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公開番号2025061943
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-11
出願番号2025013136,2020198712
出願日2025-01-29,2020-11-30
発明の名称研磨用組成物、その製造方法、研磨方法および半導体基板の製造方法
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C09K 3/14 20060101AFI20250404BHJP(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】本発明は、窒化ケイ素の研磨抑制効果を向上させうる手段を提供する。
【解決手段】本発明は、カチオン変性シリカ粒子と、有機酸基またはその塩の基を有する非芳香族架橋環状化合物と、水とを含む、研磨用組成物に関する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
カチオン変性シリカ粒子と、有機酸基またはその塩の基を有する非芳香族架橋環状化合物と、水とを含む、研磨用組成物。
続きを表示（約 2,900 文字）【請求項２】
前記有機酸基またはその塩の基を有する非芳香族架橋環状化合物は、下記一般式１で表される化合物である、請求項１に記載の研磨用組成物：
JPEG
2025061943000009.jpg
39
161
上記一般式１において、
Ｚ
１
は、ＣＲ
１
Ｒ
１
’、Ｃ＝ＯまたはＯであり、
Ｚ
２
は、ＣＲ
２
Ｒ
２
’、Ｃ＝ＯまたはＯであり、
Ｚ
３
は、ＣＲ
３
Ｒ
３
’、Ｃ＝ＯまたはＯであり、
Ｚ
４
は、ＣＲ
４
Ｒ
４
’、Ｃ＝ＯまたはＯであり、
Ｒ
１
、Ｒ
１
’、Ｒ
２
、Ｒ
２
’、Ｒ
３
、Ｒ
３
’、Ｒ
４
、Ｒ
４
’、Ｒ
５
、Ｒ
６
、Ｒ
７
およびＲ
８
は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換されたもしくは非置換のアルキル基、置換されたもしくは非置換のアルケニル基、置換されたもしくは非置換のアルキニル基、置換されたもしくは非置換のアルコキシ基、置換されたもしくは非置換のポリオキシアルキレン基、または有機酸基もしくはその塩の基であり、
前記Ｒ
１
、前記Ｒ
１
’、前記Ｒ
２
、前記Ｒ
２
’、前記Ｒ
３
、前記Ｒ
３
’、前記Ｒ
４
、前記Ｒ
４
’、前記Ｒ
５
、前記Ｒ
６
、前記Ｒ
７
および前記Ｒ
８
の少なくとも１つが置換された基である場合、置換基は、それぞれ独立して、重水素原子、ハロゲン原子、非置換のアルキル基、非置換のアルケニル基、非置換のアルキニル基、非置換のアルコキシ基、非置換のポリオキシアルキレン基、または有機酸基もしくはその塩の基であり、
前記Ｒ
１
、前記Ｒ
１
’、前記Ｒ
２
、前記Ｒ
２
’、前記Ｒ
【請求項３】
前記一般式１において、前記Ｚ
１
、前記Ｚ
２
、前記Ｚ
３
および前記Ｚ
４
の少なくとも１つがＣ＝Ｏである、請求項２に記載の研磨用組成物。
【請求項４】
前記一般式１において、前記Ｒ
１
、前記Ｒ
１
’、前記Ｒ
２
、前記Ｒ
２
’、前記Ｒ
３
、前記Ｒ
３
’、前記Ｒ
４
、前記Ｒ
４
’、前記Ｒ
５
、前記Ｒ
６
、前記Ｒ
７
および前記Ｒ
８
の少なくとも１つが有機酸基もしくはその塩の基、または有機酸基もしくはその塩の基で置換されたアルキル基である、請求項２または請求項３に記載の研磨用組成物。
【請求項５】
前記有機酸基またはその塩の基は、カルボキシ基、カルボキシ基の塩の基、スルホ基、スルホ基の塩の基、ホスホン酸基、ホスホン酸基の塩の基、リン酸基、およびリン酸基の塩の基からなる群より選択される、少なくとも１種である、請求項１～４のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
【請求項６】
前記カチオン変性シリカ粒子のゼータ電位が正の値である、請求項１～５のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
【請求項７】
下記一般式２で表される化合物をさらに含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の研磨用組成物：
JPEG
2025061943000010.jpg
37
161
上記一般式２において、
Ｘ
１
は、ＣＲ
１１
Ｒ
１１
’またはＣ＝Ｏであり、
Ｘ
２
は、ＣＲ
１２
Ｒ
１２
’またはＣ＝Ｏであり、
Ｘ
３
は、ＣＲ
１３
Ｒ
１３
’またはＣ＝Ｏであり、
Ｘ
４
は、ＣＲ
１４
Ｒ
１４
’またはＣ＝Ｏであり、
Ｒ
１０
、Ｒ
１１
、Ｒ
１１
’、Ｒ
１２
、Ｒ
１２
’、Ｒ
１３
、Ｒ
１３
’、Ｒ
１４
およびＲ
１４
’は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換されたもしくは非置換の炭化水素基、置換されたもしくは非置換のオキシ炭化水素基、置換されたもしくは非置換のポリオキシアルキレン基、または下記一般式３で表される基であり、
JPEG
2025061943000011.jpg
16
161
上記一般式３において、Ｒ
１５
は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、または置換されたもしくは非置換の炭化水素基であり、
＊は、上記一般式２の環構成窒素原子（Ｎ）と結合する結合手であり、
前記Ｒ
１０
、前記Ｒ
１１
、前記Ｒ
１１
’、前記Ｒ
１２
、前記Ｒ
１２
’、前記Ｒ
１３
、前記Ｒ
１３
’、前記Ｒ
１４
、前記Ｒ
１４
’および前記Ｒ
１５
の少なくとも１つが置換された基である場合、置換基は、それぞれ独立して、重水素原子、ハロゲン原子、非置換のオキシ炭化水素基、または非置換のポリオキシアルキレン基である。
【請求項８】
酸化剤をさらに含む、請求項１～７のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
【請求項９】
ｐＨが７未満である、請求項１～８のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
【請求項１０】
電気伝導度が３０μＳ／ｃｍ以上、２ｍＳ／ｃｍ以下である、請求項１～９のいずれか１項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、その製造方法、研磨方法および半導体基板の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、半導体基板表面の多層配線化に伴い、デバイスを製造する際に、半導体基板を研磨して平坦化する、いわゆる、化学的機械的研磨（ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ；ＣＭＰ）技術が利用されている。ＣＭＰは、シリカやアルミナ、セリア等の砥粒、防食剤、界面活性剤などを含む研磨用組成物（スラリー）を用いて、半導体基板等の研磨対象物（被研磨物）の表面を平坦化する方法である。この際、研磨対象物（被研磨物）は、シリコン、ポリシリコン、シリコン酸化物（酸化ケイ素）、シリコン窒化物（窒化ケイ素）や、窒化チタン、チタン、窒化タンタルまたはタンタル等を含む膜、銅やタングステンなどの金属等からなる配線、プラグなどである。
【０００３】
ＣＭＰ技術において、窒化ケイ素はストッパー膜（エッチングマスク）として使用されており、この際、窒化ケイ素の研磨速度に対する窒化ケイ素以外の材料（以下、本明細書において、単に「他の材料」とも称する）の研磨速度の比（窒化ケイ素に対する他の材料の選択比）は大きい方が好ましい。窒化ケイ素をストッパー膜として使用した研磨対象物の研磨に関しては、特許文献１に、シリカと、アミノホスホン酸と、多糖と、テトラアルキルアンモニウム塩と、重炭酸塩と、アゾ－ル環を含む化合物と、任意成分である水酸化カリウムと、水とからなり、ｐＨ＝７～１１である化学機械研磨用組成物が開示されている。そして、特許文献１には、当該化学機械研磨用組成物を用いて高い研磨圧力で研磨した際に、ストッパー膜である窒化ケイ素に対するポリシリコンの選択比および絶縁膜である酸化ケイ素に対するポリシリコンの選択比が向上することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２０１４－５０５３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の化学機械研磨用組成物では、窒化ケイ素の研磨抑制効果が不十分であることから、窒化ケイ素に対する他の材料の選択比も不十分となるという問題がある。また、ロス分を考慮して窒化ケイ素膜の膜厚を増加させる等の対応が必要となるという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、窒化ケイ素の研磨抑制効果を向上させうる手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記課題を解決するための一形態を以下に示す：
カチオン変性シリカ粒子と、有機酸基またはその塩の基を有する非芳香族架橋環状化合物と、水とを含む、研磨用組成物。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、窒化ケイ素の研磨抑制効果を向上させうる手段が提供される。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態のみには限定されない。また、本明細書において、範囲を示す「Ｘ～Ｙ」は「Ｘ以上Ｙ以下」を意味する。また、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温（２０℃以上２５℃以下の範囲）／相対湿度４０％ＲＨ以上５０％ＲＨ以下の条件で測定する。
【００１０】
＜研磨用組成物＞
本発明の一形態は、カチオン変性シリカ粒子と、有機酸基またはその塩の基を有する非芳香族架橋環状化合物と、水とを含む、研磨用組成物に関する。
（【００１１】以降は省略されています）

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