特許 7682193 研磨組成物及びその使用方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-05-15

(45)【発行日】2025-05-23

(54)【発明の名称】研磨組成物及びその使用方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20250516BHJP

   C09K 3/14 20060101ALI20250516BHJP

   B24B 37/00 20120101ALI20250516BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 622D

C09K3/14 550Z

C09K3/14 550D

B24B37/00 H

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2022549236

(86)(22)【出願日】2021-02-08

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-03

(86)【国際出願番号】 US2021017051

(87)【国際公開番号】W WO2021162980

(87)【国際公開日】2021-08-19

【審査請求日】2022-10-05

(31)【優先権主張番号】62/975,828

(32)【優先日】2020-02-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】514251329

【氏名又は名称】フジフイルム エレクトロニック マテリアルズ ユー．エス．エー．， インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ホアン、ティン－カイ

(72)【発明者】

【氏名】リン、ターウェイ

(72)【発明者】

【氏名】フー、ピン

(72)【発明者】

【氏名】ウェン、リーチン

(72)【発明者】

【氏名】リャン、ヤンナン

【審査官】鈴木 孝章

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１９０７３０（ＷＯ，Ａ２）

【文献】特開２００６－１９６８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０４９４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２４４６３９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００７－２５１１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１５８８１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０３０８３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｃ０９Ｋ ３／１４

Ｂ２４Ｂ ３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

研磨剤；
ｐＨ調整剤；
バリア膜除去速度上昇剤；
ｌｏｗ－ｋ除去速度抑制剤；
アゾール含有防食剤；及び
ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウム、ヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウム、硫酸鉄（ＩＩＩ）アンモニウム、硝酸鉄、エチレンジアミン四酢酸鉄（ＩＩＩ）ナトリウム塩、臭化鉄（ＩＩ）、臭化鉄（ＩＩＩ）、塩化鉄（ＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）、クエン酸鉄（ＩＩＩ）、フッ化鉄（ＩＩ）、フッ化鉄（ＩＩＩ）、シュウ酸鉄（ＩＩ）、過塩素酸鉄（ＩＩ）、リン酸鉄（ＩＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩ）、チオシアン酸カリウム、チオ尿素、テトラフルオロケイ酸カリウム、ヘキサフルオロリン酸カリウム、テトラフルオロホウ酸カリウム、フッ化水素酸、フッ化物塩、塩素酸、塩化物塩、及びそれらの混合物からなる群から選択される、ハードマスク除去速度上昇剤
を含む、研磨組成物。

【請求項2】

前記研磨剤が、アルミナ；シリカ；チタニア；セリア；ジルコニア；アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、又はジルコニアの共形成生成物（ｃｏ－ｆｏｒｍｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔ）；被覆された研磨剤；表面改質された研磨剤；及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項3】

前記研磨剤が、前記研磨組成物の０．１重量％～５０重量％の量である、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項4】

前記バリア膜除去速度上昇剤が、グルコン酸、乳酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、グリコール酸、マロン酸、ギ酸、シュウ酸、酢酸、プロピオン酸、過酢酸、コハク酸、酢酸カリウム、クエン酸カリウム、アミノ酢酸、フェノキシ酢酸、ビシン、ジグリコール酸、グリセリン酸、トリシン、アラニン、ヒスチジン、バリン、フェニルアラニン、プロリン、グルタミン、アスパラギン酸、グルタミン酸、アルギニン、リシン、チロシン、安息香酸、それらの塩、及びそれらの混合物からなる群から選択される有機酸又はその塩である、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項5】

前記バリア膜除去速度上昇剤が、前記研磨組成物の０．００２重量％～４重量％の量である、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項6】

前記ｌｏｗ－ｋ除去速度抑制剤が、非イオン性界面活性剤である、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項7】

前記非イオン性界面活性剤が、アルコールアルコキシレート、アルキルフェノールアルコキシレート、トリスチリルフェノールアルコキシレート、ソルビタンエステルアルコキシレート、ポリアルコキシレート、ポリアルキレンオキサイドブロックコポリマー、テトラヒドロキシオリゴマー、アルコキシル化ジアミン、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項６に記載の研磨組成物。

【請求項8】

前記ｌｏｗ－ｋ除去速度抑制剤が、前記研磨組成物の０．０００５重量％～５重量％の量である、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項9】

前記アゾール含有防食剤が、トリアゾール、１，２，４－トリアゾール、テトラゾール、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、エチルベンゾトリアゾール、プロピルベンゾトリアゾール、ブチルベンゾトリアゾール、ペンチルベンゾトリアゾール、ヘキシルベンゾトリアゾール、ジメチルベンゾトリアゾール、クロロベンゾトリアゾール、ジクロロベンゾトリアゾール、クロロメチルベンゾトリアゾール、クロロエチルベンゾトリアゾール、フェニルベンゾトリアゾール、ベンジルベンゾトリアゾール、アミノトリアゾール、アミノベンズイミダゾール、ピラゾール、イミダゾール、アミノテトラゾール、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項10】

前記アゾール含有防食剤が、前記研磨組成物の０．０００１重量％～１重量％の量である、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項11】

前記ｐＨ調整剤が、水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、メチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミンテトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、エチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ジエチルジメチルアンモニウムヒドロキシド、ジメチルジプロピルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、トリス（２－ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムヒドロキシド、コリンヒドロキシド、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項12】

前記ｐＨ調整剤が、前記研磨組成物の０．０１重量％～１０重量％の量である、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項13】

前記ハードマスク除去速度上昇剤が、前記研磨組成物の０．０００１重量％～５重量％の量である、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項14】

エチレンジアミンテトラ酢酸、イミノジ酢酸、Ｎ－ヒドロキシエチル－エチレンジアミントリ酢酸、ニトリロトリ酢酸、ジエチレントリアミンペンタ酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミントリ酢酸、トリエチレンテトラアミンヘキサ酢酸、ジアミノシクロヘキサンテトラ酢酸、ニトリロトリメチルホスホン酸、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、１－ヒドロキシルエチリデン－１，１－ジホスホン酸、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるキレート剤をさらに含む、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項15】

前記キレート剤が、前記研磨組成物の０．００１重量％～１重量％の量である、請求項１４に記載の研磨組成物。

【請求項16】

過酸化水素、オルト過ヨウ素酸、メタ過ヨウ素酸、ジメソ過ヨウ素酸、ジオルト過ヨウ素酸、過ヨウ素酸アンモニウム、過ヨウ素酸カリウム、過ヨウ素酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、ヨウ素酸、ヨウ素酸塩、過塩素酸、過塩素酸塩、ヒドロキシルアミン及びヒドロキシルアミン塩、並びにそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される酸化剤をさらに含む、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項17】

前記研磨組成物が、
前記研磨組成物の０．１重量％～５０重量％の量の前記研磨剤；
前記研磨組成物の０．０１重量％～１０重量％の量の前記ｐＨ調整剤；
前記研磨組成物の０．００２重量％～４重量％の量の前記バリア膜除去速度上昇剤；
前記研磨組成物の０．０００５重量％～５重量％の量の前記ｌｏｗ－ｋ除去速度抑制剤；
前記研磨組成物の０．０００１重量％～１重量％の量の前記アゾール含有防食剤；及び
前記研磨組成物の０．０００１重量％～５重量％の量の前記ハードマスク除去速度上昇剤
を含む、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項18】

前記研磨組成物のｐＨが、７～１４である、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項19】

請求項１～請求項１８の何れか１項に記載の研磨組成物を基板の表面に付与する工程、ここで、前記表面はルテニウム又はハードマスク材料を含む；及び
前記基板の前記表面にパッドを接触させ、前記基板に対して前記パッドを動かす工程、
を含む、基板を研磨する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願への相互参照
本願は２０２０年２月１３日に出願された米国仮出願番号６２／９７５，８２８からの優先権を主張し、該米国仮出願の内容はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。

【背景技術】

【0002】

半導体産業は、プロセス、材料、及び集積化の革新によるデバイスのさらなる小型化によってチップ性能を改善することを絶えず迫られている。以前の材料革新としては、銅の導入、相互接続構造における導電性材料としてのアルミニウムの置換、及び非導電性／絶縁体の誘電材料からＣｕ導電性材料を隔離する拡散バリアとしてのタンタル（Ｔａ）／窒化タンタル（ＴａＮ）の使用が挙げられる。銅（Ｃｕ）は、その低い抵抗率及び電子移動に対する優れた抵抗のために相互接続材料として選択された。

【0003】

しかし、より新世代のチップのフィーチャが縮小するにつれて、バックエンド（Ｂａｃｋ Ｅｎｄ ｏｆ Ｌｉｎｅ）（ＢＥＯＬ）における効果的な相互接続抵抗を維持するためには、多層Ｃｕ／バリア／誘電体積層物はより薄く、よりコンフォーマルでなければならない。より薄いＣｕ及びＴａ／ＴａＮバリア膜スキームは、堆積における抵抗性及びフレキシビリティに問題がある。例えば、より小さな寸法及び高度な製造ノードでは、抵抗率は急激に悪化し、（フロントエンド（Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ ｏｆ Ｌｉｎｅ）（ＦＥＯＬ）における）トランジスタ回路速度の向上は、導電性Ｃｕ／バリアの配線（ＢＥＯＬ）からの遅延により半減されている。ライナー材料、バリア層、及び導電層として使用するための主要な候補としてルテニウム（Ｒｕ）が浮上している。ルテニウムは、誘電体層に対する優れた抗Ｃｕ拡散性を有するが、銅シード層を用いずに、小さな寸法のトレンチへ直接銅を電気充填することを容易にすることもできる。さらに、ルテニウムは、また、従来のタングステン（Ｗ）金属を置換するためのＶＩＡ用材料として研究されている。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

この概要説明は、後述の詳細な説明においてさらに説明される概念からの抜粋を紹介するために設けたものである。この概要説明は、特許請求の範囲に記載の主題の重要な特徴又は必須の特徴を特定することを意図したものではなく、特許請求の範囲に記載の主題の範囲を制限するための補助として使用することを意図したものでもない。

【0005】

本開示で定義するように、他に断りの無い限り、記載された全てのパーセント値は、化学機械研磨組成物の総重量に対する重量パーセントであると理解すべきである。

【0006】

１つの態様では、本開示に記載の実施形態は、研磨剤；ｐＨ調整剤；バリア膜除去速度上昇剤；ｌｏｗ－ｋ除去速度抑制剤；アゾール含有防食剤；及びハードマスク除去速度上昇剤を含む、研磨組成物に関する。

【0007】

別の態様では、本開示に記載の実施形態は、研磨剤；ｐＨ調整剤；有機酸又はその塩；非イオン性界面活性剤；アゾール含有防食剤；及び鉄含有塩を含む、研磨組成物に関する。

【0008】

さらに別の態様では、本開示に記載の実施形態は、本開示に記載の研磨組成物を基板の表面に付与する工程、ここで、前記表面はルテニウム又はハードマスク材料を含む；及び前記基板の前記表面にパッドを接触させ、前記基板に対して前記パッドを動かす工程を含む、基板（例えば、ルテニウムを含む基板）を研磨する方法に関する。

【0009】

特許請求の範囲に記載の主題の他の態様及び利点は、以下の記載及び添付の特許請求の範囲から明らかになるものである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示に記載の実施形態は、概して、組成物、並びに、少なくともルテニウム部分及び／又はハードマスク部分（例えば、タングステン、炭化物、窒化物セラミック（例えば、ＴiＮ）及びそれらのドープされた誘導体）を含む基板、より具体的には少なくともルテニウム部分、ハードマスク部分、及び銅部分を含んでいてもよい基板を研磨するために前記組成物を用いる方法に関する。本開示に記載の組成物は、銅腐食を最小限（例えば、表面粗さを最小限にする）にしながら、ルテニウム及び／又はハードマスク材料を効果的に除去することができる。例えば、本開示に記載の組成物は、銅、ルテニウムライナー、ハードマスク材料（例えば、チタン及びそのドープされた誘導体、タングステン及びそのドープされた誘導体（例えば、ＷＢ_４）、炭化物（例えば、ＢＣ、Ｂ_４Ｃ、ＴｉＣ、ＳｉＣ、及びＷＣ）、ホウ素含有材料（例えば、Ｂ_６Ｏ、ＢＣ_２Ｎ、及びＡｌＭｇＢ_１４）、窒化物セラミック材料（例えば、ＳｉＮ、ＴｉＮ、及びＢＮ）、バリア材料（例えば、Ｔａ及びＴａＮ）、及び誘電材料（例えば、ＴＥＯＳ、ｌｏｗ－ｋ、ｕｌｔｒａ ｌｏｗ－ｋ等）を含む高度なノードの膜を研磨するのに特に有用であり得る。

【0011】

現在入手可能な多くのＣＭＰスラリーは、前述の銅及びタングステンなどの、より古いチップ設計においてより一般的な材料を除去するために特に設計された。しかし、半導体産業におけるバックエンド（ＢＥＯＬ）用途では、ルテニウムが、良好な導電性、堆積特性を有し、Ｃｕ拡散に対して抵抗性であるため、ライナー材料として使用されている。コバルト及び銅などの他の材料とは異なり、ルテニウムは化学的に比較的安定であり、従って、研磨中に劣化せず、除去することが困難であり得る。さらに、ルテニウムは、導電層である銅と一緒に使用されることが多い。上述したように、銅は比較的ソフトな材料であり、除去が容易である。銅は、多くの半導体デバイスの機能に必須であり、ＣＭＰスラリーを使用すると、銅の層又はインレー（ｉｎｌａｙ）を容易に剥離又は損傷し、完成したデバイスの性能に悪影響を及ぼし得る。銅は化学的腐食をより受けやすいため、より古いＣＭＰスラリーでは、銅において有害で許容できない欠陥を生じさせずに、ルテニウムを効果的に除去することができない可能性がある。その結果、あまり先進的でないスラリーは、許容できない腐食、ウエハートポグラフィー、及び／又は研磨される多成分基板の１種若しくは複数種の成分に対する除去速度の選択性をもたらす可能性がある。さらに、より複雑な集積スキームは、Ｒｕライナー及びＣｕ導電層と共にエッチングマスクとしてハードマスクを使用してもよく、このことは、研磨スラリーが効果的に除去できなければならないさらに別の材料をもたらす。

【0012】

半導体製造における多成分集積スキームの使用の増加及びサイズの縮小に伴い、ルテニウム、銅、及びハードマスク材料を含む基板を、最小限の銅腐食でありながら他の全ての成分に対して好ましい除去速度及び選択性で効果的に研磨することができるＣＭＰスラリーに対する市場ニーズがある。

【0013】

１つ又は複数の実施形態では、本開示に記載の研磨組成物は、研磨剤；ｐＨ調整剤；バリア膜除去速度上昇剤；ｌｏｗ－ｋ除去速度抑制剤；アゾール含有防食剤；及びハードマスク除去速度上昇剤を含む。１つ又は複数の実施形態では、研磨組成物は、キレート剤及び／又は酸化剤を含むこともできる。１つ又は複数の実施形態では、本開示に係る研磨組成物は、約０．１重量％～約５０重量％の研磨剤、約０．０１重量％～約１０重量％のｐＨ調整剤、約０．００２重量％～約４重量％のバリア膜除去速度上昇剤、約０．０００５重量％～約５重量％のｌｏｗ－ｋ除去速度抑制剤、約０．０００１重量％～約１重量％のアゾール含有防食剤、約０．０００１重量％～約５重量％のハードマスク除去速度上昇剤、及び残余の重量％（例えば、約２０重量％～約９９重量％）の溶媒（例えば、脱イオン水）を含んでもよい。１つ又は複数の実施形態では、前記研磨組成物は、約０．００１重量％～約１重量％のキレート剤及び／又は約０．００１重量％～約５重量％の酸化剤をさらに含むことができる。

【0014】

１つ又は複数の実施形態では、本開示は、使用前に水で２倍まで、又は４倍まで、又は６倍まで、又は８倍まで、又は１０倍まで希釈されることができる濃縮研磨組成物を提供する。他の実施形態では、本開示は、前記研磨組成物、水、及び任意に酸化剤を含む、ルテニウム含有基板上で使用するためのポイントオブユース（ＰＯＵ）研磨組成物を提供する。

【0015】

１つ又は複数の実施形態では、ＰＯＵ研磨組成物は、約０．１重量％～約１２重量％の研磨剤、約０．０１重量％～約５重量％のｐＨ調整剤、約０．００２重量％～約２重量％のバリア膜除去速度上昇剤、約０．０００５重量％～約０．５重量％のｌｏｗ－ｋ除去速度抑制剤、約０．０００１重量％～約０．１重量％のアゾール含有防食剤、約０．０００１重量％～約０．５重量％のハードマスク除去速度上昇剤、任意に約０．００１重量％～約５重量％の酸化剤、及び約８０重量％～約９９重量％の溶媒（例えば、脱イオン水）を含むことができる。１つ又は複数の実施形態では、前記ＰＯＵ研磨組成物は、０．００１重量％～０．１重量％のキレート剤をさらに含むことができる。

【0016】

１つ又は複数の実施形態では、濃縮研磨組成物は、約１重量％～約５０重量％の研磨剤、約０．１重量％～約１０重量％のｐＨ調整剤、約０．０２重量％～約４重量％のバリア膜除去速度上昇剤、約０．００５重量％～約５重量％のｌｏｗ－ｋ除去速度抑制剤、約０．００１重量％～約１重量％のアゾール含有防食剤、約０．００１重量％～約５重量％のハードマスク除去速度上昇剤、及び残余の重量％（例えば、約２０重量％～約９８．５重量％）の溶媒（例えば、脱イオン水）を含むことができる。１つ又は複数の実施形態では、前記濃縮研磨組成物は、約０．０１重量％～約１重量％のキレート剤をさらに含むことができる。

【0017】

１つ又は複数の実施形態では、本開示に記載の研磨組成物は、少なくとも１種（例えば、２種又は３種）の研磨剤を含むことができる。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１種の研磨剤は、カチオン性研磨剤、実質的に中性の研磨剤、及びアニオン性研磨剤からなる群から選択される。１つ又は複数の実施形態では、前記少なくとも１種の研磨剤は、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、それらの共形成生成物（ｃｏ－ｆｏｒｍｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔ）（つまり、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、又はジルコニアの共形成生成物）、被覆された研磨剤、表面改質された研磨剤、及びそれらの混合物からなる群から選択される。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１種の研磨剤は、セリアを含まない。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１種の研磨剤は、高純度であり、アルコールを約１００ｐｐｍ未満、アンモニアを約１００ｐｐｍ未満、ナトリウムカチオンなどのアルカリカチオンを約１００十億分率（ｐｐｂ）未満で含み得る。研磨剤は、ＰＯＵ研磨組成物の総重量に対して約０．１％～約１２％（例えば、約０．５％～約１０％）の量で、又はその任意の部分範囲の量で存在し得る。

【0018】

いくつかの実施形態では、前記少なくとも１種の研磨剤は、本開示に記載の研磨組成物に対して約０．１重量％以上（例えば、約０．５重量％以上、約１重量％以上、約２重量％以上、約４重量％以上、約５重量％以上、約１０重量％以上、約１２重量％以上、約１５重量％以上、又は約２０重量％以上）～約５０重量％以下（例えば、約４５重量％以下、約４０重量％以下、約３５重量％以下、約３０重量％以下、約２５重量％以下、約２０重量％以下、約１５重量％以下、約１２重量％以下、約１０重量％以下、又は約５重量％以下）の量である。

【0019】

１つ又は複数の実施形態では、本開示に記載の研磨組成物は、少なくとも１種（例えば、２種又は３種）のｐＨ調整剤を含むことができる。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１種のｐＨ調整剤は、水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、メチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミンテトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、エチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ジエチルジメチルアンモニウムヒドロキシド、ジメチルジプロピルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、トリス（２－ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムヒドロキシド、コリンヒドロキシド、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。

【0020】

いくつかの実施形態では、前記少なくとも１種のｐＨ調整剤は、本開示に記載の研磨組成物に対して約０．０１重量％以上（例えば、約０．０５以上、約０．１重量％以上、約０．５重量％以上、約１重量％以上、約２重量％以上、約４重量％以上、約５重量％以上、約１０重量％以上、約１５重量％以上、又は約２０重量％以上）～約１０重量％以下（例えば、約９重量％以下、約８重量％以下、約７重量％以下、約６重量％以下、約５重量％以下、約４重量％以下、約３重量％以下、約２重量％以下、約１重量％以下、約０．５重量％以下、約０．２重量％以下、又は約０．１重量％以下）の量である。

【0021】

いくつかの実施形態では、前記研磨組成物のｐＨ値は、約７以上（例えば、約７．５以上、約８以上、約８．５以上、約９以上、約９．５以上、約１０以上、約１０．５以上、約１１以上、約１１．５以上、又は約１２以上）～約１４以下（例えば、約１３．５以下、約１３以下、約１２．５以下、約１２以下、約１１．５以下、約１１以下、約１０．５以下、約１０以下、約９．５以下、又は約９以下）の範囲であることができる。理論に拘束されることを望むものではないが、７未満のｐＨを有する研磨組成物は、銅の除去速度及び腐食を著しく増加させることになり、１４超のｐＨを有する研磨組成物は、懸濁した研磨剤の安定性に影響するおそれがあり、粗さを著しく増加させ、そのような組成物により研磨された膜の全体的品質を低下させることになると考えられる。所望のｐＨを得るために、本開示に記載の研磨組成物における成分の相対濃度を調整することができる。

【0022】

１つ又は複数の実施形態では、本開示に記載の研磨組成物は、少なくとも１種（例えば、２種又は３種）のバリア膜除去速度上昇剤を含むことができる。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１種のバリア膜除去速度上昇剤は、有機酸（例えば、カルボン酸、アミノ酸、スルホン酸、若しくはホスホン酸）又はその塩である。いくつかの実施形態では、バリア膜除去速度上昇剤は、グルコン酸、乳酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、グリコール酸、マロン酸、ギ酸、シュウ酸、酢酸、プロピオン酸、過酢酸、コハク酸、乳酸、アミノ酢酸、フェノキシ酢酸、ビシン、ジグリコール酸、グリセリン酸、トリシン、アラニン、ヒスチジン、バリン、フェニルアラニン、プロリン、グルタミン、アスパラギン酸、グルタミン酸、アルギニン、リシン、チロシン、安息香酸、それらの塩、及びそれらの混合物からなる群から選択される酸又その塩であることができる。理論に拘束されることを望むものではないが、（例えば上記のような）有機酸又はその塩は、半導体基板中のバリア膜（例えば、Ｔａ膜又はＴａＮ膜）の除去速度を向上させるために、本開示に記載の研磨組成物における効果的なバリア膜除去速度上昇剤として用いることができると考えられる。

【0023】

いくつかの実施形態では、バリア膜速度除去速度上昇剤は、本開示に記載の研磨組成物に対して約０．００２重量％以上（例えば、約０．００５重量％以上、約０．０１重量％以上、約０．０５重量％以上、約０．１重量％以上、約０．１５重量％以上、約０．２重量％以上、約０．５重量％以上、約１重量％以上、約１．５重量％以上、又は約２重量％以上）～約４重量％以下（例えば、約３．５重量％以下、約３重量％以下、約２．５重量％以下、約２重量％以下、約１．５重量％以下、又は約１重量％以下）の量である。

【0024】

１つ又は複数の実施形態では、本開示に記載の研磨組成物は、少なくとも１種（例えば、２種又は３種）のｌｏｗ－ｋ除去速度抑制剤を含むことができる。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１種のｌｏｗ－ｋ除去速度抑制剤は、非イオン性界面活性剤である。１つ又は複数の実施形態では、非イオン性界面活性剤は、アルコールアルコキシレート、アルキルフェノールアルコキシレート、トリスチリルフェノールアルコキシレート、ソルビタンエステルアルコキシレート、ポリアルコキシレート、ポリアルキレンオキサイドブロックコポリマー、テトラヒドロキシオリゴマー、アルコキシル化ジアミン、及びそれらの混合物からなる群から選択される。１つ又は複数の実施形態では、非イオン性界面活性剤は、約５００ｇ／ｍｏｌ以上、又は約１０００ｇ／ｍｏｌ以上、又は約２５００ｇ／ｍｏｌ以上、又は約５０００ｇ／ｍｏｌ以上、又は約７５００ｇ／ｍｏｌ以上、又は約１００００ｇ／ｍｏｌ以上の数平均分子量を有するポリマーである。１つ又は複数の実施形態では、非イオン性界面活性剤は、約１００００００ｇ／ｍｏｌ以下、又は約７５００００ｇ／ｍｏｌ以下、又は約５０００００ｇ／ｍｏｌ以下、又は約２５００００ｇ／ｍｏｌ以下、又は約１０００００ｇ／ｍｏｌ以下の数平均分子量を有するポリマーである。１つ又は複数の実施形態では、アルコキシル化非イオン性界面活性剤のアルコキシレート基は、エトキシレート基、プロポキシレート基、又はエトキシレート基とプロポキシレート基との組み合わせである。理論に拘束されることを望むものではないが、（例えば上記のような）非イオン性界面活性剤が、半導体基板中のｌｏｗ－ｋ膜（例えば、カーボンドープケイ素酸化物膜）の除去速度を減少又は最小化するために、本開示に記載の研磨組成物におけるｌｏｗ－ｋ除去速度抑制剤として用いられることができることは驚くべきことである。

【0025】

いくつかの実施形態では、ｌｏｗ－ｋ除去速度抑制剤は、本開示に記載の研磨組成物に対し約０．０００５重量％以上（例えば、約０．００１重量％以上、約０．００５重量％以上、約０．０１重量％以上、約０．０５重量％以上、約０．１重量％以上、約０．１５重量％以上、約０．２重量％以上、約０．５重量％以上、約１重量％以上、約１．５重量％以上、約２重量％以上、又は約３重量％以上）～約５重量％以下（例えば、約４．５重量％以下、約４重量％以下、約３．５重量％以下、約３重量％以下、約２．５重量％以下、約２重量％以下、約１．５重量％以下、約１重量％以下、約０．５重量％以下、約０．１重量％以下、約０．０５重量％以下、約０．０１重量％以下、約０．００５重量％以下）の量である。

【0026】

１つ又は複数の実施形態では、本開示に記載の研磨組成物は、少なくとも１種（例えば、２種又は３種）のアゾール含有防食剤を含むことができる。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１種のアゾール含有防食剤は、置換若しくは無置換のトリアゾール（例えば１，２，４－トリアゾール）、置換若しくは無置換のテトラゾール、置換若しくは無置換のベンゾトリアゾール、置換若しくは無置換のピラゾール、及び置換若しくは無置換のイミダゾールからなる群から選択される。１つ又は複数の実施形態では、前記アゾール含有防食剤は、１，２，４－トリアゾール、１，２，３－トリアゾール、テトラゾール、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、エチルベンゾトリアゾール（例えば、１－メチルベンゾトリアゾール、４－メチルベンゾトリアゾール、及び５－メチルベンゾトリアゾール）、エチルベンゾトリアゾール（例えば１－エチルベンゾトリアゾール）、プロピルベンゾトリアゾール（例えば１－プロピルベンゾトリアゾール）、ブチルベンゾトリアゾール（例えば１－ブチルベンゾトリアゾール及び５－ブチルベンゾトリアゾール）、ペンチルベンゾトリアゾール（例えば１－ペンチルベンゾトリアゾール）、ヘキシルベンゾトリアゾール（例えば１－ヘキシルベンゾトリアゾール及び５－ヘキシルベンゾトリアゾール）、ジメチルベンゾトリアゾール（例えば５，６－ジメチルベンゾトリアゾール）、クロロベンゾトリアゾール（例えば５－クロロベンゾトリアゾール）、ジクロロベンゾトリアゾール（例えば５，６－ジクロロベンゾトリアゾール）、クロロメチルベンゾトリアゾール（例えば１－（クロロメチル）－１－Ｈ－ベンゾトリアゾール）、クロロエチルベンゾトリアゾール、フェニルベンゾトリアゾール、ベンジルベンゾトリアゾール、アミノトリアゾール、アミノベンズイミダゾール、アミノテトラゾール、及びそれらの混合物からなる群から選択することができる。理論に拘束されることを望むものではないが、（例えば上記のような）アゾール含有防食剤は、半導体基板中の銅の除去速度を著しく減少又は最小化することができると考えられる。

【0027】

いくつかの実施形態では、前記アゾール含有防食剤は、本開示に記載の研磨組成物に対して約０．０００１重量％以上（例えば、約０．０００２重量％以上、約０．０００５重量％以上、約０．００１重量％以上、約０．００２重量％以上、約０．００５重量％以上、約０．０１重量％以上、約０．０２重量％以上、約０．０５重量％以上、約０．１重量％以上、約０．２重量％以上、又は約０．５重量％以上）～約１重量％以下（例えば、約０．８重量％以下、約０．６重量％以下、約０．５重量％以下、約０．４重量％以下、約０．２重量％以下、約０．１重量％以下、約０．０５重量％以下、約０．０２重量％以下、約０．０１重量％以下、又は約０．００５重量％以下）の量である。

【0028】

１つ又は複数の実施形態では、本開示に記載の研磨組成物は、少なくとも１種（例えば、２種又は３種）のハードマスク除去速度上昇剤を含むことができる。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１種のハードマスク除去速度上昇剤は、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウム、ヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウム、硫酸鉄（ＩＩＩ）アンモニウム、硝酸鉄、エチレンジアミン四酢酸鉄（ＩＩＩ）ナトリウム塩、臭化鉄（ＩＩ）、臭化鉄（ＩＩＩ）、塩化鉄（ＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）、クエン酸鉄（ＩＩＩ）、フッ化鉄（ＩＩ）、フッ化鉄（ＩＩＩ）、シュウ酸鉄（ＩＩ）、過塩素酸鉄（ＩＩ）、リン酸鉄（ＩＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩ）、シアン化カリウム、チオシアン酸カリウム、チオ尿素、テトラフルオロケイ酸カリウム、ヘキサフルオロリン酸カリウム、テトラフルオロホウ酸カリウム、フッ化水素酸、フッ化物塩、塩素酸（ＨＣｌＯ_３）、塩化物塩、及びそれらの混合物からなる群から選択される。いくつかの実施形態では、ハードマスク除去速度上昇剤は、鉄含有塩であることができる。１つ又は複数の実施形態では、ハードマスク除去速度上昇剤は、鉄塩とシアン化物塩との反応生成物である化合物であり得る。

【0029】

いくつかの実施形態では、ハードマスク除去速度上昇剤は、組成物に対して約０．０００１重量％～約５重量％の量である。１つ又は複数の実施形態では、ハードマスク除去速度上昇剤は、本開示に記載の研磨組成物に対して約０．０００１重量％以上（例えば、約０．０００２重量％以上、約０．０００５重量％以上、約０．００１重量％以上、約０．００２重量％以上、約０．００５重量％以上、約０．０１重量％以上、約０．０２重量％以上、約０．０５重量％以上、約０．１重量％以上、約０．２重量％以上、又は約０．５重量％以上）～約５重量％以下（例えば、約４重量％以下、約３重量％以下、約２重量％以下、約１重量％以下、約０．８重量％以下、約０．６重量％以下、約０．５重量％以下、約０．４重量％以下、約０．２重量％以下、約０．１重量％以下、約０．０５重量％以下、約０．０２重量％以下、約０．０１重量％以下、又は約０．００５重量％以下）である。

【0030】

１つ又は複数の実施形態では、本開示に記載の研磨組成物は、少なくとも１種（例えば、２種又は３種）の任意のキレート剤を含むことができる。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１種の任意のキレート剤は、アミノ含有カルボン酸（例えば、ポリアミノポリカルボン酸）又はホスホン酸であることができる。いくつかの実施形態では、キレート剤は、エチレンジアミンテトラ酢酸、イミノジ酢酸、Ｎ－ヒドロキシエチル－エチレンジアミントリ酢酸、ニトリロトリ酢酸、ジエチレントリアミンペンタ酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミントリ酢酸、トリエチレンテトラアミンヘキサ酢酸、ジアミノシクロヘキサンテトラ酢酸、ニトリロトリメチルホスホン酸、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、１－ヒドロキシルエチリデン－１，１－ジホスホン酸、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。理論に拘束されることを望むものではないが、本開示に記載の研磨組成物にキレート剤（例えば上記のもの）を含むことで、半導体基板上で観察される欠陥（例えば、銅ウエハーの表面における欠陥）を著しく減少又は最小化できると考えられる。

【0031】

いくつかの実施形態では、キレート剤は、本開示に記載の研磨組成物に対して約０．００１重量％以上（例えば、約０．００２重量％以上、約０．００５重量％以上、約０．０１重量％以上、約０．０２重量％以上、約０．０５重量％以上、約０．１重量％以上、約０．２重量％以上、又は約０．５重量％以上）～約１重量％以下（例えば、約０．８重量％以下、約０．６重量％以下、約０．５重量％以下、約０．４重量％以下、約０．２重量％以下、約０．１重量％以下、約０．０５重量％以下、約０．０２重量％以下、約０．０１重量％以下、又は約０．００５重量％以下）の量である。

【0032】

任意の酸化剤は、濃縮スラリーを希釈してＰＯＵスラリーを形成する際に添加することができる。酸化剤は、過酸化水素、過ヨウ素酸（例えば、オルト過ヨウ素酸又はメタ過ヨウ素酸）、ジ過ヨウ素酸（例えば、ジメソ過ヨウ素酸又はジオルト過ヨウ素酸）、過ヨウ素酸アンモニウム、過ヨウ素酸カリウム、過ヨウ素酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、ヨウ素酸、ヨウ素酸塩、過塩素酸、過塩素酸塩、ヒドロキシルアミン及びヒドロキシルアミン塩、並びにそれらの任意の組み合わせからなる群から選択することができる。１つ又は複数の実施形態では、酸化剤は、過ヨウ素酸（例えば、オルト過ヨウ素酸又はメタ過ヨウ素酸）であることができる。

【0033】

いくつかの実施形態では、酸化剤は、本開示に記載の研磨組成物に対して約０．００１重量％以上（例えば、約０．００２重量％以上、約０．００５重量％以上、約０．０１重量％以上、約０．０２重量％以上、約０．０４重量％以上、約０．０５重量％以上、約０．０７５重量％以上、約０．１重量％以上、約０．２５重量％以上、約０．５重量％以上、約０．７５重量％以上、約１重量％以上、約１．２５重量％以上、約１．５重量％以上、又は約２重量％以上）～約５重量％以下（例えば、約４．５重量％以下、約４重量％以下、約３．５重量％以下、約３重量％以下、約２．５重量％以下、約２重量％以下、約１．５重量％以下、約１重量％以下、約０．５重量％以下、又は約０．１重量％以下）の量である。いくつかの実施形態では、理論に拘束されることを望むものではないが、酸化剤は、ルテニウム含有基板におけるルテニウムの除去を助けることができると考えられる。

【0034】

いくつかの実施形態では、本開示に記載の研磨組成物は、水などの溶媒（例えば、一次（ｐｒｉｍａｒｙ）溶媒）を含むことができる。いくつかの実施形態では、溶媒（例えば水）は、本開示に記載の研磨組成物に対して約２０重量％以上（例えば、約２５重量％以上、約３０重量％以上、約３５重量％以上、約４０重量％以上、約４５重量％以上、約５０重量％以上、約５５重量％以上、約６０重量％以上、約６５重量％以上、約７０重量％以上、約７５重量％以上、約８０重量％以上、約８５重量％以上、約９０重量％以上、約９２重量％以上、約９４重量％以上、約９５重量％以上、又は約９７重量％以上）～約９９重量％以下（例えば、約９８重量％以下、約９６重量％以下、約９４重量％以下、約９２重量％以下、約９０重量％以下、約８５重量％以下、約８０重量％以下、約７５重量％以下、約７０重量％以下、又は約６５重量％以下）の量である。

【0035】

１つ又は複数の実施形態では、本開示の研磨組成物（例えば、ＰＯＵ又は濃縮研磨組成物）において任意の二次（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ）溶媒（例えば有機溶媒）を用いることができ、これにより、アゾール含有防食剤の溶解を助けることができる。１つ又は複数の実施形態では、二次溶媒は、１種又は複数種のアルコール、アルキレングリコール、又はアルキレングリコールエーテルであることができる。１つ又は複数の実施形態では、二次溶媒は、エタノール、１－プロパノール、２－プロパノール、ｎ－ブタノール、プロピレングリコール、２－メトキシエタノール、２－エトキシエタノール、プロピレングリコールプロピルエーテル、ジメチルスルホキシド、及びエチレングリコールからなる群から選択される１種又は複数種の溶媒を含む。

【0036】

いくつかの実施形態では、二次溶媒は、本開示に記載の研磨組成物に対して約０．００２５重量％以上（例えば、約０．００５重量％以上、約０．０１重量％以上、約０．０２重量％以上、約０．０５重量％以上、約０．１重量％以上、約０．２重量％以上、約０．４重量％以上、約０．６重量％以上、約０．８重量％以上、又は約１重量％以上）～約５重量％以下（例えば、約４重量％以下、約３重量％以下、約２重量％以下、約１重量％以下、約０．８重量％以下、約０．６重量％以下、約０．５重量％以下、又は約０．１重量％以下）の量である。

【0037】

１つ又は複数の実施形態では、本開示に記載の研磨組成物は、例えば、有機溶媒、ｐＨ調整剤、第四級アンモニウム化合物（例えば、塩若しくは水酸化物）、アミン、アルカリ塩基（例えばアルカリ水酸化物）、フッ素含有化合物、シラン（例えばアルコキシシラン）などのケイ素含有化合物、イミン（例えば、１，８－ジアザビシクロ［５．４．０］－７－ウンデセン（ＤＢＵ）及び１，５－ジアザビシクロ［４．３．０］ノナ－５－エン（ＤＢＮ）などのアミジン）、塩（例えば、ハロゲン化物塩若しくは金属塩）、ポリマー（例えば、カチオン性ポリマー若しくはアニオン性ポリマー）、界面活性剤（例えば、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、若しくは非イオン性界面活性剤）、可塑剤、酸化剤（例えばＨ_２Ｏ_２）、防食剤（例えば、アゾール防食剤若しくは非アゾール防食剤）、及び／又は特定の研磨剤（例えば、セリア研磨剤、非イオン性研磨剤、表面改質された研磨剤、若しくは負帯電／正帯電の研磨剤）などの、１種又は複数種の特定の成分を実質的に含まないものであることができる。研磨組成物から排除できるハロゲン化物塩は、ハロゲン化アルカリ金属（例えば、ハロゲン化ナトリウム若しくはハロゲン化カリウム）又はハロゲン化アンモニウム（例えば、塩化アンモニウム）を含み、塩化物、臭化物、又はヨウ化物であり得る。本開示で用いられるように、研磨組成物に「実質的に含まれない」成分は、研磨組成物に意図的に添加されることがない成分を指す。いくつかの実施形態では、本開示に記載の研磨組成物は、研磨組成物に実質的に含まれない上記成分の１種又は複数種を約１０００ｐｐｍ以下（例えば、約５００ｐｐｍ以下、約２５０ｐｐｍ以下、約１００ｐｐｍ以下、約５０ｐｐｍ以下、約１０ｐｐｍ以下、又は約１ｐｐｍ以下）有し得る。いくつかの実施形態では、本開示に記載の研磨組成物は、上記成分の１種又は複数種を完全に含まなくてもよい。

【0038】

１つ又は複数の実施形態では、本開示に記載の研磨組成物は、ハードマスク除去速度のケイ素酸化物（例えばＴＥＯＳ）除去速度に対する選択性（又は比）が約０．２５：１の比以上（例えば、約０．５：１の比以上、約０．７５：１の比以上、約１：１の比以上、約１．２５：１の比以上、約１．５：１の比以上、約１．７５：１の比以上、約２：１の比以上、約２．２５：１の比以上、約２．５：１の比以上、約２．７５：１の比以上、約３：１の比以上、約３．２５：１の比以上、約３．５：１の比以上、若しくは約４：１の比以上）又は約１００：１の比以下（例えば、約５０：１の比以下、若しくは約１０：１の比以下）であることができる。１つ又は複数の実施形態では、本開示に記載の研磨組成物は、ケイ素酸化物に対してハードマスクを選択的に除去することができる（例えば、ケイ素酸化物除去速度よりも高いハードマスク除去速度を有する）。本開示に記載の用語「ケイ素酸化物」は、非ドープ型ケイ素酸化物及びドープ型ケイ素酸化物の両方を含むことを明示的に意図するものである。例えば、１つ又は複数の実施形態では、ケイ素酸化物は、炭素、窒素、酸素、水素、及びケイ素酸化物のための他の任意の公知ドーパントから選択される少なくとも１種のドーパントでドープされていてもよい。ケイ素酸化物膜の種類のいくつかの例としては、ＴＥＯＳ（オルトケイ酸テトラエチル）、ＳｉＯＣ、ＳｉＯＣＮ、ＳｉＯＣＨ、ＳｉＯＨ、及びＳｉＯＮが挙げられる。

【0039】

本開示は、上記の研磨組成物（例えば、濃縮物又はＰＯＵスラリー）のうち任意のものを用いる方法も想定している。濃縮物については、前記方法は、前記濃縮物を（例えば、２倍以上に）希釈してＰＯＵスラリーを形成する工程、並びに、その後ルテニウム及びハードマスク材料を少なくとも部分的に含む表面を前記ＰＯＵスラリーと接触させる工程を含むことができる。いくつかの実施形態では、前記希釈の前、後、又は最中に、前記スラリーに酸化剤を添加することができる。ＰＯＵスラリーについては、前記方法は、ルテニウム及びハードマスク材料を少なくとも部分的に含む表面を前記スラリーと接触させる工程を含む。

【0040】

１つ又は複数の実施形態では、本開示は、自らの表面に少なくともルテニウム及びハードマスク材料を有する基板（例えばウエハー）に本開示に係る研磨組成物を付与すること；並びに前記基板の前記表面にパッドを接触させ、前記基板に対して前記パッドを動かすことを含むことができる研磨方法を特徴とする。いくつかの実施形態では、基板が少なくとも１種又は複数種のケイ素酸化物、ルテニウム、ハードマスク材料、及び／又はバリア材料（例えば、Ｔａ、ＴａＮ）を含む場合、前記方法は、著しい腐食（例えば、銅腐食）又は望ましくない除去速度選択性を伴うことなく、前記基板を効果的に研磨すること（例えば、ケイ素酸化物、ルテニウム、銅、ハードマスク材料、及び／又はバリア材料の少なくとも一部を除去すること）ができる。１つ又は複数の実施形態では、銅除去速度は、約１００Å／分未満、又は約９０Å／分未満、又は約８０Å／分未満、又は約７０Å／分未満、又は約６０Å／分未満、又は約５０Å／分未満である。１つ又は複数の実施形態では、本開示に係る研磨組成物でインキュベートされた銅試験片の静的エッチング速度（ｓｔａｔｉｃ ｅｔｃｈ ｒａｔｅ：ＳＥＲ）は、約２．５Å／分未満である。１つ又は複数の実施形態では、ハードマスク除去速度は、約５０Å／分以上、又は約７５Å／分以上、又は約１００Å／分以上、又は約１２５Å／分以上、又は約１５０Å／分以上、又は約２００Å／分以上である。１つ又は複数の実施形態では、ルテニウム研磨速度の銅研磨速度に対する比（Ｒｕ：Ｃｕ）は、約５：１の比以下、又は約４：１の比以下、又は約３：１の比以下、又は約２：１の比以下、又は約１：１の比以下である。

【0041】

いくつかの実施形態では、本開示に記載の研磨組成物を用いる前記方法は、１つ又は複数の工程によって前記研磨組成物で処理された基板から半導体デバイスを製造することをさらに含むことができる。例えば、フォトリソグラフィー、イオン注入、ドライ／ウェットエッチング、プラズマエッチング、堆積（例えば、ＰＶＤ、ＣＶＤ、ＡＬＤ、ＥＣＤ）、ウエハーマウント、ダイカット、パッケージング、及び検査（ｔｅｓｔｉｎｇ）を、本開示に記載の研磨組成物で処理された基板から半導体デバイスを製造するのに用いることができる。

【0042】

以下の具体例は、単に例示的なものとして解釈されるものであり、本開示の残りの部分をいかなる形でも限定するものではない。さらなる詳細を述べなくとも、当業者は、本開示の記載に基づいて、本発明を最大限に利用することができると考えられる。

【実施例】

【0043】

これらの実施例では、２つの研磨システムで研磨を行った。１つ目の研磨システムは、荏原ＣＭＰ研磨機、富士紡ソフトパッド、１０５ｈＰａのダウンフォース圧、及び１００ｍＬ／分～５００ｍＬ／分のスラリー流速を用いて、３００ｍｍウエハーに対して研磨を行った。２つ目の研磨システムは、ＡＭＡＴ Ｍｉｒｒａ ＣＭＰ研磨機、富士紡ソフトパッド、１．５ｐｓｉのダウンフォース圧、及び１００ｍＬ／分～４００ｍＬ／分のスラリー流速を用いて、２００ｍｍウエハーに対して研磨を行った。

【0044】

以下の実施例で用いられた一般的な組成物を以下の表１に示す。試験した組成物の差異に関する具体的詳細は、それぞれの実施例について説明する際にさらに詳細に説明する。

【0045】

【表1】

【0046】

実施例１
以下の表２は、組成物１～４を用いて研磨した場合の、ＴＥＯＳ、タングステンドープ炭化物ハードマスク（ＨＭ）、Ｒｕ、及びＣｕブランケットウエハーの除去速度を示す。組成物１～４は、以下に示す差異及び表２に示す差異を除いて、同じ濃度で同じ成分を含んでいた。

【0047】

組成物１は、Ｃｕ除去速度抑制剤（Ｃｕ ＲＲＩ－１）を含み、これはアゾール含有防食剤であった。組成物２～３のそれぞれは、表２に示すように、同じ濃度でハードマスク除去速度上昇剤（ＨＭ ＲＲＥ）及び異なる濃度で研磨剤を含んでいた。組成物４は、ＨＭ ＲＲＥ 及びＣｕ ＲＲＩ－１の両方を含んでいた。

【0048】

結果は、驚くべきことに、ＨＭ ＲＲＥの添加が、Ｒｕ除去速度を維持しながら、ＨＭ除去速度を増加させたことを示した。さらに、ＨＭのＴＥＯＳ除去速度に対する選択性は、使用する研磨剤の量を減少させることによってＨＭの除去を促進するように調整された。

【0049】

【表2】

【0050】

実施例２
以下の表３は、示された組成物で研磨した後のＣｕブランケットウエハー上の粗さの測定を示す。Ｒａ、Ｒｑ、及びＲｚは、それぞれ、粗さ平均、二乗平均平方根粗さ（ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）、及びプロファイルの平均最大高さを表す。

【0051】

組成物５～７は、以下に示す差異及び表３に示す差異を除いて、同じ濃度で同じ成分を含んでいた。組成物５は、アゾール含有防食剤（すなわち、Ｃｕ ＲＲＩ）を１種のみ含んでいた。組成物６及び７は、アゾール含有防食剤を２種（すなわち、Ｃｕ ＲＲＩ－１及びＣｕ ＲＲＩ－２）含んでいた。

【0052】

２種の別個のアゾール含有化合物（Ｃｕ ＲＲＩ－１及びＣｕ ＲＲＩ－２）の組み合わせは、研磨後に観察されるＣｕ粗さを減少させた。

【0053】

【表3】

【0054】

以上ではわずかな数の例示的実施形態について詳細に説明してきたが、当業者は、本発明から実質的に逸脱することなく、前記例示的実施形態において多くの改変が可能であることを容易に理解するであろう。したがって、それらの改変の全ては、以下の特許請求の範囲に規定されるように、本開示の範囲に含まれることが意図されている。
［１］
研磨剤；
ｐＨ調整剤；
バリア膜除去速度上昇剤；
ｌｏｗ－ｋ除去速度抑制剤；
アゾール含有防食剤；及び
ハードマスク除去速度上昇剤
を含む、研磨組成物。
［２］
前記研磨剤が、アルミナ；シリカ；チタニア；セリア；ジルコニア；アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、又はジルコニアの共形成生成物（ｃｏ－ｆｏｒｍｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔ）；被覆された研磨剤；表面改質された研磨剤；及びそれらの混合物からなる群から選択される、［１］に記載の研磨組成物。
［３］
前記研磨剤が、前記組成物の約０．１重量％～約５０重量％の量である、［１］に記載の研磨組成物。
［４］
前記バリア膜除去速度上昇剤が、グルコン酸、乳酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、グリコール酸、マロン酸、ギ酸、シュウ酸、酢酸、プロピオン酸、過酢酸、コハク酸、乳酸、酢酸カリウム、クエン酸カリウム、アミノ酢酸、フェノキシ酢酸、ビシン、ジグリコール酸、グリセリン酸、トリシン、アラニン、ヒスチジン、バリン、フェニルアラニン、プロリン、グルタミン、アスパラギン酸、グルタミン酸、アルギニン、リシン、チロシン、安息香酸、それらの塩、及びそれらの混合物からなる群から選択される有機酸又はその塩である、［１］に記載の研磨組成物。
［５］
前記バリア膜除去速度上昇剤が、前記組成物の約０．００２重量％～約４重量％の量である、［１］に記載の研磨組成物。
［６］
前記ｌｏｗ－ｋ除去速度抑制剤が、非イオン性界面活性剤である、［１］に記載の研磨組成物。
［７］
前記非イオン性界面活性剤が、アルコールアルコキシレート、アルキルフェノールアルコキシレート、トリスチリルフェノールアルコキシレート、ソルビタンエステルアルコキシレート、ポリアルコキシレート、ポリアルキレンオキサイドブロックコポリマー、テトラヒドロキシオリゴマー、アルコキシル化ジアミン、及びそれらの混合物からなる群から選択される、［６］に記載の研磨組成物。
［８］
前記ｌｏｗ－ｋ除去速度抑制剤が、前記組成物の約０．０００５重量％～約５重量％の量である、［１］に記載の研磨組成物。
［９］
前記アゾール含有防食剤が、トリアゾール、１，２，４－トリアゾール、テトラゾール、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、エチルベンゾトリアゾール、プロピルベンゾトリアゾール、ブチルベンゾトリアゾール、ペンチルベンゾトリアゾール、ヘキシルベンゾトリアゾール、ジメチルベンゾトリアゾール、クロロベンゾトリアゾール、ジクロロベンゾトリアゾール、クロロメチルベンゾトリアゾール、クロロエチルベンゾトリアゾール、フェニルベンゾトリアゾール、ベンジルベンゾトリアゾール、アミノトリアゾール、アミノベンズイミダゾール、ピラゾール、イミダゾール、アミノテトラゾール、及びそれらの混合物からなる群から選択される、［１］に記載の研磨組成物。
［１０］
前記アゾール含有防食剤が、前記組成物の約０．０００１重量％～約１重量％の量である、［１］に記載の研磨組成物。
［１１］
前記ｐＨ調整剤が、水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、メチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミンテトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、エチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ジエチルジメチルアンモニウムヒドロキシド、ジメチルジプロピルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、トリス（２－ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムヒドロキシド、コリンヒドロキシド、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、［１］に記載の研磨組成物。
［１２］
前記ｐＨ調整剤が、前記組成物の約０．０１重量％～約１０重量％の量である、［１］に記載の研磨組成物。
［１３］
前記ハードマスク除去速度上昇剤が、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウム、ヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウム、硫酸鉄（ＩＩＩ）アンモニウム、硝酸鉄、エチレンジアミン四酢酸鉄（ＩＩＩ）ナトリウム塩、臭化鉄（ＩＩ）、臭化鉄（ＩＩＩ）、塩化鉄（ＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）、クエン酸鉄（ＩＩＩ）、フッ化鉄（ＩＩ）、フッ化鉄（ＩＩＩ）、シュウ酸鉄（ＩＩ）、過塩素酸鉄（ＩＩ）、リン酸鉄（ＩＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩ）、チオシアン酸カリウム、チオ尿素、テトラフルオロケイ酸カリウム、ヘキサフルオロリン酸カリウム、テトラフルオロホウ酸カリウム、フッ化水素酸、フッ化物塩、塩素酸、塩化物塩、及びそれらの混合物からなる群から選択される、［１］に記載の研磨組成物。
［１４］
前記ハードマスク除去速度上昇剤が、前記組成物の約０．０００１重量％～約５重量％の量である、［１］に記載の研磨組成物。
［１５］
エチレンジアミンテトラ酢酸、イミノジ酢酸、Ｎ－ヒドロキシエチル－エチレンジアミントリ酢酸、ニトリロトリ酢酸、ジエチレントリアミンペンタ酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミントリ酢酸、トリエチレンテトラアミンヘキサ酢酸、ジアミノシクロヘキサンテトラ酢酸、ニトリロトリメチルホスホン酸、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、１－ヒドロキシルエチリデン－１，１－ジホスホン酸、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるキレート剤をさらに含む、［１］に記載の研磨組成物。
［１６］
前記キレート剤が、前記組成物の約０．００１重量％～約１重量％の量である、［１５］に記載の研磨組成物。
［１７］
過酸化水素、オルト過ヨウ素酸、メタ過ヨウ素酸、ジメソ過ヨウ素酸、ジオルト過ヨウ素酸、過ヨウ素酸アンモニウム、過ヨウ素酸カリウム、過ヨウ素酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、ヨウ素酸、ヨウ素酸塩、過塩素酸、過塩素酸塩、ヒドロキシルアミン及びヒドロキシルアミン塩、並びにそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される酸化剤をさらに含む、［１］に記載の研磨組成物。
［１８］
前記組成物が、
前記組成物の約０．１重量％～約５０重量％の量の前記研磨剤；
前記組成物の約０．０１重量％～約１０重量％の量の前記ｐＨ調整剤；
前記組成物の約０．００２重量％～約４重量％の量の前記バリア膜除去速度上昇剤；
前記組成物の約０．０００５重量％～約５重量％の量の前記ｌｏｗ－ｋ除去速度抑制剤；
前記組成物の約０．０００１重量％～約１重量％の量の前記アゾール含有防食剤；及び
前記組成物の約０．０００１重量％～約５重量％の量の前記ハードマスク除去速度上昇剤
を含む、［１］に記載の研磨組成物。
［１９］
前記組成物のｐＨが、約７～約１４である、［１］に記載の研磨組成物。
［２０］
研磨剤；
ｐＨ調整剤；
有機酸又はその塩；
非イオン性界面活性剤；
アゾール含有防食剤；及び
鉄含有塩
を含む、研磨組成物。
［２１］
［１］に記載の研磨組成物を基板の表面に付与する工程、ここで、前記表面はルテニウム又はハードマスク材料を含む；及び
前記基板の前記表面にパッドを接触させ、前記基板に対して前記パッドを動かす工程、
を含む、基板を研磨する方法。