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JP2024529032A - 組成物及びその使用方法 - Google Patents

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JP2024529032A JP2024506982A JP2024506982A JP2024529032A JP 2024529032 A JP2024529032 A JP 2024529032A JP 2024506982 A JP2024506982 A JP 2024506982A JP 2024506982 A JP2024506982 A JP 2024506982A JP 2024529032 A JP2024529032 A JP 2024529032A
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ホアン、ティン－カイ
フー、ピン
リャン、ヤンナン
ピアオ、ホン
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フジフイルム エレクトロニック マテリアルズ ユー．エス．エー．， インコーポレイテッド
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Abstract

本開示は、少なくとも１種の第一ルテニウム除去速度向上剤；少なくとも１種の銅除去速度抑制剤；少なくとも１種の低誘電率材除去速度抑制剤；及び水性溶媒を含む組成物に関する。【選択図】 図１

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０２１年８月５日に出願された米国特許仮出願第６３／２２９，７４５号の優先権を主張し、その開示は、その全体を参照することにより本明細書に取り込まれる。
半導体産業は、プロセス及び集積イノベーションによる素子の更なる微細化によりチップ性能を向上するべく継続的に駆り立てられている。化学的機械的研磨／プラナリゼーション（ＣＭＰ）は、トランジスターレベルにおける多くの複雑な集積スキームを可能とし、それによりチップ密度増加を促進するので、強力な技術である。
ＣＭＰは、表面ベースの化学反応と同時に摩耗ベースの物理的プロセスを用いた材料の除去によりウエハ表面を平坦化する／平らにする（ｐｌａｎａｒｉｚｅ／ｆｌａｔｔｅｎ）ために使用されるプロセスである。総じて、ＣＭＰプロセスは、ウエハ表面を研磨パッドと接触させてウエハに対して研磨パッドを動かしながらウエハ表面にＣＭＰスラリー（例えば、水性化学処方物）を塗布することを含む。ＣＭＰスラリーは、研磨剤成分及び溶解された化学成分を通常含み、これらは、ＣＭＰプロセス中スラリー及び研磨パッドと相互作用するウエハ上に存在する材料（例えば、金属、金属酸化物、金属窒化物、酸化ケイ素、窒化ケイ素などの誘電材料）に依存して大きく異なり得る。
ＣＭＰ処理後、被研磨（ｐｏｌｉｓｈｅｄ）ウエハは、通常、高圧リンスと一般的に呼ばれる脱塩水を用いたリンスを行って、いずれの化学反応をも停止し、ＣＭＰ処理工程後に被研磨ウエハ上に残った水混和性成分（例えば、ｐＨ調整剤、有機成分、及び酸化剤）及び副産物（例えば、ＣＭＰ中に除去されたイオン性金属又はパッドデブリ）を除去する。しかしながら、脱塩水リンス後でさえ、様々な汚染物質が被研磨ウエハの表面上に残留する可能性がある。汚染物質は、例えば、ＣＭＰスラリーからの粒状研磨剤、パッドからの有機残留物又はスラリー成分、及びＣＭＰプロセス中ウエハから除去された材料を含む可能性がある。被研磨ウエハの表面上に残った場合、これらの汚染物質は、更なるウエハ処理工程中の不具合及び／又は素子性能低下をもたらす可能性がある。したがって、汚染物質は、被研磨ウエハが更なる処理を予想通りに行えるように、及び／又は最適な素子性能を得るように、効果的に除去される必要がある。
一般的に、ＣＭＰ（及び脱塩水リンス）後のウエハ表面上のこれらのポリッシング後汚染物質又は残留物の除去方法は、ＣＭＰ後（Ｐ－ＣＭＰ）洗浄溶液を用いて行う。Ｐ－ＣＭＰ洗浄溶液を、ブラシスクラバー又はスピンリンスドライ装置を用いて被研磨ウエハに塗布する（すなわち、ウエハは、ＣＭＰポリッシング工具から取り出され、Ｐ－ＣＭＰ洗浄のための異なる装置に移動される）。それにもかかわらず、先端ノード半導体製造における複雑な集積スキーム及び微細化では、伝統的なＰ－ＣＭＰ洗浄は、被研磨ウエハから汚染物質を充分に除去するためには不十分である。
半導体チップ製造では、ウエハ表面上の欠陥は、世界的にチップ会社の売上高と純利益を決定するウエハの収率の鍵である。典型的なウエハは、約１０００のプロセスを経た後にチップが製造され、個々のダイはウエハから切断される。これらのプロセスの各々において、欠陥は、プロセス前及びプロセス後にモニターされる。ＣＭＰは、チップ製造において重要な工程である。しかしながら、ＣＭＰ工程は、かなり多くの欠陥をウエハにもたらす。上記のように、図１に示される従来のワークフローは、先端ノード半導体製造では汚染物質の除去において充分でないと実証されている。本開示は、ポリッシャーリンス組成物及びポリッシング工具上の被研磨基板それ自体（すなわち、ポリッシング工具から被研磨基板を取り出さないで）の処理方法に関する。本開示に係るポリッシャーリンス組成物を用いた方法の一般ワークフローを図２に示し、本開示において後で詳細に説明する。したがって、本開示は、ウエハ欠陥を減らすだけでなくチップ製造にとって重要な様々な他の電気化学的性質を提供するポリッシャーリンス組成物及び方法を論じる。
１つの態様では、本開示は、少なくとも１種の第一ルテニウム除去速度向上剤；少なくとも１種の銅除去速度抑制剤；少なくとも１種の低誘電率材除去速度抑制剤；及び水性溶媒を含み、約７～約１４のｐＨを有する、組成物を特徴とする。
別の態様では、本開示は、硝酸、硝酸塩、リン酸、リン酸塩、チオシアン酸、チオシアン酸塩、硫酸、硫酸塩、ハロゲン化水素、及びハロゲン化物塩からなる群から選択される少なくとも１種の酸又はその塩と；アゾール類、プリン類、及びピリミジン類からなる群から選択される少なくとも１種の複素環式化合物と；少なくとも１種の非イオン性界面活性剤と；水性溶媒と、を含み、約７～約１４のｐＨを有する、組成物を特徴とする。
更に別の態様では、本開示は、ポリッシング工具において被研磨基板の表面上のルテニウム又はその合金を含む前記基板に開示されている組成物（例えば、ポリッシャーリンス組成物）を塗布すること；並びにパッドを前記基板の表面と接触させて、前記パッドを前記基板に対して移動させて、リンス被研磨基板を形成すること、を含む、方法を特徴とする。
この概要は、詳細な説明で更に記載されている概念の選択を紹介するために提供される。この概要は、特許請求されている主題の重要な又は必須の特徴を特定することを意図したものではなく、特許請求されている主題の範囲を限定する目的として使用することを意図したものでもない。
図１は、従来のＣＭＰ及びＰ－ＣＭＰ洗浄プロセスのワークフロー図である。 図２は、ＣＭＰ及び、任意選択の、ＣＭＰプロセス後本明細書に記載されているリンス組成物を組み込んだＰ－ＣＭＰ洗浄プロセスのワークフロー図である。
本明細書に開示されている実施形態は、総じて、基板がポリッシング工具（例えば、ＣＭＰポリッシング工具）上にまだある間に基板を洗浄するためのリンス組成物及び前記組成物の使用方法に関する。詳細には、リンス組成物を使用して、ＣＭＰプロセス直後に洗浄することができ、これらのリンス組成物は、本明細書では、「リンスポリッシュ」、「バフケミカル」、又は「ポリッシャーリンス」組成物と呼ぶことがある。加えて、本明細書に記載されているリンス組成物は、エッチングプロセス後、アッシングプロセス後、メッキプロセス後、又は従来のＰ－ＣＭＰ洗浄プロセス（すなわち、ポリッシング工具から分離した装置を用いて行うプロセス）においてさえ基板表面からの残留物及び／又は汚染物質の除去における使用を見出すこともできる。
本明細書で定義されているように、残留物及び／又は汚染物質は、洗浄しようとする基板を研磨するために使用されてきたＣＭＰポリッシング組成物中に存在する成分（例えば、研摩剤、分子成分、ポリマー、酸、塩基、塩、界面活性剤）、基板及びポリッシング組成物間及び／又はポリッシング組成物の成分間の化学反応の結果としてＣＭＰプロセス中に生成される化合物、研磨パッドデブリ粒子（例えば、ポリマーパッドの粒子）、ポリッシング副産物、有機若しくは無機残留物（例えば、ＣＭＰスラリー又はＣＭＰパッドからの残留物）、ＣＭＰプロセス中に遊離された基板（又はウエハ）粒子、並びに／又はＣＭＰプロセス後基板上に堆積することが知られている他の除去可能な物質を含む可能性がある。
図１は、従来のＣＭＰ及びＰ－ＣＭＰ洗浄プロセスのワークフロー図である。ＣＭＰ工程は通常ポリッシング工具で行われ、少なくとも、ポリッシングチャンバー（研磨パッド、研磨プラテン、及び研磨ヘッド）、洗浄チャンバー、及び乾燥チャンバーを含む。工程１００では、ＣＭＰを必要とする基板を、例えば、リソグラフィ後に製造し、及び／又は材料を基板上に堆積する。例えば、堆積される材料は、金属又は誘電材料であり得、基板は、シリコンウエハであり得る。工程１０２では、化学的機械研磨を、ポリッシング工具のポリッシングチャンバー中で行う。例えば、ウエハを、ポリッシングチャンバー中の研磨ヘッドに送達し、ＣＭＰ前に真空により研磨ヘッドに取り付けることができる。次いで、ヘッドは、ウエハを研磨パッド上に押圧させ、ウエハを回転し、ＣＭＰ中にウエハに適切な圧をかけることができる。不必要な堆積物質を除去し、基板上の堆積された材料の表面を平坦化するためにＣＭＰを行う。ＣＭＰ後、工程１０４では、被研磨基板（「被研磨基板」は、ＣＭＰ方法を用いて研磨された基板として定義される）を、脱塩（ＤＩ）水でリンスする。この工程は、被研磨基板上に残ったデブリ及び残留物を洗浄（washing）／洗浄（cleaning）する助けとなり、ポリッシング直後より穏やかなポリッシング条件（例えば、より小さいダウンフォース及び回転速度）を用いてポリッシング工具のポリッシングチャンバー中で行うと一般に考えられる。しかしながら、理論に束縛されることを望まないが、ＣＭＰポリッシング組成物（非常に酸性又は非常にアルカリ性であり得る）からＤＩ水への劇的なｐＨ変化は、デブリ／残留物の一部を、効果的に被研磨基板表面によりしっかりと固着させ得る何かの有害な化学現象を起こさせる可能性がある。その後、工程１０６において一旦被研磨基板をポリッシング工具から取り出して従来のＰ－ＣＭＰ洗浄装置に移動し、工程１０８において洗浄すると、このよりしっかりと結合されたデブリ／残留物は従来のＰ－ＣＭＰ洗浄プロセスを用いて除去するのがずっとより困難である。任意選択で、工程１０８における従来のＰ－ＣＭＰ洗浄後、被研磨基板を、工程１００、工程１０２、工程１０４、工程１０６、及び工程１０８を反復するワークフロー１０３に付すことができる。工程１０８後に更なるリソグラフィ／堆積及びＣＭＰを望まない場合は、被研磨基板を、その後の半導体製造プロセスで使用することができる。
図２は、ＣＭＰプロセスと任意選択のＰ－ＣＭＰプロセスとの間の本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物を組み込む本発明の方法の一例のワークフロー図である。工程２００では、ＣＭＰを必要とする基板は、例えば、基板上へのリソグラフィ及び／又は材料の堆積後に製造される。工程２０２では、化学的機械研磨を、ポリッシング工具のポリッシングチャンバー中で行う。ＣＭＰ後、工程２０４において、被研磨基板を本明細書に開示されているようにポリッシャーリンス組成物を用いてリンスする。いくつかの実施形態では、簡単な（例えば、数秒以下）ＤＩ水リンスをＣＭＰ直後に被研磨基板に適用する。この簡単なＤＩ水リンスは、装置ライン、パッド、及び被研磨基板からあらゆる残存ＣＭＰポリッシング組成物を除き、あらゆる大きいデブリを洗い流すことができる。本明細書で言及されているように、工程２０４におけるプロセスは、「リンスポリッシングプロセス」とも呼ぶ。工程２０４におけるリンスを、被研磨基板がポリッシング工具のポリッシングチャンバー中になお存在する間に被研磨基板に対して行う（例えば、ポリッシングチャンバー中の研磨ヘッドに取り付けられ、研磨パッドに面しながら）。いくつかの実施形態では、工程２０４において、研磨パッドが被研磨基板と接触して基板に対して動くのと同時に、ポリッシャーリンス組成物を被研磨基板に塗布する（すなわち、研磨パッドは、ＣＭＰプロセス中そうなるように使用される）。ＣＭＰ工程と工程２０４におけるリンスポリッシュとの主な違いの１つは、基板に塗布されるポリッシャーリンス組成物が研摩粒子を実質的に含まないか、又はＣＭＰスラリー組成物が含むよりずっと少量の研摩粒子（下記詳述されている）を含むことである。したがって、工程２０４において被研磨基板から除去される物質は、主に、ポリッシング工程からのデブリ／残留物であり、被研磨基板上に維持されることが意図された堆積された基板物質ではない。
いくつかの実施形態では、被研磨基板上で使用されるポリッシャーリンス組成物は、被研磨基板をポリッシュするために使用されるＣＭＰ組成物のｐＨ値と約±３以下（例えば、約±２．５以下、約±２以下、約±１．５以下、約±１以下、又は約±０．５以下）のｐＨ値差を有する。いくつかの実施形態では、基板をポリッシュするために使用されるＣＭＰ組成物のｐＨ値が酸性であった場合、ポリッシャーリンス組成物のｐＨ値は酸性であり得、又は、基板をポリッシュするために使用されるＣＭＰ組成物のｐＨ値が塩基性であった場合、ポリッシャーリンス組成物のｐＨ値は塩基であり得る。いくつかの実施形態では、ポリッシャーリンス組成物のｐＨ値は、被研磨基板をポリッシュするために使用されるＣＭＰポリッシングスラリーのｐＨ値と実質的に同じであり得る。理論に束縛されるものではないが、ＣＭＰポリッシュ組成物及びポリッシャーリンス組成物に対して同様なｐＨ値を使用することは、結果として、リンス液として単純なＤＩ水を使用するより、被研磨基板上に取ったデブリ／残留物を効果的に除去することができると考えられる。
リンスされた被研磨基板を、工程２０６においてポリッシング工具から取り出し、工程２０８における従来のＰ－ＣＭＰ洗浄のために洗浄装置に移動する。任意選択で、工程２０８における従来のＰ－ＣＭＰ洗浄後、被研磨基板を工程２００、工程２０２、工程２０４、工程２０６、及び工程２０８を反復するワークフロー２０３に付すことができる。工程２０８後に更なる堆積及びＣＭＰを望まない場合、被研磨基板を後続の半導体製造プロセスで使用することができる。
１又は複数の実施形態では、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物は、少なくとも１種の第一ルテニウム除去速度向上剤、任意選択で第一ルテニウム除去速度向上剤と異なる少なくとも１種の第二ルテニウム除去速度向上剤、任意選択で少なくとも１種の金属酸化物除去剤、少なくとも１種の銅除去速度抑制剤、少なくとも１種の低誘電率材除去速度抑制剤、及び水性溶媒を含む。１又は複数の実施形態では、本開示のポリッシャーリンス組成物は、約０．００１重量％～約１０重量％の少なくとも１種の第一ルテニウム除去速度向上剤、任意選択で約０．００１重量％～約１０重量％の少なくとも１種の第二ルテニウム除去速度向上剤、任意選択で約０．０１重量％～約４０重量％の少なくとも１種の金属酸化物除去剤、約０．００１重量％～約１０重量％の少なくとも１種の銅除去速度抑制剤、約０．００１重量％～約１０重量％の少なくとも１種の低誘電率材除去速度抑制剤、及び残りの重量パーセント（例えば、約２０重量％～約９９．９９重量％）の水性溶媒（例えば、脱塩水）を含むことができる。
１又は複数の実施形態では、本開示は、水で希釈して、最大５倍、又は最大１０倍、又は最大２０倍、又は最大５０倍、又は最大１００倍、又は最大２００倍、又は最大４００倍、又は最大８００倍、又は最大１０００倍のユースポイント（ＰＯＵ）組成物を得ることができる濃縮ポリッシャーリンス組成物を提供する。他の実施形態では、本開示は、ポリッシング工具で基板表面を洗浄するために直接使用することができるユースポイント（ＰＯＵ）ポリッシャーリンス組成物を提供する。
１又は複数の実施形態では、ＰＯＵポリッシャーリンス組成物は、約０．００１重量％～約１重量％の少なくとも１種の第一ルテニウム除去速度向上剤、任意選択で約０．００１重量％～約１重量％の少なくとも１種の第二ルテニウム除去速度向上剤、任意選択で約０．０１重量％～約１０重量％の少なくとも１種の金属酸化物除去剤、約０．００１重量％～約１重量％の少なくとも１種の銅除去速度抑制剤、約０．００１重量％～約１重量％の少なくとも１種の低誘電率材除去速度抑制剤、及び残りの重量パーセント（例えば、約８０重量％～約９９．９９重量％）の水性溶媒（例えば、脱塩水）を含むことができる。
１又は複数の実施形態では、濃縮ポリッシャーリンス組成物は、約０．０１重量％～約１０重量％の少なくとも１種の第一ルテニウム除去速度向上剤、任意選択で約０．０１重量％～約１０重量％の少なくとも１種の第二ルテニウム除去速度向上剤、任意選択で約０．１重量％～約４０重量％の少なくとも１種の金属酸化物除去剤、約０．０１重量％～約１０重量％の少なくとも１種の銅除去速度抑制剤、約０．０１重量％～約１０重量％の少なくとも１種の低誘電率材除去速度抑制剤、及び残りの重量パーセント（例えば、約２０重量％～約９９．９９重量％）の水性溶媒（例えば、脱塩水）を含むことができる。
１又は複数の実施形態では、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物は、少なくとも１種（例えば、２種又は３種）の第一ルテニウム除去速度向上剤（例えば、有機酸、無機酸、又はこれらの塩）を含むことができる。いくつかの実施形態では、少なくとも１種の第一ルテニウム除去速度向上剤は、硝酸、硝酸塩、リン酸、リン酸塩、チオシアン酸、チオシアン酸塩、硫酸、硫酸塩、ハロゲン化水素、及びハロゲン化物塩からなる群から選択され得る。いくつかの実施形態では、第一ルテニウム除去速度向上剤は、硝酸、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸ルビジウム、硝酸セシウム、硝酸バリウム、硝酸カルシウム、硝酸アンモニウム、リン酸、リン酸リチウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸ルビジウム、リン酸セシウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アンモニウム、硫酸、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸ルビジウム、硫酸セシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム、フッ化水素酸、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、フッ化アンモニウム、臭化アンモニウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化ルビジウム、フッ化セシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化ルビジウム、塩化セシウム、チオシアン酸、チオシアン酸アンモニウム、チオシアン酸カリウム、チオシアン酸ナトリウム及びこれらの混合物からなる群から選択される。いくつかの実施形態では、第一ルテニウム除去速度向上剤は、硝酸又は硝酸塩である。理論に束縛されるものではないが、第一ルテニウム除去速度向上剤（例えば、硝酸アニオンを含むもの）は、酸化されたルテニウム（ルテニウム含有ウエハに対するポリッシングプロセス後に残った残留物であり得る）に対して強い親和性を有し、更に水可溶性Ｒｕ含有錯体（例えば、硝酸Ｒｕ錯体）を形成すると考えられる。
１又は複数の実施形態では、第一ルテニウム除去速度向上剤は、組成物の約０．００１重量％～約１０重量％の量でポリッシャーリンス組成物中に含まれる。例えば、第一ルテニウム除去速度向上剤は、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物の約０．００１重量％以上（例えば、約０．００２重量％以上、約０．００５重量％以上、約０．０１重量％以上、約０．０２重量％以上、約０．０５重量％以上、約０．１重量％以上、約０．２重量％以上、又は約０．５重量％以上）～約１０重量％以下（例えば、約５重量％以下、約２重量％以下、約１重量％以下、約０．５重量％以下、約０．２重量％以下、約０．１重量％以下、約０．０５重量％以下、又は約０．０２重量％以下）であり得る。
１又は複数の実施形態では、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物は、少なくとも１種（例えば、２種又は３種）の第二ルテニウム除去速度向上剤を任意選択で含むことができる。いくつかの実施形態では、組成物は、第一ルテニウム除去速度向上剤と第二ルテニウム除去速度向上剤との両方を含み、これらは化学的に異なる化合物である。１又は複数の実施形態では、第二ルテニウム除去速度向上剤は、２つ以上（例えば、３つ又は４つ）の窒素原子を含む錯化剤である。例えば、第二ルテニウム除去速度向上剤は、１つ又は複数（例えば、２つ又は３つ）の酸性基を任意選択で含有するポリアミンであり得る。１又は複数の実施形態では、第二ルテニウム除去速度向上剤は、エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’－ペンタメチルジエチレントリアミン、エチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、アミノトリス（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、１，２－ジアミノシクロヘキサン四酢酸一水和物、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、アミノエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’－ペンタメチルジエチレントリアミン、これらの誘導体、塩、及びこれらの混合物からなる群から選択される。理論に束縛されるものではないが、各々が１種の向上剤のみを含む２つの組成物の付加効果より、両方の向上剤を含む組成物のほうが前に研磨された基板から酸化されたルテニウムを効果的に除去することができるため、第二ルテニウム除去速度向上剤は第一ルテニウム除去速度向上剤との相乗効果を有すると考えられる。
１又は複数の実施形態では、第二ルテニウム除去速度向上剤は、組成物の約０．００１重量％～約１０重量％の量でポリッシャーリンス組成物中に含まれる。例えば、第二ルテニウム除去速度向上剤は、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物の約０．００１重量％以上（例えば、約０．００２重量％以上、約０．００５重量％以上、約０．０１重量％以上、約０．０２重量％以上、約０．０５重量％以上、約０．１重量％以上、約０．２重量％以上、又は約０．５重量％以上）～約１０重量％以下（例えば、約５重量％以下、約２重量％以下、約１重量％以下、約０．５重量％以下、約０．２重量％以下、約０．１重量％以下、約０．０５重量％以下、又は約０．０２重量％以下）であり得る。
１又は複数の実施形態では、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物は、少なくとも１種（例えば、２種又は３種）の金属酸化物除去剤を任意選択で含むことができる。１又は複数の実施形態では、金属酸化物除去剤は、窒素並びに酸素及び硫黄の少なくとも一方（例えば、両方）を含む。例えば、金属酸化物除去剤は、アミノアルコール又はアミノ酸であり得る。１又は複数の実施形態では、金属酸化物除去剤は、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、２－アミノ－２－メチル－１－プロパノール、２－アミノ－２－メチル－１，３－プロパンジオール、２－ジメチルアミノ－２－メチルプロパノール、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン、２－アミノ－２－エチル－１，３－プロパンジオール、３－アミノ－４－オクタノール、アミノプロピルジエタノールアミン、２－［（３－アミノプロピル）メチルアミノ］エタノール、２－（２－アミノエトキシ）エタノール、２－（３－アミノプロピルアミノ）エタノール、２－ジメチルアミノエタノール、システアミン、Ｌ－システイン、Ｎ－アセチル－Ｌ－システイン、及びこれらの混合物からなる群から選択される。理論に束縛されるものではないが、金属酸化物除去剤は、被研磨基板からのあらゆる研磨残留物の溶解及び除去を促進すると考えられる。
いくつかの実施形態では、金属酸化物除去剤は、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物の約０．０１重量％～約４０重量％の量である。例えば、金属酸化物除去剤は、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物の約０．０１重量％以上（例えば、約０．０２重量％以上、約０．０５重量％以上、約０．１重量％以上、約０．２重量％以上、約０．５重量％以上、約１重量％以上、約２重量％以上、又は約５重量％以上）～約４０重量％以下（例えば、約２０重量％以下、約１０重量％以下、約５重量％以下、約２重量％以下、約１重量％以下、約０．５重量％以下、約０．２重量％以下、約０．１重量％以下、約０．０５重量％以下、又は約０．０２重量％以下）であり得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物は、金属酸化物除去剤を実質的に含まない。
１又は複数の実施形態では、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物は、少なくとも１種（例えば、２種又は３種）の銅除去速度抑制剤を含むことができる。１又は複数の実施形態では、銅除去速度抑制剤は、２つ以上（例えば、３つ又は４つ）の環窒素原子を含有する複素環式化合物などの複素環式化合物である。１又は複数の実施形態では、銅除去速度抑制剤は、トリアゾール類（例えば、ベンゾトリアゾール）、テトラゾール類、ピラゾール類、イミダゾール類、又はチアジアゾール類などのアゾール類であり、これらの各々は、１つ若しくは複数の置換基（例えば、ハロ、アミノ、Ｃ１～Ｃ１０アルキル、Ｃ１～Ｃ１０アリールアルキル、Ｃ１～Ｃ１０ハロアルキル、又はアリール）により任意選択で置換されていてもよい。１又は複数の実施形態では、銅除去速度抑制剤は、プリン類（例えば、９Ｈ－プリン、キサンチン、ヒポキサンチン、グアニン、及びイソグアニン）又はピリミジン類（例えば、シトシン、チミン、及びウラシル）である。１又は複数の実施形態では、銅除去速度抑制剤は、テトラゾール、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、メチルベンゾトリアゾール（例えば、１－メチルベンゾトリアゾール、４－メチルベンゾトリアゾール、及び５－メチルベンゾトリアゾール）、エチルベンゾトリアゾール（例えば、１－エチルベンゾトリアゾール）、プロピルベンゾトリアゾール（例えば、１－プロピルベンゾトリアゾール）、ブチルベンゾトリアゾール（例えば、１－ブチルベンゾトリアゾール及び５－ブチルベンゾトリアゾール）、ペンチルベンゾトリアゾール（例えば、１－ペンチルベンゾトリアゾール）、ヘキシルベンゾトリアゾール（例えば、１－ヘキシルベンゾトリアゾール及び５－ヘキシルベンゾトリアゾール）、ジメチルベンゾトリアゾール（例えば、５，６－ジメチルベンゾトリアゾール）、クロロベンゾトリアゾール（例えば、５－クロロベンゾトリアゾール）、ジクロロベンゾトリアゾール（例えば、５，６－ジクロロベンゾトリアゾール）、クロロメチルベンゾトリアゾール（例えば、１－（クロロメチル）－１Ｈ－ベンゾトリアゾール）、クロロエチルベンゾトリアゾール、フェニルベンゾトリアゾール、ベンジルベンゾトリアゾール、アミノトリアゾール、アミノベンゾイミダゾール、ピラゾール、イミダゾール、アミノテトラゾール、アデニン、キサンチン、シトシン、チミン、ウラシル、９Ｈ－プリン、グアニン、イソグアニン、ヒポキサンチン、ベンゾイミダゾール、チアベンダゾール、１，２，３－トリアゾール、１，２，４－トリアゾール、１－ヒドロキシベンゾトリアゾール、２－メチルベンゾチアゾール、２－アミノベンゾイミダゾール、２－アミノ－５－エチル－１，３，４－チアジアゾール、３，５－ジアミノ－１，２，４－トリアゾール、３－アミノ－５－メチルピラゾール、４－アミノ－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール、及びこれらの組合せからなる群から選択される。
１又は複数の実施形態では、銅除去速度抑制剤は、組成物の約０．００１重量％～約１０重量％の量でポリッシャーリンス組成物中に含まれる。例えば、銅除去速度抑制剤は、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物の約０．００１重量％以上（例えば、約０．００２重量％以上、約０．００４重量％以上、約０．００６重量％以上、約０．００８重量％以上、約０．０１重量％以上、約０．０２重量％以上、約０．０４重量％以上、約０．０６重量％以上、又は約０．０８重量％以上）～約１０重量％以下（例えば、約８重量％以下、約６重量％以下、約４重量％以下、約２重量％以下、約１重量％以下、約０．８重量％以下、約０．６重量％以下、又は約０．４重量％以下）であり得る。
１又は複数の実施形態では、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物は、少なくとも１種（例えば、２種又は３種）の低誘電率材除去速度抑制剤を含むことができる。１又は複数の実施形態では、低誘電率材除去速度抑制剤は、非イオン性界面活性剤である。１又は複数の実施形態では、低誘電率材除去速度抑制剤は、アルコールアルコキシレート（例えば、エチレングリコール）、アルキルフェノールアルコキシレート（例えば、４－ノニルフェニルポリエチレングリコール）、トリスチリルフェノールアルコキシレート（例えば、トリスチリルフェノールエトキシレート）、ソルビタンエステルアルコキシレート（例えば、ポリソルベート）、ポリアルコキシレート（例えば、ポリエチレングリコール）、ポリアルキレンオキシドブロック共重合体（例えば、Ｃ１２～Ｃ１４ｔｅｒｔ－アルキルアミンのエトキシ化プロポキシ化物）、アルコキシル化ジアミン、及びこれらの混合物からなる群から選択される。
１又は複数の実施形態では、低誘電率材除去速度抑制剤は、組成物の約０．００１重量％～約１０重量％の量でポリッシャーリンス組成物中に含まれる。例えば、低誘電率材除去速度抑制剤は、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物の約０．００１重量％以上（例えば、約０．００２重量％以上、約０．００４重量％以上、約０．００６重量％以上、約０．００８重量％以上、約０．０１重量％以上、約０．０２重量％以上、約０．０４重量％以上、約０．０６重量％以上、又は約０．０８重量％以上）～約１０重量％以下（例えば、約８重量％以下、約６重量％以下、約４重量％以下、約２重量％以下、約１重量％以下、約０．８重量％以下、約０．６重量％以下、又は約０．４重量％以下）であり得る。
ＰＯＵスラリーを形成するために濃縮ポリッシャーリンス組成物を希釈する場合、任意選択で酸化剤を添加することができる。酸化剤は、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、硝酸銀（ＡｇＮＯ３）、硝酸第二鉄又は塩化第二鉄、過酸又は塩、オゾン水、フェリシアン化カリウム、二クロム酸カリウム、ヨウ素酸カリウム、臭素酸カリウム、過ヨウ素酸カリウム、過ヨウ素酸、三酸化バナジウム、次亜塩素酸、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸カルシウム、次亜塩素酸マグネシウム、過マンガン酸カリウム、他の無機過酸化物又は有機過酸化物、及びこれらの混合物からなる群から選択され得る。一実施形態では、酸化剤は、過酸化水素である。
いくつかの実施形態では、酸化剤は、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物の約０．０５重量％以上（例えば、約０．１重量％以上、約０．２重量％以上、約０．４重量％以上、約０．５重量％以上、約１重量％以上、約１．５重量％以上、約２重量％以上、約２．５重量％以上、約３重量％以上、約３．５重量％以上、約４重量％以上、又は約４．５重量％以上）～約５重量％以下（例えば、約４．５重量％以下、約４重量％以下、約３．５重量％以下、約３重量％以下、約２．５重量％以下、約２重量％以下、約１．５重量％以下、約１重量％以下、約０．５重量％以下、又は約０．１重量％以下）の量である。いくつかの実施形態では、理論に束縛されることを望まないが、酸化剤は、金属をＣＭＰプロセス中に除去することができるように、キレート剤との金属錯体を形成することにより金属薄膜を除去する助けとなり得ると考えられる。いくつかの実施形態では、理論に束縛されることを望まないが、酸化剤は、金属薄膜の耐腐食性を増大することができる酸化膜を形成することにより金属表面を不動態化する助けとなり得ると考えられる。いくつかの実施形態では、酸化剤は、ポリッシャーリンス組成物の貯蔵寿命を低減させる可能性がある。かかる実施形態では、酸化剤を、リンスポリッシングプロセス直前の使用時にポリッシャーリンス組成物に添加することができる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物のｐＨ値は、約７以上（例えば、約７．５以上、約８以上、約８．５以上、約９以上、約９．５以上、約１０以上、約１０．５以上、約１１以上、又は約１１．５以上）～約１４以下（例えば、約１３．５以下、約１３以下、約１２．５以下、約１２以下、約１１．５以下、約１１以下、約１０．５以下、約１０以下、又は約９．５以下）の範囲であり得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物のｐＨ値は、約１以上（例えば、約１．５以上、約２以上、約２．５以上、約３以上、約４．５以上、約５以上、約５．５以上、約６以上、又は約６．５以上）～約７以下（例えば、約６．５以下、約６以下、約５．５以下、約５以下、約４．５以下、約４以下、約３．５以下、約３以下、又は約２．５以下）の範囲であり得る。
１又は複数の実施形態では、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物は、比較的少量の研摩粒子を任意選択で含むことができる。いくつかの実施形態では、研摩粒子は、シリカ、セリア、アルミナ、チタニア、及びジルコニア研磨剤を含むことができる。いくつかの実施形態では、研摩粒子は、非イオン性研磨剤、表面改質研磨剤、又は負／正に帯電した研磨剤を含むことができる。いくつかの実施形態では、ポリッシャーリンス組成物は、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物の０．００１重量％以上（例えば、約０．００５重量％以上、約０．０１重量％以上、約０．０５重量％以上、又は約０．１重量％以上）～約０．２重量％以下（例えば、約０．１５重量％以下、約０．１重量％以下、約０．０５重量％以下、又は約０．０１重量％以下）の量の研摩粒子を含むことができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物は、研摩粒子を実質的に含まなくてもよい。
１又は複数の実施形態では、組成物は、研摩粒子を実質的に含まない。本明細書で使用される場合、組成物に「実質的に含まれない」成分は、洗浄組成物に意図的に添加されない成分を指す。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されている組成物は、約２０００ｐｐｍ以下（例えば、約１０００ｐｐｍ以下、約５００ｐｐｍ以下、約２５０ｐｐｍ以下、約１００ｐｐｍ以下、約５０ｐｐｍ以下、約１０ｐｐｍ以下、又は約１ｐｐｍ以下）の研摩粒子を有することができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されている組成物は、研摩粒子を完全に含まなくてもよい。
１又は複数の実施形態では、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物は、有機溶媒、ｐＨ調整剤、第四級アンモニウム化合物（例えば、テトラアルキルアンモニウム塩などの塩又はテトラアルキルアンモニウム水酸化物などの水酸化物）、アルカリ塩基（アルカリ水酸化物など）、フッ素含有化合物（例えば、フッ化物化合物又はフッ素化化合物（例えば、フッ素化ポリマー／界面活性剤））、シラン類（例えば、アルコキシシラン）などのケイ素含有化合物、窒素含有化合物（例えば、アミノ酸、アミン、イミン（例えば、１，８－ジアザビシクロ［５．４．０］－７－ウンデカン（ＤＢＵ）及び１，５－ジアザビシクロ［４．３．０］ノナ－５－エン（ＤＢＮ）などのアミジン）、アミド、又はイミド）、塩（例えば、ハロゲン化物塩又は金属塩）、ポリマー（例えば、非イオン性、カチオン性、又はアニオン性ポリマー）、界面活性剤（例えば、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、又は非イオン性界面活性剤）、可塑剤、酸化剤（例えば、Ｈ２Ｏ２及び過ヨウ素酸）、腐食防止剤（例えば、アゾール又は非アゾール腐食防止剤）、電解質（例えば、高分子電解質）及び／又は研磨剤（例えば、セリア研磨剤、非イオン性研磨剤、表面改質研磨剤、負／正に帯電した研磨剤、又はセラミック研磨剤複合体）などの特定の成分の１種又は複数種を実質的に含まなくてもよい。組成物に含まれなくてもよいハロゲン化物塩は、アルカリ金属ハロゲン化物（例えば、ナトリウムハロゲン化物又はカリウムハロゲン化物）又はアンモニウムハロゲン化物（例えば、塩化アンモニウム）を含み、フッ化物、塩化物、臭化物、又はヨウ化物であり得る。本明細書で使用される場合、ポリッシャーリンス組成物に「実質的に含まれない」成分は、組成物に意図的に添加されない成分を指す。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物は、約２０００ｐｐｍ以下（例えば、約１０００ｐｐｍ以下、約５００ｐｐｍ以下、約２５０ｐｐｍ以下、約１００ｐｐｍ以下、約５０ｐｐｍ以下、約１０ｐｐｍ以下、又は約１ｐｐｍ以下）の上記成分の１種又は複数種を有することができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物は、上記成分の１種又は複数種を完全に含まなくてもよい。
ポリッシャーリンス操作に適用される場合、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物は、被研磨基板がポリッシング工具のポリッシングチャンバー内にまだある間にＣＭＰプロセス工程直後基板表面上に存在する汚染物質を除去するために有用に使用される。１又は複数の実施形態では、汚染物質は、研摩剤、粒子、有機残留物、ポリッシング副産物、スラリー副産物、スラリー誘導有機残留物、及び無機被研磨基板残留物からなる群から選択される少なくとも１種であり得る。１又は複数の実施形態では、本開示のポリッシャーリンス組成物を、水に不溶であり、したがってＣＭＰポリッシング工程後にウエハ表面上に残留する有機粒子を含有する有機残留物を除去するために使用することができる。理論に束縛されるものではないが、有機粒子は、ポリッシング後に基板表面上に堆積し、不溶性で、したがってウエハ表面上の汚染物質として固着するＣＭＰポリッシング組成物成分から生成され得る。上記汚染物質の存在は、ウエハ表面上に欠陥数をもたらす。ＫＬＡ Ｔｅｎｃｏｒ社のＡＩＴ－ＸＵＶ工具などの欠陥測定工具で分析される場合、これらの欠陥数は、個々の欠陥数全ての合計である総欠陥数（ＴＤＣ）を示す。１又は複数の実施形態では、本明細書に記載されている組成物は、ポリッシング／ＣＭＰプロセス後基板表面上に残留する総欠陥数（ＴＤＣ）の約３０％以上（例えば、約５０％以上、約７５％以上、約８０％以上、約９０％以上、約９５％以上、約９８％以上、約９９％以上、約９９．５％以上、約９９．９％以上）を除去する。
いくつかの実施形態では、本開示は、前に研磨された基板（例えば、ＣＭＰ組成物により研磨されたウエハ）のリンスポリッシング方法を特徴とする。方法は、ポリッシング工具内において、被研磨基板を本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物と接触させることを含むことができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されている基板（例えば、ウエハ）は、基板表面上に、タングステン、窒化チタン、炭化ケイ素、酸化ケイ素（例えば、ＴＥＯＳ）、低誘電率及び超低誘電率材料（例えば、ドープシリカ及びアモルファス炭素）、窒化ケイ素、銅、コバルト、ルテニウム、モリブデン、及びポリシリコンからなる群から選択される少なくとも１種の材料を含むことができる。
リンスポリッシング操作では、ポリッシャーリンス組成物を、ＣＭＰ組成物が前に研磨された基板に適用されたであろう方法と同様の方法で被研磨基板に適用することができる（例えば、ポリッシャーリンス組成物は、被研磨基板が研磨パッドと接触する間に塗布される）。いくつかの実施形態では、リンスポリッシングプロセスの条件は、ＣＭＰプロセス中に使用される条件より穏やかであってよい。例えば、リンスポリッシングプロセスにおけるダウンフォース、回転速度、又は時間は、先行するＣＭＰプロセスにおいて使用された同条件よりも小さくてよい。
いくつかの実施形態では、リンスポリッシングプロセスにおいて使用されるダウンフォースは、ＣＭＰプロセス（例えば、先行するＣＭＰプロセス）において使用されたダウンフォースの約５％以上（例えば、約１０％以上、約１５％以上、約２０％以上、約２５％以上、約３０％以上、約３５％以上、約４０％以上、約４５％以上、約５０％以上、約５５％以上、約６０％以上、約６５％以上、約７０％以上、又は約７５％以上）～約９０％以下（例えば、約８５％以下、約８０％以下、約７５％以下、約７０％以下、又は約６５％以下）である。１又は複数の実施形態では、ＣＭＰプロセスにおいて使用されるダウンフォースは、約１ｐｓｉ～約４ｐｓｉである。いくつかの実施形態では、研磨パッドを、前に研磨された基板と接触させるが、ダウンフォースは、リンスポリッシングプロセス中では前に研磨された基板に実質的に加えられない。いくつかの実施形態では、リンスポリッシングプロセスにおいて使用されるダウンフォースは、先行するＣＭＰ操作において使用されたダウンフォースと実質的に同じである。
いくつかの実施形態では、リンスポリッシングプロセスにおいて使用されるリンス時間は、ＣＭＰプロセス（例えば、先行するＣＭＰプロセス）において使用されたリンス時間の約１０％以上（例えば、約１５％以上、約２０％以上、約２５％以上、約３０％以上、又は約３５％以上）～約５０％以下（例えば、約４５％以下、約４０％以下、約３５％以下、約３０％以下、又は約２５％以下）である。１又は複数の実施形態では、ＣＭＰプロセスにおいて使用されるリンス時間は、約２秒～約２０秒である。いくつかの実施形態では、リンスポリッシングプロセスにおいて使用される時間は、先行するＣＭＰ操作において使用されたダウンフォースと実質的に同じである。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物を、ＣＭＰ後洗浄工程２０８（すなわち、ポリッシング工具と異なる洗浄装置で行う洗浄工程）においてＣＭＰ後洗浄剤として使用することができる。ＣＭＰ後洗浄用途では、ポリッシャーリンス組成物を、洗浄しようとする基板に任意の適切な方法で塗布することができる。例えば、組成物を、多種多様な従来の洗浄工具及び技術（例えば、ブラシスクラビング、スピンリンスドライ）を用いて使用することができる。いくつかの実施形態では、ＣＭＰ後洗浄プロセスに適切な洗浄工具又は装置は、ポリッシング装置（例えば、研磨パッド、研磨プラテン、及び／又は研磨ヘッド）を用いない工具（例えば、ブラシスクラバー又はスピンリンスドライヤー）である。いくつかの実施形態では、ＣＭＰ後洗浄工程における洗浄しようとする基板（例えば、ウエハ）は、基板表面上に、タングステン、窒化チタン、炭化ケイ素、酸化ケイ素（例えば、ＴＥＯＳ）、窒化ケイ素、銅、コバルト、ルテニウム、モリブデン、及びポリシリコンからなる群から選択される少なくとも１種の材料を含むことができる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されているポリッシャーリンス組成物を使用する方法は、１又は複数の工程を通して洗浄組成物により処理された基板から半導体素子を製造することを更に含むことができる。例えば、フォトリソグラフィ、イオン注入、乾式／湿式エッチング、プラズマエッチング、蒸着（例えば、ＰＶＤ、ＣＶＤ、ＡＬＤ、ＥＣＤ）、ウエハマウンティング、ダイカット、パッケージング、及びテスィングを使用して本明細書に記載されている洗浄組成物により処理された基板から半導体素子を製造することができる。
以下の特定の実施例は、単なる例示として解釈すべきであり、いかなることがあっても以下の開示を限定するものではない。更に詳述しなくても、当業者は、本明細書の記載に基づいて、本発明を最大限に利用することができると考えられる。
実施例１
これらの実施例では、Ｆｕｊｉｂｏパッド及び１００ｍＬ／分～５００ｍＬ／分の流速のＣＭＰスラリーを用い、ＡＭＡＴ Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ３００ｍｍ ＣＭＰポリッシャーを用いて３００ｍｍウエハに対してポリッシングを行った。ＣＭＰポリッシング後１５秒間同じパッド及び同じ流速を用いてリンスポリッシング工程を行った。リンスポリッシング工程はＣＭＰポリッシング工程の時間の約２５％の間ダウンフォースの約６６％を使用したことを除いて、先行するＣＭＰポリッシング工程と同様の条件を用いてリンスポリッシング工程を行った。
ウエハをＣＭＰポリッシング組成物によりポリッシュした後、上記手順を用いてこの実施例においてポリッシャーリンス（ＰＲ）組成物１～ポリッシャーリンス（ＰＲ）組成物１０を評価した。使用時点に、酸化剤をＣＭＰポリッシング組成物及びＰＲ組成物１～ＰＲ組成物１０に添加した。ＣＭＰポリッシング組成物及びＰＲ組成物１～ＰＲ組成物１０の処方（酸化剤を添加した後）を表１にまとめ、これらの試験結果を表２にまとめる。ＣＭＰポリッシング組成物について得られた欠陥数は、（本明細書で詳述されているように）従来のＤＩ水リンス後に観察した欠陥である。
表１及び表２で分かるように、ポリッシング工程後のポリッシャーリンス組成物の使用は、被研磨ウエハ上で観察された総欠陥数（ＴＤＣ）を著しく低減した。更に、金属酸化物除去剤を含むと（ＰＲ組成物７～ＰＲ組成物１０で示されているように）、ＤＩ水リンス後元々研磨されたウエハ上に存在したものと比較した場合、ＴＤＣが最も大きく低減した。

実施例２
ルテニウムを含む被研磨基板上に見られる欠陥の一部を構成すると考えられる酸化ルテニウム粒子を安定化させる能力について、この実施例ではポリッシャーリンス（ＰＲ）組成物２及びポリッシャーリンス（ＰＲ）組成物１１～ポリッシャーリンス（ＰＲ）組成物１４を評価した。超音波浴中２分間２５℃で指定のポリッシャーリンス組成物中０．００５ｇの酸化ルテニウム粒子をインキュベートすることにより試験を行った。次いで、上澄みのサンプルを採取し、ＩＣＰ－ＭＳによりｐｐｂ Ｒｕを測定した。これらのＰＲ組成物の処方及びこれらの試験結果を表３にまとめる。
表３に示されるように、ＰＲ組成物２（第一及び第二ルテニウム除去速度向上剤の両方を含む）は、ＰＲ組成物１１（ＰＲ組成物２と同量の第一ルテニウム除去速度向上剤のみを含む）及びＰＲ組成物１２又はＰＲ組成物１４（第二ルテニウム除去速度向上剤のみを含む）の酸化ルテニウム除去速度の合計よりも速い酸化ルテニウム除去速度を示した。加えて、上記結果は、ＰＲ組成物２（第一及び第二ルテニウム除去速度向上剤の両方を含む）は、ＰＲ組成物１３（ＰＲ組成物２中のこの成分の量の２倍の量の第一ルテニウム除去速度向上剤を含む）及びＰＲ組成物１４（ＰＲ組成物２中のこの成分の量の２倍の量の第二ルテニウム除去速度向上剤を含む）よりも速い酸化ルテニウム除去速度を示したことを示している。上記結果は、第一ルテニウム除去速度向上剤及び第二ルテニウム除去速度向上剤が、酸化されたルテニウムの除去において相乗効果を示したことを示唆した。
上記詳細にほんの数例の例示的実施形態を説明したが、当業者は、本発明を実質的に逸脱することなく例示的実施形態において多くの改変が可能であると容易に理解するだろう。したがって、全てのかかる改変は、以下の特許請求の範囲に定義されている本開示の範囲内に含まれるものとする。

Claims (23)

  1. 少なくとも１種の第一ルテニウム除去速度向上剤と；
    少なくとも１種の銅除去速度抑制剤と；
    少なくとも１種の低誘電率材除去速度抑制剤と；
    水性溶媒と、を含み、
    約７～約１４のｐＨを有する、
    組成物。
  2. 前記少なくとも１種の第一ルテニウム除去速度向上剤は、硝酸、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸ルビジウム、硝酸セシウム、硝酸バリウム、硝酸カルシウム、硝酸アンモニウム、リン酸、リン酸リチウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸ルビジウム、リン酸セシウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アンモニウム、硫酸、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸ルビジウム、硫酸セシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム、フッ化水素酸、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、フッ化アンモニウム、臭化アンモニウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化ルビジウム、フッ化セシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化ルビジウム、塩化セシウム、チオシアン酸、チオシアン酸アンモニウム、チオシアン酸カリウム、チオシアン酸ナトリウム及びこれらの混合物からなる群から選択される酸又はその塩を含む、請求項１に記載の組成物。
  3. 前記少なくとも１種の第一ルテニウム除去速度向上剤は、前記組成物の約０．００１重量％～約１０重量％の量である、請求項１に記載の組成物。
  4. 前記第一ルテニウム除去速度向上剤とは化学的に異なる少なくとも１種の第二ルテニウム除去速度向上剤を更に含む、請求項１に記載の組成物。
  5. 前記少なくとも１種の第二ルテニウム除去速度向上剤は、エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’－ペンタメチルジエチレントリアミン、エチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、アミノトリス（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、１，２－ジアミノシクロヘキサン四酢酸一水和物、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、アミノエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’－ペンタメチルジエチレントリアミン、並びにこれらの塩及び混合物からなる群から選択される、請求項４に記載の組成物。
  6. 前記少なくとも１種の第二ルテニウム除去速度向上剤は、前記組成物の約０．００１重量％～約１０重量％の量である、請求項４に記載の組成物。
  7. 少なくとも１種の金属酸化物除去剤を更に含む、請求項１に記載の組成物。
  8. 前記少なくとも１種の金属酸化物除去剤は、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、２－アミノ－２－メチル－１－プロパノール、２－アミノ－２－メチル－１，３－プロパンジオール、２－ジメチルアミノ－２－メチルプロパノール、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン、２－アミノ－２－エチル－１，３－プロパンジオール、３－アミノ－４－オクタノール、アミノプロピルジエタノールアミン、２－［（３－アミノプロピル）メチルアミノ］エタノール、２－（２－アミノエトキシ）エタノール、２－（３－アミノプロピルアミノ）エタノール、２－ジメチルアミノエタノール、システアミン、Ｌ－システイン、Ｎ－アセチル－Ｌ－システイン、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項７に記載の組成物。
  9. 前記少なくとも１種の金属酸化物除去剤は、前記組成物の約０．０１重量％～約４０重量％の量である、請求項７に記載の組成物。
  10. 前記少なくとも１種の銅除去速度抑制剤は、アゾール類、プリン類、又はピリミジン類を含む、請求項１に記載の組成物。
  11. 前記少なくとも１種の銅除去速度抑制剤は、テトラゾール、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、１－メチルベンゾトリアゾール、４－メチルベンゾトリアゾール、５－メチルベンゾトリアゾール、１－エチルベンゾトリアゾール、１－プロピルベンゾトリアゾール、１－ブチルベンゾトリアゾール、５－ブチルベンゾトリアゾール、１－ペンチルベンゾトリアゾール、１－ヘキシルベンゾトリアゾール、５－ヘキシルベンゾトリアゾール、５，６－ジメチルベンゾトリアゾール、５－クロロベンゾトリアゾール、５，６－ジクロロベンゾトリアゾール、１－（クロロメチル）－１Ｈ－ベンゾトリアゾール、クロロエチルベンゾトリアゾール、フェニルベンゾトリアゾール、ベンジルベンゾトリアゾール、アミノトリアゾール、アミノベンゾイミダゾール、ピラゾール、イミダゾール、アミノテトラゾール、アデニン、キサンチン、シトシン、チミン、ウラシル、９Ｈ－プリン、グアニン、イソグアニン、ヒポキサンチン、ベンゾイミダゾール、チアベンダゾール、１，２，３－トリアゾール、１，２，４－トリアゾール、１－ヒドロキシベンゾトリアゾール、２－メチルベンゾチアゾール、２－アミノベンゾイミダゾール、２－アミノ－５－エチル－１，３，４－チアジアゾール、３，５－ジアミノ－１，２，４－トリアゾール、３－アミノ－５－メチルピラゾール、４－アミノ－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール、及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１０に記載の組成物。
  12. 前記少なくとも１種の銅除去速度抑制剤は、前記組成物の約０．００１重量％～約１０重量％の量である、請求項１に記載の組成物。
  13. 前記少なくとも１種の低誘電率材除去速度抑制剤は、非イオン性界面活性剤である、請求項１に記載の組成物。
  14. 前記低誘電率材除去速度抑制剤は、アルコールアルコキシレート、アルキルフェノールアルコキシレート、トリスチリルフェノールアルコキシレート、ソルビタンエステルアルコキシレート、ポリアルコキシレート、ポリアルキレンオキシドブロック共重合体、テトラヒドロキシオリゴマー、アルコキシル化ジアミン、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
  15. 前記少なくとも１種の低誘電率材除去速度抑制剤は、前記組成物の約０．００１重量％～約１０重量％の量である、請求項１に記載の組成物。
  16. 前記ｐＨは、９～１３である、請求項１に記載の組成物。
  17. 約０．２重量％以下の研摩粒子を有する、請求項１に記載の組成物。
  18. 研摩粒子を実質的に含まない、請求項１に記載の組成物。
  19. 硝酸、硝酸塩、リン酸、リン酸塩、チオシアン酸、チオシアン酸塩、硫酸、硫酸塩、ハロゲン化水素、及びハロゲン化物塩からなる群から選択される少なくとも１種の酸又はその塩と；
    アゾール類、プリン類、及びピリミジン類からなる群から選択される少なくとも１種の複素環式化合物と；
    少なくとも１種の非イオン性界面活性剤と；
    水性溶媒と、
    を含み、
    約７～約１４のｐＨを有する、
    組成物。
  20. 窒素並びに酸素及び硫黄の少なくとも一方を含む少なくとも１種の化合物を更に含む、請求項１９に記載の組成物。
  21. ポリッシング工具において被研磨（ｐｏｌｉｓｈｅｄ）基板の表面上にルテニウム又はその合金を含む前記基板に請求項１に記載の組成物を塗布すること；並びに
    パッドを前記基板の表面と接触させて、前記パッドを前記基板に対して移動させて、リンス被研磨基板を形成すること、
    を含む、方法。
  22. 前記ポリッシング工具から前記洗浄された基板を取り出すこと、及び、洗浄工具において前記洗浄されたリンス被研磨基板をＣＭＰ後洗浄することを更に含む、請求項２１に記載の方法。
  23. 前記基板から半導体素子を形成することを更に含む、請求項２１に記載の方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116368263A (zh) * 2021-10-28 2023-06-30 富士胶片电子材料美国有限公司 抛光组合物及其使用方法
KR20240158916A (ko) * 2022-03-10 2024-11-05 후지필름 일렉트로닉 머티리얼스 유.에스.에이., 아이엔씨. 에칭 조성물

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6599464B2 (ja) * 2015-01-05 2019-10-30 インテグリス・インコーポレーテッド 化学機械研磨後製剤および使用方法
US9828574B2 (en) * 2015-01-13 2017-11-28 Cabot Microelectronics Corporation Cleaning composition and method for cleaning semiconductor wafers after CMP
JP7209004B2 (ja) * 2018-03-28 2023-01-19 フジフイルム エレクトロニック マテリアルズ ユー．エス．エー．， インコーポレイテッド ルテニウムバリアの化学機械研磨スラリー
US10947414B2 (en) * 2018-07-31 2021-03-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Compositions for use in chemical mechanical polishing
US11085011B2 (en) * 2018-08-28 2021-08-10 Entegris, Inc. Post CMP cleaning compositions for ceria particles
WO2020096760A1 (en) * 2018-11-08 2020-05-14 Entegris, Inc. Post cmp cleaning composition
EP4034605B1 (en) * 2019-09-24 2024-01-17 FUJIFILM Electronic Materials U.S.A., Inc. Polishing compositions and methods of use thereof
KR20220137754A (ko) * 2020-02-13 2022-10-12 후지필름 일렉트로닉 머티리얼스 유.에스.에이., 아이엔씨. 연마 조성물 및 이의 사용 방법

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