JP2019537277A - Chemical mechanical polishing of tungsten using methods and compositions containing quaternary phosphonium compounds - Google Patents
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Abstract
タングステンを研磨するための、厳選した第四級ホスホニウム化合物を低濃度で含有する方法及び組成物が、タングステンのコロージョン速度を少なくとも低減するために開示される。該方法及び組成物は、タングステンを含有する基板を提供すること；初期成分として：水；酸化剤；コロージョン速度を少なくとも低減するための低濃度の厳選した第四級ホスホニウム化合物；ジカルボン酸、鉄イオン源；コロイダルシリカ砥粒；及び任意選択的にｐＨ調整剤を含有する、安定な研磨組成物を提供すること；研磨面を有する化学機械研磨パッドを提供すること；研磨パッドと基板との間の界面に動的接触を生じさせること；並びに研磨面上、研磨パッドと基板との間の界面又はその近くに研磨組成物を分注することを含み；タングステンの一部が基板から研磨除去され、タングステンのコロージョン速度が低減される。Methods and compositions for polishing tungsten that contain low concentrations of selected quaternary phosphonium compounds are disclosed to at least reduce the corrosion rate of tungsten. The methods and compositions provide a substrate containing tungsten; as initial components: water; an oxidizing agent; a low concentration of a carefully selected quaternary phosphonium compound to at least reduce the corrosion rate; dicarboxylic acids, iron ions Providing a stable polishing composition comprising a source; a colloidal silica abrasive; and optionally a pH adjuster; providing a chemical mechanical polishing pad having a polishing surface; Producing dynamic contact at the interface; and dispensing the polishing composition on or near the interface between the polishing pad and the substrate on the polishing surface; a portion of the tungsten is polished away from the substrate; The corrosion rate of tungsten is reduced.
Description
発明の分野
本発明は、コロージョン速度を少なくとも低減するための低濃度の厳選した第四級ホスホニウム化合物を含有する方法及び組成物を使用したタングステンの化学機械研磨の分野を対象にする。より具体的には、本発明は、タングステンを含有する基板を提供すること；初期成分として：水；酸化剤；タングステンのコロージョン速度を少なくとも低減するための低濃度の厳選した第四級ホスホニウム化合物；ジカルボン酸、鉄イオン源；コロイダルシリカ砥粒；及び任意選択的にｐＨ調整剤を含有する、安定な研磨組成物を提供すること；研磨面を有する化学機械研磨パッドを提供すること；研磨パッドと基板との間の界面に動的接触を生じさせること；並びに、研磨面上、研磨パッドと基板との間の界面又はその近くに安定な研磨組成物を分注することによって、タングステンの一部が基板から研磨除去される、タングステンのコロージョン速度を少なくとも低減するための低濃度の厳選した第四級ホスホニウム化合物を含有する方法及び組成物を使用したタングステンの化学機械研磨の方法及び組成物を対象にする。
FIELD OF THE INVENTION The present invention is directed to the field of chemical mechanical polishing of tungsten using methods and compositions containing low concentrations of carefully selected quaternary phosphonium compounds to at least reduce the rate of corrosion. More specifically, the present invention provides a substrate containing tungsten; as an initial component: water; an oxidizing agent; a low concentration of a carefully selected quaternary phosphonium compound to at least reduce the rate of tungsten corrosion; Providing a stable polishing composition comprising a dicarboxylic acid, an iron ion source; a colloidal silica abrasive; and optionally a pH adjuster; providing a chemical mechanical polishing pad having a polishing surface; Creating a dynamic contact at the interface with the substrate; and dispensing a portion of the tungsten by dispensing a stable polishing composition on the polishing surface, at or near the interface between the polishing pad and the substrate. Contains low concentrations of carefully selected quaternary phosphonium compounds to at least reduce the corrosion rate of tungsten, which is polished away from the substrate Directed to the law and chemical mechanical polishing methods and compositions of tungsten using the compositions.
発明の背景
集積回路及び他の電子デバイスの作製において、導電材料、半導体材料及び誘電材料の複数層が、半導体ウェーハの表面に堆積されるか又は表面から除去される。導電材料、半導体材料及び誘電材料の薄層をいくつかの堆積技術によって堆積させることができる。現代の加工における一般的な堆積技術は、スパッタリングとしても知られている物理蒸着法（ＰＶＤ）、化学蒸着法（ＣＶＤ）、プラズマ増強化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）及び電気化学的めっき法（ＥＣＰ）を含む。
BACKGROUND OF THE INVENTION In the fabrication of integrated circuits and other electronic devices, multiple layers of conductive, semiconductor, and dielectric materials are deposited on or removed from the surface of a semiconductor wafer. Thin layers of conductive, semiconductor and dielectric materials can be deposited by several deposition techniques. Common deposition techniques in modern processing include physical vapor deposition (PVD), also known as sputtering, chemical vapor deposition (CVD), plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), and electrochemical plating (ECP). Including.
材料の層が順次に堆積及び除去されるにつれて、ウェーハの最上面は非平面になる。後続の半導体加工（例えばメタライゼーション）は、ウェーハが平坦面を有することを要求するため、ウェーハを平坦化する必要がある。平坦化は、粗面、凝集した材料、結晶格子の損傷、スクラッチ及び汚染された層又は材料のような、望ましくない表面トポグラフィー及び表面欠陥を除去するのに有用である。 As layers of material are sequentially deposited and removed, the top surface of the wafer becomes non-planar. Subsequent semiconductor processing (e.g., metallization) requires the wafer to have a flat surface, so the wafer needs to be planarized. Planarization is useful for removing undesirable surface topography and surface defects, such as rough surfaces, agglomerated materials, crystal lattice damage, scratches and contaminated layers or materials.
化学機械平坦化又は化学機械研磨（ＣＭＰ）は、半導体ウェーハのような基板を平坦化するために使用される一般的な技術である。従来のＣＭＰでは、ウェーハは、キャリアアセンブリ上に取り付けられ、ＣＭＰ装置内で研磨パッドと接触して配置される。キャリアアセンブリは、ウェーハに制御可能な圧力を提供して、ウェーハを研磨パッドに押し付ける。パッドは、外部駆動力によってウェーハに対して移動（例えば回転）する。それと同時に、研磨組成物（「スラリー」）又は他の研磨溶液は、ウェーハと研磨パッドとの間に提供される。したがって、ウェーハ表面は、パッド表面及びスラリーの化学的及び機械的作用によって研磨及び平坦化される。 Chemical mechanical planarization or chemical mechanical polishing (CMP) is a common technique used to planarize substrates such as semiconductor wafers. In conventional CMP, a wafer is mounted on a carrier assembly and placed in contact with a polishing pad in a CMP apparatus. The carrier assembly provides a controllable pressure on the wafer to press the wafer against the polishing pad. The pad moves (eg, rotates) with respect to the wafer by an external driving force. At the same time, a polishing composition ("slurry") or other polishing solution is provided between the wafer and the polishing pad. Therefore, the wafer surface is polished and planarized by the chemical and mechanical action of the pad surface and slurry.
エレクトロニクス産業における基板は、半導体基材が相互接続構造の複数層を含む高い集積度を持つ。その層及び構造は、単結晶シリコン、多結晶質シリコン、オルトケイ酸テトラエチル、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、タングステン、チタン、窒化チタン並びに種々の他の導電材料、半導体材料及び誘電材料のような、多種多様な材料を含む。これらの基板は、最終的な多層化相互接続構造を形成するために、ＣＭＰを含めた種々の加工工程を要求するため、しばしば、意図する用途に応じて特定の材料に選択的である研磨組成物及び加工を利用することが非常に望ましい。 Substrates in the electronics industry have a high degree of integration where the semiconductor substrate includes multiple layers of interconnect structures. Its layers and structures can vary widely, such as single crystal silicon, polycrystalline silicon, tetraethyl orthosilicate, silicon dioxide, silicon nitride, tungsten, titanium, titanium nitride and various other conductive, semiconductor and dielectric materials. Contains various materials. Because these substrates require various processing steps, including CMP, to form the final multilayered interconnect structure, often polishing compositions that are selective for a particular material depending on the intended application It is highly desirable to utilize objects and processing.
化学機械研磨は、集積回路設計におけるタングステン配線及びコンタクトプラグの形成中にタングステンを研磨するための好ましい方法となっている。タングステンは、コンタクト／ビアプラグのために集積回路設計において頻繁に使用される。典型的には、コンタクト又はビアホールは、下層の部品、例えば第一レベルメタライゼーション又は配線の領域を露出させるために、基板上の誘電層中に形成される。 Chemical mechanical polishing has become a preferred method for polishing tungsten during the formation of tungsten interconnects and contact plugs in integrated circuit design. Tungsten is frequently used in integrated circuit designs for contact / via plugs. Typically, contacts or via holes are formed in a dielectric layer on the substrate to expose areas of underlying components, such as first level metallization or wiring.
タングステンのような金属の研磨に伴う１つの問題は、コロージョンである。タングステンのコロージョンは、ＣＭＰの一般的な副作用である。ＣＭＰ加工中、基板の表面に残る金属研磨スラリーは、ＣＭＰの効果を超えて基板を侵食し続ける。コロージョンが望まれるときもあるが、大部分の半導体加工において、コロージョンは低減又は抑制されるべきである。コロージョンはまた、孔食及びキーホーリングのような表面欠陥に寄与し得る。これらの表面欠陥は、半導体デバイスの最終的性質に大きく影響を及ぼし、その有用性を損なう。 One problem with polishing metals such as tungsten is corrosion. Tungsten corrosion is a common side effect of CMP. During the CMP process, the metal polishing slurry remaining on the surface of the substrate continues to erode the substrate beyond the effect of the CMP. Although corrosion may be desired, in most semiconductor processing, corrosion should be reduced or suppressed. Corrosion can also contribute to surface defects such as pitting and keyholes. These surface defects significantly affect the final properties of the semiconductor device and impair its usefulness.
タングステンの研磨に伴い得る別の問題は、タングステンの過度のディッシングであり、これは誘電材料のエロージョンを導き得る。そのようなディッシング及びエロージョンから生じ得るトポグラフィー欠陥は、導電材料又は誘電材料の下に配置されるバリア層材料のようなさらなる材料の基板表面からの不均一な除去をさらに導き、かつ、集積回路の性能に負の影響を与え得る、望ましい品質を満たさない基板表面を作り出し得る。 Another problem that can accompany the polishing of tungsten is excessive dishing of the tungsten, which can lead to erosion of the dielectric material. The topographical defects that can result from such dishing and erosion further lead to non-uniform removal of additional materials from the substrate surface, such as a barrier layer material located below the conductive or dielectric material, and Substrate surfaces that do not meet the desired quality, which can negatively impact the performance of the substrate.
それゆえ、タングステンのコロージョン速度が少なくとも低減される、タングステンのためのＣＭＰ研磨法及び組成物が求められている。 Therefore, there is a need for a CMP polishing method and composition for tungsten that at least reduces the corrosion rate of tungsten.
本発明は、タングステンを化学機械研磨する方法であって：タングステン及び誘電体を含む基板を提供すること；初期成分として：水；酸化剤；コロイダルシリカ砥粒；ジカルボン酸又はその塩；鉄（ＩＩＩ）イオン源；及び任意選択的にｐＨ調整剤；並びに、１０００ppm未満０ppm超の量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐のアルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシアルキル；直鎖もしくは分岐のアルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノアルキル；直鎖もしくは分岐のハロアルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシアルキル；アセトニル；アリル；置換もしくは非置換のアリール；置換もしくは非置換のアリールアルキル；置換もしくは非置換のアリールアルコキシ；アルキルホスホニウム部分；又は複素環式アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、ハロゲン化物イオン又は水酸化物イオンである］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、化学機械研磨組成物を提供すること；研磨面を有する化学機械研磨パッドを提供すること；化学機械研磨パッドと基板との間の界面に動的接触を生じさせること；並びに、化学機械研磨パッドの研磨面上、化学機械研磨パッドと基板との間の界面又はその近くに化学機械研磨組成物を分注することを含み；タングステンの一部が基板から研磨除去される、方法を提供する。
The present invention provides a method for chemical mechanical polishing of tungsten, comprising: providing a substrate comprising tungsten and a dielectric; as an initial component: water; an oxidizing agent; a colloidal silica abrasive; a dicarboxylic acid or a salt thereof; ) An ion source; and optionally a pH adjuster; and a quaternary phosphonium compound in an amount less than 1000 ppm and greater than 0 ppm, comprising:
Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched alkyl; linear or branched hydroxyalkyl; linear or branched alkoxy; linear or branched Linear or branched haloalkyl; linear or branched carboxyalkyl; acetonyl; allyl; substituted or unsubstituted aryl; substituted or unsubstituted arylalkyl; substituted or unsubstituted arylalkoxy; Including a heterocyclic alkyl moiety, provided that R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are not all simultaneously hydrogen and all are not simultaneously butyl; and X − is a halide ion or water. A quaternary phosphonium compound having an oxide ion]. Providing a chemical mechanical polishing pad having a polishing surface; making dynamic contact at an interface between the chemical mechanical polishing pad and the substrate; and chemical mechanical polishing on a polishing surface of the chemical mechanical polishing pad. Dispensing a chemical mechanical polishing composition at or near the interface between the pad and the substrate; providing a method wherein a portion of the tungsten is polished away from the substrate.
本発明は、タングステンを研磨する化学機械方法であって：タングステン及び誘電体を含む基板を提供すること；初期成分として：水；酸化剤；負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒；ジカルボン酸又はその塩；鉄（ＩＩＩ）イオン源；及び任意選択的にｐＨ調整剤；並びに、１０００ppm未満０ppm超の量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ２０）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ１０）アルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；アセトニル；アリル；置換もしくは非置換のフェニル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ８）アルコキシ；（Ｃ２−Ｃ４）アルキルホスホニウム部分；又は複素環式（Ｃ１−Ｃ５）アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、臭化物、塩化物、フッ化物、ヨウ化物又は水酸化物イオンである］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、化学機械研磨組成物を提供すること；研磨面を有する化学機械研磨パッドを提供すること；化学機械研磨パッドと基板との間の界面に動的接触を生じさせること；並びに、化学機械研磨パッドの研磨面上、化学機械研磨パッドと基板との間の界面又はその近くに化学機械研磨組成物を分注することを含み；タングステンの一部が基板から研磨除去され；提供される化学機械研磨組成物が、２００mm研磨機上、毎分８０回転のプラテン速度、毎分８１回転のキャリヤ速度、１２５mL/minの化学機械研磨組成物流量、２１．４kPaの公称ダウンフォースで≧１，０００Å/minのタングステン除去速度を有し；そして、化学機械研磨パッドが、ポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含む、方法を提供する。
The present invention is a chemical mechanical method for polishing tungsten comprising: providing a substrate comprising tungsten and a dielectric; as initial components: water; an oxidizing agent; colloidal silica abrasive having a negative zeta potential; A salt thereof; an iron (III) ion source; and optionally a pH adjuster; and a quaternary phosphonium compound in an amount of less than 1000 ppm and greater than 0 ppm, comprising:
Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched (C 1 -C 20 ) alkyl; linear or branched hydroxy (C 1 -C 10 ) Alkyl; linear or branched (C 1 -C 10 ) alkoxy; linear or branched amino (C 1 -C 8 ) alkyl; linear or branched halo (C 1 -C 8 ) alkyl; linear or branched carboxy (C 1 -C 8) alkyl; acetonyl; allyl; substituted or unsubstituted phenyl; a substituted or unsubstituted phenyl (C 1 -C 8) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1 -C 8) Alkoxy; (C 2 -C 4 ) alkyl phosphonium moieties; or heterocyclic (C 1 -C 5 ) alkyl moieties, provided that R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are all water simultaneously And not all at the same time butyl; and X − is bromide, chloride, fluoride, iodide or hydroxide ion]. Providing a composition; providing a chemical mechanical polishing pad having a polishing surface; making dynamic contact at an interface between the chemical mechanical polishing pad and the substrate; and on a polishing surface of the chemical mechanical polishing pad. Dispensing a chemical-mechanical polishing composition at or near an interface between the chemical-mechanical polishing pad and the substrate; a portion of the tungsten is polished away from the substrate; On a 200 mm polishing machine, a platen speed of 80 revolutions per minute, a carrier speed of 81 revolutions per minute, a chemical mechanical polishing composition flow rate of 125 mL / min, and a nominal downforce of 21.4 kPa ≧ 1,000 mm / min. and a chemical mechanical polishing pad comprising a polyurethane polishing layer containing polymeric hollow core microparticles and a polyurethane impregnated nonwoven subpad.
本発明は、タングステンを研磨する化学機械方法であって：タングステン及び誘電体を含む基板を提供すること；初期成分として：水；酸化剤；負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒；マロン酸又はその塩；鉄（ＩＩＩ）イオン源；及び任意選択的にｐＨ調整剤；並びに、５ppm〜１０００ppm未満の量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ１６）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ８）アルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ８）アルコキシ；（Ｃ２−Ｃ４）アルキルホスホニウム部分；又は複素環式（Ｃ１−Ｃ５）アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、臭化物、塩化物又はフッ化物である］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、化学機械研磨組成物を提供すること；研磨面を有する化学機械研磨パッドを提供すること；化学機械研磨パッドと基板との間の界面に動的接触を生じさせること；並びに、化学機械研磨パッドの研磨面上、化学機械研磨パッドと基板との間の界面又はその近くに化学機械研磨組成物を分注することを含み；タングステンの一部が基板から研磨除去され；提供される化学機械研磨組成物が、２００mm研磨機上、毎分８０回転のプラテン速度、毎分８１回転のキャリヤ速度、１２５mL/minの化学機械研磨組成物流量、２１．４kPaの公称ダウンフォースで≧１，０００Å/minのタングステン除去速度を有し；化学機械研磨パッドが、ポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含む、方法を提供する。
The present invention is a chemical mechanical method for polishing tungsten, comprising: providing a substrate comprising tungsten and a dielectric; as initial components: water; an oxidizing agent; colloidal silica abrasive having a negative zeta potential; malonic acid or A salt thereof; an iron (III) ion source; and optionally a pH adjuster; and a quaternary phosphonium compound in an amount of from 5 ppm to less than 1000 ppm, comprising a compound of the formula:
Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched (C 1 -C 16 ) alkyl; linear or branched hydroxy (C 1 -C 8 ) Alkyl; linear or branched (C 1 -C 8 ) alkoxy; linear or branched amino (C 1 -C 8 ) alkyl; linear or branched halo (C 1 -C 8 ) alkyl; linear or branched carboxy (C 1 -C 8) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl; a substituted or unsubstituted phenyl (C 1 -C 8) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1 -C 8) alkoxy; (C 2 -C 4) alkyl phosphonium moiety; or heterocyclic (C 1 -C 5) includes an alkyl moiety; provided that all R 1, R 2, R 3 and R 4 are not simultaneously hydrogen, and all , And X - is bromide, chloride or fluoride at the same time; and providing a chemical-mechanical polishing composition comprising a quaternary phosphonium compound having a polishing surface; Providing dynamic contact at the interface between the chemical mechanical polishing pad and the substrate; and on or near the polishing surface of the chemical mechanical polishing pad and at the interface between the chemical mechanical polishing pad and the substrate. Dispensing the chemical-mechanical polishing composition; a portion of the tungsten is polished away from the substrate; the provided chemical-mechanical polishing composition is provided on a 200 mm polisher at a platen speed of 80 revolutions per minute; Having a carrier speed of rotation, a chemical mechanical polishing composition flow rate of 125 mL / min, a tungsten removal rate of ≧ 1,000 ° / min at a nominal downforce of 21.4 kPa; a chemical mechanical polishing pad Comprises a polyurethane polishing layer containing polymeric hollow core microparticles and a polyurethane impregnated nonwoven subpad.
本発明は、タングステンを化学機械研磨する方法であって：タングステン及び誘電体を含む基板を提供すること；初期成分として：水；０．０１〜１０wt%の酸化剤（酸化剤は、過酸化水素である）；０．０１〜１０wt%の負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒；１００〜１，４００ppmのマロン酸又はその塩；１００〜１，０００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオン源（鉄（ＩＩＩ）イオン源は、硝酸第二鉄九水和物である）；及び任意選択的にｐＨ調整剤；５ppm〜５００ppmの量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ１６）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシ；（Ｃ２−Ｃ４）アルキルホスホニウム部分；又は複素環式（Ｃ１−Ｃ３）アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、臭化物、塩化物又はフッ化物である］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、化学機械研磨組成物を提供すること；（化学機械研磨組成物は、１〜７のｐＨを有する）；研磨面を有する化学機械研磨パッドを提供すること；化学機械研磨パッドと基板との間の界面に動的接触を生じさせること；並びに、化学機械研磨パッドの研磨面上、化学機械研磨パッドと基板との間の界面又はその近くに化学機械研磨組成物を分注することを含み；タングステンの一部が基板から研磨除去される、方法を提供する。
The present invention provides a method for chemically mechanically polishing tungsten, comprising: providing a substrate comprising tungsten and a dielectric; as an initial component: water; 0.01 to 10 wt% of an oxidizing agent (oxidizing agent is hydrogen peroxide). Colloidal silica abrasive grains having a negative zeta potential of 0.01 to 10 wt%; 100 to 1,400 ppm of malonic acid or a salt thereof; 100 to 1,000 ppm of an iron (III) ion source (iron (III) ) The ion source is ferric nitrate nonahydrate); and optionally a pH adjuster; a quaternary phosphonium compound in an amount of 5 ppm to 500 ppm, having the formula:
Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched (C 1 -C 16 ) alkyl; linear or branched hydroxy (C 1 -C 4 ) Alkyl; linear or branched (C 1 -C 4 ) alkoxy; linear or branched amino (C 1 -C 4 ) alkyl; linear or branched halo (C 1 -C 4 ) alkyl; linear or branched carboxy (C 1 -C 4) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl; a substituted or unsubstituted phenyl (C 1 -C 4) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1 -C 4) alkoxy; (C 2 -C 4) alkyl phosphonium moiety; or heterocyclic (C 1 -C 3) including alkyl moiety; provided that all R 1, R 2, R 3 and R 4 are not simultaneously hydrogen, and all , At the same time rather than butyl; and, X - is bromide, including quaternary phosphonium compound having an a] chloride or fluoride, to provide a chemical mechanical polishing composition; (chemical mechanical polishing composition 1 Providing a chemical mechanical polishing pad having a polishing surface; making a dynamic contact at an interface between the chemical mechanical polishing pad and the substrate; and a polishing surface of the chemical mechanical polishing pad. Dispensing the chemical-mechanical polishing composition at or near the interface between the chemical-mechanical polishing pad and the substrate; providing a method wherein a portion of the tungsten is polished away from the substrate.
本発明は、タングステンを化学機械研磨する方法であって：タングステン及び誘電体を含む基板を提供すること；初期成分として：水；１〜３wt%の酸化剤（酸化剤は、過酸化水素である）；０．２〜４wt%の負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒；１２０〜１，３５０ppmのマロン酸；２５０〜４００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオン源（鉄（ＩＩＩ）イオン源は、硝酸第二鉄九水和物である）；及び任意選択的にｐＨ調整剤；並びに、５ppm〜２５０ppmの量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ４−Ｃ１６）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル；又は置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルキルを含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、臭化物又は塩化物である］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、化学機械研磨組成物を提供すること；（化学機械研磨組成物は、２〜３のｐＨを有する）；研磨面を有する化学機械研磨パッドを提供すること；化学機械研磨パッドと基板との間の界面に動的接触を生じさせること；並びに、化学機械研磨パッドの研磨面上、化学機械研磨パッドと基板との間の界面又はその近くに化学機械研磨組成物を分注することを含み；タングステンの一部が基板から研磨除去される、方法を提供する。
The present invention provides a method for chemically mechanically polishing tungsten, comprising: providing a substrate comprising tungsten and a dielectric; as an initial component: water; 1-3 wt% of an oxidizing agent (oxidizing agent is hydrogen peroxide) Colloidal silica abrasives having a negative zeta potential of 0.2-4 wt%; malonic acid of 120-1350 ppm; iron (III) ion source of 250-400 ppm (iron (III) ion source is nitric acid And optionally a pH adjuster; and a quaternary phosphonium compound in an amount of 5 ppm to 250 ppm, comprising a compound of the formula:
Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched (C 4 -C 16 ) alkyl; linear or branched hydroxy (C 1 -C 4 ) Alkyl; linear or branched amino (C 1 -C 4 ) alkyl; linear or branched halo (C 1 -C 4 ) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl; or substituted or unsubstituted phenyl (C 1 -C 4 ) C 4 ) alkyl, provided that all R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are not simultaneously hydrogen and all are not simultaneously butyl; and X − is bromide or chloride. Providing a chemical mechanical polishing composition comprising a quaternary phosphonium compound having the formula: (the chemical mechanical polishing composition has a pH of 2-3); and providing a chemical mechanical polishing pad having a polishing surface. ; Chemical machine Creating a dynamic contact at the interface between the polishing pad and the substrate; and applying the chemical mechanical polishing composition to the polishing surface of the chemical mechanical polishing pad, at or near the interface between the chemical mechanical polishing pad and the substrate. Dispensing; wherein a portion of the tungsten is polished away from the substrate.
本発明は、初期成分として：水；酸化剤；コロイダルシリカ砥粒；ジカルボン酸又はその塩；鉄（ＩＩＩ）イオン源；及び任意選択的にｐＨ調整剤；並びに、１０００ppm未満０ppm超の量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐のアルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシアルキル；直鎖もしくは分岐のアルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノアルキル；直鎖もしくは分岐のハロアルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシアルキル；置換もしくは非置換のアリール；置換もしくは非置換のアリールアルキル；置換もしくは非置換のアリールアルコキシ；アセトニル；アリル；アルキルホスホニウム部分；又は複素環式アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、ハロゲン化物イオン又は水酸化物イオンである］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、タングステンのための化学機械研磨組成物を提供する。
The present invention relates to an initial component comprising: water; an oxidizing agent; a colloidal silica abrasive; a dicarboxylic acid or a salt thereof; an iron (III) ion source; and optionally a pH adjuster; A quaternary phosphonium compound having the formula:
Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched alkyl; linear or branched hydroxyalkyl; linear or branched alkoxy; linear or branched Straight-chain or branched haloalkyl; straight-chain or branched carboxyalkyl; substituted or unsubstituted aryl; substituted or unsubstituted arylalkyl; substituted or unsubstituted arylalkoxy; acetonyl; allyl; Including a heterocyclic alkyl moiety, provided that R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are not all simultaneously hydrogen and all are not simultaneously butyl; and X − is a halide ion or water. Chemical machine for tungsten, comprising a quaternary phosphonium compound having an oxide ion] A mechanical polishing composition is provided.
本発明は、初期成分として：水；酸化剤；負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒；ジカルボン酸又はその塩；鉄（ＩＩＩ）イオン源；及び任意選択的にｐＨ調整剤；並びに、５ppm〜１０００ppm未満の量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ２０）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ１０）アルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；アセトニル；アリル；置換もしくは非置換のフェニル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ８）アルコキシ；（Ｃ２−Ｃ４）アルキルホスホニウム部分；又は複素環式（Ｃ１−Ｃ５）アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、臭化物、塩化物、フッ化物、ヨウ化物又は水酸化物イオンである］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、タングステンのための化学機械研磨組成物を提供する。
The present invention provides as initial components: water; an oxidizing agent; a colloidal silica abrasive having a negative zeta potential; a dicarboxylic acid or a salt thereof; an iron (III) ion source; and optionally a pH adjuster; A quaternary phosphonium compound in an amount less than 1000 ppm, comprising a compound of the formula:
Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched (C 1 -C 20 ) alkyl; linear or branched hydroxy (C 1 -C 10 ) Alkyl; linear or branched (C 1 -C 10 ) alkoxy; linear or branched amino (C 1 -C 8 ) alkyl; linear or branched halo (C 1 -C 8 ) alkyl; linear or branched carboxy (C 1 -C 8) alkyl; acetonyl; allyl; substituted or unsubstituted phenyl; a substituted or unsubstituted phenyl (C 1 -C 8) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1 -C 8) Alkoxy; (C 2 -C 4 ) alkyl phosphonium moieties; or heterocyclic (C 1 -C 5 ) alkyl moieties, provided that R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are all water simultaneously Rather than arsenide, and all, rather than butyl same time; and, X - is bromide, chloride, fluoride, including quaternary phosphonium compound having an iodide or hydroxide ions, for tungsten A chemical mechanical polishing composition of
本発明は、水；０．０１〜１０wt%の酸化剤（酸化剤は、過酸化水素である）；０．０１〜１０wt%の負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒；１００〜１，４００ppmのマロン酸又はその塩；１００〜１，０００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオン源（鉄（ＩＩＩ）イオン源は、硝酸第二鉄である）；及び任意選択的にｐＨ調整剤（化学機械研磨組成物のｐＨは、１〜７である）；並びに、５ppm〜５００ppmの量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ１６）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；アセトニル；置換もしくは非置換のフェニル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシ；（Ｃ２−Ｃ４）アルキルホスホニウム部分；又は複素環式（Ｃ１−Ｃ３）アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、臭化物、塩化物、フッ化物、ヨウ化物又は水酸化物イオンである］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、タングステンのための化学機械研磨組成物を提供する。
The present invention relates to water; 0.01 to 10% by weight of an oxidizing agent (oxidizing agent is hydrogen peroxide); colloidal silica abrasive having a negative zeta potential of 0.01 to 10% by weight; Malonic acid or a salt thereof; 100 to 1,000 ppm of an iron (III) ion source (the iron (III) ion source is ferric nitrate); and optionally a pH adjuster (chemical mechanical polishing composition) Is from 1 to 7); and a quaternary phosphonium compound in an amount of from 5 ppm to 500 ppm, having the formula:
Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched (C 1 -C 16 ) alkyl; linear or branched hydroxy (C 1 -C 4 ) Alkyl; linear or branched (C 1 -C 4 ) alkoxy; linear or branched amino (C 1 -C 4 ) alkyl; linear or branched halo (C 1 -C 4 ) alkyl; linear or branched carboxy (C 1 -C 4) alkyl; acetonyl; substituted or unsubstituted phenyl; a substituted or unsubstituted phenyl (C 1 -C 4) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1 -C 4) alkoxy; (C 2 -C 4 ) alkylphosphonium moieties; or heterocyclic (C 1 -C 3 ) alkyl moieties, provided that R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are not all hydrogen at the same time, And all, rather than butyl same time; and, X - is bromide, chloride, fluoride, including quaternary phosphonium compound having an iodide or hydroxide ions, the chemical mechanical polishing for tungsten A composition is provided.
本発明は、初期成分として：水；０．０１〜１０wt%の酸化剤（酸化剤は、過酸化水素である）；０．０１〜１０wt%の負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒；１００〜１，４００ppmのマロン酸又はその塩；１００〜１，０００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオン源（鉄（ＩＩＩ）イオン源は、硝酸第二鉄九水和物である）；及び任意選択的にｐＨ調整剤；５ppm〜２５０ppmの量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ１６）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシ；（Ｃ２−Ｃ４）アルキルホスホニウム部分；又は複素環式（Ｃ１−Ｃ３）アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、臭化物、塩化物又はフッ化物である］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、化学機械研磨組成物を提供する。
The present invention provides as initial components: water; 0.01-10 wt% oxidizing agent (oxidizing agent is hydrogen peroxide); colloidal silica abrasive having a negative zeta potential of 0.01-10 wt%; -1400 ppm malonic acid or a salt thereof; 100-1000 ppm iron (III) ion source (the iron (III) ion source is ferric nitrate nonahydrate); and optionally pH Modifier; a quaternary phosphonium compound in an amount of 5 ppm to 250 ppm, having the formula:
Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched (C 1 -C 16 ) alkyl; linear or branched hydroxy (C 1 -C 4 ) Alkyl; linear or branched (C 1 -C 4 ) alkoxy; linear or branched amino (C 1 -C 4 ) alkyl; linear or branched halo (C 1 -C 4 ) alkyl; linear or branched carboxy (C 1 -C 4) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl; a substituted or unsubstituted phenyl (C 1 -C 4) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1 -C 4) alkoxy; (C 2 -C 4) alkyl phosphonium moiety; or heterocyclic (C 1 -C 3) including alkyl moiety; provided that all R 1, R 2, R 3 and R 4 are not simultaneously hydrogen, and all , At the same time rather than butyl; and, X - is bromide, including quaternary phosphonium compound having an a] chloride or fluoride, to provide a chemical mechanical polishing composition.
本発明は、初期成分として：水；１〜３wt%の酸化剤（酸化剤は、過酸化水素である）；０．２〜４wt%の負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒；１２０〜１，３５０ppmのマロン酸；２５０〜４００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオン源（鉄（ＩＩＩ）イオン源は、硝酸第二鉄九水和物である）；及び任意選択的にｐＨ調整剤（化学機械研磨組成物のｐＨは、２〜３である）；並びに、１０ppm〜１００ppmの量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ４−Ｃ１６）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルキルを含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時に直鎖ブチルではなく；そして、Ｘ−は、臭化物又は塩化物である］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、タングステンのための化学機械研磨組成物を提供する。
The present invention provides as an initial component: water; 1-3 wt% oxidizing agent (oxidizing agent is hydrogen peroxide); colloidal silica abrasive having a negative zeta potential of 0.2-4 wt%; , 350 ppm malonic acid; 250-400 ppm iron (III) ion source (the iron (III) ion source is ferric nitrate nonahydrate); and optionally a pH adjuster (chemical mechanical polishing composition). And a quaternary phosphonium compound in an amount of from 10 ppm to 100 ppm, having the formula:
Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched (C 4 -C 16 ) alkyl; linear or branched hydroxy (C 1 -C 4 ) Alkyl; linear or branched amino (C 1 -C 4 ) alkyl; linear or branched halo (C 1 -C 4 ) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1 -C 4 ) 4 ) including alkyl, provided that R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are not all simultaneously hydrogen and not all simultaneously linear butyl; and X − is bromide or chloride. A chemical mechanical polishing composition for tungsten comprising a quaternary phosphonium compound having the formula:
前述の本発明の方法は、タングステン（Ｗ）のコロージョン速度を少なくとも低減してタングステン（Ｗ）を研磨するための１０００ppm未満０ppm超の濃度の厳選した第四級ホスホニウム化合物を含む安定な化学機械研磨組成物を使用する。 The foregoing method of the present invention provides a stable chemical mechanical polishing comprising a selected quaternary phosphonium compound at a concentration of less than 1000 ppm and greater than 0 ppm for polishing tungsten (W) with at least a reduction in the tungsten (W) corrosion rate. Use the composition.
発明の詳細な説明
本明細書全体を通して使用される場合、以下の略称は、文脈が別途指示しない限り以下の意味を有する：℃＝摂氏温度；g＝グラム；L＝リットル；mL＝ミリリットル；μ＝μm＝ミクロン；kPa＝キロパスカル；Å＝オングストローム；mV＝ミリボルト；ＤＩ＝脱イオン；ppm＝１００万分の１＝mg/L；mm＝ミリメートル；cm＝センチメートル；nm＝ナノメートル；min＝分；rpm＝毎分回転数；lb＝ポンド；kg＝キログラム；Ｗ＝タングステン；Ｐ＝リン；ハロゲン化物イオン＝臭化物、塩化物、フッ化物及びヨウ化物；臭化物＝Ｂｒ−；塩化物＝Ｃｌ−；フッ化物＝Ｆ−；ヨウ化物＝Ｉ−；Ｘ−＝対アニオン；ＰＰｈ４＝テトラフェニルホスホニウムブロミド；Ｐ［６，６，６，１４］＝トリヘキシルテトラデシルホスホニウムクロリド；ＤｉＰ＋＝１，３−プロパンジイル−ビス（トリプロピルホスホニウム）ジフルオリド；ＴｒｉＰ＋＝１，３，５−トリス［（トリプロピルホスホニウム）メチル］ベンゼントリフルオリド；Ｐ［１，１，１，１］＝テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリド；Ｐ［４，４，４，１６］＝ヘキサデシルトリブチルホスホニウムブロミド；Ｐ［４，４，４，８］＝トリブチル−ｎ−オクチルホスホニウムブロミド；Ｐ［４，４，４，１２］＝トリブチルドデシルホスホニウムブロミド；Ｐ［４，４，４，４］＝テトラブチルホスホニウムヒドロキシド（水酸化物イオン塩）；ＩＣＰ−ＯＥＳ＝誘導結合プラズマ発光分光分析法；wt%＝重量百分率；ＲＲ＝除去速度；ＣＳ＝対照スラリー；ＳＣ＝比較スラリー。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION As used throughout this specification, the following abbreviations have the following meanings unless otherwise indicated by the context: ° C = degrees Celsius; g = grams; L = liters; mL = milliliters; = Μm = microns; kPa = kilopascals; Å = angstroms; mV = millivolts; DI = deionized; ppm = parts per million = mg / L; mm = millimeters; cm = centimeters; min; rpm = revolutions per minute; lb = pound; kg = kilogram; W = tungsten; P = phosphorus; halide ion = bromide, chloride, fluoride and iodide; bromide = Br -; chloride = Cl - ; fluoride = F -; iodide = I -; X - = counter anion; PPh 4 = tetraphenylphosphonium bromide; P [6,6,6,14] = trihexyl tetradecyl phosphonium Rorido; DIP + = 1,3-propanediyl - bis (tripropyl phosphonium) difluoride; TriP + = 1,3,5-tris [(tripropyl phosphonium) methyl] benzene trifluoride; P [1, 1, 1, 1] = tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride; P [4,4,4,16] = hexadecyltributylphosphonium bromide; P [4,4,4,8] = tributyl-n-octylphosphonium bromide; P [4 , 4,4,12] = tributyldodecylphosphonium bromide; P [4,4,4,4] = tetrabutylphosphonium hydroxide (hydroxide ion salt); ICP-OES = inductively coupled plasma emission spectroscopy; wt % = Weight percentage; RR = removal rate; CS = control slurry; SC = comparative slurry.
用語「化学機械研磨」又は「ＣＭＰ」は、化学的及び機械的な力だけによって基板が研磨されるプロセスを指し、基板に電気バイアスが印加される電気化学機械研磨（ＥＣＭＰ）とは区別される。用語「ＴＥＯＳ」は、オルトケイ酸テトラエチル（Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）の分解から形成される二酸化ケイ素を意味する。用語「部分」は、分子の一部又は官能基を意味する。用語「a」及び「an」は、単数と複数の両方を指す。全ての百分率は、別途指示しない限り重量百分率である。全ての数値範囲は、両端を含み、かつ、そのような数値範囲が合計して１００％になるように制約されることが合理的である場合を除き、任意の順序で組み合わせ可能である。 The term “chemical mechanical polishing” or “CMP” refers to a process in which a substrate is polished by chemical and mechanical forces only, and is distinguished from electrochemical mechanical polishing (ECMP) in which an electrical bias is applied to the substrate. . The term "TEOS" refers to silicon dioxide formed from the decomposition of tetraethyl orthosilicate (Si (OC 2 H 5) 4). The term “moiety” refers to a part of a molecule or a functional group. The terms "a" and "an" refer to both the singular and the plural. All percentages are weight percentages unless otherwise indicated. All numerical ranges are inclusive and combinable in any order unless it is reasonable that the numerical ranges are constrained to add up to 100%.
本発明の基板を研磨する方法は、酸化剤；コロイダルシリカ砥粒；ジカルボン酸又はその塩；鉄（ＩＩＩ）イオン源；及び任意選択的にｐＨ調整剤、並びに１０００ppm未満０ppm超の量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐のアルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシアルキル；直鎖もしくは分岐のアルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノアルキル；直鎖もしくは分岐のハロアルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシアルキル；置換もしくは非置換のアリール；置換もしくは非置換のアリールアルキル；置換もしくは非置換のアリールアルコキシ；アセトニル；アリル；ホスホニウムアルキル部分；又は複素環式アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、ハロゲン化物イオン又は水酸化物イオンである］を有する第四級ホスホニウム化合物を含有する化学機械研磨組成物を使用して、タングステンのコロージョン速度を少なくとも低減しながら、基板表面からのタングステンの除去を提供する。
The method of polishing a substrate of the present invention comprises: an oxidizing agent; a colloidal silica abrasive; a dicarboxylic acid or salt thereof; an iron (III) ion source; Grade phosphonium compounds having the formula:
Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched alkyl; linear or branched hydroxyalkyl; linear or branched alkoxy; linear or branched Aminoalkyl; linear or branched haloalkyl; linear or branched carboxyalkyl; substituted or unsubstituted aryl; substituted or unsubstituted arylalkyl; substituted or unsubstituted arylalkoxy; acetonyl; allyl; Including a heterocyclic alkyl moiety, provided that R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are not all simultaneously hydrogen and all are not simultaneously butyl; and X − is a halide ion or water. Using a chemical-mechanical polishing composition containing a quaternary phosphonium compound having an oxide ion Thus, providing for the removal of tungsten from the substrate surface while at least reducing the tungsten corrosion rate.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法は、基板を提供すること（基板は、タングステン及び誘電体を含む）；初期成分として：水；好ましくは少なくとも０．０１wt%〜１０wt%の量、より好ましくは０．１wt%〜５wt%、さらにより好ましくは１wt%〜３wt%の量の酸化剤；好ましくは０．０１wt%〜１０wt%、より好ましくは０．０５wt%〜７．５wt%、なおより好ましくは０．１wt%〜５wt%、さらにより好ましくは０．２wt%〜４wt%の量のコロイダルシリカ砥粒；好ましくは１００ppm〜１４００ppm、より好ましくは１２０ppm〜１３５０ppmの量のジカルボン酸、その塩又はそれらの混合物；鉄（ＩＩＩ）イオン源、好ましくは硝酸第二鉄九水和物である鉄（ＩＩＩ）イオン源；及び任意選択的にｐＨ調整剤；（好ましくは、化学機械研磨組成物は、１〜７のｐＨ；より好ましくは１．５〜４．５；さらにより好ましくは１．５〜３．５；最も好ましくは２〜３のｐＨを有する）；並びに、１０００ppm未満０ppm超の量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ２０）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ１０）アルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ８）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ８）アルコキシ；アセトニル；アリル；（Ｃ２−Ｃ４）アルキルホスホニウム部分；又は複素環式（Ｃ１−Ｃ５）アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、ハロゲンイオン又は水酸化物イオンである］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、好ましくはそれらからなる、化学機械研磨組成物を提供すること；研磨面を有する化学機械研磨パッドを提供すること；化学機械研磨パッドと基板との間の界面に動的接触を生じさせること；並びに、化学機械研磨パッドの研磨面上、化学機械研磨パッドと基板との間の界面又はその近くに化学機械研磨組成物を分注することを含み；タングステンの少なくとも一部が基板から研磨除去される。
Preferably, the method of polishing a substrate of the present invention provides a substrate (the substrate comprises tungsten and a dielectric); as an initial component: water; preferably in an amount of at least 0.01 wt% to 10 wt%, more Preferably in an amount of 0.1 wt% to 5 wt%, even more preferably 1 wt% to 3 wt%; preferably 0.01 wt% to 10 wt%, more preferably 0.05 wt% to 7.5 wt%, and even more. Colloidal silica abrasive preferably in an amount of 0.1 wt% to 5 wt%, even more preferably 0.2 wt% to 4 wt%; preferably in an amount of 100 ppm to 1400 ppm, more preferably 120 ppm to 1350 ppm of dicarboxylic acid, salt thereof or A mixture thereof; an iron (III) ion source, preferably an iron (III) ion source, which is ferric nitrate nonahydrate; and optionally a pH adjuster; P of 1-7 More preferably 1.5 to 4.5; even more preferably 1.5 to 3.5; most preferably having a pH of 2 to 3); and a quaternary phosphonium compound in an amount of less than 1000 ppm and more than 0 ppm; And the formula:
Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched (C 1 -C 20 ) alkyl; linear or branched hydroxy (C 1 -C 10 ) Alkyl; linear or branched (C 1 -C 10 ) alkoxy; linear or branched amino (C 1 -C 8 ) alkyl; linear or branched halo (C 1 -C 8 ) alkyl; linear or branched carboxy (C 1 -C 8) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl; a substituted or unsubstituted phenyl (C 1 -C 8) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1 -C 8) alkoxy; acetonyl; Allyl; (C 2 -C 4 ) alkylphosphonium moieties; or heterocyclic (C 1 -C 5 ) alkyl moieties, provided that R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are all simultaneously water. Rather than arsenide, and all at the same time rather than butyl; and, X - comprises a quaternary phosphonium compound having a halogen ion or hydroxide ion, preferably consisting, chemical mechanical polishing composition Providing a chemical-mechanical polishing pad having a polishing surface; making dynamic contact at an interface between the chemical-mechanical polishing pad and the substrate; and forming a chemical contact on the polishing surface of the chemical-mechanical polishing pad. Dispensing a chemical mechanical polishing composition at or near an interface between the mechanical polishing pad and the substrate; at least a portion of the tungsten is polished away from the substrate.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、基板は、タングステン及び誘電体を含む。より好ましくは、提供される基板は、タングステン及び誘電体を含む半導体基板である。最も好ましくは、提供される基板は、ＴＥＯＳのような誘電体中に形成された穴及び溝の少なくとも１つ内に堆積されたタングステンを含む半導体基板である。 Preferably, in the method for polishing a substrate according to the present invention, the substrate includes tungsten and a dielectric. More preferably, the substrate provided is a semiconductor substrate comprising tungsten and a dielectric. Most preferably, the substrate provided is a semiconductor substrate comprising tungsten deposited in at least one of the holes and trenches formed in a dielectric such as TEOS.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、初期成分として、提供される化学機械研磨組成物中に含有される水は、付随的不純物を制限するために、脱イオン水及び蒸留水の少なくとも１つである。 Preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the water contained in the provided chemical mechanical polishing composition as an initial component is at least deionized water and distilled water in order to limit incidental impurities. One.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、酸化剤を含有し、酸化剤は、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、一過硫酸塩、ヨウ素酸塩、過フタル酸マグネシウム、過酢酸及び他の過酸、過硫酸塩、臭素酸塩、過臭素酸塩、過硫酸塩、過酢酸、過ヨウ素酸塩、硝酸塩、鉄塩、セリウム塩、Ｍｎ（ＩＩＩ）、Ｍｎ（ＩＶ）及びＭｎ（ＶＩ）塩、銀塩、銅塩、クロム塩、コバルト塩、ハロゲン、次亜塩素酸塩並びにそれらの混合物からなる群より選択される。より好ましくは、酸化剤は、過酸化水素、過塩素酸塩、過臭素酸塩；過ヨウ素酸塩、過硫酸塩及び過酢酸から選択される。最も好ましくは、酸化剤は、過酸化水素である。 Preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition contains an oxidizing agent as an initial component, wherein the oxidizing agent is hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), monopersulfuric acid. Salt, iodate, magnesium perphthalate, peracetic acid and other peracids, persulfate, bromate, perbromate, persulfate, peracetic acid, periodate, nitrate, iron salt, cerium Salts, Mn (III), Mn (IV) and Mn (VI) salts, silver salts, copper salts, chromium salts, cobalt salts, halogens, hypochlorites and mixtures thereof. More preferably, the oxidizing agent is selected from hydrogen peroxide, perchlorate, perbromate; periodate, persulfate and peracetic acid. Most preferably, the oxidizing agent is hydrogen peroxide.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、０．０１〜１０wt%、より好ましくは０．１〜５wt%；最も好ましくは１〜３wt%の酸化剤を含有する。 Preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the chemical mechanical polishing composition provided comprises, as an initial component, 0.01 to 10 wt%, more preferably 0.1 to 5 wt%; Contains 10% oxidizer.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、鉄（ＩＩＩ）イオン源を含有する。より好ましくは、本発明の方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、鉄（ＩＩＩ）イオン源を含有し、鉄（ＩＩＩ）イオン源は、鉄（ＩＩＩ）塩からなる群より選択される。最も好ましくは、本発明の方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、鉄（ＩＩＩ）イオン源を含有し、鉄（ＩＩＩ）イオン源は、硝酸第二鉄九水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）である。 Preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition contains, as an initial component, an iron (III) ion source. More preferably, in the method of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition comprises, as an initial component, an iron (III) ion source, wherein the iron (III) ion source is a group consisting of an iron (III) salt. More choice. Most preferably, in the method of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition comprises, as an initial component, an iron (III) ion source, wherein the iron (III) ion source is ferric nitrate nonahydrate a (Fe (NO 3) 3 · 9H 2 O).
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、化学機械研磨組成物へ１〜２００ppm、好ましくは５〜１５０ppm、より好ましくは７．５〜１２５ppm、最も好ましくは１０〜１００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオンを導入するのに十分な鉄（ＩＩＩ）イオン源を含有する。 Preferably, in the method for polishing a substrate according to the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition comprises, as an initial component, 1-200 ppm, preferably 5-150 ppm, more preferably 7.5-ppm, to the chemical mechanical polishing composition. It contains sufficient iron (III) ion source to introduce 125 ppm, most preferably 10-100 ppm, of iron (III) ions.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、鉄（ＩＩＩ）イオン源を含有する。より好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、１００〜１，０００ppm、好ましくは１５０〜７５０ppm、より好ましくは２００〜５００ppm、最も好ましくは２５０〜４００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオン源を含有する。最も好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、１００〜１，０００ppm、好ましくは１５０〜７５０ppm、より好ましくは２００〜５００ppm、最も好ましくは２５０〜４００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオン源を含有し、鉄（ＩＩＩ）イオン源は、硝酸第二鉄九水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）である。 Preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition contains, as an initial component, an iron (III) ion source. More preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition comprises, as an initial component, 100 to 1,000 ppm, preferably 150 to 750 ppm, more preferably 200 to 500 ppm, and most preferably It contains 250-400 ppm of iron (III) ion source. Most preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition comprises, as an initial component, 100 to 1,000 ppm, preferably 150 to 750 ppm, more preferably 200 to 500 ppm, and most preferably containing iron (III) ion source 250～400Ppm, iron (III) ion source, ferric nitrate nonahydrate (Fe (NO 3) 3 · 9H 2 O).
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、１０００ppm未満０ppm超の量の、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ２０）アルキル、好ましくは直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ１６）アルキル、より好ましくは直鎖もしくは分岐の（Ｃ４−Ｃ１６）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル、より好ましくは直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル、なおより好ましくは直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ１０）アルコキシ、好ましくは直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ８）アルコキシ、より好ましくは直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル、より好ましくは直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル、より好ましくは直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシ（Ｃ１−Ｃ８）アルキル、より好ましくは直鎖もしくは分岐のカルボキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；アセトニル；アリル；置換もしくは非置換のアリール、好ましくは置換もしくは非置換のフェニル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ８）アルキル、好ましくは置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ８）アルコキシ、好ましくは置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシ；（Ｃ２−Ｃ４）アルキルホスホニウム部分、好ましくは（Ｃ４）アルキルホスホニウム部分；又は複素環式（Ｃ１−Ｃ５）アルキル部分、例えばジオキソラン（Ｃ１−Ｃ２）アルキル部分又はピリジル（Ｃ１−Ｃ２）アルキル部分、好ましくは複素環式（Ｃ１−Ｃ２）アルキル部分（複素環式部分は、ジオキソラン部分である）を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、好ましくは、全て、同時にブチル（Ｃ４）アルキルではなく；そして、Ｘ−は、臭化物、塩化物、フッ化物、ヨウ化物又は水酸化物イオンであるが、但し、Ｘ−が水酸化物イオンであるとき、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、同時にブチルであることはできず、好ましくは、Ｘ−は、臭化物、塩化物又はフッ化物、より好ましくは臭化物又は塩化物である］を有する第四級ホスホニウム化合物を含有する。Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が直鎖もしくは分岐の（Ｃ４−Ｃ８）アルキルであり、かつ、Ｒ４が直鎖もしくは分岐の（Ｃ８−Ｃ１６）アルキルであることがなおより好ましく、そして、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が直鎖（Ｃ４）アルキルであり、かつ、Ｒ４が直鎖（Ｃ８）アルキル、（Ｃ１２）アルキル又は（Ｃ１６）アルキルであることが最も好ましい。また、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４がヒドロキシアルキルであるとき、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立してヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ２）アルキルから選択されることが好ましく、最も好ましくは、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、ヒドロキシ（Ｃ１）アルキル又はヒドロキシメチル部分である。アリール部分、好ましくはフェニル部分上の置換基は、スルホニル；ニトロ；シアノ；ヒドロキシル；ヒドロキシアルキル、アルコキシ；アルコキシアルキル；ハロ基（ハロ基は、好ましくは臭素又は塩素である）；ハロアルキル；及び（Ｃ１−Ｃ４）アルキルホスホニウム、より好ましくは（Ｃ３）アルキルホスホニウムを含む。
Preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition comprises, as an initial component, an amount of less than 1000 ppm and greater than 0 ppm of the formula:
[Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched (C 1 -C 20 ) alkyl, preferably linear or branched (C 1 -C 16) ) alkyl, more preferably linear or branched (C 4 -C 16) alkyl; a linear or branched hydroxy (C 1 -C 10) alkyl, more preferably linear or branched hydroxy (C 1 -C 8 A) alkyl, even more preferably linear or branched hydroxy (C 1 -C 4 ) alkyl; linear or branched (C 1 -C 10 ) alkoxy, preferably linear or branched (C 1 -C 8 ) Alkoxy, more preferably straight or branched (C 1 -C 4 ) alkoxy; straight or branched amino (C 1 -C 8 ) alkyl, more preferably straight or branched Amino (C 1 -C 4 ) alkyl; straight or branched halo (C 1 -C 8 ) alkyl, more preferably straight or branched halo (C 1 -C 4 ) alkyl; straight or branched carboxy ( C 1 -C 8 ) alkyl, more preferably linear or branched carboxy (C 1 -C 4 ) alkyl; acetonyl; allyl; substituted or unsubstituted aryl, preferably substituted or unsubstituted phenyl; substituted or unsubstituted Phenyl (C 1 -C 8 ) alkyl, preferably substituted or unsubstituted phenyl (C 1 -C 4 ) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1 -C 8 ) alkoxy, preferably substituted or unsubstituted phenyl (C 1 -C 4) alkoxy; (C 2 -C 4) alkyl phosphonium moiety, preferably (C 4) Al Ruhosuhoniumu moiety; or heterocyclic (C 1 -C 5) alkyl moiety, for example, dioxolane (C 1 -C 2) alkyl moiety or pyridyl (C 1 -C 2) alkyl moiety, preferably heterocyclic (C 1 - C 2 ) alkyl moieties (the heterocyclic moieties are dioxolane moieties), provided that R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are not all hydrogen at the same time, preferably all are butyl ( And C 4 ) is not alkyl; and X − is bromide, chloride, fluoride, iodide or hydroxide ion, provided that when X − is hydroxide ion, R 1 , R 2 , R 3 and R 4, can not be butyl simultaneously, preferably, X - is bromide, chloride or fluoride, and more preferably the quaternary phosphonium having a bromide or chloride] Containing the compound. It is even more preferred that R 1 , R 2 and R 3 are straight-chain or branched (C 4 -C 8 ) alkyl, and R 4 is straight-chain or branched (C 8 -C 16 ) alkyl. And R 1 , R 2 and R 3 are linear (C 4 ) alkyl, and R 4 is linear (C 8 ) alkyl, (C 12 ) alkyl or (C 16 ) alkyl. Most preferred. Also, when R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are hydroxyalkyl, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently selected from hydroxy (C 1 -C 2 ) alkyl. And most preferably, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are hydroxy (C 1 ) alkyl or hydroxymethyl moieties. Substituents on the aryl, preferably phenyl, moieties are sulfonyl; nitro; cyano; hydroxyl; hydroxyalkyl, alkoxy; alkoxyalkyl; halo (halo is preferably bromine or chlorine); haloalkyl; 1 -C 4) alkyl phosphonium, more preferably (C 3) alkyl phosphonium.
本発明の化合物の例は、ヘキサデシルトリブチルホスホニウムブロミド、トリブチルドデシルホスホニウムブロミド、トリブチル−ｎ−オクチルホスホニウムブロミド、テトラ−ｎ−オクチルホスホニウムブロミド、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムクロリド、テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリド、テトラフェニルホスホニウムブロミド、メチルトリフェニルホスホニウムブロミド、トリフェニルホスホニウムイリド、ベンジルトリフェニルホスホニウムブロミド、トリフェニル（ブロモメチル）ホスホニウムブロミド、［（ベンジルオキシ）メチル］（トリフェニル）ホスホニウムクロリド、イソプロピルトリフェニルホスホニウムブロミド、アリルトリフェニルホスホニウムクロリド、アセトニルトリフェニルホスホニウムクロリド、（３−アミノプロピル）（トリフェニル）ホスホニウムブロミド、テトラキス（ジエチルアミノ）ホスホニウムブロミド、トリブチル−２−４−ジクロロベンジル−ホスホニウムクロリド、エチルトリフェニルホスホニウムブロミド、トリフェニル（２−ピリジルメチル）ホスホニウムクロリド、トリブチル（１，３−ジオキソラン−２−イルメチル）ホスホニウムブロミド、１，３−プロパンジイル−ビス（トリプロピルホスホニウム）ジフルオリド及び１，３，５−トリス［（トリプロピルホスホニウム）メチル］ベンゼントリフルオリドである。本発明の好ましい化合物の例は、ヘキサデシルトリブチルホスホニウムブロミド、トリブチルドデシルホスホニウムブロミド、トリブチル−ｎ−オクチルホスホニウムブロミド、テトラ−ｎ−オクチルホスホニウムブロミド及びテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリドである。本発明の最も好ましい化合物は、ヘキサデシルトリブチルホスホニウムブロミド、トリブチルドデシルホスホニウムブロミド、トリブチル−ｎ−オクチルホスホニウムブロミド及びテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリドである。 Examples of compounds of the present invention include hexadecyltributylphosphonium bromide, tributyldodecylphosphonium bromide, tributyl-n-octylphosphonium bromide, tetra-n-octylphosphonium bromide, trihexyltetradecylphosphonium chloride, tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride, Tetraphenylphosphonium bromide, methyltriphenylphosphonium bromide, triphenylphosphonium ylide, benzyltriphenylphosphonium bromide, triphenyl (bromomethyl) phosphonium bromide, [(benzyloxy) methyl] (triphenyl) phosphonium chloride, isopropyltriphenylphosphonium bromide, Allyltriphenylphosphonium chloride, acetonyltriphenyl Sulfonium chloride, (3-aminopropyl) (triphenyl) phosphonium bromide, tetrakis (diethylamino) phosphonium bromide, tributyl-2--4-dichlorobenzyl-phosphonium chloride, ethyltriphenylphosphonium bromide, triphenyl (2-pyridylmethyl) Phosphonium chloride, tributyl (1,3-dioxolan-2-ylmethyl) phosphonium bromide, 1,3-propanediyl-bis (tripropylphosphonium) difluoride and 1,3,5-tris [(tripropylphosphonium) methyl] benzene trifluoro Lido. Examples of preferred compounds of the present invention are hexadecyltributylphosphonium bromide, tributyldodecylphosphonium bromide, tributyl-n-octylphosphonium bromide, tetra-n-octylphosphonium bromide and tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride. The most preferred compounds of the present invention are hexadecyltributylphosphonium bromide, tributyldodecylphosphonium bromide, tributyl-n-octylphosphonium bromide and tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、１０００ppm未満０ppm超、より好ましくは５ppm〜１０００ppm未満、なおより好ましくは５ppm〜５００ppm、さらにより好ましくは５ppm〜２５０ppm、最も好ましくは１０ppm〜１００ppmの本発明の第四級ホスホニウム化合物を含有する。 Preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition comprises, as an initial component, less than 1000 ppm, more than 0 ppm, more preferably 5 ppm to less than 1000 ppm, even more preferably 5 ppm to 500 ppm, and even more. Preferably it contains 5 ppm to 250 ppm, most preferably 10 ppm to 100 ppm of the quaternary phosphonium compounds of the present invention.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒を含有する。正のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒は、タングステンのディッシング及びエロージョンを悪化させ得るので、負のゼータ電位が好ましい。より好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、永久的な負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒を含有し、化学機械研磨組成物は、１〜７、好ましくは１．５〜４．５；より好ましくは１．５〜３．５；さらにより好ましくは２〜３のｐＨを有する。さらにより好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、永久的な負のゼータ電位を有するコロイダルシリカ砥粒を含有し、化学機械研磨組成物は、−０．１mV〜−２０mVのゼータ電位によって示された場合に、１〜７、好ましくは１．５〜４．５；より好ましくは１．５〜３．５；さらにより好ましくは２〜３のｐＨを有する。 Preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition contains a colloidal silica abrasive having a negative zeta potential. Negative zeta potential is preferred because colloidal silica abrasive grains having a positive zeta potential can worsen dishing and erosion of tungsten. More preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition contains a colloidal silica abrasive having a permanent negative zeta potential, and the chemical mechanical polishing composition has 1 to 7, preferably 1.5-4.5; more preferably 1.5-3.5; even more preferably 2-3. Even more preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition comprises a colloidal silica abrasive having a permanent negative zeta potential, wherein the chemical mechanical polishing composition comprises- A pH of 1-7, preferably 1.5-4.5; more preferably 1.5-3.5; even more preferably 2-3, as indicated by a zeta potential of 0.1 mV to -20 mV. Having.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、コロイダルシリカ砥粒を含有し、コロイダルシリカ砥粒は、動的光散乱技術によって測定した場合に、≦２００nm、好ましくは５〜１５０nm；より好ましくは１０〜１００nm；最も好ましくは２０〜６０nmの平均粒径を有する。 Preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition contains, as an initial component, colloidal silica abrasive grains, wherein the colloidal silica abrasive grains are measured by a dynamic light scattering technique. Preferably, it has an average particle size of ≦ 200 nm, preferably 5-150 nm; more preferably 10-100 nm; most preferably 20-60 nm.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、０．０１〜１０wt%、好ましくは０．０５〜７．５wt%、より好ましくは０．１〜５wt%、最も好ましくは０．２〜４wt%のコロイダルシリカ砥粒を含有する。好ましくは、コロイダルシリカ砥粒は、負のゼータ電位を有する。 Preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition comprises 0.01 to 10 wt%, preferably 0.05 to 7.5 wt%, more preferably 0.1 to 5 wt%. , Most preferably from 0.2 to 4% by weight of colloidal silica abrasive. Preferably, the colloidal silica abrasive has a negative zeta potential.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、ジカルボン酸、その塩又はそれらの混合物を含有し、ジカルボン酸は、マロン酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、マレイン酸、リンゴ酸、グルタル酸、酒石酸、それらの塩又はそれらの混合物を含むが、これらに限定されない。より好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、ジカルボン酸を含有し、ジカルボン酸は、マロン酸、シュウ酸、コハク酸、酒石酸、それらの塩及びそれらの混合物からなる群より選択される。さらにより好ましくは、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、ジカルボン酸を含有し、ジカルボン酸は、マロン酸、シュウ酸、コハク酸、それらの塩及びそれらの混合物からなる群より選択される。最も好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、ジカルボン酸であるマロン酸、その塩又はそれらの混合物を含有する。 Preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition contains, as an initial component, a dicarboxylic acid, a salt thereof, or a mixture thereof, and the dicarboxylic acid is malonic acid, oxalic acid, Including, but not limited to, succinic acid, adipic acid, maleic acid, malic acid, glutaric acid, tartaric acid, salts thereof, or mixtures thereof. More preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition contains a dicarboxylic acid as an initial component, and the dicarboxylic acid is malonic acid, oxalic acid, succinic acid, tartaric acid, or the like. And salts thereof and mixtures thereof. Even more preferably, the provided chemical mechanical polishing composition contains, as an initial component, a dicarboxylic acid, wherein the dicarboxylic acid is selected from the group consisting of malonic acid, oxalic acid, succinic acid, salts thereof and mixtures thereof. Is done. Most preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition contains, as an initial component, malonic acid which is a dicarboxylic acid, a salt thereof, or a mixture thereof.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、１〜２，６００ppm、好ましくは１００〜１，４００ppm、より好ましくは１２０〜１，３５０ppm、さらにより好ましくは１３０〜１，１００ppmのジカルボン酸、その塩又はそれらの混合物を含有し、ジカルボン酸は、マロン酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、マレイン酸、リンゴ酸、グルタル酸、酒石酸、それらの塩又はそれらの混合物を含むが、これらに限定されない。より好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、１〜２，６００ppmのジカルボン酸、その塩又はそれらの混合物を含有する。最も好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、初期成分として、１００〜１，４００ppm、より好ましくは１２０〜１，３５０ppm、さらにより好ましくは１３０〜１，３５０ppmのジカルボン酸であるマロン酸、その塩又はそれらの混合物を含有する。 Preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition comprises, as an initial component, 1 to 2,600 ppm, preferably 100 to 1,400 ppm, more preferably 120 to 1,350 ppm, Even more preferably, it contains 130 to 1,100 ppm of a dicarboxylic acid, a salt thereof or a mixture thereof, wherein the dicarboxylic acid is malonic acid, oxalic acid, succinic acid, adipic acid, maleic acid, malic acid, glutaric acid, tartaric acid, Including, but not limited to, their salts or mixtures thereof. More preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition contains, as an initial component, 1 to 2,600 ppm of a dicarboxylic acid, a salt thereof, or a mixture thereof. Most preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition comprises, as an initial component, 100 to 1,400 ppm, more preferably 120 to 1,350 ppm, still more preferably 130 to 1 ppm. , 350 ppm of the dicarboxylic acid malonic acid, its salts or mixtures thereof.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、１〜７のｐＨを有する。より好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、１．５〜４．５のｐＨを有する。さらにより好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、１．５〜３．５のｐＨを有する。最も好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、２〜３のｐＨを有する。 Preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition has a pH of 1-7. More preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition has a pH of 1.5 to 4.5. Even more preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition has a pH of 1.5 to 3.5. Most preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition has a pH of 2-3.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、ｐＨ調整剤を任意選択的に含有する。好ましくは、ｐＨ調整剤は、無機及び有機のｐＨ調整剤からなる群より選択される。好ましくは、ｐＨ調整剤は、無機酸及び無機塩基からなる群より選択される。より好ましくは、ｐＨ調整剤は、リン酸及び水酸化カリウムからなる群より選択される。最も好ましくは、ｐＨ調整剤は、水酸化カリウムである。 Preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition optionally contains a pH adjuster. Preferably, the pH adjuster is selected from the group consisting of inorganic and organic pH adjusters. Preferably, the pH adjuster is selected from the group consisting of an inorganic acid and an inorganic base. More preferably, the pH adjuster is selected from the group consisting of phosphoric acid and potassium hydroxide. Most preferably, the pH adjuster is potassium hydroxide.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨パッドは、当技術分野において公知の任意の好適な研磨パッドであることができる。当業者であれば、本発明の方法において使用するための適切な化学機械研磨パッドを選択することを知っている。より好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨パッドは、織布及び不織布の研磨パッドから選択される。さらにより好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨パッドは、ポリウレタン研磨層を含む。最も好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨パッドは、ポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含む。好ましくは、提供される化学機械研磨パッドは、研磨面上に少なくとも１つの溝を有する。 Preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing pad can be any suitable polishing pad known in the art. One skilled in the art knows to select a suitable chemical mechanical polishing pad for use in the method of the present invention. More preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing pad is selected from woven and non-woven polishing pads. Even more preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing pad comprises a polyurethane polishing layer. Most preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing pad comprises a polyurethane polishing layer containing polymeric hollow core microparticles and a polyurethane impregnated nonwoven subpad. Preferably, the provided chemical mechanical polishing pad has at least one groove on the polishing surface.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、提供される化学機械研磨パッドの研磨面上、化学機械研磨パッドと基板との間の界面又はその近くに分注される。 Preferably, in the method for polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition comprises a polishing surface of the provided chemical mechanical polishing pad, at or near an interface between the chemical mechanical polishing pad and the substrate. Dispensed.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨パッドと基板との間の界面に、研磨される基板の表面に対して垂直に０．６９〜３４．５kPaのダウンフォースで動的接触を生じさせる。 Preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the interface between the provided chemical mechanical polishing pad and the substrate has a down force of 0.69 to 34.5 kPa perpendicular to the surface of the substrate to be polished. Causes dynamic contact.
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、≧１，０００Å/min；好ましくは≧１，５００Å/min；より好ましくは≧２，０００Å/minのタングステン除去速度を有する。より好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される化学機械研磨組成物は、≧１，０００Å/min；好ましくは≧１，５００Å/min；より好ましくは≧２，０００Å/minのタングステン除去速度；及び≧５のＷ／ＴＥＯＳ選択比を有する。さらにより好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、タングステンは、≧１，０００Å/min；好ましくは≧１，５００Å/min；より好ましくは≧２，０００Å/minの除去速度；及び５〜２０のＷ／ＴＥＯＳ選択比で基板から除去される。最も好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、タングステンは、２００mm研磨機上、毎分８０回転のプラテン速度、毎分８１回転のキャリヤ速度、１２５mL/minの化学機械研磨組成物流量、２１．４kPaの公称ダウンフォースで、≧１，０００Å/min；好ましくは≧１，５００Å/min；より好ましくは≧２，０００Å/minの除去速度；及びＷ／ＴＥＯＳ選択比で基板から除去され；そして、化学機械研磨パッドは、ポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含む。 Preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition comprises: ≧ 1,000 ° / min; preferably ≧ 1,500 ° / min; more preferably ≧ 2,000 ° / min. Has a removal rate. More preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the provided chemical mechanical polishing composition comprises ≧ 1,000 ° / min; preferably ≧ 1,500 ° / min; more preferably ≧ 2,000 ° / min. And has a W / TEOS selectivity of ≧ 5. Even more preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, the tungsten may have a removal rate of ≧ 1,000 ° / min; preferably ≧ 1,500 ° / min; more preferably ≧ 2,000 ° / min; It is removed from the substrate at a W / TEOS selectivity of 20. Most preferably, in the method of polishing a substrate of the present invention, tungsten is deposited on a 200 mm polishing machine at a platen speed of 80 revolutions per minute, a carrier speed of 81 revolutions per minute, a chemical mechanical polishing composition flow rate of 125 mL / min, 21 Removed from the substrate at a nominal downforce of 4 kPa, a removal rate of ≧ 1,000 ° / min; preferably ≧ 1,500 ° / min; more preferably ≧ 2,000 ° / min; and a W / TEOS selectivity; The chemical mechanical polishing pad comprises a polyurethane polishing layer containing polymer hollow core microparticles and a polyurethane impregnated nonwoven subpad.
以下の実施例に説明するように、１０００ppm未満０超の濃度の厳選した第四級ホスホニウム化合物を含有する本発明のタングステンＣＭＰ法及び組成物は、タングステンのコロージョン速度を少なくとも低減することができる。 As described in the examples below, the tungsten CMP methods and compositions of the present invention containing carefully selected quaternary phosphonium compounds at concentrations of less than 1000 ppm and greater than 0 can at least reduce the corrosion rate of tungsten.
実施例１
第四級ホスホニウムスラリー配合物
表１に列挙した量の成分を残部であるＤＩ水と合わせ、４５wt% 水酸化カリウムで組成物のｐＨを表１に列挙した最終ｐＨに調整することによって、この実施例の化学機械研磨組成物を調製した。
Example 1
Quaternary Phosphonium Slurry Formulation This is accomplished by combining the ingredients in the amounts listed in Table 1 with the balance DI water and adjusting the pH of the composition to the final pH listed in Table 1 with 45 wt% potassium hydroxide. Example chemical mechanical polishing compositions were prepared.
実施例２
第四級ホスホニウムＣＭＰスラリーのコロージョン速度抑制性能
Ｗブランケットウェーハ（１cm×４cm）をスラリー試料１５ｇ中に浸漬することによってコロージョン試験を実施した。１０分後、Ｗウェーハを試験スラリーから取り出した。その後、溶液を９，０００rpmで２０分間遠心分離して、スラリー粒子を除去した。上清をＩＣＰ−ＯＥＳによって分析して、タングステンの重量を決定した。４cm2のエッチングウェーハ表面積を仮定して、Ｗの質量からコロージョン速度（Å/min）を換算した。コロージョン試験の結果は、表２である。
Example 2
Corrosion Rate Suppressing Performance of Quaternary Phosphonium CMP Slurry A corrosion test was performed by immersing a W blanket wafer (1 cm × 4 cm) in 15 g of a slurry sample. After 10 minutes, the W wafer was removed from the test slurry. Thereafter, the solution was centrifuged at 9,000 rpm for 20 minutes to remove slurry particles. The supernatant was analyzed by ICP-OES to determine the weight of tungsten. Assuming an etched wafer surface area of 4 cm 2, the corrosion rate (Å / min) was calculated from the mass of W. Table 2 shows the results of the corrosion test.
全体的に見て、コロージョン速度試験の結果は、第四級ホスホニウム化合物を含有する化学機械研磨スラリーが、第四級ホスホニウム化合物を除いた対照（ＣＳ１）と対比して、Ｗ含有ウェーハにおけるコロージョンを効果的に低減することを示した。 Overall, the results of the corrosion rate test show that the chemical-mechanical polishing slurry containing the quaternary phosphonium compound showed corrosion in the W-containing wafer as compared to the control without the quaternary phosphonium compound (CS1). It was shown to be effectively reduced.
実施例３
第四級ホスホニウムスラリー配合物
表３に列挙した量の成分を残部であるＤＩ水と合わせ、４５wt% 水酸化カリウムで組成物のｐＨを表３に列挙した最終ｐＨに調整することによって、この実施例の化学機械研磨組成物を調製した。
Example 3
Quaternary Phosphonium Slurry Formulation This is accomplished by combining the components listed in Table 3 with the balance of DI water and adjusting the pH of the composition to the final pH listed in Table 3 with 45 wt% potassium hydroxide. Example chemical mechanical polishing compositions were prepared.
実施例４
化学機械研磨−第四級ホスホニウムＣＭＰスラリーのディッシング及びエロージョン性能
Applied Materialsの２００mm MIRRA（登録商標）研磨機に設置した２００mmのブランケットウェーハ上で研磨実験を実施した。研磨除去速度実験は、Novellusからの２００mmのブランケット１５kÅ厚のＴＥＯＳシートウェーハ及びWaferNet Inc.、Silicon Valley Microelectronicsから市販されているＷブランケットウェーハ上で実施した。別途指定しない限り、全ての研磨実験は、SP2310サブパッドと合わせたIC1010（商標）ポリウレタン研磨パッド（Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.から市販）を使用して、２１．４kPa（３．１psi）の典型的なダウン圧、１２５mL/minの化学機械研磨組成物流量、８０rpmのテーブル回転速度及び８１rpmのキャリヤ回転速度で実施した。Kinik PDA33A-3ダイアモンドパッドコンディショナー（Kinik Companyから市販）を使用して、研磨パッドをドレッシングした。研磨パッドを、コンディショナーにより、８０rpm（プラテン）／３６rpm（コンディショナー）で、９．０lb（４．１kg）のダウンフォースを使用して１５分間、７．０lb（３．２kg）のダウンフォースを使用して１５分間慣らした。研磨の前に、７lb（３．２kg）のダウンフォースを使用して２４秒間、研磨パッドをエクスサイチューでさらにコンディショニングした。研磨の前後で、KLA-Tencor FX200計測ツールを使用して膜厚を測定することによって、ＴＥＯＳエロージョン深さを決定した。KLA-Tencor RS100C計測ツールを使用して、Ｗ除去及びディッシング速度を決定した。ウェーハは、表４Ａ及び４Ｂに示すような様々な標準ライン幅形状を有していた。この実施例の表中、分子はＷを指し、分母はＴＥＯＳを指す。
Example 4
Chemical mechanical polishing-dishing and erosion performance of quaternary phosphonium CMP slurries
Polishing experiments were performed on 200 mm blanket wafers installed on a 200 mm MIRRA® polisher from Applied Materials. Abrasion removal rate experiments were performed on 200 mm blankets, 15 Km thick TEOS sheet wafers from Novellus and W blanket wafers, commercially available from WaferNet Inc., Silicon Valley Microelectronics. Unless otherwise specified, all polishing experiments were performed using an IC1010 ™ polyurethane polishing pad (commercially available from Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.) with an SP2310 subpad, typically at 21.4 kPa (3.1 psi). At a typical down pressure, a chemical mechanical polishing composition flow rate of 125 mL / min, a table rotation speed of 80 rpm and a carrier rotation speed of 81 rpm. The polishing pad was dressed using a Kinik PDA33A-3 diamond pad conditioner (commercially available from Kinik Company). The polishing pad was conditioned with a conditioner at 80 rpm (platen) / 36 rpm (conditioner) using a 9.0 lb (4.1 kg) downforce for 15 minutes using a 7.0 lb (3.2 kg) downforce. For 15 minutes. Prior to polishing, the polishing pad was further conditioned ex situ using a 7 lb (3.2 kg) downforce for 24 seconds. Before and after polishing, TEOS erosion depth was determined by measuring film thickness using a KLA-Tencor FX200 metrology tool. W removal and dishing rates were determined using a KLA-Tencor RS100C measurement tool. The wafers had various standard line width shapes as shown in Tables 4A and 4B. In the tables of this example, the numerator refers to W and the denominator refers to TEOS.
全体的に見て、第四級ホスホニウム化合物は、表に開示した形状で、対照の研磨組成物に照らして、減少したタングステンのディッシング及びＴＥＯＳのエロージョンを示した。 Overall, the quaternary phosphonium compounds showed reduced tungsten dishing and TEOS erosion in the form disclosed in the table, in comparison to the control polishing composition.
実施例５
第四級ホスホニウムスラリー配合物
表５に列挙した量の成分を残部であるＤＩ水と合わせ、４５wt% 水酸化カリウムで組成物のｐＨを表５に列挙した最終ｐＨに調整することによって、この実施例の化学機械研磨組成物を調製した。
Example 5
Quaternary Phosphonium Slurry Formulation This is accomplished by combining the components listed in Table 5 with the balance of DI water and adjusting the pH of the composition to the final pH listed in Table 5 with 45 wt% potassium hydroxide. Example chemical mechanical polishing compositions were prepared.
実施例６
化学機械研磨−第四級ホスホニウムＣＭＰスラリーのディッシング及びエロージョン性能
スラリー配合物：ＣＳ３（対照）、Ｓ１９及びＳ２０について、化学機械研磨の工程、パラメーター並びにＷ及びＴＥＯＳのディッシング及びエロージョンを試験するためのＷ及びＴＥＯＳのウェーハ基板は、それぞれ、上記実施例４に記載したものと実質的に同じであった。結果を表６Ａ及び６Ｂに開示する。この実施例の表中、分子はＷを指し、分母はＴＥＯＳを指す。
Example 6
Chemical mechanical polishing-dishing and erosion performance of quaternary phosphonium CMP slurries Slurry formulations: CS3 (control), S19 and S20, chemical mechanical polishing steps, parameters and W to test dishing and erosion of W and TEOS And the wafer substrates of TEOS were substantially the same as those described in Example 4 above, respectively. The results are disclosed in Tables 6A and 6B. In the tables of this example, the numerator refers to W and the denominator refers to TEOS.
全体的に見て、第四級ホスホニウム化合物Ｐ［６，６，６，１４］を研磨組成物中に含むときに、タングステンのディッシング及びＴＥＯＳのエロージョンは低減された。最良の結果は、１００／１００μm、５０／５０μm及び１０／１０μmのより大きい形状で達成された。 Overall, dishing of tungsten and erosion of TEOS were reduced when the quaternary phosphonium compound P [6,6,6,14] was included in the polishing composition. The best results were achieved with larger features of 100/100 μm, 50/50 μm and 10/10 μm.
実施例７
Ｗ、ＴＥＯＳの除去速度及びＷ、ＴＥＯＳの最大研磨温度
Ｗ及びＴＥＯＳの除去速度についての研磨実験は、実質的に実施例４に記載の通り、同じ装置及びパラメーターを使用して実施した。ウェーハは、WaferNet Inc.又はSilicon Valley Microelectronicsのものであった。結果は、表７である。
Example 7
Polishing experiments for W, TEOS removal rate and W, TEOS maximum polishing temperature W and TEOS removal rates were performed using substantially the same equipment and parameters as described in Example 4. Wafers were from WaferNet Inc. or Silicon Valley Microelectronics. The results are shown in Table 7.
本発明の第四級ホスホニウム化学機械研磨組成物は、２０００Å/minを超える全体的に良好なＷ ＲＲ及び良好なＷ／ＴＥＯＳ選択比を示した。
The quaternary phosphonium chemical-mechanical polishing composition of the present invention exhibited an overall good WRR and good W / TEOS selectivity of over 2000 ° / min.
実施例８
第四級ホスホニウムスラリー配合物及び安定性試験
表８Ａに列挙した量の成分を残部であるＤＩ水と合わせ、４５wt% 水酸化カリウムで組成物のｐＨを表８Ａに列挙した最終ｐＨに調整することによって、この実施例の化学機械研磨組成物を調製した。
Example 8
Quaternary Phosphonium Slurry Formulation and Stability Test Combine the ingredients listed in Table 8A with the balance DI water and adjust the pH of the composition to the final pH listed in Table 8A with 45 wt% potassium hydroxide. Thus, the chemical mechanical polishing composition of this example was prepared.
コロイダルシリカ砥粒の平均粒径を以下の表８Ｂにゼータ電位と共に示す。ゼータ電位を、調合した２４時間後、スラリー毎に、ゼータ電位を測定するためのMatec ESA9800ゼータ音響分析装置（Matec Applied Sciencesから市販）を使用して測定した。各スラリー試料をカップに入れ、プローブを使用してゼータ電位を測定した。試料毎に５つの測定値を取得し、試料毎に平均ゼータ電位を決定した。スラリー毎の平均は、表８Ｂである。 The average particle size of the colloidal silica abrasive is shown in Table 8B below along with the zeta potential. Zeta potential was measured for each slurry 24 hours after formulation using a Matec ESA9800 zeta acoustic analyzer (commercially available from Matec Applied Sciences) for measuring zeta potential. Each slurry sample was placed in a cup and the zeta potential was measured using a probe. Five measurements were taken for each sample and the average zeta potential was determined for each sample. The average for each slurry is in Table 8B.
１０００ppm及び１５００ppmの濃度のＰ［１，１，１，１］の粒子凝集の兆候はなかったが、コロイダルシリカ粒子は、（−）ゼータ電位から（＋）ゼータ電位へ変化し、このことは、１０００ppm及び１５００ppmのＰ［１，１，１，１］を含有するＣＭＰ組成物の不安定性を示している。 Although there was no sign of particle aggregation of P [1,1,1,1] at concentrations of 1000 ppm and 1500 ppm, the colloidal silica particles changed from (−) zeta potential to (+) zeta potential, 9 illustrates the instability of a CMP composition containing 1000 ppm and 1500 ppm of P [1,1,1,1].
実施例９
第四級ホスホニウムスラリー配合物及び安定性試験
表９Ａに列挙した量の成分を残部であるＤＩ水と合わせ、４５wt% 水酸化カリウムで組成物のｐＨを表９Ａに列挙した最終ｐＨに調整することによって、この実施例の化学機械研磨組成物を調製した。
Example 9
Quaternary phosphonium slurry formulation and stability test Combine the ingredients in the amounts listed in Table 9A with the balance DI water and adjust the pH of the composition to the final pH listed in Table 9A with 45 wt% potassium hydroxide. Thus, the chemical mechanical polishing composition of this example was prepared.
コロイダルシリカ砥粒の平均粒径を以下の表９Ｂにゼータ電位と共に示す。ゼータ電位を、実施例８に上記したようにMatec ESA9800ゼータ音響分析装置を使用して測定した。スラリー毎の平均ゼータ電位は、表９Ｂである。 The average particle size of the colloidal silica abrasive is shown in Table 9B below along with the zeta potential. Zeta potential was measured using a Matec ESA9800 zeta acoustic analyzer as described above in Example 8. The average zeta potential for each slurry is shown in Table 9B.
コロイダルシリカ粒子のゼータ電位が（−）電位から（＋）電位へ変化することに加えて、１０００ppm及び１５００ppmの濃度のＰ［４，４，４，１６］の粒径の大きな増加は、粒子の重度の凝集があることを示した。また、両方のＰ［４，４，４，１６］濃度で析出が観察された。１０００ppm及び１５００ppmの濃度のＰ［４，４，４，１６］のＣＭＰ配合物は、不安定であった。 In addition to the change in the zeta potential of the colloidal silica particles from the (-) potential to the (+) potential, a large increase in the particle size of P [4,4,4,16] at concentrations of 1000 ppm and 1500 ppm indicates that It indicated that there was severe aggregation. Precipitation was observed at both P [4,4,4,16] concentrations. CMP formulations of P [4,4,4,16] at concentrations of 1000 ppm and 1500 ppm were unstable.
実施例１０（比較）
第四級ホスホニウム水酸化物塩スラリー配合物
表１０に列挙した量の成分を残部であるＤＩ水と合わせ、４５wt% 水酸化カリウムで組成物のｐＨを表１０に列挙した最終ｐＨに調整することによって、この比較例の化学機械研磨組成物を調製した。
Example 10 (comparison)
Quaternary phosphonium hydroxide salt slurry formulation Combine the ingredients in the amounts listed in Table 10 with the balance DI water and adjust the pH of the composition to the final pH listed in Table 10 with 45 wt% potassium hydroxide. Thus, a chemical mechanical polishing composition of this comparative example was prepared.
実施例１１（比較）
第四級ホスホニウム水酸化物塩ＣＭＰスラリーのコロージョン速度抑制性能
上記実施例２に記載の手順に従って、Ｗブランケットウェーハ（１cm×４cm）をスラリー試料１５ｇ中に浸漬することによって、表１０に開示されるＣＭＰ比較スラリーについてコロージョン試験を実施した。結果を表１１に開示する。
Example 11 (comparison)
Corrosion Rate Suppressing Performance of Quaternary Phosphonium Hydroxide CMP Slurry Disclosed in Table 10 by immersing a W blanket wafer (1 cm × 4 cm) in 15 g of a slurry sample according to the procedure described in Example 2 above. A corrosion test was performed on the CMP comparative slurry. The results are disclosed in Table 11.
表１１の結果は、第四級ホスホニウム化合物Ｐ［４，４，４，４］の水酸化物塩がスラリーのコロージョン速度を増加させたことを示す。 The results in Table 11 show that the hydroxide salt of the quaternary phosphonium compound P [4,4,4,4] increased the corrosion rate of the slurry.
実施例１２（比較）
第四級ホスホニウム水酸化物塩スラリー配合物及び安定性試験
表１２Ａに列挙した量の成分を残部であるＤＩ水と合わせ、４５wt% 水酸化カリウムで組成物のｐＨを表１２Ａに列挙した最終ｐＨに調整することによって、この実施例の化学機械研磨組成物を調製した。
Example 12 (comparison)
Quaternary phosphonium hydroxide salt slurry formulation and stability test Combine the ingredients listed in Table 12A with the balance DI water and adjust the pH of the composition with 45 wt% potassium hydroxide to the final pH listed in Table 12A. To prepare the chemical mechanical polishing composition of this example.
コロイダルシリカ砥粒の平均粒径を以下の表１２Ｂにゼータ電位と共に示す。比較スラリーのゼータ電位を、実施例８に上記したようにMatec ESA9800ゼータ音響分析装置を使用して測定した。ゼータ電位の平均値は、表１２Ｂである。 The average particle size of the colloidal silica abrasive is shown in Table 12B below along with the zeta potential. The zeta potential of the comparative slurry was measured using a Matec ESA9800 zeta acoustic analyzer as described above in Example 8. The average value of the zeta potential is shown in Table 12B.
Ｐ［４，４，４，４］の粒子凝集の兆候はなかったが、コロイダルシリカ粒子を全ての４種の濃度のＰ［４，４，４，４］と混合した実質的に直後に、コロイダルシリカ粒子は、（−）ゼータ電位から（＋）ゼータ電位へ変化し、したがって、このことは、スラリーの不安定性を示している。 Although there was no sign of particle aggregation of P [4,4,4,4], substantially immediately after mixing the colloidal silica particles with all four concentrations of P [4,4,4,4], The colloidal silica particles change from (-) zeta potential to (+) zeta potential, thus indicating slurry instability.
Claims (9)
タングステン及び誘電体を含む基板を提供すること；
初期成分として：
水；
酸化剤；
コロイダルシリカ砥粒；
ジカルボン酸、その塩又はそれらの混合物、
鉄（ＩＩＩ）イオン源；及び
任意選択的にｐＨ調整剤；
１０００ppm未満０ppm超の量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐のアルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシアルキル；直鎖もしくは分岐のアルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノアルキル；直鎖もしくは分岐のハロアルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシアルキル；アセトニル；アリル；置換もしくは非置換のアリール；置換もしくは非置換のアリールアルキル；置換もしくは非置換のアリールアルコキシ；ホスホニウムアルキル部分；又は複素環式アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、ハロゲン化物イオン又は水酸化物イオンである］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、化学機械研磨組成物を提供すること；
研磨面を有する化学機械研磨パッドを提供すること；
化学機械研磨パッドと基板との間の界面に動的接触を生じさせること；並びに
化学機械研磨パッドの研磨面上、化学機械研磨パッドと基板との間の界面又はその近くに化学機械研磨組成物を分注して、タングステンの少なくとも一部を除去することを含む、方法。 A method for chemical mechanical polishing tungsten:
Providing a substrate comprising tungsten and a dielectric;
As an initial component:
water;
Oxidant;
Colloidal silica abrasive;
A dicarboxylic acid, a salt thereof, or a mixture thereof;
An iron (III) ion source; and optionally a pH adjuster;
A quaternary phosphonium compound in an amount of less than 1000 ppm and greater than 0 ppm, comprising a compound of the formula:
Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched alkyl; linear or branched hydroxyalkyl; linear or branched alkoxy; linear or branched Linear or branched haloalkyl; linear or branched carboxyalkyl; acetonyl; allyl; substituted or unsubstituted aryl; substituted or unsubstituted arylalkyl; substituted or unsubstituted arylalkoxy; phosphonium alkyl moiety; Including a heterocyclic alkyl moiety, provided that R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are not all simultaneously hydrogen and are not all simultaneously butyl; and X − is a halide ion or water. A quaternary phosphonium compound having an oxide ion]. That;
Providing a chemical mechanical polishing pad having a polishing surface;
Creating dynamic contact at the interface between the chemical mechanical polishing pad and the substrate; and the chemical mechanical polishing composition on the polishing surface of the chemical mechanical polishing pad, at or near the interface between the chemical mechanical polishing pad and the substrate. Dispensing to remove at least a portion of the tungsten.
水；
０．０１〜１０wt%の酸化剤（酸化剤は、過酸化水素である）；
０．０１〜１０wt%のコロイダルシリカ砥粒；
１〜１，４００ppmのジカルボン酸、その塩又はそれらの混合物（ジカルボン酸、その塩又はそれらの混合物は、マロン酸、その塩又はそれらの混合物である）；
１００〜１，０００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオン源（鉄（ＩＩＩ）イオン源は、硝酸第二鉄九水和物である）；及び、
任意選択的にｐＨ調整剤；
（化学機械研磨組成物は、１〜７のｐＨを有する）；並びに
５ppm〜５００ppmの量の第四級ホスホニウム化合物であって、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４が、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ１６）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシ；（Ｃ２−Ｃ４）アルキルホスホニウム部分；又は複素環式（Ｃ１−Ｃ３）アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４が全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−が、臭化物、塩化物又はフッ化物である第四級ホスホニウム化合物を含む、請求項１に記載の方法。 The provided chemical mechanical polishing composition comprises, as an initial component:
water;
0.01-10 wt% oxidizing agent (oxidizing agent is hydrogen peroxide);
0.01 to 10 wt% colloidal silica abrasive;
1 to 1,400 ppm of a dicarboxylic acid, a salt thereof, or a mixture thereof (the dicarboxylic acid, a salt thereof, or a mixture thereof is malonic acid, a salt thereof, or a mixture thereof);
100 to 1,000 ppm of an iron (III) ion source (the iron (III) ion source is ferric nitrate nonahydrate); and
Optionally a pH adjuster;
(The chemical mechanical polishing composition has a pH of 1 to 7); and a quaternary phosphonium compound in an amount of 5 ppm to 500 ppm, wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently: Hydrogen; linear or branched (C 1 -C 16 ) alkyl; linear or branched hydroxy (C 1 -C 4 ) alkyl; linear or branched (C 1 -C 4 ) alkoxy; linear or branched Amino (C 1 -C 4 ) alkyl; linear or branched halo (C 1 -C 4 ) alkyl; linear or branched carboxy (C 1 -C 4 ) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl; substituted or unsubstituted substituted phenyl (C 1 -C 4) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1 -C 4) alkoxy; (C 2 -C 4) alkyl phosphonium moiety; or heterocyclic (C 1 -C 3 ) containing an alkyl moiety, provided that R 1 , R 2 , R 3 , R 4 are not all simultaneously hydrogen and all are not simultaneously butyl; and X − is bromide, chloride or fluorine. 2. The method of claim 1, comprising a quaternary phosphonium compound that is a chloride.
水；
１〜３wt%の酸化剤（酸化剤は、過酸化水素である）；
０．２〜４wt%のコロイダルシリカ砥粒；
１２０〜１，３５０ppmのジカルボン酸（ジカルボン酸は、マロン酸又はその塩である）；
２５０〜４００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオン源（鉄（ＩＩＩ）イオン源は、硝酸第二鉄九水和物である）；及び
任意選択的にｐＨ調整剤；
（化学機械研磨組成物は、２〜３のｐＨを有する）；並びに
１０ppm〜１００ppmの量の第四級ホスホニウム化合物であって、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４が、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ４−Ｃ１６）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル；又は置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルキルを含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４が全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−が、臭化物又は塩化物である第四級ホスホニウム化合物を含む、請求項１に記載の方法。 The provided chemical mechanical polishing composition comprises, as an initial component:
water;
1 to 3 wt% oxidizer (oxidizer is hydrogen peroxide);
0.2-4 wt% colloidal silica abrasive;
120-1350 ppm dicarboxylic acid (the dicarboxylic acid is malonic acid or a salt thereof);
250-400 ppm of a source of iron (III) ions (the source of iron (III) ions is ferric nitrate nonahydrate); and optionally a pH adjuster;
(The chemical-mechanical polishing composition has a pH of 2-3); and a quaternary phosphonium compound in an amount of 10 ppm to 100 ppm, wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently: Hydrogen; linear or branched (C 4 -C 16 ) alkyl; linear or branched hydroxy (C 1 -C 4 ) alkyl; linear or branched amino (C 1 -C 4 ) alkyl; linear or branched including substituted or unsubstituted phenyl (C 1 -C 4) alkyl; halo (C 1 -C 4) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl where, R 1, R 2, R 3, R 4 but all not hydrogen simultaneously, and all, rather than butyl same time; and, X - comprises a quaternary phosphonium compound is a bromide or chloride process according to claim 1.
水；
酸化剤；
コロイダルシリカ砥粒；
ジカルボン酸、
鉄（ＩＩＩ）イオン源；及び
任意選択的にｐＨ調整剤；
１０００ppm未満０ppm超の量の第四級ホスホニウム化合物であって、式：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素；直鎖もしくは分岐のアルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシアルキル；直鎖もしくは分岐のアルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノアルキル；直鎖もしくは分岐のハロアルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシアルキル；アセトニル；置換もしくは非置換のアリール；置換もしくは非置換のアリールアルキル；置換もしくは非置換のフェニルアルコキシ；アリル；ホスホニウムアルキル部分；又は複素環式アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−は、ハロゲン化物イオン又は水酸化物イオンである］を有する第四級ホスホニウム化合物を含む、組成物。 A composition for chemical mechanical polishing of tungsten, comprising:
water;
Oxidant;
Colloidal silica abrasive;
Dicarboxylic acid,
An iron (III) ion source; and optionally a pH adjuster;
A quaternary phosphonium compound in an amount of less than 1000 ppm and greater than 0 ppm, comprising a compound of the formula:
Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; linear or branched alkyl; linear or branched hydroxyalkyl; linear or branched alkoxy; linear or branched Straight-chain or branched haloalkyl; straight-chain or branched carboxyalkyl; acetonyl; substituted or unsubstituted aryl; substituted or unsubstituted arylalkyl; substituted or unsubstituted phenylalkoxy; allyl; Including a heterocyclic alkyl moiety, provided that R 1 , R 2 , R 3 , R 4 are not all simultaneously hydrogen and are not all simultaneously butyl; and X − is a halide ion or water. Which is an oxide ion].
水；
０．０１〜１０wt%の酸化剤（酸化剤は、過酸化水素である）；
０．０１〜１０wt%のコロイダルシリカ砥粒（コロイダルシリカ砥粒は、負のゼータ電位を有する）；
１００〜１，４００ppmのジカルボン酸、その塩又はそれらの混合物（ジカルボン酸、その塩又はそれらの混合物は、マロン酸、その塩又はそれらの混合物である）；
１００〜１，０００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオン源（鉄（ＩＩＩ）イオン源は、硝酸第二鉄九水和物である）；
任意選択的にｐＨ調整剤、
（化学機械研磨組成物は、１〜７のｐＨを有する）；並びに
５〜５００ppmの量の第四級ホスホニウム化合物であって、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４が、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ１６）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシ；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のカルボキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシ；（Ｃ２−Ｃ４）アルキルホスホニウム部分；又は複素環式（Ｃ１−Ｃ３）アルキル部分を含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４が全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−が、臭化物、塩化物又はフッ化物である第四級ホスホニウム化合物を含む、タングステンのための化学機械研磨組成物。 8. The composition according to claim 7, wherein:
water;
0.01-10 wt% oxidizing agent (oxidizing agent is hydrogen peroxide);
0.01 to 10 wt% colloidal silica abrasive (colloidal silica abrasive has a negative zeta potential);
100 to 1,400 ppm of a dicarboxylic acid, a salt thereof, or a mixture thereof (the dicarboxylic acid, a salt thereof, or a mixture thereof is malonic acid, a salt thereof, or a mixture thereof);
100-1,000 ppm iron (III) ion source (the iron (III) ion source is ferric nitrate nonahydrate);
Optionally a pH adjuster,
(The chemical-mechanical polishing composition has a pH of 1 to 7); and a quaternary phosphonium compound in an amount of 5 to 500 ppm, wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently: Hydrogen; linear or branched (C 1 -C 16 ) alkyl; linear or branched hydroxy (C 1 -C 4 ) alkyl; linear or branched (C 1 -C 4 ) alkoxy; linear or branched Amino (C 1 -C 4 ) alkyl; linear or branched halo (C 1 -C 4 ) alkyl; linear or branched carboxy (C 1 -C 4 ) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl; substituted or unsubstituted substituted phenyl (C 1 -C 4) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl (C 1 -C 4) alkoxy; (C 2 -C 4) alkyl phosphonium moiety; or heterocyclic (C 1 -C 3 ) Comprising an alkyl moiety, provided that R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are not all hydrogen and not all butyl simultaneously; and X − is bromide, chloride or fluoride. A chemical mechanical polishing composition for tungsten comprising a quaternary phosphonium compound that is:
水；
１〜３wt%の酸化剤（酸化剤は、過酸化水素である）；
０．２〜４wt%のコロイダルシリカ砥粒（コロイダルシリカ砥粒は、負のゼータ電位を有する）；
１２０〜１，３５０ppmのジカルボン酸、その塩又はそれらの混合物（ジカルボン酸、その塩又はそれらの混合物は、マロン酸、その塩又はそれらの混合物である）；
２５０〜４００ppmの鉄（ＩＩＩ）イオン源（鉄（ＩＩＩ）イオン源は、硝酸第二鉄九水和物である）；
任意選択的にｐＨ調整剤、
（化学機械研磨組成物は、２〜３のｐＨを有する）；並びに
１０〜１００ppmの量の第四級ホスホニウム化合物であって、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４が、独立して、水素；直鎖もしくは分岐の（Ｃ４−Ｃ１６）アルキル；直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のアミノ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；直鎖もしくは分岐のハロ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル；置換もしくは非置換のフェニル；又は置換もしくは非置換のフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルキルを含むが；但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４が全て、同時に水素ではなく、かつ、全て、同時にブチルではなく；そして、Ｘ−が、臭化物又は塩化物である１０ppm〜１００ppmの量の第四級ホスホニウム化合物を含む、タングステンのための化学機械研磨組成物。 8. The composition according to claim 7, wherein:
water;
1 to 3 wt% oxidizer (oxidizer is hydrogen peroxide);
0.2-4 wt% colloidal silica abrasive (colloidal silica abrasive has a negative zeta potential);
120 to 1,350 ppm of a dicarboxylic acid, a salt thereof, or a mixture thereof (the dicarboxylic acid, a salt thereof, or a mixture thereof is malonic acid, a salt thereof, or a mixture thereof);
250-400 ppm iron (III) ion source (the iron (III) ion source is ferric nitrate nonahydrate);
Optionally a pH adjuster,
(The chemical-mechanical polishing composition has a pH of 2-3); and a quaternary phosphonium compound in an amount of 10-100 ppm, wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently: Hydrogen; linear or branched (C 4 -C 16 ) alkyl; linear or branched hydroxy (C 1 -C 4 ) alkyl; linear or branched amino (C 1 -C 4 ) alkyl; linear or branched including substituted or unsubstituted phenyl (C 1 -C 4) alkyl; halo (C 1 -C 4) alkyl; substituted or unsubstituted phenyl where, R 1, R 2, R 3, R 4 but all not hydrogen simultaneously, and all, rather than butyl same time; and, X - comprises a quaternary phosphonium compound in an amount of 10ppm~100ppm is bromide or chloride, chemistry for tungsten械 polishing composition.
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