(57)【要約】【課題】酸性化学機械研磨組成物および方法は、欠陥抑制を増強し、かつ、酸性環境において二酸化ケイ素よりも窒化ケイ素を選択的に研磨する。【解決手段】酸性化学機械研磨組成物は、ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマー、アニオン官能性コロイダルシリカ粒子、アミンカルボン酸を含み、かつ、５以下のｐＨを有する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
初期成分として：
水；
アニオン官能性コロイダルシリカ砥粒粒子；
ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマー；
アミンカルボン酸；
任意に、アニオン性界面活性剤；
任意に、殺生物剤を含み；かつ
ｐＨが５以下の、酸性化学機械研磨組成物。
【請求項２】
初期成分として：
水；
アニオン官能性コロイダルシリカ砥粒粒子；
ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマーであって、１０００以上の重量平均分子量を有する、ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマー；
アミンカルボン酸；
任意に、アニオン性界面活性剤；
殺生物剤を含み；かつ
ｐＨが２〜５である、請求項１に記載の酸性化学機械研磨組成物。
【請求項３】
初期成分として：
水；
０．１wt%〜１０wt%のアニオン官能性コロイダルシリカ砥粒粒子；
０．００１wt%以上のポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマーであって、１０００〜１０００，０００の重量平均分子量を有する、ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマー；
アミンカルボン酸であって、５未満の等電点を有するアミンカルボン酸；
アニオン性界面活性剤；
殺生物剤を含み；かつ
ｐＨが３〜５である、請求項２に記載の酸性化学機械研磨組成物。
【請求項４】
初期成分として：
水；
０．５wt%〜５wt%のアニオン官能性コロイダルシリカ砥粒粒子；
０．００５wt%〜０．２５wt%のポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマーであって、１０，０００〜５００，０００の重量平均分子量を有する、ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマー；
０．０１wt%以上のアミンカルボン酸であって、５未満の等電点を有するアミンカルボン酸；
０．００１wt%以上のアニオン性界面活性剤；
０．００１wt%〜０．１wt%の殺生物剤を含み；かつ
ｐＨが３〜４である、請求項３に記載の酸性化学機械研磨組成物。
【請求項５】
基板の化学機械研磨のための方法であって：
窒化ケイ素および二酸化ケイ素を含む基板を提供する工程；
初期成分として：
水；
アニオン官能性コロイダルシリカ砥粒粒子；
ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマー；
アミンカルボン酸；
任意に、アニオン性界面活性剤；
任意に、殺生物剤を含み；かつ
ｐＨが５以下の、酸性化学機械研磨組成物を提供する工程；および
研磨表面を備えた化学機械研磨パッドを提供する工程；
化学機械研磨パッドの研磨表面と基板との間の界面に２０．７kPaのダウンフォースで動的接触を生じさせる工程；および
酸性化学機械研磨組成物を、化学機械研磨パッドと基板との間の界面またはその近傍で、化学機械研磨パッドの方に向けて分注する工程を含み；
基板が研磨され；そして、欠陥が抑制され、二酸化ケイ素に対して窒化ケイ素が選択的に基板から除去される、方法。
【請求項６】
提供される酸性化学機械研磨組成物が、初期成分として：
水；
アニオン官能性コロイダルシリカ砥粒粒子；
１０００以上の重量平均分子量を有する、ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマー；
アミンカルボン酸；
任意に、アニオン性界面活性剤；
殺生物剤を含み；かつ
酸性化学機械研磨組成物のｐＨが２〜５であり；そして
研磨表面を備えた化学機械研磨パッドを提供する工程；
化学機械研磨パッドの研磨表面と基板との間の界面に２０．７kPaのダウンフォースで動的接触を生じさせる工程；および
酸性化学機械研磨組成物を、化学機械研磨パッドと基板との間の界面またはその近傍で、化学機械研磨パッドの方に向けて分注する工程を含み；
基板が研磨され；そして、欠陥が抑制され、二酸化ケイ素よりも窒化ケイ素が選択的に基板から除去される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
酸性化学機械研磨組成物が、初期成分として：
水；
０．１wt%〜１０wt%のアニオン官能性コロイダルシリカ砥粒粒子；
０．００１wt%以上の、１０００〜１０００，０００の重量平均分子量を有するポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマー；
５未満の等電点を有するアミンカルボン酸；
アニオン性界面活性剤；
殺生物剤を含み；かつ
酸性化学機械研磨組成物のｐＨが３〜５であり；そして
研磨表面を備えた化学機械研磨パッドを提供する工程；
化学機械研磨パッドの研磨表面と基板との間の界面に２０．７kPaのダウンフォースで動的接触を生じさせる工程；および
酸性化学機械研磨組成物を、化学機械研磨パッドと基板との間の界面またはその近傍で、化学機械研磨パッドの方に向けて分注する工程を含み；
基板が研磨され；そして、欠陥が抑制され、二酸化ケイ素よりも窒化ケイ素が選択的に基板から除去される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
酸性化学機械研磨組成物が、初期成分として：
水；
０．５wt%〜５wt%のアニオン官能性コロイダルシリカ砥粒粒子；
０．００５wt%〜０．２５wt%の、１０，０００〜５００，０００の重量平均分子量を有するポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマー；
０．０１wt%以上の、５未満の等電点を有するアミンカルボン酸；
０．００１wt%以上のアニオン性界面活性剤；
０．００１wt%〜０．１wt%の殺生物剤を含み；かつ
酸性化学機械研磨組成物のｐＨが３〜４であり；そして
研磨表面を備えた化学機械研磨パッドを提供する工程；
化学機械研磨パッドの研磨表面と基板との間の界面に２０．７kPaのダウンフォースで動的接触を生じさせる工程；および
酸性化学機械研磨組成物を、化学機械研磨パッドと基板との間の界面またはその近傍で、化学機械研磨パッドの方に向けて分注する工程を含み；
基板が研磨され；そして、欠陥が抑制され、二酸化ケイ素よりも窒化ケイ素が選択的に基板から除去される、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、欠陥抑制を増強し、かつ、酸性環境において二酸化ケイ素よりも窒化ケイ素を選択的に研磨する、化学機械研磨組成物および方法を対象とする。より具体的には、本発明は、欠陥抑制を増強し、かつ、酸性環境において二酸化ケイ素よりも窒化ケイ素を選択的に研磨する、化学機械研磨組成物および方法であって、ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマー、アニオン官能性コロイダルシリカ砥粒粒子およびアミンカルボン酸を含み、かつ、化学機械研磨組成物のｐＨが５以下である、化学機械研磨組成物および方法を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
化学機械平坦化、すなわち化学機械研磨（ＣＭＰ）は、半導体ウェーハのような基板を平坦化するために使用される一般的な技術である。従来のＣＭＰでは、ウェーハはキャリアアセンブリ上に取り付けられ、ＣＭＰ装置内で研磨パッドと接触して配置される。このキャリアアセンブリは、ウェーハに制御可能な圧力を与え、ウェーハを研磨パッドに押し付ける。このパッドは、外部駆動力によってウェーハに対して相対的に移動（例えば、回転）する。それと同時に、研磨組成物（「スラリー」）その他の研磨溶液が、ウェーハと研磨パッドとの間に提供される。したがって、ウェーハ表面は、パッド表面およびスラリーの化学的および機械的作用によって研磨および平坦化される。
【０００３】
ある特定の進歩したデバイス設計では、研磨プロセス全体および製品歩留まり％の改善のために、より少ない使用時（ＰＯＵ）砥粒重量パーセントでの酸化ケイ素除去効率だけでなく引掻き欠陥の低減をも提供する、研磨組成物が要求される。半導体デバイス上の構造のサイズが縮小し続けるにつれて、平坦化および研磨誘電体材料の欠陥低減のためにかつて許容可能であった性能基準は、許容不可となりつつある。かつて許容可能と考えられていた引掻き傷およびビビリ（chattermarks）は、今日では歩留まりを制限するようになっている。
【０００４】
集積回路デバイスの技術の進歩とともに、窒化ケイ素、二酸化ケイ素およびポリシリコンなどの従来材料が、所望の構造形態およびデバイス性能を達成および可能にするために様々な組み合わせで使用されている。慣用の研磨スラリーが、浅溝分離（ＳＴＩ：shallow trench isolation）などにおける「窒化ケイ素上での停止」用途のために設計されてきた。さらに最近では、集積回路の密度が継続して増大してきたことで、代替金属ゲート、コンタクトプラグ、および導電性金属被覆によって処理された基板を含め、化学機械研磨（ＣＭＰ）から恩恵を受ける新たな基板工程（front end of the line）（ＦＥＯＬ）構造が導かれた。そのような構造では、窒化ケイ素は、エッチング停止層、キャッピング材料およびハードマスクとして機能する。加えて、窒化ケイ素は、拡散層または不動態化層、スペーサー材料および裏打ち保護層として利用されることが多くなっている。そのような設計すべてにおいて、窒化ケイ素は、酸化ケイ素またはテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）などの他の誘電体薄膜と組み合わせて使用される。したがって、ほとんどのパターン付きウェーハは、現在、窒化ケイ素および二酸化ケイ素誘電体薄膜の両方を異なる密度で含有する。さらに、そのような集積設計を伴う加工寸法（feature size）の工程では、二酸化ケイ素誘電体材料を除去することのない、窒化ケイ素薄膜の選択的なＣＭＰ研磨または除去が必要とされる。窒化ケイ素：二酸化ケイ素の選択的ＣＭＰ研磨組成物を必要とする他の方法は、誘電体二酸化ケイ素中に溝をエッチングし、それを誘電体窒化ケイ素キャップで埋める「逆ＳＴＩプロセス」；および、エッチングに加えてまたはエッチングに代えてＣＭＰ研磨を使用する慣用の「エッチバックプロセス」に対する代替法である。そのような代替エッチングプロセスの一例が、自己整合コンタクト（ＳＡＣ）キャッピングである。ＳＡＣキャッピングでは、タングステンなどの過剰量の金属で代替金属ゲート（ＲＭＧ）が形成され、過剰分をＣＭＰ研磨除去後、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によって下方にエッチングされることで、ウェーハ中に狭いギャップが形成される。次いで、ギャップが窒化ケイ素（ＳｉＮまたはＳｉ３Ｎ４）で埋められる。次いで、ＣＭＰ研磨が、過剰な窒化ケイ素を除去し、二酸化ケイ素表面上で停止する。いずれの場合も、ＳＡＣのような新たなＦＥＯＬ構造形態は、過剰な誘電体を除去するためのＣＭＰ研磨において逆の選択性、すなわち、高い窒化ケイ素除去速度と低い二酸化ケイ素酸化物除去速度を必要とする。
【０００５】
ＳＡＣでは、既存の二酸化ケイ素層に対して窒化ケイ素層を完全に取り除くことが、後続の工程における二酸化ケイ素エッチングの妨害を回避するために重要である。しかしながら、窒化ケイ素の過研磨は、窒化ケイ素ＳＡＣキャップを薄くして、電気的短絡の危険を招く。それゆえ、高選択性ＣＭＰ研磨を有するＣＭＰが重要である。新たなＦＥＯＬ構造形態はすべて、所定パターンの誘電体窒化ケイ素がシリコンウェーハに嵌め込まれた構造をもたらす。そのようなＣＭＰ研磨は、窒化ケイ素過装入の除去および平坦化を必要とし、それにより、窒化ケイ素で埋められた溝、プラグまたはギャップを有する同一平面を生じさせる。下層のケイ素活性区域への損傷を防止するために、かつ、あらゆるパターン密度で窒化ケイ素を取り除くことを保証するための過研磨の余裕を提供するために、許容可能な窒化ケイ素：二酸化ケイ素除去速度比が必要である。
【０００６】
したがって、下層の二酸化ケイ素への損傷を防止し、かつ、二酸化ケイ素よりも窒化ケイ素を選択的に研磨する、化学機械研磨組成物および方法に対するニーズがある。
【０００７】
発明の概要
本発明は、初期成分として：
水；
アニオン官能性コロイダルシリカ砥粒粒子；
ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマー；
アミンカルボン酸；
任意に、アニオン性界面活性剤；
任意に、殺生物剤を含み；かつ
ｐＨが５以下の酸性化学機械研磨組成物を対象とする。
【０００８】
本発明はさらに、基板の化学機械研磨のための方法であって、
窒化ケイ素および二酸化ケイ素を含む基板を提供する工程；
初期成分として：
水；
アニオン官能性コロイダルシリカ砥粒粒子；
ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマー；
アミンカルボン酸；
任意に、アニオン性界面活性剤；
任意に、殺生物剤を含み；かつ
ｐＨが５以下の酸性化学機械研磨組成物を提供する工程；および
研磨表面を備えた化学機械研磨パッドを提供する工程；
化学機械研磨パッドの研磨表面と基板との間の界面に２０．７kPaのダウンフォースで動的接触を生じさせる工程；および
酸性化学機械研磨組成物を、化学機械研磨パッドと基板との間の界面またはその近傍で、化学機械研磨パッドの方に向けて分注する工程を含み；
基板が研磨され；そして、欠陥が抑制され、二酸化ケイ素よりも窒化ケイ素が選択的に基板から除去される、方法を対象とする。
【０００９】
本発明の酸性化学機械研磨組成物および方法は、二酸化ケイ素への損傷を抑制すると同時に、酸性環境において二酸化ケイ素よりも窒化ケイ素が選択的に除去されることを可能にする。
【００１０】
発明の詳細な説明
本明細書全体を通して使用される場合、以下の略称は、文脈が別途指示しない限り、以下の意味を有する：℃＝セ氏温度；Ｌ＝リットル；mL＝ミリリットル；μ＝μm＝ミクロン；kPa＝キロパスカル；Å＝オングストローム；mm＝ミリメートル；nm＝ナノメートル；ｓ＝秒；min＝分；rpm＝毎分回転数；mV＝ミリボルト；lbs＝ポンド；kg＝キログラム；Ｍｗ＝重量平均分子量；psi＝重量ポンド毎平方インチ；lbf＝重量ポンド；１kPa＝０．１４５０３８psi；wt%＝重量パーセント；e.g.＝例えば；ＬＰＣＶＤ＝低圧化学蒸着；ＰＥＣＶＤ＝プラズマ増強化学蒸着；ＲＲ＝除去速度；ｐＩ＝等電点；ＰＳ＝本発明の研磨スラリー；ＣＳ＝比較研磨スラリー；ＰＥＯ＝ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマー；ＰＶＰ＝ポリビニルピロリドン；ＰＡＡｍ＝ポリアクリルアミド；ＨＦ＝フッ化水素；およびＳｉＮまたはＳｉ３Ｎ４＝窒化ケイ素。
【００１１】
用語「化学機械研磨」または「ＣＭＰ」は、化学的および機械的な力だけによって基板が研磨されるプロセスを指し、基板に電気バイアスが印加される電気化学機械研磨（ＥＣＭＰ）とは区別される。用語「ＴＥＯＳ」は、オルトケイ酸テトラエチル（Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）の分解から形成される酸化ケイ素を意味する。用語「等電点」は、有機酸が電場または電気泳動媒体中で移動しないｐＨを意味する。用語「組成物」および「スラリー」は、本明細書全体を通して互換的に使用される。用語「ａ」および「ａｎ」は、単数形と複数形の両方を指す。全ての百分率は、別途記載のない限り重量百分率である。全ての数値範囲は、両端を含み、かつ、そのような数値範囲が論理上合計して１００％になるように制約される場合を除き、あらゆる順序で組み合わせ可能である。
【００１２】
本発明の化学機械研磨組成物および方法は、窒化ケイ素（ＳｉＮまたはＳｉ３Ｎ４）および二酸化ケイ素（ＴＥＯＳ）を含む基板を研磨するのに有用であり、この中で、引掻き傷（表面に生じた長い損傷の線）およびビビリ（砥粒の転がり損傷）などの欠陥が抑制され、そして、酸性環境において、二酸化ケイ素除去速度に対して、窒化ケイ素除去速度が選択的である。本発明の方法において使用される化学機械研磨組成物は、水；アニオン官能性コロイダルシリカ砥粒粒子；１つまたは複数の非イオン性ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマー、１つまたは複数のアミンカルボン酸；任意にアニオン性界面活性剤；任意に殺生物剤を含有し（好ましくはそれらからなり）；そして、化学機械研磨組成物は、５以下のｐＨを有する。好ましくは、本発明の化学機械研磨組成物のｐＨは、２〜５、より好ましくは、３〜５、最も好ましくは、３〜４である。
【００１３】
非イオン性ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマーは、１０００以上の重量平均分子量を有する。好ましくは、非イオン性ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマーは、１０００〜１０００，０００の重量平均分子量を有し、より好ましくは、本発明のポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマーは、１０，０００〜５００，０００の重量平均分子量を有し、さらにより好ましくは、本発明の非イオン性ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマーは、３０，０００〜６０，０００の重量平均分子量を有し、最も好ましくは、ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマーは、４０，０００〜５０，０００の重量平均分子量を有する。本発明のポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）は、一般式：
【化１】
2020186380.tif 000002
［式中、「ｎ」は、１より大きな整数であり、好ましくは、ｎは、１０〜１０，０００または例えば１０〜５００の整数である］
を有する。
【００１４】
１つまたは複数の非イオン性ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマーを、本発明の化学機械研磨組成物中に、初期成分として、０．００１wt%以上の量で含めることができる。好ましくは、１つまたは複数のポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマーは、化学機械研磨組成物中に、０．００５wt%〜０．２５wt%の量で含まれ、より好ましくは、１つまたは複数のポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマーは、０．０１wt%〜０．１wt%の量で含まれ、最も好ましくは、非イオン性ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマーは、化学機械研磨組成物中に、０．０５wt%〜０．１wt%の量で含まれる。
【００１５】
本発明の化学機械研磨法において使用される化学機械研磨組成物中に含有される水は、好ましくは、付随する不純物を制限するために脱イオンされた水および蒸留された水の少なくとも一方である。
【００１６】
本発明の化学機械研磨組成物に従って、アニオン官能性コロイダルシリカ砥粒粒子組成物は、慣用のゾルゲル重合によって、または水ガラスの懸濁重合によって作製されたコロイダルシリカ粒子の分散物を含むが、それらに限定されない。そして、前記作製により、分散または混合状態の、複数の細長い、湾曲したまたは節のあるシリカ粒子を生成するが、複数の球状のシリカ粒子を含んでもよい。
【００１７】
細長い、湾曲したまたは節のあるアニオン官能性コロイダルシリカ粒子の分散物は、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）またはテトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）のような前駆体から公知の方法で形成されたシラノールの加水分解縮合による懸濁重合から作製することができる。細長い、湾曲した、または節のあるコロイダルシリカ粒子を作製するためのプロセスは、公知であり、例えば、Higuchiらによる米国特許第８，５２９，７８７号中に見いだすことができる。加水分解縮合は、前駆体を、水性懸濁液中、水酸化アルキルアンモニウム、エトキシプロピルアミン（ＥＯＰＡ）などのアルコキシアルキルアミン、アルキルアミンまたは水酸化カリウム、好ましくは、水酸化テトラメチルアンモニウムなどの塩基性触媒の存在下で反応させることを含む。細長い、湾曲したまたは節のあるシリカ粒子は、５以下のｐＨでアニオン性である。
【００１８】
コロイダルシリカ砥粒粒子の１つまたは複数の分散物中のアニオン官能基は、刊行物ＷＯ２０１０１３４５４２Ａ１に開示されているようなスルホン酸であることができる。この刊行物において、シリカのスルホン酸修飾は、スルホン酸基へと化学変換することができる官能基を有するシランカップリング剤をシリカに加えてコロイダルシリカにし、次いで、その官能基をスルホン酸基へと変換することを含む。例えば、メルカプト基、スルフィド基またはそれらの組み合わせを有するシリカカップリング剤、例えば３−メルカプトプロピルトリメトキシシランを、過酸化水素などの酸化剤の使用によってスルホン酸基へと変換することができる。シリカ表面上の別のアニオン官能基は、ホスホン酸基であることができる。好ましくは、本発明の化学機械研磨組成物中のコロイダルシリカ砥粒は、５以下のｐＨで−５mV〜−５０mVのゼータ電位を有する。そのようなゼータ電位は、コロイド安定性および窒化ケイ素と酸化ケイ素の除去速度比を制御するのに役立つ。
【００１９】
市販の湾曲したまたは節のあるアニオン性コロイダルシリカ粒子の例は、商品名PL-1-DおよびPL-3-D砥粒スラリーでFuso Chemical Co., Ltd., Osaka, JP（Fuso）から入手可能である。
【００２０】
好ましくは、コロイダルシリカは、＜２００nm、より好ましくは、１０nm〜１５０nm、最も好ましくは、１０nm〜５０nmの平均粒径を有する。コロイダルシリカ砥粒粒子は、本発明の化学機械研磨組成物中に、初期成分として、０．１wt%〜１０wt%、好ましくは、０．５wt%〜５wt%、より好ましくは、０．５wt%〜１wt%、最も好ましくは、０．５wt%〜０．８wt%の量で含まれる。
【００２１】
１つまたは複数のアミンカルボン酸が本発明の化学機械研磨組成物中に含まれる。１つまたは複数のアミンカルボン酸は、５以下のｐＩ、好ましくは２〜４のｐＩを有する。そのようなアミンカルボン酸の例は、アスパラギン酸（ｐＩ＝２．７７）、グルタミン酸（ｐＩ＝３．２２）、ニコチン酸（ｐＩ＝３．４３５）およびピコリン酸（ｐＩ＝３．１６）である。好ましくは、アミンカルボン酸は、ピコリン酸またはニコチン酸である。最も好ましくは、アミンカルボン酸は、ニコチン酸である。
【００２２】
１つまたは複数のアミンカルボン酸は、本発明の化学機械研磨組成物中に、初期成分として、０．０１wt%以上の量で含まれる。好ましくは、１つまたは複数のアミンカルボン酸は、０．０１wt%〜１wt%の量で含まれ、より好ましくは、１つまたは複数のアミンカルボン酸は、化学機械研磨組成物中に、０．０５wt%〜０．１wt%、最も好ましくは、０．０６wt%〜０．１wt%の量で含まれる。
【００２３】
任意に、１つまたは複数のアニオン性界面活性剤を本発明の化学機械研磨組成物中に含めることができる。そのようなアニオン性界面活性剤は、（Ｃ６〜Ｃ１６）アルキル、アリールまたはアルキルアリール疎水性基、好ましくは、（Ｃ６〜Ｃ１０）アルキル、アリールまたはアルキルアリール疎水性基を有するエトキシ化アニオン性界面活性剤を含むが、それらに限定されず、好ましくは、エトキシ化アニオン性界面活性剤は、エトキシ化アニオン性硫酸塩界面活性剤である。好ましいアニオン性硫酸塩界面活性剤の例は、アンモニウムエーテル硫酸塩などのエトキシ化アルキルエーテル硫酸塩である。そのようなアニオン性界面活性剤は、研磨中にシリコンウェーハの粗さを低減させるために化学機械研磨組成物中に含まれる。市販のアルキルエーテル硫酸塩界面活性剤の一例は、Stepan（登録商標）から入手可能なCEDAPAL（登録商標）FA-403アンモニウムエーテル硫酸塩界面活性剤である。
【００２４】
化学機械研磨組成物中に１つまたは複数のアニオン性界面活性剤が含まれるとき、これらは、初期成分として、０．００１wt%以上の量で含まれる。好ましくは、これらは、０．００１wt%〜１wt%、より好ましくは、０．００２wt%〜０．０１wt%、最も好ましくは、０．００３wt%〜０．０１wt%の量で含まれる。
【００２５】
任意に、１つまたは複数の殺生物剤を化学機械研磨組成物中に含めることができる。そのような殺生物剤は、各々The Dow Chemical Companyによって製造されている、KORDEK（商標）MLX（９．５〜９．９％のメチル−４−イソチアゾリン−３−オン、８９．１〜８９．５％の水および≦１．０％の関連反応生成物）、または、２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オンおよび５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オンの有効成分を含有するKATHON（商標）ICP III（KATHONおよびKORDEXは、The Dow Chemical Companyの商標である）を含むが、それらに限定されない。化学機械研磨組成物中に殺生物剤が含まれることが好ましい。
【００２６】
殺生物剤を、本発明の化学機械研磨組成物中に、初期成分として、０．００１wt%〜０．１wt%、好ましくは、０．００１wt%〜０．０５wt%、より好ましくは、０．０１wt%〜０．０５wt%、なおより好ましくは、０．０１wt%〜０．０２５wt%の量で含めることができる。
【００２７】
本発明の化学機械研磨法において使用される化学機械研磨パッドは、当技術分野において公知の任意の好適な研磨パッドであることができる。化学機械研磨パッドは、任意に、織布研磨パッドおよび不織布研磨パッドから選択することができる。化学機械研磨パッドは、種々の密度、硬さ、厚さ、圧縮率および弾性率の任意の好適なポリマーから作製することができる。化学機械研磨パッドは、必要に応じて溝が刻まれていても、穴が開けられていてもよい。本発明の化学機械研磨法において使用される化学機械研磨組成物は、低い公称研磨パッド圧力、例えば３〜３５kPaでの操作を可能にする。好ましくは、研磨は、毎分９３回転数のプラテン速度、毎分８７回転数のキャリヤ速度、２００mL/minまたは２５０mL/minの化学機械研磨組成物流量、２００mmまたは３００mmの研磨機上２０．７kPaの公称ダウンフォースで行われ；ここでの化学機械研磨パッドは、ポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層およびポリウレタン含浸不織布サブパッドを含む。
【００２８】
以下の実施例は、本発明を例証することを意図しており、その範囲を限定することを意図するものではない。
【００２９】
実施例１
化学機械研磨組成物
以下の化学機械研磨組成物は、研磨スラリーであり、これを下の表１に開示される成分および量を含むように調製した。＞Ｎ−Ｃ（＝Ｏ）官能基を含有する非イオン性ポリマーを研磨スラリーに加えた。成分を残部である脱イオン水と合わせた。加えて、各スラリーは、０．０１６７wt%のKORDEK（商標）（水中１０wt%のメチルイソチアゾリノン）殺生物剤を含めた。各スラリーのｐＨは、３．５であった。
【００３０】
【表１】
2020186380.tif 000003
【００３１】
【化２】
2020186380.tif 000004
【化３】
2020186380.tif 000005
【化４】
2020186380.tif 000006
［式中、「ｎ」は、１より大きな整数である］
【００３２】
実施例２
欠陥抑制
研磨条件：
以下のツールを研磨実験に使用した：
AMAT Reflexion研磨機
IC1000（1010溝）パッド
Saesol AK45 AM02BSL8031C1ディスク
２０．７kPa（３psi）ダウンフォース
９３／８７rpmのテーブル／キャリヤ速度
７lbf圧での１００％ｉｎ−sｉｔｕ コンディショニング
２５０mL/minのスラリー流量
３００mmの二酸化ケイ素（ＴＥＯＳ）およびＬＰＣＶＤ窒化ケイ素を膜付きウェーハ研究に使用した。
【００３３】
ＨＦ  ＣＭＰ（SP2xp）後の欠陥計数：各スラリーについて欠陥モニタウェーハとして３つのＴＥＯＳウェーハを使用した。各欠陥ウェーハを、３psi、９３／８７rpmおよび２５０mL/minのスラリー流量で６０ｓの間研磨した。次いで、M3307-2949 VeecoTM HFクリーナー（Veeco, Horsham, PA）を使用して、ウェーハを所与の基板の２００Åを除去するのに十分な時間、１．９２wt.%のＨＦ溶液に曝した。次いで、ウェーハをSurfscan（商標）SP2xp計測ツール（KLA-Tencor, Milpitas, CA）上でスキャンしてＨＦ後の欠陥ウェーハマップを得て、続いて、引掻き傷、ビビリおよび窪み（ｄｉｖｏｔｓ）にふさわしい１００の無作為の欠陥ついて自動ＳＥＭ検査した。Klarity欠陥ソフトウェア（KLA-Tencor, Milpitas, CA）を使用して、各ウェーハについてＣＭＰ後の総欠陥計数を抽出した。欠陥計数は、可能な限り低くすべきである。これらの３つのウェーハの平均値をとり、ベースライン・スラリーのものに対して正規化した。
【００３４】
【表２】
2020186380.tif 000007
【００３５】
ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）ポリマーを含有する非イオン性ポリマーは、非イオン性ポリマー不含の比較スラリーならびに非イオン性ポリマーＰＶＰおよびＰＡＡｍを含んだ比較スラリーに対して顕著な欠陥抑制を示した。
【００３６】
実施例３
化学機械研磨組成物
以下の化学機械研磨組成物は、研磨スラリーであり、これを下の表３に開示される成分および量を含むように調製した。成分を残部である脱イオン水と合わせた。加えて、各スラリーは、０．０１６７wt%のKORDEK（商標）（水中１０wt%のメチルイソチアゾリノン）殺生物剤を含んでいた。水酸化アンモニウムでＣＳ−４およびＣＳ−５をアルカリ性ｐＨ値に調整した。
【００３７】
【表３】
2020186380.tif 000008
【００３８】
実施例４
ＳｉＮおよびＴＥＯＳ除去速度に対するｐＨ効果
研磨条件：
以下のツールを研磨実験に使用した：
Strausbaugh 6EE研磨機
IC1000（1010溝）パッド
Saesol AK45 AM02BSL8031C1ディスク
２０．７kPa（３psi）ダウンフォース
９３／８７rpmのテーブル／キャリヤ速度
７lbf圧での１００％ｉｎ−ｓｉｔｕコンディショニング
２００mL/minのスラリー流量
２００mmの二酸化ケイ素（ＴＥＯＳ）およびＰＥＣＶＤ窒化ケイ素を膜付きウェーハ研究に使用した。
【００３９】
除去速度：除去速度（ＲＲ）を、１分間研磨において除去された量から判定した。３つのウェーハの平均値を表４に報告する。除去された量は、KLA-Tencor（商標）FX200計測ツール（KLA Tencor, Milpitas, CA）を使用し、３mmのエッジ除外で６５点のスパイラルスキャンを使用して、研磨の前後の誘電体フィルムの厚さの変化から判定した。
【００４０】
【表４】
2020186380.tif 000009
【００４１】
ＳｉＮ除去速度は、ｐＨ５超で顕著に減少した。したがって、アルカリ性ｐＨの範囲は、ＴＥＯＳよりもＳｉＮを選択的に研磨することに適さないことが示された。
【外国語明細書】
2020186380000001.pdf