JP4851536B2 - 研磨選択度調節補助剤及びこれを含有するcmpスラリー - Google Patents
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Description
R2Oは、炭素数2〜4のオキシアルキレンの1種又は2種以上の混合物を示し(但し、2種以上の混合物である場合はブロック状又はランダムに付加されることができる)、
R3は、炭素数1〜4のアルキルを示し、
mは、オキシアルキレン基の平均付加モル数で、1〜50の整数である]
(リニア型高分子電解質の製造)
温度計、攪拌器、滴下漏斗、窒素導入管及び還流冷却器を備えた2Lのガラス反応器に蒸留水160重量部及びイソプロピルアルコール240重量部を注入した後、攪拌下、反応器の内部を窒素に置換し、窒素雰囲気下で80℃まで加熱した。
前述のように製造したリニア型高分子電解質塩に水を加えて3重量%になるように希釈した。前記高分子電解質塩溶液にフッ化アンモニウム(NH4F)を全体溶液の15ppmで添加した後、この溶液のpHが7.0〜8.0になるように塩基性物質として水酸化アンモニウムを添加することで、CMPスラリー用研磨選択度調節補助剤組成物を製造した。
前述のように製造したCMPスラリー用研磨選択度調節補助剤組成物を用いて、補助剤組成物:研磨粒子組成物:水を、1:3:3の体積比になるように混合してCMPスラリーを製造した。なお、スラリー組成物のpHは、7.5〜8.0程度に調節した。
前記実施例1において使用されたリニア型高分子電解質ではなく、下記表1に示されたように分子量特性の異なったリニア型高分子電解質を使用したことを除いては、前記実施例1と同様にCMPスラリー用研磨選択度調節補助剤組成物及びCMPスラリーを製造した。
前記実施例1においてリニア型高分子電解質としてCerasprese5468(韓国サンノプコ株式会社製、リニア型高分子電解質)を使用したことを除いては、前記実施例1と同様にCMPスラリー用研磨選択度調節補助剤組成物及びCMPスラリーを製造した。
(グラフト型高分子電解質の製造)
前記実施例1のリニア型高分子電解質の製造時に、モノマー水溶液としてアクリル酸300重量部の代わりにアクリル酸210重量部及びメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(エチレンオキサイドの平均付加モル数:6モル)90重量部が含まれることを除いては、同様にアクリル酸−メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートのグラフト型高分子電解質を製造した。
前述のように製造したグラフト型高分子電解質、及び塩基性物質として水酸化アンモニウムに水を加えて3重量%になるように希釈した。前記高分子電解質塩溶液にフッ化アンモニウム(NH4F)を全体溶液の15ppmで添加した後、この溶液のpHが7.0〜8.0になるように、塩基性物質として水酸化アンモニウムを添加してCMPスラリー用研磨選択度調節補助剤を製造した。
前述のように製造したCMPスラリー用研磨選択度調節補助剤組成物を用いて、補助剤組成物:研磨粒子組成物:水を、1:3:3の体積比になるように混合してCMPスラリーを製造した。なお、スラリー組成物のpHは、7.5〜8.0程度に調節した。
前記実施例1のリニア型高分子電解質の代わりに、前記実施例1で製造したリニア型高分子電解質75重量%と前記実施例6で製造したグラフト型高分子電解質25重量%とを混合した高分子電解質を使用したことを除いては、前記実施例1と同様にCMPスラリー用研磨選択度調節補助剤組成物及びCMPスラリーを製造した。
前記実施例1のリニア型高分子電解質の代わりに、前記実施例1で製造したリニア型高分子電解質50重量%と前記実施例6で製造したグラフト型高分子電解質50重量%とを混合した高分子電解質を使用したことを除いては、前記実施例1と同様にCMPスラリー用研磨選択度調節補助剤組成物及びCMPスラリーを製造した。
前記実施例1〜8のCMPスラリー用研磨選択度調節補助剤組成物の製造においてそれぞれフッ化アンモニウムを使用しないことを除いては、前記実施例1〜8と同様にCMPスラリー用研磨選択度調節補助剤組成物及びCMPスラリーを製造した。
前記実施例1〜8及び比較例1〜8で製造したCMPスラリーを用いて、下記の方法で凝集粒度、粘度及び研磨性能を測定し、その結果を表2に示した。
Microtrap UPA150(ハネウェル社製、米国)で測定した。この時、CMPスラリーに前記実施例1〜8及び比較例1〜8で製造したCMPスラリー用研磨選択度調節補助剤組成物を混合した後、120秒間隔で600秒間凝集粒度を測定した後、最高値と最低値との差を凝集粒度の幅とした。
ARES Rheometer(レオメトリックサイエンティフィック社製、米国)で測定した。この時、せん断弾性率(shear modulus)を100に固定した後、10秒間隔で600秒間測定し、粘度の最高値と最低値との差を粘度の幅とした。
CMP研磨装置は、GnP Technology社製のPOLI−400を使用し、対象ウェハーは、7,000Åを蒸着したオキシドウェハーとLPCVDで1,500Åを蒸着したナイトライドウェハー(nitride wafer)を使用した。なお、研磨性能試験の基準は、次の通りである。
Claims (8)
- 陽電荷を帯びた物質と陰電荷を帯びた物質とを同時に研磨する時に使用される研磨選択度調節補助剤であって、
a)陽電荷を帯びた物質の上に静電気力で吸着層を形成して、陰電荷を帯びた物質に対する研磨選択度を高める高分子電解質、
b)水酸化アンモニウム又は塩基性アミンである塩基性物質、及び、
c)前記高分子電解質100重量部に対して0.01重量部〜5.0重量部で含まれるフッ化アンモニウム(NH 4 F)
を含み、
前記高分子電解質は、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸及びマレイン酸からなる群から選択される少なくとも1種に由来するカルボキシル基を含み、重量平均分子量が2,000〜50,000であるリニア型高分子電解質と重量平均分子量が1,000〜20,000であり主鎖及び側鎖からなるグラフト型高分子電解質との混合物であり、前記グラフト型高分子電解質において側鎖が分子量500〜2,000に相当する長さであり、主鎖が分子量500〜15,000に相当する長さであり、
研磨選択度調節補助剤のpHが4.5〜8.8の範囲であり、
化学機械研磨(CMP)スラリー用添加剤として使用されることを特徴とする研磨選択度調節補助剤。 - 前記グラフト型高分子電解質が、側鎖として、水酸基、カルボキシル基及びスルホン酸基からなる群から選択される少なくとも1種の作用基を含有するエチレン性不飽和モノマーの重合又は共重合由来のマクロ単位体を含み、主鎖として、カルボキシル基を含有するエチレン性不飽和モノマー由来の単位体を含むことを特徴とする、請求項1に記載の研磨選択度調節補助剤。
- 前記アルコキシポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレートモノマーが、グラフト型高分子電解質内において10〜50重量%で含有されることを特徴とする、請求項3に記載の研磨選択度調節補助剤。
- 前記グラフト型高分子電解質の主鎖に存在するカルボキシル基を含有するエチレン性不飽和モノマー由来の単位体が、メタクリル酸またはアクリル酸由来のものであることを特徴とする、請求項2に記載の研磨選択度調節補助剤。
- 前記グラフト型高分子電解質の主鎖に存在するカルボキシル基を含有するエチレン性不飽和モノマー由来の単位体が、主鎖成分全体に対して65重量部以上100重量部以下で使用されていることを特徴とする、請求項2に記載の研磨選択度調節補助剤。
- a)請求項1〜6のいずれか一項で定義される研磨選択度調節補助剤、
b)研磨粒子、及び
c)水、
を含み、
研磨選択度調節補助剤が0.1重量%〜10重量%、研磨粒子が0.1重量%〜10重量%で含有され、スラリー全体が100重量%になるように水が含有されている、化学機械研磨(CMP)スラリー。 - 研磨粒子が酸化セリウムであることを特徴とする、請求項7に記載のCMPスラリー。
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