(57)【要約】【課題】  ｐＨが７．０以上であっても、ＳｉＮ膜を含む第１の層と、ＳｉＯ２膜を含む第２の層とを有する研磨対象物において、第１の層に対し、第２の層を選択的に研磨することができる研磨用組成物を提供することを課題とする。【解決手段】  ＳｉＮ膜を含む第１の層と、ＳｉＯ２膜を含む第２の層と、を有する研磨対象物を研磨する用途で使用される研磨用組成物であって、砥粒と、アルキルアミンおよびポリアルキレンポリアミンの少なくとも一方である、ＳｉＮ抑制剤と、分散媒と、を含み、電気伝導度が、１．０ｍＳ／ｃｍ以上であり、ｐＨが、７．０以上である、研磨用組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＮ膜を含む第１の層と、ＳｉＯ２膜を含む第２の層と、を有する研磨対象物を研磨する用途で使用される研磨用組成物であって、
砥粒と、
アルキルアミンおよびポリアルキレンポリアミンの少なくとも一方である、ＳｉＮ抑制剤と、
分散媒と、
を含み、
電気伝導度が、１．０ｍＳ／ｃｍ以上であり、
ｐＨが、７．０以上である、研磨用組成物。
【請求項２】
前記アルキルアミンが、一般式（Ｉ）および（ＩＩ）の少なくとも一方で示される化合物であり、
前記ポリアルキレンポリアミンが、一般式（ＩＩＩ）で示される化合物であり、
【化１】
2019059842.tif 000005
前記一般式において、Ｒ、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して、炭素数３〜２０のアルキル基であり、ｎ＝１以上である、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項３】
前記アルキルアミンが、前記一般式（ＩＩ）で示される化合物である、請求項２に記載の研磨用組成物。
【請求項４】
前記電気伝導度が、４０ｍＳ／ｃｍ以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
【請求項５】
前記ＳｉＮ抑制剤の含有量が、０．００１〜０．５質量％である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
【請求項６】
ＳｉＮ膜を含む第１の層と、ＳｉＯ２膜を含む第２の層と、を有する研磨対象物を研磨する用途で使用される、ｐＨが、７．０以上で、かつ、電気伝導度が、１．０ｍＳ／ｃｍ以上の研磨用組成物の製造方法であって、
砥粒と、アルキルアミンおよびポリアルキレンポリアミンの少なくとも一方である、ＳｉＮ抑制剤と、分散媒と、電気伝導度調整剤とを混合することを有する、製造方法。
【請求項７】
ＳｉＮ膜を含む第１の層の上面に、ＳｉＯ２膜を含む第２の層が設けられている研磨対象物を準備する工程と；
請求項１〜５のいずれか１項に記載の研磨用組成物を用いて、前記研磨対象物の表面を研磨する工程と；
を有する、研磨方法。
【請求項８】
請求項７に記載の研磨方法を有する、半導体基板の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の研磨用組成物を用いることを有する、ＳｉＮ膜を含む第１の層の研磨速度に対して、ＳｉＯ２膜を含む第２の層の研磨速度を向上させる方法。
【請求項１０】
ＳｉＮ膜を含む第１の層の研磨速度に対する、ＳｉＯ２膜を含む第２の層の研磨速度の研磨選択比が、３．０以上である、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨用組成物、研磨用組成物の製造方法、研磨方法および半導体基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体基板表面の多層配線化に伴い、デバイスを製造する際に、物理的に半導体基板を研磨して平坦化する、いわゆる、化学的機械的研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ；ＣＭＰ）技術が利用されている。ＣＭＰは、シリカやアルミナ、セリア等の砥粒、防食剤、界面活性剤などを含む研磨用組成物（スラリー）を用いて、半導体基板等の研磨対象物（被研磨物）の表面を平坦化する方法であり、具体的には、シャロートレンチ分離（ＳＴＩ）、層間絶縁膜（ＩＬＤ膜）の平坦化、タングステンプラグ形成、銅と低誘電率膜とからなる多層配線の形成などの工程で用いられている。
【０００３】
近年では、２種以上の層を有する研磨対象物において、ある膜種の研磨速度は向上させ、ある膜種の研磨速度は抑制させる、いわゆる研磨選択比を制御したいとの要求がある。例えば、特許文献１では、ＳｉＮ膜を含む第１の層と、ＳｉＯ２膜を含む第２の層とを有する研磨対象物において、第１の層に対し、第２の層を選択的に研磨しようとする技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１６−５２４００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術は、「１〜４．５のｐＨを有している、化学機械研磨組成物」と開示されているように、酸性領域を想定しているものであって、中性〜塩基性領域で、所期の課題を解決することができなかった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ｐＨが７．０以上であっても、ＳｉＮ膜を含む第１の層と、ＳｉＯ２膜を含む第２の層とを有する研磨対象物において、第１の層に対し、第２の層を選択的に研磨することができる研磨用組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題に鑑み、鋭意検討を進めた。その結果、ＳｉＮ膜を含む第１の層と、ＳｉＯ２膜を含む第２の層と、を有する研磨対象物を研磨する用途で使用される研磨用組成物であって、砥粒と、アルキルアミンおよびポリアルキレンポリアミンの少なくとも一方である、ＳｉＮ抑制剤と、分散媒と、を含み、電気伝導度が、１．０ｍＳ／ｃｍ以上であり、ｐＨが、７．０以上である、研磨用組成物により、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させた。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ｐＨが７．０以上であっても、ＳｉＮ膜を含む第１の層と、ＳｉＯ２膜を含む第２の層とを有する研磨対象物において、第１の層に対し、第２の層を選択的に研磨することができる研磨用組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態のみには限定されない。また、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温（２０〜２５℃）／相対湿度４０〜５０％ＲＨの条件で測定する。
【００１０】
（研磨用組成物）
本発明は、ＳｉＮ膜を含む第１の層と、ＳｉＯ２膜を含む第２の層と、を有する研磨対象物を研磨する用途で使用される研磨用組成物であって、砥粒と、アルキルアミンおよびポリアルキレンポリアミンの少なくとも一方である、ＳｉＮ抑制剤と、分散媒と、を含み、電気伝導度が、１．０ｍＳ／ｃｍ以上であり、ｐＨが、７．０以上である、研磨用組成物である。かかる構成を有することによって、ｐＨが７．０以上であっても、ＳｉＮ膜を含む第１の層と、ＳｉＯ２膜を含む第２の層とを有する研磨対象物において、第１の層に対し、第２の層を選択的に研磨することができる研磨用組成物を提供することができる。
【００１１】
（砥粒）
砥粒の種類としては、例えば、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア等の金属酸化物が挙げられる。砥粒は、単独でもよいしまたは２種以上組み合わせても用いることができる。砥粒の種類としては、好ましくはシリカである。シリカにはフュームドシリカやコロイダルシリカ等が含まれるが、特にコロイダルシリカが好ましい。
【００１２】
本発明において、砥粒の平均二次粒子径は、３０ｎｍ以上が好ましく、４０ｎｍ以上がより好ましく、５０ｎｍ以上がさらに好ましい。かような下限であることによって、ＳｉＯ２の研磨速度を向上させることができる。また、本発明において、砥粒の平均二次粒子径は、１００ｎｍ以下が好ましく、９０ｎｍ以下がより好ましく、８０ｎｍ以下がさらに好ましい。かような上限であることによって、スクラッチ等研磨後基板表面の欠陥を低減させることができる。なお、平均二次粒子径は、例えばレーザー回折散乱法に代表される動的光散乱法により測定することができる。本発明の実施例でもそのように測定している。
【００１３】
本発明において、砥粒の平均一次粒子径は、特に制限されず、例えば、５〜１００ｎｍ程度、あるいは、１０〜８０ｎｍ程度であってもよい。砥粒の平均一次粒子径は、例えば、ＢＥＴ法で測定される砥粒の比表面積に基づいて算出される。
【００１４】
本発明において、研磨用組成物中、砥粒の含有量の上限は、２０質量％以下が好ましく、１０質量％以下がより好ましく、５．０質量％以下がさらに好ましい。砥粒の含有量がかような上限であることによって、スクラッチ等研磨後基板表面の欠陥を低減させることができる上に、研磨用組成物製造に関わるコストを低減することができる。また、本発明において、研磨用組成物中、砥粒の含有量の下限は、０．０５質量％以上が好ましく、０．１質量％以上がより好ましく、１．０質量％以上がさらに好ましい。砥粒の含有量がかような下限であることによって、ＳｉＯ２の研磨速度を向上させることができる。
【００１５】
（ｐＨ調整剤）
本発明において、研磨用組成物のｐＨは、７．０以上である。上記のように、従前、酸性領域であれば、ＳｉＮ膜を含む第１の層と、ＳｉＯ２膜を含む第２の層とを有する研磨対象物において、第１の層に対し、第２の層を選択的に研磨するための研磨用組成物を提供しようとする技術は存在する。本発明者らが推測するに、従前の技術においては、酸性領域では、第１の層のゼータ電位と、第２の層のゼータ電位とが互いに異符号（それぞれ、正、負）になるので、ＳｉＮ膜を含む第１の層を選択的に吸着するような、負に帯電している化合物を添加することによって、第１の層に対し、第２の層を選択的に研磨するということは容易にできる。しかし、本発明者らは、ｐＨが７．０以上になると、両者が同符号（いずれも負）になり、第１の層に対し、第２の層を選択的に研磨することは、技術的に非常に困難であることをつきとめた。そして、現実的にも、それを実現できた技術はこれまでに存在はしなかった。本発明者らは、鋭意研究を行った結果、本発明の特定の構成にすることによって、中性〜塩基性領域であっても、所期の課題を解決することができたのである。
【００１６】
本発明において、研磨用組成物のｐＨは、７．０以上であればよいが、８．０以上であっても、９．０以上であっても、１０．０以上であってもよい。かような下限とすることによって、ＳｉＯ２の研磨速度を向上させることができる。また、上限としても特に制限はないが、１４．０以下であっても、１３．０以下であっても、１２．０以下であっても、１１．０以下であってもよい。かような上限とすることによって、研磨用組成物の安定性を向上させることができる。ここで、塩基性の領域に調整するためのｐＨ調整剤の具体例としては、無機化合物および有機化合物のいずれであってもよいが、カリウム等のアルカリ金属の水酸化物またはその塩、第四級アンモニウム、水酸化第四級アンモニウムまたはその塩、アンモニア、アミン等が挙げられる。なお、上がりすぎたｐＨを調整するため、塩基性の領域に調整するためのｐＨ調整剤（例えば、硝酸等）を添加してもよい。
【００１７】
（ＳｉＮ抑制剤）
本発明において、研磨用組成物は、ＳｉＮ抑制剤を含む。本発明において、ＳｉＮ抑制剤は、アルキルアミンおよびポリアルキレンポリアミンの少なくとも一方である。本発明において、研磨用組成物が、アルキルアミンおよびポリアルキレンポリアミンの少なくとも一方であるＳｉＮ抑制剤を含有することによって、ＳｉＮ膜を含む第１の層の研磨速度を抑制することができる。かような技術的効果が奏されるメカニズムは不明ではあるが、アルキルアミン、ポリアルキレンポリアミンが有する窒素原子が、ＳｉＮ膜に吸着し、その一方で、アルキルアミン、ポリアルキレンポリアミンが有するアルキル基が、砥粒と、ＳｉＮ膜を含む第１の層とが近づくことを抑制しているものと考えられる。なお、かかるメカニズムによって、本発明の技術的範囲は制限されない。
【００１８】
なお、本発明において、アルキルアミンにおけるアルキル基は、置換基によって置換されていない、非置換のものである。また、本発明において、ポリアルキレンポリアミンにおけるアルキレン基も、置換基によって置換されていない、非置換のものであり、かつ、直鎖状のものである。
【００１９】
本発明の実施形態においては、アルキルアミンは、モノアルキルアミンであっても、ジアルキルアミンであってもよいが、本発明の所期の技術的効果を効率的に奏させる観点から、ジアルキルアミンが好ましい。ジアルキルアミンであることによって、本発明の所期の技術的効果を特に発現する。
【００２０】
本発明の実施形態において、アルキルアミンにおけるアルキル基は、直鎖状であっても、分岐状であってもよいが、本発明の所期の技術的効果を効率的に奏させる観点から、直鎖状が好ましい。分岐状ではなく、直鎖状であることよって、ＳｉＮ表面に密に吸着することでより効果的にＳｉＮの研磨速度を低減することができるとのメカニズムで、本発明の所期の技術的効果を効率的に奏させると考えられる。
【００２１】
本発明の実施形態において、アルキルアミンにおけるアルキル基の炭素数の下限にも特に制限はないが、それぞれ独立して、１以上が好ましく、２以上がより好ましく、３以上がさらに好ましい。炭素数の数が増えることによって、ＳｉＮ膜を含む第１の層に、砥粒が近づくことを、より効率的に抑制することができる。アルキルアミンにおけるアルキル基の炭素数の上限にも特に制限はないが、２０以下が好ましく、１９以下がより好ましく、１８以下がさらに好ましい。かような上限であることによって、研磨用組成物の安定性を向上させることができる。
【００２２】
本発明の実施形態において、炭素数が１〜２０のアルキル基の具体例は、特に制限はないが、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、２−エチルヘキシル基、テトラデシル基、オクタデシル基、イコシル基等が挙げられる。
【００２３】
本発明の実施形態において、ポリアルキレンポリアミンにおける、ポリアルキレンを構成するアルキレン基の炭素数は、１以上が好ましく、２以上がより好ましい。また、ポリアルキレンを構成するアルキレン基の炭素数の下限は特に、７以下が好ましく、５以下がより好ましく、３以下がさらに好ましい。かような上限であることによって、研磨用組成物の安定性を向上させることができる。
【００２４】
本発明の実施形態において、炭素数１〜７のアルキレン基の具体例は、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基等が挙げられる。
【００２５】
本発明の実施形態において、アルキルアミンが、モノアルキルアミンである場合、アルキル基の炭素数の下限は、特に、３以上が好ましく、５以上がより好ましく、７以上がよりさらに好ましく、１０以上がよりさらに好ましく、１３以上がよりさらに好ましく、１６以上がよりさらに好ましい。炭素数の数が増えることによって、ＳｉＮ膜を含む第１の層に、砥粒が近づくことを、より効率的に抑制することができる。アルキルアミンが、モノアルキルアミンである場合、アルキル基の炭素数の上限は、特に、２０以下が好ましく、１９以下がより好ましく、１８以下がさらに好ましい。かような上限であることによって、研磨用組成物の安定性を向上させることができる。
【００２６】
本発明の実施形態において、アルキルアミンが、ジアルキルアミンである場合、アルキル基の炭素数は、特に、３以上が好ましく、４以上がより好ましい。炭素数の数が増えることによって、ＳｉＮ膜を含む第１の層に、砥粒が近づくことを、より効率的に抑制することができる。アルキルアミンが、ジアルキルアミンである場合、アルキル基の炭素数の上限は、特に、８以下が好ましく、７以下がより好ましく、６以下がさらに好ましい。かような上限であることによって、研磨用組成物の安定性を向上させる技術的効果がある。
【００２７】
本発明の実施形態において、アルキルアミンは、一級アミンでも、二級アミンでも、三級アミンであってもよい。
【００２８】
本発明の実施形態においては、前記アルキルアミンが、一般式（Ｉ）および（ＩＩ）の少なくとも一方で示される化合物であり、前記ポリアルキレンポリアミンが、一般式（ＩＩＩ）で示される化合物であり、
【００２９】
【化１】
2019059842.tif 000002
【００３０】
前記一般式において、Ｒ、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して、炭素数３〜２０のアルキル基であり、ｎ＝１以上である。かかる実施形態であることによって、ＳｉＮを含む層の研磨速度を抑制することができる。本発明の実施形態においては、ｎ＝１以上であるが、ｎ＝２以上が好ましい。かような下限を有することで、本発明の所期の技術的効果を効率よく奏することができる。また、上限についても制限はないが、ｎ＝５以下が好ましく、ｎ＝４以下がより好ましく、ｎ＝３以下がさらに好ましい。かような上限を有することで、研磨用組成物の安定性を向上させることができる。
【００３１】
本発明の実施形態において、前記一般式（Ｉ）で示される化合物におけるＲにおける炭素数の説明は、上記のモノアルキルアミンで説明したものが同様に妥当する。また、本発明の実施形態において、前記一般式（ＩＩ）で示される化合物におけるＲ１、Ｒ２における炭素数の説明は、それぞれ独立して、上記のジアルキルアミンで説明したものが同様に妥当する。
【００３２】
本発明の実施形態においては、前記アルキルアミンが、前記一般式（ＩＩ）で示される化合物である。かかる実施形態であることによって、ＳｉＮを含む層の研磨速度をより効率よく抑制することができる。
【００３３】
本発明の実施形態において、ＳｉＮ抑制剤の具体例としては、例えば、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ｎ−ブチルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン、イソブチルアミン、ｔｅｒｔ−ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、２−エチルヘキシルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ヘプタデシルアミン、オクタデシルアミン、ジブチルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、メチルエチルアミン、メチルプロピルアミン、メチルブチルアミン、メチルヘキシルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、ジメチルオクチルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルステアリルアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンが好適である。
【００３４】
本発明の実施形態においては、前記ＳｉＮ抑制剤の含有量が、０．００１〜０．５質量％である。また、本発明の実施形態においては、ＳｉＮ抑制剤の含有量は、０．００５質量％以上がより好ましく、０．０１質量％以上がより好ましく、０．０５質量％以上がさらに好ましく、０．０７質量％以上がよりさらに好ましい。かような下限を有することによって、研磨用組成物のｐＨを高く保つことができ、ＳｉＯ２の研磨速度を向上させることができる。前記ＳｉＮ抑制剤の含有量は、０．４質量％以下がより好ましく、０．３質量％以下がより好ましく、０．２質量％以下がさらに好ましく、０．１５質量％以下がよりさらに好ましい。本発明者らはまた、ＳｉＮ抑制剤を適度に低濃度にすることによって、本発明の所期の技術的効果が発現しやすいことを見出している。
【００３５】
（分散媒）
本発明の研磨用組成物は、研磨用組成物を構成する各成分の分散のために分散媒が用いられる。分散媒としては、有機溶媒、水が考えられるが、その中でも水を含むことが好ましい。
【００３６】
研磨対象物の汚染や他の成分の作用を阻害するという観点からは、不純物をできる限り含有しない水が好ましい。具体的には、脱イオン水、純水等が好ましい。かような水は、例えば、イオン交換樹脂にて不純物イオンを除去した後フィルタを通して異物を除去するなどで得ることができる。
【００３７】
（電気伝導度）
本発明において、研磨用組成物の電気伝導度は、１．０ｍＳ／ｃｍ以上である。研磨用組成物の電気伝導度を１．０ｍＳ／ｃｍ以上にすることによって、ＳｉＮ膜を含む第１の層の研磨速度と、ＳｉＯ２膜を含む第２の層の研磨速度とを向上させる。ただし、本発明においては、ＳｉＮ抑制剤によって、ＳｉＮ膜を含む第１の層の研磨速度を抑制させ、結果として、選択比を制御していることに特徴の一つを有している。本発明において、１．０ｍＳ／ｃｍ未満であると、研磨速度が過度に低下する虞がある。本発明の実施形態において、研磨用組成物の電気伝導度は、２．０ｍＳ／ｃｍ以上が好ましく、３．０ｍＳ／ｃｍ以上がより好ましく、４．０ｍＳ／ｃｍ以上がさらに好ましい。かような下限であることによって、研磨速度を向上させることができる。一方で、本発明の実施形態において、研磨用組成物の電気伝導度は、４０ｍＳ／ｃｍ以下が好ましく、３０ｍＳ／ｃｍ以下であっても、２０ｍＳ／ｃｍ以下であっても、１０ｍＳ／ｃｍ以下であってもよい。特に、４０ｍＳ／ｃｍ以下であることによって、研磨用組成物中での砥粒の分散性を向上させることができる。
【００３８】
本発明において、研磨用組成物を所望の電気伝導度の値に制御する方法にも特に制限はないが、例えば、研磨用組成物に、電気伝導度調整剤を含有させることによって達成できる。本発明の実施形態において、電気伝導度調整剤としては、所望の電気伝導度の値に制御することができれば特に制限はないが、塩化合物が好適である。
【００３９】
（塩化合物）
塩化合物としては、特に制限はないが、例えば、酸の塩、塩基の塩等が含まれ、例えば、硝酸カリウム、硝酸アンモニウム、炭酸水素カリウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸二水素アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム、クエン酸アンモニウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化テトラメチルアンモニウムおよび水酸化テトラエチルアンモニウム等が好適である。
【００４０】
研磨用組成物における電気伝導度調整剤の含有量にも、所望の電気伝導度に調整できる含有量であれば特に制限はないが、０．０１質量％以上が好ましく、０．０５質量％以上がより好ましく、０．１質量％以上がさらに好ましい。かような下限であることによって、ＳｉＯ２の研磨速度を向上させることができる。また、５．０質量％以下が好ましく、３．０質量％以下がより好ましく、１．０質量％以下がさらに好ましく、０．８質量％以下がよりさらに好ましく、０．５質量％以下がよりさらに好ましい。かような下限であることによって、研磨用組成物の安定性を向上させることができる。
【００４１】
（研磨対象物）
本発明において、研磨対象物は、ＳｉＮ膜を含む第１の層と、ＳｉＯ２膜を含む第２の層とを有する。本発明の研磨用組成物は、ｐＨが７．０以上であるが、ｐＨが７．０以上になると、ＳｉＮ膜を含む第１の層のゼータ電位と、ＳｉＯ２膜を含む第２の層のゼータ電位とが同符号（いずれも負）となり、第１の層に対し、第２の層を選択的に研磨するということは困難となる。しかし、本発明の特定の構成によって、第１の層に対し、第２の層を選択的に研磨することができる。
【００４２】
（研磨用組成物の製造方法）
本発明においては、ＳｉＮ膜を含む第１の層と、ＳｉＯ２膜を含む第２の層と、を有する研磨対象物を研磨する用途で使用される、ｐＨが、７．０以上で、かつ、電気伝導度が、１．０ｍＳ／ｃｍ以上の研磨用組成物の製造方法であって、砥粒と、アルキルアミンおよびポリアルキレンポリアミンの少なくとも一方である、ＳｉＮ抑制剤と、分散媒と、電気伝導度調整剤とを混合することを有する、製造方法も提供される。かような製造方法によって、本発明の所期の技術的効果を奏することができる研磨用組成物を製造することができる。
【００４３】
かような製造方法の具体的方法は制限されないが、例えば、砥粒と、ＳｉＮ抑制剤と、電気伝導度調整剤と、必要に応じて、他の成分とを、分散媒中で攪拌混合することを有することによって得ることができる。
【００４４】
前記砥粒と、前記電気伝導度調整剤と、前記ＳｉＮ抑制剤と、前記分散媒との具体的な説明は、上記の説明が妥当する。また、他の成分としては、ｐＨ調整剤、酸化剤、還元剤、界面活性剤、水溶性高分子、防カビ剤等の成分が挙げられる。各成分を混合する際の温度は特に制限されないが、１０〜４０℃が好ましく、溶解速度を上げるために加熱してもよい。また、混合時間も特に制限されない。
【００４５】
（研磨方法）
本発明においては、ＳｉＮ膜を含む第１の層の上面に、ＳｉＯ２膜を含む第２の層が設けられている研磨対象物を準備する工程と；上記の研磨用組成物を用いて、前記研磨対象物の表面を研磨する工程と；を有する、研磨方法も提供される。かような研磨方法であることによって、第１の層に対し、第２の層を選択的に研磨することができる。
【００４６】
研磨装置としては、研磨対象物を有する基板等を保持するホルダーと回転数を変更可能なモータ等とが取り付けてあり、研磨パッド（研磨布）を貼り付け可能な研磨定盤を有する一般的な研磨装置を使用することができる。
【００４７】
前記研磨パッドとしては、一般的な不織布、ポリウレタン、および多孔質フッ素樹脂等を特に制限なく使用することができる。研磨パッドには、研磨用組成物が溜まるような溝加工が施されていることが好ましい。
【００４８】
研磨条件にも特に制限はなく、例えば、研磨定盤の回転速度は、１０〜２００ｒｐｍが好ましく、キャリア（ヘッド）回転速度は、１０〜２００ｒｐｍが好ましく、研磨対象物を有する基板にかける圧力（研磨圧力）は、０．５〜１０ｐｓｉが好ましい。研磨パッドに研磨用組成物を供給する方法も特に制限されず、例えば、ポンプ等で連続的に供給する方法が採用される。この供給量に制限はないが、研磨パッドの表面が常に本発明の研磨用組成物で覆われていることが好ましい。
【００４９】
（半導体基板の製造方法）
本発明においては、上記の研磨方法を有する、半導体基板の製造方法も提供される。本発明の半導体基板の製造方法は、上記の研磨方法を有するので、ＳｉＮを含む第２の層を、例えばストッパ膜として機能させることができ、目的に応じた半導体基板を作製することができる。
【００５０】
（研磨速度を向上させる方法）
本発明においては、上記の研磨用組成物を用いることを有する、ＳｉＮ膜を含む第１の層の研磨速度に対して、ＳｉＯ２膜を含む第２の層の研磨速度を向上させる方法も提供される。かような研磨速度を向上させる方法が提供されることによって、半導体製造の自由度が向上する。
【００５１】
（研磨速度）
本発明において、ＳｉＮ膜を含む第１の層の研磨速度、ＳｉＯ２膜を含む第２の層の研磨速度が、それぞれ、１７０（Å／ｍｉｎ）以上、７０（Å／ｍｉｎ）以下であると好ましい。より好ましくは、それぞれ、１８０（Å／ｍｉｎ）以上、６３（Å／ｍｉｎ）以下であると好ましい。
【００５２】
本発明の実施形態においては、ＳｉＮ膜を含む第１の層の研磨速度に対する、ＳｉＯ２膜を含む第２の層の研磨速度の研磨選択比が、３．０以上である。かかる実施形態によって、半導体製造の自由度がより向上する。本発明の実施形態において、第１の層の研磨速度に対する、第２の層の研磨速度の比（研磨速度比）は、３．２以上が好ましく、４．０以上が好ましく、４．２以上が好ましい。
【実施例】
【００５３】
本発明を、以下の実施例および比較例を用いてさらに詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。なお、特記しない限り、「％」および「部」は、それぞれ、「質量％」および「質量部」を意味する。
【００５４】
＜研磨用組成物の調製＞
（研磨用組成物Ａ１〜Ａ６、研磨用組成物Ｃ１〜Ｃ７の調製）
分散媒としての水に、砥粒（平均二次粒子径７０ｎｍのコロイダルシリカ）、アミンおよび電気伝導度調整剤としての塩を表１に示す含有量となるように添加した。その後、攪拌混合し各研磨用組成物を調製した（混合温度約２５℃、混合時間：約１０分）。
【００５５】
尚、各研磨用組成物については、表中の成分に加えて更に４８％水酸化カリウム溶液を用いることで所定のｐＨに調整した。
【００５６】
＜研磨用組成物のｐＨ＞
各研磨用組成物のｐＨは、ガラス電極式水素イオン濃度指示計（株式会社堀場製作所製  型番：Ｆ−２３）を使用し、標準緩衝液（フタル酸塩ｐＨ緩衝液ｐＨ：４．０１（２５℃）、中性リン酸塩ｐＨ緩衝液ｐＨ：６．８６（２５℃）、炭酸塩ｐＨ緩衝液ｐＨ：１０．０１（２５℃））を用いて３点校正した後で、ガラス電極を研磨用組成物に入れて、２分以上経過して安定した後の値を測定することにより決定した。
【００５７】
＜研磨用組成物の電気伝導度＞
各研磨用組成物調整後の電気伝導度は、卓上型電気伝導度計（株式会社堀場製作所製  型番：ＤＳ−７１）により測定した。
【００５８】
＜研磨試験＞
（研磨装置及び研磨条件）
実施例１〜６および比較例１〜７において、各研磨用組成物を使用して、研磨対象物の表面を下記の条件で研磨した。研磨対象物としては、表面に厚さ１００００ÅのＴＥＯＳ膜（酸化ケイ素膜）、５０００ÅのＳｉＮ膜（窒化ケイ素膜）を形成したシリコンウェーハ（３００ｍｍ、ブランケットウェーハ）、をそれぞれ使用した。
【００５９】
研磨装置：株式会社荏原製作所製３００ｍｍ用ＣＭＰ片面研磨装置  ＦＲＥＸ３００Ｅ
パッド：ニッタハース株式会社製  硬質ポリウレタンパッド  ＩＣ１４００
研磨圧力：２．０ｐｓｉ（１ｐｓｉ＝６８９４．７６Ｐａ、以下同様）
研磨定盤回転数：６０ｒｐｍ
キャリア回転数：６０ｒｐｍ
研磨用組成物の供給：掛け流し
研磨用組成物供給量：２００ｍｌ／分
研磨時間：６０秒間。
【００６０】
（研磨速度の評価）
研磨速度は、厚みを光学式膜厚測定器（ＡＳＥＴ−ｆ５ｘ：ケーエルエー・テンコール社製）で求め、（研磨前の厚み）−（研磨後の厚み）を研磨時間で除することによりＴＥＯＳ膜およびＳｉＮ膜の研磨速度とした。得られた結果を表２に示す。
【００６１】
（研磨速度選択比）
以下の式により、研磨速度選択比を求めた。
【００６２】
ＴＥＯＳ膜の研磨速度（Å／分）／ＳｉＮ膜の研磨速度（Å／分）
得られた結果を表２に示す。この値が高いほど、ＳｉＮ膜に対してＴＥＯＳ膜が高速で研磨されるため、デバイスウェーハの平坦化の際には好ましい結果であると言える。
【００６３】
研磨速度の測定結果を下記表２に示す。
【００６４】
【表１】
2019059842.tif 000003
【００６５】
【表２】
2019059842.tif 000004