研磨剂组合物以及使用研磨剂组合物的研磨方法与流程

本发明涉及研磨剂组合物以及使用研磨剂组合物的研磨方法。更详细而言，涉及将包含砷化镓(gaas)、磷化铟(inp)、磷化镓(gap)以及氮化镓(gan)等iii-v族化合物作为构成成分的化合物半导体晶片作为研磨对象物，用于对该化合物半导体晶片的晶片表面进行镜面研磨加工的研磨剂组合物、以及使用研磨剂组合物的研磨方法。

背景技术：

1、以往，作为半导体激光器、发光二极管、光调制元件、光检测元件以及太阳能电池等各种半导体器件的基板或元件，大多使用包含gaas、inp、gap以及gan等的iii-v族化合物作为构成成分的化合物半导体晶片(以下，简称为“半导体晶片”)，特别是近年来，由于各种电子设备的普及等，其需求大幅增加。

2、半导体晶片通常将使iii-v族化合物结晶生长而成的单晶体切薄，进行研磨(lapping)，进而进行蚀刻以及抛光等各种加工工序，然后进行最终抛光，由此完成精加工。

3、相当于半导体晶片的最终工序(精加工工序)的最终抛光是用于平滑化半导体晶片的晶片表面并精加工成镜面的工序，例如，在可旋转的圆形平台上安装研磨垫，一边向该研磨垫的垫面(研磨面)滴下预先制备的研磨液，一边在使研磨前的半导体晶片向垫面按压的同时使研磨垫旋转，由此利用化学作用以及机械作用进行晶片表面的研磨的工序。

4、以往上述半导体晶片的研磨通过一次研磨(粗研磨)和二次研磨(镜面精加工研磨)这两个阶段来进行。例如，已知在半导体晶片的一次研磨时，首先实施使用了粒径大的磨粒的研磨，然后实施使用了粒径小的磨粒的研磨的研磨方法(参照专利文献1)；使用使磨粒的粒子形状和粒度分布具有特征的研磨剂，特别是使用二氯异氰尿酸钠作为氧化剂的研磨方法(参照专利文献2)；或者在gaas晶片的一次研磨时，在前段研磨以及后段研磨中分别使用不同组成的研磨液的研磨方法(参照专利文献3)等。这样，为了对半导体晶片的晶片表面进行高精度地镜面加工，采用了各种方法。

5、特别是，在对半导体晶片进行镜面研磨的加工处理后，通过外延生长在镜面上进一步形成层。因此，基于最终抛光的镜面研磨的加工精度(精加工精度)是非常重要的，要求形成凹凸少平滑性以及平坦性优异、起伏小、且凹陷等表面异常少的晶片表面。

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1：日本特开2002-18705号公报

9、专利文献2：日本特开2005-264057号公报

10、专利文献3：日本特开2008-198724号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、然而，上述专利文献1～3的研磨方法或所使用的研磨液(研磨剂组合物)等，有时加工时间需要较长等研磨处理难以迅速化，或者无法充分满足所要求的镜面研磨的加工精度。此外，专利文献2和专利文献3中公开的使用二氯异氰尿酸钠作为氧化剂的技术对研磨液自身的保存稳定性产生大的影响，存在研磨速度随着时间的推移容易降低而难以长时间使用的问题。

3、因此，本发明鉴于上述实际情况，其课题在于，提供一种能够实现研磨速度等镜面研磨加工的迅速化，并且提高镜面研磨后的半导体晶片的晶片表面的平滑性以及平坦性的高加工精度的镜面精加工，并且保存稳定性优异的研磨剂组合物，以及提供一种使用该研磨剂组合物的研磨方法。

4、用于解决课题的手段

5、本申请发明人为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现，通过进行使用了含有特定成分而制备的研磨剂组合物的研磨，能够实现半导体晶片的镜面研磨加工的迅速化，从而完成了下述所示的本发明。

6、[1]一种研磨剂组合物，其为用于对包含iii-v族化合物作为构成成分的研磨对象物进行研磨加工的研磨剂组合物，具备胶体二氧化硅；氧化剂；氧化促进剂，其用于促进利用所述氧化剂的所述研磨对象物的表面的氧化反应；稳定剂，其用于控制利用所述氧化促进剂的所述研磨对象物的表面的氧化反应的促进作用；和水。

7、[2]根据上述[1]所述的研磨剂组合物，其中，所述iii-v族化合物为选自砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟、砷化铝、铟·镓·砷化合物、铟·镓·磷化合物、铝·镓·砷化合物、铟·铝·镓·砷化合物、氮化镓、镓·锑化合物以及铟·锑化合物中的至少一种以上。

8、[3]根据上述[1]或[2]所述的研磨剂组合物，其中，所述氧化剂为过氧化物、高锰酸或其盐、铬酸或其盐、过氧酸或其盐、卤素含氧酸或其盐、含氧酸或其盐、以及它们的混合物。

9、[4]根据上述[1]～[3]中任一项所述的研磨剂组合物，其中，所述氧化剂为过氧化氢。

10、[5]根据上述[1]～[4]中任一项所述的研磨剂组合物，其中，所述氧化促进剂为无机酸金属盐或有机酸金属盐中的任一种。

11、[6]根据上述[5]所述的研磨剂组合物，其中，所述无机酸金属盐为硝酸铁或硫酸铁中的任一种。

12、[7]根据上述[1]～[6]中任一项所述的研磨剂组合物，其中，所述稳定剂为选自磷酸、亚磷酸、有机膦酸、多元羧酸以及多氨基羧酸中的至少一种以上。

13、[8]根据上述[7]所述的研磨剂组合物，其中，所述多元羧酸为丙二酸或柠檬酸中的任一种。

14、[9]根据上述[1]～[8]中任一项所述的研磨剂组合物，其中，ph(25℃)为0.1～6.0的范围。

15、[10]一种使用了研磨剂组合物的研磨方法，其使用所述[1]～[9]中任一项所述的研磨剂组合物，研磨包含iii-v族化合物作为构成成分的研磨对象物。

16、发明效果

17、根据本发明的研磨剂组合物，其特征在于，含有氧化剂、氧化促进剂以及稳定剂，通过使用该研磨剂组合物研磨半导体晶片的使用本发明的研磨剂组合物的研磨方法，能够以高研磨速度进行平坦性以及平滑性优异的镜面研磨加工。进而，也能够发挥研磨剂组合物的长时间的优异的保存稳定性的效果。

技术特征：

1.一种研磨剂组合物，用于对包含iii-v族化合物作为构成成分的研磨对象物进行研磨加工，

2.根据权利要求1所述的研磨剂组合物，其中，所述iii-v族化合物为选自砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟、砷化铝、铟·镓·砷化合物、铟·镓·磷化合物、铝·镓·砷化合物、铟·铝·镓·砷化合物、氮化镓、镓·锑化合物以及铟·锑化合物中的至少一种以上。

3.根据权利要求1或2所述的研磨剂组合物，其中，所述氧化剂为过氧化物、高锰酸或其盐、铬酸或其盐、过氧酸或其盐、卤素含氧酸或其盐、含氧酸或其盐、以及它们的混合物。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的研磨剂组合物，其中，所述氧化剂为过氧化氢。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的研磨剂组合物，其中，所述氧化促进剂为无机酸金属盐或有机酸金属盐中的任一种。

6.根据权利要求5所述的研磨剂组合物，其中，所述无机酸金属盐为硝酸铁或硫酸铁中的任一种。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的研磨剂组合物，其中，所述稳定剂为选自磷酸、亚磷酸、有机膦酸、多元羧酸以及多氨基羧酸中的至少一种以上。

8.根据权利要求7所述的研磨剂组合物，其中，所述多元羧酸为丙二酸或柠檬酸中的任一种。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的研磨剂组合物，其中，所述研磨剂组合物的25℃下的ph为0.1～6.0的范围。

10.一种使用研磨剂组合物的研磨方法，其特征在于，使用权利要求1～9中任一项所述的研磨剂组合物对包含iii-v族化合物作为构成成分的研磨对象物进行研磨。

技术总结
本发明提供一种研磨剂组合物，其能够实现研磨速度等镜面研磨加工的迅速化，并且提升镜面研磨后的半导体晶片的晶片表面的平滑性和平坦性，能够进行高加工精度的镜面精加工，并且保存稳定性优异。研磨剂组合物是对包含III‑V族化合物作为构成成分的研磨对象物进行研磨加工的组合物，其具备胶体二氧化硅(colloidal silica)、氧化剂、氧化促进剂，用于促进利用氧化剂的研磨对象物的表面的氧化反应；稳定剂，其用于控制利用氧化促进剂的研磨对象物的表面的氧化反应的促进作用；和水。

技术研发人员：后藤优治,堀本真树,原口哲朗,巢河慧
受保护的技术使用者：山口精研工业株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13