JP6955014B2 - Chemical mechanical polishing of tungsten using methods and compositions containing quaternary phosphonium compounds - Google Patents
Chemical mechanical polishing of tungsten using methods and compositions containing quaternary phosphonium compounds Download PDFInfo
- Publication number
- JP6955014B2 JP6955014B2 JP2019538291A JP2019538291A JP6955014B2 JP 6955014 B2 JP6955014 B2 JP 6955014B2 JP 2019538291 A JP2019538291 A JP 2019538291A JP 2019538291 A JP2019538291 A JP 2019538291A JP 6955014 B2 JP6955014 B2 JP 6955014B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chemical mechanical
- mechanical polishing
- ppm
- polishing composition
- tungsten
- 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.)
- Active
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims description 208
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims description 147
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 139
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 65
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 title claims description 65
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 title claims description 65
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 48
- 150000004023 quaternary phosphonium compounds Chemical class 0.000 title claims description 44
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 94
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 64
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims description 36
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 33
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 claims description 28
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical group OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 16
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 16
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 15
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 claims description 14
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 6
- ABJGUZZWSKMTEI-UHFFFAOYSA-M tributyl(dodecyl)phosphanium;bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCC[P+](CCCC)(CCCC)CCCC ABJGUZZWSKMTEI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- RYVBINGWVJJDPU-UHFFFAOYSA-M tributyl(hexadecyl)phosphanium;bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[P+](CCCC)(CCCC)CCCC RYVBINGWVJJDPU-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- UJMLRSWRUXXZEW-UHFFFAOYSA-M tributyl(octyl)phosphanium;bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCC[P+](CCCC)(CCCC)CCCC UJMLRSWRUXXZEW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- YTVQIZRDLKWECQ-UHFFFAOYSA-N 2-benzoylcyclohexan-1-one Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)C1CCCCC1=O YTVQIZRDLKWECQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 5
- JCQGIZYNVAZYOH-UHFFFAOYSA-M trihexyl(tetradecyl)phosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCCCC[P+](CCCCCC)(CCCCCC)CCCCCC JCQGIZYNVAZYOH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- SZQUEWJRBJDHSM-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate;nonahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O SZQUEWJRBJDHSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000003796 beauty Effects 0.000 claims 2
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 claims 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 39
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 30
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 30
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 30
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 27
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 24
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 21
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 20
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 19
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 19
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 16
- -1 iron ion Chemical class 0.000 description 16
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 14
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 11
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 9
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 9
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 7
- KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N Peracetic acid Chemical compound CC(=O)OO KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 5
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 5
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 5
- 125000002768 hydroxyalkyl group Chemical group 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 5
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O phosphonium Chemical compound [PH4+] XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 125000000027 (C1-C10) alkoxy group Chemical group 0.000 description 4
- 125000003837 (C1-C20) alkyl group Chemical group 0.000 description 4
- 125000000229 (C1-C4)alkoxy group Chemical group 0.000 description 4
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N Hydrogen bromide Chemical compound Br CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 125000001188 haloalkyl group Chemical group 0.000 description 4
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000004103 aminoalkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000002102 aryl alkyloxo group Chemical group 0.000 description 3
- 125000004181 carboxyalkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 125000005343 heterocyclic alkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- AHKZTVQIVOEVFO-UHFFFAOYSA-N oxide(2-) Chemical compound [O-2] AHKZTVQIVOEVFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L persulfate group Chemical group S(=O)(=O)([O-])OOS(=O)(=O)[O-] JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- DJFBJKSMACBYBD-UHFFFAOYSA-N phosphane;hydrate Chemical group O.P DJFBJKSMACBYBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000005496 phosphonium group Chemical group 0.000 description 3
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 3
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 description 3
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 description 3
- NNJRPZZMNBNRFJ-UHFFFAOYSA-N (3-ethoxy-3-oxo-2-phenylpropyl)azanium;chloride Chemical compound Cl.CCOC(=O)C(CN)C1=CC=CC=C1 NNJRPZZMNBNRFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 1-methylsulfonylpiperidin-4-one Chemical compound CS(=O)(=O)N1CCC(=O)CC1 RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 description 2
- LQTIBEIZDLQNJH-UHFFFAOYSA-N F.F.F.C1=CC=CC=C1 Chemical compound F.F.F.C1=CC=CC=C1 LQTIBEIZDLQNJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002554 Fe(NO3)3·9H2O Inorganic materials 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical group OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 2
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 2
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N anhydrous glutaric acid Natural products OC(=O)CCCC(O)=O JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 2
- 125000004029 hydroxymethyl group Chemical group [H]OC([H])([H])* 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- HVENHVMWDAPFTH-UHFFFAOYSA-N iron(3+) trinitrate hexahydrate Chemical group O.O.O.O.O.O.[Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HVENHVMWDAPFTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 2
- LLYCMZGLHLKPPU-UHFFFAOYSA-M perbromate Chemical compound [O-]Br(=O)(=O)=O LLYCMZGLHLKPPU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N periodic acid Chemical class OI(=O)(=O)=O KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- BRKFQVAOMSWFDU-UHFFFAOYSA-M tetraphenylphosphanium;bromide Chemical compound [Br-].C1=CC=CC=C1[P+](C=1C=CC=CC=1)(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 BRKFQVAOMSWFDU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 2
- VTIOFIDOTGQIGA-UHFFFAOYSA-L tripropyl(3-tripropylphosphaniumylpropyl)phosphanium;difluoride Chemical compound [F-].[F-].CCC[P+](CCC)(CCC)CCC[P+](CCC)(CCC)CCC VTIOFIDOTGQIGA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- KCTAHLRCZMOTKM-UHFFFAOYSA-O tripropylphosphanium Chemical compound CCC[PH+](CCC)CCC KCTAHLRCZMOTKM-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- 125000006526 (C1-C2) alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxolane Chemical group C1COCO1 WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GLVYLTSKTCWWJR-UHFFFAOYSA-N 2-carbonoperoxoylbenzoic acid Chemical compound OOC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O GLVYLTSKTCWWJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UPYKKMDXNPTXPZ-UHFFFAOYSA-M 3-aminopropyl(triphenyl)phosphanium;bromide Chemical compound [Br-].C=1C=CC=CC=1[P+](C=1C=CC=CC=1)(CCCN)C1=CC=CC=C1 UPYKKMDXNPTXPZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical group O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004520 agglutination Effects 0.000 description 1
- 125000004183 alkoxy alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- WTEPWWCRWNCUNA-UHFFFAOYSA-M benzyl(triphenyl)phosphanium;bromide Chemical compound [Br-].C=1C=CC=CC=1[P+](C=1C=CC=CC=1)(C=1C=CC=CC=1)CC1=CC=CC=C1 WTEPWWCRWNCUNA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- SXDBWCPKPHAZSM-UHFFFAOYSA-M bromate Chemical class [O-]Br(=O)=O SXDBWCPKPHAZSM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- YFTMLUSIDVFTKU-UHFFFAOYSA-M bromomethyl(triphenyl)phosphanium;bromide Chemical compound [Br-].C=1C=CC=CC=1[P+](C=1C=CC=CC=1)(CBr)C1=CC=CC=C1 YFTMLUSIDVFTKU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- USJRLGNYCQWLPF-UHFFFAOYSA-N chlorophosphane Chemical compound ClP USJRLGNYCQWLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001844 chromium Chemical class 0.000 description 1
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- JHYNXXDQQHTCHJ-UHFFFAOYSA-M ethyl(triphenyl)phosphanium;bromide Chemical compound [Br-].C=1C=CC=CC=1[P+](C=1C=CC=CC=1)(CC)C1=CC=CC=C1 JHYNXXDQQHTCHJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000011066 ex-situ storage Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical class Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 150000007529 inorganic bases Chemical class 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- ICIWUVCWSCSTAQ-UHFFFAOYSA-N iodic acid Chemical class OI(=O)=O ICIWUVCWSCSTAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 159000000014 iron salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- LSEFCHWGJNHZNT-UHFFFAOYSA-M methyl(triphenyl)phosphanium;bromide Chemical compound [Br-].C=1C=CC=CC=1[P+](C=1C=CC=CC=1)(C)C1=CC=CC=C1 LSEFCHWGJNHZNT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical group 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 1
- NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N palladium;triphenylphosphane Chemical compound [Pd].C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LLYCMZGLHLKPPU-UHFFFAOYSA-N perbromic acid Chemical class OBr(=O)(=O)=O LLYCMZGLHLKPPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Inorganic materials [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004965 peroxy acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 125000004076 pyridyl group Chemical group 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003378 silver Chemical class 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- DFQPZDGUFQJANM-UHFFFAOYSA-M tetrabutylphosphanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CCCC[P+](CCCC)(CCCC)CCCC DFQPZDGUFQJANM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GQSNYNMMDQPIDR-UHFFFAOYSA-M tetrakis(diethylamino)phosphanium;bromide Chemical compound [Br-].CCN(CC)[P+](N(CC)CC)(N(CC)CC)N(CC)CC GQSNYNMMDQPIDR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SABIECHYMHKXJI-UHFFFAOYSA-M tributyl(1,3-dioxolan-2-ylmethyl)phosphanium;bromide Chemical compound [Br-].CCCC[P+](CCCC)(CCCC)CC1OCCO1 SABIECHYMHKXJI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GJPGLLAXZTYTFW-UHFFFAOYSA-M triphenyl(phenylmethoxymethyl)phosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].C=1C=CC=CC=1COC[P+](C=1C=CC=CC=1)(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 GJPGLLAXZTYTFW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FKMJROWWQOJRJX-UHFFFAOYSA-M triphenyl(prop-2-enyl)phosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].C=1C=CC=CC=1[P+](C=1C=CC=CC=1)(CC=C)C1=CC=CC=C1 FKMJROWWQOJRJX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- HSOZCYIMJQTYEX-UHFFFAOYSA-M triphenyl(propan-2-yl)phosphanium;bromide Chemical compound [Br-].C=1C=CC=CC=1[P+](C=1C=CC=CC=1)(C(C)C)C1=CC=CC=C1 HSOZCYIMJQTYEX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- IUNXOGIHFLDANL-UHFFFAOYSA-M triphenyl(pyridin-2-ylmethyl)phosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].C=1C=CC=CC=1[P+](C=1C=CC=CC=1)(C=1C=CC=CC=1)CC1=CC=CC=N1 IUNXOGIHFLDANL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-O triphenylphosphanium Chemical compound C1=CC=CC=C1[PH+](C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
- C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
-
- 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
-
- 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
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
-
- 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
-
- 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]
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Description
発明の分野
本発明は、コロージョン速度を少なくとも低減するための低濃度の厳選した第四級ホスホニウム化合物を含有する方法及び組成物を使用したタングステンの化学機械研磨の分野を対象にする。より具体的には、本発明は、タングステンを含有する基板を提供すること；初期成分として：水；酸化剤；タングステンのコロージョン速度を少なくとも低減するための低濃度の厳選した第四級ホスホニウム化合物；ジカルボン酸、鉄イオン源；コロイダルシリカ砥粒；及び任意選択的にｐＨ調整剤を含有する、安定な研磨組成物を提供すること；研磨面を有する化学機械研磨パッドを提供すること；研磨パッドと基板との間の界面に動的接触を生じさせること；並びに、研磨面上、研磨パッドと基板との間の界面又はその近くに安定な研磨組成物を分注することによって、タングステンの一部が基板から研磨除去される、タングステンのコロージョン速度を少なくとも低減するための低濃度の厳選した第四級ホスホニウム化合物を含有する方法及び組成物を使用したタングステンの化学機械研磨の方法及び組成物を対象にする。
Field of Invention The present invention is directed to the field of chemical mechanical polishing of tungsten using methods and compositions containing low concentrations of carefully selected quaternary phosphonium compounds to at least reduce corrosion rates. More specifically, the present invention provides substrates containing tungsten; as initial components: water; oxidants; low concentrations of carefully selected quaternary phosphonium compounds to at least reduce the cologration rate of tungsten; To provide a stable polishing composition containing a dicarboxylic acid, an iron ion source; colloidal silica abrasive grains; and optionally a pH adjuster; to provide a chemical mechanical polishing pad having a polished surface; with a polishing pad. Part of tungsten by creating dynamic contact at the interface with the substrate; and by dispensing a stable polishing composition on or near the interface between the polishing pad and the substrate on the polishing surface. For methods and compositions of chemical mechanical polishing of tungsten using a method and composition containing a low concentration of carefully selected quaternary phosphonium compounds to at least reduce the corrosion rate of tungsten, which is polished and removed from the substrate. To.
発明の背景
集積回路及び他の電子デバイスの作製において、導電材料、半導体材料及び誘電材料の複数層が、半導体ウェーハの表面に堆積されるか又は表面から除去される。導電材料、半導体材料及び誘電材料の薄層をいくつかの堆積技術によって堆積させることができる。現代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。
Background of the Invention In the fabrication of integrated circuits and other electronic devices, multiple layers of conductive, semiconductor and dielectric materials are deposited or removed from the surface of a semiconductor wafer. Thin layers of conductive, semiconductor and dielectric materials can be deposited by several deposition techniques. Common deposition techniques in modern processing include physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) and electrochemical plating (ECP), also known as sputtering. include.
材料の層が順次に堆積及び除去されるにつれて、ウェーハの最上面は非平面になる。後続の半導体加工（例えばメタライゼーション）は、ウェーハが平坦面を有することを要求するため、ウェーハを平坦化する必要がある。平坦化は、粗面、凝集した材料、結晶格子の損傷、スクラッチ及び汚染された層又は材料のような、望ましくない表面トポグラフィー及び表面欠陥を除去するのに有用である。 The top surface of the wafer becomes non-planar as the layers of material are sequentially deposited and removed. Subsequent semiconductor processing (eg, metallization) requires the wafer to have a flat surface, so the wafer needs to be flattened. Flattening is useful for removing unwanted surface topography and surface defects such as rough surfaces, agglomerated materials, crystal lattice damage, scratches and contaminated layers or materials.
化学機械平坦化又は化学機械研磨（ＣＭＰ）は、半導体ウェーハのような基板を平坦化するために使用される一般的な技術である。従来のＣＭＰでは、ウェーハは、キャリアアセンブリ上に取り付けられ、ＣＭＰ装置内で研磨パッドと接触して配置される。キャリアアセンブリは、ウェーハに制御可能な圧力を提供して、ウェーハを研磨パッドに押し付ける。パッドは、外部駆動力によってウェーハに対して移動（例えば回転）する。それと同時に、研磨組成物（「スラリー」）又は他の研磨溶液は、ウェーハと研磨パッドとの間に提供される。したがって、ウェーハ表面は、パッド表面及びスラリーの化学的及び機械的作用によって研磨及び平坦化される。 Chemical mechanical flattening or chemical mechanical polishing (CMP) is a common technique used to flatten substrates such as semiconductor wafers. In conventional CMP, the wafer is mounted on a carrier assembly and placed in contact with the polishing pad within the CMP apparatus. The carrier assembly provides a controllable pressure on the wafer to press it against the polishing pad. The pad moves (for example, rotates) with respect to the wafer by an external driving force. At the same time, the polishing composition (“slurry”) or other polishing solution is provided between the wafer and the polishing pad. Therefore, the wafer surface is polished and flattened by the chemical and mechanical action of the pad surface and slurry.
エレクトロニクス産業における基板は、半導体基材が相互接続構造の複数層を含む高い集積度を持つ。その層及び構造は、単結晶シリコン、多結晶質シリコン、オルトケイ酸テトラエチル、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、タングステン、チタン、窒化チタン並びに種々の他の導電材料、半導体材料及び誘電材料のような、多種多様な材料を含む。これらの基板は、最終的な多層化相互接続構造を形成するために、ＣＭＰを含めた種々の加工工程を要求するため、しばしば、意図する用途に応じて特定の材料に選択的である研磨組成物及び加工を利用することが非常に望ましい。 Substrates in the electronics industry have a high degree of integration in which semiconductor substrates include multiple layers of interconnected structures. Its layers and structures are diverse, such as single crystal silicon, polycrystalline silicon, tetraethyl orthosilicate, silicon dioxide, silicon nitride, tungsten, titanium, titanium nitride and various other conductive, semiconductor and dielectric materials. Includes various materials. Polishing compositions that are often selective for a particular material depending on the intended use, as these substrates require various processing steps, including CMP, to form the final multi-layer interconnect structure. It is highly desirable to utilize goods and processing.
化学機械研磨は、集積回路設計におけるタングステン配線及びコンタクトプラグの形成中にタングステンを研磨するための好ましい方法となっている。タングステンは、コンタクト／ビアプラグのために集積回路設計において頻繁に使用される。典型的には、コンタクト又はビアホールは、下層の部品、例えば第一レベルメタライゼーション又は配線の領域を露出させるために、基板上の誘電層中に形成される。 Chemical mechanical polishing has become the preferred method for polishing tungsten during the formation of tungsten wiring and contact plugs in integrated circuit design. Tungsten is often used in integrated circuit design for contact / via plugs. Typically, contacts or via holes are formed in the dielectric layer on the substrate to expose areas of underlying components such as first level metallization or wiring.
タングステンのような金属の研磨に伴う１つの問題は、コロージョンである。タングステンのコロージョンは、ＣＭＰの一般的な副作用である。ＣＭＰ加工中、基板の表面に残る金属研磨スラリーは、ＣＭＰの効果を超えて基板を侵食し続ける。コロージョンが望まれるときもあるが、大部分の半導体加工において、コロージョンは低減又は抑制されるべきである。コロージョンはまた、孔食及びキーホーリングのような表面欠陥に寄与し得る。これらの表面欠陥は、半導体デバイスの最終的性質に大きく影響を及ぼし、その有用性を損なう。 One problem with polishing metals such as tungsten is corrosion. Tungsten corrosion is a common side effect of CMP. During CMP processing, the metal polishing slurry remaining on the surface of the substrate continues to erode the substrate beyond the effect of CMP. Corrosion may be desired in some cases, but in most semiconductor processes, corrosion should be reduced or suppressed. Corrosion can also contribute to surface defects such as pitting corrosion and key holing. These surface defects greatly affect the final properties of the semiconductor device and impair its usefulness.
タングステンの研磨に伴い得る別の問題は、タングステンの過度のディッシングであり、これは誘電材料のエロージョンを導き得る。そのようなディッシング及びエロージョンから生じ得るトポグラフィー欠陥は、導電材料又は誘電材料の下に配置されるバリア層材料のようなさらなる材料の基板表面からの不均一な除去をさらに導き、かつ、集積回路の性能に負の影響を与え得る、望ましい品質を満たさない基板表面を作り出し得る。 Another problem that can accompany the polishing of tungsten is excessive dishing of tungsten, which can lead to erosion of the dielectric material. Topography defects that can result from such dishing and erosion further lead to non-uniform removal of additional materials, such as barrier layer materials placed beneath conductive or dielectric materials, from the substrate surface, and integrated circuits. It is possible to create a substrate surface that does not meet the desired quality, which can negatively affect the performance of the circuit board.
それゆえ、タングステンのコロージョン速度が少なくとも低減される、タングステンのためのＣＭＰ研磨法及び組成物が求められている。 Therefore, there is a need for CMP polishing methods and compositions for tungsten that at least reduce the corrosion rate of tungsten.
本発明は、タングステンを化学機械研磨する方法であって：タングステン及び誘電体を含む基板を提供すること；初期成分として：水；酸化剤；コロイダルシリカ砥粒；ジカルボン酸又はその塩；鉄（ＩＩＩ）イオン源；及び任意選択的にｐＨ調整剤；並びに、１０００ppm未満０ppm超の量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐のアルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシアルキル；直鎖もしくは分岐のアルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノアルキル；直鎖もしくは分岐のハロアルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシアルキル；アセトニル；アリル；置換もしくは非置換のアリール；置換もしくは非置換のアリールアルキル；置換もしくは非置換のアリールアルコキシ；アルキルホスホニウム部分；又は複素環式アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、ハロゲン化物イオン又は水酸化物イオンである］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、化学機械研磨組成物を提供すること；研磨面を有する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と基板との間の界面に動的接触を生じさせること；並びに、化学機械研磨パッドの研磨面上、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；タングステンの一部が基板から研磨除去される、方法を提供する。
The present invention is a method of chemically mechanically polishing tungsten: providing a substrate containing tungsten and a dielectric; as initial components: water; oxidant; colloidal silica abrasive grains; dicarboxylic acid or a salt thereof; iron (III). ) Ion source; and optionally a pH regulator; and a quaternary phosphonium compound in an amount less than 1000 ppm and greater than 0 ppm, of formula:
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched alkyl; linear or branched hydroxyalkyl; linear or branched alkoxy; linear or branched alkyl. Aminoalkyl; linear or branched haloalkyl; linear or branched carboxyalkyl; acetenyl; allyl; substituted or unsubstituted aryl; substituted or unsubstituted arylalkyl; substituted or unsubstituted arylalkoxy; alkylphosphonium moiety; or Includes heterocyclic alkyl moieties; however, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are not all hydrogen at the same time and all are not butyl at the same time; and X − is a halide ion or water. To provide a chemical mechanical polishing composition containing a quaternary phosphonium compound having an oxide ion; to provide a chemical mechanical polishing pad having a polished surface; an interface between the chemical mechanical polishing pad and a substrate. Including dynamic contact with the chemical mechanical polishing pad; and dispensing the chemical mechanical polishing composition on or near the interface between the chemical mechanical polishing pad and the substrate on the polished surface of the chemical mechanical polishing pad; Provided is a method in which a part is polished and removed from a substrate.
本発明は、タングステンを研磨する化学機械方法であって：タングステン及び誘電体を含む基板を提供すること；初期成分として：水；酸化剤；負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒；ジカルボン酸又はその塩；鉄（ＩＩＩ）イオン源；及び任意選択的にｐＨ調整剤；並びに、１０００ppm未満０ppm超の量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ２０）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ１０）アルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；アセトニル；アリル；置換もしくは非置換のフェニル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ８）アルコキシ；（Ｃ２−Ｃ４）アルキルホスホニウム部分；又は複素環式（Ｃ１−Ｃ５）アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、臭化物、塩化物、フッ化物、ヨウ化物又は水酸化物イオンである］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、化学機械研磨組成物を提供すること；研磨面を有する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と基板との間の界面に動的接触を生じさせること；並びに、化学機械研磨パッドの研磨面上、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；タングステンの一部が基板から研磨除去され；提供される化学機械研磨組成物が、２００mm研磨機上、毎分８０回転のプラテン速度、毎分８１回転のキャリヤ速度、１２５mL/minの化学機械研磨組成物流量、２１．４kPaの公称ダウンフォースで≧１，０００Å/minのタングステン除去速度を有し；そして、化学機械研磨パッドが、ポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含む、方法を提供する。
The present invention is a chemical mechanical method for polishing tungsten: to provide a substrate containing tungsten and a dielectric; as initial components: water; oxidant; colloidal silica abrasive grains with a negative zeta potential; dicarboxylic acid or A salt thereof; an iron (III) ion source; and optionally a pH regulator; and a quaternary phosphonium compound in an amount of less than 1000 ppm and greater than 0 ppm, of formula:
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched (C 1- C 20 ) alkyl; linear or branched hydroxy (C 1- C 10 ). Alkyl; Linear or branched (C 1- C 10 ) alkoxy; Linear or branched amino (C 1- C 8 ) alkyl; Linear or branched halo (C 1- C 8 ) alkyl; Linear or branched Carboxy (C 1- C 8 ) alkyl; acetenyl; allyl; substituted or unsubstituted phenyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1- C 8 ) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1- C 8 ) Alkoxy; contains (C 2- C 4 ) alkylphosphonium moieties; or heterocyclic (C 1- C 5 ) alkyl moieties; except that R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are all not hydrogen at the same time. And not all at the same time butyl; and X - is a quaternary phosphonium compound having bromide, chloride, fluoride, iodide or hydroxide ion]. To provide; to provide a chemical mechanical polishing pad having a polished surface; to cause dynamic contact at the interface between the chemical mechanical polishing pad and the substrate; and to provide a chemical machine on the polished surface of the chemical mechanical polishing pad. Includes dispensing the chemical mechanical polishing composition at or near the interface between the polishing pad and the substrate; some of the tungsten is removed from the substrate by polishing; the provided chemical mechanical polishing composition is a 200 mm polishing machine. Above, with a platen rate of 80 rpm, a carrier rate of 81 rpm, a chemical mechanical polishing composition flow rate of 125 mL / min, and a tungsten removal rate of ≥1,000 Å / min with a nominal downforce of 21.4 kPa. And the chemical mechanical polishing pad provides a method comprising a polyurethane polishing layer containing polymer hollow core microparticles and a polyurethane impregnated non-woven subpad.
本発明は、タングステンを研磨する化学機械方法であって：タングステン及び誘電体を含む基板を提供すること；初期成分として：水；酸化剤；負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒；マロン酸又はその塩；鉄（ＩＩＩ）イオン源；及び任意選択的にｐＨ調整剤；並びに、５ppm〜１０００ppm未満の量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ１６）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ８）アルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ８）アルコキシ；（Ｃ２−Ｃ４）アルキルホスホニウム部分；又は複素環式（Ｃ１−Ｃ５）アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、臭化物、塩化物又はフッ化物である］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、化学機械研磨組成物を提供すること；研磨面を有する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と基板との間の界面に動的接触を生じさせること；並びに、化学機械研磨パッドの研磨面上、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；タングステンの一部が基板から研磨除去され；提供される化学機械研磨組成物が、２００mm研磨機上、毎分８０回転のプラテン速度、毎分８１回転のキャリヤ速度、１２５mL/minの化学機械研磨組成物流量、２１．４kPaの公称ダウンフォースで≧１，０００Å/minのタングステン除去速度を有し；化学機械研磨パッドが、ポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含む、方法を提供する。
The present invention is a chemical mechanical method for polishing tungsten: providing a substrate containing tungsten and a dielectric; as initial components: water; oxidant; colloidal silica abrasive grains with a negative zeta potential; malonic acid or Its salt; iron (III) ion source; and optionally a pH regulator; and a quaternary phosphonium compound in an amount of 5 ppm to less than 1000 ppm, of formula:
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched (C 1- C 16 ) alkyl; linear or branched hydroxy (C 1- C 8 ). Alkyl; Linear or branched (C 1- C 8 ) alkoxy; Linear or branched amino (C 1- C 8 ) alkyl; Linear or branched halo (C 1- C 8 ) alkyl; Linear or branched Carboxy (C 1- C 8 ) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1- C 8 ) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1- C 8 ) alkoxy; (C 2 -C 4) alkyl phosphonium moiety; or heterocyclic (C 1 -C 5) includes an alkyl moiety; provided that all R 1, R 2, R 3 and R 4 are not simultaneously hydrogen, and all , At the same time not butyl; and X − is a bromide, chloride or fluoride] to provide a chemical mechanical polishing composition comprising a quaternary phosphonium compound; a chemical mechanical polishing pad with a polished surface. To create dynamic contact at the interface between the chemical mechanical polishing pad and the substrate; and on the polished surface of the chemical mechanical polishing pad, at or near the interface between the chemical mechanical polishing pad and the substrate. Includes dispensing the chemical mechanical polishing composition into; some of the tungsten is removed from the substrate; the chemical mechanical polishing composition provided is on a 200 mm polishing machine at a platen rate of 80 revolutions per minute, per minute. It has a carrier rate of 81 revolutions, a chemical mechanical polishing composition flow rate of 125 mL / min, a tungsten removal rate of ≥ 1,000 Å / min with a nominal downforce of 21.4 kPa; Provided are a method comprising a polyurethane polishing layer containing and a polyurethane impregnated non-woven subpad.
本発明は、タングステンを化学機械研磨する方法であって：タングステン及び誘電体を含む基板を提供すること；初期成分として：水；０．０１〜１０wt%の酸化剤（酸化剤は、過酸化水素である）；０．０１〜１０wt%の負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒；１００〜１，４００ppmのマロン酸又はその塩；１００〜１，０００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオン源（鉄（ＩＩＩ）イオン源は、硝酸第二鉄九水和物である）；及び任意選択的にｐＨ調整剤；５ppm〜５００ppmの量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ１６）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシ；（Ｃ２−Ｃ４）アルキルホスホニウム部分；又は複素環式（Ｃ１−Ｃ３）アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、臭化物、塩化物又はフッ化物である］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、化学機械研磨組成物を提供すること；（化学機械研磨組成物は、１〜７のｐＨを有する）；研磨面を有する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と基板との間の界面に動的接触を生じさせること；並びに、化学機械研磨パッドの研磨面上、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；タングステンの一部が基板から研磨除去される、方法を提供する。
The present invention is a method of chemically mechanically polishing tungsten: to provide a substrate containing tungsten and a dielectric; as an initial component: water; 0.01 to 10 wt% oxidant (oxidant is hydrogen peroxide). ); Colloidal silica abrasive grains with a negative zeta potential of 0.01-10 wt%; 100 to 1,400 ppm of malonic acid or a salt thereof; 100 to 1,000 ppm of iron (III) ion source (iron (III) ) The ion source is ferric nitrate nineahydrate); and optionally a pH adjuster; a quaternary phosphonium compound in an amount of 5 ppm to 500 ppm, of the formula:
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched (C 1- C 16 ) alkyl; linear or branched hydroxy (C 1- C 4 ). Alkyl; linear or branched (C 1- C 4 ) alkoxy; linear or branched amino (C 1- C 4 ) alkyl; linear or branched halo (C 1- C 4 ) alkyl; linear or branched Carboxy (C 1- C 4 ) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1- C 4 ) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1- C 4 ) alkoxy; (C 2 -C 4) alkyl phosphonium moiety; or heterocyclic (C 1 -C 3) including alkyl moiety; provided that all R 1, R 2, R 3 and R 4 are not simultaneously hydrogen, and all , At the same time not butyl; and X − is a bromide, chloride or fluoride] to provide a quaternary phosphonium compound; (Has a pH of 1-7); to provide a chemical mechanical polishing pad with a polished surface; to cause dynamic contact at the interface between the chemical mechanical polishing pad and the substrate; and to polish the chemical mechanical polishing pad. A surface comprising dispensing a chemical mechanical polishing composition at or near the interface between a chemical mechanical polishing pad and a substrate; a method is provided in which a portion of tungsten is polished and removed from the substrate.
本発明は、タングステンを化学機械研磨する方法であって：タングステン及び誘電体を含む基板を提供すること；初期成分として：水；１〜３wt%の酸化剤（酸化剤は、過酸化水素である）；０．２〜４wt%の負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒；１２０〜１，３５０ppmのマロン酸；２５０〜４００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオン源（鉄（ＩＩＩ）イオン源は、硝酸第二鉄九水和物である）；及び任意選択的にｐＨ調整剤；並びに、５ppm〜２５０ppmの量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ４−Ｃ１６）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル；又は置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルキルを含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、臭化物又は塩化物である］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、化学機械研磨組成物を提供すること；（化学機械研磨組成物は、２〜３のｐＨを有する）；研磨面を有する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と基板との間の界面に動的接触を生じさせること；並びに、化学機械研磨パッドの研磨面上、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；タングステンの一部が基板から研磨除去される、方法を提供する。
The present invention is a method of chemically mechanically polishing tungsten: to provide a substrate containing tungsten and a dielectric; as an initial component: water; 1-3 wt% oxidant (oxidant is hydrogen hydrogen). ); Colloidal silica abrasive grains with a negative zeta potential of 0.2-4 wt%; malonic acid at 120-1,350 ppm; iron (III) ion source at 250-400 ppm (iron (III) ion source is ferric nitrate (Iron nine hydrate); and optionally a pH adjuster; and a quaternary phosphonium compound in an amount of 5 ppm to 250 ppm, formula:
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched (C 4- C 16 ) alkyl; linear or branched hydroxy (C 1- C 4 ). Alkyl; linear or branched amino (C 1- C 4 ) alkyl; linear or branched halo (C 1- C 4 ) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl; or substituted or unsubstituted phenyl (C 1-). C 4 ) Containing alkyl; however, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are not all hydrogen at the same time and all are not butyl at the same time; and X − is a bromide or chloride. ] To provide a chemical mechanical polishing composition comprising a quaternary phosphonium compound; (the chemical mechanical polishing composition has a pH of 2-3); to provide a chemical mechanical polishing pad having a polished surface. Creating dynamic contact at the interface between the chemical mechanical polishing pad and the substrate; and chemical mechanical polishing at or near the interface between the chemical mechanical polishing pad and the substrate on the polished surface of the chemical mechanical polishing pad. Includes dispensing the composition; a method is provided in which a portion of tungsten is removed by polishing from the substrate.
本発明は、初期成分として：水；酸化剤；コロイダルシリカ砥粒；ジカルボン酸又はその塩；鉄（ＩＩＩ）イオン源；及び任意選択的にｐＨ調整剤；並びに、１０００ppm未満０ppm超の量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐のアルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシアルキル；直鎖もしくは分岐のアルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノアルキル；直鎖もしくは分岐のハロアルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシアルキル；置換もしくは非置換のアリール；置換もしくは非置換のアリールアルキル；置換もしくは非置換のアリールアルコキシ；アセトニル；アリル；アルキルホスホニウム部分；又は複素環式アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、ハロゲン化物イオン又は水酸化物イオンである］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、タングステンのための化学機械研磨組成物を提供する。
In the present invention, as initial components: water; oxidant; colloidal silica abrasive grains; dicarboxylic acid or salt thereof; iron (III) ion source; and optionally a pH adjuster; and an amount of less than 1000 ppm and more than 0 ppm. It is a quaternary phosphonium compound and has the formula:
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched alkyl; linear or branched hydroxyalkyl; linear or branched alkoxy; linear or branched alkyl. Aminoalkyl; linear or branched haloalkyl; linear or branched carboxyalkyl; substituted or unsubstituted aryl; substituted or unsubstituted arylalkyl; substituted or unsubstituted arylalkoxy; acetenyl; allyl; alkylphosphonium moiety; or Includes heterocyclic alkyl moieties; however, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are not all hydrogen at the same time and all are not butyl at the same time; and X − is a halide ion or water. Provided is a chemical mechanical polishing composition for tungsten, which comprises a quaternary phosphonium compound having an oxide ion.
本発明は、初期成分として：水；酸化剤；負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒；ジカルボン酸又はその塩；鉄（ＩＩＩ）イオン源；及び任意選択的にｐＨ調整剤；並びに、５ppm〜１０００ppm未満の量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ２０）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ１０）アルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；アセトニル；アリル；置換もしくは非置換のフェニル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ８）アルコキシ；（Ｃ２−Ｃ４）アルキルホスホニウム部分；又は複素環式（Ｃ１−Ｃ５）アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、臭化物、塩化物、フッ化物、ヨウ化物又は水酸化物イオンである］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、タングステンのための化学機械研磨組成物を提供する。
In the present invention, as initial components: water; oxidant; colloidal silica abrasive grains having a negative zeta potential; dicarboxylic acid or a salt thereof; iron (III) ion source; and optionally a pH adjuster; and 5 ppm to A quaternary phosphonium compound in an amount less than 1000 ppm, of the formula:
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched (C 1- C 20 ) alkyl; linear or branched hydroxy (C 1- C 10 ). Alkyl; Linear or branched (C 1- C 10 ) alkoxy; Linear or branched amino (C 1- C 8 ) alkyl; Linear or branched halo (C 1- C 8 ) alkyl; Linear or branched Alkoxy (C 1- C 8 ) alkyl; acetenyl; allyl; substituted or unsubstituted phenyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1- C 8 ) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1- C 8 ) Alkoxy; (C 2- C 4 ) alkylphosphonium moiety; or heterocyclic (C 1- C 5 ) alkyl moiety; however, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are not all hydrogen at the same time. And not all at the same time butyl; and X - is a quaternary phosphonium compound with bromide, chloride, fluoride, iodide or hydroxide ion], a chemical machine for tungsten. A polishing composition is provided.
本発明は、水；０．０１〜１０wt%の酸化剤（酸化剤は、過酸化水素である）；０．０１〜１０wt%の負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒；１００〜１，４００ppmのマロン酸又はその塩；１００〜１，０００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオン源（鉄（ＩＩＩ）イオン源は、硝酸第二鉄である）；及び任意選択的にｐＨ調整剤（化学機械研磨組成物のｐＨは、１〜７である）；並びに、５ppm〜５００ppmの量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ１６）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；アセトニル；置換もしくは非置換のフェニル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシ；（Ｃ２−Ｃ４）アルキルホスホニウム部分；又は複素環式（Ｃ１−Ｃ３）アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、臭化物、塩化物、フッ化物、ヨウ化物又は水酸化物イオンである］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、タングステンのための化学機械研磨組成物を提供する。
The present invention is water; 0.01-10 wt% oxidant (oxidizer is nitric acid); colloidal silica abrasive grains with a negative zeta potential of 0.01-10 wt%; 100-1,400 ppm. Malonic acid or a salt thereof; 100-1,000 ppm iron (III) ion source (iron (III) ion source is ferric nitrate); and optionally a pH adjuster (chemical mechanical polishing composition). The pH is 1-7); and in an amount of 5 ppm to 500 ppm, a quaternary phosphonium compound of the formula:
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched (C 1- C 16 ) alkyl; linear or branched hydroxy (C 1- C 4 ). Alkyl; linear or branched (C 1- C 4 ) alkoxy; linear or branched amino (C 1- C 4 ) alkyl; linear or branched halo (C 1- C 4 ) alkyl; linear or branched Carboxy (C 1- C 4 ) alkyl; acetenyl; substituted or unsubstituted phenyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1- C 4 ) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1- C 4 ) alkoxy; (C 2- C 4 ) alkyl phosphonium moiety; or heterocyclic (C 1- C 3 ) alkyl moiety; however, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are all not hydrogen at the same time and , Not all at the same time butyl; and X − is a quaternary phosphonium compound with bromide, chloride, fluoride, iodide or hydroxide ion], a chemical mechanical polishing composition for tungsten. Provide things.
本発明は、初期成分として：水；０．０１〜１０wt%の酸化剤（酸化剤は、過酸化水素である）；０．０１〜１０wt%の負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒；１００〜１，４００ppmのマロン酸又はその塩；１００〜１，０００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオン源（鉄（ＩＩＩ）イオン源は、硝酸第二鉄九水和物である）；及び任意選択的にｐＨ調整剤；５ppm〜２５０ppmの量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ１６）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシ；（Ｃ２−Ｃ４）アルキルホスホニウム部分；又は複素環式（Ｃ１−Ｃ３）アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、臭化物、塩化物又はフッ化物である］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、化学機械研磨組成物を提供する。
In the present invention, as initial components: water; 0.01 to 10 wt% oxidant (oxidizer is hydrogen hydrogen); colloidal silica abrasive grains having a negative zeta potential of 0.01 to 10 wt%; 100. ~ 1,400 ppm of malonic acid or a salt thereof; 100 to 1,000 ppm of iron (III) ion source (the iron (III) ion source is ferric nitrate hexahydrate); and optionally pH Regulator; a quaternary phosphonium compound in an amount of 5 ppm to 250 ppm, formula:
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched (C 1- C 16 ) alkyl; linear or branched hydroxy (C 1- C 4 ). Alkyl; Linear or branched (C 1- C 4 ) alkoxy; Linear or branched amino (C 1- C 4 ) alkyl; Linear or branched halo (C 1- C 4 ) alkyl; Linear or branched Carboxy (C 1- C 4 ) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1- C 4 ) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1- C 4 ) alkoxy; (C 2 -C 4) alkyl phosphonium moiety; or heterocyclic (C 1 -C 3) including alkyl moiety; provided that all R 1, R 2, R 3 and R 4 are not simultaneously hydrogen, and all , At the same time not butyl; and X − is a bromide, chloride or fluoride] to provide a chemical mechanical polishing composition comprising a quaternary phosphonium compound.
本発明は、初期成分として：水；１〜３wt%の酸化剤（酸化剤は、過酸化水素である）；０．２〜４wt%の負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒；１２０〜１，３５０ppmのマロン酸；２５０〜４００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオン源（鉄（ＩＩＩ）イオン源は、硝酸第二鉄九水和物である）；及び任意選択的にｐＨ調整剤（化学機械研磨組成物のｐＨは、２〜３である）；並びに、１０ppm〜１００ppmの量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ４−Ｃ１６）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルキルを含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時に直鎖ブチルではなく；そして、Ｘ−は、臭化物又は塩化物である］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、タングステンのための化学機械研磨組成物を提供する。
In the present invention, as initial components: water; 1-3 wt% oxidant (oxidant is hydrogen peroxide); colloidal silica abrasive grains having a negative zeta potential of 0.2-4 wt%; 120-1. , 350 ppm malonic acid; 250-400 ppm iron (III) ion source (iron (III) ion source is ferric nitrate nineahydrate); and optionally a pH adjuster (chemical mechanical polishing composition) The pH of the product is 2-3); and a quaternary phosphonium compound in an amount of 10 ppm to 100 ppm, of the formula:
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched (C 4- C 16 ) alkyl; linear or branched hydroxy (C 1- C 4 ). Alkyl; Linear or branched amino (C 1- C 4 ) alkyl; Linear or branched halo (C 1- C 4 ) alkyl; Substituted or unsubstituted phenyl; Substituted or unsubstituted phenyl (C 1- C) 4 ) Containing alkyl; however, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are not all hydrogen at the same time and not all linear butyl at the same time; and X − is a bromide or chloride. Provided is a chemical mechanical polishing composition for tungsten, which comprises a quaternary phosphonium compound having [is].
前述の本発明の方法は、タングステン（Ｗ）のコロージョン速度を少なくとも低減してタングステン（Ｗ）を研磨するための１０００ppm未満０ppm超の濃度の厳選した第四級ホスホニウム化合物を含む安定な化学機械研磨組成物を使用する。 The method of the present invention described above is a stable chemical mechanical polishing method containing a carefully selected quaternary phosphonium compound having a concentration of less than 1000 ppm and more than 0 ppm for polishing tungsten (W) by at least reducing the corrosion rate of tungsten (W). Use the composition.
発明の詳細な説明
本明細書全体を通して使用される場合、以下の略称は、文脈が別途指示しない限り以下の意味を有する：℃＝摂氏温度；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；mV＝ミリボルト；ＤＩ＝脱イオン；ppm＝１００万分の１＝mg/L；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；Ｗ＝タングステン；Ｐ＝リン；ハロゲン化物イオン＝臭化物、塩化物、フッ化物及びヨウ化物；臭化物＝Ｂｒ−；塩化物＝Ｃｌ−；フッ化物＝Ｆ−；ヨウ化物＝Ｉ−；Ｘ−＝対アニオン；ＰＰｈ４＝テトラフェニルホスホニウムブロミド；Ｐ［６，６，６，１４］＝トリヘキシルテトラデシルホスホニウムクロリド；ＤｉＰ＋＝１，３−プロパンジイル−ビス（トリプロピルホスホニウム）ジフルオリド；ＴｒｉＰ＋＝１，３，５−トリス［（トリプロピルホスホニウム）メチル］ベンゼントリフルオリド；Ｐ［１，１，１，１］＝テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリド；Ｐ［４，４，４，１６］＝ヘキサデシルトリブチルホスホニウムブロミド；Ｐ［４，４，４，８］＝トリブチル−ｎ−オクチルホスホニウムブロミド；Ｐ［４，４，４，１２］＝トリブチルドデシルホスホニウムブロミド；Ｐ［４，４，４，４］＝テトラブチルホスホニウムヒドロキシド（水酸化物イオン塩）；ＩＣＰ−ＯＥＳ＝誘導結合プラズマ発光分光分析法；wt%＝重量百分率；ＲＲ＝除去速度；ＣＳ＝対照スラリー；ＳＣ＝比較スラリー。
Detailed Description of the Invention When used throughout the specification, the following abbreviations have the following meanings, unless otherwise specified by the context: ° C = temperature per degrees; g = grams; L = liters; mL = milliliters; μ. = Μm = micron; kPa = kilopascal; Å = angstrom; mV = millivolt; DI = deionization; ppm = one millionth = mg / L; mm = millimeter; cm = centimeter; nm = nanometer; min = Minutes; rpm = revolutions per minute; lb = pounds; kg = kilograms; W = tungsten; P = phosphorus; hydroxide ions = bromide, chloride, fluoride and iodide; bromide = Br − ; chloride = Cl − Fluoride = F − ; iodide = I − ; X − = counter anion; PPh 4 = tetraphenylphosphonium bromide; P [6,6,6,14] = trihexyltetradecylphosphonium chloride; DiP + = 1, 3-Propanediyl-bis (tripropylphosphonium) difluoride; TriP + = 1,3,5-tris [(tripropylphosphonium) methyl] benzenetrifluoride; P [1,1,1,1] = tetrakis (hydroxymethyl) ) Phosphonium chloride; P [4,4,4,16] = hexadecyltributylphosphonium bromide; P [4,4,5,8] = tributyl-n-octylphosphonium bromide; P [4,4,4,12] = Tributyldodecylphosphonium bromide; P [4,4,4,4] = Tetrabutylphosphonium hydroxide (hydroxide ion salt); ICP-OES = Inductively coupled plasma emission spectroscopic analysis; wt% = Weight percent; RR = Removal rate; CS = control slurry; SC = comparative slurry.
用語「化学機械研磨」又は「ＣＭＰ」は、化学的及び機械的な力だけによって基板が研磨されるプロセスを指し、基板に電気バイアスが印加される電気化学機械研磨（ＥＣＭＰ）とは区別される。用語「ＴＥＯＳ」は、オルトケイ酸テトラエチル（Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）の分解から形成される二酸化ケイ素を意味する。用語「部分」は、分子の一部又は官能基を意味する。用語「a」及び「an」は、単数と複数の両方を指す。全ての百分率は、別途指示しない限り重量百分率である。全ての数値範囲は、両端を含み、かつ、そのような数値範囲が合計して１００％になるように制約されることが合理的である場合を除き、任意の順序で組み合わせ可能である。 The term "chemical mechanical polishing" or "CMP" refers to the process by which a substrate is polished solely by chemical and mechanical forces and is distinct from electrochemical mechanical polishing (ECMP), where an electrical bias is applied to the substrate. .. The term "TEOS" refers to silicon dioxide formed from the decomposition of tetraethyl orthosilicate (Si (OC 2 H 5) 4). The term "part" means a part or functional group of a molecule. The terms "a" and "an" refer to both the singular and the plural. All percentages are weight percentages unless otherwise specified. All numerical ranges can be combined in any order, except that they include both ends and it is reasonable to constrain such numerical ranges to add up to 100%.
本発明の基板を研磨する方法は、酸化剤；コロイダルシリカ砥粒；ジカルボン酸又はその塩；鉄（ＩＩＩ）イオン源；及び任意選択的にｐＨ調整剤、並びに１０００ppm未満０ppm超の量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐のアルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシアルキル；直鎖もしくは分岐のアルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノアルキル；直鎖もしくは分岐のハロアルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシアルキル；置換もしくは非置換のアリール；置換もしくは非置換のアリールアルキル；置換もしくは非置換のアリールアルコキシ；アセトニル；アリル；ホスホニウムアルキル部分；又は複素環式アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、ハロゲン化物イオン又は水酸化物イオンである］を有する第四級ホスホニウム化合物を含有する化学機械研磨組成物を使用して、タングステンのコロージョン速度を少なくとも低減しながら、基板表面からのタングステンの除去を提供する。
The method for polishing the substrate of the present invention includes an oxidizing agent; colloidal silica abrasive grains; a dicarboxylic acid or a salt thereof; an iron (III) ion source; and optionally a pH adjuster, and a fourth amount of less than 1000 ppm and more than 0 ppm. It is a secondary phosphonium compound, and the formula:
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched alkyl; linear or branched hydroxyalkyl; linear or branched alkoxy; linear or branched alkyl. Aminoalkyl; linear or branched haloalkyl; linear or branched carboxyalkyl; substituted or unsubstituted aryl; substituted or unsubstituted arylalkyl; substituted or unsubstituted arylalkoxy; acetenyl; allyl; phosphonium alkyl moiety; or Includes heterocyclic alkyl moieties; however, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are not all hydrogen at the same time and all are not butyl at the same time; and X − is a halide ion or water. A chemical mechanical polishing composition containing a quaternary phosphonium compound having [is an oxide ion] is used to provide removal of tungsten from the substrate surface while at least reducing the collision rate of tungsten.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法は、基板を提供すること（基板は、タングステン及び誘電体を含む）；初期成分として：水；好ましくは少なくとも０．０１wt%〜１０wt%の量、より好ましくは０．１wt%〜５wt%、さらにより好ましくは１wt%〜３wt%の量の酸化剤；好ましくは０．０１wt%〜１０wt%、より好ましくは０．０５wt%〜７．５wt%、なおより好ましくは０．１wt%〜５wt%、さらにより好ましくは０．２wt%〜４wt%の量のコロイダルシリカ砥粒；好ましくは１００ppm〜１４００ppm、より好ましくは１２０ppm〜１３５０ppmの量のジカルボン酸、その塩又はそれらの混合物；鉄（ＩＩＩ）イオン源、好ましくは硝酸第二鉄九水和物である鉄（ＩＩＩ）イオン源；及び任意選択的にｐＨ調整剤；（好ましくは、化学機械研磨組成物は、１〜７のｐＨ；より好ましくは１．５〜４．５；さらにより好ましくは１．５〜３．５；最も好ましくは２〜３のｐＨを有する）；並びに、１０００ppm未満０ppm超の量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ２０）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ１０）アルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ８）アルコキシ；アセトニル；アリル；（Ｃ２−Ｃ４）アルキルホスホニウム部分；又は複素環式（Ｃ１−Ｃ５）アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、ハロゲンイオン又は水酸化物イオンである］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、好ましくはそれらからなる、化学機械研磨組成物を提供すること；研磨面を有する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と基板との間の界面に動的接触を生じさせること；並びに、化学機械研磨パッドの研磨面上、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；タングステンの少なくとも一部が基板から研磨除去される。
Preferably, the method of polishing the substrate of the present invention provides the substrate (the substrate comprises tungsten and dielectric); as an initial component: water; preferably in an amount of at least 0.01 wt% to 10 wt%, more. The amount of oxidizing agent is preferably 0.1 wt% to 5 wt%, even more preferably 1 wt% to 3 wt%; preferably 0.01 wt% to 10 wt%, more preferably 0.05 wt% to 7.5 wt%, and even more. Colloidal silica abrasive grains preferably in an amount of 0.1 wt% to 5 wt%, even more preferably 0.2 wt% to 4 wt%; preferably an amount of 100 ppm to 1400 ppm, more preferably 120 ppm to 1350 ppm of dicarboxylic acid, a salt thereof or A mixture thereof; an iron (III) ion source, preferably an iron (III) ion source which is ferric nitrate nineahydrate; and optionally a pH adjuster; (preferably a chemically machined polishing composition). A pH of 1 to 7; more preferably 1.5 to 4.5; even more preferably 1.5 to 3.5; most preferably having a pH of 2 to 3); and an amount of less than 1000 ppm and greater than 0 ppm. It is a quaternary phosphonium compound and has the formula:
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched (C 1- C 20 ) alkyl; linear or branched hydroxy (C 1- C 10 ). Alkyl; linear or branched (C 1- C 10 ) alkoxy; linear or branched amino (C 1- C 8 ) alkyl; linear or branched halo (C 1- C 8 ) alkyl; linear or branched Carboxy (C 1- C 8 ) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1- C 8 ) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1- C 8 ) alkoxy; acetenyl; Allyl; (C 2- C 4 ) alkylphosphonium moiety; or heterocyclic (C 1- C 5 ) alkyl moiety; however, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are all not hydrogen at the same time. And all of them are not butyl at the same time; and X − is a halogen ion or hydroxide ion] to provide a chemically mechanically polished composition comprising, preferably consisting of a quaternary phosphonium compound. To provide a chemical mechanical polishing pad having a polished surface; to cause dynamic contact at the interface between the chemical mechanical polishing pad and the substrate; and to provide a chemical mechanical polishing pad on the polished surface of the chemical mechanical polishing pad. Includes dispensing the chemical mechanical polishing composition at or near the interface between and the substrate; at least a portion of the tungsten is removed from the substrate by polishing.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、基板は、タングステン及び誘電体を含む。より好ましくは、提供される基板は、タングステン及び誘電体を含む半導体基板である。最も好ましくは、提供される基板は、ＴＥＯＳのような誘電体中に形成された穴及び溝の少なくとも１つ内に堆積されたタングステンを含む半導体基板である。 Preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the substrate comprises tungsten and a dielectric. More preferably, the provided substrate is a semiconductor substrate containing tungsten and a dielectric. Most preferably, the substrate provided is a semiconductor substrate containing tungsten deposited in at least one of the holes and grooves formed in the dielectric, such as TEOS.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、初期成分として、提供される化学機械研磨組成物中に含有される水は、付随的不純物を制限するために、脱イオン水及び蒸留水の少なくとも１つである。 Preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the water contained in the provided chemical mechanical polishing composition as an initial component is at least deionized water and distilled water in order to limit incidental impurities. There is one.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、酸化剤を含有し、酸化剤は、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、一過硫酸塩、ヨウ素酸塩、過フタル酸マグネシウム、過酢酸及び他の過酸、過硫酸塩、臭素酸塩、過臭素酸塩、過硫酸塩、過酢酸、過ヨウ素酸塩、硝酸塩、鉄塩、セリウム塩、Ｍｎ（ＩＩＩ）、Ｍｎ（ＩＶ）及びＭｎ（ＶＩ）塩、銀塩、銅塩、クロム塩、コバルト塩、ハロゲン、次亜塩素酸塩並びにそれらの混合物からなる群より選択される。より好ましくは、酸化剤は、過酸化水素、過塩素酸塩、過臭素酸塩；過ヨウ素酸塩、過硫酸塩及び過酢酸から選択される。最も好ましくは、酸化剤は、過酸化水素である。 Preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition contains an oxidizing agent as an initial component, and the oxidizing agent is hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), monopersulfate. Salts, iodates, magnesium perphthalate, peracetic acid and other peracids, persulfates, bromates, perbromates, persulfates, peracetic acid, periodates, nitrates, iron salts, cerium It is selected from the group consisting of salts, Mn (III), Mn (IV) and Mn (VI) salts, silver salts, copper salts, chromium salts, cobalt salts, halogens, hypochlorites and mixtures thereof. More preferably, the oxidizing agent is selected from hydrogen peroxide, perchlorate, perbromate; periodate, persulfate and peracetic acid. Most preferably, the oxidizing agent is hydrogen peroxide.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、０．０１〜１０wt%、より好ましくは０．１〜５wt%；最も好ましくは１〜３wt%の酸化剤を含有する。 Preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition contains 0.01 to 10 wt%, more preferably 0.1 to 5 wt%; most preferably 1 to 3 wt% as an initial component. Contains% oxidizing agent.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、鉄（ＩＩＩ）イオン源を含有する。より好ましくは、本発明の方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、鉄（ＩＩＩ）イオン源を含有し、鉄（ＩＩＩ）イオン源は、鉄（ＩＩＩ）塩からなる群より選択される。最も好ましくは、本発明の方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、鉄（ＩＩＩ）イオン源を含有し、鉄（ＩＩＩ）イオン源は、硝酸第二鉄九水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）である。 Preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition contains an iron (III) ion source as an initial component. More preferably, in the method of the present invention, the chemical mechanical polishing composition provided contains an iron (III) ion source as an initial component, and the iron (III) ion source is a group consisting of an iron (III) salt. Will be selected. Most preferably, in the method of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition contains an iron (III) ion source as an initial component, and the iron (III) ion source is ferric nitrate hexahydrate. a (Fe (NO 3) 3 · 9H 2 O).
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、化学機械研磨組成物へ１〜２００ppm、好ましくは５〜１５０ppm、より好ましくは７．５〜１２５ppm、最も好ましくは１０〜１００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオンを導入するのに十分な鉄（ＩＩＩ）イオン源を含有する。 Preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition is, as an initial component, 1 to 200 ppm, preferably 5 to 150 ppm, more preferably 7.5 to 5 ppm to the chemical mechanical polishing composition. It contains an iron (III) ion source sufficient to introduce 125 ppm, most preferably 10-100 ppm of iron (III) ions.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、鉄（ＩＩＩ）イオン源を含有する。より好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、１００〜１，０００ppm、好ましくは１５０〜７５０ppm、より好ましくは２００〜５００ppm、最も好ましくは２５０〜４００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオン源を含有する。最も好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、１００〜１，０００ppm、好ましくは１５０〜７５０ppm、より好ましくは２００〜５００ppm、最も好ましくは２５０〜４００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオン源を含有し、鉄（ＩＩＩ）イオン源は、硝酸第二鉄九水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）である。 Preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition contains an iron (III) ion source as an initial component. More preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition has 100 to 1,000 ppm, preferably 150 to 750 ppm, more preferably 200 to 500 ppm, and most preferably 200 to 500 ppm as an initial component. It contains 250-400 ppm of iron (III) ion source. Most preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition has 100 to 1,000 ppm, preferably 150 to 750 ppm, more preferably 200 to 500 ppm, and most preferably 200 to 500 ppm as an initial component. containing iron (III) ion source 250～400Ppm, iron (III) ion source, ferric nitrate nonahydrate (Fe (NO 3) 3 · 9H 2 O).
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、１０００ppm未満０ppm超の量の、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ２０）アルキル、好ましくは直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ１６）アルキル、より好ましくは直鎖もしくは分岐の（Ｃ４−Ｃ１６）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル、より好ましくは直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル、なおより好ましくは直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ１０）アルコキシ、好ましくは直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ８）アルコキシ、より好ましくは直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル、より好ましくは直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル、より好ましくは直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル、より好ましくは直鎖もしくは分岐のカルボキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；アセトニル；アリル；置換もしくは非置換のアリール、好ましくは置換もしくは非置換のフェニル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ８）アルキル、好ましくは置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ８）アルコキシ、好ましくは置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシ；（Ｃ２−Ｃ４）アルキルホスホニウム部分、好ましくは（Ｃ４）アルキルホスホニウム部分；又は複素環式（Ｃ１−Ｃ５）アルキル部分、例えばジオキソラン（Ｃ１−Ｃ２）アルキル部分又はピリジル（Ｃ１−Ｃ２）アルキル部分、好ましくは複素環式（Ｃ１−Ｃ２）アルキル部分（複素環式部分は、ジオキソラン部分である）を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、好ましくは、全て、同時にブチル（Ｃ４）アルキルではなく；そして、Ｘ−は、臭化物、塩化物、フッ化物、ヨウ化物又は水酸化物イオンであるが、但し、Ｘ−が水酸化物イオンであるとき、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、同時にブチルであることはできず、好ましくは、Ｘ−は、臭化物、塩化物又はフッ化物、より好ましくは臭化物又は塩化物である］を有する第四級ホスホニウム化合物を含有する。Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が直鎖もしくは分岐の（Ｃ４−Ｃ８）アルキルであり、かつ、Ｒ４が直鎖もしくは分岐の（Ｃ８−Ｃ１６）アルキルであることがなおより好ましく、そして、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が直鎖（Ｃ４）アルキルであり、かつ、Ｒ４が直鎖（Ｃ８）アルキル、（Ｃ１２）アルキル又は（Ｃ１６）アルキルであることが最も好ましい。また、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４がヒドロキシアルキルであるとき、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立してヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ２）アルキルから選択されることが好ましく、最も好ましくは、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、ヒドロキシ（Ｃ１）アルキル又はヒドロキシメチル部分である。アリール部分、好ましくはフェニル部分上の置換基は、スルホニル；ニトロ；シアノ；ヒドロキシル；ヒドロキシアルキル、アルコキシ；アルコキシアルキル；ハロ基（ハロ基は、好ましくは臭素又は塩素である）；ハロアルキル；及び（Ｃ１−Ｃ４）アルキルホスホニウム、より好ましくは（Ｃ３）アルキルホスホニウムを含む。
Preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition is, as an initial component, in an amount of less than 1000 ppm and more than 0 ppm, according to the formula:
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched (C 1- C 20 ) alkyl, preferably linear or branched (C 1- C 16). ) Alkoxy, more preferably linear or branched (C 4- C 16 ) alkyl; linear or branched hydroxy (C 1- C 10 ) alkyl, more preferably linear or branched hydroxy (C 1- C 8). ) Alkoxy, even more preferably linear or branched hydroxy (C 1- C 4 ) alkyl; linear or branched (C 1- C 10 ) alkoxy, preferably linear or branched (C 1- C 8 ). Alkoxy, more preferably linear or branched (C 1- C 4 ) alkoxy; linear or branched amino (C 1- C 8 ) alkyl, more preferably linear or branched amino (C 1- C 4 ). Alkoxy; linear or branched halo (C 1- C 8 ) alkyl, more preferably linear or branched halo (C 1- C 4 ) alkyl; linear or branched carboxy (C 1- C 8 ) alkyl, More preferably linear or branched carboxy (C 1- C 4 ) alkyl; acetenyl; allyl; substituted or unsubstituted aryl, preferably substituted or unsubstituted phenyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1- C 8). ) Alkoxy, preferably substituted or unsubstituted phenyl (C 1- C 4 ) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1- C 8 ) alkoxy, preferably substituted or unsubstituted phenyl (C 1- C 4 ). Alkoxy; (C 2- C 4 ) alkylphosphonium moiety, preferably (C 4 ) alkylphosphonium moiety; or heterocyclic (C 1- C 5 ) alkyl moiety, such as dioxolane (C 1- C 2 ) alkyl moiety or pyridyl. Includes an (C 1- C 2 ) alkyl moiety, preferably a heterocyclic (C 1- C 2 ) alkyl moiety (the heterocyclic moiety is a dioxolane moiety); however, R 1 , R 2 , R 3 And R 4 are not all hydrogen at the same time, preferably not all at the same time butyl (C 4 ) alkyl; and X − is a bromide, chloride, fluoride, iodide or hydroxide ion. However, when X − is a hydroxide ion, R 1 , R 2 , R 3 And R 4 cannot be butyl at the same time, preferably X − contains a quaternary phosphonium compound having a bromide, chloride or fluoride, more preferably a bromide or chloride]. It is even more preferred that R 1 , R 2 and R 3 are linear or branched (C 4- C 8 ) alkyl and R 4 is linear or branched (C 8- C 16) alkyl. , And R 1 , R 2 and R 3 are linear (C 4 ) alkyl, and R 4 is linear (C 8 ) alkyl, (C 12 ) alkyl or (C 16 ) alkyl. Most preferred. Also, when R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are hydroxyalkyl, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 shall be independently selected from hydroxy (C 1- C 2 ) alkyl. , And most preferably R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are hydroxy (C 1 ) alkyl or hydroxymethyl moieties. Substituents on the aryl, preferably phenyl, are sulfonyl; nitro; cyano; hydroxyl; hydroxyalkyl, alkoxy; alkoxyalkyl; halo groups (halo groups are preferably bromine or chlorine); haloalkyl; and (C. It contains 1- C 4 ) alkylphosphonium, more preferably (C 3 ) alkylphosphonium.
本発明の化合物の例は、ヘキサデシルトリブチルホスホニウムブロミド、トリブチルドデシルホスホニウムブロミド、トリブチル−ｎ−オクチルホスホニウムブロミド、テトラ−ｎ−オクチルホスホニウムブロミド、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムクロリド、テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリド、テトラフェニルホスホニウムブロミド、メチルトリフェニルホスホニウムブロミド、トリフェニルホスホニウムイリド、ベンジルトリフェニルホスホニウムブロミド、トリフェニル（ブロモメチル）ホスホニウムブロミド、［（ベンジルオキシ）メチル］（トリフェニル）ホスホニウムクロリド、イソプロピルトリフェニルホスホニウムブロミド、アリルトリフェニルホスホニウムクロリド、アセトニルトリフェニルホスホニウムクロリド、（３−アミノプロピル）（トリフェニル）ホスホニウムブロミド、テトラキス（ジエチルアミノ）ホスホニウムブロミド、トリブチル−２−４−ジクロロベンジル−ホスホニウムクロリド、エチルトリフェニルホスホニウムブロミド、トリフェニル（２−ピリジルメチル）ホスホニウムクロリド、トリブチル（１，３−ジオキソラン−２−イルメチル）ホスホニウムブロミド、１，３−プロパンジイル−ビス（トリプロピルホスホニウム）ジフルオリド及び１，３，５−トリス［（トリプロピルホスホニウム）メチル］ベンゼントリフルオリドである。本発明の好ましい化合物の例は、ヘキサデシルトリブチルホスホニウムブロミド、トリブチルドデシルホスホニウムブロミド、トリブチル−ｎ−オクチルホスホニウムブロミド、テトラ−ｎ−オクチルホスホニウムブロミド及びテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリドである。本発明の最も好ましい化合物は、ヘキサデシルトリブチルホスホニウムブロミド、トリブチルドデシルホスホニウムブロミド、トリブチル−ｎ−オクチルホスホニウムブロミド及びテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリドである。 Examples of the compounds of the present invention include hexadecyltributylphosphonium bromide, tributyldodecylphosphonium bromide, tributyl-n-octylphosphonium bromide, tetra-n-octylphosphonium bromide, trihexyltetradecylphosphonium chloride, tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride, Tetraphenylphosphonium bromide, methyltriphenylphosphonium bromide, triphenylphosphonium ilide, benzyltriphenylphosphonium bromide, triphenyl (bromomethyl) phosphonium bromide, [(benzyloxy) methyl] (triphenyl) phosphonium chloride, isopropyltriphenylphosphonium bromide, Allyltriphenylphosphonium chloride, acetnyltriphenylphosphonium chloride, (3-aminopropyl) (triphenyl) phosphonium bromide, tetrakis (diethylamino) phosphonium bromide, tributyl-2-4-dichlorobenzyl-phosphonium chloride, ethyltriphenylphosphonium bromide , Triphenyl (2-pyridylmethyl) phosphonium chloride, tributyl (1,3-dioxolan-2-ylmethyl) phosphonium bromide, 1,3-propanediyl-bis (tripropylphosphonium) difluoride and 1,3,5-tris [ (Tripropylphosphonium) Methyl] Benzene trifluoride. Examples of preferred compounds of the present invention are hexadecyltributylphosphonium bromide, tributyldodecylphosphonium bromide, tributyl-n-octylphosphonium bromide, tetra-n-octylphosphonium bromide and tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride. The most preferred compounds of the present invention are hexadecyltributylphosphonium bromide, tributyldodecylphosphonium bromide, tributyl-n-octylphosphonium bromide and tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、１０００ppm未満０ppm超、より好ましくは５ppm〜１０００ppm未満、なおより好ましくは５ppm〜５００ppm、さらにより好ましくは５ppm〜２５０ppm、最も好ましくは１０ppm〜１００ppmの本発明の第四級ホスホニウム化合物を含有する。 Preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition has, as an initial component, less than 1000 ppm and more than 0 ppm, more preferably 5 ppm to less than 1000 ppm, still more preferably 5 ppm to 500 ppm, and even more. It contains preferably 5 ppm to 250 ppm, most preferably 10 ppm to 100 ppm of the quaternary phosphonium compound of the present invention.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒を含有する。正のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒は、タングステンのディッシング及びエロージョンを悪化させ得るので、負のゼータ電位が好ましい。より好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、永久的な負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒を含有し、化学機械研磨組成物は、１〜７、好ましくは１．５〜４．５；より好ましくは１．５〜３．５；さらにより好ましくは２〜３のｐＨを有する。さらにより好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、永久的な負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒を含有し、化学機械研磨組成物は、−０．１mV〜−２０mVのゼータ電位によって示された場合に、１〜７、好ましくは１．５〜４．５；より好ましくは１．５〜３．５；さらにより好ましくは２〜３のｐＨを有する。 Preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition contains colloidal silica abrasive grains having a negative zeta potential. Colloidal silica abrasive grains with a positive zeta potential can exacerbate the dishing and erosion of tungsten, so a negative zeta potential is preferred. More preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition contains colloidal silica abrasive grains having a permanent negative zeta potential, and the chemical mechanical polishing composition is 1 to 1. 7, preferably 1.5-4.5; more preferably 1.5-3.5; even more preferably 2-3 pH. Even more preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition contains colloidal silica abrasive grains having a permanent negative zeta potential, and the chemical mechanical polishing composition is: PH 1-7, preferably 1.5-4.5; more preferably 1.5-3.5; even more preferably 2-3, when indicated by a zeta potential of 0.1 mV to -20 mV. Has.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、コロイダルシリカ砥粒を含有し、コロイダルシリカ砥粒は、動的光散乱技術によって測定した場合に、≦２００nm、好ましくは５〜１５０nm；より好ましくは１０〜１００nm；最も好ましくは２０〜６０nmの平均粒径を有する。 Preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition contains colloidal silica abrasive grains as an initial component, and the colloidal silica abrasive grains are measured by a dynamic light scattering technique. It has an average particle size of ≦ 200 nm, preferably 5 to 150 nm; more preferably 10 to 100 nm; most preferably 20 to 60 nm.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、０．０１〜１０wt%、好ましくは０．０５〜７．５wt%、より好ましくは０．１〜５wt%、最も好ましくは０．２〜４wt%のコロイダルシリカ砥粒を含有する。好ましくは、コロイダルシリカ砥粒は、負のゼータ電位を有する。 Preferably, in the method of polishing the substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition is 0.01 to 10 wt%, preferably 0.05 to 7.5 wt%, more preferably 0.1 to 5 wt%. Most preferably contains 0.2-4 wt% colloidal silica abrasive grains. Preferably, the colloidal silica abrasive grains have a negative zeta potential.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、ジカルボン酸、その塩又はそれらの混合物を含有し、ジカルボン酸は、マロン酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、マレイン酸、リンゴ酸、グルタル酸、酒石酸、それらの塩又はそれらの混合物を含むが、これらに限定されない。より好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、ジカルボン酸を含有し、ジカルボン酸は、マロン酸、シュウ酸、コハク酸、酒石酸、それらの塩及びそれらの混合物からなる群より選択される。さらにより好ましくは、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、ジカルボン酸を含有し、ジカルボン酸は、マロン酸、シュウ酸、コハク酸、それらの塩及びそれらの混合物からなる群より選択される。最も好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、ジカルボン酸であるマロン酸、その塩又はそれらの混合物を含有する。 Preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition contains a dicarboxylic acid, a salt thereof or a mixture thereof as an initial component, and the dicarboxylic acid is malonic acid, oxalic acid, etc. Includes, but is not limited to, succinic acid, adipic acid, malonic acid, malonic acid, glutaric acid, tartaric acid, salts thereof or mixtures thereof. More preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition contains a dicarboxylic acid as an initial component, and the dicarboxylic acid is malonic acid, oxalic acid, succinic acid, tartaric acid, and the like. It is selected from the group consisting of salts of oxalic acid and mixtures thereof. Even more preferably, the provided chemical mechanical polishing composition contains a dicarboxylic acid as an initial component, and the dicarboxylic acid is selected from the group consisting of malonic acid, oxalic acid, succinic acid, salts thereof and mixtures thereof. Will be done. Most preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition contains malonic acid, which is a dicarboxylic acid, a salt thereof, or a mixture thereof as an initial component.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、１〜２，６００ppm、好ましくは１００〜１，４００ppm、より好ましくは１２０〜１，３５０ppm、さらにより好ましくは１３０〜１，１００ppmのジカルボン酸、その塩又はそれらの混合物を含有し、ジカルボン酸は、マロン酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、マレイン酸、リンゴ酸、グルタル酸、酒石酸、それらの塩又はそれらの混合物を含むが、これらに限定されない。より好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、１〜２，６００ppmのジカルボン酸、その塩又はそれらの混合物を含有する。最も好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、１００〜１，４００ppm、より好ましくは１２０〜１，３５０ppm、さらにより好ましくは１３０〜１，３５０ppmのジカルボン酸であるマロン酸、その塩又はそれらの混合物を含有する。 Preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition has, as an initial component, 1 to 2,600 ppm, preferably 100 to 1,400 ppm, more preferably 120 to 1,350 ppm. Even more preferably, it contains 130 to 1,100 ppm of dicarboxylic acid, a salt thereof or a mixture thereof, and the dicarboxylic acid is malonic acid, oxalic acid, succinic acid, adipic acid, maleic acid, malic acid, glutaric acid, tartaric acid, and the like. It includes, but is not limited to, salts thereof or mixtures thereof. More preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition contains 1 to 2,600 ppm of dicarboxylic acid, a salt thereof, or a mixture thereof as an initial component. Most preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition has 100 to 1,400 ppm, more preferably 120 to 1,350 ppm, and even more preferably 130 to 1 as an initial component. , 350 ppm of malonic acid, which is a dicarboxylic acid, salts thereof or mixtures thereof.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、１〜７のｐＨを有する。より好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、１．５〜４．５のｐＨを有する。さらにより好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、１．５〜３．５のｐＨを有する。最も好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、２〜３のｐＨを有する。 Preferably, in the method of polishing the substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition has a pH of 1 to 7. More preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition has a pH of 1.5 to 4.5. Even more preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition has a pH of 1.5 to 3.5. Most preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition has a pH of 2-3.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、ｐＨ調整剤を任意選択的に含有する。好ましくは、ｐＨ調整剤は、無機及び有機のｐＨ調整剤からなる群より選択される。好ましくは、ｐＨ調整剤は、無機酸及び無機塩基からなる群より選択される。より好ましくは、ｐＨ調整剤は、リン酸及び水酸化カリウムからなる群より選択される。最も好ましくは、ｐＨ調整剤は、水酸化カリウムである。 Preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition optionally contains a pH adjuster. Preferably, the pH regulator is selected from the group consisting of inorganic and organic pH regulators. Preferably, the pH regulator is selected from the group consisting of inorganic acids and inorganic bases. More preferably, the pH regulator is selected from the group consisting of phosphoric acid and potassium hydroxide. Most preferably, the pH regulator is potassium hydroxide.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨パッドは、当技術分野において公知の任意の好適な研磨パッドであることができる。当業者であれば、本発明の方法において使用するための適切な化学機械研磨パッドを選択することを知っている。より好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨パッドは、織布及び不織布の研磨パッドから選択される。さらにより好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨パッドは、ポリウレタン研磨層を含む。最も好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨パッドは、ポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含む。好ましくは、提供される化学機械研磨パッドは、研磨面上に少なくとも１つの溝を有する。 Preferably, in the method of polishing the substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing pad can be any suitable polishing pad known in the art. One of ordinary skill in the art knows to select a suitable chemical mechanical polishing pad for use in the methods of the invention. More preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing pad is selected from a woven fabric and a non-woven fabric polishing pad. Even more preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing pad includes a polyurethane polishing layer. Most preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing pad includes a polyurethane polishing layer containing polymer hollow core fine particles and a polyurethane impregnated non-woven fabric subpad. Preferably, the provided chemical mechanical polishing pad has at least one groove on the polishing surface.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、提供される化学機械研磨パッドの研磨面上、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分注される。 Preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition is on the polished surface of the provided chemical mechanical polishing pad, at or near the interface between the chemical mechanical polishing pad and the substrate. Be dispensed.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨パッドと基板との間の界面に、研磨される基板の表面に対して垂直に０．６９〜３４．５kPaのダウンフォースで動的接触を生じさせる。 Preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, a downforce of 0.69 to 34.5 kPa at the interface between the provided chemical mechanical polishing pad and the substrate is perpendicular to the surface of the substrate to be polished. Causes dynamic contact.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、≧１，０００Å/min；好ましくは≧１，５００Å/min；より好ましくは≧２，０００Å/minのタングステン除去速度を有する。より好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、≧１，０００Å/min；好ましくは≧１，５００Å/min；より好ましくは≧２，０００Å/minのタングステン除去速度；及び≧５のＷ／ＴＥＯＳ選択比を有する。さらにより好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、タングステンは、≧１，０００Å/min；好ましくは≧１，５００Å/min；より好ましくは≧２，０００Å/minの除去速度；及び５〜２０のＷ／ＴＥＯＳ選択比で基板から除去される。最も好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、タングステンは、２００mm研磨機上、毎分８０回転のプラテン速度、毎分８１回転のキャリヤ速度、１２５mL/minの化学機械研磨組成物流量、２１．４kPaの公称ダウンフォースで、≧１，０００Å/min；好ましくは≧１，５００Å/min；より好ましくは≧２，０００Å/minの除去速度；及びＷ／ＴＥＯＳ選択比で基板から除去され；そして、化学機械研磨パッドは、ポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含む。 Preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition is ≧ 1,000 Å / min; preferably ≧ 1,500 Å / min; more preferably ≧ 2,000 Å / min of tungsten. Has a removal rate. More preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition is ≧ 1,000 Å / min; preferably ≧ 1,500 Å / min; more preferably ≧ 2,000 Å / min. Tungsten removal rate; and has a W / TEOS selectivity of ≧ 5. Even more preferably, in the method of polishing the substrate of the present invention, tungsten has a removal rate of ≧ 1,000 Å / min; preferably ≧ 1,500 Å / min; more preferably ≧ 2,000 Å / min; and 5 to 5 It is removed from the substrate with a W / TEOS selectivity of 20. Most preferably, in the method of polishing the substrate of the present invention, tungsten is used on a 200 mm grinding machine at a platen rate of 80 rpm, a carrier rate of 81 rpm, a chemical mechanical polishing composition flow rate of 125 mL / min, 21. With a nominal downforce of .4 kPa, ≧ 1,000 Å / min; preferably ≧ 1,500 Å / min; more preferably ≧ 2,000 Å / min removal rate; and removal from the substrate at W / TEOS selectivity; and The chemical mechanical polishing pad includes a polyurethane polishing layer containing polymer hollow core fine particles and a polyurethane impregnated non-woven fabric subpad.
以下の実施例に説明するように、１０００ppm未満０超の濃度の厳選した第四級ホスホニウム化合物を含有する本発明のタングステンＣＭＰ法及び組成物は、タングステンのコロージョン速度を少なくとも低減することができる。 As described in the following examples, the tungsten CMP method and composition of the present invention containing a carefully selected quaternary phosphonium compound having a concentration of less than 1000 ppm and more than 0 can at least reduce the cologulation rate of tungsten.
実施例１
第四級ホスホニウムスラリー配合物
表１に列挙した量の成分を残部であるＤＩ水と合わせ、４５wt% 水酸化カリウムで組成物のｐＨを表１に列挙した最終ｐＨに調整することによって、この実施例の化学機械研磨組成物を調製した。
Example 1
Quarter phosphonium slurry formulation This is carried out by combining the amounts of components listed in Table 1 with the remaining DI water and adjusting the pH of the composition to the final pH listed in Table 1 with 45 wt% potassium hydroxide. An example chemical mechanical polishing composition was prepared.
実施例２
第四級ホスホニウムＣＭＰスラリーのコロージョン速度抑制性能
Ｗブランケットウェーハ（１cm×４cm）をスラリー試料１５ｇ中に浸漬することによってコロージョン試験を実施した。１０分後、Ｗウェーハを試験スラリーから取り出した。その後、溶液を９，０００rpmで２０分間遠心分離して、スラリー粒子を除去した。上清をＩＣＰ−ＯＥＳによって分析して、タングステンの重量を決定した。４cm2のエッチングウェーハ表面積を仮定して、Ｗの質量からコロージョン速度（Å/min）を換算した。コロージョン試験の結果は、表２である。
Example 2
Corrosion rate suppression performance of quaternary phosphonium CMP slurry A corrosion test was carried out by immersing a W blanket wafer (1 cm × 4 cm) in 15 g of a slurry sample. After 10 minutes, the W wafer was removed from the test slurry. Then, the solution was centrifuged at 9,000 rpm for 20 minutes to remove slurry particles. The supernatant was analyzed by ICP-OES to determine the weight of tungsten. The corrosion velocity (Å / min) was converted from the mass of W, assuming a surface area of 4 cm 2 etched wafers. The results of the corrosion test are shown in Table 2.
全体的に見て、コロージョン速度試験の結果は、第四級ホスホニウム化合物を含有する化学機械研磨スラリーが、第四級ホスホニウム化合物を除いた対照（ＣＳ１）と対比して、Ｗ含有ウェーハにおけるコロージョンを効果的に低減することを示した。 Overall, the results of the corrosion rate test showed that the chemical mechanical polishing slurry containing the quaternary phosphonium compound showed corrosion in the W-containing wafer as compared to the control (CS1) excluding the quaternary phosphonium compound. It was shown to reduce effectively.
実施例３
第四級ホスホニウムスラリー配合物
表３に列挙した量の成分を残部であるＤＩ水と合わせ、４５wt% 水酸化カリウムで組成物のｐＨを表３に列挙した最終ｐＨに調整することによって、この実施例の化学機械研磨組成物を調製した。
Example 3
Quarter phosphonium slurry formulation This is carried out by combining the amounts of components listed in Table 3 with the remaining DI water and adjusting the pH of the composition to the final pH listed in Table 3 with 45 wt% potassium hydroxide. An example chemical mechanical polishing composition was prepared.
実施例４
化学機械研磨−第四級ホスホニウムＣＭＰスラリーのディッシング及びエロージョン性能
Applied Materialsの２００mm MIRRA（登録商標）研磨機に設置した２００mmのブランケットウェーハ上で研磨実験を実施した。研磨除去速度実験は、Novellusからの２００mmのブランケット１５kÅ厚のＴＥＯＳシートウェーハ及びWaferNet Inc.、Silicon Valley Microelectronicsから市販されているＷブランケットウェーハ上で実施した。別途指定しない限り、全ての研磨実験は、SP2310サブパッドと合わせたIC1010（商標）ポリウレタン研磨パッド（Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.から市販）を使用して、２１．４kPa（３．１psi）の典型的なダウン圧、１２５mL/minの化学機械研磨組成物流量、８０rpmのテーブル回転速度及び８１rpmのキャリヤ回転速度で実施した。Kinik PDA33A-3ダイアモンドパッドコンディショナー（Kinik Companyから市販）を使用して、研磨パッドをドレッシングした。研磨パッドを、コンディショナーにより、８０rpm（プラテン）／３６rpm（コンディショナー）で、９．０lb（４．１kg）のダウンフォースを使用して１５分間、７．０lb（３．２kg）のダウンフォースを使用して１５分間慣らした。研磨の前に、７lb（３．２kg）のダウンフォースを使用して２４秒間、研磨パッドをエクスサイチューでさらにコンディショニングした。研磨の前後で、KLA-Tencor FX200計測ツールを使用して膜厚を測定することによって、ＴＥＯＳエロージョン深さを決定した。KLA-Tencor RS100C計測ツールを使用して、Ｗ除去及びディッシング速度を決定した。ウェーハは、表４Ａ及び４Ｂに示すような様々な標準ライン幅形状を有していた。この実施例の表中、分子はＷを指し、分母はＴＥＯＳを指す。
Example 4
Chemical Mechanical Polishing-Dishing and Erosion Performance of Tertiary Phosnium CMP Slurries
Polishing experiments were performed on a 200 mm blanket wafer installed in an Applied Materials 200 mm MIRRA® grinding machine. Abrasive removal rate experiments were performed on 200 mm blanket 15 kÅ thick TEOS sheet wafers from Novellus and W blanket wafers commercially available from WaferNet Inc., Silicon Valley Microelectronics. Unless otherwise specified, all polishing experiments are typically 21.4 kPa (3.1 psi) using an IC1010 ™ polyurethane polishing pad (commercially available from Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.) in combination with the SP2310 subpad. The down pressure was 125 mL / min, the chemical mechanical polishing composition flow rate, the table rotation speed was 80 rpm, and the carrier rotation speed was 81 rpm. The polishing pad was dressed using a Kinik PDA33A-3 diamond pad conditioner (commercially available from Kinik Company). Polishing pads with conditioner at 80 rpm (platen) / 36 rpm (conditioner), using 9.0 lb (4.1 kg) downforce for 15 minutes, using 7.0 lb (3.2 kg) downforce. I got used to it for 15 minutes. Prior to polishing, the polishing pads were further conditioned with ex-situ for 24 seconds using 7 lb (3.2 kg) of downforce. The TEOS erosion depth was determined by measuring the film thickness using the KLA-Tencor FX200 measuring tool before and after polishing. W removal and dishing rates were determined using the KLA-Tencor RS100C measurement tool. Wafers had various standard line width shapes as shown in Tables 4A and 4B. In the table of this example, the numerator refers to W and the denominator refers to TEOS.
全体的に見て、第四級ホスホニウム化合物は、表に開示した形状で、対照の研磨組成物に照らして、減少したタングステンのディッシング及びＴＥＯＳのエロージョンを示した。 Overall, the quaternary phosphonium compounds showed reduced tungsten dishing and TEOS erosion in the form disclosed in the table in the light of the control polishing composition.
実施例５
第四級ホスホニウムスラリー配合物
表５に列挙した量の成分を残部であるＤＩ水と合わせ、４５wt% 水酸化カリウムで組成物のｐＨを表５に列挙した最終ｐＨに調整することによって、この実施例の化学機械研磨組成物を調製した。
Example 5
Quarter phosphonium slurry formulation This is carried out by combining the amounts of components listed in Table 5 with the remaining DI water and adjusting the pH of the composition to the final pH listed in Table 5 with 45 wt% potassium hydroxide. An example chemical mechanical polishing composition was prepared.
実施例６
化学機械研磨−第四級ホスホニウムＣＭＰスラリーのディッシング及びエロージョン性能
スラリー配合物：ＣＳ３（対照）、Ｓ１９及びＳ２０について、化学機械研磨の工程、パラメーター並びにＷ及びＴＥＯＳのディッシング及びエロージョンを試験するためのＷ及びＴＥＯＳのウェーハ基板は、それぞれ、上記実施例４に記載したものと実質的に同じであった。結果を表６Ａ及び６Ｂに開示する。この実施例の表中、分子はＷを指し、分母はＴＥＯＳを指す。
Example 6
Chemical Mechanical Polishing-Dishing and Erosion Performance of Tertiary Phosphonium CMP Slurry Slurry Formulations: W for testing chemical mechanical polishing processes, parameters and W and TEOS dishing and erosion for CS3 (control), S19 and S20. And the TEOS wafer substrate were substantially the same as those described in Example 4 above, respectively. The results are disclosed in Tables 6A and 6B. In the table of this example, the numerator refers to W and the denominator refers to TEOS.
全体的に見て、第四級ホスホニウム化合物Ｐ［６，６，６，１４］を研磨組成物中に含むときに、タングステンのディッシング及びＴＥＯＳのエロージョンは低減された。最良の結果は、１００／１００μm、５０／５０μm及び１０／１０μmのより大きい形状で達成された。 Overall, tungsten dishing and TEOS erosion were reduced when the quaternary phosphonium compound P [6,6,6,14] was included in the polishing composition. Best results were achieved with larger shapes of 100/100 μm, 50/50 μm and 10/10 μm.
実施例７
Ｗ、ＴＥＯＳの除去速度及びＷ、ＴＥＯＳの最大研磨温度
Ｗ及びＴＥＯＳの除去速度についての研磨実験は、実質的に実施例４に記載の通り、同じ装置及びパラメーターを使用して実施した。ウェーハは、WaferNet Inc.又はSilicon Valley Microelectronicsのものであった。結果は、表７である。
Example 7
Polishing experiments on W, TEOS removal rate and W, TEOS maximum polishing temperature W and TEOS removal rate were performed substantially using the same equipment and parameters as described in Example 4. Wafers were from WaferNet Inc. or Silicon Valley Microelectronics. The results are shown in Table 7.
本発明の第四級ホスホニウム化学機械研磨組成物は、２０００Å/minを超える全体的に良好なＷ ＲＲ及び良好なＷ／ＴＥＯＳ選択比を示した。
The quaternary phosphonium chemical mechanical polishing composition of the present invention showed an overall good WRR of over 2000 Å / min and a good W / TEOS selectivity.
実施例８
第四級ホスホニウムスラリー配合物及び安定性試験
表８Ａに列挙した量の成分を残部であるＤＩ水と合わせ、４５wt% 水酸化カリウムで組成物のｐＨを表８Ａに列挙した最終ｐＨに調整することによって、この実施例の化学機械研磨組成物を調製した。
Example 8
Quarter phosphonium slurry formulation and stability test Combine the amounts of components listed in Table 8A with the remaining DI water and adjust the pH of the composition to the final pH listed in Table 8A with 45 wt% potassium hydroxide. Prepared the chemical mechanical polishing composition of this example.
コロイダルシリカ砥粒の平均粒径を以下の表８Ｂにゼータ電位と共に示す。ゼータ電位を、調合した２４時間後、スラリー毎に、ゼータ電位を測定するためのMatec ESA9800ゼータ音響分析装置（Matec Applied Sciencesから市販）を使用して測定した。各スラリー試料をカップに入れ、プローブを使用してゼータ電位を測定した。試料毎に５つの測定値を取得し、試料毎に平均ゼータ電位を決定した。スラリー毎の平均は、表８Ｂである。 The average particle size of colloidal silica abrasive grains is shown in Table 8B below together with the zeta potential. The zeta potential was measured 24 hours after preparation using a Matec ESA9800 zeta acoustic analyzer (commercially available from Matec Applied Sciences) for measuring the zeta potential for each slurry. Each slurry sample was placed in a cup and the zeta potential was measured using a probe. Five measurements were taken for each sample and the average zeta potential was determined for each sample. The average for each slurry is shown in Table 8B.
１０００ppm及び１５００ppmの濃度のＰ［１，１，１，１］の粒子凝集の兆候はなかったが、コロイダルシリカ粒子は、（−）ゼータ電位から（＋）ゼータ電位へ変化し、このことは、１０００ppm及び１５００ppmのＰ［１，１，１，１］を含有するＣＭＰ組成物の不安定性を示している。 Although there were no signs of P [1,1,1,1] particle agglutination at concentrations of 1000 ppm and 1500 ppm, colloidal silica particles changed from (-) zeta potential to (+) zeta potential, which is not the case. It shows the instability of CMP compositions containing 1000 ppm and 1500 ppm of P [1,1,1,1].
実施例９
第四級ホスホニウムスラリー配合物及び安定性試験
表９Ａに列挙した量の成分を残部であるＤＩ水と合わせ、４５wt% 水酸化カリウムで組成物のｐＨを表９Ａに列挙した最終ｐＨに調整することによって、この実施例の化学機械研磨組成物を調製した。
Example 9
Quarter phosphonium slurry formulation and stability test Combine the amounts of components listed in Table 9A with the remaining DI water and adjust the pH of the composition to the final pH listed in Table 9A with 45 wt% potassium hydroxide. Prepared the chemical mechanical polishing composition of this example.
コロイダルシリカ砥粒の平均粒径を以下の表９Ｂにゼータ電位と共に示す。ゼータ電位を、実施例８に上記したようにMatec ESA9800ゼータ音響分析装置を使用して測定した。スラリー毎の平均ゼータ電位は、表９Ｂである。 The average particle size of colloidal silica abrasive grains is shown in Table 9B below along with the zeta potential. The zeta potential was measured using the Matec ESA9800 zeta acoustic analyzer as described above in Example 8. The average zeta potential for each slurry is shown in Table 9B.
コロイダルシリカ粒子のゼータ電位が（−）電位から（＋）電位へ変化することに加えて、１０００ppm及び１５００ppmの濃度のＰ［４，４，４，１６］の粒径の大きな増加は、粒子の重度の凝集があることを示した。また、両方のＰ［４，４，４，１６］濃度で析出が観察された。１０００ppm及び１５００ppmの濃度のＰ［４，４，４，１６］のＣＭＰ配合物は、不安定であった。 In addition to the zeta potential of colloidal silica particles changing from (-) potential to (+) potential, a large increase in the particle size of P [4,4,5,16] at concentrations of 1000 ppm and 1500 ppm is due to the large increase in particle size of the particles. It was shown that there was severe agglomeration. In addition, precipitation was observed at both P [4,4,4,16] concentrations. CMP formulations of P [4,4,5,16] at concentrations of 1000 ppm and 1500 ppm were unstable.
実施例１０（比較）
第四級ホスホニウム水酸化物塩スラリー配合物
表１０に列挙した量の成分を残部であるＤＩ水と合わせ、４５wt% 水酸化カリウムで組成物のｐＨを表１０に列挙した最終ｐＨに調整することによって、この比較例の化学機械研磨組成物を調製した。
Example 10 (comparison)
Quaternary phosphonium hydroxide salt slurry formulation Combine the amounts of components listed in Table 10 with the remaining DI water and adjust the pH of the composition to the final pH listed in Table 10 with 45 wt% potassium hydroxide. Prepared the chemical mechanical polishing composition of this comparative example.
実施例１１（比較）
第四級ホスホニウム水酸化物塩ＣＭＰスラリーのコロージョン速度抑制性能
上記実施例２に記載の手順に従って、Ｗブランケットウェーハ（１cm×４cm）をスラリー試料１５ｇ中に浸漬することによって、表１０に開示されるＣＭＰ比較スラリーについてコロージョン試験を実施した。結果を表１１に開示する。
Example 11 (comparison)
Corrosion rate suppression performance of quaternary phosphonium hydroxide salt CMP slurry Disclosed in Table 10 by immersing a W blanket wafer (1 cm × 4 cm) in 15 g of slurry sample according to the procedure described in Example 2 above. A corrosion test was performed on the CMP comparative slurry. The results are disclosed in Table 11.
表１１の結果は、第四級ホスホニウム化合物Ｐ［４，４，４，４］の水酸化物塩がスラリーのコロージョン速度を増加させたことを示す。 The results in Table 11 show that the hydroxide salt of the quaternary phosphonium compound P [4,4,4,4] increased the corrosion rate of the slurry.
実施例１２（比較）
第四級ホスホニウム水酸化物塩スラリー配合物及び安定性試験
表１２Ａに列挙した量の成分を残部であるＤＩ水と合わせ、４５wt% 水酸化カリウムで組成物のｐＨを表１２Ａに列挙した最終ｐＨに調整することによって、この実施例の化学機械研磨組成物を調製した。
Example 12 (comparison)
Quaternary phosphonium hydroxide salt slurry formulation and stability test Combine the amounts of components listed in Table 12A with the remaining DI water and add 45 wt% potassium hydroxide to the final pH listed in Table 12A. The chemical mechanical polishing composition of this example was prepared by adjusting to.
コロイダルシリカ砥粒の平均粒径を以下の表１２Ｂにゼータ電位と共に示す。比較スラリーのゼータ電位を、実施例８に上記したようにMatec ESA9800ゼータ音響分析装置を使用して測定した。ゼータ電位の平均値は、表１２Ｂである。 The average particle size of colloidal silica abrasive grains is shown in Table 12B below along with the zeta potential. The zeta potential of the comparative slurry was measured using the Matec ESA9800 zeta acoustic analyzer as described above in Example 8. The average value of the zeta potential is shown in Table 12B.
Ｐ［４，４，４，４］の粒子凝集の兆候はなかったが、コロイダルシリカ粒子を全ての４種の濃度のＰ［４，４，４，４］と混合した実質的に直後に、コロイダルシリカ粒子は、（−）ゼータ電位から（＋）ゼータ電位へ変化し、したがって、このことは、スラリーの不安定性を示している。 There were no signs of particle agglomeration of P [4,4,4,4], but substantially immediately after mixing the colloidal silica particles with all four concentrations of P [4,4,4,4]. Colloidal silica particles change from (-) zeta potential to (+) zeta potential, thus indicating the instability of the slurry.
Claims (9)
タングステン及び誘電体を含む基板を提供すること；
初期成分として：
水；
酸化剤；
コロイダルシリカ砥粒；
ジカルボン酸、その塩又はそれらの混合物、
鉄（ＩＩＩ）イオン源；及び
任意選択的にｐＨ調整剤；
１０００ppm未満０ppm超の量の第四級ホスホニウム化合物であって、ヘキサデシルトリブチルホスホニウムブロミド、トリブチルドデシルホスホニウムブロミド、トリブチル−ｎ−オクチルホスホニウムブロミド、テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリド及びトリヘキシルテトラデシルホスホニウムクロリドからなる群より選択される第四級ホスホニウム化合物からなる、化学機械研磨組成物を提供すること；
研磨面を有する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と基板との間の界面に動的接触を生じさせること；並びに
化学機械研磨パッドの研磨面上、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して、タングステンの少なくとも一部を除去することを含む、方法。 A method of chemical mechanical polishing of tungsten:
To provide a substrate containing tungsten and a dielectric;
As an initial ingredient:
water;
Oxidant;
Colloidal silica abrasive grains;
Dicarboxylic acid, its salt or a mixture thereof,
Iron (III) ion source; and optionally pH regulator;
From hexadecyltributylphosphonium bromide, tributyldodecylphosphonium bromide, tributyl-n-octylphosphonium bromide, tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride and trihexyltetradecylphosphonium chloride, which are quaternary phosphonium compounds in an amount of less than 1000 ppm and more than 0 ppm. To provide a chemical mechanical polishing composition comprising a quaternary phosphonium compound selected from the group;
To provide a chemical mechanical polishing pad with a polished surface;
Creating dynamic contact at the interface between the chemical mechanical polishing pad and the substrate; and on the polishing surface of the chemical mechanical polishing pad, the chemical mechanical polishing composition at or near the interface between the chemical mechanical polishing pad and the substrate. A method comprising dispensing to remove at least a portion of tungsten.
水；
０．０１〜１０wt%の酸化剤であって、過酸化水素である酸化剤；
０．０１〜１０wt%のコロイダルシリカ砥粒；
１〜１，４００ppmのジカルボン酸、その塩又はそれらの混合物であって、マロン酸、その塩又はそれらの混合物であるジカルボン酸、その塩又はそれらの混合物；
１００〜１，０００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオン源であって、硝酸第二鉄九水和物である鉄（ＩＩＩ）イオン源；及び、
任意選択的にｐＨ調整剤；並びに
５ppm〜５００ppmの量の第四級ホスホニウム化合物からなり、化学機械研磨組成物は、１〜７のｐＨを有する、請求項１に記載の方法。 The provided chemical mechanical polishing composition is as an initial component:
water;
A 0.01-10 wt% of the oxidizing agent, the oxidizing agent is hydrogen peroxide;
0.01-10 wt% colloidal silica abrasive grains;
1-1,400 ppm of dicarboxylic acid, a salt thereof or a mixture thereof , and malonic acid, a salt thereof or a mixture thereof, a dicarboxylic acid, a salt thereof or a mixture thereof ;
An iron (III) ion source of 100-1,000 ppm, which is a ferric nitrate nine hydrate; and an iron (III) ion source.
Optionally a pH adjusting agent; Ri Do from quaternary phosphonium compound in an amount of <br/> 5Ppm～500ppm in parallel beauty, chemical mechanical polishing composition that have a pH of 1-7, to claim 1 The method described.
水；
１〜３wt%の酸化剤であって、過酸化水素である酸化剤；
０．２〜４wt%のコロイダルシリカ砥粒；
１２０〜１，３５０ppmのジカルボン酸であって、マロン酸又はその塩であるジカルボン酸；
２５０〜４００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオン源であって、硝酸第二鉄九水和物である鉄（ＩＩＩ）イオン源；及び
任意選択的にｐＨ調整剤；並びに
１０ppm〜１００ppmの量の第四級ホスホニウム化合物からなり、化学機械研磨組成物は、２〜３のｐＨを有する、請求項１に記載の方法。 The provided chemical mechanical polishing composition is as an initial component:
water;
A 1 to 3 wt% of the oxidizing agent, the oxidizing agent is hydrogen peroxide;
0.2-4 wt% colloidal silica abrasive grains;
A dicarboxylic acid of 120～1,350Ppm, dicarboxylic acids malonic acid or a salt thereof;
A iron (III) ion source 250～400Ppm, ferric nitrate nonahydrate iron (III) ion source; and, optionally, pH adjusting agent; a parallel beauty <br/> of 10ppm~100ppm Ri Do the quaternary phosphonium compound in an amount, chemical mechanical polishing composition that have a pH of 2-3, a method according to claim 1.
水；
酸化剤；
コロイダルシリカ砥粒；
ジカルボン酸、
鉄（ＩＩＩ）イオン源；及び
任意選択的にｐＨ調整剤；
１０００ppm未満０ppm超の量の第四級ホスホニウム化合物であって、ヘキサデシルトリブチルホスホニウムブロミド、トリブチルドデシルホスホニウムブロミド、トリブチル−ｎ−オクチルホスホニウムブロミド、テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリド及びトリヘキシルテトラデシルホスホニウムクロリドからなる群より選択される第四級ホスホニウム化合物からなる、組成物。 A composition for chemical mechanical polishing of tungsten:
water;
Oxidant;
Colloidal silica abrasive grains;
Dicarboxylic acid,
Iron (III) ion source; and optionally pH regulator;
From hexadecyltributylphosphonium bromide, tributyldodecylphosphonium bromide, tributyl-n-octylphosphonium bromide, tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride and trihexyltetradecylphosphonium chloride, which are quaternary phosphonium compounds in an amount of less than 1000 ppm and more than 0 ppm. A composition comprising a quaternary phosphonium compound selected from the group consisting of.
水；
０．０１〜１０wt%の酸化剤であって、過酸化水素である酸化剤；
０．０１〜１０wt%のコロイダルシリカ砥粒であって、負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒；
１００〜１，４００ppmのジカルボン酸、その塩又はそれらの混合物であって、マロン酸、その塩又はそれらの混合物であるジカルボン酸、その塩又はそれらの混合物；
１００〜１，０００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオン源であって、硝酸第二鉄九水和物である鉄（ＩＩＩ）イオン源；
任意選択的にｐＨ調整剤；並びに
５〜５００ppmの量の第四級ホスホニウム化合物からなり、化学機械研磨組成物は、１〜７のｐＨを有する、タングステンのための化学機械研磨組成物。 The composition according to claim 7, wherein the initial component is:
water;
A 0.01-10 wt% of the oxidizing agent, the oxidizing agent is hydrogen peroxide;
A 0.01-10 wt% of colloidal silica abrasive, colloidal silica abrasive having a negative zeta potential;
100 to 1,400 ppm of dicarboxylic acid, a salt thereof or a mixture thereof , and malonic acid, a salt thereof or a mixture thereof, a dicarboxylic acid, a salt thereof or a mixture thereof ;
An iron (III) ion source of 100-1,000 ppm iron (III) ion source , which is ferric nitrate nine hydrate;
Optionally a pH adjusting agent; and Ri Do from quaternary phosphonium compound in an amount of 5 to 500 ppm, the chemical mechanical polishing composition that have a pH of 1-7, the chemical mechanical polishing composition for tungsten ..
水；
１〜３wt%の酸化剤であって、過酸化水素である酸化剤；
０．２〜４wt%のコロイダルシリカ砥粒であって、負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒；
１２０〜１，３５０ppmのジカルボン酸、その塩又はそれらの混合物であって、マロン酸、その塩又はそれらの混合物であるジカルボン酸、その塩又はそれらの混合物；
２５０〜４００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオン源であって、硝酸第二鉄九水和物である鉄（ＩＩＩ）イオン源；
任意選択的にｐＨ調整剤；並びに
１０〜１００ppmの量の第四級ホスホニウム化合物からなり、化学機械研磨組成物は、２〜３のｐＨを有する、タングステンのための化学機械研磨組成物。 The composition according to claim 7, wherein the initial component is:
water;
A 1 to 3 wt% of the oxidizing agent, the oxidizing agent is hydrogen peroxide;
A 0.2～4Wt% colloidal silica abrasive, colloidal silica abrasive having a negative zeta potential;
120 to 1,350 ppm of dicarboxylic acid, a salt thereof or a mixture thereof , and malonic acid, a salt thereof or a mixture thereof, a dicarboxylic acid, a salt thereof or a mixture thereof ;
An iron (III) ion source of 250-400 ppm, which is ferric nitrate nine hydrate;
Optionally a pH adjusting agent; and Ri Do from quaternary phosphonium compound in an amount of 10-100 ppm, the chemical mechanical polishing composition that have a pH of 2-3, the chemical mechanical polishing composition for tungsten ..
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/CN2016/100492 WO2018058347A1 (en) | 2016-09-28 | 2016-09-28 | Chemical mechanical polishing of tungsten using method and composition containing quaternary phosphonium compounds |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019537277A JP2019537277A (en) | 2019-12-19 |
| JP6955014B2 true JP6955014B2 (en) | 2021-10-27 |
Family
ID=61763285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019538291A Active JP6955014B2 (en) | 2016-09-28 | 2016-09-28 | Chemical mechanical polishing of tungsten using methods and compositions containing quaternary phosphonium compounds |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6955014B2 (en) |
| KR (1) | KR102649775B1 (en) |
| TW (1) | TWI771295B (en) |
| WO (1) | WO2018058347A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10995238B2 (en) * | 2018-07-03 | 2021-05-04 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings | Neutral to alkaline chemical mechanical polishing compositions and methods for tungsten |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6083419A (en) * | 1997-07-28 | 2000-07-04 | Cabot Corporation | Polishing composition including an inhibitor of tungsten etching |
| JP2000144109A (en) * | 1998-11-10 | 2000-05-26 | Okamoto Machine Tool Works Ltd | Polishing agent slurry for polishing chemical machinery |
| KR20010035668A (en) * | 1999-10-01 | 2001-05-07 | 윤종용 | Slurries for Chemical Mechanical Polishing of metal layer and CMP Method using the slurry |
| US20030139047A1 (en) * | 2002-01-24 | 2003-07-24 | Thomas Terence M. | Metal polishing slurry having a static etch inhibitor and method of formulation |
| US7061238B2 (en) * | 2002-05-13 | 2006-06-13 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Inherent limitation of the reduction factor in parallel imaging as a function of field strength |
| JP2005251851A (en) * | 2004-03-02 | 2005-09-15 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | Polishing pad and polishing method |
| US7476620B2 (en) * | 2005-03-25 | 2009-01-13 | Dupont Air Products Nanomaterials Llc | Dihydroxy enol compounds used in chemical mechanical polishing compositions having metal ion oxidizers |
| US20080020680A1 (en) * | 2006-07-24 | 2008-01-24 | Cabot Microelectronics Corporation | Rate-enhanced CMP compositions for dielectric films |
| US9129907B2 (en) * | 2006-09-08 | 2015-09-08 | Cabot Microelectronics Corporation | Onium-containing CMP compositions and methods of use thereof |
| JPWO2009031389A1 (en) * | 2007-09-03 | 2010-12-09 | Jsr株式会社 | Chemical mechanical polishing aqueous dispersion and preparation method thereof, kit for preparing chemical mechanical polishing aqueous dispersion, and chemical mechanical polishing method of semiconductor device |
| WO2009071351A1 (en) * | 2007-12-06 | 2009-06-11 | Basf Se | A method for chemically-mechanically polishing patterned surfaces composed of metallic and nonmetallic patterned regions |
| EP2356192B1 (en) * | 2008-09-19 | 2020-01-15 | Cabot Microelectronics Corporation | Barrier slurry for low-k dielectrics |
| JP5371416B2 (en) * | 2008-12-25 | 2013-12-18 | 富士フイルム株式会社 | Polishing liquid and polishing method |
| JP2013038237A (en) * | 2011-08-08 | 2013-02-21 | Hitachi Chem Co Ltd | Cmp polishing liquid and polishing method |
| JP2013120885A (en) * | 2011-12-08 | 2013-06-17 | Hitachi Chemical Co Ltd | Cmp polishing liquid and polishing method using this polishing liquid |
| WO2014175393A1 (en) * | 2013-04-25 | 2014-10-30 | 日立化成株式会社 | Cmp polishing solution and polishing method using same |
| US9127187B1 (en) * | 2014-03-24 | 2015-09-08 | Cabot Microelectronics Corporation | Mixed abrasive tungsten CMP composition |
| US9303190B2 (en) * | 2014-03-24 | 2016-04-05 | Cabot Microelectronics Corporation | Mixed abrasive tungsten CMP composition |
| JP6373029B2 (en) * | 2014-03-27 | 2018-08-15 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | Polishing composition |
| JP2015189829A (en) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | polishing composition |
| US9275899B2 (en) * | 2014-06-27 | 2016-03-01 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. | Chemical mechanical polishing composition and method for polishing tungsten |
-
2016
- 2016-09-28 KR KR1020197010142A patent/KR102649775B1/en active IP Right Grant
- 2016-09-28 JP JP2019538291A patent/JP6955014B2/en active Active
- 2016-09-28 WO PCT/CN2016/100492 patent/WO2018058347A1/en active Application Filing
-
2017
- 2017-03-31 TW TW106111071A patent/TWI771295B/en active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102649775B1 (en) | 2024-03-20 |
| JP2019537277A (en) | 2019-12-19 |
| WO2018058347A1 (en) | 2018-04-05 |
| KR20190058516A (en) | 2019-05-29 |
| TW201825642A (en) | 2018-07-16 |
| TWI771295B (en) | 2022-07-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108372431B (en) | Chemical mechanical polishing method for tungsten | |
| KR102491258B1 (en) | Chemical mechanical polishing method for tungsten | |
| JP7103794B2 (en) | Chemical mechanical polishing method for tungsten | |
| TWI727028B (en) | Chemical mechanical polishing method for tungsten | |
| JP6936314B2 (en) | Chemical mechanical polishing method for tungsten | |
| CN111073517B (en) | Chemical mechanical polishing composition and method for tungsten | |
| TWI759403B (en) | Chemical mechanical polishing method for tungsten using polyglycols and polyglycol derivatives | |
| JP6955014B2 (en) | Chemical mechanical polishing of tungsten using methods and compositions containing quaternary phosphonium compounds | |
| US10947415B2 (en) | Chemical mechanical polishing of tungsten using a method and composition containing quaternary phosphonium compounds | |
| JP6936315B2 (en) | Chemical mechanical polishing method for tungsten | |
| KR20190127549A (en) | Chemical mechanical polishing method for tungsten |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190913 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201009 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201027 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210125 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210803 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210819 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210907 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210930 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6955014 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |