JP5426373B2 - 金属含有基材のためのｃｍｐ法 - Google Patents
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Description
本発明は、化学機械研磨組成物、およびこうした組成物を用いて基材を研磨するための方法に関する。詳細には、本発明は、改質研磨剤粒子を含有する化学機械研磨組成物に関する。
化学機械平坦化は集積回路製造のための実現技術である。集積回路は、一般に、単一半導体ウエハー上に数千の同一回路パターンを作製し、続いてそれらを同一のダイまたはチップに分割することにより大量生産される。半導体ウエハーは、一般に、シリコン製である。集積回路を製造するために、技術上周知の多くの処理工程を用いて、半導体ウエハー上で材料を改質し、除去し、堆積する。堆積または除去のこれらの工程の次に、しばしば、化学機械平坦化（ＣＭＰ）を行なう。ＣＭＰは化学および機械力の組合せにより表面を平坦化または研磨する方法である。ＣＭＰ法は、多層形成および金属化に対するバリアを最小化することにより集積回路製造を可能として、また、表面を円滑化し、平たくし、洗浄する。
ＣＭＰ法の一つの例は、制御された下向きの圧力下で回転研磨パッドに対してウエハーなどの半導体基材を保持することを含む。研磨スラリーは、次に、研磨パッド上に堆積され、基材に接触する。研磨スラリーは、一般的に、少なくとも二つの構成要素：化学反応体および研磨剤粒子を含有する。化学反応体は、一般的に、研磨しようとする材料、およびｐＨを制御するための酸または塩基に応じて、単一の錯化剤または酸化剤である。研磨剤粒子は、通常、金属酸化物であり、一般に、機械的に表面を研磨するために役立つが、しかし、また、基材表面での化学反応に寄与することができる。
従来技術は、改善された研磨剤粒子に対する必要性を認めてきた。有機シランを用いる表面改質研磨剤は、より高い研磨速度を達成し、スラリー中の凝集を減じるように報告されてきた（例えば、米国特許第６，５９２，７７６号明細書および米国特許第６，５８２，６２３号明細書を参照すること）。研磨剤粒子に伴う別の問題は、それらが研磨基材表面にくっつき、汚染をもたらすことがあることである。この粒子汚染物は、ウエハーから洗い流すことが困難であることができると共に、より高度の欠陥度、従って、低下した集積回路製造収率をもたらす。従って、優れた研磨特性を有すると共に、製品に対する低い欠陥度をもたらす改善された研磨剤粒子に対する技術上の必要性が存在する。
本発明は、基材を研磨するための化学機械研磨組成物を提供する。組成物はｐＨ２．３で測定される少なくとも−１０ｍＶのゼータ電位を有する、表面改質された研磨剤粒子を含む。本発明は、さらに、少なくとも一つの酸化剤、多酸化状態を有する少なくとも一つの触媒、および研磨剤粒子がｐＨ２．３で測定される少なくとも−１０ｍＶのゼータ電位を有し、アルミノケイ酸塩層により改質された一次粒子を含む研磨剤粒子を含む組成物を提供する。
本発明は、また、本発明の化学機械研磨組成物を用いる基材を研磨する方法を提供する。本発明は、さらに、研磨剤粒子がｐＨ２．３で測定される少なくとも−１０ｍＶのゼータ電位を有し、アルミノケイ酸塩層により改質された一次粒子を含む、化学機械研磨で用いるための研磨剤粒子を提供する。
本発明の研磨組成物および本発明の方法は、研磨しようとする基材に対して優れた研磨特性を示しながら、低い欠陥度結果を提供する。
本発明は、なお優れた研磨特性を提供しながら、低い欠陥度（スラリー中の研磨剤粒子の基材への接着性として定義される）を有する化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物を提供する。本発明の組成物は、スラリー中の研磨剤粒子の正味電荷量が研磨しようとする基材に対する類似の電荷量であるように、改質された表面を有する一次粒子を含む研磨剤粒子を含む。
本発明の組成物の一次粒子は、スラリー中の研磨剤粒子上に正味の負電荷が存在するように、アルミノケイ酸塩層により表面改質される。一次粒子はアルミノケイ酸塩層により改質されるあらゆる適する粒子であることができる。幾つかの代表的な一次粒子は、限定なしで、シリカ、アルミナ、セリアおよびクレーである。
本発明の改質された研磨剤粒子は、ｐＨ２．３で測定される少なくとも−１０ｍＶのゼータ電位を有する。本明細書において用いられるゼータ電位は、研磨剤粒子表面での帯電量の測定値である。ゼータ電位の大きさは、研磨剤粒子が類似の電荷を有する他の粒子または表面を跳ね返す傾向の指標である。あるいは、二つの材料間のゼータ電位の大きさが大きければ大きいほど、反発力はより強くなる。例えば、大きな負のゼータ電位を有する粒子は、他の負に荷電した粒子または表面をはねつける。粒子のゼータ電位の測定方法は技術上周知である。本発明の研磨剤粒子のゼータ電位はあらゆる適する方法により測定することができる。限定なしで、本発明の組成物の研磨剤粒子のゼータ電位は、レーザドップラー速度計および位相解析光散乱法の組合せにより測定することができる。詳細には、本発明の研磨剤粒子のゼータ電位値は、好ましくは、マルバーン・ゼータ・マスター（Ｍａｌｖｅｒｎ Ｚｅｔａ Ｍａｓｔｅｒ）３０００（英国ウースターシャーのマルバーン・インスツルメンツ（Ｍａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｌｔｄ．））による測定により決定される。
本発明の一つの実施形態は、スラリー中の研磨剤粒子上に正味の負荷電が存在するように、アルミノケイ酸塩単層被覆を有する一次粒子を含む表面改質された研磨剤粒子を含有する化学機械研磨スラリーである。一次粒子上の荷電は、正味の負の電荷を有する研磨剤粒子とするために多くのやり方で操作することができる。限定なしで、一つのこうした方法は、シリカ粒子上のアルミノケイ酸塩層の物理的気相成長法（ＰＶＤ）を通してのものである。同様に、ホウケイ酸塩層は、ＰＶＤを用いてシリカ粒子上に蒸着し、正味の負の電荷をもたらすことができる。正味の負の電荷を有する研磨剤粒子を製造するためのアルミノケイ酸塩層により一次粒子を改質するなお別の方法は、最初にアルミナを水酸化アンモニウムと反応させることによりＡｌ−Ｏ-基を形成することである。こうして形成されるＡｌ−Ｏ-基は、次に、約３．０を超えるｐＨでシリカ一次粒子と反応し、シリカ粒子上にアルミノケイ酸塩単層をもたらす。上記方法により記載されるこの例示実施形態において、アルミノケイ酸塩層は、アルミニウム陽イオンをシリカ一次粒子の表面に存在するシロキサン官能基と反応させることにより得られる。その結果、本発明のスラリー組成物中に懸濁される場合に、アルミノケイ酸塩単層および正味の負の電荷を有する研磨剤粒子となる。
研磨剤粒子は、好ましくは、本発明のスラリー組成物中に懸濁し、懸濁液は、好ましくは、コロイド的に安定である。用語「コロイド」は、液体担体中の研磨剤粒子の懸濁液を指す。語句「コロイド的に安定」は、経時的なその懸濁液の保持を指す。本発明との関連で、研磨剤粒子の懸濁液は、研磨剤粒子が１００ｍＬのメス・シリンダ中に入れられ、２時間にわたり攪拌なしで放置して置く時に、メス・シリンダの底部５０ｍＬ中の粒子濃度（ｇ／ｍＬでの［Ｂ］）とメス・シリンダの上部５０ｍＬ中の粒子濃度（ｇ／ｍＬでの［Ｔ］）間の差を研磨剤組成物中の全粒子濃度（ｇ／ｍＬでの［Ｃ］）で割った値が０．５以下である（すなわち、（［Ｂ］−［Ｔ］）／［Ｃ］≦０．５）場合に、コロイド的に安定であると考えられる。（［Ｂ］−［Ｔ］）／［Ｃ］値は望ましくは０．３以下であり、好ましくは０．１以下である。
改質された研磨剤粒子は、約０．０１重量％〜約１５重量％範囲の量で研磨組成物中に存在することができる。好ましくは、研磨剤粒子は、約０．０５重量％〜約４重量％、さらに好ましくは約０．５重量％〜約３重量％の量で存在する。
本発明のＣＭＰ組成物は、改質された研磨剤が懸濁され、他の研磨用構成要素が溶解するかまたは懸濁される液体担体を含む。本発明の液体担体は、ＣＭＰスラリー組成物の技術上周知のあらゆる適する担体を含むことができる。本発明において、水は好ましい液体担体である。本発明の組成物の水は、好ましくは、脱イオンまたは蒸留水である。
本発明の研磨組成物は１以上の酸化剤を含む。本明細書において用いられる酸化剤は、金属成分などの基材表面の成分を酸化することができる作用物質である。本発明での使用に適する酸化剤には、限定なしで、過酸化水素、過ヨウ素酸、ヨウ素酸カリウム、ヨウ素酸テトラアルキルアンモニウム、硝酸第二鉄、および有機酸化剤、および前述の２以上の組合せが挙げられる。好ましくは、酸化剤は、基材ウエハー中に存在する１以上の選択された金属または半導体材料を酸化するために十分な量で組成物中に存在する。本発明の研磨組成物の酸化剤は、好ましくは過酸化水素である。過酸化水素濃度は、研磨組成物の１重量％〜６重量％であることが好ましく、過酸化水素濃度が研磨組成物の１重量％〜５重量％であることが更に好ましい。
本発明の研磨組成物は、さらに、少なくとも一つの触媒を含むことができる。触媒は金属系、非金属系またはそれらの組合せであることが可能である。好ましくは、触媒は多酸化状態を有する。最も好ましくは、触媒は鉄触媒である。適する鉄触媒には、鉄（ＩＩ）または鉄（ＩＩＩ）塩などの鉄の硝酸塩、硫酸塩またはハロゲン化物（フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、過塩素酸塩、過臭素酸塩および過ヨウ素酸塩を含む）といった無機塩；または酢酸塩、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、およびコハク酸塩などの有機鉄（ＩＩまたはＩＩＩ）化合物が挙げられる。さらに好ましくは、鉄触媒は硝酸鉄（ＩＩまたはＩＩＩ）である。
触媒はあらゆる適する量で存在することができる。一般的に、触媒は約０．００１重量％〜約２重量％の量で存在することができる。
本発明の研磨組成物は、さらに、安定剤を含むことができる。本明細書において用いられる安定剤は、触媒が酸化剤と反応することを抑制する。適する安定剤には、リン酸；アジピン酸、クエン酸、マロン酸、オルソフタル酸、およびエチレンジアミン４酢酸（ＥＤＴＡ）などの有機酸；ホスホン酸塩化合物；ベンゾニトリルなどのニトリル化合物；およびそれらの混合物が挙げられる。好ましくは、安定剤はマロン酸である。
安定剤はあらゆる適する量で存在することができる。一般的に、安定剤は、触媒当り約１当量〜触媒当り約１５当量の範囲にある量で存在することができる。
本発明の研磨組成物はあらゆる適するｐＨを有することができる。一般的に、研磨組成物は約１以上（例えば、約２以上）のｐＨを有する。好ましくは、研磨組成物は約５以下（例えば、４以下）のｐＨを有する。一つの好ましい実施形態において、研磨組成物は約２〜約４（例えば、約２．３〜約３．５）のｐＨを有する。
研磨組成物のｐＨは、あらゆる適するやり方で、達成するかおよび／または保持することができる。さらに詳細には、研磨組成物は、さらに、ｐＨ調整剤、ｐＨ緩衝剤、またはそれらの組合せを含むことができる。ｐＨ調整剤は、あらゆる適するｐＨ調整用化合物であることができる。例えば、ｐＨ調整剤は、硝酸、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、またはそれらの組合せであることができる。ｐＨ緩衝剤は、あらゆる適する緩衝剤、例えば、リン酸塩、硫酸塩、ホウ酸塩、およびアンモニウム塩などであることができる。研磨組成物は、適する量が示される範囲内に研磨組成物のｐＨを達成するかおよび／または保持するために用いられるという条件で、あらゆる適する量のｐＨ調整剤および／またはｐＨ緩衝剤を含むことができる。
本発明の研磨組成物は、また、任意に、それらの多くがＣＭＰ技術上周知である、界面活性剤、レオロジー調整剤（例えば、増粘剤または凝集剤）、および殺生物剤などの１以上の添加剤を含むことができる。
本発明の研磨組成物は、それらの多くが当業者に公知であるあらゆる適する技術により調製することができる。研磨組成物は、バッチ式または連続式工程で調製することができる。一般に、研磨組成物はあらゆる順番でそれらの成分を混合することにより調製することができる。本明細書において用いられる用語「成分」は、個々の構成成分（例えば、酸、および塩基など）ならびに構成成分（例えば、酸、塩基、および界面活性剤など）のあらゆる組合せを含む。ｐＨはあらゆる適する時に調整することができる。
本発明の研磨組成物は、また、使用前に適切な量の水により希釈するように意図された濃縮物として提供することができる。こうした実施形態において、ＣＭＰ組成物濃縮物は、適切な量の溶媒による濃縮物の希釈の際に、研磨組成物の各成分が使用用に適切な範囲内の量でＣＭＰ組成物中に存在するような量で水性溶媒中に分散または溶解した種々の構成成分を含むことができる。
本発明は、また、（ｉ）基材を研磨パッドおよび本明細書において記載されるＣＭＰ組成物と接触させ、および（ｉｉ）研磨組成物をそれらの間に置き、研磨パッドを基材に対して動かし、それによって、基材の少なくとも一部を薄く削って基材を研磨することを含む、基材を化学機械的に研磨する方法を提供する。
本発明のＣＭＰ法はあらゆる適する基材を研磨するために用いることができると共に、タングステン、銅、ルテニウム、およびタンタルなどの金属成分を含む基材を研磨するためにとりわけ有用である。
本発明のＣＭＰ法は、化学機械研磨装置と併せての使用に特に適する。一般的に、ＣＭＰ装置は、使用時に動いており、環状、線形、または円形の動きから生じる速度を有するプラテン、プラテンと接触し、動いている時にプラテンと共に動く研磨パッド、および研磨パッド表面に対して接触し動くことにより研磨しようとする基材を保持する担体を含む。基材の研磨は、研磨パッドおよび本発明の研磨組成物と接触して置かれる基材、および、次に、基材の少なくとも一部を薄く削って基材を研磨するように、基材に対して研磨パッドを動かすことにより行われる。
研磨装置の研磨パッドは、それらの多くが技術上公知であるあらゆる適する研磨パッドであることができる。適する研磨パッドには、例えば、織布および不織布研磨パッドが挙げられる。さらに、適する研磨パッドは、種々の密度、硬度、厚さ、圧縮性、圧縮の際に跳ね返る能力、および圧縮係数のあらゆる適するポリマーを含むことができる。適するポリマーには、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、それらの共形成製品、およびそれらの混合物が挙げられる。
研磨パッドはあらゆる適する形態を有することができる。例えば、研磨パッドは円形であることができると共に、使用時には、一般的に、パッド表面により規定される平面に対して垂直な軸周りの回転運動を有する。その表面が研磨表面として機能する研磨パッドは円筒型であることができると共に、使用時には、一般的に、シリンダの中心軸周りの回転運動を有する。研磨パッドは、使用時には一般的に研磨しようとする基材ウエハーに関して直線運動を有するエンドレス・ベルトの形態にあることができる。研磨パッドはあらゆる適する形状を有することができると共に、使用時には、平面または半円形に沿っての往復または環状運動を有することができる。多くの他の変形は当業者に容易に明らかとなる。
本発明は、また、本明細書において記載される研磨組成物により基材を研磨する方法を提供する。さらに、本発明は、また、アルミノケイ酸塩層を形成するように表面が改質されたシリカを含む一次粒子を含むＣＭＰ組成物で用いる研磨剤粒子を提供し、該研磨剤粒子はｐＨ２．３で測定される約−５ｍＶ〜約−１００ｍＶのゼータ電位を有する。
以下の実施例はさらに本発明を説明するために提供されるが、しかし、どの面からも本発明の範囲を限定すると見なすべきではない。
実施例１
この実施例は、タングステンＣＭＰスラリー配合物で用いる負に帯電した粒子を調製する一つの方法を説明する。ヒュームド・シリカ粒子の１４．４％懸濁液の２９．４５ｇのアリコートを脱イオン水中に懸濁させて、全体体積２４７．５ｍｌ中の最終濃度１．７２重量％粒子を得た。次に、硝酸アルミニウム（Ａｌ（ＮＯ3）3・９Ｈ2Ｏ）０．１Ｍ溶液２．５ｍｌを懸濁液に添加した。水酸化アンモニウム溶液（２９％）を添加することにより混合物のｐＨを６．０に上げ、混合物を攪拌下６時間にわたり放置した。粒子のゼータ電位を、マルバーン・ゼータ・マスター３０００（英国ウースターシャーのマルバーン・インスツルメンツ）を用いて経時的に記録した。ゼータ電位を測定するために混合物の数滴を除去し、硝酸を用いて２．３にｐＨ調整された水系溶液に添加した。−５．５ｍＶのゼータ電位が得られ（図１）、アルミノケイ酸塩層が形成されることを示した（ｐＨ２．３でのシリカのゼータ電位はゼロである）。混合物のｐＨを２９％水酸化アンモニウム溶液により７．５に上げた。これは、粒子電荷が直ちに−８ｍＶまで、および２４時間後には約−２０ｍＶまで落ちる結果をもたらした（図１）。
この実施例は、タングステンＣＭＰスラリー配合物で用いる負に帯電した粒子を調製する一つの方法を説明する。ヒュームド・シリカ粒子の１４．４％懸濁液の２９．４５ｇのアリコートを脱イオン水中に懸濁させて、全体体積２４７．５ｍｌ中の最終濃度１．７２重量％粒子を得た。次に、硝酸アルミニウム（Ａｌ（ＮＯ3）3・９Ｈ2Ｏ）０．１Ｍ溶液２．５ｍｌを懸濁液に添加した。水酸化アンモニウム溶液（２９％）を添加することにより混合物のｐＨを６．０に上げ、混合物を攪拌下６時間にわたり放置した。粒子のゼータ電位を、マルバーン・ゼータ・マスター３０００（英国ウースターシャーのマルバーン・インスツルメンツ）を用いて経時的に記録した。ゼータ電位を測定するために混合物の数滴を除去し、硝酸を用いて２．３にｐＨ調整された水系溶液に添加した。−５．５ｍＶのゼータ電位が得られ（図１）、アルミノケイ酸塩層が形成されることを示した（ｐＨ２．３でのシリカのゼータ電位はゼロである）。混合物のｐＨを２９％水酸化アンモニウム溶液により７．５に上げた。これは、粒子電荷が直ちに−８ｍＶまで、および２４時間後には約−２０ｍＶまで落ちる結果をもたらした（図１）。
実施例２
この実施例は、ｐＨを調整することによる、シリカ粒子上のアルミノケイ酸塩層の厚さおよび電荷密度、従って粒子電荷を制御するための能力を説明する。２９％水酸化アンモニウム溶液を用いてｐＨを７．５の代わりに９．０まで上げることを除いて、粒子を実施例１に記載されるように処理した。２４時間後、粒子のゼータ電位は−３０ｍＶ（ｐＨ２．３で測定して）であった。
この実施例は、ｐＨを調整することによる、シリカ粒子上のアルミノケイ酸塩層の厚さおよび電荷密度、従って粒子電荷を制御するための能力を説明する。２９％水酸化アンモニウム溶液を用いてｐＨを７．５の代わりに９．０まで上げることを除いて、粒子を実施例１に記載されるように処理した。２４時間後、粒子のゼータ電位は−３０ｍＶ（ｐＨ２．３で測定して）であった。
実施例３
この実施例は、本発明の粒子を用いての除去速度に与える影響を実証する。
この実施例は、本発明の粒子を用いての除去速度に与える影響を実証する。
これらの研磨実験を、インテグレーティッド・プロセス・イクイップメント（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｒｐ．）（カリフォルニア州、サンノゼのＩＰＥＣ）アバンティ（Ａｖａｎｔｉ）４７２研磨器具および２００ｍｍ試験ウエハーを用いて行った。すべての実験で、ＩＣ１０００（商標）研磨パッド（アリゾナ州、フェニックスのローデル（Ｒｏｄｅｌ Ｉｎｃ．））および以下の処理条件を用いた：
下向き力 ５ｐｓｉ
背圧 ０ｐｓｉ
プラテン速度 ６０ｒｐｍ
担体速度 ４０ｒｐｍ
下向き力 ５ｐｓｉ
背圧 ０ｐｓｉ
プラテン速度 ６０ｒｐｍ
担体速度 ４０ｒｐｍ
対照スラリーは、市販されているセミ・スパース（Ｓｅｍｉ−Ｓｐｅｒｓｅ）（登録商標）Ｗ２０００（イリノイ州、オーロラのキャボット・マイクロエレクトロニクス（Ｃａｂｏｔ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｒｐ．））であった。実験スラリーは、研磨剤が上記実施例１および２に記載される表面改質研磨剤により置き換えられることを除いて、市販されているスラリーと同じ配合物を用いた。全ての処理において、スラリーへの添加直前に表面改質研磨剤を調製した。
研磨実験の最初のセットは、二つの異なる研磨剤濃度（３および１％固形物）および酸化剤濃度（１および４％過酸化水素）を比較した。
表１に示す結果は、より高い酸化剤濃度が本発明の粒子を用いた、より高い除去速度のために必要であることを示す。加えて、３および１％固形物の粒子濃度による除去速度に与える影響は全くない。
実施例４
この実施例は、タングステンパターンウエハーにおける酸化腐食に与える本発明の研磨剤粒子の影響を実証する。
この実施例は、タングステンパターンウエハーにおける酸化腐食に与える本発明の研磨剤粒子の影響を実証する。
研磨実験を、同じ装置上で、および実施例３で上述したものと同じ基本スラリーを用いて行った。対照実験は、実施例１において記載されるように改質された一次ヒュームド・シリカ粒子を含有するスラリーを用いた。上述のように、タングステン除去速度をブランケットウエハーにより測定した。それぞれの研磨組成物を用いる基材研磨の間に起こる酸化腐食量（Åでの）を、５０％線密度（０．３５ミクロン間隔での０．３５ミクロン線）、７２％線密度（０．３５ミクロン間隔での０．９ミクロン線）、および８３％線密度（０．５ミクロン間隔での２．５ミクロン線）の領域を含む基材の３領域に対して測定した。この腐食評価には、プラエサガス（Ｐｒａｅｓａｇｕｓ）２００ｍｍタングステンパターンウエハー（カリフォルニア州、サンノゼのプラエサガス（Ｐｒａｅｓａｇｕｓ Ｉｎｃ．））を用いた。
これらの研磨実験の結果を表２に示す。結果は、本発明の処理粒子がタングステンの除去速度に悪影響を及ぼさずに５０％および８３％密度でウエハーにおける腐食を改善したことを示す。結果は、また、スラリー中の表面改質研磨剤の濃度を０．５％の固形物含量に落とすことが、除去速度を下げるが、しかし、なお、非改質粒子に較べる時に腐食を改善したことを示す。この実験は、本発明の表面改質研磨剤粒子が、なお良好なタングステン除去速度を提供しながら腐食効果を改善することを実証した。
実施例５
この実施例は、タングステン除去速度および腐食に与える粒子安定性の影響を示す。
この実施例は、タングステン除去速度および腐食に与える粒子安定性の影響を示す。
上記実施例３において記載されるスラリーを室温で一夜にわたり寝かした。寝かせた研磨剤粒子のゼータ電位を上述のように測定した。結果は、表面改質研磨剤粒子のゼータ電位が一夜にわたるインキュベーション（ｐＨ２．３）後の期待値よりも低いことを示した。これは、共有アルミノケイ酸塩結合が低ｐＨで可逆であることを示した。寝かせた粒子を、次に、実施例３で上述したようにＣＭＰ法で用いた。結果は、タングステン除去速度が僅かに高いが、しかし、腐食は僅かに悪いことを示す。
実施例６
この実施例は、本発明の表面改質された粒子が、化学機械研磨後、基材上のタングステン線に対する有意に減じた接着度を有することを実証する。
この実施例は、本発明の表面改質された粒子が、化学機械研磨後、基材上のタングステン線に対する有意に減じた接着度を有することを実証する。
これらの研磨実験を、エバラ・フレックス（Ｅｂａｒａ Ｆｒｅｘ）２００ｍｍ研磨器具（カリフォルニア州、サクラメントのエバラ・テクノロジーズ（Ｅｂａｒａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎｃ．））上で、およびＩＣ１０００（商標）研磨パッドを用いて以下の処理条件で行った：
プラテン速度 １００ｒｐｍ
担体速度 ５５ｒｐｍ
副担体圧力 ２２５ｈＰａ（３．１ｐｓｉ）
裏側圧力 ２２５ｈＰａ（３．１ｐｓｉ）
リング圧力 ２００ｈＰａ（２．７ｐｓｉ）
スラリー流 １５０ｍｌ／分
プラテン速度 １００ｒｐｍ
担体速度 ５５ｒｐｍ
副担体圧力 ２２５ｈＰａ（３．１ｐｓｉ）
裏側圧力 ２２５ｈＰａ（３．１ｐｓｉ）
リング圧力 ２００ｈＰａ（２．７ｐｓｉ）
スラリー流 １５０ｍｌ／分
スラリー処理は実施例２で上述した通りであり、対照スラリーは研磨剤粒子としてヒュームド・シリカを有した。本発明の処理スラリーは、上述のように調製され、−２０ｍＶを超えるゼータ電位を有する本発明の表面改質された研磨剤粒子を含有した。スラリーを、タングステンウエハー表面上の粒子残留物を最小化することで知られる「標準」研磨法を用いて試験した。この方法は、ウエハー系列、調整手法および洗浄方法の最善の組合せを含む。我々は、また、タングステンウエハー表面での多くの粒子残留物を生成することで知られる「修正」手法によりスラリーを試験した。欠陥度を研磨後のウエハーに対して測定した。欠陥度を、クラ・テンコール（Ｋｌａ−Ｔｅｎｃｏｒ）・ＳＰ１器具を用いて検出したウエハー表面での粒子数として定義した。
結果を表３に示す。見ることができるように、本発明の粒子を含有するスラリーは、タングステンに対する良好な除去速度を保持しながら劇的な欠陥度の減少を示した。
本発明において引用される出版物、特許出願、および特許を含むすべての参考文献は、あたかも各文献が個々におよび詳細に示されて参考のため包含されると共に、本明細書においてその全体が陳列されるようなものと同一程度に、本明細書において参考のため包含される。
本発明を説明する関連で（とりわけ以下のクレームとの関連で）用語「ａ」および「ａｎ」および「ｔｈｅ」および類似の対象の使用は、本明細書において別途記されるか、または文脈により明確に否認されない限り、単数および複数両方を含むと解釈することができる。用語「含む」、「有する」、「包含する」、および「含有する」は、特記のない限り、制限のない用語として解釈する（すなわち、含むが限定されないことを意味する）ことができる。本明細書における値の範囲の列挙は、本明細書において特記されない限り、単に、個々に範囲内に入る各分割値に言及する省略法として役立つように意図されていると共に、各分割値は、あたかもそれが個々に本明細書において列挙されるかのように本明細書中に包含される。本明細書において記載されるすべての方法は、本明細書において特記されない限り、または文脈により別途明確に否認されない限り、あらゆる適する順番で行うことができる。本明細書において提供される、あらゆるおよびすべての例、または代表的言語（例えば、「など」）の使用は、単に、本発明をより明確に説明するように意図されていると共に、別途クレームされない限り、本発明の範囲に限定を置くものではない。本明細書における言語は、本発明の実施に本質的なものとしてのいかなる非クレーム要素をも示すとして解釈されるべきではない。
本発明を行うための発明者らに公知の最善態様を含む本発明の好ましい実施形態が、本明細書において記載される。それらの好ましい実施形態の変形は、前述の説明を読むと、当業者に明らかとなることが可能である。発明者らは、当業者が適切としてこうした変形を用いることを期待すると共に、発明者らは本発明が本明細書において特殊に記載されるものとは別途のやり方で行われることを意図している。従って、本発明は、準拠法により認められているように、本明細書に添付するクレームに列挙される主題のすべての変形および同等物を包含する。さらに、そのすべての可能な変形における上述の要素のあらゆる組合せは、本明細書において別途示されない限り、または文脈により別途明確に否認されない限り本発明により包含される。
Claims (15)
- ａ．少なくとも一つの酸化剤
ｂ．多酸化状態を有する少なくとも一つの触媒、および
ｃ．アルミノケイ酸塩層により改質された一次粒子を含む研磨剤粒子を含む研磨剤、該研磨剤粒子は、ｐＨ２．３で測定される−５ｍＶ〜−１００ｍＶのゼータ電位を有し、該一次粒子はヒュームド・シリカである、
を含む化学機械研磨組成物。 - 研磨剤粒子が−１０ｍＶ〜−５０ｍＶのゼータ電位を有する請求項１に記載の組成物。
- 酸化剤が過酸化水素である請求項１に記載の組成物。
- 過酸化水素濃度が組成物の１重量％〜６重量％である請求項３に記載の組成物。
- 研磨剤粒子濃度が組成物の０．０５重量％〜４重量％である請求項１に記載の組成物。
- 触媒が硝酸第二鉄である請求項１に記載の組成物。
- 触媒が酸化剤と反応することを抑制する安定剤をさらに含む請求項１に記載の組成物。
- 安定剤がマロン酸である請求項７に記載の組成物。
- （ｉ）タングステンを含む基材を提供し、
（ｉｉ）（ａ）少なくとも一つの酸化剤
（ｂ）多酸化状態を有する少なくとも一つの触媒、および
（ｃ）アルミノケイ酸塩層により改質された一次粒子を含む研磨剤粒子を含む研磨剤、該研磨剤粒子は、ｐＨ２．３で測定される−５ｍＶ〜−１００ｍＶのゼータ電位を有し、該一次粒子はヒュームド・シリカである、
を含む研磨組成物を提供し、
（ｉｉｉ）基材を研磨パッドおよび研磨組成物と接触させ、
（ｉｖ）基材を研磨パッドおよび研磨組成物に対して動かし、および
（ｖ）基材の少なくとも一部を薄く削って基材を研磨すること、
を含む、化学機械研磨法。 - 研磨剤粒子が−１０ｍＶ〜−５０ｍＶのゼータ電位を有する請求項９に記載の方法。
- 酸化剤が過酸化水素である請求項９に記載の方法。
- 過酸化水素濃度が研磨組成物の１重量％〜５重量％である請求項１１に記載の方法。
- 研磨剤粒子濃度が組成物の０．０５重量％〜４重量％である請求項９に記載の方法。
- 研磨剤粒子がｐＨ２．３で測定される−５ｍＶ〜−１００ｍＶのゼータ電位を有し、アルミノケイ酸塩層を有するヒュームド・シリカ粒子を含む、化学機械研磨で用いる研磨剤粒子。
- ｐＨ２．３で測定される−１０ｍＶ〜−５０ｍＶのゼータ電位を有する請求項１４に記載の研磨剤粒子。
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