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公開番号2025162739
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-28
出願番号2024066134
出願日2024-04-16
発明の名称砥粒の製造方法、化学機械研磨用組成物および研磨方法
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 20060101AFI20251021BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】シリコン酸化膜を高速で研磨することができ、かつ、シリコン酸化膜の研磨の際の研磨欠陥の発生を抑制できるとともに、貯蔵後の研磨特性にも優れた化学機械研磨用組成物、およびこれを用いた研磨方法を提供する。また、該化学機械研磨用組成物に用いられ得る砥粒の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る化学機械研磨用組成物は、砥粒と、液状媒体とを含有し、前記砥粒の表面に、ポリマー鎖が共有結合によりグラフト化されており、前記砥粒が、その表面に下記一般式(3)で表される部分構造および下記一般式(4)で表される部分構造からなる群より選択される少なくとも1種の部分構造を有する。
-NR²R³ ・・・・(3)
-N⁺R²R³R⁴M^- ・・・・(4)
(上記式(3)および(4)中、R²、R³およびR⁴は各々独立して、水素原子また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。)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
砥粒の製造方法であって、
水酸基（－ＯＨ）が共有結合を介して表面に固定化された粒子と、エポキシ基を有するアルコキシシラン（Ａ）と、を含有する混合物を加熱する工程（ａ）と、
前記工程（ａ）の後に、塩基性化合物を添加して加熱する工程（ｂ）と、
前記工程（ｂ）の後に、ポリアルキレンオキシド鎖を有するアルコキシシラン（Ｃ）を添加して加熱する工程（ｃ）と、
を含む、砥粒の製造方法。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
砥粒の製造方法であって、
水酸基（－ＯＨ）が共有結合を介して表面に固定化された粒子と、アミノ基を有するアルコキシシラン（Ｂ）と、を含有する混合物を加熱する工程（ｄ）と、
前記工程（ｄ）の後に、ポリアルキレンオキシド鎖を有するアルコキシシラン（Ｃ）を添加して加熱する工程（ｅ）と、
を含む、砥粒の製造方法。
【請求項３】
前記粒子がシリカ粒子である、請求項１または請求項２に記載の砥粒の製造方法。
【請求項４】
前記アルコキシシラン（Ｃ）が有するポリアルキレンオキシド鎖が、下記一般式（１）で表される繰り返し単位および下記一般式（２）で表される繰り返し単位からなる群より選択される少なくとも１種の繰り返し単位を有する、請求項１または請求項２に記載の砥粒の製造方法。
－（ＣＨ
２
ＣＨ
２
Ｏ）－・・・・（１）
－（ＣＨＲ
１
ＣＨ
２
Ｏ）－・・・・（２）
（式中、Ｒ
１
はＣ
ｍ
Ｈ
２ｍ＋１
を示し、ｍ＝１～４の整数である。）
【請求項５】
前記塩基性化合物が、アンモニアおよびアミノ基を有する化合物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に記載の砥粒の製造方法。
【請求項６】
前記砥粒が、その表面に下記一般式（３）で表される部分構造および下記一般式（４）で表される部分構造からなる群より選択される少なくとも１種の部分構造を有する、請求項１または請求項２に記載の砥粒の製造方法。
－ＮＲ
２
Ｒ
３
・・・・（３）
－Ｎ
＋
Ｒ
２
Ｒ
３
Ｒ
４
Ｍ
－
・・・・（４）
（上記式（３）および（４）中、Ｒ
２
、Ｒ
３
およびＲ
４
は各々独立して、水素原子また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７】
前記砥粒が、その表面に下記一般式（５）で表される部分構造を有する、請求項１に記載の砥粒の製造方法。
TIFF
2025162739000009.tif
33
140
（式（５）中、Ｒ
５
は単結合または炭素数１以上の２価の有機基を表し、Ｒ
６
は炭素数１以上の２価の有機基を表し、Ｒ
７
、Ｒ
８
およびＲ
９
は各々独立して水素原子または炭素数
１以上の１価の有機基を表し、＊は結合手を表す。）
【請求項８】
前記砥粒が、その表面に下記一般式（６）で表される部分構造を有する、請求項１または請求項２に記載の砥粒の製造方法。
TIFF
2025162739000010.tif
25
130
（式（６）中、Ｒ
１０
は炭素数１以上の２価の有機基を表し、Ｒ
１１
およびＲ
１２
は各々独立して水素原子または炭素数１以上の１価の有機基を表し、＊は結合手を表す。）
【請求項９】
前記砥粒を含有する化学機械研磨用組成物中において、前記砥粒のゼータ電位が０ｍＶ以上である、請求項１または請求項２に記載の砥粒の製造方法。
【請求項１０】
請求項１または請求項２に記載の方法によって製造される砥粒と、
液状媒体と、
を含有する、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、砥粒の製造方法、化学機械研磨用組成物および研磨方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路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、以下「ＣＭＰ」ともいう。）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２０１７－０５７１５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような化学機械研磨用組成物においては、半導体素子の製造工程の歩留まり向上のために、シリコン酸化膜の研磨速度の向上およびシリコン酸化膜の研磨の際の研磨欠陥の発生の抑制が求められている。さらに、上述のような化学機械研磨用組成物において、砥粒としてシリカを使用する場合、化学機械研磨用組成物の貯蔵に伴う時間経過により、砥粒が凝集して粗大粒子が発生しやすくなり、化学機械研磨用組成物の貯蔵後の研磨特性が損なわれやすい。たとえば化学機械研磨用組成物の貯蔵に伴う砥粒の凝集によって、シリコン酸化膜の研磨速度が低下し、シリコン酸化膜の研磨後の研磨傷が増大する傾向があった。
【０００６】
本発明に係る幾つかの態様は、シリコン酸化膜を高速で研磨することができ、かつ、シリコン酸化膜の研磨の際の研磨欠陥の発生を抑制できるとともに、貯蔵後の研磨特性にも優れた化学機械研磨用組成物、およびこれを用いた研磨方法を提供するものである。
【０００７】
また、本発明に係る幾つかの態様は、上述の化学機械研磨用組成物に用いられ得る砥粒の製造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】
本発明に係る砥粒の製造方法の一態様は、
水酸基（－ＯＨ）が共有結合を介して表面に固定化された粒子と、エポキシ基を有するアルコキシシラン（Ａ）と、を含有する混合物を加熱する工程（ａ）と、
前記工程（ａ）の後に、塩基性化合物を添加して加熱する工程（ｂ）と、
前記工程（ｂ）の後に、ポリアルキレンオキシド鎖を有するアルコキシシラン（Ｃ）を添加して加熱する工程（ｃ）と、
を含む。
【０００９】
本発明に係る砥粒の製造方法の一態様は、
水酸基（－ＯＨ）が共有結合を介して表面に固定化された粒子と、アミノ基を有するアルコキシシラン（Ｂ）と、を含有する混合物を加熱する工程（ｄ）と、
前記工程（ｄ）の後に、ポリアルキレンオキシド鎖を有するアルコキシシラン（Ｃ）を添加して加熱する工程（ｅ）と、
を含む。
【００１０】
前記砥粒の製造方法のいずれかの態様において、
前記粒子がシリカ粒子であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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