JP2013098557A - 調整可能な研磨配合物を用いて研磨する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板を研磨するために使用される濃縮物の第1の希釈液は、第1のポリシリコン除去速度及び第1のポリシリコン対窒化ケイ素除去速度選択比を示すように調整され;基板を研磨するために使用される濃縮物の第2の希釈液は、第2のポリシリコン除去速度及び第2のポリシリコン対窒化ケイ素除去速度選択比を示すように調整される方法が提供される。
【選択図】なし
Description
(式中、R1は、C2−C6アルキル基であり;そしてR2、R3、R4、R5、R6及びR7は、それぞれ独立にC2−C6アルキル基から選択される)で示されるジ第4級カチオン(a diquaternary cation)よりなる]を提供すること;第1の希釈液を提供すること;第2の希釈液を提供すること;第1の希釈液を第1部分のケミカルメカニカルポリッシング組成物濃縮物に加えて、第1の研磨配合物(ここで、第1の研磨配合物は、>4〜11のpHを示し、そして第1の研磨配合物は、≧2,000Å/分の第1のポリシリコン除去速度及び20:1〜800:1の第1のポリシリコン対窒化ケイ素除去速度選択比を示すように調整される)を生成させること;ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること;ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板との界面に動的接触を作り出すこと;第1の研磨配合物をケミカルメカニカルポリッシングパッド上のケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板との界面に又はその近くに分配すること;基板からポリシリコンオーバーバーデンを除去すること;第2の希釈液を第2部分のケミカルメカニカルポリッシング組成物濃縮物に加えて、第2の研磨配合物(ここで、第2の研磨配合物は、2〜4のpHを示し、そして第2の研磨配合物は、≧1,500Å/分の第2のポリシリコン除去速度及び1:1〜19:1の第2のポリシリコン対窒化ケイ素除去速度選択比を示すように調整される)を生成させること;第2の研磨配合物をケミカルメカニカルポリッシングパッド上のケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板との界面に又はその近くに分配すること;そして少なくとももう少しのポリシリコン及び少なくとも幾らかの窒化ケイ素を基板から除去することを含む方法を提供する。
本発明の方法に使用されるケミカルメカニカルポリッシング濃縮物は、希釈することにより、フローティングポリシリコンゲートフィーチャーの形成における第1の研磨工程に使用するための、大きなポリシリコン除去速度及び大きなポリシリコン対窒化ケイ素除去速度選択比を提供するようになる、濃縮物の第1の希釈液を提供することができ;そして次に、希釈することにより、非選択的スラリーが望ましい、フローティングポリシリコンゲートフィーチャーの形成のための第2の研磨工程に使用するための、第2のポリシリコン対窒化ケイ素除去速度選択比を提供するようになる、濃縮物の第2の希釈液を提供することができる。
[式中、R1は、C2−6アルキル基から選択され(好ましくは、R1は、−(CH2)6−基及び−(CH2)4−基から選択され;最も好ましくは、R1は、−(CH2)4−基である);そしてR2、R3、R4、R5、R6及びR7は、それぞれ独立にC2−6アルキル基から選択される(好ましくは、R2、R3、R4、R5、R6及びR7は、それぞれブチル基である)]で示される。本発明の方法に使用されるケミカルメカニカルポリッシング組成物濃縮物は、好ましくは0.01〜1重量%(更に好ましくは0.05〜0.5重量%、最も好ましくは0.05〜0.1重量%)の式(I)のジ第4級物質を含む。最も好ましくは、本発明の方法に使用されるケミカルメカニカルポリッシング組成物濃縮物は、0.05〜0.1重量%の式(I)[式中、R1は、−(CH2)4−基であり、そしてR2、R3、R4、R5、R6及びR7は、それぞれ−(CH2)3CH3基である]のジ第4級物質を含む。
ケミカルメカニカルポリッシング組成物の調製
実施例1及び14のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、表1にリストされる量の成分を合わせて残りを脱イオン水とし、硝酸又は水酸化カリウムにより組成物のpHを表1にリストされる最終pHに調整することによって調製した。実施例2〜13のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、実施例1のケミカルメカニカルポリッシング組成物を脱イオン水で希釈することにより調製した。
ケミカルメカニカルポリッシング除去速度実験
ポリシリコン及び窒化ケイ素の除去速度研磨試験は、実施例1〜13により調製したケミカルメカニカルポリッシング組成物を使用して実施した。具体的には、表1に特定されるケミカルメカニカルポリッシング組成物1〜13のそれぞれのポリシリコン及び窒化ケイ素の除去速度。研磨除去速度実験は、200mmブランケットウェーハ(即ち、8kポリシリコンシートウェーハ;及び1.5K窒化ケイ素シートウェーハ;販売:SEMATECH SVTC)で実施した。Applied Materials 200mm Mirra(登録商標)ポリッシャーを使用した。全ての研磨実験は、IC1010(商標)ポリウレタン研磨パッド(販売:Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.)を、20.7kPa(3psi)のダウンフォース、200ml/分のケミカルメカニカルポリッシングスラリー組成物流量、93rpmの台回転速度及び87rpmのキャリア回転速度で使用して実施した。Diagrid(登録商標)AD3BG-150855ダイヤモンドパッドコンディショナー(販売:Kinik Company)を使用して研磨パッドを調整した。この研磨パッドは、コンディショナーで14.0lbs(6.35kg)のダウンフォースを20分間用いて慣らし運転した。 研磨パッドは、研磨に先立ち9lbs(4.1kg)のダウンフォースを10分間用いて実験室内で更に調整した。研磨パッドは、研磨パッドの中心から1.7〜9.2インチの10スイープ/分での研磨中、9lbs(4.1kg)のダウンフォースでその場で更に調整した。除去速度は、端3mmを除いて49点の渦巻状走査を用いるKLA-Tencor FX200計測装置を使用して、研磨前後の膜厚を測定することにより求めた。除去速度実験の結果は、表2に提供される。
ケミカルメカニカルポリッシング除去速度実験
ポリシリコン及び窒化ケイ素の除去速度研磨試験は、実施例1〜13により調製したケミカルメカニカルポリッシング組成物を使用して実施した。具体的には、表1に特定されるケミカルメカニカルポリッシング組成物1〜13のそれぞれのポリシリコン及び窒化ケイ素の除去速度。研磨除去速度実験は、200mmブランケットウェーハ(即ち、8kポリシリコンシートウェーハ;及び1.5K 窒化ケイ素シートウェーハ;販売:SEMATECH SVTC)で実施した。Applied Materials 200mm Mirra(登録商標)ポリッシャーを使用した。全ての研磨実験は、IC1010(商標)ポリウレタン研磨パッド(販売:Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.)を、34.5kPa(5psi)のダウンフォース、200ml/分のケミカルメカニカルポリッシングスラリー組成物流量、93rpmの台回転速度及び87rpmのキャリア回転速度で使用して実施した。Diagrid(登録商標)AD3BG-150855ダイヤモンドパッドコンディショナー(販売:Kinik Company)を使用して研磨パッドを調整した。この研磨パッドは、コンディショナーで14.0lbs(6.35kg)のダウンフォースを20分間用いて慣らし運転した。研磨パッドは、研磨に先立ち9lbs(4.1kg)のダウンフォースを10分間用いて実験室内で更に調整した。研磨パッドは、研磨パッドの中心から1.7〜9.2インチの10スイープ/分での研磨中、9lbs(4.1kg)のダウンフォースでその場で更に調整した。除去速度は、端3mmを除いて49点の渦巻状走査を用いるKLA-Tencor FX200計測装置を使用して、研磨前後の膜厚を測定することにより求めた。除去速度実験の結果は、表3に提供される。
Claims (10)
- 基板のケミカルメカニカルポリッシングのための方法であって、
窒化ケイ素上に堆積したポリシリコンオーバーバーデンを含む基板を提供すること;
ケミカルメカニカルポリッシング組成物濃縮物[ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物濃縮物は、本質的に
水、
0.1〜25重量%の≦100nmの平均粒度を有するコロイダルシリカ砥粒;
0.01〜1重量%の式(I):
(式中、R1は、C2−C6アルキル基であり;そしてR2、R3、R4、R5、R6及びR7は、それぞれ独立にC2−C6アルキル基から選択される)で示されるジ第4級カチオンよりなる]を提供すること;
第1の希釈液を提供すること;
第2の希釈液を提供すること;
第1の希釈液を第1部分のケミカルメカニカルポリッシング組成物濃縮物に加えて、第1の研磨配合物(ここで、第1の研磨配合物は、>4〜11のpHを示し、そして第1の研磨配合物は、≧2,000Å/分の第1のポリシリコン除去速度及び20:1〜800:1の第1のポリシリコン対窒化ケイ素除去速度選択比を示すように調整される)を生成させること;
ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること;
ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板との界面に動的接触を作り出すこと;
第1の研磨配合物をケミカルメカニカルポリッシングパッド上のケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板との界面に又はその近くに分配すること;
基板からポリシリコンオーバーバーデンを除去すること;
第2の希釈液を第2部分のケミカルメカニカルポリッシング組成物濃縮物に加えて、第2の研磨配合物(ここで、第2の研磨配合物は、2〜4のpHを示し、そして第2の研磨配合物は、≧1,500Å/分の第2のポリシリコン除去速度及び1:1〜19:1の第2のポリシリコン対窒化ケイ素除去速度選択比を示すように調整される)を生成させること;
第2の研磨配合物をケミカルメカニカルポリッシングパッド上のケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板との界面に又はその近くに分配すること;そして
少なくとももう少しのポリシリコン及び少なくとも幾らかの窒化ケイ素を基板から除去することを含む方法。 - 第1の希釈液及び第2の希釈液が、脱イオン水である、請求項1に記載の方法。
- 第1の希釈液が、脱イオン水及びpH調整剤の組合せである、請求項1に記載の方法。
- ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、防蝕剤を含まず、かつ酸化剤を含まない、請求項1に記載の方法。
- R1が、C4アルキル基であり;そしてR2、R3、R4、R5、R6及びR7が、それぞれC4アルキル基である、請求項1に記載の方法。
- ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、防蝕剤を含まない、請求項5に記載の方法。
- ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、酸化剤を含まない、請求項5に記載の方法。
- ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、防蝕剤を含まず、かつ酸化剤を含まない、請求項5に記載の方法。
- ケミカルメカニカルポリッシング組成物のpHが、脱イオン水の添加により調整される、請求項1に記載の方法。
- 第1のポリシリコン除去速度、第1のポリシリコン対窒化ケイ素除去速度選択比、第2のポリシリコン除去速度及び第2のポリシリコン対窒化ケイ素除去速度選択比が全て、200mm研磨機(ここで、ケミカルメカニカルポリッシングパッドは、ポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織サブパッドを含む)上で、93回転/分のプラテン速度、87回転/分のキャリア速度、200ml/分のケミカルメカニカルポリッシング組成物流量、及び34.5kPaの公称ダウンフォースで示される、請求項1に記載の方法。
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