JPH02142128A - ３−５族化合物半導体ウエハの研磨方法 - 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、ｍ−ｖ族化合物半導体ウェハの研磨方法、特
に新規な研磨液を使用する（υＩ磨方法に関するもので
ある。

し従来の技術］ 例えばインジウム・リン（Ｉ　ｎ　Ｐ　）で知られるよ
うな■・−Ｖ族化合物半導体は＾周波素子或いｔｉｔ受
発光素子等、高速及び光学系の索子として賞用されてい
るが、これらの素子を製造する場合は高粘度に加工され
た表面に加工変質層のない鏡面つ、ｒハを使用しなけれ
ばならない。ＩｎＰの場合は長波長受発光素子の月利と
して非常に重要であるが加工変質層のない高品質ウェハ
を作製することは決して容易ではない。

従来より１ｎ］〕つ土ハを研磨づる場合はアルミナ、ジ
ルー〕ニア等の微粉１ｄｌ磨剤で予備？υ１＠した後、
メタノール等の有機溶剤に臭素（Ｂｒ）を溶解ざＵたｂ
のを（σ１磨液として用い、この研磨液を染み込Ｕたも
のをｒｉＩｌ磨液として用い、このｔｉｌｌ磨液を染み
込せた研磨布にウェハを接触させて研磨する方法が一般
に用いられているが、この場合、予備？ｊｌ磨時の加工
歪が大きくなるとその次に行われる化学的研磨時の残留
歪が大きくなるので通常予備研磨時の加工歪層を低減す
る対策が行われる。

その一つとして予備研磨にも化学的研磨を行って歪を小
ざくする方法が用いられるが、この方法では機械的Ｔｌ
＋＋磨に比べて平坦性に劣るので予備＋ｔｌｌ磨を化学
的、機械的方法を並用して夫々の欠点を補うような方法
が採用された。即ち、化学的ωＩＩ！！作用のある液と
砥粒を含む液との混合液を用い、これをωｌｌ液液して
使用する方法が用いられた。

［発明が解決しようとする課題１ 上述したように■−ｖ族化合物半導体ウェハを研磨する
場合はアルミナ等の微粉研磨剤で予備研磨を行った後、
臭素をメタノール等に溶解させた臭素溶液を用いて最終
研磨を行っており、予備研磨の場合は一般にアルミナ、
シリカ、ジルコニア等の砥粒と臭素溶液との混合液を用
いて研磨する方法が行われている。砥粒にはこの他シリ
カを分散液中でコロイド状にした」ロイダルシリカも用
いられるが、一般に化合物半導体の場合は化学性研磨液
に臭素溶液を用い、これに有機溶剤を使用するから両者
の場合により砥粒がゲル化して結晶表面に付着して表面
に（カを生じさせ、或いは砥粒と液との相溶性が悪く所
定の（υ）磨能力がＶＪられない等の欠点が生ずる。砥
粒がコロイダルシリカの場合はゾルを安定化ざＵるため
アルカリ金属イオンを含有させているが、υ１磨液が酸
性となるような場合はこのため却って安定性を旧なわＶ
る場合が生ずる。

本発明の目的は、安定＋！１及び研磨粘度に優れるｍ−
ｖ族化合物半導体つ丁ハの研磨方法を提供することにあ
る。

［課題を解決づるための１段１ 本発明は、■−■族化合物半導体つＴハのω１磨方法に
おいて、アルカリ金属を含まない粒径０．０１〜０．１
μｍのコロイド状シリカを含有し、水、メタノール、二
しタノールのいづれか一種又は二種以上を含む第一の混
合液と、臭素を含有し水、メタノール、エタノールのい
づれか一種又は二種以上を含む第二の混合液とを混合さ
せ、この混合液中に含まれるシリカが１〜３５ｗｔ％、
臭素が０．１〜４６１％の範囲となるように０１磨液を
使用してウェハをｒｔｌｌ　磨することを特徴としてお
り、化学的、機械的特性が安定で高精度の鏡面研磨が得
られるようにして目的の達成を計っている。

［作　　用１ 本発明のωＩ＋１方法ではウェハを研磨する場合、アル
カリ金属を含有しない粒径０．０１〜０．１μｍの′：
１０イド状シリカと臭素溶液とを混合し、このｄ合液中
のシリカの重量％が１〜３６Ｗ（％、臭素が０．１〜４
５ｗｔ％となるようなω１磨液を作製し、この研磨液を
用いてウェハを研磨するようにしているので、砥粒のゲ
ル化が生ぜず分散性、相溶性に優れる研磨液を得ること
ができ、高精度の研磨加工を行うことができる。

］ロイダルシリカは通常シリコンやサノアイヤウエハの
研磨に用いられるｒｔｌｌ　磨削で、シリカ粒子はシリ
コンやサフフイヤ結晶との間で固相反応を生じ、これに
よって結晶を研磨するのであるが、ＩｎＰをこの：］コ
ロイダルシリカ研磨する場合は上置のような固相反応は
生ぜずメカニカルな作用のみが研磨効果を生ずる。この
場合シリカ粒子の粒径及び硬度が小さいので従来より用
いられるアルミナの場合に比べてｆｉｌ＋磨速度は１／
１０〜１／２に減少し、加工歪も完全に除去することが
できない。次に１ｎ［〕を〕臭素−メタノールＢｒ２Ｃ
Ｈ３０Ｈ）溶液のみでｔｉｌｔ　ｗしてみると加工歪を
完全に除去することができ研磨速度しかなり上界するが
良好な平坦度を得ることができない。そこで本発明では
上）ホしたように］［１イダルシリ力とＢｒ　　−ＣＩ
−（３０Ｈ溶液との混合液を研磨液として用いたもので
ある。

コロイダルシリカと［３ｒ　　−ＣＩ−ｌ　３０　Ｈ溶
液との混合液はコロイダルシリカの混合比が高くなると
研磨速度が低下して加工歪層も厚くなる。又Ｂ　ｒ　　
−Ｃ１３０１−１溶液の混合比が高くなると車川石が悪
化する傾向がある。そのため混合液の最適組成としてＵ
合液中のコロイダルシリカの重子％を１〜３５ｗｔ％、
臭素を０．１〜４６ｗｔ％に選択して良好な結果を１！
Ｉることができた。又、］［二１イダルシリ力とＤｒ　
　−ＣＩ−１３ＯＮ溶液との相溶性を得るため］［コイ
ダルシリカ中のアルカリ金属イΔンを除去して好結果を
得ている。

この場合、シリカの粒径は０．０１μｍから０．１μｍ
の間にＩ４適値がある。粒径が０．０１μｍ以トでは研
磨能力が不足しＱ、１μｍ以上では山がブそ生して好ま
しくない。又研磨液としては砥粒の分散性、Ｂｒ２の溶
解性の点より水、メタノール、エタノールが最も良好な
結果を示すことが認められた。

［実　施　例］ 以ｔ、本発明の一実ＭＰＡについで説明する。

本実施例において臭素溶液は臭素をメタノールに溶解さ
せて２ｖ０１％溶液としコ［１イダルシリ力は４０Ｗ【
％のちのを用いた。研磨機としては通常の回転円盤式ｉ
ｉＩ＋磨機を用い、直径６００ｍＩＲ回転敗＜〕ｏｒ、
ｐ、ｎ＋、のｒｔｌｌ磨定ａ　ＣＵ＋磨７１ｉを貼付し
、コ（７）　ｆａ磨布に上記の仙＠液を流速３０１／分
の速度で滴下しながら接＠盤に１ａ着されている２イン
チＩｎ［）結晶ウェハを３００　／　ｃｄの圧力で研磨
孔に押しイ１けてωｌ磨した。研磨液の組成として次に
小すような６種類のものを使用した。

（Δ）　　［３ｒ２０．１ｗｔ％　シリカ３６ｗｔ％（
１３）　　Ｂｒ　　　４６ｗｔ％　シリカ　１ｗｔ％（
Ｃ）　　Ｂｒ２４６ｗｔ％　シリカ３６Ｗ［％（Ｄ）　
　［３ｒ２０．１ｗｔ％　シリカ　１ｗｔ％（［）　　
Ｂｒ２７０ｗｔ％　シリカｌＱｗｔ％（（ニ）　　Ｂｒ
　　　３０ｗｔ％　シリカ５Ｑｗｔ％本実施例の結果を
比較例と０１ｔ！τ表１に小す。

表１　実施例と比較例の結果 表１は（Ａ）〜り［〕）が実施例を示しくＥ）〜（Ｆ−
）が比較例の場合を小り。この艮より明らかなように実
施例の場合は（Ａ）〜（Ｄ）は平坦度（Ｔ　Ｔ　Ｖ　）
５１μｍ、加工歪層Ｏμｍ、に面あらさ１１５人の良９
’ｆな鏡面が得られているのに対し、比較例の場合（（
ド）〜（ト））では表面がオレンジ色に反則するいわゆ
るオレンジピールが観察され、平坦度（Ｔ　Ｔ　Ｖ　）
２２０μｍであって、本実施例の場合の方が遥かに優れ
ていることが認められる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば次のような効果が１９
られる。

（１）平ｉ１１度及び表面あらさと極めて微少な鏡面つ
Ｔハを１１．することが可能となり、高精度の研磨方法
を提供することができる。

（２）ウニ１−高品質の上昇により高品質のデバイスを
製造することができる。

（３）高精度研磨が得られることによりウェハ及びデバ
イスの製造歩留りを大幅に向上させ］ス１へ低減を訓る
ことができる。

（４）　　ｔｉｌｌ磨装置には従来のものをそのまま利
用リ−ることができるので経済的に右利である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、化合物半導体ウェハを鏡面状に研磨加工するIII−
   Ｖ族化合物半導体ウェハの研磨方法において、アルカリ
   金属を含まない粒径 ０．０１〜０．１μｍのコロイド状シリカを含有し、水
   、メタノール、エタノールのいづれか一種又は二種以上
   を含む第一の混合液と、臭素を含有し水、メタノール、
   エタノールのいづれか一種又は二種以上を含む第二の混
   合液とを混合させ、該混合液中に含まれるシリカが１〜
   ３６ｗｔ％、臭素が０．１〜４６ｗｔ％の範囲となる如
   き研磨液を用いて前記ウェハを研磨することを特徴とす
   るIII−Ｖ族化合物半導体ウェハの研磨方法。