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公開番号2024130711
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023040584
出願日2023-03-15
発明の名称化学機械研磨用組成物及び化学機械研磨方法
出願人JSR株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 21/304 20060101AFI20240920BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】タングステンやコバルト等の導電体金属とシリコン酸化膜等の絶縁膜とが共存する被研磨面に対して、高速かつ平坦に研磨することができるとともに、研磨後の表面欠陥の発生を低減できる化学機械研磨用組成物、及び化学機械研磨方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る化学機械研磨用組成物は、シリカ粒子と、液状媒体と、を含有し、前記シリカ粒子の長径(Rmax)と短径(Rmin)との比(Rmax/Rmin)が2.5以上であり、化学機械研磨用組成物中における前記シリカ粒子のゼータ電位が0mVを超えるものである。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
シリカ粒子と、液状媒体と、を含有する化学機械研磨用組成物であって、
前記シリカ粒子の長径（Ｒｍａｘ）と短径（Ｒｍｉｎ）との比（Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）が２．５以上であり、
前記化学機械研磨用組成物中における前記シリカ粒子のゼータ電位が０ｍＶを超える、化学機械研磨用組成物。
続きを表示（約 600 文字）【請求項２】
ＢＥＴ法を用いて測定された比表面積から算出された、前記シリカ粒子の平均一次粒子径が、４０ｎｍ以下である、請求項１に記載の化学機械研磨用組成物。
【請求項３】
動的光散乱法を用いて測定された、前記シリカ粒子の平均二次粒子径が、４０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である、請求項１または請求項２に記載の化学機械研磨用組成物。
【請求項４】
化学機械研磨用組成物の全質量を１００質量％としたときに、前記シリカ粒子の含有量が０．１質量％以上１０質量％以下である、請求項１または請求項２に記載の化学機械研磨用組成物。
【請求項５】
さらに、酸性化合物を含有する、請求項１または請求項２に記載の化学機械研磨用組成物。
【請求項６】
さらに、酸化剤を含有する、請求項１または請求項２に記載の化学機械研磨用組成物。
【請求項７】
ｐＨが２以上５以下である、請求項１または請求項２に記載の化学機械研磨用組成物。
【請求項８】
請求項１または請求項２に記載の化学機械研磨用組成物を用いて半導体基板を研磨する工程を含む、化学機械研磨方法。
【請求項９】
前記半導体基板が、酸化シリコン及びタングステンよりなる群から選択される少なくとも１種を含有する部位を備える、請求項８に記載の化学機械研磨方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学機械研磨用組成物及び化学研磨方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体装置内に形成される配線及びプラグ等からなる配線層の微細化が進んでいる。これに伴い、配線層を化学機械研磨（以下、「ＣＭＰ」ともいう。）により平坦化する手法が用いられている。このようなＣＭＰの最終的な目的は、研磨後に、被研磨面を平坦化し、無欠陥かつ無腐食の表面を得ることである。そのため、ＣＭＰで使用される化学機械研磨用組成物は、材料除去速度、研磨後の表面欠陥品率、及び研磨後の金属腐食防止等の特性により評価される。
【０００３】
近年、配線層の更なる微細化により、導電体金属としてタングステン（Ｗ）やコバルト（Ｃｏ）が適用され始めている。そのため、余剰に積層されたタングステンやコバルトをＣＭＰにより効率的に除去しつつ、かつ、タングステンやコバルトの腐食を抑制し、良好な表面状態を形成できることが要求されている。このようなタングステンやコバルトの化学機械研磨に関し、種々の添加剤を含有する化学機械研磨用組成物が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２０１７－５１４２９５号公報
特開２０１６－０３０８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
タングステンやコバルト等の導電体金属を含む半導体ウエハの普及に伴い、タングステンやコバルト等の導電体金属とシリコン酸化膜等の絶縁膜とが共存する被研磨面に対して、高速かつ平坦に研磨することができるとともに、研磨後の表面欠陥の発生を低減できる化学機械研磨用組成物、及び化学機械研磨方法が要求されている。
【０００６】
特に、導電体金属と絶縁膜とが共存する被研磨面において、絶縁膜の研磨速度よりも導電体金属の研磨速度の方が速い場合、導電体金属部分が皿状に削れてしまうディッシングと呼ばれる表面欠陥が発生しやすいという課題があり、これを解決することが要求されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下のいずれかの態様として実現することができる。
【０００８】
本発明に係る化学機械研磨用組成物の一態様は、
シリカ粒子と、液状媒体と、を含有し、
前記シリカ粒子の長径（Ｒｍａｘ）と短径（Ｒｍｉｎ）との比（Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）が２．５以上であり、
前記化学機械研磨用組成物中における前記シリカ粒子のゼータ電位が０ｍＶを超えるものである。
【０００９】
前記化学機械研磨用組成物の一態様において、
ＢＥＴ法を用いて測定された比表面積から算出された、前記シリカ粒子の平均一次粒子径が、４０ｎｍ以下であってもよい。
【００１０】
前記化学機械研磨用組成物のいずれかの態様において、
動的光散乱法を用いて測定された、前記シリカ粒子の平均二次粒子径が、４０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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