JP2013197210A - Polishing composition - Google Patents
Polishing composition Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013197210A JP2013197210A JP2012061153A JP2012061153A JP2013197210A JP 2013197210 A JP2013197210 A JP 2013197210A JP 2012061153 A JP2012061153 A JP 2012061153A JP 2012061153 A JP2012061153 A JP 2012061153A JP 2013197210 A JP2013197210 A JP 2013197210A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing
- polishing composition
- group
- acid
- polar solvent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ＩＶ族材料を含有する研磨対象物を研磨する用途で使用される研磨用組成物に関する。本発明はまた、その研磨用組成物を用いた研磨方法及び基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a polishing composition for use in polishing a polishing object containing a group IV material. The present invention also relates to a polishing method and a substrate manufacturing method using the polishing composition.
化合物半導体基板を研磨する用途で従来使用されている例えば特許文献１又は特許文献２に記載のような研磨用組成物には一般に、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウムなどの酸化剤が含まれている。この酸化剤は研磨用組成物中で容易に分解しやすく、酸化剤の分解は研磨用組成物の変色を伴う。酸化剤の分解に従って研磨用組成物による化合物半導体基板の研磨速度に低下が生じるため、これらの研磨用組成物は保存安定性に難があった。 Polishing compositions conventionally used for polishing compound semiconductor substrates, for example, as described in Patent Document 1 or Patent Document 2, generally contain oxidizing agents such as sodium dichloroisocyanurate and sodium hypochlorite. It is. This oxidizing agent is easily decomposed in the polishing composition, and the decomposition of the oxidizing agent is accompanied by discoloration of the polishing composition. Since the polishing rate of the compound semiconductor substrate by the polishing composition decreases as the oxidizing agent decomposes, these polishing compositions have difficulty in storage stability.
また、ＩＶ族材料を含有する部分（以下、ＩＶ族材料部分ともいう）とケイ素材料を含有する部分（以下、ケイ素材料部分ともいう）を有する研磨対象物を研磨する際には、そのケイ素材料部分を含有する部分よりもＩＶ族材料部分を含有する部分を高選択的に研磨することが必要とされることがある。それは酸化シリコン等のオキサイドロスを少なくすることで、配線層間の耐電圧を確保し、さらにその後のフォトリソグラフィ工程を行う際に、露光焦点合わせを容易にするためである。この点、特許文献１又は特許文献２に記載の研磨用組成物は、ＩＶ族材料部分を含有する部分とケイ素材料部分を含有する部分とを有する研磨対象物を研磨する用途で使用したときにＩＶ族材料部分を含有する部分に対する十分に高い研磨選択性を発揮しない。 Further, when polishing an object to be polished having a part containing a group IV material (hereinafter also referred to as a group IV material part) and a part containing a silicon material (hereinafter also referred to as a silicon material part), the silicon material It may be necessary to polish the portion containing the group IV material portion more selectively than the portion containing the portion. This is to reduce the oxide loss of silicon oxide or the like, thereby ensuring a withstand voltage between the wiring layers and facilitating exposure focusing when performing the subsequent photolithography process. In this regard, the polishing composition described in Patent Document 1 or Patent Document 2 is used for polishing an object to be polished having a portion containing a group IV material portion and a portion containing a silicon material portion. It does not exhibit a sufficiently high polishing selectivity for a part containing a group IV material part.
そこで本発明の目的は、ＩＶ族材料を含有する研磨対象物を研磨する用途で使用される研磨用組成物の保存安定性を向上させることにある。また、本発明の別の目的は、ＩＶ族材料部分を含有する部分とケイ素材料部分を含有する部分とを有する研磨対象物を研磨する用途で使用したときにＩＶ族材料部分を含有する部分に対する高い研磨選択性を発揮することができる研磨用組成物を提供すること、またその研磨用組成物を用いた研磨方法及び基板の製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to improve the storage stability of a polishing composition used for polishing a polishing object containing a group IV material. Another object of the present invention is to provide a portion containing a group IV material portion when used in an application for polishing a polishing object having a portion containing a group IV material portion and a portion containing a silicon material portion. An object of the present invention is to provide a polishing composition capable of exhibiting high polishing selectivity, and to provide a polishing method and a substrate manufacturing method using the polishing composition.
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様では、ＩＶ族材料部分を含有する研磨対象物を研磨する用途で使用される研磨用組成物であって、酸化剤と、非プロトン性極性溶媒とを含有する研磨用組成物を提供する。
研磨用組成物中の非プロトン性極性溶媒の含有量は１０質量％以上であることが好ましい。
本発明の第２の態様では、上記第１の態様の研磨用組成物を用いて、ＩＶ族材料部分を含有する研磨対象物を研磨する方法を提供する。
本発明の第３の態様では、上記第１の態様の研磨用組成物を用いて、ＩＶ族材料部分を含有する部分（以下、ＩＶ族材料部分ともいう）とケイ素材料を含有する部分（以下、ケイ素材料部分ともいう）とを有する研磨対象物を研磨する方法を提供する。
本発明の第４の態様では、上記第１の態様の研磨用組成物を用いて、ＩＶ族材料部分とケイ素材料部分とを有する研磨対象物を研磨することにより、基板を製造する方法を提供する。
In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a polishing composition for use in polishing an object to be polished containing a group IV material portion, which comprises an oxidizing agent, a non-proton A polishing composition containing a polar solvent is provided.
The content of the aprotic polar solvent in the polishing composition is preferably 10% by mass or more.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for polishing an object to be polished containing a group IV material portion using the polishing composition of the first aspect.
In the third aspect of the present invention, using the polishing composition of the first aspect, a part containing a group IV material part (hereinafter also referred to as a group IV material part) and a part containing a silicon material (hereinafter referred to as a group IV material part) , Also referred to as a silicon material portion).
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a substrate by polishing a polishing object having a group IV material part and a silicon material part using the polishing composition of the first aspect. To do.
本発明によれば、ＩＶ族材料部分を含有する研磨対象物を研磨する用途で使用される研磨用組成物の保存安定性を向上させることができる。また、ＩＶ族材料部分とケイ素材料部分を含有する部分とを有する研磨対象物を研磨する用途で使用したときにＩＶ族材料部分に対する高い研磨選択性を発揮することができる研磨用組成物と、その研磨用組成物を用いた研磨方法及び基板の製造方法とが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the storage stability of the polishing composition used for the use which grind | polishes the grinding | polishing target object containing a IV group material part can be improved. Further, a polishing composition capable of exhibiting high polishing selectivity for a group IV material part when used in an application for polishing a polishing object having a group IV material part and a part containing a silicon material part, A polishing method and a substrate manufacturing method using the polishing composition are provided.
以下、本発明の一実施形態を説明する。
本実施形態の研磨用組成物は、酸化剤を非プロトン性極性溶媒に混合して調製される。従って、研磨用組成物は、酸化剤及び非プロトン性極性溶媒を含有する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
The polishing composition of this embodiment is prepared by mixing an oxidizing agent with an aprotic polar solvent. Accordingly, the polishing composition contains an oxidizing agent and an aprotic polar solvent.
この研磨用組成物は、ＩＶ族材料部分を含有する研磨対象物を研磨する用途で使用される。あるいは、ＩＶ族材料部分とケイ素材料部分とを有する研磨対象物を研磨する用途、さらに言えばその研磨対象物を研磨して基板を製造する用途においてＩＶ族材料部分を選択的に研磨する目的で使用される。ＩＶ族材料部分の例としては、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）が挙げられる。また、ケイ素材料の例としては、ポリシリコン、酸化シリコン、窒化シリコン等が挙げられる。 This polishing composition is used for polishing an object to be polished containing a group IV material portion. Alternatively, for the purpose of selectively polishing a group IV material portion in an application for polishing a polishing object having a group IV material portion and a silicon material portion, more specifically, in an application for polishing the polishing object to manufacture a substrate. used. Examples of the group IV material portion include silicon germanium (SiGe), germanium (Ge), and silicon carbide (SiC). Examples of the silicon material include polysilicon, silicon oxide, silicon nitride, and the like.
（酸化剤）
研磨用組成物中に含まれる酸化剤の種類は特に限定されないが、０．３Ｖ以上の標準電極電位を有していることが好ましい。０．３Ｖ以上の標準電極電位を有する酸化剤を使用した場合には、０．３Ｖ未満の標準電極電位を有する酸化剤を使用した場合に比べて、研磨用組成物によるＩＶ族材料部分の研磨速度が向上するという有利がある。０．３Ｖ以上の標準電極電位を有する酸化剤の具体例としては、過酸化水素、過酸化ナトリウム、過酸化バリウム、有機酸化剤、オゾン水、銀（ Ｉ Ｉ ） 塩、鉄（ Ｉ Ｉ Ｉ ） 塩、並びに過マンガン酸、クロム酸、重クロム酸、ペルオキソ二硫酸、ペルオキソリン酸、ペルオキソ硫酸、ペルオキソホウ酸、過ギ酸、過酢酸、過安息香酸、過フタル酸、次亜塩素酸、次亜臭素酸、次亜ヨウ素酸、塩素酸、亜塩素酸、過塩素酸、臭素酸、ヨウ素酸、過ヨウ素酸、硫酸、過硫酸、クエン酸、ジクロロイソシアヌル酸及びそれらの塩等が挙げられる。これらの中でも、研磨用組成物によるＩＶ族材料部分の研磨速度が大きく向上することから、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、次亜塩素酸、過ヨウ素酸、及びジクロロイソシアヌル酸ナトリウムが好ましい。
(Oxidant)
Although the kind of oxidizing agent contained in polishing composition is not specifically limited, It is preferable to have a standard electrode potential of 0.3V or more. When an oxidant having a standard electrode potential of 0.3 V or higher is used, polishing of a group IV material portion with the polishing composition is performed compared to when an oxidant having a standard electrode potential of less than 0.3 V is used. There is an advantage that the speed is improved. Specific examples of the oxidizing agent having a standard electrode potential of 0.3 V or more include hydrogen peroxide, sodium peroxide, barium peroxide, organic oxidizing agent, ozone water, silver (I I) salt, iron (I I I) Permanganate, chromic acid, dichromic acid, peroxodisulfuric acid, peroxophosphoric acid, peroxosulfuric acid, peroxoboric acid, performic acid, peracetic acid, perbenzoic acid, perphthalic acid, hypochlorous acid, hypochlorous acid Examples include bromic acid, hypoiodous acid, chloric acid, chlorous acid, perchloric acid, bromic acid, iodic acid, periodic acid, sulfuric acid, persulfuric acid, citric acid, dichloroisocyanuric acid, and salts thereof. Among these, hydrogen peroxide, ammonium persulfate, hypochlorous acid, periodic acid, and sodium dichloroisocyanurate are preferable because the polishing rate of the group IV material portion by the polishing composition is greatly improved.
なお、標準電極電位とは、酸化反応に関与するすべての化学種が標準状態にあるときに次式で表される。 The standard electrode potential is expressed by the following formula when all chemical species involved in the oxidation reaction are in the standard state.
Ｅ０＝−△Ｇ０／ｎＦ＝（ＲＴ／ｎＦ）ｌｎＫ E0 = −ΔG0 / nF = (RT / nF) lnK
ここで、Ｅ０は標準電極電位、△Ｇ０は酸化反応の標準ギブスエネルギー変化、Ｋはその平行定数、Ｆはファラデー定数、Ｔは絶対温度、ｎは酸化反応に関与する電子数である。従って、標準電極電位は温度により変動するので、本明細書中においては２５℃における標準電極電位を採用している。なお、水溶液系の標準電極電位は、例えば改訂４版化学便覧（基礎編）ＩＩ、ｐｐ４６４−４６８（日本化学会編）等に記載されている。 Here, E0 is the standard electrode potential, ΔG0 is the standard Gibbs energy change of the oxidation reaction, K is its parallel constant, F is the Faraday constant, T is the absolute temperature, and n is the number of electrons involved in the oxidation reaction. Accordingly, since the standard electrode potential varies depending on the temperature, the standard electrode potential at 25 ° C. is adopted in this specification. The standard electrode potential of the aqueous solution system is described in, for example, the revised 4th edition Chemical Handbook (Basic Edition) II, pp 464-468 (Edited by Chemical Society of Japan).
研磨用組成物中の酸化剤の含有量は０．０１ｍｏｌ／Ｌ以上であることが好ましく、より好ましくは０．１ｍｏｌ／Ｌ以上である。酸化剤の含有量が多くなるにつれて、研磨用組成物によるＩＶ族材料部分の研磨速度が向上する。 The content of the oxidizing agent in the polishing composition is preferably 0.01 mol / L or more, more preferably 0.1 mol / L or more. As the content of the oxidizing agent increases, the polishing rate of the group IV material portion by the polishing composition is improved.
研磨用組成物中の酸化剤の含有量はまた、１００ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、より好ましくは５０ｍｏｌ／Ｌ以下である。酸化剤の含有量が少なくなるにつれて、研磨用組成物の材料コストを抑えることができるのに加え、研磨使用後の研磨用組成物の処理、すなわち廃液処理の負荷を軽減することができる。 The content of the oxidizing agent in the polishing composition is also preferably 100 mol / L or less, more preferably 50 mol / L or less. As the content of the oxidizing agent decreases, the material cost of the polishing composition can be reduced, and the load on the processing of the polishing composition after polishing, that is, the waste liquid treatment can be reduced.
（非プロトン性極性溶媒）
研磨用組成物中に含まれる非プロトン性極性溶媒の具体例としては、アセトニトリル、アセトン、テトラヒドロフラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、及びジメチルスルホキシドが挙げられる。
(Aprotic polar solvent)
Specific examples of the aprotic polar solvent contained in the polishing composition include acetonitrile, acetone, tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide, and dimethyl sulfoxide.
本実施形態によれば以下の作用効果が得られる。
・ 本実施形態の研磨用組成物では、研磨用組成物中の酸化剤の分解を防いで研磨用組成物の保存安定性を向上させるために非プロトン性極性溶媒が使用されている。そのため、この研磨用組成物は、ＩＶ族材料部分を含有する研磨対象物を研磨する用途で好適に用いられる。
・ ＩＶ族材料部分とケイ素材料部分とを有する研磨対象物を研磨する用途で本実施形態の研磨用組成物を使用した場合には、研磨用組成物中の非プロトン性極性溶媒がケイ素材料部分の加水分解を抑制する働きをするために、ＩＶ族材料部分に対する研磨用組成物の研磨選択性が向上するという有利がある。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
-In the polishing composition of this embodiment, the aprotic polar solvent is used in order to prevent decomposition | disassembly of the oxidizing agent in polishing composition and to improve the storage stability of polishing composition. Therefore, this polishing composition is suitably used for the purpose of polishing a polishing object containing a group IV material portion.
When the polishing composition according to this embodiment is used for polishing a polishing object having a group IV material portion and a silicon material portion, the aprotic polar solvent in the polishing composition is the silicon material portion. Therefore, there is an advantage that the polishing selectivity of the polishing composition with respect to the group IV material portion is improved.
前記実施形態は次のように変更されてもよい。
・ 前記実施形態の研磨用組成物は、二種類以上の酸化剤を含有してもよい。
・ 前記実施形態の研磨用組成物は、二種類以上の非プロトン性極性溶媒を含有してもよい。
・ 前記実施形態の研磨用組成物は、水などのプロトン性極性溶媒をさらに含有してもよい。この場合、研磨用組成物中の非プロトン性極性溶媒の含有量は１０質量％以上であることが好ましい。
・ 前記実施形態の研磨用組成物は砥粒をさらに含有してもよい。砥粒は、無機粒子及び有機粒子のいずれであってもよい。無機粒子の具体例としては、シリカ、アルミナ、セリア、チタニアなどの金属酸化物からなる粒子が挙げられる。有機粒子の具体例としては、ポリメタクリル酸メチル粒子が挙げられる。
・ 前記実施形態の研磨用組成物は、防腐剤のような公知の添加剤を必要に応じてさらに含有してもよい。
・ 前記実施形態の研磨用組成物は一液型であってもよいし、二液型をはじめとする多液型であってもよい。
・ 前記実施形態の研磨用組成物は、研磨用組成物の原液を水で希釈することにより調製されてもよい。
The embodiment may be modified as follows.
-The polishing composition of the said embodiment may contain a 2 or more types of oxidizing agent.
-The polishing composition of the said embodiment may contain a 2 or more types of aprotic polar solvent.
-The polishing composition of the said embodiment may further contain protic polar solvents, such as water. In this case, the content of the aprotic polar solvent in the polishing composition is preferably 10% by mass or more.
-The polishing composition of the said embodiment may further contain an abrasive grain. The abrasive grains may be either inorganic particles or organic particles. Specific examples of the inorganic particles include particles made of a metal oxide such as silica, alumina, ceria, titania and the like. Specific examples of the organic particles include polymethyl methacrylate particles.
-Polishing composition of the said embodiment may further contain well-known additives like a preservative as needed.
The polishing composition of the above embodiment may be a one-component type or a multi-component type including a two-component type.
-The polishing composition of the said embodiment may be prepared by diluting the undiluted | stock solution of polishing composition with water.
次に、本発明の実施例及び比較例を説明する。
酸化剤を非プロトン性極性溶媒と混合することにより、実施例１〜９の研磨用組成物を調製した。また、酸化剤をプロトン性極性溶媒と混合することにより、比較例１，２の研磨用組成物を調製した。各研磨用組成物中の成分の詳細を表１に示す。なお、表１中、“ＡＰＳ”は過硫酸アンモニウムを表し、“Ｈ２Ｏ２”は過酸化水素を表す。
Next, examples and comparative examples of the present invention will be described.
The polishing composition of Examples 1-9 was prepared by mixing an oxidizing agent with an aprotic polar solvent. Moreover, the polishing composition of Comparative Examples 1 and 2 was prepared by mixing an oxidizing agent with a protic polar solvent. Details of the components in each polishing composition are shown in Table 1. In Table 1, “APS” represents ammonium persulfate, and “H 2 O 2 ” represents hydrogen peroxide.
表１の“保存安定性”欄には、実施例１〜９及び比較例１，２の研磨用組成物の保存安定性を評価した結果を示す。具体的には、各研磨用組成物を常温で７日間保存したときに研磨用組成物に変色が認められた場合には×、変色が認められなかった場合には○と評価した。 In the "Storage Stability" column of Table 1, the results of evaluating the storage stability of the polishing compositions of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2 are shown. Specifically, when each polishing composition was stored at room temperature for 7 days, the polishing composition was evaluated as x when discoloration was observed, and when the discoloration was not observed, it was evaluated as ◯.
表１に示すように、非プロトン性極性溶媒を含有している実施例１〜９の研磨用組成物の場合には、非プロトン性極性溶媒を含有していない比較例１，２の研磨用組成物の場合と比較して、保存安定性が良好であった。この結果から、研磨用組成物中の酸化剤の分解を抑えるのに非プロトン性極性溶媒が有効であることが示唆される。 As shown in Table 1, in the case of the polishing compositions of Examples 1 to 9 containing an aprotic polar solvent, the polishing examples of Comparative Examples 1 and 2 not containing an aprotic polar solvent Compared to the case of the composition, the storage stability was good. This result suggests that an aprotic polar solvent is effective in suppressing the decomposition of the oxidizing agent in the polishing composition.
Claims (5)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012061153A JP2013197210A (en) | 2012-03-16 | 2012-03-16 | Polishing composition |
| PCT/JP2012/080220 WO2013077370A1 (en) | 2011-11-25 | 2012-11-21 | Polishing composition |
| TW101143735A TW201339290A (en) | 2011-11-25 | 2012-11-22 | Polishing composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012061153A JP2013197210A (en) | 2012-03-16 | 2012-03-16 | Polishing composition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013197210A true JP2013197210A (en) | 2013-09-30 |
Family
ID=49395832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012061153A Pending JP2013197210A (en) | 2011-11-25 | 2012-03-16 | Polishing composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2013197210A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015151673A1 (en) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | Polishing composition |
-
2012
- 2012-03-16 JP JP2012061153A patent/JP2013197210A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015151673A1 (en) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | Polishing composition |
| JP2015193714A (en) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | Composition for polishing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3088486B1 (en) | Low dishing copper chemical mechanical planarization | |
| JP5735553B2 (en) | Etching solution and metal wiring forming method using the same | |
| EP2922086B1 (en) | Composition, system, and process for TiNxOy removal | |
| US20160240368A1 (en) | Method and composition for selectively removing metal hardmask and other residues from semiconductor device substrates comprising low-k dielectric material and copper | |
| Prasad et al. | Chemical mechanical planarization of copper in alkaline slurry with uric acid as inhibitor | |
| JPWO2011074601A1 (en) | Ruthenium-based metal etching composition and preparation method thereof | |
| CN1842900A (en) | Controlled growth of highly uniform, oxide layers, especially ultrathin layers | |
| TWI550078B (en) | Abrasive composition | |
| US20030139047A1 (en) | Metal polishing slurry having a static etch inhibitor and method of formulation | |
| KR20140005411A (en) | Etchant for metal wire and method for manufacturing metal wire using the same | |
| JPWO2018056122A1 (en) | Slurry and polishing method | |
| JP7351839B2 (en) | Ruthenium bulk chemical mechanical polishing composition | |
| US9493678B2 (en) | Polishing composition | |
| JP2020188090A (en) | Composition for semiconductor cleaning or chemical mechanical polishing for processing cobalt-containing substrate | |
| KR102028217B1 (en) | Polishing composition | |
| JP2013004871A (en) | Metal etching composition, and method of manufacturing semiconductor device using metal etching composition | |
| JP2013197210A (en) | Polishing composition | |
| US10167415B2 (en) | Reduction in large particle counts in polishing slurries | |
| WO2013077370A1 (en) | Polishing composition | |
| US9834703B2 (en) | Polishing composition | |
| JP2013115153A (en) | Polishing composition | |
| KR20200113458A (en) | Compostion for etching titanium nitrate layer-tungsten layer containing laminate and methold for etching a semiconductor device using the same | |
| JP6095897B2 (en) | Polishing composition | |
| WO2022030628A1 (en) | Semiconductor wafer processing liquid containing hypobromite ions and ph buffering agent | |
| JPH09279189A (en) | Cleaning liquid for semiconductor substrate |