Данный текст взят из патентной заявки компании Сучжоу Куньюань Оптоэлектроника ООО.

(54) Название изобретения:
Метод полировки полупроводниковых материалов и полировальная жидкость для полировки подложек из арсенида галлия (GaSb)

(57) Аннотация:
Изобретение направлено на устранение недостатков существующей технологии CMP полировки относительно мягких полупроводниковых материалов, таких как GaSb, при которой абразивы и содержащиеся в полировальной жидкости ионы металлов прочно прилипают к поверхности, вызывая царапины и сокращая срок службы жидкости. Предложен метод полировки полупроводниковых материалов с твёрдостью по Моосу 1,5–6, включающий:

1. черновую полировку с использованием полировальной жидкости с твёрдыми абразивами;

2. промежуточную полировку с использованием жидкости, содержащей мягкие абразивы, слабо кислый окислитель, органическую кислоту, гидрофильный неионогенный ПАВ и деионизированную воду;

3. тонкую полировку с полировальной жидкостью на основе слабокислотного окислителя, органической кислоты и деионизированной воды.
   Метод устраняет раковины и царапины, уменьшает впадины и обеспечивает материал с хорошей шероховатостью поверхности.

[0066] Пример 1
[0067] Полировка осуществлялась на шлифовально-полировальном станке Gnad41.
[0068] Технологический процесс подложек GaSb включает шлифовку, фаску, полировку и очистку, при этом изобретение описывает в основном этап полировки.
[0069] Сначала удаляются следы линий реза с поверхности GaSb, материал шлифуется до требуемой толщины (обычно с удалением 40–50 мкм с одной стороны), затем очищается ультразвуком с использованием очистителя, чтобы удалить частицы шлифовки; далее кристаллы GaSb диаметром 50,8 ± 0,5 мм равномерно приклеиваются на кварцевую подложку с помощью твердого парафина, разогретого до 60–80°C, с последующим охлаждением и прессованием, обеспечивая TTV ≤ 2–3 мкм. Лишний парафин удаляется спиртом (IPA) или безводным этанолом с поверхности и вокруг подложки, предотвращая загрязнение полировальной подложки, после чего промывается деионизированной водой и начинается полировка.
[0070] Этап 1 — черновая полировка: используется полиуретановая подложка, полировальная жидкость содержит 3 мкм абразивный оксид алюминия, давление 60 г/см², скорость 40 об/мин, подача жидкости с помощью роллерного насоса без рециркуляции (вакуумное вытеснение), расход 80 мл/мин. Состав жидкости: 10% 3 мкм оксид алюминия; 0,5% жирный спирт с полиэтиленоксидом (неионогенный ПАВ); 89,5% деионизированная вода.
[0071] Этап 2 — промежуточная полировка: полиуретановая подложка, жидкость содержит 60 нм наночастицы диоксида кремния и гипохлорит натрия, давление 100 г/см², скорость 80 об/мин, расход 5 мл/мин, рН 4,5. Состав: 20% 60 нм диоксид кремния; 0,1% лимонная кислота; 7% гипохлорит натрия; 0,5% жирный спирт с полиэтиленоксидом; 72,4% деионизированная вода.
[0072] Этап 3 — тонкая полировка: используется ворсистая синтетическая кожа, безабразивная полировальная жидкость, давление 50 г/см², скорость 50 об/мин, расход 10 мл/мин, рН 4,5. Состав: 1,5% гипохлорит натрия; 0,5% лимонная кислота; 98% деионизированная вода.
[0073] После химико-механической полировки подложки GaSb быстро орошаются деионизированной водой для предотвращения окисления и удаления загрязнений, затем выполняются процессы удаления парафина, очистки и сушки.
[0074] Результаты контроля:
[0075] Визуальный осмотр при ярком свете — без царапин, помутнений и отколов;
[0076] Металлооптический микроскопический осмотр — отсутствие ярких точек и царапин в темном поле при 100-кратном увеличении; отсутствие впадин и раковин, а также «апельсиновой корки» и царапин при светлом поле 100×, 200×, 500×; поверхность ровная;
[0077] Измерение загрязненности частицами с помощью Surfscan6200 — 52 частицы/см² в диапазоне G6, лучше типичных 100–200 частиц/см²;
[0078] Измерение шероховатости Ra с помощью AFM (10×10 мкм) — Ra = 0,19 нм, RMS = 0,472 нм.