(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単糖類に由来する骨格および４個以上の水酸基を有し、且つアミノ基を有しない化合物（ａ）、グルカミンおよびその誘導体から選ばれる少なくとも一つであり、且つ４個以上の水酸基および１個のアミノ基を有する化合物（ｂ）、および４個以上のアミノ基を有する化合物（ｃ）を含有す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）の分子量が１００〜１００，０００であり、且つその水酸基含量が５〜４０ｍｍｏｌ／ｇ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）が２〜５０個の単糖類が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（ｂ）の分子量が１５０〜１，０００である、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（ｃ）の分子量が２００〜１００，０００であり、且つそのアミノ基含量が３〜３０ｍｍｏｌ／ｇである、請求項１〜４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（ｃ）が、ポリアルキレンイミン（ｃ１）；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。）を重合して得られた重合体（ｃ２）；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１〜５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（ｃ）が、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（但し、前記アルキルは炭素数１〜４のアルキル基を表す。）からなる群から選ばれる少なくとも一つである、請求項１〜５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８】
前記化合物（ｃ）が、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、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（ｄ）、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（ｄ）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０．００１〜１０質量％であり、
前記化合物（ｃ）の濃度が０．００１〜５質量％であり、
前記砥粒（ｄ）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」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、プラグおよ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、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、ストップ膜が絶縁膜とともに過度に除去される「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」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、パターンウェハ１上に、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が絶縁膜４とともに過度に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】特許第３６７２４９３号公報
【特許文献２】特許第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上に、異なるウェハパターンによる研磨量のばらつきを抑え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。なお、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が有する「異なるウェハパターンによる研磨量のばらつきを抑えることができる特性」を、以下では「パターン均一性」と略称することがある。
【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、４個以上の水酸基を有し且つアミノ基を有しない化合物（ａ）（以下「化合物（ａ）」と略称することがある）、４個以上の水酸基および１個のアミノ基を有する化合物（ｂ）（以下「化合物（ｂ）」と略称することがある）、および４個以上のアミノ基を有する化合物（ｃ）（以下「化合物（ｃ）」と略称することがある）の組合せを使用することにより、上記目的を達成し得ることを見出し、以下の本発明を完成させた。
【００１３】
［１］  ４個以上の水酸基を有し且つアミノ基を有しない化合物（ａ）、４個以上の水酸基および１個のアミノ基を有する化合物（ｂ）、および４個以上のアミノ基を有する化合物（ｃ）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）の分子量が１００〜１００，０００であり、且つその水酸基含量が５〜４０ｍｍｏｌ／ｇである、上記［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）が単糖類に由来する骨格を有する、上記［１］または［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）が２〜５０個の単糖類が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、上記［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（ｂ）の分子量が１５０〜１，０００である、上記［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（ｂ）がグルカミンおよびその誘導体から選ばれる少なくとも一つである、上記［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（ｃ）の分子量が２００〜１００，０００であり、且つそのアミノ基含量が３〜３０ｍｍｏｌ／ｇである、上記［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（ｃ）が、ポリアルキレンイミン（ｃ１）；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２価のアルキレン基を表し、前記アルキルは炭素数１〜４の１価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（ｃ２）；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、上記［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］  上記［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、砥粒（ｄ）、および水を含有する化学機械研磨用スラリー。
［１０］  前記砥粒（ｄ）がシリカである、上記［９］の化学機械研磨用スラリー。
［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０．００１〜１０質量％であり、
前記化合物（ｃ）の濃度が０．００１〜５質量％であり、
前記砥粒（ｄ）の濃度が０．２〜３０質量％である、
上記［９］または［１０］の化学機械研磨用スラリー。
［１２］  ｐＨが９〜１３である、上記［９］〜［１１］のいずれか一つの化学機械研磨用スラリー。
［１３］  上記［９］〜［１２］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。
［１４］  窒化ケイ素膜上の酸化ケイ素膜を研磨する、上記［１３］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でき、異なるウェハパターンには研磨量のばらつきを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】
〔化学機械研磨用エロージョン防止剤〕
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）、化合物（ｂ）および化合物（ｃ）を必須成分として含有する。化合物（ａ）、化合物（ｂ）、化合物（ｃ）は、いずれも、１種のみを使用してもよく、２種以上を併用してもよい。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）、化合物（ｂ）および化合物（ｃ）以外の任意成分（例えば、水など）をさらに含有していてもよい。
【００１７】
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）、化合物（ｂ）および化合物（ｃ）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。
【００１８】
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、好ましくは０．１〜１００、より好ましくは０．３〜７０、さらに好ましくは０．５〜４０である。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（ｃ）との質量比（即ち、化合物（ａ）／化合物（ｃ））は、好ましくは１〜１０００、より好ましくは３〜７００、さらに好ましくは５〜４００である。化学機械研磨用エロージョン防止剤中の化合物（ｂ）と化合物（ｃ）との質量比（即ち、化合物（ｂ）／化合物（ｃ））は、好ましくは０．１〜１００、より好ましくは０．３〜７０、さらに好ましくは０．５〜４０である。
【００１９】
化合物（ａ）、化合物（ｂ）および化合物（ｃ）のいずれか１成分のみを用いる場合や、化合物（ａ）および化合物（ｂ）のみで化合物（ｃ）を用いない場合には、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）および化合物（ｃ）のみで化合物（ｂ）を用いない場合や、化合物（ｂ）および化合物（ｃ）のみで化合物（ａ）を用いない場合には、ストップ膜の研磨抑制効果は比較的高いものの、ウェハパターンの形状や大きさによる研磨速度の差が大きく、様々なパターンウェハを均一に研磨することが困難である。
以下、化合物（ａ）、化合物（ｂ）および化合物（ｃ）について詳述する。
【００２０】
〔化合物（ａ）〕
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、この水酸基の数は、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。
【００２１】
化合物（ａ）の水酸基含量は５〜４０ｍｍｏｌ／ｇであることが好ましく、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。
なお、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できる。また、化合物（ａ）の化学構造が既知の場合には、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】
化合物（ａ）の分子量は、１００〜１００，０００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。一方、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場合が多い。
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、ポリエチレングリコールまた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；デキストリン、デキストラン、プルラン、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、「メタクリル酸またはアクリル酸」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）および化合物（ｃ）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、四糖類、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、ニストース、ラクチトール、マルチトールまたは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）〕
化合物（ｂ）の水酸基の数は、好ましくは４〜１００、より好ましくは４〜４０、さらに好ましくは５〜２０である。
【００２６】
化合物（ｂ）の水酸基含量は１０〜４０ｍｍｏｌ／ｇであることが好ましく、１２〜３５ｍｍｏｌ／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（ｂ）の水酸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、パターンの形状や大きさによらず様々なパターンをより均一に研磨することができる。
化合物（ｂ）の水酸基含量は、ＪＩＳ  Ｋ００７０およびＪＩＳ  Ｋ７２３７に準拠した方法によって次のように求めることができる。まず、ＪＩＳ  Ｋ００７０に準拠して水酸基含量を測定するが、これにより得られた数値は、実際には水酸基と一級アミノ基および二級アミノ基の総量となる。このため、次にＪＩＳ  Ｋ７２３７に準拠した方法で一級アミノ基および二級アミノ基の総量を求め、ＪＩＳ  Ｋ００７０に準拠して求めた「見かけの水酸基含量」の値から減ずることにより、真の水酸基含量が得られる。なお、ＪＩＳ  Ｋ７２３７に準拠した方法で一級アミノ基および二級アミノ基の総量を求めるには、通常の方法で求めた全アミノ基含量の値から、サンプルを予め過剰量の無水酢酸と反応させて一級アミノ基および二級アミノ基をアミド基に変換してから求めた三級アミノ基含量の値を減ずる。また、化合物（ｂ）の化学構造が既知の場合には、その分子量と水酸基数から、化合物（ｂ）の水酸基含量を計算することもできる。
【００２７】
化合物（ｂ）の分子量は、１５０〜１，０００であることが好ましく、１６０〜７００であることがより好ましく、１７０〜５００であることがさらに好ましい。化合物（ｂ）の分子量が１５０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、分子量が１，０００を超えると、パターンの形状や大きさによって被研磨膜への化合物（ｂ）の吸着性が変わりやすく、様々なパターンを均一に研磨することが困難となりやすい。
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。
【００２８】
化合物（ｂ）としては、例えばグルカミン、ヘキソサミン、およびそれらの誘導体などが挙げられる。これらは、１種のみを使用してもよく、２種以上を併用してもよい。グルカミン、ヘキソサミンおよびそれらの誘導体としては、Ｄ体、Ｌ体、Ｄ体およびＬ体の混合物のいずれも使用することができるが、入手容易性の観点から、それらのＤ体が好ましい。グルカミンの誘導体としては、例えば、Ｎ−メチルグルカミン、Ｎ−エチルグルカミン、Ｎ−ブチルグルカミン、Ｎ−オクチルグルカミンなどが挙げられる。また、ヘキソサミンとしては、例えばグルコサミン、ガラクトサミン、マンノサミンなどが挙げられる。化合物（ｂ）の入手容易性、および化学機械研磨用エロージョン防止剤の研磨特性の観点から、化合物（ｂ）として、グルカミン、Ｎ−メチルグルカミン、Ｎ−エチルグルカミンからなる群から選ばれる少なくとも一つを用いることが好ましい。
【００２９】
〔化合物（ｃ）〕
化合物（ｃ）のアミノ基含量は、３〜３０ｍｍｏｌ／ｇであることが好ましく、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。アミノ基含量が上記範囲であることにより、化合物（ｃ）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。
なお、化合物（ｃ）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。また、化合物（ｃ）の化学構造が既知の場合には、その分子量とアミノ基数から、化合物（ｃ）のアミノ基含量を計算することもできる。
【００３０】
化合物（ｃ）のアミノ基の数は、好ましくは４〜４００、より好ましくは４〜２００、さらに好ましくは４〜１００である。また、化合物（ｃ）は水酸基を有していてもよい。
【００３１】
化合物（ｃ）の分子量は、２００〜１００，０００であることが好ましく、２５０〜３０，０００であることがより好ましく、３００〜１０，０００であることがさらに好ましく、４００〜５，０００であることが特に好ましい。化合物（ｃ）の分子量が２００未満では、被研磨膜への化合物（ｃ）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がある。一方、化合物（ｃ）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（ｃ）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（ｃ）の分子量」は「化合物（ｃ）の数平均分子量」を指す。化合物（ｃ）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。
【００３２】
化合物（ｃ）としては、例えば、ポリアルキレンイミン（ｃ１）（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（ｃ２）；ポリリジン、ポリオルニチン、水溶性キトサン；ピペラジン骨格を有するアミン（例えば１，４−ビス（３−アミノプロピル）ピペラジン、１，４−ビス［３−（シクロヘキシルメチルアミノ）プロピル］ピペラジン、１，４−ビス［２−（２−アミノエチルアミノ）エチル］ピペラジン、１−［３−（３−アミノプロピルアミノ）プロピル］ピペラジン、１−［４−（４−アミノブチルアミノ）ブチル］ピペラジン等）；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「メタクリルアミドまたはアクリルアミド」を示す。
【００３３】
化合物（ｃ）は、好ましくは、ポリアルキレンイミン（ｃ１）；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（ｃ２）；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（ｃ）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）および化合物（ｂ）との併用で極めて高い相乗効果を発揮する。
【００３４】
化合物（ｃ）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（ｃ）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。
【００３５】
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（ｃ）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（ｃ）は、一層好ましくは、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。
【００３６】
〔化学機械研磨用スラリー〕
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）、化合物（ｃ））、砥粒（ｄ）、および水を必須成分として含有する。
【００３７】
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（ｄ）として用いることができる。
砥粒（ｄ）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。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。
【００３８】
砥粒（ｄ）の平均粒径は、研磨速度に優れ、被研磨膜への研磨傷も少なくなるという観点から、５〜５００ｎｍであること好ましく、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。
なお、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、キュムラント法により解析することにより求めることができる。
【００３９】
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く、０．５〜５質量％であることが特に好ましい。
【００４０】
本発明の化学機械研磨用スラリー中の化合物（ｂ）の濃度は０．００１〜１０質量％であることがパターンの形状や大きさによらず様々なパターンをより均一に研磨することができることから好ましく、０．０１〜８質量％であることがより好ましく、０．０５〜６質量％であることがさらに好ましく、０．１〜４質量％であることが特に好ましい。
【００４１】
本発明の化学機械研磨用スラリー中の化合物（ｃ）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、０．００５〜２質量％であることがより好ましく、０．０１〜１質量％であることがさらに好ましく、０．０２〜０．５質量％であることが特に好ましい。
【００４２】
本発明の化学機械研磨用スラリー中の砥粒（ｄ）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。
【００４３】
本発明の化学機械研磨用スラリーのｐＨは、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という観点から、９〜１３であることが好ましく、１０〜１２であることがより好ましい。化学機械研磨用スラリーの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、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、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、２−（２−アミノエチルアミノ）エタノール、１−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン、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。
【００４４】
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。
【００４５】
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過度に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。但し、本発明のエロージョン抑制効果が一層発揮されるため、ストップ膜として窒化ケイ素膜を用いることが好ましい。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。
【００４６】
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る。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】
【００４７】
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。
【００４８】
［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。
【００４９】
［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。
【００５０】
［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。
【００５１】
［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、株式会社アプ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）。
【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。
【００５３】
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。該パターンウェハは様々なパターンの領域を有するものであり、膜厚および段差の測定対象として以下のパターン（ｉ）〜（ｉｖ）の領域を選択した。なお、パターン（ｉｉ）はウェハ中の複数の場所に存在するが、パターン（ｉ）に隣接したものを測定対象とした。
パターン（ｉ）：凸部幅１００μｍおよび凹部幅１００μｍのパターン
パターン（ｉｉ）：凸部幅５０μｍおよび凹部幅５０μｍのパターン
パターン（ｉｉｉ）：凸部幅５００μｍおよび凹部幅５００μｍのパターン
パターン（ｉｖ）：凸部幅７０μｍおよび凹部幅３０μｍのパターン
【００５４】
上記パターンは、いずれも、その凸部と凹部の初期段差が約５００ｎｍであり、パターン凸部が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。
【００５５】
パターンウェハの研磨において、研磨によりパターン（ｉ）の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パターン（ｉ）の酸化ケイ素膜および窒化ケイ素膜の膜厚、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パーセントに相当する時間だけパターンウェハをさらに研磨して過研磨時のモデル試験を行い、再度、パターン（ｉ）の膜厚および段差を測定するとともに、パターン（ｉｉ）〜（ｉｖ）の膜厚を測定した。
【００５６】
ジャスト研磨後に追加で行った過研磨中のパターン（ｉ）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、過研磨中のパターン（ｉ）の酸化ケイ素膜の研磨量を「ディッシング量」として評価した。いずれも、値が小さい方が好ましい。
【００５７】
これらの測定結果を下記表に示す。なお下記比較例では、上記過研磨の時間まで研磨しても、パターン（ｉｉ）〜（ｉｖ）の凸部酸化ケイ素膜が残ったものがあった。そのため、下記表では、凸部酸化ケイ素膜厚の値も記載した。
【００５８】
過研磨後の各パターン凸部の膜厚（窒化ケイ素膜の膜厚および窒化ケイ素膜上の酸化ケイ素膜の膜厚の合計値）を、パターン（ｉ）を基準にした相対値｛［パターン（ｉｉ）〜（ｉｖ）の凸部膜厚］−［パターン（ｉ）の凸部膜厚］｝として評価した。いずれも絶対値が小さい方が、パターン形状による研磨量の差が小さいため、好ましい。そして、パターン（ｉ）〜（ｉｖ）の凸部膜厚の最大値と最小値の差を「凸部の最大膜厚差」として評価した。値が小さい方が、パターン形状によらず均一に研磨されているため好ましい。
【００５９】
［実施例１］
数平均分子量１２００のポリエチレンイミン（日本触媒株式会社製「エポミンＳＰ−０１２」）１．０ｇ、分子量１９５のＮ−メチルグルカミン４．０ｇ、および分子量３４２のスクロース４０ｇを純水１３５５ｇに溶解させた後、シリカスラリー（シリカの平均粒径は１７０ｎｍ、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０．０５質量％、Ｎ−メチルグルカミン濃度は０．２質量％、スクロース濃度は２．０質量％、シリカ砥粒濃度は７．５質量％である。また、該スラリーのｐＨは１０．９であった。
【００６０】
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、実施例１の化学機械研磨用スラリーは、パターン（ｉ）のエロージョン量が６ｎｍ、ディッシング量が２０ｎｍと非常に少なく、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極めて優れていた。また、表２に示すように、該スラリーは凸部の最大膜厚差も９ｎｍと小さく、パターン均一性にも優れていた。
【００６１】
［実施例２〜５］
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。スラリーのｐＨは表１に示したとおりであった。
【００６２】
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、実施例２〜５の化学機械研磨用スラリーは、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、表２に示すように、該スラリーは凸部の最大膜厚差も小さく、パターン均一性にも優れていた。
【００６３】
［実施例６〜１０］
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。但し、実施例６および７については、水酸化カリウムをスラリー１ｋｇに対して１．７ｇの割合で添加した。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１８００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−０１８」を用いた。また、日東紡績株式会社製「ＰＡＳ−２１」の低分子量成分を分取クロマトグラフィーにより除去したものを数平均分子量３２００のポリ（ジアリルアミン）として用いた。
【００６４】
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、実施例６〜１０の化学機械研磨用スラリーは、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、表４に示すように、該スラリーは凸部の最大膜厚差も小さく、パターン均一性にも優れていた。
【００６５】
［比較例１〜５］
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。スラリーのｐＨは表５に示したとおりであった。
【００６６】
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、比較例３および５の化学機械研磨用スラリーは、エロージョン量およびディッシング量が大きく、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、該スラリーは凸部の最大膜厚差も大きく、パターン均一性にも劣っていた。他方、比較例１、２および４の化学機械研磨用スラリーは、そのエロージョン量およびディッシング量は少ないが、凸部の最大膜厚差が大きく、パターン均一性に劣っていた。
【００６７】
［比較例６〜８］
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。スラリーのｐＨは表７に示したとおりであった。
【００６８】
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、比較例６および７の化学機械研磨用スラリーは、そのエロージョン量およびディッシング量は少ないが、凸部の最大膜厚差が大きく、パターン均一性に劣っていた。他方、比較例８の化学機械研磨用スラリー（即ち、シリカスラリー）は、エロージョン量およびディッシング量が多く、且つパターン均一性にも劣っていた。
【００６９】
【表１】
0005840567.tif 000002
【００７０】
【表２】
0005840567.tif 000003
【００７１】
【表３】
0005840567.tif 000004
【００７２】
【表４】
0005840567.tif 000005
【００７３】
【表５】
0005840567.tif 000006
【００７４】
【表６】
0005840567.tif 000007
【００７５】
【表７】
0005840567.tif 000008
【００７６】
【表８】
0005840567.tif 000009
【００７７】
上記実施例１〜１０から分かるように、化合物（ａ）、化合物（ｂ）および化合物（ｃ）を含有してい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凸部の最大膜厚差が小さく、パターン均一性に優れている。また、本発明の化学機械研磨用スラリーは、エロージョン量およびディッシング量もともに少なく、過研磨時の研磨抑制効果にも優れている。
【００７８】
一方、比較例１〜８から分かるように、化合物（ａ）、化合物（ｂ）および化合物（ｃ）のいずれかを含有していない化学機械研磨用スラリーは、いずれも、凸部の最大膜厚差が大きく、パターン均一性に劣っている。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
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上に、パターン形状による研磨量のばらつきを抑えることができる。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】
【００８０】
１  パターンウェハ
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】
0005840567.tif 000010
【図２】
0005840567.tif 000011
【図３】
0005840567.tif 000012