KR20220040374A - 연마용 조성물 - Google Patents

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KR20220040374A
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유키노부 요시자키
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가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드
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Abstract

실리콘게르마늄의 연마 속도가 충분히 높고, 실리콘게르마늄의 연마 속도의 선택비가 충분히 높은 연마용 조성물을 제공한다. 지립과, 무기염과, 산화제를 포함하고, 상기 지립의 단위 표면적당의 실라놀기수가, 0개/㎚2를 초과하고 2.0개/㎚2 이하이고, pH가 6.0 이상인, 연마용 조성물.

Description

연마용 조성물{POLISHING COMPOSITION}
본 발명은 연마용 조성물에 관한 것이다.
트랜지스터의 소비 전력 저감이나 퍼포먼스(동작 특성)를 향상시키는 기술의 하나로서, Si보다도 캐리어의 이동도가 높은 고이동도 재료(이하, 간단히 「고이동도 재료」라고도 칭한다)를 사용한 채널의 검토가 진행되고 있다. 이러한 고이동도 재료를 사용하여 제작되어 캐리어의 수송 특성이 향상된 채널에서는, 규정된 게이트 전압을 인가했을 때에 흐르는 드레인 전류를 높일 수 있다. 이에 의해, 충분히 높은 드레인 전류를 얻으면서 전원 전압을 낮출 수 있다는 이점이 얻어진다. 이 이점은, 낮은 전력에 있어서의 MOSFET(metal oxide semiconductor field-effect transistor)의 보다 높은 퍼포먼스를 초래한다.
고이동도 재료로서는 III-V족 화합물, IV족 화합물, Ge(게르마늄), C(탄소) 만을 포함하는 그래핀 등의 적용이 기대되고 있다. 특히 As를 함유하는 III-V족 화합물이나 Ge를 함유하는 IV족 화합물 등이 적극적으로 검토되고 있다.
고이동도 재료를 사용한 채널은, 고이동도 재료를 함유하는 부분(이하, 고이동도 재료 부분이라고도 함)과 규소 재료를 함유하는 부분(이하, 규소 재료 부분이라고도 함)을 갖는 실리콘게르마늄(SiGe)과 같은 연마 대상물을 연마하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 일본 특허 공표 제2018-506176호 공보(미국 특허 출원 공개 제2017/0369743호 명세서)에는, 게르마늄을 포함하는 기판을 연마하는 용도로 사용되는 연마용 조성물이 개시되어 있다.
최근, 반도체 기판으로서, 실리콘게르마늄과 질화규소(SiN), 산화규소(SiO2) 등의 다른 재료를 모두 포함하는 기판이 사용되게 되어 오고 있다. 이러한 기판에 있어서는, 실리콘게르마늄을 높은 연마 속도로 연마하면서, 다른 재료에 대하여 실리콘게르마늄을 선택적으로 연마한다고 하는 새로운 요구가 나오고 있다. 이러한 요구에 대하여 종래 전혀 검토가 되어 있지 않았다.
따라서 본 발명은 실리콘게르마늄의 연마 속도가 충분히 높고, 실리콘게르마늄의 연마 속도의 선택비가 충분히 높은 연마용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 새로운 과제를 해결하기 위해, 본 발명자들은 예의 연구를 거듭하였다. 그 결과, 지립과, 무기염과, 산화제를 포함하고, 상기 지립의 단위 표면적당의 실라놀기수가, 0개/㎚2를 초과하고 2.0개/㎚2 이하이고, pH가 6.0 이상인, 연마용 조성물에 의해 상기 과제가 해결됨을 발견하고, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
본 발명의 일 형태는, 지립과, 무기염과, 산화제를 포함하고, 상기 지립의 단위 표면적당의 실라놀기수가, 0개/㎚2를 초과하고 2.0개/㎚2 이하이고, pH가 6.0 이상인, 연마용 조성물이다. 본 형태의 연마용 조성물에 의하면, 실리콘게르마늄의 연마 속도를 충분히 높게 할 수 있고, 또한 실리콘게르마늄의 연마 속도의 선택비, 즉 다른 재료(예를 들어, 질화규소(SiN), 산화규소(SiO2))의 연마 속도에 대한 실리콘게르마늄의 연마 속도의 선택비를 충분히 높게 할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 효과가 얻어지는 메커니즘은, 이하와 같다고 생각된다. 단, 하기 메커니즘은 어디까지나 추측이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정될 일은 없다.
지립의 단위 표면적당의 실라놀기수가, 0개/㎚2를 초과하고 2.0개/㎚2 이하인 것에 의해, 지립 표면의 소수성이 높아진다. 그 결과, 산화제의 작용에 의해 산화된 실리콘게르마늄의 연마 속도를 향상시킬 수 있을 것으로 생각된다.
또한, 지립의 단위 표면적당의 실라놀기수가 낮은 것에 의해, 지립과 실리콘게르마늄막 표면 사이에 존재하는 결합수의 양이 줄어든다. 그 때문에, 지립이 실리콘게르마늄막에 접촉하기 쉬워져 실리콘게르마늄의 연마 속도가 향상되는 것으로 생각된다.
또한, 연마용 조성물에 무기염이 포함됨으로써, 연마용 조성물의 전기 전도도는 높아진다. 그 결과, 실리콘게르마늄막의 표면에 형성되는 전기 이중층이 압축되어, 지립의 작용이 향상되어, 실리콘게르마늄막의 연마 속도가 높아지는 것으로 생각된다.
이하, 본 발명의 일 형태에 관계되는 실시 형태를 설명한다. 본 발명은 이하의 실시 형태에만 한정되지는 않는다.
본 명세서에 있어서, 범위를 나타내는 「X 내지 Y」는 「X 이상 Y 이하」를 의미한다. 또한, 특기하지 않는 한, 조작 및 물성 등의 측정은 실온(20 내지 25℃)/상대 습도 40 내지 50％ RH의 조건에서 측정한다.
[연마용 조성물]
(지립)
본 형태의 연마용 조성물은, 단위 표면적당의 실라놀기수는, 0개/㎚2를 초과하고 2.0개/㎚2 이하인 지립을 포함한다. 지립은, 연마 대상물을 기계적으로 연마하는 작용을 갖고, 연마용 조성물에 의한 연마 대상물의 연마 속도를 향상시킨다.
본 형태에 관계되는 지립은, 지립의 단위 표면적당의 실라놀기수(본 명세서 중, 간단히 「실라놀기 밀도」라고도 칭한다)는 0개/㎚2를 초과하고 2.0개/㎚2 이하이면 특별히 제한되지 않는다. 지립의 실라놀기 밀도가 이러한 범위이면, 실리콘게르마늄의 연마 속도를 충분히 높게 할 수 있다. 지립의 실라놀기 밀도는, 바람직하게는 0.5개/㎚2 이상 2.0개/㎚2 이하이고, 보다 바람직하게는 1.0개/㎚2 이상 2.0개/㎚2 이하이다.
지립의 단위 표면적당의 실라놀기수는, G.W.시어즈에 의한 Analytical Chemistry, vol.28, No.12, 1956, 1982 내지 1983에 기재된 중화 적정을 사용한 시어즈법에 의해 산출할 수 있다. 실라놀기수의 계산식은 이하의 식에 의해 계산한다.
Figure pat00001
지립의 단위 표면적당의 실라놀기수는, 지립의 제조 방법의 선택 등에 의해 제어할 수 있다.
지립은, 바람직하게는 실리카를 포함하고, 보다 바람직하게는 퓸드 실리카 또는 콜로이달 실리카를 포함하고, 더욱 바람직하게는 콜로이달 실리카를 포함한다.
지립의 형상은, 특별히 제한되지 않고, 구형상이어도 되고, 비구형상이어도 된다. 비구형상의 구체예로서는, 삼각 기둥이나 사각 기둥 등의 다각 기둥상, 원기둥상, 원기둥의 중앙부가 단부보다도 부풀어 오른 가마니상, 원반의 중앙부가 관통하고 있는 도넛상, 판상, 중앙부에 잘록부를 갖는 소위 누에고치형 형상, 복수의 입자가 일체화하고 있는 소위 회합형 구형상, 표면에 복수의 돌기를 갖는 소위 별사탕 형상, 럭비볼 형상 등, 다양한 형상을 들 수 있고, 특별히 제한되지 않는다.
지립으로서 콜로이달 실리카를 사용하는 경우, 콜로이달 실리카의 표면은, 실란 커플링제 등에 의해 표면 수식되어 있어도 된다.
콜로이달 실리카의 표면을 실란 커플링제에 의해 표면 수식하는 방법으로서, 이하와 같은 고정화 방법을 들 수 있다. 예를 들어, "Sulfonic acid-functionalized silica through of thiol groups", Chem. Commun. 246-247(2003)에 기재된 방법으로 행할 수 있다. 구체적으로는, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등의 티올기를 갖는 실란 커플링제를 콜로이달 실리카에 커플링시킨 후에 과산화수소로 티올기를 산화시킴으로써, 술폰산이 표면에 고정화된 콜로이달 실리카를 얻을 수 있다.
혹은, 예를 들어, "Novel Silane Coupling Agents Containing a Photolabile 2-Nitrobenzyl Ester for Introduction of a Carboxy Group on the Surface of Silica Gel", Chemistry Letters, 3, 228-229(2000)에 기재된 방법으로 행할 수 있다. 구체적으로는, 광반응성 2-니트로벤질에스테르를 포함하는 실란 커플링제를 콜로이달 실리카에 커플링시킨 후에 광 조사함으로써, 카르복실산이 표면에 고정화된 콜로이달 실리카를 얻을 수 있다.
상기는 음이온성기를 갖는 콜로이달 실리카(음이온 변성 콜로이달 실리카)이지만, 양이온성기를 갖는 콜로이달 실리카(양이온 변성 콜로이달 실리카)를 사용해도 된다. 양이온성기를 갖는 콜로이달 실리카로서, 아미노기가 표면에 고정화된 콜로이달 실리카를 들 수 있다. 이러한 양이온성기를 갖는 콜로이달 실리카의 제조 방법으로서는, 일본 특허 공개 제2005-162533호 공보에 기재되어 있는 것과 같은, 아미노에틸트리메톡시실란, 아미노프로필트리메톡시실란, 아미노에틸트리에톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 아미노프로필디메틸에톡시실란, 아미노프로필메틸디에톡시실란, 아미노부틸트리에톡시실란 등의 아미노기를 갖는 실란 커플링제를 콜로이달 실리카의 표면에 고정화하는 방법을 들 수 있다. 이에 의해, 아미노기가 표면에 고정화된 콜로이달 실리카를 얻을 수 있다.
지립의 평균 1차 입자경은, 5㎚ 이상인 것이 바람직하고, 10㎚ 이상인 것이 보다 바람직하고, 15㎚ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 지립의 평균 1차 입자경이 커짐에 따라서, 연마용 조성물에 의한 연마 대상물의 연마 속도가 향상된다. 또한, 지립의 평균 1차 입자경은, 120㎚ 이하인 것이 바람직하고, 80㎚ 이하인 것이 보다 바람직하고, 50㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 지립의 평균 1차 입자경이 작아짐에 따라서, 연마용 조성물을 사용한 연마에 의해 결함이 적은 표면을 얻는 것이 용이해진다. 지립의 평균 1차 입자경은, 예를 들어 BET법으로부터 산출한 지립의 비표면적(SA)을 기초로, 지립의 형상이 진구라고 가정하여 산출할 수 있다. 본 명세서에서는, 지립의 평균 1차 입자경은, 실시예에 기재된 방법에 의해 측정된 값을 채용한다.
지립의 평균 2차 입자경은, 30㎚ 이상인 것이 바람직하고, 40㎚ 이상인 것이 보다 바람직하고, 50㎚ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 지립의 평균 2차 입자경이 커짐에 따라서, 연마 중의 저항이 작아져, 안정적으로 연마가 가능해진다. 또한, 지립의 평균 2차 입자경은, 250㎚ 이하인 것이 바람직하고, 200㎚ 이하인 것이 보다 바람직하고, 150㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 100㎚ 이하인 것이 특히 바람직하다. 지립의 평균 2차 입자경이 작아짐에 따라서, 지립의 단위 질량당의 표면적이 커지고, 연마 대상물과의 접촉 빈도가 향상되고, 연마 속도가 보다 향상된다. 지립의 평균 2차 입자경은, 예를 들어 레이저 회절 산란법으로 대표되는 동적 광산란법에 의해 측정할 수 있다. 본 명세서에서는, 지립의 평균 2차 입자경은, 실시예에 기재된 방법에 의해 측정된 값을 채용한다.
지립의 애스펙트비의 상한은, 특별히 제한되지 않지만, 2.0 미만인 것이 바람직하고, 1.8 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.6 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 범위이면, 연마 대상물 표면의 결함을 보다 저감할 수 있다. 또한, 애스펙트비는, 주사형 전자 현미경에 의해 지립 입자의 화상에 외접하는 최소의 직사각형을 취하고, 그 직사각형의 긴 변의 길이를 동일한 직사각형의 짧은 변의 길이로 제산함으로써 얻어지는 값의 평균이며, 일반적인 화상 해석 소프트웨어를 사용하여 구할 수 있다. 연마용 조성물 중의 지립의 애스펙트비의 하한은, 특별히 제한되지 않지만, 1.0 이상인 것이 바람직하다.
지립의 레이저 회절 산란법에 의해 구해지는 입도 분포에 있어서, 미립자측으로부터 적산 입자 중량이 전체 입자 중량의 90％에 달할 때의 입자 직경(D90)과 전체 입자의 전체 입자 중량의 10％에 달할 때의 입자 직경(D10)의 비인 D90/D10의 하한은, 특별히 제한되지 않지만, 1.1 이상인 것이 바람직하고, 1.2 이상인 것이 보다 바람직하고, 1.3 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 연마용 조성물 중의 지립에 있어서의, 레이저 회절 산란법에 의해 구해지는 입도 분포에 있어서, 미립자측으로부터 적산 입자 중량이 전체 입자 중량의 90％에 달할 때의 입자 직경(D90)과 전체 입자의 전체 입자 중량의 10％에 달할 때의 입자 직경(D10)의 비D90/D10의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 2.04 이하인 것이 바람직하다. 이러한 범위이면, 연마 대상물 표면의 결함을 보다 저감할 수 있다.
지립의 크기(평균 1차 입자경, 평균 2차 입자경, 애스펙트비, D90/D10 등)는 지립의 제조 방법의 선택 등에 의해 적절하게 제어할 수 있다.
연마용 조성물 중의 지립의 함유량(농도)은 특별히 제한되지 않지만, 연마용 조성물의 총 질량에 대하여 0.05질량％ 이상인 것이 바람직하고, 0.1질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.3질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 지립의 함유량의 상한은, 연마용 조성물의 총 질량에 대하여 20질량％ 이하인 것이 바람직하고, 10질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 5질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 즉, 실리카의 함유량은, 연마용 조성물의 총 질량에 대하여 바람직하게는 0.05질량％ 이상 20질량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.1질량％ 이상 10질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.3질량％ 이상 5질량％ 이하이다. 이러한 범위이면, 비용을 억제하면서, 연마 대상물의 연마 속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 연마용 조성물이 2종 이상의 지립을 포함하는 경우에는, 지립의 함유량은, 이들의 합계량을 의도한다.
(무기염)
본 형태의 연마용 조성물은 무기염을 포함한다. 이러한 무기염은, 연마용 조성물의 전기 전도도를 높이고, 실리콘게르마늄 표면의 전기 이중층을 압축한다. 따라서, 실리콘게르마늄 표면에 있어서의 지립의 작용이 향상되어, 실리콘게르마늄의 연마 속도가 향상될 수 있다.
무기염으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 1가의 무기산의 염, 2가의 무기산의 염, 3가의 무기산의 염 등을 들 수 있다.
1가의 무기산의 예로서는, 염산, 질산, 아질산 등을 들 수 있다. 2가의 무기산의 예로서는, 황산, 탄산, 아황산, 티오황산, 포스폰산 등을 들 수 있다. 3가의 무기산의 예로서는, 인산, 인몰리브덴산, 인텅스텐산, 바나듐산 등을 들 수 있다.
이들 1가의 무기산의 염, 2가의 무기산의 염, 및 3가의 무기산의 염의 예로서는, 리튬염, 나트륨염, 칼륨염, 칼슘염, 마그네슘염, 암모늄염 등을 들 수 있다.
무기염의 더욱 구체적인 예로서는, 질산나트륨, 질산칼륨, 질산암모늄, 질산마그네슘, 질산칼슘, 아질산나트륨, 아질산칼륨, 탄산리튬, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 탄산수소리튬, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 탄산암모늄, 중탄산나트륨, 황산나트륨, 황산칼륨, 황산암모늄, 황산칼슘, 황산마그네슘, 아황산나트륨, 아황산칼륨, 아황산칼슘, 아황산마그네슘, 티오황산칼륨, 황산리튬, 황산마그네슘, 티오황산나트륨, 아황산수소나트륨, 황산수소암모늄, 황산수소리튬, 황산수소나트륨, 황산수소칼륨, 인산삼리튬, 인산삼칼륨, 인산삼나트륨, 인산삼암모늄, 인산수소이나트륨, 인산수소이칼륨, 인산수소이암모늄, 인산이수소나트륨, 인산이수소칼륨, 인산이수소암모늄 등을 들 수 있다. 이들 무기염은, 단독으로든 또는 2종 이상 조합해서든 사용할 수 있다.
이들 중에서도, 무기염은, 연마 대상물에 대한 금속 오염 방지의 관점에서, 질산암모늄, 황산암모늄, 황산수소암모늄, 인산삼암모늄, 인산수소이암모늄, 및 인산이수소암모늄으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, 황산암모늄 및 인산삼암모늄으로부터 선택되는 것이 보다 바람직하고, 황산암모늄이 더욱 바람직하다.
연마용 조성물 중의 무기염의 함유량(농도)은 특별히 제한되지 않지만, 연마용 조성물의 전체 질량에 대하여 0.01질량％ 이상인 것이 바람직하고, 0.02질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.05질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 본 발명에서 사용되는 연마용 조성물 중의 무기염의 함유량의 상한은, 연마용 조성물의 전체 질량에 대하여 5질량％ 이하인 것이 바람직하고, 3질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 1질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 무기염의 함유량이 0.01질량％ 이상이면 실리콘게르마늄막의 전기 이중층이 충분히 압축되어, 지립이 실리콘게르마늄막에 접촉하기 쉬워져, 실리콘게르마늄막의 연마 속도를 증가시킬 수 있다. 무기염의 함유량이 5질량％ 이하이면, 전기 전도도가 높아지는 것을 제어할 수 있음으로써, 지립 및 실리콘게르마늄 이외의 막(예를 들어, 산화규소막, 질화규소막)의 전기 이중층이 압축되어, 지립이 실리콘게르마늄 이외의 막에 접촉하기 어려워져, 실리콘게르마늄 이외의 막의 연마 속도의 증가를 억제할 수 있다. 또한, 전기 전도도가 높아지는 것에 의해, 보관 안정성이 악화되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 연마용 조성물이 2종 이상의 무기염을 포함하는 경우에는, 무기염의 함유량은, 이들의 합계량을 의도한다.
(산화제)
본 형태의 연마용 조성물은 산화제를 포함한다. 산화제는, 실리콘게르마늄의 표면을 산화하는 작용을 갖고, 연마용 조성물에 의한 실리콘게르마늄의 연마 속도를 보다 향상시킬 수 있다.
산화제의 예로서는, 과산화수소, 과산화나트륨, 과산화바륨, 오존수, 은(II)염, 철(III)염, 과망간산, 크롬산, 중크롬산, 퍼옥소디황산, 퍼옥소인산, 퍼옥소황산, 퍼옥소붕산, 과포름산, 과아세트산, 과벤조산, 과프탈산, 차아염소산, 차아브롬산, 차아요오드산, 염소산, 아염소산, 과염소산, 브롬산, 요오드산, 과요오드산, 과황산, 디클로로이소시아누르산 및 그들의 염 등을 들 수 있다. 이들 산화제는, 단독으로든 또는 2종 이상 조합해서든 사용할 수 있다.
이들 중에서도, 산화제는, 할로겐 원자를 포함하지 않는 것이 바람직하고, 과산화수소가 보다 바람직하다.
연마용 조성물 중의 산화제의 함유량(농도)의 하한은, 0.001질량％ 이상인 것이 바람직하고, 0.01질량％ 이상인 것이 바람직하다. 하한을 이와 같이 함으로써, 실리콘게르마늄의 연마 속도를 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 연마용 조성물 중의 산화제의 함유량의 상한은, 5질량％ 이하인 것이 바람직하고, 3질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 상한을 이와 같이 함으로써, 연마용 조성물의 재료 비용을 억제할 수 있는 것에 추가로, 연마 사용 후의 연마용 조성물의 처리, 즉 폐액 처리의 부하를 경감할 수 있다. 또한, 산화제에 의한 연마 대상물 표면의 과잉의 산화가 일어날 우려를 적게 할 수도 있다.
(연마 촉진제)
본 형태의 연마용 조성물은, 연마 촉진제를 더 포함해도 된다.
본 형태에 관계되는 연마 촉진제는, Ge 산화막의 표면에 흡착하여, Ge 산화막을 부분적으로 개질하는 기능을 갖는다. 개질된 Ge 산화막은, 가공성이 풍부하고 연마 속도는 높아지지만, 용해는 일어나기 어려워, 에칭은 억제되는 것으로 생각된다.
이러한 연마 촉진제는, 산기를 갖는 것이 바람직하다. 산기의 예로서는, 카르복시기, 인산기, 포스폰산기, 황산기, 술폰산기 등을 들 수 있다.
연마 촉진제의 구체적인 예로서는, 예를 들어, 에틸렌디아민사아세트산, 니트릴로삼아세트산, 히드록시에틸에틸렌디아민삼아세트산, 디에틸렌트리아민오아세트산, 트리에틸렌테트라민육아세트산, N-(2-히드록시에틸)에틸렌디아민-N,N',N'-삼아세트산, 글리콜에테르디아민사아세트산, 1,3-프로판디아민-N,N,N',N'-사아세트산, 1,3-디아미노-2-프로판올-N,N,N',N'-사아세트산, N-(2-히드록시에틸)이미노이아세트산, 메틸 애시드 포스페이트, 에틸 애시드 포스페이트, 에틸글리콜 애시드 포스페이트, 이소프로필 애시드 포스페이트, 피트산, 1-히드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산, 아미노트리(메틸렌포스폰산), 디에틸렌트리아민펜타(메틸렌포스폰산), 아미노폴리(메틸렌포스폰산), 2-아미노에틸포스폰산, 니트릴로트리(메틸렌포스폰산), N,N,N',N'-에틸렌디아민테트라키스(메틸렌포스폰산), 디에틸렌트리아민펜타(메틸렌포스폰산), 에탄-1,1-디포스폰산, 에탄히드록시-1,1,2-트리포스폰산, 에탄-1-히드록시-1,1-디포스폰산, 에탄-1-히드록시-1,1,2-트리포스폰산, 에탄-1,2-디카르복시-1,2-디포스폰산, 메탄히드록시포스폰산, 2-포스포노부탄-1,2-디카르복실산, 2-포스포노부탄-1,2,4-트리카르복실산, α-메틸포스포노숙신산, N,N-디(2-히드록시에틸)글리신, 아스파르트산, 글루탐산, 디카르복시메틸글루탐산, (S,S)-에틸렌디아민-N,N'-디숙신산, 2,3-디히드록시벤조산, 이미노이아세트산, 에티드론산, 무지네산, 및 이들의 염 등을 들 수 있다.
연마 촉진제는, 단독으로든 또는 2종 이상 조합해서든 사용할 수 있다. 또한, 연마 촉진제는, 합성품이어도 되고 시판품을 사용해도 된다. 연마 촉진제의 시판품의 예로서는, 켈레스트 PH-430, 켈레스트 PH-540, 켈레스트 GA, 켈레스트 EDDS-4H, 켈레스트 HA(이상, 켈레스트 가부시키가이샤제) 등을 들 수 있다.
이들 연마 촉진제 중에서도, 산화규소막이나 질화규소막과 같은 타막종의 가공 속도를 변화시키지 않고 실리콘게르마늄의 가공 속도를 독립적으로 향상시키는 것이 가능하다고 하는 관점에서, N-(2-히드록시에틸)에틸렌디아민-N,N',N'-삼아세트산, N,N,N',N'-에틸렌디아민테트라키스(메틸렌포스폰산), 2-포스포노부탄-1,2,4-트리카르복실산, N,N-디(2-히드록시에틸)글리신, 아스파르트산, 및 (S,S)-에틸렌디아민-N,N'-디숙신산으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, N,N,N',N'-에틸렌디아민테트라키스(메틸렌포스폰산) 및 2-포스포노부탄-1,2,4-트리카르복실산으로부터 선택되는 것이 보다 바람직하고, N,N,N',N'-에틸렌디아민테트라키스(메틸렌포스폰산)이 더욱 바람직하다.
연마용 조성물 중의 연마 촉진제의 함유량(농도)은 특별히 제한되지 않지만, 연마용 조성물의 전체 질량에 대하여 0.01질량％ 이상인 것이 바람직하고, 0.05질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.08질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 연마용 조성물 중의 연마 촉진제의 함유량의 상한은, 연마용 조성물의 전체 질량에 대하여 5질량％ 이하인 것이 바람직하고, 3질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 1질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 범위이면, 실리콘게르마늄의 연마 속도가 보다 향상될 수 있다.
연마용 조성물이 2종 이상의 연마 촉진제를 포함하는 경우에는, 연마 촉진제의 함유량은, 이들의 합계량을 의도한다.
(pH 조정제)
본 형태의 연마용 조성물은, pH를 6.0 이상으로 하기 위해서, pH 조정제를 포함할 수 있다.
pH 조정제는, pH 조정 기능을 갖는 화합물이면 특별히 제한되지 않고, 공지된 화합물을 사용할 수 있다. pH 조정제로서는, 예를 들어 산, 알칼리 등을 들 수 있다.
산으로서는, 무기산 또는 유기산의 어느 것을 사용해도 된다. 무기산으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 황산, 질산, 붕산, 탄산, 차아인산, 아인산 및 인산 등을 들 수 있다. 유기산으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 2-메틸부티르산, n-헥산산, 3,3-디메틸부티르산, 2-에틸부티르산, 4-메틸펜탄산, n-헵탄산, 2-메틸헥산산, n-옥탄산, 2-에틸헥산산, 벤조산, 글리콜산, 살리실산, 글리세린산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 말레산, 프탈산, 말산, 타르타르산, 시트르산 및 락트산 등의 카르복실산, 그리고 메탄술폰산, 에탄술폰산 및 이세티온산 등을 들 수 있다.
알칼리로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 수산화칼륨 등의 알칼리 금속의 수산화물, 암모니아, 테트라메틸암모늄 및 테트라에틸암모늄 등의 제4급 암모늄염, 에틸렌디아민 및 피페라진 등의 아민 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 암모니아가 보다 바람직하다.
pH 조정제는, 단독으로든 또는 2종 이상 조합해서든 사용할 수 있다.
pH 조정제의 함유량은, 특별히 제한되지 않고, 연마용 조성물이 원하는 pH가 되도록 적절히 조정하면 된다.
(분산매)
본 형태의 연마용 조성물은, 각 성분을 분산하기 위한 분산매를 포함할 수 있다. 분산매로서는, 물; 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜 등의 알코올류; 아세톤 등의 케톤류 등이나, 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있다. 이들 중, 분산매로서는 물이 바람직하다. 즉, 본 발명의 보다 바람직한 형태에 의하면, 분산매는 물을 포함한다. 본 발명의 더욱 바람직한 형태에 의하면, 분산매는 실질적으로 물을 포함한다. 또한, 상기 「실질적으로」란, 본 발명의 목적 효과가 달성 가능한 한에 있어서, 물 이외의 분산매가 포함될 수 있는 것을 의도하고, 보다 구체적으로는, 바람직하게는 90질량％ 이상 100질량％ 이하의 물과 0질량％ 이상 10질량％ 이하의 물 이외의 분산매를 포함하고, 보다 바람직하게는 99질량％ 이상 100질량％ 이하의 물과 0질량％ 이상 1질량％ 이하의 물 이외의 분산매를 포함한다. 가장 바람직하게는, 분산매는 물이다.
연마용 조성물에 포함되는 성분의 작용을 저해하지 않도록 한다는 관점에서, 분산매로서는, 불순물을 가능한 한 함유하지 않는 물이 바람직하고, 구체적으로는, 이온 교환 수지로 불순물 이온을 제거한 후, 필터를 통하여 이물을 제거한 순수나 초순수, 또는 증류수가 보다 바람직하다.
(그 밖의 성분)
본 형태의 연마용 조성물은, 필요에 따라, 착화제, 방부제, 곰팡이 방지제 등의 다른 성분을 더 함유해도 된다. 다른 성분의 함유량은, 그 첨가 목적에 따라 적절히 설정하면 된다. 이하, 다른 성분인, 방부제, 곰팡이 방지제에 대하여 설명한다.
방부제 및 곰팡이 방지제로서는, 예를 들어, 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온이나 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온, 1,2-벤조이소티아졸린-3-온, 2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온 등의 이소티아졸린계 방부제, 파라옥시벤조산에스테르류, 오르토페닐페놀, 및 페녹시에탄올 등을 들 수 있다. 이들 방부제 및 곰팡이 방지제는, 단독으로든 또는 2종 이상 혼합하여 사용해도 된다.
(연마용 조성물의 pH)
본 형태의 연마용 조성물의 pH는, 6.0 이상이면, 특별히 제한되지 않고, 사용하는 지립, 무기염, 및 산화제의 조합에 따라, 적절히 조정할 수 있다. pH의 하한으로서는 바람직하게는 7.0 이상이며, 바람직하게는 8.0 이상이며, 보다 바람직하게는 9.0 이상이다. pH의 상한으로서는 예를 들어 13.0 이하이고, 바람직하게는 12.0 이하이고, 보다 바람직하게는 11.0 이하이다. pH가 6.0 미만인 경우, 실리콘게르마늄의 에칭 반응이 나빠져서, 연마 속도가 현저하게 저하된다. pH가 13을 초과하는 경우, 연마용 조성물의 안정성을 유지할 수 없다.
연마용 조성물의 pH는, pH 미터(가부시키가이샤 호리바 세이사꾸쇼제, 형식 번호: LAQUA)에 의해 측정할 수 있다.
(연마용 조성물의 제조 방법)
본 형태의 연마용 조성물의 제조 방법은, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 지립, 무기염, 산화제, 및 필요에 따라서 다른 첨가제를, 분산매(예를 들어, 물) 중에서 교반 혼합함으로써 얻을 수 있다. 각 성분의 상세는 상술한 바와 같다. 따라서, 본 발명은 지립, 무기염, 및 산화제를 혼합하는 공정을 포함하는, 연마용 조성물의 제조 방법을 제공한다.
각 성분을 혼합할 때의 온도는 특별히 제한되지 않지만, 10℃ 이상 40℃ 이하가 바람직하고, 용해 속도를 높이기 위하여 가열해도 된다. 또한, 혼합 시간도, 균일 혼합할 수 있다면 특별히 제한되지 않는다.
(용도)
본 형태의 연마용 조성물은, 바람직하게는 실리콘게르마늄을 포함하는 연마 대상물을 연마하는 용도로 사용된다. 연마 대상물인 실리콘게르마늄 중의 게르마늄 함유량은 10질량％ 이상인 것이 바람직하다.
본 형태에 관계되는 연마 대상물은, 실리콘게르마늄을 포함하고 있다면, 다른 실리콘 함유 재료를 포함하고 있어도 된다. 실리콘 함유 재료로서는 단체 실리콘, 실리콘 화합물을 들 수 있다. 또한, 단체 실리콘으로서는, 예를 들어, 단결정 실리콘, 다결정 실리콘(폴리실리콘, Poly-Si), 아몰퍼스 실리콘 등을 들 수 있다. 실리콘 화합물로서는, 예를 들어, 질화규소(SiN), 산화규소(SiO2), 탄화규소 등을 들 수 있다. 실리콘 함유 재료로서, 비유전율이 3 이하인 저유전율 재료도 포함된다.
산화규소를 포함하는 막의 예로서는, 예를 들어, 오르토규산테트라에틸을 전구체로서 사용하여 생성되는 TEOS(Tetraethyl Orthosilicate(테트라에틸 오르토실리케이트)) 타입 산화규소막(이하, 간단히 「TEOS막」이라고도 칭한다), HDP(High Density Plasma(고밀도 플라스마))막, USG(Undoped Silicate Glass(언도핑 실리케이트 글라스))막, PSG(Phosphorus Silicate Glass(포스포러스 실리케이트 글라스))막, BPSG(Boron-Phospho Silicate Glass(보론-포스포 실리케이트 글라스))막, RTO(Rapid Thermal Oxidation(빠른 열 산화))막 등을 들 수 있다.
[연마 방법 및 반도체 기판의 제조 방법]
본 발명의 일 형태는, 상기 연마용 조성물을 사용하여, 연마 대상물을 연마하는 공정을 포함하는 연마 방법이다.
또한, 본 발명의 일 형태는, 반도체 기판을, 상기 연마 방법에 의해 연마하는 공정을 갖는 반도체 기판의 제조 방법이다.
본 형태의 연마 방법에 있어서, 연마 장치로서는, 연마 대상물을 갖는 기판 등을 보유 지지하는 홀더와 회전수를 변경 가능한 모터 등이 설치되어 있고, 연마 패드(연마포)를 부착 가능한 연마 정반을 갖는 일반적인 연마 장치를 사용할 수 있다.
연마 패드로서는, 일반적인 부직포, 폴리우레탄, 및 다공질 불소 수지 등을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 연마 패드에는, 연마액이 고이는 홈 가공이 실시되어 있는 것이 바람직하다.
연마 조건에 대해서는, 예를 들어, 연마 정반의 회전 속도는, 10rpm(0.17s-1) 이상 500rpm(8.3s-1) 이하가 바람직하다. 연마 대상물을 갖는 기판에 거는 압력(연마 압력)은 0.5psi(3.4kPa) 이상 10psi(68.9kPa) 이하가 바람직하다. 연마 패드에 연마용 조성물을 공급하는 방법도 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 펌프 등으로 연속적으로 공급하는 방법이 채용된다. 이 공급량에 제한은 없지만, 연마 패드의 표면이 항상 본 발명에 관계되는 연마용 조성물로 덮여 있는 것이 바람직하다.
연마 종료 후, 기판을 유수 중에서 세정하고, 스핀드라이어 등에 의해 기판 상에 부착한 수적을 털어내서 건조시킴으로써, 금속을 포함하는 층을 갖는 기판이 얻어진다.
본 형태의 연마 방법에서 사용되는 연마용 조성물은 1액형이어도 되고, 2액형을 비롯한 다액형이어도 된다. 또한, 본 형태의 연마 방법에서 사용되는 연마용 조성물은, 연마용 조성물의 원액을 물 등의 희석액을 사용하여, 예를 들어 10배 이상으로 희석함으로써 조제되어도 된다.
본 형태의 연마 방법에 의해 실리콘게르마늄을 연마했을 때의 연마 속도는, 바람직하게는 280Å/min. 이상이며, 보다 바람직하게는 300Å/min. 이상이며, 더욱 바람직하게는 400Å/min. 이상이다. 또한, 본 형태의 연마 방법에 의해 실리콘게르마늄을 연마했을 때의 실리콘게르마늄의 에칭양은, 바람직하게는 80Å 이하이고, 보다 바람직하게는 60Å 이하이다. 또한, 연마 속도 및 에칭양은, 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.
본 실시 형태의 연마 방법은, 실리콘게르마늄과 함께 다른 재료를 포함하는 연마 대상물에도 적용할 수 있고, 그 경우, 다른 재료의 연마 속도에 대한 실리콘게르마늄의 연마 속도의 비가 충분히 높다(즉, 선택비가 충분히 높다)는 효과가 얻어질 수 있다. 예를 들어, 다른 재료가 질화규소일 경우, 질화규소의 연마 속도에 대한 실리콘게르마늄의 연마 속도의 비([실리콘게르마늄의 연마 속도]/[질화규소의 연마 속도])는 바람직하게는 15 이상, 보다 바람직하게는 20 이상, 더욱 바람직하게는 25 이상이다. 또한, 다른 재료가 산화규소일 경우, 산화규소의 연마 속도에 대한 실리콘게르마늄의 연마 속도의 비([실리콘게르마늄의 연마 속도]/[산화규소의 연마 속도])는 바람직하게는 10 이상, 보다 바람직하게는 13 이상이다.
[실시예]
본 발명을, 이하의 실시예 및 비교예를 사용하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 본 발명의 기술적 범위가 이하의 실시예에만 제한되는 것은 아니다. 또한, 특기하지 않는 한, 「％」 및 「부」는, 각각, 「질량％」 및 「질량부」를 의미한다. 또한, 하기 실시예에 있어서, 특기하지 않는 한, 조작은 실온(20 내지 25℃)/상대 습도 40 내지 50％ RH의 조건 하에서 행하여졌다.
(실시예 1)
연마용 조성물 전체에 대하여 지립으로서 콜로이달 실리카(평균 1차 입자경 29㎚, 평균 2차 입자경 61㎚, 실라놀기 밀도 1.50개/㎚2, 애스펙트비 1.55)를 0.5질량％, 무기염으로서 황산암모늄을 0.1질량％, 및 산화제로서 과산화수소를 0.16질량％의 함유량이 되도록 첨가하였다. 이들 성분을 순수 중에서 교반 혼합했다(혼합 온도: 약 25℃, 혼합 시간: 약 10분). pH 조정제로서 암모니아를 사용하여 pH10.4로 조정하여, 연마용 조성물을 조제하였다.
(실시예 2)
황산암모늄을 인산삼암모늄으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 연마용 조성물을 조제하였다.
(실시예 3)
콜로이달 실리카의 함유량을 1.0질량％로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 연마용 조성물을 조제하였다.
(실시예 4)
황산암모늄의 함유량을 0.2질량％로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 연마용 조성물을 조제하였다.
(실시예 5)
pH를 9.2로 조정한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 연마용 조성물을 조제하였다.
(실시예 6)
과산화수소의 함유량을 0.40질량％로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 연마용 조성물을 조제하였다.
(실시예 7)
연마용 조성물 전체에 대하여 지립으로서 콜로이달 실리카(평균 1차 입자경 29㎚, 평균 2차 입자경 61㎚, 실라놀기 밀도 1.50개/㎚2, 애스펙트비 1.55)를 0.5질량％, 무기염으로서 황산암모늄을 0.1질량％, 산화제로서 과산화수소를 0.16질량％, 및 연마 촉진제로서 N,N,N',N'-에틸렌디아민테트라키스(메틸렌포스폰산)(EDTMP)를 0.1질량％의 함유량이 되도록 첨가하였다. 이들 성분을 순수 중에서 교반 혼합했다(혼합 온도: 약 25℃, 혼합 시간: 약 10분). pH 조정제로서 암모니아를 사용하여 pH10.4로 조정하여, 연마용 조성물을 조제하였다.
(실시예 8)
연마용 조성물 전체에 대하여 지립으로서 콜로이달 실리카(평균 1차 입자경 29㎚, 평균 2차 입자경 61㎚, 실라놀기 밀도 1.50개/㎚2, 애스펙트비 1.55)를 0.5질량％, 무기염으로서 인산삼암모늄을 0.1질량％, 산화제로서 과산화수소를 0.16질량％, 및 연마 촉진제로서 2-포스포노부탄-1,2,4-트리카르복실산(PBTC)을 0.1질량％의 함유량이 되도록 첨가하였다. 이들 성분을 순수 중에서 교반 혼합했다(혼합 온도: 약 25℃, 혼합 시간: 약 10분). pH 조정제로서 암모니아를 사용하여 pH9.2로 조정하여, 연마용 조성물을 조제하였다.
(비교예 1)
연마용 조성물 전체에 대하여 지립으로서 콜로이달 실리카(평균 1차 입자경 34㎚, 평균 2차 입자경 70㎚, 실라놀기 밀도 5.71개/㎚2, 애스펙트비 1.19)를 0.5질량％, 및 산화제로서 과산화수소를 0.16질량％의 함유량이 되도록 첨가하였다. 이들 성분을 순수 중에서 교반 혼합했다(혼합 온도: 약 25℃, 혼합 시간: 약 10분). pH 조정제로서 암모니아를 사용하여 pH9.2로 조정하여, 연마용 조성물을 조제하였다.
(비교예 2)
연마용 조성물 전체에 대하여 지립으로서 콜로이달 실리카(평균 1차 입자경 34㎚, 평균 2차 입자경 70㎚, 실라놀기 밀도 5.71개/㎚2, 애스펙트비 1.19)를 0.5질량％, 무기염으로서 황산암모늄을 0.1질량％, 및 산화제로서 과산화수소를 0.16질량％의 함유량이 되도록 첨가하였다. 이들 성분을 순수 중에서 교반 혼합했다(혼합 온도: 약 25℃, 혼합 시간: 약 10분). pH 조정제로서 암모니아를 사용하여 pH9.2로 조정하여, 연마용 조성물을 조제하였다.
(비교예 3)
pH를 10.4로 조정한 것 이외에는, 비교예 2와 마찬가지로 하여 연마용 조성물을 조제하였다.
(비교예 4)
연마용 조성물 전체에 대하여 지립으로서 콜로이달 실리카(평균 1차 입자경 34㎚, 평균 2차 입자경 70㎚, 실라놀기 밀도 5.71개/㎚2, 애스펙트비 1.19)를 0.5질량％, 무기염으로서 황산칼륨을 0.1질량％, 및 산화제로서 과산화수소를 0.16질량％의 함유량이 되도록 첨가하였다. 이들 성분을 순수 중에서 교반 혼합했다(혼합 온도: 약 25℃, 혼합 시간: 약 10분). pH 조정제로서 수산화칼륨을 사용하여 pH10.4로 조정하여, 연마용 조성물을 조제하였다.
(비교예 5)
연마용 조성물 전체에 대하여 지립으로서 콜로이달 실리카(평균 1차 입자경 29㎚, 평균 2차 입자경 61㎚, 실라놀기 밀도 1.50개/㎚2, 애스펙트비 1.55)를 0.5질량％, 및 산화제로서 과산화수소를 0.16질량％의 함유량이 되도록 첨가하였다. 이들 성분을 순수 중에서 교반 혼합했다(혼합 온도: 약 25℃, 혼합 시간: 약 10분). pH 조정제로서 암모니아를 사용하여 pH10.4로 조정하여, 연마용 조성물을 조제하였다.
(비교예 6)
콜로이달 실리카의 함유량을 4.0질량％로 변경한 것 이외에는, 비교예 5와 마찬가지로 하여 연마용 조성물을 조제하였다.
[연마용 조성물의 pH의 측정]
연마용 조성물(액온: 25℃)의 pH는, pH 미터(가부시키가이샤 호리바 세이사꾸쇼제 형식 번호: LAQUA)에 의해 확인하였다.
[평균 1차 입자경 및 평균 2차 입자경의 측정]
지립의 평균 1차 입자경은, 마이크로메리틱스사제의 "Flow Sorb II 2300"을 사용하여 측정된 BET법에 의한 지립의 비표면적과, 지립의 밀도로부터 산출하였다.
지립의 평균 2차 입자경은, 닛키소 가부시키가이샤제 동적 광산란식 입자경·입도 분포 장치 UPA-UTI151에 의해 측정하였다.
[실라놀기 밀도의 측정]
지립의 단위 표면적당의 실라놀기수(실라놀기 밀도)는 G.W.시어즈에 의한 Analytical Chemistry, vol.28, No.12, 1956, 1982 내지 1983에 기재된 중화 적정을 사용한 시어즈법에 의해 산출하였다. 실라놀기수의 계산식은 이하의 식에 의해 계산하였다.
Figure pat00002
상기에서 조제한 연마용 조성물의 조성을 표 1에 나타내었다.
Figure pat00003
[연마 속도]
연마 대상물로서, 이하의 웨이퍼를 준비했다:
실리콘게르마늄(SiGe) 웨이퍼: 표면에 두께 1500Å의 실리콘게르마늄막(Si:Ge=50:50 질량비)을 형성한 실리콘 웨이퍼(300㎜, 블랭킷 웨이퍼, 어드밴스 머티리얼 테크놀로지 가부시키가이샤제)
산화규소(TEOS) 웨이퍼: 표면에 두께 10000Å의 산화규소막을 형성한 실리콘 웨이퍼(300㎜, 블랭킷 웨이퍼, 가부시키가이샤 애드반텍제)
질화규소(SiN) 웨이퍼: 표면에 두께 3500Å의 질화규소막을 형성한 실리콘 웨이퍼(300㎜, 블랭킷 웨이퍼, 가부시키가이샤 애드반텍제).
실리콘게르마늄 웨이퍼, 산화규소 웨이퍼, 및 질화규소 웨이퍼에 대해서, 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 6의 연마용 조성물을 사용해서, 하기 표 2에 나타내는 연마 조건에서 일정 시간 연마했을 때의 연마 속도를 구하였다. 실리콘게르마늄 웨이퍼, 산화규소 웨이퍼, 및 질화규소 웨이퍼는, 300㎜의 기판을 60㎜×60㎜로 쿠폰화하여 사용하였다.
Figure pat00004
연마 속도(연마 레이트)는 이하의 식에 의해 계산하였다.
Figure pat00005
산화규소 및 질화규소의 막 두께는, 가부시키가이샤 SCREEN 세미컨덕터 솔루션즈제, 광간섭식 막 두께 측정 장치 람다에이스 VM-2030에 의해 구하고, 연마 전후의 막 두께의 차를 연마 시간으로 제산함으로써 평가하였다.
실리콘게르마늄의 막 두께는, 가부시키가이샤 리가쿠제, 주사형 형광 X선 분석 장치 ZSX Primus 400에 의해 구하고, 연마 전후의 막 두께의 차를 연마 시간으로 제산함으로써 평가하였다.
연마 속도의 선택비는, 실리콘게르마늄의 연마 속도/산화규소의 연마 속도, 및 실리콘게르마늄의 연마 속도/질화규소의 연마 속도를 각각 계산하여 구하였다.
[에칭양]
교반자를 사용하여 300rpm으로 회전시키고 있는 연마용 조성물 중에, 30㎜×30㎜의 크기의 실리콘게르마늄 웨이퍼(Si:Ge=50:50 질량비)를 43℃에서 1시간 침지시키고, 침지 전후의 막 두께의 차를 기초로 용해량(에칭양)을 산출하였다.
평가 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
Figure pat00006
상기 표 3으로부터 명백한 바와 같이, 실시예의 연마용 조성물은, 비교예의 연마용 조성물과 비교하여, 실리콘게르마늄의 연마 속도가 충분히 높음을 알 수 있다. 또한, 산화규소 또는 질화규소의 연마 속도에 대한 실리콘게르마늄의 연마 속도의 비(선택비)도 충분히 높음을 알 수 있다.
본 출원은, 2020년 9월 23일에 출원된 일본 특허 출원 번호 제2020-158993호에 기초하고 있고, 그 개시 내용은, 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

Claims (11)

  1. 지립과, 무기염과, 산화제를 포함하고,
    상기 지립의 단위 표면적당의 실라놀기수가, 0개/㎚2를 초과하고 2.0개/㎚2 이하이고,
    pH가 6.0 이상인, 연마용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지립이 콜로이달 실리카를 포함하는, 연마용 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 무기염이 질산암모늄, 황산암모늄, 황산수소암모늄, 인산삼암모늄, 인산수소이암모늄, 및 인산이수소암모늄으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인, 연마용 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무기염은 황산암모늄인, 연마용 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산화제가 과산화수소인, 연마용 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산화제가 할로겐 원자를 포함하지 않는, 연마용 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 연마 촉진제를 더 포함하는, 연마용 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 연마 촉진제가 N-(2-히드록시에틸)에틸렌디아민-N,N',N'-삼아세트산, N,N,N',N'-에틸렌디아민테트라키스(메틸렌포스폰산), 2-포스포노부탄-1,2,4-트리카르복실산, N,N-디(2-히드록시에틸)글리신, 아스파르트산, 및 (S,S)-에틸렌디아민-N,N'-디숙신산으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인, 연마용 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 실리콘게르마늄을 포함하는 연마 대상물을 연마하는 용도로 사용되는, 연마용 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 연마용 조성물을 사용하여, 연마 대상물을 연마하는 공정을 포함하는, 연마 방법.
  11. 반도체 기판을, 제10항에 기재된 연마 방법에 의해 연마하는 공정을 갖는 반도체 기판의 제조 방법.
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