JP2019163457A - 欠陥抑制を向上させた研磨組成物及び基板の研磨方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、良好な誘電体除去速度を持つ、欠陥減少を向上させた研磨組成物及び基板の研磨方法に関する。より具体的には、本発明は、良好な誘電体除去速度を持つ、欠陥減少を向上させた研磨組成物及び基板の研磨方法であって、酸化ケイ素の誘電体を含む基板上の欠陥の減少を向上させるために、研磨組成物がある種の第4級窒素化合物の組合せを含み、そして酸化ケイ素の少なくとも一部が基板から除去される、研磨組成物及び基板の研磨方法に関する。
集積回路及び他の電子デバイスの作製において、導電性材料、半導体材料及び誘電材料の複数の層が、半導体ウェーハの表面上に堆積されるか又は表面から除去される。導電性材料、半導体材料及び誘電材料の薄層を、幾つかの堆積技術によって堆積させることができる。最新の加工における一般的な堆積技術は、スパッタリングとしても知られている物理蒸着法(PVD)、化学蒸着法(CVD)、プラズマ増強化学蒸着法(PECVD)及び電気化学的めっき法(ECP)を含む。
本発明は、初期成分として:水;砥粒;アルカリ金属若しくはアンモニウムの無機塩又はこれらの混合物;式(I):
[式中、R1、R2及びR3は、それぞれ独立に(C1−C4)アルキル基から選択される]を有するベンジルトリアルキル第4級アンモニウム化合物;及び式(II):
[式中、R4、R5、R6は、それぞれ独立にH及びアルキル基から選択され;そしてR7は、アルキレン基である]を有するヒドロキシル含有第4級アンモニウム化合物を含む、化学機械研磨組成物を提供する。
[式中、R1、R2及びR3は、それぞれ独立に(C1−C4)アルキル基から選択される]を有するベンジルトリアルキル第4級アンモニウム化合物;及び式(II):
[式中、R4、R5、R6は、それぞれ独立にH及びアルキル基から選択され;R7は、アルキレン基である]を有するヒドロキシル含有第4級アンモニウム化合物を含む組成物を提供することを含む、方法を提供する。
[式中、R1、R2及びR3は、それぞれ独立に(C1−C4)アルキル基から選択される]を有するベンジルトリアルキル第4級アンモニウム化合物;及び式(II):
[式中、R4、R5、R6は、それぞれ独立にH及び(C1−C4)アルキル基から選択され;R7は、(C1−C4)アルキレン基である]を有するヒドロキシル含有第4級アンモニウム化合物を含む組成物を提供すること;そして任意選択的に、化学機械研磨組成物のpHを>7に調整するために、組成物にpH調整剤を添加することを含む、方法を提供する。
本明細書全体を通して使用されるとき、特に断りない限り、以下の略語は、以下の意味を有する:℃=セ氏温度;g=グラム;L=リットル;mL=ミリリットル;μ=μm=ミクロン;kPa=キロパスカル;Å=オングストローム;mm=ミリメートル;cm=センチメートル;nm=ナノメートル;min=分;rpm=毎分回転数;lb=ポンド;kg=キログラム;wt%=重量パーセント;RR=除去速度;PS=本発明の研磨スラリー;PC=比較研磨スラリー。
[式中、R1、R2及びR3は、それぞれ独立に(C1−C4)アルキル基から選択される]を有するベンジルトリアルキル第4級アンモニウム化合物;及び欠陥を減少させるための式(II):
[式中、R4、R5、R6は、それぞれ独立にH及びアルキル基から選択され;R7は、アルキレン基である]を有するヒドロキシル含有第4級アンモニウム化合物;並びに任意選択的に、化学機械研磨組成物のpHを>7に調整するために、必要に応じて該組成物にpH調整剤を添加することを含有する(好ましくは、これらから成る)。
A>A0
X<X0
本発明の化学機械研磨方法に使用される化学機械研磨組成物に使用するための好ましい砥粒は、コロイダルシリカである。好ましくは、使用されるコロイダルシリカは、沈降シリカ及び凝集シリカの少なくとも一方を含有する。好ましくは、使用されるコロイダルシリカは、<200nm、より好ましくは75〜150nm、最も好ましくは100〜150nmの平均粒径を有しており;そして化学機械研磨組成物の0.1〜40wt%、好ましくは5〜25wt%、より好ましくは8〜12wt%を占める。市販されているコロイダルシリカの例は、平均粒径139nmのKlebosol(商標)II 1630コロイダルシリカ;平均粒径145nmのKlebosol(商標)II 1630コロイダルシリカ;及び粒径130nmのKlebosol(商標)II 1730コロイダルシリカであり、これらは全てMerck KgAA, Darmstadt, Germanyにより製造され、全てThe Dow Chemical Companyから入手可能である。
[式中、R4、R5、R6は、それぞれ独立にH及びアルキル基、好ましくは(C1−C4)アルキル基、より好ましくは(C1−C2)アルキル基、最も好ましくはメチル基から選択され;R7は、アルキレン基であり;R7は、好ましくは(C1−C4)アルキレン基から選択され、より好ましくは、R7は、メチレン及びエチレンの一方から選択され、最も好ましくは、R7は、エチレンであり;そしてアニオンは、ヒドロキシル含有第4級アンモニウムカチオンの+電荷を中和し、アニオンは、水酸化物、ハロゲン化物、硝酸、炭酸、硫酸、リン酸又は酢酸アニオンであり、好ましくは、アニオンは、水酸化物又はハロゲン化物アニオンであり、最も好ましくは、アニオンは、塩化物アニオンである]を有する化合物を更に含有する。
(i) (((A−A0)/A0)×100) > 5;及び
(ii) (((A−A0)/A0)×100) > 10
[全て実施例に明記される研磨条件下で測定される]。
以下の実施例において、特に断りない限り、温度及び圧力の条件は、周囲温度及び標準圧力である。
以下の材料が後述の実施例に使用された:
PC=炭酸カリウム、99.9wt%(Aldrich)。
CC=塩化コリン、99%(Aldrich)
BTMAC=塩化ベンジルトリメチルアンモニウム(60%、Starchem. Inc.)
本発明の化学機械研磨組成物
以下の本発明の化学機械研磨組成物は、研磨スラリーであり、そして以下の表1に開示された成分及び量を含むように調製された。更にpHの調整をすることなく、成分を残部である脱イオン水と合わせた。
比較化学機械研磨組成物
以下の比較化学機械研磨組成物は、研磨スラリーであり、そして以下の表2に開示された成分及び量を含むように調製された。更にpHの調整をすることなく、成分を残部である脱イオン水と合わせた。
Claims (8)
- 請求項1に記載の化学機械研磨組成物であって、初期成分として:
水;
0.1〜40wt%の砥粒;
0.001〜5wt%のアルカリ金属若しくはアンモニウムの無機塩又はこれらの混合物;
0.001〜1wt%の式(I)を有するベンジルトリアルキル第4級アンモニウム化合物;及び
0.001〜1wt%の式(II)を有するヒドロキシル含有第4級アンモニウム化合物
を含む、化学機械研磨組成物。 - 請求項1に記載の化学機械研磨組成物であって、初期成分として:
水;
0.1〜40wt%の砥粒;
0.001〜5wt%のアルカリ金属若しくはアンモニウム塩の無機塩又はこれらの混合物[ここで、アルカリ金属は、1種以上のLi+、Na+、K+及びCs+から選択され、そしてアニオンは、1種以上の硝酸、炭酸、ハロゲン化物、重炭酸、リン酸、重リン酸、ピロリン酸、三リン酸、硫酸アニオンから選択される];
0.001〜1wt%の式(I)[ここで、式(I)中のアニオンは、1種以上の水酸化物、ハロゲン化物、硝酸、硫酸、リン酸、酢酸アニオンから選択される]を有するベンジルトリアルキル第4級アンモニウム化合物;
0.001〜1wt%の式(II)[ここで、式(II)のアニオンは、1種以上の水酸化物、ハロゲン化物、硝酸、硫酸、リン酸、酢酸アニオンから選択される]を有するヒドロキシル含有第4級アンモニウム化合物
を含む、化学機械研磨組成物。 - 請求項1に記載の化学機械研磨組成物であって、pHが>pH7である、化学機械研磨組成物。
- 基板の化学機械研磨のための方法であって:
基板を提供すること[ここで、基板は、酸化ケイ素を含む];
請求項1に記載の化学機械研磨組成物を提供すること;
研磨面を持つ化学機械研磨パッドを提供すること;
化学機械研磨パッドの研磨面と基板との間の界面に0.69〜69kPaのダウンフォースで動的接触を生じさせること;及び
化学機械研磨パッド上、化学機械研磨パッドと基板との間の界面又はその近くに化学機械研磨組成物を分注することを含み、
提供される化学機械研磨組成物が>7のpHを有しており;基板が研磨され;そして酸化ケイ素の少なくとも一部が基板から除去される、方法。 - 請求項5に記載の方法であって、提供される化学機械研磨組成物が、初期成分として:
水;
0.1〜40wt%の砥粒[ここで、砥粒は、20〜200nmの平均粒径を有するコロイダルシリカ砥粒である];
0.001〜5wt%のアルカリ金属又はアンモニウム塩の無機塩;
0.001〜1wt%の式(I)を有するベンジルトリアルキル第4級アンモニウム化合物;及び
0.001〜1wt%の式(II)を有するヒドロキシル含有第4級アンモニウム化合物を含み、
提供される化学機械研磨組成物がpH>7を有する、方法。 - 請求項6に記載の方法であって、基板が酸化ケイ素を含み、そして化学機械研磨組成物が1,000〜6,000Å/minの酸化ケイ素除去速度を示す、方法。
- 請求項6に記載の方法であって、基板が酸化ケイ素を含み、そして化学機械研磨スラリー組成物が、ウェーハ当たりpst−HFスクラッチ欠陥<100を示す、方法。
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