(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐＨが３〜１１の範囲にある水性研磨組成物であって、
（Ａ）成分（Ｂ）を含まず且つｐＨが３〜９の範囲にある水性媒体中に分散させた場合、電気泳動移動度で測定すると正に荷電する少なくとも一種の研磨剤粒子、
（Ｂ）少なくとも一種のアニオン性リン酸塩分散剤、及び
（Ｃ）以下の（ｃ１）〜（ｃ３）からなる群から選ばれる少なくとも一種の多価アルコール成分：
（ｃ１）水性媒体で解離不能な少なくとも４個のヒドロキシ基をもつ、水溶性および水分散性の脂肪族および脂環式モノマー・ダイマー・オリゴマー状のポリオールからなる群から選ばれる多価アルコール；
（ｃ２）以下の（ｃ２１）及び（ｃ２２）の混合物：
（ｃ２１）水性媒体で解離不能な少なくとも２個のヒドロキシ基をもつ水溶性および水分散性の脂肪族および脂環式ポリオールからなる群から選ばれる少なくとも一種の多価アルコール；および
（ｃ２２）線状および分岐状のアルキレンオキシドホモポリマーとコポリマー（ｃ２２１）と線状および分岐状の脂肪族および脂環式のポリ（Ｎ−ビニルアミド）のホモポリマーとコポリマー（ｃ２２２）からなる群から選ばれる少なくとも一種の水溶性または水分散性のポリマー；および  
（ｃ３）（ｃ１）と（ｃ２）の混合物、
を含み、
上記の水性媒体で解離不能な少なくとも４個のヒドロキシ基をもつ水溶性および水分散性で脂肪族および脂環式モノマー・ダイマー・オリゴマー状のポリオール（ｃ１）が、エリトリトール、ペンタエリスリトール、アルジトール、シクリトール、炭水化物、及びグリセロール、エリスリトール、ペンタエリスリトール、アルジトール及びシクリトールのダイマーとオリゴマーからなる群から選ばれ、
上記炭水化物（ｃ１）が単糖、二糖、オリゴ糖、多糖、デソキシ糖及びアミノ糖からなる群から選ばれ、
上記単糖（ｃ１）がアロース、アルトロース、グルコース、マンノース、イドース、ガラクトース及びタロースからなる群から選ばれ、
前記多価アルコール（ｃ１）が当該組成物の総質量に対して０．００５〜５質量％の量で含まれていることを特徴とする組成物。
【請求項２】
上記研磨剤粒子（Ａ）がセリアを含む又はセリアからなる無機粒子である請求項１に記載の水性研磨組成物。
【請求項３】
前記ポリオール（ｃ２１）が当該組成物の総質量に対して０．０５〜５質量％の量で使用され、そして
前記ポリマー（ｃ２２）が当該組成物の総質量に対して０．００５〜５質量％の量で使用される請求項１または２に記載の水性研磨組成物。
【請求項４】
上記アニオン性リン酸塩分散剤（Ｂ）が、水溶性縮合リン酸塩の群から選ばれる請求項１〜３のいずれか一項に記載の水性研磨組成物。
【請求項５】
上記水溶性縮合リン酸塩（Ｂ）が、一般式Ｉ：
［Ｍ＋ｎ（ＰＯ３）ｎ］  （Ｉ）；  
のメタリン酸塩と、一般式ＩＩとＩＩＩ：  
Ｍ＋ｎＰｎＯ３ｎ＋１  （ＩＩ）；  
Ｍ＋Ｈ２ＰｎＯ３ｎ＋１  （ＩＩＩ）；  
のポリリン酸塩（式中、Ｍはアンモニウム、ナトリウム又はカリウムであり、指数ｎは２〜１０，０００である）からなる群から選ばれる請求項４に記載の水性研磨組成物。
【請求項６】
上記アルジトール（ｃ１）がテトリトール、ペンチトール、ヘキシトール、ヘプチトール及びオクチトールからなる群から選ばれ；上記シクリトール（ｃ１）がイノシトールから選ばれる請求項１〜５のいずれか一項に記載の水性研磨組成物。
【請求項７】
上記の水性媒体で解離不能な２〜３個のヒドロキシ基をもつ水溶性または水分散性の脂肪族または脂環式ポリオール（ｃ２１）が、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、エチレンプロピレングリコール、ジエチレンプロピレングリコール、エチレンジプロピレングリコール、グリセロール、１，２，３−トリヒドロキシ−ｎ−ブタン、トリメチロールプロパン、及びこれらの混合物からなる群から選ばれ；上記水溶性または水分散性の直鎖又は分岐鎖のアルキレンオキシドホモポリマーまたはコポリマー（ｃ２２１）が、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドのホモポリマーとコポリマーからなる群から選ばれ；また、上記直鎖又は分岐鎖の脂肪族または脂環式ポリ（Ｎ−ビニルアミド）ホモポリマーまたはコポリマー（ｃ２２２）が、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルバレロラクタム、Ｎ−ビニルカプロラクタム、Ｎ−ビニルスクシンイミド、及びこれらの混合物からなる群から選ばれる脂肪族および脂環式のＮ−ビニルアミドモノマーのホモポリマーとコポリマーからなる群から選ばれる請求項１〜６のいずれか一項に記載の水性研磨組成物。
【請求項８】
成分（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）とは異なる少なくとも一種のｐＨ調整剤または緩衝剤（Ｅ）を含む請求項１〜７のいずれか一項に記載の水性研磨組成物。
【請求項９】
成分（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）とは異なる少なくとも一種の機能性成分（Ｄ）を含み、該機能性成分（Ｄ）が、粒子（Ａ）とは異なる有機、無機、複合有機・無機研磨剤粒子、下限臨界溶解温度ＬＣＳＴまたは上限臨界溶解温度ＵＣＳＴを持つ材料、酸化剤、不動態化剤、電荷反転剤、錯化剤またはキレート剤、摩擦剤、安定化剤、レオロジー剤、界面活性剤、殺菌剤、金属カチオン、及び有機溶媒からなる群から選ばれる請求項１〜８のいずれか一項に記載の水性研磨組成物。
【請求項１０】
上記殺菌剤（Ｄ１）が、水溶性または水分散性のＮ−置換されたジアゼニウムジオキシド及びＮ’−ヒドロキシ−ジアゼニウムオキシド塩からなる群から選ばれる請求項９に記載の水性研磨組成物。
【請求項１１】
基板を少なくとも一度水性研磨組成物と接触させ、所望の平面性が得られるまで該基板を研磨することからなる電気機器、機械機器及び光学機器用の基板の研磨方法であって、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の水性研磨組成物を使用する方法。
【請求項１２】
上記基板が、少なくとも一種の誘電体酸化ケイ素材料を含むかこれからなる層を少なくとも一層と、窒化ケイ素からなる層を少なくとも一層もつ請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の水性研磨組成物を、電気機器、機械機器及び光学機器の製造のために使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器や機械機器・光学機器用の基板の研磨に特に適した新規の水性研磨組成物に関する。
【０００２】
本発明はまた、電気機器や機械機器・光学機器の製造のための新規の基板研磨方法に関する。
【０００３】
最後にさらに、本発明は、製造電気機器や機械機器・光学機器の製造での新規水性研磨組成物の新規利用に関する。
【０００４】
[引用文書]
本出願に引用の文書の全てを、参照として採用する。
【背景技術】
【０００５】
化学機械的な平坦化または研磨（ＣＭＰ）は、集積回路（ＩＣ）装置の局所的また全面的な平面性を確保するために最も重要な方法である。この方法では通常、荷重がかかった状態で回転している基板表面と研磨パッド間に、活性化学物質としての研磨剤と他の添加物とを含むＣＭＰ組成物あるいはスラリーが供給される。したがって、ＣＭＰプロセスでは、研磨などの物理プロセスと酸化またはキレート化などの化学プロセスが並存している。基板の除去または研磨が純粋な物理作用や純粋な化学作用で起こることは望ましくなく、速やかに均一な除去を行うにはこれら二つの作用の相乗的な組合せが望ましい。
【０００６】
このように、所望の平面性が得られるか、下バリア層またはストップ層が露出されるまで基板を研磨する。最後に、無欠陥の平面的な表面が得られ、続くフォトリソグラフィーやパターニング・エッチング・薄膜加工による適当な多層ＩＣ装置の組み立てが可能となる。
【０００７】
シャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）はある特定のＣＭＰの用途であり、
この場合には、一般的には、回路パターンが形成されたウエハー基板上で、窒化ケイ素まで二酸化ケイ素を選択的に除去することが必要となる。この場合、エッチングで設けられたトレンチが誘電体材料、例えば二酸化ケイ素で過充填され、これが窒化ケイ素バリアフィルムをストップ層として研磨される。このＣＭＰプロセスは、露出された窒化ケイ素とトレンチの酸化ケイ素の除去を最低に抑えながらバリアフィルムから二酸化ケイを除いて終了する。
【０００８】
このためには、二酸化ケイ素材料除去率（ＭＲＲ）と窒化ケイ素材料除去率（ＭＲＲ）の相対比（従来技術では酸化物／窒化物選択性を呼ばれている）を高くすることができるＣＭＰスラリーが必要である。
【０００９】
セリア系のＣＭＰスラリーは、セリアの二酸化ケイ素に対する高い化学的親和性のため比較的高い酸化物／窒化物選択性を持つことができ（当分野ではセリアの「ケミカルトゥース作用」とよばれている）、ＳＴＩ用途でかなり大きな注目を集めている。
【００１０】
しかし、セリア系ＣＭＰスラリーの酸化物／窒化物選択性は、この選択性を「望むように変更」できる添加物を用いて改善する必要がある。
【００１１】
セリア系ＣＭＰスラリーの選択性を望むように変更するためにいろいろな検討がなされた。
【００１２】
Ｊａｅ−Ｄｏｎ  Ｌｅｅらは、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  １４９  （８），  Ｇ４７７−Ｇ４８１，２００２に、異なる親水性／親油性バランス（ＨＬＢ）値をもつノニオン性界面活性剤、例えばポリエチレンオキシドやエチレンオキシド−プロピレンオキシドコポリマー、エチレンオキシド・プロピレンオキシド・エチレンオキシトリブロックコポリマーの、ＣＭＰの間の酸化物／ポリシリコン選択性に及ぼす効果を開示している。しかしながら、研磨剤としてヒュームドシリカが用いられている。
【００１３】
Ｊａｅ−Ｄｏｎｇ  Ｌｅｅらは、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  １４９  （８）  Ｇ４７７−Ｇ４８１，  ２００２、「ノニオン性界面活性剤の化学機械研磨の際の酸化物／ポリシリコン選択性」に、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）やエチレンオキシド・プロピレンオキシド・エチレンオキシドトリブロックコポリマーなどの界面活性剤の選択性に及ぼす影響を開示している。しかしながら、酸化物／窒化物選択性は示されていない。
【００１４】
米国特許出願ＵＳ２００２／００３４８７５Ａ１と米国特許ＵＳ６，６２６，９６８Ｂ２には、界面活性剤と、水酸化カリウム、硫酸、硝酸、塩酸またはリン酸などのｐＨ調整剤と、親水性の官能基と疎水的な官能基を含むポリマー、例えばポリビニルメチルエーテル（ＰＶＭＥ）やポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリオキシエチレン２３ラウリルエーテル（ＰＯＬＥ）、ポリプロパン酸（ＰＰＡ）、ポリアクリル酸（ＰＭ）、ポリエーテルグリコールビスエーテル（ＰＥＧＢＥ）を含むセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。このセリア系ＣＭＰスラリーは、より高い酸化物／ポリシリコン選択性を持っている。
【００１５】
米国特許ＵＳ６，６１６，５１４Ｂ１には、この酸化物／窒化物選択性を改善するために、水性媒体中で解離不能な少なくとも３個のヒドロキシル基をもつ有機ポリオール、あるいは水性媒体中で解離不能な少なくとも３個のヒドロキシル基をもつ少なくとも一種のモノマーから形成されたポリマーを含む、例えばマンニトールやソルビトール、マンノース、キシリトール、ソルボース、スクロース、デキストリンを含むセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。
【００１６】
米国特許出願ＵＳ２００６／０１２４５９４Ａ１には、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）などのノニオン性ポリマーを含む増粘剤を含む、粘度が少なくとも１．５ｃＰであるセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。このセリア系ＣＭＰスラリーは、高い酸化物／窒化物選択性と低いウエハー内不均一性ＷＩＷＮＵを持つといわれている。
【００１７】
米国特許出願ＵＳ２００６／０２０７１８８Ａ１には、ポリアクリル酸またはポリ（メタクリル酸アルキル）などのポリマーとアクリルアミド・メタクリルアミド・エチルメタクリルアミド・ビニルピリジン・ビニルピロリドンなどのモノマーとの間の反応生成物を含むセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。これらの反応生成物も酸化物／窒化物選択性を上げると考えられている。
【００１８】
米国特許出願ＵＳ２００６／０２１６９３５Ａ１には、タンパク質とリシン及び／又はアルギニンに加えて、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）やＮ−オクチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、Ｎ−シクロヘキシル−２−ピロリドン、ｎ−ブチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヘキシル−２−ピロリドン、Ｎ−デシル−２−ピロリドン、Ｎ−オクタデシル−２−ピロリドン、Ｎ−ヘキサデシル−２−ピロリドンなどのピロリドン化合物を含むセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。このセリア系ＣＭＰスラリーは、さらにポリアクリル酸やグリコール、ポリグリコールなどの分散剤を含むことができる。具体的な例では、プロリンやポリビニルピロリドンまたはＮ−オクチル−２−ピロリドン、ＰＰＯ／ＰＥＯブロックコポリマー、グルタルアルデヒドが用いられている。このセリア系ＣＭＰスラリーは、トレンチの二酸化ケイ素を激しく除かず、最小ステップ高さを大きく増加させることなく終点を越えてさらに研磨を可能とすると考えられている。
【００１９】
米国特許出願ＵＳ２００７／００７７８６５Ａ１には、ポリエチレンオキシド／ポリプロピレンオキシドコポリマーを、好ましくはＢＡＳＦ社から販売されているプルオニック・シリーズのコポリマーを含むセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。
【００２０】
このセリア系ＣＭＰスラリーは、さらにアミノアルコールを、例えば２−ジメチルアミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＤＭＡＭＰ）や、２−アミノ−２−エチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）、２−（２−アミノエチルアミノ）エタノール、２−（イソプロピルアミノ）エタノール、２−（メチルアミノ）エタノール、２−（ジエチルアミノ）エタノール、２−（２−ジメチルアミノ）エトキシ）エタノール、１，１’−［［３−（ジメチルアミノ）プロピル］イミノ］−ビス−２−プロパノール、２−（２−ブチルアミノ）エタノール、２−（ｔｅｒｔ−ブチルアミノ）エタノール、２−（ジイソプロピルアミノ）エタノール、Ｎ−（３−アミノプロピル）モルホリンを含んでいてもよい。このセリア系ＣＭＰスラリーはさらに、水酸化テトラメテルアンモニウムなどの四級アンモニウム化合物や、アルキルアミンやアルカノールアミン、ヒドロキシルアミン、リン酸エステル、ラウリル硫酸ナトリウム、脂肪酸、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリビニルホスホネート、ポリマレート、ポリスチレンスルホネート、ポリビニルスルフェート、ベンゾトリアゾール、トリアゾール、ベンゾイミダゾールなどのフィルム成形剤、さらにはアセチルアセトンや酢酸塩、グリコール酸塩、乳酸塩、グルコン酸塩、没食子酸、シュウ酸塩、フタール酸塩、クエン酸塩、コハク酸塩、酒石酸塩、リンゴ酸塩、エチレンジアミン四酢酸、エチレングリコール、ピロカテコール、ピロガロール、タンニン酸、ホスホニウム塩、ホスホン酸などの錯化剤を含んでいてもよい。このセリア系ＣＭＰスラリーは、ポリシリコンに対するより酸化ケイ素及び／又は窒化ケイ素に対して良い選択性を与えると考えられている。
【００２１】
米国特許出願ＵＳ２００７／０１７５１０４Ａ１には、アクリルアミドとメタクリルアミド、これらのα−置換誘導体；ポリエチレングリコール；ポリビニルピロリドン；およびアルキルオキシ化線状脂肪族アルコールとアセチレン系ジオールのエチレンオキシド付加物とから選ばれるいずれかの基で置換されたＮ−一置換またはＮ，Ｎ−二置換の骨格をもつ水溶性ポリマーからなる群から選ばれるポリシリコン研磨阻害剤を含むセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。このセリア系ＣＭＰスラリーは、さらに水溶性ポリマーを含むことができ、例えばアルギン酸やペクチン酸、カルボキシメチルセルロース、寒天、カードラン、プルランなどの多糖類；ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、ポリリジン、ポリリンゴ酸、ポリメタクリル酸、ポリイミド酸、ポリマレイン酸、ポリイタコン酸、ポリフマール酸、ポリ（ｐ−スチレンカルボン酸）、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、アミノポリアクリルアミド、ポリグリオキサル酸などのポリカルボン酸とその塩類；またポリビニルアルコールやポリアクロレインなどのビニルポリマーを含むことができる。このセリア系ＣＭＰスラリーは、高い酸化ケイ素／ポリシリコン選択性を持つといわれている。
【００２２】
米国特許出願ＵＳ２００７／０１９１２４４Ａ１には、重量平均分子量が３０〜５００で、ヒドロキシル基、カルボキシル基または両方を持つ化合物を含むセリア系ＣＭＰスラリーが、例えばクエン酸塩やリンゴ酸塩、グルコン酸塩、酒石酸塩、２−ヒドロキシイソ酪酸塩、アジピン酸塩、オクタン酸塩、コハク酸塩、ＥＤＴＡ含有化合物、グルタレート、メチレンスクシナート、マンノース、グリセロ−ガラクト−ヘプトース、エリトロ−マンノ−オクトース、アラビノ−ガラクト−ノノース、グルタミンを含むセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。このセリア系ＣＭＰスラリーはさらに、アルコキシポリアルキレングリコール側鎖をもつ線状高分子酸またはグラフト型高分子酸を含んでいてもよい。このセリア系ＣＭＰスラリーは、全面平面性が改善された研磨ウエハーを与えるといわれている。
【００２３】
米国特許出願ＵＳ２００８／００８５６０２Ａ１とＵＳ２００８／０１２４９１３Ａ１には、分散剤としてエチレンオキシド・プロピレンオキシド・エチレンオキシドのトリブロックコポリマーとポリアクリル酸から選ばれるノニオン性界面活性剤を０．００１〜０．１質量％の量で含むセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。このセリア系スラリーは、ポリシリコンと較べて高い酸化ケイ素と窒化ケイ素選択性を持つといわれる。
【００２４】
電気装置、特に半導体集積回路（ＩＣ）の組立には、特に高い選択性のＣＭＰなどの高精度な方法が必要である。
【００２５】
先行技術のセリア系ＣＭＰスラリーは、満足できる酸化物／窒化物選択性を示し、全面的にも局所的にも好ましい（具体的には、ウエハー内不均一性（ＷＩＷＮＵ）やウエハー間不均一性（ＷＴＷＮＵ）において好ましい）平面性を持つ研磨ウエハーを与えるが、ＩＣ構造物、特にＬＳＩ（大規模集積回路）またはＶＬＳＩ（超大規模集積回路）をもつＩＣ構造物の大きさは減少を続けており、これに対応するために増大する集積回路装置製造業者の技術的・経済的ニーズを満たすためには、セリア系ＣＭＰスラリーの継続的な改良が必要となる。
【００２６】
しかしながら、先行技術のセリア系ＣＭＰスラリーを常に向上を求めるこの強いニーズは、集積回路装置の分野にのみに存在するのではない。液晶パネルや有機電界発光パネル、プリント基板、マイクロマシン、ＤＮＡチップ、マイクロプラント、太陽電池セル、磁気ヘッドなどの他の電気装置や、高精度の機械装置や光学機器の分野、特にフォトマスクやレンズ、プリズムなどの光学ガラス、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの無機導電膜、光学集積回路、光学開閉素子、光導波路、光ファイバー端面やシンチレータなどの光学的単結晶、固体レーザー単結晶、青色レーザーＬＥＤ用サファイア基板、半導体単結晶、磁気ディスク用ガラス基板などの製造の分野でも、研磨効率と平坦化効率を改善する必要がある。これらの電気機器や光学機器の製造にも高精度のＣＭＰ加工工程が必要である。
【００２７】
欧州特許出願ＥＰ１３３８６３６Ａ１には、セルロースと結晶セルロース、セルロース誘導体、シリカ、アルギン酸塩、β−ナフタレンスルホネートホルマリン縮合物、第二リン酸カルシウム、タンパク質、ポリペプチドと有機高分子フロック形成剤からなる群から選ばれる抗凝固剤、さらにはピロリン酸やピロリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウムまたはヘキサメタリン酸ナトリウムなどの縮合リン酸誘導体などの分散剤または界面活性剤を含むセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。しかしながら、ガラスの研磨が開示されているのみである。
【００２８】
日本特許出願ＪＰ２００５−３３６４００Ａには、ピロリン酸塩とトリポリリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩などの水溶性縮合リン酸誘導体と水溶性の炭酸塩または炭酸水素塩を含むセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。このセリア系ＣＭＰスラリーはさらに、メタノールやエタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール１，２，３−プロパントリオール、さらにはアセトンやメチルエチルケトンなどのケトン、テトラヒドロフラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、１，４−ジオキサンなどの水溶性有機溶媒を含んでいてもよい。このセリア系ＣＭＰスラリーは、研磨精度や洗浄・初期研磨速度・研磨速度の面で改善された研磨を行うといわれる。しかしながら、ガラスの研磨が開示されているのみである。
【００２９】
日本特許出願ＪＰ２００１−２４０８５０Ａには、研磨剤としてアルミナ、ジルコニアまたは炭化ケイ素を含み、分散剤としてアルキレンオキシド−エチレンオキシドブロックまたはランダムコポリマーを含み、「防錆剤」としてリン酸ナトリウムまたはポリリン酸ナトリウムを含むＣＭＰスラリーが開示されている。このＣＭＰスラリーは、シリコンウエハーやガラス・アルミニウム・セラミック・合成シリカ・石英・サファイアの研磨に使用される。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】ＵＳ２００２／００３４８７５Ａ１
【特許文献２】ＵＳ６，６２６，９６８Ｂ２
【特許文献３】ＵＳ６，６１６，５１４Ｂ１
【特許文献４】ＵＳ２００６／０１２４５９４Ａ１
【特許文献５】ＵＳ２００６／０２０７１８８Ａ１
【特許文献６】ＵＳ２００６／０２１６９３５Ａ１
【特許文献７】ＵＳ２００７／００７７８６５Ａ１
【特許文献８】ＵＳ２００７／０１７５１０４Ａ１
【特許文献９】ＵＳ２００７／０１９１２４４Ａ１
【特許文献１０】ＵＳ２００８／００８５６０２Ａ１
【特許文献１１】ＵＳ２００８／０１２４９１３Ａ１
【特許文献１２】ＥＰ１３３８６３６Ａ１
【特許文献１３】ＪＰ２００５−３３６４００Ａ
【特許文献１４】ＪＰ２００１−２４０８５０Ａ
【非特許文献】
【００３１】
【非特許文献１】Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  １４９  （８），  Ｇ４７７−Ｇ４８１，２００２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３２】
したがって本発明の目的は、先行技術の研磨組成物の欠点や問題点を示さない新規の水性研磨組成物、特に新規の化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物、特に新規のセリア系ＣＭＰスラリーを提供することである。
【００３３】
特にこの新規の水性研磨組成物、特に新規の化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物、特に新規のセリア系ＣＭＰスラリーは、かなり改善された酸化物／窒化物選択性とを示すとともに、ウエハー内不均一性（ＷＩＷＮＵ）とウエハー間不均一性（ＷＴＷＮＵ）などで示されるように、優れた全面的及び局所的な平面性を持つ研磨ウエハーを与える必要がある。したがって、ＩＣ構造物、特に大きさが５０ｎｍ未満の構造を持つ、ＬＳＩ（大規模集積回路）またはＶＬＳＩ（超大規模集積回路）をもつＩＣ製造物に、極めて適している必要がある。
【００３４】
また、この新規の水性研磨組成物、特に新規の化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物、特に新規のセリア系ＣＭＰスラリーは、集積回路装置の分野で極めて有用であるばかりか、液晶パネルや有機電界発光パネル、プリント基板、マイクロマシン、ＤＮＡチップ、マイクロプラント、磁気ヘッドなどの他の電気装置や、特に光マスクなどの光学ガラスや、レンズとプリズム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの無機導電膜、光学集積回路、光学開閉素子、光導波路、光ファイバーやシンチレータの端面などの光学単結晶、固体レーザー単結晶、青色レーザーＬＥＤ用サファイア基板、半導体単結晶、磁気ディスク用ガラス基板などの高精度の機械装置や光学機器の製造の分野でも、効率が最も高く好適である必要がある。
【００３５】
本発明のもう一つの目的は、新規の機械機器や電気機器・光学機器用の基板の研磨方法であって、その基板が酸化ケイ素誘電体と窒化ケイ素膜とを含んでいる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
したがって、ｐＨが３〜１１の範囲である新規の水性研磨組成物が見出された。この水性研磨組成物は、
（Ａ）成分（Ｂ）を含まず、ｐＨが３〜９の範囲にある水性媒体中に分散した時、電気泳動異動度により測定すると正に荷電する少なくとも一種の研磨剤粒子と
（Ｂ）少なくとも一種のアニオン性リン酸塩分散剤と
（Ｃ）以下のものからなる群から選ばれる少なくとも一種の多価アルコール成分：
（ｃ１）水性媒体で解離不能な少なくとも４個のヒドロキシ基をもつ、水溶性および水分散性の脂肪族および脂環式モノマー・ダイマー・オリゴマー状のポリオールからなる群から選ばれる多価アルコール；と
（ｃ２）以下のものの混合物：
（ｃ２１）少なくとも２個の水性媒体で解離不能なヒドロキシ基をもつ水溶性および水分散性の脂肪族および脂環式ポリオールからなる群から選ばれる少なくとも一種の多価アルコール；および
（ｃ２２）線状および分岐状のアルキレンオキシドホモポリマーとコポリマー（ｃ２２１）と線状および分岐状の脂肪族および脂環式のポリ（Ｎ−ビニルアミド）のホモポリマーとコポリマー（ｃ２２２）からなる群から選ばれる少なくとも一種の水溶性または水分散性のポリマー；および
（ｃ３）（ｃ１）と（ｃ２）の混合物
を含み、
上記の水性媒体で解離不能な少なくとも４個のヒドロキシ基をもつ水溶性および水分散性で脂肪族および脂環式モノマー・ダイマー・オリゴマー状のポリオール（ｃ１）が、エリトリトール、ペンタエリスリトール、アルジトール、シクリトール、炭水化物、及びグリセロール、エリスリトール、ペンタエリスリトール、アルジトール及びシクリトールのダイマーとオリゴマーからなる群から選ばれ、
上記炭水化物（ｃ１）が単糖、二糖、オリゴ糖、多糖、デソキシ糖及びアミノ糖からなる群から選ばれ、
上記単糖（ｃ１）がアロース、アルトロース、グルコース、マンノース、イドース、ガラクトース及びタロースからなる群から選ばれ、
前記多価アルコール（ｃ１）が当該組成物の総質量に対して０．００５〜５質量％の量で含まれている。
【００３７】
これ以降、この新規の水性研磨組成物を「本発明の組成物」とよぶ。
【００３８】
また、この新規の電気機器や機械機器・光学機器用の基板の化学的機械研磨方法であって、この基板を少なくとも一度本発明の組成物に接触させ所望の平面性が得られるまでこの基板を研磨する方法が見出された。
【００３９】
以降、この新規の電気機器や機械機器・光学機器用の基板の化学的機械研磨方法を「本発明の方法」とよぶ。
【００４０】
最後にさらに、この新規の本発明の組成物の電気機器や機械機器・光学機器の製造のための利用が見出された。この利用を、これ以降「本発明の利用」とよぶ。
【００４１】
本発明の長所
先行技術を鑑みるに、本発明の目的が、本発明の組成物や本発明の方法・本発明の利用で解決できるのは熟練者には驚きであり予想もされていなかった。
【００４２】
本発明の組成物が、大きく改善された酸化物／窒化物選択性を示し、ウエハー内不均一性（ＷＩＷＮＵ）やウエハー間不均一性（ＷＴＷＮＵ）で例示されるように優れた全面的かつ局所的な平面性をもつ研磨ウエハーを与えることは特に驚きである。したがって、これらは、ＩＣ構造物の、特に大きさが５０ｎｍ未満の構造のＬＳＩ（大規模集積回路）またはＶＬＳＩ（超大規模集積回路）をもつＩＣ構造物の製造に優れて適している。
【００４３】
また本発明の組成物は、長期間の輸送や保管の間安定であり、このためその安定性が輸送や工程管理を大幅に改善した。
【００４４】
また本発明の組成物は、集積回路装置の分野で極めて有用であるばかりか、液晶パネルや有機電界発光パネル、プリント基板、マイクロマシン、ＤＮＡチップ、マイクロプラント、磁気ヘッドなどの他の電気装置や、特に光マスクなどの光学ガラスや、レンズとプリズム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの無機導電膜、光学集積回路、光学開閉素子、光導波路、光ファイバーやシンチレータの端面などの光学単結晶、固体レーザー単結晶、青色レーザーＬＥＤ用サファイア基板、半導体単結晶、磁気ディスク用ガラス基板などの高精度の機械装置や光学機器の製造の分野でも、効率が最も高く、好適である。
【００４５】
特に本発明の組成物は本発明の利用に極めて好適である。
【００４６】
したがって本発明の組成物は本発明の方法で極めて有用である。本発明の方法は、液晶パネルや有機電界発光パネル、プリント基板、マイクロマシン、ＤＮＡチップ、マイクロプラント、磁気ヘッドなどの電気装置用の基板材料や、高精度の機械装置や光学機器、特に光学ガラスやフォトマスク、レンズやプリズム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの無機導電膜、光学集積回路、光学開閉素子、光導波路、光ファイバー端面やシンチレータなどの光学単結晶、固体レーザー単結晶、青色レーザーＬＥＤ用サファイア基板、半導体単結晶、磁気ディスク用ガラス基板用の基板材料の研磨、特に化学的機械研磨に最も好ましく用いられる。
【００４７】
しかしながら本発明の方法は、特に酸化ケイ素誘電体膜と窒化ケイ素膜を含む半導体ウエハーの研磨に極めて適している。本発明の方法は、ウエハー内不均一性（ＷＩＷＮＵ）やウエハー間不均一性（ＷＴＷＮＵ）で例示されるように、ディッシング、カッピングまたはホットスポットを形成することなく、優れた全面的かつ局所的平面性とバランスをもつ研磨ウエハーを与える。したがってこれらは、ＩＣ構造物の、特に大きさが５０ｎｍ未満の構造のＬＳＩ（大規模集積回路）またはＶＬＳＩ（超大規模集積回路）をもつＩＣ構造物の製造に優れて適している。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
本発明の組成物は水性の組成物である。これは、この組成物が水を、特に超純水を、主たる溶媒と分散剤として含むことを意味する。しかし本発明の組成物は少なくとも一種の水混和性有機溶媒を含んでいてもよい。ただしその量は、本発明の組成物の水性を変化させない程度の少量である。
【００４９】
本発明の組成物は、水を、本発明の組成物総質量に対して好ましくは６０〜９９．９５質量％の量で含み、より好ましくは７０〜９９．９質量％、さらに好ましくは８０〜９９．９質量％、最も好ましくは、９０〜９９．９質量％で含む。
【００５０】
本発明の組成物のｐＨは、下述のｐＨ調整剤（Ｅ）を用いて、好ましくは３〜１１に設定され、より好ましくは４〜１１、さらに好ましくは５〜１１、最も好ましくは６〜１１に調整される。
【００５１】
「水溶性」は、本発明の組成物の関連する成分または構成要素が、分子レベルで水相中に溶解していることを意味する。
【００５２】
「水分散性」は、本発明の組成物の関連する成分または構成要素が、水相に分散可能であり、安定な乳化液または懸濁液を形成することを意味する。
【００５３】
「ダイマー」は、本発明の組成物の関連する成分または構成要素が、２個の結合したモノマー構造単位を持つことを意味する。ただし、これら両モノマーが同一構造をとっても相互に異なる構造をとっていてもよい。
【００５４】
「オリゴマー」は、本発明の組成物の関連する成分または構成要素が、３〜１２個が結合した、同一構造であってもよいモノマー構造単位からなることを意味する。しかしこれらの構造単位が、少なくとも２種の異なる構造から選ばれてもよい。
【００５５】
「ポリマー」は、本発明の組成物の関連する成分または構成要素が、１２個を越える数の結合した、同一構造でもよいモノマー構造単位を持つことを意味する。しかしこれらの構造単位が、少なくとも２種の異なる構造から選ばれてもよい。
【００５６】
「多価」は２つ以上のヒドロキシ基を持つことを意味する。
【００５７】
本発明の組成物の第一の必須構成要素は、少なくとも一種の、好ましくは一種の研磨剤粒子（Ａ）である。
【００５８】
この研磨剤粒子（Ａ）は、ｐＨが３〜９の範囲にあり下記のアニオン性リン酸塩分散剤（Ｂ）を含まない水性媒体中に分散されると、正に荷電する。この正電荷は、この研磨剤粒子（Ａ）の電気泳動異動度μ（μｍ／ｓ）（Ｖ／ｃｍ）で証明される。この電気泳動異動度μは、マルバーン社のゼータサイザー・ナノなどの装置を用いて直接測定できる。
【００５９】
研磨剤粒子（Ａ）の平均粒度は広く変動することができ、このため本発明の組成物と方法の特定の要件に応じて最も好ましく調整できる。ダイナミックレーザー光散乱で測定した平均粒度は、好ましくは１〜２０００ｎｍの範囲であり、好ましくは１〜１０００ｎｍ、より好ましくは１〜７５０、最も好ましくは１〜５００ｎｍの範囲である。
【００６０】
この研磨剤粒子（Ａ）の粒度分布は、単峰性であっても、二峰性または多峰性であってもよい。研磨剤粒子（Ａ）の性質が容易に再現可能であり、本発明の方法で容易に条件が再現可能であるためには、この粒度分布が単峰性であることが好ましい。
【００６１】
またこの研磨剤粒子（Ａ）の粒度分布は、狭くても広くてもよい。研磨剤粒子（Ａ）の性質が容易に再現可能であり、本発明の方法で容易に条件が再現可能であるためには、この粒度分布が狭く、小型粒子と大型粒子がほんの少量であることが好ましい。この研磨剤粒子（Ａ）はいろいろな形状をとることができる。この粒子は、単一形状、あるいは実質的に単一形状であってもよい。しかしこの研磨剤粒子（Ａ）が異なる形状をとることもできる。特にある特定の本発明の組成物中に、二種の形状の異なる研磨剤粒子（Ａ）が含まれていてもよい。形状に関しては、これらが、立方体であっても、角のとれた立方体、八面体、二十面体、節状、突起または窪みを有するあるいは有さない球状であってよい。この形状が、突起または窪みをまったくあるいはほとんど含まない球状であることが最も好ましい。この形状が原則として好ましいのは、これにより、ＣＭＰプロセス中で研磨剤粒子（Ａ）が暴露される機械的な力への抵抗が増加するためである。
【００６２】
原則としていずれの種類の研磨剤粒子（Ａ）も、上記のいろいろな性質を持っている限り、本発明の組成物中で使用することができる。したがってこの研磨剤粒子（Ａ）は、有機粒子であっても無機粒子であってもよく、複合有機・無機粒子であってもよい。好ましくはこの研磨剤粒子（Ａ）は無機粒子である。
【００６３】
原則としていずれの種類の無機研磨剤粒子（Ａ）も、上記のいろいろな性質を持つ限り、本発明の組成物中で使用することができる。しかしながら、セリアを含む、あるいはセリアからなる無機研磨剤粒子（Ａ）を使用することが最も好ましい。
【００６４】
このセリア含有研磨剤粒子（Ａ）は、少量の他の希土類酸化物を含んでいてもよい。
【００６５】
このセリア含有研磨剤粒子（Ａ）は、セリアとは異なる少なくとも一種の他の研磨剤粒子状の材料、特にアルミナかシリカチタニア、ジルコニア、酸化亜鉛、これらの混合物を含むか、これからなるコアを含む複合粒子（Ａ）であることが好ましい。
【００６６】
このような複合粒子（Ａ）は、例えば、ＷＯ２００５／０３５６８８Ａ１やＵＳ６，１１０，３９６、ＵＳ６，２３８，４６９Ｂ１、ＵＳ６，６４５，２６５Ｂ１、Ｋ．  Ｓ．  Ｃｈｏｉ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｍａｔ．  Ｒｅｓ．  Ｓｏｃ．  Ｓｙｍｐ．  Ｐｒｏｃ．  Ｖｏｌ．  ６７１，  ２００１  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  Ｍ５．８．１  ｔｏ  Ｍ５．８．１０，  Ｓ．−Ｈ．  Ｌｅｅ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊ．  Ｍａｔｅｒ．  Ｒｅｓ．，  Ｖｏｌ．  １７，  Ｎｏ．  １０，  （２００２），  ｐａｇｅｓ  ２７４４  ｔｏ  ２７４９，  Ａ．  Ｊｉｎｄａｌ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  １５０  （５）  Ｇ３１４−Ｇ３１８  （２００３），  Ｚ．  Ｌｕ，  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，  Ｖｏｌ．  １８，  Ｎｏ．  １０，  Ｏｃｔｏｂｅｒ  ２００３，  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  ｏｒ  Ｓ．  Ｈｅｄｇｅ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  ７  （１２）  Ｇ３１６−Ｇ３１８  （２００４）から既知である。
【００６７】
複合粒子（Ａ）が、コアサイズが２０〜１００ｎｍである、アルミナとシリカチタニア、ジルコニア、酸化亜鉛、及びこれらの混合物からなる群から選ばれるコアを含み、そのコアが粒度が１０ｎｍ未満のセリア粒子で覆われているラズベリー型の被覆粒子であることが最も好ましい。
【００６８】
本発明の組成物中で用いられる研磨剤粒子（Ａ）の量は広く変動でき、このため、本発明の組成物と方法の特定の要件応じて調整することが最も好ましい。本発明の組成物は、好ましくは本発明の組成物総質量に対して０．００５〜１０質量％の研磨剤粒子（Ａ）を含み、より好ましくは０．０１〜８質量％、最も好ましくは０．０１〜６質量％の研磨剤粒子（Ａ）を含む。
【００６９】
本発明の組成物は、第二の必須の構成要素として少なくとも一種の、好ましくは一種のアニオン性リン酸塩分散剤（Ｂ）を含む。
【００７０】
好ましくは、このアニオン性リン酸塩分散剤（Ｂ）が、水溶性縮合リン酸誘導体からなる群から選ばれる。
水溶性縮合リン酸誘導体（Ｂ）の例には、塩類、特に一般式Ｉ：
［Ｍ＋ｎ（ＰＯ３）ｎ］  （Ｉ）；  
のメタリン酸のアンモニウム塩やナトリウム塩、カリウム塩と、一般式ＩＩとＩＩＩ：  
Ｍ＋ｎＰｎＯ３ｎ＋１  （ＩＩ）  
Ｍ＋Ｈ２ＰｎＯ３ｎ＋１  （ＩＩＩ）；  
のポリリン酸塩（式中、Ｍはアンモニウム、ナトリウムまたはカリウムであり、指数ｎは
２〜１０，０００である）があげられる。式ＩとＩＩとＩＩＩのポリリン酸塩に関して、指数ｎは好ましくは２〜２，０００であり、より好ましくは２〜３００、最も好ましくは２〜５０、特に２〜１５、例えば３〜８である。
【００７１】
特に好適な水溶性縮合リン酸塩（Ｂ）の例は、グレアム塩（ＮａＰＯ３）４０−５０や、カルゴンＴＭ（ＮａＰＯ３）１５−２０、クロール塩（ＮａＰＯ３）ｎ（ただし、ｎ＝約５０００）、ヘキサメタリン酸のアンモニウム塩やナトリウム塩・カリウム塩が含まれる。
【００７２】
本発明の組成物中の上記水溶性アニオン性リン酸塩分散剤（Ｂ）の濃度は広く変動でき、このため、本発明の組成物と方法の特定の要件応じて調整することが最も好ましい。このアニオン性リン酸塩分散剤（Ｂ）が、セリア／アニオン性リン酸塩分散剤（Ｂ）の質量比が１０〜２０００となる量で用いられることが好ましく、２０〜１０００となる量で用いられることがより好ましい。
【００７３】
第三の必須の構成要素として、本発明の組成物は、少なくとも一種の、好ましくは一種の多価アルコール成分（Ｃ）を含む。
【００７４】
この多価アルコール成分（Ｃ）は、
（ｃ１）水溶性また水分散性の、好ましくは水溶性の脂肪族及び脂環式の、その分子に少なくとも４個のヒドロキシ基を有する、好ましくは少なくとも５個、最も好ましくは少なくとも６個のヒドロキシ基を有するモノマー状、ダイマー状、オリゴマー状のポリオールからなる群から選ばれる多価アルコールで、そのヒドロキシ基が水性媒体中で解離不能であるもの；  
（ｃ２）以下の二つの混合物：
（ｃ２１）水溶性および水分散性、好ましくは水溶性であり、その分子内に少なくとも２個のヒドロキシ基、好ましくは２個または３個のヒドロキシ基を持ち脂肪族お呼び脂環式ポリオールであって、該ヒドロキシ基が水性媒体中で解離不能であるものからなる群から選ばれる少なくとも一種の、好ましくは一種の価アルコール；と
（ｃ２２）線状及び分岐状のアルキレンオキシドのホモポリマーとコポリマー（ｃ２２１）と線状及び分岐状の脂肪族および脂環式のポリ（Ｎ−ビニルアミド）のホモポリマーとコポリマー（ｃ２２２）とからなる群から選ばれる少なくとも一種の、好ましくは一種の水溶性または水分散性、好ましくは水溶性ポリマー；及び（ｃ３）（ｃ１）と（ｃ２）の混合物からなる群から選ばれる。
【００７５】
「解離不能」は、中性の水相中でのヒドロキシ基の、反応Ｒ−ＯＨ→Ｒ−Ｏ＋Ｈ＋の解酸定数が非常に小さいか、実用的な目的で実質的にゼロであることを意味する。
【００７６】
この多価アルコール（ｃ１）が、ペンタエリスリトールとアルジトール、シクリトール、炭水化物、またグリセロールとトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、アルジトール、シクリトールのダイマーやオリゴマーからなる群から選ばれることが好ましい。
【００７７】
このアルジトール（ｃ１）が、テトリトールとペンチトール、ヘキシトール、ヘプチトール、オクチトールからなる群から選ばれることが好ましい。
【００７８】
より好ましくは、このテトリトール（ｃ１）が、エリトリトールとトレイトール、及びこれらの混合物から選ばれ；ペンチトール（ｃ１）が、アラビニトールとリビトール、キシリトール、及びこれらの混合物からなる群から選ばれ；ヘキシトール（ｃ１）が、ガラクチトールとマンニトール、グルシトール、アリトール、アルトリトール、イジトール、及びこれらの混合物からなる群から選ばれる。
【００７９】
好ましくは、ダイマー（ｃ１）が、グリセロールやトリメチロールプロパン、エリトリトール、トレイトール、ペンタエリスリトールのダイマー、及びこれらの混合物、さらにはマルチトール、イソマルト、ラクチトール、及びこれらの混合物からなる群から選ばれる。  
【００８０】
より好ましくは、オリゴマー（ｃ１）が、トリ−、テトラ−、ペンタ−、ヘキサ−、ヘプタ−、オクタ−、ノナ−、デカ−、ウンデカ−、ドデカグリセロール、−トリメチロールプロパン、−エリトリトール、−トレイトール、−ペンタエリスリトール、及びこれらの混合物からなる群から選ばれる。好ましくは、シクリトール（ｃ１）が、１，２，３，４−テトラヒドロキシシクロヘキサン、１，２，３，４，５−ペンタヒドロキシシクロヘキサン、イノシトール、及びこれらの混合物から選ばれる。
【００８１】
より好ましくは、イノシトール（ｃ１）が、ｍｙｏ−、ｓｃｙｌｌｏ−、ｍｕｃｏ−、ｃｈｉｒｏ−、ｎｅｏ−、ａｌｌｏ−、ｅｐｉ−、ｃｉｓ−イノシトール、及びこれらの混合物からなる群から選ばれる。ｍｙｏ−イノシトール（ｃ１）の使用が最も好ましい。
【００８２】
好ましくは、炭水化物（ｃ１）は、単糖と二糖、オリゴ糖、多糖、デソキシ糖、アミノ糖からなる群から選ばれ、特に単糖（ｃ１）から選ばれる。
【００８３】
好ましくは、この単糖（ｃ１）は、アロースとアルトロース、グルコース、マンノース、イドース、ガラクトース、タロースからなる群から選ばれ、特にガラクトースである。
【００８４】
本発明の組成物中の多価アルコール（ｃ１）の濃度は大きく変動することがあり、このため、本発明の組成物と方法の特定の要件応じて調整することが最も好ましい。本発明の組成物は、多価アルコール（ｃ１）を、本発明の組成物総質量に対して好ましくは０．００５〜５質量％の量で含み、より好ましくは０．０１〜４質量％、最も好ましくは０．０５〜３質量％の量で含む。
【００８５】
この水性媒体に解離不能な２〜３個のヒドロキシ基を持つ水溶性または水分散性の脂肪族または脂環式のポリオール（ｃ２１）は、エチレングリコールとプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、エチレンプロピレングリコール、ジエチレンプロピレングリコール、エチレンジプロピレングリコール、グリセロール、１，２，３−トリヒドロキシ−ｎ−ブタン、トリメチロールプロパン、及びこれらの混合物からなる群から選ばれることが好ましく、エチレングリコールとグリセロール、及びこれらの混合物からなる群から選ばれることが最も好ましい。
【００８６】
本発明の組成物中のポリオール（ｃ２１）の濃度も大きく変動でき、このため、本発明の組成物と方法の特定の要件応じて調整することが最も好ましい。このポリオール（ｃ２１）は、本発明の組成物総質量に対して好ましくは０．０５〜５質量％の量で使用され、好ましくは０．１〜４質量％、最も好ましくは０．５〜３質量％の量で使用される。
【００８７】
好ましくは、このアルキレンオキシドホモポリマーまたはコポリマー（ｃ２２１）は、線状及び分岐状のエチレンオキシドとプロピレンオキシドのホモポリマーとコポリマーからなる群から選ばれる。
【００８８】
このエチレンオキシド・プロピレンオキシドコポリマー（ｃ２２１）は、ポリエチレンオキシドブロックとポリプロピレンオキシドブロックを含むランダムコポリマーであってもよいし、交互コポリマーまたはブロックコポリマーであってもよい。エチレンオキシド・プロピレンオキシドブロックコポリマー（ｃ２２１）中のポリエチレンオキシドブロックの親水性／親油性バランス（ＨＬＢ）値は、１０〜１５であることが好ましい。これらのポリプロピレンオキシドブロックのＨＬＢ値は２８〜約３２であることが好ましい。
【００８９】
アルキレンオキシドホモポリマー（ｃ２２１）が、エチレンオキシドポリマーであることが、例えばポリエチレングリコール（ＰＥＧ）であることが好ましい。
【００９０】
水溶性ポリマー（ｃ２２１）の重量平均分子量は、好ましくは２０００〜１，０００，０００ダルトンであり、より好ましくは５０００〜５００，０００ダルトン、最も好ましくは、１０，０００〜２５０，０００ダルトンである。
【００９１】
これらの水溶性ポリマー（ｃ２２１）は、従来から使用されている既知の市販材料である。適当な水溶性ポリマー（ｃ２２）は、日本特許出願ＪＰ２００１−２４０８５０Ａの請求項２と段落［０００７］〜［００１４］と、米国特許出願ＵＳ２００７／００７７８６５Ａ１の欄頁１、段落［０００８］〜頁２段落［００１０］、米国特許出願ＵＳ２００６／０１２４５９４Ａ１の頁３、段落［００３６］と［００３７］、米国特許出願ＵＳ２００８／０１２４９１３Ａ１の頁３、段落［００３１］〜［００３３］と請求項１４に記載されており、あるいはこれらは、ＢＡＳＦ社の会社文書「プルオニック＆テトロニック・ブロックコポリマー界面活性剤、１９９６」または米国特許ＵＳ２００６／０２１３７８０Ａ１に示されるように、プルオニックＴＭやテトロニックＴＭ、バセンソルＴＭなどの商標でＢＡＳＦ社から販売されている。
【００９２】
ポリマー（ｃ２２１）としてポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を使用することが最も好ましい。
【００９３】
本発明の組成物は、上記多価アルコール（ｃ１）に加えてポリマー（ｃ２２１）のみを含んでいてもよい。
【００９４】
本発明の組成物中のポリマー（ｃ２２１）の濃度も大きく変動でき、このため、本発明の組成物と方法の特定の要件応じて調整することが最も好ましい。ポリマー（ｃ２２）は、本発明の組成物の総重量に対して好ましくは０．００５〜５質量％の量で使用され、より好ましくは０．０１〜４質量％、最も好ましくは０．０５〜３質量％の量で使用される。
【００９５】
線状および分岐状の脂肪族および脂環式ポリ（Ｎ−ビニルアミド）のホモポリマーとコポリマー（ｃ２２２）の成形ブロックである脂肪族および脂環式のＮ−ビニルアミドモノマーは、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルバレロラクタム、Ｎ−ビニルカプロラクタム、Ｎ−ビニルスクシンイミド、及びこれらの混合物からなる群から選ばれることが好ましい。
【００９６】
ポリ（Ｎ−ビニルアミド）コポリマー（ｃ２２２）は、Ｎ−ビニルアミド以外に、通常の既知のオレフィン性不飽和モノマーに由来するモノマー単位を、その量が水溶解性が低下しない程度の量であるなら含んでいてもよく、例えばビニルエステルとエーテルやアクリル酸エステルやメタクリル酸のエステル、アリリル酸エステルとアクリルエーテル、ハロゲン原子またはニトリル基で置換されていてもよいオレフィン、スチレン系モノマーを含んでいてもよい。
【００９７】
これらの水溶性ポリマー（ｃ２２２）の重量平均分子量は、好ましくは２０００〜１，０００，０００ダルトンであり、より好ましくは５０００〜５００，０００ダルトン、最も好ましくは１０，０００〜２５０，０００ダルトンである。
【００９８】
本発明の組成物は、多価アルコール（ｃ１）と組み合わせてポリマー（ｃ２２２）のみを含んでいてもよい。
【００９９】
また、本発明の組成物中のポリマー（ｃ２２２）の濃度は大きく変動でき、このため、本発明の組成物と方法の特定の要件応じて調整することが最も好ましい。ポリマー（ｃ２２）は、本発明の組成物総質量に対して、好ましくは０．００５〜５質量％の量で使用され、より好ましくは０．０１〜４質量％、最も好ましくは０．０５〜３質量％の量で使用される。
【０１００】
本発明の組成物中では、多価アルコール（ｃ１）の混合物（ｃ２）に対する質量比も大きく変動することができ、このため、本発明の組成物と方法の特定の要件応じて調整することが最も好ましい。質量比（ｃ１）：（ｃ２）は１００：１〜１：１００の範囲であることが好ましい。
【０１０１】
また本発明の組成物中で、多価アルコール（ｃ２１）のポリマー（ｃ２２１）または（ｃ２２２）に対する質量比も大きく変動でき、このため、本発明の組成物と方法の特定の要件応じて調整することが最も好ましい。質量比（ｃ２１）：（ｃ２２１）または（ｃ２２２）は１００：１〜１：１００の範囲であることが好ましい。
【０１０２】
本発明の組成物は、必要なら、構成要素（Ａ）と（Ｂ）と（Ｃ）とは物質的に異なる少なくとも一種の機能性成分（Ｄ）を含んでいてもよい。
【０１０３】
この機能性成分（Ｄ）は、従来からセリア系ＣＭＰスラリー中で用いられている化合物の群から選ばれることが好ましい。
【０１０４】
このような化合物（Ｄ）の例としては、例えば、Ｙ．  Ｎ．  Ｐｒａｓａｄ  ｅｔ  ａｌ．  ｉｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  ９  （１２）  Ｇ３３７−Ｇ３３９  （２００６），  Ｈｙｕｎ−Ｇｏｏ  Ｋａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．  ｉｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，  ｖｏｌｕｍｅ  ２２，  Ｎｏ．  ３，２００７，  ｐａｇｅｓ  ７７７  ｔｏ  ７８７，  Ｓ．  Ｋｉｍ  ｅｔ  ａｌ．  ｉｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆＣｏｌｌｏｉｄ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，  ３１９  （２００８），  ｐａｇｅｓ  ４８  ｔｏ５２，  Ｓ．  Ｖ．  Ｂａｂｕ  ｅｔａｌ．  ｉｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  ７  （１２）  Ｇ３２７−Ｇ３３０  （２００４），  Ｊａｅ−Ｄｏｎｇ  Ｌｅｅ  ｅｔ  ａｌ．  ｉｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  １４９  （８）  Ｇ４７７−Ｇ４８１，  ２００２に開示されており、また米国特許ＵＳ５，７３８，８００とＵＳ６，０４２，７４１、ＵＳ６，１３２，６３７、ＵＳ６，２１８，３０５Ｂ、ＵＳ５，７５９，９１７、ＵＳ６，６８９，６９２Ｂ１、ＵＳ６，９８４，５８８Ｂ２、ＵＳ６，２９９，６５９Ｂ１、ＵＳ６，６２６，９６８Ｂ２、ＵＳ６，４３６，８３５Ｂ１、ＵＳ６，４９１，８４３Ｂ１、ＵＳ６，５４４，８９２Ｂ２、ＵＳ６，６２７，１０７Ｂ２、ＵＳ６，６１６，５１４Ｂ１、ＵＳ７，０７１，１０５Ｂ２、
米国特許出願ＵＳ２００２／００３４８７５Ａ１とＵＳ２００６／０１４４８２４Ａ１、ＵＳ２００６／０２０７１８８Ａ１、ＵＳ２００６／０２１６９３５Ａ１、ＵＳ２００７／００７７８６５Ａ１、ＵＳ２００７／０１７５１０４Ａ１、ＵＳ２００７／０１９１２４４Ａ１  ａｎｄ  ＵＳ２００７／０２１８８１１Ａ１、また日本特許出願ＪＰ２００５−３３６４００Ａに開示されている。
【０１０５】
また、機能性成分（Ｄ）は、粒子（ｃ１）とは異なる有機、無機、また複合有機・無機研磨剤粒子や、下限臨界溶解温度ＬＣＳＴまたは上限臨界溶解温度ＵＣＳＴをもつ材料、酸化剤、不動態化剤、電荷反転剤、錯化剤またはキレート剤、摩擦剤、安定化剤、レオロジー剤、界面活性剤、殺菌剤、金属カチオン、有機溶媒からなる群から選ばれる。
【０１０６】
適当な有機研磨剤粒子（ｃ１）とこれらの効果的な量は、例えば、米国特許出願ＵＳ２００８／０２５４６２８Ａ１の頁４、段落［００５４］から、あるいは国際出願ＷＯ２００５／０１４７５３Ａ１から既知であり、ここでは、メラミンに加えて、アセトグアナミンやベンゾグアナミン、ジシアンジアミドなどのメラミン誘導体とからなる固体粒子が開示されている。
【０１０７】
適当な無機研磨剤粒子（Ｄ）とこれらの効果的な量は、例えば国際特許出願ＷＯ２００５／０１４７５３Ａ１の頁１２、行１〜８、または米国特許ＵＳ６，０６８，７８７の欄６、行４１〜欄７、行６５から既知である。
【０１０８】
適当な複合有機・無機研磨剤粒子（Ｄ）とこれらの効果的な量は、例えば米国特許出願ＵＳ２００８／０２５４６２８Ａ１の頁４、段落［００５４］、またはＵＳ２００９／００１３６０９Ａ１の頁３、段落［００４７］〜頁６、段落［００８７］から既知である。
【０１０９】
適当な酸化剤（Ｄ）とこれらの効果的な量は、例えば欧州特許出願ＥＰ１０３６８３６Ａ１の頁８、段落［００７４］〜［００７５］から、または米国特許ＵＳ６，０６８，７８７の欄４、行４０〜欄７、行４５またはＵＳ７，３００，６０１Ｂ２の欄４、行１８〜３４から既知である。有機過酸化物および無機過酸化物が好ましく用いられ、無機過酸化物がより好ましく用いられる。特に過酸化水素が用いられる。
【０１１０】
適当な不動態化剤（Ｄ）とこれらの効果的量は、例えば米国特許ＵＳ７，３００，６０１Ｂ２の欄３、行５９〜欄４、行９から、あるいは米国特許出願ＵＳ２００８／０２５４６２８Ａ１の頁４と５の段落［００５８］から既知である。
【０１１１】
適当な錯化剤またはキレート剤（Ｄ）（時には摩擦剤ともよばれる（米国特許出願ＵＳ２００８／０２５４６２８Ａ１の頁５、段落［００６１］参照））またはエッチング剤またはエッチング液（米国特許出願ＵＳ２００８／０２５４６２８Ａ１の頁４、文節［００５４］参照）とこれらの効果的な量は、例えば米国特許ＵＳ７，３００，６０１Ｂ２の欄４、行３５〜４８から既知である。アミノ酸、特にグリシンと、さらにジシアンジアミドと少なくとも一個、好ましくは二個、より好ましくは三個の一級アミノ基を持つトリアジン（例えば、メラミンや水溶性のグアナミン、特にメラミンやホルモグアナミン、アセトグアナミン、２，４−ジアミノ−６−エチル−１，３，５−トリアジン）が最も好ましく用いられる。
【０１１２】
適当な安定化剤（Ｄ）とこれらの効果的な量は、例えば米国特許ＵＳ６，０６８，７８７の欄８、行４〜５６から既知である。
【０１１３】
適当なレオロジー剤（Ｄ）とこれらの効果的な量は、例えば米国特許出願ＵＳ２００８／０２５４６２８Ａ１の頁５、段落［００６５］〜頁６、段落［００６９］から既知である。
【０１１４】
適当な界面活性剤（Ｄ）とこれらの効果的量は、例えば国際特許出願ＷＯ２００５／０１４７５３Ａ１の頁８、行２３〜頁１０、行１７から、あるいは米国特許ＵＳ７，３００，６０１Ｂ２の欄５、行４〜欄６、行８から既知である。
【０１１５】
適当な多価金属イオン（Ｄ）とこれらの効果的な量は、例えば欧州特許出願ＥＰ１０３６８３６Ａ１の頁８、段落［００７６］〜頁９、段落［００７８］から既知である。
【０１１６】
適当な有機溶媒（Ｄ）とこれらの効果的な量は、例えば米国特許ＵＳ７，３６１，６０３Ｂ２の欄７、行３２〜４８、あるいは米国特許出願ＵＳ２００８／０２５４６２８Ａ１の頁５、段落［００５９］から既知である。
【０１１７】
下限臨界溶解温度ＬＣＳＴまたは上限臨界溶解温度ＵＣＳＴを示す適当な材料（Ｄ）は、例えば、Ｈ．  Ｍｏｒｉ，  Ｈ．  Ｉｗａｙａ，  Ａ．  Ｎａｇａｉ  ａｎｄ  Ｔ．  Ｅｎｄｏ，  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，  ２００５，  ４８７２−４８７４「ＲＡＦＴ重合によるＬ−プロリン由来の熱応答性ポリマーの制御された合成」；  あるいはＤ．  Ｓｃｈｍａｌｊｏｈａｎｎ，  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｄｒｕｇ  Ｄｅｌｉｖｅｒｙ  Ｒｅｖｉｅｗｓ，  ｖｏｌｕｍｅ  ５８  （２００６），  １６５５−１６７０「熱応答性及びｐＨ応答性ポリマーと薬物輸送」に記載されており、また、米国特許出願ＵＳ２００２／０１９８３２８Ａ１とＵＳ２００４／０２０９０９５Ａ１、ＵＳ２００４／０２１７００９Ａ１、ＵＳ２００６／０１４１２５４Ａ１、ＵＳ２００７／００２９１９８Ａ１、ＵＳ２００７／０２８９８７５Ａ１、ＵＳ２００８／０２４９２１０Ａ１、ＵＳ２００８／００５０４３５Ａ１またはＵＳ２００９／００１３６０９Ａ１、米国特許ＵＳ５，０５７，５６０とＵＳ５，７８８，８２、ＵＳ６．６８２．６４２Ｂ２、国際特許出願ＷＯ０１／６０９２６Ａ１とＷＯ２００４／０２９１６０Ａ１、ＷＯ２００４／０５２１９４６Ａ１、ＷＯ２００６／０９３２４２Ａ２、ＷＯ２００７／０１２７６３Ａ１、欧州特許出願ＥＰ０５８３８１４Ａ１とＥＰ１１９７５８７Ｂ１、ＥＰ１９４２１７９Ａ１、あるいはドイツ特許出願ＤＥ２６１０７０５に記載されている。
【０１１８】
原則として、ＣＭＰの分野で従来から用いられている公知の何れの電荷反転剤（Ｄ）も使用可能である。この電荷反転剤（Ｄ）は、カルボキシレートとスルホネート、スルフェート、ホスホネート基からなる群から選ばれる少なくとも一種のアニオン性基を有するモノマー状・オリゴマー状・高分子状化合物からなる群から選ばれることが好ましい。
【０１１９】
適当な殺菌剤（Ｄ）は、水溶性または水分散性のＮ−置換ジアゼニウムダイオキシド塩とＮ’−ヒドロキシ−ジアゼニウムオキシド塩からなる群から選ぶことができる。
【０１２０】
存在するなら、この機能性成分（Ｄ）は、いろいろの量で含まれる。（Ｄ）の総量は、相当するＣＭＰ組成物の総質量に対して好ましくは１０質量％（「質量％」は「質量当りのパーセント」を意味する）以下であり、より好ましくは２質量％以下、最も好ましくは０．５質量％以下、特に０．１質量％以下、例えば０．０１質量％以下である。好ましくは、（Ｄ）の総量は、相当する組成物の総質量に対して少なくとも０．０００１質量％であり、より好ましくは少なくとも０．００１質量％、最も好ましくは少なくとも０．００８質量％、特に少なくとも０．０５質量％、例えば少なくとも０．３質量％である。
【０１２１】
本発明の組成物は、必要なら構成要素（Ａ）と（Ｂ）と（Ｃ）とは物質的に異なる少なくとも一種のｐＨ調整剤または緩衝剤（Ｅ）を含むことができる。
【０１２２】
適当なｐＨ調整剤または緩衝剤（Ｅ）とこれらの効果的な量は、例えば、欧州特許出願ＥＰ１０３６８３６Ａ１の頁８、段落［００８０］と［００８５］と［００８６］から、国際特許出願ＷＯ２００５／０１４７５３Ａ１の頁１２、行１９〜２４、米国特許出願ＵＳ２００８／０２５４６２８Ａ１の頁６、段落［００７３］または米国特許ＵＳ７，３００，６０１Ｂ２の欄５、行３３〜６３から既知である。Ｈ調整剤または緩衝剤（Ｅ）の例は、水酸化カリウムとアンモニウムヒドロキシド、テトラメテルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、硝酸、硫酸である。
【０１２３】
存在する場合、このＨ調整剤または緩衝剤（Ｅ）はいろいろな量で含まれる。（Ｅ）の総量は、相当するＣＭＰ組成物の総質量に対して、好ましくは２０質量％以下であり、より好ましくは７質量％以下、最も好ましくは２質量％以下、特に０．５質量％以下、例えば０．１質量％以下である。（Ｅ）の総量は、相当するＰ組成物の総質量に対して、好ましくは少なくとも０．００１質量％であり、より好ましくは少なくとも０．０１質量％、最も好ましくは少なくとも０．０５質量％、特に少なくとも０．１質量％、例えば少なくとも０．５質量％である。
【０１２４】
本発明の組成物の製造は特殊なものではなく、上記構成要素（Ａ）と（Ｂ）と（Ｃ）、また必要なら（Ｄ）及び／又は（Ｅ）を水性媒体中に、特に脱イオン水中に溶解または分散させて行われる。このために、従来から用いられている標準的な混合方法や、攪拌器やインライン溶解機、高せん断インペラー、超音波ミキサー、ホモジナイサーノズルまたは向流ミキサーなどの混合装置を使用できる。このようにして得られる本発明の組成物を適当な開口のフィルターを通して濾過して、固い微分散研磨剤粒子（Ａ）の凝集物または会合物などの粗大粒子を除くことが好ましい。
【０１２５】
本発明の組成物は、本発明の方法に極めて好適である。
【０１２６】
本発明の方法では、電気機器や機械機器・光学機器用の、特に電気装置用、最も好ましくは集積回路装置用の基板を少なくとも一度本発明の組成物と接触させ、所望の平面性が得られるまで研磨、特に化学的機械的に研磨する。
【０１２７】
本発明の方法は、低誘電率のまたは超低誘電率の酸化ケイ素材料とからなる分離層と、ストップ層またはバリアー層としての窒化ケイ素層とをもつケイ素半導体ウエハーのＣＭＰにおいて、その特定の長所を示す。
【０１２８】
適当な低誘電率または超低誘電率材料と適度な絶縁性の誘電体層の製造方法が、例えば、米国特許出願ＵＳ２００５／０１７６２５９Ａ１の頁２、段落［００２５］〜［００２７］に、ＵＳ２００５／００１４６６７Ａ１の頁１、段落［０００３］、ＵＳ２００５／０２６６６８３Ａ１の頁１、段落［０００３］と頁２、段落［００２４］、またはＵＳ２００８／０２８０４５２Ａ１の段落［００２４］〜［００２６］、米国特許ＵＳ７，２５０，３９１Ｂ２の欄１、行４９〜５４、欧州特許出願ＥＰ１３０６４１５Ａ２の頁４、段落［００３１］に記載されている。
【０１２９】
本発明の方法は、回路パターンが形成されたウエハー基板上で、窒化ケイ素より二酸化ケイ素を選択的に除去することが必要であるシャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）に特に適している。この方法では、エッチングされたトレンチが誘電体材料、例えば二酸化ケイ素で過充填され、窒化ケイ素バリアフィルムをストップ層としてこれを研磨する。この好ましい実施様態においては、本発明の方法は、バリアフィルムから二酸化ケイ素を除き、露出される窒化ケイ素とレンチ酸化ケイ素の除去を最小限に抑えて終了する。
【０１３０】
したがって本発明の方法では、５０より大きな酸化物／窒化物選択性を示し、好ましくは７５を越える、最も好ましくは１００を越える酸化物／窒化物選択性を示す。
【０１３１】
本発明の方法は特殊なものではなく、半導体ウエハーにＩＣを形成する際のＣＭＰで従来から用いられている方法や装置を用いて実施できる。
【０１３２】
当分野では既知のように、代表なＣＭＰ装置は、回転プラテンとこれを覆う研磨パッドとからなる。ウエハーは、支持体またはチャック上に、上面を下向きに研磨パッドに向けて取り付けられる。支持体がこのウエハーを水平の姿勢に保持する。この特定の研磨・保持装置の配列は、「ハード・プラテン」デザインとしても知られている。この支持体が、支持体の保持表面とウエハーの非研磨表面間に位置する支持体パッドを保持してもよい。このパッドは、ウエハーのクッションとして働くことができる。
【０１３３】
この支持体の下で、より大きな直径をもつプラテンも一般的には水平に位置しており、研磨ウエハーの表面に平行な表面を提供する。平坦化プロセスの間に、研磨パッドはウエハー表面と接触する。本発明のＣＭＰ方法の間に、連続流としてあるいは滴下により本発明の組成物が研磨パッド上に塗布される。
【０１３４】
支持体とプラテンの両方が、支持体とプラテンから垂直に延びるそれぞれのシャフトの回りを回転している。この回転する支持体シャフトは、回転するプラテンに対して位置的に固定されていてもよいし、プラテンに対して水平に往復移動してもよい。支持体の回転方向は、通常（必ずしも必須ではないが）、プラテンの回転方向と同じである。支持体とプラテンの回転速度は、一般的には（必ずしも必須ではないが）、異なる値に設定される。
【０１３５】
通常プラテンの温度は、１０〜７０℃の温度に設定される。
【０１３６】
さらに詳細には、国際特許出願ＷＯ２００４／０６３３０１Ａ１の、特に頁１６、段落［００３６］〜頁１８、段落［００４０］と図１を参照されたい。
【０１３７】
本発明の方法により、優れた平面性を持つ、回路パターンが形成された低誘電率および超低誘電率材料層を、特に二酸化ケイ素層を含むＩＣを持つ半導体ウエハーが得られる。このため優れた平面性をもつ銅ダマシンパターンが得られ、最終的には優れた電気的機能をもつＩＣが得られる。
【実施例】
【０１３８】
実施例と比較試験
比較試験Ｃ１〜Ｃ６
比較用の水性研磨組成物Ｃ１〜Ｃ６の製造
比較用の水性研磨組成物Ｃ１〜Ｃ６を製造するために、セリア（ダイナミックレーザー光散乱による平均粒度ｄ５０：１２０〜１４０ｎｍ）、ヘキサメタリン酸ナトリウム（ＰＰ；セリア／ＰＰ質量比＝２００、以降、ＰＰ２００と称し；セリア／質量比＝３００、以降ＰＰ３００と称す）とイノシトールを超純水中に分散または溶解した。これらの使用量を表１に示す。
【０１３９】
【表１】
0005965907.tif 000002
【０１４０】
実施例１〜１１
水性研磨組成物１〜１１の製造
水性研磨組成物１〜１１を製造するために、セリア（ダイナミックレーザー光散乱による平均粒度ｄ５０：１２０〜１４０ｎｍ）と、ヘキサメタリン酸ナトリウム（ＰＰ；セリア／ＰＰ質量比＝２００、以降、ＰＰ２００を称し；セリア／ＰＰ質量比＝３００、以降ＰＰ３００と称す）とイノシトールを超純水中に分散または溶解した。これらの使用量を表２に示す。
【０１４１】
【表２】
0005965907.tif 000003
【０１４２】
実施例１〜１１の水性研磨組成物１〜１１は、電気機器や機械機器・光学機器用の基板の化学的機械研磨に極めて好適であった。
【０１４３】
実施例１２〜２２と比較例Ｃ７〜Ｃ１２
二酸化ケイ素被覆ブランケットウエハーと窒化ケイ素被覆ブランケットウエハーのＣＭＰと酸化物／窒化物選択性
表３に、実施例１２〜２２と比較試験Ｃ７〜Ｃ１２にどの水性研磨組成物を使用したかを示す。
【０１４４】
【表３】
0005965907.tif 000004
【０１４５】
ＨＤＰ：高密度プラズマ二酸化シリコン；
ＴＥＯＳ：テトラエチルオルソシリケートＣＶＤ型酸化物
【０１４６】
以降のＣＭＰでは、以下のプロセス変数を用いた。
【０１４７】
実施例１２と比較試験Ｃ７〜Ｃ１０：
−研磨装置：ストラスバー６ＥＧｎＨａｎｃｅ型（回転型）：
−プラテン速度：９３ｒｐｍ；  
−支持体速度：８７ｒｐｍ；  
−ローム・アンド・ハース社製ＩＣ１０００／Ｓｕｂａ４００Ｋ溝研磨パッド；  
−Ｓ６０３Ｍダイヤモンドコンディショナを用いる系内コンディショニング；  
−スラリー流速：２００ｍｌ／分；  
−基板：モントコ・シリコン社製二酸化ケイ素ブランケットウエハー（表３参照）と５００ｎｍのＣＶＤ窒化ケイ素ブランケットウエハー；  
−ダウン力：２．７ｐｓｉ（１８５．１４３ｍｂａｒ）；Ｃ９：１．５ｐｓｉ（１０２．８６ｍｂａｒ）；
−研磨時間：１分
【０１４８】
実施例１３〜２２と比較試験Ｃ１１〜Ｃ１２：
−研磨装置：  ＡＭＡＴミラ（回転型）：  
−プラテン速度：１００ｒｐｍ；  
−支持体速度：９０ｒｐｍ；  
−ローム・アンド・ハース社製ＩＣ１０００／Ｓｕｂａ４００Ｋ溝研磨パッド；
−Ｓ６０３Ｍダイヤモンドコンディショナを用いる系内コンディショニング；
−スラリー流速：２００ｍｌ／分；  
−基板：二酸化ケイ素被覆ブランケットウエハー（表３参照）と５００ｎｍ窒化ケイ素被覆ブランケットウエハー；  
−ダウン力：２ｐｓｉ（１３７．１４３ｍｂａｒ）；  
−研磨時間：１分
【０１４９】
材料除去率（ＭＲＲ）はレーザー干渉分光法（フィルムテックＴＭ２０００）で測定した。表４に得られたＭＲＲの概要を示す。
【０１５０】
【表４】
0005965907.tif 000005
【０１５１】
表中に示した結果から、セリア、セリアとＰＰ、またセリアとイノシトールのみを含む水性研磨組成物では、高い酸化物／窒化物選択性が得られないことが分る。これとは反対に、セリアとＰＰとイノシトールを含む研磨組成物では、５０を越える高い酸化物／窒化物選択性も容易に達成可能である。研磨組成物のｐＨを９に増加させると酸化物／窒化物選択性をさらに改善することができた。
【０１５２】
セリアとヘキサメタリン酸ナトリウムＰＰ、グリセロール、ポリエチレングリコールＰＥＧ及び／又はポリビニルピロリドンＰＶＰを含む水性研磨組成物ででも、このような高い酸化物／窒化物選択性を達成できる。
【０１５３】
実施例２３〜２６  
水性研磨組成物１２〜１５の製造
水性研磨組成物１２〜１５の製造のために、セリア（ダイナミックレーザー光散乱による平均粒度ｄ５０：１２０〜１４０ｎｍ）とヘキサメタリン酸ナトリウム（ＰＰ；セリア／ＰＰ質量比＝２５０、以降ＰＰ２５０と表記する）、イノシトール、ガラクトース、プロテクトールＫＤ（Ｎ’−ヒドロキシ−ジアゼニウム酸化物塩；ＢＡＳＦ社製殺生剤）を超純水中に分散または溶解させた。これらの使用量を表２に示す。
【０１５４】
【表５】
0005965907.tif 000006
【０１５５】
実施例２３〜２６の水性研磨組成物１２〜１５は、電気機器や機械機器・光学機器用の基板の化学的機械研磨に極めて好適であった。
【０１５６】
実施例２７〜３０  
二酸化ケイ素被覆ブランケットウエハーと窒化ケイ素被覆ブランケットウエハーのＣＭＰと酸化物／窒化物選択性
ＣＭＰは実施例１３〜２２に記載のようにして実施した。ただしプラテン速度は６３ｒｐｍとし、支持体速度は６０ｒｐｍとした。得られたＭＲＲを表６に示す。
【０１５７】
【表６】
0005965907.tif 000007
【０１５８】
表６の結果より、シクリトール（実施例２５参照）または単糖（実施例２７参照）の使用で達成されたすでに高い酸化物／窒化物選択性を、シクリトールと単糖の併用により（実施例２８と３０参照）さらに増加できることがわかる。