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技術 シャロートレンチアイソレーション(STI)の化学機械平坦化研磨(CMP)において酸化物/窒化物選択性を高め、酸化物トレンチのディッシングを低く均一化する方法

出願人 バーサムマテリアルズユーエス,リミティドライアビリティカンパニー
発明者 シアオボーシージョーセフディー.ローズクリシュナピー.ムレッラチョウホンチュンマークレオナルドオニール
出願日 2019年9月26日 (1年6ヶ月経過) 出願番号 2019-175002
公開日 2020年4月23日 (11ヶ月経過) 公開番号 2020-065051
状態 未査定
技術分野 火薬、マッチ等 洗浄、機械加工 抗スリップ物質
主要キーワード 下降圧力 開示発明 シリコンバレー グルコン酸アンモニウム ブレークイン 研磨パターン 無機金属酸化物粒子 ピッチ構造
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図面 (19)

課題

シャロートレンチアイソレーション(STI)用の化学機械平坦化研磨(CMP)組成物を提供する。

解決手段

CMP組成物は、研磨剤として、セリア被覆シリカ粒子やその他のコア粒子としての無機金属酸化物粒子のセリア被覆物といった、セリア被覆無機金属酸化物粒子;少なくとも一つの有機カルボン酸基、少なくとも一つのカルボン酸塩基、又は少なくとも一つのカルボン酸エステル基、及び、二つ以上のヒドロキシル官能基同一分子内に有する適切な化学添加物水溶性溶媒;並びに、任意にバイオサイド及びpH調整剤;を含む。前記組成物のpHは2から12、好ましくは3から10、より好ましくは4から9である。

概要

背景

概要

シャロートレンチアイソレーション(STI)用の化学機械平坦化研磨(CMP)組成物を提供する。CMP組成物は、研磨剤として、セリア被覆シリカ粒子やその他のコア粒子としての無機金属酸化物粒子のセリア被覆物といった、セリア被覆無機金属酸化物粒子;少なくとも一つの有機カルボン酸基、少なくとも一つのカルボン酸塩基、又は少なくとも一つのカルボン酸エステル基、及び、二つ以上のヒドロキシル官能基同一分子内に有する適切な化学添加物水溶性溶媒;並びに、任意にバイオサイド及びpH調整剤;を含む。前記組成物のpHは2から12、好ましくは3から10、より好ましくは4から9である。

目的

効果

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請求項1

セリア被覆無機金属酸化物粒子;少なくとも一つの有機カルボン酸基、少なくとも一つのカルボン酸塩の基、又は、少なくとも一つのカルボン酸エステル基と、少なくとも二つのヒドロキシル官能基とを同一分子内に有する化学添加物を0.0006重量%〜0.25重量%;水溶性溶媒;及び任意にバイオサイドpH調整剤;を含み、pHが4〜9であり;且つ前記化学添加物が以下の一般分子構造を有する、化学機械研磨組成物。ここで、nは2〜12から選択され;R1、R2、R3及びR4は同一若しくは異なる原子又は同一若しくは異なる官能基であって、水素アルキルアルコキシ;少なくとも一つのヒドロキシル基を持つ有機基置換された有機スルホン酸;置換された有機スルホン酸塩;置換された有機カルボン酸;置換された有機カルボン酸塩有機カルボン酸エステル有機アミン基ナトリウムイオン及びカリウムイオンからなる群より選択される金属イオンアンモニウムイオン;並びにこれらの組み合わせ、から独立して選択され;R1、R2、R3及びR4のうち少なくとも二つは水素原子である。

請求項2

前記セリア被覆無機酸化物粒子が、0.1重量%〜5重量%の範囲であり、且つ、セリア被覆コロイダルシリカ、セリア被覆高純度コロイダルシリカ、セリア被覆アルミナ、セリア被覆チタニア、セリア被覆ジルコニア粒子、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項1に記載の化学機械研磨組成物。

請求項3

前記水溶性溶媒が、脱イオン(DI)水、蒸留水、及びアルコール性有機溶媒からなる群より選択される、請求項1に記載の化学機械研磨組成物。

請求項4

前記化学添加物が0.0007重量%〜0.1重量%の範囲であり;前記組成物のpHが4.5〜7.5である、請求項1に記載の化学機械研磨組成物。

請求項5

前記化学添加物が、酒石酸コール酸シキミ酸、二つの酸基を持つ粘液酸アシアチン酸、2,2−ビスヒドロキシメチルプロピオン酸グルコン酸グルコン酸ナトリウム塩、グルコン酸カリウム塩、グルコン酸アンモニウム塩、グルコン酸メチルエステル、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項1に記載の化学機械研磨組成物。

請求項6

前記化学添加物が、グルコン酸、グルコン酸メチルエステル、グルコン酸エチルエステル、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項1に記載の化学機械研磨組成物。

請求項7

セリア被覆コロイダルシリカ粒子;グルコン酸、グルコン酸塩、グルコン酸アルキルエステル、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される化学添加物;並びに水を含む、請求項1に記載の化学機械研磨組成物。

請求項8

5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン及び2−メチル−イソチアゾリン−3−オンである有効成分を含むバイオサイドを0.0005重量%〜0.025重量%;酸性pH条件用に、硝酸塩酸硫酸リン酸、その他の無機若しくは有機酸、及びこれらの混合物からなる群より選択されるpH調整剤、又は、アルカリ性pH条件用に、水酸化ナトリウム水酸化カリウム水酸化アンモニウム水酸化テトラアルキルアンモニウム有機第四級アンモニウム水酸化物有機アミン類、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されるpH調整剤、を0.01重量%〜0.5重量%;のうちの少なくとも一つをさらに含む、請求項1に記載の化学機械研磨組成物。

請求項9

シリコン酸化物フィルムを備える表面を少なくとも一つ有する半導体基板を、化学機械研磨(CMP)する方法であって、前記半導体基板を準備すること;研磨パッドを準備すること;セリア被覆無機金属酸化物粒子;少なくとも一つの有機カルボン酸基、少なくとも一つのカルボン酸塩の基、又は、少なくとも一つのカルボン酸エステル基と、少なくとも二つのヒドロキシル官能基とを同一分子内に有する化学添加物を0.0006重量%〜0.25重量%;水溶性溶媒;及び、任意にバイオサイド;pH調整剤;を含み、pHが4〜9であり;且つ、前記化学添加物が以下の一般分子構造を有する、化学機械研磨(CMP)組成物を準備すること(ここで、nは2〜12から選択され;R1、R2、R3及びR4は同一若しくは異なる原子又は同一若しくは異なる官能基であって、水素;アルキル;アルコキシ;少なくとも一つのヒドロキシル基を持つ有機基;置換された有機スルホン酸;置換された有機スルホン酸塩;置換された有機カルボン酸;置換された有機カルボン酸塩;有機カルボン酸エステル;有機アミン基;ナトリウムイオン及びカリウムイオンからなる群より選択される金属イオン;アンモニウムイオン;並びにこれらの組み合わせ、から独立して選択され;R1、R2、R3及びR4のうち少なくとも二つは水素原子である。);前記半導体基板の表面を前記研磨パッド及び前記化学機械研磨組成物に接触させること;並びに二酸化ケイ素を含む前記少なくとも一つの表面を研磨すること;を備える方法。

請求項10

前記セリア被覆無機酸化物粒子が、0.1重量%〜5重量%の範囲内であり、且つ、セリア被覆コロイダルシリカ、セリア被覆高純度コロイダルシリカ、セリア被覆アルミナ、セリア被覆チタニア、セリア被覆ジルコニア粒子及びこれらの組み合わせからなる群より選択されるものであり、前記水溶性溶媒が、脱イオン(DI)水、蒸留水及びアルコール性有機溶媒からなる群より選択されるものであり、前記シリコン酸化物フィルムが、化学気相蒸着CVD)、プラズマCVD(PECVD)、高密度蒸着CVD(HDP)、又は、スピンオンシリコン酸化物フィルムからなる群より選択される、請求項9に記載の方法。

請求項11

前記化学添加物が0.0007重量%〜0.1重量%の範囲内であり、前記組成物のpHが4.5〜7.5である、請求項9に記載の方法。

請求項12

前記化学添加物が、酒石酸、コール酸、シキミ酸、二つの酸基を持つ粘液酸、アシアチン酸、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸、グルコン酸、グルコン酸ナトリウム塩、グルコン酸カリウム塩、グルコン酸アンモニウム塩、グルコン酸メチルエステル、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項9に記載の方法。

請求項13

前記組成物が、セリア被覆コロイダルシリカ粒子;グルコン酸、グルコン酸塩、グルコン酸アルキルエステル、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される前記化学添加物を0.0007重量%〜0.1重量%;及び水を含む、請求項9に記載の方法。

請求項14

前記半導体基板が、さらにシリコン窒化物表面を有し;シリコン酸化物:シリコン窒化物の除去選択性が25よりも大きい、請求項9に記載の方法。

請求項15

シリコン酸化物フィルムを備える少なくとも一つの表面を有する半導体基板を、化学機械研磨(CMP)するシステムであって、a.前記半導体基板;b.化学機械研磨(CMP)組成物であって1)セリア被覆無機金属酸化物粒子;2)少なくとも一つの有機カルボン酸基、少なくとも一つのカルボン酸塩の基、又は、少なくとも一つのカルボン酸エステル基と、少なくとも二つのヒドロキシル官能基と、を同一分子内に有する化学添加物を0.0006重量%〜0.25重量%;3)水溶性溶媒;及び4)任意に5)バイオサイド;6)pH調整剤;を含み、pHが4〜9であり、且つ前記化学添加物が以下の一般分子構造を有する化学機械研磨組成物(ここで、nは2〜12から選択されるものであり;R1、R2、R3及びR4は同一若しくは異なる原子又は同一若しくは異なる官能基であって、水素;アルキル;アルコキシ;少なくとも一つのヒドロキシル基を持つ有機基;置換された有機スルホン酸;置換された有機スルホン酸塩;置換された有機カルボン酸;置換された有機カルボン酸塩;有機カルボン酸エステル;有機アミン基;ナトリウムイオン及びカリウムイオンからなる群より選択される金属イオン;アンモニウムイオン;並びにこれらの組み合わせ、から独立して選択されるものであり;R1、R2、R3及びR4のうち少なくとも二つは水素原子である。);c.研磨パッド;を備え、前記シリコン酸化物フィルムを備える前記少なくとも一つの表面が、前記研磨パッド及び前記化学機械研磨組成物に接触される、システム。

請求項16

前記セリア被覆無機酸化物粒子が、0.1重量%〜5重量%の範囲内であり、且つ、セリア被覆コロイダルシリカ、セリア被覆高純度コロイダルシリカ、セリア被覆アルミナ、セリア被覆チタニア、セリア被覆ジルコニア粒子及びこれらの組み合わせからなる群より選択されるものであり、前記水溶性溶媒が、脱イオン(DI)水、蒸留水及びアルコール性有機溶媒からなる群より選択されるものであり、前記シリコン酸化物フィルムが、化学気相蒸着(CVD)、プラズマCVD(PECVD)、高密度蒸着CVD(HDP)、又は、スピンオンシリコン酸化物フィルムからなる群より選択される、請求項15に記載のシステム。

請求項17

前記化学添加物が0.0007重量%〜0.1重量%の範囲内であり、前記組成物のpHが4.5〜7.5である、請求項15に記載のシステム。

請求項18

前記化学添加物が、酒石酸、コール酸、シキミ酸、二つの酸基を持つ粘液酸、アシアチン酸、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸、グルコン酸、グルコン酸ナトリウム塩、グルコン酸カリウム塩、グルコン酸アンモニウム塩、グルコン酸メチルエステル、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項15に記載のシステム。

請求項19

前記組成物が、セリア被覆コロイダルシリカ粒子;グルコン酸、グルコン酸塩、グルコン酸アルキルエステル、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される前記化学添加物を0.0007重量%〜0.1重量%;及び水を含む、請求項15に記載のシステム。

請求項20

前記半導体基板が、さらにシリコン窒化物表面を有し;シリコン酸化物:シリコン窒化物の除去選択性が25よりも大きい、請求項15に記載のシステム。

技術分野

0001

本願は、2018年9月26日を出願日とする米国仮出願番号62/736,963の非仮出願であり、当該仮出願の全体が参照により本願に組み込まれる。

0002

本発明は、STI CMP化学的研磨組成物、及び、シャロートレンチアイソレーション(STI)プロセスのための化学機械平坦化(CMP)に関する。

0003

マイクロエレクトロニクスデバイス類の製作においては、研磨、特に、選択した材料の回復及び/又は構造の平坦化のための表面の化学機械研磨、が重要なステップとなる。

0004

例えば、SiN層がSiO2層の下に蒸着されて、研磨停止材として機能する。このような研磨停止材の役割は、シャロートレンチアイソレーション(STI)構造において特に重要である。選択性は、窒化物研磨速度に対する酸化物研磨速度の比として特徴的に表される。一例として、窒化ケイ素(SiN)に対する二酸化ケイ素(SiO2)の高められた研磨選択率が挙げられる。

0005

パターン化されたSTI構造グローバル平坦化においては、酸化物トレンチディッシングを低減することが検討すべきキーファクターである。トレンチ酸化物のロスを低減することで、隣接するトランジスタ間電流漏洩が回避される。ダイ全体(ダイ内)における不均一なトレンチ酸化物のロスは、トランジスタパフォーマンスデバイス製造歩留まりに影響する。トレンチ酸化物のロスが大きい(酸化物トレンチのディッシングが大きい)と、トランジスタの分離不良を引き起こし、デバイスの故障へとつながる。したがって、STICMP研磨組成物において、酸化物トレンチのディッシングを低減することで、トレンチ酸化物のロスを低減することが重要である。

0006

米国特許第5,876,490号明細書は、研磨粒子を含むとともに通常のストレス効果を示す研磨組成物を開示する。スラリーは、非研磨粒子をさらに含み、凹部での研磨速度が低下されることとなる一方、研磨粒子によって凸部における高い研磨速度が確保される。これにより平坦化が改善される。より具体的には、スラリーは、酸化セリウム粒子高分子電解質とを含み、シャロートレンチアイソレーション(STI)研磨用途に用いられ得る。

0007

米国特許第6,964,923号明細書は、酸化セリウム粒子と高分子電解質とを含むシャロートレンチアイソレーション(STI)研磨用の研磨組成物を教示する。使用される高分子電解質は、米国特許第5,876,490号と同様に、ポリアクリル酸の塩を含む。セリアアルミナシリカ及びジルコニア研磨剤として使用される。記載された高分子電解質の分子量は300から20,000であり、しかし、全体として<100,000である。

0008

米国特許第6,616,514号明細書は、化学機械研磨によって窒化ケイ素よりも優先して物品の表面から第1の物質を除去する場合に用いられる化学機械研磨スラリーを開示する。当該発明に係る化学機械研磨スラリーは、研磨剤と、水性媒体と、プロトン解離しない有機ポリオールとを含み、前記有機ポリオールが、前記水性媒体において解離しない少なくとも三つのヒドロキシル基を有する化合物を含むか、又は、前記水性媒体において解離しない少なくとも三つのヒドロキシル基を有する少なくとも一つのモノマーから形成されるポリマーを含む。

0009

米国特許第5,738,800号明細書は、シリカ及び窒化ケイ素を含んでなる複合体を研磨するための組成物を開示しており、当該組成物は、水性媒体と、研磨粒子と、界面活性剤と、シリカ及び窒化ケイ素と錯体を形成する化合物と、を含み、錯化剤が、プロトン解離可能な二つ以上の同じか又は異なる官能基を有する。

0010

国際公開第2007/086665号は、重量平均分子量が30〜500で、ヒドロキシル基(OH)、カルボキシル基(COOH)又は両方を含む化合物が、研磨粒子と水とを含むとともに第1の粘度を有するCMPスラリーへと添加されて、CMPスラリーが第1の粘度よりも5〜30%低い第2の粘度を有するように制御された、CMPスラリーを開示する。また、当該CMPスラリーを用いて半導体ウエハを研磨する方法を開示する。当該開示発明によれば、CMPスラリーの粘度を低下させることが可能であるとともに研磨時のウエハのグローバル平坦化の改善を可能としながら、CMPスラリーにおける研磨粒子の凝集粒子サイズを小さくすることが可能である。したがって、当該CMPスラリーは、微細パターンが必要とされる半導体デバイスの製造プロセスにおいて有利に用いられ、半導体プロセスにおいて用いられることで半導体デバイスの信頼性と生産性とを向上させることができる。

発明が解決しようとする課題

0011

しかしながら、これら従来開示のシャロートレンチアイソレーション(STI)研磨組成物は、高い酸化物/窒化物選択性を伴って、研磨後パターンウエハにおける酸化物トレンチのディッシングを低減すること、及び、酸化物トレンチのディッシングをより均一とすること、の重要性対処するものではなかった。

0012

以上のことから、本技術分野においては、STI化学機械研磨(CMP)プロセスにおけるパターンウエハの研磨に関し、二酸化ケイ素の高い除去速度や窒化ケイ素に対する二酸化ケイ素の高い選択性に加えて、様々なサイズの酸化物トレンチに対して当該酸化物トレンチのディッシングを低減することが可能であるとともに、より均一な酸化物トレンチディッシングをもたらすことが可能な、STI化学機械研磨組成物、方法、及びシステムについてのニーズが存在することが明らかである。

課題を解決するための手段

0013

本発明は、酸性中性及びアルカリ性のpH条件を含む広いpH範囲にあるシャロートレンチアイソレーション(STI)化学機械研磨用の組成物において、SiNフィルム除去速度低下剤や酸化物トレンチディッシング低減剤のような化学添加物を導入することで、酸化物/窒化物選択性を高めるだけでなく、様々なサイズの酸化物トレンチに対し、研磨後のパターンウエハにおける当該酸化物トレンチのディッシングを低減し、且つ、当該酸化物トレンチのディッシングをより均一とするものである。

0014

本開示のシャロートレンチアイソレーション(STI)化学機械研磨用組成物は、研磨剤としてセリア被覆無機酸化物粒子と、酸化物トレンチディッシング低減剤及び窒化物除去速度低下剤として適当な化学添加物と、の特異な組み合わせを有するものである。

0015

一つの態様において、
セリア被覆無機金属酸化物粒子
少なくとも一つのカルボン酸基(R−COOH)、少なくとも一つのカルボン酸塩の基、又は、少なくとも一つのカルボン酸エステル基と、少なくとも二つのヒドロキシル官能基(OH)とを同一分子内に有する化学添加物;
水溶性溶媒;及び
任意に
バイオサイド;及び
pH調整剤
を含み、
pHが2〜12、好ましくは3〜10、より好ましくは4〜9、最も好ましくは4.5〜7.5である、
STICMP研磨組成物
が提供される。

0016

セリア被覆無機酸化物粒子は、限定されるものではないが、セリア被覆コロイダルシリカ、セリア被覆高純度コロイダルシリカ、セリア被覆アルミナ、セリア被覆チタニア、セリア被覆ジルコニア、又は、その他のセリア被覆無機金属酸化物粒子を含む。

0017

水溶性溶媒は、限定されるものではないが、脱イオン(DI)水、蒸留水、及びアルコール性有機溶媒を含む。

0018

化学添加物は、SiN被膜除去速度低下剤、及び、酸化物トレンチディッシング低減剤として機能する。

0019

これら化学添加物は、以下に示す一般分子構造を有していてもよい。

0020

上記一般分子構造(a)又は(b)において、nは1〜5000から選択され、好ましくは2〜12であり、より好ましくは3〜6である。

0021

R1、R2、R3及びR4は、同一又は異なる原子又は官能基であり得る。これらは、水素アルキルアルコキシ、一つ以上のヒドロキシル基を持つ有機基置換された有機スルホン酸、置換された有機スルホン酸塩、置換された有機カルボン酸、置換された有機カルボン酸塩有機カルボン酸エステル有機アミン基、及びこれらの組み合わせ、からなる群より独立して選択され得るもので、少なくとも二つ以上、好ましくは三つ以上が水素原子であり得る。

0022

さらに、R1、R4、又は、R1及びR4の双方は、金属イオン又はアンモニウムイオンであってもよい。金属イオンは、限定されるものではないが、ナトリウムイオンカリウムイオンを含む。

0023

R1、R2、R3及びR4のすべてが水素原子である場合、化学添加物は、一つ(構造(a))又は二つ(構造(b))の有機カルボン酸基と、二つ(構造(b))又はそれ以上(構造(a))のヒドロキシル官能基とを持つ。

0024

そのような化学添加物の分子構造の一例を以下に示す。

0025

構造(a)においてR1が金属イオン又はアンモニウムイオンである場合、化学添加物は以下に示すような一般分子構造を有する。

0026

構造(b)においてR1及びR4の双方が金属イオン又はアンモニウムイオンである場合、化学添加物は以下に示す一般分子構造を有する。

0027

構造(i)において、R1が金属イオンで、R2、R3及びR4のすべてが水素原子である場合、そのような化学添加物の分子構造の一例としては以下に示すようなものである。

0028

構造(a)において、R1が有機アルキル基である場合、化学添加物は有機酸エステル官能基及び複数のヒドロキシル官能基を同一分子内に有する。一般分子構造は以下に示す通りである。

0029

構造(v)において、R2、R3及びR4が水素原子である場合、そのような化学添加物の分子構造の一例としては以下に示すようなものである。

0030

他の態様において、シャロートレンチアイソレーション(STI)プロセスにおいて、上述の化学機械研磨(CMP)組成物を用いて、二酸化ケイ素を含む表面を少なくとも一つ有する基板を化学機械研磨(CMP)する方法、が提供される。

0031

他の態様において、シャロートレンチアイソレーション(STI)プロセスにおいて、上述の化学機械研磨(CMP)組成物を用いて、二酸化ケイ素を含む表面を少なくとも一つ有する基板を化学機械研磨(CMP)するシステム、が提供される。

0032

研磨される酸化物フィルムは、化学気相蒸着CVD)、プラズマCVD(PECVD)、高密度蒸着CVD(HDP)、又は、スピンオン酸化物フィルムであってもよい。

0033

基板は、窒化ケイ素表面をさらに有していてもよい。SiO2:SiNの除去選択率は25より大きく、好ましくは30より大きく、より好ましくは35より大きい。

図面の簡単な説明

0034

図1は、フィルムRR(Å /min)とTEOS:SiN選択率とに関して、グルコン酸の効果を示す。

0035

図2は、酸化物トレンチディッシング速度に関して、グルコン酸の効果を示す。

0036

図3は、酸化物トレンチロス速度(A/Sec)に関して、グルコン酸の効果を示す。

0037

図4は、酸化物トレンチディッシングvs OP時間(Sec)に関して、グルコン酸の効果を示す。

0038

図5は、酸化物トレンチディッシングvs OP時間(Sec)に関して、グルコン酸の効果を示す。

0039

図6は、酸化物トレンチディッシングvs OP時間(Sec)に関して、グルコン酸の効果を示す。

0040

図7は、フィルムRR(A/min)とTEOS:SiN選択性とに関して、グルコン酸(GA)の重量%を変えたことによる効果を示す。

0041

図8は、酸化物トレンチディッシング速度に関して、グルコン酸(GA)の重量%を変えたことによる効果を示す。

0042

図9は、酸化物トレンチロス速度(A/Sec)に関して、グルコン酸(GA)の重量%を変えたことによる効果を示す。

0043

図10は、酸化物トレンチディッシングvs OP時間(Sec)に関して、グルコン酸の重量%を変えたことによる効果を示す。

0044

図11は、酸化物トレンチディッシングvs OP時間(Sec)に関して、グルコン酸の重量%を変えたことによる効果を示す。

0045

図12は、酸化物トレンチディッシングvs OP時間(Sec)に関して、グルコン酸の重量%を変えたことによる効果を示す。

0046

図13は、フィルムRR(A/min)とTEOS:SiN選択率とに関して、pH及び0.01重量%のグルコン酸(GA)の効果を示す。

0047

図14は、酸化物トレンチディッシング速度に関して、0.01重量%のグルコン酸(GA)とした場合のpHによる効果を示す。

0048

図15は、酸化物トレンチロス速度に関して、0.01重量%のグルコン酸(GA)とした場合のpHによる効果を示す。

0049

図16は、酸化物トレンチディッシングvs OP時間(Sec)に関して、0.01重量%のグルコン酸(GA)とした場合のpHによる効果を示す。

0050

図17は、酸化物トレンチディッシングvs OP時間(Sec)に関して、0.01重量%のグルコン酸(GA)とした場合のpHによる効果を示す。

0051

図18は、酸化物トレンチディッシングvs OP時間(Sec)に関して、0.01重量%のグルコン酸(GA)とした場合のpHによる効果を示す。

実施例

0052

パターン化されたSTI構造のグローバル平坦化においては、SiN除去速度を低下させること、酸化物トレンチディッシングを低減することや、様々なサイズの酸化物トレンチに対して酸化物トレンチディッシングをより均一とすることが、検討すべきキーファクターである。トレンチ酸化物のロスを低減することで、隣接するトランジスタ間の電流の漏洩が回避される。ダイ全体(ダイ内)における不均一なトレンチ酸化物のロスは、トランジスタのパフォーマンスとデバイスの製造歩留まりに影響する。トレンチ酸化物のロスが大きい(酸化物トレンチのディッシングが大きい)と、トランジスタの分離不良を引き起こし、デバイスの故障へとつながる。したがって、STICMP研磨組成物において、酸化物トレンチのディッシングを低減することで、トレンチ酸化物のロスを低減することが重要である。

0053

本発明は、シャロートレンチアイソレーション(STI)の化学機械研磨(CMP)に用いられるCMP組成物に関する。

0054

より詳細には、シャロートレンチアイソレーション(STI)の化学機械研磨(CMP)に用いられる本開示のCMP組成物は、無機金属酸化物研磨剤粒子としてセリア被覆無機酸化物粒子と、酸化物トレンチディッシング低減剤及び窒化物除去速度低下剤として適当な化学添加物と、の特異な組み合わせを有するものである。

0055

適当な化学添加物は、限定されるものではないが、同一分子内に複数のヒドロキシル官能基を持つ、有機カルボン酸分子、有機カルボン酸塩、又は、有機カルボン酸エステル分子を含む。

0056

化学添加物は、同一分子内に、有機カルボン酸基、有機カルボン酸塩基又はカルボン酸エステル基の少なくとも一つと、二つ以上のヒドロキシル官能基とを含む。

0057

化学添加物によれば、高い酸化物フィルム除去速度、低いSiNフィルム除去速度、及び、高く且つ調整可能な酸化物:SiN選択性を達成し、より重要なことには、酸化物トレンチのディッシングを大幅に低減し、パターン化されたウエハを研磨する際の研磨ウィンドウ定性を改善する、といった利点が提供される。

0058

一つの態様において、STICMP研磨組成物であって、
セリア被覆無機金属酸化物粒子;
パターン化されたウエハを研磨する際のSiNフィルム除去速度低下剤及び酸化物トレンチディッシング低減剤としての化学添加物;
水溶性溶媒;並びに
任意に
バイオサイド;及び
pH調整剤;
を含み、
pHが2〜12、好ましくは3〜10、より好ましくは4〜9、最も好ましくは4.5〜7.5である
STI CMP研磨組成物が提供される。

0059

セリア被覆無機金属酸化物粒子は、限定されるものではないが、セリア被覆コロイダルシリカ、セリア被覆高純度コロイダルシリカ、セリア被覆アルミナ、セリア被覆チタニア、セリア被覆ジルコニア、又は、これら以外のセリア被覆無機金属酸化物粒子を含む。

0060

本開示の発明におけるセリア被覆無機金属酸化物粒子の粒子サイズ(動的光散乱法:Dynamic Light Scattering DLS technologyによって測定)は、10nmから1000nmまでの範囲内であり、好ましい平均粒子サイズは20nmから500nmまでの範囲内であり、より好ましい平均粒子サイズは50nmから250nmまでの範囲内である。

0061

これらセリア被覆無機金属酸化物粒子の濃度は、0.01重量%から20重量%までの範囲であり、好ましい濃度は0.05重量%から10重量%までの範囲であり、より好ましい濃度は0.1重量%から5重量%の範囲である。

0062

好ましいセリア被覆無機金属酸化物粒子は、セリア被覆コロイダルシリカ粒子である。

0063

SiNフィルム除去速度低下剤及び酸化物トレンチディッシング低減剤としての好ましい化学添加物は、少なくとも一つのカルボン酸基(R−COOH)、少なくとも一つのカルボン酸塩の基又は少なくとも一つのカルボン酸エステル基と、少なくとも二つのヒドロキシル官能基(OH)とを同一分子内に有する。

0064

これら化学添加剤は、下記に示すような一般分子構造を有していてもよい。

0065

一般分子構造(a)又は(b)において、nは1〜5000から選択され、好ましくは2〜12、より好ましくは3〜6である。

0066

R1、R2、R3及びR4は、同一又は異なる原子又は官能基であってよい。これらは、水素、アルキル、アルコキシ、一つ以上のヒドロキシル基を持つ有機基、置換された有機スルホン酸、置換された有機スルホン酸塩、置換された有機カルボン酸、置換された有機カルボン酸塩、有機カルボン酸エステル、有機アミン基、及びこれらの組み合わせからなる群より独立して選択されてよく、少なくとも二つ以上、好ましくは三つ以上が水素原子であってよい。

0067

さらに、R1、R4又はR1及びR4の双方が、金属イオン又はアンモニウムイオンであってもよい。金属イオンは、限定されないが、ナトリウムイオン、カリウムイオンを含む。

0068

R1、R2、R3及びR4のすべてが水素である場合、化学添加物は一つ(構造(a))又は二つ(構造(b))の有機カルボン酸基と、二つ(構造(b))又はそれ以上(構造(a))ヒドロキシル官能基とを有する。

0069

そのような化学添加物の分子構造の一例を以下に示す。

0070

構造(a)においてR1が金属イオン又はアンモニウムイオンである場合、化学添加物は以下に示すような一般分子構造を有する。

0071

構造(b)においてR1及びR4の双方が金属イオン又はアンモニウムイオンである場合、化学添加物は以下に示すような一般分子構造を有する。

0072

構造(i)においてR1が金属イオンで、R2、R3及びR4のすべてが水素原子である場合、そのような化学添加物の一例に係る分子構造は以下に示す通りである。

0073

構造(a)においてR1が有機アルキル基である場合、化学添加物は有機酸エステル官能基を有し、複数のヒドロキシル官能基を同一分子内に持つ。一般分子構造を以下に示す。

0074

構造(v)においてR2、R3及びR4が水素原子である場合、そのような化学添加物の一例に係る分子構造は以下に示す通りである。

0075

STICMP組成物は、SiNフィルム除去速度低下剤及び酸化物トレンチディッシング低減剤として、0.0001重量%〜2.0重量%、0.0002重量%〜1.0重量%、0.0003重量%〜0.75重量%、0.0004重量%〜0.5重量%、0.0005重量%〜0.5重量%、0.0006重量%〜0.25重量%、又は、0.0007重量%〜0.1重量%の化学添加物を含む。

0076

水溶性溶媒は、特に限定されるものではないが、脱イオン(Di)水、蒸留水、及びアルコール性有機溶媒を含む。

0077

好ましい水溶性溶媒はDI水である。

0078

STICMP組成物は、0.0001重量%〜0.05重量%、好ましくは0.0005重量%〜0.025重量%、より好ましくは0.001重量%〜0.01重量%のバイオサイドを含んでいてもよい。

0079

バイオサイドは、特に限定されるものではないが、デュポンダウケミカル社製のKathon(登録商標)、Kathon(登録商標)CG/ICP II、デュポン/ダウケミカル社製のBiobanを含む。これらは5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン、及び、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オンである有効成分を含む。

0080

STICMP組成物は、pH調整剤を含んでいてもよい。

0081

STI研磨組成物を最適なpH値とするために、酸性又は塩基性pH調整剤が使用されてもよい。

0082

pH調整剤は、限定されるものではないが、硝酸塩酸硫酸リン酸、その他の無機又は有機酸、及びこれらの混合物を含む。

0083

pH調整剤は、水素化ナトリウム水酸化カリウム水酸化アンモニウム水酸化テトラアルキルアンモニウム、有機第四級水酸化アンモニウム化合物有機アミン類、及び、よりアルカリ方向へとpHを調整するのに用いられ得るその他の化学的試薬のような、塩基pH調整剤を含んでいてもよい。

0084

STICMP組成物は、pH調整剤を0重量%〜1重量%、好ましくは0.01重量%〜0.5重量%、より好ましくは0.1重量%〜0.25重量%含む。

0085

SiNフィルム除去速度低下剤及び酸化物トレンチングディッシング低減剤として用いられる化学添加物は、同一分子内に複数のヒドロキシル官能基を持つ、有機カルボン酸分子、有機カルボン酸塩又は有機カルボン酸エステル分子である。

0086

他の態様において、シャロートレンチアイソレーション(STI)プロセスにおいて、上述の化学機械研磨(CMP)組成物を用いて、二酸化ケイ素を含む表面を少なくとも一つ有する基板を化学機械研磨(CMP)する方法、が提供される。

0087

他の態様において、シャロートレンチアイソレーション(STI)プロセスにおいて、上述の化学機械研磨(CMP)組成物を用いて、二酸化ケイ素を含む表面を少なくとも一つ有する基板を化学機械研磨(CMP)するシステム、が提供される。

0088

研磨される酸化物フィルムは、化学気相蒸着(CVD)、プラズマCVD(PECVD)、高密度蒸着CVD(HDP)、又は、スピンオン酸化物フィルムであってもよい。

0089

基板は、窒化ケイ素表面をさらに有していてもよい。SiO2:SiNの除去選択率は25より大きく、好ましくは30より大きく、より好ましくは35より大きい。

0090

他の態様において、シャロートレンチアイソレーション(STI)プロセスにおいて、上述の化学機械研磨(CMP)組成物を用いて、二酸化ケイ素を含む表面を少なくとも一つ有する基板を化学機械研磨(CMP)する方法が提供される。研磨される酸化物フィルムは、CVD酸化物、PECVD酸化物、高密度酸化物又はスピンオン酸化物フィルムであってもよい。

0091

以下、例を示しつつ本発明をさらに説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

0092

CMP方法
以下の本開示の例において、CMP実験は以下に示す手順及び実験条件にて行った。

0093

用語
セリア被覆シリカ:約100ナノメートル(nm)の粒子サイズを有する研磨剤として使用;そのようなセリア被覆シリカ粒子は、約20ナノメートル(nm)から500ナノメートル(nm)の範囲の粒子サイズを有し得る。

0094

セリア被覆シリカ粒子(様々なサイズを有する)は、日本国のJGC社によって提供されたもので、特開2013−119131号公報、特開2013−133255号公報、及び、国際公開第2016/159167号;並びに特願2015−169967及び特願2015−183942に記載された方法によって得られる。

0095

マルチトール、D−フルクトースズルシトールD−ソルビトール、グルコン酸、粘液酸酒石酸及びその他の化学原材料といった化学添加物は、ミズーリ州セントルイスシグマアルドリッチ社によって提供された。

0096

TEOS:オルトケイ酸テトラエチル

0097

研磨パッド:ダウ社によって提供された研磨パッド、IC1010及びその他のパッドがCMP中に使用された。

0099

BP:背圧、psi

0100

CMP:化学機械平坦化=化学機械研磨

0101

CS:搬送速度

0102

DFダウンフォース:CMP中に付与される圧力、psi

0103

min:分

0104

ml:ミリリットル

0105

mV:ミリボルト

0106

psi:ポンドパースクエアインチ

0108

SF:組成物フロー、ml/min

0109

Wt.%:(リストされた成分の)重量パーセンテージ

0110

TEOS:SiN選択性:(TEOSの除去速度)/(SiNの除去速度)

0111

HDP:高密度プラズマ蒸着TEOS

0112

TEOS又はHDP除去速度:所定の下降圧力にて測定されたTEOS又はHDP除去速度。上記の例では、CMPツールの下降圧力は2.0、3.0又は4.0psiであった。

0113

SiN除去速度:所定の下降圧力にて測定されたSiN除去速度。上記の例では、CMPツールの下降圧力は3.0psiであった。

0114

測定
クリエイティブデザインエンジニアリング社(カリフォルニア州 95014、クパチーノ、20565アルヴェスドライヴ)製ResMap CDE 168型を用いてフィルムの測定を行った。ResMap機器は4点プローブシート抵抗機器である。フィルムの5mm端を除外して49点径スキャンを行った。

0115

CMP機器
使用したCMP機器は、アプライドマテリアルズ社(カリフォルニア州 95054、サンタクララ、3050バウアーズアヴェニュー)製200mm Mirra又は300mm Reflexionである。ダウ社(19713、デラウェア州)が提供するIC1010パッドをブランケットおよびパターンウウエハの実験のためプラテン1で使用した。

0116

IC1010パッド又はその他のパッドは、7ポンドのダウンフォースとして18分間パッドをコンディショニングすることで破損した。ツール設定とパッドブレークイン認定するために、二つのタングステンモニターと二つのTEOSモニターとを、ベースラインコンディションで、ヴァーサムマテリアルズ社により供給された組成物Versum STI2305で研磨した。

0117

ウエハ
PECVD又はLECVD又はHD TEOSウエハを用いて研磨実験を行った。これらブランケットウエハは、シリコンバレーマイクロエレクトロニクス社(カリフォルニア州 95051、サンタクララ、2985 キファーロード)から購入された。

0118

研磨実験
ブランケットウエハ実験において、ベースラインコンディションにて、酸化物ブランケットウエハ、及び、SiNブランケットウエハを研磨した。機器のベースラインコンディションは、テーブルスピード:87rpm、ヘッドスピード:93rpm、膜圧:2.0psi、内部チューブ圧:2.0psi、保持リング圧:2.9psi、組成物流量:200ml/minとした。

0119

SWKアソシエイト社(カリフォルニア州 95054、サンタクララ、2920スコットブルーバード)製のパターンウエハ(MIT860)の研磨において、当該組成物を使用した。これらウエハはVeeco VX300プロファイラーAFM機器にて測定された。酸化物ディッシング測定のため、三つの異なるサイズのピッチ構造を採用した。当該ウエハは、センター、ミドル及びエッジダイ位置にて測定された。

0120

TEOS:SiN選択性:調整可能なSTICMP研磨組成物から得られる(TEOSの除去速度)/(SiN除去速度)

0121

実施例
下記実施例において、セリア被覆シリカを0.2重量%、バイオサイドを0.0001重量%から0.05重量%の範囲、及び、脱イオン水を含むSTI研磨組成物を参考例として調整した。

0122

実施例に係る研磨組成物は、上記参考例(セリア被覆シリカを0.2重量%、バイオサイドを0.0001重量%から0.05重量%の範囲、及び、脱イオン水)と、0.0025重量%から0.015重量%の範囲の本開示の化学添加物とを用いて調整した。

0123

実施例1
実施例1において、使用された研磨組成物を表1に示す。0.2重量%のセリア被覆シリカと極めて低濃度のバイオサイドとを用いて参考サンプルを作製した。化学添加物としてグルコン酸を0.01重量%にて用いた。双方のサンプルは、同程度のpH(約5.35)を有する。

0124

異なるフィルムについて除去速度(RR、Å/min)をテストした。化学添加物であるグルコン酸のフィルム除去速度及び選択性に対する効果を確認した。

0125

テスト結果を下記表1及び図1に各々示す。

0126

表1及び図1に示される結果のように、研磨組成物におけるグルコン酸の添加によって、高いTEOS及びHDP除去速度がもたらされるとともに、SiN除去速度が効果的に低下され、化学添加物としてグルコン酸を使用しなかった参考例よりも、極めて高いTEOS:SiNフィルム選択率が得られた。

0127

すなわち、当該研磨組成物により、SiNフィルム除去速度の低下とともに高い酸化物/窒化ケイ素選択率が得られた。

0128

酸化物トレンチディッシング速度に関し、研磨組成物における化学添加物であるグルコン酸の効果をテストした。結果を表2及び図2に示す。

0129

表2及び図2に示される結果のように、研磨組成物における化学添加物、すなわちグルコン酸の添加によって、グルコン酸を使用しなかった参考例よりも、異なるサイズのすべての酸化物トレンチフィーチャについて、酸化物トレンチディッシング速度が少なくとも72%超低減された。

0130

研磨組成物における化学添加物、すなわちグルコン酸の添加による効果は、添加物としてグルコン酸を使用しなかった参考例に係る研磨結果との比較から、酸化物トレンチロス速度(A/sec)においても確認された。

0131

テスト結果を表3及び図3に各々示す。

0132

表3及び図3に示される結果のように、研磨組成物における化学添加物、すなわちグルコン酸の添加によって、グルコン酸を使用しなかった参考例よりも、異なるサイズのすべての酸化物トレンチフィーチャについて、酸化物トレンチロス速度が少なくとも81%超と極めて効果的に低減された。

0133

研磨組成物における化学添加物、すなわちグルコン酸の添加による効果は、添加物としてグルコン酸を使用しなかった参考例に係る研磨結果との比較から、オーバー研磨時間に対する酸化物トレンチディッシングにおいても確認された。

0134

オーバー研磨時間に対する酸化物トレンチディッシングに関し、研磨組成物における化学添加物であるグルコン酸の効果のテスト結果を表4、並びに、図4図5及び図6に各々示す。

0135

表4、図4図5及び図6に示される結果のように、研磨組成物における化学添加物、すなわちグルコン酸の添加によって、グルコン酸を使用しなかった参考例よりも、異なるサイズのすべての酸化物トレンチフィーチャについて、酸化物トレンチディッシングが極めて顕著に低減され、異なるオーバー研磨時間に対するオーバー研磨安定性ウィンドウが改善された。

0136

したがって、化学添加物としてグルコン酸を使用しなかった参考例の研磨結果との比較から、化学添加物を含むCMP組成物は、高いTEOS及びHDPフィルム除去速度を確保しつつも、SiN除去速度を低下させ、TEOS:SiNフィルム選択性を増大させ、酸化物トレンチディッシングを極めて顕著に低減させるとともに、研磨パターンウエハの形状が改善される。

0137

実施例2
実施例2において、表5に示されるようにして研磨組成物を作製した。化学添加物であるグルコン酸を異なる重量%にて用いた。組成物のpHはいずれも約5.35であった。

0138

種々のフィルム研磨除去速度及びTEOS:SiN選択率の結果を表5及び図7に示す。

0139

表5及び図7に示される結果のように、異なる濃度のグルコン酸を含むいずれの組成物についても、SiN除去速度が安定して低下された。0.1重量%のグルコン酸を含む組成物を除くすべての組成物について、高いTEOS及びHDPフィルム除去速度が確保されつつ、化学添加物としてグルコン酸を使用しなかった参考例よりも極めて高いTEOS:SiNフィルム選択率が得られた。0.1重量%のグルコン酸を含む組成物は、テストしたすべてのフィルムについて除去速度が低下し、酸化物:SiN選択率が極めて低かった。

0140

当該組成物を用いた酸化物トレンチディッシング速度についてもテストした。テスト結果を表6及び図8に示す。

0141

表6及び図8に示される結果のように、0.005重量%のグルコン酸を添加すると、100μm及び200μmに関して、酸化物トレンチディッシング速度が32%超まで低下した。0.01重量%又は0.01重量%超のグルコン酸を添加すると、異なるサイズのすべての酸化物トレンチフィーチャについて、酸化物トレンチディッシング速度が少なくとも70%超まで極めて効果的に低下した。

0142

酸化物トレンチロス速度(A/sec)に関し、添加物としてグルコン酸を使用しなかった参考例の研磨結果と比較しつつ、研磨組成物において異なる濃度にて用いられた化学添加物、すなわちグルコン酸、の添加による効果を確認した。

0143

テスト結果を表7及び図9に各々示す。

0144

表7及び図9に示される結果のように、0.005重量%のグルコン酸を添加すると、酸化物トレンチロス速度が、1000μmに関して少なくとも16%超まで、100μm及び200μmに関して38%まで低下した。0.01重量%又は0.01重量%超のグルコン酸を添加すると、異なるサイズのすべての酸化物トレンチフィーチャについて、酸化物トレンチロス速度が少なくとも81%超まで極めて効果的に低下した。

0145

オーバー研磨時間に対する酸化物トレンチディッシングに関し、添加物としてグルコン酸を使用しなかった参考例の研磨結果と比較しつつ、研磨組成物において異なる濃度にて用いられた化学添加物、すなわちグルコン酸、の添加による効果を確認した。

0146

テスト結果を表8並びに図10図11及び図12に各々示す。

0147

表8、図10図11及び図12に示される結果のように、組成物に0.0025重量%のグルコン酸を添加しただけで、酸化物トレンチディッシングが低下し、オーバー研磨安定性ウィンドウが改善された。確認した濃度範囲でグルコン酸濃度を増加させるにつれ、効果がより明確となった。

0148

化学添加物としてグルコン酸を使用しなかった参考例の研磨結果との比較から、異なる濃度の化学添加物を含むCMP組成物であっても、高いTEOS及びHDPフィルム除去速度を確保しつつも、SiN除去速度を低下させ、TEOS:SiNフィルム選択性を増大させ、酸化物トレンチディッシングを極めて顕著に低減させるとともに、研磨パターンウエハの形状が改善される。

0149

実施例3
実施例3においては、0.01重量%の濃度にて化学添加物としてグルコン酸を含ませるとともに、pH条件を変えたものをテストした。テストした組成物及びpH条件を表9に示す。

0150

表9及び図13にフィルム除去速度及びTEOS:SiN選択率を示す。

0151

表9及び図13に示される結果のように、化学添加物としてグルコン酸を使用しなかった研磨組成物と比較して、テストしたすべてのpH条件において、SiNフィルム除去速度が少なくとも82%超まで顕著に低下し、TEOS:SiN選択率が少なくとも300%超まで増大した。

0152

様々なサイズの酸化物トレンチフィーチャに係るディッシング速度に関し、化学添加物として0.01重量%のグルコン酸を用いた組成物について、pH条件の効果を確認した。結果を表10及び図14に示す。

0153

表10及び図14に示される結果のように、研磨組成物において化学添加物として0.01重量%のグルコン酸を用いた場合、化学添加物としてグルコン酸を使用しなかった研磨組成物と比較して、テストしたすべてのpH条件において、酸化物トレンチディッシング速度が顕著に低下した。

0154

本発明に係るSTICMP研磨組成物は、酸性、中性又はアルカリ性を含む広いpH範囲で使用できるといえる。

0155

化学添加物として0.01重量%のグルコン酸を用いた組成物のpH条件について、様々なサイズの酸化物トレンチロス速度に対する効果を確認した。結果を表11及び図15に示す。

0156

表11及び図15に示される結果のように、研磨組成物において化学添加物として0.01重量%のグルコン酸を用いた場合、化学添加物としてグルコン酸を使用しなかった研磨組成物と比較して、テストしたすべてのpH条件において、酸化物トレンチロス速度が顕著に低下した。

0157

オーバー研磨時間に対する酸化物トレンチディッシングに関し、添加物としてグルコン酸を使用しなかった参考例の研磨結果と比較しつつ、研磨組成物において0.01%且つ異なるpHにて用いられた化学添加物、すなわちグルコン酸、による効果を確認した。テスト結果を表12、図16図17及び図18に各々示す。

0158

表12、図16図17及び図18に示される結果のように、化学添加物としてグルコン酸を0.01重量%にて使用した場合、テストしたすべてのpH条件において、異なるサイズのすべての酸化物トレンチフィーチャについて、化学添加物であるグルコン酸を使用しなかった参考例よりも、酸化物トレンチディッシングが顕著に低下し、オーバー研磨安定性ウィンドウが顕著に改善された。

0159

実施例4
実施例4においては、グルコン酸、粘液酸又は酒石酸;セリア被覆シリカ複合体粒子を異なる組成にて用いた。化学添加物を使用しない参考例に係る研磨組成物も示した。すべての組成物において、0.0001重量%から0.05重量%の範囲のバイオサイドと、脱イオン水とを用いた。テストされる組成物はいずれも同じpH5.3であった。

0160

表13に種々のフィルムについての除去速度を示す。

0161

添加剤を用いなかった参考例に係る研磨組成物によるPECVDSiNフィルム除去速度と比較して、研磨剤としてのセリア被覆シリカとともに、グルコン酸、粘液酸又は酒石酸を0.01重量%にて用いた場合、PECVD SiNフィルム除去速度が顕著に低下した。

0162

この結果から、これら一つ又は二つのカルボン酸基及び二つ以上のヒドロキシル基を有する有機酸が、SiN除去速度低下剤として極めて効果的であることが実証された。

0163

研磨剤としてセリア被覆シリカ複合粒子を使用したSTI酸化物研磨組成物を用いて、研磨されたTEOS及びSiNウエハにおける総欠陥数の減少効果をテストした。

0164

表14に総欠陥数の比較結果を示す。

0165

表14に示される結果のように、同じpH条件、且つ、同じ化学添加物である0.01重量%のグルコン酸の場合、セリア被覆シリカ複合粒子を研磨粒子として用いた研磨組成物は、研磨されたTEOS及びSiNフィルムの双方について、総欠陥数が顕著に低下した。

0166

表14に示される結果から、粘液酸又は酒石酸を用いた研磨組成物は、グルコン酸を用いた研磨組成物よりも、すべてのテストウエハについて、より総欠陥数が減少することも実証された。

0167

実施例5
実施例5においては、同じpH条件下で、化学添加物としてグルコン酸、粘液酸又は酒石酸を用いた研磨組成物について、化学添加物を使用しない参考例に係る研磨組成物と比べて、テストした。

0168

表15に、テストした組成物、pH条件、HDPフィルム除去速度、P200トレンチロス速度及びP200トレンチ/ブランケット比を示す。

0169

表15に示される結果のように、同じpH条件で、0.01重量%と同じ濃度の化学添加物を用いた組成物は、化学添加物を用いなかった参考例に係る組成物と比較して、HDPフィルム除去速度が同程度であったものの、トレンチロス速度及びトレンチロス速度/ブランケットロス速度比が顕著に低下した。

0170

オーバー研磨時間とトレンチディッシングとをテストした。表16に結果を示す。

0171

表16に示される結果のように、同じpH条件で、0.01重量%と同じ濃度の化学添加物を用いた組成物は、60秒又は120秒のオーバー研磨時間が付与された場合に、トレンチディッシングがより顕著に低下した。

0172

表16に示される結果から、異なるオーバー研磨時間条件下でトレンチディッシングを減少させるにあたっては、研磨組成物における化学添加物として酒石酸よりも、粘液酸又はグルコン酸がより効果的な化学添加物であることが実証された。

0173

実施例を含む上記本発明に係る形態は、本発明から作成され得る数多くの形態の例示である。プロセスに関して数多くのその他の構成を採用することができ、当該プロセスにて使用される材料についても本発明で具体的に開示されたもの以外の数多くの材料から選択することができるものと考えられる。

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