特許ウォッチ

公開番号2025058928
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-09
出願番号2024148252
出願日2024-08-30
発明の名称研磨用組成物
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C09K 3/14 20060101AFI20250401BHJP(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】銅、タンタル、およびTEOSに対する調整可能な除去速度比によるバリア研磨を可能にする研磨用組成物および方法を提供すること。
【解決手段】シリカ粒子(12nm超)と、金属腐食防止剤と、ホスフェート界面活性剤とを含む研磨用組成物は、1超のTaからTEOS選択性および低いCu除去速度(例えば、200Å/分未満)を達成することができ、良好なトポグラフィー補正(例えば、ディッシングの低減)を可能にする。
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
１２ｎｍ超の平均一次粒子径を有する、および／または、３０ｎｍ超の平均二次粒子径を有する、シリカ粒子を含む研磨剤と；
ホスフェート界面活性剤と；
水溶性高分子と；
電気伝導度制御剤と；
を含み、
前記シリカ粒子が、１．３超のＤ９０／Ｄ５０比もしくは１．７超のＤ９０／Ｄ１０比を有する、および／または、有機酸で表面修飾され、
前記ホスフェート界面活性剤が、１５個以下のオキシエチレン単位と、直鎖または分岐のＣ
４
以上のアルキルフェニルとを含み、研磨用組成物の総重量に対して、０．５重量％未満の濃度で存在し、
前記電気伝導度制御剤が、前記研磨用組成物の総重量に対して、１重量％未満の濃度で存在し、
ｐＨが８超１１未満である、
研磨用組成物。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記ホスフェート界面活性剤が、前記研磨用組成物の総重量に対して、０．０１重量％超の濃度で存在する、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項３】
前記水溶性高分子として、多糖を含む、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項４】
前記多糖として、プルランを含む、請求項３に記載の研磨用組成物。
【請求項５】
前記電気伝導度制御剤として、クエン酸塩を含む、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項６】
前記クエン酸塩が、クエン酸三カリウムおよびクエン酸二アンモニウムの少なくとも一方である、請求項５に記載の研磨用組成物。
【請求項７】
前記電気伝導度制御剤が、前記研磨用組成物の総重量に対して、０．０３重量％超の濃度で存在する、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項８】
前記ホスフェート界面活性剤が、以下の式（Ｉ）：
［尾部－（ＯＣ
２
Ｈ
５
）
ｎ
－Ｏ］
ｍ
－ＰＯ
ｑ
Ｈ
ｒ
（Ｉ）
式中、
ＯＣ
２
Ｈ
５
が、オキシエチレン単位であり、
ｎが、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、または１５であり、
（ｍ、ｑ、ｒ）が、（１、３、２）、（２、２、１）、または（３、１、０）であり、
尾部が、Ｃ
４
以上のアルキルフェニルである、
で示される、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項９】
前記ｎが、６、７、８または９である、および／または、前記尾部が、Ｃ
５
～Ｃ
１１
のアルキルフェニルである、請求項８に記載の研磨用組成物。
【請求項１０】
前記ホスフェート界面活性剤が、前記研磨用組成物の総重量に対して、０．０１重量％超の濃度で存在し、
前記電気伝導度制御剤が、前記研磨用組成物の総重量に対して、０．０３重量％超の濃度で存在し、
前記シリカ粒子が７８ｎｍ未満の平均一次粒子径を有し、有機酸で表面修飾されていない場合、１．９未満のＤ９０／Ｄ５０比を有する、請求項９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】
本発明は、研磨用組成物に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
本技術の背景についての以下の説明は、単に本技術を理解するうえでの支援として提供されたものであり、本技術に対する先行技術を説明または構成すると認められたものではない。
【０００３】
本技術の背景についての以下の説明は、単に本技術を理解するうえでの支援として提供されたものであり、本技術に対する先行技術を説明または構成すると認められたものではない。半導体製造に関する主な化学機械研磨（ＣＭＰ）の課題の１つは、特定の材料の選択的研磨である。銅（Ｃｕ）は半導体デバイス制作の相互接続材料として広く使用されている一方、タンタル（Ｔａ）、コバルト（Ｃｏ）およびこれらの組み合わせは、バリア材料として広く使用され、オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）から誘導したＳｉＯ
２
は、基板材料として広く使用されている。ここで、オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）から誘導したＳｉＯ
２
を単にＴＥＯＳとも称する。したがって、調整可能なＣｕ、Ｔａ、およびＴＥＯＳ除去速度を実現し、高いタンタル対ＴＥＯＳ除去速度（ＲＲ）選択性（例えば、約１．２を超えるＲＲ
Ｔａ
／ＲＲ
ＴＥＯＳ
）および低い銅除去速度（例えば、約２００Å／分未満）を与えることにより、バリア研磨工程中のＣｕ相互接続の損失を最小にする化学機械研磨組成物に対するニーズが存在する。また、ＴＥＯＳに対するＣｕのディッシングの観点から良好なトポグラフィー補正を実現する化学機械研磨組成物および方法に対するニーズも存在する。本開示の研磨用組成物および方法が開発されたことは、この背景を踏まえている。
【発明の概要】
【０００４】
任意の他の態様または実施形態と組み合わされてもよい一態様では、本開示は、３０ｎｍ以上の平均一次粒子径を有するシリカ粒子を含む研磨剤と；ホスフェート界面活性剤と；腐食防止剤と；水溶性高分子と；を含む研磨用組成物であって、ｐＨが７～１１である、研磨用組成物に関する。
【０００５】
いくつかの実施形態において、シリカ粒子は、３０ｎｍ以上かつ８０ｎｍ以下の平均一次粒子径を有する。いくつかの実施形態において、研磨剤は、約１．０重量％～約５．０重量％の濃度で研磨用組成物中に存在する。いくつかの実施形態において、研磨剤は、約２．０重量％～約３．０重量％の濃度で研磨用組成物中に存在する。
【０００６】
いくつかの実施形態において、シリカ粒子は、スルホン酸で表面修飾されている。
【０００７】
いくつかの実施形態において、シリカ粒子は、１．３超のＤ９０／Ｄ１０を有する。いくつかの実施形態において、シリカ粒子は、１．７超のＤ９０／Ｄ１０を有する。
【０００８】
いくつかの実施形態において、ホスフェート界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルホスフェートまたはポリオキシエチレンアルケニルエーテルホスフェートを含む。いくつかの実施形態において、ホスフェート界面活性剤は、５～１６個のオキシエチレン単位を有するポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルホスフェートを含む。いくつかの実施形態において、ホスフェート界面活性剤は、ポリオキシエチレン（７）ノニルフェニルホスフェートを含む。
【０００９】
いくつかの実施形態において、ホスフェート界面活性剤は、組成物の総重量に対して、０．０１重量％～１．０重量％の濃度で存在する。いくつかの実施形態において、ホスフェート界面活性剤は、組成物の総重量に対して、０．００５重量％～０．３重量％の濃度で存在する。
【００１０】
いくつかの実施形態において、腐食防止剤は、トリアゾールである。いくつかの実施形態において、腐食防止剤は、ベンゾトリアゾールを含む。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許