(57)【要約】【課題】シャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）応用のための化学機械平坦化研磨（ＣＭＰ）組成物の提供。【解決手段】ＣＭＰ組成物は、セリアコートシリカ粒子等の研磨材としてのセリアコート無機金属酸化物粒子と、同じ分子中に複数のヒドロキシル官能基を有する非イオン性有機分子の第一の群から選択される化学添加剤と、スルホン酸基又はスルホネート塩官能基及びこれらの組み合わせを有する芳香族有機分子の第二の群から選択される化学添加剤と、水溶性溶媒と、任意選択的に、バイオサイド及びｐＨ調節剤を含有し、組成物は、２〜１２、好ましくは３〜１０、より好ましくは４〜９のｐＨを有する。【選択図】図１
2020029554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．セリアコート無機酸化物、セリアコート有機ポリマー粒子及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、０．０５〜１０質量パーセントの研磨材；
ｂ．複数のヒドロキシル官能基を含む有機化合物からなる、０．００５〜１．０質量パーセントの第１の添加剤；
ｃ．スルホネート又はスルホン酸官能基を含む芳香族有機化合物からなる第２の添加剤；
ｄ．水、エーテル及びアルコールからなる群から選択される溶媒；及び
任意選択的に、
ｅ．バイオサイド及びｐＨ調節剤
を含み、
３〜１０の範囲のｐＨを含む、化学機械平坦化（ＣＭＰ）組成物。
【請求項２】
前記研磨材が、セリアコートコロイダルシリカ；セリアコート高純度コロイダルシリカ；セリアコートアルミナ；セリアコートチタニア；セリアコートジルコニア；及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるセリアコート無機酸化物である、請求項１に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項３】
前記スルホネート又はスルホン酸官能基を含む芳香族有機化合物が、芳香環へ直接接合しているか、アルキル架橋基を介して芳香環に結合したスルホネート又はスルホン酸官能基を含む、請求項１に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項４】
前記第１の添加剤が、
【化１】
2020029554.tif 000049
（式中、ｎは２〜５，０００から選択され、Ｒ１、Ｒ３及びＲ２の各存在は、水素、アルキル、アルコキシ、１つ又はそれより多くのヒドロキシル基を有する有機基、置換有機スルホン酸、置換有機スルホン酸塩、置換有機カルボン酸、置換有機カルボン酸塩、有機カルボン酸エステル及び有機アミン基からなる群から独立して選択される。）
の一般分子構造を有する、請求項１に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項５】
Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が水素である、請求項４に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項６】
ｎが、３〜１２から選択される、請求項４に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項７】
前記第１の添加剤が、リビトール、キシリトール、ｍｅｓｏ−エリトリトール、Ｄ−ソルビトール、マンニトール、ズルシトール、イジトール及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項４に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項８】
前記第１の添加剤が、
【化２】
2020029554.tif 000050
（式中、ｎは２〜５，０００から選択され、Ｒ２及びＲ１の各存在は、水素、アルキル、アルコキシ、１つ又はそれより多くのヒドロキシル基を有する有機基、置換有機スルホン酸、置換有機スルホン酸塩、置換有機カルボン酸、置換有機カルボン酸塩、有機カルボン酸エステル及び有機アミン基からなる群から独立して選択される。）
の一般分子構造を有する、請求項１に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項９】
ｎが、３〜１２から選択される、請求項８に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項１０】
Ｒ１及びＲ２が水素であり、ｎが３〜４から選択される、請求項８に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項１１】
前記第１の添加剤が、
【化３】
2020029554.tif 000051
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４は、水素、アルキル、アルコキシ、１つ又はそれより多くのヒドロキシル基を有する有機基、置換有機スルホン酸、置換有機スルホン酸塩、置換有機カルボン酸、置換有機カルボン酸塩、有機カルボン酸エステル及び有機アミン基からなる群から独立して選択され、ただし、各構造においてＲ１〜Ｒ１４のうちの少なくとも２つの存在は、水素である。）
からなる群から選択される一般分子構造を有する、請求項１に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項１２】
前記第１の添加剤が、Ｄ−（−）−フルクトース、ソルビタン、スクロース、ベータラクトース、Ｄ−リボース、イノシトール、グルコース及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１１に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項１３】
前記第１の添加剤が、一般分子構造：
【化４】
2020029554.tif 000052
（式中、Ｒ１〜Ｒ５は、水素、アルキル、アルコキシ、１つ又はそれより多くのヒドロキシル基を有する有機基、置換有機スルホン酸又は塩、置換有機カルボン酸又は塩、有機カルボン酸エステル及び有機アミンからなる群から独立して選択される。）
を有する、請求項１１に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項１４】
Ｒ１〜Ｒ５のうちの少なくとも１つが、構造：
【化５】
2020029554.tif 000053
（式中、ｎ及びｍは、１〜５から独立して選択され、Ｒ６〜Ｒ９は、水素、アルキル、アルコキシ、１つ又はそれより多くのヒドロキシル基を有する有機基、置換有機スルホン酸又は塩、置換有機カルボン酸又は塩、有機カルボン酸エステル及び有機アミンからなる群から独立して選択される。）
を有するポリオール分子単位である、請求項１３に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項１５】
ｎ及びｍが、１〜３から独立して選択される、請求項１４に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項１６】
Ｒ１〜Ｒ５のうちの少なくとも１つが、構造：
【化６】
2020029554.tif 000054
（式中、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４は、水素、アルキル、アルコキシ、１つ又はそれより多くのヒドロキシル基を有する有機基、置換有機スルホン酸又は塩、置換有機カルボン酸又は塩、有機カルボン酸エステル及び有機アミンからなる群から独立して選択される。）
を有する六員環ポリオールである、請求項１４に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項１７】
Ｒ１〜Ｒ９のうちの少なくとも２つが水素原子である、請求項１６に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項１８】
Ｒ１〜Ｒ９のうちの少なくとも６つが水素原子である、請求項１６に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項１９】
前記第１の添加剤が、マルチトール、ラクチトール及びマルトトリイトールからなる群から選択される、請求項１３に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項２０】
前記第２の添加剤が、一般分子構造：
【化７】
2020029554.tif 000055
（式中、Ｒは、水素、ナトリウムイオン、カリウムイオン及びアンモニウムイオンを含む群から選択され；Ｒ’は、スルホン酸又はスルホネート基に対してアルファ、メタ又はパラ位で結合しており、ＣｎＨ２ｎ＋１（式中ｎは１〜１８から選択される。）の構造を含むアルキル基である。）
を有する、請求項１に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項２１】
前記第２の添加剤が、４−ドデシルベンゼンスルホン酸又はそのアンモニウム、ナトリウム又はカリウム塩；４−メチルベンゼンスルホン酸又はそのアンモニウム、ナトリウム又はカリウム塩；及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項２０に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項２２】
ａ．酸化ケイ素を含む少なくとも１つの表面を、ＣＭＰ研磨パッド及び請求項１に記載のＣＭＰ組成物と接触させることと；
ｂ.二酸化ケイ素を含む少なくとも１つの表面を研磨することと
を含む、酸化ケイ素膜を含む少なくとも１つの表面を有する半導体基材の化学機械研磨（ＣＭＰ）の方法。
【請求項２３】
前記酸化ケイ素膜が、化学気相堆積（ＣＶＤ）、プラズマ増強ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、高密度堆積ＣＶＤ（ＨＤＰ）及びスピンオン酸化ケイ素膜からなる群から選択される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記酸化ケイ素膜がＳｉＯ２膜である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記半導体基材が、窒化ケイ素表面をさらに含み；前記工程（ｂ）が、６０超の酸化ケイ素：窒化ケイ素の除去選択性で二酸化ケイ素を含む少なくとも１つの表面を研磨することを含む、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
【０００２】
本件は、両方が２０１８年８月９日に出願され、全体的に記載されたかのように参照により本開示に組み込まれる、米国仮出願第６２／７１６７８４号及び米国仮出願６２／７１６７６９号の利益を主張する。
【背景技術】
【０００３】
背景
【０００４】
本件は、酸化物又はドープ酸化物膜の研磨ための酸化物又はドープ酸化物膜化学機械平坦化(ＣＭＰ)組成物、並びに化学機械平坦化(ＣＭＰ)方法及び装置に関する。
【０００５】
マイクロエレクトロニクスデバイスの作製において、重要な工程は、研磨、特に、選択された材料を回収し、かつ/または構造を平坦化するための化学機械研磨／平坦化に関する表面の研磨である。
【０００６】
例えば、研磨停止層として働くように、ＳｉＮ層をＳｉＯ2層の下に堆積させることができる。そのような研磨停止の働きは、シャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）構造において特に重要である。選択性は、酸化物研磨速度と窒化物研磨速度の比として特徴的に表される。例は、窒化ケイ素(ＳｉＮ)と比較される、二酸化ケイ素(ＳｉＯ2)の増加した研磨選択率である。
【０００７】
パターン化ＳＴＩ構造の全体的な平坦化において、酸化物膜除去速度の増加、ＳｉＮ膜除去速度の低減及び酸化物トレンチディッシングの低減は、考慮されるべき３つの主な因子である。より低いトレンチ酸化物損失は、隣接したトランジスター間の電流漏れを防止する。ダイに亘る（ダイ内の）不均一なトレンチ酸化物損失は、トランジスター性能及びデバイス作製歩留まりに影響を及ぼす。深刻なトレンチ酸化物損失（高い酸化物トレンチディッシング）は、トランジスターの絶縁を悪くし、デバイス障害をもたらす。したがって、酸化物又はドープ酸化物膜ＣＭＰ研磨組成物中の酸化物トレンチディッシングの低減により、トレンチ酸化物損失を低減する必要がある。
【０００８】
米国特許第５８７６４９０号は、研磨材粒子を含有し、通常の応力効果を示す研磨組成物を開示する。スラリーはへこみ（リセス）における研磨速度の低下をもたらす、非研磨粒子をさらに含有し、その一方で研磨材粒子は高台での高い研磨速度を維持する。これは改善された平坦化をもたらす。より具体的には、スラリーは酸化セリウム粒子及びポリマー電解質を含み、これをシャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）研磨応用に用いることができる。
【０００９】
米国特許第６９６４９２３号は、シャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）研磨応用のための酸化セリウム粒子及びポリマー電解質を含有する研磨組成物を教示する。用いられるポリマー電解質としては、米国特許第５８７６４９０号と同様に、ポリアクリル酸の塩が挙げられる。セリア、アルミナ、シリカ及びジルコニアは研磨材として用いられる。そのようなポリ電解質用の分子量は、３００〜２００００であるが、全体で１０００００未満である。
【００１０】
米国特許第６６１６５１４号は、化学機械研磨により、窒化ケイ素に優先して、物品の表面から第一の物質を除去するのに用いられる化学機械研磨スラリーを開示する。この発明による化学機械研磨スラリーは、焼成セリア粒子である研磨材、水性媒体、及びプロトンが解離しない有機ポリオールを含み、前記有機ポリオールは、水性媒体中で解離性でない少なくとも３つのヒドロキシル基を有する化合物、又は水性媒体中で解離性でない少なくとも３つのヒドロキシル基を有する少なくとも１種のモノマーから形成されたポリマーを含む。化学添加物として用いられるポリオールとしてはマンニトール、マンノース、キシリトール、ソルボースなどが挙げられた。高い酸化物：ＳｉＮ選択性を請求したこの先行技術は、研磨組成物中でこれらの化学添加剤に加え、焼成セリア研磨材を用いることにより達成された。しかし、この先行技術に示された濃度で２つの化学添加剤を用いる研磨試験結果は、ｐＨ９．５において、１．０％の焼成セリアおよび２．０％の化学添加剤で非常に低い酸化物除去速度を示した。この先行技術中のすべてにおいて、パターン化ウエハーのデータは示されていなかった。
【００１１】
米国特許第９，２９３，３４４号は、研磨材として焼成セリア、化学添加剤として水溶性ポリマーを用いた化学機械研磨スラリーを開示し、係る水溶性ポリマーは、二重結合を有するカルボン酸及び塩の少なくとも１種を含有するモノマーを用いて調製された。係るスラリーは、化学機械研磨により、窒化ケイ素に優先して物品の表面から誘電体膜の第一の物質を除去するのに用いられる。この発明による化学機械研磨スラリーは、研磨材、水性媒体及び水溶性有機ポリマーを含む。
【００１２】
米国特許第７，０９１，１６４号は、研磨材としてセリア／又はチタニア、並びに親電子性官能基及びカルボキシル基を有する化学添加剤を用いた、化学機械研磨スラリーを開示する。主として、これらの化学添加剤はアミノ酸又はアミノ酸誘導体である。約５：１の酸化物：ＳｉＮ選択性が、この先行技術において達成された。この先行技術に示されたｐＨ範囲は、６〜約１１であった。
【００１３】
米国特許出願第２０１９/００６２５９３号は、０．５〜３０質量パーセントの範囲の研磨材としての細長い、曲がった、または節のあるシリカ粒子と、カチオン性ポリマー（ジアリルアルキルアミン塩、ジアルキルアンモニウムクロリド）、又はカルボキシル基及び親電子性官能基を有する混合コポリマー化学添加剤とを用いた化学機械研磨スラリーを開示する。そのような研磨スラリーは、良好な酸化物：ＳｉＮ選択性を与えた。
【００１４】
しかしながら、これらの先に開示されたシャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）研磨組成物は、高い酸化物対窒化物選択性と共に、酸化物膜除去速度、同じ研磨プロセスにおけるＳｉＮ膜除去速度の抑制と酸化物トレンチディッシングの低減、及び研磨されたパターン化ウエハー上のより均一な酸化物トレンチディッシングの重要性に対処していなかった。
【００１５】
したがって、二酸化ケイ素の高い除去速度及び二酸化ケイ素対窒化ケイ素の高い選択性に加えて、ＳＴＩ化学機械研磨（ＣＭＰ）プロセスにおいて、増加した酸化物膜除去速度、低減されたＳｉＮ膜除去速度及び低減された酸化物トレンチディッシング、並びにパターン化ウエハーを研磨した際の種々のサイズの酸化物トレンチ特徴に亘るより均一な酸化物トレンチディッシングを提供することができるＳＴＩ化学機械研磨の組成物、方法及び装置に関する分野内での必要が依然としてあることは、先行技術から明白であるはずである。
【発明の概要】
【００１６】
概要
【００１７】
この概要は詳細な説明において以下にさらに記載されている、単純化された形式での概念の選択を紹介するために提供される。この概要は、特許請求の範囲に記載された特定事項の重要な特徴又は本質的な特徴を特定することは意図しておらず、特許請求の範囲に記載された特定事項の範囲を制限するように用いられることも意図しない。
【００１８】
記載された実施態様は、以下に記載され、続く特許請求の範囲により規定されるように、増加した酸化物膜除去速度、抑制されたＳｉＮ膜除去速度、増加したＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性、及び研磨されたパターン化ウエハー上での低減された酸化物トレンチディッシングを提供する、酸化物又はドープ酸化物膜研磨組成物を含む。
【００１９】
本発明の酸化物又はドープ酸化物膜ＣＭＰ研磨組成物は、酸性、中性、アルカリ性のｐＨ条件を含む広いｐＨ範囲におけるシャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）ＣＭＰ応用のための化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物に酸化物膜除去速度加速剤、ＳｉＮ膜除去速度抑制剤及び酸化物トレンチディッシング低減剤として２つの異なる種類の化学添加剤を導入することにより、高い酸化物対窒化物選択性をさらに提供する。
【００２０】
酸化物又はドープ酸化物膜ＣＭＰ研磨応用のための開示された化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物は、研磨材粒子としてのセリアコート無機酸化物、酸化物トレンチディッシング低減剤、酸化物膜除去速度加速剤及び窒化物抑制剤としての適切な化学添加剤を用いる独特の組み合わせを有する。
【００２１】
加えて、特定事項の装置及び方法のいくつかの特定の側面が開示された。
【００２２】
側面１：
ａ．研磨材；
ｂ．複数のヒドロキシル官能基を含む有機化合物からなる第１の添加剤；
ｃ．スルホネート又はスルホン酸官能基を含む芳香族有機化合物からなる第２の添加剤；
ｄ．溶媒
を含む化学機械平坦化（ＣＭＰ）組成物。
【００２３】
側面２：研磨材が、セリアコート無機酸化物、セリアコート有機ポリマー粒子及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、側面１に記載のＣＭＰ組成物。
【００２４】
側面３：研磨材が、セリアコートコロイダルシリカ；セリアコート高純度コロイダルシリカ；セリアコートアルミナ；セリアコートチタニア；セリアコートジルコニア；及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるセリアコート無機酸化物である、側面２に記載のＣＭＰ組成物。
【００２５】
側面４：研磨材が、組成物の全質量に基づいて、ＣＭＰ組成物の０．０５〜１０質量パーセントの範囲である、側面１〜３のいずれかに記載のＣＭＰ組成物。
【００２６】
側面５：スルホネート又はスルホン酸官能基を含む芳香族有機化合物が、芳香環へ直接接合しているか、アルキル架橋基を介して芳香環に結合したスルホネート又はスルホン酸官能基を含む、側面１〜４のいずれかに記載のＣＭＰ組成物。
【００２７】
側面６：溶媒が、水、エーテル及びアルコールからなる群から選択される、側面１〜５のいずれかに記載のＣＭＰ組成物。
【００２８】
側面７：バイオサイド及びｐＨ調整剤のうちの少なくとも１種をさらに含む、側面１〜６のいずれかに記載のＣＭＰ組成物。
【００２９】
側面８：組成物が、３〜１０の範囲のｐＨを含む、側面１〜７のいずれかに記載のＣＭＰ組成物。
【００３０】
側面９：組成物が、４．５〜７．５の範囲のｐＨを含む、側面１〜８のいずれかに記載のＣＭＰ組成物。
【００３１】
側面１０：第１の添加剤が、
【化１】
2020029554.tif 000003
（式中、ｎは２〜５，０００から選択され、Ｒ１、Ｒ３及びＲ２の各存在は、水素、アルキル、アルコキシ、１つ又はそれより多くのヒドロキシル基を有する有機基、置換有機スルホン酸、置換有機スルホン酸塩、置換有機カルボン酸、置換有機カルボン酸塩、有機カルボン酸エステル及び有機アミン基からなる群から独立して選択される。）
の一般分子構造を有する、側面１〜９のいずれかに記載のＣＭＰ組成物。
【００３２】
側面１１：Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が水素である、側面１０に記載のＣＭＰ組成物。
【００３３】
側面１２：ｎが、３〜１２から選択される、側面１０に記載のＣＭＰ組成物。
【００３４】
側面１３：第１の添加剤が、リビトール、キシリトール、ｍｅｓｏ−エリトリトール、Ｄ−ソルビトール、マンニトール、ズルシトール、イジトール及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、側面１０に記載のＣＭＰ組成物。
【００３５】
側面１４：第１の添加剤が、
【化２】
2020029554.tif 000004
（式中、ｎは２〜５，０００から選択され、Ｒ２及びＲ１の各存在は、水素、アルキル、アルコキシ、１つ又はそれより多くのヒドロキシル基を有する有機基、置換有機スルホン酸、置換有機スルホン酸塩、置換有機カルボン酸、置換有機カルボン酸塩、有機カルボン酸エステル及び有機アミン基からなる群から独立して選択される。）
の一般分子構造を有する、側面１〜１３のいずれかに記載のＣＭＰ組成物。
【００３６】
側面１５：ｎが、３〜１２から選択される、側面１４に記載のＣＭＰ組成物。
【００３７】
側面１６：Ｒ１及びＲ２が水素であり、ｎが３〜４から選択される、側面１４に記載のＣＭＰ組成物。
【００３８】
側面１７：第１の添加剤が、
【化３】
2020029554.tif 000005
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４は、水素、アルキル、アルコキシ、１つ又はそれより多くのヒドロキシル基を有する有機基、置換有機スルホン酸、置換有機スルホン酸塩、置換有機カルボン酸、置換有機カルボン酸塩、有機カルボン酸エステル及び有機アミン基からなる群から独立して選択され、ただし、各構造においてＲ１〜Ｒ１４のうちの少なくとも２つの存在は、水素である。）
からなる群から選択される一般分子構造を有する、側面１〜１６のいずれかに記載のＣＭＰ組成物。
【００３９】
側面１８：第１の添加剤が、Ｄ−（−）−フルクトース、ソルビタン、スクロース、ベータラクトース、Ｄ−リボース、イノシトール、グルコース及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、側面１７に記載のＣＭＰ組成物。
【００４０】
側面１９：第１の添加剤が、一般分子構造：
【化４】
2020029554.tif 000006
（式中、Ｒ１〜Ｒ５は、水素、アルキル、アルコキシ、１つ又はそれより多くのヒドロキシル基を有する有機基、置換有機スルホン酸又は塩、置換有機カルボン酸又は塩、有機カルボン酸エステル及び有機アミンからなる群から独立して選択される。）
を有する、側面１〜１７のいずれかに記載のＣＭＰ組成物。
【００４１】
側面２０：Ｒ１〜Ｒ５のうちの少なくとも１つが、構造：
【化５】
2020029554.tif 000007
（式中、ｎ及びｍは、１〜５から独立して選択され、Ｒ６〜Ｒ９は、水素、アルキル、アルコキシ、１つ又はそれより多くのヒドロキシル基を有する有機基、置換有機スルホン酸又は塩、置換有機カルボン酸又は塩、有機カルボン酸エステル及び有機アミンからなる群から独立して選択される。）
を有するポリオール分子単位である、側面１９に記載のＣＭＰ組成物。
【００４２】
側面２１：ｎ及びｍが、１〜３から独立して選択される、側面２０に記載のＣＭＰ組成物。
【００４３】
側面２２：Ｒ１〜Ｒ５のうちの少なくとも１つが、構造：
【化６】
2020029554.tif 000008
（式中、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４は、水素、アルキル、アルコキシ、１つ又はそれより多くのヒドロキシル基を有する有機基、置換有機スルホン酸又は塩、置換有機カルボン酸又は塩、有機カルボン酸エステル及び有機アミンからなる群から独立して選択される。）
を有する六員環ポリオールである、側面２０に記載のＣＭＰ組成物。
【００４４】
側面２３：Ｒ１〜Ｒ９のうちの少なくとも２つが水素原子である、側面２２に記載のＣＭＰ組成物。
【００４５】
側面２４：Ｒ１〜Ｒ９のうちの少なくとも６つが水素原子である、側面２２に記載のＣＭＰ組成物。
【００４６】
側面２５：第１の添加剤が、マルチトール、ラクチトール及びマルトトリイトールからなる群から選択される、側面１９に記載のＣＭＰ組成物。
【００４７】
側面２６：第１の添加剤が、組成物の全質量に基づいて、０．００５〜１．０質量パーセントの範囲である、側面１〜２５のいずれかに記載のＣＭＰ組成物。
【００４８】
側面２７：第２の添加剤が、一般分子構造：
【化７】
2020029554.tif 000009
（式中、Ｒは、水素、ナトリウムイオン、カリウムイオン及びアンモニウムイオンを含む群から選択され；Ｒ’は、スルホン酸又はスルホネート基に対してアルファ、メタ又はパラ位で結合しており、ＣｎＨ２ｎ＋１（式中ｎは１〜１８から選択される。）の構造を含むアルキル基である。）
を有する、側面１〜２６のいずれかに記載のＣＭＰ組成物。
【００４９】
側面２８：第２の添加剤が、４−ドデシルベンゼンスルホン酸又はそのアンモニウム、ナトリウム又はカリウム塩；４−メチルベンゼンスルホン酸又はそのアンモニウム、ナトリウム又はカリウム塩；及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、側面２７に記載のＣＭＰ組成物。
【００５０】
側面２９：
ａ．酸化ケイ素を含む少なくとも１つの表面を、ＣＭＰ研磨パッド及び側面１〜２８のいずれかに記載のＣＭＰ組成物と接触させることと；
ｂ.二酸化ケイ素を含む少なくとも１つの表面を研磨することと
を含む、酸化ケイ素膜を含む少なくとも１つの表面を有する半導体基材の化学機械研磨（ＣＭＰ）の方法。
【００５１】
側面３０：酸化ケイ素膜が、化学気相堆積（ＣＶＤ）、プラズマ増強ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、高密度堆積ＣＶＤ（ＨＤＰ）及びスピンオン酸化ケイ素膜からなる群から選択される、側面２９に記載の方法。
【００５２】
側面３１：酸化ケイ素膜がＳｉＯ２膜である、側面３０に記載の方法。
【００５３】
側面３２：半導体基材が、窒化ケイ素表面をさらに含み；工程（ｂ）が、６０超の酸化ケイ素：窒化ケイ素の除去選択性で二酸化ケイ素を含む少なくとも１つの表面を研磨することを含む、側面３１に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
図面の簡単な説明
【図１】図１は、膜ＲＲ（Å／分）及びＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性に対する化学添加剤の影響である。
【図２】図２は、ＯＰ時間（秒）に対する酸化物トレンチディッシング（Å）へのＤ−ソルビトール及びＢＳＡ添加剤の影響である。
【図３】図３は、酸化物トレンチ損失速度（Å／秒）に対するＤ−ソルビトール及びＢＳＡ添加剤の影響である。
【図４】図４は、ＳｉＮ損失速度（Å／秒）に対するＤ−ソルビトール及びＢＳＡ添加剤の影響である。
【図５】図５は、酸化物トレンチディッシング速度（Å／秒）に対するＤ−ソルビトール及びＢＳＡ添加剤の影響である。
【図６】図６は、ＯＰ量に対するディッシングの傾きへのＤ−ソルビトール及びＢＳＡの影響である。
【図７】図７は、膜ＲＲ（Ａ／分）及びＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性に対するマルチトール及びＢＳＡの影響である。
【図８】図８は、ＯＰ時間（秒）に対する酸化物トレンチディッシング（Å）へのマルチトール及びＢＳＡ添加剤の影響である。
【図９】図９は、酸化物トレンチ損失速度（Å／秒）に対するマルチトール及びＢＳＡ添加剤の影響である。
【図１０】図１０は、ＳｉＮ損失速度（Å／秒）に対するマルチトール及びＢＳＡ添加剤の影響である。
【図１１】図１１は、酸化物トレンチディッシング速度（Å／秒）に対するマルチトール及びＢＳＡ添加剤の影響である。
【図１２】図１２は、ＯＰ量に対するディッシングの傾きへのマルチトール及びＢＳＡの影響である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
詳細な説明
以下の詳細な説明は好ましい例示的な実施態様を提供するに過ぎず、特許請求の範囲に記載された発明の範囲、適用可能性又は構成を制限することは意図されない。むしろ、好ましい例示的な実施態様の以下の詳細な説明は、好ましい例示的な実施態様の実施を可能にする記載を当業者に提供する。添付の特許請求の範囲で記載される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な変更が要素の機能及び配置において行なわれてもよい。
【００５６】
本開示に定義されたすべての用語は、明細書を読むことにより示されるあらゆる暗示的な意味、並びに当業者、及び／又は辞書、論文、又は類似の情報源が特定の意味を割り当てるあらゆる語を含む、可能な最も広い解釈を含むべきである。さらに、明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」及び「その（ｔｈｅ）」は、別段の指摘がない限り、複数の指示語を含むことに留意されたい。  加えて、本開示で用いられる際に、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、及び「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という語は、その実施態様においてある種の特徴が存在することを特定するが、追加の特徴、構成、操作、及び／又はこれらの群の存在又は追加を除外するように解釈されるべきではない。
【００５７】
本開示で開示されるのは、酸化ケイ素構造を含む半導体ウエハーの研磨に対する必要を満足させる、酸化物材料を研磨するためのＣＭＰ研磨組成物、関連する方法及び装置である。パターン化ＳＴＩ構造の全体的な平坦化において、ＳｉＮ除去速度を抑制し、種々のサイズの酸化物トレンチ特徴に亘って酸化物トレンチディッシングを低減することは、考慮されるべき主な因子である。より低いトレンチ酸化物損失は、隣接したトランジスター間の電流漏れを防止する。ダイ（ダイ内の）に亘る不均一なトレンチ酸化物損失はトランジスター性能及びデバイス歩留まりに影響する。深刻なトレンチ酸化物損失（高い酸化物トレンチディッシング）は、トランジスターの絶縁を悪くし、デバイス障害をもたらす。したがって、ＳＴＩ  ＣＭＰ研磨組成物において酸化物トレンチディッシングを低減することにより、トレンチ酸化物損失を低減することは重要である。
【００５８】
本発明は、酸化物又はドープ酸化膜の研磨ＣＭＰ応用のための化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物に関する。本開示に開示したＣＭＰ組成物は、特にパターン化ＳＴＩ構造の平坦化に適している。
【００５９】
より具体的には、酸化物又はドープ酸化物膜ＣＭＰ応用研磨のための開示した化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物は、研磨材と、酸化物トレンチディッシング低減剤、酸化物膜除去速度加速剤及び窒化物除去速度抑制剤として機能する２種類の添加剤とを含む独特の配合物を有する。ＣＭＰ組成物は溶媒をさらに含む。バイオサイド、ｐＨ調節剤等の他の任意選択の成分が、配合物中に存在することもできる。
【００６０】
好ましい実施態様において、研磨材はセリアコート無機酸化物粒子又はセリアコート有機ポリマー粒子を含む。好ましくは、第１の添加剤は複数のヒドロキシル官能基を有する非イオン性、非芳香族有機分子であり、第２の添加剤は、スルホン酸又はスルホネート塩官能基を有する有機芳香族分子である。
【００６１】
ＣＭＰ配合物の構成は、より詳しく以下に説明される。続く段落項目は本明細書に構成を与えるに過ぎず、特許請求の範囲に記載された発明の範囲を少したりとも制限することは意図されない。
【００６２】
研磨材
【００６３】
実施態様において、研磨材は、以下に制限されるものではないが、セリアコートポリスチレン粒子、セリアコートポリウレタン粒子、セリアコートポリアクリレート粒子又は任意の他のセリアコート有機ポリマー粒子などのセリアコート有機ポリマー粒子を含む。
【００６４】
好ましい実施態様において、研磨材は、以下に制限されるものではないが、セリアコートコロイダルシリカ、セリアコート高純度コロイダルシリカ、セリアコートアルミナ、セリアコートチタニア、セリアコートジルコニア又は任意の他のセリアコート無機酸化物粒子などのセリアコート無機酸化物粒子を含む。好ましいセリアコート無機酸化物粒子はセリアコートコロイダルシリカ粒子である。
【００６５】
実施態様において、セリアコート無機金属酸化物粒子の粒子サイズは、２〜１，０００ナノメートルの範囲である。好ましい平均粒子サイズは、５〜５００ナノメートル、より好ましくは２０〜２５０ナノメートルの範囲である。
【００６６】
実施態様において、セリアコート無機金属酸化物粒子の濃度は、ＣＭＰ組成物の全質量に基づいて０．０１〜２０の質量パーセントの範囲である。好ましくは、濃度は、０．０５〜１０質量パーセント、より好ましくは０．１〜５質量パーセントの範囲であった。
【００６７】
第１の添加剤
【００６８】
実施態様において、第１の添加剤は、複数のヒドロキシル官能基を有する非イオン性、非芳香族有機分子である。
【００６９】
実施態様において、第１の添加剤は一般分子構造：
【化８】
2020029554.tif 000010
を含む。
【００７０】
式中、ｎは２〜５，０００、好ましくは３〜１２、より好ましくは４〜７から選択される。Ｒ１、Ｒ３及びＲ２の各存在は、水素、アルキル基、アルコキシ基、１つ又はそれより多くのヒドロキシル基を有する有機基、置換有機スルホン酸、置換有機スルホン酸塩、置換有機カルボン酸、置換有機カルボン酸塩、有機カルボン酸エステル、有機アミン基からなる群から独立して選択される。Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は同じか異なる基であることができる。好ましくは、Ｒ１及びＲ２及びＲ３のうちの２つ又はそれより多くの存在は水素原子である。より好ましくは、Ｒ１及びＲ２及びＲ３のうちの４つ又はそれより多くの存在は水素原子である。Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が同じで、水素原子である場合、化学添加剤は複数のヒドロキシル官能基を有する。
【００７１】
式１の一般分子構造を有する第１の添加剤の好ましい例としては、以下に制限されるものではないが、リビトール、キシリトール、ｍｅｓｏ−エリトリトール、Ｄ−ソルビトール、マンニトール、ズルシトール、及びイジトールが挙げられる。
【００７２】
別の実施態様において、第１の添加剤は一般分子構造：
【化９】
2020029554.tif 000011
を含む。
【００７３】
この実施態様において、カルボニル（ＣＨＯ）官能基は末端官能基として分子の１つの端部に位置し、ｎは２〜５，０００、好ましくは３〜１２、より好ましくは４〜７の範囲である。Ｒ２及びＲ１の各存在は、水素、アルキル基、アルコキシ基、１つ又はそれより多くのヒドロキシル基を有する有機基、置換有機スルホン酸、置換有機スルホン酸塩、置換有機カルボン酸、置換有機カルボン酸塩、有機カルボン酸エステル、有機アミン基及びこれらの組み合わせからなる群から独立して選択される。
【００７４】
好ましい実施態様において、ｎ＝３であり、Ｒ２及びＲ１のすべての存在は水素原子である。この実施態様において、第１の添加剤はＤアラビノース又はＬ−アラビノースである。別の好ましい実施態様において、ｎ＝４であり、Ｒ２及びＲ１のすべての存在は水素原子である。この実施態様において、第１の添加剤はＤマンノース又はＬ−マンノースである。
【００７５】
別の実施態様において、第１の添加剤は、
【化１０】
2020029554.tif 000012
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４は、水素、アルキル基、アルコキシ基、１つ又はそれより多くのヒドロキシル基を有する有機基、置換有機スルホン酸、置換有機スルホン酸塩、置換有機カルボン酸、置換有機カルボン酸塩、有機カルボン酸エステル、及び有機アミン基からなる群から独立して選択され、ただし、各構造中のＲ１〜Ｒ１４のうちの少なくとも２つの存在は水素である。）
からなる群から選択される一般分子構造を有する。好ましくは、各構造中のＲ１〜Ｒ１４のうちの少なくとも３つの存在は水素である。より好ましくは、各構造中のＲ１〜Ｒ１４のうちの少なくとも４つの存在（可能な場合）は水素である。
【００７６】
この実施態様の構造を有する第１の添加剤の好ましい例としては、以下に制限されるものではないが、Ｄ−（−）−フルクトース、ソルビタン、スクロース、ベータラクトース、Ｄ−リボース、イノシトール、及びグルコースが挙げられる。
【００７７】
別の実施態様において、第１の添加剤は、分子単位構造に複数のヒドロキシル官能基を含有する、少なくとも１つのポリオール分子単位に結合した少なくとも１つの六員環エーテル構造モチーフ、又は分子単位構造及び少なくとも１つの六員環ポリオールにおいて複数のヒドロキシル官能基を含有する少なくとも１つのポリオール分子単位を含有する。本開示で用いられるポリオールは、２つより多くのヒドロキシル基を含有する有機化合物である。
【００７８】
この実施態様の第１の添加剤に関する一般分子構造は、
【化１１】
2020029554.tif 000013
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は、水素、アルキル基、アルコキシ基、１つ又はそれより多くのヒドロキシル基を有する有機基、置換有機スルホン酸、置換有機スルホン酸塩、置換有機カルボン酸、置換有機カルボン酸塩、有機カルボン酸エステル及び有機アミン基からなる群から独立して選択される。）
である。
【００７９】
好ましい実施態様において、一般分子構造（ｄ）中のＲ１〜Ｒ５の基中の少なくとも１つのＲは、（ｅ）：
【化１２】
2020029554.tif 000014
（式中、ｎ及びｍは、１〜５、好ましくは１〜４、より好ましくは１〜３、最も好ましくは１〜２から独立して選択され、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９は、水素、アルキル基、アルコキシ基、１つ又はそれより多くのヒドロキシル基を有する有機基、置換有機スルホン酸、置換有機スルホン酸塩、置換有機カルボン酸、置換有機カルボン酸塩、有機カルボン酸エステル及び有機アミン基からなる群から独立して選択される。）
に示される構造を有するポリオール分子単位である。
【００８０】
別の実施態様において、一般分子構造（ｄ）中のＲ１〜Ｒ５の基中の少なくとも１つのＲは、（ｅ）に示される構造を有するポリオール分子単位であり；一般分子構造中のＲ１〜Ｒ５の基の中の少なくとも１つのＲは、（ｆ）示される六員環ポリオールである：
【化１３】
2020029554.tif 000015
（式中、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４の各々は、水素、アルキル基、アルコキシ基、１つ又はそれより多くのヒドロキシル基を有する有機基、置換有機スルホン酸、置換有機スルホン酸塩、置換有機カルボン酸、置換有機カルボン酸塩、有機カルボン酸エステル及び有機アミン基からなる群から独立して選択される。）
【００８１】
一般分子構造において、Ｒ１〜Ｒ９の基中のＲのうちの少なくとも２つ、好ましくは４つ、より好ましくは６つの存在は、水素原子である。１つのＲだけ、たとえば一般分子構造中のＲ１〜Ｒ５の基中のＲ５だけが、ｎ＝２、かつｍ＝１であるポリオール分子単位（ｂ）であり；Ｒ１〜Ｒ９の基中のＲの残りのすべてが、すべて水素原子である場合、以下の２種の化学添加剤が得られる：マルチトール及びラクチトール。
【００８２】
１つのＲ、たとえばＲ５が、ｎ＝２、かつｍ＝１であるポリオール分子単位（ｂ）であり；１つのＲ、たとえばＲ２が六員環ポリオールであり；Ｒ１〜Ｒ１４の基中のＲの残りのすべてが、すべて水素原子である場合、以下の化学添加剤が得られる：マルトトリイトール。
【００８３】
好ましい第１の添加剤としては、以下に制限されるものではないが、マルチトール、ラクチトール、マルトトリイトール、リビトール、Ｄ−ソルビトール、マンニトール、ズルシトール、イジトール、Ｄ−（−）−フルクトース、ソルビタン、スクロース、リボース、イノシトール、グルコース、Ｄ−アラビノース、Ｌ−アラビノース、Ｄマンノース、Ｌ−マンノース、ｍｅｓｏ−エリトリトール、ベータラクトース、アラビノース、及びこれらの組み合わせが挙げられる。好ましい化学添加剤はマルチトール、ラクチトール、マルトトリイトール、Ｄ−ソルビトール、マンニトール、ズルシトール、イジトール、Ｄ−（−）−フルクトース、スクロース、リボース、イノシトール、グルコース、Ｄ−（＋）−マンノース、ベータラクトース及びこれらの組み合わせである。より好ましい化学添加剤はマルチトール、ラクチトール、マルトトリイトール、Ｄ−ソルビトール、マンニトール、ズルシトール、Ｄ−（−）−フルクトース、ベータラクトース及びこれらの組み合わせである。
【００８４】
ＣＭＰ組成物は、ＣＭＰ組成物の全質量に基づいて、０．０００１質量％〜２．０質量％、好ましくは０．００１質量％〜１．０質量％、好ましくは０．００２５質量％〜０．５質量％の第１の添加剤を含有する。
【００８５】
第２の添加剤
【００８６】
好ましい実施態様において、第２の添加剤は、一般構造式：
【化１４】
2020029554.tif 000016
（式中、−Ｒは水素原子又は金属イオンであることができる。）；又は
【化１５】
2020029554.tif 000017
（式中、−Ｒ’は水素原子又は金属イオンであることができ；ｎは、アルキル連結基−ＣＨ2−の種々の長さを表す１〜１２の範囲であることができる。）；及び
（ｇ）及び（ｈ）の組み合わせ
により表されるスルホン酸又はスルホネート官能基を有する有機芳香族分子である。Ｒ又は−Ｒ’が水素原子である場合、化学添加剤はベンゼンスルホン酸である。−Ｒ又は−Ｒ’がナトリウムイオン、カリウムイオン又はアンモニウムイオン等の金属イオンである場合、化学添加剤はベンゼンスルホネートの塩である。
【００８７】
別の実施態様において、化学添加剤の第２の群に関する一般分子構造（ｉ）は、芳香環のある位置で結合されたスルホン酸又はスルホネート官能基と、芳香環の他の位置で式（ｉ）：
【化１６】
2020029554.tif 000018
（式中、−Ｒは水素原子又は金属イオンであることができる。）
に示される他の官能基とを有する有機芳香族分子であり、−Ｒが水素イオンである場合、添加剤はベンゼンスルホン酸分子誘導体であり、−Ｒがナトリウムイオン、カリウムイオン又はアンモニウムイオン等の金属イオンであることができる場合、添加剤はベンゼンスルホネート分子誘導体である。−Ｒ’は、スルホン酸又はスルホネート基に対して、アルファ、メタ又はパラ位で結合することができる別の官能基である。典型的には、−Ｒ’は、−ＣｎＨ２ｎ＋１構造を有するアルキル基であり、炭素鎖長さは−Ｃ１〜−Ｃ１８の範囲であることができる。
【００８８】
第２の群の化学添加剤のいくつかの例は、４−ドデシルベンゼンスルホン酸及び４−メチルベンゼンスルホン酸、又はこれらのアンモニウム、ナトリウム又はカリウム塩である。
【００８９】
実施態様において、ＣＭＰ組成物は０．０００１質量％〜２．０質量％、好ましくは０．００１質量％〜１．５質量％、好ましくは０．００２質量％〜１．０質量％の第２の添加剤を含有する。
【００９０】
溶媒
【００９１】
ＣＭＰ配合物は溶媒を含む。好ましくは、溶媒は水又は水溶性溶媒である。好ましい溶媒としては、以下に制限されるものではないが、脱イオン（ＤＩ）水及び蒸留水及びアルコールが挙げられる。より好ましい溶媒はＤＩ水である。
【００９２】
任意選択の成分
【００９３】
任意選択的に、ＣＭＰはバイオサイドを含む。  好ましいバイオサイドとしては、以下に制限されるものではないが、ＫａｔｈｏｎTM、ＫａｔｈｏｎTMＣＧ／ＩＣＰ  ＩＩ及びＢｉｏｂａｎ（デュポン／ダウ  ケミカル社から入手可能）が挙げられる。好ましいバイオサイドは、活性成分５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン及び２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オンのうちの少なくとも１種を含む。  ＳＴＩ  ＣＭＰ組成物は、０．０００１質量％〜０．０５質量％；好ましくは０．０００５質量％〜０．０２５質量％、より好ましくは０．００１質量％〜０．０１質量％のバイオサイドを含有することができる。
【００９４】
ＳＴＩ  ＣＭＰ組成物は、任意選択的にｐＨ調節剤を含有することができる。酸性又は塩基性のｐＨ調節剤を用いて、最適化されたｐＨ値にＳＴＩ研磨組成物を調節することができる。  好ましいｐＨ調節剤としては、以下に制限されるものではないが、硝酸、塩酸、硫酸、リン酸、他の無機又は有機酸、及びこれらの混合物が挙げられる。好ましいｐＨ調節剤としては、塩基性のｐＨ調節剤、たとえば水素化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、テトラアルキル水酸化アンモニウム、有機水酸化第４級アンモニウム化合物、有機アミン、及びよりアルカリ性の方向に向けてｐＨを調節するために用いることができる他の化学試薬も挙げられる。ｐＨ調節剤が存在する場合、ＣＭＰ組成物は０質量％〜１質量％；好ましくは０．０１質量％〜０．５質量％；より好ましくは０．１質量％〜０．２５質量％のｐＨ調節剤を含有する。
【００９５】
使用の方法
【００９６】
いくつかの実施態様において、ＣＭＰ研磨組成物は２つ又はそれより多くの構成部分にされ、使用の時点で混合することができる。
【００９７】
実施態様において、シャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）プロセスにおいて、上記の化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物を用いて、二酸化ケイ素を含む少なくとも１つの表面を有する基材を化学機械研磨（ＣＭＰ）する方法が提供される。
【００９８】
研磨される酸化物膜は、化学気相堆積（ＣＶＤ）、プラズマ増強ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、高密度堆積ＣＶＤ（ＨＤＰ）、スピンオン酸化物膜、又は流動性ＣＶＤ酸化物膜、炭素ドープ酸化物膜又は窒素ドープ酸化物膜であることができる。
【００９９】
上記に開示された基材は、窒化ケイ素表面をさらに含むことができる。ＳｉＯ2：ＳｉＮの除去選択性は３０超、好ましくは６０超、より好ましくは８０超である。
【０１００】
別の側面において、シャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）プロセスにおいて、上記化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物を用いて、二酸化ケイ素を含む少なくとも１つの表面を有する基材を化学機械研磨（ＣＭＰ）する方法が提供される。研磨される酸化物膜は、ＣＶＤ酸化物、ＰＥＣＶＤ酸化物、高密度酸化物又はスピンオン酸化物膜であることができる。
【０１０１】
以下の限定的でない例はさらに本発明を説明するために示される。
【０１０２】
ＣＭＰ方法論
【０１０３】
以下に示された例において、ＣＭＰ実験は以下に与えられた手順及び実験条件を用いて実施された。
【０１０４】
用語
【０１０５】
成分
【０１０６】
セリアコートシリカ：約１００ナノメートル（ｎｍ）の粒子サイズを有する研磨材として用いられる；係るセリアコートシリカ粒子は、約２ナノメートル（ｎｍ）〜１０００ナノメートル（ｎｍ）の範囲の粒子サイズを有することができる；
【０１０７】
（種々のサイズを有する）セリアコートシリカ粒子は、日本のＪＧＣ  Ｉｎｃ．によって供給された。
【０１０８】
ベンゼンスルホン酸又はその塩；及びマルチトール、Ｄフルクトース、ズルシトール及びＤ−ソルビトール等の化学添加剤、並びに他の化学原料は、ミズーリ州、セントルイスのＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈによって供給された。
【０１０９】
ＴＥＯＳ：テトラエチルオルトシリケート
【０１１０】
研磨パッド：研磨パッド、ＩＣ１０１０、ＩＣ１０００及び他のパッドはＤｏｗ  Ｉｎｃ．によって供給されて、ＣＭＰ中に用いられた。
【０１１１】
パラメーター
一般
【０１１２】
Å又はＡ：オングストローム、長さの単位
【０１１３】
ＢＰ：背圧、ｐｓｉ単位
【０１１４】
ＢＳＡ：ベンゼンスルホン酸
【０１１５】
ＣＭＰ：化学機械平坦化＝化学機械研磨
【０１１６】
ＣＳ：キャリア速度
【０１１７】
ＤＦ：下向き力：ＣＭＰ中に適用された圧力、ｐｓｉ単位
【０１１８】
ｍｉｎ：分
【０１１９】
ｍｌ：ミリリットル
【０１２０】
ｍＶ：ミリボルト
【０１２１】
ｐｓｉ：ポンド毎平方インチ
【０１２２】
ＰＳ：研磨ツールのブラテン回転速度、ｒｐｍ（回転速度毎分）
【０１２３】
ＳＦ：組成物フロー、ｍｌ／ｍｉｎ
【０１２４】
質量％：（示された成分の）質量割合
【０１２５】
ＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性：（ＴＥＯＳの除去速度）／（ＳｉＮの除去速度）
【０１２６】
ＨＤＰ：高密度プラズマ堆積ＴＥＯＳ
【０１２７】
ＴＥＯＳ又はＨＤＰの除去速度：ＴＥＯＳ又はＨＤＰ除去速度は、所与の下向き圧力にて測定された。ＣＭＰツールの下向き圧力は上に示された例において３．０ｐｓｉだった。
【０１２８】
ＳｉＮ除去速度：ＳｉＮ除去速度は、所与の下向き力にて測定された。ＣＭＰツールの下向き圧力は示された例において３．０ｐｓｉだった。
【０１２９】
計測
【０１３０】
膜はＣｒｅａｔｉｖｅ  Ｄｅｓｉｇｎ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｉｎｃ，２０５６５Ａｌｖｅｓ  Ｄｒ．，Ｃｕｐｅｒｔｉｎｏ，ＣＡ，９５０１４により製造されたＲｅｓＭａｐ  ＣＤＥ、モデル１６８を用いて測定された。ＲｅｓＭａｐツールは四探針シート抵抗ツールである。膜について、５ｍｍ端部除外にて４９点の直径走査が得られた。
【０１３１】
ＣＭＰツール
【０１３２】
用いられたＣＭＰツールは、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，３０５０Ｂｏｗｅｒｅｓ  Ａｖｅｎｕｅ，Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，９５０５４により製造された２００ｍｍＭｉｒｒａ又は３００ｍｍＲｅｆｌｅｘｉｏｎである。ＤＯＷ，Ｉｎｃ，４５１Ｂｅｌｌｅｖｕｅ  Ｒｄ．，Ｎｅｗａｒｋ，ＤＥ  １９７１３により供給されたＩＣ１０００パッドを、ブランケット及びパターンウエハー研究に関してプラテン１上で用いた。
【０１３３】
ＩＣ１０１０パッド又は他のパッドは、コンディショナー上で７ｌｂの下向き力にて１８分間パッドをコンディショニングすることにより調整された。ツールの設定及びパッド調整を適格とするために、２つのタングステンモニターと２つのＴＥＯＳモニターが、Ｖｅｒｓｕｍ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｉｎｃ．により供給されたＶｅｒｓｕｍ（登録商標）ＳＴＩ２３０５組成物により、ベースライン条件で研磨された。
【０１３４】
ウエハー
【０１３５】
研磨実験はＰＥＣＶＤ又はＬＥＣＶＤ又はＨＤのＴＥＯＳウエハーを用いて行なわれた。これらのブランケットウエハーはＳｉｌｉｃｏｎ  Ｖａｌｌｅｙ  Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２９８５  Ｋｉｆｅｒ  Ｒｄ.,Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ,ＣＡ９５０５１から購入された。
【０１３６】
研磨実験
【０１３７】
ブランケットウエハー研究において、酸化物ブランケットウエハー及びＳｉＮブランケットウエハーは、ベースライン条件で研磨された。ツールベースライン条件は：テーブル速度；８７ｒｐｍ、ヘッド速度：９３ｒｐｍ、メンブレン圧力；３．０ｐｓｉのＤＦ；組成物フロー；２００ｍｌ／分であった。試験に用いられた研磨パッドはダウ  ケミカルによって供給されたＩＣ１０１０パッドだった。
【０１３８】
脱イオン水は実施例中の組成物において溶媒として用いられた。
【０１３９】
組成物は、ＳＷＫ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ．２９２０Ｓｃｏｔｔ  Ｂｌｖｄ．Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ  ＣＡ９５０５４よって供給された、パターン化ウエハー（ＭＩＴ８６０）上での研磨実験において用いられた。これらのウエハーはＶｅｅｃｏ  ＶＸ３００プロファイラー／ＡＦＭ装置上で測定された。３つの異なるサイズのピッチ構造が、酸化物ディッシング測定に用いられた。ウエハーは中心、中央、及び端部ダイ位置で測定された。
【０１４０】
ＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性：ＳＴＩ  ＣＭＰ研磨組成物により得られた（ＴＥＯＳの除去速度）／（ＳｉＮの除去速度）は、調整可能だった。
【０１４１】
実施例
【０１４２】
以下の実施例において、参照（ｒｅｆ．）として０．２の質量％セリウムコートシリカ粒子、０．０００１質量％〜０．０５質量％の範囲バイオサイド、及び脱イオン水を含み、ｐＨが５．３５に調節されているか、他の選択されたｐＨ条件に調節されているＳＴＩ研磨組成物が調製された。
【０１４３】
研磨組成物は参照（０．２の質量％セリウムコートシリカ、０．０００１質量％〜０．０５質量％の範囲のバイオサイド、及び脱イオン水）と、第１の種類の化学添加剤、若しくは第２の種類の化学添加剤、又は第１の種類と第２の種類の化学添加剤の混合とにより調製され、ｐＨ値はそれぞれ５．３５又は他の選択されたｐＨ条件であった。
【０１４４】
例１
【０１４５】
例１において、酸化物研磨に用いられた研磨組成物は、表１に示された。参照サンプルは、０．２質量％のセリアコートシリカ粒子、非常に低濃度のバイオサイド及びＤＩ水を用いることにより作られた。
【０１４６】
第１の種類の化学添加剤Ｄ−ソルビトールは、０．１５質量％で用いられ、参照サンプルと混合された。
【０１４７】
第２の種類の化学添加剤ベンゼンスルホン酸は、０．１０質量％で用いられ、参照サンプルと混合された。
【０１４８】
第１の種類の化学添加剤Ｄ−ソルビトールは０．１５質量％で用いられ、第２の種類の化学添加剤ベンゼンスルホン酸は０．１０質量％で用いられ、参照サンプルと混合された。
【０１４９】
参照サンプル及び試験サンプルはすべて約５．３５で同じｐＨ値を有していた。
【０１５０】
異なる膜の研磨についての除去速度（ＲＲ、Ａ／ｍｉｎ）が試験された。膜除去速度及びＴＥＯＳ：ＳｉＮ膜選択性に対する化学添加剤の影響が観察され、表１に示され、図１に示された。
【表１】
2020029554.tif 000019
【０１５１】
用いられる研磨工程条件は：８７／９３ｒｐｍのテーブル／ヘッド速度及びエクスサイチューコンディショニングの３．０ｐｓｉ  ＤＦにおけるダウのＩＣ１０１０パッドであった。
【０１５２】
表１及び図１に示される結果として、研磨組成物の中への化学添加剤としてのＤ−ソルビトールの添加は、有効にＳｉＮ膜除去速度を抑制し、ＨＤＰ膜除去速度を加速した。したがってＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性は大いに増加した。
【０１５３】
研磨組成物の中へのベンゼンスルホン酸の添加は、ＳｉＮ膜除去速度を抑制しただけでなく、ＴＥＯＳ及びＨＤＰ膜除去速度の両方を加速した。したがって参照サンプルから得られた選択性と比較して、さらに増加したＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性が達成された。
【０１５４】
第１の種類の添加剤Ｄ−ソルビトール及び第２の種類の添加剤ＢＳＡの両方が、同じ研磨組成物へ加えられた際、ＴＥＯＳ及びＨＰＤ膜除去速度の両方は依然として加速され、ＳｉＮ膜除去速度はさらに抑制された。したがってこれらの添加剤を単独で用いて、またはこれらのうちのいずれも用いることなく得られたＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性と比較して、最も高いＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性が、同じ研磨組成物において両方の種類の添加剤を用いる際に達成された。
【０１５５】
【表２】
2020029554.tif 000020
【０１５６】
ＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性を比較すると、両方の化学添加剤を用いる研磨組成物は、参照サンプルから得られた９：１の選択性よりはるかに高い７３：１の選択性を与えた。
【０１５７】
例２
【０１５８】
例２において、研磨試験に用いられた研磨組成物は、表２に示された。参照サンプルは、ｐＨ  ５．３５にて０．２質量％セリアコートシリカ粒子、非常に低濃度のバイオサイド及び脱イオン水を用いることにより作られた。
【０１５９】
Ｄ−ソルビトール又はベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）は、試験サンプル中で単独で用いられたか、それぞれ０．１５質量％又は０．１の質量％にてともに用いられた。
【０１６０】
参照サンプル及び試験サンプルはすべて約５．３５で同じｐＨ値を有していた。
【０１６１】
種々の過研磨時間に対する酸化物トレンチディッシングへのＤ−ソルビトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はＤ−ソルビトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表２に示され、図２に示された。
【０１６２】
表２及び図２に示される結果として、参照サンプルから得られた種々の過研磨時間に対する得られた酸化物トレンチディッシングと比較して、研磨組成物における化学添加剤としての第１の種類の添加剤Ｄ−ソルビトールの添加は、種々の過研磨時間に対して酸化物トレンチディッシングを大いに低減した。
【０１６３】
第２の種類の添加剤ＢＳＡの添加は、参照サンプルより若干悪い過研磨時間に対する酸化物トレンチディッシングを与えた。
【０１６４】
同じ研磨組成物において２重の化学添加剤としてＤ−ソルビトール及びＢＳＡを用いる場合、過研磨時間に対する酸化物トレンチディッシングの著しい低減が、参照サンプルに対して達成された。
【０１６５】
２重の化学添加剤に基づいた研磨組成物は、これらの２種の添加剤の各々を単独で用いるものと比較して、より安定な過研磨ウィンドウを提供した。
【０１６６】
酸化物トレンチ損失速度（Å／秒）に対するＤ−ソルビトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はＤ−ソルビトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表３に示され、図３に示された。
【０１６７】
【表３】
2020029554.tif 000021
【０１６８】
表３及び図３に示される結果として、研磨組成物における化学添加剤としての第１の種類の添加剤Ｄ−ソルビトールの添加は、参照サンプルから得られた酸化物トレンチ損失速度と比較して、大いに酸化物トレンチ損失速度を低減した。
【０１６９】
研磨組成物中への第２の種類の添加剤ＢＳＡの添加は、参照サンプルより酸化物トレンチ損失速度を若干増加させた。
【０１７０】
同じ研磨組成物において２重の化学添加剤としてＤ−ソルビトール及びＢＳＡを用いる場合、参照サンプルに対して著しい酸化物トレンチ損失速度低減が達成された。同じ研磨組成物中の２重の化学添加剤は、すべての試験された研磨組成物及び参照サンプルの中で最も低い酸化物トレンチ損失速度を与えた。
【０１７１】
パターン化ウエハー研磨に用いられた研磨条件は：８７／９３ｒｐｍのテーブル／ヘッド速度、及びインサイチューコンディショニングの３．０ｐｓｉの下向き力におけるダウのＩＣ１０１０パッドであった。
【０１７２】
異なるサイズのパターン化特徴上でのＤ−ソルビトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はＤ−ソルビトール＋ＢＳＡのＳｉＮ損失速度（Å／分）への影響が試験され、結果は表４に示され、図４に示された。
【０１７３】
【表４】
2020029554.tif 000022
【０１７４】
表４及び図４に示される結果として、研磨組成物における化学添加剤としての第１の種類の添加剤Ｄ−ソルビトールの添加は、参照サンプルから得られたＳｉＮ膜損失速度と比較して、大いにＳｉＮ膜損失速度を低減した。
【０１７５】
研磨組成物中への第２の種類のＢＳＡの添加は、参照サンプルより増加したＳｉＮ膜損失速度を提供した。
【０１７６】
同じ研磨組成物において２重の化学添加剤としてＤ−ソルビトール及びＢＳＡを用いる場合、参照サンプルに対して著しいＳｉＮ膜損失速度低減が達成された。同じ研磨組成物中の２重の化学添加剤は、すべての試験された研磨組成物及び参照サンプルの中で最も低いＳｉＮ膜損失速度を与えた。
【０１７７】
パターン化ウエハー研磨に用いられた研磨条件は：８７／９３ｒｐｍのテーブル／ヘッド速度、及びｉｎｓｉｔｕコンディショニングの３．０ｐｓｉ下向き力におけるダウのＩＣ１０１０パッドであった。
【０１７８】
異なるサイズのパターン化特徴上の酸化物トレンチディッシング速度（Å／分）に対するＤ−ソルビトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はＤ−ソルビトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表５に示され、図５に示された。
【０１７９】
【表５】
2020029554.tif 000023
【０１８０】
表５及び図５に示される結果として、参照サンプルから得られた酸化物トレンチディッシング速度と比較して、研磨組成物における化学添加剤としての第１の種類の添加剤Ｄ−ソルビトールの添加は、酸化物トレンチディッシング速度を大いに低減した。
【０１８１】
研磨組成物中への第２の種類のＢＳＡの添加は、参照サンプルより増加した酸化物トレンチディッシング速度を提供した。
【０１８２】
研磨組成物において２重の化学添加剤としてＤ−ソルビトール及びＢＳＡを用いる場合、著しい酸化物トレンチディッシング速度低減が参照サンプルに対して達成された。同じ研磨組成物中の２重の化学添加剤は、すべての試験された研磨組成物及び参照サンプルの中の最も低い酸化物トレンチディッシング速度を与えた。
【０１８３】
パターン化ウエハー研磨に用いられた研磨条件は：８７／９３ｒｐｍのテーブル／ヘッド速度、及びｉｎｓｉｔｕコンディショニングの３．０ｐｓｉ下向き力におけるダウのＩＣ１０１０パッドであった。
【０１８４】
異なるサイズのパターン化特徴上の過研磨除去量に対するトレンチディッシングの傾きへのＤ−ソルビトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はＤ−ソルビトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表６に示され、図６に示された。
【０１８５】
【表６】
2020029554.tif 000024
【０１８６】
表６及び図６に示される結果として、研磨組成物中への第１の種類の添加剤Ｄ−ソルビトール又は第２の種類の添加剤ＢＳＡの添加は、単独で用いられるか、研磨組成物中で化学添加剤とともに用いられるかによらず、過研磨量に対するトレンチディッシングの傾きは、参照サンプルから得られたものと比較して大いに低減された。
【０１８７】
パターン化ウエハー研磨に用いられた研磨条件は、：８７／９３ｒｐｍのテーブル／ヘッド速度、及びｉｎｓｉｔｕコンディショニングの３．０ｐｓｉ下向き力におけるダウのＩＣ１０１０パッドであった。
【０１８８】
例３
【０１８９】
例３において、研磨試験に用いられた研磨組成物は、表７に示された。参照サンプルは、０．２質量％セリアコートシリカ粒子、非常に低濃度のバイオサイド及び脱イオン水を用いることにより作られた。マルチトール及びＢＳＡは単独で用いられたか、又は試験サンプルにおいてそれぞれ０．２８質量％及び０．１０質量％でともに用いられた。
【０１９０】
参照サンプル及び試験サンプルはすべて約５．３５で同じｐＨ値を有していた。
【０１９１】
種々の膜の研磨に関する除去速度（ＲＲ、Å／ｍｉｎ）が試験された。膜除去速度及びＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性に対する化学添加剤マルチトール及びＢＳＡの影響が観察され、表７に示され、図７に示された。
【０１９２】
研磨パッド及び条件は：３．０ｐｓｉＤＦ、エクスサイチューコンディショニング、及び８７／９３ｒｐｍテーブル／ヘッド速度によるダウのＩＣ１０１０研磨パッドであった。
【０１９３】
【表７】
2020029554.tif 000025
【０１９４】
表７及び図７に示される結果として、研磨組成物中への第１の種類の化学添加剤としてのマルチトールの添加は、有効にＳｉＮ膜除去速度を抑制し、ＨＤＰ膜除去速度を若干加速した。したがってＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性は大いに増加した。
【０１９５】
研磨組成物の中への第２の種類の化学添加剤としてのベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）の添加は、ＳｉＮ膜除去速度を抑制するだけでなく、ＴＥＯＳ及びＨＤＰ膜除去速度の両方を加速した。したがって、参照サンプルから得られた選択性と比較してさらに増加したＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性が達成された。
【０１９６】
第１の種類の添加剤マルチトール及び第２の種類の添加剤ＢＳＡの両方が、同じ研磨組成物へ加えられた場合、ＴＥＯＳ及びＨＰＤ膜除去速度の両方は依然として加速され、ＳｉＮ膜除去速度はさらに抑制された。したがって、最も高いＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性が、これらの添加剤を単独で用いるか、これらのいずれもを用いることなく得られたＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性と比較して、同じ研磨組成物において両方の種類の添加剤を用いた際に達成された。
【０１９７】
ＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性を比較すると、両方の化学添加剤を用いる研磨組成物は、参照サンプルから得られた９：１の選択性よりはるかに高い８０：１の選択性を与えた。
【０１９８】
例４
【０１９９】
【表８】
2020029554.tif 000026
【０２００】
例４において、研磨試験に用いられた研磨組成物は、表８に示された。参照サンプルは、０．２質量％セリアコートシリカ粒子、非常に低濃度のバイオサイド及び脱イオン水を用いることにより作られた。マルチトール及びＢＳＡは単独で用いられたか、又は試験サンプルにおいてそれぞれ０．２８質量％及び０．１０質量％でともに用いられた。
【０２０１】
参照サンプル及び試験サンプルはすべて約５．３５で同じｐＨ値を有していた。
【０２０２】
種々の過研磨時間に対する酸化物トレンチディッシングへのマルチトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はマルチトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表８に示され、図８に示された。
【０２０３】
表８及び図８に示される結果として、研磨組成物中の化学添加剤としての第１の種類の添加剤マルチトールの添加は、参照サンプルから得られた種々の過研磨時間に対する酸化物トレンチディッシングと比較して、種々の過研磨時間に対する酸化物トレンチディッシングを大いに低減した。
【０２０４】
第２の種類のＢＳＡの添加は、参照サンプルからのものより若干悪い過研磨時間に対する酸化物トレンチディッシング提供した。
【０２０５】
同じ研磨組成物において２重の化学添加剤としてマルチトール及びＢＳＡを用いる場合、種々の過研磨時間に対する著しい酸化物トレンチディッシング低減が、異なるサイズのパターン化特徴に亘って参照サンプルに対して達成された。
【０２０６】
酸化物トレンチ損失速度（Å／秒）へのマルチトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はマルチトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表９に示され、図９に示された。
【０２０７】
【表９】
2020029554.tif 000027
【０２０８】
表９及び図９に示される結果として、研磨組成物における化学添加剤としての第１の種類の添加剤マルチトールの添加は、参照サンプルから得られた酸化物トレンチ損失速度と比較して、酸化物トレンチ損失速度を大いに低減した。
【０２０９】
研磨組成物中への第２の種類のＢＳＡの添加は、参照サンプルからのものより若干増加した酸化物トレンチ損失速度を提供した。
【０２１０】
研磨組成物において２重の化学添加剤としてマルチトール及びＢＳＡを用いる場合、著しい酸化物トレンチ損失速度低減が参照サンプルに対して達成された。
【０２１１】
パターン化ウエハー研磨に用いられた研磨条件は：８７／９３ｒｐｍのテーブル／ヘッド速度、及びｉｎｓｉｔｕコンディショニングの３．０ｐｓｉ下向き力におけるダウのＩＣ１０１０パッドであった。
【０２１２】
異なるサイズのパターン化特徴上のＳｉＮ損失速度（Å／分）に対するマルチトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はマルチトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表１０に示され、図１０に示された。
【０２１３】
【表１０】
2020029554.tif 000028
【０２１４】
表１０及び図１０に示される結果として、研磨組成物中の化学添加剤としての第１の種類の添加剤マルチトールの添加は、参照サンプルから得られたＳｉＮ膜損失速度と比較して、ＳｉＮ膜損失速度を大いに低減した。
【０２１５】
研磨組成物中への第２の種類の添加剤ＢＳＡの添加は、参照サンプルからのものより増加したＳｉＮ膜損失速度を提供した。
【０２１６】
同じ研磨組成物において２重の化学添加剤としてマルチトール及びＢＳＡを用いる場合、著しいＳｉＮ膜損失速度の低減が参照サンプルに対して達成された。同じ研磨組成物中の２重の化学添加剤は、すべての試験された研磨組成物及び参照サンプルの中の最も低いＳｉＮ膜損失速度を与えた。
【０２１７】
パターン化ウエハー研磨に用いられた研磨条件は：８７／９３ｒｐｍのテーブル／ヘッド速度、及びｉｎｓｉｔｕコンディショニングの３．０ｐｓｉ下向き力におけるダウのＩＣ１０１０パッドであった。
【０２１８】
異なるサイズのパターン化特徴上の酸化物トレンチディッシング速度（Å／分）に対するマルチトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はマルチトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表１１に示され、図１１に示された。
【０２１９】
【表１１】
2020029554.tif 000029
【０２２０】
表１１及び図１１に示される結果として、研磨組成物中の化学添加剤としての第１の種類の添加剤マルチトールの添加は、参照サンプルから得られた酸化物トレンチディッシング速度と比較して、酸化物トレンチディッシング速度を大いに低減した。
【０２２１】
研磨組成物中への第２の種類の添加剤ＢＳＡの添加は、参照サンプルからのものより若干低減された酸化物トレンチディッシング速度を提供した。
【０２２２】
同じ研磨組成物において２重の化学添加剤としてマルチトール及びＢＳＡを用いる場合、著しい酸化物トレンチディッシング速度低減が参照サンプルに対して達成された。
【０２２３】
パターン化ウエハー研磨に用いられた研磨条件は：８７／９３ｒｐｍのテーブル／ヘッド速度、及びｉｎｓｉｔｕコンディショニングの３．０ｐｓｉ下向き力におけるダウのＩＣ１０１０パッドであった。
【０２２４】
異なるサイズのパターン化特徴上の過研磨除去量に対するトレンチディッシングの傾きのへのマルチトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はマルチトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表１２に示され、図１２に示された。
【０２２５】
【表１２】
2020029554.tif 000030
【０２２６】
表１２及び図１２に示される結果として、研磨組成物中の第１の種類の添加剤マルチトール又は第２の種類の添加剤ＢＳＡの添加は、単独で用いられるか、化学添加剤とともに用いられるかによらず、参照サンプルから得られたものと比較して、過研磨量に対するトレンチディッシングの傾きを大いに低減した。
【０２２７】
パターン化ウエハー研磨に用いられた研磨条件は：８７／９３ｒｐｍのテーブル／ヘッド速度、及びｉｎｓｉｔｕコンディショニングの３．０ｐｓｉ下向き力におけるダウのＩＣ１０１０パッドであった。
【０２２８】
例５
【０２２９】
前の記載において指摘されたように、本開示の発明による酸化物又はドープ酸化物ＣＭＰ研磨組成物は、広いｐＨウィンドウにおいて用いられて、高い酸化物膜除去速度、抑制されたＳｉＮ除去速度、増加した酸化物：ＳｉＮ選択性、及び低い酸化物トレンチディッシングを与えることができる。
【０２３０】
例５において、本発明による研磨組成物は、４．５の酸性のｐＨ条件で試験された。
【０２３１】
例５において、研磨試験に用いられた研磨組成物は、表１３に示された。参照サンプルは、ｐＨ４．５にて０．２質量％のセリアコートシリカ粒子、非常に低濃度のバイオサイド及び脱イオン水を用いることにより作られた。
【０２３２】
Ｄ−ソルビトール又はベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）は、試験サンプル中で単独で用いられたか、それぞれ０．１５質量％又は０．１の質量％にてともに用いられた。
【０２３３】
参照サンプル及び試験サンプルはすべて約４．５で同じｐＨ値を有していた。
【０２３４】
種々の膜除去速度及びＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性に対するＤ−ソルビトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はＤ−ソルビトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表１３に示された。
【０２３５】
【表１３】
2020029554.tif 000031
【０２３６】
用いられる研磨工程条件は：８７／９３ｒｐｍのテーブル／ヘッド速度及びエクスサイチューコンディショニングによる３．０ｐｓｉ  ＤＦにおけるダウのＩＣ１０１０パッドであった。
【０２３７】
表１３に示される結果として、研磨組成物中への化学添加剤としてのＤ−ソルビトールの添加は、有効にＳｉＮ膜除去速度を抑制し、ＨＤＰ膜除去速度を加速した。したがってＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性は大いに増加した。
【０２３８】
単独の化学添加剤としての研磨組成物中へのベンゼンスルホン酸の添加は、ＳｉＮ膜除去速度を加速しただけでなく、ＴＥＯＳ及びＨＤＰの両方の膜除去速度を加速した。したがって、さらに低減されたＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性が、参照サンプルから得られた選択性と比較して達成された。
【０２３９】
第１の種類の添加剤Ｄ−ソルビトール及び第２の種類の添加剤ＢＳＡの両方が、ｐＨ４．５で同じ研磨組成物へ加えられた場合、ＴＥＯＳ及びＨＰＤ膜除去速度の両方は依然として加速され、ＳｉＮ膜除去速度はさらに抑制された。したがって、これらの添加剤をｐＨ４．５で単独で用いるか、これらのうちのいずれも用いることなく得られたＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性と比較して、最も高いＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性が、同じ研磨組成物において両方の種類の添加剤を用いた際に達成された。
【０２４０】
ＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性を比較すると、両方の化学添加剤を用いる研磨組成物は、ｐＨ４．５で参照サンプルから得られた８：１の選択性よりはるかに高い１３２：１の選択性を与えた。
【０２４１】
さらに、例５において、研磨試験に用いられた研磨組成物において酸化物トレンチディッシング低減剤としてマルチトール、さらに酸化物膜除去速度加速剤としてＢＳＡが用いられ、表１４に示された。参照サンプルは、ｐＨ４．５にて０．２質量％のセリアコートシリカ粒子、非常に低濃度のバイオサイド及び脱イオン水を用いることにより作られた。
【０２４２】
ｐＨ４．５で試験サンプルにおいて、マルチトールは単独で用いられたか、又はそれぞれ０．２８質量％又は／及び０．１質量％でベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）とともに用いられた。
【０２４３】
参照サンプル及び試験サンプルはすべて約４．５で同じｐＨ値を有していた。
【０２４４】
膜除去速度及びＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性に対するマルチトール又はベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）とマルチトールの影響が試験され、結果は表１４に示された。
【０２４５】
【表１４】
2020029554.tif 000032
【０２４６】
表１４及びに示される結果として、研磨組成物中への化学添加剤としてのマルチトールの添加は、有効にＳｉＮ膜除去速度を抑制し、ＨＤＰ膜除去速度を加速した。したがってＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性は大いに増加した。
【０２４７】
単独の化学添加剤としてのｐＨ４．５における研磨組成物中へのベンゼンスルホン酸の添加は、ＳｉＮ膜除去速度を加速しただけでなく、ＴＥＯＳ及びＨＤＰ両方の膜除去速度も加速した。したがって、さらに低減されたＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性が、参照サンプルから得られた選択性と比較して得られた。
【０２４８】
第１の種類の添加剤マルチトール及び第２の種類の添加剤ＢＳＡの両方が、ｐＨ４．５で同じ研磨組成物へ加えられた場合、ＴＥＯＳ及びＨＰＤ膜除去速度の両方は依然として加速され、ＳｉＮ膜除去速度はさらに抑制された。したがって、これらの添加剤をｐＨ４．５で単独で用いるか、これらのうちのいずれも用いることなく得られたＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性と比較して、最も高いＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性が、同じ研磨組成物において両方の種類の添加剤を用いた際に達成された。
【０２４９】
ＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性を比較すると、両方の化学添加剤を用いる研磨組成物は、ｐＨ４．５で参照サンプルから得られた８：１の選択性よりはるかに高い９３：１の選択性を与えた。
【０２５０】
例５において、種々の過研磨時間に対する酸化物トレンチディッシングへのｐＨ４．５におけるＤ−ソルビトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はＤ−ソルビトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表１５に示された。
【０２５１】
【表１５】
2020029554.tif 000033
【０２５２】
表１５に示される結果として、ｐＨ４．５における研磨組成物中の化学添加剤としての第１の種類の添加剤Ｄ−ソルビトールの添加は、参照サンプルから得られた種々の過研磨時間に対する得られた酸化物トレンチディッシングと比較して、種々の過研磨時間に対する酸化物トレンチディッシングを大いに低減した。
【０２５３】
ｐＨ４．５における、第２の種類の添加剤ＢＳＡの添加は、参照サンプルからのものよりより悪い過研磨時間に対する酸化物トレンチディッシング提供した。
【０２５４】
ｐＨ４．５で同じ研磨組成物において２重の化学添加剤としてＤ−ソルビトール及びＢＳＡを用いる場合、過研磨時間に対する著しい酸化物トレンチディッシング低減が、参照サンプルに対して達成された。
【０２５５】
これらの２種の添加剤の各々を単独で用いるものと比較して、２重の化学添加剤に基づいた研磨組成物は、ｐＨ４．５でより安定した過研磨ウィンドウを提供した。
【０２５６】
例５において、種々の過研磨時間に対する酸化物トレンチディッシングへのｐＨ４．５におけるマルチトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はマルチトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表１６に示された。
【０２５７】
【表１６】
2020029554.tif 000034
【０２５８】
表１６に示される結果として、ｐＨ４．５における研磨組成物中の化学添加剤としての第１の種類の添加剤マルチトールの添加は、参照サンプルから得られた種々の過研磨時間に対する酸化物トレンチディッシングと比較して、種々の過研磨時間に対する酸化物トレンチディッシングを大いに低減した。
【０２５９】
ｐＨ４．５における、第２の種類の添加剤ＢＳＡの添加は、参照サンプルからのものよりより悪い過研磨時間に対する酸化物トレンチディッシングを提供した。
【０２６０】
ｐＨ４．５で同じ研磨組成物において２重の化学添加剤としてマルチトール及びＢＳＡを用いる場合、過研磨時間に対する酸化物トレンチディッシングの著しい低減が、参照サンプルに対して達成された。
【０２６１】
これらの２種の添加剤の各々を単独で用いるものと比較して、２重の化学添加剤に基づいた研磨組成物は、ｐＨ４．５でより安定した過研磨ウィンドウを提供した。
【０２６２】
例５において、酸化物トレンチ損失速度（Å／秒）に対するｐＨ４．５におけるＤ−ソルビトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はＤ−ソルビトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表１７に示された。
【０２６３】
【表１７】
2020029554.tif 000035
【０２６４】
表１７に示される結果として、ｐＨ４．５における研磨組成物中の化学添加剤としての第１の種類の添加剤Ｄ−ソルビトールの添加は、参照サンプルから得られた酸化物トレンチ損失速度と比較して、酸化物トレンチ損失速度を大いに低減した。
【０２６５】
ｐＨ４．５における研磨組成物中への第２の種類の添加剤ＢＳＡの添加は、参照サンプルからのものより大いに増加した酸化物トレンチ損失速度を提供した。
【０２６６】
ｐＨ４．５において同じ研磨組成物において２重の化学添加剤としてＤ−ソルビトール及びＢＳＡを用いる場合、著しい酸化物トレンチ損失速度の低減が、参照サンプルに対して達成された。同じ研磨組成物中の２重の化学添加剤は、すべての試験された研磨組成物及び参照サンプルの中の最も低い酸化物トレンチ損失速度を与えた。
【０２６７】
パターン化ウエハー研磨に用いられた研磨条件は：８７／９３ｒｐｍのテーブル／ヘッド速度、及びｉｎｓｉｔｕコンディショニングの３．０ｐｓｉ下向き力におけるダウのＩＣ１０１０パッドであった。
【０２６８】
例５において、ｐＨ４．５における酸化物トレンチ損失速度（Å／秒）に対するマルチトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はマルチトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表１８に示された。
【０２６９】
【表１８】
2020029554.tif 000036
【０２７０】
表１８に示される結果として、ｐＨ４．５における研磨組成物中の化学添加剤としての第１の種類の添加剤マルチトールの添加は、参照サンプルから得られた酸化物トレンチ損失速度と比較して、酸化物トレンチ損失速度を大いに低減した。
【０２７１】
研磨組成物中へのｐＨ４．５での第２の種類の添加剤ＢＳＡの添加は、参照サンプルからのものより大いに増加した酸化物トレンチ損失速度を提供した。
【０２７２】
ｐＨ４．５で同じ研磨組成物において２重の化学添加剤としてマルチトール及びＢＳＡを用いる場合、著しい酸化物トレンチ損失速度の低減が参照サンプルに対して達成された。  同じ研磨組成物中の２重の化学添加剤は、すべての試験された研磨組成物及び参照サンプルの中の最も低い酸化物トレンチ損失速度を与えた。
【０２７３】
パターン化ウエハー研磨に用いられた研磨条件は：８７／９３ｒｐｍのテーブル／ヘッド速度、及びｉｎｓｉｔｕコンディショニングの３．０ｐｓｉ下向き力におけるダウのＩＣ１０１０パッドであった。
【０２７４】
例５において、ｐＨ４．５における異なるサイズのパターン化特徴上のＳｉＮ損失速度（Å／分）に対するＤ−ソルビトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はＤ−ソルビトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表１９に示された。
【０２７５】
【表１９】
2020029554.tif 000037
【０２７６】
表１９に示される結果として、ｐＨ４．５における研磨組成物中の化学添加剤としての第１の種類の添加剤Ｄ−ソルビトールの添加は、参照サンプルから得られたＳｉＮ膜損失速度と比較して、ＳｉＮ膜損失速度を大いに低減した。
【０２７７】
研磨組成物中への第２の種類の添加剤ＢＳＡの添加は、参照サンプルからのものより増加したＳｉＮ膜損失速度を提供した。
【０２７８】
ｐＨ４．５で同じ研磨組成物において２重の化学添加剤としてＤ−ソルビトール及びＢＳＡを用いる場合、著しいＳｉＮ膜損失速度の低減が参照サンプルに対して達成された。  同じ研磨組成物中の２重の化学添加剤は、すべての試験された研磨組成物及び参照サンプルの中の最も低いＳｉＮ膜損失速度を与えた。
【０２７９】
例５において、異なるサイズのパターン化特徴上の酸化物トレンチディッシング速度（Å／分）に対するｐＨ  ４．５におけるＤ−ソルビトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はＤ−ソルビトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表２０に示された。
【０２８０】
【表２０】
2020029554.tif 000038
【０２８１】
表２０に示される結果として、ｐＨ４．５における研磨組成物中の化学添加剤としての第１の種類の添加剤Ｄ−ソルビトールの添加は、参照サンプルから得られた酸化物トレンチディッシング速度と比較して、酸化物トレンチディッシング速度を大いに低減した。
【０２８２】
ｐＨ４．５における研磨組成物中への第２の種類の添加剤ＢＳＡの添加は、参照サンプルからのものより大きい酸化物トレンチディッシング速度を提供した。
【０２８３】
研磨組成物においてｐＨ４．５で２重の化学添加剤としてＤ−ソルビトール及びＢＳＡを用いる場合、著しい酸化物トレンチディッシング速度の低減が、参照サンプルに対して達成された。同じ研磨組成物中の２重の化学添加剤は、すべての試験された研磨組成物及び参照サンプルの中の最も低い酸化物トレンチディッシング速度を与えた。
【０２８４】
パターン化ウエハー研磨に用いられた研磨条件は：８７／９３ｒｐｍのテーブル／ヘッド速度、及びｉｎｓｉｔｕコンディショニングの３．０ｐｓｉ下向き力におけるダウのＩＣ１０１０パッドであった。
【０２８５】
例５において、ｐＨ４．５における異なるサイズのパターン化特徴上の過研磨除去量に対するトレンチディッシングの傾きへのＤ−ソルビトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はＤ−ソルビトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表２１に示された。
【０２８６】
【表２１】
2020029554.tif 000039
【０２８７】
表２１に示される結果として、ｐＨ４．５における研磨組成物中の化学添加剤としての研磨組成物中への第１の種類の添加剤Ｄ−ソルビトールの添加は、参照サンプルから得られたものと比較して、過研磨量に対するトレンチディッシングの傾きを大いに低減した。
【０２８８】
ｐＨ４．５における研磨組成物中の化学添加剤としての研磨組成物中への第２の種類の添加剤ＢＳＡの添加は、参照サンプルから得られたものと比較して、過研磨量に対するトレンチディッシングの傾きを増加させた。
【０２８９】
研磨組成物においてｐＨ４．５で２重の化学添加剤としてＤ−ソルビトール及びＢＳＡを用いる場合、酸化物膜の過研磨量に対する酸化物トレンチディッシングの傾きは、参照サンプルからのものに対して大いに低減された。同じ研磨組成物中の２重の化学添加剤は、すべての試験された研磨組成物及び参照サンプルの中で酸化物膜の過研磨量に対する酸化物ディッシングの最も低い傾きを与えた。
【０２９０】
パターン化ウエハー研磨に用いられた研磨条件は：８７／９３ｒｐｍのテーブル／ヘッド速度、及びｉｎｓｉｔｕコンディショニングの３．０ｐｓｉ下向き力におけるダウのＩＣ１０１０パッドであった。
【０２９１】
例６
【０２９２】
前の記載において指摘されたように、本開示の発明による酸化物又はドープ酸化物ＣＭＰ研磨組成物は、広いｐＨウィンドウにおいて用いられて、高い酸化物膜除去速度、抑制されたＳｉＮ除去速度、増加した酸化物：ＳｉＮ選択性、及び低い酸化物トレンチディッシングを与えることができる。
【０２９３】
例６において、本発明による研磨組成物は、７．５のアルカリ性のｐＨ条件で試験された。
【０２９４】
例６において、研磨試験に用いられた研磨組成物は、表２２に示された。参照サンプルは、ｐＨ７．５にて０．２質量％のセリアコートシリカ粒子、非常に低濃度のバイオサイド及び脱イオン水を用いることにより作られた。
【０２９５】
Ｄ−ソルビトール又はベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）は試験サンプルにおいて単独で用いられたか、それぞれ０．１５質量％又は／及び０．１質量％でともに用いられた。
【０２９６】
参照サンプル及び試験サンプルはすべて約７．５で同じｐＨ値を有していた。
【０２９７】
ｐＨ７．５における種々の膜除去速度及びＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性に対するＤ−ソルビトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はＤ−ソルビトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表２２に示された。
【０２９８】
【表２２】
2020029554.tif 000040
【０２９９】
用いられた研磨工程条件は：８７／９３ｒｐｍのテーブル／ヘッド速度及びエクスサイチューコンディショニングの３．０ｐｓｉ  ＤＦにおけるダウのＩＣ１０１０パッドであった。
【０３００】
表２２に示される結果として、ｐＨ７．５における研磨組成物中への化学添加剤としてのＤ−ソルビトールの添加は、ＳｉＮ膜除去速度を有効に抑制した。したがってＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性は大いに増加した。
【０３０１】
ｐＨ７．５における研磨組成物中への単独の化学添加剤としてのベンゼンスルホン酸の添加は、ＳｉＮ膜除去速度を加速するだけでなく、ＴＥＯＳ及びＨＤＰの両方の膜除去速度を加速した。したがって、さらに低減されたＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性が、参照サンプルから得られた選択性と比較して観察された。
【０３０２】
第１の種類の添加剤Ｄ−ソルビトール及び第２の種類の添加剤ＢＳＡの両方が、ｐＨ７．５で同じ研磨組成物へ加えられた場合、ＴＥＯＳ及びＨＰＤ膜除去速度の両方は依然として加速され、ＳｉＮ膜除去速度はさらに抑制された。したがって、ｐＨ７．５において、これらの添加剤を単独で用いるか、これらのうちのいずれも用いることなく得られたＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性と比較して、最も高いＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性が、同じ研磨組成物において両方の種類の添加剤を用いた際に達成された。
【０３０３】
ＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性を比較すると、両方の化学添加剤を用いる研磨組成物は、ｐＨ７．５で参照サンプルから得られた８：１の選択性よりはるかに高い８９：１の選択性を与えた。
【０３０４】
さらに、例６において、ｐＨ７．５において、研磨試験に用いられた研磨組成物において酸化物トレンチディッシング低減剤としてマルチトール、さらに酸化物膜除去速度加速剤としてＢＳＡが用いられ、表２３に示された。参照サンプルは、ｐＨ７．５にて０．２質量％のセリアコートシリカ粒子、非常に低濃度のバイオサイド及び脱イオン水を用いることにより作られた。
【０３０５】
マルチトールは試験サンプルにおいて単独で用いられたか、それぞれ０．２８質量％又は／及び０．１質量％にてベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）とともに用いられた。
【０３０６】
参照サンプル及び試験サンプルはすべて約７．５で同じｐＨ値を有していた。
【０３０７】
膜除去速度及びＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性に対するマルチトール若しくはＢＳＡ又はベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）とマルチトールの影響が試験され、結果は表２３に示された。
【０３０８】
【表２３】
2020029554.tif 000041
【０３０９】
表２３に示される結果として、ｐＨ７．５における研磨組成物中への化学添加剤としてのマルチトールの添加は、ＳｉＮ膜除去速度を有効に抑制した。したがってＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性は大いに増加した。
【０３１０】
単独の化学添加剤としてのｐＨ７．５における研磨組成物中へのベンゼンスルホン酸の添加は、ＳｉＮ膜除去速度を加速するだけでなく、ＴＥＯＳ及びＨＤＰの両方の膜除去速度を加速した。したがって、さらに低減されたＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性が、参照サンプルから得られた選択性と比較して観察された。
【０３１１】
第１の種類の添加剤マルチトール及び第２の種類の添加剤ＢＳＡの両方が、ｐＨ７．５で同じ研磨組成物へ加えられた場合、ＴＥＯＳ及びＨＰＤ膜除去速度の両方は依然として加速され、ＳｉＮ膜除去速度はさらに抑制された。したがって、これらの添加剤をｐＨ７．５で単独で用いるか、これらのうちのいずれもを用いることなく得られたＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性と比較して、最も高いＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性が、ｐＨ７．５で同じ研磨組成物において両方の種類の添加剤を用いた際に達成された。
【０３１２】
ＴＥＯＳ：ＳｉＮ選択性を比較すると、両方の化学添加剤を用いる研磨組成物は、ｐＨ７．５で参照サンプルから得られた８：１の選択性よりはるかに高い８３：１の選択性を与えた。
【０３１３】
例６において、種々の過研磨時間に対する酸化物トレンチディッシングへのｐＨ７．５におけるＤ−ソルビトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はＤ−ソルビトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表２４に示された。
【０３１４】
【表２４】
2020029554.tif 000042
【０３１５】
表２４に示される結果として、ｐＨ  ７．５における研磨組成物中の化学添加剤としての第１の種類の添加剤Ｄ−ソルビトールの添加は、参照サンプルから得られた種々の過研磨時間に対する酸化物トレンチディッシングと比較して、種々の過研磨時間に対する酸化物トレンチディッシングを大いに低減した。
【０３１６】
ｐＨ７．５における、第２の種類の添加剤ＢＳＡの添加は、参照サンプルからのものよりより悪い過研磨時間に対する酸化物トレンチディッシングを提供した。
【０３１７】
ｐＨ７．５で同じ研磨組成物において２重の化学添加剤としてＤ−ソルビトール及びＢＳＡを用いる場合、過研磨時間に対する著しい酸化物トレンチディッシングの低減が、参照サンプルに対して達成された。
【０３１８】
２重の化学添加剤に基づいた研磨組成物は、これらの２種の添加剤の各々を単独で用いたものと比較して、ｐＨ７．５でより安定した過研磨ウィンドウを提供した。
【０３１９】
例６において、種々の過研磨時間に対する酸化物トレンチディッシングへのｐＨ７．５におけるマルチトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はマルチトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表２５に示された。
【０３２０】
【表２５】
2020029554.tif 000043
【０３２１】
表２５に示される結果として、ｐＨ７．５における研磨組成物中の化学添加剤としての第１の種類の添加剤マルチトールの添加は、参照サンプルから得られた種々の過研磨時間に対する得られた酸化物トレンチディッシングと比較して、種々の過研磨時間に対する酸化物トレンチディッシングを大いに低減した。
【０３２２】
ｐＨ７．５における、第２の種類の添加剤ＢＳＡの添加は、参照サンプルからのものよりより悪い過研磨時間に対する酸化物トレンチディッシング提供した。
【０３２３】
ｐＨ７．５で同じ研磨組成物において２重の化学添加剤としてマルチトール及びＢＳＡを用いる場合、過研磨時間に対する著しい酸化物トレンチディッシングの低減が、参照サンプルに対して達成された。
【０３２４】
２重の化学添加剤に基づいた研磨組成物は、これらの２種の添加剤の各々を単独で用いるものと比較して、ｐＨ７．５でより安定した過研磨ウィンドウを提供した。
【０３２５】
例６において、ｐＨ７．５における酸化物トレンチ損失速度（Å／秒）に対するＤ−ソルビトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はＤ−ソルビトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表２６に示された。
【０３２６】
【表２６】
2020029554.tif 000044
【０３２７】
表２６に示される結果として、ｐＨ７．５における研磨組成物への化学添加剤としての第１の種類の添加剤Ｄ−ソルビトールの添加は、参照サンプルから得られた酸化物トレンチ損失速度と比較して、酸化物トレンチ損失速度を大いに低減した。
【０３２８】
研磨組成物中へのｐＨ７．５における第２の種類の添加剤ＢＳＡの添加は、参照サンプルからのものより著しく増加した酸化物トレンチ損失速度を提供した。
【０３２９】
ｐＨ７．５で同じ研磨組成物において２重の化学添加剤としてＤ−ソルビトール及びＢＳＡを用いる場合、著しい酸化物トレンチ損失速度の低減が、参照サンプルに対して達成された。同じ研磨組成物中の２重の化学添加剤は、ｐＨ７．５ですべての試験された研磨組成物及び参照サンプルの中の最も低い酸化物トレンチ損失速度を与えた。
【０３３０】
パターン化ウエハー研磨に用いられた研磨条件は：８７／９３ｒｐｍのテーブル／ヘッド速度、及びｉｎｓｉｔｕコンディショニングの３．０ｐｓｉ下向き力におけるダウのＩＣ１０１０パッドであった。
【０３３１】
例６において、ｐＨ７．５における酸化物トレンチ損失速度（Å／秒）に対するマルチトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はマルチトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表２７に示された。
【０３３２】
【表２７】
2020029554.tif 000045
【０３３３】
表２７に示される結果として、ｐＨ７．５における研磨組成物への化学添加剤としての第１の種類の添加剤マルチトールの添加は、参照サンプルから得られた酸化物トレンチ損失速度と比較して、酸化物トレンチ損失速度を大いに低減した。
【０３３４】
研磨組成物中へのｐＨ７．５における第２の種類の添加剤ＢＳＡの添加は、参照サンプルからのものより著しく増加した酸化物トレンチ損失速度を提供した。
【０３３５】
ｐＨ７．５で同じ研磨組成物において２重の化学添加剤としてマルチトール及びＢＳＡを用いる場合、著しい酸化物トレンチ損失速度の低減が、参照サンプルに対して達成された。同じ研磨組成物中の２重の化学添加剤は、ｐＨ７．５において、すべての試験された研磨組成物及び参照サンプルの中で最も低い酸化物トレンチ損失速度を与えた。
【０３３６】
パターン化ウエハー研磨に用いられた研磨条件は：８７／９３ｒｐｍのテーブル／ヘッド速度、及びｉｎｓｉｔｕコンディショニングの３．０ｐｓｉ下向き力におけるダウのＩＣ１０１０パッドであった。
【０３３７】
例６において、ｐＨ７．５における異なるサイズのパターン化特徴上のＳｉＮ損失速度（Å／分）に対するＤ−ソルビトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はＤ−ソルビトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表２８に示された。
【０３３８】
【表２８】
2020029554.tif 000046
【０３３９】
表２８に示される結果として、ｐＨ７．５における研磨組成物中の化学添加剤としての第１の種類の添加剤Ｄ−ソルビトールの添加は、参照サンプルから得られたＳｉＮ膜損失速度と比較して、ＳｉＮ膜損失速度を大いに低減した。
【０３４０】
ｐＨ７．５における研磨組成物中への第２の種類の添加剤ＢＳＡの添加は、参照サンプルからのものより増加したＳｉＮ膜損失速度を提供した。
【０３４１】
ｐＨ７．５で同じ研磨組成物において２重の化学添加剤としてＤ−ソルビトール及びＢＳＡを用いる場合、著しいＳｉＮ膜損失速度の低減が、参照サンプルに対して達成された。同じ研磨組成物中の２重の化学添加剤は、すべての試験された研磨組成物及び参照サンプルの中の最も低いＳｉＮ膜損失速度を与えた。
【０３４２】
例６において、ｐＨ７．５における異なるサイズのパターン化特徴上の酸化物トレンチディッシング速度（Ａ／分）に対するＤ−ソルビトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はＤ−ソルビトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表２９に示された。
【０３４３】
【表２９】
2020029554.tif 000047
【０３４４】
表２９に示される結果として、ｐＨ７．５における研磨組成物中の化学添加剤としての第１の種類の添加剤Ｄ−ソルビトールの添加は、参照サンプルから得られた酸化物トレンチディッシング速度と比較して、酸化物トレンチディッシング速度を大いに低減した。
【０３４５】
研磨組成物中へのｐＨ７．５における第２の種類の添加剤ＢＳＡの添加は、参照サンプルからのものより増加した酸化物トレンチディッシング速度を提供した。
【０３４６】
研磨組成物においてｐＨ７．５で２重の化学添加剤としてＤ−ソルビトール及びＢＳＡを用いる場合、著しい酸化物トレンチディッシング速度の低減が、参照サンプルに対して達成された。ｐＨ７．５において、同じ研磨組成物中の２重の化学添加剤は、すべての試験された研磨組成物及び参照サンプルの中の最も低い酸化物トレンチディッシング速度を与えた。
【０３４７】
パターン化ウエハー研磨に用いられた研磨条件は：８７／９３ｒｐｍのテーブル／ヘッド速度、及びｉｎｓｉｔｕコンディショニングの３．０ｐｓｉ下向き力におけるダウのＩＣ１０１０パッドであった。
【０３４８】
例６において、異なるサイズのパターン化特徴上の過研磨除去量に対するトレンチディッシングの傾きへのｐＨ７．５におけるＤ−ソルビトール若しくはベンゼンスルホン酸（ＢＳＡ）又はＤ−ソルビトール＋ＢＳＡの影響が試験され、結果は表３０に示された。
【０３４９】
【表３０】
2020029554.tif 000048
【０３５０】
表３０に示される結果として、ｐＨ７．５における研磨組成物中の化学添加剤としての研磨組成物中への第１の種類の添加剤Ｄ−ソルビトールの添加は、参照サンプルから得られたものと比較して、過研磨量に対するトレンチディッシングの傾きを大いに低減した。
【０３５１】
ｐＨ７．５における研磨組成物中の化学添加剤としての研磨組成物中への第２の種類の添加剤ＢＳＡの添加は、参照サンプルから得られたものと比較して、過研磨量に対するトレンチディッシングの傾きをわずかに低減した。
【０３５２】
研磨組成物においてｐＨ７．５で２重の化学添加剤としてＤ−ソルビトール及びＢＳＡを用いる場合、酸化物膜の過研磨量に対する酸化物トレンチディッシングの傾きは、参照サンプルからのものに対して著しく低減された。ｐＨ７．５における同じ研磨組成物中の２重の化学添加剤は、すべての試験された研磨組成物及び参照サンプルの中で、酸化物膜の過研磨量に対する酸化物ディッシングの最も低い傾きを与えた。
【０３５３】
パターン化ウエハー研磨に用いられた研磨条件は：８７／９３ｒｐｍのテーブル／ヘッド速度、及びｉｎｓｉｔｕコンディショニングの３．０ｐｓｉ下向き力におけるダウのＩＣ１０１０パッドであった。
【０３５４】
実施例を含む上に示された本発明の実施態様は、本発明から作ることのできる例示的な多数の実施態様である。プロセスの多くの他の構成を用いることができ、プロセスにおいて用いられる材料は、具体的に開示されたもの以外の多くの材料から選択することができることが企図される。
【図１】
2020029554.tif 000056
【図２】
2020029554.tif 000057
【図３】
2020029554.tif 000058
【図４】
2020029554.tif 000059
【図５】
2020029554.tif 000060
【図６】
2020029554.tif 000061
【図７】
2020029554.tif 000062
【図８】
2020029554.tif 000063
【図９】
2020029554.tif 000064
【図１０】
2020029554.tif 000065
【図１１】
2020029554.tif 000066
【図１２】
2020029554.tif 000067
【外国語明細書】
2020029554000001.pdf