JP2019512172A - ケミカルメカニカルポリッシング方法 - Google Patents
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- H01L21/321—After treatment
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- H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]
Abstract
Description
本発明の基板を研磨する方法は、酸化剤、キトサン、プロパン二酸及び2−ヒドロキシプロパン二酸からなる群より選択されるジカルボン酸、並びに鉄(III)イオン源の相乗的な組合せを含有するケミカルメカニカルポリッシング組成物を利用する。驚くべきことに、上述の相乗的な組合せは、研磨中の基板表面からのチタン(Ti)の除去を著しく遅らせながら、タングステン(W)の迅速な除去を提供することが見い出された。
ケミカルメカニカルポリッシング組成物調製
比較例C1〜C5及び実施例1〜8のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、表1に記載の量の成分を残りの脱イオン水と合わせ、水酸化カリウム又は硝酸で組成物のpHを表1に記載の最終pHに調整することにより調製された。
ケミカルメカニカルポリッシング除去速度実験
それぞれ比較例C1〜C5及び実施例1〜8により調製されたケミカルメカニカルポリッシング組成物を用いて、比較例PC1〜PC5及び実施例P1〜P8において除去速度研磨試験を行った。研磨除去速度実験は、Applied Materials 200mm Mirra(登録商標)研磨機に取り付けられた200mmのブランケットウェーハ上で実施された。研磨除去速度実験は、SEMATECH SVTCから入手可能な200mmタングステン(W)ブランケットウェーハ及びSEMATECH SVTCから入手可能なチタン(Ti)ブランケットウェーハ上で行われた。全ての研磨実験は、ダウンフォース21.4kPa(3.1psi)、ケミカルメカニカルポリッシング組成物流量125mL/分、テーブル回転速度80rpm及びキャリア回転速度81rpmで研磨時間60秒間、SP2310サブパッド(Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.から市販されている)と対になったIC1010(商標)ポリウレタン研磨パッドを用いて行われた。ダイヤモンドパッドコンディショナーPDA33A-D(Kinik Companyから市販されている)を用いて研磨パッドをコンディショニングした。コンディショニングダウンフォース9lb(4.1kg)を15分間、続いてコンディショニングダウンフォース7lb(3.18kg)を更に15分間用いて、研磨パッドをコンディショナーで慣らし運転した。研磨実験の間に24秒間、ダウンフォース7lb(3.18kg)を用いて、研磨の前に研磨パッドをエクスサイツ(ex situ)で更にコンディショニングした。タングステン(W)及びチタン(Ti)の除去速度は、Jordan Valley JVX-5200T 計測ツールを用いて測定された。除去速度実験の結果は表2に提供される。
Claims (10)
- 基板を研磨する方法であって、
タングステン(W)及びチタン(Ti)を含む基板を提供すること;
初期成分として
水、
酸化剤、
キトサン、
正の永久表面電荷を有するコロイダルシリカ砥粒、
ジカルボン酸(ここで、ジカルボン酸は、プロパン二酸及び2−ヒドロキシプロパン二酸からなる群より選択される)、
鉄(III)イオン源、及び
場合によりpH調整剤
を含むケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供すること;
研磨表面を有する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;並びに
ケミカルメカニカルポリッシングパッドの研磨表面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又はその近くにケミカルメカニカルポリッシング組成物を供給すること
を含む方法であって、タングステン(W)の少なくとも一部及びチタン(Ti)の少なくとも一部が、基板から研磨除去され;そして提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物が、≧100のタングステン(W)とチタン(Ti)との除去速度選択比を有する方法。 - 提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物が、200mm研磨機でプラテン速度80回転/分、キャリア速度81回転/分、ケミカルメカニカルポリッシング組成物流量125mL/分、公称ダウンフォース21.4kPaで、≧1,000Å/分のタングステン除去速度を有しており;そしてケミカルメカニカルポリッシングパッドが、ポリマー中空コア微粒子及びポリウレタン含浸不織サブパッドを含有するポリウレタン研磨層を含む、請求項1に記載の方法。
- 提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物が、≦50Å/分のチタン除去速度を有しており、そしてタングステン(W)とチタン(Ti)との除去速度選択比が、≧100である、請求項2に記載の方法。
- 提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物が、初期成分として
水、
0.01〜10重量%の酸化剤(ここで、酸化剤は、過酸化水素である)、
30〜110質量ppmのキトサン(ここで、キトサンは、50,000〜500,000ダルトンの重量平均分子量分布を有する)、
0.01〜10重量%のコロイダルシリカ砥粒、
100〜1,300質量ppmのジカルボン酸(ここで、ジカルボン酸は、プロパン二酸である)、
100〜1,000質量ppmの鉄(III)イオン源(ここで、鉄(III)イオン源は、硝酸第二鉄九水和物である)、及び
場合によりpH調整剤
を含み、そして
ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、pH1〜4を有する、請求項1に記載の方法。 - 提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物が、200mm研磨機でプラテン速度80回転/分、キャリア速度81回転/分、ケミカルメカニカルポリッシング組成物流量125mL/分、公称ダウンフォース21.4kPaで、≧1,500Å/分のタングステン除去速度を有しており;そしてケミカルメカニカルポリッシングパッドが、ポリマー中空コア微粒子及びポリウレタン含浸不織サブパッドを含有するポリウレタン研磨層を含む、請求項4に記載の方法。
- 提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物が、≦50Å/分のチタン除去速度を有しており、そしてタングステン(W)とチタン(Ti)との除去速度選択比が、≧100である、請求項5に記載の方法。
- 提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物が、初期成分として
水、
1.75〜3重量%の酸化剤(ここで、酸化剤は、過酸化水素である)、
50〜80質量ppmのキトサン(ここで、キトサンは、150,000〜350,000ダルトンの重量平均分子量分布を有する)、
0.2〜2重量%のコロイダルシリカ砥粒、
900〜1,100質量ppmのジカルボン酸(ここで、ジカルボン酸は、プロパン二酸である)、
250〜400質量ppmの鉄(III)イオン源(ここで、鉄(III)イオン源は、硝酸第二鉄である)、及び
場合によりpH調整剤
を含み、そして
ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、pH2〜2.5を有する、請求項1に記載の方法。 - 提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物が、200mm研磨機でプラテン速度80回転/分、キャリア速度81回転/分、ケミカルメカニカルポリッシング組成物流量125mL/分、公称ダウンフォース21.4kPaで、≧2,000Å/分のタングステン除去速度を有しており;そしてケミカルメカニカルポリッシングパッドが、ポリマー中空コア微粒子及びポリウレタン含浸不織サブパッドを含有するポリウレタン研磨層を含む、請求項7に記載の方法。
- 提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物が、≦25Å/分のチタン除去速度を有しており、そしてタングステン(W)とチタン(Ti)との除去速度選択比が、≧200である、請求項8に記載の方法。
- 提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物が、≦25Å/分のチタン除去速度を有しており、そしてタングステン(W)とチタン(Ti)との除去速度選択比が、≧300である、請求項8に記載の方法。
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