研磨方法及半导体基板的制造方法技术

本发明专利技术提供一种研磨方法及半导体基板的制造方法。所述研磨方法中，硅锗的研磨速度足够高、且抑制硅锗的蚀刻，从而硅锗的研磨速度的选择比足够高。本发明专利技术的研磨方法包括如下工序：使用研磨用组合物对包含硅锗的研磨对象物进行研磨，前述研磨用组合物包含磨粒、无机盐、及具有酸基的研磨促进剂，且pH为8以上。且pH为8以上。

【技术实现步骤摘要】
研磨方法及半导体基板的制造方法


[0001]本专利技术涉及研磨方法及半导体基板的制造方法。

技术介绍

[0002]作为使晶体管的功耗降低、性能(工作特性)提高的技术之一，正在研究使用载流子的迁移率高于Si的高迁移率材料(以下也简称为“高迁移率材料”)的沟道。在使用这样的高迁移率材料制作的载流子的输送特性提高的沟道中，可以提高施加指定的栅压时流过的漏电流。由此能够得到以下优点：可以得到足够高的漏电流并且降低电源电压。该优点可以达成在低电力下的MOSFET(metal oxide semiconductor field
‑
effect transistor，金属氧化物半导体场效应管)更高的性能。
[0003]作为高迁移率材料，III
‑
V族化合物、IV族化合物、Ge(锗)、仅由C(碳)形成的石墨烯等的应用备受期待。特别是正积极地对含有As的III
‑
V族化合物、含有Ge的IV族化合物等进行研究。
[0004]使用了高迁移率材料的沟道可以通过对硅锗(SiGe)这样的研磨对象物进行研磨来形成，所述硅锗具有含有高迁移率材料的部分(以下也称作高迁移率材料部分)和含有硅材料的部分(以下也称作硅材料部分)。此时，除了要求以高研磨速度对高迁移率材料部分进行研磨而加工为平滑的表面外，对研磨对象物的研磨后的表面还要求抑制由蚀刻引起的高度差的产生。例如，日本特开2006
‑
278981号公报(相当于美国专利申请公开第2006/218867号说明书)中公开了一种在对Ge基板进行研磨的用途中使用的研磨用组合物。

技术实现思路

[0005]最近，作为半导体基板，开始使用同时包含硅锗和氮化硅(SiN)等其他材料的基板。对于这样的基板，产生了以高研磨速度对硅锗进行研磨并抑制硅锗的蚀刻，进而选择性地对硅锗进行研磨的全新要求。对于这样的要求，迄今没有任何研究。
[0006]于是，本专利技术的目的在于提供：硅锗的研磨速度足够高，且抑制硅锗的蚀刻，并且硅锗的研磨速度的选择比足够高的研磨方法。
[0007]为了解决上述的全新课题，本专利技术人等反复进行深入研究。结果发现：通过包括使用如下的研磨用组合物对包含硅锗的研磨对象物进行研磨的工序的研磨方法，可以解决上述课题，从而完成了本专利技术，所述研磨用组合物包含磨粒、无机盐、及具有酸基的研磨促进剂、且pH为8以上。
具体实施方式
[0008]以下，对本专利技术的实施方式进行说明。需要说明的是，本专利技术并不仅限定于以下的实施方式。本说明书中，若无特别说明，则操作及物性等的测定以室温(20℃以上25℃以下)/相对湿度40％RH以上且50％RH以下的条件进行。
[0009]本专利技术的一个方式的研磨方法包括使用研磨用组合物对包含硅锗的研磨对象物
进行研磨的工序。前述研磨用组合物包含磨粒、无机盐、及具有酸基的研磨促进剂，且pH为8以上。对于这样的本专利技术的一个方式的研磨方法而言，硅锗的研磨速度足够高，且可以抑制硅锗的蚀刻，硅锗的研磨速度的选择比足够高。
[0010]得到如上所述的本专利技术的效果的机制可以认为如下。但是，下述机制仅为推测，并不由此来限定本专利技术的范围。
[0011]具有酸基的研磨促进剂吸附在通过氧化剂等的作用而被氧化的硅锗膜(以下也简称为Ge氧化膜)的表面，对Ge氧化膜进行部分改性。可以认为，被改性的Ge氧化膜富于加工性而研磨速度提高，难以发生溶解，蚀刻被抑制。虽然具有酸基的研磨促进剂也会吸附在硅锗以外的其他膜的表面上，但其作用弱，不至于对表面进行改性。因此，其他膜的研磨速度被抑制为较低。
[0012]另外，研磨用组合物中包含无机盐，由此研磨用组合物的电导率变高。其结果，可以认为在硅锗膜的表面所形成的双电层被压缩，磨粒的作用提高，硅锗膜的研磨速度变高。
[0013]根据以上的作用机制，认为通过本专利技术的研磨方法可以得到以下效果：硅锗的研磨速度变得足够高，且抑制硅锗的蚀刻，硅锗的研磨速度的选择比足够高。
[0014][研磨对象物][0015]本专利技术的研磨对象物包含硅锗。作为研磨对象物的硅锗中的锗含量优选为10质量％以上。
[0016]若本专利技术的研磨对象物包含硅锗，则也可包含其他含硅材料。作为含硅材料，可举出单质硅、硅化合物。进而，作为单质硅，可举出例如单晶硅、多晶硅(多晶硅、Poly
‑
Si)、非晶硅等。作为硅化合物，可举出例如氮化硅(SiN)、氧化硅(SiO2)、碳化硅等。作为含硅材料，还包括相对介电常数为3以下的低介电常数材料。
[0017]作为包含氧化硅的膜的例子，可举出例如将原硅酸四乙酯用作前体生成的TEOS(Tetraethyl Orthosilicate)型氧化硅膜(以下也简称为“TEOS膜”)、HDP(高密度等离子体，High Density Plasma)膜、USG(未掺杂的硅玻璃，Undoped Silicate Glass)膜、PSG(磷硅酸盐玻璃，Phosphorus Silicate Glass)膜、BPSG(硼磷硅玻璃，Boron
‑
Phospho Silicate Glass)膜、RTO(快速热氧化，Rapid Thermal Oxidation)膜等。
[0018]接着，对本专利技术的研磨方法中使用的研磨用组合物的构成进行详细说明。
[0019]本专利技术所使用的研磨用组合物包含磨粒、无机盐、及具有酸基的研磨促进剂，pH为8以上。即，本专利技术也提供用于对包含硅锗的研磨对象物进行研磨而使用的研磨用组合物，所述研磨用组合物包含磨粒、无机盐、及具有酸基的研磨促进剂，且pH为8以上。
[0020][磨粒][0021]本专利技术所使用的研磨用组合物包含磨粒。磨粒具有对研磨对象物进行机械研磨的作用，使利用研磨用组合物的研磨对象物的研磨速度提高。
[0022]所使用的磨粒为无机颗粒、有机颗粒、及有机无机复合颗粒均可。作为无机颗粒的具体例，可举出例如：由二氧化硅、氧化铝、氧化铈、氧化钛等金属氧化物形成的颗粒；氮化硅颗粒；碳化硅颗粒；氮化硼颗粒。作为有机颗粒的具体例，可举出例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)颗粒。该磨粒可以单独使用也可混合两种以上使用。另外，该磨粒使用市售品或合成品均可。
[0023]这些磨粒之中，优选二氧化硅，特别优选胶体二氧化硅。
[0024]磨粒的形状并无特别限制，可以为球形，也可以为非球形。作为非球形的具体例，可举出三棱柱、四棱柱等多棱柱状；圆柱状、圆柱的中央部分比端部更为膨胀的稻草包状、圆盘的中央部贯通的面包圈状(donut shape)、板状、中央部具有收缩的所谓的茧形、多个颗粒一体化而成的所谓的缔合型球形、表面具有多个突起的所谓的金平糖形、橄榄球形等各种形状，没有特别限制。
[0025]使用胶体二氧化硅作为磨粒时，胶体二氧化硅的表面也可利用硅烷偶联剂等进行表面修饰。
[0026]作为利用硅烷偶联剂对胶体二氧化硅的表面进行表面修饰的方法，可举出如下的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种研磨方法，其包括如下工序：使用研磨用组合物对包含硅锗的研磨对象物进行研磨，所述研磨用组合物包含磨粒、无机盐、及具有酸基的研磨促进剂，且pH为8以上。2.根据权利要求1所述的研磨方法，其中，所述研磨促进剂为选自由N
‑
(2
‑
羟乙基)乙二胺
‑
N,N
’
,N
’‑
三乙酸、N,N,N
’
,N
’‑
乙二胺四(亚甲基膦酸)、2
‑
膦酸基丁烷
‑
1,2,4
‑
三羧酸、N,N
‑
二(2
‑
羟乙基)甘氨酸、天冬氨酸、及(S,S)
‑
乙二胺
‑
N,N
’‑
二琥珀酸组成的组中的至少一种。3.根据权利要求1所述的研磨方法，其中，所述研磨促进剂为N,N,N
’
,N
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉崎幸信，枪田哲，井川裕文，
申请(专利权)人：福吉米株式会社，
类型：发明
国别省市：