JP2023536475A - アニオン性及びカチオン性抑制剤を含むｃｍｐ組成物 - Google Patents

アニオン性及びカチオン性抑制剤を含むｃｍｐ組成物 Download PDF

Info

Publication number
JP2023536475A
JP2023536475A JP2023505965A JP2023505965A JP2023536475A JP 2023536475 A JP2023536475 A JP 2023536475A JP 2023505965 A JP2023505965 A JP 2023505965A JP 2023505965 A JP2023505965 A JP 2023505965A JP 2023536475 A JP2023536475 A JP 2023536475A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
composition
acid
anionic
amino acid
polishing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023505965A
Other languages
English (en)
Inventor
ウー シン－イェン
チャン チン－ハオ
コー チョン－ユアン
Original Assignee
シーエムシー マテリアルズ リミティド ライアビリティ カンパニー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シーエムシー マテリアルズ リミティド ライアビリティ カンパニー filed Critical シーエムシー マテリアルズ リミティド ライアビリティ カンパニー
Publication of JP2023536475A publication Critical patent/JP2023536475A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1436—Composite particles, e.g. coated particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1409—Abrasive particles per se
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321—After treatment
    • H01L21/32115—Planarisation
    • H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/7684—Smoothing; Planarisation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

タングステン又はモリブデンをポリッシングするための化学機械的ポリッシング組成物が、水性液体キャリアと、液体キャリア中に分散された研磨粒子と、アルギニン、ヒスチジン、システイン、リシン、及びこれらの混合物から成る群から選択されたアミノ酸と、アニオン性ポリマー又はアニオン性界面活性剤と、任意のアミノ酸界面活性剤とを含み、これらから本質的に成り、又はこれらから成る。タングステン層又はモリブデン層を含む基板を化学機械的ポリッシングする方法が、基板を上記ポリッシング組成物と接触させ、ポリッシング組成物を基板に対して動かし、そしてタングステン層又はモリブデン層の一部を基板から除去し、これにより基板をポリッシングするように、基板を研磨することを含む。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年７月２８日付けで出願された「Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ ＣＭＰ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｄｕａｌ Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ（二重抑制剤を含むモリブデンＣＭＰ組成物及び方法）」と題する米国仮出願第６３／０５７，６３９号、及び２０２０年９月１１日付けで出願された「Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ ＣＭＰ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｄｕａｌ Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ（二重抑制剤を含むモリブデンＣＭＰ組成物及び方法）」と題する米国仮出願第６３／０７７，０３６号の優先権を主張する。
開示された実施態様は、金属層の化学機械的ポリッシング、そしてより具体的にはタングステン及び／又はモリブデンをポリッシングするための組成物及び方法に関する。
半導体デバイスフロントエンド（ＦＥＯＬ）処理及びバックエンド（ＢＥＯＬ）処理の両方において、数多くの化学機械的ポリッシング（ＣＭＰ）作業が用いられる。例えば、シャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）は、インレイド型のテトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）のパターンをシリコンウエハー内に作成するために、トランジスタの形成前に用いられるＦＥＯＬプロセスである。タングステンプラグ・相互接続配線プロセス及び銅相互接続配線プロセス及び二重ダマシンプロセスは、デバイス・トランジスタを接続する金属ワイヤのネットワークを作成するために用いられるＢＥＯＬプロセスである。これらのプロセスでは、誘電材料（例えばＴＥＯＳ）内に形成された開口内に、金属層が堆積される。誘電体から余剰の金属を除去し、そしてこれにより導電性プラグ及び／又は相互接続配線をその中に形成するために、ＣＭＰが用いられる。
トランジスタのサイズが縮小し続けるのに伴って、コンベンショナルな相互接続配線技術の利用はますます困難になってきている。最近では、例えばＢＥＯＬ相互接続配線構造の下側金属層内（例えばＭ１、Ｍ２、及び／又はＭ３層内）の銅及び／又はタングステンと置き換えるために、先端的ノード用途の候補金属として、モリブデンが浮上している。プラグ・相互接続配線金属としてモリブデンが潜在的に導入されるのに伴い、モリブデン含有基板を平坦化し得るＣＭＰスラリーの必要性が新たに生じる。
化学機械ポリッシング組成物は、ポリッシングされた金属に対して化学的に攻撃的であり得る、過酸化水素のような酸化剤を一般に採用する。先進的ノードデバイスは概ね、金属構造のフィーチャサイズが極度に小さいため、コロージョンの問題を高度に被りやすい。タングステン及びモリブデンは両方とも、過酸化水素によって引き起こされるコロージョンを被りやすい傾向がある。タングステン及び／又はモリブデン膜を除去し、タングステン及び／又はモリブデンを含有する基板を効果的に平坦化し得る一方、相応するコロージョンを招くことのないＣＭＰスラリーが必要である。
タングステン層又はモリブデン層を有する基板をポリッシングするための化学機械的ポリッシング組成物が開示される。ポリッシング組成物は、水性液体キャリアと、液体キャリア中に分散された研磨粒子と、アルギニン、ヒスチジン、システイン、リシン、及びこれらの混合物から成る群から選択されたアミノ酸と、アニオン性ポリマー又はアニオン性界面活性剤とを含み、これらから本質的に成り、又はこれらから成る。タングステン層又はモリブデン層を含む基板を化学機械的ポリッシングする方法が、さらに開示される。方法は、基板を上記ポリッシング組成物と接触させ、ポリッシング組成物を基板に対して動かし、そしてモリブデン層の一部を基板から除去し、これにより基板をポリッシングするように、基板を研磨することを含んでよい。
化学機械的ポリッシング組成物が開示される。ポリッシング組成物は、水性液体キャリアと、液体キャリア中に分散された研磨粒子と、アルギニン、ヒスチジン、システイン、リシン、及びこれらの混合物から成る群から選択されたアミノ酸と、アニオン性ポリマー又はアニオン性界面活性剤とを含み、これらから本質的に成り、又はこれらから成る。任意の実施態様はアミノ酸界面活性剤をさらに含んでよい。１つの好ましい実施態様では、前記研磨粒子がアニオン性シリカ又はアニオン性アルミナを含み、前記アミノ酸が、アルギニン、ヒスチジン、及びこれらの混合物から成る群から選択され、そして前記アニオン性界面活性剤が、アルキル基と、負荷電型の硫酸基又はスルホン酸基とを含み、そして前記組成物が任意には、グリシン、アラニン、アルギニン、ヒスチジン、リシン、アスパラギン酸、及びグルタミン酸から成る群から選択されたアミノ酸基を含むアミノ酸界面活性剤をさらに含む。開示された組成物はさらに任意には、鉄含有促進剤と、前記鉄含有促進剤に結合された安定剤とをさらに含み、そして約１．０～約５．０のｐＨを有してよい。
開示された組成物及び方法は、従来技術を凌ぐ種々の技術的な利点及び改善点をもたらすことができる。例えば、開示された組成物は、タングステン及び／又はモリブデンのコロージョン及びエッチングの抑制を改善し、そして好適に高い除去速度を提供することができる。したがって、これらの組成物は改善されたパターン化ウエハーポリッシング性能（例えば改善されたディッシング及びアレイエロージョン）を提供することができ、したがって先進的ノードデバイス内のタングステン及びモリブデンＣＭＰ作業を可能にし得る。
言うまでもなく、開示されたＣＭＰ組成物は、タングステン層又はモリブデン層がポリッシング組成物に晒される金属又は誘電体ＣＭＰ作業のために有利に利用することができる。開示された組成物は、バルク除去ＣＭＰ作業及び／又はバフＣＭＰ作業（当該技術分野では第１及び第２ステップＣＭＰ作業と呼ばれることがある）に特に適することがある。当業者に知られているように、バルク除去作業はより高い除去速度を必要とし得るのに対して、バフ作業はより低い欠陥レベルを必要とし得る。開示されたＣＭＰ組成物を単一ステップＣＭＰ作業のために有利に利用してもよい。
ポリッシング組成物は、液体キャリア中に懸濁された研磨粒子を含有する。ポリッシング（例えば平坦化）されるべき基板の表面に研磨粒子及び任意の化学的添加剤を被着するのを容易にするために、液体キャリアが一般に使用される。液体キャリアは、低級アルコール（例えばメタノール、エタノールなど）、エーテル（例えばジオキサン、テトラヒドロフランなど）、水、及びこれらの混合物を含む任意の適宜のキャリア（例えば溶剤）であってよい。好ましくは、液体キャリアは水、より好ましくは脱イオン水を含み、これから本質的に成り、又はこれから成る。
液体キャリア中に懸濁された研磨粒子は、実質的に任意の適宜の研磨材料、例えば金属酸化物粒子、ダイアモンド粒子、及び／又はセラミック粒子を含んでよい。金属酸化物粒子は例えば、コロイド粒子及び／又はヒュームド金属酸化物粒子を含む、シリカ、セリア、及び／又はアルミナ研磨粒子を含んでよい。セラミック粒子は、立方晶窒化ホウ素又は炭化ケイ素のような材料を含んでよい。下で詳述するように、好ましい実施態様はアニオン性コロイドシリカ粒子、アニオン性アルミナ粒子、又はこれらの混合物を含んでよい。
ある特定の実施態様（例えば下記実施例の多く）では、研磨粒子はコロイドシリカを含んでよい。本明細書中では、コロイドシリカ粒子という用語は、構造的に異なる粒子を生成する発熱性又は火炎加水分解法ではなく、湿式法を介して調製されるシリカ粒子を意味する。コロイドシリカ粒子は凝集型又は非凝集型であってよい。非凝集型粒子は個々に離散した粒子である。これらの粒子の形状は球状であるか又は球状に近いが、しかし他の形状（例えばほぼ楕円形、正方形、又は長方形の断面）を有していてもよい。凝集型粒子は、複数の離散粒子が概ね不規則な形状を有する凝集体を形成するようにクラスタ化されるか又は互いに結合された粒子である。凝集型コロイドシリカ粒子が、例えば同一譲受人による米国特許第９，３０９，４４２号明細書に開示されている。
研磨粒子は、実質的に任意の適宜の粒径を有していてよい。液体キャリア中に懸濁された粒子の粒径は、種々の手段を用いて業界において定義することができる。例えば粒径は、粒子を包囲する最小球体の直径と定義することができ、例えばＣＰＳ Ｄｉｓｃ Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ， Ｍｏｄｅｌ ＤＣ２４０００ＨＲ（ルイジアナ州Ｐｒａｉｒｉｅｖｉｌｌｅ 在ＣＰＳ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能）、又はＭａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（登録商標）から入手可能なＺｅｔａｓｉｚｅｒ（登録商標）を含む、数多くの商業的に入手可能な機器を使用して測定することができる。研磨粒子の平均粒径は約５ｎｍ以上（例えば約１０ｎｍ以上、約２０ｎｍ以上、約３０ｎｍ以上、約４０ｎｍ以上、約５０ｎｍ以上、又は約６０ｎｍ以上）であってよい。研磨粒子の平均粒径は３００ｎｍ以下（例えば約２５０ｎｍ以下、約２００ｎｍ以下、約１８０ｎｍ以下、又は約１５０ｎｍ以下）であってよい。したがって、研磨粒子は上記エンドポイントのうちのいずれか２つによって仕切られた範囲の平均粒径を有してよい。例えば、研磨粒子の平均粒径は約５ｎｍ～約３００ｎｍ（例えば約１０ｎｍ～約２００ｎｍ、約２０ｎｍ～約２００ｎｍ、又は約５０ｎｍ～約１５０ｎｍ）であってよい。
ポリッシング組成物は実質的に任意の適宜の量の研磨粒子を含んでよい。ポリッシング組成物はユースポイントにおいて、約０．０１重量％以上（例えば約０．０２重量％以上、約０．０５重量％以上、約０．１重量％以上、約０．２重量％以上、又は約０．５重量％以上）の研磨粒子を含んでよい。ポリッシング組成物はユースポイントにおいて、約２０重量％以下（例えば約１０重量％以下、約５重量％以下、約３重量％以下、又は約２重量％以下）の研磨粒子を含んでもよい。したがって、ポリッシング組成物中の研磨粒子の濃度は、上記エンドポイントのうちのいずれか２つによって仕切られた範囲にあってよい。例えば、ポリッシング組成物中の研磨粒子の量は、約０．０１重量％～約２０重量％（例えば約０．０２重量％～約１０重量％、約０．０５重量％～約５重量％、約０．１重量％～約３重量％、又は約０．１重量％～約２重量％）の範囲にあってよい。
開示されたポリッシング組成物中の研磨粒子は実質的に任意の適宜の表面電荷を含んでよい。分散された粒子、例えばシリカ粒子又はアルミナ粒子上の電荷は、一般に当該技術分野においてゼータ電位（又は運動電位）と呼ばれる。粒子のゼータ電位は、粒子を取り囲むイオンの電荷と、ポリッシング組成物のバルク溶液（例えば液体キャリア及び液体キャリア中に溶解された任意の他の成分）の電荷との電位差を意味する。ゼータ電位は典型的には水性媒体のｐＨに依存する。所与のポリッシング組成物の場合、粒子の等電点は、ゼータ電位がゼロであるｐＨと定義される。ｐＨが等電点から増加又は減少するのに伴って、表面電荷（ひいてはゼータ電位）は相応して減少又は増加する（負又は正のゼータ電位値へ）。分散体、例えばポリッシング組成物のゼータ電位は、商業的に入手可能な機器、例えばＭａｌｖｅｒｎ（登録商標） Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＺｅｔａｓｉｚｅｒ（登録商標）、Ｂｒｏｏｋｈａｖｅｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＺｅｔａＰｌｕｓ Ｚｅｔａ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ Ａｎａｌｙｚｅｒ、及び／又はＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．から入手可能な電気音響分光計を使用して得ることができる。
ある特定の好ましい実施態様では、開示されたポリッシング組成物は有利には、アニオン性シリカ粒子、アニオン性アルミナ粒子、又はこれらの混合物を含むアニオン性研磨粒子を含んでよい。「アニオン性」とは、研磨粒子がポリッシング組成物のｐＨにおいて負の表面電荷を有することを意味する。例えば、研磨粒子は約５ｍＶ以上 （例えば約１０ｍＶ以上、約１５ｍＶ以上、又は約２０ｍＶ以上）の負電荷（負のゼータ電位）を有してよい。ポリッシング組成物中のコロイドシリカ粒子は、約４０ｍＶ以下の負電荷を有してよい。例えば、研磨粒子のゼータ電位は、約ネガティブ５～約ネガティブ４０ｍＶ（例えば約ネガティブ１０～約ネガティブ４０ｍＶ）であってよい。
コロイドシリカ粒子は、ポリッシング組成物のｐＨにおいて粒子の自然状態ではアニオン性であってよい。好ましい実施態様では、コロイドシリカ粒子は、例えば有機酸、イオウ系の酸、リン系の酸、及び／又はアニオン性ポリマーを用いた表面金属ドーピング及び／又は化学的表面処理又は部分表面処理を介して、ポリッシング組成物のｐＨにおいてアニオン性にされる。このような処理方法は（例えば米国特許第９，３８２，４５０号明細書に開示されているように）当業者に知られている。
アニオン性アルミナ粒子も、有機酸、イオウ系の酸、リン系の酸、及び／又はアニオン性ポリマーを含む負荷電型化合物で粒子表面の表面の少なくとも一部を処理することにより、同様に調製されてよい。ある特定の実施態様では、アルミナはアルファアルミナを含んでよく、そしてアニオン性ポリマーはポリ（２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸）又はポリスチレンスルホン酸を含んでよい。
ポリッシング組成物は有利には、第１及び第２化合物を含むことにより、ポリッシング組成物中のタングステン又はモリブデンのコロージョン（エッチング）速度を低減又は抑制することができる。このような実施態様では、第１化合物は有利にはカチオン性（正荷電型）であってよく、これに対して第２化合物は有利にはアニオン性（負荷電型）であってよい。このような第１及び第２化合物の使用により、驚くべきことに、そして有利なことに、モリブデンの静的エッチング速度を相乗的に低減することができる。理論に縛られたくはないが、正荷電型第１化合物は、（例えばクーロン相互作用を介して）負荷電型の酸化モリブデン表面と連携するのに対して、負荷電型第２化合物は、正荷電型第１化合物と連携し、これによりモリブデン層の表面上により堅牢な保護膜を形成する（そしてモリブデン及び／又はタングステンのコロージョンをさらに抑制する）と考えられる。ある特定の実施態様では、ポリッシング化合物は、エッチングをさらに抑制するために第３化合物をさらに含んでよい。
開示された実施態様では、第１化合物はアミノ酸を含んでよい。例えばアラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、及びバリンを含む、実質的に任意の適宜のアミノ酸が利用されてよい。好ましいアミノ酸はアルギニン、ヒスチジン、リシン、及びシステインを含む。アルギニン及びヒスチジンが最も好ましいアミノ酸である。
ポリッシング組成物は実質的に任意の適宜の量のアミノ酸を含んでよい。アミノ酸は約０．０００５Ｍ～約０．５Ｍの量（又は濃度）でポリッシング組成物中に存在してよい。例えば、ポリッシング組成物はユースポイントにおいて、約０．００１Ｍ以上のアミノ酸（例えば約０．００２Ｍ以上、約０．００３Ｍ以上、約０．００４Ｍ、又は約０．００５Ｍ以上）を含んでよい。ポリッシング組成物はユースポイントにおいて、約０．１Ｍ以下のアミノ酸（例えば約０．０８Ｍ以下、約０．０７Ｍ以下、約０．０６Ｍ以下、又は約０．０５Ｍ以下）を含んでよい。したがって、アミノ酸は、上記エンドポイントのうちのいずれか１つによって仕切られた範囲、例えば約０．００１Ｍ～約０．１Ｍ又は約０．００５Ｍ～約０．０５Ｍの濃度でポリッシング組成物中に存在してよい。
第２化合物は実質的に任意の適宜のアニオン性ポリマーを含んでよい。適宜のアニオン性ポリマーは、ホモポリマー又はコポリマーであってよく、そして例えばカルボン酸基、スルホン酸基、及びホスホン酸基から選択されたモノマー単位を含んでよい。例えば、適宜のアニオン性ポリマーはポリ（アクリル酸）（ＰＡＡ）、ポリ（メタクリル酸）（ＰＭＡＡ）、ポリ（マレイン酸）（ＰＭＡ）、ポリ（ビニルスルホン酸）（ＰＶＳＡ）、ポリ（スチレンスルホン酸）、ポリ（２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸）、ポリ（スチレンスルホン酸－コ－マレイン酸）、及びこれらの組み合わせを含んでよい。好ましいアニオン性ポリマーは、ポリ（ビニルスルホン酸）（ＰＶＳＡ）、ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＳＳＡ）、及びこれらの組み合わせを含む。
ポリッシング組成物は実質的に任意の適宜の量のアニオン性ポリマーを含んでよい。アニオン性ポリマーは、約１重量ｐｐｍ～約１０，０００重量ｐｐｍ（１重量パーセント）の量（又は濃度）でポリッシング組成物中に存在してよい。例えば、ポリッシング組成物はユースポイントにおいて、約１０ｐｐｍ以上（例えば約２０ｐｐｍ以上、約４０ｐｐｍ以上、又は約５０ｐｐｍ以上）のアニオン性ポリマーを含んでよい。ポリッシング組成物はユースポイントにおいて、約２５００ｐｐｍ以下（例えば約２０００ｐｐｍ以下、約１０００ｐｐｍ以下、又は約５００ｐｐｍ以下）のアニオン性ポリマーを含んでよい。したがって、ポリッシング組成物は上記エンドポイントのうちのいずれか１つによって仕切られた範囲、例えば約１０重量ｐｐｍ～約２５００重量ｐｐｍ又は約５０重量ｐｐｍ～約５００重量ｐｐｍの量のアニオン性ポリマーを含んでよい。
本発明の他の実施態様では、第２化合物は実質的に任意の適宜のアニオン性界面活性剤を含んでよい。適宜のアニオン性界面活性剤は、所期ｐＨ作業空間（例えばスルホン酸塩及び硫酸塩）内に負電荷を担持する官能基と、アルキル基とを有するアニオン性界面活性剤を含む。好ましいアニオン性界面活性剤は、エーテル及び／又はフェノールを伴う負荷電型官能基を有してよい。負荷電型官能基は好ましくは硫酸基又はスルホン酸基である。適宜のアニオン性界面活性剤の例は、ジナトリウムヘキサデシルジフェニルオキシドジスルホネート、アンモニウムポリオキシエチレンスチレン化アリールスルフェート、及びアンモニウムアルキルポリオキシエチレンエーテルスルフェート（例えばアンモニウムポリオキシエチレンオレイルセチルエーテルスルフェート、及びアンモニウムラウリルポリオキシエチレンエーテルスルフェート）を含む。
ポリッシング組成物は実質的に任意の適宜の量のアニオン性界面活性剤を含んでよい。アニオン性界面活性剤は、約１重量ｐｐｍ～約１０，０００重量ｐｐｍ（１重量パーセント）の量（又は濃度）でポリッシング組成物中に存在してよい。例えば、ポリッシング組成物はユースポイントにおいて、約１０ｐｐｍ以上（例えば約３０ｐｐｍ以上、約５０ｐｐｍ以上、又は約１００ｐｐｍ以上）のアニオン性界面活性剤を含んでよい。ポリッシング組成物はユースポイントにおいて、約２５００ｐｐｍ以下（例えば約２０００ｐｐｍ以下、約１５００ｐｐｍ以下、又は約１０００ｐｐｍ以下）のアニオン性界面活性剤を含んでよい。したがって、ポリッシング組成物は上記エンドポイントのうちのいずれか１つによって仕切られた範囲、例えば約５０重量ｐｐｍ～約１５００重量ｐｐｍ又は約１００重量ｐｐｍ～約１０００重量ｐｐｍの量のアニオン性界面活性剤を含んでよい。
アニオン性界面活性剤を含む実施態様では、開示された組成物は任意には、モリブデン又はタングステンのエッチング速度を（ある特定の組成物中で）さらに低減し得る、アミノ酸界面活性剤を含む第３の任意の化合物をさらに含んでよい。第３化合物は実質的に任意の適宜のアミノ酸界面活性剤を含んでよい。本明細書中に使用されるアミノ酸界面活性剤は、例えば天然アミノ酸と脂肪酸（又は脂肪酸誘導体）との縮合によって合成されたアミノ酸基を含む界面活性剤である。アミノ酸界面活性剤の例は、Ｎ－置換型アミノ酸及びこれらの塩、例えばＮ－アシルアミノ酸及びこれらの塩（塩の例はナトリウム、カリウム、アンモニア、及びトリエタノールアミン塩を含む）。アミノ酸界面活性剤は、例えばグリシン、アラニン、アルギニン、ヒスチジン、リシン、アスパラギン酸、及びグルタミン酸を含む、実質的に任意の適宜のアミノ酸基を含んでよい。下で詳述する実施態様は、トリエタノールアミンＮ－ココイル－ＤＬ－アラニネート （Ａｊｉｎｏｍｏｔｏ Ｈｅａｌｔｈ ＆ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ， Ｉｎｃ．から入手可能なＡＭＩＬＩＴＥ（登録商標）ＡＣＳ－１２）、Ｌ－アルギニンココエート（Ａｊｉｎｏｍｏｔｏ Ｈｅａｌｔｈ ＆ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ， Ｉｎｃ． から入手可能なＡＭＩＮＯＳＯＡＰ ＡＲ－１２）、及びグリシン、Ｎ－メチル－Ｎ－（１－オキソドデシル）（Ｃｒｏｄａ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃａｒｅ から入手可能なＣｒｏｄａｓｉｎｉｃ ＬＰ３０－ＬＱ－（ＲＢ））を含んだ。
開示された組成物は実質的に任意の適宜の量のアミノ酸界面活性剤を含んでよい。アミノ酸界面活性剤は約０重量ｐｐｍ～約１０，０００重量ｐｐｍ（１重量パーセント）の量（又は濃度）でポリッシング組成物中に存在してよい。例えば、ポリッシング組成物はユースポイントにおいて、約５ｐｐｍ以上（例えば約１０ｐｐｍ以上、約２０ｐｐｍ以上、又は約３０ｐｐｍ以上）のアミノ酸界面活性剤を含んでよい。ポリッシング組成物はユースポイントにおいて、約２０００ｐｐｍ以下（例えば約１０００ｐｐｍ以下、約５００ｐｐｍ以下、又は約３００ｐｐｍ以下）のアミノ酸界面活性剤を含んでよい。したがって、ポリッシング組成物は、上記エンドポイントのうちのいずれか１つによって仕切られた範囲、例えば約１０重量ｐｐｍ～約１０００重量ｐｐｍ又は約３０重量ｐｐｍ～約３００重量ｐｐｍの量のアミノ酸界面活性剤を含んでよい。
ポリッシング組成物は、タングステン層又はモリブデン層をポリッシングするのに適した実質的に任意のｐＨを有してよい。組成物は概ね酸性であり、約７未満のｐＨを有する。ある特定の実施態様では、組成物のｐＨは約１以上（例えば約１．５以上、約２以上、約２．５以上、又は約３以上）であってよい。組成物のｐＨは約６以下（例えば約５以下、約４．５以下、約４以下、又は約３．５以下）であってよい。したがって、組成物は上記値のいずれかによって仕切られた範囲のｐＨを有してよい。例えば、モリブデンポリッシング組成物は、約１～約６（例えば約１～約５、約２～約４．５、又は約２～約４）のｐＨを有してよい。
言うまでもなく、ポリッシング組成物のｐＨは、（もちろん所期ｐＨに応じて）任意の適宜の手段によって達成且つ／又は維持することができる。ポリッシング組成物は、実質的に任意の適宜のｐＨ調節剤又は緩衝システムを含んでよい。例えば、適宜のｐＨ調節剤は硝酸、硫酸、リン酸、フタル酸、クエン酸、アジピン酸、シュウ酸、マロン酸、マレイン酸、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、及びこれに類するものを含んでよく、これに対して、適宜の緩衝剤はリン酸塩、硫酸塩、酢酸塩、マロン酸塩、シュウ酸塩、ホウ酸塩、アンモニウム塩、プロピオン酸塩、これらの混合物、及びこれに類するものを含んでよい。
ポリッシング組成物は、例えば酸化剤、タングステン又はモリブデンの鉄含有ポリッシング促進剤、及び安定剤を含む他の任意の化合物を含んでよい。本明細書中に使用される鉄含有促進剤は、ＣＭＰ作業中のタングステン及びモリブデンの除去速度を高める鉄含有化合物である。例えば、鉄含有促進剤は、米国特許第５，９５８，２８８号及び同第５，９８０，７７５号に開示されているような可溶性鉄含有触媒を含んでよい。このような鉄含有触媒は液体キャリア中に可溶性であってよく、例えば第二鉄（鉄ＩＩＩ）又は第一鉄（鉄ＩＩ）化合物、例えば硝酸鉄、硫酸鉄、フッ化物、塩化物、臭化物、及びヨウ化物、並びに過塩素酸塩、過臭素酸塩、及び過ヨウ素酸塩を含む鉄ハロゲン化物、及び有機鉄化合物、例えば酢酸鉄、カルボン酸、アセチルアセトネート、クエン酸塩、グルコン酸塩、マロン酸塩、シュウ酸塩、フタル酸塩、及びコハク酸塩、及びこれらの混合物を含んでよい。
ポリッシング組成物中の鉄含有促進剤の量は、使用される酸化剤及び促進剤の化学形態に応じて変化してよい。酸化剤が過酸化水素（又はその類似体の１つ）であり、可溶性鉄含有促進剤又は触媒（例えば硝酸第二鉄又は硝酸第二鉄の水和物）が使用される場合、促進剤はユースポイントにおいて、組成物の総重量を基準として約１～約５０００ｐｐｍのＦｅを提供するのに十分な量で組成物中に存在してよい。ポリッシング組成物は、ユースポイントにおいて約１０ｐｐｍ以上（例えば約２０ｐｐｍ以上、約３０ｐｐｍ以上、又は約５０ｐｐｍ以上）のＦｅを含んでよい。ポリッシング組成物はユースポイントにおいて、約５０００ｐｐｍ以下（例えば約３０００ｐｐｍ以下、約２０００ｐｐｍ以下、又は約１０００ｐｐｍ以下）のＦｅを含んでよい。したがって、ポリッシング組成物は上記エンドポイントのうちのいずれか１つによって仕切られた範囲のＦｅを含んでよい。組成物はユースポイントにおいて、約１０～約５０００ｐｐｍ（例えば約２０～約２０００ｐｐｍ、又は約５０～約１０００ｐｐｍ）のＦｅを含んでよい。
鉄含有促進剤を含むポリッシング組成物の実施態様は安定剤をさらに含んでよい。このような安定剤がないと、鉄含有促進剤と、もし存在するならば酸化剤とは、酸化剤を時間とともに急速に劣化させる形で反応し得る。安定剤の添加は、鉄含有促進剤の効果を低減する傾向があるので、ポリッシング組成物に添加される安定剤のタイプ及び量の選択は、ＣＭＰ性能に著しい影響を及ぼし得る。安定剤の添加は、安定剤／促進剤複合体を形成させ得る。この複合体は、促進剤が、もし存在するならば酸化剤と反応するのを抑制し、これと同時に、促進剤が急速なモリブデンポリッシング速度を促進するのに十分に活性のままであることを可能にする。
有用な安定剤はリン酸、有機酸、リン酸塩化合物、ニトリル、及び金属に結合して過酸化水素分解に向かう反応性を低減する他のリガンド、及びこれらの混合物を含む。酸安定剤はこれらの共役形態で使用することができ、例えばカルボン酸塩をカルボン酸の代わりに使用することができる。有用な安定剤を説明するために本明細書中に使用される「酸」という用語はまた、酸安定剤の共役塩基を意味する。安定剤は単独又は組み合わせで使用することができ、そして酸化剤、例えば過酸化水素が分解する速度を著しく低減することができる。
好ましい安定剤は、リン酸、酢酸、フタル酸、クエン酸、アジピン酸、シュウ酸、マロン酸、アスパラギン酸、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、グルタコン酸、ムコン酸、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、プロピレンジアミン四酢酸（ＰＤＴＡ）、及びこれらの混合物を含む。好ましい安定剤は本発明の組成物に、鉄含有促進剤当たり約１当量～約３．０重量パーセント以上（例えば約３～約１０当量）の量で添加することができる。本明細書中に使用される「鉄含有促進剤当たりの当量」という用語は、組成物中の鉄イオン１つ当たり１分子の安定剤を意味する。例えば鉄含有促進剤当たり２当量は、各触媒イオンに対して２分子の安定剤を意味する。
ポリッシング組成物は任意には酸化剤をさらに含んでよい。酸化剤は、スラリー製造プロセス中、又はＣＭＰ作業直前に（例えば半導体製造設備に配置されたタンク内で）ポリッシング組成物に添加することができる。好ましい酸化剤は無機又は有機ペル化合物を含む。本明細書中に定義されたペル化合物は、少なくとも１つのペルオキシ基（－Ｏ－－Ｏ－）を含有する化合物、又は最高酸化状態の元素を含有する化合物である。少なくとも１つのペルオキシ基を含有する化合物の一例としては、過酸化水素、及びそのアダクト、例えば過酸化水素尿素、過炭酸塩、有機過酸化物、例えば過酸化ベンゾイル、過酢酸、及びジ－ｔ－ブチルペルオキシド、モノペルスルフェート（ＳＯ５ ＝）、ジペルスルフェート（Ｓ２Ｏ８ ＝）、及び過酸化ナトリウムが挙げられる。最高酸化状態の元素を含有する化合物の一例としては、過ヨウ素酸、過ヨウ素酸塩、過臭素酸、過臭素酸塩、過塩素酸、過塩素酸塩、過ホウ酸、及び過ホウ酸塩、及び過マンガン酸塩が挙げられる。最も好ましい酸化剤は過酸化水素である。
酸化剤は、ユースポイントにおいて例えば約０．０１～約５重量パーセントの量でポリッシング組成物中に存在してよい。過酸化水素酸化剤、及び可溶性鉄含有促進剤が使用される実施態様では、酸化剤はユースポイントにおいて、約０．０５重量％～約２重量％（例えば約０．０５重量％～約１重量％、又は約０．１重量％～約１重量％）の量でポリッシング組成物中に存在してよい。
ポリッシング組成物は任意にはさらに殺生物剤を含んでよい。殺生物剤は任意の適宜の殺生物剤、例えばイソチアゾリノン殺生物剤を含んでよい。ポリッシング組成物中の殺生物剤の量は典型的には、ユースポイントにおいて約１ｐｐｍ～約５０ｐｐｍであり、そして好ましくは約１ｐｐｍ～約２０ｐｐｍである。
ポリッシング組成物は、任意の適宜の技術を用いて調製することができる。これらの技術の多くは当業者に知られている。ポリッシング組成物はバッチ法又は連続法で調製することができる。大まかに言えば、ポリッシング組成物はその成分を任意の順番で合体することにより調製することができる。本明細書中に使用される「成分（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）」は個々の成分（ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ）（例えば研磨粒子、アミノ酸、アニオン性ポリマー、鉄含有促進剤など）を含む。
例えば、種々のポリッシング組成物成分（例えばアミノ酸、アニオン性ポリマー、鉄含有促進剤、安定剤、及び／又は殺生物剤）を、アニオン性シリカ及び／又はアニオン性アルミナ研磨剤を含む分散体に直接に添加してよい。成分は、適切な混合を達成するための任意の適宜の技術を用いて互いにブレンドすることができる。このようなブレンド／混合技術は当業者によく知られている。ポリッシング組成物の調製中の任意の時点に任意の酸化剤、例えば過酸化水素剤を添加することができる。例えば、ポリッシング組成物は使用前に調製することができ、１種又は２種以上の成分、例えば酸化剤はＣＭＰ作業の直前（例えばＣＭＰ作業前の約１分以内、又は約１０分以内、又は約１時間以内、又は約１日以内、又は約１週間以内）に添加することができる。ポリッシング組成物は、ポリッシング作業中に（例えばポリッシングパッド上の）基板表面において成分を混合することにより、調製することもできる。
ポリッシング組成物は、上記物理特性を有するコロイドシリカと他の任意の成分とを含む１パッケージシステムとして供給されると有利である。酸化剤（例えば過酸化水素）をポリッシング組成物の他の成分とは別個に供給することが望ましく、例えば最終使用者によって、使用直前（例えば使用前１週間以内、使用前１日以内、使用前１時間以内、使用前１０分以内、又は使用前１分以内）に、ポリッシング組成物の他の成分と合体させることができる。種々の他の２容器、又は３容器、又は４以上の容器、ポリッシング組成物の成分の組み合わせが、当業者の知識に含まれる。
本発明のポリッシング組成物は濃縮物として提供されてもよい。濃縮物は使用前に適量の水で希釈されるように意図されている。このような実施態様では、ポリッシング組成物濃縮物は、濃縮物を適量の水、そしてもしもまだ適量で存在しない場合には任意の酸化剤で希釈すると、ポリッシング組成物の各成分が、各成分に関して上述した適切な範囲内の量でポリッシング組成物中に存在することになるような量で、研磨粒子、アミノ酸、アニオン性ポリマー水、及び他の任意の成分、例えば鉄含有促進剤、安定剤、及び殺生物剤を、酸化剤とともに又は酸化剤を伴わずに含むことができる。例えば、成分のそれぞれは各成分に関して上述したユースポイント濃度の約２倍（例えば約３倍、約４倍、約５倍、又は約１０倍）である量でポリッシング組成物中にそれぞれ存在することができるので、濃縮物が等体積の水（例えばそれぞれ２等体積の水、３等体積の水、又は４等体積の水、又は９等体積の水）で、適量の任意の酸化剤と一緒に希釈されると、各成分は各成分に関して上述した範囲内の量でポリッシング組成物中に存在することになる。さらに、当業者には明らかなように、濃縮物は、他の成分が濃縮物中に少なくとも部分的又は完全に溶解されるのを保証するために、最終ポリッシング組成物中に存在する水の適宜の部分を含有してよい。
本発明のポリッシング方法は具体的には、化学機械的ポリッシング（ＣＭＰ）装置と併せて用いるのに特に適している。典型的には、装置は、使用中に運動して、軌道、直線、又は円形運動から生じる速度を有するプラテンと、プラテンと接触して運動時にプラテンと一緒に運動するポリッシングパッドと、ポリッシングパッドの表面に対して接触し運動することによってポリッシングされるべき基板を保持するキャリアとを含む。基板のポリッシングは、基板がポリッシングパッド及び本発明のポリッシング組成物と接触した状態で配置され、次いで基板上のモリブデン層に対してポリッシングパッドが運動することにより行われ、これにより、モリブデン層の少なくとも一部を研磨することによって基板をポリッシングする。
ある特定の望ましい実施態様では、開示されたポリッシング組成物は、モリブデン又はタングステンの低いエッチング速度を有する組成物を用いて、モリブデン又はタングステンの高いポリッシング速度を可能にする。例えば、開示された実施態様は、タングステン又はモリブデンの除去速度が１０００Å／ｍｉｎ超（例えば１２００Å／ｍｉｎ超又は１５００Å／ｍｉｎ超）であり、そして組成物の、タングステン又はモリブデンのエッチング速度が１５０Å／ｍｉｎ未満（例えば１００Å／ｍｉｎ未満、７５Å／ｍｉｎ未満、５０Å／ｍｉｎ未満、又は２５Å／ｍｉｎ未満）である、モリブデン層を化学機械的にポリッシングする方法を含むことができる。望ましい実施態様は、タングステン又はモリブデンの高いポリッシング速度とともに低い動的エッチング速度（例えば動的エッチング速度が２００Å未満、１００Å未満、７５Å未満、又は５０Å未満）をさらに可能にし得る。
言うまでもなく、ＣＭＰ作業中の組成物の性能を評価する上で、動的エッチング速度は静的エッチング速度と等しいか又はこれよりも良好な指標となり得る。開示された実施態様はもちろんこれに関して限定されないが、動的エッチング速度を評価するときに存在する動的条件は、ＣＭＰ作業中に経験するものに近い（ＣＭＰ作業中、ポリッシング組成物はウエハー表面上を動くか又は流動するようになっていてよい）。
基板は、任意の適宜のポリッシングパッド（例えばポリッシング表面）を用いて、化学機械的ポリッシング組成物によって平坦化又はポリッシングすることができる。好適なポリッシングパッドは例えば、織布及び不織布ポリッシングパッドを含む。さらに、好適なポリッシングパッドは多様な密度、硬さ、厚さ、圧縮性、圧縮時の反発能力、及び圧縮係数を有する任意の適宜のポリマーを含むことができる。好適なポリマーは例えばポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ナイロン、フルオロカーボン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレン、これらの同時形成生成物、及びこれらの混合物を含む。
言うまでもなく、開示は数多くの実施態様を含む。これらの実施態様の一例として、下記実施態様が挙げられる。
第１実施態様では、組成物が化学機械ポリッシング組成物を含み、これから成り、又はこれから本質的に成ってよく、前記化学機械ポリッシング組成物が、水性液体キャリアと、前記液体キャリア中に分散された研磨粒子と、アルギニン、ヒスチジン、システイン、リシン、及びこれらの混合物から成る群から選択されたアミノ酸と、アニオン性ポリマー又はアニオン性界面活性剤とを含む。
第２実施態様は第１実施態様を含んでよく、前記組成物が鉄含有促進剤と、前記鉄含有促進剤に結合された安定剤とをさらに含む。
第３実施態様は第１及び第２実施態様のうちのいずれか１つを含んでよく、前記組成物が過酸化水素酸化剤をさらに含む。
第４実施態様は第１～第３実施態様のうちのいずれか１つを含んでよく、前記アニオン性ポリマーが、ポリスルホン酸、ポリアクリル酸、及びポリリン酸から成る群から選択される。
第５実施態様は第１～第４実施態様のうちのいずれか１つを含んでよく、前記アニオン性ポリマーが、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリ（２－アクリルアミド－２－メチル－ｌ－プロパンスルホン酸）、ポリ（スチレンスルホン酸－コ－マレイン酸）、及びこれらの混合物から成る群から選択されたスルホン酸モノマー単位を含むポリスルホン酸ポリマーである。
第６実施態様は第１～第５実施態様のうちのいずれか１つを含んでよく、前記アニオン性ポリマーが、ポリビニルスルホン酸（ＰＶＳＡ）又はポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳＡ）である。
第７実施態様は第１～第６実施態様のうちのいずれか１つを含んでよく、前記アミノ酸が、アルギニン、ヒスチジン、及びこれらの混合物から成る群から選択される。
第８実施態様は第１～第７実施態様のうちのいずれか１つを含んでよく、前記アニオン性界面活性剤が、アルキル基と、負荷電型の硫酸基又はスルホン酸基とを含む。
第９実施態様は第１～第８実施態様のうちのいずれか１つを含んでよく、前記アニオン性界面活性剤が、ジナトリウムヘキサデシルジフェニルオキシドジスルホネート、アンモニウムラウリルポリオキシエチレンエーテルスルフェート、アンモニウムポリオキシエチレンスチレン化アリールスルフェート、及びこれらの組み合わせから成る群から選択される。
第１０実施態様は第１～第８実施態様のうちのいずれか１つを含んでよく、前記研磨粒子がアニオン性シリカ又はアニオン性アルミナを含む。
第１１実施態様は第１～第１０実施態様のうちのいずれか１つを含んでよく、アミノ酸界面活性剤をさらに含む。
第１２実施態様は第１１実施態様を含んでよく、前記アミノ酸界面活性剤が、グリシン、アラニン、アルギニン、ヒスチジン、リシン、アスパラギン酸、及びグルタミン酸から成る群から選択されたアミノ酸基を含む。
第１３実施態様は第１１実施態様を含んでよく、前記アミノ酸界面活性剤がトリエタノールアミンＮ－ココイル－ＤＬ－アラニネート、Ｌ－アルギニンココエート、グリシン、Ｎ－メチル－Ｎ－（１－オキソドデシル）、及びこれらの混合物を含む。
第１４実施態様は第１１実施態様を含んでよく、約１００重量ｐｐｍ～約１０００重量ｐｐｍのアニオン性界面活性剤と、約３０重量ｐｐｍ～約３００重量ｐｐｍのアミノ酸界面活性剤とを含む。
第１５実施態様は第１～第１４実施態様のうちのいずれか１つを含んでよく、前記研磨粒子がアニオン性シリカ又はアニオン性アルミナを含み、前記アミノ酸が、アルギニン、ヒスチジン、及びこれらの混合物から成る群から選択され、そして前記アニオン性ポリマー又は前記アニオン性界面活性剤が、アルキル基と、負荷電型の硫酸基又はスルホン酸基とを含むアニオン性界面活性剤を含む。
第１６実施態様は第１５実施態様を含んでよく、グリシン、アラニン、アルギニン、ヒスチジン、リシン、アスパラギン酸、及びグルタミン酸から成る群から選択されたアミノ酸基を含むアミノ酸界面活性剤をさらに含む。
第１７実施態様では、タングステン層又はモリブデン層を有する基板を化学機械的ポリッシングする方法が、（ａ） 前記基板を、第１～第１６ポリッシング組成物実施態様のいずれか１つと接触させ、（ｂ） 前記ポリッシング組成物を前記基板に対して動かし、そして（ｃ） 前記タングステン層又は前記モリブデン層の一部を前記基板から除去し、これにより前記基板をポリッシングするように、前記基板を研磨することを含み、このことから成り、又はこのことから本質的に成ることができる。
実施例１
この実施例は、モリブデンの静的エッチング速度を低減する上での本発明の組成物の効果を実証する。２７種の組成物を調製した（対照１－１，１－２，及び１－３，及び実施例１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ，１Ｊ，１Ｋ，１Ｌ，１Ｍ，１Ｎ，１Ｏ，１Ｐ，１Ｑ，１Ｒ，１Ｓ，１Ｔ，１Ｕ，１Ｖ，１Ｗ，及び１Ｘ）。各組成物は、０．０１モル（Ｍ）のアミノ酸、３００重量ｐｐｍのアニオン性ポリマー、０．２３重量パーセントの硝酸第二鉄９水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）、０．２９重量パーセントのマロン酸、及び０．２５重量パーセントの過酸化水素をｐＨ２で含んだ。各組成物中に使用された具体的なアミノ酸及びアニオン性ポリマーの化合物を表１に挙げる。
上記２７種の組成物のそれぞれにおけるモリブデンの静的エッチング速度を評価した。モリブデン層を有する２インチ型ウエハーをそれぞれの組成物中に（モリブデン側を上にして）３分間にわたって２５℃で浸漬した。組成物中の浸漬の前及び後に行われた抵抗率測定を介して、モリブデン除去速度を判定した。
アミノ酸、アニオン性ポリマー、及びモリブデンのエッチング速度も表１に示す。表１では、ＰＳＳＡはポリ（スチレンスルホン酸）を意味し、そしてＰＶＳＡはポリ（ビニルスルホン酸）を意味する。
Figure 2023536475000001
表１に示された結果から明らかなように、モリブデンのエッチング速度は、組成物１Ｉ－１Ｌ及び１Ｑ－１Ｔのものが、他の組成物のものよりも低かった。モリブデンのエッチング速度は、アニオン性ポリマーと、アルギニン、ヒスチジン、リシン、及びシステインのうちの少なくとも１つとを含む組成物中で、他のアミノ酸を含む組成物（１Ｍ－１Ｐ及び１Ｕ－１Ｘ）及びアニオン性ポリマーを含まない組成物（１Ａ－１Ｈ）よりも低いことが明らかである。さらに、組成物１Ｉ，１Ｊ，１Ｑ，及び１Ｒ（アルギニン又はヒスチジンを含む）中のモリブデンのエッチング速度は、ＰＳＳＡ又はＰＶＳＡと組み合わせたときに最も低かった。エッチング速度は組成物１Ｑ（アルギニン及びＰＶＳＡ）中で最も低かった。
実施例２
この実施例は、モリブデンをポリッシングするための本発明の組成物の効果を実証する。モリブデンのポリッシング速度を、この実施例では２種のポリッシング組成物に関して評価した。各組成物は、アルギニンアミノ酸、ＰＳＳＡアニオン性ポリマー、０．５重量パーセントのアニオン性コロイドシリカ（扶桑化学工業社から入手可能なＰＬ－３Ｄ）、０．３重量パーセントの硝酸第二鉄９水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）、０．３７重量パーセントのマロン酸、及び０．１重量パーセントの過酸化水素をｐＨ２で含んだ。ポリッシング組成物２Ａは５５０重量ｐｐｍのアルギニンと７０重量ｐｐｍのＰＳＳＡとを含んだ。ポリッシング組成物２Ｂは１０００重量ｐｐｍのアルギニンと２００重量ｐｐｍのＰＳＳＡとを含んだ。アニオン性シリカのゼータ電位は、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ（登録商標）を使用して測定して、ｐＨ２において－２０ｍＶであった。
ブランケット・モリブデン・ウエハーをポリッシングすることにより、モリブデンのポリッシング速度を得た。Ｍｉｒｒａ（登録商標）ＣＭＰ工具、ＮｅｘＰｌａｎａｒ Ｅ６０８８ポリッシングパッドをダウンフォース２．０ｐｓｉ、プラテン速度９３ｒｐｍ、ヘッド速度８７ｒｐｍで使用して、ウエハーをポリッシングした。スラリー流量は１５０ｍｌ／ｍｉｎであった。実施例１において上述した手順を用いて、組成物２Ａ及び２Ｂ中のモリブデンのエッチング速度も評価した。モリブデンのポリッシング速度及びエッチング速度を表２に示す。
Figure 2023536475000002
表２に示された結果から明らかなように、アミノ酸及びアニオン性ポリマーの化合物（この実施例ではアルギニン及びＰＳＳＡ）を含むポリッシング組成物が、高いモリブデン除去速度を達成することができる。ポリッシング組成物２Ａ（５５０ｐｐｍのアルギニン及び７０ｐｐｍのＰＳＳＡを有する）は、組成物２Ｂ（１０００ｐｐｍのアルギニン及び２００ｐｐｍのＰＳＳＡを有する）よりも高い除去速度を達成した。モリブデンのエッチング速度は両組成物において低かった。
実施例３
この実施例は、モリブデンをポリッシングするための本発明の組成物の効果を実証する。モリブデンのポリッシング速度を、この実施例では２種のポリッシング組成物に関して評価した。各組成物は、５５０重量ｐｐｍのアルギニンアミノ酸、７０重量ｐｐｍのＰＳＳＡアニオン性ポリマー、０．５重量パーセントのアニオン性研磨粒子、０．４重量パーセントの硝酸第二鉄９水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）、０．５重量パーセントのマロン酸、及び０．１重量パーセントの過酸化水素をｐＨ２で含んだ。ポリッシング組成物３Ａは、０．５重量パーセントのアニオン性アルミナ（ポリ（２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸）で処理されたα－アルミナ）を含んだ。ポリッシング組成物３Ｂは、０．５重量パーセントのアニオン性コロイドシリカ（扶桑化学工業社から入手可能なＰＬ－３Ｄ）を含んだ。
ブランケット・モリブデン・ウエハーをポリッシングすることにより、モリブデンのポリッシング速度を得た。Ｍｉｒｒａ（登録商標）ＣＭＰ工具、ＮｅｘＰｌａｎａｒ Ｅ６０８８ポリッシングパッドをダウンフォース２．０ｐｓｉ、プラテン速度９３ｒｐｍ、ヘッド速度８７ｒｐｍで使用して、ウエハーをポリッシングした。スラリー流量は１５０ｍｌ／ｍｉｎであった。モリブデンのポリッシング速度を表３に示す。
Figure 2023536475000003
表３に示された結果から明らかなように、アニオン性アルミナ又はアニオン性シリカ研磨剤を使用して、好適なモリブデン除去速度を達成することができる。さらに、低濃度の研磨粒子（０．５重量パーセント）を使用すると高いモリブデン除去速度を達成し得ることが明らかである。
実施例４
この実施例は、モリブデンの静的エッチング速度を低減するための本発明の組成物の効果を実証する。３０種の組成物を調製した（対照４－１，４－２，４－３，４－４，４－５及び４－６，及び実施例４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ，４Ｆ，４Ｇ，４Ｈ，４Ｉ，４Ｊ，４Ｋ，４Ｌ，４Ｍ，４Ｎ，４Ｏ，４Ｐ，４Ｑ，４Ｒ，４Ｓ，４Ｔ，４Ｕ，４Ｖ，４Ｗ，及び４Ｘ）。各組成物は、０．０１モル（Ｍ）のアミノ酸、５００重量ｐｐｍのアニオン性界面活性剤、０．３１重量パーセントの硝酸第二鉄９水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）、０．４３重量パーセントのマロン酸、２００重量ｐｐｍのＩｇｅｐａｌ ＣＡ６３０（Ｆｅイオンのための安定剤）、及び０．１重量パーセントの過酸化水素をｐＨ２で含んだ。各組成物中に使用された具体的なアミノ酸及びアニオン性ポリマーの化合物を表４に挙げる。
表４において、ＳＤＳはナトリウムドデシルスルフェートを表し、ＴＳＦ－２０はジナトリウムヘキサデシルジフェニルオキシドジスルホネートを表し、Ｓｉｎｏｎａｔｅ１１０５ＳＦは、アンモニウムラウリルポリオキシエチレンエーテルスルフェートを表し、そしてＳｉｎｏｎａｔｅ Ｓ６１９ＳＦは、アンモニウムポリオキシエチレンスチレン化アリールスルフェートを表す。
上記３０種の組成物のそれぞれにおけるモリブデンの静的エッチング速度を評価した。それぞれの組成物中のモリブデンエッチング速度を得るために、モリブデン層を有する２インチ型ウエハーをそれぞれの組成物中に（モリブデン側を上にして）２分間にわたって４５℃で浸漬した。組成物中の浸漬の前及び後に行われた抵抗率測定を介して、モリブデン除去速度を判定した。
Figure 2023536475000004
表４に示された結果から明らかなように、アミノ酸とアニオン性界面活性剤とのある特定の組み合わせを含有する組成物は、他の組成物よりも著しく低いモリブデンエッチング速度を呈した。アニオン性界面活性剤と、アルギニン、ヒスチジン、リシン及びシステインのうちの少なくとも１つとを含む組成物が、他のアミノ酸、例えばグリシンを含む組成物（４Ｑ～４Ｔ）、アミノ酸を含まない組成物（４Ｕ－４Ｘ）、又はアニオン性界面活性剤を含まない組成物（対照４－１から４－６）よりも著しく低いモリブデンエッチング速度を有することが明らかである。さらに、アルギニン又はヒスチジンを含む組成物４Ａ～４Ｈは、ジナトリウムヘキサデシルジフェニルオキシドジスルホネート、アンモニウムラウリルポリオキシエチレンエーテルスルフェート、及びアンモニウムポリオキシエチレンスチレン化アリールスルフェートと合体させると、著しく低減されたモリブデンエッチング速度を呈する（そして最低エッチング速度を有する）。
実施例５
この実施例は、低いモリブデン静的エッチング速度と、高いモリブデン除去速度とが、開示された組成物によって可能であることを実証する。２種のスラリーを調製した。スラリー５Ａは、０．３５重量パーセントのマロン酸、０．１８重量パーセントの硝酸第二鉄９水和物、５００ｐｐｍのＩｇｅｐａｌ ＣＡ６３０、６００ｐｐｍのアルギニン、７００ｐｐｍのＴＳＦ－２０、７５ｐｐｍのＰｒｏｘｅｌ Ｕｌｔｒａ１０（殺生物剤）、及び０．１３重量パーセントのアニオン性アルミナとから成った。スラリー５Ｂは、０．４３重量パーセントのマロン酸、０．３１重量パーセントの硝酸第二鉄９水和物、１００ｐｐｍのＩｇｅｐａｌ ＣＡ６３０、８００ｐｐｍのアルギニン、４００ｐｐｍのＳｉｎｏａｔｅ１１０５ＳＦ、７５ｐｐｍのＰｒｏｘｅｌ Ｕｌｔｒａ１０（殺生物剤）、及び０．１３重量パーセントのアニオン性シリカから成った。
実施例４に記載されたように、モリブデン静的エッチング速度（ＳＥＲ）を測定した。ＮｅｘＰｌａｎａｒ Ｅ６０８８ポリッシングパッドをダウンフォース２．０ｐｓｉ、プラテン速度９３ｒｐｍ、ヘッド速度８７ｒｐｍで使用して、Ｍｉｒｒａ（登録商標）ＣＭＰポリシング工具上でモリブデンポリッシング速度を測定した。スラリー流量は１５０ｍｌ／ｍｉｎであった。結果は表５に示されている。
Figure 2023536475000005
これらの結果は、アルギニンとアニオン性界面活性剤とを含む本発明の組成物が、低いモリブデン静的エッチング速度及び高いモリブデンポリッシング速度の両方を達成することを実証する。
実施例６
この実施例は、ある特定のアミノ酸界面活性剤を含有する組成物の溶解度を（濁度測定を介して）評価する。２０種の組成物を調製した（対照６－１，６－２，６－３，及び６－４及び実施例６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆ，６Ｇ，６Ｈ，６Ｉ，６Ｊ，６Ｋ，６Ｌ，６Ｍ，６Ｎ，６Ｏ，及び６Ｐ）。各組成物は、アミノ酸、アニオン性界面活性剤、０．３重量パーセントの硝酸第二鉄９水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）、及び０．３３重量パーセントのマロン酸をｐＨ２．３で含んだ。選択された組成物は、１００ｐｐｍのアミノ酸界面活性剤をさらに含んだ。各組成物中に使用された具体的なアミノ酸、アニオン性界面活性剤、及びアミノ酸界面活性剤の化合物を表６に挙げる。アニオン性界面活性剤は上記実施例４において定義される。Ｓｉｎｏｎａｔｅ １２０４ＳＦは、別のアンモニウムラウリルポリオキシエチレンエーテルスルフェート界面活性剤を表す。
表６において、ＡＣＳ－１２は、Ｌ－アラニンと天然脂肪酸とから誘導された界面活性剤であるＡＭＩＬＩＴＥ（登録商標）ＡＣＳ－１２（Ａｊｉｎｏｍｏｔｏ Ｈｅａｌｔｈ ＆ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ， Ｉｎｃ．から入手可能）を表す。ＡＲ－１２は、Ｌ－アルギニンとヤシ脂肪酸とから誘導された界面活性剤であるＡＭＩＮＯＳＯＡＰ（登録商標）ＡＲ－１２（Ａｊｉｎｏｍｏｔｏ Ｈｅａｌｔｈ ＆ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ， Ｉｎｃ．から入手可能）を表す。そしてＬＰ－３０は、グリシン含有界面活性剤のカリウム塩であるＣｒｏｄａｓｉｎｉｃ（登録商標）ＬＰ３０（Ｃｒｏｄａから入手可能）を表す。
各組成物の濁度は、Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｅｕｔｅｃｈ ＴＮ－１００濁度計を使用して室温で測定した。測定された濁度値も表６に挙げる。
Figure 2023536475000006
表６に示されているように、アニオン性界面活性剤を含まない選択されたアミノ酸界面活性剤を含む組成物（対照６－２，６－３，及び６－４）は、（おそらくはアミノ酸界面活性剤の低い溶解度に起因して）比較的高い濁度を有する。選択されたアニオン性界面活性剤を添加すると、（例えば組成物６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｇ，６Ｉ，及び６Ｏ中の）濁度の著しい低減が観察された。この実施例において、Ｓｉｎｏｎａｔｅ １１０５ＳＦアニオン性界面活性剤は、濁度の低減において最も効果的であった（組成物６Ｂ，６Ｃ，及び６Ｄ）。
実施例７
この実施例では、アミノ酸、アニオン性界面活性剤、及びアミノ酸界面活性剤を含む本発明の組成物に関して、モリブデンの静的及び動的エッチング速度を評価した。１６種の組成物を評価した（実施例７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅ，７Ｆ，７Ｇ，７Ｈ，７Ｉ，７Ｊ，７Ｋ，７Ｌ，７Ｍ，７Ｎ，７Ｏ，及び７Ｐ）。各組成物は１３００重量ｐｐｍのアルギニン、アニオン性界面活性剤、０．３重量パーセントの硝酸第二鉄９水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）、０．３３重量パーセントのマロン酸、及び０．１重量パーセントの過酸化水素をｐＨ２．３で含んだ。選択された組成物は、１００ｐｐｍの任意のアミノ酸界面活性剤をさらに含んだ。各組成物中に使用された具体的なアミノ界面活性剤、及びアニオン性界面活性剤の化合物を表７に挙げる。アミノ酸界面活性剤は上記実施例６において定義される。
モリブデンの静的（ＳＥＲ）及び動的（ＤＥＲ）エッチング速度を、上記組成物のそれぞれにおいて評価した。（上記実施例４と同様の手順を用いて）モリブデン層を有する２インチ型ウエハーをそれぞれの組成物中に（モリブデン側を上にして）３０秒間にわたって４５℃で浸漬することにより、静的エッチング速度を判定した。静的エッチング速度は撹拌されない組成物中で判定した。動的エッチング速度は、撹拌された組成物中にウエハーを２分間にわたって４５℃で浸漬することにより判定した。磁気撹拌（磁気攪拌棒を用いた撹拌）を用いて、動的（剪断）状況を発生させた。磁気攪拌棒を２分間全体にわたって約１２００ｒｐｍの速度で回転させた。浸漬の前及び後に行われた抵抗率測定を介して、ＳＥＲ及びＤＥＲを判定し、これらを表７で報告する。
Figure 2023536475000007
表７に示されているように、アミノ酸とアニオン性界面活性剤とを含む組成物に、選択されたアミノ酸界面活性剤を添加すると、（例えば組成物７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｇ，７Ｊ，７Ｋ，及び７Ｌ中で）モリブデンの静的エッチング速度をさらに低減すること、そして動的エッチング速度を著しく低減することが観察された。ＡＭＩＮＯＳＯＡＰ（登録商標）ＡＲ－１２を含む組成物は、種々の選択されたアニオン性界面活性剤との組み合わせで最低の静的及び動的エッチング速度を有することが観察された（組成物７Ｂ，７Ｆ，７Ｊ，及び７Ｎ）。
実施例８
この実施例は、モリブデンの静的及び動的エッチング速度を低減するときの、アミノ酸、アニオン性界面活性剤、及び任意のアミノ酸界面活性剤の組み合わせを含む本発明の組成物の効果をさらに実証する。１６種の組成物を評価した（実施例８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅ，８Ｆ，８Ｇ，８Ｈ，８Ｉ，８Ｊ，８Ｋ，８Ｌ，８Ｍ，８Ｎ，８Ｏ，及び８Ｐ）。各組成物は８００重量ｐｐｍのアルギニン、５００重量ｐｐｍのヒスチジン、０．３重量パーセントの硝酸第二鉄９水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）、０．３３重量パーセントのマロン酸、Ｓｉｎｏｎａｔｅ １１０５ＳＦアニオン性界面活性剤、及び０．１重量パーセントの過酸化水素をｐＨ２．３で含んだ。選択された組成物は１００重量ｐｐｍ、２００重量ｐｐｍ、又は３００重量ｐｐｍのＡＭＩＮＯＳＯＡＰ（登録商標）ＡＲ－１２アミノ酸界面活性剤をさらに含んだ。具体的なＳｉｎｏｎａｔｅ １１０５ＳＦ及びＡＥ－１２の濃度を表８に挙げる。
各組成物の濁度を上記実施例６に記載されたように、室温で測定した。上記実施例７にも記載されているように、上述の組成物のそれぞれに関して、静的及び動的なモリブデンのエッチング速度を評価した。各組成物の濁度及びモリブデンの静的及び動的なエッチング速度を表８で報告する。
Figure 2023536475000008
表８に示されているように、濁度、静的エッチング速度、及び動的エッチング速度は、アニオン性界面活性剤及びアミノ酸界面活性剤の相対濃度に依存する。少なくとも５００ｐｐｍのアニオン性界面活性剤と、少なくとも１００ｐｐｍのアミノ酸界面活性剤とを有する組成物に対して、最低のモリブデンエッチング速度が観察された。濁度はまた、具体的には約３００ｐｐｍにおいて、アミノ酸界面活性剤の増大とともに増大することが観察された。
実施例９
この実施例は、種々異なる過酸化水素濃度を有するアミノ酸、アニオン性界面活性剤、及び任意のアミノ酸界面活性剤を含む組成物中のモリブデンの静的及び動的エッチング速度を評価する。８種の組成物を評価した（実施例９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ，９Ｅ，９Ｆ，９Ｇ，及び９Ｈ）。各組成物は１３００重量ｐｐｍのアルギニン、５００重量ｐｐｍのＳｉｎｏｎａｔｅ １１０５ＳＦ アニオン性界面活性剤、０．３重量パーセントの硝酸第二鉄９水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）、及び０．３３重量パーセントのマロン酸をｐＨ２．３で含んだ。選択された組成物（９Ｅ，９Ｆ，９Ｇ，及び９Ｈ）は、１００重量ｐｐｍのＡＭＩＮＯＳＯＡＰ ＡＲ－１２アミノ酸界面活性剤をさらに含んだ。過酸化水素を表９に挙げる。上記実施例７に記載されたように、モリブデンの静的エッチング速度を判定した。
Figure 2023536475000009
表９に示されているように、ＡＭＩＮＯＳＯＡＰ（登録商標）ＡＲ－１２を添加すると、すべての過酸化水素濃度においてモリブデンの静的エッチング速度が低減される。
実施例１０
この実施例は、モリブデンをポリッシングするための本発明の組成物の効果を実証する。モリブデンのポリッシング速度を、この実施例では２種のポリッシング組成物に関して評価した。各組成物は、８００重量ｐｐｍのアルギニン、５００重量ｐｐｍのヒスチジン、５００重量ｐｐｍのＳｉｎｏｎａｔｅ １１０５ＳＦアニオン性界面活性剤、０．３重量パーセントの硝酸第二鉄９水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）、及び０．３３重量パーセントのマロン酸、０．５重量パーセントのアニオン性コロイドシリカ、及び０．１重量パーセント過酸化水素をｐＨ２．３で含んだ。組成物９Ｂは、１００重量ｐｐｍのＡＭＩＮＯＳＯＡＰ（登録商標）ＡＲ－１２アミノ酸界面活性剤をさらに含んだ。
実施例７において上述した手順を用いて、モリブデンのエッチング速度を判定した。ブランケット・モリブデン、ＴＥＯＳ、及びＴｉＮ層を含有するウエハーをポリッシングすることにより、モリブデン、ＴＥＯＳ、及びＴｉＮのポリッシング速度を得た。Ｍｉｒｒａ（登録商標）ＣＭＰポリッシング工具、及びＮｅｘＰｌａｎａｒ Ｅ６０８８ポリッシングパッドをダウンフォース２．０ｐｓｉ、プラテン速度９３ｒｐｍ、及びヘッド速度８７ｒｐｍで使用して、ウエハーをポリッシングした。スラリー流量は１００ｍｌ／ｍｉｎであった。結果を表１０に示す。
Figure 2023536475000010
表１０に示されているように、ＡＭＩＮＯＳＯＡＰ（登録商標）ＡＲ－１２アミノ酸界面活性剤をアニオン性界面活性剤及びアミノ酸を含む組成物に添加すると、ブランケット・モリブデンのポリッシング速度を著しく低減することなしに、モリブデン静的エッチング速度を著しく低減することが観察された。
実施例１１
この実施例は、タングステンの静的及び動的エッチング速度を低減するときの、本発明の組成物の効果を実証する。４種の組成物を評価した（実施例１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，及び１１Ｄ）。各組成物は０．３重量パーセントの硝酸第二鉄９水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）、０．３３重量パーセントのマロン酸、０．１３重量パーセントのアニオン性シリカ、及び２．０重量パーセントの過酸化水素をｐＨ２．３で含んだ。組成物１１Ｂ，１１Ｃ，及び１１Ｄは、１３００重量ｐｐｍのアルギニンをさらに含んだ。組成物１１Ａ，１１Ｃ，及び１１Ｄは、５００重量ｐｐｍのＳｉｎｏｎａｔｅ １１０５ＳＦアニオン性界面活性剤をさらに含んだ。組成物１１Ｄは１００重量ｐｐｍのＡＭＩＮＯＳＯＡＰ（登録商標）ＡＲ－１２アミノ酸界面活性剤をさらに含んだ。アルギニン、Ｓｉｎｏｎａｔｅ １１０５ＳＦ、及びＡＭＩＮＯＳＯＡＰ（登録商標）ＡＲ－１２を表１１に挙げる。
２インチ型ウエハーがタングステン層を含むことを除けば、上記実施例７に記載したように、タングステンのＳＥＲ及びＤＥＲを判定した。静的エッチング速度は４５℃及び６５℃で判定した。動的エッチング速度は４５℃及び５５℃で判定した。エッチング速度も表１１に挙げる。
Figure 2023536475000011
表１１に示されているように、アミノ酸（この実施例ではアルギニン）、アニオン性界面活性剤、及び任意のアミノ酸界面活性剤（組成物１１Ｃ及び１１Ｄ）を含む組成物が、アミノ酸界面活性剤又はアニオン性界面活性剤を単独で含む組成物と比較して、タングステンの低減された静的速度と、著しく低減された動的エッチング速度とを有することが観察された。
実施例１２
この実施例は、パターン化タングステンウエハーをポリッシングするときの、本発明の組成物の効果を実証する。２種の本発明の組成物を評価した（実施例１２Ａ及び１２Ｂ）。各組成物は、０．３重量パーセントの硝酸第二鉄９水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）、０．４３重量パーセント（１２Ａ）及び０．３３重量パーセント（１２Ｂ）のマロン酸、８００重量ｐｐｍのアルギニン、５００重量パーセントのヒスチジン、５００重量ｐｐｍのＳｉｎｏｎａｔｅ １１０５ＳＦ、０．１３重量パーセントのアニオン性シリカ、及び０．１重量パーセントの過酸化水素をｐＨ２（１２Ａ）及び２．３（１２Ｂ）で含んだ。組成物１２Ｂは、２００重量ｐｐｍのＡＭＩＮＯＳＯＡＰ（登録商標）ＡＲ－１２アミノ酸界面活性剤をさらに含んだ。種々の組成物の詳細を表１２Ａに挙げる。
Ｍｉｒｒａ（登録商標）ＣＭＰポリッシング工具、及びＮｅｘＰｌａｎａｒ Ｅ６０８８ポリッシングパッドをダウンフォース２．０ｐｓｉ、プラテン速度９３ｒｐｍ、及びヘッド速度８７ｒｐｍで使用して、ブランケット・タングステン及びＴＥＯＳウエハー、及びパターン化タングステンＷウエハーをポリッシングした。スラリー流量は１００ｍｌ／ｍｉｎであった。パターン化タングステンウエハーは予めエンドポイントまでポリッシングしてあり、同様の到来するトポグラフィを有した。各パターン化タングステン・ウエハーを４５秒間にわたってポリッシングした。
ブランケット・タングステン及びＴＥＯＳのポリッシング速度を表１２Ａに挙げる。ディッシング及びエロージョンの結果を表１２Ｂ及び１２Ｃに挙げる。ディッシングの結果を１μｍ、１０μｍ、５０μｍ、及び１００μｍのタングステンラインに対して挙げる。エロージョンの結果を０．１８ Ｘ ０．１８μｍ、１ Ｘ １μｍ、１０ Ｘ １０μｍ、５０ Ｘ ５０μｍ、及び１００ Ｘ １００μｍのアレイに関して挙げる。
Figure 2023536475000012
Figure 2023536475000013
Figure 2023536475000014
図１２Ａ～１２Ｃに示されているように、２００ｐｐｍのＡＭＩＮＯＳＯＡＰ（登録商標）ＡＲ－１２アミノ酸界面活性剤を含む組成物が、１ｐｓｉ及び２ｐｓｉの両ダウンフォースにおいて、広範囲のフィーチャサイズにわたって、パターン化タングステンウエハーにおいて優れたディッシング及び優れたアレイ・エロージョンを達成する。さらに、この著しく改善されたパターンウエハーの性能は、タングステンの除去速度を最小限にしか減少させず（約１５％）に達成された。
本発明を記述する文脈における（特に下記請求項の文脈における）「ａ」及び「ａｎ」及び「ｔｈｅ」という用語、及び同様の指示対象の使用は、別段の指示がない限り、又は文脈によって明確に矛盾するのではない限り、単数形及び複数形の両方をカバーするものと解釈されるべきである。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、及び「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」という用語は、特に断りのない限り、オープンエンド用語（すなわち「含むが、しかしこれに限定されない」を意味する）として解釈されるべきである。本明細書中に値の範囲を記述することは、別段の指示がない限りは、その範囲内に含まれるそれぞれの別個の値に個別に言及することの省略法として役立とうとしているのにすぎない。そして各別個の値は、あたかもそれが個別にここに記述されているかのように本明細書中に援用される。本明細書中に記載されたすべての方法は、本明細書中に特に断りのない限り、又は文脈によって明らかに矛盾するのでない限り、任意の適宜の順番で実施することができる。本明細書中に提供されたありとあらゆる例、又は例を示す言語（例えば、「例えば（ｓｕｃｈ ａｓ）」）の使用は、本発明をより良く説明しようとしているのにすぎず、別段の請求がない限り、本発明の範囲を限定するものではない。明細書中のいかなる言語も、本発明の実施にとって必須のものとして、特許請求されていないエレメントを示唆するものと解釈されるべきではない。
本発明の好ましい実施態様が、本発明を実施するために発明者に知られた最善の態様を含めて本明細書中に記載されている。これらの好ましい実施態様の変更は、前記説明を読めば当業者には明らかになり得る。発明者は、当業者がこのような変更形を必要に応じて採用することを予期し、発明者は、本発明が本明細書中に具体的に記載したものとは異なる形で実施されることを意図する。したがって、本発明は、適用法によって許可される、ここに添付されたクレームに挙げられた主題のあらゆる改変形及び等価形を含む。さらに、あらゆる可能な変更形における上記要素のいかなる組み合わせも、本明細書中に特に断りのない限り、又は文脈によって明らかに矛盾するのでない限り、本発明によって包含される。

Claims (21)

  1. 化学機械的ポリッシング組成物であって、
    水性液体キャリアと、
    前記液体キャリア中に分散された研磨粒子と、
    アルギニン、ヒスチジン、システイン、リシン、及びこれらの混合物から成る群から選択されたアミノ酸と、
    アニオン性ポリマー又はアニオン性界面活性剤と
    を含む、組成物。
  2. 鉄含有促進剤と、
    前記鉄含有促進剤に結合された安定剤と
    をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
  3. 過酸化水素酸化剤をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
  4. 前記アニオン性ポリマーが、ポリスルホン酸、ポリアクリル酸、及びポリリン酸から成る群から選択される、請求項１に記載の組成物。
  5. 前記アニオン性ポリマーが、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリ（２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸）、ポリ（スチレンスルホン酸－コ－マレイン酸）、及びこれらの混合物から成る群から選択されたスルホン酸モノマー単位を含むポリスルホン酸ポリマーである、請求項４に記載の組成物。
  6. 前記アニオン性ポリマーが、ポリビニルスルホン酸（ＰＶＳＡ）又は
    ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳＡ）である、請求項５に記載の組成物。
  7. 前記アミノ酸が、アルギニン、ヒスチジン、及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項６に記載の組成物。
  8. 前記アニオン性界面活性剤が、アルキル基と、負荷電型の硫酸基又はスルホン酸基とを含む、請求項１に記載の組成物。
  9. 前記アニオン性界面活性剤が、ジナトリウムヘキサデシルジフェニルオキシドジスルホネート、アンモニウムラウリルポリオキシエチレンエーテルスルフェート、アンモニウムポリオキシエチレンスチレン化アリールスルフェート、及びこれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１に記載の組成物。
  10. 前記研磨粒子がアニオン性シリカ又はアニオン性アルミナを含む、請求項１に記載の組成物。
  11. アミノ酸界面活性剤をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
  12. 前記アミノ酸界面活性剤が、グリシン、アラニン、アルギニン、ヒスチジン、リシン、アスパラギン酸、及びグルタミン酸から成る群から選択されたアミノ酸基を含む、請求項１１に記載の組成物。
  13. 前記アミノ酸界面活性剤が、トリエタノールアミンＮ－ココイル－ＤＬ－アラニネート、Ｌ－アルギニンココエート、グリシン、Ｎ－メチル－Ｎ－（１－オキソドデシル）、及びこれらの混合物を含む、請求項１１に記載の組成物。
  14. 約１００重量ｐｐｍ～約１０００重量ｐｐｍのアニオン性界面活性剤と、約３０重量ｐｐｍ～約３００重量ｐｐｍのアミノ酸界面活性剤とを含む、請求項１１に記載の組成物。
  15. 前記研磨粒子が、アニオン性シリカ又はアニオン性アルミナを含み、
    前記アミノ酸が、アルギニン、ヒスチジン、及びこれらの混合物から成る群から選択され、そして
    前記アニオン性ポリマー又は前記アニオン性界面活性剤が、アルキル基と、負荷電型の硫酸基又はスルホン酸基とを含むアニオン性界面活性剤を含む、
    請求項１に記載の組成物。
  16. グリシン、アラニン、アルギニン、ヒスチジン、リシン、アスパラギン酸、及びグルタミン酸から成る群から選択されたアミノ酸基を含むアミノ酸界面活性剤をさらに含む、請求項１５に記載の組成物。
  17. タングステン層又はモリブデン層を有する基板を化学機械的ポリッシングする方法であって、前記方法が、
    （ａ） 前記基板を、
    （ｉ） 水性液体キャリアと、
    （ｉｉ） 前記液体キャリア中に分散された研磨粒子と、
    （ｉｉｉ） アルギニン、ヒスチジン、システイン、リシン、及びこれらの混合物から成る群から選択されたアミノ酸と、
    （ｉｖ） アニオン性ポリマー又はアニオン性界面活性剤と
    を含むポリッシング組成物と接触させる工程、
    （ｂ） 前記ポリッシング組成物を前記基板に対して動かす工程、並びに
    （ｃ） 前記タングステン層又は前記モリブデン層の一部を前記基板から除去し、これにより前記基板をポリッシングするように、前記基板を研磨する工程
    を含む、方法。
  18. 鉄含有促進剤と、
    前記鉄含有促進剤に結合された安定剤と
    をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
  19. 前記アニオン性ポリマー又は前記アニオン性界面活性剤が、アルキル基と、負荷電型の硫酸基又はスルホン酸基とを含むアニオン性界面活性剤を含む、請求項１７に記載の方法。
  20. 前記ポリッシング組成物が、アミノ酸界面活性剤をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
  21. 前記アミノ酸が、アルギニン、ヒスチジン、及びこれらの混合物から成る群から選択され、
    前記アニオン性ポリマー又は前記アニオン性界面活性剤が、アルキル基と、負荷電型の硫酸基又はスルホン酸基とを含むアニオン性界面活性剤を含み、そして
    前記アミノ酸界面活性剤が、グリシン、アラニン、アルギニン、ヒスチジン、リシン、アスパラギン酸、及びグルタミン酸から成る群から選択されたアミノ酸基を含む、請求項２０に記載の方法。
JP2023505965A 2020-07-28 2021-07-26 アニオン性及びカチオン性抑制剤を含むｃｍｐ組成物 Pending JP2023536475A (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063057639P 2020-07-28 2020-07-28
US63/057,639 2020-07-28
US202063077036P 2020-09-11 2020-09-11
US63/077,036 2020-09-11
PCT/US2021/043117 WO2022026355A1 (en) 2020-07-28 2021-07-26 Cmp composition including anionic and cationic inhibitors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023536475A true JP2023536475A (ja) 2023-08-25

Family

ID=80002721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023505965A Pending JP2023536475A (ja) 2020-07-28 2021-07-26 アニオン性及びカチオン性抑制剤を含むｃｍｐ組成物

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20220033682A1 (ja)
EP (1) EP4189027A1 (ja)
JP (1) JP2023536475A (ja)
KR (1) KR20230042493A (ja)
CN (1) CN116134110A (ja)
TW (1) TW202214795A (ja)
WO (1) WO2022026355A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023195338A1 (ja) * 2022-04-08 2023-10-12 株式会社フジミインコーポレーテッド 化学的機械研磨用組成物および該組成物を使用する方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY149975A (en) * 2007-09-21 2013-11-15 Cabot Microelectronics Corp Polishing composition and method utilizing abrasive particles treated with an aminosilane
JP2009147278A (ja) * 2007-12-18 2009-07-02 Jsr Corp 化学機械研磨用水系分散体、該分散体を調製するためのキット、および化学機械研磨用水系分散体の調製方法
WO2009098951A1 (ja) * 2008-02-07 2009-08-13 Jsr Corporation 化学機械研磨用水系分散体、および該分散体を調製するためのキット、該キットを用いた化学機械研磨用水系分散体の調製方法、ならびに半導体装置の化学機械研磨方法
US9202709B2 (en) * 2008-03-19 2015-12-01 Fujifilm Corporation Polishing liquid for metal and polishing method using the same
DE112013005264T5 (de) * 2012-11-02 2015-09-24 Fujimi Incorporated Polierzusammensetzung
JP6156630B2 (ja) * 2013-05-24 2017-07-05 Jsr株式会社 化学機械研磨用水系分散体および化学機械研磨方法
US9434859B2 (en) * 2013-09-24 2016-09-06 Cabot Microelectronics Corporation Chemical-mechanical planarization of polymer films
US9752057B2 (en) * 2014-02-05 2017-09-05 Cabot Microelectronics Corporation CMP method for suppression of titanium nitride and titanium/titanium nitride removal
US10217645B2 (en) * 2014-07-25 2019-02-26 Versum Materials Us, Llc Chemical mechanical polishing (CMP) of cobalt-containing substrate
EP3209815B1 (en) * 2014-10-21 2021-12-29 CMC Materials, Inc. Corrosion inhibitors and related compositions and methods
KR20170044522A (ko) * 2015-10-15 2017-04-25 삼성전자주식회사 화학적 기계적 연마용 슬러리 조성물, 그의 제조 방법, 그를 이용한 연마 방법
JP6697362B2 (ja) * 2016-09-23 2020-05-20 株式会社フジミインコーポレーテッド 表面処理組成物、ならびにこれを用いた表面処理方法および半導体基板の製造方法
US10600655B2 (en) * 2017-08-10 2020-03-24 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing method for tungsten
US20190085205A1 (en) * 2017-09-15 2019-03-21 Cabot Microelectronics Corporation NITRIDE INHIBITORS FOR HIGH SELECTIVITY OF TiN-SiN CMP APPLICATIONS
EP3681964B1 (en) * 2017-09-15 2023-11-22 CMC Materials, Inc. Composition for tungsten cmp
US10647887B2 (en) * 2018-01-08 2020-05-12 Cabot Microelectronics Corporation Tungsten buff polishing compositions with improved topography
CN111378378B (zh) * 2018-12-29 2023-09-08 安集微电子（上海）有限公司 一种化学机械抛光液及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN116134110A (zh) 2023-05-16
TW202214795A (zh) 2022-04-16
EP4189027A1 (en) 2023-06-07
KR20230042493A (ko) 2023-03-28
WO2022026355A1 (en) 2022-02-03
US20220033682A1 (en) 2022-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7270611B2 (ja) タングステンｃｍｐ用組成物
KR102390227B1 (ko) 텅스텐 버핑용 조성물
JP4750362B2 (ja) Ｃｍｐのための正電荷高分子電解質で処理したアニオン性研磨粒子
JP2015029083A (ja) 化学的機械的研磨スラリー組成物およびそれを使用した銅のための方法およびシリコン貫通ビア適用
JP2007258451A (ja) 金属用研磨液
KR102312220B1 (ko) 텅스텐 화학적 기계적 연마 조성물
JP6905002B2 (ja) 化学機械研磨用タングステンバフ研磨スラリー
EP3692107B1 (en) Surface treated abrasive particles for tungsten buff applications
CN113597456B (zh) 用于钨化学机械抛光的组合物
JP2023536475A (ja) アニオン性及びカチオン性抑制剤を含むｃｍｐ組成物
JP2008244316A (ja) 金属用研磨液及び研磨方法
WO2023085007A1 (ja) 化学機械研磨用組成物および研磨方法
WO2023085009A1 (ja) 化学機械研磨用組成物および研磨方法
WO2023085008A1 (ja) 化学機械研磨用組成物およびその製造方法、ならびに研磨方法
WO2024064127A1 (en) Tungsten cmp composition including a sulfur containing anionic surfactant
WO2023028197A1 (en) Cmp composition including an anionic abrasive
JP2022529113A (ja) タングステンバフ用途のための表面被覆された研削粒子

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230222

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231219

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240123

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20240422