JPS5969932A - 第３〜５族半導体表面の研摩方法 - Google Patents
第３〜５族半導体表面の研摩方法Info
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- JPS5969932A JPS5969932A JP58149705A JP14970583A JPS5969932A JP S5969932 A JPS5969932 A JP S5969932A JP 58149705 A JP58149705 A JP 58149705A JP 14970583 A JP14970583 A JP 14970583A JP S5969932 A JPS5969932 A JP S5969932A
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P90/00—Preparation of wafers not covered by a single main group of this subclass, e.g. wafer reinforcement
- H10P90/12—Preparing bulk and homogeneous wafers
- H10P90/126—Preparing bulk and homogeneous wafers by chemical etching
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
- H10P50/60—Wet etching
- H10P50/64—Wet etching of semiconductor materials
- H10P50/642—Chemical etching
- H10P50/646—Chemical etching of Group III-V materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P52/00—Grinding, lapping or polishing of wafers, substrates or parts of devices
- H10P52/40—Chemomechanical polishing [CMP]
- H10P52/402—Chemomechanical polishing [CMP] of semiconductor materials
Landscapes
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明の対象は第Ｉ族〜第■族半導体表面、特にリン化
ガリウム表面の研摩方法において、研摩作業の際に次亜
塩素酸アルカリを含む溶液と機械的な研摩要素を含む溶
液を被研摩面に塗布することから成る方法に関する。
ガリウム表面の研摩方法において、研摩作業の際に次亜
塩素酸アルカリを含む溶液と機械的な研摩要素を含む溶
液を被研摩面に塗布することから成る方法に関する。
特に、エピタキシーに適した第■族〜第Ｖ族半導体ウェ
ファの場合に、表面品質への要求が高まるにつれて、こ
れらの表面を研摩する方法への要求も増大している。欠
陥のない表面、特にいわゆ゛るくもつ、波形または小さ
い穴のない表面の製造を簡単な処置で、しかも高い研摩
速度で可能にするような方法が期待されている。同時に
、研摩溶液の腐食作用が低（、研摩装置の耐用寿命をな
るべく長くするものが望ましい。現在、第■族〜第■族
の半導体表面、特にリン化ガリウム表面の研摩に用いら
れている方法は、このような特に高い要求を満たすこと
ができない。
ファの場合に、表面品質への要求が高まるにつれて、こ
れらの表面を研摩する方法への要求も増大している。欠
陥のない表面、特にいわゆ゛るくもつ、波形または小さ
い穴のない表面の製造を簡単な処置で、しかも高い研摩
速度で可能にするような方法が期待されている。同時に
、研摩溶液の腐食作用が低（、研摩装置の耐用寿命をな
るべく長くするものが望ましい。現在、第■族〜第■族
の半導体表面、特にリン化ガリウム表面の研摩に用いら
れている方法は、このような特に高い要求を満たすこと
ができない。
例えば、西ドイツ特許公開第２２５２０４５号明細書に
従って研摩に用いられているアルカリまたはアルカリニ
金属の次亜臭素酸基浴液は、不安定受あることと価格が
高いために、広汎な工業的用途には適していない。次亜
塩素酸アルカリの存在下、ｐ Ｈ７，５〜８において水
酸化ガリウム及び／または水酸化アルミニウムの懸濁液
ｔリン化ガリウム表面を研摩することから成る西ト°イ
ツ特許公開第２６００９９０号ψｊ縄吉による方法は、
ｐ Ｉ−１領域が狭いために、反応条件の非常に正確な
監視を必要と一１−るものである。
従って研摩に用いられているアルカリまたはアルカリニ
金属の次亜臭素酸基浴液は、不安定受あることと価格が
高いために、広汎な工業的用途には適していない。次亜
塩素酸アルカリの存在下、ｐ Ｈ７，５〜８において水
酸化ガリウム及び／または水酸化アルミニウムの懸濁液
ｔリン化ガリウム表面を研摩することから成る西ト°イ
ツ特許公開第２６００９９０号ψｊ縄吉による方法は、
ｐ Ｉ−１領域が狭いために、反応条件の非常に正確な
監視を必要と一１−るものである。
西ドイツ％♂ｆ公開第２４５４８０２号９Ｊ細害で一般
に牛導体材料用に提案されているような、次亜塩素酸ナ
トリウム、ケイ酸ナトリウム及びジルコン酸ナトリウム
を用いるイｄＦ摩（・ま、研摩速夏自体は良好〒あるが
、欠陥のある表面品質を生ずる。これと同じことは、ヒ
化ガリウム表面を次亜塩素酸ナトリウムど炭酸アルカリ
含有水溶液で研摩する、アメリカ特許第３３４２６５２
号明卸１杏における方法についてもいえる。この場合に
も、満足できる研摩速度は表面品質を犠牲にしてのみ得
られる。最後に、西ドイツ特許公開第１５４６０６３号
明細書からも、臭素とメタノールの混合物が研摩溶液と
して公知であるが、この研摩ω液も細塵装置に強い腐食
作用を及ぼすという欠点を有している。
に牛導体材料用に提案されているような、次亜塩素酸ナ
トリウム、ケイ酸ナトリウム及びジルコン酸ナトリウム
を用いるイｄＦ摩（・ま、研摩速夏自体は良好〒あるが
、欠陥のある表面品質を生ずる。これと同じことは、ヒ
化ガリウム表面を次亜塩素酸ナトリウムど炭酸アルカリ
含有水溶液で研摩する、アメリカ特許第３３４２６５２
号明卸１杏における方法についてもいえる。この場合に
も、満足できる研摩速度は表面品質を犠牲にしてのみ得
られる。最後に、西ドイツ特許公開第１５４６０６３号
明細書からも、臭素とメタノールの混合物が研摩溶液と
して公知であるが、この研摩ω液も細塵装置に強い腐食
作用を及ぼすという欠点を有している。
このため、本発明の目的は、簡単な処置で、しかも研摩
速度または腐食に関する欠点を有さす、高い要件を満た
す表面品質を保証する、第■族〜第Ｖ族半導体表面、％
にリン化ガリウム表面の研摩方法を提供することである
。
速度または腐食に関する欠点を有さす、高い要件を満た
す表面品質を保証する、第■族〜第Ｖ族半導体表面、％
にリン化ガリウム表面の研摩方法を提供することである
。
この目的は、次亜塩素酸アルカリを含む溶液を、緩衝成
分の添加によってｐＨ８，５〜１１に調節すること、及
び機械的研摩成分含有ｒｄ液に錯塩形成成分を加えるこ
とを特徴と、する方法によって達成１−ることかできろ
。
分の添加によってｐＨ８，５〜１１に調節すること、及
び機械的研摩成分含有ｒｄ液に錯塩形成成分を加えるこ
とを特徴と、する方法によって達成１−ることかできろ
。
適当な機械的研摩成分は当業者に公知のものである。例
えば、西ドイツ特許公開第１７５２１６３号明細書に述
べられているような、ケイ酸塩またはフルオロケイ酸塩
が考えられる。この他、例えば石英粉体（西ドイツ特許
公開第１２１９７９４号明＃ｌ［１沓参照）、シリカゲ
ルまた（まゾル（アメリカ特許第３１フ０２７３ ミニウムまたは水酸化ガリウム（西ドイツ特許公開第２
６００９９０号明にＩＩＩ書参照）も使用可能である。
えば、西ドイツ特許公開第１７５２１６３号明細書に述
べられているような、ケイ酸塩またはフルオロケイ酸塩
が考えられる。この他、例えば石英粉体（西ドイツ特許
公開第１２１９７９４号明＃ｌ［１沓参照）、シリカゲ
ルまた（まゾル（アメリカ特許第３１フ０２７３ ミニウムまたは水酸化ガリウム（西ドイツ特許公開第２
６００９９０号明にＩＩＩ書参照）も使用可能である。
各場合に選択した機械的研摩成分を前述の適肖／工形状
で、すなわちゲル、ゾルまたは適当な粒度の粒子の懸濁
液として、研摩台に塗布する。
で、すなわちゲル、ゾルまたは適当な粒度の粒子の懸濁
液として、研摩台に塗布する。
本発明の方法では、これらの機械的研摩成分含有液体に
錯塩形成成分を加える。このために特に適しているのは
、第２研摩溶液中に含まれている酸化剤の次亜塩素酸塩
に対して研摩作業中充分に安定〒あり、非腐食性または
わずかに腐食性がある有機の錯塩形成体である。例えば
、このような錯塩形成体はナトリウムまたはカリウムの
ようなアルカリ金属のシュウ酸塩、クエン酸塩または酒
石酸塩として％に入手できる。
錯塩形成成分を加える。このために特に適しているのは
、第２研摩溶液中に含まれている酸化剤の次亜塩素酸塩
に対して研摩作業中充分に安定〒あり、非腐食性または
わずかに腐食性がある有機の錯塩形成体である。例えば
、このような錯塩形成体はナトリウムまたはカリウムの
ようなアルカリ金属のシュウ酸塩、クエン酸塩または酒
石酸塩として％に入手できる。
「漂白アルカリ液」なる名称で市販されている浴液は次
亜塩素酸アルカリ含有溶液として有利に用いられるが、
これは水酸化ナトリウム浴液へ塩素を作用させることに
よって得られる。この他、水酸化カリウム溶液または、
あまり用いられなし・が、次亜塩素酸リチウノ・溶液へ
の塩素の作用によって得られる溶液である「ジャベル水
」も適して（・る。
亜塩素酸アルカリ含有溶液として有利に用いられるが、
これは水酸化ナトリウム浴液へ塩素を作用させることに
よって得られる。この他、水酸化カリウム溶液または、
あまり用いられなし・が、次亜塩素酸リチウノ・溶液へ
の塩素の作用によって得られる溶液である「ジャベル水
」も適して（・る。
本発明によると、選択した次亜塩素酸アルカリ含有溶液
に適当な緩衝成分を加えることによって、８、５〜１１
のｐＨ１１ＭＫ調節する。緩衝成分としては、例えば、
炭酸水素ナトリウムまたは炭酸水素カリウムのような炭
酸水素地、あるいはリン酸二水素ナトリウムまたはリン
酸二水素カリウムのようなリン酸水素塩が考えられる。
に適当な緩衝成分を加えることによって、８、５〜１１
のｐＨ１１ＭＫ調節する。緩衝成分としては、例えば、
炭酸水素ナトリウムまたは炭酸水素カリウムのような炭
酸水素地、あるいはリン酸二水素ナトリウムまたはリン
酸二水素カリウムのようなリン酸水素塩が考えられる。
これらの緩衝成分は明らかに例としてのみ挙げたもので
あり、当業者％！熟知の、前記ｐ Ｈ領域で溶性である
他の緩衝系の使用を除外するものではない。
あり、当業者％！熟知の、前記ｐ Ｈ領域で溶性である
他の緩衝系の使用を除外するものではない。
本発明による（４１）摩プロセスの通常の配置では、選
択した緩衝系と共に次亜塩素酸アルカリを含む溶液と、
選択した錯塩形成剤と共に機械的研摩成分を含む浴液の
２イ市湘の浴液を別々の供給容器に用意し、別々の流路
、例えばホース・ポンプ句き配管系によって、研摩機に
送給する。
択した緩衝系と共に次亜塩素酸アルカリを含む溶液と、
選択した錯塩形成剤と共に機械的研摩成分を含む浴液の
２イ市湘の浴液を別々の供給容器に用意し、別々の流路
、例えばホース・ポンプ句き配管系によって、研摩機に
送給する。
研摩機で、この２イητ類の溶液を研摩布上での研摩プ
ロセス中に直接結合させろが、この場合に、２種類の浴
液の供給速度が人体等しくなるようにできるかぎり努力
すべきである。適当な供給速度は、被研摩面積的１ ０
０ ｍ’に対して、一般に約１〜１０ｍ１／分である
。
ロセス中に直接結合させろが、この場合に、２種類の浴
液の供給速度が人体等しくなるようにできるかぎり努力
すべきである。適当な供給速度は、被研摩面積的１ ０
０ ｍ’に対して、一般に約１〜１０ｍ１／分である
。
木兄Ｅ！ＪＪによる方法の実施て必要／工、緩旬ｊＩ剤
添加次亜塩素酸塩溶液は市販されている漂白アルカリ液
（通常、Ｎａｏｃｌ １ａｏｙ、ｘａ金含有１部を水１
〜１６部、望ましくは３部または４部で希釈することに
よって得られる。特に、固体の炭酸水素ナトリウムを添
加することによって（溶液１４につき約２０〜５０ｇ）
、この溶液を８．５〜１１のＩ）Ｈ値、望ましくは９〜
１０．５のｐＩ−Ｉ値を有するように４１Ｓ節する。添
加剤は全研摩プロセス間に適当なｐＨ範囲が確実に保た
れるように選択する。
添加次亜塩素酸塩溶液は市販されている漂白アルカリ液
（通常、Ｎａｏｃｌ １ａｏｙ、ｘａ金含有１部を水１
〜１６部、望ましくは３部または４部で希釈することに
よって得られる。特に、固体の炭酸水素ナトリウムを添
加することによって（溶液１４につき約２０〜５０ｇ）
、この溶液を８．５〜１１のＩ）Ｈ値、望ましくは９〜
１０．５のｐＩ−Ｉ値を有するように４１Ｓ節する。添
加剤は全研摩プロセス間に適当なｐＨ範囲が確実に保た
れるように選択する。
機械的研摩成分を含む溶液は、用いろ成分の性質に応じ
て、適切な文献に発表されてし・る方法で調製する。ま
た、本発明によって添加する固体またはすべてに溶解し
た形態の錯塩形成体は、機械的研摩成分の割合を考えな
い場合に、１〜１０Ｍ量％望ましくは４〜７重量％の水
溶液が得られるように、加えるのが望ましい。
て、適切な文献に発表されてし・る方法で調製する。ま
た、本発明によって添加する固体またはすべてに溶解し
た形態の錯塩形成体は、機械的研摩成分の割合を考えな
い場合に、１〜１０Ｍ量％望ましくは４〜７重量％の水
溶液が得られるように、加えるのが望ましい。
本発明による方法によって、荷に［１１１）及び（１０
０）−配向の両方におけるリン化ガリウムの場合のエピ
タキシーに非常に適した、引っかき傷及びくもりの無い
表面を得ることができる。研摩速度は約４５μｍ／時で
ある。［１００：］配向のヒ化ガリウム表面の場合には
、約６０μｍ摩耗までのかなり高い研摩速度によっても
、非常に良好な表面性状が得られた。
０）−配向の両方におけるリン化ガリウムの場合のエピ
タキシーに非常に適した、引っかき傷及びくもりの無い
表面を得ることができる。研摩速度は約４５μｍ／時で
ある。［１００：］配向のヒ化ガリウム表面の場合には
、約６０μｍ摩耗までのかなり高い研摩速度によっても
、非常に良好な表面性状が得られた。
実施例１
各場合に、単結晶リン化ガリウム・ディスク（ｉＭ径５
０玉、厚さ４２０ μｍ、［１００〕−配向）２５枚を
アルミニウム支持プレート（直径６４０ｍｍ）に、接着
剤樹脂で接着させた。次に、この支持プレートを通常の
営利的研Ｈａの硬い研摩布で覆われた研摩プレート上に
置き、接触圧８．ＯＮ／αｌ及び研摩プレート回転速度
７０回転／分にお（・て、研摩を実施した。この際に、
ディスク上の温度は約４０℃になった。研摩操作間に、
別々の供給容器に貯えた２＆２類の浴液（酒白アルカリ
液１２００ｍ／／水６８００ｒｄ、／炭龍水素ナトリウ
ム１６０Ｍｇ及び水５００ｍ１／シリカゾル１３ｏｍｉ
／酒石酸ナトリウム・カリウム６００１１）をホース・
ポンプによって別々に研摩プレートに送給し、被研摩面
へ流し出す直前に、両溶液を約１＝１の比で結合させた
。流量は約９ｍ１１分であり、９．１のｐＨ値が得られ
た。研摩作業における研摩速度は約４５μｍ／時であっ
た。４０分間の研摩（約６０μｍ摩耗）の後に得られた
リン化ガリウムディスクは、波形、くもり及び穴の無い
、非常に均一な表面を有した。
０玉、厚さ４２０ μｍ、［１００〕−配向）２５枚を
アルミニウム支持プレート（直径６４０ｍｍ）に、接着
剤樹脂で接着させた。次に、この支持プレートを通常の
営利的研Ｈａの硬い研摩布で覆われた研摩プレート上に
置き、接触圧８．ＯＮ／αｌ及び研摩プレート回転速度
７０回転／分にお（・て、研摩を実施した。この際に、
ディスク上の温度は約４０℃になった。研摩操作間に、
別々の供給容器に貯えた２＆２類の浴液（酒白アルカリ
液１２００ｍ／／水６８００ｒｄ、／炭龍水素ナトリウ
ム１６０Ｍｇ及び水５００ｍ１／シリカゾル１３ｏｍｉ
／酒石酸ナトリウム・カリウム６００１１）をホース・
ポンプによって別々に研摩プレートに送給し、被研摩面
へ流し出す直前に、両溶液を約１＝１の比で結合させた
。流量は約９ｍ１１分であり、９．１のｐＨ値が得られ
た。研摩作業における研摩速度は約４５μｍ／時であっ
た。４０分間の研摩（約６０μｍ摩耗）の後に得られた
リン化ガリウムディスクは、波形、くもり及び穴の無い
、非常に均一な表面を有した。
実施例２
（１，１，１）−配向のリン化ガリウム・ディスクを研
摩した点以外は、実施例１に述べた通りの方法を実施し
た。二種類の研摩溶液の組成は次の通りであった：ｍｌ
白アルカリ液１２００ｉｌ／水３８００ｍｌ／リン酸二
水索ナトリウム１１５Ｉ及び水５０００ ｒｒｔ ／
８０℃で２時間加熱することによって熟成させた水酸化
ガリウム水性懸濁液１５０ｓ＋ｌ（固体含量約４ｏｉ）
／クエン酸ナトリウム２８０ｙこの２種類の浴液をそれ
ぞれ、４５ ｍｌ ７分の流量で研摩プレートに送給し
、そこで１：１の比１混合した。ｐＨ値は９．４〒あっ
た。約４５μｍ／時の研摩速度で４０分間研＃（約６０
μｍ摩耗）した後に、波形、くもり及び穴の無い（１，
１，１） −’）ン化ガリウム・ディスクが得られた。
摩した点以外は、実施例１に述べた通りの方法を実施し
た。二種類の研摩溶液の組成は次の通りであった：ｍｌ
白アルカリ液１２００ｉｌ／水３８００ｍｌ／リン酸二
水索ナトリウム１１５Ｉ及び水５０００ ｒｒｔ ／
８０℃で２時間加熱することによって熟成させた水酸化
ガリウム水性懸濁液１５０ｓ＋ｌ（固体含量約４ｏｉ）
／クエン酸ナトリウム２８０ｙこの２種類の浴液をそれ
ぞれ、４５ ｍｌ ７分の流量で研摩プレートに送給し
、そこで１：１の比１混合した。ｐＨ値は９．４〒あっ
た。約４５μｍ／時の研摩速度で４０分間研＃（約６０
μｍ摩耗）した後に、波形、くもり及び穴の無い（１，
１，１） −’）ン化ガリウム・ディスクが得られた。
実施例６
単結晶ヒ化ガリウム・ディスク（直径５０扉−厚さ４０
０μｍ、［ＩＤ０）−配向）を実施例１で述べた条件下
で研ｊす：した。得られた仙坪・速度（１゜１６０μｍ
／時であった。１２分間研摩（約６２μｍ摩耗）した後
に得られたディスクは非常に良好な表面性状を示した。
０μｍ、［ＩＤ０）−配向）を実施例１で述べた条件下
で研ｊす：した。得られた仙坪・速度（１゜１６０μｍ
／時であった。１２分間研摩（約６２μｍ摩耗）した後
に得られたディスクは非常に良好な表面性状を示した。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、研摩作業の際に次亜塩素酸アルカリ含有溶液と機械
的研摩成分含有溶液を被研摩表面に供給することから成
る第１〜■族半導体表面、特にリン化ガリウム表面の研
摩方法において、次亜塩素酸アルカリ含有溶液に緩衝成
分を加えることによってｐＨ値８．５〜１１に調節する
こと、および機械的研摩成分含有溶液に錯塩形成成分を
加えることを特徴とする方法。 ２、添加する錯塩形成成分をシュウ酸塩、クエン酸塩及
び酒石酸塩から成る群から選択することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE32372353 | 1982-10-07 | ||
| DE3237235A DE3237235C2 (de) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | Verfahren zum Polieren von III-V-Halbleiteroberflächen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5969932A true JPS5969932A (ja) | 1984-04-20 |
Family
ID=6175206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58149705A Pending JPS5969932A (ja) | 1982-10-07 | 1983-08-18 | 第３〜５族半導体表面の研摩方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4448634A (ja) |
| JP (1) | JPS5969932A (ja) |
| DE (1) | DE3237235C2 (ja) |
| GB (1) | GB2131446B (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62290136A (ja) * | 1986-06-10 | 1987-12-17 | Nippon Mining Co Ltd | ＧａＡｓウェーハの鏡面研磨液ならびに鏡面研磨方法 |
| JPH01253239A (ja) * | 1988-04-01 | 1989-10-09 | Mitsubishi Monsanto Chem Co | ＡｌＧａＡｓ表面研磨方法 |
| JPH11302634A (ja) * | 1998-04-24 | 1999-11-02 | Hiroaki Tanaka | 研磨用組成物及び研磨加工方法 |
| JP2000008024A (ja) * | 1998-06-25 | 2000-01-11 | Hiroaki Tanaka | 研磨用組成物及び研磨加工方法 |
| WO2011142052A1 (ja) * | 2010-05-10 | 2011-11-17 | 住友電気工業株式会社 | 研磨剤、化合物半導体の製造方法および半導体デバイスの製造方法 |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5157876A (en) * | 1990-04-10 | 1992-10-27 | Rockwell International Corporation | Stress-free chemo-mechanical polishing agent for II-VI compound semiconductor single crystals and method of polishing |
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| US5783497A (en) * | 1994-08-02 | 1998-07-21 | Sematech, Inc. | Forced-flow wafer polisher |
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| US5756403A (en) * | 1995-12-29 | 1998-05-26 | Philips Electronics North America | Method of preferentially etching a semiconductor substrate with respect to epitaxial layers |
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