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半导体材料的抛光方法、用于锑化镓衬底抛光的抛光液

本文内容摘取于苏州焜原光电有限公司,发明专利申请文件。
(54)发明名称
半导体材料的抛光方法、用于锑化镓衬底抛光的抛光液
(57)摘要
本发明是针对采用现有技术CMP工艺对锑化镓等较软的半导体材料抛光时抛光磨料、抛光液中含有的金属离子等易附着在被抛光物的表面,使抛光物表面产生划痕、抛光液的寿命低的不足,提供一种半导体材料的抛光方法、用于锑化镓衬底抛光的抛光液,方法是对莫氏硬度为1 .5‑6的半导体材料进行抛光 ,第一步为粗抛光,采用含有硬磨料的抛光液对半导体材料衬底片进行机械抛光,第二步为中抛光,中抛光液包括软抛光磨料、弱酸性氧化剂、有机酸、亲水性非离子表面活性剂、去离子水;第三步为精抛光,精抛光液包括弱酸性氧化剂、有机酸和去离子水,采用本发明的抛光方法对半导体材料进行抛光,消除蚀坑、划痕,减少凹坑,得到表面粗糙度良好的材料。
[0066] 实施例1
[0067] 采用Gnad41研磨抛光机进行抛光。
[0068] 锑化镓衬底片的工艺流程包括研磨、倒角、抛光、和清洗,本发明主要针对其中的抛光工艺进行描述。
[0069] 首先去除锑化镓线切割片表面的线痕,将其研磨至工艺要求的厚度,研磨时一般单面去除厚度为40‑50um;再将研磨好的锑化镓晶片用清洗剂加超声波清洗干净,确保表面无锑化镓研磨时产生的颗粒;用固体石蜡加热60‑80℃将φ50 .8±0 .5mm锑化镓晶片均匀的粘贴在石英载盘上冷却并压实,确保TTV≤2‑3um,确保后续抛光的总厚度偏差精度在可控范围内,用无尘布蘸取异丙醇(IPA)或无水乙醇擦掉石英载盘、晶片周围及晶片表面多余的石蜡,防止抛光时石蜡污染抛光垫,然后用去离子水冲洗干净。而后开始抛光处理。
[0070] 第一步粗抛光:粗抛光采用聚氨酯抛光垫,抛光液中含有粒径为3um的氧化铝磨料,压力60g/cm2,转速40rpm,采用roller pump非循环滴液(真空挤压)的方式供给抛光液,说明书 7/19 页10CN 112701037 A10流量80ml/min。粗抛光使用的抛光液按体积百分比由以下组分组成:3um粒径氧化铝磨料10%;亲水性非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚0 .5%;去离子水89 .5%;
[0071] 第二步中抛光:中抛光采用聚氨酯抛光垫,抛光液中含有粒径为60nm的二氧化硅纳米磨料和次氯酸,压力100g/cm2,转速80rpm,采用roller pump非循环滴液(真空挤压)的方式供给抛光液,流量5ml/min;中抛光使用的抛光液按体积百分比由以下组分组成:60nm粒径二氧化硅20%;有机酸采用柠檬酸0 .1%;氧化剂采用次氯酸7%;亲水性非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚0 .5%;去离子水72 .4%;抛光液配比PH值4 .5。
[0072] 第三步精抛光:精抛光采用带绒毛合成革抛光布,抛光液为无磨料抛光液,压力50g/cm2,转速50rpm,采用roller pump非循环滴液(真空挤压)的方式供给抛光液,流量10ml/min。精抛光使用的抛光液按体积百分比由以下组分组成:氧化剂采用次氯酸1 .5%;有机酸采用柠檬酸0 .5%;去离子水98%;抛光液配比PH值4 .5;
[0073] 化学机械抛光之后,迅速使用去离子水对石英盘上的锑化镓晶片进行喷淋,一是防止氧化,二是进一步去除颗粒污染物,然后进行合适的去蜡、清洗、甩干工序。
[0074] 将本实施例抛光完成后的锑化镓晶片进行如下检测:
[0075] 将抛光完成后的锑化镓晶片在强光下进行目检检测,表面无划伤,无抛光雾,无崩边缺陷;
[0076] 将抛光完成后的锑化镓晶片进行金相显微镜的检测,在暗场100倍下观察晶片表面无亮点、划伤,在明场100、200、500倍下观察晶片表面无凹坑、无蚀坑,无橘皮和划伤,且表面基体非常平整;见附图1。注意,本图像中视野里面的亮点是颗粒污染物并非凹坑,因清洗时未洗干净或测试时环境因素带来的颗粒污染物。
[0077] 将抛光完成后的锑化镓晶片进行surfscan6200颗粒度检测仪的检测,在G6检测范围内52个颗粒/cm2;优于通常的100‑200个颗粒/cm2。见附图3。
[0078] 将抛光完成后的锑化镓晶片的粗糙度Ra进行AFM检测,扫描范围是10um﹡10um,检测值为Ra=0 .19nm,RMS=0 .472nm;见附图5。

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