(57)【要約】  本発明は、分子量が１００,０００以下であり且つ水酸基を４個以上有する化合物（ａ）、およびアミノ基を４個以上有する化合物（ｂ）を含有し、前記化合物（ａ）と前記化合物（ｂ）との質量比（前記化合物（ａ）／前記化合物（ｂ））が０．１０〜５００である化学機械研磨用エロージョン防止剤を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
分子量が１００,０００以下であり且つ水酸基を４個以上有する化合物（ａ）、およびアミノ基を４個以上有する化合物（ｂ）を含有し、前記化合物（ａ）と前記化合物（ｂ）との質量比（前記化合物（ａ）／前記化合物（ｂ））が０．１０〜５００である化学機械研磨用エロージョン防止剤。
【請求項２】
前記化合物（ａ）と前記化合物（ｂ）との質量比が０．１０〜１００である請求項１に記載の化学機械研磨用エロージョン防止剤。
【請求項３】
前記化合物（ａ）の分子量が１００〜５０,０００であり、且つその水酸基含量が５〜４０ｍｍｏｌ／ｇである請求項１または２に記載の化学機械研磨用エロージョン防止剤。
【請求項４】
前記化合物（ａ）が単糖類に由来する骨格を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の化学機械研磨用エロージョン防止剤。
【請求項５】
前記化合物（ａ）が、単糖類が２〜５０個結合した化合物およびその誘導体からなる群から選ばれる少なくとも一つである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の化学機械研磨用エロージョン防止剤。
【請求項６】
前記化合物（ｂ）の分子量が３００〜１００，０００であり、且つそのアミノ基含量が３〜３０ｍｍｏｌ／ｇである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の化学機械研磨用エロージョン防止剤。
【請求項７】
前記化合物（ｂ）が、ポリアルキレンイミン（ｂ１）；アリルアミン、Ｎ−アルキルアリルアミン、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアリルアミン、ジアリルアミン、Ｎ−アルキルジアリルアミン、ビニルアミン、ビニルピリジンおよび（メタ）アクリル酸−Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノエチルからなる群から選ばれる少なくとも一つの単量体（但し、前記アルキレンは炭素数１〜６のアルキレン基を表し、前記アルキルは炭素数１〜４のアルキル基を表す。）２５〜１００質量％と、不飽和二重結合を有するその他の単量体７５〜０質量％とを重合して得られた重合体（ｂ２）；およびそれらの誘導体からなる群から選ばれる少なくとも一つである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の化学機械研磨用エロージョン防止剤。
【請求項８】
前記化合物（ｂ）が少なくとも一つの２級アミノ基および／または少なくとも一つの３級アミノ基を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の化学機械研磨用エロージョン防止剤。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の化学機械研磨用エロージョン防止剤、砥粒（ｃ）、および水を含有する化学機械研磨用スラリー。
【請求項１０】
前記砥粒（ｃ）がシリカである、請求項９に記載の化学機械研磨用スラリー。
【請求項１１】
化学機械研磨用スラリー中、
前記化合物（ａ）の濃度が０．０１〜１０質量％であり、
前記化合物（ｂ）の濃度が０．００１〜５質量％であり、
前記砥粒（ｃ）の濃度が０．２〜３０質量％である、
請求項９または１０に記載の化学機械研磨用スラリー。
【請求項１２】
ｐＨが９〜１３である、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の化学機械研磨用スラリー。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれか一項に記載の化学機械研磨用スラリーを用いて絶縁膜を研磨する、化学機械研磨方法。
【請求項１４】
窒化ケイ素膜上の酸化ケイ素膜を研磨する、請求項１３に記載の化学機械研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス製造に好適な、化学機械研磨用エロージョン防止剤、化学機械研磨用スラリーおよび化学機械研磨方法に関する。ここで「化学機械研磨用エロージョン防止剤」とは、ストップ膜および絶縁膜の両方が除去される「エロージョン（erosion）」と呼ばれる現象を防止するために、化学機械研磨用スラリーに加えられる添加剤を意味する。【０００２】
本発明の化学機械研磨用エロージョン防止剤および化学機械研磨用スラリーは、好ましくは、半導体素子の分離工程、層間絶縁膜の平坦化、プラグ及び埋め込み金属配線形成、より好ましくは半導体素子の分離工程で使用される。
【背景技術】
【０００３】
半導体回路の高性能化は、回路を構成するトランジスタ、抵抗、配線等の微細化による高密度化によって、およびこれと同時に高速応答化によって達成された。加えて、配線の積層化により、さらなる高密度化および高集積化が可能となった。これらを可能とした半導体製造における技術として、ＳＴＩ（Shallow Trench Isolation：浅溝素子分離）、層間絶縁膜平坦化、ダマシンプロセス、メタルプラグが挙げられる。ＳＴＩとは、トランジスタ素子分離のことであり、ダマシンとは、金属配線の埋め込み技術のことであり、メタルプラグとは、層間絶縁膜を貫通した構造を持つ金属による三次元配線のことである。そして、これらの各工程に欠かす事のできない技術がＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学機械研磨）であり、ＳＴＩ形成、層間絶縁膜平坦化、ダマシンプロセス、メタルプラグ埋め込みのそれぞれの工程において、常に用いられている。これらの微細なパターンは、フォトリソグラフィ工程により形成されるレジストマスクを転写することで形成されるが、微細化が進むにつれリソグラフィに用いる投影レンズの焦点深度が浅くなり、ウェハの凹凸をそれ以内に収めなければならないため、要求される平坦性が高くなる。ＣＭＰにより加工面を平坦化することによって、ナノオーダーの原子レベルでの平坦面が得られ、三次元配線、すなわち積層化による高性能化が可能となる。【０００４】
ＳＴＩ形成工程では、素子分離領域となる溝の形成と溝以外の領域への研磨ストップ膜の形成を行った後、溝内部および研磨ストップ膜上に、素子分離用の絶縁膜を成膜する。次いで、余分の絶縁膜を研磨ストップ膜が露出するまでＣＭＰにより研磨除去し、平坦化する。ストップ膜としては通常窒化ケイ素が用いられ、絶縁膜には酸化ケイ素が使われることが多い。【０００５】
高平坦化と素子保護のために、ストップ膜が露出した時点で、ストップ膜および絶縁膜の研磨速度がともに低下することが必要である。ウェハ全面でストップ膜を確実に露出させるために、ウェハ上の研磨速度が速い領域では、ストップ膜が露出した後も比較的長時間研磨が行われる。このため、ストップ膜の研磨速度が高い場合には、ストップ膜および絶縁膜の両方が除去される「エロージョン」と呼ばれる現象が起こり、素子分離のための絶縁膜が薄くなってしまう。一方、ストップ膜の露出後も絶縁膜の研磨速度が高い場合には、パターン凹部の絶縁膜が過度に除去される「ディッシング（dishing）」と呼ばれる現象が発生し、やはり素子分離用の絶縁膜が薄くなってしまう。【０００６】
エロージョンおよびディッシングを、図１〜３を用いてさらに説明する。図１は、研磨前のパターンウェハの模式断面図であり、シリコンウェハ１上に、酸化絶縁膜２（酸化ケイ素など）、ストップ膜３（窒化ケイ素など）および絶縁膜４（酸化ケイ素など）が形成されている。図２は、エロージョンおよびディッシングが生じた研磨後のパターンウェハの模式断面図である。図２のパターンウェハでは、ストップ膜３および絶縁膜４の両方が除去されたエロージョン、およびパターン凹部の絶縁膜が過度に除去されたディッシングが生じている（Ｄ１：ストップ膜の初期膜厚、Ｄ２：エロージョン量、Ｄ３：ディッシング量）。一方、図３は、エロージョンおよびディッシングが抑制された研磨後のパターンウェハの模式断面図である。なお、図中の各部の寸法は、理解を容易にするために設定したもので、各部と各部との間の寸法比は、実際のものとは必ずしも一致しない。【０００７】
現在、ＳＴＩ形成のためには、セリア（酸化セリウム）砥粒およびアニオン性高分子の組合せを含有するスラリーが主に用いられている（例えば、特許文献１および２）。セリア砥粒を含有するスラリーは、優れた平坦化能力を有するものの、高コストであり、また砥粒の分散安定性が悪いために経時変化が起こりやすく、被研磨膜への研磨傷も生じやすい問題がある。【０００８】
セリア砥粒を含有するスラリーの上記問題を解決するために、シリカ砥粒および各種の水溶性化合物の組合せを含有するスラリーが提案されている（例えば、特許文献３〜９）。しかし特許文献３〜９のいずれも、パターンを有さないブランケットウェハを用いて、酸化ケイ素膜および窒化ケイ素膜の研磨速度を別々に測定したものである。本発明者らが検証したところ、パターンを有さないブランケットウェハで高い研磨速度比（窒化ケイ素膜の研磨速度に対する、酸化ケイ素膜の研磨速度の比率）を示すスラリーを用いても、実際の半導体デバイスに用いられるものと同様の窒化ケイ素膜および酸化ケイ素膜からなる凹凸パターンを有するウェハでは、窒化ケイ素膜の研磨抑制効果が不十分であることが判明した。この原因としては、ブランケットウェハに比べて、パターンウェハでは凸部の窒化ケイ素膜に実質的に高い圧力がかかることや、凸部の窒化ケイ素膜に吸着していた水溶性化合物が脱着して凹部に逃げ込む現象が起こっていることが考えられる。【０００９】
また、シリカ砥粒およびポリエチレンイミンの組合せを含有するスラリーが検討されている（例えば特許文献１０〜１２）。特許文献１０の表２では、シリカ砥粒を含有するスラリーにポリエチレンイミン（特許文献１０に記載の「ＰＥＩ」）を添加していくと、ポリエチレンイミン量が増えるにつれて、窒化ケイ素膜（特許文献１０に記載の「Ｓｉ3Ｎ」）の研磨速度に対する酸化ケイ素膜（特許文献１０に記載の「ＰＥ−ＴＥＯＳ」）の研磨速度の比が低下していくことが示されている。このことから、単にシリカ砥粒およびポリエチレンイミンのみの組合せを含有するスラリーは、ＳＴＩ形成のための化学機械研磨用スラリーとしては適していないと考えられる。また、特許文献１１および１２は、研磨後のウェハ表面の面粗れ（ヘイズ）の防止を目的としたものであり、ＳＴＩ形成工程における過研磨時の研磨量や残段差の低減を目的としたものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許３６７２４９３号公報
【特許文献２】特許３６４９２７９号公報
【特許文献３】特開２０００−１４４１１１号公報
【特許文献４】特開２００２−１１４９６７号公報
【特許文献５】特開２００２−１１８０８２号公報
【特許文献６】特開２００２−２０１４６２号公報
【特許文献７】特開２００２−２６１０５３号公報
【特許文献８】特開２００５−１５９３５１号公報
【特許文献９】特開２００８−１８７１９１号公報
【特許文献１０】特開２００２−３０５１６７号公報
【特許文献１１】特開２００６−３５２０４２号公報
【特許文献１２】特開２００７−１９０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、エロージョンおよびディッシングを有効に防止することができる化学機械研磨用エロージョン防止剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、特定の水酸基含有化合物および特定のアミノ基含有化合物を併用することにより、上記目的を達成することができることを見出し、以下の本発明を完成させた。【００１３】
［１］  分子量が１００,０００以下であり且つ水酸基を４個以上有する化合物（ａ）、およびアミノ基を４個以上有する化合物（ｂ）を含有する化学機械研磨用エロージョン防止剤。
［２］  前記化合物（ａ）と前記化合物（ｂ）との質量比（前記化合物（ａ）／前記化合物（ｂ））が０．１０〜５００である前記［１］の化学機械研磨用エロージョン防止剤。
［３］  前記化合物（ａ）と前記化合物（ｂ）との質量比が０．１０〜１００である前記［２］の化学機械研磨用エロージョン防止剤。
［４］  前記化合物（ａ）の分子量が１００〜５０,０００であり、且つその水酸基含量が５〜４０ｍｍｏｌ／ｇである前記［１］〜［３］のいずれか一つの化学機械研磨用エロージョン防止剤。
［５］  前記化合物（ａ）が単糖類に由来する骨格を有する、前記［１］〜［４］のいずれか一つの化学機械研磨用エロージョン防止剤。
［６］  前記化合物（ａ）が、単糖類が２〜５０個結合した化合物およびその誘導体からなる群から選ばれる少なくとも一つである、前記［１］〜［５］のいずれか一つの化学機械研磨用エロージョン防止剤。
［７］  前記化合物（ｂ）の分子量が３００〜１００，０００であり、且つそのアミノ基含量が３〜３０ｍｍｏｌ／ｇである、前記［１］〜［６］のいずれか一つの化学機械研磨用エロージョン防止剤。
［８］  前記化合物（ｂ）が、ポリアルキレンイミン（ｂ１）；アリルアミン、Ｎ−アルキルアリルアミン、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアリルアミン、ジアリルアミン、Ｎ−アルキルジアリルアミン、ビニルアミン、ビニルピリジンおよび（メタ）アクリル酸−Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノエチルからなる群から選ばれる少なくとも一つの単量体（但し、前記アルキレンは炭素数１〜６のアルキレン基を表し、前記アルキルは炭素数１〜４のアルキル基を表す。）２５〜１００質量％と、不飽和二重結合を有するその他の単量体７５〜０質量％とを重合して得られた重合体（ｂ２）；およびそれらの誘導体からなる群から選ばれる少なくとも一つである、前記［１］〜［７］のいずれか一つの化学機械研磨用エロージョン防止剤。
［９］  前記化合物（ｂ）が少なくとも一つの２級アミノ基および／または少なくとも一つの３級アミノ基を有する、前記［１］〜［８］のいずれか一つの化学機械研磨用エロージョン防止剤。
［１０］  前記［１］〜［９］のいずれか一つの化学機械研磨用エロージョン防止剤、砥粒（ｃ）、および水を含有する化学機械研磨用スラリー。
［１１］  前記砥粒（ｃ）がシリカである、前記［１０］の化学機械研磨用スラリー。
［１２］  化学機械研磨用スラリー中、
前記化合物（ａ）の濃度が０．０１〜１０質量％であり、
前記化合物（ｂ）の濃度が０．００１〜５質量％であり、
前記砥粒（ｃ）の濃度が０．２〜３０質量％である、
前記［１０］または［１１］の化学機械研磨用スラリー。
［１３］  ｐＨが９〜１３である、前記［１０］〜［１２］のいずれか一つの化学機械研磨用スラリー。
［１４］  前記［１０］〜［１３］のいずれか一つの化学機械研磨用スラリーを用いて絶縁膜を研磨する、化学機械研磨方法。
［１５］  窒化ケイ素膜上の酸化ケイ素膜を研磨する、前記［１４］の化学機械研磨方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の化学機械研磨用エロージョン防止剤を含む化学機械研磨用スラリーを用いることで、エロージョンおよびディッシングを効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】研磨前のパターンウェハの模式断面図である。
【図２】エロージョンおよびディッシングが生じた研磨後のパターンウェハの模式断面図である。
【図３】エロージョンおよびディッシングが抑制された研磨後のパターンウェハの模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明について詳細に説明する。本発明の化学機械研磨用エロージョン防止剤は、分子量が１００,０００以下であり且つ水酸基を４個以上有する化合物（ａ）（以下「化合物（ａ）」と略称することがある）、およびアミノ基を４個以上有する化合物（ｂ）（以下「化合物（ｂ）」と略称することがある）を必須成分として含有する。本発明の化学機械研磨用エロージョン防止剤は、化合物（ａ）および化合物（ｂ）からなるものでもよく、これら以外の任意成分（例えば、水など）を含有していてもよい。化学機械研磨用エロージョン防止剤が水以外の任意成分を含有する場合、水以外の任意成分の含有量は、化合物（ａ）および化合物（ｂ）の総量に対して、好ましくは７０質量％以下、より好ましくは５０質量％以下、さらに好ましくは３０質量％以下である。
【００１７】
化学機械研磨用エロージョン防止剤中の化合物（ａ）と化合物（ｂ）との質量比（即ち、化合物（ａ）／化合物（ｂ））は、０．１０〜５００であることが必要である。この質量比が０．１０未満であるか、または５００を超えると、パターンウェハを研磨した際にストップ膜の研磨抑制効果が低く、ストップ膜およびストップ膜に隣接した絶縁膜が過度に研磨されるエロージョンが発生する。この質量比は、好ましくは０．１０〜３００、より好ましくは０．１０〜１００、さらに好ましくは０．５０〜１００、特に好ましくは０．５０〜７０、最も好ましくは１．０〜５０である。
【００１８】
化合物（ａ）および化合物（ｂ）のどちらかのみでは、パターンウェハを研磨した際にストップ膜の研磨抑制効果が低く、ストップ膜およびストップ膜に隣接した絶縁膜が過度に研磨されるエロージョンが発生する。また、化合物（ａ）の代わりに水酸基が４個未満の化合物を用いた場合や、化合物（ｂ）の代わりにアミノ基が４個未満の化合物を用いた場合も、パターンウェハを研磨した際にストップ膜の研磨抑制効果が低く、ストップ膜およびストップ膜に隣接した絶縁膜が過度に研磨されるエロージョンが発生する。
【００１９】
化合物（ａ）の水酸基の数は、好ましくは５以上、より好ましくは６以上、さらに好ましくは７以上である。一方、化合物（ａ）の水酸基の数の上限に特に限定は無いが、化合物（ａ）の入手し易さなどの観点から、化合物（ａ）の水酸基の数は、好ましくは４０００以下、より好ましくは１０００以下、さらに好ましくは３００以下である。
【００２０】
化合物（ｂ）のアミノ基の数は、好ましくは５以上、より好ましくは６以上、さらに好ましくは７以上である。一方、化合物（ｂ）のアミノ基の数の上限に特に限定は無いが、化合物（ｂ）の入手し易さなどの観点から、化合物（ｂ）のアミノ基の数は、好ましくは３０００以下、より好ましくは７００以下、さらに好ましくは２００以下である。
【００２１】
化合物（ａ）の水酸基含量は５〜４０ｍｍｏｌ／ｇであることが好ましい。水酸基含量が上記範囲であることにより、化合物（ａ）は良好な水溶性と被研磨膜への吸着性を併せ持ち、ストップ膜およびパターン凹部の絶縁膜の研磨がより抑制される。化合物（ａ）の水酸基含量は１０〜３５ｍｍｏｌ／ｇであることがより好ましく、１５〜３０ｍｍｏｌ／ｇであることがさらに好ましい。化合物（ａ）の水酸基含量は、ＪＩＳ  Ｋ００７０に準拠した方法によって測定することができる。また、化合物（ａ）が、化学構造が既知の単一化合物である場合には、その分子量と水酸基数から、化合物（ａ）の水酸基含量を計算することもできる。
【００２２】
また本発明において、化合物（ａ）の分子量は１００，０００以下であることが必要である。化合物（ａ）の分子量が１００，０００を超えると、研磨用スラリーの粘度が高くなり、研磨速度や研磨均一性が低下し、エロージョンおよびディッシングを有効に防止できない。化合物（ａ）の分子量は１００〜５０,０００であることが好ましく、１５０〜５０，０００であることがより好ましく、２００〜１０，０００であることがさらに好ましい。化合物（ａ）の分子量が１００未満では、被研磨膜への化合物（ａ）の吸着性が弱く、ストップ膜およびパターン凹部の絶縁膜の研磨抑制効果が低くなる傾向となる。なお、化合物（ａ）が重合体であって、実質上、様々な分子量の化合物の混合物である場合、「化合物（ａ）の分子量」は「化合物（ａ）の重量平均分子量」を指す。化合物（ａ）の重量平均分子量は、ポリエチレンオキシドを校正用標準試料として用い、サイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）によって測定することができる。
【００２３】
化合物（ａ）としては、例えばアラビノース、キシロース、フルクトース、ソルボース、タガトース、グルコース、マンノース、ガラクトース、フコース、ラムノース等の単糖類；スクロース、ラクトース、マルトース、イソマルトース、トレハロース、ゲンチオビオース、キシロビオース、イソマルツロース等の二糖類；ラフィノース、マルトトリオース、イソマルトトリオース、ケストース、ゲンチオトリオース、キシロトリオース等の三糖類；ニストース、イソマルトテトラオース、ゲンチオテトラオース、キシロテトラオース等の四糖類；フラクトフラノシルニストース、パンノース等の五糖類；α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、δ−シクロデキストリン、メチル−β−シクロデキストリン、ヒドロキシエチル−β−シクロデキストリン、ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン等のシクロデキストリン類；５〜２０個のグルコースが環状に連結したサイクロデキストラン（cyclodextran）；デキストリン、デキストラン、イヌリン、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等の多糖類；エリトリトール、キシリトール、ソルビトール、マンニトール、イノシトール、ラクチトール、マルチトール、イソマルチトール等の糖アルコール類；ポリビニルアルコール、ポリ（（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル）、ポリ（（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル）等の水酸基含有合成高分子；およびそれらの誘導体が挙げられ、これらの１種または２種以上を用いることができる。なお、本発明において「（メタ）アクリル酸」は、「メタクリル酸およびアクリル酸」を示す。
【００２４】
化合物（ａ）の中でも、単糖類に由来する骨格を有する化合物（ａ）が、パターンウェハを研磨した際のストップ膜の研磨抑制効果が特に高く、化合物（ｂ）との併用で極めて高い相乗効果を発揮することから好ましい。化合物（ａ）は、単糖類が２〜５０個結合した化合物（例えば、二糖類、三糖類、四糖類、五糖類、シクロデキストリン類、サイクロデキストラン、低分子量デキストラン等）およびその誘導体（例えば、単糖類が２〜５０個結合した化合物の骨格の一部を水素添加により還元して得られる糖アルコール類等）からなる群から選ばれる少なくとも一つであることがより好ましい。化合物（ａ）は、二糖類、三糖類、二糖類を還元して得られる糖アルコール類、およびシクロデキストリン類からなる群から選ばれる少なくとも一つであることがさらに好ましく、スクロース、ラフィノース、ケストース、ラクチトールまたはα−シクロデキストリンであることが特に好ましい。
【００２５】
化合物（ｂ）のアミノ基含量は３〜３０ｍｍｏｌ／ｇであることが好ましい。アミノ基含量が上記範囲であることにより、化合物（ｂ）は良好な水溶性と被研磨膜への吸着性を併せ持ち、ストップ膜およびパターン凹部の絶縁膜の研磨がより抑制される。化合物（ｂ）のアミノ基含量は、５〜２５ｍｍｏｌ／ｇであることがより好ましく、７〜２０ｍｍｏｌ／ｇであることがさらに好ましい。化合物（ｂ）のアミノ基含量は、ＪＩＳ  Ｋ７２３７に準拠した方法によって測定することができる。化合物（ｂ）が、化学構造が既知の単一化合物である場合には、その分子量とアミノ基数から、化合物（ｂ）のアミノ基含量を計算することもできる。
【００２６】
また、化合物（ｂ）の分子量は３００〜１００，０００であることが好ましく、４００〜３０，０００であることがより好ましく、５００〜１０，０００であることがさらに好ましい。化合物（ｂ）の分子量が３００未満では、被研磨膜への化合物（ｂ）の吸着性が弱く、ストップ膜およびパターン凹部の絶縁膜の研磨抑制効果が低くなる傾向となる。一方、化合物（ｂ）の分子量が１００，０００を超えると、研磨用スラリーの粘度が高くなり、研磨速度や研磨均一性が低下しやすい上、砥粒が凝集しやすくなる場合がある。なお、化合物（ｂ）が重合体であって、実質上、様々な分子量の化合物の混合物である場合、「化合物（ｂ）の分子量」は「化合物（ｂ）の数平均分子量」を指す。化合物（ｂ）の数平均分子量は、沸点上昇法によって測定することができる。
【００２７】
化合物（ｂ）としては、例えばポリアルキレンイミン（ｂ１）（例えばポリエチレンイミン、ポリプロピレンイミン、ポリブチレンイミン、Ｎ−メチルポリエチレンイミン等）；アリルアミン、Ｎ−アルキルアリルアミン（例えばＮ−メチルアリルアミン、Ｎ−エチルアリルアミン、Ｎ−プロピルアリルアミン等）、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアリルアミン（例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアリルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアリルアミン、Ｎ−メチル−Ｎ−エチルアリルアミン等）、Ｎ−アルキルジアリルアミン（例えばＮ−メチルジアリルアミン、Ｎ−エチルジアリルアミン等）、ビニルアミン、ビニルピリジンおよび（メタ）アクリル酸−Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノエチル（例えば（メタ）アクリル酸−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル等）からなる群から選ばれる少なくとも一つの単量体２５〜１００質量％と、不飽和二重結合を有するその他の単量体（例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、スチレン、メチルビニルエーテル、ビニルピロリドン、エチレン、プロピレン、ブタジエン等）７５〜０質量％とを重合して得られた重合体（ｂ２）；ポリリジン、ポリオルニチン、水溶性キトサン；およびそれらの誘導体が挙げられ、これらの１種または２種以上を用いることができる。なお、本発明において「（メタ）アクリルアミド」は「メタクリルアミドおよびアクリルアミド」を示す。
【００２８】
化合物（ｂ）は、好ましくは、ポリアルキレンイミン（ｂ１）；アリルアミン、Ｎ−アルキルアリルアミン、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアリルアミン、ジアリルアミン、Ｎ−アルキルジアリルアミンおよび（メタ）アクリル酸−Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノエチルからなる群から選ばれる少なくとも一つの単量体（但し、前記アルキレンは炭素数１〜６のアルキレン基を表し、前記アルキルは炭素数１〜４のアルキル基を表す。）５０〜１００質量％と、不飽和二重結合を有するその他の単量体５０〜０質量％とを重合して得られた重合体（ｂ２）；およびそれらの誘導体からなる群から選ばれる少なくとも一つである。このような化合物（ｂ）は、パターンウェハを研磨した際のストップ膜の研磨抑制効果が特に高く、化合物（ａ）との併用で極めて高い相乗効果を発揮する。
【００２９】
化合物（ｂ）は、より好ましくはポリエチレンイミン、ポリプロピレンイミン、Ｎ−メチルポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、ポリ（Ｎ−メチルアリルアミン）、ポリ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアリルアミン）、ポリ（ジアリルアミン）、ポリ（Ｎ−メチルジアリルアミン）、（アリルアミン／Ｎ,Ｎ−ジメチルアリルアミン）共重合体、（アリルアミン／Ｎ−メチルジアリルアミン）共重合体、（Ｎ，Ｎ−ジメチルアリルアミン／Ｎ−メチルジアリルアミン）共重合体およびポリ（メタ）アクリル酸−Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノエチルからなる群から選ばれる少なくとも一つである。化合物（ｂ）は、さらに好ましくはポリエチレンイミン、Ｎ−メチルポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、ポリ（Ｎ−メチルアリルアミン）、ポリ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアリルアミン）、ポリ（ジアリルアミン）、ポリ（Ｎ−メチルジアリルアミン）、（アリルアミン／Ｎ,Ｎ−ジメチルアリルアミン）共重合体、（アリルアミン／Ｎ−メチルジアリルアミン）共重合体および（Ｎ，Ｎ−ジメチルアリルアミン／Ｎ−メチルジアリルアミン）共重合体からなる群から選ばれる少なくとも一つである。
【００３０】
少なくとも一つの２級アミノ基および／または少なくとも一つの３級アミノ基を有する化合物（ｂ）を用いると、砥粒と配合した際のスラリーの安定性が向上する傾向がある。そのため化合物（ｂ）は、特に好ましくは、ポリエチレンイミン、Ｎ−メチルポリエチレンイミン、ポリ（Ｎ−メチルアリルアミン）、ポリ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアリルアミン）、ポリ（ジアリルアミン）、ポリ（Ｎ−メチルジアリルアミン）、（アリルアミン／Ｎ,Ｎ−ジメチルアリルアミン）共重合体、（アリルアミン／Ｎ−メチルジアリルアミン）共重合体および（Ｎ，Ｎ−ジメチルアリルアミン／Ｎ−メチルジアリルアミン）共重合体からなる群から選ばれる少なくとも一つである。
【００３１】
本発明の化学機械研磨用スラリーは、上記の化学機械研磨用エロージョン防止剤（即ち、化合物（ａ）、化合物（ｂ））、砥粒（ｃ）、および水を必須成分として含有する。
【００３２】
化学機械研磨に一般に用いられている砥粒を、本発明の化学機械研磨用スラリー中の砥粒（ｃ）として用いることができる。砥粒（ｃ）としては、例えばシリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア、セリア、酸化ゲルマニウム、酸化マンガン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ダイヤモンド、炭化ケイ素などが挙げられる。これらの中でも、研磨速度や砥粒分散安定性に優れる上、本発明のエロージョン防止効果が特に発揮されることから、シリカが好ましい。
【００３３】
また、砥粒（ｃ）の平均粒径は５〜５００ｎｍであることが、研磨速度に優れ、被研磨膜への研磨傷も少ないことから好ましい。砥粒（ｃ）の平均粒径が１０〜４００ｎｍであることがより好ましく、２０〜３００ｎｍであることがさらに好ましい。平均粒径の測定は、大塚電子株式会社製粒径測定装置「ＥＬＳＺ−２」を用いて、キュムラント法で解析することによって求めることができる。
【００３４】
本発明の化学機械研磨用スラリー中の砥粒（ｃ）の濃度は０．２〜３０質量％であることが研磨速度や砥粒分散安定性に優れることから好ましく、１〜２５質量％であることがより好ましく、３〜２０質量％であることがさらに好ましい。
【００３５】
本発明の化学機械研磨用スラリー中の化合物（ａ）の濃度は０．０１〜１０質量％であることが研磨速度とエロージョン抑制効果がともに優れることから好ましく、０．０５〜８質量％であることがより好ましく、０．１〜６質量％であることがさらに好ましい。
【００３６】
本発明の化学機械研磨用スラリー中の化合物（ｂ）の濃度は０．００１〜５質量％であることが研磨速度とエロージョン抑制効果がともに優れることから好ましく、０．０１〜１質量％であることがより好ましく、０．０３〜０．５質量％であることがさらに好ましい。
【００３７】
本発明の化学機械研磨用スラリーのｐＨは９〜１３であることが研磨速度、エロージョン抑制効果および砥粒分散安定性がともに優れることから好ましく、１０〜１２であることがより好ましい。ｐＨの調整は、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、２−ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−ブチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、イミダゾール等の塩基；塩酸、硝酸、硫酸、酢酸、クエン酸、リンゴ酸、フタル酸等の酸；あるいはグリシン、アラニン、グルタミン酸、アスパラギン酸等のアミノ酸、エチレンジアミン四酢酸、ジヒドロキシエチルグリシン等のキレート剤；などをスラリーに添加することにより行うことができる。
【００３８】
本発明の化学機械研磨用スラリーは、化合物（ａ）、化合物（ｂ）、砥粒（ｃ）および水以外に、さらに任意成分を含有していてもよい。任意成分としては、例えば、２個または３個のアミノ基を有する化合物（ｄ）（以下「化合物（ｄ）」と略称することがある）などが挙げられる。化合物（ｄ）を含有する化学機械研磨用スラリーでは、そのエロージョン防止効果がやや低下する傾向があるが、研磨均一性が向上する場合がある。１個のアミノ基しか有さない化合物では、研磨均一性を向上させる効果が小さい。化合物（ｄ）の分子量は３００未満であることが好ましい。
【００３９】
化合物（ｄ）としては、例えばエチレンジアミン（分子量６０）、ジエチレントリアミン（分子量１０３）、ビス（ヘキサメチレン）トリアミン（分子量２１５）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン（分子量１７３）、テトラメチレンジアミン（分子量８８）、ヘキサメチレンジアミン（分子量１１６）、シクロヘキサンジアミン（分子量１１４）、Ｎ，Ｎ’−ジエチルエチレンジアミン（分子量１１６）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチルエチレンジアミン（分子量１０２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリエチルエチレンジアミン（分子量１４４）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン（分子量１１６）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−プロパンジアミン（分子量１３０）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，６−ヘキサンジアミン（分子量１７２）、Ｎ，Ｎ’−ジメチルピペラジン（分子量１１４）、１−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン（分子量１３０）、２−（２−アミノエチルアミノ）エタノール（分子量１０４）、Ｎ−（３−アミノプロピル）ジエタノールアミン（分子量１６２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミン（分子量２３６）、リシン（分子量１４６）、オルニチン（分子量１３２）などが挙げられ、これらの１種または２種以上を用いることができる。これらの中でも、分子量が１００〜２５０であるものが、化合物（ｄ）として特に好ましい。
【００４０】
本発明の化学機械研磨用スラリー中の化合物（ｄ）の濃度は、１質量％未満であることが研磨速度や研磨均一性、エロージョン防止効果がともに優れることから好ましく、０．５質量％未満であることがより好ましく、０．３質量％未満であることがさらに好ましい。
【００４１】
さらに、本発明の化学機械研磨用スラリーは、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリ（メタ）アクリルアミド、ポリ（メタ）アクリル酸等の水溶性高分子や、界面活性剤、抗菌剤、水溶性有機溶剤などを、本発明の効果を阻害しない範囲で含有していても良い。
【００４２】
本発明の化学機械研磨用スラリーは、絶縁膜に形成された凹凸パターンを平坦化するのに特に有用であり、とりわけＳＴＩ形成工程で素子分離用の絶縁膜を研磨して平坦化する用途に適している。本発明の化学機械研磨用スラリーは、ストップ膜が露出した時点でストップ膜および絶縁膜の研磨速度がともに低下するため、ストップ膜および絶縁膜の両方が除去されるエロージョンや、パターン凹部の絶縁膜が過度に除去されるディッシングの発生を抑制することができる。ストップ膜としては窒化ケイ素膜やポリシリコン膜を用いることができるが、特に窒化ケイ素膜を用いた場合に、本発明のエロージョン抑制効果が一層発揮されるため好ましい。一方、絶縁膜は酸化ケイ素膜であることが本発明のディッシング抑制効果が特に発揮されることから好ましい。なお、酸化ケイ素膜は少量のホウ素、リン、炭素、フッ素などで変性されていても良い。
【００４３】
本発明の化学機械研磨用スラリーを用いた化学機械研磨の方法としては、公知の方法を採用することができ、例えば研磨定盤上に貼り付けた研磨パッドの表面に本発明のスラリーを供給しながら、被研磨膜を形成したウェハを押し当てて加圧し、研磨定盤とウェハをともに回転させて被研磨膜を研磨する方法が挙げられる。本発明に使用可能な研磨パッドとしては特に制限がなく、発泡樹脂、無発泡樹脂、不織布等のいずれも使用可能である。また、研磨層のみからなる単層パッドでも良く、研磨層の下にクッション層を備えた二層構造のパッドでも良い。本発明の化学機械研磨用スラリーの研磨パッド上への供給方法としては、全ての成分を含んだ一液として送液してもよいし、各成分を含む複数の液を送液して配管途中やパッド上で混合して所望の濃度に調整しても良い。また、研磨の途中で、各成分の種類や濃度を適宜変化させても良い。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。なお、研磨性能の評価は次の方法で実施した。【００４５】
［化学機械研磨用スラリーのｐＨ］
株式会社堀場製作所製ｐＨメーター「Ｆ−２２」を用い、標準緩衝液（フタル酸塩ｐＨ緩衝液：ｐＨ４．００（２５℃）、中性リン酸塩ｐＨ緩衝液：ｐＨ７．００（２５℃）、ホウ酸塩ｐＨ緩衝液：ｐＨ９．００（２５℃））を用いて３点校正した後、化学機械研磨用スラリーのｐＨを２５℃に調温した状態で測定した。【００４６】
［酸化ケイ素および窒化ケイ素の膜厚測定］
ナノメトリクス社製膜厚測定装置「Ｎａｎｏｓｐｅｃ  Ｍｏｄｅｌ５１００」を用い、倍率１０の対物レンズで酸化ケイ素および窒化ケイ素の膜厚を測定した。【００４７】
［パターンウェハの段差測定］
株式会社ミツトヨ製表面粗さ測定機「ＳＪ−４００」を用い、標準スタイラス、測定レンジ  ８０μｍ、ＪＩＳ２００１、ＧＡＵＳＳフィルタ、カットオフ値λｃ  ２．５ｍｍ、およびカットオフ値λｓ  ８．０μｍの設定で測定を行い、断面曲線からパターンウェハの段差を求めた。【００４８】
［パターンウェハの研磨性能評価］
ニッタ・ハース社製研磨パッド「ＩＣ１４００（同心円溝）；直径３８０ｍｍ」を株式会社エム・エー・ティー製研磨装置「ＢＣ−１５」の研磨定盤に貼り付け、株式会社アライドマテリアル製ダイヤモンドドレッサー（ダイヤ番手＃１００；直径１９０ｍｍ）を用い、純水を１５０ｍＬ／分の速度で流しながらドレッサー回転数１４０ｒｐｍ、研磨パッド回転数１００ｒｐｍ、ドレッサー荷重５Ｎにて６０分間研磨パッド表面を研削した（以下「コンディショニング」と称する）。【００４９】
次に、研磨パッド回転数１００ｒｐｍ、ウェハ回転数９９ｒｐｍ、研磨圧力２４ｋＰａの条件において、研磨スラリーを１２０ｍＬ／分の速度で供給しつつ、膜厚が１０００ｎｍでパターンのない酸化ケイ素膜（プラズマ化学蒸着により形成されたＰＥＴＥＯＳ酸化ケイ素膜）を表面に有する直径２インチのシリコンウェハを６０秒間、コンディショニングを行わずに研磨した。その後、コンディショニングを３０秒間行った後、ウェハを交換して再度研磨およびコンディショニングを繰り返し、計１０枚のウェハを研磨した。次いで、線状の凸部と凹部が交互に繰り返し並んだ凹凸パターンのある、ＳＫＷ社製ＳＴＩ研磨評価用パターンウェハ「ＳＫＷ３−２」を上記と同条件で１枚研磨した。該パターンの凸部と凹部の初期段差は約５００ｎｍであり、パターン凸部はシリコンウェハ上に膜厚１３ｎｍの酸化ケイ素膜、その上に膜厚１１０ｎｍの窒化ケイ素膜、さらにその上に膜厚６７０ｎｍの酸化ケイ素膜（高密度プラズマ化学蒸着により形成されたＨＤＰ酸化ケイ素膜）を積層した構造であり、パターン凹部はシリコンウェハを４００ｎｍエッチングして溝を形成した後に膜厚６７０ｎｍのＨＤＰ酸化ケイ素膜を形成した構造である。ウェハ中心から約５０ｍｍの位置にある凸部幅１００μｍ、凹部幅１００μｍのパターンを膜厚および段差の測定対象とした。研磨により凸部窒化ケイ素膜上の酸化ケイ素膜が消失した時点をジャスト研磨とし、ジャスト研磨における酸化ケイ素膜および窒化ケイ素膜の厚さ、パターン段差を測定した。その後、ジャスト研磨に要した研磨時間の１５％に相当する時間だけさらに研磨して過研磨時のモデル試験を行い、再度、膜厚および段差を測定した。【００５０】
ジャスト研磨後に追加で行った過研磨中の窒化ケイ素膜の研磨量を「エロージョン量」として評価し、過研磨中の酸化ケイ素膜の研磨量を「デッィシング量」として評価した。いずれも、値が小さい方が好ましい。【００５１】
［パターンを有さないウェハの研磨性能評価］
ニッタ・ハース社製研磨パッド「ＩＣ１４００（同心円溝）；直径３８０ｍｍ」を株式会社エム・エー・ティー製研磨装置「ＢＣ−１５」の研磨定盤に貼り付け、株式会社アライドマテリアル製ダイヤモンドドレッサー（ダイヤ番手＃１００；直径１９０ｍｍ）を用い、純水を１５０ｍＬ／分の速度で流しながらドレッサー回転数１４０ｒｐｍ、研磨パッド回転数１００ｒｐｍ、ドレッサー荷重５Ｎにて６０分間コンディショニングを行った。【００５２】
次に、研磨パッド回転数１００ｒｐｍ、ウェハ回転数９９ｒｐｍ、研磨圧力２４ｋＰａの条件において、研磨スラリーを１２０ｍＬ／分の速度で供給しつつ、膜厚が１０００ｎｍでパターンのない酸化ケイ素膜（プラズマ化学蒸着により形成されたＰＥＴＥＯＳ酸化ケイ素膜）を表面に有する直径４インチのシリコンウェハを６０秒間、コンディショニングを行わずに研磨した。その後、コンディショニングを３０秒間行った後、ウェハを交換して再度研磨およびコンディショニングを繰り返し、計１０枚のウェハを研磨した。次いで、膜厚が１０００ｎｍでパターンのない酸化ケイ素膜（プラズマ化学蒸着により形成されたＰＥＴＥＯＳ酸化ケイ素膜）を表面に有するウェハを上記と同条件で６０秒間研磨し、さらにコンディショニングを３０秒間行った後、膜厚が１００ｎｍでパターンのない窒化ケイ素膜を表面に有するウェハを上記と同条件で６０秒間研磨した。【００５３】
１１枚目に研磨した酸化ケイ素膜を表面に有するウェハおよび１２枚目に研磨した窒化ケイ素膜を表面に有するウェハについて、研磨前および研磨後の膜厚をウェハ面内で各４９点測定し、各点での研磨速度を求め、４９点の研磨速度の平均値を各ウェハの「研磨速度」とした。【００５４】
［実施例１］
数平均分子量１８００のポリエチレンイミン（日本触媒株式会社製「エポミンＳＰ−０１８」）２．０ｇ、および分子量９７２のα−シクロデキストリン（日本食品加工株式会社製「日食セルデックス−Ａ」）４０ｇを純水１３５８ｇに溶解させた後、シリカスラリー（キャボット・マイクロニクス社製「Ｓｅｍｉ−Ｓｐｅｒｓｅ  ２５」）６００ｇと均一に混合して、化学機械研磨用スラリーを調製した。該スラリー中のポリエチレンイミン濃度は０．１質量％、α−シクロデキストリン濃度は２．０質量％、シリカ砥粒濃度は７．５質量％であった。また、該スラリーのｐＨは１１．２であった。【００５５】
上記した方法によりパターンウェハの研磨性能を評価した結果、表２に示すようにエロージョン量が５ｎｍ、ディッシング量が１４ｎｍと小さく、過研磨時の窒化ケイ素膜および酸化ケイ素膜の研磨抑制効果に優れていた。また、上記した方法によりパターンを有しないウェハの研磨性能を評価したところ、表２に示すように、窒化ケイ素膜に対する酸化ケイ素膜の研磨速度比は１．９であった。【００５６】
［実施例２〜７］
化学機械研磨用スラリーの成分および濃度を表１に示したように変更した以外は、実施例１と同様にして化学機械研磨用スラリーを調製した。各々のスラリーのｐＨは表１に示したとおりであった。なお、数平均分子量７００のアリルアミン／ジメチルアリルアミン共重合体としては、日東紡績株式会社製「ＰＡＡ−１１１２」を分取クロマトグラフィーにより低分子量成分を除去したものを用いた。【００５７】
各スラリーを用いて、実施例１と同様にパターンウェハの研磨性能を評価した結果、表２に示すようにエロージョン量およびディッシング量がともに少なく、過研磨時の研磨抑制効果に優れていた。また、窒化ケイ素膜に対する酸化ケイ素膜の研磨速度比は表２に示したとおりであった。【００５８】
［実施例８〜１４］
化学機械研磨用スラリーの成分および濃度を表３に示したように変更した以外は、実施例１と同様にして化学機械研磨用スラリーを調製した。各々のスラリーのｐＨは表３に示したとおりであった。なお、数平均分子量６００のポリエチレンイミンとしては日本触媒株式会社製「エポミンＳＰ−００６」を、数平均分子量１万のポリエチレンイミンとしては日本触媒株式会社製「エポミンＳＰ−２００」を用いた。【００５９】
各スラリーを用いて、実施例１と同様にパターンウェハの研磨性能を評価した結果、表４に示すようにエロージョン量およびディッシング量がともに少なく、過研磨時の研磨抑制効果に優れていた。【００６０】
［実施例１５〜２０］
化学機械研磨用スラリーの成分および濃度を表５に示したように変更した以外は、実施例１と同様にして化学機械研磨用スラリーを調製した。各々のスラリーのｐＨは表５に示したとおりであった。なお、数平均分子量６５０のポリアリルアミンとしては日東紡績株式会社製「ＰＡＡ−０１」を、数平均分子量２１００のポリアリルアミンとしては日東紡績株式会社製「ＰＡＡ−０３」を、数平均分子量３２００のポリジアリルアミンとしては日東紡績株式会社製「ＰＡＳ−２１」を、それぞれ、分取クロマトグラフィーにより低分子量成分を除去したものを用いた。また、数平均分子量１２００のポリエチレンイミンとしては日本触媒株式会社製「エポミンＳＰ−０１２」を用いた。【００６１】
各スラリーを用いて、実施例１と同様にパターンウェハの研磨性能を評価した結果、表６に示すようにエロージョン量およびディッシング量がともに少なく、過研磨時の研磨抑制効果に優れていた。【００６２】
［実施例２１］
数平均分子量１８００のポリエチレンイミン（日本触媒株式会社製「エポミンＳＰ−０１８」）２．０ｇ、およびスクロース１００ｇを純水２００ｇに溶解させた後、シリカスラリー（株式会社フジミインコーポレーテッド製「ＰＬＡＮＥＲＬＩＴＥ４１０１」と株式会社フジミインコーポレーテッド製「ＧＬＡＮＺＯＸ１３０２」を質量比７５：１０で混合したもの）１６９８ｇと均一に混合して、化学機械研磨用スラリーを調製した。該スラリー中のポリエチレンイミン濃度は０．１質量％、スクロース濃度は５．０質量％、シリカ砥粒濃度は１７．５質量％であった。また、該スラリーのｐＨは１１．２であった。【００６３】
上記した方法によりパターンウェハの研磨性能を評価した結果、表６に示すようにエロージョン量が１２ｎｍ、デッィシング量が２９ｎｍと小さく、過研磨時の窒化ケイ素膜および酸化ケイ素膜の研磨抑制効果に優れていた。【００６４】
［比較例１］
純水１４００ｇとシリカスラリー（キャボット・マイクロニクス社製「Ｓｅｍｉ−Ｓｐｅｒｓｅ  ２５」）６００ｇを均一に混合して、化学機械研磨用スラリーを調製した。該スラリー中に、化合物（ａ）および化合物（ｂ）はいずれも存在せず、シリカ砥粒の濃度は７．５質量％であり、該スラリーのｐＨは１０．９であった。【００６５】
実施例１と同様にパターンウェハの研磨性能を評価した結果、表８に示すようにエロージョン量が２１ｎｍ、デッィシング量が５３ｎｍといずれも大きく、過研磨時の窒化ケイ素膜および酸化ケイ素膜の研磨抑制効果に劣っていた。また、上記した方法によりパターンを有しないウェハの研磨性能を評価したところ、表８に示すように、窒化ケイ素膜に対する酸化ケイ素膜の研磨速度比は４．６であった。【００６６】
［比較例２〜８］
化学機械研磨用スラリーの成分および濃度を表７に示したように変更した以外は、実施例１と同様にして化学機械研磨用スラリーを調製した。各々のスラリーのｐＨは表７に示したとおりであった。【００６７】
各スラリーを用いて、実施例１と同様にパターンウェハの研磨性能を評価した結果、表８に示すようにエロージョン量およびデッィシング量がともに多く、過研磨時の研磨抑制効果に劣っていた。また、窒化ケイ素膜に対する酸化ケイ素膜の研磨速度比は表８に示したとおりであった。【００６８】
［比較例９〜１６］
化学機械研磨用スラリーの成分および濃度を表９に示したように変更した以外は、実施例１と同様にして化学機械研磨用スラリーを調製した。各々のスラリーのｐＨは表９に示したとおりであった。【００６９】
各スラリーを用いて、実施例１と同様にパターンウェハの研磨性能を評価した結果、表１０に示すようにエロージョン量およびデッィシング量がともに多く、過研磨時の研磨抑制効果に劣っていた。【００７０】
【表１】
2012161202.tif 000002
【００７１】
【表２】
2012161202.tif 000003
【００７２】
【表３】
2012161202.tif 000004
【００７３】
【表４】
2012161202.tif 000005
【００７４】
【表５】
2012161202.tif 000006
【００７５】
【表６】
2012161202.tif 000007
【００７６】
【表７】
2012161202.tif 000008
【００７７】
【表８】
2012161202.tif 000009
【００７８】
【表９】
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【００７９】
【表１０】
2012161202.tif 000011
【００８０】
実施例１〜２１の結果から、化合物（ａ）および化合物（ｂ）の両方を適正な質量比で含有する本発明の化学機械研磨用スラリーは、パターンウェハを研磨した際のエロージョン量およびデッィシング量がともに少なく、過研磨時の研磨抑制効果に優れることが分かる。【００８１】
一方、比較例１〜１６の結果から、化合物（ａ）および化合物（ｂ）の一方しか含有しないか、またはこれらの両方を含有するが、その質量比が不適正である化学機械研磨用スラリーは、パターンウェハを研磨した際のエロージョン量およびデッィシング量がともに多く、過研磨時の研磨抑制効果に劣ることが分かる。【００８２】
さらに、比較例２〜５の結果から、窒化ケイ素膜に対する酸化ケイ素膜の研磨速度比が高くても、パターンウェハの研磨性能が不十分となる場合があることが分かる。また、実施例１、２および６の結果から、窒化ケイ素膜に対する酸化ケイ素膜の研磨速度比が低くても、パターンウェハの研磨性能が良好となる場合があることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明の化学機械研磨用エロージョン防止剤を含む化学機械研磨用スラリーを用いれば、エロージョンおよびディッシングを効果的に抑制することができる。本発明の化学機械研磨用エロージョン防止剤および化学機械研磨用スラリーは、特に半導体素子を分離するためのＳＴＩ形成工程において有用である。
【符号の説明】
【００８４】
１  シリコンウェハ
２  酸化絶縁膜（酸化ケイ素など）
３  ストップ膜（窒化ケイ素など）
４  絶縁膜（酸化ケイ素など）
Ｄ１  ストップ膜の初期膜厚
Ｄ２  エロージョン量
Ｄ３  ディッシング量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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