JP4320375B2 - 添加剤組成物、これを含むスラリー組成物及び研磨方法 - Google Patents
添加剤組成物、これを含むスラリー組成物及び研磨方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4320375B2 JP4320375B2 JP2003544137A JP2003544137A JP4320375B2 JP 4320375 B2 JP4320375 B2 JP 4320375B2 JP 2003544137 A JP2003544137 A JP 2003544137A JP 2003544137 A JP2003544137 A JP 2003544137A JP 4320375 B2 JP4320375 B2 JP 4320375B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acid
- polishing
- average molecular
- slurry composition
- composition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 309
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims description 254
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title claims description 177
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 53
- 239000000654 additive Substances 0.000 title description 101
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title description 100
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 99
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical group N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 99
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 98
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 90
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 85
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 66
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 claims description 57
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 54
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 claims description 53
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 53
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 53
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 claims description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 26
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- XJRBAMWJDBPFIM-UHFFFAOYSA-N methyl vinyl ether Chemical compound COC=C XJRBAMWJDBPFIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229920005603 alternating copolymer Polymers 0.000 claims description 19
- -1 poly (methylvinyl Chemical group 0.000 claims description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 19
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 claims description 10
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 claims description 10
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 6
- 229920001446 poly(acrylic acid-co-maleic acid) Polymers 0.000 claims description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229940126062 Compound A Drugs 0.000 claims 1
- NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N Heterophylliin A Natural products O1C2COC(=O)C3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C3=C(O)C(O)=C(O)C=C3C(=O)OC2C(OC(=O)C=2C=C(O)C(O)=C(O)C=2)C(O)C1OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims 1
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 26
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 23
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 20
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 20
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 12
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 11
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 11
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 9
- VDZOOKBUILJEDG-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC VDZOOKBUILJEDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 7
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-O triethylammonium ion Chemical compound CC[NH+](CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- QEMXHQIAXOOASZ-UHFFFAOYSA-N tetramethylammonium Chemical class C[N+](C)(C)C QEMXHQIAXOOASZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229940073455 tetraethylammonium hydroxide Drugs 0.000 description 2
- LRGJRHZIDJQFCL-UHFFFAOYSA-M tetraethylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CC[N+](CC)(CC)CC LRGJRHZIDJQFCL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- LPSKDVINWQNWFE-UHFFFAOYSA-M tetrapropylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CCC[N+](CCC)(CCC)CCC LPSKDVINWQNWFE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/31051—Planarisation of the insulating layers
- H01L21/31053—Planarisation of the insulating layers involving a dielectric removal step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
- C08L101/02—Compositions of unspecified macromolecular compounds characterised by the presence of specified groups, e.g. terminal or pendant functional groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
- C09G1/00—Polishing compositions
- C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Description
本発明は、スラリー用添加剤組成物、これを含むスラリー組成物及び研磨方法に関するものである。より詳細には、本発明は、重合体酸の塩を含むスラリー用添加剤組成物と、前記スラリー用添加剤組成物を含むスラリー組成物及び前記スラリー組成物を用いる化学機械的研磨方法に関するものである。
コンピュータ等のような情報媒体が急速に普及されるにつれて、半導体装置も飛躍的に発展している。その機能面において、前記半導体装置は高速に動作すると共に、大容量の記憶能力及び高集積度を有するものが要求される。従って、前記半導体装置は、集積度、信頼度及び応答速度等を向上させる方向に製造技術が発展している。
前記集積度等の向上のための製造技術としては、１９８０年代に開発された化学機械的研磨（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ；以下、ＣＭＰ）が例として挙げられる。前記研磨技術は、基板上に形成した膜の表面を研磨して前記膜の表面を平坦化させる技術である。前記研磨技術は、例えば、シャロートレンチ素子分離（ｓｈａｌｌｏｗ ｔｒｅｎｃｈ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ；以下、ＳＴＩ）構造物の製造に用いられている。
前記集積度等の向上のための製造技術としては、１９８０年代に開発された化学機械的研磨（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ；以下、ＣＭＰ）が例として挙げられる。前記研磨技術は、基板上に形成した膜の表面を研磨して前記膜の表面を平坦化させる技術である。前記研磨技術は、例えば、シャロートレンチ素子分離（ｓｈａｌｌｏｗ ｔｒｅｎｃｈ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ；以下、ＳＴＩ）構造物の製造に用いられている。
前記研磨技術を適用したＳＴＩ構造物の製造に対する例は、特許文献１に開示されている。
図１Ａ乃至図１Ｅは、前記研磨技術を適用したＳＴＩ構造物の製造方法を示すための断面図である。
図１Ａを参照すると、シリコン材質からなる基板１０の上部にトレンチ１２を形成する。前記トレンチ１２は、フォトレジストパターンをエッチングマスクとして用いるフォトリソグラフィ工程を通じて形成される。
図１Ｂを参照すると、前記トレンチ１２及び基板１０上に研磨阻止層１４を連続的に形成する。研磨阻止層１４は、主に窒化シリコン物質からなる窒化シリコン層である。前記研磨阻止層１４は、化学気相蒸着工程を通じて形成される。
図１Ａ乃至図１Ｅは、前記研磨技術を適用したＳＴＩ構造物の製造方法を示すための断面図である。
図１Ａを参照すると、シリコン材質からなる基板１０の上部にトレンチ１２を形成する。前記トレンチ１２は、フォトレジストパターンをエッチングマスクとして用いるフォトリソグラフィ工程を通じて形成される。
図１Ｂを参照すると、前記トレンチ１２及び基板１０上に研磨阻止層１４を連続的に形成する。研磨阻止層１４は、主に窒化シリコン物質からなる窒化シリコン層である。前記研磨阻止層１４は、化学気相蒸着工程を通じて形成される。
図１Ｃを参照すると、前記研磨阻止層１４上に前記トレンチ１２を埋め立てるように酸化シリコン物質からなる酸化シリコン層１６を形成する。
図１Ｄを参照すると、前記酸化シリコン層１６を研磨して前記酸化シリコン層１６下部のトレンチ１２以外の酸化シリコン層１６と基板上に形成されている研磨阻止層１４ａを露出させる。これにより、前記トレンチ１２のリセス部位にのみ酸化シリコン物質１６ａが残留する。
図１Ｄを参照すると、前記酸化シリコン層１６を研磨して前記酸化シリコン層１６下部のトレンチ１２以外の酸化シリコン層１６と基板上に形成されている研磨阻止層１４ａを露出させる。これにより、前記トレンチ１２のリセス部位にのみ酸化シリコン物質１６ａが残留する。
図１Ｅを参照すると、前記露出された研磨阻止層１４ａをエッチングして前記基板１０の表面を露出させる。これにより、前記基板１０に前記ＳＴＩ構造物１６ｂが形成される。
前記ＣＭＰ工程では、前記窒化シリコン層の一部を研磨するオーバー研磨（ｏｖｅｒ−ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）を実施する。前記オーバー研磨では、前記酸化シリコン層の研磨速度と前記窒化シリコン層の研磨速度の差異を用いる。前記オーバー研磨では、前記窒化シリコン層の研磨速度に対して前記酸化シリコン層の研磨速度を速く調整する。前記オーバー研磨により前記窒化シリコン層の上に形成されている前記酸化シリコン層を完全に研磨することができる。
前記ＣＭＰ工程では、前記窒化シリコン層の一部を研磨するオーバー研磨（ｏｖｅｒ−ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）を実施する。前記オーバー研磨では、前記酸化シリコン層の研磨速度と前記窒化シリコン層の研磨速度の差異を用いる。前記オーバー研磨では、前記窒化シリコン層の研磨速度に対して前記酸化シリコン層の研磨速度を速く調整する。前記オーバー研磨により前記窒化シリコン層の上に形成されている前記酸化シリコン層を完全に研磨することができる。
前記研磨速度（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｒａｔｅ）の差異は、主に前記研磨に用いられるスラリー組成物により発生する。スラリー組成物として、シリカを研磨粒子に含む酸化剤系列スラリー組成物（ｓｉｌｉｃａ ｂａｓｅｄ ｏｘｉｄｅ ｓｌｕｒｒｙ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）が、前記オーバー研磨に一般的に用いられる。前記スラリー組成物を用いる場合、前記酸化シリコン層の研磨速度は、前記窒化シリコン層の研磨速度に対して４〜５倍程度速く調整される。
図２は、従来の研磨方法によるＳＴＩ構造物を製造する間に発生する洗浄現象を説明するための断面図である。この状態は、前記酸化剤系列スラリー組成物（ｓｉｌｉｃａ ｂａｓｅｄ ｏｘｉｄｅ ｓｌｕｒｒｙ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて前記オーバー研磨を実施した後に得られる。従って、基板２０上の窒化シリコン層２２が露出され、前記トレンチのリセス部位にのみ酸化シリコン層２４が存在する。
しかし、前記オーバー研磨を実施する時、前記トレンチの入口部位Ａでは、ディッシング（ｄｉｓｈｉｎｇ）現象が発生する。前記ディッシング現象は、前記トレンチの入口部位Ａに満たされている前記酸化シリコン層が研磨される時に発生する。又、前記トレンチ部位Ｂ間に形成されている窒化シリコン層の過剰研磨により隣接するトレンチ部位Ｂに腐食（ｅｒｏｓｉｏｎ）が発生する。特に、微細パターン領域では、前記ディッシング及び腐食が激しく発生する。
しかし、前記オーバー研磨を実施する時、前記トレンチの入口部位Ａでは、ディッシング（ｄｉｓｈｉｎｇ）現象が発生する。前記ディッシング現象は、前記トレンチの入口部位Ａに満たされている前記酸化シリコン層が研磨される時に発生する。又、前記トレンチ部位Ｂ間に形成されている窒化シリコン層の過剰研磨により隣接するトレンチ部位Ｂに腐食（ｅｒｏｓｉｏｎ）が発生する。特に、微細パターン領域では、前記ディッシング及び腐食が激しく発生する。
前記ディッシング及び腐食は、前記酸化シリコン層の研磨速度が前記窒化シリコン層の研磨速度に対して低い研磨選択比のために発生する。そして、前記結果物の平坦ではない表面特性は、後続工程で不良の原因として作用する。
従って、前記低い研磨選択比を克服するための方法として、ディッシング及び腐食を最小化するために、前記窒化シリコン層をより厚く形成する方法が提案されている。しかし、前記方法は複合層（ｍｕｌｔｉ−ｌａｙｅｒ）の構成を有する最近の半導体製造には適当でない。
従って、前記低い研磨選択比を克服するための方法として、ディッシング及び腐食を最小化するために、前記窒化シリコン層をより厚く形成する方法が提案されている。しかし、前記方法は複合層（ｍｕｌｔｉ−ｌａｙｅｒ）の構成を有する最近の半導体製造には適当でない。
これにより、最近には前記窒化シリコン層の研磨速度に対して前記酸化シリコン層の研磨速度が非常に速く調整されるスラリー組成物が開発されている。前記研磨速度が非常に速く調整されるスラリー組成物についての例は、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８及び特許文献９に開示されている。
特に、特許文献１０には、前記窒化シリコン層の研磨速度に対して前記酸化シリコン層の研磨速度が、２８倍程度速く調整されるスラリー組成物が開示されている。
特許文献１１には、前記窒化シリコン層の研磨速度に対して、前記酸化シリコン層の研磨速度が最大３０倍程度速く調整されるスラリー組成物が開示されている。
特許文献９には、前記研磨速度を最大５０倍程度速く調整するために、酸化セリウムスラリー及び添加剤として分散剤と水を含むスラリー組成物が開示されている。
特に、特許文献１０には、前記窒化シリコン層の研磨速度に対して前記酸化シリコン層の研磨速度が、２８倍程度速く調整されるスラリー組成物が開示されている。
特許文献１１には、前記窒化シリコン層の研磨速度に対して、前記酸化シリコン層の研磨速度が最大３０倍程度速く調整されるスラリー組成物が開示されている。
特許文献９には、前記研磨速度を最大５０倍程度速く調整するために、酸化セリウムスラリー及び添加剤として分散剤と水を含むスラリー組成物が開示されている。
このように、前記スラリー組成物の開発に関する多様な方法が、前記酸化シリコン層の研磨速度：前記窒化シリコン層の研磨速度の比（ｒａｔｉｏ）とし表される研磨選択度（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）を改善するために報告されている。しかし、０．１３μｍ以下のデザインルール（ｄｅｓｉｇｎ ｒｕｌｅ）を要求する最近の半導体装置の製造では、より大きな研磨選択度を有するスラリー組成物が要求されている。
本発明の一例によると、第１重量平均分子量を有する第１重合体酸（アルキレンオキシド付加物である水溶性高分子を除く）と塩基性アミン化合物の第１塩基性物質を含む第１重合体酸の塩、及び前記第１重量平均分子量より大きい第２重量平均分子量を有する第２重合体酸（アルキレンオキシド付加物である水溶性高分子を除く）と塩基性アミン化合物の第２塩基性物質を含む第２重合体酸の塩を含み、前記第１重量平均分子量は、１０００〜１００００であり、前記第２重量平均分子量は、１０００００〜１００００００であるスラリー用添加剤組成物が提供される。
本発明の他の例によると、第１重量平均分子量を有する第１重合体酸（アルキレンオキシド付加物である水溶性高分子を除く）と塩基性アミン化合物の第１塩基性物質を含む第１重合体酸の塩と、前記第１重量平均分子量より大きい第２重量平均分子量を有する第２重合体酸（アルキレンオキシド付加物である水溶性高分子を除く）と塩基性アミン化合物の第２塩基性物質を含む第２重合体酸の塩を含み、前記第１重量平均分子量は、１０００〜１００００であり、前記第２重量平均分子量は、１０００００〜１００００００である添加剤組成物と、研磨粒子組成物及び水を含むスラリー組成物が提供される。
本発明の他の例によると、添加剤組成物を含むスラリー組成物を先に準備する研磨方法が提供される。前記添加剤組成物は、第１重合体酸の塩と第２重合体酸の塩を含む。第１重合体酸の塩は、第１重量平均分子量を有する第１重合体酸（アルキレンオキシド付加物である水溶性高分子を除く）と塩基性アミン化合物の第１塩基性物質を含む。そして、第２重合体酸の塩は、第２重量平均分子量を有する第２重合体酸（アルキレンオキシド付加物である水溶性高分子を除く）と塩基性アミン化合物の第２塩基性物質を含み、前記第１重量平均分子量は、１０００〜１００００であり、前記第２重量平均分子量は、１０００００〜１００００００である。この後、前記スラリー組成物を研磨パッド上に提供する。前記研磨パッド表面と加工物表面を接触させて前記加工物表面を研磨する。
以下、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
（スラリー用添加剤組成物）
本発明のスラリー用添加剤組成物は、第１重合体酸の塩及び第２重合体酸の塩を含む。前記第１重合体酸の塩は、第１重量平均分子量を有する第１重合体酸と第１塩基性物質とを含み、前記第２重合体酸の塩は、前記第１重量平均分子量より大きい第２重量平均分子量を有する第２重合体酸と第２塩基性物質とを含む。
（スラリー用添加剤組成物）
本発明のスラリー用添加剤組成物は、第１重合体酸の塩及び第２重合体酸の塩を含む。前記第１重合体酸の塩は、第１重量平均分子量を有する第１重合体酸と第１塩基性物質とを含み、前記第２重合体酸の塩は、前記第１重量平均分子量より大きい第２重量平均分子量を有する第２重合体酸と第２塩基性物質とを含む。
本発明による添加剤組成物は、４．５〜８．８程度のｐＨを有することが好ましい。添加剤組成物のｐＨが４．５未満であるか、８．８を超過すると、前記研磨選択度に悪い影響を及ぼすので好ましくない。ｐＨは６．０〜７．５程度の範囲内にあることが更に好ましい。
前記第２重合体酸の重量に対する第１重合体酸の重量の好ましい含量比は１より大きく、１００より少ない。好ましくは、第１及び第２重合体酸の合計に基づいて、重量に関して、前記添加剤組成物は、前記第１重合体酸の塩の含量が５０〜９５重量％であり、前記第２重合体酸の塩の含量が５〜５０重量％である。前記添加剤組成物において、前記第１重合体酸の塩の含量が５０重量％未満であり、前記第２重合体酸の塩の含量が５０重量％を超過すると、生産性が低下し、前記添加剤組成物の製造が容易ではないので、好ましくない。そして、前記第１重合体酸の塩の含量が９５重量％を超過し、前記第２重合体酸の塩の含量が５重量％未満であると、前記研磨選択度に悪い影響を及ぼすので、好ましくない。従って、前記添加剤組成物は、前記第１及び第２重合体酸の塩の含量は、前記範囲が好ましい。第１及び第２重合体酸の合計に基づいて、重量に関して、前記第１重合体酸の塩の含量を７０〜９０重量％とし、前記第２重合体酸の含量を１０〜３０重量％とすることが更に好ましい。
前記第２重合体酸の重量に対する第１重合体酸の重量の好ましい含量比は１より大きく、１００より少ない。好ましくは、第１及び第２重合体酸の合計に基づいて、重量に関して、前記添加剤組成物は、前記第１重合体酸の塩の含量が５０〜９５重量％であり、前記第２重合体酸の塩の含量が５〜５０重量％である。前記添加剤組成物において、前記第１重合体酸の塩の含量が５０重量％未満であり、前記第２重合体酸の塩の含量が５０重量％を超過すると、生産性が低下し、前記添加剤組成物の製造が容易ではないので、好ましくない。そして、前記第１重合体酸の塩の含量が９５重量％を超過し、前記第２重合体酸の塩の含量が５重量％未満であると、前記研磨選択度に悪い影響を及ぼすので、好ましくない。従って、前記添加剤組成物は、前記第１及び第２重合体酸の塩の含量は、前記範囲が好ましい。第１及び第２重合体酸の合計に基づいて、重量に関して、前記第１重合体酸の塩の含量を７０〜９０重量％とし、前記第２重合体酸の含量を１０〜３０重量％とすることが更に好ましい。
前記第１重量平均分子量は、１０００〜１００００程度である。前記第１重量平均分子量が１０００未満であると、研磨を行う時、研磨選択比が悪くなる。前記第１重量平均分子量が１００００を超過すると、研磨を行う時、研磨速度が低下し、組成物の粘度が高くなる。
前記第２重量平均分子量は、前記第１重量平均分子量より１０〜１０００倍程度大きい。従って、前記第２重量平均分子量は、１０００００〜１００００００である。
前記第２重量平均分子量は、前記第１重量平均分子量より１０〜１０００倍程度大きい。従って、前記第２重量平均分子量は、１０００００〜１００００００である。
前記添加剤組成物は、溶液状態であることが好ましい。具体的に、前記添加剤組成物は、前記第１重合体酸の塩と前記第２重合体酸の塩が水に分散された分散溶液からなる。前記分散溶液は、前記水の含量が７０〜９９重量％であり、前記第１重合体酸の塩と前記第２重合体酸の塩の含量は、１〜３０重量％であることが好ましい。
第１重合体酸に関し、ポリアクリル酸（ｐｏｌｙ（ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ））、ポリアクリル酸−コ−マレイン酸（ｐｏｌｙ（ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ−ｃｏ−ｍａｌｅｉｃ ａｃｉｄ））、メチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ ｖｉｎｙｌ ｅｔｈｅｒ−ａｌｔ−ｍａｌｅｉｃ ａｃｉｄ））等が用いられる。これは単独に用いることが好ましいが、２以上の成分を混合して用いても良い。そして、前記第２重合体酸に関し、前記ポリアクリル酸、ポリアクリル酸−コ−マレイン酸、メチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体等が用いられる。これは単独に用いることが好ましいが、２以上の成分を混合して用いることもできる。
本発明の一実施例によると、前記ポリアクリル酸の例としては、アルドリッチ社（Ａｌｄｒｉｃｈ ｃｏｍｐａｎｙ）で製造して、現在販売している水溶液形態である１９２０２３（製品番号）及びパウダー形態である１８１２８５（製品番号）等を挙げられる。前記水溶液形態である場合、ポリアクリル酸の含量は、６０重量％程度であり、分子式は、［−ＣＨ2ＣＨ（ＣＯ2Ｒ）−］ｎ（ｎは、正の整数であり、Ｒはアルキル基を示す）である。そして、前記パウダー形態のポリアクリル酸の分子式は［−ＣＨ2ＣＨ（ＣＯ2Ｈ）−］ｎ（ｎは、正の整数）である。
本発明の一実施例によると、前記メチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体の例としては、アルドリッチ社で製造され、現在販売されている水溶液状態である４１６０５３（製品番号）等が挙げられる。前記水溶液状態であるポリアクリル酸−コ−マレイン酸の含量は６０重量％程度であり、分子式は、［−ＣＨ2ＣＨ（ＣＯ2Ｈ）−］ｘ［−ＣＨ（ＣＯ2Ｈ）ＣＨ（ＣＯ2Ｈ）−］ｙ（ｘ、ｙは、正の整数）である。
本発明の一実施例によると、前記メチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体の例として、アルドリッチ社で製造され、現在販売されているパウダー状態の１９１１２４（製品番号）等が挙げられる。前記パウダー状態のメチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体の分子式は、［−ＣＨ 2 −ＣＨ（ＯＣＨ 3 ）−ＣＨ（ＣＯＯＨ）−ＣＨ（ＣＯＯＨ）−］ｎ（ｎは、正の整数）である。
本発明で用いることができる第１塩基性物質としては、塩基性アミン等が挙げられる。そして、前記塩基性アミンとしては、水酸化テトラメチルアンモニウム（以下、ＴＭＡＨ）、水酸化テトラエチルアンモニウム（以下、ＴＥＡＨ）、水酸化テトラプロピルアンモニウム（以下、ＴＰＡＨ）、水酸化テトラブチルアンモニウム（以下、ＴＢＡＨ）等が挙げられる。これは、単独又は２以上を混合して用いることができる。そして、前記第２塩基性物質としては、前記、塩基性アミン等が挙げられる。そして、前記塩基性アミンとしては、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム等が挙げられる。これは、単独又は２以上を混合して用いることができる。
本発明の添加剤組成物の第１参考例では、２０００重量平均分子量を有するポリアクリル酸と水酸化アンモニウムを含む第１ポリアクリル酸アンモニウム塩及び４０００００重量平均分子量を有するポリアクリル酸と水酸化アンモニウムを含む第２ポリアクリル酸アンモニウム塩を水に分散させた分散溶液を用いる。
本発明の添加剤組成物の第２参考例では、２０００重量平均分子量を有するポリアクリル酸と水酸化アンモニウムを含む第１ポリアクリル酸アンモニウム塩及び４０００００重量平均分子量を有するメチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体と水酸化アンモニウムを含む第２メチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体アンモニウム塩を水に分散させた分散溶液を用いる。
本発明の添加剤組成物の第２参考例では、２０００重量平均分子量を有するポリアクリル酸と水酸化アンモニウムを含む第１ポリアクリル酸アンモニウム塩及び４０００００重量平均分子量を有するメチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体と水酸化アンモニウムを含む第２メチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体アンモニウム塩を水に分散させた分散溶液を用いる。
本発明の添加剤組成物の第３参考例では、２０００重量平均分子量を有するポリアクリル酸−コ−マレイン酸と水酸化アンモニウムを含む第１ポリアクリル酸−コ−マレイン酸アンモニウム塩及び４０００００重量平均分子量を有するポリアクリル酸と水酸化アンモニウムを含む第２ポリアクリル酸アンモニウム塩を水に分散させた分散溶液を用いる。
本発明の添加剤組成物の第４参考例では、２０００重量平均分子量を有するポリアクリル酸−コ−マレイン酸と水酸化アンモニウムを含む第１ポリアクリル酸−コ−マレイン酸アンモニウム塩及び４０００００重量平均分子量を有するメチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体と水酸化アンモニウムを含む第２メチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体アンモニウム塩を水に分散させた分散溶液を用いる。
本発明の添加剤組成物の第５実施例では、３０００重量平均分子量を有するポリアクリル酸−コ−マレイン酸と水酸化テトラメチルアンモニウムを含む第１ポリアクリル酸−コ−マレイン酸テトラメチルアンモニウム塩及び２５００００重量平均分子量を有するポリアクリル酸と水酸化テトラメチルアンモニウムを含む第２ポリアクリル酸テトラメチルアンモニウム塩を水に分散させた分散溶液を用いる。
前記例の分散溶液以外にも、必要に応じて、前記添加剤組成物は多様に構成することができる。
前記例の分散溶液以外にも、必要に応じて、前記添加剤組成物は多様に構成することができる。
（スラリー組成物）
本発明のスラリー組成物は、前記スラリー用添加剤組成物、研磨粒子組成物及び水を含む。即ち、前記第１重量平均分子量を有する第１重合体酸と第１塩基性物質を含む第１重合体酸の塩、及び前記第１重量平均分子量より大きい第２重量平均分子量を有する第２重合体酸と第２塩基性物質を含む第２重合体酸の塩を含む添加剤組成物と、研磨粒子を含む研磨粒子組成物、そして水を含む。前記添加剤組成物と研磨粒子組成物は、混合前、その自体にそれぞれ水を含む。
本発明のスラリー組成物は、前記スラリー用添加剤組成物、研磨粒子組成物及び水を含む。即ち、前記第１重量平均分子量を有する第１重合体酸と第１塩基性物質を含む第１重合体酸の塩、及び前記第１重量平均分子量より大きい第２重量平均分子量を有する第２重合体酸と第２塩基性物質を含む第２重合体酸の塩を含む添加剤組成物と、研磨粒子を含む研磨粒子組成物、そして水を含む。前記添加剤組成物と研磨粒子組成物は、混合前、その自体にそれぞれ水を含む。
前記スラリー組成物は、５．０〜８．０のｐＨを有することが好ましい。スラリー組成物のｐＨが５．０未満であるか、８．０を超過すると、前記研磨選択度に悪い影響を及ぼすので、好ましくない。前記スラリー組成物は、６．５〜７．５のｐＨを有することが更に好ましい。
前記スラリー組成物において、前記添加剤組成物の含量が、０．３〜２０の重量％範囲にあることが好ましい。前記研磨粒子組成物の含量が０．３重量％未満であると、研磨効率が低下するので、好ましくない。そして、前記研磨粒子の含量が２０重量％を超過すると、研磨表面にスクラッチ等を誘発する原因として作用するので、好ましくない。
前記スラリー組成物において、前記添加剤組成物の含量が、０．３〜２０の重量％範囲にあることが好ましい。前記研磨粒子組成物の含量が０．３重量％未満であると、研磨効率が低下するので、好ましくない。そして、前記研磨粒子の含量が２０重量％を超過すると、研磨表面にスクラッチ等を誘発する原因として作用するので、好ましくない。
又、前記スラリーでの水の含量が６０〜９９．４重量％であることが好ましい。前記水が６０重量％未満であると、前記スラリー組成物の製造が容易でなく、９９．４重量％を超過すると、研磨効率が低下するので、好ましくない。
前記の内容を考慮する時、前記スラリー組成物は、０．３〜２０重量％の含量を有する添加剤組成物、０．３〜２０重量％の含量を有する研磨粒子組成物及び６０〜９９．４重量％の含量を有する水を含む。
前記の内容を考慮する時、前記スラリー組成物は、０．３〜２０重量％の含量を有する添加剤組成物、０．３〜２０重量％の含量を有する研磨粒子組成物及び６０〜９９．４重量％の含量を有する水を含む。
前記スラリー組成物の粘度は、１．０×１０−３〜３．０×１０−３ＰａＳであることが好ましい。前記スラリー組成物の粘度が１．０×１０−３ＰａＳ（１ＰａＳ＝１Ｐｓ）未満であるか、３．０×１０−３ＰａＳを超過する場合には、スラリー組成物の分散安定性が悪くなる。前記分散安定性が悪い場合、スラリー組成物が均一に蒸着されず、均一に研磨されない。又、前記スラリー組成物の粘度は、第１重量平均分子量と第２重量平均分子量により影響を受けることもできる。
本発明の一実施例によると、前記研磨粒子は、シリカ、アルミナ、酸化セリウム、酸化ジルコニウムを含む群から少なくとも一つ以上選択されたものである。
本発明のスラリー組成物に関する第１参考例によると、前記添加剤は、２０００重量平均分子量を有するポリアクリル酸と水酸化アンモニウムを含む第１ポリアクリル酸アンモニウム塩及び４０００００重量平均分子量を有するポリアクリル酸と水酸化アンモニウムを含む第２ポリアクリル酸アンモニウム塩を含む。前記研磨粒子は、前記酸化セリウムを含む。
本発明のスラリー組成物に関する第１参考例によると、前記添加剤は、２０００重量平均分子量を有するポリアクリル酸と水酸化アンモニウムを含む第１ポリアクリル酸アンモニウム塩及び４０００００重量平均分子量を有するポリアクリル酸と水酸化アンモニウムを含む第２ポリアクリル酸アンモニウム塩を含む。前記研磨粒子は、前記酸化セリウムを含む。
本発明のスラリー組成物に関する第２参考例によると、前記添加剤は、２０００重量平均分子量を有するポリアクリル酸と水酸化アンモニウムを含む第１ポリアクリル酸アンモニウム塩及び４０００００重量平均分子量を有するメチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体と水酸化アンモニウムを含む第２メチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体アンモニウム塩を含む。前記研磨粒子は、前記酸化セリウムを含む。
本発明のスラリー組成物に関する第３参考例によると、前記添加剤は３０００重量平均分子量を有するポリアクリル酸−コ−マレイン酸と水酸化テトラメチルアンモニウムを含む第１ポリアクリル酸−コ−マレイン酸テトラメチルアンモニウム塩及び２５００００重量平均分子量を有するポリアクリル酸と水酸化テトラメチルアンモニウムを含む第２ポリアクリル酸テトラメチルアンモニウム塩を含む。前記研磨粒子は、酸化セリウムを含む。
前記例のスラリー組成物以外にも、必要に応じて、前記スラリー組成物は多様に構成することができる。
前記例のスラリー組成物以外にも、必要に応じて、前記スラリー組成物は多様に構成することができる。
（研磨方法）
図３は、本発明の一実施例による研磨方法を説明するための工程図である。
まず、前記スラリー組成物を準備する（Ｓ３０）。前記スラリー組成物は、第１重量平均分子量を有する第１重合体酸と第１塩基性物質とを含む第１重合体酸の塩、及び前記第１重量平均分子量より大きい第２重量平均分子量を有する第２重合体酸と第２塩基性物質とを含む第２重合体酸の塩からなる添加剤組成物、研磨粒子を含む研磨粒子組成物、並びに水を含む。
図３は、本発明の一実施例による研磨方法を説明するための工程図である。
まず、前記スラリー組成物を準備する（Ｓ３０）。前記スラリー組成物は、第１重量平均分子量を有する第１重合体酸と第１塩基性物質とを含む第１重合体酸の塩、及び前記第１重量平均分子量より大きい第２重量平均分子量を有する第２重合体酸と第２塩基性物質とを含む第２重合体酸の塩からなる添加剤組成物、研磨粒子を含む研磨粒子組成物、並びに水を含む。
本発明の第１参考例によると、前記スラリー組成物は、２０００重量平均分子量を有するポリアクリル酸と水酸化アンモニウムとを含む第１ポリアクリル酸アンモニウム塩、及び４０００００重量平均分子量を有するポリアクリル酸と水酸化アンモニウムとを含む第２ポリアクリル酸アンモニウム塩からなる添加剤組成物、前記酸化セリウムを含む研磨粒子組成物、並びに水を含む。そして、好ましくは、前記研磨粒子組成物は、分散安定性のために分散剤を更に含むことができる。
本発明の第２参考例によると、前記スラリー組成物は、２０００重量平均分子量を有するポリアクリル酸と水酸化アンモニウムとを含む第１ポリアクリル酸アンモニウム塩、及び４０００００重量平均分子量を有するメチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体と水酸化アンモニウムとを含む第２メチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体アンモニウム塩からなる添加剤組成物、前記酸化セリウムからなる研磨粒子組成物、並びに水を含む。そして、好ましくは、前記研磨粒子組成物は、分散安定性のために分散剤を更に含むことができる。
そして、前記スラリー組成物を研磨パッド上に提供する（Ｓ３２）。例えば、前記研磨パッド上部に入口が位置するノズル（ｎｏｚｚｌｅ）を通じて前記スラリー組成物を研磨パッド上に提供する。
その後、前記加工物表面を研磨するために、前記研磨パッドに研磨のための加工物表面を接触させる（Ｓ３４）。
ここで、前記加工物が互いに異なる物質からなる第１物質層及び第２物質層が積層されている基板である場合、前記スラリー組成物を用いることで、前記第１物質層の研磨速度と前記第２物質層の研磨速度とは、互いに異なるように調整される。具体的に、前記第１物質層が窒化シリコン層であり、前記第２物質層が酸化シリコン層である場合、前記酸化シリコン層の研磨速度は、前記窒化シリコン層の研磨速度に対して、４０〜７０倍程度速く調整される。
その後、前記加工物表面を研磨するために、前記研磨パッドに研磨のための加工物表面を接触させる（Ｓ３４）。
ここで、前記加工物が互いに異なる物質からなる第１物質層及び第２物質層が積層されている基板である場合、前記スラリー組成物を用いることで、前記第１物質層の研磨速度と前記第２物質層の研磨速度とは、互いに異なるように調整される。具体的に、前記第１物質層が窒化シリコン層であり、前記第２物質層が酸化シリコン層である場合、前記酸化シリコン層の研磨速度は、前記窒化シリコン層の研磨速度に対して、４０〜７０倍程度速く調整される。
前記窒化シリコン層及び酸化シリコン層が順次積層されている加工物を研磨する方法が、図４Ａ及び図４Ｂに具体的に図示されている。図４Ａ及び図４Ｂは、図３の研磨方法を説明するための断面図である。
図４Ａを参照すると、窒化シリコン層４２及び酸化シリコン層４４がシリコン基板４０上に順次積層されている。
図４Ｂを参照すると、前記酸化シリコン層４４が研磨されて窒化シリコン層４２ａが露出している。具体的に、前記研磨は、研磨パッドによる機械的研磨と、前記スラリー組成物による化学的研磨で構成される。前記研磨は、窒化シリコン層４２の一部を研磨するために、オーバー研磨を実施する。
図４Ａを参照すると、窒化シリコン層４２及び酸化シリコン層４４がシリコン基板４０上に順次積層されている。
図４Ｂを参照すると、前記酸化シリコン層４４が研磨されて窒化シリコン層４２ａが露出している。具体的に、前記研磨は、研磨パッドによる機械的研磨と、前記スラリー組成物による化学的研磨で構成される。前記研磨は、窒化シリコン層４２の一部を研磨するために、オーバー研磨を実施する。
前記オーバー研磨では、酸化シリコン層４４の研磨速度と窒化シリコン層４２の研磨速度との差異を用いる。即ち、前記オーバー研磨で、酸化シリコン層４４の研磨速度が窒化シリコン層４２の研磨速度に対して速く調整される。従って、前記オーバー研磨により窒化シリコン層４２上に形成されている酸化シリコン層４４を完全に研磨することができる。
前記研磨速度（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｒａｔｅ）の差異は、前記研磨に用いられるスラリー組成物のために発生する。本発明のスラリー組成物は、前記酸化シリコン層４４の研磨速度が前記窒化シリコン層４２の研磨速度に対して４０〜７０倍程度速く調整される。
これにより、前記スラリー組成物を用いる研磨方法は、ＳＴＩ構造物の製造に積極的に応用することができる。特に、前記研磨方法は、０．１３μｍ以下のデザインルールを有する半導体装置のＳＴＩ構造物の製造により効率的に応用される。即ち、高い研磨選択度により前記ＳＴＩ構造物のディッシング及び腐食発生を最小化することができる。又、前記酸化シリコン層がより速く研磨されるので、前記窒化シリコン層の厚さを薄く形成することができる。
これにより、前記スラリー組成物を用いる研磨方法は、ＳＴＩ構造物の製造に積極的に応用することができる。特に、前記研磨方法は、０．１３μｍ以下のデザインルールを有する半導体装置のＳＴＩ構造物の製造により効率的に応用される。即ち、高い研磨選択度により前記ＳＴＩ構造物のディッシング及び腐食発生を最小化することができる。又、前記酸化シリコン層がより速く研磨されるので、前記窒化シリコン層の厚さを薄く形成することができる。
このように、前記スラリー組成物を用いた研磨は、前記研磨による不良発生を最小化することができる。又、前記窒化シリコン層のような研磨阻止層の厚さをより薄く積層することができる。これは、微細パターンを要求する最近の半導体装置の製造を充分に満足させることができる。
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
（スラリー用添加組成物の製造）
（参考例１）
１−ｉ）アルドリッチ社の製品番号１９２０２３である水溶液状態のポリアクリル酸を準備した。前記ポリアクリル酸の重量平均分子量は２０００であった。前記水溶液状態の溶液のうち、ポリアクリル酸の含量は６５重量％であった。
１−ii）アルドリッチ社の製品番号１８１２８５であるパウダー状態のポリアクリル酸を準備した。前記ポリアクリル酸の重量平均分子量は４５００００であった。
（スラリー用添加組成物の製造）
（参考例１）
１−ｉ）アルドリッチ社の製品番号１９２０２３である水溶液状態のポリアクリル酸を準備した。前記ポリアクリル酸の重量平均分子量は２０００であった。前記水溶液状態の溶液のうち、ポリアクリル酸の含量は６５重量％であった。
１−ii）アルドリッチ社の製品番号１８１２８５であるパウダー状態のポリアクリル酸を準備した。前記ポリアクリル酸の重量平均分子量は４５００００であった。
１−iii）前記パウダー状のポリアクリル酸を前記パウダー状のポリアクリル酸より３倍程度の重さを有する水に混合した後、攪拌器（ｓｔｉｒｒｅｒ）で約１時間、攪拌を実施して前記水に完全に溶解させた。
１−iv）前記１−ｉ）の溶液を５００ｍｌのビーカー（ｂｅａｋｅｒ）に入れた後、水酸化アンモニウムを添加してｐＨを６．５程度に調整した。前記ｐＨを調整する時、マグネチック攪拌器を用いて約２００ｒｐｍ程度に攪拌を実施した。
１−ｖ）前記１−iii）の溶液を前記１−iv）と同一の方法でｐＨを調整した。
１−vi）前記１−iv）溶液と前記１−ｖ）の溶液の結果物において、水を除外した有機物の重量比率が８：２程度になるように混合した後、全体非揮発性成分の含量（ｔｏｔａｌ ｎｏｎ−ｖｏｌａｔｉｌｅ ｃｏｎｔｅｎｔ）が３重量％程度になるように、水を用いて前記混合物を稀釈させた。
１−iv）前記１−ｉ）の溶液を５００ｍｌのビーカー（ｂｅａｋｅｒ）に入れた後、水酸化アンモニウムを添加してｐＨを６．５程度に調整した。前記ｐＨを調整する時、マグネチック攪拌器を用いて約２００ｒｐｍ程度に攪拌を実施した。
１−ｖ）前記１−iii）の溶液を前記１−iv）と同一の方法でｐＨを調整した。
１−vi）前記１−iv）溶液と前記１−ｖ）の溶液の結果物において、水を除外した有機物の重量比率が８：２程度になるように混合した後、全体非揮発性成分の含量（ｔｏｔａｌ ｎｏｎ−ｖｏｌａｔｉｌｅ ｃｏｎｔｅｎｔ）が３重量％程度になるように、水を用いて前記混合物を稀釈させた。
このように、前記１−i）乃至１−vi）を実施することにより、スラリー用添加剤組成物を製造した。前記収得した添加剤組成物は、６．５程度のｐＨを有し、全体非揮発性成分の含量は３重量％であった。
ここで、前記収得した添加剤組成物の全体非揮発性成分の含量は、次の方法で測定した。
まず、空のアルミニウム皿（ｄｉｓｈ）の重さ（Ａ）を測定した。そして、前記アルミニウム皿に前記添加剤組成物３ｍｌ程度を盛った後、重さ（Ｂ）を測定した。その後、前記添加剤組成物３ｍｌ程度が盛られているアルミニウム皿を１１０℃程度の温度で１時間の間、乾燥を実施した後、重さ（Ｃ）を測定した。従って、前記測定結果を下記の式１に代入して前記添加剤組成物の全体非−揮発性成分の含量（Ｄ）を測定した。
Ｄ（重量％）＝（Ｃ−Ａ）／（Ｂ−Ａ）×１００ （式１）
ここで、前記収得した添加剤組成物の全体非揮発性成分の含量は、次の方法で測定した。
まず、空のアルミニウム皿（ｄｉｓｈ）の重さ（Ａ）を測定した。そして、前記アルミニウム皿に前記添加剤組成物３ｍｌ程度を盛った後、重さ（Ｂ）を測定した。その後、前記添加剤組成物３ｍｌ程度が盛られているアルミニウム皿を１１０℃程度の温度で１時間の間、乾燥を実施した後、重さ（Ｃ）を測定した。従って、前記測定結果を下記の式１に代入して前記添加剤組成物の全体非−揮発性成分の含量（Ｄ）を測定した。
Ｄ（重量％）＝（Ｃ−Ａ）／（Ｂ−Ａ）×１００ （式１）
（参考例２）
前記参考例１の１−ii）物質の代わりに、アルドリッチ社の製品番号１９１１２４であるパウダー状のメチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体を用いることを除いては、前記参考例１と同一の方法で前記スラリー用添加剤組成物を製造した。前記メチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体の重量平均分子量は２１６０００であった。前記収得した添加剤組成物のｐＨは６．５程度であり、全体非揮発性成分の含量は３重量％であった。
前記参考例１の１−ii）物質の代わりに、アルドリッチ社の製品番号１９１１２４であるパウダー状のメチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体を用いることを除いては、前記参考例１と同一の方法で前記スラリー用添加剤組成物を製造した。前記メチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体の重量平均分子量は２１６０００であった。前記収得した添加剤組成物のｐＨは６．５程度であり、全体非揮発性成分の含量は３重量％であった。
（参考例３）
前記参考例１の１−ｉ）物質の代わりに、アルドリッチ社の製品番号４１４０５３であるポリアクリル酸−コ−マレイン酸を用いることを除いては、前記参考例１と同一の方法で前記スラリー用添加剤組成物を製造した。前記メチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体の重量平均分子量は２１６０００であった。前記水溶液状態の溶液のうちで、ポリアクリル酸−コ−マレイン酸の含量は５０重量％であった。前記収得した添加剤組成物は６．５程度のｐＨを有し、全体非揮発性成分の含量は３重量％であった。
前記参考例１の１−ｉ）物質の代わりに、アルドリッチ社の製品番号４１４０５３であるポリアクリル酸−コ−マレイン酸を用いることを除いては、前記参考例１と同一の方法で前記スラリー用添加剤組成物を製造した。前記メチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体の重量平均分子量は２１６０００であった。前記水溶液状態の溶液のうちで、ポリアクリル酸−コ−マレイン酸の含量は５０重量％であった。前記収得した添加剤組成物は６．５程度のｐＨを有し、全体非揮発性成分の含量は３重量％であった。
（参考例４）
前記参考例１の１−ｉ）物質の代わりに、前記参考例３のポリアクリル酸−コ−マレイン酸を用い、前記１−ii）物質の代わりに、前記参考例２のメチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体を用いることを除いては、前記参考例１と同一の方法で前記スラリー用添加剤組成物を製造した。前記水溶液状態の溶液のうち、ポリアクリル酸−コ−マレイン酸の含量は、５０重量％であった。前記収得した添加剤組成物は６．５程度のｐＨを有し、全体非揮発性成分の含量は３重量％であった。
前記参考例１の１−ｉ）物質の代わりに、前記参考例３のポリアクリル酸−コ−マレイン酸を用い、前記１−ii）物質の代わりに、前記参考例２のメチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体を用いることを除いては、前記参考例１と同一の方法で前記スラリー用添加剤組成物を製造した。前記水溶液状態の溶液のうち、ポリアクリル酸−コ−マレイン酸の含量は、５０重量％であった。前記収得した添加剤組成物は６．５程度のｐＨを有し、全体非揮発性成分の含量は３重量％であった。
（実施例５）
前記参考例１の１−ｉ）物質の代わりに、３０００重量平均分子量を有するポリアクリル酸−コ−マレイン酸を用い、前記参考例１の１−ii）物質の代わりに、２５００００重量平均分子量を有するポリアクリル酸を用い、塩基性物質として、前記参考例１の水酸化アンモニウムの代わりに、水酸化テトラメチルアンモニウムを用いることを除いては、前記参考例１と同一の方法で前記スラリー用添加剤組成物を製造した。前記収得した添加剤組成物は６．８程度のｐＨを有し、全体非揮発性成分の含量は３重量％であった。
前記参考例１の１−ｉ）物質の代わりに、３０００重量平均分子量を有するポリアクリル酸−コ−マレイン酸を用い、前記参考例１の１−ii）物質の代わりに、２５００００重量平均分子量を有するポリアクリル酸を用い、塩基性物質として、前記参考例１の水酸化アンモニウムの代わりに、水酸化テトラメチルアンモニウムを用いることを除いては、前記参考例１と同一の方法で前記スラリー用添加剤組成物を製造した。前記収得した添加剤組成物は６．８程度のｐＨを有し、全体非揮発性成分の含量は３重量％であった。
（スラリー組成物の製造）
（参考例６）
スラリー用添加剤組成物として、参考例１の添加剤組成物を準備した。そして、研磨粒子組成物として、日立社（Ｈｉｔａｃｈｉ Ｃｏ．）で製造した酸化セリウムスラリー組成物（製品名：ＨＳ８００５）を準備した。そして、前記研磨粒子組成物、添加剤組成物及び水が１：３：３の体積比を有するように混合して、前記スラリー組成物を製造した。収得したスラリー組成物のｐＨは７．１程度であった。
（参考例６）
スラリー用添加剤組成物として、参考例１の添加剤組成物を準備した。そして、研磨粒子組成物として、日立社（Ｈｉｔａｃｈｉ Ｃｏ．）で製造した酸化セリウムスラリー組成物（製品名：ＨＳ８００５）を準備した。そして、前記研磨粒子組成物、添加剤組成物及び水が１：３：３の体積比を有するように混合して、前記スラリー組成物を製造した。収得したスラリー組成物のｐＨは７．１程度であった。
（実施例７）
スラリー用添加剤組成物として、実施例５の添加剤組成物を準備した。そして、研磨粒子組成物として、日立社で製造した酸化セリウムスラリー組成物（製品名：ＨＳ８００５）を準備した。そして、前記研磨粒子組成物、添加剤組成物及び水が１：４：３の体積比を有するように混合して前記スラリー組成物を製造した。収得したスラリー組成物のｐＨは、７．０±５．０程度であった。
スラリー用添加剤組成物として、実施例５の添加剤組成物を準備した。そして、研磨粒子組成物として、日立社で製造した酸化セリウムスラリー組成物（製品名：ＨＳ８００５）を準備した。そして、前記研磨粒子組成物、添加剤組成物及び水が１：４：３の体積比を有するように混合して前記スラリー組成物を製造した。収得したスラリー組成物のｐＨは、７．０±５．０程度であった。
（研磨実験）
（参考実験例１）
６０００Å程度の酸化シリコン層が積層されている第１加工物を準備した。そして、１５００Å程度の窒化シリコン層が積層されている第２加工物を準備した。前記第１加工物と第２加工物のそれぞれを前記参考例６のスラリー組成物を用い、研磨装置としてＳＴＲＡＳＢＡＵＧＨ ６ＥＣ（製品名）を用い、下記表１の研磨条件で研磨を実施した。
（参考実験例１）
６０００Å程度の酸化シリコン層が積層されている第１加工物を準備した。そして、１５００Å程度の窒化シリコン層が積層されている第２加工物を準備した。前記第１加工物と第２加工物のそれぞれを前記参考例６のスラリー組成物を用い、研磨装置としてＳＴＲＡＳＢＡＵＧＨ ６ＥＣ（製品名）を用い、下記表１の研磨条件で研磨を実施した。
表１の条件で研磨を実施した後、前記第１加工物の研磨速度と前記第２加工物の研磨速度を測定した。
前記研磨速度は、次ぎの方法で測定した。まず、前記研磨を実施する前に、前記酸化シリコン層の厚さ（Ｄ１）と窒化シリコン層の厚さ（Ｄ２）を測定する。又、前記研磨を実施した後の前記酸化シリコン層の厚さ（Ｄ３）と窒化シリコン層の厚さ（Ｄ４）を測定した後、これを減算（Ｄ１−Ｄ３、Ｄ２−Ｄ４）し、単位研磨時間で除した値が研磨速度である。そして、前記厚さの測定は、光学−プローブ（ｏｐｔｉ−ｐｒｏｂｅ）を用いて４９箇所を測定した。
前記４９箇所の測定結果、前記酸化シリコン層：窒化シリコン層の研磨速度の比として表現される研磨選択比は、約７０：１程度であることを確認した。
前記研磨速度は、次ぎの方法で測定した。まず、前記研磨を実施する前に、前記酸化シリコン層の厚さ（Ｄ１）と窒化シリコン層の厚さ（Ｄ２）を測定する。又、前記研磨を実施した後の前記酸化シリコン層の厚さ（Ｄ３）と窒化シリコン層の厚さ（Ｄ４）を測定した後、これを減算（Ｄ１−Ｄ３、Ｄ２−Ｄ４）し、単位研磨時間で除した値が研磨速度である。そして、前記厚さの測定は、光学−プローブ（ｏｐｔｉ−ｐｒｏｂｅ）を用いて４９箇所を測定した。
前記４９箇所の測定結果、前記酸化シリコン層：窒化シリコン層の研磨速度の比として表現される研磨選択比は、約７０：１程度であることを確認した。
（参考実験例２）
トレンチを有するシリコン基板上に窒化シリコン層及び酸化シリコン層を順次形成した。ここで、前記トレンチは、３５００Å程度の深さを有する。そして、前記窒化シリコン層は、１０００Å程度の厚さを有し、窒化シリコン層は前記トレンチ側壁、低部及びシリコン基板の表面上に連続的に積層されている。前記窒化シリコン層の表面から８０００Å程度の厚さを有するように前記酸化シリコン層が積層されている。前記酸化シリコン層は、前記トレンチ内に充分に満たされている。
トレンチを有するシリコン基板上に窒化シリコン層及び酸化シリコン層を順次形成した。ここで、前記トレンチは、３５００Å程度の深さを有する。そして、前記窒化シリコン層は、１０００Å程度の厚さを有し、窒化シリコン層は前記トレンチ側壁、低部及びシリコン基板の表面上に連続的に積層されている。前記窒化シリコン層の表面から８０００Å程度の厚さを有するように前記酸化シリコン層が積層されている。前記酸化シリコン層は、前記トレンチ内に充分に満たされている。
そして、カボット社（ＣＡＢＯＴ ｃｏｍｐａｎｙ）のＳＳ２５（製品名）を１２％に稀釈させたスラリー組成物を用いて予備研磨（ｐｒｅ−ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）を１分間実施した。前記予備研磨は、前記酸化シリコン層が有する段差を解消するために実施する。
その後、前記参考実験例１の前記研磨方法と同一の方法で３０秒間隔で３分間研磨を実施した。前記研磨を実施した結果、前記トレンチ内にのみ前記酸化シリコン層が満たされており、前記基板上には９５０Å程度の厚さを有する窒化シリコン層が存在した。そして、前記窒化シリコン層をエッチングすることにより、ＳＴＩ構造物を製造した。
その後、前記参考実験例１の前記研磨方法と同一の方法で３０秒間隔で３分間研磨を実施した。前記研磨を実施した結果、前記トレンチ内にのみ前記酸化シリコン層が満たされており、前記基板上には９５０Å程度の厚さを有する窒化シリコン層が存在した。そして、前記窒化シリコン層をエッチングすることにより、ＳＴＩ構造物を製造した。
前記ＳＴＩ構造物を検査した結果、ディッシング及び腐食が全く発生しなかった。
従って、前記スラリー組成物を用いた研磨を、ＳＴＩ構造物の製造に適用する場合、酸化シリコン層のディッシング及び窒化シリコン層の腐食を最小化することができると判断される。
従って、前記スラリー組成物を用いた研磨を、ＳＴＩ構造物の製造に適用する場合、酸化シリコン層のディッシング及び窒化シリコン層の腐食を最小化することができると判断される。
以下、前記スラリー組成物が有する特性を説明する。
（研磨特性）
前記スラリー組成物に含まれる添加剤組成物は、前記研磨を実施する時、前記窒化シリコン層に選択的に結合する。従って、前記窒化シリコン層の研磨が抑制される。
図５は、本発明の添加剤組成物のｐＨによる酸化シリコン層のゼータ電位及び窒化シリコン層のゼータ電位を示すグラフである。
（研磨特性）
前記スラリー組成物に含まれる添加剤組成物は、前記研磨を実施する時、前記窒化シリコン層に選択的に結合する。従って、前記窒化シリコン層の研磨が抑制される。
図５は、本発明の添加剤組成物のｐＨによる酸化シリコン層のゼータ電位及び窒化シリコン層のゼータ電位を示すグラフである。
図５を参照すると、前記スラリー組成物の全てのｐＨ帯域で前記窒化シリコン層のゼータ電位（ｚｅｔａ−ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）（□）が、前記酸化シリコン層のゼータ電位（◇）より高い。特に、ｐＨが５〜８程度の帯域で、前記酸化シリコン層のゼータ電位は、負電荷を有するが、前記窒化シリコン層のゼータ電位は正電荷を有する。従って、前記窒化シリコン層の研磨が効果的に抑制される。従って、前記添加剤組成物を含むスラリー組成物は、前記窒化シリコン層の研磨を相対的に阻止するので、前記酸化シリコン層：前記窒化シリコン層の研磨選択度を７０：１程度に確保することができる。
（スラリー組成物のｐＨ帯域による研磨選択度と研磨速度特性）
図６は、本発明のスラリー組成物のｐＨ帯域による研磨選択度及び研磨速度を示すグラフである。窒化シリコン層の研磨速度及び酸化シリコン層の研磨速度が説明されている。前記スラリー組成物は、ｐＨ値を異なるようにすることを除いては、前記参考例６のスラリー組成物が用いられる。
図６を参照すると、ｐＨが５．３であるスラリー組成物を用いた場合、前記酸化シリコン層の研磨速度は、５００Å／ｍｉｎを示し、前記窒化シリコン層の研磨速度は５０Å／ｍｉｎ程度であることを確認することができる。従って、前記酸化シリコン層：窒化シリコン層の研磨選択度は１０：１程度であることを確認することができる。
図６は、本発明のスラリー組成物のｐＨ帯域による研磨選択度及び研磨速度を示すグラフである。窒化シリコン層の研磨速度及び酸化シリコン層の研磨速度が説明されている。前記スラリー組成物は、ｐＨ値を異なるようにすることを除いては、前記参考例６のスラリー組成物が用いられる。
図６を参照すると、ｐＨが５．３であるスラリー組成物を用いた場合、前記酸化シリコン層の研磨速度は、５００Å／ｍｉｎを示し、前記窒化シリコン層の研磨速度は５０Å／ｍｉｎ程度であることを確認することができる。従って、前記酸化シリコン層：窒化シリコン層の研磨選択度は１０：１程度であることを確認することができる。
ｐＨが６．１であるスラリー組成物を用いた場合、前記酸化シリコン層の研磨速度は、１８００Å／ｍｉｎ程度を示し、前記窒化シリコン層の研磨層度は６０Å／ｍｉｎ程度であった。従って、前記酸化シリコン層：窒化シリコン層の研磨選択度は、３０：１程度であることを確認することができる。
ｐＨが７．１であるスラリー組成物を用いた場合、前記酸化シリコン層の研磨速度は３３００Å／ｍｉｎ程度を示し、前記窒化シリコン層の研磨速度は５５Å／ｍｉｎ程度を示した。従って、前記酸化シリコン層：窒化シリコン層の研磨選択度は、６０：１程度であることを確認することができる。
ｐＨが７．１であるスラリー組成物を用いた場合、前記酸化シリコン層の研磨速度は３３００Å／ｍｉｎ程度を示し、前記窒化シリコン層の研磨速度は５５Å／ｍｉｎ程度を示した。従って、前記酸化シリコン層：窒化シリコン層の研磨選択度は、６０：１程度であることを確認することができる。
ｐＨが８．０であるスラリー組成物を用いた場合、前記酸化シリコン層の研磨速度は、３５００Å／ｍｉｎ程度であり、前記窒化シリコン層の研磨速度は１００Å／ｍｉｎ程度を示した。従って、前記酸化シリコン層：窒化シリコン層の研磨選択度は、３５：１程度であることを確認することができる。
ｐＨが８．８であるスラリー組成物を用いた場合、前記酸化シリコン層の研磨速度は、３０００Å／ｍｉｎ程度であり、前記窒化シリコン層の研磨速度は１５０Å／ｍｉｎ程度であった。従って、前記酸化シリコン層：窒化シリコン層の研磨選択度は、２０：１程度であることを確認することができる。
ｐＨが８．８であるスラリー組成物を用いた場合、前記酸化シリコン層の研磨速度は、３０００Å／ｍｉｎ程度であり、前記窒化シリコン層の研磨速度は１５０Å／ｍｉｎ程度であった。従って、前記酸化シリコン層：窒化シリコン層の研磨選択度は、２０：１程度であることを確認することができる。
前記実験例から、前記スラリー組成物のｐＨが酸性になるほど、前記酸化シリコン層の研磨速度が低下し、前記スラリー組成物のｐＨが塩基性になるほど、前記窒化シリコン層の研磨速度が増加すると判断することができる。
従って、前記スラリー組成物のｐＨは、５．０〜８．０程度が好ましい。
従って、前記スラリー組成物のｐＨは、５．０〜８．０程度が好ましい。
（添加剤組成物の種類による研磨選択度と研磨速度特性）
図７は、本発明の添加剤組成物の種類によるスラリーの研磨選択度と研磨速度を示すグラフである。図７には、窒化シリコン層の研磨速度及び酸化シリコン層の研磨速度が説明されている。
図７は、本発明の添加剤組成物の種類によるスラリーの研磨選択度と研磨速度を示すグラフである。図７には、窒化シリコン層の研磨速度及び酸化シリコン層の研磨速度が説明されている。
図７を参照すると、結果物Ｉは、ポリアクリル酸アンモニウム塩を添加剤組成物として含むスラリー組成物を用いて、酸化シリコン層及び窒化シリコン層を研磨した後に得られた。添加剤組成物は、６．５程度のｐＨを有し、ポリアクリル酸は２０００程度の重量平均分子量を有する。前記酸化シリコン層の研磨速度は、３７００Å／ｍｉｎ程度であり、前記窒化シリコン層の研磨速度は５７Å／ｍｉｎ程度であった。従って、前記酸化シリコン層：窒化シリコン層の研磨選択度は６５：１程度であることを確認することができる。
結果物IIは、ポリアクリル酸−コ−マレイン酸アンモニウム塩を有する添加剤組成物を含むスラリー組成物を用いて、酸化シリコン層及び窒化シリコン層を研磨した後に得られた。添加剤組成物は、６．５程度のｐＨを有し、ポリアクリル酸−コ−マレイン酸は２０００程度の重量平均分子量を有する。前記酸化シリコン層の研磨速度は、３６００Å／ｍｉｎ程度であり、前記窒化シリコン層の研磨速度は、６５Å／ｍｉｎ程度であった。従って、前記酸化シリコン層：窒化シリコン層の研磨選択度は、５５：１程度であることを確認することができる。
結果物IIIは、メチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体アンモニウム塩を有する添加剤組成物を含むスラリー組成物を用いて酸化シリコン層及び窒化シリコン層を研磨した後に得られた。添加剤組成物は、６．５程度のｐＨを有し、メチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体は、２０００程度の重量平均分子量を有する。前記酸化シリコン層の研磨速度は、２０００Å／ｍｉｎ程度であり、前記窒化シリコン層の研磨速度は、２８Å／ｍｉｎ程度であった。従って、前記酸化シリコン層：窒化シリコン層の研磨選択度は、７０：１程度であることを確認することができる。
図７の結果により、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸−コ−マレイン酸又はメチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体を含む添加剤組成物が、本発明のスラリー組成物で適切な特性を有することを確認することができる。
図７の結果により、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸−コ−マレイン酸又はメチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体を含む添加剤組成物が、本発明のスラリー組成物で適切な特性を有することを確認することができる。
（塩基性物質の種類による研磨選択度と研磨速度特性）
図８は、塩基性物質として水酸化ナトリウムと水酸化アンモニウムを含むスラリー組成物を用いる場合の研磨選択度及び研磨速度を示すグラフである。前記研磨に用いられたスラリー組成物は、前記塩基性物質を除いては、前記参考例６のスラリー組成物と同一の成分を有する。２０００程度の重量平均分子量を有するポリアクリル酸が含まれる。
図８は、塩基性物質として水酸化ナトリウムと水酸化アンモニウムを含むスラリー組成物を用いる場合の研磨選択度及び研磨速度を示すグラフである。前記研磨に用いられたスラリー組成物は、前記塩基性物質を除いては、前記参考例６のスラリー組成物と同一の成分を有する。２０００程度の重量平均分子量を有するポリアクリル酸が含まれる。
塩基性物質として水酸化ナトリウムを含むスラリー組成物を用いた場合、前記酸化シリコン層の研磨速度は３６００Å／ｍｉｎ程度であり、前記窒化シリコン層の研磨速度は１２０Å／ｍｉｎ程度であった。従って、前記酸化シリコン層：窒化シリコン層の研磨選択度は３０：１程度であることを確認することができる。
塩基性物質として水酸化アンモニウムを含むスラリー組成物を用いた場合、前記酸化シリコン層の研磨速度は３７００Å／ｍｉｎ程度であり、前記窒化シリコン層の研磨速度は５０Å／ｍｉｎ程度であった。従って、前記酸化シリコン層：窒化シリコン層の研磨選択度は７５：１程度であることを確認することができる。
図９は、塩基性物質として水酸化カリウムと水酸化アンモニウムを含むスラリー組成物を用いる場合の研磨選択度と研磨速度を示すグラフである。前記研磨に用いられたスラリー組成物は、前記塩基性物質を除いては、前記参考例６のスラリー組成物と同一の構成を有する。３０００程度の重量平均分子量を有するポリアクリル酸−コ−マレイン酸が含まれる。
塩基性物質として水酸化カリウムを含むスラリー組成物を用いた場合、前記酸化シリコン層の研磨速度は４８００Å／ｍｉｎ程度であり、前記窒化シリコン層の研磨速度は１６０Å／ｍｉｎ程度であった。従って、前記酸化シリコン層：窒化シリコン層の研磨選択度は３０：１程度であることを確認することができる。
塩基性物質として水酸化アンモニウムを含むスラリー組成物を用いた場合、前記酸化シリコン層の研磨速度は４５００Å／ｍｉｎ程度であり、前記窒化シリコン層の研磨速度は７５Å／ｍｉｎ程度であった。従って、前記酸化シリコン層：窒化シリコン層の研磨選択度は６０：１程度であることを確認することができる。
図１０は、ＴＭＡＨ、ＴＥＡＨ、ＴＰＡＨ、ＴＢＡＨを含む添加剤組成物の種類による研磨選択度及び研磨速度を示す。前記研磨に用いられたスラリー組成物は、前記塩基性物質を除いては、参考例６のスラリー組成物と同一の成分を有する。３０００程度の重量平均分子量を有するポリアクリル酸−コ−マレイン酸が含まれる。
塩基性物質として、ＴＭＡＨを含むスラリー組成物を用いた場合、前記酸化シリコン層の研磨速度は、４５００Å／ｍｉｎ程度であり、前記窒化シリコン層の研磨速度は、７５Å／ｍｉｎ程度であった。従って、前記酸化シリコン層：窒化シリコン層の研磨選択度は６０：１程度であることを確認することができる。
塩基性物質として、ＴＭＡＨを含むスラリー組成物を用いた場合、前記酸化シリコン層の研磨速度は、４５００Å／ｍｉｎ程度であり、前記窒化シリコン層の研磨速度は、７５Å／ｍｉｎ程度であった。従って、前記酸化シリコン層：窒化シリコン層の研磨選択度は６０：１程度であることを確認することができる。
塩基性物質としてＴＥＡＨを含むスラリー組成物を用いた場合、前記酸化シリコン層の研磨速度は、３９５０Å／ｍｉｎ程度であり、前記窒化シリコン層の研磨速度は、６２Å／ｍｉｎ程度であった。従って、前記酸化シリコン層：窒化シリコン層の研磨選択度は６４：１程度であることを確認することができる。
塩基性物質としてＴＰＡＨを含むスラリー組成物を用いた場合、前記酸化シリコン層の研磨速度は、２９５０Å／ｍｉｎ程度であり、前記窒化シリコン層の研磨速度は、４０Å／ｍｉｎ程度であった。従って、前記酸化シリコン層：窒化シリコン層の研磨選択度は７４：１程度であることを確認することができる。
塩基性物質としてＴＰＡＨを含むスラリー組成物を用いた場合、前記酸化シリコン層の研磨速度は、２９５０Å／ｍｉｎ程度であり、前記窒化シリコン層の研磨速度は、４０Å／ｍｉｎ程度であった。従って、前記酸化シリコン層：窒化シリコン層の研磨選択度は７４：１程度であることを確認することができる。
塩基性物質としてＴＢＡＨを含むスラリー組成物を用いた場合、前記酸化シリコン層の研磨速度は、２５５０Å／ｍｉｎ程度であり、前記窒化シリコン層の研磨速度は、３１Å／ｍｉｎ程度であった。従って、前記酸化シリコン層：窒化シリコン層の研磨選択度は８２：１程度であることを確認することができる。
従って、前記塩基性物質として水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、ＴＭＡＨ、ＴＥＡＨ、ＴＰＡＨ、ＴＢＡＨ等が適切に用いられることができることを確認することができる。特に、前記水酸化アンモニウム、ＴＭＡＨ、ＴＥＡＨ、ＴＰＡＨ、ＴＢＡＨであることが好ましいことを確認することができる。
従って、前記塩基性物質として水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、ＴＭＡＨ、ＴＥＡＨ、ＴＰＡＨ、ＴＢＡＨ等が適切に用いられることができることを確認することができる。特に、前記水酸化アンモニウム、ＴＭＡＨ、ＴＥＡＨ、ＴＰＡＨ、ＴＢＡＨであることが好ましいことを確認することができる。
図１１は、本発明の添加剤組成物と塩基性物質を含むスラリー組成物を用いて研磨を行う場合に発生するスクラッチ個数を示すグラフである。１００タイプのスラリー組成物と、１１０タイプのスラリー組成物及び１２０タイプのスラリー組成物が、前記研磨のために用いられることができる。
ここで、前記１００タイプの参考スラリー組成物は、添加剤組成物として３０００重量平均分子量を有するポリアクリル酸−コ−マレイン酸アンモニウム塩を含む。前記１１０タイプの参考スラリー組成物は、添加剤組成物として３０００重量平均分子量を有するポリアクリル酸−コ−マレイン酸アンモニウム塩及び２５００００重量平均分子量を有するポリアクリル酸アンモニウム塩を含む。前記１２０タイプのスラリー組成物は、添加剤組成物として３０００重量平均分子量を有するポリアクリル酸−コ−マレイン酸テトラメチルアンモニウム塩及び２５００００重量平均分子量を有するポリアクリル酸テトラメチルアンモニウム塩を含む。
図１１における前記結果は、それぞれのスラリー組成物タイプに対して、基板２枚を研磨した後に確認された。
前記確認結果、前記１００タイプのスラリー組成物を用いて基板を研磨した場合、前記スクラッチ個数は９１個又は１０９個が発見された。前記１１０タイプのスラリー組成物を用いて基板を研磨した場合、前記スクラッチ個数は、７８個又は８８個が発見された。そして、前記１２０タイプのスラリー組成物を用いて基板を研磨した場合、前記スクラッチ個数は４９個又は５９個が発見された。
前記確認結果、前記１００タイプのスラリー組成物を用いて基板を研磨した場合、前記スクラッチ個数は９１個又は１０９個が発見された。前記１１０タイプのスラリー組成物を用いて基板を研磨した場合、前記スクラッチ個数は、７８個又は８８個が発見された。そして、前記１２０タイプのスラリー組成物を用いて基板を研磨した場合、前記スクラッチ個数は４９個又は５９個が発見された。
これにより、前記１２０タイプのスラリー組成物を用いて基板を研磨した時、前記スクラッチが最少に発生することが分かる。
従って、前記スラリー組成物は、前記塩基性物質として前記水酸化テトラメチルアンモニウムを含むことが好ましい。そして、研磨速度の観点においても、前記スラリー組成物は、前記塩基性物質として塩基性アミンを含むことが更に好ましい。
従って、前記スラリー組成物は、前記塩基性物質として前記水酸化テトラメチルアンモニウムを含むことが好ましい。そして、研磨速度の観点においても、前記スラリー組成物は、前記塩基性物質として塩基性アミンを含むことが更に好ましい。
（添加剤組成物の種類による窒化シリコン層の腐食程度）
図１２は、本発明の添加剤組成物の種類による窒化シリコン層の腐食程度を示すグラフである。２０００程度の重量平均分子量を有するポリアクリル酸を添加剤組成物として用いることを除いては、前記参考例６と同一の成分を有するスラリー組成物（以下、「第１組成物」という）が用いられ、前記参考例６と同一のスラリー組成物（以下、「第２組成物」という）がＳＴＩ構造物を形成する時、窒化シリコン層の腐食程度を測定するために使用された。考案された結果は、第１及び第２組成物を用いてＳＴＩ構造物を形成する時、窒化シリコン層の腐食程度を示す。
図１２は、本発明の添加剤組成物の種類による窒化シリコン層の腐食程度を示すグラフである。２０００程度の重量平均分子量を有するポリアクリル酸を添加剤組成物として用いることを除いては、前記参考例６と同一の成分を有するスラリー組成物（以下、「第１組成物」という）が用いられ、前記参考例６と同一のスラリー組成物（以下、「第２組成物」という）がＳＴＩ構造物を形成する時、窒化シリコン層の腐食程度を測定するために使用された。考案された結果は、第１及び第２組成物を用いてＳＴＩ構造物を形成する時、窒化シリコン層の腐食程度を示す。
ここで、前記窒化シリコン層が占める面積は、前記ＳＴＩ構造物全体面積の２０％程度である。前記線幅は、前記ＳＴＩ構造物において、トレンチ入口と隣接するトレンチ入口との間の長さを意味する。前記窒化シリコン層の積層厚さは、１０００Å程度である。
まず、前記第１組成物と第２組成物を用いて、１２０秒間研磨（◇、◆）を実施した。前記グラフを参照すると、前記線幅が４．８μｍ程度である場合には、前記第１組成物と第２組成物に対して、類似な腐食結果を得た。しかし、前記線幅が１６μｍである場合には、前記第１組成物が前記第２組成物より良好な腐食結果を示し、前記線幅が６４μｍ程度である場合には、前記第２組成物が前記第１組成物より良好な腐食結果を示した。
前記第１組成物と第２組成物を用いて、１５０秒間研磨（□、■）を実施した。前記グラフを参照すると、全ての線幅区間において、前記第２組成物が前記第１組成物より良好な腐食結果を示した。
まず、前記第１組成物と第２組成物を用いて、１２０秒間研磨（◇、◆）を実施した。前記グラフを参照すると、前記線幅が４．８μｍ程度である場合には、前記第１組成物と第２組成物に対して、類似な腐食結果を得た。しかし、前記線幅が１６μｍである場合には、前記第１組成物が前記第２組成物より良好な腐食結果を示し、前記線幅が６４μｍ程度である場合には、前記第２組成物が前記第１組成物より良好な腐食結果を示した。
前記第１組成物と第２組成物を用いて、１５０秒間研磨（□、■）を実施した。前記グラフを参照すると、全ての線幅区間において、前記第２組成物が前記第１組成物より良好な腐食結果を示した。
前記第１組成物と第２組成物を用いて、１８０秒間研磨（△、▲）を実施した。前記グラフを参照すると、全ての線幅区間において、前記第２組成物が前記第１組成物より良好な腐食結果を示した。
従って、前記スラリー組成物に含まれる前記添加剤組成物は、第１重量平均分子量を有する第１重合体酸の塩及び前記第１重量平均分子量より大きい第２重量平均分子量を有する第２重合体酸の塩を含む場合、更に良好な研磨結果を得ることができる。
従って、前記スラリー組成物に含まれる前記添加剤組成物は、第１重量平均分子量を有する第１重合体酸の塩及び前記第１重量平均分子量より大きい第２重量平均分子量を有する第２重合体酸の塩を含む場合、更に良好な研磨結果を得ることができる。
（添加剤組成物の種類による酸化シリコン層のディッシング程度）
図１３は、本発明の添加剤組成物の種類による酸化シリコン層のディッシング程度を示すグラフである。図１２で説明した結果を得るために用いられ、ＳＴＩ構造物を形成する時に用いられた第１組成物と第２組成物が更に利用された。前記線幅は、前記ＳＴＩ構造物において、トレンチ入口と隣接するトレンチ入口との間の長さを意味する。
図１３は、本発明の添加剤組成物の種類による酸化シリコン層のディッシング程度を示すグラフである。図１２で説明した結果を得るために用いられ、ＳＴＩ構造物を形成する時に用いられた第１組成物と第２組成物が更に利用された。前記線幅は、前記ＳＴＩ構造物において、トレンチ入口と隣接するトレンチ入口との間の長さを意味する。
まず、前記第１組成物と第２組成物を用いて、１２０秒間研磨（◇、◆）を実施した。前記グラフを参考すると、全ての線幅区間で、前記第１組成物と第２組成物が類似なディッシング結果を示した。
前記第１組成物と第２組成物を用いて、１５０秒間研磨（□、■）を実施した。前記グラフを参考すると、全ての線幅区間で、前記第２組成物が前記第１組成物より良好なディッシング結果を示した。
前記第１組成物と第２組成物を用いて、１５０秒間研磨（□、■）を実施した。前記グラフを参考すると、全ての線幅区間で、前記第２組成物が前記第１組成物より良好なディッシング結果を示した。
前記第１組成物と第２組成物を用いて、１８０秒間研磨（△、▲）を実施した。前記グラフを参考すると、全ての線幅区間で、前記第２組成物が前記第１組成物より良好なディッシング結果を示した。
従って、前記スラリー組成物に含まれる前記添加剤組成物は、第１重量平均分子量を有する第１重合体酸の塩及び前記第１重量平均分子量より大きい第２重量平均分子量を有する第２重合体酸の塩を含む場合に、より良好な研磨結果を得ることができる。
従って、前記スラリー組成物に含まれる前記添加剤組成物は、第１重量平均分子量を有する第１重合体酸の塩及び前記第１重量平均分子量より大きい第２重量平均分子量を有する第２重合体酸の塩を含む場合に、より良好な研磨結果を得ることができる。
（添加剤組成物の含量比による研磨選択度と研磨速度特性）
図１４は、本発明の添加剤組成物の含量比による酸化シリコン層の研磨選択度及び研磨速度を示すグラフである。研磨速度は「□」で表示し、研磨選択度は「◇」で表示する。
図１５は、前記添加剤組成物の含量比により変化する窒化シリコン層の腐食深さを示すグラフである。
図１４は、本発明の添加剤組成物の含量比による酸化シリコン層の研磨選択度及び研磨速度を示すグラフである。研磨速度は「□」で表示し、研磨選択度は「◇」で表示する。
図１５は、前記添加剤組成物の含量比により変化する窒化シリコン層の腐食深さを示すグラフである。
ここで、前記酸化シリコン層の研磨速度及び研磨選択度、そして窒化シリコン層の腐食深さは、ＳＴＩ構造物を形成する時に測定される。前記ＳＴＩ構造物の形成は、２０００重量平均分子量を有するポリアクリル酸（以下、「第１物質」という）の含量変化を除いては、前記参考例６と同一の成分を有するスラリー組成物を用いた。４５００００重量平均分子量を有するポリアクリル酸（以下、「第２物質」という）が用いられた。前記含量比は、第１物質／第２物質の比率を意味する。又、窒化シリコン層が占める面積は、前記ＳＴＩ構造物の全体面積の２０％程度である。
図１４を参照すると、前記含量比が増加する場合、前記酸化シリコン層の研磨速度が増加し、前記研磨選択度が高くなる。しかし、図１５を参照すると、前記含量比が増加する場合、前記窒化シリコン層の腐食が深くなる。
従って、前記第１物質と第２物質の含量比は、１００未満であることが好ましい。前記含量比が１程度である場合には、前記酸化シリコン層の研磨速度が２０００Å／ｍｉｎ程度である。前記研磨速度が２０００Å／ｍｉｎ以下である場合には、生産性が悪くなる。従って、前記添加剤組成物において、前記第１物質と第２物質の含量比は１を超過することが好ましい。
具体的に、前記添加剤組成物において、前記第１重合体酸の塩が５０〜９５重量％を占め、前記第２重合体酸の塩が５〜５０重量％を占めることが好ましい。
具体的に、前記添加剤組成物において、前記第１重合体酸の塩が５０〜９５重量％を占め、前記第２重合体酸の塩が５〜５０重量％を占めることが好ましい。
（スラリー組成物による研磨欠点に対する特性）
図１６は、本発明のスラリー組成物を用いて研磨を実施する場合に発生する欠点個数を示すグラフである。前記欠点は、全体欠点及び前記研磨により主に発生するμ−スクラッチ欠点を含む。そして、前記欠点は、前記研磨を実施した後、研磨加工物を１％に稀釈させたＨＦを用いて、１００秒間洗浄させた後、ＫＬＡ（製品名）を用いて測定した。又、第１タイプのスラリー組成物は２０００程度の重量平均分子量を有するポリアクリル酸を添加剤組成物として用いることを除いては、前記参考例６と同一のスラリー組成物である。第２タイプのスラリー組成物は、前記参考例６と同一のスラリー組成物である。そして、第３タイプのスラリー組成物は、２０００程度の重量平均分子量を有するポリアクリル酸−コ−マレイン酸と４５００００程度の重量平均分子量を有するポリアクリル酸を添加剤組成物として用いることを除いては、前記参考例６と同一のスラリー組成物である。
図１６は、本発明のスラリー組成物を用いて研磨を実施する場合に発生する欠点個数を示すグラフである。前記欠点は、全体欠点及び前記研磨により主に発生するμ−スクラッチ欠点を含む。そして、前記欠点は、前記研磨を実施した後、研磨加工物を１％に稀釈させたＨＦを用いて、１００秒間洗浄させた後、ＫＬＡ（製品名）を用いて測定した。又、第１タイプのスラリー組成物は２０００程度の重量平均分子量を有するポリアクリル酸を添加剤組成物として用いることを除いては、前記参考例６と同一のスラリー組成物である。第２タイプのスラリー組成物は、前記参考例６と同一のスラリー組成物である。そして、第３タイプのスラリー組成物は、２０００程度の重量平均分子量を有するポリアクリル酸−コ−マレイン酸と４５００００程度の重量平均分子量を有するポリアクリル酸を添加剤組成物として用いることを除いては、前記参考例６と同一のスラリー組成物である。
前記欠点測定結果、前記第２タイプの組成物及び第３タイプの組成物が前記第１タイプの組成物に対して良好であることを確認することができる。
従って、前記研磨による欠点を考慮する場合にも、前記添加剤組成物は第１重合体酸の塩及び第２重合体酸の塩からなることが好ましい。
従って、前記研磨による欠点を考慮する場合にも、前記添加剤組成物は第１重合体酸の塩及び第２重合体酸の塩からなることが好ましい。
（添加剤組成物の種類によるスラリー組成物の安定性特性）
図１７は、本発明のスラリー組成物の安定性を説明するためのグラフである。変形高さ（ａｒｂｉｔｒａｒｙ ｈｅｉｇｈｔ）は、スラリー組成物を大気中に放置する場合に測定される。第１０タイプのスラリー組成物（◇）は、２０００程度の重量平均分子量を有するポリアクリル酸を添加剤組成物として用いることを除いては、前記参考例６と同一のスラリー組成物である。そして、第１１タイプのスラリー組成物（□）は、前記参考例６と同一のスラリー組成物である。前記変形高さは、時間によって変化する前記スラリー組成物の高さを、前記スラリー組成物の最初高さで除する値を示す。従って、前記変形高さが低くなるほど、前記スラリー組成物内で研磨粒子が塊になる現象がより多く発生することを確認することができる。
図１７は、本発明のスラリー組成物の安定性を説明するためのグラフである。変形高さ（ａｒｂｉｔｒａｒｙ ｈｅｉｇｈｔ）は、スラリー組成物を大気中に放置する場合に測定される。第１０タイプのスラリー組成物（◇）は、２０００程度の重量平均分子量を有するポリアクリル酸を添加剤組成物として用いることを除いては、前記参考例６と同一のスラリー組成物である。そして、第１１タイプのスラリー組成物（□）は、前記参考例６と同一のスラリー組成物である。前記変形高さは、時間によって変化する前記スラリー組成物の高さを、前記スラリー組成物の最初高さで除する値を示す。従って、前記変形高さが低くなるほど、前記スラリー組成物内で研磨粒子が塊になる現象がより多く発生することを確認することができる。
前記第１０タイプのスラリー組成物と第１１タイプのスラリー組成物を大気中に放置する場合、第１１タイプの変形高さが第１０タイプの変形高さより高い。従って、前記第１１タイプのスラリー組成物が第１０タイプのスラリー組成物より良好な安定性を有する。即ち、前記第１１タイプのスラリー組成物が前記第１０タイプのスラリー組成物に対して塊（ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ）現象が少なく発生した。
従って、スラリー組成物の製造及び保管を考慮する時、前記第１重合体酸の塩及び第２重合体酸の塩からなる添加剤組成物を含むスラリー組成物が適合する。
このように、添加剤組成物としては第１重合体酸の塩及び第２重合体酸の塩を含む物質を用いることが好ましい。スラリー組成物としては、前記第１重合体酸の塩及び第２重合体酸の塩からなる添加剤組成物を含む物質を用いることが好ましい。そして、研磨を実施する時、前記スラリー組成物を用いることが好ましい。
このように、添加剤組成物としては第１重合体酸の塩及び第２重合体酸の塩を含む物質を用いることが好ましい。スラリー組成物としては、前記第１重合体酸の塩及び第２重合体酸の塩からなる添加剤組成物を含む物質を用いることが好ましい。そして、研磨を実施する時、前記スラリー組成物を用いることが好ましい。
（産業上の利用可能性）
本発明によると、前記研磨選択度がより高いスラリー組成物を用いた研磨が可能である。従って、０．１３μｍ以下のデザインルール（ｄｅｓｉｇｎ ｒｕｌｅ）を要求する最近の半導体装置等の微細パターンを要求する半導体装置の製造に積極的に用いることができる。このため、半導体装置の製造による信頼度及び生産性が向上される効果を期待することができる。
本発明によると、前記研磨選択度がより高いスラリー組成物を用いた研磨が可能である。従って、０．１３μｍ以下のデザインルール（ｄｅｓｉｇｎ ｒｕｌｅ）を要求する最近の半導体装置等の微細パターンを要求する半導体装置の製造に積極的に用いることができる。このため、半導体装置の製造による信頼度及び生産性が向上される効果を期待することができる。
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。
Claims (9)
- ポリアクリル酸（ｐｏｌｙ（ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ））、ポリアクリル酸−コ−マレイン酸（ｐｏｌｙ（ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ−ｃｏ−ｍａｌｅｉｃ ａｃｉｄ））、及びメチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌｖｉｎｙｌ ｅｔｈｅｒ−ａｌｔ−ｍａｌｅｉｃ ａｃｉｄ））（いずれもアルキレンオキシド付加物である水溶性高分子を除く）から選択され、第１重量平均分子量を有する少なくとも１つの第１重合体酸と塩基性アミン化合物の第１塩基性物質とからなる第１重合体酸の塩と、
ポリアクリル酸（ｐｏｌｙ（ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ））、ポリアクリル酸−コ−マレイン酸（ｐｏｌｙ（ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ−ｃｏ−ｍａｌｅｉｃ ａｃｉｄ））、及びポリメチルビニルエーテル−アルト−マレイン酸（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌｖｉｎｙｌ ｅｔｈｅｒ−ａｌｔ−ｍａｌｅｉｃ ａｃｉｄ））（いずれもアルキレンオキシド付加物である水溶性高分子を除く）から選択され、第２重量平均分子量を有する少なくとも１つの第２重合体酸と塩基性アミン化合物の第２塩基性物質とからなる第２重合体酸の塩と、
を含み、
前記第１重量平均分子量は、１０００〜１００００であり、前記第２重量平均分子量は、１０００００〜１００００００であり、前記第１重合体酸の塩（ａ）と前記第２重合体酸の塩（ｂ）の含量比（ａ／ｂ）は１を超過して１００未満である添加剤組成物と、
研磨粒子組成物と、
水と、
を含み、
５．０乃至８．０のｐＨを有することを特徴とするスラリー組成物。 - 前記スラリー組成物は、前記研磨粒子組成物の含量が０．３〜２０重量％であり、前記第１重合体酸の塩及び前記第２重合体酸の塩の含量が０．３〜２０重量％であり、前記水の含量が６０〜９９．４重量％であることを特徴とする請求項１記載のスラリー組成物。
- 前記研磨粒子組成物は、水に混合される研磨粒子を含み、
前記研磨粒子は、シリカ、酸化セリウム、酸化ジルコニウム及びアルミナからなる群から選択される少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項１記載のスラリー組成物。 - 前記第２重量平均分子量は、前記第１重量平均分子量より１０〜１０００倍大きいことを特徴とする請求項１記載のスラリー組成物。
- ポリアクリル酸（ｐｏｌｙ（ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ））、ポリアクリル酸−コ−マレイン酸（ｐｏｌｙ（ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ-ｃｏ-ｍａｌｅｉｃ ａｃｉｄ））、及びメチルビニルエーテルとマレイン酸の交互共重合体（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌｖｉｎｙｌ ｅｔｈｅｒ-ａｌｔ-ｍａｌｅｉｃ ａｃｉｄ））（いずれもアルキレンオキシド付加物である水溶性高分子を除く）から選択され、第１重量平均分子量を有する少なくとも１つの第１重合体酸と塩基性アミン化合物の第１塩基性物質とからなる第１重合体酸の塩と、
ポリアクリル酸（ｐｏｌｙ（ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ））、ポリアクリル酸−コ−マレイン酸（ｐｏｌｙ（ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ-ｃｏ-ｍａｌｅｉｃ ａｃｉｄ））、及びポリメチルビニルエーテル−アルト−マレイン酸（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌｖｉｎｙｌ ｅｔｈｅｒ-ａｌｔ-ｍａｌｅｉｃ ａｃｉｄ））（いずれもアルキレンオキシド付加物である水溶性高分子を除く）から選択され、第２重量平均分子量を有する少なくとも１つの第２重合体酸と塩基性アミン化合物の第２塩基性物質とからなる第２重合体酸の塩と、
を含み、
前記第１重量平均分子量は、１０００〜１００００であり、前記第２重量平均分子量は、１０００００〜１００００００であり、前記第１重合体酸の塩（ａ）と前記第２重合体酸の塩（ｂ）の含量比（ａ／ｂ）は１を超過して１００未満である添加剤組成物と、
研磨粒子組成物と、
水と、
を含み、
５．０乃至８．０のｐＨを有することを特徴とするスラリー組成物
を準備する段階と、
前記スラリー組成物を研磨パッド表面上に提供する段階と、
前記研磨パッド表面と加工物表面を接触させて前記加工物表面を研磨する段階と、
を含むことを特徴とする研磨方法。 - 前記加工物は、互いに異なる物質からなる第１物質層及び第２物質層を含む基板であることを特徴とする請求項５記載の研磨方法。
- 前記第１物質層は窒化シリコン層であり、前記第２物質層は酸化シリコン層であることを特徴とする請求項６記載の研磨方法。
- 前記加工物は、第１物質層及び前記第１物質層上に積層されている第２物質層を有する基板であることを特徴とする請求項５記載の研磨方法。
- 前記第１物質層は窒化シリコン層であり、前記第２物質層は酸化シリコン層であることを特徴とする請求項８記載の研磨方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20010071152 | 2001-11-15 | ||
| KR10-2002-0023087A KR100475457B1 (ko) | 2001-11-15 | 2002-04-26 | 슬러리용 첨가제 조성물, 이를 포함하는 슬러리 조성물 및연마 방법 |
| PCT/KR2002/002134 WO2003042310A1 (en) | 2001-11-15 | 2002-11-14 | Additive composition, slurry composition including the same, and method of polishing an object using the slurry composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005509080A JP2005509080A (ja) | 2005-04-07 |
| JP4320375B2 true JP4320375B2 (ja) | 2009-08-26 |
Family
ID=26639459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003544137A Expired - Fee Related JP4320375B2 (ja) | 2001-11-15 | 2002-11-14 | 添加剤組成物、これを含むスラリー組成物及び研磨方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US7288212B2 (ja) |
| EP (1) | EP1448737B1 (ja) |
| JP (1) | JP4320375B2 (ja) |
| CN (1) | CN1311009C (ja) |
| TW (1) | TWI288166B (ja) |
| WO (1) | WO2003042310A1 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100457743B1 (ko) * | 2002-05-17 | 2004-11-18 | 주식회사 하이닉스반도체 | 산화막용 ｃｍｐ 슬러리 및 이를 이용한 반도체 소자의형성 방법 |
| JP4951218B2 (ja) * | 2004-07-15 | 2012-06-13 | 三星電子株式会社 | 酸化セリウム研磨粒子及び該研磨粒子を含む組成物 |
| KR100574984B1 (ko) * | 2004-08-16 | 2006-05-02 | 삼성전자주식회사 | 산화세륨 연마 입자 및 그 제조 방법과 ｃｍｐ용 슬러리조성물 및 그 제조 방법과 이들을 이용한 기판 연마 방법 |
| KR100786949B1 (ko) * | 2005-12-08 | 2007-12-17 | 주식회사 엘지화학 | 연마 선택도 조절 보조제 및 이를 함유한 ｃｍｐ 슬러리 |
| KR100786948B1 (ko) | 2005-12-08 | 2007-12-17 | 주식회사 엘지화학 | 연마 선택비 조절제 및 이를 함유한 ｃｍｐ 슬러리 |
| KR101361921B1 (ko) * | 2006-04-21 | 2014-02-12 | 히타치가세이가부시끼가이샤 | 산화물 입자의 제조 방법, 슬러리, 연마제 및 기판의 연마 방법 |
| US20080020680A1 (en) * | 2006-07-24 | 2008-01-24 | Cabot Microelectronics Corporation | Rate-enhanced CMP compositions for dielectric films |
| KR100852242B1 (ko) * | 2006-08-16 | 2008-08-13 | 삼성전자주식회사 | 화학 기계적 연마용 슬러리 조성물, 이를 이용한 연마 방법및 반도체 메모리 소자의 제조 방법 |
| KR101007242B1 (ko) | 2007-02-22 | 2011-01-13 | 후지쯔 세미컨덕터 가부시키가이샤 | 반도체 장치 및 그 제조 방법 |
| US20100159807A1 (en) * | 2008-12-22 | 2010-06-24 | Jinru Bian | Polymeric barrier removal polishing slurry |
| US20110318928A1 (en) * | 2010-06-24 | 2011-12-29 | Jinru Bian | Polymeric Barrier Removal Polishing Slurry |
| WO2015053207A1 (ja) * | 2013-10-07 | 2015-04-16 | 東亞合成株式会社 | 半導体用濡れ剤及び研磨用組成物 |
| JP6268069B2 (ja) * | 2014-09-12 | 2018-01-24 | 信越化学工業株式会社 | 研磨組成物及び研磨方法 |
| US9803109B2 (en) | 2015-02-03 | 2017-10-31 | Cabot Microelectronics Corporation | CMP composition for silicon nitride removal |
| US20200171623A1 (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Wafer backside cleaning apparatus and method of cleaning wafer backside |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4022730A (en) * | 1974-05-06 | 1977-05-10 | Rohm And Haas Company | Oligomeric aqueous finishes |
| DE3405019A1 (de) | 1984-02-13 | 1985-08-14 | Chemische Fabrik Stockhausen GmbH, 4150 Krefeld | Mischungen von wasserloeslichen synthetischen organischen polymeren mit naturharzleimen und ihre verwendung als leimungsmittel |
| IT1248033B (it) * | 1991-06-11 | 1995-01-05 | Sigma Prod Chim | Agenti addensanti migliorati |
| US5958794A (en) * | 1995-09-22 | 1999-09-28 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method of modifying an exposed surface of a semiconductor wafer |
| JPH10106988A (ja) | 1996-09-30 | 1998-04-24 | Hitachi Chem Co Ltd | 酸化セリウム研磨剤及び基板の研磨法 |
| JPH10154672A (ja) | 1996-09-30 | 1998-06-09 | Hitachi Chem Co Ltd | 酸化セリウム研磨剤及び基板の研磨法 |
| US5938505A (en) * | 1997-01-10 | 1999-08-17 | Texas Instruments Incorporated | High selectivity oxide to nitride slurry |
| EP0853335A3 (en) | 1997-01-10 | 1999-01-07 | Texas Instruments Incorporated | Slurry and process for the mechano-chemical polishing of semiconductor devices |
| US6040409A (en) | 1997-05-21 | 2000-03-21 | Rohm And Haas Company | Polymer compositions |
| US6114249A (en) | 1998-03-10 | 2000-09-05 | International Business Machines Corporation | Chemical mechanical polishing of multiple material substrates and slurry having improved selectivity |
| EP1566421B1 (en) | 1998-12-25 | 2014-12-10 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | CMP abrasive, liquid additive for CMP abrasive and method for polishing substrate. |
| JP4134458B2 (ja) * | 1999-06-23 | 2008-08-20 | Ｊｓｒ株式会社 | 半導体部品用洗浄剤、半導体部品の洗浄方法 |
| JP4555936B2 (ja) | 1999-07-21 | 2010-10-06 | 日立化成工業株式会社 | Ｃｍｐ研磨液 |
| JP2001031951A (ja) | 1999-07-22 | 2001-02-06 | Hitachi Chem Co Ltd | 研磨剤及び基板の研磨方法 |
| KR20020027571A (ko) * | 1999-08-24 | 2002-04-13 | 갤반 마틴 | 절연체와 금속의 ｃｍｐ용 조성물 및 이에 관련된 방법 |
| US6435944B1 (en) * | 1999-10-27 | 2002-08-20 | Applied Materials, Inc. | CMP slurry for planarizing metals |
| JP2001319900A (ja) | 2000-05-10 | 2001-11-16 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 半導体基板の研磨方法 |
| EP1307319A2 (en) * | 2000-08-11 | 2003-05-07 | Rodel Holdings, Inc. | Chemical mechanical planarization of metal substrates |
| US6726534B1 (en) * | 2001-03-01 | 2004-04-27 | Cabot Microelectronics Corporation | Preequilibrium polishing method and system |
| US6938505B2 (en) * | 2002-08-13 | 2005-09-06 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Chamber wafer detection |
-
2002
- 2002-11-14 EP EP02788960A patent/EP1448737B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-11-14 CN CNB02814368XA patent/CN1311009C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2002-11-14 US US10/293,918 patent/US7288212B2/en active Active
- 2002-11-14 WO PCT/KR2002/002134 patent/WO2003042310A1/en active Application Filing
- 2002-11-14 JP JP2003544137A patent/JP4320375B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2002-11-15 TW TW091133496A patent/TWI288166B/zh not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-09-26 US US11/861,490 patent/US7858527B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1533420A (zh) | 2004-09-29 |
| US7288212B2 (en) | 2007-10-30 |
| US20080014838A1 (en) | 2008-01-17 |
| US7858527B2 (en) | 2010-12-28 |
| JP2005509080A (ja) | 2005-04-07 |
| EP1448737A1 (en) | 2004-08-25 |
| US20030092265A1 (en) | 2003-05-15 |
| WO2003042310A1 (en) | 2003-05-22 |
| TW200305622A (en) | 2003-11-01 |
| CN1311009C (zh) | 2007-04-18 |
| TWI288166B (en) | 2007-10-11 |
| EP1448737B1 (en) | 2012-01-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101406642B1 (ko) | 화학 기계 연마용 수계 분산체 및 화학 기계 연마 방법, 및화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조하기 위한 키트 | |
| JP6030703B2 (ja) | 誘電性ＣＭＰスラリーにおけるＣｓＯＨの使用 | |
| KR100704690B1 (ko) | 연마액 및 연마방법 | |
| JP4320375B2 (ja) | 添加剤組成物、これを含むスラリー組成物及び研磨方法 | |
| US7163448B2 (en) | Chemical/mechanical polishing method for STI | |
| JP4130614B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| EP2437285A2 (en) | Chemical mechanical polishing method for semiconductor device using an aqueous dispersion | |
| JP4851536B2 (ja) | 研磨選択度調節補助剤及びこれを含有するｃｍｐスラリー | |
| WO2007029465A1 (ja) | 研磨剤、被研磨面の研磨方法および半導体集積回路装置の製造方法 | |
| KR20110052519A (ko) | 화학 기계 연마 조성물 및 관련 방법 | |
| JP2013074036A (ja) | Ｃｍｐ用スラリーおよび半導体装置の製造方法 | |
| KR20110104443A (ko) | 폴리실리콘, 실리콘 옥사이드 및 실리콘 니트라이드를 포함하는 기판의 연마 방법 | |
| KR100621958B1 (ko) | 화학 기계 연마제 키트 및 이를 사용한 화학 기계 연마방법 | |
| WO2018120808A1 (zh) | 一种用于阻挡层的化学机械抛光液 | |
| JP4649871B2 (ja) | 化学機械研磨剤キットを用いた化学機械研磨方法 | |
| JP2005064285A (ja) | Ｃｍｐ用研磨液及び研磨方法 | |
| JP4850167B2 (ja) | 研磨液及び研磨方法 | |
| JP2013016830A (ja) | Ｃｍｐ研磨液、基板の研磨方法及び電子部品 | |
| JP2008085058A (ja) | Ｃｍｐ研磨剤用添加剤、ｃｍｐ研磨剤、基板の研磨方法および電子部品 | |
| JP2009224771A (ja) | 化学機械研磨用水系分散体およびその製造方法、ならびに化学機械研磨方法 | |
| KR20030039999A (ko) | 슬러리용 첨가제 조성물, 이를 포함하는 슬러리 조성물 및연마 방법 | |
| JP2017103466A (ja) | 洗浄液 | |
| JP4878728B2 (ja) | Ｃｍｐ研磨剤および基板の研磨方法 | |
| KR100561568B1 (ko) | Ｃｍｐ용 조성물 | |
| KR100466422B1 (ko) | Ｃｍｐ용 조성물 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050803 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071004 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071017 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080117 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080905 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081219 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20090115 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090212 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090225 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090309 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4320375 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120612 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130612 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |