(57)【要約】【解決手段】  本発明は、（ａ）シリカ研磨剤、（ｂ）メタノール、及び（ｃ）液体キャリアを含んでなる研磨組成物を提供し、該研磨組成物は１〜６のｐＨを有して事を特徴とし、そして該研磨組成物はコロイド安定である。本発明は、該研磨組成物を用いてシリコン−ベースの誘電体層を含んでなる基材を研磨する方法を又提供する。本発明は、該研磨剤をメタノールと接触させる事により研磨組成物中でのシリカ研磨剤を安定化させる方法を更に提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）シリカ研磨剤、（ｂ）メタノール、及び（ｃ）液体キャリアを含んでなる研磨組成物であり、該研磨組成物は約１〜約６のペーハーを有しておりそして該シリカ研磨剤及び該メタノールとの間の相互作用が該研磨組成物に対しコロイド安定性を提供する事を特徴とする研磨組成物。
【請求項２】
該シリカ研磨剤はヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、シリカ−コート研磨剤粒子、及びそれらの組み合わせからなるグループから選ばれる事を特徴とする、請求項１の研磨組成物。
【請求項３】
該研磨組成物は約１．５〜約４のペーハーを有している事を特徴とする、請求項１の研磨組成物。
【請求項４】
該液体キャリアは水を含む事を特徴とする、請求項１の研磨組成物。
【請求項５】
該メタノールは約１００ppm〜約１５００ppmの量で存在する事を特徴とする、請求項１の研磨組成物。
【請求項６】
該メタ−ルは約１００ppm〜約８００ppmの量で存在する事を特徴とする、請求項５の研磨組成物。
【請求項７】
該シリカ研磨剤は約０．５重量％〜約５重量％の量で存在する事を特徴とする、請求項１の研磨組成物。
【請求項８】
約２００ppm〜約３０００ppmのメタノールがシリカ研磨剤の単位重量％当たりで存在する事を特徴とする、請求項５の研磨組成物。
【請求項９】
約２００ppm〜約１６００ppmのメタノールがシリカ研磨剤の重量％単位当たりで存在する事を特徴とする、請求項６の研磨組成物。
【請求項１０】
該組成物は酸化剤を更に含む事を特徴とする、請求項１の研磨組成物。
【請求項１１】
該組成物は錯化剤を更に含む事を特徴とする、請求項１の研磨組成物。
【請求項１２】
（ｉ）シリコン−ベースの層を含んでなる基材を請求項１の該研磨組成物と接触させる事、そして（ii）該基材を研磨する為に該研磨組成物で少なくとも該基材の一部分を薄く削る事を備える基材を研磨する方法。
【請求項１３】
該基材はタングステンの層を更に含む事を特徴とする、請求項１２の方法。
【請求項１４】
該基材は銅又はニッケルの層を更に含む事を特徴とする、請求項１２の方法。
【請求項１５】
該シリコン−ベースの層は二酸化ケイ素でありそして該基材が窒化ケイ素の層を更に含む事を特徴とする、請求項１２の方法。
【請求項１６】
（ｉ）シリカ研磨剤を用意する事、（ii）該シリカ研磨剤用の液体キャリアを用意する事、そして（iii ）安定化された研磨組成物を形成する為に該シリカ研磨剤をメタノールと接触させる事を備えるシリカ研磨剤及び液体キャリアを含んでなる研磨組成物を安定化させる方法。
【請求項１７】
該研磨組成物は約１〜約６のペーハーを有している事を特徴とする、請求項１６の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリカ研磨剤を含んでなるＣＭＰ研磨組成物（composition）、そして同様にその様な研磨組成物で基材を研磨する方法に関係する。
【背景技術】
【０００２】
基材の表面を平坦化又は研磨する為の組成物及び方法は、技術的に周知である。研磨組成物（又、研磨スラリーとして既知である）は、水溶液中に研磨剤を典型的に含んでおり、そして、該研磨組成物で一杯に（saturated）なった研磨パッド（pad）と表面を接触させる事により該表面に適用される。典型的な研磨剤は、二酸化ケイ素、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、及び酸化スズである。米国特許第５，５２７，４２３号明細書は、例えば、水性媒体中に高純度微細な金属酸化物粒子を含んでなる研磨スラリーと該表面を接触させる事により金属層を化学的−機械的に研磨する方法を、記述する。該研磨スラリーは、研磨パッド（例えば、研磨布又は研磨バフ（polishing cloth or disk））と典型的に併用される。ふさわしい研磨パッドは、開放気泡（open-celled）の多孔質な網状組織を有している焼結したポリウレタン研磨パッドの使用を開示する米国特許第６，０６２，９６８号明細書、米国特許第６，１１７，０００号明細書、及び米国特許第６，１２６，５３２号明細書、及び表面組織又はパターン（pattern）を有している固形の研磨パッドの使用を開示する米国特許第５，４８９，２３３号明細書に、記述される。あるいは、該研磨剤は、該研磨パッド中に組み込まれ（incorporated into）てよい。米国特許第５，９５８，７９４号明細書は、固定研磨剤（fixed abrasive）の研磨パッドを開示する。
【０００３】
従来の研磨システム（system）及び研磨方法は、半導体ウエハー（wafer）を平坦化する点で一般的に完全には満足されていない。特に、研磨組成物及び研磨パッドは、要求される研磨速度（rate）又は研磨選択性に満たない事があり、そして、半導体表面を化学的−機械的に研磨する際のそれらの使用が、結果的に粗末な表面品質をもたらす事がある。半導体ウエハーの性能は直接その表面の平面性に関連する故、高研磨効率、高研磨選択性、高研磨均一性、及び高研磨除去速度を結果的にもたらせそしてごく少ない表面欠陥を有する高品質研磨を残す（leave）研磨組成物及び方法を用いる事は、極めて重要である。
【０００４】
半導体ウエハー用の効果的な研磨システムを作り上げる難しさは、該半導体ウエハーの複雑さに由来する。半導体ウエハーは、基材から典型的に構成される。そして、前記基材上に複数個のトランジスターが形成されている。集積回路は、該基材及び該基材上の層中の領域をパターニングする事により化学的及び物理的に基材に接続される。動作可能な半導体ウエハーを製造しそして該ウエハーの歩留、性能、及び信頼性を最大にする為に、基底構造（underlying structure）又はトポグラフィ（topography）への悪影響無しに該ウエハーの選ばれた表面を研磨する事が、望ましい。事実、工程段階（process step）が適切に平面化されるウエハー表面上で実行されなければ、半導体組立てに於いての種々の問題が、発生する事がある。
【０００５】
研磨組成物でのアルコールの使用は、技術的に周知である。例えば、米国特許第５，３９１，２５８号明細書及び米国特許第５，４７６，６０６号明細書は、研磨剤及び二つの酸基（例えば、ヒドロキシル基）を含んでいる陰イオンを含んでなる研磨組成物を、開示する。尚、前記研磨組成物は、その称するところによればシリカの除去速度を制御する。米国特許第５，６１４，４４４号明細書は、極性成分（例えば、アルコール）及び非極性成分（例えば、アルキル基）を有している研磨添加剤を含んでなる研磨組成物を、開示する。該研磨添加物は、誘電体（dielectric material）の除去速度を抑制する為に用いられる。米国特許第５，７３３，８１９号明細書は、窒化ケイ素研磨剤、水、酸、及び任意に水溶性アルコール添加剤（例えば、エタノール、プロパノール、エチレングリコール）を含んでなる研磨組成物を、開示する。米国特許第５，７３８，８００号明細書は、研磨剤、界面活性剤、及び二つの官能基（例えば、ヒドロキシル基）を含んでなる錯化剤（complexing agent）を含んでなる水性研磨組成物を、開示する。尚、前記水性研磨組成物は、その称するところによればシリカ層及び窒化ケイ素層を錯化する。米国特許第５，７７０，１０３号明細書は、モノ−、ジ−、又はトリ−置換フェノール化合物を含んでなる研磨組成物を、開示する。尚、前記研磨組成物は、その称するところによればチタン基材層の除去速度を増加する。米国特許第５，８９５，５０９号明細書は、研磨剤、イソプロピルアルコール、及び水を含んでなる研磨組成物を、開示する。米国特許出願公開第２００１／００１３５０６号明細書は、研磨粒子、酸化剤、約５〜約１１のペーハー（ｐＨ）、及び任意に有機希釈剤（例えば、メタノール、エタノール、エチレングリコール、又はグリセロール）を含んでなる研磨組成物を、開示する。欧州特許出願公開第１１５０３４１号明細書は、皮膜剤を含んでなる研磨組成物中での溶解促進物としてアルコールの使用を、開示する。特開平１１−１１６９４２号公報は、シリカ、水、水溶性ポリマー化合物、塩基、及び１〜１０個のアルコール性ヒドロキシル基を有している化合物を含んでなる研磨組成物を、開示する。特開２０００−２３０１６９号公報は、シリカ、ｐＨ緩衝剤（pH buffer）、及び水溶性研磨促進剤（例えば、アルコール）を含んでなる水性研磨組成物を、開示する。尚、前記水性研磨組成物は、その称するところによれば研磨速度を改善する。国際公開第９８／４８４５３号パンフレットは、球状シリカ、アミンヒドロオキシド、及び約９％までのアルコールを含んでなるアルカリ液体キャリア（liquid carrier）を含んでなる研磨組成物を、開示する。尚、前記研磨組成物は、その称するところによれば研磨速度を増加させる。国際公開第０１／８４６１３号パンフレットは、固定研磨剤製品（article）の使用及び極性成分（例えば、メタノール、エタノール、その他）を含んでなる水性研磨組成物を、開示する。尚、前記水性研磨組成物は、その称するところによれば該研磨組成物の表面張力を減じ、そして疎水性基材の表面のより良いぬれを提供する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、良好な除去速度や低表面欠陥などの満足出来る研磨特性を示す代替の研磨組成物に対する要求が、引き続きある。本発明は、その様な研磨組成物及び研磨方法の提供を図る。本発明の前記及びその他の利点は、本明細書に於いて提供された本発明の記述から明白になると考える。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、（ａ）シリカ研磨剤、（ｂ）メタノール、及び（ｃ）液体キャリアを含んでなる研磨組成物を提供し、該研磨組成物が約１〜約６のｐＨを有しておりそして該シリカ研磨剤及び該メタノールとの間の相互作用が該研磨組成物に対しコロイド安定性を提供する事を、特徴とする。本発明は、該研磨組成物を用いてシリコン−ベースの誘電体層を含んでなる基材を研磨する方法を又提供する。本発明は、該研磨剤をメタノールと接触させる事によりシリカ研磨剤を安定化させる方法を更に提供する。
【０００８】
本発明は、シリカ研磨剤、メタノール、及び液体キャリアを含んでなる研磨組成物を対象（directed to）にする。該研磨組成物は、約１〜約６のｐＨを有している。該シリカ研磨剤及び該メタノールとの間の相互作用は、該研磨組成物に対しコロイド安定性を提供する。
【０００９】
該シリカ研磨剤は、ヒュームド（fumed）シリカ、コロイダルシリカ、シリカ−コート（silica-coated）研磨粒子、シリカ−含有共形成粒子（silica-containing co-formed）（例えば、アルミノケイ酸塩）、及びそれらの組み合わせ（combination）から構成されているグループから典型的には選ばれる。シリカ−コート研磨粒子は、シリカ−コートアルミナ又はシリカ−コートポリマー粒子を含み得る。該シリカ−含有共形成粒子は、典型的には約１０重量％以上のケイ素を含んでいる。シリカの任意のふさわしい量は、該研磨組成物中で存在し得る。該研磨組成物は、約０．１重量％以上（例えば、約０．５重量％以上）の量でシリカ研磨剤を典型的に含む。該研磨組成物は、約５重量％以下（例えば、約２重量％以下又は約１重量％以下）の量でシリカ研磨剤を典型的に又含む。
【００１０】
酸性条件下での該メタノールとの該シリカ研磨剤の相互作用が、コロイド安定である研磨組成物を結果的にもたらす。コロイド安定性は、時間とともに研磨粒子の懸濁液の維持に言及する。本発明の文脈（context）に於いて、もし、１００mlの該研磨組成物が１００mlのメスシリンダーに入れられそして２時間未攪拌で放置された時、メスシリンダーの底部５０ml中の粒子濃度（例えば、ｇ／mlの単位で［Ｂ］）及びメスシリンダーの上部５０ml中の粒子濃度（例えば、ｇ／mlの単位で［Ｔ］）との間の差を該研磨剤組成物中の粒子初期濃度（例えば、ｇ／mlの単位で［Ｃ］）で割った値が、０．５以下（即ち、｛［Ｂ］−［Ｔ］｝／［Ｃ］≦０．５）であるならば、該研磨組成物はコロイド安定と見なされる。［Ｂ］−［Ｔ］／［Ｃ］の値は、望ましくは０．３以下であり、そして好ましくは０．１以下である。
【００１１】
該シリカ研磨剤は、約５００nm以下、例えば、約１０nm〜約５００nmの平均粒子径を典型的には有している。好ましくは、該シリカ研磨剤は、約２５０nm以下、例えば、約１０nm〜約２５０nmの平均粒子径を有している。更に好ましくは、該シリカ研磨剤は、約１５０nm以下、例えば、約１０nm〜約１５０nm又は約１０nm〜約１２０nmの平均粒子径を有している。
【００１２】
メタノールの任意のふさわしい量は、該研磨組成物中で存在し得る。シリカ研磨剤の量に対するメタノールの量は、コロイド安定である研磨組成物を形成する為に十分な筈である。メタノールは、約１００ppm 以上（例えば、約２００ppm 以上）の量で該研磨組成物中に典型的には存在する。メタノールは、約１０，０００ppm 以下（例えば、約６０００ppm 以下、約４０００ppm 以下、又は約２０００ppm 以下）の量で該研磨組成物中に典型的には又存在する。好ましくは、該研磨組成物は、約１００ppm 〜約１０００ppm のメタノールを含む。更に好ましくは、該研磨組成物は、約１００ppm 〜約８００ppm のメタノールを含む。最も好ましくは、該研磨組成物は、約１００ppm 〜約５００ppm （例えば、約１００ppm 〜約４００ppm 、又は約２００ppm 〜約４００ppm ）を含む。該研磨組成物中に存在するメタノールの量は、シリカ研磨剤の量に関係され得る。例えば、該研磨組成物は、シリカ研磨剤の単位重量％当たり約２００ppm 〜約４０００ppm （例えば、約２００ppm 〜約２０００ppm 、又は約２００ppm 〜約１６００ppm ）のメタノールを含み得る。
【００１３】
該研磨組成物は、約１〜約６の酸性ｐＨを有している。好ましくは、該研磨組成物は、約１．５〜約５（例えば、約１．５〜約４）のｐＨを有している。該研磨組成物は、ｐＨ調整剤、例えば、水酸化カリウム又は水酸化アンモニウム、無機酸、又は有機酸を任意に更に含む。
【００１４】
シリカ研磨剤は、より高いｐＨ（例えば、６のｐＨより上）で非常に安定である。しかしながら、酸性ｐＨ（例えば、６のｐＨより下）で、該シリカ粒子は、該シリカ粒子上にあるヒドロキシル基がプロトン化される事を示唆しているより低い表面電荷を有している。酸性条件下で、該シリカ粒子は、より衝突し易く、その結果としてシロキサン結合の不可逆な構造及び凝集体（aggregation）となる。該シリカ研磨剤を少量のメタノールで処理する事は、結果として低ｐＨでの該シリカ研磨剤の安定化（例えば、低減された（reduced）凝集）をもたらす。メタノールは、酸性条件下で該表面のシラノール基と反応する。コロイダルシリカ粒子は、ヒュームドシリカに比べより多くの表面のヒドロキシル基を有しており、そしてそれ故、酸性ｐＨで安定化させる事がより難しい。
【００１５】
液体キャリアは、研磨される（例えば、平坦化）ふさわしい基材の表面への該シリカ研磨剤、メタノール、及び任意の添加剤の適用を容易にする為に用いられる。該液体キャリアは、典型的には水性キャリアでありそして水だけであり得、水及びふさわしい水混和性溶剤を含み得、又はエマルジョンであり得る。好ましくは、該水性キャリアは、水、より好ましくは脱イオン水から構成される。
【００１６】
該研磨組成物は、酸化剤を任意に更に含む。該酸化剤は、任意のふさわしい酸化剤であり得る。ふさわしい酸化剤は、無機の及び有機のペル（per）−化合物、臭素酸塩、硝酸塩、塩素酸塩、クロム酸塩、ヨウ素酸塩、鉄及び銅塩（例えば、硝酸塩、硫酸塩、ＥＤＴＡ、及びクエン酸塩）、希土類及び遷移金属酸化物（例えば、四酸化オスミウム）、フェリシアン化カリウム、重クロム酸カリウム、ヨウ素酸、及び類似の物を含む。ペル−化合物（Hawley's Condensed Chemical Dictionaryで定義された様に）は、少なくとも一つのペルオキシ基（−Ｏ−Ｏ−）を含んでいる化合物又は元素の最高酸化状態（highest oxidation state）にある元素を含んでいる化合物である。少なくとも一つのペルオキシ基を含んでいる化合物の例は、過酸化水素及びウレア過酸化水素及び過炭酸塩などの過酸化水素の付加物（adduct）、過酸化ベンゾイル、過酢酸、及びジ−tert−ブチルパーオキサイド（di-tert-butyl peroxide）などの有機過酸化物、モノペルサルフェート（ＳＯ52-）、ジペルサルフェート（Ｓ2Ｏ82-）、及び過酸化ナトリウムを含むがこれらに限られない。元素の最高酸化状態にある元素を含んでいる化合物の例は、過ヨウ素酸、過ヨウ酸塩（periodate salts）、過臭素酸、過臭素酸塩（perbromate salts）、過塩素酸、過塩素酸塩（perchlorate salts）、過ホウ酸、過ホウ酸塩（perborate salts）、及び過マンガン酸塩を含むがこれらに限られない。該酸化剤は、好ましくは過酸化水素である。
【００１７】
該研磨組成物は、キレート又は錯化剤を任意に更に含む。該錯化剤は、除去される該基材層の除去速度を高める任意のふさわしい化学添加剤である。ふさわしいキレート又は錯化剤は、例えば、カルボニル化合物（例えば、アセチルアセトネート、及び類似の物）、単純カルボン酸塩（例えば、酢酸塩、アリールカルボン酸塩、及び類似の物）、一つ以上のヒドロキシル基を含んでいるカルボン酸塩（例えば、グリコール酸塩、乳酸塩、グルコン酸塩、没食子酸（gallic acid）及びその塩類、及び類似の物）、ジ−、トリ−、及びポリ−カルボン酸塩（例えば、シュウ酸塩、フタル酸塩、クエン酸塩、コハク酸塩、酒石酸塩、リンゴ酸塩、エデト酸塩（例えば、ジカリウムＥＤＴＡ（dipotassium EDTA））、ポリアクリル酸塩、それらの混合体、及び類似の物）、一つ以上のスルホン酸基及び／又はホスホン酸基を含んでいるカルボン酸塩、及び類似の物を含み得る。ふさわしいキレート又は錯化剤は、例えば、ジ−、トリ−、又はポリアルコール（例えば、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、及び類似の物）、及びアミン−含有化合物（例えば、アンモニア、アミノ酸、アミノアルコール、ジ−、トリ−、及びポリアミン、及び類似の物）を又含み得る。好ましくは、該錯化剤は、カルボン酸塩（carboxylate salt）、より好ましくはシュウ酸塩（oxalate salt）である。キレート又は錯化剤の選択は、除去される基材層のタイプに依存すると考える。
【００１８】
当然の事ながら、該上記の化合物の多くは、塩（例えば、金属塩、アンモニウム塩、又は類似の物）、酸の形で、又は部分塩（partial salt）として存在し得る。例えば、クエン酸塩はクエン酸同様にそれのモノ−、ジ−、及びトリ−塩を含み、フタル酸塩はフタル酸同様にそれのモノ−塩（例えば、フタル酸水素カリウム）及びジ−塩を含み、過塩素酸塩は対応する酸（例えば、過塩素酸）と同様にその塩を含む。更に、ある種の化合物又は試薬は、一機能以上を機能するかもしれない。例えば、幾つかの化合物は、キレート剤及び酸化剤（例えば、ある種の硝酸第二鉄（ferric nitrate）及び類似の物）の双方として機能し得る。
【００１９】
該研磨組成物は、任意のふさわしい方法で調合され得る。一般に、望ましくは約１〜約６のｐＨで、（ｉ）シリカ研磨剤を用意する事、（ii）該シリカ研磨剤用の液体キャリアを用意する事、そして（iii ）安定化された研磨組成物を形成する為に該シリカ研磨剤をメタノールと接触させる事により、本明細書に於いて記述された研磨組成物は調合され、そして、シリカ研磨剤及び液体キャリアを含んでなる研磨組成物は安定化されると考える。該メタノールは、該研磨組成物の調合（又は安定化）に於ける任意のふさわしい時点（point）で該シリカ研磨剤と接触する事ができる（及び、相互に作用する）。その結果、例えば、該メタノールは、シリカ研磨剤及び液体キャリアを含んでなる研磨組成物に添加され得る。あるいは又は併せて、該シリカ研磨剤が液体キャリアに添加される前に、該メタノールは、該シリカ研磨剤と接触する事ができる。
【００２０】
本明細書に於いて記述された研磨組成物は、基材を研磨する（例えば、平坦化する）為に用いられ得る。基材を研磨する方法は、（ｉ）該研磨組成物を用意する事、（ii）該基材を該研磨組成物と接触させる事、そして（iii ）該基材を研磨する為に該研磨組成物で少なくとも該基材の一部分を薄く削る事を含む。該研磨組成物は、少なくとも一つの誘電体層を含んでなる基材を研磨する方法に於いて望ましくは用いられ、その為に、該基材は該研磨組成物に接触させられ、そして、該基材の誘電体層の少なくとも一部分は該誘電体層が研磨される様に薄く削られる。該基材は、任意のふさわしい基材（例えば、集積回路、メモリディスク又はハードディスク（memory or rigid disk）、金属、層間絶縁膜（ILD layer）、半導体、微小電気機械システム（micro-electro-mechanical system）、強誘電体、磁気ヘッド、高分子フィルム、及び低及び高誘電率フィルム）であり得、そして、任意のふさわしい誘電体層（例えば、絶縁層）を含み得る。典型的には、該誘電体層は、シリコン−ベースの物質、例えば、二酸化ケイ素である。該誘電体層は、多孔質の金属酸化物、ガラス、有機ポリマー、フッ素化有機ポリマー、又は任意の他のふさわしいhigh又はlow-κの誘電体層で又あり得る。該誘電体層は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、シリコンオキシニトリド（silicon oxynitride）、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、又は約３．５以下の誘電率を有する物質を好ましくは含む。該基材は、金属又は研磨停止層（polishing stop layer）（例えば、窒化ケイ素）を含んでなる一つ以上の層を典型的には更に含む。例えば、該金属は、タングステン、銅、アルミニウム、又はニッケルであり得る。好ましくは、該金属は、タングステン又は銅である。該研磨組成物は、該基材表面の低減された浸食（erosion）及び多くの従来の研磨組成物と比較するとより少ない表面欠陥と同様に、良好な研磨効率、良好な研磨選択性、良好な研磨均一性及び／又は良好な研磨除去速度を提供し得る。
【００２１】
本発明の研磨組成物は、タングステン−含有基材を研磨するのに特に適している。より具体的に言うと、本発明の研磨組成物で研磨されているタングステン−含有基材は、メタノールを含んでいない同様の研磨組成物を用いて研磨されているその様な基材に比べより少ない総表面欠陥を示す事が、発見されている。特に、本発明の研磨組成物は、該金属線（metal line）及び該絶縁層（例えば、酸化物層）の双方上に於いてより少ない腐食欠陥、より少ない粒子残渣、及びより少ない欠陥をもたらす（yield）。本発明の研磨組成物は、タングステンのコアリング（coring）欠陥の数で大幅な減少を又示す。どんな特別な理論に束縛されたいとも願わないが、総欠陥での減少は、該メタノール及び該シリカ研磨剤との間の相互作用に幾分よると、思われる。タングステンのコアリング欠陥での減少は、該メタノール及び該基材表面上のタングステンとの間の相互作用に幾分よると、又思われる。
【００２２】
以下の実施例は、本発明を更に明らかにするが、言うまでもなく、本発明の範囲を限定するいかなる方法にも解釈されるものではない。
【実施例】
【００２３】
実施例１
本実施例は、メタノールで処理されたシリカ粒子が酸性ｐＨでコロイド安定である事を、明らかにする。
【００２４】
２．３のｐＨで水及び１．７２重量％のコロイダルシリカ研磨剤（Akzo Nobel Bindzil 50/80（商標）silica）を含んでいる研磨組成物は、１００ml試験管に２週間を超えて置かれた。研磨組成物１Ａ（実験対象（control））は、添加剤を含んでいなかった。研磨組成物１Ｂ及び１Ｃ（発明）は、各々１５０ppm 及び７５０ppm のメタノールを含んでいた。研磨組成物１Ｄ及び１Ｅ（実験対象）は、各々１５０ppm 及び７５０ppm のエタノールを含んでいた。研磨組成物１Ｆ及び１Ｇは、各々１５０ppm 及び７５０ppm のトリメチルアンモニウム水酸化物（trimethylammonium hydroxide）を含んでいた。研磨組成物１Ｈ及び１Ｉは、各々１５０ppm 及び７５０ppm のアンモニアを含んでいた。研磨組成物１Ｊ及び１Ｋは、各々１５０ppm 及び７５０ppm の硝酸アルミニウムを含んでいた。２週間の終わりに、沈降した研磨剤粒子の体積（mlで）及び該１００ml試験管の上部での透明溶液の体積（mlで）が、該研磨組成物の各々に対し記録された。該研磨組成物中のシリカ研磨剤の総体積は、７mlであった。沈降（sedimentation）の体積が７mlより大きい所の実施例に於いて、該粒子体積は、吸着された添加剤分子間の反発により膨張させられる。結果は、表１に要約されている。
【００２５】
【表１】
2005519479.tif 000002
【００２６】
表１に記述されている結果は、メタノールを含んでいるシリカ研磨剤−ベースの研磨組成物（研磨組成物１Ｂ及び１Ｃ）が、酸性条件下でコロイド安定性を示す事を、実証する。メタノールを含んでいない同様のシリカ研磨剤−ベースの研磨組成物（研磨組成物１Ａ及び１Ｄ〜１Ｋ）、例えば、添加物を含んでいない又はエタノール、トリメチルアンモニウム水酸化物、アンモニア、又は硝酸アルミニウムを含んでいるシリカ研磨剤−ベースの研磨組成物は、沈降のより大きい体積でも分かるように、より少ないコロイド安定性を示す。
【００２７】
実施例２
本実施例は、メタノールで処理されたシリカ粒子が酸性ｐＨでコロイド安定である事を、明らかにする。
【００２８】
２．３のｐＨで水及び１．７２重量％のコロイダルシリカ研磨剤（Akzo Nobel Bindzil 50/80（商標）silica）を含んでいる研磨組成物は、１００ml試験管に１週間を超えて置かれた。研磨組成物２Ａ（実験対象）は、アルコール添加剤を含んでいなかった。研磨組成物２Ｂ〜２Ｈ（発明）は、各々５０ppm、１００ppm、２５０ppm、５００ppm、７５０ppm、１５００ppm、及び２５００ppmのメタノールを含んでいた。１週間の終わりに、沈降した研磨剤粒子の体積（mlで）及び該１００ml試験管の上部での透明液体の体積が、該研磨組成物の各々に対して記録された。該研磨組成物中のシリカ研磨剤の総体積は、７mlであった。結果は、表２に要約されている。
【００２９】
【表２】
2005519479.tif 000003
【００３０】
表２に記述されている結果は、メタノールを含んでいるシリカ研磨剤−ベースの研磨組成物（研磨組成物２Ｂ〜２Ｈ）が、メタノールを含んでいない同様のシリカ研磨剤−ベースの研磨組成物（研磨組成物２Ａ）とは違って、酸性条件下でコロイド安定性を示す事を、実証する。
【００３１】
実施例３
本実施例は、シリカ研磨剤及びメタノールを含んでいる研磨組成物が浸食のより低い発生を有している事を、明らかにする。
【００３２】
タングステン及び酸化物層を含んでいる同様のパターン化されたウエハーは、異なる研磨組成物（研磨組成物３Ａ〜３Ｃ）を用いて同様の条件下で研磨された。研磨組成物３Ａ〜３Ｃ各々は、水、１．５重量％ヒュームドシリカ、及び４重量％Ｈ2Ｏ2を含んでいた。研磨組成物３Ａ（実験対象）は、メタノールを含んでいなかった。研磨組成物３Ｂ及び３Ｃ（発明）は、各々２５０ppm及び７５０ppmのメタノールを含んでいた。該研磨組成物の各々は、タングステンパターンウエハーを研磨する為に用いられた。５０％線密度（line density）（０．３５ミクロン間隔を有する０．３５ミクロンの線）、７２％線密度（０．３５ミクロン間隔を有する０．９ミクロンの線）、及び８３％線密度（０．５ミクロン間隔を有する２．５ミクロンの線）の領域に於ける該酸化物浸食と同様に該タングステンパターン外観（feature）をきれいにする時間が、該研磨組成物の各々に対して測定された。結果は、表３に要約されている。
【００３３】
【表３】
2005519479.tif 000004
【００３４】
表３に記述されている結果は、酸性ｐＨでシリカ研磨剤及びメタノールを含んでいる研磨組成物が、メタノールを有さない同様の研磨組成物よりも、きれいにするより早い時間を有しいるそしてより小さい浸食を産む（produce）事を、示す。
【００３５】
実施例４
本実施例は、シリカ研磨剤及びメタノールを含んでいる研磨組成物が浸食のより低い発生を有している事を、明らかにする。
【００３６】
タングステン及び酸化物層を含んでいる同様のパターン化されたウエハーは、異なる研磨組成物（研磨組成物４Ａ〜４Ｄ）を用いて同様の条件下で研磨された。研磨組成物４Ａ及び４Ｂは、水、１．５重量％ヒュームドシリカ、及び４重量％Ｈ2Ｏ2を含んでいた。研磨組成物４Ｃ及び４Ｄは、水、０．５重量％ヒュームドシリカ、及び４重量％Ｈ2Ｏ2を含んでいた。研磨組成物４Ａ及び４Ｃ（実験対象）は、メタノールを含んでいなかった。研磨組成物４Ｂ及び４Ｄ（発明）は、６００ppmメタノールを含んでいた。該研磨組成物の各々は、タングステンウエハーを研磨する為に用いられた。該研磨組成物の各々を用いて基材研磨の間中に発生した酸化物浸食（Åで）の量が、５０％線密度（０．３５ミクロン間隔を有する０．３５ミクロンの線）、７２％線密度（０．３５ミクロン間隔を有する０．９ミクロンの線）、及び８３％線密度（０．５ミクロン間隔を有する２．５ミクロンの線）の領域を含んでいる該基材の三つの領域に対して決定された。研磨結果は、表４に要約されている。
【００３７】
【表４】
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【００３８】
表４に記述されている結果は、酸性ｐＨでシリカ研磨剤及びメタノールを含んでいる研磨組成物が、メタノールを有さない同様の研磨組成物よりもより小さい浸食を産む事を、示す。
【００３９】
実施例５
本実施例は、本発明の研磨組成物が、タングステン−含有基材を研磨する為に用いられた時、メタノールを含んでいない同様の研磨組成物と比較するとより少ないタングステンのコアリング欠陥を示す事を、明らかにする。
【００４０】
タングステン及び酸化物層を含んでいる同様のパターン化されたウエハーは、六つの異なる研磨組成物（研磨組成物５Ａ〜５Ｆ）を用いて同様の条件下で研磨された。研磨組成物５Ａは、メタノールを含んでいなく、そして研磨組成物５Ｂ〜５Ｆは、それらが各々１７０ppm、２５０ppm、２９０ppm、５００ppm、及び７５０ppmのメタノールを含んでいた以外は、研磨組成物５Ａと同一であった。３６回研磨走行が、該研磨組成物により示された平均の（mean）タングステンのコアリング欠陥を決定する為に研磨組成物５Ａを用いて実施された。各々の研磨されたウエハー上の該タングステンのコアリング欠陥が、ＡＩＴ２検査システム（KLA-Tencor, San Jose, California）を用いて測定された。前記測定の結果は、表５に要約されている。
【００４１】
【表５】
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【００４２】
表５記述されている結果は、本発明の研磨組成物で研磨されたタングステン−含有基材が、メタノールを含んでいない同様の研磨組成物で研磨された基材よりより少ないタングステンコアリング欠陥を示す事を、示す。
【００４３】
本明細書で引用された、出版物、特許出願公開明細書、及び特許明細書を含む全ての参考資料は、あたかも各々の参考資料が参考のために示される為に個々に及び明確に指摘されそして本明細書でその全てに記述されたかのように、同じ範囲で参考のためこの明細書に添付される。
【００４４】
特に本明細書に於いて指摘されない又は文脈により明らかに否定されない限り、本発明を記述する文脈に於いて（特に添付の請求項の文脈に於いて）用語「a」及び「an」及び「the」及び同様な指示対象（referent）は、単数形及び複数形の双方をカバー（cover）すると解釈されるべきである。用語「comprising」、「having」、「including」、及び「containing」は、特に記述されない限り、制約のない（open-ended）用語（即ち、「含んでいる（including）が、限定されない」を意味する）として解釈されるべきである。本明細書に於ける値の範囲の記述は、特に本明細書に於いて指摘されない限りは、該範囲に含まれる各々別々の値に個々に参照するショートハンド（shorthand）法としての役割をする事を単に目的としており、そして各々別々の値が、あたかもそれが本明細書に於いて個々に記述されるかのように、本明細書に組み込まれる。特に本明細書に於いて指摘されない又は文脈により明らかに否定されない限り、本明細書に於いて記述された全ての方法は、任意のふさわしい順序で実施され得る。任意及び全ての実施例の使用、又は本明細書に於いて提供された例示の言葉（例えば、「など（such as）」は、本発明をよりよく解明する事を単に目的としており、そして特に請求項に記載されない限りは本発明の範囲限定を提示しない。本明細書の言葉は、請求項に記載されない要素を本発明の実施に不可欠なように示しているとして解釈されるべきではない。
【００４５】
本発明の好まれた実施例は、本明細書に於いて記述されており、本発明を実行するに対して本発明者に既知の最もよい形態（mode）を含む。前記の好まれた実施例の変形物（variation）は、該上述の記述を読んだら当業者には明らかになるかもしれない。本発明者は、熟練者（skilled artisan）が必要に応じてその様な変形物を採用する事を期待しており、そして本発明者は、本発明が本明細書に於いて明確に記述された様な物とは別の方法で実行される事を意図している。従って、本発明は、適用法令により許可されたとして本明細書に付加された請求項に列挙された主題の全ての改良（modification）及び同等なものを含む。更に、その全ての可能な変形物に於ける該上述の要素に関する任意の組み合わせは、特に本明細書に於いて指摘されない又は文脈により明らかに否定されない限り、本発明に包含される。
【国際調査報告】
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