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公開番号2025015438
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2024098463
出願日2024-06-19
発明の名称研磨用スラリー組成物及びそれを用いた集積回路素子の製造方法
出願人三星電子株式会社,Samsung Electronics Co.,Ltd.
代理人個人,個人
主分類C09K 3/14 20060101AFI20250123BHJP(染料;ペイント;つや出し剤;天然樹脂;接着剤;他に分類されない組成物;他に分類されない材料の応用)
要約【課題】研磨用スラリー組成物及びそれを用いた集積回路素子の製造方法を提供する。
【解決手段】研磨用スラリー組成物は、セリウム基盤の金属有機骨格体(metal organic framework)からなる研磨粒子と、水と、を含む。セリウム基盤の金属有機骨格体は、6個のセリウム原子をそれぞれ含む複数のセリウムヘキサニュークリアナノクラスタ(cerium hexanuclear nanocluster)と、複数のセリウムヘキサニュークリアナノクラスタのうちから選択される2個のセリウムヘキサニュークリアナノクラスタの間に1つずつ連結された複数の有機リンカー(organic linker)と、を含む3次元網状構造を有する集積回路素子を製造するために、研磨用スラリー組成物を使用してCMP(chemical mechanical polishing)工程によって研磨対象膜を研磨する。
【選択図】図4

特許請求の範囲【請求項１】
セリウム基盤の金属有機骨格体(metal organic framework)からなる研磨粒子と、水と、を含み、
前記セリウム基盤の金属有機骨格体は、６個のセリウム原子をそれぞれ含む複数のセリウムヘキサニュークリアナノクラスタ(cerium hexanuclear nanocluster)と、前記複数のセリウムヘキサニュークリアナノクラスタのうちから選択される２個のセリウムヘキサニュークリアナノクラスタの間に１つずつ連結された複数の有機リンカー(organic linker)と、を含む３次元網状構造を有する、研磨用スラリー組成物。
続きを表示（約 2,900 文字）【請求項２】
前記複数のセリウムヘキサニュークリアナノクラスタは、それぞれ化学式１で表示される組成を有する、請求項１に記載の研磨用スラリー組成物。
TIFF
2025015438000008.tif
9
114
化学式１において、
ｘは、４ないし８の整数であり、
ｙは、１ないし８の整数であり、
Ａは、カルボン酸塩、硝酸塩、アミノ酸塩、塩素イオンのうち、少なくとも１つを含む。
【請求項３】
前記セリウム基盤の金属有機骨格体において、前記複数の有機リンカーは、それぞれ複数の陰イオン性官能基を有し、前記複数の陰イオン性官能基を介して前記複数のセリウムヘキサニュークリアナノクラスタのうちから選択される少なくとも２個のセリウムヘキサニュークリアナノクラスタと化学結合されている、請求項１に記載の研磨用スラリー組成物。
【請求項４】
前記セリウム基盤の金属有機骨格体において、前記複数の有機リンカーは、それぞれ置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
２０
アルキル、置換もしくは非置換のＣ
２
－Ｃ
２０
アルケニル、置換もしくは非置換のＣ
２
－Ｃ
２０
アルキニル、置換もしくは非置換のＣ
１
－Ｃ
２０
ヘテロアルキル、置換もしくは非置換のＣ
２
－Ｃ
２０
ヘテロアルケニル、置換もしくは非置換のＣ
２
－Ｃ
２０
ヘテロアルキニル、置換もしくは非置換のＣ
３
－Ｃ
２０
シクロアルキル、置換もしくは非置換のＣ
３
－Ｃ
２０
シクロアルケニル、または置換もしくは非置換のＣ
６
－Ｃ
３０
芳香族環系を含む、請求項１に記載の研磨用スラリー組成物。
【請求項５】
前記セリウム基盤の金属有機骨格体において、前記複数の有機リンカーは、それぞれベンゼン－１,４－ジカルボン酸(benzene-1,4-dicarboxylic acid)、５－ブロモイソフタル酸(5-bromoisophthalic acid)、２－ヒドロキシテレフタル酸(2-hydroxyterephthalic acid)、２,５－ジヒドロキシテレフタル酸(2,5- dihydroxyterephthalic acid)、５－シアノ－１,３－ベンゼンジカルボン酸(5-cyano-1,3-benzenedicarboxylic
acid)、２,５－ジアミノテレフタル酸(2,5-diaminoterephthalic
acid)、５－エチニル－１,３－ベンゼンジカルボン酸(5-ethynyl-1,3-benzenedicarboxylic acid)、４,４’－ビフェニルジカルボン酸(4,4’-biphenyldicarboxilic
acid)、２,６－ナフタレンジカルボン酸(2,6-naphthalenedicarboxylic
acid)、９,１０－アントラセンジカルボン酸(9,10-anthracenedicarboxylic
acid)、２,２－ジアミノ－４,４’－スチルベンジカルボン酸(2,2-diamino-4,4’-
stilbenedicarboxylic acid)、２,２－ジニトロ－４,４－スチルベンジカルボン酸(2,2-dinitro-4,4-stilbenedicarboxylic acid)、１,３,５－トリカルボキシベンゼン(1,3,5-tricarboxybenzene)、ビフェニル－３,４’,５－トリカルボン酸(biphenyl-3,4’,5-tricarboxylic
acid)、１,３,５－トリスカルボキシフェニルエチニルベンゼン(1,3,5-Tris(4-carboxyphenyl)benzene)、２,４,６－トリス（４－カルボキシフェニル）－１,３,５－トリアジン）(2,4,6-Tris(4-carboxyphenyl)-1,3,5-triazine)、１,３,５－トリス（４－カルボキシ［１,１’－ビフェニル］－４－イル）ベンゼン(1,3,5-tris(4-carboxy[1,1’-biphenyl]-4-yl)benzene)、ビフェニル－３,３,５,５’－テトラカルボン酸(biphenyl-3,3,5,5’-tetracarboxylic
acid)、１,２,４,５－テトラキス（４－カルボキシフェニル）ベンゼン(1,2,4,5-tetrakis(4-carboxyphenyl)benzene)、１,４,７,１０－テトラアザシクロドデカン－Ｎ,Ｎ’,Ｎ’’,Ｎ’’’－テトラ酢酸(1,4,7,10-tetraazacyclododecane-N,N’,N’’,N’’’-tetraacetic
acid)、及び１,１,２,２－テトラ（４－カルボキシルフェニル）エチレン(1,1,2,2-tetra(4-carboxylphenyl)ethylene)のうちから選択された少なくとも１つの有機化合物から得られたカルボキシレート(carboxylate)からなる、請求項１に記載の研磨用スラリー組成物。
【請求項６】
分散剤をさらに含む、請求項１に記載の研磨用スラリー組成物。
【請求項７】
ｐＨ調節剤(pH adjuster)をさらに含む、請求項１に記載の研磨用スラリー組成物。
【請求項８】
腐食抑制剤(inhibitor)及び研磨ブースター(booster)のうちから選択される少なくとも１つをさらに含む、請求項１に記載の研磨用スラリー組成物。
【請求項９】
前記研磨粒子の含量は、前記研磨用スラリー組成物の総重量を基準に０．１重量％～２重量％である、請求項１に記載の研磨用スラリー組成物。
【請求項１０】
３次元網状構造を有するセリウム基盤の金属有機骨格体(metal organic framework)からなる研磨粒子と、水と、を含み、
前記セリウム基盤の金属有機骨格体は、下記一般式１で表示される結合構造を含む、研磨用スラリー組成物。
［一般式１］
｛［Ｃｅ
６
］－Ｌ｝
ｎ
一般式１において、
［Ｃｅ
６
］は、６個のセリウム原子及び複数の酸素原子をそれぞれ含むセリウムヘキサニュークリアナノクラスタ(cerium hexanuclear nanocluster)であり、
Ｌは、有機リンカーであり、
ｎは、２以上の整数である。
（【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】
本発明は、スラリー組成物及びそれを用いた集積回路素子の製造方法に係り、特に、CMP(chemical mechanical polishing)工程を用いて研磨対象膜を研磨するためのスラリー組成物及びそれを用いた集積回路素子の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
電子技術の発達によって、集積回路素子のダウンスケーリング(down-scaling)が急速に進められており、集積回路素子に含まれる単位素子の線幅及びピッチも微細化されている。これにより、研磨対象膜の研磨効率を高めて前記研磨対象膜の物理的損傷を最小化して集積回路素子の寿命及び信頼性を改善する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の技術的思想が解決しようとする技術的課題は、研磨対象膜を研磨するに当たって、前記研磨対象膜の研磨面でスクラッチのような欠陥または物理的損傷を防止しながら、前記研磨対象膜の研磨速度を増加させうる研磨用スラリー組成物を提供することである。
【０００４】
本発明の技術的思想が解決しようとする他の技術的課題は、研磨対象膜の研磨面でスクラッチのような欠陥または物理的損傷を防止しながら、前記研磨対象膜の研磨速度を増加させることで、集積回路素子製造工程の生産性を向上させ、集積回路素子の信頼性を向上させうる集積回路素子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の技術的思想による一様態による研磨用スラリー組成物は、セリウム基盤の金属有機骨格体(metal organic framework)からなる研磨粒子と、水と、を含み、前記セリウム基盤の金属有機骨格体は、６個のセリウム原子をそれぞれ含む複数のセリウムヘキサニュークリアナノクラスタ(cerium hexanuclear nanocluster)と、前記複数のセリウムヘキサニュークリアナノクラスタのうちから選択される２個のセリウムヘキサニュークリアナノクラスタの間に１つずつ連結された複数の有機リンカー(organic linker)と、を含む３次元網状構造を有する。
【０００６】
本発明の技術的思想による他の様態による研磨用スラリー組成物は、３次元網状構造を有するセリウム基盤の金属有機骨格体(metal organic framework)からなる研磨粒子と、水と、を含み、前記セリウム基盤の金属有機骨格体は、下記一般式１で表示される結合構造を含む。
【０００７】
［一般式１］
｛［Ｃｅ
６
］－Ｌ｝
ｎ
一般式１において、
［Ｃｅ
６
］は、６個のセリウム原子及び複数の酸素原子をそれぞれ含むセリウムヘキサニュークリアナノクラスタ(cerium hexanuclear nanocluster)であり、
Ｌは、有機リンカーであり、
ｎは、２以上の整数である。
【０００８】
本発明の技術的思想による一様態による集積回路素子の製造方法では、基板上に研磨対象膜を形成する。セリウム基盤の金属有機骨格体(metal organic framework)からなる研磨粒子と、水と、を含むスラリー組成物を使用してCMP(chemical mechanical polishing)工程によって前記研磨対象膜を研磨する。前記セリウム基盤の金属有機骨格体は、６個のセリウム原子をそれぞれ含む複数のセリウムヘキサニュークリアナノクラスタ(cerium hexanuclear nanocluster)と、前記複数のセリウムヘキサニュークリアナノクラスタのうちから選択される２個のセリウムヘキサニュークリアナノクラスタの間に１つずつ連結された複数の有機リンカー(organic linker)を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の技術的思想による研磨用スラリー組成物によれば、研磨対象膜を研磨するに当たって、前記研磨対象膜の研磨面においてスクラッチのような欠陥または物理的損傷を防止しながら、前記研磨対象膜の研磨速度を増加させうる。
【００１０】
本発明の技術的思想による集積回路素子の製造方法によれば、本発明の技術的思想による研磨用スラリー組成物を使用して研磨対象膜を研磨することで、集積回路素子製造工程の生産性を向上させ、信頼性が向上した集積回路素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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