JP5101625B2 - 化学機械研磨スラリー組成物、その製造方法、およびその使用方法 - Google Patents
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Description
本発明は化学機械研磨(CMP)スラリー組成物に関し、より詳細には多結晶シリコン表面の研磨用のCMPスラリー組成物に関する。本発明はCMPスラリー組成物の製造方法および多結晶シリコン表面の研磨方法にも関する。
集積回路技術の超々大規模集積回路(ULSI)は、512Mビットおよび1Gビットのダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)に代表され、半導体デバイスの優れた性能および高集積度によって実現することができる。したがって、デバイスの製造に必要とされる最小の加工サイズが小さくなるほど、次世代デバイスの製造において相対的に小さい線幅(例えば、55〜60nm)を形成することができる。
技術的課題
したがって、本発明は従来技術の上記課題を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、金属酸化物ならびにフッ素化界面活性剤および第四級アンモニウム界面活性剤などの添加物を含み、高い選択性を有する化学機械研磨(CMP)スラリー組成物を提供することである。
本発明の一部の実施形態によれば、
(a)金属酸化物;
(b)pH調節剤;
(c)フッ素化界面活性剤;および
(d)第四級アンモニウム界面活性剤
を含む化学機械研磨(CMP)スラリー組成物が提供される。
XはCOOR、OR、(OCH2CH2)mOCH2CH3、または(OCH2CH(OH)CH2)mOCH2CH(OH)CH3であり;
RはC1〜20のアルキル基であり;かつ
mは1〜約100の整数である。
本発明を以下に詳述する。ただし、本発明は多数の異なる形態で具現化することができるのであって、本明細書で説明する実施形態に限定して解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底した完全なものとなり、当業者に対して本発明の範囲が十分に伝わるように提供される。
(a)金属酸化物;
(b)pH−調節剤;
(c)フッ素化界面活性剤;および
(d)第四級アンモニウム界面活性剤
を含む。
本発明を以下の実施例を参照してより詳細に説明する。ただし、これらの実施例は説明のために示されたものであり、本発明の範囲を限定するものと解釈するべきではない。
(実施例1)
まず、12.5gの20重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシ(TMAH)水溶液を4111.9gの超純水に添加した。添加して10分間後に、0.1gのポリオキシエチレンペルフルオロブチルスルホニルエステルおよび0.5gの下記化学式(3)の化合物を添加した。
1.0gの化学式(3)の化合物を添加したこと以外は、実施例1と同様の方法でスラリーを得た。スラリーの研磨性能を実施例1に記載した手順に従って評価した。結果を下記表1に示す。
1.5gの化学式(3)の化合物を添加したこと以外は、実施例1と同様の方法でスラリーを得た。スラリーの研磨性能を実施例1に記載した手順に従って評価した。結果を下記表1に示す。
化学式(3)の化合物を省略したこと以外は、実施例1と同様の方法でスラリーを得た。スラリーの研磨性能を実施例1に記載した手順に従って評価した。結果を下記表2に示す。
ポリオキシエチレンペルフルオロブチルスルホニルエステルを省略したこと以外は、実施例1と同様の方法でスラリーを得た。スラリーの研磨性能を実施例1に記載した手順に従って評価した。結果を下記表2に示す。
化学式(3)の化合物の代わりにエチレンジアミンを添加したこと以外は、実施例1と同様の方法でスラリーを得た。スラリーの研磨性能を実施例1に記載した手順に従って評価した。結果を下記表3に示す。
Claims (12)
- (a)0.1〜30重量%の金属酸化物;
(b)0.01〜5重量%のpH調節剤;
(c)0.001重量%〜1重量%のフッ素化界面活性剤;
(d)0.001重量%〜1重量%の第四級アンモニウム界面活性剤;および
(e)65〜99重量%の水
を含み、
前記フッ素化界面活性剤は下記化学式(1)で示される化合物を含み、
式中、nは1〜20の整数であり;
Xは(OCH 2 CH 2 ) m OCH 2 CH 3 である、
前記第四級アンモニウム界面活性剤は下記化学式(2)で示される第四級アンモニウム塩を含む、
式中、R a 、R b 、R c 、R d 、R e 、およびR f はそれぞれ独立にC 1〜4 のアルキル基であり;pおよびqはそれぞれ独立に1〜3の範囲の整数であり;X − はハロゲンアニオンである、
化学機械研磨スラリー組成物。 - 前記フッ素化界面活性剤はポリオキシエチレンペルフルオロブチルスルホニルエステルを含む、請求項1に記載の化学機械研磨スラリー組成物。
- Ra、Rb、Rc、Rd、Re、およびRfはそれぞれ独立にC1〜4のアルキル基であり;pおよびqはそれぞれ1であり;X−はCl−である、請求項1または2に記載の化学機械研磨スラリー組成物。
- 前記第四級アンモニウム界面活性剤は下記化学式(3)で示される第四級アンモニウム塩である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の化学機械研磨スラリー組成物:
- 前記pH調節剤は第四級アンモニウム塩基を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の化学機械研磨スラリー組成物。
- 前記第四級アンモニウム塩基は、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、およびテトラブチルアンモニウムヒドロキシドよりなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含む、請求項5に記載の化学機械研磨スラリー組成物。
- 前記金属酸化物はSiO2、Al2O3、CeO2、ZrO2およびTiO2よりなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の化学機械研磨スラリー組成物。
- 前記金属酸化物は10nm〜300nmの範囲の一次粒子サイズおよび10〜300m2/gの範囲の比表面積を有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の化学機械研磨スラリー組成物。
- 前記フッ素化界面活性剤は少なくとも2つの異なるフッ素化界面活性剤を含み、
前記少なくとも2つの異なるフッ素化界面活性剤は化学式(1)で示される、請求項1〜8のいずれか1項に記載の化学機械研磨スラリー組成物。 - 前記第四級アンモニウム塩は少なくとも2つの異なる第四級アンモニウム塩を含み、
前記少なくとも2つの異なる第四級アンモニウム塩は化学式(2)で示される、請求項1〜9に記載の化学機械研磨スラリー組成物。 - スラリーの総重量に対して、0.001〜1重量%のフッ素化界面活性剤、0.001〜1重量%の第四級アンモニウム界面活性剤、0.01〜5重量%のpH調節剤、および0.1〜30重量%の金属酸化物を、65〜99重量%の範囲で存在する水に添加して混合物を形成する工程と、
前記混合物を攪拌する工程と、
を含む、請求項1〜10のいずれか1項に記載の化学機械研磨スラリー組成物の製造方法。 - 多結晶シリコン表面に請求項1〜10のいずれか1項に記載のスラリー組成物または請求項11に記載の製造方法により得られたスラリー組成物を供給する工程と、
CMP処理を実施して前記多結晶シリコン表面を研磨する工程と、
を含む、多結晶シリコン表面の研磨方法。
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