JP7231364B2 - 研磨における選択的窒化物除去のための水性シリカスラリー及びアミンカルボン酸組成物並びにその使用方法 - Google Patents
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Description
以下の実施例が本発明の様々な特徴を説明する。
RR:除去速度(Removal rate)。
アミンカルボン酸の等電点又はpIとは、アミンカルボン酸が電場又は電気泳動媒体中で移動しないpHである。中性の側鎖を有するアミンカルボン酸は、二つのpKa:カルボン酸のpKa1及びアミンのpKa2を特徴とする。pIは、これら二つのpKaの中間点又は平均である。すなわちpI=1/2(pKa1+pKa2)。pKa1未満のpHで、アミンカルボン酸は全体として正の電荷を有し、pKaを超えるpHで、アミンカルボン酸は全体として負の電荷を有する。もっとも簡単なアミンカルボン酸であるグリシンの場合、pKa1=2.34、pKa2=9.6、よってpI=5.97である。酸性アミンカルボン酸は酸性の側鎖を有する。酸性の側鎖が余分な負電荷を導入するため、pIはより低いpHになる。たとえば、アスパラギン酸の場合、二つの酸pKa(pKa1及びpKa2)及び一つのアミンpKa(pKa3)がある。pIは、これら二つの酸pKa値の中間点である。すなわちpI=1/2(pKa1+pKa2)、よってpI=2.77。塩基性アミンカルボン酸は、塩基性の側鎖が余分な正電荷を導入するため、より高いpHのpIを有する。たとえば、ヒスチジンの場合、pIは、二つのアンモニア水素pKaの中間点、pI=1/2(pKa2+pKa3)、よってpI=7.59である。多くのアミンカルボン酸のpIを以下の表2に示す。
使用時点のpH(POUのpH)とは、指示された濃縮組成物を指示された固形分含量まで水で希釈した後、除去速度試験中に計測されたpHである。
Strasburgh 6EC 200mmウェーハ研磨機又は「6EC RR」(Axus Technology Company, Chandler, AZ)を用い、20.68kpa(3psi)のダウンフォースならびに、それぞれ93rpm及び87rpmのテーブル及びキャリヤ回転速度で、1010溝パターンを有するIC1000(商標)CMP研磨パッド(Dow, Midland, MI)及び以下の表3に示す指示された砥粒スラリー(所与の砥粒スラリー流量200mL/min)とともに使用して、テトラエトキシシラン(TEOS)、窒化ケイ素及びアモルファスシリコン(aSi)基材それぞれに対する研磨から、ブランケット膜付きウェーハの除去速度試験を実施した。SEASOL(商標)AK45 AM02BSL8031C1ダイアモンドパッド・コンディショナ・ディスク(Kinik Company, Taiwan)を使用して、研磨パッドを調整した。研磨パッドを、研磨中、3.17kg(7.0lbf)のダウンフォースを用い、研磨パッドの中心から4.32cm~23.37cmまでを、毎分10回掃引して、その場(in situ)調整した。研磨の前後に、49点渦巻状走査(49 point spiral scan)を用いるKLA-Tencor(商標)FX200計測機(KLA Tencor, Milpitas, CA)を使用して、縁部3mmを除いて膜厚を計測することにより、除去速度を測定した。除去速度結果及びそれらの比(選択比)を以下の表3に示す。
5を超える等電点[窒化ケイ素基材のpI(表面が正味の電荷を有しないpH)も同様]を有する前記アミンカルボン酸、たとえばシステイン、グリシン、アルギニンは、低いSiN RR、及びずっと低い窒化ケイ素選択比を有する。比較例10、11及び12を参照すること。5未満のpIを有するアミンカルボン酸を有する本発明の実施例5~9はすべて良好に作用した。
Claims (6)
- アニオン電荷を有する水性コロイド状シリカ粒子の一つ以上の分散系の砥粒と、2.0~4.0の等電点(pI)を有する、ニコチン酸又はピコリン酸から選択される一つ以上のピリジン酸と、C6~C16アルキル、アリール又はアルキルアリール疎水基を有する一つ以上のエトキシ化アニオン性界面活性剤(ここで、エトキシ化アニオン性界面活性剤は、エトキシ化サルフェート、エトキシ化スルホン酸又はエトキシ化スルホン酸塩から選択される)と、を含む水性化学機械平坦化研磨(CMP研磨)組成物であって、
前記組成物が3.5~4.5のpHを有し、さらに、固形分としての前記砥粒の量が、前記組成物の総重量に基づいて0.01~30重量%の範囲である、水性CMP研磨組成物。 - 前記砥粒が、アニオン電荷を有する球形コロイド状シリカ粒子を含む、請求項1記載の水性CMP研磨組成物。
- 前記一つ以上のピリジン酸の全固形分量が、組成物の総重量に基づいて0.005~5重量%の範囲である、請求項1記載の水性CMP研磨組成物。
- 固形分としての前記砥粒の量が、組成物の総重量に基づいて0.1~1重量%未満の範囲である、請求項1記載の水性CMP研磨組成物。
- 前記一つ以上のエトキシ化アニオン性界面活性剤がC6~C10アルキル、アリール又はアルキルアリール疎水基を有し、エトキシ化アニオン性界面活性剤は、エトキシ化サルフェート、エトキシ化スルホン酸又はエトキシ化スルホン酸塩から選択される、請求項1記載の水性CMP研磨組成物。
- 前記エトキシ化アニオン性界面活性剤の量が、組成物の総重量に基づいて0.0001~1重量%の範囲である、請求項1記載の水性CMP研磨組成物。
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