(57)【要約】      （修正有）【課題】ＧａＡｓウエハの研磨において除去速度、研磨されたウエハの表面粗さと合計厚さ変化量などの各性能指標が優れるものとなり、洗浄が容易で、装置を腐食することがなく、有害な金属イオンを導入することもなく、長期間に渡って６〜１０時間連続的に繰り返し使用することができ、資源を大幅に節約し、コストを削減でき、調整方法のステップ及び操作が簡単であり、各原料を十分に機能させることができる研磨液を提供する。【解決手段】ＣＭＰ研磨液は、１００重量部あたりの研磨液において、研磨材０.１〜５０部、界面活性剤０.００１〜０.４部、皮膜形成剤０.００１〜０.６部、ｐＨ調整剤０.０５〜１０部、研磨促進剤０.０１〜４部が含まれ、残部が脱イオン水であり、研磨液のｐＨの範囲が９.５〜１２.５である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
１００重量部あたりの研磨液において、研磨材０.１〜５０部、界面活性剤０.００１〜０.４部、皮膜形成剤０.００１〜０.６部、ｐＨ調整剤０.０５〜１０部、研磨促進剤０.０１〜４部が含まれ、残部が脱イオン水であり、研磨液のｐＨの範囲が９.５〜１２.５であることを特徴とするＣＭＰ研磨液。
【請求項２】
１００重量部あたりの研磨液において、研磨材１〜４５部、界面活性剤０.００５〜０.２部、皮膜形成剤０.０２〜０.４部、ｐＨ調整剤０.１〜８部、研磨促進剤０.０５〜２部が含まれ、残部が脱イオン水であり、研磨液のｐＨの範囲が１０〜１２であることを特徴とする請求項１に記載の研磨液。
【請求項３】
前記研磨材がシリカゾル、アルミナゾル、ジルコニアゾル、セリウムゾル、チタンゾルのうちの一種または複数種の組み合わせであることを特徴とする請求項１または２に記載の研磨液。
【請求項４】
前記ゾルにおけるゾル粒子の粒子径範囲が５ｎｍ〜１５０ｎｍであり、前記ゾルのｐＨが８〜１０であることを特徴とする請求項３に記載の研磨液。
【請求項５】
前記界面活性剤が、アルキルフェノールエトキシレート、脂肪族アルコールエトキシレート、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリプロピレングリコールのエチレンオキシド付加物、ソルビタンエステル、ツインまたはアルカノールアミドのうちの一種または複数種の組み合わせであることを特徴とする請求項１または２に記載の研磨液。
【請求項６】
前記皮膜形成剤がセルロースエーテル類、アクリル共重合体、ポリエチレン系共重合体、炭化水素系共重合体またはシリコーンポリマーのうちの一種または複数種の組み合わせであり、若しくはそれらが相互に変性した品種であることを特徴とする請求項１または２に記載の研磨液。
【請求項７】
前記ｐＨ調整剤が水酸化物、塩基性無機塩または第一級アミン、第三級アミン、第四級アンモニウム塩基またはイミンのうちの一種または複数種の組み合わせであることを特徴とする請求項１または２に記載の研磨液。
【請求項８】
前記研磨促進剤がフェレート、過硫酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、過塩素酸塩、次亜塩素酸塩または過ヨウ素酸塩のうちの一種または複数種の組み合わせであることを特徴とする請求項１または２に記載の研磨液。
【請求項９】
前記界面活性剤がオクチルフェノールエトキシレート、脂肪族アルコールエトキシレート、アリルポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエポキシエーテル、ラウリン酸ジエタノールアミド、ツインまたはポリオキシエチレン脂肪酸エステルであり、および／または
前記皮膜形成剤がアクリル酸−アクリル酸ヒドロキシプロピル共重合体、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルカルボキシメチルセルロース、ポリエチレングリコールまたは水溶性シリコーンオイルであり、および／または
前記ｐＨ調整剤がアンモニア水、炭酸ナトリウム、トリエタノールアミン、メチルアミン、水酸化テトラメチルアンモニウム、または炭酸ナトリウムと水酸化テトラメチルアンモニウムとの組成物、またはメチルアミンとヘキサメチレンテトラミンとの組成物であり、および／または
前記研磨促進剤がフェレート、過硫酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、過塩素酸塩、次亜塩素酸塩または過ヨウ素酸塩のナトリウム塩またはカリウム塩であることを特徴とする請求項１または２に記載の研磨液。
【請求項１０】
前記研磨材がシリカゾル、アルミナゾル、ジルコニアゾル、セリウムゾル、チタンゾルのうちの一種または複数種の組み合わせであり、前記ゾルのｐＨが８〜１０であり、前記ゾルにおけるゾル粒子の粒子径範囲が５ｎｍ〜１５０ｎｍであり、
前記皮膜形成剤がアクリル酸−アクリル酸ヒドロキシプロピル共重合体、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルカルボキシメチルセルロース、ポリエチレングリコールまたは水溶性シリコーンオイルであり、
前記界面活性剤がオクチルフェノールエトキシレート、脂肪族アルコールエトキシレート、アリルポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエポキシエーテル、ラウリン酸ジエタノールアミド、ツインまたはポリオキシエチレン脂肪酸エステルであり、
前記研磨促進剤がフェレート、過硫酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、過塩素酸塩または次亜塩素酸塩または過ヨウ素酸塩のナトリウム塩またはカリウム塩であり、
前記ｐＨ調整剤がアンモニア水、炭酸ナトリウム、トリエタノールアミン、メチルアミン、水酸化テトラメチルアンモニウム、または炭酸ナトリウムと水酸化テトラメチルアンモニウムとの組成物、またはメチルアミンとヘキサメチレンテトラミンとの組成物であることを特徴とする請求項２に記載の研磨液。
【請求項１１】
（１）攪拌しながら研磨材と水を均一に混合するステップ、
（２）ステップ（１）の溶液に、攪拌しながら界面活性剤を添加し、添加し終わった後、均一に混合するまで攪拌し続けるステップ、
（３）ステップ（２）で得られた溶液に、攪拌しながら皮膜形成剤を添加し、添加し終わった後、均一に混合するまで攪拌し続けるステップ、
（４）ステップ（３）で得られた溶液に、攪拌しながらｐＨ調整剤を添加し、添加し終わった後、均一に混合するまで攪拌し続けるステップ、
（５）ステップ（４）で得られた溶液に、攪拌しながら研磨促進剤を添加し、添加し終わった後、各成分が十分均一に混合するまで攪拌し続けるステップ、
（６）ステップ（５）で得られた溶液を濾過するステップを含むことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の研磨液の調製方法。
【請求項１２】
（１）まず、超純水で界面活性剤、皮膜形成剤、ｐＨ調整剤、研磨促進剤をそれぞれ溶解または希釈し、前記界面活性剤を溶解または希釈する過程で、十分な量の超純水を添加してそれを充分に攪拌するステップ、
（２）攪拌しながら研磨材と超純水を混合し、５〜７ｍｉｎ攪拌し、それらを均一に混合させるステップ、
（３）ステップ（２）に記載の溶液に、攪拌しながら溶解または希釈された界面活性剤を添加し、添加し終わった後、５〜７ｍｉｎ攪拌し続け、それらを均一に混合させるステップ、
（４）ステップ（３）で得られた溶液に、攪拌しながら溶解または希釈された皮膜形成剤を添加し、添加し終わった後、５〜７ｍｉｎ攪拌し続け、それらを均一に混合させるステップ、
（５）ステップ（４）で得られた溶液に、攪拌しながら溶解または希釈されたｐＨ調整剤を添加し、添加し終わった後、５〜７ｍｉｎ攪拌し続け、それらを均一に混合させるステップ、
（６）ステップ（５）で得られた溶液に、攪拌しながら溶解または希釈された研磨促進剤を添加し、添加し終わった後、１０〜１５ｍｉｎ攪拌し続け、各成分を均一になるまでよく混合させるステップ、
（７）ステップ（６）で得られた溶液を濾過するステップを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の研磨液のＧａＡｓウエハ研磨における応用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１７年１２月１９日に出願された、発明名称が「ＣＭＰ研磨液およびそのＧａＡｓウエハ研磨における応用」である中国特許出願第２０１７１１３７６７６６．Ｘ号と、発明名称が「ＣＭＰ研磨液の調製方法」である中国特許出願第２０１７１１３７７６９９．３号とを引用し、引用により前記２件の特許出願の内容全体を本願に援用する。
【０００２】
［技術分野］
本発明は、半導体加工の技術分野に属すものであり、具体的には、ＣＭＰ研磨液及びそのＧａＡｓウエハ研磨における応用に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）は、高い電子移動度、広い禁止帯と直接遷移、および低い消費電力などの特性を有する極めて重要な第二代の半導体材料であり、マイクロエレクトロニクスおよび光電子産業、特に国防と衛星通信分野において、非常に重要な役割を果たしている。ＧａＡｓで製作した半導体デバイスは、高周波、高温、低温における性能がよく、およびノイズが低く、耐放射線能力が強いなどの利点を有する。ＧａＡｓは優れる性能を有するが、高温分解するため、理想的な化学配合を有する高純度の単結晶材料を製造する技術の難易度が比較的に高くなっている。ＧａＡｓは、現在において生産量が最も多く、応用範囲が最も広い化合物半導体材料であり、重要性がシリコンに次ぐ半導体材料である。
【０００４】
ＧａＡｓ材料の優れる特性のため、中国および世界の各主要国は、その関連産業の発展を積極的に支援している。スマートフォンが４Ｇ時代に入り、さらに５Ｇ及びＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｏｆ  Ｔｈｉｎｇｓ）の勃興につれ、マルチモード・マルチバンドのＧａＡｓマイクロ波電力装置の需要が大幅に増加している。これからの数年間、中国の光通信やその他の新しい産業（例えば太陽光フィルム）の急速な発展に伴い、ＧａＡｓ材料の市場需要はさらに拡大する。２０２２年までに、中国のＧａＡｓ市場の売上高が１００億元に達すると推定されている。
【０００５】
ＧａＡｓ回路およびデバイスは、いずれも研磨されたＧａＡｓウエハを基板とし、研磨されたウエハの表面品質は、デバイスの性能と歩留まりを直接に影響し、研磨されたウエハの表面品質が良好であるほど、デバイスの性能および歩留まりが高くなる。ＧａＡｓウエハは、純粋なＧａと純粋なＡｓから合成して成長させることで得られる単結晶材料を、切断、摩擦、研磨などのプロセスを経て作製されるものであるため、研磨プロセスはＧａＡｓウエハが最終的に超精密な表面の条件に達するための重要なプロセスである。現在では、国内外で一般的に使用されている研磨プロセスは、化学機械研磨（ＣＭＰ）プロセスである。ＣＭＰプロセスは、化学的なエッチングと機械的な研磨を交互に作用させる組合せプロセスであり、化学研磨と機械研磨の利点を結合したもので、研磨液による化学的なエッチング作用と研磨材による機械的な研磨作用により、良好な研磨機の性能および適切な研磨パッドに基づき、ＧａＡｓウエハに非常に滑らかで極めて平坦な表面を付与するため、研磨機、研磨パッド以外に、ＣＭＰ研磨液も研磨されたウエハの表面品質を決める因子である。
【０００６】
中国特許ＣＮ１０６８３３３８９Ａには、ガリウムヒ素ウエハに適用する化学機械研磨組成物が開示され、当該研磨組成物の除去速度は高いが、研磨されたウエハの表面粗さが高く、ただ１ｎｍ以下であるだけである。また、当該研磨組成物が酸性であり、使用過程で装置に対する腐食が深刻で、金属汚染が導入されてしまうことになる。
【０００７】
中国特許ＣＮ１０５３８２６７６Ａには、ガリウムヒ素ウエハの研磨方法が開示され、当該研磨方法で調製した研磨液によって研磨されたウエハの表面粗さは０.４ｎｍ以下であり、表面粗さが比較的に良好であるが、さらに向上させる余地がある。また、プロセスが複雑で２段研磨が必要であり、研磨後のウエハの平坦度が著しく劣化している。
【０００８】
中国特許ＣＮ１０１４７５７７８Ａ及びＣＮ１０１０８１９６６Ａには、それぞれガリウムヒ素ウエハに用いされる研磨組成物及びその調製方法、ガリウムヒ素ウエハに用いられる研磨液及びその調製方法が開示され、これらの２つの研磨液を用いてウエハ研磨を行う場合、研磨除去速度と研磨後の表面粗さは、いずれも望ましい要求を満たすことが困難である。
【０００９】
また、中国特許には、ＧａＡｓウエハ加工用化学機械研磨液に関する報告がいくつかあり、中国の国内企業も中国産のＧａＡｓウエハ加工用化学機械研磨液を使用しているが、それらはすべて使い捨てであり、繰返し使用することはできず、繰り返し使用できるＧａＡｓウエハ加工用化学機械研磨液に関する報告または使用例はいまだにない。使い捨ての研磨液は膨大な浪費を生じさせるだけでなく、製造コストも大幅に増加してしまう。このため、繰り返し使用可能なＧａＡｓウエハ加工用化学機械研磨液についての体系的な検討を行う必要がある。
【００１０】
一方、ＣＭＰ研磨液にとって、配合以外に、調製方法もその性能にある程度の影響を及ぼす。従来の中国特許文献にはＧａＡｓウエハのＣＭＰ研磨液の調製方法に関する報告が少なく、中国特許ＣＮ１０１４７５７７８ＡとＣＮ１０１０８１９６６Ａの２件しかないが、上記２つの報告の調製方法には、いずれも、例えば操作コストが高いなどの一定の問題がある。このため、ＣＭＰ研磨液の調製方法に対するさらなる研究が求められている。
【発明の概要】
【００１１】
第一に、本発明は、１００重量部あたりの研磨液において、研磨材０.１〜５０部、界面活性剤０.００１〜０.４部、皮膜形成剤０.００１〜０.６部、ｐＨ調整剤０.０５〜１０部、研磨促進剤０.０１〜４部が含まれ、残部が脱イオン水であり、研磨液のｐＨの範囲が９.５〜１２.５である、ＧａＡｓウエハ加工用ＣＭＰ研磨液を提供することを目的とする。
【００１２】
１００重量部あたりの研磨液において、研磨材１〜４５部、界面活性剤０.００５〜０.２部、皮膜形成剤０.０２〜０.４部、ｐＨ調整剤０.１〜８部、研磨促進剤０.０５〜２部が含まれ、残部が脱イオン水であり、研磨液のｐＨの範囲が１０〜１２であることが好ましい。
【００１３】
前記研磨材がシリカゾル、アルミナゾル、ジルコニアゾル、セリウムゾル、チタンゾルのうちの一種または複数種の組み合わせであることが好ましい。上記シリカゾル、アルミナゾル等は、ゾル粒子の水溶液を意味する。当分野で一般的に使用されるゾルの濃度は全て本発明を実現でき、本発明において特に限定しないが、例えば、重量として、シリカゾル、アルミナゾル、ジルコニアゾル、セリウムゾルまたはチタンゾルの濃度が１０％であってもよく、５０％であってもよい。上記研磨材は水性多孔性コロイド研磨材であり、その硬度はＧａＡｓ材料の硬度よりはるかに低く、ウエハに物理的損傷を与えることがなく、ウエハの表面粗さの改善に有益である。
【００１４】
前記ゾルにおけるゾル粒子の粒子径範囲が５ｎｍ〜１５０ｎｍであり、ゾルのｐＨが８〜１０であることが好ましい。
【００１５】
前記ゾルにおけるゾル粒子の粒子径範囲が１０ｎｍ〜１００ｎｍであることがさらに好ましい。
【００１６】
前記界面活性剤が、アルキルフェノールエトキシレート、脂肪族アルコールエトキシレート、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリプロピレングリコールのエチレンオキシド付加物、ソルビタンエステル、ツインまたはアルカノールアミドのうちの一種または複数種の組み合わせであることが好ましい。
【００１７】
オクチルフェノールエトキシレート、脂肪族アルコールエトキシレート、アリルポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエポキシエーテル、ラウリン酸ジエタノールアミド、ツインまたはポリオキシエチレン脂肪酸エステルであることがさらに好ましい。本発明で用いられる界面活性剤は、研磨剤の均一な分散を維持し、研磨液の表面張力を大幅に低下させることができ、本発明で用いられる皮膜形成剤と併用することで、研磨液が研磨パッドとウエハの表面により均一な皮膜層を形成し、これにより、研磨液が研磨パッドにより均一に分布し、よって、ウエハの表面粗さ及び合計厚さ変化量に寄与する。
【００１８】
前記皮膜形成剤がセルロースエーテル類、アクリル共重合体、ポリエチレン系共重合体、炭化水素系共重合体またはシリコーンポリマーのうち的一種または複数種の組み合わせであり、若しくはそれらが相互に変性した品種であることが好ましい。
【００１９】
アクリル酸−アクリル酸ヒドロキシプロピル共重合体、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルカルボキシメチルセルロース、ポリエチレングリコールまたは水溶性シリコーンオイルであることがさらに好ましい。本発明で用いられる皮膜形成剤は、研磨液が研磨パッドとウエハの表面に均一な皮膜層を形成し、研磨液を研磨パッド上に均一に分布させるのに有益である。
【００２０】
前記ｐＨ調整剤が水酸化物、塩基性無機塩または第一級アミン、第三級アミン、第四級アンモニウム塩基、イミンのうちの一種または複数種の組み合わせであることが好ましい。
【００２１】
前記ｐＨ調整剤がアンモニア水、炭酸ナトリウム、トリエタノールアミン、メチルアミン、水酸化テトラメチルアンモニウム、炭酸ナトリウムと水酸化テトラメチルアンモニウムとの組成物、またはメチルアミンとヘキサメチレンテトラミンとの組成物であることがさらに好ましい。本発明で用いられるｐＨ調整剤は、研磨液における他の成分と化学反応を起こさないが、ＧａＡｓとある程度の化学反応を起こすため、長時間放置される場合、研磨液のｐＨを安定的に保つことができ、研磨促進剤と相乗的に作用して、研磨液に安定な比較的に高い研磨速度を与える。
【００２２】
前記研磨促進剤がフェレート、過硫酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、過塩素酸塩、次亜塩素酸塩または過ヨウ素酸塩のうちの一種または複数種の組み合わせであることが好ましい。
【００２３】
上記の塩は、ナトリウム塩またはカリウム塩であることがさらに好ましい。本発明で用いられる研磨促進剤は研磨液で安定的に存在し、経時的に徐々に分解または加水分解せず、ＧａＡｓとの反応生成物の除去がより容易であり、研磨液の研磨効率が安定し、研磨されたウエハの洗浄が容易になる。
【００２４】
好ましい配合として、１００重量部あたりの研磨液において、研磨材１〜４５部、界面活性剤０.００５〜０.２部、皮膜形成剤０.０２〜０.４部、ｐＨ調整剤０.１〜８部、研磨促進剤０.０５〜２部が含まれ、残部が脱イオン水であり、研磨液のｐＨの範囲が１０〜１２であり、
前記研磨材がシリカゾル、アルミナゾル、ジルコニアゾル、セリウムゾル、チタンゾルのうちの一種または複数種の組み合わせであり、前記ゾルのｐＨが８〜１０であり、ゾルにおけるゾル粒子の粒子径範囲が５ｎｍ〜１５０ｎｍであり、
前記皮膜形成剤がアクリル酸−アクリル酸ヒドロキシプロピル共重合体、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルカルボキシメチルセルロース、ポリエチレングリコールまたは水溶性シリコーンオイルであり、
前記界面活性剤がオクチルフェノールエトキシレート、脂肪族アルコールエトキシレート、アリルポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエポキシエーテル、ラウリン酸ジエタノールアミド、ツインまたはポリオキシエチレン脂肪酸エステルであり、
前記研磨促進剤がフェレート、過硫酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、過塩素酸塩または次亜塩素酸塩または過ヨウ素酸塩のナトリウム塩またはカリウム塩であり、
前記ｐＨ調整剤がアンモニア水、炭酸ナトリウム、トリエタノールアミン、メチルアミン、水酸化テトラメチルアンモニウム、または炭酸ナトリウムと水酸化テトラメチルアンモニウムとの組成物、またはメチルアミンとヘキサメチレンテトラミンの組成物である。
【００２５】
さらに好ましい配合として、１００重量部あたりの研磨液において、
研磨材であるシリカゾル１５部とセリウムゾル２部、皮膜形成剤であるポリエチレングリコール０.１５部、界面活性剤であるラウリン酸ジエタノールアミド０.２部、研磨促進剤である次亜塩素酸カリウム２部、ｐＨ調整剤である水酸化テトラメチルアンモニウム７部が含まれ、残部が脱イオン水であり、
あるいは、研磨材であるシリカゾル３部、皮膜形成剤である水溶性シリコーンオイル０.２部、界面活性剤であるラウリン酸ジエタノールアミド０.０２部、研磨促進剤である次亜塩素酸カリウム０.０５部、ｐＨ調整剤である水酸化テトラメチルアンモニウム０.１部が含まれ、残部が脱イオン水であり、
あるいは、研磨材であるシリカゾル１５部、皮膜形成剤であるヒドロキシエチルカルボキシメチルセルロース０.２部、界面活性剤である脂肪族アルコールエトキシレート０.１部、研磨促進剤である過硫酸ナトリウム０.１部、ｐＨ調整剤である炭酸ナトリウム６部が含まれ、残部が脱イオン水であり、
あるいは、研磨材であるシリカゾル１部、皮膜形成剤であるアクリル酸−アクリル酸ヒドロキシプロピル共重合体０.０２部、界面活性剤であるポリオキシエチレン脂肪酸エステル０.０６部、研磨促進剤である過塩素酸ナトリウム０.０５部、ｐＨ調整剤であるメチルアミン２部が含まれ、残部が脱イオン水であり、
あるいは、研磨材であるシリカゾル１０部とチタンゾル５部、皮膜形成剤であるヒドロキシエチルカルボキシメチルセルロース０.１５部、界面活性剤であるアリルポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエポキシエーテル０.０６部、研磨促進剤である過マンガン酸カリウム０.５部、ｐＨ調整剤である水酸化テトラメチルアンモニウム１部が含まれ、残部が脱イオン水である。
【００２６】
本発明の別の目的は、
（１）攪拌しながら研磨材と水を均一に混合するステップ、
（２）ステップ（１）に記載の溶液に、攪拌しながら界面活性剤を添加し、添加し終わった後、均一に混合するまで攪拌し続けるステップ、
（３）ステップ（２）で得られた溶液に、攪拌しながら皮膜形成剤を添加し、添加し終わった後、均一に混合するまで攪拌し続けるステップ、
（４）ステップ（３）で得られた溶液に、攪拌しながらｐＨ調整剤を添加し、添加し終わった後、均一に混合するまで攪拌し続けるステップ、
（５）ステップ（４）で得られた溶液に、攪拌しながら研磨促進剤を添加し、添加し終わった後、各成分が十分均一に混合するまで攪拌し続けるステップ、
（６）ステップ（５）で得られた溶液を濾過するステップを含む、前記研磨液の調製方法を提供することである。
【００２７】
従来の方法に従って、研磨材以外の各成分を直接に混合すると、各成分は相互に作用し、それらが有するべき作用が影響を受けることになる。例えば、皮膜形成剤と界面活性剤の分子鎖の間に絡み合いが生じ、皮膜形成剤及び界面活性剤の有するべき作用が影響され、研磨材の表面活性、分散性及び研磨液の成膜性などのあるべき向上を得るのに不利である。研磨材の表面活性のあるべき向上が得られず、研磨後のウエハの表面の洗浄に悪影響を与え、表面に吸着した研磨材の粒子が洗い落とされ難くなるだけでなく、研磨材の分散性も影響され、ひいては、研磨材の凝集が生じることもある。研磨液の成膜性が悪いと、研磨パッド及びウエハの表面における研磨液の分布の均一性はあるべき効果を達成できず、ウエハの表面の研磨の均一性は理想的な状態に達成し難く、最終的には研磨液の除去速度、研磨後のウエハの表面粗さと合計厚さ変化量、及び後の洗浄品質などの各性能指標に影響を及ぼすことになる。一方、上記の順番で各原料を添加することにより、上記の状況の発生が極力回避され、研磨液の最終の研磨性能を向上させることができる。
【００２８】
前記研磨材が二種類または二種類以上の成分を含む場合、前記方法が研磨材を予め均一に混合する操作をさらに含むことが好ましい。
【００２９】
好ましくは、用いられる界面活性剤、皮膜形成剤、ｐＨ調整剤、研磨促進剤などを研磨材に添加する前に、水で溶解または希釈する必要がある。これらの試薬は固体であるか、もしくは一定の粘度を有する液体であり、そして使用されるコロイド研磨材もある程度の粘度を有し、これらの試薬を直接に研磨材に添加すると、攪拌時間を長くしても均一に分散しにくい。固体試薬の溶解過程では、ナノスケールの研磨材が強い吸着力を有するため、研磨材が固体試薬の周りに吸着して固体試薬を包囲し、固体試薬の溶解を阻止するかあるいは遅延させ、濾過する際に、これら完全に希釈または溶解していない試薬は濾過され、研磨液の性能に重大な影響を与える。
【００３０】
好ましくは、界面活性剤を溶解または希釈する過程で、よく攪拌する必要があり、許容される範囲内で添加される水が多いほど良好である。
【００３１】
好ましくは、混合過程中の攪拌器の回転速度が、研磨液が飛散しない最高の攪拌速度であることが最も好ましい。速度が速いほど、研磨液の均一な混合がより容易になり、混合時間も比較的に短くなる。研磨液が攪拌の際に飛散すると、攪拌軸、攪拌容器上に飛散した研磨液中の研磨材が乾燥結晶を生じ、乾燥結晶の殆どが研磨液中に落ちるが、乾燥して結晶化した研磨材はもはや分散することができなくなり、硬度もコロイド研磨材よりはるかに高く、微細な結晶研磨材を、濾過によって除去することが困難であり、研磨の過程でウエハを傷つけることになる。
【００３２】
研磨液の調製に用いられる水が脱イオン水であることが好ましく、用いられる水が純水であることがさらに好ましく、用いられる水が超純水であることが最も好ましい。超純水における無機イオン不純物、有機不純物（アルキルベンゼンスルホン酸、油、有機鉄、有機アルミニウム及びその他の炭化水素化合物など）、粒子状不純物（粉塵、酸化鉄、アルミニウム、コロイダルシリカなど）、微生物の不純物（バクテリア、プランクトン、藻類など）、溶存ガス不純物（Ｎ２、Ｏ２、ＣＯ２、Ｈ２Ｓなど）などが全て極めて低いレベルとなるように除去されているため、研磨液の性能への影響を最大限抑えるか、または減らすことができる。
【００３３】
ステップ（１）〜（４）に記載の攪拌し続ける時間が全て５〜７ｍｉｎであり、ステップ（５）に記載の攪拌し続ける時間が１０〜１５ｍｉｎであることが好ましい。上記攪拌時間によれば、原料をよく攪拌できるだけでなく、長時間の攪拌による時間の浪費もない。
【００３４】
好ましい態様として、本発明の一態様が、
（１）まず、超純水で界面活性剤、皮膜形成剤、ｐＨ調整剤及び研磨促進剤をそれぞれ溶解または希釈し、前記界面活性剤を溶解または希釈する過程で、十分な量の超純水を添加してそれをよく攪拌するステップ、
（２）攪拌しながら研磨材と超純水を混合し、５〜７ｍｉｎ攪拌し、それらを均一に混合させるステップ、
（３）ステップ（２）に記載の溶液に、攪拌しながら溶解または希釈された界面活性剤を添加し、添加し終わった後、５〜７ｍｉｎ攪拌し続け、それらを均一に混合させるステップ、
（４）ステップ（３）で得られた溶液に、攪拌しながら溶解または希釈された皮膜形成剤を添加し、添加し終わった後、５〜７ｍｉｎ攪拌し続け、それらを均一に混合させるステップ、
（５）ステップ（４）で得られた溶液に、攪拌しながら溶解または希釈されたｐＨ調整剤を添加し、添加し終わった後、５〜７ｍｉｎ攪拌し続け、それらを均一に混合させるステップ、
（６）ステップ（５）で得られた溶液に、攪拌しながら溶解または希釈された研磨促進剤を添加し、添加し終わった後、１０〜１５ｍｉｎ攪拌し続け、各成分を均一になるまでよく混合させるステップ、
（７）ステップ（６）で得られた溶液を濾過するステップを含む。
【００３５】
本発明の最後の目的は、本発明に記載の研磨液のＧａＡｓウエハ研磨における応用を保護することである。
【００３６】
好ましい応用態様として、前記研磨液を研磨過程で繰り返し使用することができる。
【００３７】
本発明に記載の研磨液は複数回使用でき、１回目の研磨が終了した後、研磨液を濾過して引き続き使用することができる。
【００３８】
好ましい態様として、研磨液の投入用ダクトに一つの濾過装置を追加する。研磨が完了した後の研磨液は、排液法により液体貯蔵タンクに入り、次にポンプで投入用ダクトに送られ、投入用ダクトの濾過装置によって濾過された後、繰り返し使用が実現される。
【発明の効果】
【００３９】
本発明に記載の研磨液は、以下のような有益な効果を有する。
【００４０】
（１）本発明の研磨液を用いてＧａＡｓウエハを研磨することにより、研磨除去速度、研磨された後のウエハの表面粗さ及び合計厚さ変化量などの各性能指標がより望ましい要求を満たすことができ、研磨效果が安定なものとなり、除去速度が１μｍ／ｍｉｎより高く、粗さが０.２ｎｍより低く、合計厚さ変化量が５μｍ未満であり、そして洗浄が容易で、装置を腐食することなく、有害な金属イオンを導入することもない。
【００４１】
（２）本発明により提供される研磨液は、６〜１０時間繰り返し使用することができる。繰り返し使用する期間内に、研磨液の研磨除去速度、研磨された後のウエハの表面粗さ及び合計厚さ変化量などの各性能指標はすべて安定的に維持され、資源が大幅に節約され、製造コストが低減される。
【００４２】
（３）本発明の方法では、クリーンルーム及び真空負圧撹拌装置を必要とせず、通常の密閉空間及び攪拌装置のみを必要とするため、製造コスト及び日常のメンテナンスコストが節約される。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下の実施形態は、本発明に対するさらなる詳細な説明であり、以下に列挙する実施例は、本発明により得られる実質的な顕著の進歩を説明する単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではなく、当業者が容易に行い得る修正および変更は、全て本発明の範囲および添付の特許請求の範囲に含まれるものである。
【００４４】
実施例１〜１３及び比較例１〜９の研磨液の組成成分、各成分の添加量および研磨試験後に測定した対応ウエハの除去速度、表面粗さおよび合計厚さ変化量を表１に示す。表１の下の注釈は表における略称が表す化学物質の説明である。
【００４５】
【表１】
2019110285.tif 000002
【００４６】
注釈：
アルミナゾル − Ｄａｌｉａｎ  Ｓｎｏｗｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓ＆Ｔ  ＣＯ．，  Ｌｔｄ．より購入
チタンゾル − Ｈｅｆｅｉ  Ｘｉａｎｇｚｈｅｎｇ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏ．，  Ｌｔｄ．より購入
ジルコニアゾル − Ｂｅｉｊｉｎｇ  Ｂｏｙｕ  Ｇａｏｋｅ  Ｎｅｗ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏ．，  Ｌｔｄ．より購入
ＡＡ/ＨＰＡ − アクリル酸−アクリル酸ヒドロキシプロピル共重合体、Ｓｈａｎｄｏｎｇ  Ｔａｉｈｅ  Ｗａｔｅｒ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｃｏ．，  Ｌｔｄ．より購入
ＣＭＨＥＣ − カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース、Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ  ＪｉｎｈｕａＣｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏ．，  Ｌｔｄ．より購入
ＨＥＣＭＣ − ヒドロキシエチルカルボキシメチルセルロース、Ｈｕｂｅｉ  Ｘｉａｎｇｔａｉ  Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  Ｃｏ．，  Ｌｔｄ．より購入
ＯＰＥ − オクチルフェノールエトキシレート、Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ  Ｒｕｉｙａｇｎ  Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ  Ｃｏ．，  Ｌｔｄ．より購入
Ｏ−１０ − ペドレガル（脂肪族アルコールエトキシレート）、Ｘｉｎｇｔａｉ  Ｘｉｎｌａｎｘｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏ．，  Ｌｔｄ．より購入
ＡＥＰＨ − アリルポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエポキシエーテル、ＨａｎｇｚｈｏｕＤｅｖｅｌｙ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏ．，  Ｌｔｄ．より購入
ＬＤＥＡ − ラウリン酸ジエタノールアミド、Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ  Ｚｈｏｎｇｈａｉ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．，  Ｌｔｄ．より購入
ＬＡＥ−９ − ポリオキシエチレンラウレート（ポリオキシエチレン脂肪酸エステル）、Ｓｈａｎｇｈａｉ  Ｃａｐｉｔａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより購入
ＴＭＡＨ − 水酸化テトラメチルアンモニウム
ＬＳＡ − ヘキサメチレンテトラミン
１２２７ − ドデシルジメチルベンジルアンモニウムクロリド、Ｊｉｎｇｚｈｏｕ  ＸｉｎｊｉｎｇＣｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．，  Ｌｔｄ．より購入
ＡＥＳ − 脂肪族アルコールポリオキシエチレンエーテル硫酸ナトリウム、Ｑｉｎｇｄａｏ  Ｈｉｇｈｌｙ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｎｅｗ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｃｏ．，  Ｌｔｄ．より購入
【００４７】
表１の実施例１〜１３から、本発明が提供する研磨液を用いてＧａＡｓウエハを研磨すると、研磨されたウエハの除去速度が全て１μｍ／ｍｉｎ以上であり、最高１.１７３μｍ／ｍｉｎに達することができ、研磨された後のウエハの表面粗さが全て０.２ｎｍより低く、最低０.１６９ｎｍに達しており、合計厚さ変化量が全て５μｍ以下であり、最小値が３μｍで、表面精度が非常に高いことが分かる。
【００４８】
比較例１及び２において、研磨液は皮膜形成剤または界面活性剤を添加せずに調製されたものであり、比較例４〜６において、研磨液は添加された皮膜形成剤、界面活性剤、研磨促進剤またはｐＨが所望の範囲を超えた状態で調製されたものであり、比較例７〜９において、研磨液は皮膜形成剤または界面活性剤を他のタイプに置き換えて調製されたものである。検出データから、比較例１〜９の研磨除去速度、研磨された後のウエハの表面粗さ及び合計厚さ変化量がいずれも比較的に劣っていて、研磨除去速度が全て１μｍ／ｍｉｎより低く、最低０.５９７μｍ／ｍｉｎまで降下し、表面粗さが全て０.２ｎｍより高く、最高０.７４６ｎｍに達することができ、合計厚さ変化量が全て５μｍを超え、最大値が８μｍであり、表面精度が明らかに低下したことが分かる。
【００４９】
表１の実施例１〜１３及び比較例１〜２の研磨結果から、皮膜形成剤及び界面活性剤を添加する場合、研磨液の除去速度が比較的に速く、研磨された後の表面粗さ及び合計厚さ変化量がいずれも比較的に低いことが分かる。これは、本発明で使用する皮膜形成剤が、研磨液が研磨パッド上に一つの均一な皮膜層を形成するのに有利であり、界面活性剤が、研磨材が分散状態を維持するのに有利であり、かつ研磨液の表面張力を大きく低下させ、これにより、研磨液の研磨パッド上における広がりがより容易になり、両方とも研磨パッド上の研磨液の均一な分布に寄与し、研磨効果を常に均一するためである。
【００５０】
皮膜形成剤または界面活性剤の含有量の増加につれ、研磨液が研磨パッドまたはウエハ表面に形成する皮膜層は厚くなり、機械的研磨に参加する研磨材が大幅に減少し、これにより、一部の腐食層を適時に研磨することができなくなる。ウエハ表面における界面活性剤の吸着は凹凸に対する選択性を有し、優先的に窪みに吸着し、その含有量が増加するにつれ、ウエハ表面に吸着する界面活性剤が徐々に増加し、ウエハ表面に対する化学腐食作用が徐々に影響され、機械的作用と化学的作用とのバランスが徐々に崩れ、これにより、研磨効果が徐々に低下することになる。実施例１３では、除去速度、粗さ及び合計厚さ変化量の試験結果がまだ要件を満たしているが、臨界点まで低下している；比較例３、４において、皮膜形成剤と表面活性剤の含有量がそれぞれ０．７％と０．５％であり、試験結果は比較的に劣っている。従って、皮膜形成剤の含有量は０.６％を超えてはならず、界面活性剤の含有量は０.４％を超えてはならない。
【００５１】
研磨促進剤の含有量が２％を超え、研磨液のｐＨが１２.５を超える場合、研磨液の除去速度が低下するだけでなく、研磨された後の表面粗さ及び合計厚さ変化量も相対的に劣化してしまう。その理由は、研磨促進剤の含有量が一定量を超えたり、研磨液のｐＨが一定値に達すると、研磨液のゼータ電位が著しく変化し、研磨液における研磨材が凝集して研磨液の機械的研磨効果が低下するからである。実施例１３及び比較例５、６の試験結果から分かるように、研磨促進剤の含有量と研磨液のｐＨがそれぞれ２％と１２.５である際に、すでに臨界点に達しているため、比較例５、６がこの臨界点を超えると、研磨された後の各性能指標がいずれも比較的に劣っている。
【００５２】
選択された皮膜形成剤または界面活性剤は、選択されたコロイド研磨材の体系に適する必要があり、適切でない場合、水によりコロイド研磨材の体系と混合されたとしても、所望の効果を発揮しないか、または悪影響をもたらすことになる。例えば、界面活性剤が持つ電荷が研磨材またはウエハ表面が持つ電荷と同じであれば、それらは互いに反発し、研磨材の表面活性および分散性を向上させる効果を発揮できないか、若しくは研磨材とウエハ表面との間に相互反発作用が生じ、磨削の效果を発揮できないかまたは弱めてしまうことになり、これにより、研磨液の化学的作用と机械的作用とのバランスが崩れるため、比較例７〜９の研磨効果は比較的に劣っている。
【００５３】
実験例１
１、研磨効果の検出
上記実施例および比較例の研磨効果は、以下の方法で検出し得られたものである。
【００５４】
研磨対象物は６インチのＧａＡｓウエハであり、研磨に使用した装置及び試験条件は以下のとおりである。
【００５５】
研磨装置：ＺＹＰ４５０型往復直推／ロータリー重力式グラインド研磨機（瀋陽麦科材料加工設備有限会社）
研磨圧力：１００ｇ／ｃｍ２
研磨パッド回転速度：８０ｒｐｍ
研磨ヘッド回転速度：６０ｒｐｍ
研磨ヘッド往復速度：１５回／ｍｉｎ
研磨温度：２５℃
研磨液流速：２００ｍｌ／ｍｉｎ
研磨パッド：Ｓｕｂａ ８００
研磨時間：１０ｍｉｎ
【００５６】
パラフィンワックスでＧａＡｓウエハをセラミックトレイに貼付した。研磨した後、無水エタノール、ＮＨ４ＯＨ、Ｈ２Ｏ２及び脱イオン水でＧａＡｓウエハを超音波洗浄し、高温のＮ２で乾燥させた後、ウエハの除去速度及び表面品質を測定した。除去速度は、Ｇｅｒｍａｎ  Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ  ＣＰＡ２２５Ｄ型の精度０.０１ｍｇの電子天秤で、研磨前後のウエハの重量の変化を測ることによって、３回の測定の平均値に基づいて計算し得たものである。表面粗さＲａは、解像度が０.０１ｎｍ、測定範囲が２０×２０μｍ２であるＧｅｒｍａｎ  Ｂｒｏｏｋｅ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  Ｅｄｇｅ原子間力顕微鏡を用いて測定し、測定した５点の平均値に基づいて得たものである。合計厚さ変化量は、株式会社ミツトヨの精度１μｍのデジタルマイクロメータを用いて、研磨前後のウエハの９つの固定点の厚みの変化を測定することで得られた平均値に基づくものである。
【００５７】
２、繰り返し使用する場合についての性能試験
実施例１、実施例３及び実施例６の研磨液を選択して、繰り返し使用する場合の性能試験を行った。その研磨装置、試験条件及び測定方法は上記と同じであり、研磨時間のみを調整した。試験結果を表２に示す。
【００５８】
【表２】
2019110285.tif 000003
【００５９】
表２の３組の試験データにおいて、実施例１の研磨液を７時間繰り返し使用し、実施例３の研磨液を８.５時間繰り返し使用し、実施例６の研磨液を１０時間繰り返し使用した。ＧａＡｓウエハの研磨除去速度は全て１μｍ／ｍｉｎ以上であり、研磨後のウエハの表面粗さは全て０.２ｎｍより低く、合計厚さ変化量は全て５μｍ以下であり、表面精度の保持性は非常に良好であった。従って、本発明が提供する研磨液を使用すると、繰り返し使用する期間内に、研磨液の研磨除去速度、研磨された後のウエハの表面粗さ及び合計厚さ変化量等の各性能指標の安定性が維持され、先行技術の一度しか使用できない研磨液に比べて、資源を大幅に節約し、製造コストが低減されている。
【００６０】
実施例１４
本実施例は、超高精度ＧａＡｓウエハ加工用ＣＭＰ研磨液の調製方法に関するもので、具体的には、以下のステップを含む。
【００６１】
本実施例に用いられる研磨液の原料組成は、重量比として、研磨材であるシリカゾル３％、界面活性剤であるラウリン酸ジエタノールアミド０.０２％、皮膜形成剤である水溶性シリコーンオイル０.０５％、ｐＨ調整剤である水酸化テトラメチルアンモニウム０.１％、研磨促進剤である次亜塩素酸カリウム０.０５％、残部が超純水であるものになる。上記原料を以下の方法で研磨液に調製し、得られた研磨液のｐＨは１０.２である。
【００６２】
（１）攪拌しながら研磨材であるシリカゾルと超純水を混合し、５〜７ｍｉｎ攪拌して、それらを均一に混合させるステップ、
（２）ステップ（１）に記載の溶液に、攪拌しながら界面活性剤であるラウリン酸ジエタノールアミドを添加し、添加し終わった後、５〜７ｍｉｎ攪拌し続け、それらを均一に混合させるステップ、
（３）ステップ（２）で得られた溶液に、攪拌しながら皮膜形成剤である水溶性シリコーンオイルを添加し、添加し終わった後、５〜７ｍｉｎ攪拌し続け、それらを均一に混合させるステップ、
（４）ステップ（３）で得られた溶液に、攪拌しながらｐＨ調整剤である水酸化テトラメチルアンモニウムを添加し、添加し終わった後、５〜７ｍｉｎ攪拌し続け、それらを均一に混合させるステップ、
（５）ステップ（４）で得られた溶液に、攪拌しながら研磨促進剤である次亜塩素酸カリウムを添加し、添加し終わった後、１０〜１５ｍｉｎ攪拌し続け、各成分を均一になるまでよく混合させるステップ、
（６）ステップ（５）で得られた溶液を濾過するステップ。
【００６３】
実施例１５
本実施例は、超高精度ＧａＡｓウエハ加工用ＣＭＰ研磨液の調製方法に関するもので、具体的には、以下のステップを含む。
【００６４】
本実施例に用いられる研磨液の原料組成は、重量比として、研磨材であるシリカゾル４０％、界面活性剤であるオクチルフェノールエトキシレート０.０３％、皮膜形成剤であるカルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース０.３％、ｐＨ調整剤であるアンモニア水８％、研磨促進剤である鉄酸ナトリウム０.２％、残部が超純水であるものになる。調製された研磨液のｐＨは１０.６である。
【００６５】
（１）攪拌しながら研磨材であるシリカゾルと超純水を混合し、５〜７ｍｉｎ攪拌して、それらを均一に混合させるステップ、
（２）ステップ（１）に記載の溶液に、攪拌しながら界面活性剤であるオクチルフェノールエトキシレートを添加し、添加し終わった後、５〜７ｍｉｎ攪拌し続け、それらを均一に混合させるステップ、
（３）ステップ（２）で得られた溶液に、攪拌しながら皮膜形成剤であるカルボキシメチルヒドロキシエチルセルロースを添加し、添加し終わった後、５〜７ｍｉｎ攪拌し続け、それらを均一に混合させるステップ、
（４）ステップ（３）で得られた溶液に、攪拌しながらｐＨ調整剤であるアンモニア水を添加し、添加し終わった後、５〜７ｍｉｎ攪拌し続け、それらを均一に混合させるステップ、
（５）ステップ（４）で得られた溶液に、攪拌しながら研磨促進剤である鉄酸ナトリウムを添加し、添加し終わった後、１０〜１５ｍｉｎ攪拌し続け、各組成分を均一になるまでよく混合させるステップ、
（６）ステップ（５）で得られた溶液を濾過するステップ。
【００６６】
実施例１６
本実施例は、超高精度ＧａＡｓウエハ加工用ＣＭＰ研磨液の調製方法に関するもので、具体的には、以下のステップを含む。
【００６７】
本実施例に用いられる研磨液の原料組成は、重量比として、研磨材であるシリカゾル１５％とアルミナゾル５％、界面活性剤であるツイン０.０２％、皮膜形成剤である水溶性シリコーンオイル０.２％、ｐＨ調整剤である水酸化テトラメチルアンモニウム５％、研磨促進剤である過マンガン酸カリウム１％、残部が超純水であるものになる。調製された研磨液のｐＨは１１.４である。
【００６８】
（１）攪拌しながらアルミナゾルを研磨材であるシリカゾルに添加し、５〜７ｍｉｎ攪拌し、それらを均一に混合させるステップ、
（２）ステップ（１）に記載の溶液に、攪拌しながら研磨材と超純水を混合し、５〜７ｍｉｎ攪拌して、それらを均一に混合させるステップ、
（３）ステップ（２）に記載の溶液に、攪拌しながら界面活性剤であるツインを添加し、添加し終わった後、５〜７ｍｉｎ攪拌し続け、それらを均一に混合させるステップ、
（４）ステップ（３）で得られた溶液に、攪拌しながら皮膜形成剤である水溶性シリコーンオイルを添加し、添加し終わった後、５〜７ｍｉｎ攪拌し続け、それらを均一に混合させるステップ、
（５）ステップ（４）で得られた溶液に、攪拌しながらｐＨ調整剤である水酸化テトラメチルアンモニウムを添加し、添加し終わった後、５〜７ｍｉｎ攪拌し続け、それらを均一に混合させるステップ、
（６）ステップ（５）で得られた溶液に、攪拌しながら秤量しておいた研磨促進剤である過マンガン酸カリウムを添加し、添加し終わった後、１０〜１５ｍｉｎ攪拌し続け、各組成分を均一になるまでよく混合させるステップ、
（７）ステップ（６）で得られた溶液を濾過するステップ。
【００６９】
比較例１０
実施例１４と同じ原料を使用し、中国特許ＣＮ１０１４７５７７８Ａが提供する調製方法に従って調製した。すなわち、研磨材以外の他の成分を混合して均一に攪拌した後、濾過した研磨材をそれらに加えて攪拌し、均一に混合した。
【００７０】
比較例１１
実施例１５と同じ原料を使用し、界面活性剤と皮膜形成剤の添加の順番を調整した。すなわち、まず、皮膜形成剤であるカルボキシメチルヒドロキシエチルセルロースを添加し、そして、界面活性剤であるオクチルフェノールエトキシレートを添加した。
【００７１】
比較例１２
実施例１６と同じ原料を使用し、ｐＨ調整剤と研磨促進剤の添加の順番を調整した。すなわち、まず、研磨促進剤である過マンガン酸カリウムを添加し、そして、ｐＨ調整剤である水酸化テトラメチルアンモニウムを添加した。
【００７２】
実験例２
１、研磨効果についての実験
実施例１４〜１６及び比較例１０〜１２で調製した研磨液を用いて、６インチのＧａＡｓウエハを研磨し、各実施例の研磨試験を３回実施し、実施例１４−１、実施例１４−２、実施例１４−３として示し、各比較例の研磨試験を２回実施し、比較例１０−１、比較例１０−２として示す。研磨に使用した装置及び試験条件は、実験例１と同じで、その結果を表３に示す。
【００７３】
表３の実施例及び比較例の試験データから分かるように、本発明が提供する調製方法で調製した研磨液の研磨除去速度が全て１.１１μｍ／ｍｉｎ以上であり、研磨された後のウエハの表面粗さが全て０.１９０ｎｍ以下であり、合計厚さ変化量が全て４μｍ以下であり、表面が非常に高い精度を有し、研磨効果の安定性も比較的に良好であった。一方、中国特許ＣＮ１０１４７５７７８Ａが提供する調製方法で調製した研磨液や、本発明のある成分を添加する順番を変えて調製した研磨液は、研磨後の各性能指標がいずれも比較的に劣っていて、研磨除去速度が全て０.９８μｍ／ｍｉｎより低く、研磨された後のウエハの表面粗さが全て０.２７０ｎｍより高く、合計厚さ変化量が全て６μｍ以上であり、表面精度が著しく低下した。
【００７４】
比較例１１では、先に皮膜形成剤を添加し、それが研磨材と優先的に作用して研磨材の表面に吸着し、その後に添加された界面活性剤と研磨材の相互作用をある程度阻害し、界面活性剤の役割を十分に果たすことを影響した。これにより、研磨材の表面活性、分散性及び凝集現象のあるべき改善が得られていないため、研磨液の除去速度、研磨された後のウエハの表面粗さ及び合計厚さ変化量がいずれも比較的に劣ってしまった。
【００７５】
比較例１２では、過マンガン酸カリウム水溶液はややアルカリ性であり、ｐＨが７〜８であるが、用いられたシリカゾルやアルミナゾルなどの研磨材は、一般的に約９程度の安定したｐＨ範囲を有し、この範囲では、研磨材のゼータ電位が安定な状態にある。ｐＨがこの範囲より低いと、研磨材のゼータ電位の安定な状態が破壊され、凝集ひいてはゲルが発生する。ｐＨがこの範囲より高く、１２まで達すると、研磨材のゼータ電位は比較的に安定で、ｐＨが１２を超えると、ゼータ電位の安定な状態が破壊され、研磨材が溶解し始め、凝集が発生し、ｐＨが高いほど溶解が早くなり、ゲルが生じるほど凝集がより深刻になる。過マンガン酸カリウム水溶液をｐＨ調整剤より先に研磨材に添加すると、研磨材のｐＨが低下し、ゼータ電位の安定な状態が破壊され、研磨材が凝集し、後でｐＨ調整剤を添加しても、凝集した研磨材を完全に復元させることは困難であるため、研磨液の除去速度、研磨された後のウエハの表面粗さ及び合計厚さ変化量は著しく劣化してしまった。
【００７６】
【表３】
2019110285.tif 000004
【００７７】
上記では、一般的な説明、本発明を実施するための形態、及び試験を用いて本発明を詳細に説明したが、当業者にとって、本発明に基づいていくつかの修正または改善を行い得るのは明らかなことである。従って、本発明の精神から逸脱しない上で行われたこれらの修正または改善は、全て本発明の保護範囲に属すものである。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、１００重量部あたりの研磨液において、研磨材０.１〜５０部、界面活性剤０.００１〜０.４部、皮膜形成剤０.００１〜０.６部、ｐＨ調整剤０.０５〜１０部、研磨促進剤０.０１〜４部が含まれ、残部が脱イオン水であり、研磨液のｐＨの範囲が９.５〜１２.５であるＣＭＰ研磨液及びその調製方法を提供する。本発明の研磨液を用いてＧａＡｓウエハを研磨すると、研磨除去速度、研磨されたウエハの表面粗さと合計厚さ変化量などの各性能指標が優れるものとなり、そして洗浄が容易で、装置を腐食することがなく、有害な金属イオンを導入することもない。本発明の研磨液は、長期間に渡って６〜１０時間連続的に繰り返し使用することができ、資源を大幅に節約し、研磨液の使用コストを削減できる。