KR102050783B1 - 연마용 조성물 - Google Patents

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슈이치 타마다
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Abstract

고이동도 재료를 함유하는 부분과 규소 재료를 함유하는 부분을 갖는 연마 대상물을 연마하는 용도로 사용되는 본 발명의 연마용 조성물은, 이형의 지립과, 표준 전극 전위가 0.3V 이상인 산화제를 함유하고, 바람직하게는 암모늄염 등의 염을 더 함유한다. 연마용 조성물의 pH는 1 이상 6 이하 또는 8 이상 14 이하이다. 지립의 평균 2차 입자 직경의 값을 지립의 평균 1차 입자 직경의 값으로 나눔으로써 얻어지는 지립의 평균 회합도는 1.6 이상인 것이 바람직하다.

Description

연마용 조성물{POLISHING COMPOSITION}
본 발명은, IV족 재료 및 III-V족 화합물 등의 고이동도 재료를 함유하는 부분(이하, 고이동도 재료 부분이라고도 한다)과 산화실리콘 등의 규소 재료를 함유하는 부분(이하, 규소 재료 부분이라고도 한다)을 갖는 연마 대상물을 연마하는 용도로 사용되는 연마용 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그 연마용 조성물을 사용한 연마 방법 및 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
실리콘보다도 전자나 정공의 이동도가 높고, 캐리어의 수송 특성이 우수한 비소화갈륨(GaAs) 등의 III-V족 화합물이나 실리콘게르마늄(SiGe)이나 게르마늄(Ge) 등의 IV족 재료는, 차세대의 반도체용 고이동도 채널 재료로서 기대를 받고 있다.
고이동도 재료를 사용한 채널은, 고이동도 재료 부분과 규소 재료 부분을 갖는 연마 대상물을 연마하여 형성할 수 있다. 이 경우, 고이동도 재료 부분과 규소 재료 부분을 비선택적으로 연마 제거할 수 있는 연마용 조성물을 사용하면, 고이동도 재료 부분과 규소 재료 부분을 동시에 연마하는 것이 가능하다. 또한, 고이동도 재료 부분과 규소 재료 부분을 비선택적으로 연마함으로써, 고이동도 재료 부분과 규소 재료 부분 사이에 단차를 발생시키지 않고, 원하는 패턴 형상을 양호하게 마무리할 수 있다. 그러나, IV족 화합물 반도체 기판을 연마하는 용도로 종래 사용되고 있는, 예를 들어 특허문헌 1 또는 특허문헌 2에 기재한 바와 같은 연마용 조성물이나, III-V족 화합물 반도체 기판을 연마하는 용도로 종래 사용되고 있는, 예를 들어 특허문헌 3 또는 특허문헌 4에 기재한 바와 같은 연마용 조성물은, 고이동도 재료 부분과 규소 재료 부분을 효율적이면서 비선택적으로 연마 제거하는 능력이 떨어지기 때문에, 고이동도 재료 부분과 규소 재료 부분을 동시에 연마할 목적으로의 용도에는 부적합하다.
일본 특허 공개 제2010-130009호 공보 일본 특허 공표 제2010-519740호 공보 일본 특허 공개 (소)63-150155호 공보 일본 특허 공개 제2004-327614호 공보
따라서 본 발명의 목적은, 고이동도 재료 부분과 규소 재료 부분을 동시에 연마할 목적으로의 용도에 적합한 연마용 조성물을 제공하는 것, 그 연마용 조성물을 사용한 연마 방법 및 기판의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은, 화학적 특성이 매우 상이한 고이동도 재료 부분과 규소 재료 부분을 동시에 연마하는 데 있어서, 연마 대상물에 대한 영향을 연마용 조성물 중의 첨가제에 의한 화학적 작용보다도 지립 등에 의한 기계적 작용을 율속으로 함으로써, 고이동도 재료 부분과 규소 부분을 비선택적이면서 효과적으로 연마 제거할 수 있다는 지견에 기초하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 형태에서는, 고이동도 재료 부분과 규소 재료 부분을 갖는 연마 대상물을 연마하는 용도로 사용되는 연마용 조성물로서, 이형(異形)의 지립과, 표준 전극 전위가 0.3V 이상인 산화제를 함유하고, pH가 1 이상 6 이하 또는 8 이상 14 이하인 연마용 조성물을 제공한다.
상기 지립의 평균 2차 입자 직경의 값을 상기 지립의 평균 1차 입자 직경의 값으로 나눔으로써 얻어지는 상기 지립의 평균 회합도는 1.6 이상인 것이 바람직하다.
상기 지립은 복수의 돌기를 표면에 갖는, 소위 별사탕형(spiky-shaped)의 입자일 수도 있다. 그 경우, 이 입자 중 동 입자의 체적 평균 입자 직경보다도 입자 직경이 큰 입자가 표면에 갖고 있는 돌기의 높이를 각각 동일한 돌기의 기초부에 있어서의 폭으로 나눔으로써 얻어지는 값의 평균은 0.245 이상인 것이 바람직하다.
상기 복수의 돌기를 표면에 갖는 입자 중 동 입자의 체적 평균 입자 직경보다도 입자 직경이 큰 입자가 표면에 갖고 있는 돌기의 평균 높이는 2.5nm 이상인 것이 바람직하다.
상기 제1 형태의 연마용 조성물은 염을 더 함유할 수도 있다. 그 경우, 상기 염은 암모늄염인 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 형태에서는, 상기 제1 형태의 연마용 조성물을 사용하여, 고이동도 재료 부분과 규소 재료 부분을 갖는 연마 대상물을 연마하는 방법을 제공한다.
본 발명의 제3 형태에서는, 상기 제1 형태의 연마용 조성물을 사용하여, 고이동도 재료 부분과 규소 재료 부분을 갖는 연마 대상물을 연마함으로써 기판을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 고이동도 재료 부분과 규소 재료 부분을 동시에 연마할 목적으로의 용도에 적합한 연마용 조성물과, 그 연마용 조성물을 사용한 연마 방법 및 기판의 제조 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 연마용 조성물 중에 포함되는 지립으로서 사용할 수 있는 복수의 돌기를 표면에 갖는 입자의 외형을 투영한 윤곽을 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시 형태를 설명한다.
본 실시 형태의 연마용 조성물은, 특정한 지립과 특정한 산화제를 물에 혼합하여 제조되며, 필요에 따라 pH 조정제를 첨가함으로써 pH가 1 이상 6 이하 또는 8 이상 14 이하의 범위로 조정되고 있다. 따라서, 연마용 조성물은, 특정한 지립 및 특정한 산화제를 함유하고, 필요에 따라 pH 조정제를 더 함유하고 있다.
이 연마용 조성물은, 고이동도 재료 부분과 규소 재료 부분을 갖는 연마 대상물을 연마하는 용도, 더욱 상세히 설명하면 그 연마 대상물을 연마하여 기판을 제조하는 용도에 있어서, 고이동도 재료 부분과 규소 재료 부분을 동시에 연마할 목적으로 사용된다. 여기에서 말하는 고이동도 재료란, 실리콘 재료보다도 전자나 정공의 이동도가 높은 재료를 의미한다. 고이동도 재료의 예로서는, 인화갈륨(GaP), 인화인듐(InP), 비소화갈륨(GaAs), 비소화인듐(InAs), 안티몬화인듐(InSb) 등의 III-V족 화합물이나, 실리콘게르마늄(SiGe), 게르마늄(Ge), 탄화규소(SiC) 등의 IV족 재료를 들 수 있다. 또한, 규소 재료의 예로서는, 폴리실리콘, 산화실리콘, 질화실리콘 등을 들 수 있다. 예를 들어, 전자 이동도 1600cm2/V·s 및 정공 이동도 430cm2/V·s인 실리콘 재료에 대하여, 고이동도 재료인 인화인듐의 전자 이동도는 5400cm2/V·s이고 정공 이동도는 200cm2/V·s, 비소화갈륨의 전자 이동도는 8500cm2/V·s이고 정공 이동도는 400cm2/V·s, 비소화인듐의 전자 이동도는 40000cm2/V·s이고 정공 이동도는 500cm2/V·s, 안티몬화인듐의 전자 이동도는 77000cm2/V·s이고 정공 이동도는 850cm2/V·s, 그리고 게르마늄의 전자 이동도는 3900cm2/V·s이고 정공 이동도는 1900cm2/V·s를 나타내어, 실리콘 재료에 대하여 고이동도 재료는 전자 이동도 및 정공 이동도 중 양쪽 또는 한쪽에 대하여 유의하게 높은 값을 나타낸다.
(지립)
연마용 조성물 중에 포함되는 지립은, 이형, 즉 비구형의 외형을 갖고 있다. 이형의 지립을 사용한 경우, 비이형, 즉 구형의 외형을 갖는 지립을 사용한 경우에 비하여, 연마용 조성물에 의한 고이동도 재료 부분 및 규소 재료 부분의 연마 속도, 특히 규소 재료 부분의 연마 속도가 향상된다는 유리한 점이 있다. 이형의 지립의 전형예로서는, 중앙부에 잘록부를 갖는 소위 누에고치형의 입자나, 복수의 돌기를 표면에 갖는 소위 별사탕형의 입자가 있다.
연마용 조성물 중의 지립이 복수의 돌기를 표면에 갖는 입자를 포함하는 경우, 그 입자가 표면에 갖는 돌기의 수는, 입자 1개당 평균 3개 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5개 이상이다.
여기에서 말하는 돌기란, 지립의 입자 직경에 비하여 충분히 작은 높이 및 폭을 갖는 것이다. 더욱 상세히 설명하면, 도 1에 있어서 점 A 및 점 B를 통과하는 곡선 AB로서 표현되어 있는 부분의 길이가, 지립 입자의 최대 내접원의 원주 길이, 보다 정확하게는 지립 입자의 외형을 투영한 윤곽에 내접하는 최대의 원의 원주 길이의 4분의 1을 초과하지 않는 돌기이다. 또한, 돌기의 폭이란, 돌기의 기초부에 있어서의 폭을 의미하며, 도 1에 있어서는 점 A와 점 B 사이의 거리로서 표현되는 것이다. 또한, 돌기의 높이란, 돌기의 기초부와, 그 기초부로부터 가장 멀리 떨어진 돌기 부위 사이의 거리를 의미하며, 도 1에 있어서는 직선 AB와 직교하는 선분 CD의 길이로서 표현되는 것이다.
연마용 조성물 중의 지립이 복수의 돌기를 표면에 갖는 입자를 포함하는 경우, 그 입자 중 동 입자의 체적 평균 입자 직경보다도 입자 직경이 큰 입자가 표면에 갖고 있는 돌기의 높이를 각각 동일한 돌기의 기초부에 있어서의 폭으로 나눔으로써 얻어지는 값의 평균은 0.245 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.255 이상이다. 이 값의 평균이 커짐에 따라, 돌기의 형상이 비교적 날카롭다는 이유로, 연마용 조성물에 의한 고이동도 재료 부분 및 규소 재료 부분의 연마 속도, 특히 규소 재료 부분의 연마 속도가 향상된다. 또한, 지립 입자의 각 돌기의 높이 및 그의 기초부에 있어서의 폭은, 일반적인 화상 해석 소프트웨어를 사용하여, 주사형 전자 현미경에 의한 지립 입자의 화상을 해석함으로써 구할 수 있다.
연마용 조성물 중의 지립이 복수의 돌기를 표면에 갖는 입자를 포함하는 경우, 그 입자 중 동 입자의 체적 평균 입자 직경보다도 입자 직경이 큰 입자가 표면에 갖고 있는 돌기의 평균 높이는 2.5nm 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.7nm 이상, 더욱 바람직하게는 3.0nm 이상이다. 이 돌기의 평균 높이가 커짐에 따라, 연마용 조성물에 의한 고이동도 재료 부분 및 규소 재료 부분의 연마 속도, 특히 규소 재료 부분의 연마 속도가 향상된다.
연마용 조성물 중의 지립은 무기 입자 및 유기 입자 중 어느 하나일 수도 있다. 무기 입자의 구체예로서는, 실리카, 알루미나, 세리아, 티타니아 등의 금속 산화물을 포함하는 입자를 들 수 있다. 유기 입자의 구체예로서는, 폴리메타크릴산메틸(PMMA) 입자를 들 수 있다. 그 중에서도 실리카 입자가 바람직하고, 특히 바람직한 것은 콜로이달 실리카이다.
연마용 조성물 중의 지립 함유량은 0.1질량％ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5질량％ 이상, 더욱 바람직하게는 1질량％ 이상이다. 지립의 함유량이 많아짐에 따라, 연마용 조성물에 의한 고이동도 재료 부분 및 규소 재료 부분의 연마 속도, 특히 규소 재료 부분의 연마 속도가 향상된다.
연마용 조성물 중의 지립 함유량은 또한 30질량％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 25질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 20질량％ 이하이다. 지립의 함유량이 적어짐에 따라, 연마용 조성물의 재료 비용을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 지립의 응집이 일어나기 어려워진다.
지립의 평균 1차 입자 직경은 5nm 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 7nm 이상, 더욱 바람직하게는 10nm 이상이다. 지립의 평균 1차 입자 직경이 커짐에 따라, 연마용 조성물에 의한 고이동도 재료 부분 및 규소 재료 부분의 연마 속도, 특히 규소 재료 부분의 연마 속도가 향상된다. 또한, 지립의 평균 1차 입자 직경의 값은, 예를 들어 BET법으로 측정되는 지립의 비표면적에 기초하여 계산할 수 있다.
지립의 평균 1차 입자 직경은 또한 150nm 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 110nm 이하, 더욱 바람직하게는 100nm 이하이다. 지립의 평균 1차 입자 직경이 작아짐에 따라, 연마용 조성물을 사용하여 연마 대상물을 연마함으로써 스크래치가 보다 적은 연마면을 얻는 것이 용이해진다.
지립의 평균 2차 입자 직경은 300nm 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 270nm 이하, 더욱 바람직하게는 250nm 이하이다. 지립의 평균 2차 입자 직경이 작아짐에 따라, 연마용 조성물을 사용하여 연마 대상물을 연마함으로써 스크래치가 보다 적은 연마면을 얻는 것이 용이해진다. 지립의 평균 2차 입자 직경의 값은, 예를 들어 레이저광 산란법에 의해 측정할 수 있다.
지립의 평균 2차 입자 직경의 값을 평균 1차 입자 직경의 값으로 나눔으로써 얻어지는 지립의 평균 회합도는 1.6 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.7 이상이다. 평균 회합도가 높은 지립은 누에고치형 또는 그 밖의 이형의 형상을 갖고 있다. 지립의 평균 회합도가 높아짐에 따라, 연마용 조성물에 의한 고이동도 재료 부분 및 규소 재료 부분의 연마 속도, 특히 규소 재료 부분의 연마 속도가 향상된다.
지립의 평균 회합도는 또한 5 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4.5 이하, 더욱 바람직하게는 4 이하이다. 지립의 평균 회합도가 작아짐에 따라, 연마용 조성물을 사용하여 연마 대상물을 연마함으로써 스크래치가 보다 적은 연마면을 얻는 것이 용이해진다.
(산화제)
연마용 조성물 중에 포함되는 산화제는 0.3V 이상의 표준 전극 전위를 갖고 있다. 0.3V 이상의 표준 전극 전위를 갖는 산화제를 사용한 경우에는, 0.3V 미만의 표준 전극 전위를 갖는 산화제를 사용한 경우에 비하여, 연마용 조성물에 의한 고이동도 재료 부분 및 규소 재료 부분의 연마 속도, 특히 고이동도 재료 부분의 연마 속도가 향상된다는 유리한 점이 있다. 0.3V 이상의 표준 전극 전위를 갖는 산화제의 구체예로서는, 과산화수소, 과산화나트륨, 과산화바륨, 유기 산화제, 오존수, 은(II)염, 철(III)염, 과망간산, 크롬산, 중크롬산, 퍼옥소이황산, 퍼옥소인산, 퍼옥소황산, 퍼옥소붕산, 과포름산, 과아세트산, 과벤조산, 과프탈산, 차아염소산, 차아브롬산, 차아요오드산, 염소산, 아염소산, 과염소산, 브롬산, 요오드 산, 과요오드산, 황산, 과황산, 시트르산, 디클로로이소시아누르산 및 이들의 염 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 연마용 조성물에 의한 고이동도 재료 부분 및 규소 재료 부분의 연마 속도, 특히 고이동도 재료 부분의 연마 속도가 크게 향상된다는 점에서, 과산화수소, 과황산암모늄, 과요오드산, 차아염소산 및 디클로로이소시아누르산나트륨이 바람직하다.
또한, 표준 전극 전위란, 산화 반응에 관여하는 모든 화학종이 표준 상태에 있을 때에 다음 식으로 표시된다.
Figure 112014056895327-pct00001
여기서, E0는 표준 전극 전위, ΔG0는 산화 반응의 표준 깁스 에너지 변화, K는 그의 평행 상수, F는 패러데이 상수, T는 절대 온도, n은 산화 반응에 관여하는 전자수이다. 따라서, 표준 전극 전위는 온도에 따라 변동되므로, 본 명세서 중에서는 25℃에 있어서의 표준 전극 전위를 채용하고 있다. 또한, 수용액계의 표준 전극 전위는, 예를 들어 개정 4판 화학 편람(기초편) II, pp464-468(일본 화학회 편) 등에 기재되어 있다.
연마용 조성물 중의 산화제의 함유량은 0.01mol/L 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1mol/L 이상이다. 산화제의 함유량이 많아짐에 따라, 연마용 조성물에 의한 고이동도 재료 부분의 연마 속도가 향상된다.
연마용 조성물 중의 산화제의 함유량은 또한 100mol/L 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50mol/L 이하이다. 산화제의 함유량이 적어짐에 따라, 연마용 조성물의 재료 비용을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 연마 사용 후의 연마용 조성물의 처리, 즉 폐액 처리의 부하를 경감시킬 수 있다.
(pH 조정제)
연마용 조성물의 pH의 값은 1 이상 6 이하 또는 8 이상 14 이하의 범위 내일 필요가 있다. pH가 7 전후인 경우에는, 연마용 조성물에 의한 규소 재료 부분의 연마 속도가 크게 저하된다는 불리한 점이 있다.
연마용 조성물의 pH의 값을 1 이상 6 이하 또는 8 이상 14 이하의 범위로 조정하기 위하여 필요에 따라 사용되는 pH 조정제는 산 및 알칼리 중 어느 하나일 수도 있고, 또한 무기 및 유기 화합물 중 어느 하나일 수도 있다.
본 실시 형태에 따르면 이하의 작용 효과가 얻어진다.
본 실시 형태의 연마용 조성물에서는, 연마용 조성물에 의한 고이동도 재료 부분 및 규소 재료 부분의 연마 속도, 특히 규소 재료 부분의 연마 속도를 향상시키기 위하여, 이형의 지립이 사용되고 있다. 또한, 연마용 조성물에 의한 고이동도 재료 부분의 연마 속도를 향상시키기 위하여, 표준 전극 전위가 0.3V 이상인 산화제도 사용되고 있다. 나아가, 연마용 조성물의 pH의 값을 1 이상 6 이하 또는 8 이상 14 이하의 범위 내로 조정함으로써, 연마용 조성물에 의한 규소 재료 부분의 연마 속도가 높게 유지되도록 하고 있다. 그로 인해, 이 연마용 조성물을 사용한 경우에는, 고이동도 재료 부분과 규소 재료 부분 양쪽을 높은 연마 속도로 연마할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태의 연마용 조성물은 고이동도 재료 부분과 규소 재료 부분을 동시에 연마할 목적으로의 용도에 적합하다.
상기 실시 형태는 다음과 같이 변경될 수도 있다.
·상기 실시 형태의 연마용 조성물은 2종류 이상의 지립을 함유할 수도 있다. 이 경우, 일부 지립에 대해서는 반드시 이형일 필요는 없다.
·상기 실시 형태의 연마용 조성물은 2종류 이상의 산화제를 함유할 수도 있다. 이 경우, 일부 산화제에 대해서는 반드시 0.3V 이상의 표준 전극 전위를 갖고 있을 필요는 없다.
·상기 실시 형태의 연마용 조성물은 염을 더 함유할 수도 있다. 염은, 지립의 표면의 전하 이중층을 작게 하는 작용을 갖고, 그 결과, 지립과 규소 재료 부분 사이의 전기적 반발을 작게 한다. 그로 인해, 연마용 조성물 중에 염이 포함됨으로써, 연마용 조성물에 의한 규소 재료 부분의 연마 속도는 향상된다. 사용하는 염의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 황산암모늄 등의 암모늄염인 것이 바람직하다. 암모늄염을 사용한 경우에는 연마용 조성물 중으로의 금속 불순물의 혼입을 피할 수 있다.
·상기 실시 형태의 연마용 조성물은, 방부제와 같은 공지의 첨가제를 필요에 따라 더 함유할 수도 있다.
·상기 실시 형태의 연마용 조성물은 1액형일 수도 있고, 2액형을 비롯한 다액형일 수도 있다.
·상기 실시 형태의 연마용 조성물은, 연마용 조성물의 원액을 물로 희석함으로써 제조될 수도 있다.
이어서, 본 발명의 실시예 및 비교예를 설명한다.
(실시예 101 내지 113 및 비교예 101 내지 110)
콜로이달 실리카 및 산화제를 필요에 따라 염 및 pH 조정제와 함께 물과 혼합함으로써, 실시예 101 내지 113 및 비교예 101 내지 108의 연마용 조성물을 제조했다. 또한, 산화제를 물과 혼합하여 비교예 109 및 110의 연마용 조성물을 제조했다. 각 연마용 조성물 중의 성분의 상세 및 각 연마용 조성물의 pH를 측정한 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112014056895327-pct00002
표 1 중 "H2O2"는 과산화수소를 나타내고, "APS"는 과황산암모늄을 나타낸다. pH 조정제로서는 아세트산 또는 수산화칼륨을 사용했다.
실시예 101 내지 113 및 비교예 101 내지 110의 각 연마용 조성물을 사용하여, 실리콘게르마늄 블랭킷 웨이퍼, 게르마늄 블랭킷 웨이퍼 및 오르토규산테트라에틸(TEOS) 블랭킷 웨이퍼의 표면을, 표 2에 기재된 조건에서 연마했을 때에 구해지는 연마 속도의 값을 표 3의 "SiGe의 연마 속도"란, "Ge의 연마 속도"란 및 "TEOS의 연마 속도"란에 나타낸다. 연마 속도의 값은, TEOS 블랭킷 웨이퍼에 대해서는 광간섭식 막 두께 측정 장치를 사용하여 측정되는 연마 전후의 웨이퍼 두께 차를 연마 시간으로 나눔으로써 구하고, 실리콘게르마늄 블랭킷 웨이퍼 및 게르마늄 웨이퍼에 대해서는, 연마 전후의 웨이퍼 중량의 차를 밀도와 연마 시간으로 나눔으로써 구했다. 또한, 이렇게 하여 구한 실시예 101 내지 113 및 비교예 101 내지 110의 각 연마용 조성물에 의한 실리콘게르마늄의 연마 속도를 동일한 연마용 조성물에 의한 TEOS의 연마 속도로 나누어 얻어지는 값을 표 3의 "SiGe의 연마 속도/TEOS의 연마 속도"란에, 게르마늄의 연마 속도를 동일한 연마용 조성물에 의한 TEOS의 연마 속도로 나누어 얻어지는 값을 표 3의 "Ge의 연마 속도/TEOS의 연마 속도"란에 나타낸다.
실리콘게르마늄의 연마 속도의 값은 300Å/분 이상인 경우에 합격 레벨이지만, 보다 바람직하게는 500Å/분 이상, 더욱 바람직하게는 700Å/분 이상이다. 게르마늄의 연마 속도의 값은 600Å/분 이상인 경우에 합격 레벨이지만, 보다 바람직하게는 1000Å/분 이상, 더욱 바람직하게는 1400Å/분 이상이다. TEOS의 연마 속도의 값은 100Å/분 이상인 경우에 합격 레벨이지만, 보다 바람직하게는 200Å/분 이상, 더욱 바람직하게는 300Å/분 이상이다. 실리콘게르마늄의 연마 속도를 TEOS의 연마 속도로 나눈 값은 30 이하인 경우에 합격 레벨이지만, 보다 바람직하게는 20 이하, 더욱 바람직하게는 10 이하이다. 실리콘게르마늄의 연마 속도를 TEOS의 연마 속도로 나눈 값은 60 이하인 경우에 합격 레벨이지만, 보다 바람직하게는 40 이하, 더욱 바람직하게는 20 이하이다.
Figure 112014056895327-pct00003
Figure 112014056895327-pct00004
표 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 101 내지 113의 연마용 조성물의 경우에는 실리콘게르마늄의 연마 속도가 300Å/분 이상 또는 게르마늄의 연마 속도가 600Å/분 이상이면서 TEOS의 연마 속도가 100Å/분 이상으로, 고이동도 재료 부분과 규소 재료 부분을 동시에 연마할 목적으로 만족스럽게 사용할 수 있는 레벨의 결과가 얻어졌다.
이에 반해, 비교예 101 내지 110의 연마용 조성물의 경우에는, 실리콘게르마늄 또는 게르마늄의 연마 속도 또는 TEOS의 연마 속도가 합격 레벨에 달하지 않아, 고이동도 재료 부분과 규소 재료 부분을 동시에 연마할 목적으로 만족스럽게 사용할 수 있는 레벨의 결과를 얻지 못했다.
(실시예 201 내지 209 및 비교예 201 내지 206)
콜로이달 실리카 및 산화제를 필요에 따라 염 및 pH 조정제와 함께 물과 혼합함으로써, 실시예 201 내지 209 및 비교예 201 내지 205의 연마용 조성물을 제조했다. 또한, 산화제를 물과 혼합하여 비교예 206의 연마용 조성물을 제조했다. 각 연마용 조성물 중의 성분의 상세 및 각 연마용 조성물의 pH를 측정한 결과를 표 4에 나타낸다.
Figure 112014056895327-pct00005
표 4 중 "H2O2"는 과산화수소를 나타내고, "APS"는 과황산암모늄을 나타내고, "KOH"는 수산화칼륨을 나타낸다.
실시예 201 내지 209 및 비교예 201 내지 206의 각 연마용 조성물을 사용하여, 비소화갈륨 블랭킷 웨이퍼 및 오르토규산테트라에틸(TEOS) 블랭킷 웨이퍼의 표면을, 표 5에 기재된 조건으로 연마했을 때에 구해지는 연마 속도의 값을 표 6의 "GaAs의 연마 속도"란 및 "TEOS의 연마 속도"란에 나타낸다. 연마 속도의 값은, TEOS 블랭킷 웨이퍼에 대해서는 광간섭식 막 두께 측정 장치를 사용하여 측정되는 연마 전후의 웨이퍼 두께 차를 연마 시간으로 나눔으로써 구하고, 비소화갈륨 블랭킷 웨이퍼에 대해서는 연마 전후의 웨이퍼 중량의 차를 밀도와 연마 시간으로 나눔으로써 구했다. 또한, 이렇게 하여 구한 실시예 201 내지 209 및 비교예 201 내지 206의 각 연마용 조성물에 의한 비소화갈륨의 연마 속도를 동일한 연마용 조성물에 의한 TEOS의 연마 속도로 나누어 얻어지는 값을 표 6의 "GaAs의 연마 속도/TEOS의 연마 속도"란에 나타낸다.
비소화갈륨의 연마 속도의 값은 500Å/분 이상인 경우에 합격 레벨이지만, 보다 바람직하게는 600Å/분 이상, 더욱 바람직하게는 700Å/분 이상이다. TEOS의 연마 속도의 값은 100Å/분 이상인 경우에 합격 레벨이지만, 보다 바람직하게는 200Å/분 이상, 더욱 바람직하게는 300Å/분 이상이다. 비소화갈륨의 연마 속도를 TEOS의 연마 속도로 나눈 값은 30 이하인 경우에 합격 레벨이지만, 보다 바람직하게는 20 이하, 더욱 바람직하게는 10 이하이다.
Figure 112014056895327-pct00006
Figure 112014056895327-pct00007
표 6에 나타낸 바와 같이, 실시예 201 내지 209의 연마용 조성물의 경우에는 비소화갈륨의 연마 속도가 500Å/분 이상이면서 TEOS의 연마 속도가 100Å/분 이상으로, 고이동도 재료 부분과 규소 재료 부분을 동시에 연마할 목적으로 만족스럽게 사용할 수 있는 레벨의 결과가 얻어졌다.
이에 반하여, 비교예 201 내지 206의 연마용 조성물의 경우에는, 비소화갈륨의 연마 속도 또는 TEOS의 연마 속도가 합격 레벨에 달하지 않아, 고이동도 재료 부분과 규소 재료 부분을 동시에 연마할 목적으로 만족스럽게 사용할 수 있는 레벨의 결과를 얻지 못했다.

Claims (8)

  1. 고이동도 재료를 함유하는 부분과 규소 재료를 함유하는 부분을 갖는 연마 대상물을 연마하는 용도로 사용되는 연마용 조성물로서, 비구형의 지립과, 표준 전극 전위가 0.3V 이상인 산화제를 함유하고, 상기 지립은 복수의 돌기를 표면에 갖는 입자를 포함하고, 그 입자 중 동 입자의 체적 평균 입자 직경보다도 입자 직경이 큰 입자가 표면에 갖고 있는 돌기의 높이를 각각 동일한 돌기의 기초부에 있어서의 폭으로 나눔으로써 얻어지는 값의 평균이 0.245 이상이며, pH가 1 이상 6 이하인 연마용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지립의 평균 2차 입자 직경의 값을 상기 지립의 평균 1차 입자 직경의 값으로 나눔으로써 얻어지는 상기 지립의 평균 회합도가 1.6 이상인 연마용 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 돌기를 표면에 갖는 입자 중 동 입자의 체적 평균 입자 직경보다도 입자 직경이 큰 입자가 표면에 갖고 있는 돌기의 평균 높이가 2.5nm 이상인 연마용 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 염을 더 함유하는 연마용 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 염이 암모늄염인 연마용 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 연마용 조성물을 사용하여, 고이동도 재료를 함유하는 부분과 규소 재료를 함유하는 부분을 갖는 연마 대상물을 연마하는 것을 특징으로 하는 연마 방법.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 연마용 조성물을 사용하여, 고이동도 재료를 함유하는 부분과 규소 재료를 함유하는 부분을 갖는 연마 대상물을 연마하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 기판의 제조 방법.
  8. 삭제
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