【手続補正書】
【提出日】令和1年9月26日(2019.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２３】
次の詳細な説明は、好ましい例示的な実施態様のみを与え、本発明の範囲、適用性、又は構成を制限することを意図しない。むしろ、好ましい例示的な実施態様の次の詳細な説明は、当業者が本発明の好ましい例示的な実施態様を実施することを可能にする記載を与えるであろう。種々の変更が、添付の特許請求の範囲に記載されるように、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、要素の機能及び配置においてなされてよい。
本開示は以下の態様も包含する。
［１］  高純度のコロイド状シリカ粒子、アルミナ、セリア、ゲルマニア、シリカ、チタニア、ジルコニア、格子中のアルミナドープコロイド状シリカ及びこれらの混合物からなる群より選択される０．０１質量％から２０質量％の研磨材、
０．０１質量％から約１０質量％の水溶性アルミニウム化合物、
並びに
水を含み、
７より大きなｐＨを有する、研磨組成物。
［２］  前記水溶性アルミニウム化合物が、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、酢酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、上記態様１に記載の研磨組成物。
［３］  ０．０００１質量％から約５質量％のｐＨ調整剤、
ａ）非イオン性表面湿潤剤、ｂ）アニオン性表面湿潤剤、ｃ）カチオン性表面湿潤剤、ｄ）両性表面湿潤剤及びこれらの混合物からなる群より選択される０．０００１質量％から１０質量％の界面活性剤、
０．０００５質量％から約０．５質量％の浸食防止剤、
少なくとも１つの過酸化基（Ｏ‐Ｏ）を含む過酸化化合物、酸化ハロゲン化物、過ホウ酸、過ホウ酸塩、過炭酸塩、ペルオキシ酸、過マンガン酸塩、クロム酸塩、セリウム化合物、フェリシアン化物及びこれらの混合物からなる群より選択される０．０１質量％から１０質量％の酸化剤、並びに
０．１質量％から５質量％の有機酸のうちの少なくとも１種をさらに含む、上記態様１に記載の研磨組成物。
［４］  前記浸食防止剤が、ベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）及びその誘導体、トリアゾール及びその誘導体、イミダゾール及びその誘導体、ピラゾール及びその誘導体、ベンゾイミダゾール及びその誘導体並びにこれらの組み合わせからなる群より選択される、分子内に窒素原子を含む化学添加剤であり、
前記ｐＨ調整剤が、塩酸、硝酸、硫酸、クロロ酢酸、酒石酸、コハク酸、クエン酸、リンゴ酸、マロン酸、スルホン酸、リン酸、脂肪酸、ポリカルボン酸、塩化水素及びこれらの混合物からなる群より選択され、または水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア、４級有機アンモニウム水酸化物、エチレンジアミン、ピぺラジン、ポリエチレンイミン、変性ポリエチレンイミン及びこれらの混合物からなる群より選択され、
前記有機酸が、芳香族有機酸、アミノ酸又はこれらの塩並びにこれらの組み合わせからなる群より選択される、上記態様３に記載の研磨組成物。
［５］  前記非イオン性表面湿潤剤が、エトキシ化アルコール、エトキシ化アセチレンジオール界面活性剤、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、プロピレングリコールアルキルエーテル、グルコシドアルキルエーテル、ポリエチレングリコールオクチルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールアルキルフェニルエーテル、グリセロールアルキルエステル、ポリオキシエチレングリコールソルビタンアルキルエステル、ソルビタンアルキルエステル、コカミドモノエタノールアミン、コカミドジエタノールアミン、ドデシルジメチルアミンオキシド、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールのブロックコポリマー、ポリエトキシ化タローアミン、フルオロ界面活性剤並びにこれらの組み合わせからなる群より選択され、
前記アニオン性表面湿潤剤が、アルキルカルボン酸塩、アルキルポリアクリル塩、アルキル硫酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルジカルボン酸塩、アルキルジ硫酸塩、アルキルジリン酸塩、アルコキシカルボン酸塩、アルコキシ硫酸塩、アルコキシリン酸塩、アルコキシジカルボン酸塩、アルコキシジ硫酸塩、アルコキシジリン酸塩、置換されたアリールカルボン酸塩、置換されたアリール硫酸塩、置換されたアリールリン酸塩、置換されたアリールジカルボン酸塩、置換されたアリールジ硫酸塩、置換されたアリールジリン酸塩及びこれらの組み合わせからなる群より選択され、
前記カチオン性表面湿潤剤が、疎水性鎖、並びにアミン、４級アンモニウム、ベンザルコニウム及びアルキルピリジウムイオンからなる群より選択されるカチオン電荷中心を含む分子のハロゲン化物であり、
前記両性表面湿潤剤が、主要な分子鎖上の正（カチオン性）及び負（アニオン性）の電荷の両方をそれらに相対的な対イオンと共に有する、上記態様３に記載の研磨組成物。
［６］  高純度コロイド状シリカ粒子、水溶性アルミニウム化合物であって、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、酢酸アルミニウム、水酸化アルミニウム及びこれらの組み合わせからなる群より選択される水溶性アルミニウム化合物を含み、８から１２のｐＨを有する、上記態様３に記載の研磨組成物。
［７］  ベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）及びその誘導体、トリアゾール及びその誘導体並びにこれらの組み合わせからなる群より選択される浸食防止剤、水酸化カリウム、ベンゼンスルホン酸、任意選択的に、少なくとも１つの過酸化基を含む過酸化化合物をさらに含み、１０から１２のｐＨを有する、上記態様６に記載の研磨組成物。
［８］  第１の材料と、第２の材料とを有する少なくとも１つの表面を含む半導体デバイスの化学機械平滑化のための研磨方法であって、
ａ）少なくとも１つの表面を研磨パッドに接触させる工程と、
ｂ）研磨組成物を少なくとも１つの表面へ輸送する工程であって、前記研磨組成物が、
高純度コロイド状シリカ粒子、アルミナ、セリア、ゲルマニア、シリカ、チタニア、ジルコニア、格子中のアルミナドープコロイド状シリカ及びこれらの混合物からなる群より選択される０．０１質量％から２０質量％の研磨剤、
０．０１質量％から約１０質量％の水溶性アルミニウム化合物、
並びに
水を含み、
７より大きなｐＨを有する、工程と、
ｃ）少なくとも１つの表面を研磨組成物により研磨して第１の材料を除去し、第２の材料をストップ‐オンする工程と、を含み、
前記第１の材料が金属、バリア又はライナー材料、誘電材料及びこれらの組み合わせからなる群より選択され、前記第２の材料が少なくとも１種のケイ素を含む材料を含む、方法。
［９］  前記研磨組成物中の前記水溶性アルミニウム化合物が、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、酢酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、上記態様８に記載の方法。
［１０］  前記研磨組成物が、
０．０００１質量％から約５質量％のｐＨ調整剤、
ａ）非イオン性表面湿潤剤、ｂ）アニオン性表面湿潤剤、ｃ）カチオン性表面湿潤剤、ｄ）両性表面湿潤剤及びこれらの混合物からなる群より選択される０．０００１質量％から１０質量％の界面活性剤、
０．０００５質量％から約０．５質量％の浸食防止剤、
少なくとも１つの過酸化基（Ｏ‐Ｏ）を含む過酸化化合物、酸化ハロゲン化物、過ホウ酸、過ホウ酸塩、過炭酸塩、ペルオキシ酸、過マンガン酸塩、クロム酸塩、セリウム化合物、フェリシアン化物及びこれらの混合物からなる群より選択される０．０１質量％から１０質量％の酸化剤、並びに
０．１質量％から５質量％の有機酸のうちの少なくとも１種をさらに含む、上記態様８に記載の方法。
［１１］  前記研磨組成物中の前記浸食防止剤が、ベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）及びその誘導体、トリアゾール及びその誘導体、イミダゾール及びその誘導体、ピラゾール及びその誘導体、ベンゾイミダゾール及びその誘導体並びにこれらの組み合わせからなる群より選択される、分子内に窒素原子を含む化学添加剤であり、
前記ｐＨ調整剤が、塩酸、硝酸、硫酸、クロロ酢酸、酒石酸、コハク酸、クエン酸、リンゴ酸、マロン酸、スルホン酸、リン酸、脂肪酸、ポリカルボン酸、塩化水素及びこれらの混合物からなる群より選択され、または水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア、４級有機アンモニウム水酸化物、エチレンジアミン、ピぺラジン、ポリエチレンイミン、変性ポリエチレンイミン及びこれらの混合物からなる群より選択され、
前記有機酸が、芳香族有機酸、アミノ酸又はこれらの塩並びにこれらの組み合わせからなる群より選択される、上記態様１０に記載の方法。
［１２］  前記非イオン性表面湿潤剤が、エトキシ化アルコール、エトキシ化アセチレンジオール界面活性剤、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、プロピレングリコールアルキルエーテル、グルコシドアルキルエーテル、ポリエチレングリコールオクチルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールアルキルフェニルエーテル、グリセロールアルキルエステル、ポリオキシエチレングリコールソルビタンアルキルエステル、ソルビタンアルキルエステル、コカミドモノエタノールアミン、コカミドジエタノールアミン、ドデシルジメチルアミンオキシド、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールのブロックコポリマー、ポリエトキシ化タローアミン、フルオロ界面活性剤並びにこれらの組み合わせからなる群より選択され、
前記アニオン性表面湿潤剤が、アルキルカルボン酸塩、アルキルポリアクリル塩、アルキル硫酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルジカルボン酸塩、アルキルジ硫酸塩、アルキルジリン酸塩、アルコキシカルボン酸塩、アルコキシ硫酸塩、アルコキシリン酸塩、アルコキシジカルボン酸塩、アルコキシジ硫酸塩、アルコキシジリン酸塩、置換されたアリールカルボン酸塩、置換されたアリール硫酸塩、置換されたアリールリン酸塩、置換されたアリールジカルボン酸塩、置換されたアリールジ硫酸塩、置換されたアリールジリン酸塩及びこれらの組み合わせからなる群より選択され、
前記カチオン性表面湿潤剤が、疎水性鎖、並びにアミン、４級アンモニウム、ベンザルコニウム及びアルキルピリジウムイオンからなる群より選択されるカチオン電荷中心を含む分子のハロゲン化物であり、
前記両性表面湿潤剤が、主要な分子鎖上の正（カチオン性）及び負（アニオン性）の電荷の両方をそれらに相対的な対イオンと共に有する、上記態様１０に記載の方法。
［１３］  前記研磨組成物が、高純度コロイド状シリカ粒子、水溶性化合物であって、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、酢酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム及びこれらの組み合わせからなる群より選択される水溶性化合物を含み、８から１２のｐＨを有し、前記第１の材料が、Ｃｕ、Ｗ、Ｃｏ、Ａｌ及びこれらの組み合わせからなる群より選択される金属膜、Ｔａ、ＴａＮ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｒｕ及びこれらの組み合わせからなる群より選択されるバリア又はライナー膜、低ｋ材料誘電膜並びにこれらの組み合わせからなる群より選択され、前記少なくとも１種のケイ素を含む材料が、窒化ケイ素、酸化ケイ素、炭化ケイ素及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、上記態様１０に記載の方法。
［１４］  前記研磨組成物が、ベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）及びその誘導体、トリアゾール及びその誘導体並びにこれらの組み合わせからなる群より選択される浸食防止剤、水酸化カリウム、ベンゼンスルホン酸、任意選択的に、少なくとも１つの過酸化基を含む過酸化化合物をさらに含み、１０から１２のｐＨを有する、上記態様１３に記載の方法。
［１５］  化学機械平滑化のためのシステムであって、システムが、
金属、バリア又はライナー材料、誘電材料及びこれらの組み合わせからなる群より選択される第１の材料と、少なくとも１種のケイ素を含む材料を含む第２の材料とを有する少なくとも１つの表面を含むパターン化基材、
研磨パッド、及び
少なくとも１つの表面への研磨組成物を含み、前記研磨組成物が、
高純度コロイド状シリカ粒子、アルミナ、セリア、ゲルマニア、シリカ、チタニア、ジルコニア、格子中のアルミナドープコロイド状シリカ及びこれらの混合物からなる群より選択される０．０１質量％から２０質量％の研磨剤、
０．０１質量％から約１０質量％の水溶性アルミニウム化合物、
並びに
水を含み、
７より大きなｐＨを有し、
前記少なくとも１つの表面が、研磨パッド及び研磨組成物と接触している、システム。
［１６］  前記研磨組成物中の前記水溶性アルミニウム化合物が、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、酢酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、上記態様１５に記載のシステム。
［１７］  前記研磨組成物が、
０．０００１質量％から約５質量％のｐＨ調整剤、
ａ）非イオン性表面湿潤剤、ｂ）アニオン性表面湿潤剤、ｃ）カチオン性表面湿潤剤、ｄ）両性表面湿潤剤及びこれらの混合物からなる群より選択される０．０００１質量％から１０質量％の界面活性剤、
０．０００５質量％から約０．５質量％の浸食防止剤、
少なくとも１つの過酸化基（Ｏ‐Ｏ）を含む過酸化化合物、酸化ハロゲン化物、過ホウ酸、過ホウ酸塩、過炭酸塩、ペルオキシ酸、過マンガン酸塩、クロム酸塩、セリウム化合物、フェリシアン化物及びこれらの混合物からなる群より選択される０．０１質量％から１０質量％の酸化剤、並びに
０．１質量％から５質量％の有機酸のうちの少なくとも１種をさらに含む、上記態様１５に記載のシステム。
［１８］  前記研磨組成物中の前記浸食防止剤が、ベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）及びその誘導体、トリアゾール及びその誘導体、イミダゾール及びその誘導体、ピラゾール及びその誘導体、ベンゾイミダゾール及びその誘導体並びにこれらの組み合わせからなる群より選択される、分子内に窒素原子を含む化学添加剤であり、
前記ｐＨ調整剤が、塩酸、硝酸、硫酸、クロロ酢酸、酒石酸、コハク酸、クエン酸、リンゴ酸、マロン酸、スルホン酸、リン酸、脂肪酸、ポリカルボン酸、塩化水素及びこれらの混合物からなる群より選択され、または水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア、４級有機アンモニウム水酸化物、エチレンジアミン、ピぺラジン、ポリエチレンイミン、変性ポリエチレンイミン及びこれらの混合物からなる群より選択され、
前記有機酸が、芳香族有機酸、アミノ酸又はこれらの塩並びにこれらの組み合わせからなる群より選択される、上記態様１７に記載のシステム。
［１９］  前記非イオン性表面湿潤剤が、エトキシ化アルコール、エトキシ化アセチレンジオール界面活性剤、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、プロピレングリコールアルキルエーテル、グルコシドアルキルエーテル、ポリエチレングリコールオクチルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールアルキルフェニルエーテル、グリセロールアルキルエステル、ポリオキシエチレングリコールソルビタンアルキルエステル、ソルビタンアルキルエステル、コカミドモノエタノールアミン、コカミドジエタノールアミン、ドデシルジメチルアミンオキシド、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールのブロックコポリマー、ポリエトキシ化タローアミン、フルオロ界面活性剤並びにこれらの組み合わせからなる群より選択され、
前記アニオン性表面湿潤剤が、アルキルカルボン酸塩、アルキルポリアクリル塩、アルキル硫酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルジカルボン酸塩、アルキルジ硫酸塩、アルキルジリン酸塩、アルコキシカルボン酸塩、アルコキシ硫酸塩、アルコキシリン酸塩、アルコキシジカルボン酸塩、アルコキシジ硫酸塩、アルコキシジリン酸塩、置換されたアリールカルボン酸塩、置換されたアリール硫酸塩、置換されたアリールリン酸塩、置換されたアリールジカルボン酸塩、置換されたアリールジ硫酸塩、置換されたアリールジリン酸塩及びこれらの組み合わせからなる群より選択され、
前記カチオン性表面湿潤剤が、疎水性鎖、並びにアミン、４級アンモニウム、ベンザルコニウム及びアルキルピリジウムイオンからなる群より選択されるカチオン電荷中心を含む分子のハロゲン化物であり、
前記両性表面湿潤剤が、主要な分子鎖上の正（カチオン性）及び負（アニオン性）の電荷の両方をそれらに相対的な対イオンと共に有する、上記態様１７に記載のシステム。
［２０］  前記研磨組成物が、高純度コロイド状シリカ粒子、水溶性アルミニウム化合物であって、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、酢酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム及びこれらの組み合わせからなる群より選択される水溶性アルミニウム化合物を含み、８から１２のｐＨを有し、
前記金属膜が、Ｃｕ、Ｗ、Ｃｏ、Ａｌ及びこれらの組み合わせからなる群より選択され、前記バリア又はライナー膜が、Ｔａ、ＴａＮ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｒｕ及びこれらの組み合わせからなる群より選択され、前記誘電膜が、低ｋ材料であり、
前記少なくとも１種のケイ素を含む材料が、窒化ケイ素、酸化ケイ素、炭化ケイ素及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、上記態様１７に記載のシステム。
［２１］  前記研磨組成物が、ベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）及びその誘導体、トリアゾール及びその誘導体並びにこれらの組み合わせからなる群より選択される浸食防止剤、水酸化カリウム、ベンゼンスルホン酸、任意選択的に、少なくとも１つの過酸化基を含む過酸化化合物をさらに含み、１０から１２のｐＨを有する、上記態様２０に記載のシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高純度のコロイド状シリカ粒子、アルミナ、セリア、ゲルマニア、シリカ、チタニア、ジルコニア、格子中のアルミナドープコロイド状シリカ及びこれらの混合物からなる群より選択される０．０１質量％から２０質量％の研磨材、
０．０１質量％から約１０質量％の水溶性アルミニウム化合物、
並びに
水を含み、
７より大きなｐＨを有する、研磨組成物。
【請求項２】
第１の材料と、第２の材料とを有する少なくとも１つの表面を含む半導体デバイスの化学機械平滑化のための研磨方法であって、
ａ）少なくとも１つの表面を研磨パッドに接触させる工程と、
ｂ）研磨組成物を少なくとも１つの表面へ輸送する工程であって、前記研磨組成物が、
高純度コロイド状シリカ粒子、アルミナ、セリア、ゲルマニア、シリカ、チタニア、ジルコニア、格子中のアルミナドープコロイド状シリカ及びこれらの混合物からなる群より選択される０．０１質量％から２０質量％の研磨剤、
０．０１質量％から約１０質量％の水溶性アルミニウム化合物、
並びに
水を含み、
７より大きなｐＨを有する、工程と、
ｃ）少なくとも１つの表面を研磨組成物により研磨して第１の材料を除去し、第２の材料をストップ‐オンする工程と、を含み、
前記第１の材料が金属、バリア又はライナー材料、誘電材料及びこれらの組み合わせからなる群より選択され、前記第２の材料が少なくとも１種のケイ素を含む材料を含む、方法。
【請求項３】
化学機械平滑化のためのシステムであって、システムが、
金属、バリア又はライナー材料、誘電材料及びこれらの組み合わせからなる群より選択される第１の材料と、少なくとも１種のケイ素を含む材料を含む第２の材料とを有する少なくとも１つの表面を含むパターン化基材、
研磨パッド、及び
少なくとも１つの表面への研磨組成物を含み、前記研磨組成物が、
高純度コロイド状シリカ粒子、アルミナ、セリア、ゲルマニア、シリカ、チタニア、ジルコニア、格子中のアルミナドープコロイド状シリカ及びこれらの混合物からなる群より選択される０．０１質量％から２０質量％の研磨剤、
０．０１質量％から約１０質量％の水溶性アルミニウム化合物、
並びに
水を含み、
７より大きなｐＨを有し、
前記少なくとも１つの表面が、研磨パッド及び研磨組成物と接触している、システム。