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公開番号2025158298
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-17
出願番号2024060702
出願日2024-04-04
発明の名称化学機械研磨用組成物及び研磨方法
出願人JSR株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/304 20060101AFI20251009BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】シリコン酸化膜を有する被研磨面に対して、高速で研磨することができるとともに、研磨後の表面欠陥の発生を低減でき、かつ、泡立ちの発生を抑制することができる化学機械研磨用組成物、及びそれを用いた研磨方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る化学機械研磨用組成物は、(A)シリカ粒子と、(B)有機酸、硝酸、硫酸及びリン酸からなる群より選択される少なくとも1種と、(C)液状媒体とを含有する化学機械研磨用組成物であって、前記(A)シリカ粒子の、アルコキシ基の含有量をm(ppm)及び平均一次粒子径をn(nm)とした場合に、m/n³値が0.1以上であり、前記(A)シリカ粒子が、走査型電子顕微鏡で観察した20万倍での任意の視野内の粒子個数中、屈曲構造及び/又は分岐構造を持つシリカ粒子を15%以上含む。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
（Ａ）シリカ粒子と、
（Ｂ）有機酸、硝酸、硫酸及びリン酸からなる群より選択される少なくとも１種と、
（Ｃ）液状媒体と、
を含有する化学機械研磨用組成物であって、
前記（Ａ）シリカ粒子の、アルコキシ基の含有量をｍ（ｐｐｍ）及び平均一次粒子径をｎ（ｎｍ）とした場合に、ｍ／ｎ
３
値が０．１以上であり、
前記（Ａ）シリカ粒子が、走査型電子顕微鏡で観察した２０万倍での任意の視野内の粒子個数中、屈曲構造及び／又は分岐構造を持つシリカ粒子を１５％以上含む、化学機械研磨用組成物。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記（Ａ）成分が、シリカ粒子１ｇ当たり２０００質量ｐｐｍ以上のアルコキシ基を含有する、請求項１に記載の化学機械研磨用組成物。
【請求項３】
前記（Ａ）成分の真比重が、１．９５ｇ／ｃｍ
３
以上である、請求項１または請求項２に記載の化学機械研磨用組成物。
【請求項４】
前記（Ａ）成分が、１級アミン、２級アミン及び３級アミンからなる群より選択される少なくとも１種のアミンをシリカ粒子１ｇ当たり５μｍｏｌ以上含有する、請求項１または請求項２に記載の化学機械研磨用組成物。
【請求項５】
前記（Ａ）成分の含有量をＭＡ［質量％］、前記（Ｂ）成分の含有量をＭＢ［質量％］としたときに、ＭＡ／ＭＢ＝０．１～６００である、請求項１または請求項２に記載の化学機械研磨用組成物。
【請求項６】
前記（Ｂ）成分が、カルボン酸又はカルボン酸の塩である、請求項１または請求項２に記載の化学機械研磨用組成物。
【請求項７】
ｐＨが１以上７以下である、請求項１または請求項２に記載の化学機械研磨用組成物。
【請求項８】
前記（Ａ）成分が、下記一般式（１）～（４）で表される官能基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する、請求項１または請求項２に記載の化学機械研磨用組成物。
－ＳＯ
３
－
Ｍ
＋
・・・・・（１）
－ＣＯＯ
－
Ｍ
＋
・・・・・（２）
（上記式（１）及び（２）中、Ｍ
＋
は１価の陽イオンを表す。）
－ＮＲ
１
Ｒ
２
・・・・・（３）
－Ｎ
＋
Ｒ
１
Ｒ
２
Ｒ
３
Ｍ
－
・・・・・（４）
（上記式（３）及び（４）中、Ｒ
１
、Ｒ
２
及びＲ
３
は各々独立して、水素原子、又は置換もしくは非置換の炭化水素基を表す。Ｍ
－
は陰イオンを表す。）
【請求項９】
前記（Ａ）成分が、前記一般式（１）～（４）で表される官能基から選ばれる少なくとも１種の官能基が共有結合を介して表面に固定されたシリカ粒子である、請求項８に記載の化学機械研磨用組成物。
【請求項１０】
前記（Ａ）成分の含有量が、化学機械研磨用組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上２０質量％以下である、請求項１または請求項２に記載の化学機械研磨用組成物。
（【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、化学機械研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体の製造技術の向上に伴い、半導体素子の高集積化、高速動作が求められている。これに伴い、半導体素子における微細回路の製造工程において要求される半導体基板表面の平坦性は益々厳しくなってきており、化学機械研磨（ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ：ＣＭＰ）が半導体素子の製造工程に不可欠な技術となっている。
【０００３】
ＣＭＰは、例えば、多層配線形成工程における層間絶縁膜の平坦化、金属プラグ形成、埋め込み配線（ダマシン配線）形成において活用されている。このような工程においてバランスの取れた研磨特性を実現すべく、様々な研磨用組成物（スラリー）が提案されている（例えば、特許文献１～２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００８－２３５６５２号公報
国際公開第２０１７／５７１５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体生産性のさらなる向上のため、一般的に絶縁膜として使用されているシリコン酸化膜を有する被研磨面に対して、高速で研磨することができるとともに、研磨後の表面欠陥の発生を低減できる化学機械研磨用組成物、及び化学機械研磨方法が要求されている。
【０００６】
また、半導体配線の微細化に伴い、研磨機における化学機械研磨用組成物を送液する際の泡立ちでさえ、研磨後の表面欠陥発生の原因になることがある。また、化学機械研磨用組成物の製造工程においては、該組成物の泡立ちが収まるまでの待機時間が必要となる。このような理由から、化学機械研磨用組成物の泡立ちの発生を抑制することにより、研磨後の表面欠陥発生の抑制や化学機械研磨用組成物の生産性向上が要求されている。
【０００７】
本発明に係る幾つかの態様は、シリコン酸化膜を有する被研磨面（以下、「被研磨物」ともいう。）に対して、高速で研磨することができるとともに、研磨後の表面欠陥の発生を低減でき、かつ、泡立ちの発生を抑制することができる化学機械研磨用組成物、及びそれを用いた研磨方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る化学機械研磨用組成物の一態様は、
（Ａ）シリカ粒子と、
（Ｂ）有機酸、硝酸、硫酸及びリン酸からなる群より選択される少なくとも１種と、
（Ｃ）液状媒体と、
を含有する化学機械研磨用組成物であって、
前記（Ａ）シリカ粒子の、アルコキシ基の含有量をｍ（ｐｐｍ）及び平均一次粒子径をｎ（ｎｍ）とした場合に、ｍ／ｎ
３
値が０．１以上であり、
前記（Ａ）シリカ粒子が、走査型電子顕微鏡で観察した２０万倍での任意の視野内の粒子個数中、屈曲構造及び／又は分岐構造を持つシリカ粒子を１５％以上含む。
【０００９】
前記化学機械研磨用組成物の一態様において、
前記（Ａ）成分が、シリカ粒子１ｇ当たり２０００質量ｐｐｍ以上のアルコキシ基を含有してもよい。
【００１０】
前記化学機械研磨用組成物のいずれかの態様において、
前記（Ａ）成分の真比重が、１．９５ｇ／ｃｍ
３
以上であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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