(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン含有基材を研磨するための化学機械研磨（ＣＭＰ）法であって、
（ａ）シリコン含有基材の表面を、研磨パッド並びに
（ｉ）水性担体、
（ｉｉ）０．０１質量％〜０．１質量％の濃度で存在するセリア研削材、
（ｉｉｉ）４〜９のｐＫaを有する官能基を保持する研磨添加剤、及び
（ｉｖ）親水性部分及び親油性部分を有し、前記親水性部分が５００ｇ／ｍｏｌ以上の数平均分子量を有する非イオン性界面活性剤、
を含むＣＭＰ組成物と接触させるステップであって、
前記ＣＭＰ組成物のｐＨが７以下であるステップと、
（ｂ）前記基材の表面の少なくとも一部を研削するために、前記ＣＭＰ組成物の一部と前記基材との接触を維持しつつ、前記研磨パッドと前記基材との間の相対運動を引起こし、それにより前記基材を研磨するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記親水性部分が、１０００ｇ／ｍｏｌ以上の数平均分子量を有する、請求項１に記載のＣＭＰ法。
【請求項３】
前記研磨添加剤が、複素環式アミン、アミノカルボン酸、アリールアミン、脂肪族アミン、ヒドロキサム酸、環式モノカルボン酸、不飽和モノカルボン酸、置換フェノール、スルホンアミド、チオール、それらの塩、及びそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１に記載のＣＭＰ法。
【請求項４】
前記親水性部分がポリオキシエチレン基を含む、請求項１に記載のＣＭＰ法。
【請求項５】
前記界面活性剤が、８〜２０の範囲の親水性親油性バランス（ＨＬＢ）値を有する、請求項１に記載のＣＭＰ法。
【請求項６】
前記界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリジメチコンコポリマー、及びポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンコポリマーのうち１以上を含む、請求項１に記載のＣＭＰ法。
【請求項７】
前記ｐＨが２〜７である、請求項１に記載のＣＭＰ法。
【請求項８】
前記界面活性剤が、５ｐｐｍ〜１０，０００ｐｐｍの範囲の濃度で前記ＣＭＰ組成物中に存在する、請求項１に記載のＣＭＰ法。
【請求項９】
前記セリア研削材が、１０ｎｍ〜１８０ｎｍの平均一次粒子径を有する、請求項１に記載のＣＭＰ法。
【請求項１０】
７以下のｐＨを有し、且つ、０．０１質量％〜０．１質量％の濃度で存在するセリア研削材と、４〜９のｐＫaを有する官能基を保持する研磨添加剤と、親水性部分及び親油性部分を有し、前記親水性部分が５００ｇ／ｍｏｌ以上の数平均分子量を有する非イオン性界面活性剤とを含有する水性担体を含むＣＭＰ組成物。
【請求項１１】
前記界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリジメチコンコポリマー、及びポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンコポリマーのうち１以上を含む、請求項１０に記載のＣＭＰ組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン含有基材を研磨するための化学機械研磨組成物及び方法を提供する。より具体的には、本出願は、セリア研削材、研磨添加剤、及び界面活性剤を含有する化学機械研磨組成物、及びそれらの使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学機械的な平坦化、又は化学機械研磨（ＣＭＰ）は、基材を平坦化するために使用される周知の技術である。ＣＭＰでは、基材から物質を除去するためのＣＭＰ組成物（ＣＭＰスラリーとも呼ばれる）として知られている化学組成物が使用される。研磨組成物は、典型的には、研磨組成物で飽和されている研磨パッド（例えば、研磨布又は研磨円板）を表面と接触させることにより、基材に適用される。基材の研磨は、典型的には、研磨組成物の化学的活性、及び／又は研磨組成物に懸濁されているか若しくは研磨パッドに組み込まれている研削材（例えば、研削材固定化研磨パッド）の機械的活性により更に支援される。
【０００３】
従来のＣＭＰ組成物及び方法では、典型的には、基材の平坦化は完全に満足のいくものではない。特に、ＣＭＰ研磨組成物及び方法は、基材に適用した場合、その結果として所望の速度未満の研磨速度及び高い表面欠陥がもたらされる場合がある。多くの基材の性能は、平坦で欠陥のない表面を取得することに直接関連しているため、高い研磨効率、選択性、均一性、及び除去速度がその結果としてもたらされ、最小限の表面欠陥で高品質の研磨をもたらすＣＭＰ組成物及び方法を使用することが重要である。
【０００４】
「逆ポリ研磨（reverse poly）」又は「ポリ上停止酸化物研磨（oxide stop on poly）」スラリーとしても知られている、シリコン金属酸化物の高速研磨速度及びポリシリコンの低速研磨速度を提供する研磨スラリーが望まれている。そのようなスラリーは、浮遊ゲート電極などの種々の統合スキームのプロセスに必要である。高い酸化物対ポリシリコン選択性を達成する際の困難さは、典型的な誘電性スラリー（例えば、高ｐＨのシリカ系スラリー）でポリシリコンが非常に容易に除去されることによると考えられている。
【０００５】
セリアを含有する従来の研磨スラリーでは、低レベル（０．５質量％未満）のセリアの使用は、過度に高除去される局所領域（local areas of overly high removal）をもたらす場合がある。これは図１で実証されており、ウエハ（２）の特徴（１）は、過度に高除去される局所領域の例を表しており、各等高線は、ウエハに対する１０ｎｍのトポグラフィー変化を表している。これらの孤立している過度な高除去領域は、「ピット」、「しみ」、「スポット」、又は「ホットスポット」と呼ばれる場合がある。これらスポットは、面積が典型的には０．００１〜１０ｍｍ2の桁であり、深さが典型的には２〜２００ｎｍである表面のくぼみである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、逆ポリ応用においてシリコン含有基材を研磨するための低固形分セリアスラリーの信頼性の高い使用を可能にし、良好な表面均一性も提供する方法及び組成物の必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、シリコン含有基材を研磨するための化学機械研磨（ＣＭＰ）法及び組成物であって、シリコン含有基材を研磨パッド及びＣＭＰ組成物と接触させるステップと、基材の表面の少なくとも一部を研削するために、ＣＭＰ組成物の一部と基材の表面との接触を維持しつつ、研磨パッドと基材との間の相対的運動を引起こすステップとを含むか、から本質的になるか、又はからなり、それにより基材を研磨する方法を提供する。ＣＭＰ組成物は、７以下のｐＨを有し、セリア研削材、４〜９のｐＫaを有する官能基を保持する研磨添加剤、並びに親水性部分及び親油性部分を有する非イオン性界面活性剤を含有する水性担体を含むか、から本質的になるか、又はからなる。非イオン性界面活性剤の親水性部分は、少なくとも５００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】シリコン含有ウエハの高除去局所領域のトポグラフィー表示を示す図である。
【図２】高除去局所領域を有する直径２００ｍｍの二酸化ケイ素含有ウエハ、及び高除去局所領域を含有しない直径２００ｍｍの二酸化ケイ素含有ウエハの対角線にわたる測定地点に対する除去速度（Å／分）のグラフである。
【図３】界面活性剤を含有しない組成物、１５０ｐｐｍのポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル非イオン性界面活性剤を含有する組成物、及び４００ｐｐｍのポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル非イオン性界面活性剤を含有する組成物で研磨された直径２００ｍｍの二酸化ケイ素含有ウエハの対角線にわたる測定地点に対する厚さ（Å）のグラフである。
【図４】ポリシリコン含有ウエハを研磨するために使用された組成物中の非イオン性ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル界面活性剤の親水性部分の分子量（ｇ／ｍｏｌ）に対する除去速度（Å／分）のグラフである。
【図５】ポリシリコン含有ウエハを研磨するために使用された組成物中の非イオン性ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンコポリマー界面活性剤の親水性部分の分子量（ｇ／ｍｏｌ）に対する除去速度（Å／分）のグラフである。
【図６】ポリシリコン含有ウエハを研磨するために使用された組成物中の非イオン性エトキシ化ポリジメチコンコポリマー界面活性剤の親水性部分の分子量（ｇ／ｍｏｌ）に対する除去速度（Å／分）のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、シリコン含有基材を研磨するための化学機械研磨（ＣＭＰ）法及び組成物であって、シリコン含有基材を研磨パッド及びＣＭＰ組成物と接触させるステップと、ＣＭＰ組成物の一部とパット及び基材の表面との接触を、基材の表面の少なくとも一部を研削するのに十分な期間維持しつつ、研磨パッドと基材との間の相対運動を引起こすステップとを含み、から本質的になり、又はからなる方法を提供する。ＣＭＰ組成物は、セリア研削材、４〜９のｐＫaを有する官能基を保持する研磨添加剤、親水性部分及び親油性部分を有しており、親水性部分が５００ｇ／ｍｏｌ以上の数平均分子量を有する非イオン性界面活性剤を含有する水性担体を含む。組成物のｐＨは７以下である。
【００１０】
本発明は、シリコン含有基材を研磨するための方法及び組成物に提供し、それは基材の高除去局所領域を低下、好ましくは除去する（例えば、低レベルのピット、しみ、及びスポット等を提供する）。
【００１１】
本発明は、ＣＭＰスラリー中のセリア濃度が、組成物の０．５質量パーセント（質量％）未満（例えば、０．２質量％未満又は０．１質量％未満）のセリアである場合さえ、高除去局所領域を低減するのに特に有用である。使用されるセリアの濃度は、典型的には、０．００５質量％を超える（例えば、０．０１質量％を超える）。好ましくは、セリアは、０．００５質量％〜０．５質量％（例えば、０．０１質量％〜０．１質量％）の濃度である。
【００１２】
セリア研削材は、任意の好適な一次粒子径を有していてもよい。一次粒子径は、望ましくはレーザー回折技術により測定される。典型的には、研削材は、２００ｎｍ以下、好ましくは１８０ｎｍ以下（例えば、１６０ｎｍ以下、１４０ｎｍ以下、又は１２０ｎｍ以下）の平均一次粒子径を有する。典型的には、研削材は、少なくとも１０ｎｍ、好ましくは少なくとも２０ｎｍ（例えば、少なくとも４０ｎｍ、少なくとも６０ｎｍ、又は少なくとも８０ｎｍ）の平均一次粒子径を有する。典型的には、セリア研削材は、約１０ｎｍ〜１８０ｎｍ（例えば、４０ｎｍ〜１２０ｎｍ）の平均一次粒子径を有する。
【００１３】
ＣＭＰ組成物は、粒子凝集を起こし難く、そのため平均凝集粒子径は、３００ｎｍ以下である（例えば、２５０ｎｍ以下、又は２００ｎｍ以下でさえある）。凝集が存在しないことは、粒子径分布の全体的な幅にも反映されており、幅は、典型的には平均一次粒子径の±３５％である（例えば、±２５％、又は±１５％でさえある）。
【００１４】
研磨添加剤は、表面を研削粒子との相互作用に対してより受容性するように、研磨されているシリコン含有誘電層の表面特性を改変するために、研磨組成物に含まれる。研磨組成物のｐＨは、研磨添加剤とシリコン含有誘電層の表面との間の相互作用を決定するのに重要な役割を果たす。研磨組成物は、典型的には７以下、好ましくは６．５以下（例えば、５．５以下）のｐＨを有する。研磨組成物は、典型的には少なくとも２、好ましくは少なくとも３（例えば、少なくとも３．５）のｐＨを有する。研磨添加剤がこのｐＨ範囲内でシリコン含有誘電層と相互作用するために、研磨添加剤は、４〜９、好ましくは４〜７（例えば、４〜６）のｐＫa（水中）を有する官能基を保持することが望ましい。更に、研磨添加剤が、約−１より正（例えば、正味電荷＝０、＋１、＋２等）の全体的な正味電荷を有することが望ましい。正味電荷は、４〜９の範囲中のｐＫaを有する官能基がプロトン化される場合に、研磨添加剤の電荷であると決定される。
【００１５】
研磨添加剤の官能基は、任意の好適な官能基であってもよく、典型的には、アミン、カルボン酸、アルコール、チオール、スルホンアミド、イミド、ヒドロキサム酸、バルビツール酸、ヒドラジン、アミドキシム（amidoxine）、それらの塩、及びそれらの組合せから選択される。これら官能基を保持し、４〜９のｐＫaを有する研磨添加剤には、アリールアミン、アミノアルコール、脂肪族アミン、複素環式アミン、ヒドロキサム酸、アミノカルボン酸、環式モノカルボン酸、不飽和モノカルボン酸、置換フェノール、スルホンアミド、チオール、及びそれらの組合せからなる群から選択される１つ又は複数の化合物が含まれる。好ましくは、研磨添加剤は、アリールアミン、複素環式アミン、アミノカルボン酸、及びそれらの組合せからなる群から選択される１つ又は複数の化合物を含む。先述の研磨添加剤はいずれも、塩、例えば塩酸塩、ヒドロブロミド塩、硫酸塩、スルホン酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、酢酸塩、トリフルオロ酢酸塩、ピクリン酸塩塩、ペルフルオロ酪酸塩、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、又はハロゲン化物塩等からなる群から選択される塩の形態で存在してもよい。
【００１６】
アリールアミンは、４〜９のｐＫaを有する任意の好適なアリールアミンであり得る。好ましくは、アリールアミンは、一級アリールアミンである。アリールアミンは、Ｃ1~12アルキル、Ｃ1~12アルコキシ、Ｃ6~12アリール、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、ヒドロキシル、チオール、スルホンアミド、アセトアミド、それらの塩、及びそれらの組合せからなる群から選択される１つ又は複数の置換基で随意に置換されていてもよい。例えば、アリールアミンは、アニリン、４−クロロアニリン、３−メトキシアニリン、Ｎ−メチルアニリン、４−メトキシアニリン、ｐ−トルイジン、アントラニル酸、３−アミノ−４−ヒドロキシベンゼンスルホン酸、アミノベンジルアルコール、アミノベンジルアミン、ｌ−（２−アミノフェニル）ピロール、ｌ−（３−アミノフェニル）エタノール、２−アミノフェニルエーテル、２，５−ビス−（４−アミノフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−（２−アミノフェニル）−ｌＨ−１，３，４−トリアゾール、２−アミノフェノール、３−アミノフェノール、４−アミノフェノール、ジメチルアミノフェノール、２−アミノチオールフェノール、３−アミノチオールフェノール、４−アミノチオールフェノール、４−アミノフェニルメチルスルフィド、２−アミノベンゼンスルホンアミド、オルタニル酸、３−アミノベンゼンボロン酸、５−アミノイソフタル酸、スルファセタミド、スルファニル酸、ｏ−アルサニル酸、ｐ−アルサニル酸、（３Ｒ）−３−（４−トリフルオロメチルフェニルアミノ）ペンタン酸アミド、それらの塩、及びそれらの組合せであり得る。
【００１７】
アミノアルコールは、４〜９のｐＫaを有する任意の好適なアミノアルコールであり得る。例えば、アミノアルコールは、トリエタノールアミン、ベンジルジエタノールアミン、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン、ヒドロキシルアミン、テトラサイクリン、それらの塩、及びそれらの組合せからなる群から選択してもよい。好ましくは、アミノアルコールは、三級アミノアルコールである。
【００１８】
脂肪族アミンは、４〜９のｐＫaを有する任意の好適な脂肪族アミンであり得る。好適な脂肪族アミンには、メトキシアミン、ヒドロキシルアミン、Ｎ−メチルヒドロキシルアミン、Ｎ，Ｏ−ジメチルヒドロキシルアミン、β−ジフルオロエチルアミン、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン、ジエチルブチルアミノ−（２−ヒドロキシフェニル）メチル）ホスホネート、イミノエタン、イミノブタン、トリアリルアミン、シアノアミン（例えば、アミノアセトニトリル、ジエチルアミノアセトニトリル、２−アミノ−２−シアノプロパン、（イソプロピルアミノ）プロピオニトリル、（ジエチルアミノ）プロピオニトリル、アミノプロピオニトリル、ジシアノジエチルアミン、３−（ジメチルアミノ）プロピオニトリル、それらの塩、及びそれらの組合せが含まれる。また、脂肪族アミンはヒドラジンであってもよい。好ましくは、ヒドラジンは、ヒドラジン、メチルヒドラジン、テトラメチルヒドラジン、Ｎ，Ｎ−ジエチルヒドラジン、フェニルヒドラジン、Ｎ、Ｎ−ジメチルヒドラジン、トリメチルヒドラジン、エチルヒドラジン、それらの塩（例えば、塩酸塩）、及びそれらの組合せからなる群から選択される１つ又は複数の化合物を含む。
【００１９】
複素環式アミンは、単環式、二環式、及び三環式アミンを含む、４〜９のｐＫａを有する任意の好適な複素環式アミンであってもよい。典型的には、環状アミンは、１つ又は複数の窒素原子、並びに炭素、炭素及び酸素、並びに炭素及び硫黄等の１つ又は複数の他の原子を含む３員、４員、５員、又は６員環式構造である。好ましくは、環状アミンは、５員又は６員環式構造である。複素環式アミンは、Ｈ、ＯＨ、ＣＯＯＨ、ＳＯ3Ｈ、ＰＯ3Ｈ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、Ｆ、ＮＯ2、ヒドラジン、Ｃ1~8アルキル（随意にＯＨ、ＣＯＯＨ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、又はＮＯ2で置換されている）、Ｃ6~12アリール（随意にＯＨ、ＣＯＯＨ、Ｂｒ、Ｉ、又はＮＯ2で置換されている）、Ｃ（Ｏ）Ｈ、Ｃ（Ｏ）Ｒ（ここでＲは、Ｃ1~8アルキル又はＣ6~12アリール）、及びＣ1~8アルケニルからなる群から選択される１つ又は複数の置換基により随意に置換されている。望ましくは、複素環式アミンは、少なくとも１つの非置換ヘテロ環窒素を含有する。例えば、複素環式アミンは、イミダゾール、１−メチルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−ヒドロキシメチルイミダゾール、ｌ−メチル−２−ヒドロキシメチルイミダゾール、ベンズイミダゾール、キノリン、イソキノリン、ヒドロキシキノリン、メラミン、ピリジン、ビピリジン、２−メチルピリジン、４−メチルピリジン、２−アミノピリジン、３−アミノピリジン、２，３−ピリジンジカルボン酸、２、５−ピリジンジカルボン酸、２，６−ピリジンジカルボン酸、５−ブチル−２−ピリジンカルボン酸、４−ヒドロキシ−２−ピリジンカルボン酸、３−ヒドロキシ−２−ピリジンカルボン酸、２−ピリジンカルボン酸、３−ベンゾイル−２−ピリジンカルボン酸、６−メチル−２−ピリジンカルボン酸、３−メチル−２−ピリジンカルボン酸、６−ブロモ−２−ピリジンカルボン酸、６−クロロ−２−ピリジンカルボン酸、３，６−ジクロロ−２−ピリジンカルボン酸、４−ヒドラジノ−３，５，６−トリクロロ−２−ピリジンカルボン酸、キノリン、イソキノリン、２−キノリンカルボン酸、４−メトキシ−２−キノリンカルボン酸、８−ヒドロキシ−２−キノリンカルボン酸、４，８−ジヒドロキシ−２−キノリンカルボン酸、７−クロロ−４−ヒドロキシ−２−キノリンカルボン酸、５，７−ジクロロ−４−ヒドロキシ−２−キノリンカルボン酸、５−ニトロ−２−キノリンカルボン酸、１−イソキノリンカルボン酸、３−イソキノリンカルボン酸、アクリジン、ベンゾキノリン、ベンゾアクリジン、クロニジン、アナバシン、ノミコチン（nomicotine）、トリアゾロピリジン、ピリドキシン、セロトニン、ヒスタミン、ベンゾジアゼピン、アジリジン、モルホリン、１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデセン−７（ＤＡＢＣＯ）、ヘキサメチレンテトラミン、ピペラジン、Ｎ−ベンゾイルピペラジン、１−トシルピペラジン、Ｎ−カルボエトキシピペラジン、１、２、３−トリアゾール、１、２、４−トリアゾール、２−アミノチアゾール、ピロール、ピロール−２−カルボン酸及びそのアルキル、ハロ、又はカルボン酸置換誘導体、３−ピロリン−２−カルボン酸、エチルピロリン、ベンジルピロリン、シクロヘキシルピロリン、トリルピロリン、テ���ラゾール、５−シクロプロピルテトラゾール、５−メチルテトラゾール、５−ヒドロキシテトラゾール、５−フェノキシテトラゾール、５−フェニルテトラゾール、それらの塩、並びにそれらの組合せであってもよい。また、複素環式アミンは、イミド、アミニジン、又はバルビツール酸化合物であってもよい。例えば、好適なイミドには、フルオロウラシル、メチルチオウラシル、５、５−ジフェニルヒダントイン、５，５−ジメチル−２，４−オキサゾリジンジオン、フタルイミド、スクシンイミド、３，３−メチルフェニルグルタルイミド、３，３−ジメチルスクシンイミド、それらの塩、及びそれらの組合せが含まれる。好適なアミニジンには、イミダゾ［２，３−ｂ］チオキサゾール（thioxazole）、ヒドロキシイミドアゾ［２，３−ａ］イソインドール、それらの塩、及びそれらの組合せが含まれる。好適なバルビツール酸には、５，５−メチルフェニルバルビツール酸、１、５、５−トリメチルバルビツール酸、ヘキソバルビタール、５、５−ジメチルバルビツール酸、ｌ，５−ジメチル−５−フェニルバルビツール酸、それらの塩、及びそれらの組合せが含まれる。
【００２０】
ヒドロキサム酸は、４〜９のｐＫaを有する任意の好適なヒドロキサム酸であり得る。好適なヒドロキサム酸には、ホルモヒドロキサム酸（formohydroxamic acid）、アセトヒドロキサム酸、ベンゾヒドロキサム酸、サリチルヒドロキサム酸、２−アミノベンゾヒドロキサム酸、２−クロロベンゾヒドロキサム酸、２−フルオロベンゾヒドロキサム酸、２−ニトロベンゾヒドロキサム酸、３−ニトロベンゾヒドロキサム酸、４−アミノベンゾヒドロキサム酸、４−クロロベンゾヒドロキサム酸、４−フルオロベンゾヒドロキサム酸、４−ニトロベンゾヒドロキサム酸、４−ヒドロキシベンゾヒドロキサム酸、それらの塩、及びそれらの組合せが含まれる。
【００２１】
アミノカルボン酸は、４〜９のｐＫaを有する任意の好適なアミノカルボン酸であり得る。プロリン、グリシン、及びフェニルグリシン等のある一般的なアミノカルボン酸化合物は、カルボン酸部分については２〜２．５、及びアミノ部分については９〜１０のｐＫaを有し、本発明の状況で使用するには好適ではない。対照的に、グルタミン酸、ベータ−ヒドロキシグルタミン酸、アスパラギン酸、アスパラギン、アザセリン、システイン、ヒスチジン、３−メチルヒスチジン、シトシン、７−アミノセファロスポラン酸、及びカモシン（camosine）等のアミノカルボン酸は、各々４〜９の範囲のｐＫaを有する官能基を含有している。
【００２２】
環式モノカルボン酸は、４〜９のｐＫaを有する任意の好適な環式モノカルボン酸であり得る。シリコン含有誘電層の研磨に使用することが以前に示唆されているジカルボン酸及びポリカルボン酸は、所望の範囲のｐＫaを有し得るが、無機研磨剤の望ましくない凝集、接着、及び／又は急速沈殿に結び付く総電荷を有する。望ましくは、環式カルボン酸化合物は、Ｃ4~12の環式アルキル又はＣ6~12アリール基を含む。環式カルボン酸化合物は、Ｈ、ＯＨ、ＣＯＯＨ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、Ｆ、ＮＯ2、ヒドラジン、Ｃ1~8アルキル（随意にＯＨ、ＣＯＯＨ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、又はＮＯ2で置換されている）、Ｃ6~12アリール（随意にＯＨ、ＣＯＯＨ、Ｂｒ、Ｉ、又はＮＯ2で置換されている）、Ｃ（Ｏ）Ｈ、Ｃ（Ｏ）Ｒ（ここでＲは、Ｃ1~8アルキル又はＣ6~12アリール）、及びＣ1~8アルケニルからなる群から選択される１つ又は複数の置換基により随意に置換されている。好ましくは、環式カルボン酸化合物は、ジヒドロキシ安息香酸又はポリヒドロキシ安息香酸ではない。好適な環式モノカルボン酸化合物には、安息香酸、Ｃ1~12アルキル置換安息香酸、Ｃ1~12アルコキシ置換安息香酸、ナフタレン２−カルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロヘキシル酢酸、２−フェニル酢酸、４−ヒドロキシ安息香酸、３−ヒドロキシ安息香酸、２−ピペリジンカルボン酸、シクロプロパンカルボン酸（例えば、ｃｉｓ−及びｔｒａｎｓ−２−メチルシクロプロパンカルボン酸）、それらの塩、及びそれらの組合せが含まれる。特に好ましい研磨添加剤は、４−ヒドロキシ安息香酸、シクロヘキサンカルボン酸、安息香酸、それらの塩、及びそれらの組合せである。
【００２３】
不飽和モノカルボン酸は、４〜９のｐＫaを有する任意の好適な不飽和モノカルボン酸（例えば、アルケンカルボン酸）であり得る。典型的には、不飽和モノカルボン酸は、Ｃ3~6アルカ−２−エン酸である。好ましくは、不飽和モノカルボン酸は、珪皮酸、プロペン酸（例えば、アクリル酸、３−クロロプロプ−２−エンカルボン酸）、ブテン酸（例えば、クロトン酸、３−クロロブタ−２−エンカルボン酸、４−クロロブタ−２−エンカルボン酸）、ペンテン酸（例えばｃｉｓ−又はｔｒａｎｓ−２−ペンテン酸、２−メチル−２−ペンテン酸）、ヘキセン酸（例えば、２−ヘキセン酸、３−エチル−２−ヘキセン酸）、それらの塩、及びそれらの組合せからなる群から選択される１つ又は複数の化合物を含む。
【００２４】
置換フェノールは、４〜９のｐＫaを有する任意の好適な置換フェノールであり得る。好ましくは、置換フェノールは、ニトロ、クロロ、ブロモ、フルオロ、シアノ、アルコキシカルボニル、アルカノイル、アシル、アルキルスルホニル、及びそれらの組合せから選択される置換基を含有する。好適なニトロフェノールには、ニトロフェノール、２，６−ジハロ−４−ニトロフェノール、２，６−ジ−Ｃ1~12アルキル−４−ニトロフェノール、２，４−ジニトロフェノール、２，６−ジニトロフェノール、３，４−ジニトロフェノール、２−Ｃ1~12アルキル−４，６−ジニトロフェノール、２−ハロ−４，６−ジニトロフェノール、ジニトロ−ｏ−クレゾール、ピクリン酸等のトリニトロフェノール、それらの塩、及びそれらの組合せが含まれる。
【００２５】
スルホンアミドは、４〜９のｐＫaを有する任意の好適なスルホンアミドであり得る。好適なスルホンアミドには、Ｎ−クロロトリルスルホンアミド、ジクロロフェナミド、マフェナイド、ニメスリド、スルファメチゾール、スルファペリン、スルファセタミド、スルファジアジン、スルファジメトキシン、スルファメタジン、スルファピリジン、スルファキノキサリン、それらの塩、及びそれらの組合せが含まれる。
【００２６】
チオールは、４〜９のｐＫaを有する任意の好適なチオールであり得る。好適なチオールには、硫化水素、システアミン、システイニルシステイン、メチステイン、チオフェノール、ｐ−クロロチオフェノール（p-cholorthiophenol）、ｏ−アミノチオフェノール、ｏ−メルカプトフェニル酢酸、ｐ−ニトロベンゼンチオール、２−メルカプトエタンスルホナート、Ｎ−ジメチルシステアミン、ジプロピルシステアミン、ジエチルシステアミン、メルカプトエチルモルホリン、メチルチオグリコラート、メルカプトエチルアミン、Ｎ−トリメチルシステイン、グルタチオン、メルカプトエチルピペリジン（mercaptoethylepiperidine）、ジエチルアミノプロパンチオール、それらの塩、及びそれらの組合せが含まれる。
【００２７】
研磨添加剤がアリールアミンである場合、研磨添加剤は、好ましくは、アニリン、アントラニル酸、アミノフェノール、オルタニル酸、それらの塩、及びそれらの組合せからなる群から選択される１つ又は複数の化合物を含む。研磨添加剤が複素環式アミン化合物である場合、研磨添加剤は、好ましくは、イミダゾール、キノリン、ピリジン、２−メチルピリジン、２−ピリジンカルボン酸、ピリジンジカルボン酸、２−キノリンカルボン酸、モルホリン、ピペラジン、トリアゾール、ピロール、ピロール−２−カルボン酸、テトラゾール、それらの塩、及びそれらの組合せからなる群から選択される１つ又は複数の化合物を含む。研磨添加剤がアミノカルボン酸化合物である場合、研磨添加剤は、好ましくは、グルタミン酸、アスパラギン酸、システイン、ヒスチジン、それらの塩、及びそれらの組合せからなる群から選択される１つ又は複数の化合物を含む。研磨添加剤が環式モノカルボン酸化合物である場合、研磨添加剤は、好ましくは、安息香酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロヘキシル酢酸、２−フェニル酢酸、それらの塩、及びそれらの組合せからなる群から選択される１つ又は複数の化合物を含む。
【００２８】
研磨組成物は、典型的には５質量％以下の研磨添加剤（例えば、２質量％以下の研磨添加剤）を含む。研磨組成物は、典型的には０．００５質量％以上の研磨添加剤（例えば、０．０１質量％以上の研磨添加剤）を含む。好ましくは、研磨組成物は、１質量％以下（例えば、０．５質量％以下又は０．２質量％以下）の研磨添加剤を含む。好ましくは、添加剤は、アリールアミン、アミノアルコール、脂肪族アミン、複素環式アミン、ヒドロキサム酸、アミノカルボン酸、環式モノカルボン酸、不飽和モノカルボン酸、置換フェノール、スルホンアミド、チオール、それらの塩、及びそれらの組合せからなる群から選択される１つ又は複数の化合物を含む。
【００２９】
界面活性剤の親水性部分は、オキシエチレン（−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨ2−）反復単位、ビニルアルコール［−ＣＨ2−ＣＨ2（ＯＨ）−］反復単位、ソルビタン基、高度に置換された飽和又は部分的不飽和Ｃ6~30アルキル、又はそれらの組合せ（例えば、ポリオキシエチレンソルビタン）を含むか、から本質的になるか、又はからなる。高度に置換された飽和又は部分的不飽和Ｃ6~30アルキルは、好ましくは、１つ又は複数の親水性官能基、例えばヒドロキシル基で置換されている。非イオン性界面活性剤の親水性部分は、典型的には少なくとも５００ｇ／ｍｏｌ（例えば、１０００ｇ／ｍｏｌ以上、１５００ｇ／ｍｏｌ以上、又は３０００ｇ／ｍｏｌ以上）の分子量を有する。ポリマー性又はオリゴマー性の親水性物質の場合、分子量は、好ましくは数平均分子量である。非常に高い数平均分子量を有する化合物は、スラリーの取扱い、研磨性能、及びスラリー安定性に弊害のある粘性増加をもたらす場合がある。従って、１，０００，０００ｇ／ｍｏｌ未満（つまり、１００，０００ｇ／ｍｏｌ未満、５０，０００ｇ／ｍｏｌ未満、又は１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満）の数平均分子量を有する親水性部分を有する界面活性剤を使用することが好ましい。
【００３０】
界面活性剤の親油性部分は、６〜３０個の炭化水素単位（例えば、１０〜２０個の炭化水素単位）が存在する炭化水素部分を含有するシリコン非含有断片であってもよい。好ましくは、炭化水素部分は、アルキル基、アルキル置換アリール基、アルコキシ置換アリール基、及びアリール基置換アルキル基、又はアリール基である。
【００３１】
加えて、界面活性剤は、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオールエトキシレート等のテトラアルキルデシン頭部基及びオキシエチレン尾部基を含むか、から本質的になるか、又はからなる任意のアセチレングリコール界面活性剤を含んでいてもよい。界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエーテル及びポリオキシエチレンアルカン酸エステル等の両親媒性非イオン性界面活性剤であってもよく、そのアルキル部分は、飽和されているか又は部分的に不飽和であってもよく、随意に分岐しているＣ6~30アルキルである。例えば、両親媒性非イオン性界面活性剤は、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンジステアレート、又はポリオキシエチレンモノオレアートを含んでいてもよい。同様に、界面活性剤は、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、又はポリオキシエチレンジノニルフェニルエーテル（polyoxyethylene dinonyphenyl ether）等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル又はポリオキシエチレンアルキルシクロヘキシルエーテルであってもよく、そのアルキル基は、Ｃ6~30アルキルであり、飽和されているか又は部分的に不飽和であってもよく、随意に分岐していてもよい。
【００３２】
また、両親媒性非イオン性界面活性剤は、ソルビタンアルカン酸エーテル又はポリオキシエチレンソルビタンアルカン酸エステルを含んでいてもよく、そのアルキル部分は、飽和されていてもよく又は部分的に不飽和であってもよく、随意に分岐していてもよいＣ6~30アルキルである。例えば、両親媒性非イオン性界面活性剤は、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンセスキオレアート（sorbitan sequioleate）、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンセキオレアート、ソルビタントリオレアート、又はソルビタントリステアレート、並びにポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレアート、又はポリオキシエチレンソルビタンテトラオレアートを含んでいてもよい。
【００３３】
或いは、界面活性剤は、ポリジメチコン部分及び親水性酸素含有部分（例えば、ポリオキシエチレン、ポリオキシエチレン及びポリオキシプロピレン、又はポリオキシエチレン及びポリエチレン、又はアルキルポリグルコース、アルキルグルコースのエトキシ化エステル若しくはジエステル）を含むか、から本質的になるか、又はからなるポリジメチコンブロック又はグラフトコポリマーを含んでいてもよい。このブロック又はグラフトコポリマーは、上記の親水性部分の組合せ、例えば、ポリオキシエチレン及びポリオキシプロピレンコポリマー等に結合されたポリジメチコン部分を含んでいてもよい。
【００３４】
界面活性剤は、好ましくは、界面活性剤の親水性親油性バランス（ＨＬＢ）値により決定することができるような親水性である。ＨＬＢ値は、界面活性剤の水中溶解度の指標であり、従って、界面活性剤の親水性部分の質量％量（例えば、エチレンオキシドの質量％量）と関連している。界面活性剤ＨＬＢ値は、ある場合、エチレンオキシド基を含有する非イオン性界面活性剤の場合には、界面活性剤のエチレンオキシド基の質量パーセント（質量％）量に２０を掛けた値と等しい値で近似することができ、０〜２０の間の値を示す。低ＨＬＢ値は、親油性界面活性剤（つまり、少量の親水基を有する）を示し、高ＨＬＢ値は、親水性界面活性剤（多量の疎水基を有する）を示す。１０以上のＨＬＢを有する非イオン性界面活性剤は、「親水性」非イオン性界面活性剤であると分類されており、１０未満のＨＬＢを有する非イオン性界面活性剤は、「親油性」と分類されている（The HLB System、ICI United States, Inc社から出版、１９７６年を参照）。好ましい実施形態では、非イオン性界面活性剤は、親水性非イオン性界面活性剤であり、従って少なくとも１０（例えば、少なくとも１２）のＨＬＢを有する。好ましい実施形態では、非イオン性界面活性剤は、１９未満（例えば、１８未満）のＨＬＢを有する親水性界面活性剤である。
【００３５】
好ましい界面活性剤には、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル及びポリオキシエチレン（polyoxyetheylene）ジノニルフェニルエーテル（例えば、Rhone-Poulenc社製のＩＧＥＰ  ＡＬ（登録商標）界面活性剤、BASF社製ＩＣＡＮＯＬ（登録商標）界面活性剤、及びBASF社製のＬＥＵＴＥＮＳＯＬ（登録商標）界面活性剤）、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンコポリマー（例えば、BASF社製のＰＬＵＲＯＮＩＣ（登録商標）界面活性剤）、及びポリジメチコンコポリマー（compolymer）（例えば、GE Silicons社製ＳＩＬ  ＷＥＴ（登録商標）界面活性剤）が含まれる。
【００３６】
典型的には、界面活性剤は、少なくとも１０ｐｐｍ、好ましくは少なくとも２０ｐｐｍ（例えば、少なくとも５０ｐｐｍ、少なくとも約１００ｐｐｍ、少なくとも１５０ｐｐｍ、又は少なくとも２００ｐｐｍ）の濃度で、研磨組成物中に存在する。典型的には、界面活性剤は、多くても１０，０００ｐｐｍ、好ましくは多くても１０００ｐｐｍ（例えば、多くても７５０ｐｐｍ、又は多くても５００ｐｐｍ）の濃度で存在する。
【００３７】
本明細書に記載の研磨組成物は、随意に、消泡剤及び殺生物剤等の１つ又は複数の成分を更に含む。消泡剤及び殺生物剤は、それぞれ、ＣＭＰスラリーで使用するのに好適である任意の好適な消泡剤及び抗菌剤であり得る。
【００３８】
研磨組成物に使用される殺生物剤の濃度は、液体担体及びそこに溶解又は懸濁されている任意の成分に基づいて、典型的には１〜５０ｐｐｍの範囲、好ましくは１０〜２０ｐｐｍの範囲にある。好適な殺生物剤の例には、イソチアゾリノン殺生物剤が含まれる。
【００３９】
研磨組成物に存在する消泡剤の濃度は、液体担体及びそこに溶解又は懸濁されている任意の成分に基づいて、典型的には５〜１４０ｐｐｍの範囲にある。好適な消泡剤には、ポリジメチルシロキサンポリマー（ポリジメチコン）等が含まれる。
【００４０】
本明細書に記載の研磨組成物は、随意に、１つ又は複数の金属錯化剤又は金属遮閉剤も含む。例えば、これらは、モノ−、ジ−、トリ−、及びポリ−カルボン酸（例えば、ＥＤＴＡ及びクエン酸）；モノ−、ジ−、トリ−、及びポリ−ホスホン酸（例えば、ＤＥＱＵＥＳＴ（登録商標）ホスホン酸等）、並びにモノ−、ジ−、トリ−、及びポリ−アミンを含んでいてもよい。
【００４１】
本発明は、シリコン含有半導体材料と比べてより高い除去速度でシリコン含有誘電材料を研磨するための方法及び組成物を提供する。典型的なシリコン含有誘電材料には、例えば、二酸化ケイ素、ホウ素シリケート、亜リン酸シリケート、ボロホスホシリケートガラス（ＢＰＳＧ）、非ドープシリケートガラス（ＵＳＧ）、及びそれらの組合せ、並びにシリコン窒化物及びシリコンオキシ窒化物が含まれる。典型的なシリコン含有半導体材料には、例えば、ポリシリコン、単結晶シリコン、ｐ−ドープシリコン、ｎ−ドープシリコンが含まれる。半導体材料には、いわゆるＩＩＩ〜Ｖ物質（例えば、ヒ化ガリウム及びリン化アルミニウム）のような物質も含まれる。典型的には、本発明は、５対１を超える（例えば、１０対１以上、２０対１以上、又は３０対１以上）の、シリコン含有半導体材料除去に対するシリコン含有誘電材料除去の選択性を提供する。１００Å／分未満及び０Å／分に近い研磨速度を、シリコン含有半導体基材で達成することができる（例えば、８０Å／分未満、６０Å／分未満、又は４０Å／分未満）。１０００Å／分を超える研磨速度を、シリコン含有誘電材料で達成することができる（例えば、２０００Å／分を超える、３０００Å／分を超える、又は４０００Å／分を超える）。
【００４２】
本発明の組成物及び方法は、任意の好適な基材を研磨するのに有用である。好ましくは、基材は、二酸化ケイ素（例えば、ＰＥＴＥＯＳ）、単結晶シリコン、多結晶シリコン（例えば、ポリシリコン）、ドープシリコン（例えば、窒素及び亜リン酸ドープポリシリコン）、３．５以下（例えば、１〜３）の誘電率を有する低ｋ誘電材料、シリコン窒化物、シリコンホウ化物、及びシリコンを含む少なくとも１つのシリコン含有層を含む。限定ではないが、本発明の組成物及び方法は、ゲルマニウムを含む基材を研磨するためにも特に有用である。
【００４３】
表面均一性の品質を決定する任意の方法を使用することができる。本発明を記述するために、限定ではないが、以下の測定を使用することになるだろう。図２に示されているように、対角線除去速度プロファイルは、ウエハを横切って対角線に測定された除去速度プロファイルであり、通常は５次以下の多項式で記述することができる。例えば、薄膜の除去速度は、偏光解析法を使用して研磨前後の厚さの違いから計算することができる。高除去局所領域の事象が多く存在する場合、多項式フィッティングは、最小二乗相関性（Ｒ2）が低いことにより明らかなように、不良である。高除去局所領域の存在がより少数であることは、相関性を向上させる。従って、対角線除去プロファイルの５次以下の最小二乗フィッティングについての相関係数の二乗、Ｒ2は、研磨されたウエハの表面品質を評価する便利なツールとして使用することができる。特に、０．５（５０％）以上、好ましくは少なくとも０．６（６０％）以上、及び好ましくは少なくとも０．７（７０％）のＲ2値は、研磨されたウエハの表面に、過度な高除去局所領域（例えば、ピット、スポット、及びしみ等）が比較的存在しないことを示す。
【００４４】
高除去局所領域の別の影響は、ウエハ内不均一性を増加させることである。しかしながら、このパラメーターは、大部分が、縁部研磨の研磨速度が中心部より全体的に低いという違い等の全体的現象による場合がある。不均一性は、各測定地点毎に研磨前ウエハと研磨後ウエハとの間の厚さの違いの標準偏差をとることにより計算することができる。割合として表された全平均厚さの差と比較したこの標準偏差の大きさは、本明細書ではウエハ内不均一性と呼ばれる。
【００４５】
高除去局所領域は、「ディッシング数（dishing number）」によっても記述することができる。ディッシング数とは、所与の距離（プロファイル）にわたる基材上の平均高領域及び平均低領域との間の差である。典型的には、このディッシング数は、シリコン酸化物と銅／シリコン酸化物アレイとの間等の、異なる物質の２つの領域の間のへこみ（ディッシング）について記述するために使用される。本明細書で使用される場合、ディッシング数は、同じ物質の高領域と低領域との間の差を指す。
【００４６】
上記で記述されている基材で使用する場合、本発明の方法及び組成物は、好ましくは２０％未満（例えば、１５％未満又は１０％未満）のウエハ内不均一性値を提供する。加えて、本発明の方法及び組成物が使用される場合、１〜５ｍｍのプロファイルで、８０ｎｍ未満（例えば、５０ｎｍ未満、２５ｎｍ未満、又は１０ｎｍ未満）のディッシング数が得られる。
（実施例）
【００４７】
以下の例により本発明を更に例示するが、無論、いかなる点でもその範囲を限定するように解釈されるべきでない。
（実施例ｌ）
【００４８】
この例は、ＰＥＴＥＯＳ及びポリシリコンウエハの高除去局所領域を低減するための本発明の組成物の有効性を実証する。本例では、
【００４９】
ＰＥＴＥＯＳ（シリコン酸化物）及びポリシリコン（ポリ）ウエハ（直径２００ｍｍ）を、従来のＣＭＰ装置を使用して、本発明の幾つかのＣＭＰ組成物で研磨した。評価したＣＭＰスラリーは、０．１％セリア（直径１００ｎｍ、平均粒子径）、１６００ｐｐｍの２−ピリジンカルボン酸（研磨添加剤）、及びｐＨを５に調整するための水酸化アンモニウムを含有していた。各スラリーは、表１又は表２に示されている量の界面活性剤も含有していた。界面活性剤を含有していなかったスラリーも、比較目的のために使用した。ウエハを研磨するために使用した研磨パラメーターは以下の通りだった：２０．２ｋＰａ（２．９５ｐｓｉ）〜２１．０ｋＰａ（３．０５ｐｓｉ）の範囲の下向き圧力（down force pressure）、１１０ｒｐｍの定盤速度（platen speed）、１０１ｒｐｍのキャリア速度（carrier speed）、及び２００ｍＬ／分の流速。溝が同心的に刻まれているパッドであるＥＰＩＣ（登録商標）Ｄ１００（Cabot Microelectronics Corporation社製、オローラ、イリノイ州）及び原位置調整を、ウエハ研磨用の研摩工具で使用した。ウエハを各々１２０秒間研磨した。研磨前後の各ウエハの厚さを、ウエハの直径にわたる等間隔の４９地点で測定し、研磨前後の各ウエハの全厚さの差の標準偏差を決定した。その後、全厚さの差と比較した、決定された標準偏差の割合を、研磨均一性の尺度として計算した。高除去局所領域は、シリコン酸化物を通過する光が屈折することによりスポットとして現れるため、ＰＥＴＥＯＳウエハの目視検査も行った。対照的に、ポリシリコンの場合、高除去局所領域は、肉眼で観察するのがより困難である。従って、ポリシリコンの場合、目視検査は、５倍の倍率の光学顕微鏡を使用して行った。厚さ測定及び目視検査の結果は表２に要約されている。
【００５０】
【表１】
0005628802.tif 000002
【００５１】
表１の結果は、親油性アルコキシ置換アリール基及び５００ｇ／ｍｏｌを超える平均分子量を有する親水性ポリオキシエチレン基を含む界面活性剤が、ポリシリコン及びＰＥＴＥＯＳの高除去局所領域を低減するのに有効であることを実証する。
【００５２】
図３は、０、１５０、及び４００ｐｐｍのＩＧＥＰ  ＡＬ（登録商標）ＣＯ−８９０を含有するスラリーで研磨したウエハの減少（研磨前厚さ−研磨後厚さ）プロファイルを示す。これらの結果は、界面活性剤の添加が、ウエハの直径にわたるプロファイルを平滑化したことを示す。平滑化の度合いは、４９箇所の測定地点の線形位置（ｘ）に対する厚さ（ｙ）を、二次多項式にフィッティングすることにより定量化することができる。以下の数式及び最小二乗フィッティング（つまり、割合として表された相関係数の二乗）を、表示されている界面活性剤レベルで全ウエハの総合データから取得した：
ａ．界面活性剤無し：ｙ＝０．０２３８ｘ2＋２．５４２６ｘ＋８７３２．１；Ｒ2＝９％
ｂ．１５０ｐｐｍの界面活性剤：ｙ＝０．３５３ｘ2−１６．０８１ｘ＋８５８８．８；Ｒ2＝７１％
ｃ．４００ｐｐｍの界面活性剤：ｙ＝０．４３９２ｘ2−２０．３４４ｘ＋８７５１．２；Ｒ2＝９５％。
【００５３】
明らかに、本発明の方法及び組成物は、本発明の方法が適用される場合のより高いＲ2値により立証されるように、界面活性剤を含有していない従来のＣＭＰ組成物で取得されたフィッティングよりもより近似して多項式にフィッティングするプロファイルを生成する。この結果は、ウエハの研磨後表面が、本発明の方法及び組成物により著しく向上されることを示す。
【００５４】
高除去局所領域を記述する別の方法は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）による５ｍｍプロファイルスキャンの使用により得られるディッシング数による。表２は、０及び４００ｐｐｍのＩＧＥＰ  ＡＬ（登録商標）ＣＯ−８９０で研磨したウエハのそのようなＡＦＭ測定の結果を示す。表２では、測定位置「中心部」は、ウエハの中心部付近のプロファイルをし、「縁部」は、ウエハの縁部付近のプロファイルを指し、「中間部」は、中心部測定と縁部測定との間のプロファイルを指す。
【００５５】
【表２】
0005628802.tif 000003
【００５６】
明らかに、本発明の組成物中の界面活性剤の存在は、平均ピット深度の低減に見られるように、局所的高除去速度の事象を低下させた。
（実施例２）
【００５７】
この例は、低研磨速度でシリコンウエハを研磨するための、親水性部分が少なくとも５００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有する非イオン性界面活性剤を有する組成物の使用に関する有効性を実証する。ＰＥＴＥＯＳ及びポリシリコン正方形ウエハ（４０ｃｍ2）を、従来のＣＭＰ装置を使用して、本発明の幾つかのＣＭＰ組成物で研磨した。使用したＣＭＰスラリーは、ｐＨ、セリア濃度、及び研磨添加剤に関して、実施例１で使用したスラリーと類似していた。各スラリーは、表３に示されている量の界面活性剤も含有していた。ウエハを研磨するために使用した研磨パラメーターは、流速が１００ｍＬ／分であり、ポリシリコンウエハの研磨時間が３０秒だったという点を除いて、実施例１と同じであった。研磨前後の各ウエハの厚さを、ウエハの面積にわたって等間隔の９地点で測定した。表３は、種々の界面活性剤を含有する組成物を用いた、ＴＥＯＳ及びポリシリコンウエハの研磨速度を示す。親水性物質の平均分子量も表３に示されている。
【００５８】
【表３】
0005628802.tif 000004
【表４】
0005628802.tif 000005
【００５９】
表３のデータは、図４、５、及び６にプロットされている。図４は、異なるサイズのポリオキシエチレン部分を有するポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル界面活性剤を含むスラリーを使用した、ポリシリコンウエハの研磨速度のプロットであり、親水性ポリオキシエチレンの分子量が５００ｇ／ｍｏｌを超える場合、除去速度が低下することを例示している。図５は、異なるポリオキシエチレン鎖長を有するポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンコポリマー界面活性剤を含むスラリーを使用した、ポリシリコンウエハの研磨速度のプロットであり、ポリオキシエチレンの分子量が５００ｇ／ｍｏｌを超える場合、除去速度が低下することを例示している。最後に、図６は、異なるポリオキシエチレン鎖長を有するエトキシ化ポリジメチコンコポリマー界面活性剤を含むスラリーを使用した、ポリシリコンウエハの研磨速度のプロットであり、ポリオキシエチレンの分子量が５００ｇ／ｍｏｌを超える場合、除去速度が低下することを例示している。
【図１】
0005628802.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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