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公開番号2024124355
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-12
出願番号2024022597
出願日2024-02-19
発明の名称酸窒化ケイ素除去促進剤およびその使用方法
出願人株式会社フジミインコーポレーテッド
代理人IBC一番町弁理士法人
主分類H01L 21/304 20060101AFI20240905BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】酸窒化ケイ素(SiON)表面を研磨するための、よりよい研磨特性および/または研磨能力を有する化学機械研磨(CMP)用組成物を提供する。
【解決手段】酸窒化ケイ素(SiON)表面を研磨するための化学機械研磨(CMP)用組成物は、研磨剤、添加剤および水を含み、研磨剤がコロイダルシリカを含み、添加剤がアミノアルキルアルコールを含み、pHが約2.5以下である。また、希釈剤を用いた組成物の希釈においても高いSiON除去率等の有利な性質を組成物に提供する特定の量で組み合わされている。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
研磨剤、添加剤、および水を含み、
前記研磨剤がコロイダルシリカを含み、
前記添加剤がアミノアルキルアルコールを含み、ただし、当該アミノアルキルアルコールが３級アミンの場合、窒素原子に結合する、水酸基が置換されたアルキル基は直鎖であり、
ｐＨが約２．５以下である、
研磨用組成物。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記研磨剤が陰イオン的に修飾されたコロイダルシリカを含む、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項３】
前記コロイダルシリカが約５．０個／ｎｍ
２
以上のシラノール密度を有する、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項４】
前記アミノアルキルアルコールが（Ｃ５～Ｃ１０）アミノアルキルアルコールである、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項５】
前記アミノアルキルアルコールが１～１２の炭素原子の対窒素原子または対酸素原子の比率を有する、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項６】
前記アミノアルキルアルコールが、Ｎ（Ｒ
１
）（Ｒ
２
）（Ｒ
３
）で示され、Ｒ
１
、Ｒ
２
およびＲ
３
は、それぞれ独立して、水素原子、および、水酸基で置換されてもよいアルキル基から選択され、ここで、
ｉ）Ｒ
１
、Ｒ
２
およびＲ
３
の少なくとも１つが１つ以上の水酸基で置換されたアルキル基であり、かつ、
ｉｉ）Ｒ
１
、Ｒ
２
およびＲ
３
の少なくとも１つが無置換のアルキル基、あるいは、Ｒ
１
、Ｒ
２
およびＲ
３
の少なくとも２つが水素原子である、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項７】
前記水酸基で置換されたアルキル基が４級炭素を含む場合、当該水酸基で置換されたアルキル基は２つ以上の水酸基を含む、請求項６に記載の研磨用組成物。
【請求項８】
前記研磨剤が約４ｗｔ％から約８ｗｔ％の範囲の濃度で存在する陰イオン的に修飾されたコロイダルシリカを含み、
前記添加剤が約０．２０ｗｔ％から約０．４０ｗｔ％の濃度で存在する（Ｃ６～Ｃ１０）アミノアルキルアルコールを含む、請求項１に記載の研磨用組成物。
研磨用組成物。
【請求項９】
前記研磨剤が約２０ｎｍから約７０ｎｍの範囲の中間粒子径と約５．８個／ｎｍ
２
から約６．２個／ｎｍ
２
の範囲のシラノール密度とを有する陰イオン的に修飾されたコロイダルシリカを含み、
前記添加剤が３－アミノ－４－オクタノール、２－アミノ－２－エチル－１，３－プロパンジオール、２－ジエチルエタノールアミン、および２－（オクチルアミノ）エタノールからなる群から選択されるアミノアルキルアルコールを含む、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項１０】
前記研磨剤が、約３ｗｔ％以上の濃度で存在する陰イオン的に修飾されたコロイダルシリカを含み、
前記Ｒ
１
、Ｒ
２
およびＲ
３
の少なくとも１つが、水酸基で置換されてもよいＣ６以上のアルキル基である、請求項６に記載の研磨用組成物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、研磨剤、添加剤、および水を含む化学機械研磨（ＣＭＰ）用組成物に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
酸窒化ケイ素（ＳｉＮ
ｘ
Ｏ
ｙ
）は、その卓越した電子的および機械的能力について広く研究される重要な無機材料である。ＳｉＮ
ｘ
Ｏ
ｙ
は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ
２
）と窒化ケイ素（Ｓｉ
３
Ｎ
４
）との間の中間相であり、高温での高い耐久性、熱衝撃および酸化に対する高い耐性、高密度、優れた機械的能力、ならびに低誘電率を有する。酸窒化ケイ素（ＳｉＮ
ｘ
Ｏ
ｙ
）の利点の１つは、その化学量論比が二酸化ケイ素（ＳｉＯ
２
）から窒化ケイ素（Ｓｉ
３
Ｎ
４
）までの全範囲を網羅して顕著に変化することができるという事実、すなわち、これら２つの材料には溶解度間隙が存在しないという事実である。製造加工中にＳｉＮ
ｘ
Ｏ
ｙ
の化学組成を変動させることによって、その屈折率および誘電率を調整することができる。ＳｉＮ
ｘ
Ｏ
ｙ
はまた、調整可能な薄膜応力を有し、室温で可視光線範囲のフォトルミネッセンス（ＰＬ）を提示する。したがってＳｉＮ
ｘ
Ｏ
ｙ
は、集積回路（ＩＣ）、障壁層、不揮発性メモリ、光導波路、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、および傷防止コーティングにおいて非常に魅力的である。さらにＳｉＮ
ｘ
Ｏ
ｙ
は、その高い強度、断熱性、ならびに電気的および化学的抵抗性のために、例えば非線形光学系および機械部品などの高温関連用途として使用することができる。
【０００３】
酸窒化ケイ素（ＳｉＮ
ｘ
Ｏ
ｙ
）は、プラズマ化学蒸着（ＣＶＤ）または低圧化学蒸着（ＬＰ－ＣＶＤ）を利用して対象の基板に薄膜として付着させ、その後に化学機械加工（ＣＭＰ）を利用して研磨することができる。なお、本明細書中「ＳｉＮ
ｘ
Ｏ
ｙ
」を「ＳｉＯＮ」とも称する。
【０００４】
ＣＭＰは、基板（半導体ウエハなど）の表面から材料を除去し、その表面を剥離などの物理的加工と酸化やキレート化などの化学的加工とを合わせることによって研磨する（平坦化する）加工である。その最も基本的な形態では、ＣＭＰは基板の表面に、または基板を研磨する研磨パッドに、スラリーを塗布することを含む。この加工によって、不必要な材料の除去と基板の表面の平坦化との両方が達成される。単に物理的または単に化学的であることは除去加工または研磨加工には望ましくなく、むしろ両方の相乗的な組合わせが含まれる。
【０００５】
現在知られている、ＳｉＯＮ含有表面を研磨するためのＣＭＰスラリー組成物の多くは、多くの研磨スラリーが低いフィルム除去率を提示する傾向である通り、限られた数の目的のみに適しており、このことは低い製造歩留まりを導く。
【０００６】
したがって、よりよい研磨特性および／または研磨能力を有するＣＭＰスラリー組成物を開発し、向上させる継続的な必要性がある。
【発明の概要】
【０００７】
本発明によって解決される本開示の主題または問題の目的（１つまたは複数）によれば、本明細書に具体化され広範に記載される通り、ＣＭＰを使用する際に研磨速度の向上を促進する、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）含有基板などを研磨するための組成物を提供することが本発明の目的である。本発明の別の目的は、基板からＳｉＯＮなどの材料を除去する方法を提供することである。
【０００８】
したがって、１つの態様における本開示の主題は、研磨剤、添加剤、および水を含み、
前記研磨剤がコロイダルシリカを含み、前記添加剤がアミノアルキルアルコールを含み、ただし、当該アミノアルキルアルコールが３級アミンの場合、窒素原子に結合する、水酸基が置換されたアルキル基は直鎖であり、ｐＨが約２．５以下である、研磨用組成物に関する。
【０００９】
別の態様では、研磨剤、添加剤、および水を含み、前記研磨剤がコロイダルシリカを含み、前記添加剤がアミノアルキルアルコールを含み、前記アミノアルキルアルコールが、Ｎ（Ｒ
１
）（Ｒ
２
）（Ｒ
３
）で示され、Ｒ
１
、Ｒ
２
およびＲ
３
は、それぞれ独立して、水素原子、および、水酸基で置換されてもよいアルキル基から選択され、ここで、ｉ）Ｒ
１
、Ｒ
２
およびＲ
３
の少なくとも１つが１つ以上の水酸基で置換されたアルキル基であり、かつ、ｉｉ）Ｒ
１
、Ｒ
２
およびＲ
３
の少なくとも１つが無置換のアルキル基、あるいは、Ｒ
１
、Ｒ
２
およびＲ
３
の少なくとも２つが水素原子であり、前記水酸基で置換されたアルキル基が４級炭素を含む場合、当該水酸基で置換されたアルキル基は２つ以上の水酸基を含む、ｐＨが約２．５以下である、研磨用組成物に関する。
【００１０】
別の態様では、本明細書に記載される主題は、基板を研磨する方法であって、１）本明細書に開示される通りの研磨用組成物を提供するステップと、２）ＳｉＯＮ含有層を含む基板を提供するステップと、３）当該基板を、当該研磨用組成物を用いて研磨するステップとを含む、研磨済み基板を製造する方法に関する。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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