JPH02156530A

JPH02156530A - 半導体基板の鏡面研磨加工方法

Info

Publication number: JPH02156530A
Application number: JP31071788A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Miyagawa; 雅文宮川; Taizo Ohashi; 大橋　泰三
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Microelectronics Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Priority date: 1988-12-08
Filing date: 1988-12-08
Publication date: 1990-06-15

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、半導体基板の鏡面研磨加工方法に関するも
ので、特に鏡面加工表面の清浄度を向上させる方法に関
するものである。

（従来の技術）以下、従来の半導体基板の鏡面研磨加工方法として、化
合物半導体（ガリウムーヒ素）基板の鏡面研磨加工方法
について説明する。

ガリウムーヒ素（Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　）からなる化合物半
導体基板の鏡面研磨加工において、研磨剤に、通常、ブ
ロムメタノール液や、次亜塩素酸系、または塩素化シア
ヌル酸系の薬剤を用いている。研磨剤の組成は、鏡面加
工精度や、表面清浄度等の品質に強く影響するため、こ
れらの研磨剤を独自に調合する処置が取られている。し
かし、一般には、市販品研磨剤として塩素化シアヌル酸
系の薬剤が多く使われている。この薬剤を用いた鏡面研
磨の作用は、ガリウムーヒ素（Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　）の結
晶と研磨剤中の次亜塩素酸（ＨＣＩＯ）との化学反応に
より、加工表面に酸化生成物が形成される。ぞの反応は
、２ＧａＡｓ＋６ＨＣ１０ ”Ｇａ２０３　＋Ａｓ２０３　＋ＨＣ１であり、Ｇａ２
０３　、Ａｇ３０３が生成されるものと考えられている
。この酸化生成物を研磨布により、機械的に切削除去す
ることを繰返すことによって、加工表面が鏡面化されて
いくものである。

ここで問題となるのは、切削除去された微細な酸化生成
物のクズは、研磨布巾に連続的に発生し、無数に存在し
ているため、常に鏡面加工表面に再吸着が起こっている
ものと推定されることである。

従来の鏡面研磨加工方法では、研磨剤の含有された研磨
液によって、所定量の鏡面研磨加工が終了すると、研磨
液の供給を停止し、それと同時に、純水によるリンス族
を供給することによって、研磨液とガリウムーヒ素（Ｇ
　ａ　Ａ　ｓ　）結晶との化学反応を緩和停止、および
加工表面を洗浄する処置が施されている。これを最終リ
ンス研磨工程という。その後、鏡面研磨加工した化合物
半導体基板を鏡面研磨加工装置より取り出し、鏡面研磨
加工工程を終了する。しかしながら、純水のリンス液に
よる最終リンス研磨工程では、依然、基板の鏡面加工表
面に、切削除去された酸化生成物のクズである微細粒子
が無数に吸着残存し、表面清浄度が非常に劣っていた。

このような、純水による最終リンス研磨工程では、吸着
残存した酸化生成物のクズである微細粒子を完全に除去
することは困難であり、特にＩＣ用基板としての高品質
の清浄度を必要とした鏡面を、化合物半導体基板で得る
ことは困難であった。

また、ＩＣ用ガリウムーヒ索（ＧａＡｓ）鏡面基板は、
より厳しい外観特性が要求されており、特に鏡面に付着
した微細粒子数により表わされる表面清浄度は、その評
価方法が指定されている。

その方法とは、ＦＥＴ素子やホールセンサー素子の個別
半導体用基板のように蛍光燈下の目視法検査に対して、
１０１ｕｘ以下の暗室内で、３０００〜１０００００　
ｌｕｘ照度の集光ランプ下による目視法検査となってい
る。

従来の鏡面研磨加工方法によって鏡面研磨加工されたＩ
Ｃ用ガリウムーヒ素（ＧａＡｓ）基板を、この集光ラン
プ下での目視法で検査をすると、マイクロスクラッチ（
微少なひっかき傷）や、付着微細粒子が、鏡面加工表面
に無数に広がり、集光ランプの光が、それらに乱反射し
て白いくもり（Ｈａｚｅ）として観察されていた。

このように、従来の鏡面研磨加工方法により、鏡面研磨
加工されたＩＣ用ガリウムーヒ素（Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　）
基板は、集光ランプ下の目視法検査において、その表面
清浄度は、非常に劣るものであった。特に、表面清浄度
を向上する一つの方法として、マイクロスクラッチの改
善は、若干の条件変更によって、容易に達成は可能であ
るが、極微細な付着粒子によるＩＩ　ａ　ｚ　ｅ等の改
善は困難を極め、ＩＣ用基板として適用できるだけの表
面清浄度を得ることができなかった。

（発明が解決しようとした課題）この発明は上記のような点に鑑み為されたもので、半導
体基板を鏡面研磨加工する際、鏡面研磨加工終了時に、
微細粒子の鏡面加工表面への再吸着を防止し、鏡面の清
浄度の向上を図り、かつ洗浄力の向上も可能となる半導
体基板の鏡面研磨加工方法を提供することを目的とした
。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）この発明による半導体基板の鏡面研磨加工方法によれば
、鏡面研磨加工の最終リンス研磨工程において、リンス
液中に分散剤、あるいは分散剤と湿潤性特性を有する界
面活性剤とを含有させ、微細粒子の鏡面加工表面への再
吸着を防止する。

（作用）」ユ記のような鏡面研磨加工方法にあっては、最終リン
ス研磨工程時のリンス液中に分散剤を添加し、分散剤と
しての性質を用いて、固体微粒子をよく濡らし、凝結を
抑制すると同時に、静電気斥力を増大させることによっ
て、鏡面加工表面への再吸着を防止するものである。ま
た、分散剤と湿潤性特性を有する界面活性剤とを添加す
れば、その湿潤潤滑特性により、さらに微細粒子の鏡面
加工表面への再吸着を防止できると共に、マイクロスク
ラッチの形成も抑制できる。また、その他の分散剤によ
る作用としては、最終リンス研磨工程後、不慮に吸着さ
れた微細粒子を、後工程中における洗浄工程において、
その除去が容易となる。

（実施例）以下、第１図、および第２図を参照して、この発明の実
施例について説明する。

第１図は、本発明による鏡面研磨加工方法の概略図であ
る。

第１図において、ガリウムーヒ素（Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　）
基板１１を貼ったプレート板３を、研磨布２が装召され
ている回転ディスク１上に固定する。次に、一般に市販
されている研磨剤を調合し、例えば１００〜２００ｃｃ
／ｓｉｎ程度で、少量ずつ滴下させながらディスク１を
回転させ、研磨加工を行なう。

この研磨剤は、研磨剤タンク４に研磨液５として溜めら
れており、研磨剤滴下ノズル８より滴下されている。そ
して、約２５〜３０μｍの所定量の研磨加工を終了後、
研磨液５の供給を停止し、それと同時に、純水によるリ
ンス液と分散剤を含有する添加リンス液とを供給しなが
ら、ディスク１を回転させ、リンス研磨を１０〜１５秒
実施する。

純水によるリンス液は、供給ノズル９から供給され、分
散剤を含有する添加リンス液７は、添加リンス液タンク
６に溜められており、添加リンス液供給ノズル１０から
供給される。この実施例において、添加リンス液７は、
純水１０００ｓｌ中に分散剤として、市販品のデモール
Ｎ、（花王（株））を添加し、例えば８００　ｃｃ／ｓ
１ｎ程度で、滴下供給する。

このように、リンス研磨工程時にリンス液中に分散剤を
含有させることにより、分散剤としての性質を用いて固
体の微細粒子をよく濡らし、凝結を抑制すると同時に、
静電気斥力を増大させることによって、鏡面加工表面へ
の再吸着を防止することができ、鏡面の諸特性、および
加工条件も損うことなく、鏡面加工表面の清浄度を大幅
に改善させることができる。

また、添加リンス液７の組成として、純水５００ｍ１と
湿潤潤滑性のある界面活性剤、例えば市販のランゲル液
（日化精工（株））５００ｍｌとを１＝１の割合いで調
合し、この液に上記分散剤、デモールＮを添加してもよ
い。このようにすれば、同様に、鏡面の諸特性、および
加工条件も損うことなく、その潤滑効果により、さらに
、鏡面の清浄度を大幅に改善させることができる。また
、鏡面加工表面のマイクロスクラッチの形成を防止する
効果がある。

尚、湿潤潤滑性のある界面活性化剤は、当然ながら、他
の湿潤性のある界面活性化剤を使用しても、同様の効果
が得られることは勿論であり、分散剤もまた、異種の分
散剤を混合しても良いことは勿論である。

次に、第２図に、添加リンス液として純水１０１００Ｏ
，および純水５００＊Ｉ＋ランゲル液５００ｍ１、合計
１０１００Ｏの２種のリンス液に、夫々分散剤としてデ
モールＮをＩｇ、２ｇ、３ｇと添加し、分散剤を添加し
ない時を付着微細粒子量指数１００とした時の該指数の
変化をグラフに示す。

このデータは、最終リンス研磨工程終了後、暗室内にお
いて、１０００００　ｌｕｘ照度の集光ランプ下で目視
法検査を行なったものである。リンス液中の分散剤濃度
が０の時、付着微細粒子量指数１００とし、相対比で表
わしているものである。

第２図中の実線で示したデータは、添加リンス液として
純水１０１００Ｏに分散剤としてデモールＮを、Ｉｇ、
２ｇ、３ｇを加えたもの。また、破線は純水５００１に
、湿潤性特性を有する界面活性化剤としてランゲル液を
５００１加え、１：１の割合いで調合した１０００＋Ｉ
に、分散剤としてデモールＮを同様にＩｇ、２ｇ、３ｇ
加えたものである。

この結果、第２図に示すように、実線のデータでは、分
散剤濃度を０，１ｗｔ％程度加えることによって、無添
加時に比べ、付着微細粒子量指数が急激に減少し、約２
０の指数値で約１１５となる。さらに分散剤の濃度を上
げ、０．３ｗｔ％の濃度では、目視法においては、観察
できないレベルの良好な結果が得られた。また、破線の
データからは、湿潤潤滑性を有する界面活性化剤を加え
ることによって、さらに、付着微細粒子の量が減少した
。界面活性剤の湿潤潤滑性により、固体の微細粒子を、
さらに良く濡らし、分散剤効果を増大させる為と考えら
れる。

これらの添加リンス液により、鏡面研磨加工を行なった
基板の鏡面のくもり（Ｈａｚｅ）を観察した結果、付着
微細粒子量の指数値が約２０以下では、Ｈａｚｅとして
観察されず、添加リンス液中の分散剤濃度は、０．１ｗ
ｔ％以上あれば充分その効果が認められることはあきら
かである。また、分散剤を含有したリンス液を使用した
にも関わらず、不慮により、最終リンス研磨工程後に微
細粒子が付着した場合にも、鏡面加工表面と固体微細粒
子との吸着力が比較的弱いため、鏡面研磨加工後の基板
処理工程での洗浄において、その洗浄効果が大きくなる
。

［発明の効果］以上説明したようにこの発明によれば、高品質、高清浄
度を有する半導体基板の鏡面が、分散剤を含有する添加
リンス液を用いることにより、容易に得ることができる
ことから、特にＩＣ基板用として、高品質、高清浄度を
有する鏡面の研磨加工方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例に係わる鏡面基板研磨方法
を示した概略図、第２図は、実施例の添加リンス液の分
散剤濃度と付着微細粒子量との関係を示した特性図であ
る。１・・・回転ディスク、２・・・研磨布、３・・・基板
接着用プレート、４・・・鏡面研磨剤タンク、５・・・
研磨剤液、６・・・添加リンス液用タンク、７・・・添
加リンス液、８・・・研磨剤液滴下ノズル、９・・・純
水リンス供給ノズル、１０・・・添加リンス液供給ノズ
ル、１１・・・ＧａＡｓ基板。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims

【特許請求の範囲】

（１）次亜塩素酸系の研磨液を用いる半導体基板の鏡面
研磨加工において、鏡面研磨加工の最終リンス研磨工程
時に、分散剤を含有する添加リンス液にて鏡面リンス研
磨を行なうことを特徴とした半導体基板の鏡面研磨加工
方法。
（２）上記分散剤を含有する添加リンス液中に、湿潤性
の特性を有する陰イオン系の界面活性剤、もしくは湿潤
性の特性を有する非イオン系の界面活性剤を含むことを
特徴とした請求項（１）記載の半導体基板の鏡面研磨加
工方法。