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公開番号2025072442
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-09
出願番号2025014778,2024083208
出願日2025-01-31,2023-09-29
発明の名称研磨液セット、研磨液の製造方法、研磨液、及び、研磨方法
出願人株式会社レゾナック
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C09K 3/14 20060101AFI20250430BHJP(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】重合体及び水性媒体を含有する重合体組成物として、優れた保存安定性を有する重合体組成物を得ることができると共に、砥粒及び重合体を含有する研磨液として、パターンウエハのオーバー研磨の際に過剰なディッシングを抑制可能な研磨液を得ることが可能な重合体を提供する。
【解決手段】研磨液用の重合体であって、前記重合体が、スチレン及びスチレン誘導体からなる群より選ばれる少なくとも一種のスチレン化合物に由来する第1の構造単位と、メタクリル酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種のメタクリル酸化合物に由来する第2の構造単位と、を有し、前記第1の構造単位の含有量が0mol%超38mol%以下である、重合体。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
重合体及び水性媒体を含有する重合体組成物と、砥粒及び水性媒体を含有する液と、を備え、
前記重合体が、スチレン及びスチレン誘導体からなる群より選ばれる少なくとも一種のスチレン化合物に由来する第１の構造単位と、メタクリル酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種のメタクリル酸化合物に由来する第２の構造単位と、を有し、
前記重合体の重量平均分子量が３０００～５０００００であり、
前記重合体における前記第１の構造単位の含有量が０ｍｏｌ％超３８ｍｏｌ％以下であり、
前記重合体における前記第２の構造単位の含有量が６０～９０ｍｏｌ％であり、
前記重合体組成物における前記重合体の含有量が０．０１０～３０質量％である、研磨液セット。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
前記第１の構造単位が、スチレンに由来する構造単位を含む、請求項１に記載の研磨液セット。
【請求項３】
前記重合体におけるカルボキシ基及びカルボン酸塩基の換算合計量が６．７×１０
－３
ｍｏｌ／ｇ以上であり、前記換算合計量が、前記重合体中のカルボン酸塩基をカルボキシ基に置き換えて算出される、請求項１に記載の研磨液セット。
【請求項４】
請求項１～３のいずれか一項に記載の研磨液セットにおける前記重合体組成物と前記液とを混合する工程を備える、研磨液の製造方法。
【請求項５】
砥粒と、重合体と、水性媒体と、を含有し、
前記重合体が、スチレン及びスチレン誘導体からなる群より選ばれる少なくとも一種のスチレン化合物に由来する第１の構造単位と、メタクリル酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種のメタクリル酸化合物に由来する第２の構造単位と、を有し、
前記重合体の重量平均分子量が３０００～５０００００であり、
前記重合体における前記第１の構造単位の含有量が０ｍｏｌ％超３８ｍｏｌ％以下であり、
前記重合体における前記第２の構造単位の含有量が６０～９０ｍｏｌ％であり、
前記重合体の含有量が０．０１～１０質量％である、研磨液。
【請求項６】
前記第１の構造単位が、スチレンに由来する構造単位を含む、請求項５に記載の研磨液。
【請求項７】
前記重合体におけるカルボキシ基及びカルボン酸塩基の換算合計量が６．７×１０
－３
ｍｏｌ／ｇ以上であり、前記換算合計量が、前記重合体中のカルボン酸塩基をカルボキシ基に置き換えて算出される、請求項５に記載の研磨液。
【請求項８】
請求項５～７のいずれか一項に記載の研磨液を用いて被研磨面を研磨する工程を備える、研磨方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、重合体、重合体組成物、研磨液セット、研磨液、研磨液の製造方法、研磨方法等に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年の半導体部品の製造工程では、高密度化・微細化のための加工技術の重要性がますます高まっている。加工技術の一つであるＣＭＰ（化学機械研磨：ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰоｌｉｓｈｉｎｇ）技術は、半導体部品の製造工程において、ＳＴＩの形成、プリメタル絶縁膜又は層間絶縁膜の平坦化、プラグ又は埋め込み金属配線の形成等に必須の技術となっている。ＣＭＰ工程等の研磨工程において用いられる研磨液としては、砥粒、重合体及び水性媒体を含有する研磨液が知られている（例えば、下記特許文献１～３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１５／１７０４３６号
特開２０１１－１０３４９８号公報
国際公開第２００７／０５５２７８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
研磨液用の重合体及び水性媒体を含有する重合体組成物（重合体含有組成物）と、砥粒等の他成分とに分けた状態で研磨液の構成成分が保存され、重合体組成物と当該他成分とを混合することにより研磨液を得る場合がある。しかしながら、研磨液用の重合体及び水性媒体を含有する重合体組成物を調製してから一定時間が経過すると、沈降物が発生する場合があることから、重合体組成物の保存安定性を向上させることが求められる。
【０００５】
また、近年の半導体部品では、微細化がますます加速し、配線幅の縮小と共に薄膜化が進んでいる。これにより、半導体部品の製造工程に要求される規格が厳しくなり、複数の絶縁部材を有する基体を高度に平坦化する必要性が生じている。例えば、ＣＭＰ技術（ＳＴＩを形成するＣＭＰ技術等）においては、凹凸パターンを有する基板と、基板の凸部上に配置されたストッパ（ストッパ材料を含有する部材）と、基板の凹部を埋めるように基板及びストッパの上に配置された絶縁部材（絶縁材料を含有する部材）と、を有するパターンウエハが研磨される場合がある。このような研磨では、絶縁部材の研磨がストッパにより停止され、ストッパが露出した段階で絶縁部材の研磨を停止させる。これは、絶縁部材の研磨量（例えば、絶縁部材における除去される厚さ）を人為的に制御することが難しいためであり、ストッパが露出するまで絶縁部材を研磨することにより研磨の程度を制御している。
【０００６】
ＣＭＰ技術においては、絶縁部材を研磨してストッパが露出した段階で研磨を停止させた後、ストッパ上に絶縁部材が残存することを避けるため、ストッパが露出した後も余分に研磨を行うことがある。この余分な研磨は、「オーバー研磨」と呼ばれている。一方、オーバー研磨を行う場合において、ストッパ上に残存する絶縁部材以外の絶縁部材（基板の凹部に埋め込まれた絶縁部材）までもが余分に研磨される場合がある。これにより、ディッシング（ストッパ上に残存する絶縁部材以外の絶縁部材（基板の凹部に埋め込まれた絶縁部材）が過剰に研磨される現象）が進行してしまい、研磨後の平坦性が劣る場合がある。そのため、砥粒を含有する研磨液に対しては、凸部及び凹部を有するパターンウエハのオーバー研磨の際に過剰なディッシングを抑制することが求められる。
【０００７】
本開示の一側面は、重合体及び水性媒体を含有する重合体組成物として、優れた保存安定性を有する重合体組成物を得ることができると共に、砥粒及び重合体を含有する研磨液として、パターンウエハのオーバー研磨の際に過剰なディッシングを抑制可能な研磨液を得ることが可能な重合体を提供することを目的とする。本開示の他の一側面は、前記重合体を含有する重合体組成物を提供することを目的とする。本開示の他の一側面は、前記重合体組成物を備える研磨液セットを提供することを目的とする。本開示の他の一側面は、前記重合体を含有する研磨液を提供することを目的とする。本開示の他の一側面は、前記重合体組成物を用いた研磨液の製造方法を提供することを目的とする。本開示の他の一側面は、前記研磨液を用いた研磨方法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】
【０００８】
本開示は、いくつかの側面において、下記の［１］～［１２］等に関する。
［１］研磨液用の重合体であって、前記重合体が、スチレン及びスチレン誘導体からなる群より選ばれる少なくとも一種のスチレン化合物に由来する第１の構造単位と、メタクリル酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種のメタクリル酸化合物に由来する第２の構造単位と、を有し、前記第１の構造単位の含有量が０ｍｏｌ％超３８ｍｏｌ％以下である、重合体。
［２］前記第１の構造単位が、スチレンに由来する構造単位を含む、［１］に記載の重合体。
［３］前記第２の構造単位の含有量が６０～９０ｍｏｌ％である、［１］又は［２］に記載の重合体。
［４］カルボキシ基及びカルボン酸塩基の換算合計量が６．７×１０
－３
ｍｏｌ／ｇ以上であり、前記換算合計量が、前記重合体中のカルボン酸塩基をカルボキシ基に置き換えて算出される、［１］～［３］のいずれか一つに記載の重合体。
［５］重量平均分子量が３０００～５０００００である、［１］～［４］のいずれか一つに記載の重合体。
［６］［１］～［５］のいずれか一つに記載の重合体と、水性媒体と、を含有する、重合体組成物。
［７］［６］に記載の重合体組成物と、砥粒及び水性媒体を含有する液と、を備える、研磨液セット。
［８］前記砥粒が、セリウム酸化物、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物及びイットリウム酸化物からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む、［７］に記載の研磨液セット。
［９］砥粒と、［１］～［５］のいずれか一つに記載の重合体と、水性媒体と、を含有する、研磨液。
［１０］前記砥粒が、セリウム酸化物、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物及びイットリウム酸化物からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む、［９］に記載の研磨液。
［１１］［６］に記載の重合体組成物と、砥粒及び水性媒体を含有する液と、を混合する工程を備える、研磨液の製造方法。
［１２］［９］に記載の研磨液を用いて被研磨面を研磨する工程を備える、研磨方法。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の一側面によれば、重合体及び水性媒体を含有する重合体組成物として、優れた保存安定性を有する重合体組成物を得ることができると共に、砥粒及び重合体を含有する研磨液として、パターンウエハのオーバー研磨の際に過剰なディッシングを抑制可能な研磨液を得ることが可能な重合体を提供することができる。本開示の他の一側面によれば、前記重合体を含有する重合体組成物を提供することができる。本開示の他の一側面によれば、前記重合体組成物を備える研磨液セットを提供することができる。本開示の他の一側面によれば、前記重合体を含有する研磨液を提供することができる。本開示の他の一側面によれば、前記重合体組成物を用いた研磨液の製造方法を提供することができる。本開示の他の一側面によれば、前記研磨液を用いた研磨方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の実施形態について詳細に説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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