(57)【要約】  少なくとも部分的にルテニウム及び銅を含む表面又は基材を研磨するためのスラリーであって、スラリーは、水酸化アルカリと、含酸素ハロゲン化合物と、ハロゲンアルキルベンゾトリアゾールとを含む。スラリーは、研磨剤と、酸と、任意選択としてアルコキシル化アルコールとをさらに含んでもよい。これらの成分によって、スラリーは高いルテニウム対銅の研磨レートの比率を示す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ルテニウム及び銅材料に使用するための研磨スラリー濃縮物であって、
水酸化アルカリと、
含酸素ハロゲンと、
ハロゲンアルキルベンゾトリアゾールと、
研磨剤と、
酸と、
を含み、
前記スラリーは、約１．２より大きい、銅に対するルテニウムの研磨選択比を示すスラリー。
【請求項２】
請求項１に記載のスラリーであって、
前記水酸化アルカリは水酸化カリウムであるスラリー。
【請求項３】
請求項１に記載のスラリーであって、
前記水酸化アルカリは、前記スラリーの全重量に基づき、約０．０１重量％乃至約１０重量％の量で存在するスラリー。
【請求項４】
請求項３に記載のスラリーであって、
前記水酸化アルカリは、前記スラリーの全重量に基づき、約０．０１重量％乃至約１重量％の量で存在するスラリー。
【請求項５】
請求項１に記載のスラリーであって、
前記含酸素ハロゲン化合物は、ヨウ素、臭素、塩素、及びそれらのうちの任意の組み合わせから成る群から選択される少なくとも１つのハロゲンを含むスラリー。
【請求項６】
請求項１に記載のスラリーであって、
前記含酸素ハロゲンは、過ヨウ素酸であるスラリー。
【請求項７】
請求項１に記載のスラリーであって、
前記含酸素ハロゲン化合物は、前記スラリーの全重量に基づき、約０．０１重量％乃至約１０重量％の量で存在するスラリー。
【請求項８】
請求項７に記載のスラリーであって、
前記含酸素ハロゲン化合物は、前記スラリーの全重量に基づき、約０．０１重量％乃至約１重量％の量で存在するスラリー。
【請求項９】
請求項１に記載のスラリーであって、
前記ハロゲンアルキルベンゾトリアゾールは、塩素、臭素、ヨウ素、及びそれらのうちの任意の組み合わせから成る群から選択される少なくとも１つのハロゲンを含むスラリー。
【請求項１０】
請求項１に記載のスラリーであって、
前記ハロゲンアルキルベンゾトリアゾール中のアルキルは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、又はそれらのうちの任意の組み合わせから選択されるアルキルであるスラリー。
【請求項１１】
請求項１に記載のスラリーであって、
前記ハロゲンアルキルベンゾトリアゾールはクロロメチルベンゾトリアゾールであるスラリー。
【請求項１２】
請求項１に記載のスラリーであって、
前記ハロゲンアルキルベンゾトリアゾールは、前記スラリーの全重量に基づき、約０．００１重量％乃至約１０重量％の量で存在するスラリー。
【請求項１３】
請求項１２に記載のスラリーであって、
前記ハロゲンアルキルベンゾトリアゾールは、前記スラリーの全重量に基づき、約０．００１重量％乃至約１重量％の量で存在するスラリー。
【請求項１４】
請求項１に記載のスラリーであって、
前記研磨剤は、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、それらの共形成生成物、及びそれらのうちの任意の組み合わせから成る群から選択される少なくとも１つであるスラリー。
【請求項１５】
請求項１４に記載のスラリーであって、
前記研磨剤はシリカであるスラリー。
【請求項１６】
請求項１５に記載のスラリーであって、
前記研磨剤は、前記スラリーの全重量に基づき、約０．０１重量％乃至約１２重量％の量で存在するスラリー。
【請求項１７】
請求項１６に記載のスラリーであって、
前記研磨剤は、前記スラリーの全重量に基づき、約０．０１重量％乃至約６重量％の量で存在するスラリー。
【請求項１８】
請求項１に記載のスラリーであって、
前記酸は、カルボン酸、アミノ酸、スルホン酸、リン酸、ホスホン酸、及びそれらのうちの任意の組み合わせから成る群から選択される少なくとも１つの酸であるスラリー。
【請求項１９】
請求項１８に記載のスラリーであって、
前記スルホン酸は、１，２‐エタンジスルホン酸、４‐アミノ‐３‐ヒドロキシ‐１‐ナフタレンスルホン酸、８‐ヒドロキシキノリン‐５‐スルホン酸、アミノメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ヒドロキシルアミンＯ‐スルホン酸、メタンスルホン酸、ｍ‐キシレン‐４‐スルホン酸、ポリ（４‐スチレンスルホン酸）、ポリアネトールスルホン酸、ｐ‐トルエンスルホン酸、及びトリフルオロメタンスルホン酸から成る群から選択される少なくとも１つの有機スルホン酸であるスラリー。
【請求項２０】
請求項１８に記載のスラリーであって、
前記リン酸は、エチルリン酸、シアノエチルリン酸、フェニルリン酸、及びビニルリン酸から成る群から選択される少なくとも１つの有機リン酸であるスラリー。
【請求項２１】
請求項１８に記載のスラリーであって、
前記ホスホン酸は、ポリ（ビニルホスホン酸）、１‐ヒドロキシエタン‐１，１‐ジホスホン酸、ニトリロトリ（メチルホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタキス（メチルホスホン酸）、Ｎ，Ｎ，Ｎ′Ｎ′‐エチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホン酸）、ｎ‐ヘキシルホスホン酸、ベンジルホスホン酸、及びフェニルホスホン酸から成る少なくとも１つの有機ホスホン酸であるスラリー。
【請求項２２】
請求項１に記載のスラリーであって、
前記酸は、マロン酸、プロピオン酸、有機スルホン酸、及びそれらのうちの任意の組み合わせから成る群から選択される少なくとも１つの酸であるスラリー。
【請求項２３】
請求項１に記載のスラリーであって、
前記酸は、前記スラリーの全重量に基づき、約０．０１重量％乃至約１０重量％の量で存在するスラリー。
【請求項２４】
請求項１に記載のスラリーであって、
前記酸は、前記スラリーの全重量に基づき、約０．０１重量％乃至約１重量％の量で存在するスラリー。
【請求項２５】
請求項１に記載のスラリーであって、
ｌｏｗ‐Ｋ研磨レート抑制剤（ｒｅｍｏｖａｌ  ｒａｔｅ  ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ）をさらに含むスラリー。
【請求項２６】
請求項２５に記載のスラリーであって、
前記ｌｏｗ‐Ｋ研磨レート抑制剤は界面活性剤であるスラリー。
【請求項２７】
請求項２６に記載のスラリーであって、
前記界面活性剤は、陽イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、及び両性界面活性剤から成る群から選択される少なくとも１つの界面活性剤であるスラリー。
【請求項２８】
請求項２７に記載のスラリーであって、
前記界面活性剤は、アルコキシル化アルコール非イオン性界面活性剤であるスラリー。
【請求項２９】
請求項２８に記載のスラリーであって、
前記界面活性剤は、前記スラリーの全重量に基づき、約０．０１重量％乃至約１０重量％の量で存在するスラリー。
【請求項３０】
請求項２９に記載のスラリーであって、
前記界面活性剤は、前記スラリーの全重量に基づき、約０．０１重量％乃至約１重量％の量で存在するスラリー。
【請求項３１】
請求項１に記載のスラリーであって、
前記スラリーのｐＨは約５から約１１までであるスラリー。
【請求項３２】
請求項３１に記載のスラリーであって、
前記スラリーのｐＨは約７から約１１までであるスラリー。
【請求項３３】
請求項１に記載のスラリーであって、
前記スラリーは、２．５より大きい、銅に対するルテニウムの研磨選択比を示すスラリー。
【請求項３４】
ルテニウム及び銅材料に使用するための研磨スラリー濃縮物であって、
前記スラリーの全重量に基づき、約０．０１重量％乃至約１０重量％の量で存在する水酸化カリウムと、
前記スラリーの全重量に基づき、約０．０１重量％乃至約１０重量％の量で存在する過ヨウ素酸と、
前記スラリーの全重量に基づき、約０．００１重量％乃至約１０重量％の量で存在するクロロメチルベンゾトリアゾールと、
前記スラリーの全重量に基づき、約０．０１重量％乃至約１２重量％の量で存在するシリカと、
前記スラリーの全重量に基づき、約０．０１重量％乃至約１０重量％の量で存在するマロン酸と、
を含み、
前記スラリーは、２．５より大きい、銅に対するルテニウムの研磨選択比を示すスラリー。
【請求項３５】
ルテニウム及び銅材料に使用するための研磨スラリー濃縮物であって、
ｐＨ調整剤と、
ルテニウム酸化剤と、
銅腐食抑制剤と、
研磨剤と、
研磨レート増強剤と、
を含み、
前記スラリーは、約１．２より大きい、銅に対するルテニウムの研磨選択比を示す研磨スラリー濃縮物。
【請求項３６】
請求項３５に記載の研磨スラリーであって、
ｌｏｗ‐Ｋ研磨レート抑制剤をさらに含む研磨スラリー。
【請求項３７】
半導体デバイスからルテニウムを研磨及び除去するための方法であって、
化学機械研磨スラリー濃縮物を前記層状半導体デバイスに塗布し、前記スラリーは、
ｐＨ調整剤と、
ルテニウム酸化剤と、
銅腐食抑制剤と、
研磨剤と、
研磨レート増強剤と、
を含み、前記スラリーが、約１．２より大きい、銅に対するルテニウムの研磨選択比を示す工程と、
回転研磨パッドで前記半導体デバイスを研磨する工程と、
を有する方法。
【請求項３８】
請求項３７に記載の方法であって、
前記スラリーは、ｌｏｗ‐Ｋ研磨レート抑制剤をさらに含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、銅に対する高選択性でのルテニウム材料の研磨に有利な化学機械研磨（ＣＭＰ）スラリーを提供する。特に、本開示のＣＭＰスラリーは、水酸化物ｐＨ調整剤と、過ハロゲン化酸又はハロゲン過酸でもよい含酸素ハロゲン化合物と、ハロゲンアルキルベンゾトリアゾールとの相乗的組み合わせを一部分において含んでいる。
【背景技術】
【０００２】
半導体産業の配線工程（ＢＥＯＬ）の用途において、ルテニウムはライナー材料として使用される場合が多い。コバルト等のその他のいくつかの材料と異なり、ルテニウムは比較的化学的に安定しているので劣化しない。ルテニウムは好ましい蒸着特性も有する。しかしながら、ルテニウムは、ＣＭＰ処理時に除去することが困難な場合がある。さらに、ルテニウムは、比較的柔らかい材料なので除去することが容易な銅と併せて使用される場合が多い。銅は、多くの半導体デバイスの機能に対して極めて重要なので、極めて容易に剥がれ、あるいは銅層又はインレーに損傷を与えるＣＭＰスラリーを使用する場合、それが完成したデバイスの性能に悪影響を及ぼす恐れがある。
【０００３】
同じ半導体デバイス中のすべての銅を保護しつつ、十分に高速度でルテニウムを除去する能力を有するバランスのとれたＣＭＰスラリーが必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態において、本開示は、水酸化アルカリと、含酸素ハロゲン化合物（例えば、過ハロゲン化酸又はハロゲン過酸）と、ハロゲンアルキルベンゾトリアゾールとの組み合わせを含むＣＭＰスラリーを提供する。前記スラリーは、研磨剤と、酸と、安定剤と、研磨レート増強剤（ｒｅｍｏｖａｌ  ｒａｔｅ  ｅｎｈａｎｃｅｒｓ）とを含んでもよい。
【０００６】
別の態様において、本明細書に開示される実施形態は、ルテニウム及び銅材料に使用するための研磨スラリー濃縮物に関係し、該研磨スラリー濃縮物は、水酸化アルカリと、含酸素ハロゲンと、ハロゲンアルキルベンゾトリアゾールと、研磨剤と酸とを含み、前記スラリーは、約１．２より大きい、銅に対するルテニウムの研磨選択比を示す。
【０００７】
さらに別の態様において、本明細書に開示される実施形態は、ルテニウム及び銅材料に使用するための研磨スラリー濃縮物に関係し、該研磨スラリー濃縮物は、前記スラリーの全重量に基づき、約０．０１重量％乃至約１０重量％の量で存在する水酸化カリウムと、前記スラリーの全重量に基づき、約０．０１重量％乃至約１０重量％の量で存在する過ヨウ素酸と、前記スラリーの全重量に基づき、約０．００１重量％乃至約１０重量％の量で存在するクロロメチルベンゾトリアゾールと、前記スラリーの全重量に基づき、約０．０１重量％乃至約１２重量％の量で存在するシリカと、前記スラリーの全重量に基づき、約０．０１重量％乃至約１０重量％の量で存在するマロン酸とを含み、前記スラリーは、２．５より大きい、銅に対するルテニウムの研磨選択比を示す。
【０００８】
さらに別の態様において、本明細書に開示される実施形態は、ルテニウム及び銅材料に使用するための研磨スラリー濃縮物に関係し、該研磨スラリー濃縮物は、ｐＨ調整剤と、ルテニウム酸化剤と、銅腐食抑制剤と、研磨剤と、研磨レート増強剤とを含み、前記スラリーは、約１．２より大きい、銅に対するルテニウムの研磨選択比を示す。
【０００９】
さらに別の態様において、本明細書に開示される実施形態は、半導体デバイスからルテニウムを研磨及び除去するための方法に関係し、該方法は、化学機械研磨スラリー濃縮物を前記層状半導体デバイスに塗布し、前記スラリーは、ｐＨ調整剤と、ルテニウム酸化剤と、銅腐食抑制剤と、研磨剤と、研磨レート増強剤とを含み、前記スラリーが、約１．２より大きい、銅に対するルテニウムの研磨選択比を示す工程と、回転研磨パッドで前記半導体デバイスを研磨する工程とを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示のスラリー中のルテニウム酸化剤の量を関数とする様々な材料の研磨レート（ｒｅｍｏｖａｌ  ｒａｔｅｓ）のグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示のＣＭＰスラリーは、層状半導体デバイスからルテニウム材料を十分に高速度で研磨及び除去する一方、デバイス上にあるすべての銅層をなお保護するという課題に対処している。別の言い方をすれば、本ＣＭＰスラリーは、銅に比べてルテニウムを研磨することに対して高い選択性を示す。本開示のＣＭＰスラリーは、水酸化カリウム等の水酸化アルカリと、過ヨウ素酸塩等の含酸素ハロゲン化合物と、クロロメチルベンゾトリアゾール（ＣＭＢＴＡ）等のハロゲンアルキルベンゾトリアゾールとの組み合わせを含む。下記でさらに詳細に説明するように、これらのＣＭＰスラリーは、銅と比較したとき、ルテニウムの研磨において大きい研磨レートと高い選択性、例えば、１．２以上、２．５以上、及び３．０以上の選択性を示す。
【００１２】
これらの好ましい選択性比率は個別の成分自体の特性に基づいては予測できない。下記でさらに詳細に説明するように、ベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）のみ、又はアルキルベンゾトリアゾール化合物までも有する組成物は、銅に対するルテニウムの選択性はかなり低い。銅に対するルテニウムの選択性が大幅に増大するのは、本開示のハロゲンアルキルベンゾトリアゾールにおけるように、ハロゲン基を付加した場合のみである。理論によって縛られることなく、ハロゲン基は、ハロゲンアルキルベンゾトリアゾール化合物をより安定化させるので、ＢＴＡ又はアルキルベンゾトリアゾールが酸化するほど迅速に酸化しないと考えられる。また、ハロゲンは、ハロゲンアルキルベンゾトリアゾール分子をより大きくすることも可能であるので、研磨されている基板上の不動態層の厚さを増大させる。そのため、不動態層はより疎水性となり、それにより、層を通過する水の中に存在するエッチング薬品又は腐食性薬品を阻止し、すべての銅の表面をより良く保護することが可能になる。
【００１３】
本開示のハロゲンアルキルベンゾトリアゾールは、銅に対する腐食抑制剤としての働きをする。本化合物中のハロゲンは、例えば、塩素、臭素、又はヨウ素を含むがこれらに限定されない既知のハロゲン類からのいずれであってもよい。アルキル基は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、又はそれらのうちの任意の組み合わせであってもよい。アルキル基は、また、１つ乃至１２個の炭素から成る炭素鎖を有する１つ以上のものであってもよい。一実施形態において、化合物は、クロロメチルベンゾトリアゾール（ＣＭＢＴＡ）である。ハロゲンアルキルベンゾトリアゾール化合物は、スラリーの全重量に基づき、０．００１重量％乃至１０重量％の量、又はその間の任意の部分範囲の量で存在してもよい。ハロゲンアルキルベンゾトリアゾール化合物は、また、スラリーの全重量に基づき、０．００１重量％乃至１重量％の量、又はその間の任意の部分範囲の量で存在してもよい。ハロゲンアルキルベンゾトリアゾールの量は、以下の考慮のバランスをとることによって設定するものとする。下記でさらに詳細に説明するように、化合物を多くすればするほど、ルテニウム対銅の選択性研磨比率がより高くなる。しかしながら、過度にハロゲンアルキルベンゾトリアゾールが使用されたとき、ハロゲンアルキルベンゾトリアゾールが研磨されたウェハの表面に残留物を残す恐れがあり、好ましくない。
【００１４】
本開示の含酸素ハロゲン化合物は、ルテニウムの酸化剤としての働きをする。酸化ルテニウムが形成されたとき、酸化ルテニウムは研磨剤の力学的作用によって除去することができる。ハロゲンは、例えば、ヨウ素、臭素、又は塩素を含むがこれらに限定されない既知の群からのいずれであってもよい。一実施形態において、含酸素ハロゲン化合物は、化学式ＨＩＯ４（メタ型）又はＨ５ＩＯ６（オルト型）を有する過ヨウ素酸である。その他の適切な化合物には、臭素酸又は塩素酸が挙げられる。含酸素ハロゲン化合物は、スラリーの全重量に基づき、０．０１重量％乃至１０重量％の量、又はその間の任意の部分範囲の量で存在してもよい。含酸素ハロゲン化合物は、また、スラリーの全重量に基づき、０．０１重量％乃至１重量％の量、又はその間の任意の部分範囲の量で存在してもよい。
【００１５】
水酸化アルカリは、スラリー中でｐＨ調整剤として働くことが可能である。スラリーの性能に対するｐＨの重要性については下記でさらに詳細に説明する。アルカリは、既知のアルカリ群からのいずれであってもよい。一実施形態において、水酸化アルカリは水酸化カリウムである。水酸化アルカリは、スラリーの全重量に基づき、０．０１重量％乃至１０重量％の量、又はその間の任意の部分範囲の量で存在してもよい。水酸化アルカリは、また、スラリーの全重量に基づき、０．０１重量％乃至１重量％の量、又はその間の任意の部分範囲の量で存在してもよい。
【００１６】
本開示のスラリーは、研磨剤も含む。研磨剤は、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、それらの共形成生成物、又はそれらのうちの混合物から成る群から選択してもよい。研磨剤は、スラリーの全重量に基づき、０．０１重量％乃至１２重量％の量、又はその間の任意の部分範囲の量で存在してもよい。研磨剤は、また、スラリーの全重量に基づき、０．０１重量％乃至６重量％の量、又はその間の任意の部分範囲の量で存在することが可能である。
【００１７】
本開示のスラリーは、研磨レート増強剤として働く可能性がある少なくとも１つの酸も含む。１つ以上の実施形態において、本開示の酸は、カルボン酸の群又は多数のカルボン酸の混合物から選択してもよい。１つ以上の実施形態において、酸は、また、アミノ酸、有機又は無機スルホン酸、有機又は無機リン酸、及び有機ホスホン酸のうちの１つ以上であってもよい。有機スルホン酸の例として、１，２‐エタンジスルホン酸、４‐アミノ‐３‐ヒドロキシ‐１‐ナフタレンスルホン酸、８‐ヒドロキシキノリン‐５‐スルホン酸、アミノメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ヒドロキシルアミンＯ‐スルホン酸、メタンスルホン酸、ｍ‐キシレン‐４‐スルホン酸、ポリ（４‐スチレンスルホン酸）、ポリアネトールスルホン酸、ｐ‐トルエンスルホン酸、及びトリフルオロメタンスルホン酸が挙げられる。有機リン酸の例として、エチルリン酸、シアノエチルリン酸、フェニルリン酸、及びビニルリン酸が挙げられる。有機ホスホン酸の例として、ポリ（ビニルホスホン酸）、１‐ヒドロキシエタン‐１，１‐ジホスホン酸、ニトリロトリ（メチルホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタキス（メチルホスホン酸）、Ｎ，Ｎ，Ｎ′Ｎ′‐エチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホン酸）、ｎ‐ヘキシルホスホン酸、ベンジルホスホン酸、及びフェニルホスホン酸が挙げられる。より特定の実施形態において、酸は、マロン酸、プロピオン酸、有機スルホン酸、又はそれらのうちの混合物を含む群から選択される少なくとも１つであってもよい。酸は、スラリーの全重量に基づき、０．０１重量％乃至１０重量％の量、又はその間の任意の部分範囲の量で存在してもよい。酸は、また、スラリーの全重量に基づき、０．０１重量％乃至１重量％の量、又はその間の任意の部分範囲の量で存在してもよい。
【００１８】
１つ以上の実施形態において、本開示のスラリーは、また、ｌｏｗ‐Ｋ研磨レート抑制剤として働く可能性がある界面活性剤を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、スラリーは、陽イオン性、陰イオン性、非イオン性、両性の界面活性剤又はそれらのうちの混合物を含んでもよい。より特定の実施形態において、組成物は非イオン性界面活性剤を含む。１つ以上の実施形態において、非イオン性界面活性剤は、疎水性部分とアルコキシル化アルコール部分とを含むアルコキシル化アルコール非イオン性界面活性剤であってもよい。実施形態によっては、非イオン性界面活性剤のアルコキシル化アルコール部分は、酸化エチレン基、酸化プロピレン基、又はそれらのうちの混合物を含んでもよい。実施形態によっては、非イオン部分の疎水性部分は、３乃至２０の炭素又はその間の任意の部分範囲の炭素を含む直鎖又は分岐炭化水素基を含んでもよい。存在するとき、界面活性剤は、スラリーの全重量に基づき、０．０１重量％乃至１０重量％の量、又はその間の任意の部分範囲の量であってもよい。界面活性剤は、スラリーの全重量に基づき、０．０１重量％乃至１重量％の量、又はその間の任意の部分範囲の量で存在してもよい。
【００１９】
１つ以上の実施形態において、スラリーのｐＨは、５から１１までの範囲、又は６から１１までの範囲、又はその間の任意の部分範囲にわたってもよい。しかしながら、スラリーのｐＨをアルカリ性の範囲に設定することは有益な場合があるのは、これにより、銅の研磨レートをより小さくすることにつながる可能性があるからである。従って、実施形態によっては、ｐＨは、７から１１まで、又はその間の部分範囲、あるいは、８．５から１０．５まで、又はその間の部分範囲であってもよい。
【００２０】
本開示の通例のスラリーの組成を下記の表１に要約する。
【００２１】
【表１】
2021530097.tif 000003
【００２２】
１つ以上の実施形態において、本開示のスラリーは、表１に記載されていない、それぞれの成分に対して本願において前に記載した重量で１％未満又は０．１％未満のその他の添加剤／成分を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、本開示のスラリーは、表１に記載され、それぞれの成分に対して本願において前に記載した成分及び水のみから成る。例えば、実施形態によっては、本開示のスラリーは、以下の添加剤成分又はそれらのうちの任意の組み合わせの１つ以上を特に除外してもよい。そのような成分は、１０００ｇ／ｍｏｌより大きい、あるいは実施形態によっては２０００ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有する高分子、脱酸素剤、第四級アンモニウム塩（ＴＭＡＨ等の第四級水酸化アンモニウムを含む）、アミン、ＮａＯＨおよびＬｉＯＨ等の塩基、消泡材以外の界面活性剤、消泡材、化合物を含むフッ化物、ケイ酸塩、２つより多い水酸基を含むヒドロキシカルボン酸、アミノ基を欠くカルボン酸及びポリカルボン酸、シラン（例えば、アルコキシシラン）、環式化合物（例えば、（ジアゾール、トリアゾール、又はテトラアゾール等の）非ハロゲン化アゾール、トリアジン、及び置換又は非置換ナフタレン、あるいは置換又は非置換ビフェニルエーテル等の少なくとも２つの環を含む環式化合物）、緩衝剤、非アゾール腐食抑制剤、並びに金属塩（例えば、金属ハロゲン化物）から成る群から選択される。
【実施例】
【００２３】
本開示の研磨組成物及び研磨方法の能力をさらに示すために実施例を提供する。提供する実施例は、本開示の範囲を限定することを意図するものではなく、また限定するものと解釈すべきではない。
【００２４】
全ての実施例について、アプライドマテリアルズ社製ミラＣＭＰ研磨装置を１．５ｐｓｉのダウンフォース及び１７５ｍＬ／ｍｉｎの流量で使用して、ＳＫＷ  ＣＶＤ  Ｒｕウェハを研磨した。
【００２５】
下記の表２は、銅、タンタル、（化学蒸着、すなわちＣＶＤにより蒸着された）ルテニウム、オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）、及び様々な研磨組成物用の炭素がドープされたＣＶＤ二酸化ケイ素（ＢＤ１）であるＢｌａｃｋ  Ｄｉａｍｏｎｄ（登録商標）に対する研磨レートのデータを示す。ＣＭＢＴＡの量は、その量がルテニウム対銅研磨速度の選択性に如何に影響を与えるかということを示すために変化させられている。ＢＴＡ及びメチルベンゾトリアゾールを含む比較例の組成物もあり、本開示のハロゲンアルキルメチルベンゾトリアゾール、この場合ＣＭＢＴＡが、ルテニウム対銅の選択性を大幅に向上することを示している。
【００２６】
【表２】
2021530097.tif 000004
【００２７】
全ての組成物は、同じ量の水酸化アルカリ（ＫＯＨ）、（マロン）酸、研磨剤（シリカ）、及び含酸素ハロゲン（過ヨウ素酸塩）を有する。ｐＨ値もほぼ同じである。ＣＭＢＴＡの量は変化させられている。データに示されるように、コントロール組成物はいかなる種類のＢＴＡも有しない。本組成物を用いたルテニウムの研磨レートは、他の材料の研磨レートと同様に、大きい又は少なくとも十分である。しかしながら、コントロール組成物中にＣＭＢＴＡが全く無いと、銅を保護するものがない。コントロールにおける銅の研磨レートは、比較的非常に高く、従って、ルテニウム対銅の選択性は非常に悪く、１未満である。
【００２８】
対照的に、Ｅｘ１からＥｘ４において、ＣＭＢＴＡの量が大きくなればなるほど、銅に対する研磨レートは小さくなるが、ルテニウム研磨レートは比較的一定のままであり、より良いルテニウム対銅の選択性をもたらす。これが驚くべき結果であるのは、ＣＭＢＴＡの代わりに、ＢＴＡ（ＣＥ１）及びメチルベンゾトリアゾール（ＣＥ２）を含む組成物は、銅もほとんど保護しないことが示されているからである。例えば、Ｅｘ３、ＣＥ１、及びＣＥ２は、それぞれ６００ｐｐｍのＣＭＢＴＡ、ＢＴＡ、及びメチルベンゾトリアゾールを有する。上述のように、その他の全ての値は、同じである。しかし、ＢＴＡを有するＣＥ１は、Ｅｘ３の速度のほぼ４倍の速度で銅を除去する。メチルベンゾトリアゾールを有するＣＥ２は、Ｅｘ３の速度の２倍を上回る速度で銅を除去する。明らかに、ＣＭＢＴＡは、非ハロゲン化ベンゾトリアゾール化合物よりずっと良く銅を保護するが、これは予期されなかった。ＣＭＢＴＡは、同様に、他の基材（例えば、Ｔａ、ＴＥＯＳ、及びＢＤ１）の研磨レートに著しく悪影響を及ぼすこともなく、実際、場合によっては研磨レートを改善する。
【００２９】
表３は、本開示のスラリーの新規で予期されなかった効果を示すさらなるデータを示す。下記に示す７つの組成物において、ＣＭＢＴＡがＢＴＡ及びメチルベンゾトリアゾールと再び比較されている。ルテニウム酸化剤と含酸素ハロゲンの量も変化させられている。
【００３０】
【表３】
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【００３１】
Ｅｘ６、ＣＥ３、及びＣＥ４は、６００ｐｐｍの代わりに２５０ｐｐｍであることを除き、上記表２に説明されている結果と同様の結果を示す。すなわち、ＣＭＢＴＡは、ＢＴＡ又はメチルベンゾトリアゾールよりずっと良く銅を保護し、ルテニウム研磨レートに悪影響を及ぼさない。
【００３２】
Ｅｘ７からＥｘ１０は、様々な量のルテニウム酸化剤の過ヨウ素酸塩に対する研磨レートのデータを示す。ルテニウムの研磨レートは、過ヨウ素酸塩の量が多くなると非常に大きくなるが、銅の研磨レートは低いまま、又は低下さえもする。本データは、図１にグラフを使って示されている。
【００３３】
本開示は１つ以上の例示的実施形態を参照して説明されているが、当業者は、本開示の範囲から逸脱することなく、本開示の要素に対して様々な変更を行うことができること及び同等物に置き換えることができることを理解するであろう。これに加えて、本開示の範囲から逸脱することなく、本開示の教示に則り、多くの修正を行って、特定の状況又は材料に適合させることが可能である。従って、本開示が、考えられる最良の態様として開示された特定の実施形態に限定されるのではなくて、本開示が、添付の請求項の範囲内に該当する全ての実施形態を含むことが意図されている。
【図１】
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【国際調査報告】
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