(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体ウエハ上の絶縁層の研磨において、低い砥粒濃度で研磨の除去速度を改善することが可能な水性研磨組成物、およびそれを用いた絶縁層の研磨方法を提供する。【解決手段】第四級アンモニウム化合物０．００１〜１重量％、コロイダルシリカ０．０１〜２０重量％、界面活性剤０〜５重量％、カルボン酸ポリマー０〜５重量％及び残余としての水を含む水性組成物によりインターレベル絶縁材加工において半導体ウェーハ上の絶縁層を研磨する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
インターレベル絶縁材加工において半導体ウェーハ上の絶縁層を研磨するのに有用な水性組成物であって、第四級アンモニウム化合物０．００１〜１重量％、コロイダルシリカ０．０１〜２０重量％、界面活性剤０〜５重量％、カルボン酸ポリマー０〜５重量％及び残余としての水を含む組成物。
【請求項２】
前記第四級アンモニウム化合物が、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトライソプロピルアンモニウム、水酸化テトラシクロプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化テトライソブチルアンモニウム、水酸化テトラtert−ブチルアンモニウム、水酸化テトラsec−ブチルアンモニウム、水酸化テトラシクロブチルアンモニウム、水酸化テトラペンチルアンモニウム、水酸化テトラシクロペンチルアンモニウム、水酸化テトラヘキシルアンモニウム、水酸化テトラシクロヘキシルアンモニウム及びこれらの混合物からなる群より選択される、請求項１記載の組成物。
【請求項３】
前記第四級アンモニウム化合物が水酸化テトラブチルアンモニウムである、請求項１記載の組成物。
【請求項４】
第四級アンモニウム化合物を０．０１〜０．５重量％含む、請求項１記載の組成物。
【請求項５】
前記カルボン酸ポリマーがポリアクリル酸である、請求項１記載の組成物。
【請求項６】
前記界面活性剤が、アルキルグルタメート、ドデシルベンゼンスルホネート、アルキルα−オレフィンスルホネート、ジアルキルスルホスクシネート、アルキルスルホネート、アルキルアンホヒドロキシプロピルスルホネート、アルキルヒドロキシエチルイミダゾリン、アルキルアミドプロピルベタイン、メチルアルキルタウレート、アルキルイミダゾリン及びそれらの混合物からなる群より選択される、請求項１記載の組成物。
【請求項７】
１〜５のｐＨを有する、請求項１記載の組成物。
【請求項８】
インターレベル絶縁材加工において半導体ウェーハ上の絶縁層を研磨するのに有用な水性組成物であって、水酸化テトラブチルアンモニウム０．００１〜１重量％、コロイダルシリカ０．０１〜２０重量％、界面活性剤０〜５重量％、ポリアクリル酸０〜５重量％及び残余としての水を含み、２〜５のｐＨを有する組成物。
【請求項９】
インターレベル絶縁材加工において半導体ウェーハ上の絶縁層を研磨する方法であって、
ウェーハ上の絶縁層を、第四級アンモニウム化合物０．００１〜１重量％、コロイダルシリカ０．０１〜２０重量％、界面活性剤０〜５重量％、カルボン酸ポリマー０〜５重量％及び残余としての水を含む研磨組成物と接触させることと、
前記絶縁層を研磨パッドで研磨することと
を含む方法。
【請求項１０】
前記第四級アンモニウム化合物が、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトライソプロピルアンモニウム、水酸化テトラシクロプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化テトライソブチルアンモニウム、水酸化テトラtert−ブチルアンモニウム、水酸化テトラsec−ブチルアンモニウム、水酸化テトラシクロブチルアンモニウム、水酸化テトラペンチルアンモニウム、水酸化テトラシクロペンチルアンモニウム、水酸化テトラヘキシルアンモニウム、水酸化テトラシクロヘキシルアンモニウム及びこれらの混合物からなる群より選択される、請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハ材料のケミカルメカニカルプラナリゼーション（ＣＭＰ）に関し、特に、インターレベル絶縁材（ＩＬＤ）加工において半導体構造から絶縁層を研磨するためのＣＭＰ組成物及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最新の集積回路は、半導体素子で構成された電子回路が小さな半導体構造上に集積して形成される精巧な加工によって製造される。半導体構造上に形成される従来の半導体素子としては、コンデンサ、抵抗器、トランジスタ、ダイオードなどがある。先進の集積回路製造では、数十万個ものこれらの半導体素子が一つの半導体構造上に形成される。
【０００３】
さらには、集積回路は、半導体構造の共通のケイ素基板上に隣接するダイとして配設することができる。一般に、表面レベルスクライブ領域がダイとダイとの間に位置し、そこでダイが切り離されて別個の集積回路を形成する。ダイの中で、半導体構造の表面は、半導体素子の形成によって生じる盛り上がった領域を特徴とする。これらの盛り上がった領域がアレイを形成し、半導体構造のケイ素基板上のスロットの形態のより低い高さの低領域によって分けられている。
【０００４】
従来、半導体構造の半導体素子は、半導体構造の表面に導電材料の層と絶縁材料の層とを交互に付着させ、パターン付けすることによって形成される。往々にして、連続層の付着に備えて、半導体構造の表面は平滑化されることを要する。したがって、材料付着作業に備えて半導体構造の表面を下処理するために、半導体構造の表面に対して平坦化加工を実施しなければならない。
【０００５】
平坦化は通常、絶縁材料、たとえば酸化物又は窒化物のインターレベル絶縁層を半導体構造上に成長または付着させて粗い区域または不連続区域（たとえばスロット）を埋めることによって実施される。インターレベル絶縁層は、共形フィルムとして付着されて、アレイの上方により大きな高さで垂直方向に隆起した突出構造と、スロットの上方に位置するより低い高さの開放トラフとを特徴とする非平坦な面を有するようにする。平坦化加工は、垂直に突出する構造の高さを、通常はアレイの頂部のレベルの上方に既定の距離にある、理想的には平坦化面が形成される目標とする高さまで減らすために使用される。
【０００６】
現在、ＣＭＰは、所望の平坦さ又は平坦化を達成するための第一の技術である。ＣＭＰは、化学組成物（「スラリー」）が表面を選択的に攻撃する間に表面を機械的に研磨しながら表面材料の除去を促進する。ＩＬＤ加工のための従来のＣＭＰスラリーは、その効果を高めるため、高い濃度（たとえば＞３０％）の砥粒を含む。残念ながら、砥粒はきわめて高価であり、砥粒の使用の増大は費用的に許されない。
【０００７】
たとえば、Brancaleoniらの米国特許第５，３９１，２５８号は、ケイ素、シリカまたは金属とシリカとの複合材をはじめとするケイ素含有物品の研磨速度を高める方法を論じている。組成物は、絶縁層の除去速度を高めるためにアルミナを約３３重量％含む。組成物はまた、酸化剤を、比較的軟質なシリカ薄膜の除去速度を抑えるアニオンとともに含む。速度抑制性アニオンは、多数のカルボン酸のいずれかであることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、求められているものは、改善された除去速度および減少した砥粒濃度を有する、絶縁層のケミカルメカニカルポリッシングのための組成物及び方法である。特に、求められているものは、改善された除去速度および減少した砥粒濃度ならびに改善された平坦化効率を有する、ＩＬＤ加工において絶縁層を研磨するための組成物及び方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一つの態様で、本発明は、インターレベル絶縁材加工において半導体ウェーハ上の絶縁層を研磨するのに有用な水性組成物であって、第四級アンモニウム化合物０．００１〜１重量％、コロイダルシリカ０．０１〜２０重量％、界面活性剤０〜５重量％、カルボン酸ポリマー０〜５重量％及び残余としての水を含む組成物を提供する。
【００１０】
もう一つの態様で、本発明は、インターレベル絶縁材加工において半導体ウェーハ上の絶縁層を研磨するのに有用な水性組成物であって、水酸化テトラブチルアンモニウム０．００１〜１重量％、コロイダルシリカ０．０１〜２０重量％、界面活性剤０〜５重量％、ポリアクリル酸０〜５重量％及び残余としての水を含み、２〜５のｐＨを有する組成物を提供する。
【００１１】
もう一つの態様で、本発明は、インターレベル絶縁材加工において半導体ウェーハ上の絶縁層を研磨する方法であって、ウェーハ上の絶縁層を、第四級アンモニウム化合物０．００１〜１重量％、コロイダルシリカ０．０１〜２０重量％、界面活性剤０〜５重量％、カルボン酸ポリマー０〜５重量％及び残余としての水を含む研磨組成物と接触させることと、絶縁層を研磨パッドで研磨することとを含む方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
組成物及び方法は、砥粒の濃度を減らしながらも予想外の絶縁層除去及び平坦化効率を提供する。特に、組成物は、ＩＬＤ加工の場合にその用途のｐＨで絶縁層の除去を促進するために第四級アンモニウム化合物を含む。
【００１３】
単なる例として、絶縁材料、たとえばホウ素リンドープケイ酸塩ガラス（ＢＰＳＧ）、リンドープケイ酸塩ガラス（ＰＳＧ）、リンドープテトラエチルオルトシリケート（ＰＴＥＯＳ）、熱酸化物、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）オキシド、プラズマ増強テトラエチルオルトシリケート（ＰＥＴＥＯＳ）オキシド及び高密度プラズマＣＶＤ（ＨＤＰＣＶＤ）オキシドを本スラリー調合物によって平坦化することができる。ケイ化物としては、ケイ化タンタル、ケイ化チタン及びケイ化タングステンがある。
【００１４】
有利には、本発明の組成物は、ＩＬＤ加工において絶縁層の除去を促進するために第四級アンモニウム化合物を０．００１〜１重量％含有する。すべての組成は、断りない限り、重量％で表す。有利には、組成物は、第四級アンモニウム化合物を０．０１〜０．５重量％含有する。
【００１５】
本発明の第四級アンモニウム化合物は以下の構造を含む。
【００１６】
【化１】
2006253690.tif 000002
【００１７】
式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は、炭素原子１〜１５個の炭素鎖長を有する有機化合物である。より好ましくは、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は、１〜１０個の炭素鎖長を有する。もっとも好ましくは、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は、炭素原子１〜５個の炭素鎖長を有する。Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4の有機化合物は、置換又は非置換のアリール、アルキル、アラルキル又はアルカリール基であってもよい。典型的なアニオンとしては、硝酸イオン、硫酸イオン、ハロゲン化物イオン（たとえば臭化物イオン、塩化物イオン、フッ化物イオン及びヨウ化物イオン）、クエン酸イオン、リン酸イオン、シュウ酸イオン、マレイン酸イオン、グルコン酸イオン、水酸化物イオン、酢酸イオン、ホウ酸イオン、乳酸イオン、チオシアン酸イオン、シアン酸イオン、スルホン酸イオン、ケイ酸イオン、過ハロゲン化物イオン（たとえば過臭素酸イオン、過塩素酸イオン及び過ヨウ素酸イオン）、クロム酸イオン及び前記アニオンの少なくとも一つを含む混合物がある。
【００１８】
好ましい第四級アンモニウム化合物としては、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトライソプロピルアンモニウム、水酸化テトラシクロプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化テトライソブチルアンモニウム、水酸化テトラtert−ブチルアンモニウム、水酸化テトラsec−ブチルアンモニウム、水酸化テトラシクロブチルアンモニウム、水酸化テトラペンチルアンモニウム、水酸化テトラシクロペンチルアンモニウム、水酸化テトラヘキシルアンモニウム、水酸化テトラシクロヘキシルアンモニウム及びこれらの混合物がある。もっとも好ましい第四級アンモニウム化合物は水酸化テトラメチルアンモニウムである。
【００１９】
有利には、研磨組成物は、シリカ除去を促進するため、砥粒を０．０１〜２０重量％含有する。この範囲内で、砥粒は、１重量％以上の量で存在させることが望ましい。同じくこの範囲内で望ましいものは、１９重量％以下の量である。
【００２０】
砥粒は、平均粒度が５０〜２００ナノメートル（nm）である。本明細書に関して、粒度とは、砥粒の平均粒度をいう。より好ましくは、平均粒度が２０〜１５０nmである砥粒を使用することが望ましい。砥粒の粒度を２０nm以下に減らすことは、研磨組成物の平坦化を改善する傾向を示すが、除去速度を下げる傾向をも示す。
【００２１】
典型的な砥粒としては、無機酸化物、無機水酸化物、金属ホウ化物、金属炭化物、金属窒化物、ポリマー粒子及び前記の少なくとも一つを含む混合物がある。適当な無機酸化物としては、たとえば、（コロイダル）シリカ（ＳｉＯ2）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、ジルコニア（ＺｒＯ2）、セリア（ＣｅＯ2）、酸化マンガン（ＭｎＯ2）又は前記酸化物の少なくとも一つを含む組み合わせがある。望むならば、これらの無機酸化物の改変形態、たとえばポリマー被覆無機酸化物粒子及び無機被覆粒子を使用してもよい。適当な金属炭化物、ホウ化物及び窒化物としては、たとえば、炭化ケイ素、窒化ケイ素、炭窒化ケイ素（ＳｉＣＮ）、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化ジルコニウム、ホウ化アルミニウム、炭化タンタル、炭化チタン又は前記金属炭化物、ホウ化物及び窒化物の少なくとも一つを含む組み合わせがある。望むならば、ダイアモンドを砥粒として使用してもよい。また、代替砥粒として、ポリマー粒子及び被覆ポリマー粒子がある。好ましい砥粒はコロイダルシリカである。
【００２２】
場合によっては、本組成物は、有利には、高い選択比を達成するため、界面活性剤を０〜５重量％含有する。さらには、開示される範囲は、範囲および範囲内の限界を組み合わせた範囲及び部分的に組み合わせた範囲を含む。界面活性剤は、好ましくは０．００１〜２重量％であり、もっとも好ましくは０．０１〜１重量％である。
【００２３】
本明細書で使用する界面活性剤とは、含まれる場合、ウェーハ基材の表面もしくは界面に吸着する、又はウェーハ基材の表面もしくは界面の表面自由エネルギーを変化させる性質を有する物質をいう。「界面」とは、二つの不混和性相の間の境界である。「表面」とは、一方の相が気体、通常は空気である界面を指す。界面活性剤は通常、界面自由エネルギーを減らすように作用する。
【００２４】
アニオン性界面活性剤は、疎水性基として知られる、水に対して非常に小さな引力しか示さない構造基を、親水性基と呼ばれる、水に対して強い引力を示す基とともに有する特徴的な分子構造を有する。アニオン性界面活性剤は、溶液中で電離すると負のイオン電荷を有する親水性基を有する。疎水性基は普通、水溶性に適した長さを有する長鎖炭化水素、フルオロカーボン又はシロキサン鎖である。特に、疎水性基は、３を超える炭素鎖長を有する。もっとも有利には、疎水性基は、少なくとも６の炭素鎖長を有する。
【００２５】
好ましいアニオン性界面活性剤は、カルボキシレート（カルボン酸塩）、スルホネート（スルホン酸塩）、スルフェート（硫酸塩）又はホスフェート（リン酸及びポリリン酸エステル）の少なくとも一つから選択される化学基を含有する。界面活性剤の親水性部分は、１個以上の窒素原子又は１個以上の酸素原子又はそれらの混合物を含有することができるが、可溶性を提供するために、少なくとも１個の電離性基を含有する。本発明のアニオン性界面活性剤の疎水性部分は、十分な疎水性を提供するために、少なくとも５個の炭素原子を有する。疎水性部分は、直鎖状、分岐鎖状又は環式のいずれであることもできる。疎水性部分は、飽和鎖であってもよいし、不飽和鎖であってもよいし、芳香族基を含むものでもよい。
【００２６】
界面活性剤としては、アルキルグルタメート、ドデシルベンゼンスルホネート、アルキルα−オレフィンスルホネート、ジアルキルスルホスクシネート、アルキルスルホネート、アルキルアンホヒドロキシプロピルスルホネート、アルキルヒドロキシエチルイミダゾリン、アルキルアミドプロピルベタイン、メチルアルキルタウレート、アルキルイミダゾリン及びそれらの混合物の少なくとも一つから選択されるアニオン性界面活性剤がある。具体的な界面活性剤としては、メチルココイルタウレート、ジシクロヘキシルスルホスクシネート（１，４−ジシクロヘキシルスルホナトスクシネート）、ジノニルスルホスクシネート、ココアンホヒドロキシプロピルスルホネート、Ｃ14-17アルキルsecスルホネート、イソステアリルヒドロキシエチルイミダゾリン、コカミドプロピルベタインイミダゾリンＣ8／Ｃ10、Ｃ14-16オレフィンスルホネート（ドデシルベンゼンスルホネート）、水添獣脂グルタメート、ＰＯＥ（４）オレイルエーテルホスフェート、ラウリルスルホスクシネート、ドデシルベンゼンスルホネート及びそれらの混合物の少なくとも一つから選択されるアニオン性界面活性剤がある。通常、これらの界面活性剤は、アンモニウム、カリウム又はナトリウム塩として添加される。もっとも好ましくは、高純度調合物の場合、界面活性剤はアンモニウム塩として添加される。
【００２７】
場合によっては、研磨組成物は、有利には、砥粒（以下に論じる）の分散剤として働くためのカルボン酸ポリマーを０〜５重量％含有する。好ましくは、組成物は、カルボン酸ポリマーを０．０５〜１．５重量％含有する。また、ポリマーは、好ましくは、４，０００〜１，５００，０００の数平均分子量を有する。加えて、高めの数平均分子量のカルボン酸ポリマーと低めの数平均分子量のカルボン酸ポリマーとのブレンドを使用することもできる。これらのカルボン酸ポリマーは一般に溶液状態であるが、水性分散系であってもよい。カルボン酸ポリマーは、有利には、砥粒（以下に論じる）のための分散剤として働くことができる。前述のポリマーの数平均分子量はＧＰＣによって決定される。
【００２８】
カルボン酸ポリマーは、好ましくは、不飽和モノカルボン酸及び不飽和ジカルボン酸から形成される。典型的な不飽和モノカルボン酸モノマーは、炭素原子３〜６個を含有するものであり、アクリル酸、オリゴマーアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸及びビニル酢酸がある。典型的な不飽和ジカルボン酸は、炭素原子４〜８個を含有するものであり、それらの酸無水物を含み、たとえばマレイン酸、マレイン酸無水物、フマル酸、グルタル酸、イタコン酸、イタコン酸無水物及びシクロヘキセンジカルボン酸がある。加えて、前述の酸の水溶性塩を使用することもできる。
【００２９】
特に有用なものは、約１，０００〜１，５００，０００、好ましくは３，０００〜２５０，０００、より好ましくは２０，０００〜２００，０００の数平均分子量を有する「ポリ（メタ）アクリル酸」である。本明細書で使用する「ポリ（メタ）アクリル酸」は、アクリル酸のポリマー、メタクリル酸のポリマー又はアクリル酸とメタクリル酸とのコポリマーと定義される。異なる数平均分子量のポリ（メタ）アクリル酸のブレンドが特に好ましい。ポリ（メタ）アクリル酸のこれらのブレンド又は混合物においては、１，０００〜１００，０００、好ましくは４，０００〜４０，０００の数平均分子量を有する低めの数平均分子量のポリ（メタ）アクリル酸が、１５０，０００〜１，５００，０００、好ましくは２００，０００〜３００，０００の数平均分子量を有する高めの数平均分子量のポリ（メタ）アクリル酸と組み合わせて使用される。通常、低めの数平均分子量のポリ（メタ）アクリル酸と高めの数平均分子量のポリ（メタ）アクリル酸との重量％比は、約１０：１〜１：１０、好ましくは５：１〜１：５、より好ましくは３：１〜２：３である。好ましいブレンドは、約２０，０００の数平均分子量を有するポリ（メタ）アクリル酸と、約２００，０００の数平均分子量を有するポリ（メタ）アクリル酸とを重量比２：１で含む。
【００３０】
加えて、カルボン酸成分がポリマーの５〜７５重量％を構成するカルボン酸含有コポリマー及びターポリマーを使用することができる。このようなポリマーの典型的なものは、（メタ）アクリル酸とアクリルアミド又はメタクリルアミドとのポリマー、（メタ）アクリル酸とスチレン及び他のビニル芳香族モノマーとのポリマー、アルキル（メタ）アクリレート（アクリル酸又はメタクリル酸のエステル）とモノ又はジカルボン酸、たとえばアクリル酸もしくはメタクリル酸又はイタコン酸とのポリマー、置換基、たとえばハロゲン（すなわち塩素、フッ素、臭素）、ニトロ、シアノ、アルコキシ、ハロアルキル、カルボキシ、アミノ、アミノアルキルを有する置換ビニル芳香族モノマーと不飽和モノ又はジカルボン酸及びアルキル（メタ）アクリレートとのポリマー、窒素環を含有するモノエチレン性不飽和モノマー、たとえばビニルピリジン、アルキルビニルピリジン、ビニルブチロラクタム、ビニルカプロラクタムと不飽和モノ又はジカルボン酸とのポリマー、オレフィン、たとえばプロピレン、イソブチレン又は炭素原子１０〜２０個の長鎖アルキルオレフィンと不飽和モノ又はジカルボン酸とのポリマー、ビニルアルコールエステル、たとえば酢酸ビニル及びステアリン酸ビニル又はハロゲン化ビニル、たとえばフッ化ビニル、塩化ビニル、フッ化ビニリデン又はビニルニトリル、たとえばアクリロニトリル及びメタクリロニトリルと不飽和モノ又はジカルボン酸とのポリマー、アルキル基中に炭素原子１〜２４個を有するアルキル（メタ）アクリレートと不飽和モノカルボン酸、たとえばアクリル酸又はメタクリル酸とのポリマーである。これらは、本発明の新規な研磨組成物に使用することができる多様なポリマーのごくいくつかの例である。また、生分解性、光分解性又は他の手段によって分解可能であるポリマーを使用することも可能である。生分解性であるこのような組成物の一例は、ポリ（アクリレート共メチル２−シアノアクリレート）のセグメントを含むポリアクリル酸ポリマーである。
【００３１】
化合物は、残余として水を含有する溶液中、広いｐＨ範囲で効力を発揮する。この溶液の有効ｐＨ範囲は少なくとも１〜５である。加えて、溶液は、有利には、偶発的な不純物を制限するため、残余として脱イオン水に依存する。本発明の研磨流体のｐＨは、好ましくは２〜４．５、より好ましくは２〜３である。本発明の組成物のｐＨを調節するために使用される酸は、たとえば、硝酸、硫酸、塩酸、リン酸などである。本発明の組成物のｐＨを調節するために使用される典型的な塩基は、たとえば、水酸化アンモニウム及び水酸化カリウムである。
【００３２】
加えて、溶液は、場合によっては、生物学的汚染を制限するための殺生剤を含有することができる。たとえば、Kordek（登録商標）MLX殺微生物剤、水中２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン（Rohm and Haas社、米ペンシルバニア州フィラデルフィア）が多くの用途で効果的な殺生剤を提供する。殺生剤は通常、供給業者によって規定される濃度で使用される。
【００３３】
したがって、本発明は、砥粒の濃度を減らしながらも予想外の絶縁層除去及び平坦化効率を提供する。特に、組成物は、ＩＬＤ加工の場合にその用途のｐＨで絶縁層の除去を促進するために第四級アンモニウム化合物を含む。
【実施例】
【００３４】
実施例１
この実験は、半導体ウェーハ上の絶縁層の除去を計測した。特に、ＴＥＯＳの除去及び平坦化効率に対する第四級アンモニウム化合物の効果を試験した。IPEC 472 DE 200mm研磨機により、IC1000（商標）ポリウレタン研磨パッド（Rohm and Haas Electronic Materials CMP社）を、様々なダウンフォース条件下、１５０cc/minの研磨溶液流量、７２rpmのプラテン速度及び７０rpmのキャリヤ速度で使用して、試料を平坦化した。研磨溶液は、硝酸によってｐＨを２．５に調節しておいた。すべての溶液は、コロイダルシリカ１６重量％及び残余として脱イオン水を含有するものであった。
【００３５】
【表１】
2006253690.tif 000003
【００３６】
上記表１に示すように、第四級アンモニウム化合物の添加が組成物の除去速度を改善した。たとえば、水酸化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＨ）の添加が、試験１の組成物の除去速度をＴＥＯＳの場合で１２１８Å/min（試験Ａ）から１４２５Å/minまで改善した。また、試験２では、ＴＢＡＨ０．１重量％の添加により、ＴＥＯＳの除去速度の１７５６Å/minへの増大が認められた。
【００３７】
実施例２
この実施例では、ダウンフォースを３psi（２０．６８kPa）に増して試料を研磨した。他のすべてのパラメータは実施例１と同じであった。
【００３８】
【表２】
2006253690.tif 000004
【００３９】
上記表２に示すように、第四級アンモニウム化合物の添加が組成物の除去速度を改善した。たとえば、水酸化テトラブチルアンモニウムの添加が、試験７の組成物の除去速度をＴＥＯＳの場合で１８２８Å/min（試験Ｂ）から２３９１Å/minまで改善した。また、試験８では、ＴＢＡＨ０．１重量％の添加により、ＴＥＯＳの除去速度の２５５７Å/minへの増大が認められた。加えて、実施例１との比較によって示されるように、平坦化効率が改善された。たとえば、０．０５重量％のＴＢＡＨ濃度でダウンフォースを２psi（１３．７９kPa）から３psi（２０．６８kPa）に増すと、ＴＥＯＳ除去速度が１４２５Å/minから２３９１Å/minまで増大した。
【００４０】
実施例３
この実施例では、ダウンフォースを４psi（２７．５８kPa）に増して試料を研磨した。他のすべてのパラメータは実施例１と同じであった。
【００４１】
【表３】
2006253690.tif 000005
【００４２】
上記表３に示すように、第四級アンモニウム化合物の添加が組成物の除去速度を改善した。たとえば、水酸化テトラブチルアンモニウムの添加が、試験１３の組成物の除去速度をＴＥＯＳの場合で２３６１Å/min（試験Ｃ）から３１７５Å/minまで改善した。また、試験１４では、ＴＢＡＨ０．１重量％の添加により、ＴＥＯＳの除去速度の３２５３Å/minへの増大が認められた。
【００４３】
実施例４
この実施例では、ダウンフォースを５psi（３４．４７kPa）に増して試料を研磨した。他のすべてのパラメータは実施例１と同じであった。
【００４４】
【表４】
2006253690.tif 000006
【００４５】
上記表４に示すように、第四級アンモニウム化合物の添加が組成物の除去速度を改善した。たとえば、水酸化テトラブチルアンモニウムの添加が、試験１９の組成物の除去速度をＴＥＯＳの場合で２８０７Å/min（試験Ｄ）から３７３２Å/minまで改善した。また、試験２０では、ＴＢＡＨ０．１重量％の添加により、ＴＥＯＳの除去速度の３８６９Å/minへの増大が認められた。
【００４６】
実施例５
この実施例では、ダウンフォースを６psi（４１．３７kPa）に増して試料を研磨した。他のすべてのパラメータは実施例１と同じであった。
【００４７】
【表５】
2006253690.tif 000007
【００４８】
上記表５に示すように、第四級アンモニウム化合物の添加が組成物の除去速度を改善した。たとえば、水酸化テトラブチルアンモニウムの添加が、試験２５の組成物の除去速度をＴＥＯＳの場合で３２１５Å/min（試験Ｅ）から４２６０Å/minまで改善した。また、試験２６では、ＴＢＡＨ０．１重量％の添加により、ＴＥＯＳの除去速度の４４０５Å/minへの増大が認められた。
【００４９】
例６
この比較例では、砥粒なしで様々なダウンフォースで組成物の除去及び平坦化効率を試験した。すべての溶液はＴＢＡＨ０．０５％を含有し、ｐＨが２．５であった。他のすべてのパラメータは実施例１と同じであった。
【００５０】
【表６】
2006253690.tif 000008
【００５１】
上記表６に示すように、砥粒の非存在が組成物のＴＥＯＳ除去速度を劇的に低下させた。たとえば、試験Ｆでは、０．０５％のＴＢＡＨを添加した場合でさえ、ＴＥＯＳ除去速度は７Å/minしかなかった。ダウンフォースの増大はＴＥＯＳの除去を事実上増大させなかった。
【００５２】
したがって、本発明は、砥粒の濃度を減らして使用しながらも予想外の絶縁層除去を提供する。特に、組成物は、ＩＬＤ加工の場合にその用途のｐＨで絶縁層の除去を促進するために第四級アンモニウム化合物を含む。
【外国語明細書】
1. Title of the Invention
2006253690.tif 000009
2. Detailed Description of the Invention
2006253690.tif 000010
2006253690.tif 000011
2006253690.tif 000012
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2006253690.tif 000018
2006253690.tif 000019
2006253690.tif 000020
2006253690.tif 000021
1. Claims
2006253690.tif 000022
2006253690.tif 000023
1. Abstract
2006253690.tif 000024
2. Representative Drawing
None