SU1701759A1 - Compound for chemical-mechanical polishing of semiconductor crystal surface - Google Patents
Compound for chemical-mechanical polishing of semiconductor crystal surface Download PDFInfo
- Publication number
- SU1701759A1 SU1701759A1 SU894760278A SU4760278A SU1701759A1 SU 1701759 A1 SU1701759 A1 SU 1701759A1 SU 894760278 A SU894760278 A SU 894760278A SU 4760278 A SU4760278 A SU 4760278A SU 1701759 A1 SU1701759 A1 SU 1701759A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- mechanical polishing
- composition
- chemical
- aerosil
- cdsb
- Prior art date
Links
Landscapes
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к составам дл химико-механического полировани (ХМП) полупроводниковых материалов и может быть использовано в полупроводниковой технологии, в частности при подготовке поверхности кристаллов CdSb, используемых дл ИК-оптических элементах. Целью изобретени вл етс улучшение качества полируемой поверхности кристаллов CdSb. Композици дл химико-механической полировки содержит следующие компоненты, мае %: аэросил 2-25; моноэтаноламин 3-5; гидроксид натри 5-8; перекись водорода The invention relates to compositions for chemical-mechanical polishing (CMP) of semiconductor materials and can be used in semiconductor technology, in particular when preparing the surface of CdSb crystals used for IR-optical elements. The aim of the invention is to improve the quality of the polished surface of CdSb crystals. The composition for chemical-mechanical polishing contains the following components, may%: aerosil 2-25; monoethanolamine 3-5; sodium hydroxide 5-8; hydrogen peroxide
Description
(Л(L
СWITH
Изобретение относитс к составам дл химико-механического полировани .полупроводниковых материалов и может быть использовано в полупроводниковой технологии , в частности, при подготовке поверхности монокристаллов дл ИК-оптических элементов.The invention relates to compositions for chemical-mechanical polishing of semiconductor materials and can be used in semiconductor technology, in particular, in preparing the surface of single crystals for IR-optical elements.
В св зи с применением в ИК-технике лазерного излучени с А 10,6 мкм, возникает необходимость использовании в такой аппаратуре оптических элементов, изготовленных из монокристаллов CdSb. Однако из-за высокой мощности и энергии излучени требуетс така подготовка поверхности монокристаллов, котора обеспечивала бы минимальную толщину нарушенного сло . Это вызвано тем. что слой у поверхности , будучи нарушенным при механическойIn connection with the use of laser radiation with an A of 10.6 µm in the IR technique, it becomes necessary to use optical elements made of CdSb single crystals in such equipment. However, due to the high power and radiation energy, such preparation of the surface of single crystals is required, which would ensure the minimum thickness of the broken layer. This is due to the fact. that layer near the surface being disturbed by mechanical
обработке, обладает бог-.шой концентрацией носителей тока и при облучении нагреваетс сильнее, что, в свою очередь, приводит к дальнейшему возрастанию концентрации носителей тока Такой само- ускор. ющийс процесс приводит к нарастанию поглощени по толщине и в итоге при Больших энерги х к уменьшению пропускани и разрушению материала.it has a God-induced concentration of current carriers and it heats up more under irradiation, which, in turn, leads to a further increase in the concentration of current carriers. Such a self-acceleration. This process leads to an increase in the absorption thickness and, as a result, at high energies, to a decrease in the transmission and destruction of the material.
Дл целого р да полупроводниковых материалов, используемых дл изготовлени оптических элементов, необходимое качество обрабатываемой поверхности достигаетс применением разнообразных составов дл химико-механической полировкиFor a variety of semiconductor materials used in the manufacture of optical elements, the required quality of the treated surface is achieved by using a variety of compositions for chemical and mechanical polishing.
Известен состав дл полировки кристаллов PbTe, PbSe, PbSn Ге PbSnSe, включающий (СН)б, NaOH ( A known composition for polishing PbTe, PbSe, PbSn crystals and Ge PbSnSe, including (CH) b, NaOH (
Х|X |
ОABOUT
4 СЛ ЧЭ4 SL CHE
Однако обработанна указанным составом поверхность CdSb становитс окисленной и содержит следы использованных реактивов и продуктов их реакции с материалом CdSb.However, the CdSb surface treated with the indicated composition becomes oxidized and contains traces of the used reagents and their reaction products with the CdSb material.
Наиболее близкой к предлагаемой вл етс композици дл полировани поверхности полупроводниковых материалов, содержаща глицерин, этилендиамин, перекись водорода, аэросил и воду. Состав травител следующий, мас.%:Closest to the present invention is a composition for polishing the surface of semiconductor materials containing glycerin, ethylenediamine, hydrogen peroxide, aerosil, and water. The composition of the herbalist following wt.%:
Глицерин3-ШGlycerol-3
Этилендиамин5- 73Ethylenediamine 5-73
Н2025-13Н2025-13
Аэросил4-45Aerosil 4-45
Вода47-80Water47-80
Однако известный состав травител плохо полирует монокристаллы CdSb, На поверхности монокристаллов образуютс пассивирующие окисиые пленки, часто наблюдаетс селективный характер травлени , на полированной поверхности наблюдаютс мки травлени и царапины, Цель изобретени -улучшение качества полируемой поверхности кристаллов CdSb, используемых дл ИК-оптических элементов .However, the well-known etchant composition poorly polishes CdSb single crystals. Passivating oxide films are formed on the surface of single crystals, selective etching is often observed, pickles and scratches are observed on the polished surface. The purpose of the invention is to improve the quality of the polished surface of CdSb crystals used for IR-optical elements.
Поставленна цель достигаетс тем, что композици дл химико-механической поп- ировки, включающа аэросил, глицерин, перекись водорода, воду и аминосодержащие соединени , дополнительно содержит гмд- роксид натри , а в качестве аминосодержа- щего соединени - моноэтаноламин при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:The goal is achieved by the fact that the composition for chemical-mechanical cross-cutting, including aerosil, glycerin, hydrogen peroxide, water and amine-containing compounds, additionally contains gmdroxid sodium, and as an amine-containing compound - monoethanolamine in the following ratio of ingredients, wt. .%:
Аэросил2-25Aerosil2-25
Моноэтаноламин3-5Monoethanolamine 3-5
Гидроксид натри 5-8Sodium hydroxide 5-8
ПерекисьPeroxide
водорода (30%)15-20hydrogen (30%) 15-20
Глицерин10-12Glycerin 10-12
Вода30-65Water 30-65
Предлагаема композици отличаетс от известной введением новых компонентов - гидроксида натри и монозтанолами- на.The proposed composition differs from that known by introducing new components, sodium hydroxide and monosanolamine.
Пример. Дл определени оптимального состава травител была проведена сери экспериментов, включающа разрезание монокристаллов на шайбы, механическую шлифовку, механическую полировку и химико-механическую полировку. В каждом из этих экспериментов монокристалл CdSb разрезали на шайбы толщиной 3 мм вольфрамовой проволокой (d 200 мкм) с абразивом М 5 () параллельно кристаллографической плоскости.Example. In order to determine the optimal composition of the etchant, a series of experiments were carried out, including the cutting of single crystals into washers, mechanical grinding, mechanical polishing and chemical-mechanical polishing. In each of these experiments, a single CdSb single crystal was cut into washers 3 mm thick with a tungsten wire (d 200 μm) with an M 5 abrasive () parallel to the crystallographic plane.
Механическую шлифовку проводили нз стекле свободными абразивами последозательно М 10, М 5, М 3. При этом удал ли слой 50 мкм. Механическа полировка была проведена на искусственной замше алмазными порошками зернистости последовательноMechanical grinding was carried out on a glass with free abrasives and subsequently M 10, M 5, M 3. In this case, a layer of 50 µm was removed. Mechanical polishing was done on faux suede with diamond grit powders in series.
1/0, 3/0 и 0,1/0. Толщина удаленного сло составила 8 мкм. После шлифовки и полировки образец тщательно промывали деи- онизированной водой и этиловым спиртом. Затем проводили химико-механическую1/0, 3/0 and 0.1 / 0. The thickness of the removed layer was 8 μm. After grinding and polishing, the sample was thoroughly washed with deionized water and ethyl alcohol. Then there was a chemical-mechanical
0 полировку на искусственной замше композици ми коллоидного кремнезёма, составы которых приведены в табл. 1. В качестве твердой фазы использовали ультрадисперсные порошки немодифицированного крем5 незема размером 20-380А с поверхностью, содержащей группы SI ОН. Химически активный компонент - моноэтилендиамин.0 polishing on artificial suede with colloidal silica compositions, the compositions of which are given in Table. 1. As a solid phase, ultradispersed powders of un-modified NECA cream of size 20-380A with a surface containing groups of SI OH were used. Chemically active ingredient - monoethylenediamine.
Гидрофильный характер аминоэтоксиа- эросила (АЭА) позвол ет очень легко вво0 дить его в водные среды и получать стабильные водные дисперсии Z SI - О - -CH2-CH2-NH2.The hydrophilic character of aminoethoxy-erosyl (AEA) makes it very easy to introduce it into aqueous media and to obtain stable aqueous dispersions of Z SI - O - —CH 2 —CH 2 —NH 2.
Продукты, образующиес при полировке , удал ютс с поверхности за счет хоро5 шей абсорбционной способности, обусловленной сильноразвитой поверхностью АЭА, а также благодар комплексооб- разованию за счет наличи аминогрупп, что позвол ет избежать замазывани дефек0 тов поверхности и обеспечить высокую эффективность на прот жении всего процесса.Products formed during polishing are removed from the surface due to good absorption capacity, due to the highly developed surface of AEA, as well as due to complex formation due to the presence of amino groups, which allows avoiding smearing of surface defects and ensuring high efficiency throughout the entire process. .
При приготовлении полировальных композиций рекомендуетс следующий по5 р док смешени . В деионизированную воду при посто нном перемешивании внос т навеску азросила. После получени однородного раствора аэросила в воде добавл ют моноэтиленамин и глицерин при посто н0 ном перемешивании. Гидроксид натри раствор ют в деионизированной воде, фильтруюти добавл ют к четырехкомпонен- тному раствору. Раствор тщательно перемешивают и добавл ют 30%-ную перекисьWhen preparing polishing compositions, the following order of mixing is recommended. Azron is suspended in deionized water with constant stirring. After a homogeneous solution of aerosil in water is obtained, monoethylenamine and glycerin are added with constant stirring. Sodium hydroxide is dissolved in deionized water, and the filtrate is added to a four-component solution. The solution is thoroughly mixed and 30% peroxide is added.
5 водорода. После 5 мин перемешивани раствор готов к употреблению. Полирование производ т при посто нном перемешивании раствора. Полировальные свойства композиции определ ютс рН, оптимальной5 hydrogen. After 5 minutes of stirring, the solution is ready for use. Polishing is carried out with constant stirring of the solution. The polishing properties of the composition are determined by the pH, the optimum
0 величиной которого вл етс 12,0.0 whose value is 12.0.
Анализ данных, приведенных в табл. 1, свидетельствует о том, что наилучшие результаты получены при использовании растворов предлагаемого устройства.Analysis of the data given in table. 1, suggests that the best results are obtained when using solutions of the proposed device.
5 Полировальна композици такого состава позвол ет получить бездефектную, химически чистую, наиболее совершенную по кристаллической структуре и рельефу поверхность CdSb. При использовании составов с запредельными значени ми содержани компонентов на полирова нно й поверхности наблюдаетс слабый налет окислов , часто образуютс мки травлени , царапины. Величина толщин приповерхностного окисного сло и полуширины кривых качани также превышают значени , полученные при полировке предлагаемым составом .5 The polishing composition of such a composition makes it possible to obtain a defect-free, chemically pure, most perfect CdSb surface in crystal structure and relief. When using compounds with extreme levels of content of components on the polished surface, a weak oxide deposit is observed, and pickling and scratching are often formed. The thickness of the surface oxide layer and the half width of the swing curves also exceed the values obtained by polishing with the proposed composition.
Оптимальными вл ютс скорость сн ти сло 0,2-0,5 мкм/мин, нагрузки пор дка 100-200 г/см , скорость вращени полировальника 80-100 об/мин.The optimal layer removal rate is 0.2-0.5 µm / min, loads in the order of 100-200 g / cm, the rotation speed of the polishing pad 80-100 rpm.
Скорость полировани зависит от концентрации щелочи и перекиси в растворе и практически не измен етс с ростом кон- центрации глицерина. Эксперименты, проведенные на шайбах, вырезанных параллельно плоскост м (100), (010) и (001) показали, что скорость полировани дл плоскости (100) всгда несколько выше.The rate of polishing depends on the concentration of alkali and peroxide in the solution and practically does not change with increasing concentration of glycerol. Experiments carried out on washers cut parallel to the (100), (010) and (001) planes showed that the polishing rate for the (100) plane was always somewhat higher.
Состав поверхности образцов CdSb после химико-механической полировки изучен методом оже-электронной спектроскопии на приборе Jamp-Ю с компьютером. Спектры сн ты в интервале 15-550 эВ. Кро- ме основных компонентов: Cd (381 ЭВ) и Sb (454 эВ), в спектрах обнаружены следы только СиО. Толщина приповерхностного окис- лого сло повсле химико-механической полировки 65 А.The surface composition of CdSb samples after chemical-mechanical polishing was studied by Auger electron spectroscopy on a Jamp-U instrument with a computer. The spectra are taken in the range of 15–550 eV. In addition to the main components: Cd (381 EV) and Sb (454 eV), traces of only CuO were found in the spectra. The thickness of the surface oxide layer after chemical-mechanical polishing is 65 A.
Кристаллографическое совершенство поверхности CdSb после химико-механической полировки исследовали методами ре- нгтеновской топографии по Бергу-Баррету на отражение и по величине полуширины кривой качани . Полуширина кривых качани дл образцов с плотностью дислокацииThe crystallographic perfection of the CdSb surface after chemical-mechanical polishing was investigated by the Berg-Barrett rectifier topography for reflection and the magnitude of the half-width of the swing curve. Swing curve half width for samples with dislocation density
ND 10 см находитс в пределах 8-13, что соответствует теоретическим значени м дл совершенного монокристалла.An ND of 10 cm is in the range of 8-13, which corresponds to theoretical values for a perfect single crystal.
Результаты полировани монокристаллов CdSb известными и предлагаемым тра- вител ми представлены в табл. 2.The results of polishing CdSb single crystals by known and proposed minerals are presented in Table. 2
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894760278A SU1701759A1 (en) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | Compound for chemical-mechanical polishing of semiconductor crystal surface |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894760278A SU1701759A1 (en) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | Compound for chemical-mechanical polishing of semiconductor crystal surface |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1701759A1 true SU1701759A1 (en) | 1991-12-30 |
Family
ID=21480177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894760278A SU1701759A1 (en) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | Compound for chemical-mechanical polishing of semiconductor crystal surface |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1701759A1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998044061A1 (en) * | 1997-04-02 | 1998-10-08 | Advanced Chemical Systems International, Inc. | Planarization composition for removing metal films |
EP1020506A3 (en) * | 1999-01-18 | 2001-10-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Water-laden solid matter of vapor-phase processed inorganic oxide particles and slurry for polishing and manufacturing method of semiconductor devices |
CN103194148A (en) * | 2013-04-23 | 2013-07-10 | 清华大学 | Chemical-mechanical polishing aqueous composition and use thereof |
RU2782566C1 (en) * | 2021-12-21 | 2022-10-31 | Общество с ограниченной ответственностью "AEM Технолоджис" (ООО "АЕМТИ") | Composition for chemical-mechanical polishing of the surface of semiconductor materials |
-
1989
- 1989-11-20 SU SU894760278A patent/SU1701759A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 334852.кл.С 09 G 1/02, 1979. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998044061A1 (en) * | 1997-04-02 | 1998-10-08 | Advanced Chemical Systems International, Inc. | Planarization composition for removing metal films |
EP1020506A3 (en) * | 1999-01-18 | 2001-10-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Water-laden solid matter of vapor-phase processed inorganic oxide particles and slurry for polishing and manufacturing method of semiconductor devices |
US6409780B1 (en) | 1999-01-18 | 2002-06-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Water-laden solid matter of vapor-phase processed inorganic oxide particles and slurry for polishing and manufacturing method of semiconductor devices |
CN103194148A (en) * | 2013-04-23 | 2013-07-10 | 清华大学 | Chemical-mechanical polishing aqueous composition and use thereof |
CN103194148B (en) * | 2013-04-23 | 2014-10-22 | 清华大学 | Chemical-mechanical polishing aqueous composition and use thereof |
RU2782566C1 (en) * | 2021-12-21 | 2022-10-31 | Общество с ограниченной ответственностью "AEM Технолоджис" (ООО "АЕМТИ") | Composition for chemical-mechanical polishing of the surface of semiconductor materials |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3922393A (en) | Process for polishing silicon and germanium semiconductor materials | |
US6372003B1 (en) | Polishing abrasive of crystalline ceric oxide particles having surfaces modified with hydroxyl groups | |
CA1071511A (en) | Silicon wafer polishing | |
US5032203A (en) | Apparatus for polishing | |
EP0874036B1 (en) | Fine particulate polishing agent, method for producing the same and method for producing semiconductor devices. | |
JP3462052B2 (en) | Cerium oxide abrasive and substrate polishing method | |
KR100420087B1 (en) | Cerium Oxide Abrasive and Method of Abrading Substrates | |
US6325705B2 (en) | Chemical-mechanical polishing slurry that reduces wafer defects and polishing system | |
US5766279A (en) | Polishing agent, method for producing the same and method for polishing | |
US6338743B1 (en) | Buffer solutions for suspensions used in chemical-mechanical polishing | |
EP1219568A2 (en) | Cerium oxide sol and abrasive | |
CA2315057A1 (en) | Process for producing semiconductor device | |
BR9913215B1 (en) | Modified properties abrasive particle production method | |
KR20020034951A (en) | Aqueous dispersions, process for their production, and their use | |
US4022625A (en) | Polishing composition and method of polishing | |
US4117093A (en) | Method of making an amorphous silicon dioxide free of metal ions | |
DE19833257C1 (en) | Semiconductor wafer production process especially to produce a silicon wafer for fabricating sub-micron line width electronic devices | |
US4064660A (en) | Process for preparing haze free semiconductor surfaces and surfaces so made | |
SU1701759A1 (en) | Compound for chemical-mechanical polishing of semiconductor crystal surface | |
JP2002184726A (en) | Abrasive material for hard and brittle material substrate | |
CN109913133B (en) | Efficient high-quality chemical mechanical polishing solution for yttrium aluminum garnet crystals | |
US4316765A (en) | Detection of defects in semiconductor materials | |
US3527028A (en) | Preparation of semiconductor surfaces | |
JPH1095614A (en) | Production of crystalline cerium (iv) oxide | |
CN115522263A (en) | Method for controlling III-group indium and V-group arsenic oxides in indium arsenide |