両分野で開発が積極的に行われている。こ
れらの用途の為のＧａＡｓ基板の工業的製法は、ボート
法或いは引き上げ法等て、ＱａＡｓのバルク結晶成長さ
せ、その様にして得られた塊からスライス、ウェファ−
を得て機械的研磨と化学的エチングを組み合わせた研磨
法で鏡面仕上げが行れている。

この化合物半導体の研磨法としては従来から下記の方法
が用いられている。

自由回転するスピンドルで支持されている集積用ブロッ
クに研磨すべく半導体のウェハーまたはスライスを固定
する。これを、回転するターンテーブルに支持されてい
るポリウレタン製研磨布に押し付けることで行われるが
、この際に高速、平滑化を目的として化学的エツチング
を組み合わせる。この化学的エツチングの方法としては
、半導体表面と反応して機械研磨により表面から除去可
能とならしめる化学的研磨剤が選ばれる。

従来から知られている化学的研磨剤としては次のような
ものがある。

■有効塩素２．４〜４．６ｇ／６のＮａ　（１！○、Ｋ
ＣＩ！○水溶液と炭酸ソーダ（米国特許３３４２６５２
号） ■０．００１〜０．０５％のＢｒｚを？容解するメタノ
ール液。（英国特許９４５９３３号）■塩化シアヌルを
アルカリ水溶液に溶解した溶液。（特開昭５７−１９６
７２３号） ■酸性条件下で塩素を遊離する化合物の水溶液を使用（
特公昭５７−３５５７４） 〔発明が解決すべき問題点〕 上述の従来のＧａＡｓの化学的研磨剤のうちミ■ではＮ
ａＣβＯの濃度が高い場合には加工速度は高いが、表面
が酸化される欠点があった。また■では危険度の高いＢ
ｒｚを用いるし、また加工度が遅い欠点がある。■は水
溶液の安定性が低く研磨速度が極端に遅い欠点がある。

■は研磨時に酸性水溶液を使用するため、有効塩素の安
定性が低くなる。また特に酸性条件下ではウェハーの表
面にスクラッチを生ずる欠点がある。

本発明は、この従来の問題点を解決するために従来に無
い新しい研磨剤を提供することを目的とするものである
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は上述の問題点を解決するために鋭意検討の
結果、塩素化イソシアヌル酸等の活性ハロゲンを発生す
る化合物を溶解した有機溶媒が加工速度も早く、スクラ
ッチの発生も少なく非常に優れた鏡面が得られることを
見出し本発明の研磨剤を見出した。

即ち、本発明は塩素化イソシアヌル酸、Ｎ−ハロゲン化
ジメチルヒダントイン、Ｎ−ハロケン化コハク酸イミド
或いはＮ−ハロゲン化フタルイミドをエステル、ケトン
またはアルコールロゲン濃度が０．０１〜１０重量／容
量％になる範囲で溶解していることを特徴とする第１Ｉ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体の研磨剤に関する。以下更に本発
明の詳細な説明する。

第ｍ−ｖ族化合物化合物半導体としては先にも述べたが
、ＧａＡｓ，ＧａＰ，ＧａＳｂ，ＡＩＰ、ＡＩＡ．ｓ．
、ＩｎＡｓ，ＩｎＰ，ＩｎＳｂ，ＧａＡｌ．Ａｓ，Ｇａ
ＡｓＰ等が挙げられる。

本発明で使用する塩素化イソシアヌル酸としてばＩ・ジ
クロロイソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸、ジク
ロロイソシアヌル酸す１ヘリウムの無水物及び水和物、
或いはジクロロイソシアヌル酸カリウム等が挙げられる
。これらの中で、特にトリクロロイソシアヌル酸、ジク
ロロイソシアヌル酸が好ましい。又、本発明で使用する
Ｎ−ハロゲン化ジメチルヒダントインとしてはジクロロ
ジメチルヒダントイン、ブロムクロルジメチルヒダント
イン、ジブロムジメチルヒダントイン等が挙げられる。

更に、Ｎ〜ハロゲン化コハク酸イミド或いはＮ−ハロゲ
ン化フタルイミドとしては、Ｎ−クロルコハク酸イミド
、Ｎ−ブロムコハク酸イミド、Ｎ−クロロフクルイミド
、Ｎ−ブロムフタルイミド等が挙げられる。

有機溶剤としては、上記の活性ハロゲンを発生ずる化合
物と反応せず熔解するものなら良いが、好ましい有機溶
剤としてはエステル、ケＩ・ン又はアルコール溶媒であ
る。更に具体的に述べると、エステル又はケトン溶媒と
しては一般式（１）で表されるものが好ましい。

Ｒ，−Ｃ−Ｒ２−−−−−−−（Ｉ） 但し、式中Ｒ１は炭素数１〜６のアルキル基をＲ２は炭
素数１〜６のアルキル基又はアルコキシル基を表す。こ
れらケトン又はエステルの具体例としては、アセトン、
メチルエチルケトン、ジエチルケトン、酢酸メチル、酢
酸エチル、酢酸プロピル等が挙げられる。アルコール溶
媒としては、炭素数１〜６の］または２価アルコールで
具体的にはメチルアルコール、エチルアルコール、プロ
ピルアルコール、ブタノール、ジエチレングリコール、
プロピレングリコール等が挙げられる。

本発明の研磨剤は上記有機溶媒に、活性ハロゲン濃度が
０．０１〜１０重景／容量％、好ましくは０．０５〜３
重量／容量％になるように、上記のハロゲン化合物を溶
解させることによって得られる。

以下に本発明を実施例で更に詳しく説明するが、本発明
の技術的範囲はこれに限定されるものではない。

実施例１〜８及び比較例１〜９ 表−１に示す活性ハロゲンを発生する化合物を活性ハロ
ゲン濃度が０．３重Ｍ／容積％になるように調整し、Ｇ
ａＡｓの研磨効果を調べた。結果を併せて表−１に示す
。研磨方法は半導体基板の研磨テストに使用されるテス
ト装置を用いつぎのような条件で行い、研磨効果の評価
方法も以下に記ず。比較例として表−２に示す研磨剤を
用い実施例と同様に評価を行った。

〔研磨効果の評価方法〕

研磨速度；研磨前と研磨後のＧａＡｓのウエノ飄−の厚
みを測定し、ウェハースＩ・インク除去速度、即ち１分
間当たりの研磨速度の３回の平均値より算出した。結果
を表−１及び表−２に示す。

スクラッチの発生程度の評価；微分緩衝型顕微鏡を用い
てウェファ−表面を観察した。また暗室に於いて、黒い
紙の上に研磨後のウェファ−を置き斜めから集光灯によ
り光を照射し、鏡面で反射セ“しめ、表面の乱反射の有
無の程度によりスクラ・ノチの発生の程度を調べた。結
果を表−１及び表−２に示す。

評価結果の記号は以下の意味である。

○　　スクラッチ全くない。

口　　　　〃　　極めて少ない △　　　　〃　　かなり少ない ×　　　　〃　　幾分多い ××〃　　　かなり多い 表−１に示すように本発明の研磨剤はスクラッチの発生
がない優れたものである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）塩素化イソシアヌル酸、Ｎ−ハロゲン化ジメチル
   ヒダントイン、Ｎ−ハロゲン化コハク酸イミド或いはＮ
   −ハロゲン化フタルイミドをエステル、ケトン、または
   アルコール溶媒にハロゲン濃度が０．０１〜１０重量／
   容量％になる範囲で溶解していることを特徴とする第I
   II−Ｖ族化合物半導体の研磨剤。
2. （２）第III−Ｖ族化合物半導体がＧａＡｓ、ＧａＰ、
   ＧａＳｂ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、Ｉｎ
   Ｓｂ、ＧａＡｌＡｓ、ＧａＡｓＰであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項記載の第III−Ｖ族化合物
   半導体の研磨剤。
3. （３）塩素化イソシアヌル酸がトリクロロイソシアヌル
   酸或いはジクロロイソシアヌル酸であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項記載の第III−Ｖ族化合物
   半導体の研磨剤。
4. （４）エステルまたはケトンは下記の一般式（ I ）で
   表されるものであることを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項記載の第III−Ｖ族化合物半導体の研磨剤。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、式中Ｒ＿１は炭素数１〜６のアルキル基をＲ＿
   ２は炭素数１〜６のアルキル基又はアルコキシ基を表す
   。）
5. （５）アルコールは炭素数１〜６の１価又は２価のアル
   コールであることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項記載の第III−Ｖ族化合物半導体の研磨剤。