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公開番号2025098928
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-02
出願番号2024170490
出願日2024-09-30
発明の名称半導体素子用洗浄ブラシ、半導体素子用洗浄モジュール、化学的機械研磨設備および化学的機械研磨後の洗浄方法
出願人三星電子株式会社,Samsung Electronics Co.,Ltd.
代理人弁理士法人共生国際特許事務所
主分類H01L 21/304 20060101AFI20250625BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】CMP工程後の洗浄段階で半導体基板の逆汚染を低減または防止することができる半導体素子用洗浄ブラシ、これを含む半導体素子用洗浄モジュールおよび化学機械的研磨設備とこれを用いた化学機械的研磨後の洗浄方法を提供する。
【解決手段】本発明による半導体素子用洗浄ブラシは、刺激応答性リガンドを有する高分子を含む。
【選択図】図3

特許請求の範囲【請求項１】
刺激応答性リガンドを有する高分子（ｐｏｌｙｍｅｒ）を含むことを特徴とする半導体素子用洗浄ブラシ。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記刺激応答性リガンドは、外部エネルギーの刺激により可逆的に化学構造の変化を伴う作用基を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体素子用洗浄ブラシ。
【請求項３】
前記作用基の化学構造の変化により金属イオンとの結合力が変化し、
前記作用基は、前記外部エネルギーの刺激により前記金属イオンを吸着または脱着することを特徴とする請求項２に記載の半導体素子用洗浄ブラシ。
【請求項４】
前記作用基の化学構造の変化は、ｃｉｓ構造からｔｒａｎｓ構造への変化と、ｔｒａｎｓ構造からｃｉｓ構造への変化とを含むことを特徴とする請求項２に記載の半導体素子用洗浄ブラシ。
【請求項５】
前記作用基の化学構造の変化は、非イオン性構造から両性イオン性構造への変化と、両性イオン性構造から非イオン性構造への変化とを含むことを特徴とする請求項２に記載の半導体素子用洗浄ブラシ。
【請求項６】
前記刺激応答性リガンドは、金属イオンと配位結合を形成することを特徴とする請求項２に記載の半導体素子用洗浄ブラシ。
【請求項７】
前記外部エネルギーは、光、熱、電気エネルギー、またはこれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項２に記載の半導体素子用洗浄ブラシ。
【請求項８】
前記作用基は、スピロピラニル基、スピロオキサジニル基、オキサジニル基、アゾベンジル基、ボロン－ジピロメテニル基、これらの誘導体、またはこれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項２に記載の半導体素子用洗浄ブラシ。
【請求項９】
前記高分子は、多孔性高分子を含み、
前記刺激応答性リガンドは、前記多孔性高分子の側鎖に位置することを特徴とする請求項１に記載の半導体素子用洗浄ブラシ。
【請求項１０】
前記高分子は、スピロピラニル基、スピロオキサジニル基、オキサジニル基、アゾベンジル基、ボロン－ジピロメテニル基、これらの誘導体、またはこれらの組み合わせを有するポリビニルアルコール、ポリウレタン、またはこれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体素子用洗浄ブラシ。
（【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、半導体素子用洗浄ブラシ、半導体素子用洗浄モジュール、化学的機械研磨設備および化学的機械研磨後の洗浄方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化およびそれによる集積回路の微細化により、数ナノメートルの幅を有する金属配線またはシャロートレンチアイソレーション（ｓｈａｌｌｏｗｔｒｅｎｃｈｉｓｏｌａｔｉｏｎ）のような微細構造物を形成する多様な方法が研究されている。
【０００３】
このような微細構造物を形成する段階で、微細構造物の平坦な表面を作るために研磨工程が行われ、そのような研磨工程の一つとして化学的機械研磨（ｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、ＣＭＰ）が挙げられる。化学的機械研磨は、研磨工程を行う半導体基板と研磨パッドとの間に研磨剤を含む研磨スラリー（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇｓｌｕｒｒｙ）を提供した後、半導体基板を研磨パッドに接触させて基板の表面を平坦化する工程である。
【０００４】
一方、化学的機械研磨工程後の研磨副産物のような研磨パーティクルを物理的に除去するために洗浄ブラシを使用して洗浄を行う。
【０００５】
しかし、洗浄ブラシの反復使用により洗浄ブラシに研磨パーティクルによる汚染が蓄積し、それにより、繰り返される洗浄段階で半導体基板を逆に汚染させることがあり、洗浄ブラシの交換周期が短くなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、化学的機械研磨工程後の洗浄段階で半導体基板の逆汚染を低減したり防止することができ、使用寿命を増大させることができる半導体素子用洗浄ブラシを提供することにある。
また、上記半導体素子用洗浄ブラシを含む半導体素子用洗浄モジュール、該半導体素子用洗浄モジュールを含む化学機械的研磨設備を提供することにある。
また、本発明の目的は、上記半導体素子用洗浄ブラシ、上記半導体素子用洗浄モジュールまたは上記化学的機械研磨設備を用いた化学的機械研磨後の洗浄方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による半導体素子用洗浄ブラシは、刺激応答性リガンドを有する高分子（ｐｏｌｙｍｅｒ）を含むこと特徴をとする。
【０００８】
前記刺激応答性リガンドは、外部エネルギーの刺激により可逆的に化学構造の変化を伴う作用基（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｇｒｏｕｐ）を含むことが好ましい。
前記作用基の化学構造の変化により金属イオンとの結合力が変化し、前記作用基は、前記外部エネルギーの刺激により前記金属イオンを吸着または脱着することができる。
前記作用基の化学構造の変化は、ｃｉｓ構造からｔｒａｎｓ構造への変化と、ｔｒａｎｓ構造からｃｉｓ構造への変化とを含むことができる。
前記作用基の化学構造の変化は、非イオン性構造から両性イオン性構造への変化と、両性イオン性構造から非イオン性構造への変化とを含むことができる。
前記刺激応答性リガンドは、金属イオンと配位結合を形成し得る。
前記外部エネルギーは、光、熱、電気エネルギー、またはこれらの組み合わせを含み得る。
前記作用基は、スピロピラニル基、スピロオキサジニル基、オキサジニル基、アゾベンジル基、ボロン－ジピロメテニル基、これらの誘導体またはこれらの組み合わせを含むことが好ましい。
前記高分子は、多孔性高分子を含み、前記刺激応答性リガンドは、前記多孔性高分子の側鎖に位置することが好ましい。
前記高分子は、スピロピラニル基、スピロオキサジニル基、オキサジニル基、アゾベンジル基、ボロン－ジピロメテニル基、これらの誘導体またはこれらの組み合わせを有するポリビニルアルコール、ポリウレタンまたはこれらの組み合わせを含むことが好ましい。
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明の他の態様による半導体素子用洗浄ブラシは、スピロピラニル基、スピロオキサジニル基、オキサジニル基、アゾベンジル基、ボロン－ジピロメテニル基、これらの誘導体またはこれらの組み合わせを有する多孔性高分子を含むことを特徴とする。
【００１０】
前記多孔性高分子は、ポリビニルアルコール、ポリウレタンまたはこれらの組み合わせを含むことが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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