RU1781270C

RU1781270C - Состав дл химико-механического полировани кремниевых пластин

Info

Publication number: RU1781270C
Application number: SU904858366A
Authority: RU
Inventors: Михаил Иванович Хома; Роман Васильевич Сушко; Наталия Михайловна Кравец
Original assignee: Калушское Опытное Производство Института Химии Поверхности Ан Усср
Priority date: 1990-05-14
Filing date: 1990-05-14
Publication date: 1992-12-15

Abstract

Сущность изобретени : состав содержит (мае. %) двуокись кремни 2 - 7; этилен- гликоль 1,2 - 3,0, травитель 0,5 - 1,0; поверхностно-активную суспензию на основе полиметилсилоксана 0,2 - 0,6 и воду - остальное. Перемешивают в течение 10 мин двуокись кремни , водный раствор аммиака , гидрооксиь кали и этиленгликоль, затем добавл ют деионизированную воду и перемешивают 15 мин. Перед употреблением ввод т кремнийорганическую добавку и перемешивают 5 мин. Характеристики состава: скорость полировани 60,2 - 70,0 мкм/ч 1 табл.

Description

Изобретение относитс к полупроводниковой технике и может быть использовано при химико-механическом полировании кремниевых пластин.

Известный состав включает абразивный компонент на основе двуокиси кремни , в качестве которого использована пирогенна двуокись кремни с удельной поверхностью 40-100 м2/г., этиленгликоль , водный аммиак и воду при следующем соотношении компонентов мас.%: Абразивный компонент 2,0 - 7,0 Аммиак водный 25%-ный раствор0,5 - 1,0Этиленгликоль1 ,2-3,01 --ВодаОстальное

Недостатками указанного состава вл етс то, что водна полировальна суспензи , отталкива сь от гидрофобной поверхности кремниевых пластин, способствует неравномерному распределению абразивных частичек, вследствие чего могут образовыватьс полосы на отполированной поверхности, чго снижает качество обрабатываемой поверхности, усложн ет процесс отмывки. В процессе полировани под воздействием давлени и трени повышаетс температура рабочей суспензии, при этом, наблюдаютс спонтанные тиксотропно-коа- гул ционные процессы, вызванные структурирующим воздействием диоксида кремни и алюмосиликата. Процесс характеризуетс невысокой производительностью.

Целью изобретени вл етс повышение производительности полировани и упрощение процесса отмьгвки.

Поставленна цель достигаетс тем, что состав дл химико-механического полировани кремниевых пластин включающий абразивный компонент на основе двуокиси кремни , этиленгликоль, травитель и воду, в качестве травител содержит смесь водного аммиака и гидроокиси кали в соотношении 1 :1 и дополнительно кремнийорганическую добавку в количестве 0,2 - 0,6 мае % Другие компоненты берут в тех же количествах , что и по прототипу. В качестве абразива используетс диоксид кремни , полученный в воздушно-водородном пламени при повышенной температуре .

сл С

,-

В качестве травител используетс аммиак водный ГОСТ 24147-80 и гидроокись кали о.с.ч. ОСТ 6-01-301-77.

Стабилизатором вл етс этиленгли- коль ГОСТ 19710-83.

Кремнийорганическую добавку, используемую в за вл емой композиции получают следующим образом.

В реактор, снабженный высокооборотной мешалкой (до 800 об/мин) загружают 13 - 15 мас.% глицерина ГОСТ 6259-75, 20- 24 мас.% аммиака водного, 13 - 15 мас.% олеиновой кислоты ГОСТ 7580-55 и перемешивают в течение 20 минут, затем, добавл ют 50 мас.% полиметилсилоксана марки ПМС ГОСТ 13022-77 и перемешивают. Гомогенизаци осуществл етс при нормальной температуре (18 - 22°С) в течение 20 минут. Полученна кремнийорганическа добавка характеризуетс следующими аналитиче- скими характеристиками:

Водородный показатель рН 7

Плотность 25%-ного

раствора (гсм )0,98

и представл ет собой концентрированную поверхностно-активную суспензию, котора повышает стабильность предлагаемой полировальной композиции и улучшает качество отполированной поверхности полупроводниковых кремниевых пластин.

Предлагаема полировальна композици с добавкой про вл ет гидрофильные свойства по отношению к поверхности пластин кремни , что способствует сокращению количества операций отмывки и легкому удалению посторонних включений на поверхности отполированных пластин, Кроме того, образовавшийс сплошной ламинарный поток суспензии на поверхности кремниевых пластин (вследствие гидро- фильности) способствует равномерному переносу составных компонентов в растворе, ускор ет и стабилизирует процесс травлени , предупреждает образование полос на отполированной поверхности, что способ- ствует улучшению качества отполированной поверхности кремни .

Кремнийорганическа добавка в пол- провальной композиции способствует посто нству в зкости при разных температурах, а также химической инертности и стабильности суспензии при повышении температуры в процессе полировани ,

Использование кремнийорганической добавки в предлагаемом составе позвол ет увеличить скорость полировани от 62 мкм/ч до 70 мкм/ч, что способствует увеличению производительности процесса (см.таблицу).

П р и м е р 1. В реактор, снабженный высокооборотной мешалкой (до 1400 об/мин подают 1 мас.% пирогенной двуокиси кремни , 0,3 мас.% водного раствора аммиака, 0,3 мас.% гидроокиси кали , 1,0 мас.% эти- ленгликол и перемешивают в течение 10 мин. Затем добавл ют 97,2 мас.% деио- низированной воды и перемешивают в течение 15 мин. В приготовленную суспензию перед употреблением добавл ют 0,2 мас.% кремнийорганической добавки, перемешивают в течение 5 мин и примен ют дл полировки кремниевых пластин.

Пример 2. В реактор, снабженный высокооборотной мешалкой (до 1400 об/мин подают 5 мас.% пирогенной двуокиси кремни , 0,6 мас.% водного раствора аммиака, 0,6 мас.% гидроокиси кали , 2,1 мас.% эти- ленгликол и перемешивают в течение 10 мин. Затем добавл ют 91,5 мас.% деио- низированной воды и перемешивают в течение 15 мин. В приготовленную суспензию перед употреблением добавл ют 0,2 мас.% кремнийорганической добавки, перемешивают в течение 5 мин и примен ют дл полировки кремниевых пластин.

Пример 3. В реактор, снабженный высокооборотной мешалкой, подают7,0 мас.% пирогенной двуокиси кремни , 0,5 мас.% водного раствора аммиака, 0,5 мас.% гидроокиси кали , 1,2 мас.% этиленгликол и перемешивают в течение 15 мин. Затем добавл ют 90,2 мас.% деионизированной воды и перемешивают в течение 15 минут. В приготовленную суспензию перед употреблением добавл ют 0,6 мас.% кремний- органической добавки, перемешивают в течение 5 мин и примен ют дл полировки кремниевых пластин,

Пример 4. В реактор, снабженный высокооборотной мешалкой, подают 9,0 мае. % пирогенной двуокиси кремни , 1,2 мас.% водного раствора гидроокиси кали , 4,0 мае. % этиленгликол и перемешивают в течение 15 мин. Затем, добавл ют 84,0 мас.% деионизированной воды и перемешивают в течение 15 мин. В приготовленную суспензию перед употреблением добавл ют 0,6 мас.% кремнийорганической добавки, перемешивают в течение 5 мин и примен ют дл полировки кремниевых пластин.

Пример 5. В реактор, снабженный высокооборотной мешалкой, подают 6,0 мае. % пирогенной двуокиси кремни , 0,7 мас.% водного раствора аммиака, 0,7 мас.% гидроокиси кали , 2,0 мас,% этиленгликол и перемешивают в течение 10 мин. Затем добавл ют 90,0 мас.% деионизированной воды и перемешивают в течение 10 мин. В приготовленную суспензию перед употреблением добавл ют 0.6 мае % кремнийорга- нической добавки, перемешивают в течение 5 мин и примен ют дл полировки кремниевых пластин.

Примерб. В реактор, снабженный высокооборотной мешалкой, подают 6,0 мас.% пирогенной двуокиси кремни , 1,0 мас.% водного раствора аммиака. 1,0 мас.% гидроокиси кали , 2,0 мас.% этиленгликол и перемешивают в течение 10 мин. Затем добавл ют 90,0 мас.% деионизированной воды, перемешивают в течение 20 мин и примен ют дл полировки кремниевых пластин .

Пример, В реактор, снабженный высокооборотной мешалкой, подают 6,0 мае, % пирогенной двуокиси кремни , 0,8 мас.% водного раствора аммиака, 2,0 мас.% этиленгликол и перемешивают в течение 15 мин. Затем добавл ют 90,7 мас.% деио- низированной воды и перемешивают в течение 10 мин. В приготовленную суспензию перед употреблением добавл ют 0,5 мас.% кремнийорганической добавки, перемешивают в течение 5 мин и примен ют дл пол- ировки кремниевых пластин.

Пример 8. В реактор, снабженный высокооборотной мешалкой, подают 6,0 мас.% пирогенной двуокиси кремни , 0,8 мас.% гидроокиси кали . 2.0 мас.% эти- ленгликол и перемешивают в течение 15 мин. Затем добавл ют 90,7 мас.% деионизированной воды и перемешивают в течение 10 мин, В приготовленную суспензию перед употреблением добавл ют 0,5 мас.% кремнийорганической добавки, перемешивают в течение 5 мин и примен ют дл полировки кремниевых пластин.

П р и м е р 9 (прототип). В реактор, снабженный высокооборотной мешалкой, подают 9,5 мас.% пирогенной двуокиси кремни , 0,4 мас.% водного раствора аммиака и перемешивают в течение 10 мин. Затем добавл ют 90,1 мас.% деионизированной воды и перемешивают в течение 10 мин и примен ют дл полировани кремниевых пластин.

Применение исходных компонентов предлагаемого состава в количестве, превышающем или недостаточном, указанных в формуле, приводит к снижению скорости съема, производительности процесса полировани и выхода годных пластин (см.табл. пример 1 и пример 4). В случае применени только одного травител водного аммиака или гидроокиси кали также наблюдаетс снижение производительности процесса полировани (см.пример 7 и пример 8).

Использование предлагаемого состава без кремнийорганической добавки резко уменьшает производительность химико-механической полировки на 10 мкм/ч, падает выход годных пластин на 6% (см. пример 6).

Claims

Формула изобретени Состав дл химико-механического полировани кремниевых пластин, содержащий двуокись кремни , этиленгликоль, травитель и воду, отличающийс тем, что, с целью повышени производительности полировани и упрощени процесса Отмывки , он в качестве травител содержит смесь 25%-ного водного раствора аммиака и гидроокиси кали в массовом соотношении 1 : 1 и дополнительно поверхностно-активную суспензию на основе полиметилсилоксана при следующем соотношении компонентов, мас.%: Двуокись кремни 2-7

Этиленгликоль1,2-3,0

Травитель0,5 - 1,0

Поверхностно-активна суспензи на основе полиметилсилоксана 0,2 - 0,6 ВодаОстальное

Содержание компонентов, мае.5

Свойства полировального состава

Известные составы (прототип)

1,0-3,0 - 1,10,5

SS-S

0,3-1,0 0 ,6 -2,10,5 31,8

Состав If 1 по ОСТ 1114.7603,86

10,7-11,23 0.9S- 2,4-2,9 б.И-ьо.О 86,2-99,1

1,06 11,31,0,2 2,66М99, Ь