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公開番号2025095972
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-26
出願番号2023212390
出願日2023-12-15
発明の名称化学機械研磨用組成物及び研磨方法
出願人JSR株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/304 20060101AFI20250619BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】製造時における異物の混入を効果的に抑制でき、かつ、半導体基板表面を平坦に研磨することができる化学機械研磨用組成物及び研磨方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る化学機械研磨用組成物は、シリカを含む砥粒と、液状媒体と、を含有し、前記シリカを含む砥粒成分における、シアーズ法により測定した表面シラノール基密度が4個/nm²～15個/nm²であり、かつ、CV値が15～50であり、前記シリカを含む砥粒成分が下記一般式(1)～(4)で表される官能基から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する。
-SO₃ ^-M⁺・・・・・(1)
-COO^-M⁺・・・・・(2)
-NR¹R²・・・・・(3)
-N⁺R¹R²R³M^-・・・・・(4)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
（Ａ）シリカを含む砥粒と、
（Ｂ）液状媒体と、
を含有する化学機械研磨用組成物であって、
前記（Ａ）成分における、シアーズ法により測定した表面シラノール基密度が４個／ｎｍ
２
～１５個／ｎｍ
２
であり、かつ、ＣＶ値が１５～５０であり、
前記（Ａ）成分が、下記一般式（１）～（４）で表される官能基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する、化学機械研磨用組成物。
－ＳＯ
３
－
Ｍ
＋
・・・・・（１）
－ＣＯＯ
－
Ｍ
＋
・・・・・（２）
（上記式（１）及び（２）中、Ｍ
＋
は１価の陽イオンを表す。）
－ＮＲ
１
Ｒ
２
・・・・・（３）
－Ｎ
＋
Ｒ
１
Ｒ
２
Ｒ
３
Ｍ
－
・・・・・（４）
（上記式（３）及び（４）中、Ｒ
１
、Ｒ
２
、及びＲ
３
は各々独立して、水素原子、又は置換もしくは非置換の炭化水素基を表す。Ｍ
－
は陰イオンを表す。）
続きを表示（約 540 文字）【請求項２】
前記（Ａ）成分が、前記一般式（１）～（４）で表される官能基から選ばれる少なくとも１種の官能基が共有結合を介して表面に固定されたシリカ粒子を含む砥粒である、請求項１に記載の化学機械研磨用組成物。
【請求項３】
さらに、（Ｃ）有機酸を含有する、請求項１または請求項２に記載の化学機械研磨用組成物。
【請求項４】
前記（Ｃ）成分が、酢酸、マロン酸、クエン酸、マレイン酸、及び酒石酸からなる群より選択される少なくとも１種を含有する、請求項３に記載の化学機械研磨用組成物。
【請求項５】
ｐＨが１以上７以下である、請求項１または請求項２に記載の化学機械研磨用組成物。
【請求項６】
前記（Ａ）成分の含有量が、化学機械研磨用組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上２０質量％以下である、請求項１または請求項２に記載の化学機械研磨用組成物。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載の化学機械研磨用組成物を用いて半導体基板を研磨する工程を含む、研磨方法。
【請求項８】
前記半導体基板が、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を含有する部位を備える、請求項７に記載の研磨方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学機械研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体の製造技術の向上に伴い、半導体素子の高集積化、高速動作が求められている。これに伴い、半導体素子における微細半導体の製造工程において要求される半導体基板表面の平坦性は益々厳しくなってきており、化学機械研磨（ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ：ＣＭＰ）が半導体素子の製造工程に不可欠な技術となっている。
【０００３】
ＣＭＰは、例えば、多層配線形成工程における層間絶縁膜の平坦化、金属プラグ形成、埋め込み配線（ダマシン配線）形成において活用されている。このような工程においてバランスの取れた研磨特性を実現すべく、様々な研磨用組成物（スラリー）が提案されている（例えば、特許文献１～２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００８－２３５６５２号公報
国際公開第２０１７－０５７１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような研磨用組成物は、砥粒を含有しているため、該研磨用組成物の製造時に配管などの製造設備にダメージを与えやすく、製造設備由来の異物が混入することがあった。このような異物の混入は、半導体基板表面の平坦性が損なわれるだけでなく、研磨傷などの研磨欠陥を引き起こすおそれがある。
【０００６】
本発明に係る幾つかの態様は、製造時における異物の混入を効果的に抑制でき、かつ、半導体基板表面を平坦に研磨することができる化学機械研磨用組成物、及び研磨方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る化学機械研磨用組成物の一態様は、
（Ａ）シリカを含む砥粒と、
（Ｂ）液状媒体と、
を含有する化学機械研磨用組成物であって、
前記（Ａ）成分における、シアーズ法により測定した表面シラノール基密度が４個／ｎｍ
２
～１５個／ｎｍ
２
であり、かつ、ＣＶ値が１５～５０であり、
前記（Ａ）成分が、下記一般式（１）～（４）で表される官能基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する。
－ＳＯ
３
－
Ｍ
＋
・・・・・（１）
－ＣＯＯ
－
Ｍ
＋
・・・・・（２）
（上記式（１）及び（２）中、Ｍ
＋
は１価の陽イオンを表す。）
－ＮＲ
１
Ｒ
２
・・・・・（３）
－Ｎ
＋
Ｒ
１
Ｒ
２
Ｒ
３
Ｍ
－
・・・・・（４）
（上記式（３）及び（４）中、Ｒ
１
、Ｒ
２
、及びＲ
３
は各々独立して、水素原子、又は置換もしくは非置換の炭化水素基を表す。Ｍ
－
は陰イオンを表す。）
【０００８】
前記化学機械研磨用組成物の一態様において、
前記（Ａ）成分が、前記一般式（１）～（４）で表される官能基から選ばれる少なくとも１種の官能基が共有結合を介して表面に固定されたシリカ粒子を含む砥粒であってもよい。
【０００９】
前記化学機械研磨用組成物のいずれかの態様において、
さらに、（Ｃ）有機酸を含有してもよい。
【００１０】
前記化学機械研磨用組成物のいずれかの態様において、
前記（Ｃ）成分が、酢酸、マロン酸、クエン酸、マレイン酸、及び酒石酸からなる群より選択される少なくとも１種を含有してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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