(57)【要約】  本発明は、白金及び／又はルテニウムを含有する基材を研磨する化学機械研磨（ＣＭＰ）方法、及び本発明の方法で使用するために適当な組成物を提供する。アルミナ並びに抑制剤、錯化剤、及びアミノ化合物からなる群から選択される少なくとも１種の添加剤を含有する本発明の方法で使用される研磨組成物により、白金及びルテニウムを研磨することが可能になる。本発明の方法は、白金、ルテニウム、酸化ケイ素及び窒化ケイ素の相対的除去速度の調整を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
白金、ルテニウム又はそれらの組合せを含む基材を研磨する化学機械研磨（ＣＭＰ）方法であって、基材と研磨パッドの表面とを、パッドと基材の間における酸化剤及び水性研磨組成物の存在下で接触させることを含む方法であり、研磨組成物は、４〜８の範囲内にｐＨを有し、粒子状アルミナ研磨剤並びに抑制剤、錯化剤、及びアミノ化合物からなる群から選択される少なくとも１種の添加剤を含有する水性キャリヤーを含む、研磨方法。
【請求項２】
アミノ化合物が、アンモニア、有機アミン、有機アンモニウム化合物又はそれらの塩からなる群から選択される少なくとも１種の化合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
酸化剤が過酸化水素を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
酸化剤が、組成物中に、０．１〜１０質量パーセント（ｗｔ％）の範囲内の濃度で存在する、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
抑制剤が水溶性炭水化物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
水溶性炭水化物がスクロースを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
錯化剤がアルカノールアミンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
アルカノールアミンが、ビス（２−ヒドロキシエチル）アミノトリス（ヒドロキシメチル）メタンを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
アミノ化合物が第四級アンモニウム塩を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
第四級アンモニウム塩がテトラメチルアンモニウム塩を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
アミノ化合物が酢酸アンモニウムを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
アミノ化合物が第三級アミンを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１３】
錯化剤がカルボン酸塩を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
カルボン酸塩が、組成物中に０．０１〜１．５質量パーセント（ｗｔ％）の範囲内の濃度で存在する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
アルミナが、組成物中に０．００１〜１０質量パーセント（ｗｔ％）の範囲内の濃度で存在する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
アルミナが５０〜１０００ｎｍの範囲内の平均粒子サイズを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
基材と接触する研磨パッドの表面が８０ショアＤ以下の硬度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
基材と接触する研磨パッドの表面が多孔質ポリマーを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
基材と接触する研磨パッドの表面が、１５〜８０ショアＤの範囲内の硬度を有する不織多孔質ポリウレタンを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
基材と接触する研磨パッドの表面が、１０〜８０％の範囲内の通気孔体積率を有する不織多孔質ポリマーを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
基材と接触する研磨パッドの表面が、１５〜５０ショアＤの範囲内の硬度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
添加剤が、組成物中に０．００１〜５質量パーセント（ｗｔ％）の範囲内の濃度で存在する、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
白金、ルテニウム又はそれらの組合せを含む基材を研磨する化学機械研磨（ＣＭＰ）方法であって、パッドと基材の表面の間における酸化剤及び水性研磨組成物の存在下で、基材と研磨パッドの表面とを接触させることを含む方法であり、基材と接触する研磨パッドの表面は、８０ショアＤ以下の硬度を有する多孔質ポリマーを含み、研磨組成物は５〜７の範囲内のｐＨを有し、該組成物は、
（ａ）１０〜１０００ｎｍの範囲内の平均粒子サイズを有する粒子状アルミナ研磨剤０．００１〜１０質量パーセント（ｗｔ％）、
（ｂ）所望により、０．１〜１０ｗｔ％の過酸化水素、
（ｃ）抑制剤、
（ｄ）錯化剤、及び
（ｅ）アミノ化合物
を含む水性キャリヤーを含む研磨方法。
【請求項２４】
白金を含有する表面又はルテニウムを含有する表面を研磨するために適当な水性研磨組成物であって、４〜８のｐＨを有し、０．００１〜１０ｗｔ％の粒子状アルミナ研磨剤、並びに抑制剤、錯化剤、及びアミノ化合物からなる群から選択される少なくとも１種の添加剤０．００１〜５質量パーセントを含有する水性キャリヤーを含む水性研磨組成物。
【請求項２５】
０．１〜１０質量パーセント（ｗｔ％）の過酸化水素をさらに含む、請求項２４に記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨組成物及び方法に関する。特に、本発明は、白金含有及びルテニウム含有基材を研磨するための方法及びそのための組成物にさらに関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な固体状態のメモリーデバイス（動的ランダムアクセスメモリー（ＤＲＡＭ）、静的なランダムアクセスメモリー（ＳＲＡＭ）、消去可能でプログラム可能なリードオンリーメモリー（ＥＰＲＯＭ）、及び電気的に消去可能でプログラム可能なリードオンリーメモリー（ＥＥＰＲＯＭ））では、メモリー用途で各メモリービットのために微小電子回路素子が使用される。典型的な非揮発性メモリー素子（ＥＥＰＲＯＭのような、すなわち、「フラッシュ」メモリー）のためには、フローティングゲート電界効果トランジスターがデータ貯蔵デバイスとして使用される。これらのデバイスは、各メモリービットを貯蔵して、限定された再プログラムの可能性を有するために、電界効果トランジスターのゲートに電荷を維持する。それらはプログラムするのも遅い。
【０００３】
ＦＲＡＭ又はＦｅＲＡＭ（強誘電性ランダムアクセスメモリー）デバイスは、ある用途のために普及が進みつつある非揮発性メモリーデバイスである。ＦＲＡＭＳは、高い書き込み速度、書き込み中の低い消費電力、及びデバイスが耐え得る高い最大数の書き込み消去サイクルにより、ある他のメモリーデバイスに優る。
【０００４】
ＦＲＡＭデバイスの構造は、ＤＲＡＭデバイスと似ているが、非揮発性にするために誘電層の代わりに強誘電層を使用する。強誘電性材料の誘電率は、線形誘電性材料よりも通常はるかに高い。ＦＲＡＭデバイスにおいて使用される典型的な強誘電性材料は、鉛ジルコネートチタネート（ＰＺＴ）を含む。強誘電層は、ケイ素に対して腐食性であり、そのため、通常、白金（Ｐｔ）バリアが強誘電層とケイ素の間に置かれる。電着されたＰｔは、ＦＲＡＭデバイスのより低い電極のためにも使用される。
【０００５】
ルテニウム（Ｒｕ）などの他の貴金属も、動的ランダムアクセスメモリー（ＤＲＡＭ）デバイスなどにおける高性能半導体デバイス及びキャパシターの製造に使用される。
【０００６】
半導体及びメモリーデバイス製造中には、ウェファ上の回路の種々の要素を形成するために材料の種々の層が除去又は減縮されなければならず、それは、典型的には、化学機械研磨（ＣＭＰ）により達成される。ＦＲＡＭデバイスのＰｔ層は、製造工程中に研磨されなければならない。Ｐｔの比較的遅い酸化速度が原因で、Ｐｔの除去速度は、メモリーデバイス及び半導体を構成するために使用されるある他の材料と比較して遅い。Ｐｔは、半導体製造工程中に研磨又は減縮が困難な材料と一般的に考えられている。
【０００７】
ＤＲＡＭデバイスのＲｕ層も、製造工程中に研磨されなければならない。少なくとも一部はルテニウムバリア層により示される高い化学的不活性度及び機械的研削に強い応答のせいで、現行のルテニウム研磨組成物は、適切なルテニウム除去速度を提供するために、通常、比較的硬い研削材及び強い酸化剤に依存する。典型的には、過酸化水素などの比較的弱い酸化剤は、ルテニウム研磨工程においてあまり効率的でなく、ルテニウムを適切に平坦化するために長い研磨時間及び高い研磨圧が必要になる。
【０００８】
基材表面のＣＭＰのための組成物及び方法は、当技術分野において周知である。半導体基材表面のＣＭＰのための（例えば、集積回路製造のため）研磨組成物（研磨スラリー、ＣＭＰスラリー、及びＣＭＰ組成物としても知られている）は、典型的には、研磨剤、種々の添加剤化合物等を含有する。
【０００９】
従来のＣＭＰ技法においては、基材キャリヤー又は研磨ヘッドがキャリヤーアセンブリー上に載せられてＣＭＰ装置中の研磨パッドと接触する位置にある。キャリヤーアセンブリーは、基材に制御し得る圧力をかけて、基材を研磨パッドに押しつける。パッド及びキャリヤーは、それが取り付けられた基材と、互いに対して動く。パッドと基材の相対的移動は、基材の表面を研削して、基材表面から材料の一部を除去するのに役立ち、そのことにより基材を研磨する。基材表面の研磨は、典型的には、研磨組成物の化学的活性により（例えば、酸化剤、酸、塩基、又はＣＭＰ組成物中に存在する他の添加剤による）及び／又は研磨組成物中に懸濁された研磨剤の機械的活性により、さらに助けられる。典型的な研磨剤材料として、二酸化ケイ素、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、及び酸化スズが挙げられる。
【００１０】
知られているＣＭＰスラリー組成物及び研磨パッド材料は、通常、限定された目的には適当であるが、多くの従来の組成物及び方法は、Ｐｔ及びＲｕ層の除去のためには許容できない研磨速度を示す。それに加えて、多くの知られた研磨スラリー及び方法は、他の劣ったＰｔ及びＲｕ層除去特性を示し、擦過疵、孔食、及び腐蝕などの望ましくないＰｔ及びＲｕ表面欠陥を生じる。
【００１１】
従来のＣＭＰ組成物及び技法は、一般的に、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）又は二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）などの他の材料の除去を回避又は最小化しながら、Ｐｔ及びＲｕなどの層を除去するようにデザインされている。これらの伝統的研磨スラリーは、「窒化ケイ素上に残留」又は「酸化ケイ素上に残留」する用途のためにデザインされてきた。Ｐｔ層の除去速度の基層の除去速度に対する比は、本明細書においては、ＣＭＰ加工処理中における他の層に対するＰｔの除去のための「選択性」又は「除去速度比」と称する。ＣＭＰ加工処理中におけるＲｕ層の除去速度と基層の除去速度との比は、本明細書においては、他の層に対するＲｕ除去の「選択性」又は「除去速度比」と称する。
【００１２】
二酸化ケイ素（例えば、「ＰＥＴＥＯＳ」又は「ＴＥＯＳ」としても知られるプラズマ強化テトラエチルオルトシリケート由来の二酸化ケイ素）及び窒化ケイ素に優先するＰｔ及びＲｕ金属の比較的高速の除去並びにＰｔ及びＲｕ金属の選択的除去を提供する新規な研磨方法を開発する必要性が継続している。擦過などの表面欠陥の減少した平滑なＰｔ又はＲｕ表面を生じるＰｔ及びＲｕ金属層を研磨する新規な研磨方法を開発する必要性も継続している。本発明は、これらの継続する必要性に向けられる。
【発明の概要】
【００１３】
白金（Ｐｔ）含有基材及び／又はルテニウム（Ｒｕ）含有基材を研磨する化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物及び方法が記載される。本明細書において記載される方法の実施形態は、酸化剤及び水性研磨組成物の存在下で基材を研磨パッドの表面と接触させることを含む。研磨組成物は、粒子状アルミナ研磨剤、並びに抑制剤、錯化剤、及びアミノ化合物からなる群から選択される少なくとも１種の添加剤を含有する水性キャリヤー液体を含む。幾つかの実施形態において、３タイプ全ての添加剤（抑制剤、錯化剤、及びアミノ化合物）が、組成物中に存在する。幾つかの実施形態において、添加剤は、本明細書に記載した組成物中に０．００１〜５質量パーセントの範囲内の濃度で存在する。
【００１４】
幾つかの実施形態において、研磨パッドは、８０以下のショアＤ、好ましくは１５〜８０の範囲内のショアＤ、及びより好ましくは１５〜５０ショアＤの範囲内の表面硬度を有する。好ましい実施形態において、研磨パッドの表面は多孔質ポリマーである。より好ましくは、研磨パッドの表面は、１５〜８０ショアＤの範囲内の硬度を有し、通気孔体積率を１０％〜６０％の範囲内に有する不織多孔質ポリマーである。幾つかの好ましい実施形態において、パッドは多孔質ポリウレタンから構築される。
【００１５】
好ましくは、アルミナは、組成物中に０．００１〜１０質量パーセント（ｗｔ％）の範囲内の濃度で存在する。やはり好ましくは、アルミナは平均粒子サイズを１０〜１０００ｎｍの範囲内に有する。
【００１６】
幾つかの実施形態において、添加剤は、抑制剤を含むか、それから本質的になるか又はそれからなる。抑制剤は、酸化速度を減少させ、幾つかの場合にはＰｔ及びＲｕの除去の選択性を増大させる。本明細書に記載した組成物及び方法において使用するために適当な抑制剤の例として、水溶性炭水化物（例えば、スクロースなどの糖、又は２−ヒドロキシエチルセルロース又はデキストリンなどの多糖）が挙げられるが、これらに限定されない。抑制剤は、使用されるときは、好ましくは、組成物中に例えば０．００１〜１ｗｔ％の範囲内の濃度で存在する。
【００１７】
幾つかの実施形態において、添加剤は、錯化剤を含むか、それから本質的になるか又はそれからなる。錯化剤は、金属の研磨を促進して、幾つかの場合には金属の除去速度を増大させる。本明細書に記載した組成物及び方法で使用するために適当な錯化剤の例として、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチルアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン、ビス（２−ヒドロキシエチル）アミノトリス（ヒドロキシメチル）メタンなどのアルカノールアミンが挙げられるが、これらに限定されない。錯化剤のさらなる例として、酢酸カリウム、酢酸アンモニウム等を含む酢酸塩及びカルボン酸塩（カルボキシレート）、酢酸が挙げられる。錯化剤は、使用されるときには、好ましくは、組成物中に例えば０．００１〜５ｗｔ％の範囲内の濃度で存在する。
【００１８】
幾つかの実施形態において、添加剤は、アミノ化合物を含むか、それから本質的になるか又はそれからなる。アミノ化合物は、組成物のイオン強度を調節するために使用され、それは、幾つかの場合に、金属研磨速度を増大させるか又は酸化速度を低下させることに役立つことにより組成物の選択性を改善する。本明細書に記載した組成物及び方法で使用するために適当なアミノ化合物の例として、アンモニア、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、アンモニウム塩（例えば、塩化アンモニウム、酢酸アンモニウム、酢酸トリエチルアンモニウム等）；及び第四級アンモニウム塩（例えば、テトラメチルアンモニウム塩、テトラブチルアンモニウム塩等）が挙げられるが、これらに限定されない。アミノ化合物は、使用されるときは、好ましくは、組成物中に例えば０．００１〜５ｗｔ％の範囲内の濃度で存在する。
【００１９】
本明細書に記載した方法で使用される研磨組成物は、酸化剤も含有することができる。幾つかの実施形態において、酸化剤は、過酸化水素を含むか、それから本質的になるか又はそれからなる。好ましい実施形態において、酸化剤は、使用時点で組成物中に０．１〜１０ｗｔ％の範囲内の濃度で存在する（すなわち、ＣＭＰ手順で直接使用するために希釈される）。幾つかの実施形態において、酸化剤は、基材を研磨する直前に組成物に加えられる（例えば、基材を研磨する前２〜３分から２〜３日以内に）。
【００２０】
好ましくは、本明細書に記載した方法で使用される研磨組成物は、４〜８（例えば、５〜７）の範囲内のｐＨを有する。所望の組成物ｐＨにするために、種々の緩衝剤を、組成物中に含ませることができる。
【００２１】
幾つかの実施形態において、本発明は、白金又はルテニウム又は両者を含む基材を研磨するために適当な化学機械研磨方法を提供する。該方法は、パッドと基材の間に酸化剤及び水性研磨組成物を存在させて基材を研磨パッドの表面と接触させることを含む。研磨組成物は、好ましくは、ｐＨを４〜８の範囲内に有し、粒子状アルミナ研磨剤及び抑制剤、錯化剤、及びアミノ化合物の少なくとも１種を含有する水性キャリヤーを含む。
【００２２】
記載した方法及び組成物の幾つかの実施形態において使用される酸化剤は、過酸化水素を含む。好ましくは、酸化剤は、組成物中に０．１〜１０質量パーセント（ｗｔ％）の範囲内の濃度で存在する。
【００２３】
本明細書に記載した方法及び組成物の幾つかの実施形態で使用される抑制剤は、水溶性炭水化物、好ましくはスクロースである。
【００２４】
幾つかの実施形態において、本明細書に記載した方法及び組成物で使用される錯化剤として、アルカノールアミン（例えば、ビス（２−ヒドロキシエチル）アミノトリス（ヒドロキシメチル）メタン）、カルボン酸塩、又はそれらの組合せが挙げられる。好ましくは、カルボン酸塩は、組成物中に０．０１〜１．５質量パーセントの範囲内の濃度で存在する。
【００２５】
任意の適当な研磨パッドを、本明細書に記載した方法において使用することができる。幾つかの実施形態において、研磨パッドは、８０ショアＤ以下の硬度を有する。基材と接触する研磨パッドの表面は、好ましくは、例えば、１５〜８０ショアＤの範囲内、より好ましくは、１５〜５０ショアＤの範囲内の硬度を有する不織多孔質ポリウレタンなどの多孔質ポリマーを含む。幾つかの実施形態において、研磨パッドの表面は、１０〜８０％の範囲内の通気孔体積率を有する不織多孔質ポリマーを含む。
【００２６】
さらなる他の態様において、本発明は、基材と研磨パッドの表面とを、酸化剤及び水性研磨組成物の存在下で接触させる化学機械研磨方法を提供する。研磨パッドの表面は、８０ショアＤ以下の硬度を有し、研磨組成物は、５〜７の範囲内のｐＨを有する。水性キャリヤーは、平均粒子サイズを１０〜１０００ｎｍの範囲内に有する０．００１〜１０質量パーセントの粒子状アルミナ研磨剤、及び所望により、０．１〜１０ｗｔ％の過酸化水素、抑制剤、錯化剤、及びアミノ化合物を含む。
【００２７】
さらなる他の実施形態において、本発明は、白金含有表面又はルテニウム含有表面を研磨するために適当な水性研磨組成物を提供する。研磨組成物は、４〜８のｐＨを有し、水性キャリヤーは、０．００１〜１０質量パーセントの粒子状アルミナ研磨剤及び抑制剤、錯化剤、及びアミノ化合物の少なくとも１種を０．００１〜５質量パーセント含有する。
【００２８】
本明細書に記載したＣＭＰ組成物及び方法の幾つかの実施形態は、本明細書に記載したように、比較的柔らかい研磨パッドが利用される場合、二酸化ケイ素及び窒化ケイ素の除去と比較して予想外に高い白金金属除去速度及び白金除去の選択性を提供する。典型的には、そのような実施形態において、本明細書に記載した方法に従った半導体ウェファの研磨中に得られる白金除去速度は、二酸化ケイ素除去速度を、２以上の倍率、より典型的には約３以上の倍率で超える。本明細書に記載したＣＭＰ組成物及び方法は、同様に予想外に高いルテニウム除去速度も提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本明細書に記載した方法を使用して、変化するレベルのアルミナを含有する組成物を用いて、絶縁層で被覆されたウェファを研磨することにより得られた白金（Ｐｔ）及び酸化ケイ素（ＴＥＯＳ）に対する除去速度（ＲＲ）のグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明は、白金、ルテニウム、又はそれらの組合せを含む基材を研磨するための方法及び組成物を提供する。好ましい実施形態において、本明細書に記載した方法は、パッドと基材の間に水性研磨組成物を存在させて、基材を研磨パッドの表面と接触させることを含む。本明細書に記載したＣＭＰ組成物は、本明細書に記載したように、粒子状アルミナ研磨剤と抑制剤、錯化剤、及びアミノ化合物からなる群から選択されると少なくとも１種の添加剤とを含有する水性キャリヤー液体を含むか、それから本質的になるか又はそれからなる。
【００３１】
幾つかの好ましい実施形態において、適当な研磨パッドは、好ましくは８０ショアＤ未満の硬度を有する。より好ましくは、研磨パッドは、１５〜８０ショアＤの範囲内の硬度を有する。幾つかの好ましい、柔らかいパッドの実施形態において、研磨パッドは、１５〜５０ショアＤの範囲内のショアＤ硬度を有する。パッドは、固体、発泡体、織られた又は不織の材料を含む任意の材料で構成することができ、それは所望の硬度の研磨パッドを提供するであろう。パッドは、所望であれば、溝を含むことができる。パッドを形成するために適当なポリマー材料として、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ナイロン、フルオロカーボン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレン、それらの共形成生成物、及びそれらの混合物が挙げられ、それらは所望の硬度を有するように調合されて構築される。幾つかの好ましい実施形態において、パッドの研磨表面は多孔質ポリウレタンから形成される。
【００３２】
有利なことに、本明細書に記載した方法の幾つかの実施形態においては、当技術分野において知られた他のＰｔＣＭＰ方法及びＲｕＣＭＰ方法で使用される研磨パッドと比較して比較的柔らかい表面を有する研磨パッドを使用する。ＣＭＰを用いてＰｔ及びＲｕ層を除去することは困難なので、当技術分野において知られたＰｔ及びＲｕＣＭＰ方法では、比較的「硬い」表面を有する研磨パッドが一般的に使用される。表面が「硬い」そのようなパッドを使用すると、白金の表面に微小な擦過疵などの望ましくない欠陥が生じ得る。本明細書に記載して下でさらに論じた組成物の性質は、予想外のこととして、「より柔らかい」研磨パッドが白金含有基材を研磨するために使用されることを可能にする。
【００３３】
好ましい１実施形態において、本明細書に記載した方法で使用される研磨パッドは、１５〜５０ショアＤの範囲内のデュロメーター硬度を有し、好ましくは１０〜８０％、より好ましくは４５〜８０％の範囲内の通気孔体積率を有する比較的柔らかい不織多孔質ポリマー（例えば、ポリウレタン）、例えば、Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓから商品名ＰＯＬＩＴＥＸで市販されている研磨パッド、並びにＰＯＬＩＴＥＸパッドと同様な性質を有するＮａｎｏｆｉｎｉｓｈ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手できるＢＬＡＣＫＣＨＥＭ２パッドなどを含む。Ｃａｂｏｔ  Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから商品名ＥＰＩＣ  Ｄ２００  ４２Ｄ（４２ショアＤの硬度を有する）で入手できるパッドは、本明細書に記載した方法で使用するために適当な比較的柔らかい研磨パッドのさらなる他の例である。本明細書に記載した方法における比較的柔らかいパッドを使用すると、酸化ケイ素（例えば、ＴＥＯＳ）に優先して白金が除去される。
【００３４】
本明細書に記載した幾つかの実施形態において、８０ショアＤまでの硬度を有するさらに比較的硬い研磨パッドも、所望であれば、利用することができる。例えば、７２ショアＤの範囲内の表面硬度を有するＥＰＩＣ  Ｄ１００研磨パッドは、酢酸アンモニウムなどの特定の要素を含有する組成物と共に使用することができる。
【００３５】
粒子状アルミナ研磨剤は、研磨組成物中に０．００１〜１０ｗｔ％の範囲内の濃度で存在することができる。好ましくは、アルミナは、ＣＭＰ組成物中に０．０１〜３ｗｔ％の範囲内の濃度で存在する。使用時点で、アルミナ研磨剤は、好ましくは、０．０１〜２ｗｔ％、より好ましくは０．０５〜１ｗｔ％の濃度で存在する。研磨剤粒子は、例えば、当技術分野において周知のレーザ光散乱技法により決定して、好ましくは１０ｎｍ〜１０００ｎｍ、より好ましくは５０ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲内に平均粒子サイズを有する。
【００３６】
アルミナ研磨剤は、望ましくは、研磨組成物中に、さらに特定すれば研磨組成物の水性キャリヤー成分中に懸濁される。研磨剤が研磨組成物中に懸濁される場合、それはコロイドとして安定であることが好ましい。「コロイド」という用語は、液体キャリヤー中の研磨剤粒子の懸濁液を指す。「コロイドの安定性」はその懸濁液が時間が経っても保たれることを指す。本明細書に記載された方法及び組成物の関係で、アルミナ懸濁液は、アルミナ懸濁液が１００ｍＬのメスシリンダー中に入れられて２時間刺激されずに放置されたときに、メスシリンダーの下方５０ｍＬにおける粒子濃度（ｇ／ｍＬで［Ｂ］とする）とメスシリンダーの上方５０ｍＬにおける粒子濃度（ｇ／ｍＬで［Ｔ］とする）との差を研磨剤組成物中の粒子の全濃度（ｇ／ｍＬで［Ｃ］とする）で除して０．５以下（すなわち、（［Ｂ］-［Ｔ］）／［Ｃ］≦０．５）であれば、コロイドとして安定であるとみなされる。（［Ｂ］−［Ｔ］）／［Ｃ］の値は、望ましくは０．３以下、好ましくは０．１以下である。
【００３７】
幾つかの実施形態において、本明細書に記載した方法で使用されるＣＭＰ組成物の抑制剤としての添加剤は、例えば、糖（例えば、スクロース）、又は多糖（例えば、２−ヒドロキシエチルセルロース又はデキストリン）であってもよい。抑制剤は、研磨組成物中に０．００１〜１０ｗｔ％の範囲内の濃度で存在することができる。好ましくは、抑制剤は、ＣＭＰ組成物中に０．０１〜１ｗｔ％の範囲内の濃度で存在する。
【００３８】
幾つかの実施形態において、本明細書に記載した方法で使用されるＣＭＰ組成物の錯化剤としての添加剤は、例えば、アルカノールアミン、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチルアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン、ビス（２−ヒドロキシエチル）アミノトリス（ヒドロキシメチル）メタンなどであってもよい。それに加えて、又は他の選択肢として、錯化剤の添加剤は、例えば、酢酸カリウム、酢酸アンモニウムなどのカルボン酸塩であってもよい。錯化剤の他の例として、ヒスチジン、リシン、グリシン、ピナコリン酸、酒石酸、イミノ二酢酸、アラニン、安息香酸、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）、グルタミン酸、グルタル酸、β−アラニン、アスパラギン酸、オルニチン、及びプロリンが挙げられるが、これらに限定されない。アルカノールアミンは、使用されるときは、組成物中に０．００１〜５％の範囲内の濃度で存在することができる。好ましくは、カルボン酸塩は、使用されるときは、組成物中に０．０１〜５ｗｔ％、より好ましくは０．０１〜１．５ｗｔ％の範囲内の濃度で含まれる。
【００３９】
本明細書に記載したＣＭＰ組成物及び方法のアミノ化合物添加剤は、例えば、アンモニア、有機アミン、アンモニウム塩又はそれらの組合せであってもよい。本明細書に記載した組成物及び方法で使用するために適当なアミノ化合物の例として、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、塩化アンモニウム、酢酸アンモニウム、トリエチルアンモニウム酢酸塩等が挙げられるが、これらに限定されない。適当な第三級アミンの例として、トリメチルアミン、トリエタノールアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ジイソプロピルエチルアミン等が挙げられるが、これらに限定されない。幾つかの実施形態において、本明細書に記載した方法で使用されるＣＭＰ組成物の添加剤のアミノ化合物は、例えば、第四級アンモニウム塩、例えば、テトラアルキルアンモニウム塩（例えば、塩化テトラメチルアンモニウム、硝酸テトラメチルアンモニウム、硫酸テトラメチルアンモニウム又は酢酸テトラメチルアンモニウム）、テトラブチルアンモニウム塩（例えば、テトラブチル塩化アンモニウム、硝酸テトラブチルアンモニウム、硫酸テトラブチルアンモニウム又は酢酸テトラブチルアンモニウム）等であってもよい。２種以上のアンモニウム塩の組合せも、本明細書に記載した方法で使用される組成物中で使用することができる。
【００４０】
アミノ化合物（複数可）は、組成物中に、例えば０．００１〜５ｗｔ％の範囲内の濃度で含まれていてもよい。幾つかの実施形態において、アミノ化合物は、ＣＭＰ組成物中に０．０１〜１ｗｔ％の範囲内の濃度で存在する。
【００４１】
幾つかの実施形態において、研磨組成物は、１種又は２種以上の酸化剤を含む。本明細書に記載した研磨組成物及び方法で使用するために適当な酸化剤として、過酸化水素、過硫酸塩（例えば、モノ過硫酸アンモニウム、ジ過硫酸アンモニウム、モノ過硫酸カリウム、及びジ過硫酸カリウム）、過ヨウ素酸塩（例えば、過ヨウ素酸カリウム）、それらの塩、及び２種以上の上記の化合物の組合せが挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、半導体ＣＭＰ技術において周知のように、酸化剤は、半導体ウェファ中に存在する金属材料又は半導体材料から選択される１種又は２種以上を酸化するために十分な量で組成物中に存在する。
【００４２】
好ましくは、本発明の組成物中の酸化剤は過酸化水素である。酸化剤は、使用時点で研磨組成物中に０．１〜１０ｗｔ％の範囲内の濃度で存在することができる。本明細書において使用する、使用時点における濃度とは、研磨中に基材と接触するために実際に使用される濃度を意味する。好ましくは、酸化剤は、ＣＭＰ組成物中に０．５〜５ｗｔ％の範囲内の濃度で存在する。好ましくは、酸化剤は、組成物に使用直前に（すなわち、使用の直前２〜３日から２〜３分に）添加される。
【００４３】
本明細書に記載した組成物は、好ましくは４〜８、より好ましくは５〜７の範囲内のｐＨを有する。組成物のｐＨは、任意の無機酸又は有機酸であってよい酸性成分を含む緩衝材料を含ませることにより到達及び／又は維持することができる。幾つかの好ましい実施形態において、酸性成分は、無機酸、カルボン酸、有機リン酸、酸性ヘテロシクロ化合物、それらの塩、又は上記化合物の２種以上の組合せであってもよい。適当な無機酸の例として、塩酸、硫酸、リン酸、亜リン酸、ピロリン酸、亜硫酸、及びテトラホウ酸、又はそれらの任意の酸性塩が挙げられるが、これらに限定されない。カルボン酸の適当な例として、モノカルボン酸（例えば、酢酸、安息香酸、フェニル酢酸、１−ナフト酸、２−ナフト酸、グリコール酸、ギ酸、乳酸、マンデル酸等）、及びポリカルボン酸（例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、酒石酸、クエン酸、マレイン酸、フマル酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸、イタコン酸等）、又はそれらの任意の酸性塩が挙げられるが、これらに限定されない。適当な有機ホスホン酸の例として、ホスホノ酢酸、イミドジ（メチルホスホン酸）、ＤＥＱＵＥＳＴ  ２０００ＬＣブランドのアミノトリ（メチレンホスホン酸）、及びＤＥＱＵＥＳＴ  ２０１０ブランドのヒドロキシエチリデン−１，１−二ホスホン酸（それら両者はＳｏｌｕｔｉａから入手できる）、又はそれらの任意の酸性塩が挙げられるが、これらに限定されない。酸性ヘテロシクロ化合物の適当な例として、尿酸、アスコルビン酸等、又は任意のそれらの酸性塩が挙げられるが、これらに限定されない。
【００４４】
本明細書に記載した研磨組成物は、例えば、腐蝕防止剤、粘度調節剤、殺生物剤などの普通に研磨組成物中に含まれる１種又は２種以上の他の添加材料も適当な濃度で所望により含むことができる。
【００４５】
殺生物剤の例として、ＫＡＴＨＯＮブランドのメチルクロロイソチアゾリノン、並びにＮＥＯＬＯＮＥブランドのメチルチアゾリノン（両者はＲｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓから入手できる）が挙げられるが、これらに限定されない。腐蝕防止剤の例として、ベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）、１，２，３−トリアゾール及び１，２，４−トリアゾール、テトラゾール、５−アミノテトラゾール、３−アミノ−１，２，４−トリアゾール、フェニルホスホン酸、及びメチルホスホン酸が挙げられるが、これらに限定されない。
【００４６】
水性キャリヤーは、任意の水性溶媒、例えば、水、メタノール水溶液、エタノール水溶液、それらの組合せ等であってもよい。好ましくは、水性キャリヤーは主に脱イオン水を含む。
【００４７】
本明細書に記載した方法で使用される研磨組成物は、任意の適当な技法により調製することができ、それらの多くは当業者に知られている。研磨組成物は、バッチ又は連続工程で調製することができる。一般的に、研磨組成物は、それらの要素を任意の順で配合することにより調製することができる。本明細書において使用する用語「要素」は、個々の成分（例えば、アルミナ、酸、キレート剤、緩衝剤、酸化剤等）、並びに成分の任意の組合せを含む。例えば、研磨剤が水中に分散されて、ポリマー要素と組み合され、要素を研磨組成物中に組み込むことができる任意の方法により混合される。典型的には、酸化剤は、使用されるときは、組成物がＣＭＰ工程で使用される準備ができるまで研磨組成物に添加されず、例えば、酸化剤は、研磨開始の直前に添加することができる。ｐＨは、必要な場合、任意の適当な時に、酸又は塩基の添加によりにさらに調節することができる。
【００４８】
本明細書に記載した研磨組成物は、濃縮物として提供することもできて、それは、使用前に適当量の水性溶媒（例えば、水）で希釈されることを意図される。そのような実施形態において、研磨組成物の濃縮物は、濃縮物が適当量の水性溶媒で希釈されたときに、研磨組成物の各要素が研磨組成物中に使用に適した範囲内の量で存在するような量で水性溶媒に分散又は溶解した種々の要素を含むことができる。
【００４９】
本明細書に記載した組成物及び方法は、酸化ケイ素及び窒化ケイ素の除去に優る有用な白金及びルテニウム除去速度及び白金及びルテニウムの除去の選択性を提供する。本明細書に記載した組成物は、異なった濃度の添加剤を主に利用して、研磨パッド及び組成物のｐＨを変更することにより白金除去の異なった速度及び異なった選択性比を提供するように調整することもできる。組成物を変化させることの効果は、下の実施例に記載する。
【００５０】
本明細書に記載したＣＭＰ方法は、化学機械研磨装置を使用して達成される。典型的には、ＣＭＰ装置は、使用されるときに動いて、軌道、線形、及び／又は円形の運動から生ずる速度を有する圧板、圧板と接触しており、運動するときに圧板に対して動く研磨パッド、及び研磨パッドの表面に接触し研磨パッドの表面に対して動くことにより研磨される基材を保持するキャリヤーを含む。基材の研磨は、基材を研磨パッド及び本明細書に記載した研磨組成物と接触させて置き、次に、基材の少なくとも一部分を研削するように研磨パッドを基材に対して動かして基材を研磨することにより行われる。
【００５１】
幾つかの実施形態において、ウェファを研磨するとき、それぞれ、台の上のＣＭＰ研磨器で１．８ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）の下向きの力、毎分１２０回転（ｒｐｍ）の圧板速度、１１４ｒｐｍのキャリヤー回転速度、及び毎分１１２ミリメートル（ｍＬ／分）のＰＯＬＩＴＥＸ研磨パッドに伴う研磨スラリー流速で、白金除去速度は、２００オングストローム／分（Ａ／分）以上である。酸化ケイ素除去速度は、同条件下で典型的には、５０〜１５０オングストローム／分の範囲である。その結果として、本明細書に記載した幾つかの方法により、酸化ケイ素に対するＰｔの選択的除去が提供される。
【００５２】
幾つかの実施形態において、本明細書に記載した方法では、上に記載したＰＯＬＩＴＥＸパッド又はＥＰＩＣ  Ｄ２００パッドなどの比較的柔らかい研磨パッド、及び５００ｐｐｍという少量のアルミナ研磨剤を含有する組成物を使用して、白金及びルテニウムを有利に除去する。本明細書に記載した方法で使用される低い固体濃度の組成物は、研磨される白金含有基材及びルテニウム含有基材の表面上の擦過疵などの欠陥を減少させる。低い固体濃度は、窒化ケイ素及び酸化ケイ素を超える選択性も向上させる。
【００５３】
以下の実施例では、本明細書に記載した組成物及び方法のある態様及び特徴をさらに例示するが、いうまでもなく、その範囲は如何様にも限定されると解釈されるべきではない。本明細書及び以下の実施例及び請求項において使用する、百万分の部（ｐｐｍ）又はパーセンテージ（％）として報告される濃度は、関心のある活性要素の質量を組成物の質量により除した値に基づく（例えば、組成物の１キログラム当たりの要素のミリグラムとして）。以下の実施例及び請求項において使用される除去速度（ＲＲと略記）は、除去速度を１分当たりのオングストローム（Ａ／分）で表す。
【実施例】
【００５４】
実施例１
この実施例は、アルミナ濃度の白金及び酸化ケイ素（ＴＥＯＳ）の除去に対する効果を例示する。
【００５５】
研磨組成物を使用して、酸化ケイ素（ＴＥＯＳ）及び白金の絶縁層で被覆されたウェファを、別々に以下の研磨条件：エンボス加工されたＰＯＬＩＴＥＸ研磨パッドを備えた作業台の上で使うタイプの研磨器、１２０ｒｐｍの圧板速度、１１４ｒｐｍのキャリヤー速度、１．８ｐｓｉの下向き圧力、及び１１２ｍＬ／分のスラリー流速で化学的に機械的に研磨した。試験においては、標準的な２００ｍｍＰｔウェファから３０００オングストロームの厚さを有する１．６インチ×１．６インチの正方形ウェファを切り出し、１５０００オングストロームの厚さを有する１．６インチ×１．６インチの正方形ウェファを標準的な２００ｍｍＴＥＯＳウェファから切り出した。
【００５６】
研磨組成物の各々は、変化する濃度のアルミナ及びスクロースの脱イオン水中の水性スラリーを含んだ。Ｐｔ除去速度は、ＯＭＮＩＭＡＰ  ＲＳ７５（ＫＬＡ  Ｔｅｎｃｏｒ）４点プローブで評価した。ＴＥＯＳ除去速度は、ＦＩＬＭＥＴＲＩＣＳ  Ｆ２０測定デバイスで評価した。ＣＭＰ組成物の調合法、ｐＨ、及び対応する白金及びＴＥＯＳ除去速度を表１に示す。表中、「アルミナ」は９０ｎｍ〜１００ｎｍの平均粒子サイズを有するαアルミナを指す。
【００５７】
【表１】
2015532005.tif 000003
【００５８】
観察された研磨結果、すなわち、白金（Ｐｔ）及び酸化ケイ素（ＴＥＯＳ）に対する除去速度（ＲＲ）も図１に示す。
表１及び図１に示した結果は、０．０５％という低いアルミナ濃度は、６：１を超える有利なＰｔ：ＴＥＯＳ選択性、及び２００オングストローム／分を超える許容されるＰｔ除去速度を提供することを示す。１％のアルミナ濃度を有する組成物は、４５０オングストローム／分を超えるかなり高いＰｔ除去速度を提供した。驚くべきことに、ＴＥＯＳに優るＰｔに対する選択性は、組成物中のアルミナの量が０．５％〜０．０５％に減少すると一般的に増大した。
【００５９】
実施例２
この例は、白金及び酸化ケイ素（ＴＥＯＳ）の除去に対するスクロース濃度のさらなる効果を例示する。
種々の組成物についての白金及びＴＥＯＳ除去速度を、実施例１の一般的研磨条件を使用して評価した。研磨組成物２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃの各々は、６と６．６の間のｐＨの脱イオン水中の０．５％アルミナ及び３％過酸化水素の水性スラリーを含んだ。スクロース濃度、ｐＨ、及び対応する除去速度を表２に示す。
【００６０】
【表２】
2015532005.tif 000004
【００６１】
表２の結果は、スクロース濃度を上げると一般的にＴＥＯＳ除去速度が上がるが、Ｐｔ：ＴＥＯＳ選択性比は下がることを示す。スクロース濃度の０．１％から０．３％への増大はＰｔ除去速度に効果を有しなかった。組成物のｐＨをｐＨ６からｐＨ６．６へ上げるとＰｔ及びＴＥＯＳ除去速度は一般的に増大した。その結果として、除去速度及び選択性比は、組成物の糖（例えば、スクロース）濃度を変化させることにより調整することができる。
【００６２】
実施例３
この例は、白金、酸化ケイ素（ＴＥＯＳ）及び窒化ケイ素（ＳｉＮ）の除去に対する過酸化水素濃度の効果を例示する。
【００６３】
白金、ＴＥＯＳ及び窒化ケイ素の除去速度は、実施例１の一般的研磨条件を使用して過酸化水素の変化する量を含む種々の組成物について評価した。ＴＥＯＳ及びＰｔウェファは、実施例１と同じ様式で調製し、分析した。この実施例では特に、３０００Ａの厚さを有する１．６インチ×１．６インチの正方形ウェファを標準的な２００ｍｍ窒化物ウェファから切り出して卓上の研磨のために使用した。窒化物除去速度は、ＦＩＬＭＥＴＲＩＣＳ  Ｆ２０測定デバイスで評価した。
各研磨組成物は、ｐＨ６の脱イオン水中の０．１％アルミナ、０．１％スクロース、及び０．０１％テトラメチル酢酸アンモニウム（ＴＭＡＡ）の水性スラリーを含んだ。表３に示したように、過酸化水素濃度の変化は、対応する除去速度に沿っていた。
【００６４】
【表３】
2015532005.tif 000005
【００６５】
表３における結果は、過酸化水素濃度を上げると一般的にＰｔ除去速度が上がるが、ＴＥＯＳ又はＳｉＮ除去速度は上がらないことを示す。ＴＥＯＳ又はＳｉＮ除去速度を上げずにＰｔ除去速度を上げることの効果として、過酸化水素の濃度が増大すると、ＴＥＯＳ及びＳｉＮに優るＰｔ選択性が向上する。
【００６６】
実施例４
この例は、白金、酸化ケイ素（ＴＥＯＳ）及び窒化ケイ素（ＳｉＮ）の除去に対する過酸化水素濃度及びスクロース濃度のさらなる効果を例示する。
実施例１の一般的研磨条件を使用して、白金、ＴＥＯＳ、及び窒化ケイ素の除去速度を、種々の組成物について評価した。各研磨組成物は、脱イオン水中ｐＨ６でスクロース及び過酸化水素を含有する水性アルミナスラリーを含んだ。組成物の調合及び対応する除去速度を表４に示す。
【００６７】
【表４】
2015532005.tif 000006
【００６８】
この例の全ての組成物は、酸化剤としての過酸化水素の存在下において、窒化ケイ素及び酸化ケイ素に対するＰｔ除去についての選択性を示した。
【００６９】
実施例５
この例では、一般的にＰｔ及びＴＥＯＳの除去速度に対するｐＨの効果を調べる。この例の組成物は、研磨助剤又は添加剤の存在又は不在に関係しないＰｔ及びＴＥＯＳ除去速度に対するｐＨの固有の効果を評価するために使用した。表５における結果は、白金及び酸化ケイ素（ＴＥＯＳ）の除去に対するアルミナスラリーを使用するｐＨの一般的効果を例示する。
この実施例５で使用した各研磨組成物は、４と７．５の間のｐＨの脱イオン水中の１％アルミナ及び１％過酸化水素の水性スラリーを含んだ。ＣＭＰ組成物のｐＨ及び対応する除去速度を表５に示す。
【００７０】
【表５】
2015532005.tif 000007
【００７１】
表５における結果は、ｐＨを上げると一般的にＰｔ及びＴＥＯＳの除去速度が上がることを示す。ＴＥＯＳ除去速度は、ｐＨが上昇するにつれてＰｔ除去速度と異なった速度で上昇し、それ故Ｐｔ：ＴＥＯＳ除去選択性はｐＨの関数として直線的には増大しない。１％のアルミナ濃度を有する組成物について表５に示したように、Ｐｔ：ＴＥＯＳ選択性比は、ｐＨ４又はｐＨ７．５と比較して約ｐＨ６でピークになった。
【００７２】
実施例６
この実施例は、白金、酸化ケイ素（ＴＥＯＳ）及び窒化ケイ素（ＳｉＮ）の除去に対する研磨パッド特性の効果を例示する。
実施例１の一般的研磨条件を使用して、種々の組成物から得られた白金、ＴＥＯＳ及び窒化ケイ素の除去速度及び選択性比を評価した。幾つかの場合に、ＰＯＬＩＴＥＸパッドの代わりにそれより硬いＤ１００パッドを利用することにより、研磨条件を変更した。各研磨組成物は、３％過酸化水素、０．０２％ビス（２−ヒドロキシエチル）アミノトリス（ヒドロキシメチル）メタン、及び１５ｐｐｍのＮＥＯＬＯＮＥを有する水性アルミナスラリーを、ｐＨ６の脱イオン水中に含んだ。アルミナの濃度、研磨パッド、及び対応する除去速度を表６に示した。該表中、「ＰＯＬＩＴＥＸ」はエンボス加工されたＰＯＬＩＴＥＸパッドを指し、「Ｄ１００」はＥＰＩＣ  Ｄ１００研磨パッドを指し、及び「Ｄ２００  ４２Ｄ」は４２のショアＤ硬度を有するＥＰＩＣ  Ｄ２００研磨パッドを指す。研磨に先立って、ＰＯＬＩＴＥＸパッドはＰＯＬＩＴＥＸ状態調節ディスクで状態調節し、Ｄ１００パッドは３Ｍ  Ａ３７００状態調節ディスクで処理し、及びＤ２００パッドは３ＭブランドＡ１５３Ｌ状態調節ディスクで処理した。
【００７３】
【表６】
2015532005.tif 000008
【００７４】
表６における結果は、Ｄ１００及びＤ２００研磨パッドが使用された場合、ＴＥＯＳに対するＰｔの除去についての除去速度比は、アルミナ濃度が増大するにつれて増大したことを示す。驚くべきことに、ＰＯＬＩＴＥＸパッドが使用されたときには、Ｐｔ：ＴＥＯＳ除去速度比は、アルミナ濃度が増大するにつれて減少した。同様な結果は、ＳｉＮに対するＰの除去に対する選択性についても観察された。特に、Ｄ１００及びＤ２００研磨パッドが使用されたときには、ＳｉＮに対するＰｔの除去についての選択性は、アルミナ濃度が増大するにつれて増大したが、ＰＯＬＩＴＥＸパッドが使用された場合には、アルミナ濃度が増大するにつれて、予想外なことに減少した。除去速度比はこれらの予想されない特性を示したが、Ｐｔの除去速度は、この例で使用した組成物及び研磨パッドの全範囲にわたって、全ての時にＴＥＯＳの除去速度及びＳｉＮの除去速度より高い。
【００７５】
実施例７
この例は、白金、ルテニウム、及び酸化ケイ素（ＴＥＯＳ）の除去に対するアルミナ濃度のさらなる効果を例示する。
【００７６】
実施例１の一般的研磨条件を使用するが、ＰＯＬＩＴＥＸパッドをＤ１００パッドで置き換ることにより改変して、２．１ｐｓｉの下向き圧力を使用して、白金、ルテニウム、及びＴＥＯＳの除去速度を、種々の組成物について評価した。ルテニウム除去速度をＯＭＮＩＭＡＰ  ＲＳ７５（ＫＬＡ  Ｔｅｎｃｏｒ）４点プローブで評価した。
各研磨組成物は、ｐＨ６．５の脱イオン水中のアルミナ、０．７５％酢酸アンモニウム、及び３％過酸化水素の水性スラリーを含んだ。各組成物についてのアルミナ濃度、及び対応する除去速度を表７に示す。
【００７７】
【表７】
2015532005.tif 000009
【００７８】
表７における結果は予想外で、アルミナ濃度が変化したときの、Ｐｔに対するＲｕの除去についての選択性の差を示す。特に、１％アルミナ濃度で、Ｒｕ除去速度は、Ｐｔ除去速度より高かったが、それに対してＲｕ除去速度は、０．５％及び０．２５％のアルミナ濃度でＰｔ除去速度より低かった。ＴＥＯＳに対するＲｕの除去についての選択性は、同様な予想外の結果を示した。特に、Ｒｕ除去速度は、１％アルミナ濃度で、ＴＥＯＳ除去速度より高かったが、それに対してＲｕ除去速度は、０．５％及び０．２５％のアルミナ濃度でＴＥＯＳ除去速度より低かった。
【００７９】
実施例８
この例は、アルミナ研磨スラリーを用いる白金、及び酸化ケイ素（ＴＥＯＳ）の除去に対する第三級アミン及びアンモニウム塩の効果を示す。
実施例１の一般的研磨条件（ＰＯＬＩＴＥＸパッドの使用を含む）を使用して、第三級アミンを含有する種々の組成物について白金及びＴＥＯＳの除去速度を評価した。各研磨組成物は、ｐＨ６の脱イオン水中に０．１％アルミナ及び３％過酸化水素の水性スラリーを含んだ。添加剤、添加剤濃度及び対応する除去速度を表８に示す。
【００８０】
【表８】
2015532005.tif 000010
【００８１】
表８における結果は、ＴＥＯＳに対するＰｔ除去について、この例で使用した添加剤の全範囲にわたって高い選択性を示す。
【００８２】
実施例９
この例は、白金、ルテニウム、及び酸化ケイ素（ＴＥＯＳ）の除去に対するｐＨ及び追加の添加剤の効果を例示する。
実施例７の一般的研磨条件を使用して（２．１ｐｓｉの下向きの圧力でＤ１００パッド）、種々の組成物について、白金、ルテニウム、及びＴＥＯＳの除去速度を評価した。各研磨組成物は、脱イオン水中に１％アルミナ及び３％過酸化水素の水性スラリーを含んだ。ＣＭＰ組成物の添加剤の明細、添加剤濃度、及びｐＨ並びに対応する除去速度を表９に示した。該表中、「ＰＡ」は酢酸カリウムを指し、「ＡＮ」は硝酸アンモニウムを指す。
【００８３】
【表９】
2015532005.tif 000011
【００８４】
表９における結果は、Ｐｔに対するＲｕの除去についての選択性が組成物のｐＨにより異なったことを示す。特に、ｐＨ６．５でＲｕ除去速度はＰｔ除去速度より大きかったが、ｐＨ５．７及び５．５ではＲｕ除去速度はＰｔ除去速度より低かった。ｐＨ５．５以外の全てのｐＨ値に対して、ＴＥＯＳ除去速度はＰｔ除去速度及びＲｕ除去速度の両方より高かった。ｐＨ５．５で、ＴＥＯＳ除去速度はＲｕ除去速度より予想外に低かった。全ての層（Ｐｔ、Ｒｕ及びＴＥＯＳ）について、実施例９の条件下における除去速度は、実施例８の条件で得られた除去速度よりはるかに高かった。
【００８５】
実施例１０
この例は、白金、ルテニウム、及び酸化ケイ素（ＴＥＯＳ）の除去に対するｐＨ及び追加の添加剤の効果を例示する。
実施例７の一般的研磨条件（２．１ｐｓｉの下向きの圧力でＤ１００パッド及び３Ｍ  Ａ３７００状態調節器）を使用して、種々の組成物から得られる白金、ルテニウム、及びＴＥＯＳの除去速度を評価した。各研磨組成物は、脱イオン水中に１％アルミナ、０．７５％酢酸アンモニウム及び３％過酸化水素の水性スラリーを含んだ。各組成物で得られた添加剤、添加剤濃度、及び対応する除去速度を表１０に示す。表１０中の略記号「ｂｉｓ−ｔｒｉｓ」は、ビス（２−ヒドロキシエチル）アミノトリス（ヒドロキシメチル）メタンを意味する。
【００８６】
【表１０】
2015532005.tif 000012
【００８７】
実施例１０の条件でも予想外の結果が生じた。すなわち、ＴＥＯＳ除去速度は、Ｒｕ除去速度の一般的に少なくとも約２倍、Ｐｔ除去速度の１．５〜４倍であった。驚くべきことに、Ｐｔに対するＴＥＯＳの除去についての選択性は、ｐＨ５．７におけるよりｐＨ６．５における方が大きかったのに対して、Ｒｕに対するＴＥＯＳの除去についての選択性は、ｐＨ６．５におけるよりｐＨ５．７における方が大きかった。
【００８８】
まとめると、本明細書において提示された結果は、Ｐｔ、Ｒｕ、ＴＥＯＳ、及び窒化ケイ素に対する相対的除去速度は、研磨添加剤、添加剤の濃度、ｐＨ、及びアルミナ濃度の選択に基づいて有利に変化させ且つ調整することができることを示す。
【図１】
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【国際調査報告】
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2015532005.tif 000015