JP2012511251A5

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Publication number: JP2012511251A5
Application number: JP2011539510A
Authority: JP
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2013-12-19
Anticipated expiration: 2029-12-04

Description

ある好適な実施例では、組成物は約０．５重量パーセント未満の有機物質を含有している。

表９には、平均粒径約４０〜５０ｎｍのアルミナドープ二酸化ケイ素を含有する組成物について異なるｐＨ値での炭化ケイ素と二酸化ケイ素の研磨速度を示している。

表９〜１２に示す通り、アルミナドープシリカやヒュームドシリカを含有する組成物は、セリアやアルミナを含有する組成物と比較して二酸化ケイ素に優先して炭化ケイ素を研磨する率が著しく高いことが分かる。事実、セリアを含有する組成物は逆の結果を示しており、炭化ケイ素に優先して二酸化ケイ素を研磨する率が高くなっている。アルミナを含有する組成物は炭化ケイ素と二酸化ケイ素の研磨に関し強い嗜好を示していないが、シリカを含有する組成物と比較して研磨速度は全体的に遅くなっている。

表１４には、平均粒径約４０〜５０ｎｍのアルミナドープシリカを含有する組成物について異なるｐＨ値と研磨剤濃度での炭化ケイ素と二酸化ケイ素の研磨速度を示している。

例６
また、炭化ケイ素を含有するウエハの炭化ケイ素研磨速度について、アミノ酸を含む種々の酸性緩衝剤で測定を実施した。炭化ケイ素、ＰＥＴＥＯＳ系二酸化ケイ素およびシラン系二酸化ケイ素（ソフト酸化物）のブランケットウエハを約２重量パーセントのアルミナドープコロイド状シリカ（平均粒径約４０〜５０ｎｍおよびアルミニウム濃度が粒子固体重量で約６５０〜７５０ｐｐｍ）を含む研磨スラリーおよび表１６に示す酸性緩衝剤で研磨した。研磨条件は、ロジテック社製研磨装置ポリテックスＲＥＧＥ１１２０パッド使用、ダウンフォース＝３ｐｓｉ、プラテン速度＝９０ｒｐｍ、キャリア速度＝８４ｒｐｍ、研磨時間＝６０秒および研磨スラリー流速＝８０ｍＬ／ｍｉｎである。表１６には、緩衝剤、緩衝剤濃度、スラリーｐＨおよび観察された研磨速度を示している。表１６から明らかなように、すべての緩衝剤についてＰＥＴＥＯＳ系二酸化ケイ素研磨に対する炭化ケイ素研磨の選択比が非常に高かった。特に、アミノ酸緩衝剤（グリシン、ベータアラニン、プロリン、グルタミン、フェニルアラニンなど）については、シラン系二酸化ケイ素研磨に対する炭化ケイ素研磨の選択比が顕著に高かった。

ＰＥＴＥＯＳ系二酸化ケイ素とシラン系二酸化ケイ素の研磨に対する窒化ケイ素と炭化ケイ素の研磨の選択比をさらに評価するため、酢酸を緩衝剤として、および、アルミナドープコロイド状シリカ（４０〜５０ｎｍ、６５０〜７５０ｐｐｍＡｌ）を含有するスラリーを上の例と同一の研磨条件下で異なる緩衝剤と異なる粒子濃度で評価した。その結果は、表１８に示す通りである。

Claims

二酸化ケイ素に優先して基板表面から炭化ケイ素を選択的に除去する化学的機械的研磨（ＣＭＰ）方法であり、
（ａ）研磨パッドと水性ＣＭＰ組成物を前記基板表面に接触させる手順と、
（ｂ）前記基板に存在する炭化ケイ素の少なくても一部を前記表面から摩耗させるに十分な時間、前記水性ＣＭＰ組成物の一部を前記研磨パッドと前記基板との間で前記基板に接触した状態に維持しつつ前記基板と前記研磨パッドとの間に相対運動を引き起こす手順とを有し、
前記水性ＣＭＰ組成物が０．１〜５重量パーセントの範囲の濃度で存在する粒子状アルミナドープコロイド状シリカ研磨剤と２〜７の範囲のｐＨを提供する酸性緩衝剤とを含有し、前記水性ＣＭＰ組成物が前記基板表面に存在する二酸化ケイ素の同時的な摩耗よりも速い研磨速度で前記基板表面に存在する炭化ケイ素を摩耗させることができる方法。
前記酸性緩衝剤が有機酸を含む請求項１に記載の方法。
前記有機酸がカルボン酸、ホスホン酸または両者の組合せを含む請求項１又は２に記載の方法。
前記有機酸が、酢酸、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、アミノ酸及びカルボン酸のいずれかを含む請求項１又は２に記載の方法。
前記水性ＣＭＰ組成物が０．５重量パーセント未満の有機物質を含有するいずれかの先行請求項に記載の方法。
前記酸性緩衝剤が無機酸及びリン酸のいずれかを含む請求項１に記載の方法。
前記アルミナドープコロイド状シリカが０．１〜２重量パーセントの範囲の濃度で存在する請求項１に記載の方法。
前記アルミナドープコロイド状シリカの平均粒径が４０〜１５０ナノメートルの範囲である請求項１又は２に記載の方法。
前記アルミナドープコロイド状シリカの平均粒径が２０〜１５０ナノメートルの範囲である請求項１に記載の方法。
前記酸性緩衝剤が２〜５の範囲のｐＨを提供する請求項１，２又は８に記載の方法。
前記水性ＣＭＰ組成物が界面活性剤と酸化剤を含有しない請求項１に記載の方法。
二酸化ケイ素がＰＥＴＲＯＳ系二酸化ケイ素よりも容易に摩耗できる材料であり、組成物ｐＨが３〜７の範囲である請求項１又は１０に記載の方法。
前記組成物ｐＨが３．５超である請求項１２に記載の方法。
ＣＭＰプロセスにおいて基板表面からの二酸化ケイ素研磨に対する炭化ケイ素研磨の選択比を調節する化学的機械的研磨（ＣＭＰ）方法であり、
（ａ）事前に設定された研磨条件下で粒子状アルミナドープコロイド状シリカ研磨剤と酸性緩衝剤を含む水性ＣＭＰ組成物により炭化ケイ素基板と二酸化ケイ素基板を研磨する手順と、
（ｂ）手順（ａ）において研磨される基板における炭化ケイ素と二酸化ケイ素の研磨速度比を決定する手順と、
（ｃ）二酸化ケイ素に対する炭化ケイ素の研磨速度比を所望により増減させるために研磨パラメータを変更する手順とを含み、
変更される前記研磨パラメータが組成物ｐＨ、前記組成物中の緩衝剤濃度、前記組成物中のシリカ濃度またはそれらの２つ以上の組合せから成る群から選択される方法。
変更される前記パラメータが、前記組成物中の緩衝剤濃度、前記組成物のｐＨ、及び、前記組成物中のシリカ濃度のいずれかである請求項１４に記載の方法。
前記粒子状アルミナドープコロイド状シリカ研磨剤が４０〜１５０ナノメートルの範囲の平均粒径を有する請求項１４又は１５に記載の方法。