JP5957777B2 - ポリシリコン、酸化ケイ素および窒化ケイ素を含む基体を研磨する方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ポリシリコン、酸化ケイ素および窒化ケイ素を含む基体を提供し;アリール環に結合したアルキル基を有する疎水性部分と4〜100個の炭素原子を有する非イオン性非環式親水性部分とを有するアルキルアリールポリエーテルスルホナート化合物、水、研磨剤、並びに式I
本発明は、ポリシリコン、酸化ケイ素および窒化ケイ素を含む基体を提供し;下記式
を有するアルキルアリールポリエーテルスルホナート化合物、水、研磨剤、並びにジエチレントリアミンペンタキス(メチルホスホン酸)を当初成分として含む(好ましくは、これらから本質的になる)化学機械研磨組成物を提供し;化学機械研磨パッドに研磨面を提供し;基体に対して研磨面を動かし;化学機械研磨組成物を研磨面上に分配し;基体の少なくとも一部分を摩耗させて、基体を研磨し;ポリシリコンの少なくとも幾分かが基体から除去され;酸化ケイ素および窒化ケイ素の少なくとも幾分かが基体から除去され;並びに、化学機械研磨組成物が無機酸で調節されて2〜5の研磨pHを示す;ことを含む、基体を化学機械研磨する方法も提供する。
((A0−A)/A0)×100≧50
式中、Aは、式Iの物質と併用したアルキルアリールポリエーテルスルホナート化合物を含む本発明の方法において使用される化学機械研磨組成物についてのポリシリコン除去速度(Å/分単位)であり;A0は、この式Iの物質およびアルキルアリールポリエーテルスルホナート化合物が化学機械研磨組成物に存在しないことを除いて同じ条件下で得られたポリシリコン除去速度(Å/分単位)である。
(((B0−B)の絶対値)/B0)×100≦20
式中、Bは、式Iの物質と併用したアルキルアリールポリエーテルスルホナート化合物を含む本発明の方法において使用される化学機械研磨組成物についてのポリシリコン除去速度(Å/分単位)であり;B0は、式Iの物質が化学機械研磨組成物に存在しないことを除いて同じ条件下で得られたポリシリコン除去速度である。
化学機械研磨組成物
試験された化学機械研磨組成物(CMPC)は表1に記載される。化学機械研磨組成物Aは比較配合物であり、これは請求項に特定される発明の範囲内にはない。
Я:使用された式Iの物質はジエチレントリアミンペンタキス(メチルホスホン酸)であった。
£:実施例において使用された研磨剤は、AZエレクトロニックマテリアルズ(Electronic Materials)によって製造され、ザダウケミカルカンパニーから入手可能なクレボソール(Klebosol登録商標)PL1598B25コロイダルシリカであった。
¥:組成物pHは必要に応じてHNO3またはKOHを使用して調節された。
研磨試験
200mmブランケットウェハ、具体的には(A)TEOS誘電体ウェハ;(B)Si3N4誘電体ウェハ;(C)非晶質ポリシリコン誘電体ウェハ;(D)および結晶質ポリシリコン誘電体ウェハを使用して、表1に記載された化学機械研磨組成物A、1および2が試験された。ポリウレタン含浸不織サブパッドおよびポリマー中空コア微小粒子を含むポリウレタン研磨層を含む研磨パッド(すなわち、ロームアンドハースエレクトロニックマテリアルズCMPインコーポレイテッドから市販されているIC1010商標研磨パッド)を使用して、実施例における全てのブランケットウェハを研磨するために、アプライドマテリアルズミラ(Mirra登録商標)CMP研磨プラットフォームが使用された。全ての実施例において使用された研磨条件は、93rpmのプラテン速度;87rpmのキャリア速度;200ml/分の研磨媒体流速;および20.7kPaのダウンフォースであった。それぞれの研磨実験についての除去速度は表2に提供される。この除去速度は研磨前膜厚および研磨後膜厚から計算されたことに留意されたい。具体的には、除去速度はKLA−Tencorから入手可能なSpectraFX200光学薄膜計測システムを用いて決定された。
研磨試験
200mmブランケットウェハ、具体的には(A)TEOS誘電体ウェハ;(B)Si3N4誘電体ウェハ;および(C)非晶質ポリシリコン誘電体ウェハを使用して、表1に記載された化学機械研磨組成物3が試験された。ポリウレタン含浸不織サブパッドおよびポリマー中空コア微小粒子を含むポリウレタン研磨層を含む研磨パッド(すなわち、ロームアンドハースエレクトロニックマテリアルズCMPインコーポレイテッドから市販されているIC1010商標研磨パッド)を使用して、実施例における全てのブランケットウェハを研磨するために、ストラスバーグ エヌスパイア(Strasbaugh nSpire商標)CMPシステムモデル6ECロータリー型研磨プラットフォームが使用された。全ての実施例において使用された研磨条件は、93rpmのプラテン速度;87rpmのキャリア速度;200ml/分の研磨媒体流速;および20.7kPaのダウンフォースであった。それぞれの研磨実験についての除去速度は表3に提供される。この除去速度は研磨前膜厚および研磨後膜厚から計算されたことに留意されたい。具体的には、除去速度はKLA−Tencorから入手可能なSpectraFX200光学薄膜計測システムを用いて決定された。
Claims (11)
- ポリシリコン、酸化ケイ素および窒化ケイ素を含む基体を提供し;
当初成分として、水、研磨剤、式:
(式中、Rは、分岐C6-10アルキル基であり;xは2〜8であり;並びにMはH、Na、K、LiおよびNH4からなる群から選択される)を有するアルキルアリールポリエーテルスルホナート化合物、式I:
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6およびR7のそれぞれは、式−(CH2)n−を有する架橋基であり、nは1〜10から選択される整数である)の物質、並びに、無機酸であるpH調節剤からなり、5以下のpHを有する化学機械研磨組成物を提供し;
化学機械研磨パッドに研磨面を提供し;
基体に対して研磨面を動かし;
化学機械研磨組成物を研磨面上に分配し;
基体の少なくとも一部分を摩耗させて、基体を研磨する;
ことを含み;
ポリシリコンの少なくとも幾分かが基体から除去され;
酸化ケイ素および窒化ケイ素の少なくとも幾分かが基体から除去され;
アルキルアリールポリエーテルスルホナート化合物がポリシリコンの除去速度を抑制する;基体を化学機械研磨する方法。 - ポリシリコン、酸化ケイ素および窒化ケイ素を含む基体を提供し;
当初成分として、水、研磨剤、式:
(式中、Rは、分岐C 6-10 アルキル基であり;xは2〜8であり;並びにMはH、Na、K、LiおよびNH 4 からなる群から選択される)を有するアルキルアリールポリエーテルスルホナート化合物、及び、式I:
(式中、R 1 、R 2 、R 3 、R 4 、R 5 、R 6 およびR 7 のそれぞれは、式−(CH 2 ) n −を有する架橋基であり、nは1〜10から選択される整数である)の物質からなり、5以下のpHを有する化学機械研磨組成物を提供し;
化学機械研磨パッドに研磨面を提供し;
基体に対して研磨面を動かし;
化学機械研磨組成物を研磨面上に分配し;
基体の少なくとも一部分を摩耗させて、基体を研磨する;
ことを含み;
ポリシリコンの少なくとも幾分かが基体から除去され;
酸化ケイ素および窒化ケイ素の少なくとも幾分かが基体から除去され;
アルキルアリールポリエーテルスルホナート化合物がポリシリコンの除去速度を抑制する;基体を化学機械研磨する方法。 - 化学機械研磨組成物が5以上:1の酸化ケイ素:ポリシリコン除去速度選択性を示す、請求項1又は2に記載の方法。
- 化学機械研磨組成物が、200mm研磨装置において、93回転/分のプラテン速度、87回転/分のキャリア速度、200ml/分の化学機械研磨組成物流速、3psiの名目ダウンフォースで、500Å/分以上の酸化ケイ素除去速度を示し;そして、ポリウレタン含浸不織サブパッドおよびポリマー中空コア微小粒子を含むポリウレタン研磨層を化学機械研磨パッドが含む、請求項3に記載の方法。
- ポリシリコンが非晶質ポリシリコンであり、並びに化学機械研磨組成物が5以上:1の酸化ケイ素:非晶質ポリシリコン除去速度選択性を示す、請求項4に記載の方法。
- ポリシリコンが結晶質ポリシリコンであり、並びに化学機械研磨組成物が10以上:1の酸化ケイ素:結晶質ポリシリコン除去速度選択性を示す、請求項4に記載の方法。
- 化学機械研磨組成物が5以上:1の窒化ケイ素:ポリシリコン除去速度選択性を示す、請求項1又は2に記載の方法。
- 化学機械研磨組成物が、200mm研磨装置において、93回転/分のプラテン速度、87回転/分のキャリア速度、200ml/分の化学機械研磨組成物流速、3psiの名目ダウンフォースで、500Å/分以上の窒化ケイ素除去速度を示し;そして、ポリウレタン含浸不織サブパッドおよびポリマー中空コア微小粒子を含むポリウレタン研磨層を化学機械研磨パッドが含む、請求項7に記載の方法。
- ポリシリコンが非晶質ポリシリコンであり、並びに化学機械研磨組成物が5以上:1の窒化ケイ素:非晶質ポリシリコン除去速度選択性を示す、請求項8に記載の方法。
- ポリシリコンが結晶質ポリシリコンであり、並びに化学機械研磨組成物が10以上:1の窒化ケイ素:結晶質ポリシリコン除去速度選択性を示す、請求項8に記載の方法。
- 式Iの物質がジエチレントリアミンペンタキス(メチルホスホン酸)である、請求項1又は2に記載の方法。
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