TW201348360A

TW201348360A - 硏磨用組成物

Info

Publication number: TW201348360A
Application number: TW102112847A
Authority: TW
Inventors: Shuichi Tamada
Original assignee: Fujimi Inc
Priority date: 2012-04-18
Filing date: 2013-04-11
Publication date: 2013-12-01
Also published as: JP6377707B2; JP6132315B2; JPWO2013157442A1; TWI570198B; US20150060400A1; KR20150014924A; WO2013157442A1; JP2017101236A

Abstract

本發明提供一種研磨用組成物，其在研磨具有含有鍺材料之部分的研磨對象物時，可抑制在研磨對象物之表面產生因蝕刻造成之階差。本發明之研磨用組成物含有研磨粒、氧化劑及水溶性聚合物。水溶性聚合物亦可為研磨粒之表面積每1μm2吸附5000個以上之分子者。或者，亦可為使利用研磨用組成物來研磨研磨對象物後之研磨對象物的含有鍺材料之部分的水接觸角變小之化合物。

Description

研磨用組成物

本發明係關於研磨具有含有鍺材料之部分之研磨對象物之用途中使用之研磨用組成物。本發明另關於使用該研磨用組成物之研磨方法以及基板之製造方法。

作為提高電晶體之消耗電力減低或性能(作動特性)之技術之一，已對提高載體之移動度的高移動度通道材料進行探討。提高該等載體之輸送特性之通道，由於提高導通(On)時之汲極電流，故獲得充分之導通電流同時降低電源電壓。該組合引出在低電力下之更高MOSFET(metal oxide semiconductor field-effect transistor，金屬氧化物半導體場效電晶體)之性能。

至於高移動度通道材料對於僅由III-V族化合物、IV族化合物、Ge(鍺)、C(碳)所成之石墨烯等之應用備受期待。目前，III-V族化合物通道之形成由於有提高通道之結晶性，使形狀獲得良好控制．成長之技術無法確立之問題，故積極地探比III-V族化合物更容易導入之IV族化合物，尤其是SiGe、與Ge等。

使用高移動度材料之通道可研磨並形成具有IV族化合物通道、及/或Ge通道(以下亦稱為含有鍺材料之部分、含有Ge材料之部分、或Ge材料部分)與含有矽材料之部分(以下亦稱為矽材料部份)之研磨對象物。此時，除了以高研磨速度研磨Ge材料部份以外，亦要求研磨對象物研磨後之表面不產生凹陷或腐蝕等之階差。然而，在研磨Ge基板之用途中過去使用之例如專利文獻1、或專利文獻2所記載之研磨用組成物，由於係對Ge基板進行開發，故在研磨具有Ge材料部分與矽材料部份之研磨對象物之用途中使用時，難以防止Ge材料部分之凹陷或矽材料部分之腐蝕發生。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]特開2010-130009號公報

[專利文獻2]特表2010-519740號公報(US2011/0117740(A1))

因此本發明之目的係提供一種在研磨具有如SiGe或Ge之含有鍺材料部分之研磨對象物時，可抑制研磨對象物之表面產生凹陷或腐蝕等階差之研磨用組成物，且提供使用該研磨用組成物之研磨方法、以及基板之製造方法。

為達成上述目的，本發明之第1樣態係提供一種研磨用組成物，其為研磨具有含有鍺材料之部分的研磨對象物之用途中使用之研磨用組成物，其含有研磨粒、氧化劑及水溶性聚合物。

本發明之第2樣態係提供一種研磨方法，其係使用上述第1樣態之研磨用組成物而研磨具有含有Ge材料之部分的研磨對象物。

本發明之第3樣態係提供一種製造具有含有Ge材料之部分的基板之方法，其包含以上述第2樣態之研磨方法進行研磨之步驟。

以下說明本發明之一實施形態。

本實施形態之研磨用組成物係將研磨粒、氧化劑及水溶性聚合物混合於例如水中而調製。因此，研磨用組成物含有研磨粒、氧化劑及水溶性聚合物。若使用具有該構成之研磨用組成物研磨具有Ge材料部分之研磨對象物，則可抑制在研磨對象物之表面產生凹陷或腐蝕等之階差。

該研磨組成物係使用於研磨具有Ge材料部分之研磨對象物之用途，進而換言之，使用在研磨該研磨對象物而製造基板之用途。研磨對象物亦可進而具有矽材料部分。Ge材料之例列舉為Ge(鍺)、SiGe(矽鍺)等。且，矽材料之例列舉為多晶矽、氧化矽、氮化矽等。

(研磨粒)

研磨用組成物中所含之研磨粒可為無機粒子及有機粒子之任一種。無機粒子之具體例列舉為例如由二氧化矽、氧化鋁、氧化鈰、氧化鈦等金屬氧化物所成之粒子。有機粒子之具體例列舉為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)粒子。其中以二氧化矽粒子較佳，最好為膠體二氧化矽。該等研磨粒可單獨使用或亦可混合兩種以上使用。

研磨用組成物中之研磨粒含量較好為0.01重量%以上，更好為0.05重量%以上，又更好為0.1重量%以上。隨著研磨粒之含量增多，利用研磨用組成物進行之Ge材料部分之研磨速度提高。

研磨用組成物中之研磨粒含量較好為20重量%以下，更好為17重量%以下，又更好為15重量%以下。隨著研磨粒之含量減少，除了可抑制研磨用組成物之材料成本以外，亦不易引起研磨粒凝聚。

研磨粒之平均一次粒徑較好為5nm以上，更好為7nm以上，又更好為10nm以上。隨著研磨粒之平均一次粒徑增大，使利用研磨用組成物進行之Ge材料部分之研磨速度獲得提高。又，研磨粒之平均一次粒徑之值可依據例如以BET法測定之研磨粒之比表面積計算。

研磨粒之平均一次粒徑較好為150nm以下，更好為110nm以下，又更好為100nm以下。隨著研磨粒之平均一次粒徑減小，藉由利用研磨用組成物研磨研磨對象物，容易獲得刮痕更少之研磨面。

研磨粒之平均二次粒徑較好為300nm以下，更好為 270nm以下，又更好為250nm以下。隨著研磨粒之平均二次粒徑減小，藉由利用研磨用組成物來研磨研磨對象物，容易獲得刮痕更少之研磨面。研磨粒之平均二次粒徑之值可依據例如雷射光散亂法測定。

研磨粒亦可經表面修飾。通常之膠體二氧化矽由於在酸性條件下之Zeta電位值接近於零，故在酸性條件下二氧化矽粒子彼此間不會靜電排斥而容易引起凝聚。相對於此，經表面修飾成即使在酸性條件下具有Zeta電位較大之正值或負值之研磨粒，在酸性條件下相互間強烈排斥而成良好分散之結果，提高了研磨用組成物之保存安定性。如此之表面修飾研磨粒可藉由例如使鋁、鈦或鋯等金屬或該等之氧化物與研磨粒混合而摻雜於研磨粒之表面而獲得。

或者，研磨用組成物中之表面修飾研磨粒亦可為固定化有有機酸之二氧化矽。其中，較好為固定化有有機酸之膠體二氧化矽。有機酸對膠體二氧化矽之固定化係藉由使有機酸之官能基化學鍵結於膠體二氧化矽表面而進行。僅單使膠體二氧化矽與有機酸共存，無法達到有機酸朝膠體二氧化矽之固定化。若使有機酸之一種的磺酸固定化於膠體二氧化矽上，則可藉例如”Sulfonic acid-functionalized silica through quantitative oxidation of thiol groups",Chem.Commun.246-247(2003)中所記載之方法進行。具體而言，使3-巰丙基三甲氧基矽烷等之具有硫醇基之矽烷偶合劑偶合於膠體二氧化矽上後，以過氧化氫使硫醇基氧化，可獲得磺酸固定化於表面之膠體二氧化矽。或者，若使羧酸固定化於膠體二氧化矽上，則可藉例如”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)中所記載之方法進行。具體而言，在將含有光反應性2-硝基苄酯之矽烷偶合劑偶合於膠體二氧化矽後，藉由光照射，可獲得使羧酸固定化於表面之膠體二氧化矽。

(氧化劑)

研磨用組成物中所含之氧化劑種類並無特別限制，但較好具有0.3V以上之標準電極電位。使用具有0.3V以上之標準電極電位之氧化劑時，相較於使用具有未達0.3V之標準電極電位之氧化劑，就提高利用研磨用組成物進行之Ge材料部分及矽材料部分之研磨速度方面較有利。具有0.3V以上之標準電極電位之氧化劑之具體例列舉為例如過氧化氫、過氧化鈉、過氧化鋇、有機氧化劑、臭氧水、銀(II)鹽、鐵(III)鹽及過錳酸、鉻酸、重鉻酸、過氧代二硫酸、過含氧磷酸、過氧代硫酸、過氧代硼酸、過甲酸、過乙酸、過苯甲酸、過苯二甲酸、次氯酸(hypochlorous acid)、次溴酸、次碘酸、鹽酸、亞氯酸、過氯酸、氫溴酸、氫碘酸、過碘酸、硫酸、過硫酸、檸檬酸、二氯異氰尿酸及該等之鹽等。該等氧化劑可單獨使用或混合兩種以上使用。

該等中，就較大的提高利用研磨用組成物之Ge材料部分及矽材料部分之研磨速度而言，較好為過氧化氫、過硫酸銨、過碘酸、次氯酸及二氯異氰尿酸鈉。

又，所謂標準電極電位係以使參與氧化反應之所有化學種處於標準狀態下時以下述數式1表示。

[數1]E=-△G0/nF=(RT/nF)lnK...數式1

其中，E0為標準電極電位，△G0為氧化反應之標準吉比斯(Gibbs)能量變化，K為其平衡常數，F為法拉第常數，T為絕對溫度，n為參與氧化反應之電子數。由上述數式1可了解，由於標準電極電位隨著溫度而變動，故本說明書中採用在25℃下之標準電極電位。又，水溶液系之標準電極電位係記載於例如修訂4版化學便覽(基礎編)II,pp464-468(日本化學會編)等中。

研磨用組成物中之氧化劑含量較好為0.01mol/L以上，更好為0.1mol/L以上。隨著氧化劑含量增多，提高了研磨用組成物產生之Ge材料部分之研磨速度。

研磨用組成物中之氧化劑含量亦較好為100mol/L以下，更好為50mol/L以下。隨著氧化劑之含量減少，除了可抑制研磨用組成物之材料成本以外，亦可減輕研磨使用後之研磨用組成物之處理，亦即廢液處理之負荷。

(水溶性聚合物)

研磨用組成物中所含之水溶性聚合物之種類並無特別限制，可適當地使用研磨粒表面積每1μm²吸附5000個以上分子般之種類的水溶性聚合物，例如具有聚氧伸烷基鏈之非離子性化合物化合物。具有聚氧伸烷基鏈之非離子性化合物之具體例列舉為聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧伸乙基(以下稱為POE)伸烷基二甘油基醚、POE烷基醚、POE山梨糖醇酐脂肪酸指、POE烷基苯基醚、POE二醇脂肪酸酯、POE己糖醇酐脂肪酸酯、POE聚伸丙基烷基醚、及聚氧伸丙基/聚氧伸乙基之嵌段/無規共聚物。使用此種水溶性聚合物時，透過聚氧伸烷基鏈，使特定量以上之水溶性聚合物吸附於研磨粒表面使研磨粒表面性質產生變化之結果，可抑制研磨對象物表面發生凹陷或腐蝕。

關於前述水溶性聚合物，為提高對水之溶解性，亦可使用以氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨、氫氧化四甲基銨(TMAH)等鹼性物質，或鹽酸、硝酸、硫酸等酸性物質中和而成之鹽。研磨用對象物之基體為半導體積體回路用矽基板等時，為防止因鹼金屬、鹼土類金屬、鹵化物等造成之污染，最好使用硝酸或硫酸等不含鹵素之酸，或不含鹼金屬、鹼土類金屬之氫氧化四甲基銨、氨。但，基體為玻璃基板等時不在此限。而且，亦可為該等之共聚物。使用該水溶性聚合物時，藉由特定量以上之水溶性聚合物吸附於研磨粒表面上而使研磨粒表面性質產生變化之結果，可抑制研磨對象物之表面發生凹陷或腐蝕。

另外，研磨用組成物中所含之水溶性聚合物亦可為該水溶性聚合物之固體成分量每1g具有10mgKOH/g以上之胺價之水溶性聚合物。研磨用組成物中包含之具有10mgKOH/g以上之胺價之水溶性聚合物由於顯示陽離子性，故特定量以上之水溶性聚合物會吸附於研磨粒表面，使研磨粒表面性質產生變化。結果，可抑制研磨對象物表面發生凹陷或腐蝕。

胺價係顯示陽離子性強度之指標，值愈高則對研磨粒之吸附性愈增加。本實施形態中，研磨用組成物中所含之水溶性聚合物較好為具有10mgKOH/g以上之胺價之水溶性聚合物。胺價小於10mgKOH/g時，會有凹陷抑制效果下降之虞。就提高凹陷抑制效果之觀點而言，水溶性聚合物之胺價較好為30mgKOH/g以上，更好為50mgKOH/g以上，又更好為100mgKOH/g以上，最好為150mgKOH/g以上。

研磨用組成物中所含之水溶性聚合物之胺價較好為3000mgKOH/g以下，更好為2000mgKOH/g以下，又更好為1000mgKOH/g以下。胺價愈低，研磨粒之分散安定性愈高故較佳。

水溶性聚合物之胺價係與中和單位重量之水溶性聚合物中所含之1級胺、2級胺及3級胺之必要鹽酸相當量之氫氧化鉀(KOH)之mg數。水溶性聚合物之胺價可例如如下述般測定。首先，將水添加於固體成分量1.0g之水溶性聚合物中成為100g。接著，於其中添加0.1當量濃度之氫氧化鈉水溶液將pH調整成11.0而製作試料。接著，以0.5當量濃度之鹽酸滴定該試料，測定滴加至pH成為10為止之鹽酸量及滴加至pH成為5為止之鹽酸量。隨後，可由下述數式2求得胺價。

[數2]胺價=((V5-V10)×F×0.5×56.1)/S...數式2

但，

V10：滴加至pH成為10為止之0.5當量濃度鹽酸之量(ml)

V5：滴加至pH成為5為止之0.5當量濃度鹽酸之量(ml)

F：滴定中使用之0.5當量濃度鹽酸之滴定度(titer)

S：水溶性聚合物之固體成分量(g)

0.5：滴定中使用之鹽酸之當量度

56.1：氫氧化鉀之分子量

具有10mgKOH/g以上之胺價之水溶性聚合物之例列舉為例如聚伸乙基亞胺、聚伸丙烯亞胺等聚伸烷基亞胺，烯丙基胺聚合物、胺甲基丙烯酸酯聚合物、琥珀酸．二伸乙基三胺共聚物、戊二酸．二伸乙基三胺共聚物、己二酸．二伸乙基三胺共聚物等聚醯胺聚胺共聚物、聚羥基丙基二甲基銨、聚{氯化(2-羥基丙基)}二甲基銨、聚胺烷基氧化物聚合物、例如二胺二醯胺．二伸乙基三胺共聚物、1,3-丙二胺．二氰二胺縮合物等二氰二醯胺聚伸烷基共聚物、二伸乙基三胺．福馬林共聚物等二氰二醯胺福馬林共聚物、聚醯胺烷基氧化物聚合物、乙烯基甲醯胺．乙烯基胺聚合物、聚乙烯基脒(amidine)、二烯丙基胺及二烯丙基胺與有機酸之共聚物、N-乙烯基甲醯胺．乙烯基胺共聚物、聚乙烯基咪唑啉、聚乙烯基吡啶等陽離子性聚合物等，陽離子性聚合物與聚乙烯醇或聚烯丙基醯胺共聚誤之共聚物，具有陽離子性官能基之聚乙烯醇(陽離子化聚乙烯醇)、聚丙烯酸、聚丙烯醯胺、二甲基胺．乙二胺．表氯醇共聚物、聚氯化二烯丙基二甲基銨、及該等前述之水溶性聚合物之改質聚合物，例如尿素改質之聚合物、羧基甲基改質之聚合物、表氯醇改質之聚合物等。

關於前述水溶性聚合物，為提高對水之溶解性，亦可使用以氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨、氫氧化四甲基銨(TMAH)等鹼性物質，或鹽酸、硝酸、硫酸等酸性物質中和而成之鹽。研磨對象物之基體為半導體積體回路用矽基板等時，為防止因鹼金屬、鹼土類金屬、鹵化物等造成之污染，最好使用硝酸或硫酸等不含鹵素之酸，或不含鹼金屬、鹼土類金屬之氫氧化四甲基銨、氨。但，基體為玻璃基板等時不在此限。進而為了提高對基板表面之作用，亦可於該等水溶性聚合物中導入與構成水溶性聚合物之單體不同之單體之1種或2種以上。使用此種水溶性聚合物時，特定量以上之水溶性聚合物會吸附於研磨粒之表面，使研磨粒表面性質產生變化。結果，可抑制研磨對象物表面發生凹陷或腐蝕。

且，亦可使用具有羥基、羧基、胺基及醚基等親水性基之水溶性聚合物。使用此種水溶性聚合物時，藉由使研磨用組成物中之水溶性聚合物吸附於具有疏水性之Ge材料部分表面，而提高該研磨對象物表面之潤濕性。結果，可抑制研磨對象物表面發生凹陷或腐蝕。此種水溶性聚合物之例列舉為例如聚乙烯醇、乙烯-聚乙烯醇共聚物等。

水溶性聚合物所具有之親水性基數以每一分子3個以上較佳，更好為5個以上，又更好為10個以上。水溶性聚合物所具有之親水性基數愈多，對於Ge材料部分之親水性效果愈高，結果，可進一步抑制凹陷或腐蝕等階差之發生。

前述水溶性聚合物較好由如可使使用研磨用組成物研磨研磨對象物後之Ge材料部分之水接觸角比使用具有自該研磨用組成物去除水溶性聚合物之組成之另一組成物，在相同研磨條件下研磨相同研磨對象物後之Ge材料部分之水接觸角更小之種類的化合物中選擇使用。此種化合物由於可更提高研磨對象物表面之潤濕性故較佳。另外，該水接觸角較好為57度以下，更好為50度以下，又更好為45度以下。此處，測定水接觸角時之研磨對象物之研磨條件列舉為下述表5所記載之條件。此種水溶性聚合物之具體例列舉為多糖類的精胺酸、果酸、羧基甲基纖維素、羥基乙基纖維素、澱粉、瓊膠、卡德蘭多糖及普魯蘭多糖、醇化合物的聚乙二醇、聚丙三醇、戊醇、聚丙二醇及聚乙烯醇(該等聚乙二醇、聚丙三醇及聚丙二醇為醇化合物且為聚醚)、具有聚氧伸烷基鏈之非離子性化合物的POE伸烷基二甘油基醚、POE烷基醚及單油酸POE(6)山梨糖醇酐、聚羧酸或其鹽的聚天門冬胺酸、聚穀胺酸、聚離胺酸、聚蘋果酸、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸銨鹽、聚甲基丙烯酸鈉鹽、聚馬來酸、聚衣康酸、聚富馬酸、聚(對-苯乙烯羧酸)、聚丙烯酸、聚丙烯醯胺、胺基聚丙烯醯胺、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸銨鹽、聚丙烯酸鈉鹽、聚醯胺酸、聚醯胺酸銨鹽、聚醯胺酸鈉鹽、聚乙醛酸(glyoxylic acid)、聚羧酸醯胺、聚羧酸酯、及聚羧酸鹽。

研磨用組成物中之水溶性聚合物之含量較好為10重量ppm以上，更好為50重量ppm以上，又更好為100重量ppm以上。隨著水溶性聚合物之含量變多，可期待進一步抑制凹陷或腐蝕發生。

研磨用組成物中之水溶性聚合物之含量又較好為100000重量ppm以下，更好為50000重量ppm以下，又更好為10000重量ppm以下。隨著水溶性聚合物之含量減少，不易引起研磨用組成物中之研磨粒之凝聚，結果提高研磨用組成物之保存安定性。

水溶性聚合物之重量平均分子量較好為100以上，更好為300以上。隨著水溶性聚合物之重量平均分子量增大，可期待進一步抑制凹陷或腐蝕之發生。

水溶性聚合物之重量平均分子量較好為500000以下，更好為300000以下。隨著水溶性聚合物之重量平均分子量減小，不易引起研磨用組成物中之研磨粒凝聚，結果提高研磨用組成物之保存安定性。又，水溶性聚合物之重量平均分子量可利用凝膠滲透層析儀(GPC)測定。

本實施形態之研磨用組成物亦可包含以化學式：R1-X1-Y1表示之陰離子界面活性劑作為水溶性聚合物。但，R1表示烷基、烷基苯基或烯基，X1表示聚氧伸乙基、聚氧伸丙基、或聚(氧伸乙基．氧伸丙基)，Y1表示SO₃M1基、SO₄M1基、CO₂M1基或PO₃M1₂基。SO₃M1基、SO₄M1基、CO₂M1基及PO₃M1₂基之M1表示相對離子。相對離子為例如氫離子、銨陽離子、胺類陽離子、及鋰陽離子、鈉陽離子、鉀陽離子之鹼金屬陽離子等，但並無特別限制。使用該等陰離子界面活性劑作為水溶性聚合物時，係藉由使陰離子界面活性劑電性吸附於研磨對象物的Ge材料部分上而形成保護膜，使Ge材料部分之表面與研磨粒間之親和性降低。結果，可抑制研磨對象物表面發生凹陷。

又，上述水溶性聚合物可單獨使用亦可混合兩種以上使用。

依據本實施形態可獲得以下之作用效果。

本實施形態之研磨用組成物為了抑制研磨對象物表面發生凹陷或腐蝕等階差，而使用與研磨對象物之Ge材料部分相互作用之水溶性聚合物。因此，本實施形態之研磨用組成物可較好地使用於研磨具有Ge材料部分之研磨對象物之用途中。

前述實施形態亦可變更如下。

．前述實施形態之研磨用組成物亦可包含水作為用於分散或溶解各成分之分散介質或溶劑。就抑制妨礙其他成分作用之觀點而言，較好為儘可能不含雜質之水，具體而言較好為以離子交換樹脂去除雜質離子後，通過過濾器去除異物之純水或超純水，或蒸餾水。

．前述實施形態之研磨用組成物亦可視需要進一步包含如防腐劑之習知添加劑。

．前述實施形態之研磨用組成物可為單液型，亦可為以二液型為代表之多液型。

．前述實施形態之研磨用組成物亦可藉由以水稀釋研磨用組成物之原液而調製。

[研磨方法及基板之製造方法]

如上述，本發明之研磨用組成物可較好地使用於具有含有Ge材料之部分的研磨對象物之研磨中。據此，本發明提供一種以本發明之研磨用組成物研磨具有含有Ge材料部分的研磨對象物之研磨方法。另外，本發明提供一種包含以前述研磨方法研磨具有含有Ge材料部分之研磨對象物之步驟之基板製造方法。

研磨裝置可使用安裝有保持具有研磨對象物之基板等之載具與可改變轉數之馬達等，且具有可貼附研磨墊(研磨布)之研磨壓盤之一般研磨裝置。

前述研磨墊可無特別限制的使用一般之不織布、聚胺基甲酸酯及多孔質氟樹脂等。研磨墊較好施以可使研磨液積存之溝槽加工。

研磨條件亦無特別限制，例如研磨壓盤之旋轉速度較好為10~500rpm，對具有研磨對象物之基板施加之壓力(研磨壓力)較好為35~700g/cm²(0.5~10psi)。將研磨用組成物供給於研磨墊之方法亦無特別限制，例如可採用泵等連續供給之方法。其供給量並無限制，但較好隨時以本發明之研磨用組成物覆蓋研磨墊表面。

研磨結束後，在水流中洗淨基板，以旋轉乾燥機等甩掉附著於基板上之水滴予以乾燥，而獲得具有含有鍺材料部分之基板。

[實施例]

接著，說明本發明之實施例及比較例。

藉由使膠體二氧化矽、氧化劑及水溶性聚合物與水混合，而調製實施例1~25之研磨用組成物。且，使膠體二氧化矽及氧化劑與水混合而調製比較例1之研磨用組成物。各研磨用組成物中之成分細節示於表1~表3。

關於實施例1~12之各研磨用組成物，如下列般測定膠體二氧化矽每單位表面積吸附之水溶性聚合物之分子數。亦即，在25℃之溫度環境下使各研磨用組成物靜置一天後，以20000rpm之旋轉速度離心分離2小時且回收上澄液。使用燃燒觸媒氧化方式之有機碳測定裝置測量回收之上澄液中之全部有機碳量。且，與其另外準備具有自各研磨用組成物去除膠體二氧化矽之組成的組成物，且在25℃之溫度環境下靜置一天後，同樣使用燃燒觸媒氧化方式之有機碳測定裝置測量組成物中之全部有機碳量。接著，自其減去對應之研磨用組成物之上澄液中之全部有機碳量，算出相對於研磨用組成物中之膠體二氧化矽之水溶性聚合物之全部吸附量。膠體二氧化矽每單位表面積所吸附之水溶性聚合物之分子數可由如此算出之吸附量，基於膠體二氧化矽之表面積及水溶性聚合物之分子量而算出。其結果示於下述表4之”每1μm²膠體二氧化矽之吸附分子數”欄中。

使用實施例1~25及比較例1之各研磨用組成物，以表5所記載之條件研磨矽鍺圖型晶圓與鍺圖型晶圓，所得之凹陷值分別示於表4之”Ge之凹陷”及”SiGe之凹陷”欄中。凹陷係以階差測定機求得。又，研磨時間係設定為直到Ge或SiGe、及TEOS之圖型露出為止之適當時間。

使用實施例1~25及比較例1之各研磨用組成物，以表5所記載之條件研磨矽鍺圖型晶圓與鍺圖型晶圓，所得之腐蝕評價結果分別示於表4之”Ge/TEOS之腐蝕”及 ”SiGe/TEOS之腐蝕”欄中。腐蝕係針對研磨後之各圖型晶圓，使用原子力顯微鏡在Ge或SiGe與TEOS之交界區域測定腐蝕之進行量。腐蝕之進行量為25埃以下時評價為”◎”，大於25埃且小於100埃時評價為”○”，100埃以上時評價為"×"。又，研磨時間係設定為直到Ge或SiGe及TEOS之圖型露出為止之適當時間。

使用實施例1~25及比較例1之各研磨用組成物，以純水洗滌研磨後之矽鍺圖型晶圓及鍺圖型晶圓，且吹拂乾燥空氣進行乾燥後，使用接觸角評價裝置以θ/2法測定水接觸角。其結果示於表4之”水接觸角”欄中。至於具有去除水溶性聚合物之組成之另一組成物係使用比較例1。

如上述表4所示，使用含有水溶性聚合物之實施例1~25之研磨用組成物時，相較於未滿足本發明之條件，亦即不含水溶性聚合物之比較例1之研磨用組成物，確認在抑制矽鍺圖型晶圓、及鍺圖型晶圓之階差上發揮顯著優異之效果。

又，本申請案係基於2012年4月18日申請之日本專利申請案第2012-094584號，其揭示內容全體以參考予以引用。

Claims

一種研磨用組成物，其為研磨具有含有鍺材料之部分的研磨對象物之用途中使用之研磨用組成物，其含有研磨粒、氧化劑及水溶性聚合物。
如請求項1之研磨用組成物，其中前述研磨粒之表面積每1μm²吸附5000個以上之前述水溶性聚合物之分子。
如請求項1或2之研磨用組成物，其中前述水溶性聚合物之胺價為10mgKOH/g以上。
如請求項1~3中任一項之研磨用組成物，其中前述水溶性聚合物具有親水性基，使用前述研磨用組成物研磨前述研磨對象物後之含有前述鍺材料之部分的水接觸角相較於使用具有自該研磨用組成物中去除水溶性聚合物之組成的另一組成物來研磨前述研磨對象物後之含有前述鍺材料之部分之水接觸角為更小。
如請求項1~4中任一項之研磨用組成物，其中前述水溶性聚合物為以化學式：R1-X1-Y1(惟，R1表示烷基、烷基苯基或烯基，X1表示聚氧伸乙基、聚氧伸丙基、或聚(氧伸乙基．氧伸丙基)基，Y1表示SO₃M1基、SO₄M1基、CO₂M1基或PO₃M1₂基(惟，M1表示相對離子))表示之陰離子界面活性劑。
一種研磨方法，其係使用如請求項1~5中任一項之研磨用組成物研磨具有含有鍺材料之部分的研磨對象物。
一種具有含有鍺材料之部分的基板之製造方法，其包含以如請求項6之研磨方法研磨之步驟。