【事件の表示】
　特許第３４５７１４４号「研磨用組成物」の請求項１ないし８に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３４５７１４４号の請求項１ないし４に係る特許を取り消す。
【理　由】
１．手続の経緯
　特許第３４５７１４４号の請求項１ないし４に係る発明は、平成９年５月２１日に特許出願され、平成１５年８月１日にその特許権の設定登録がなされ、その後、稲葉佳子（以下、「申立人」という。）より特許異議の申立てがなされ、取消しの理由が通知され、その指定期間内である平成１７年２月１５日に訂正請求がなされたものである。
　
２．訂正の適否についての判断
2.1　訂正の内容
2.1.1　訂正事項ａ
　設定登録時の特許請求の範囲の請求項１を、次のとおりに訂正する。
「二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化チタン、窒化ケイ素、酸化ジルコニウム、および二酸化マンガンからなる群より選ばれる少なくとも１種類の研磨材および水を含んでなる研磨用組成物であって、さらにこの組成物中に溶存している塩基性有機化合物を含んでな
り、前記塩基性有機化合物が、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−メチル−Ｎ，Ｎ−ジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエ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−（β−アミノエチル）エタノールアミン、ピペラジン・六水和物、無水ピペラジン、Ｎ−メチルピペラジン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、および水酸化テトラメチルアンモニウムからなる群から選ばれる少なくとも１種類であり、さらに前記塩基性有機化合物の含有量が、研磨用組成物の重量を基準にして０．００１〜３５重量％であ
　
2.1.2　訂正事項ｂ
　設定登録時の特許請求の範囲の請求項４及び請求項６を、新たな請求項４とするとともに、その記載内容を次のとおりに訂正する。
「
塩基性有機化合物がピペラジン・六水和物、無水ピペラジン、および水酸化テトラメチルアンモニウムアミンからなる群から選ばれる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
　なお、上記の記載中、「水酸化テトラメチルアンモニウムアミン」とあるのは、このような化合物が存在し得ないことが当業者にとって明白であること、及び設定登録時の特許請求の範囲と発明の詳細な説明に「水酸化テトラメチルアンモニウム」の記載があることを考慮すると、「水酸化テトラメチルアンモニウム」の誤記であることは明白であるため、訂正された請求項４は、「塩基性有機化合物がピペラジン・六水和物、無水ピペラジン、および水酸化テトラメチルアンモニウムからなる群から選ばれる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨用組成物。」であると認められる。
　
2.1.3　訂正事項ｃ
　設定登録時の特許請求の範囲の請求項５，７，８を削除する。
　
2.1.4　訂正事項ｄ
　設定登録時の明細書の段落【0021】を、次のとおりに訂正する。
「本発明の研磨用組成物は、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化チタン、窒化ケイ素、酸化ジルコニウム、および二酸化マンガンからなる群より選ばれる少なくとも１種類の研磨材および水を含んでなる研磨用組成物であって、さらにこの組成物中に溶存している塩基性有機化合物を含んでな
り、前記塩基性有機化合物が、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−メチル−Ｎ，Ｎ−ジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエ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−（β−アミノエチル）エタノールアミン、ピペラジン・六水和物、無水ピペラジン、Ｎ−メチルピペラジン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、および水酸化テトラメチルアンモニウムからなる群から選ばれる少なくとも１種類であり、さらに前記塩基性有機化合物の含有量が、研磨用組成物の重量を基準にして０．００１〜３５重量％であ
　
2.1.5　訂正事項ｅ
　設定登録時の明細書の段落【0039】を、次のとおりに訂正する。
「
本発明の研磨用組成物に
、
、
、
。
」
　
2.1.6　訂正事項ｆ
　設定登録時の明細書の段落【0057】を、次のとおりに訂正する。
「表１
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　研磨材　　　　添加剤　　　　　　　　　Ｐ*　 　Ｓ**　選択比
実施例１　ＣＳ　モノエタノールアミン　　　　３４９０　　９　３８８ 
実施例２　ＣＳ　ジエタノールアミン　　　　　２６５４　１５　１７７ 
参考
実施例４　ＣＳ　Ｎ−メチル−Ｎ，Ｎ−　　　　２３７２　　８　２９７ 
　　　　　　　　ジエタノールアミン　
実施例５　ＣＳ　Ｎ，Ｎ−ジメチルジエタノール３６７１　１１　３３４ 
　　　　　　　　アミン 
実施例６　ＣＳ　Ｎ，Ｎ−ジエチルジエタノール２５１３　１０　２５１ 
　　　　　　　　アミン 
実施例７　ＣＳ　Ｎ−（β−アミノエチル）　　３８５２　１５　２５７ 
　　　　　　　　エタノールアミン 
参考
参考
実施例10　ＣＳ　ピペラジン・六水和物　　　　２５５３　　７　３６５ 
実施例11　ＣＳ　無水ピペラジン　　　　　　　３７１１　２４　１５５ 
参考
　　　　　　　　ピペラジン 
実施例13　ＣＳ　Ｎ−メチルピペラジン　　　　３６３０　２０　１８２ 
参考
実施例15　ＣＳ　モノイソプロパノールアミン　３２９７　１３　２５４ 
実施例16　ＣＳ　ジイソプロパノールミン　　　１８６１　１１　１６９ 
実施例17　ＦＳ　ピペラジン・六水和物　　　　３０６４　１１　２７９ 
比較例１　ＦＳ　水酸化カリウム　　　　　　　３４９３　６７７　　５
Ｐ*：ポリシリコン膜に対する研磨速度（μｍ／分）
Ｓ**：二酸化ケイ素膜に対する研磨速度（μｍ／分）
研磨材ＣＳ：高純度コロイダルシリカ
研磨材ＦＳ：フュームドシリカ」
　
（なお下線は、訂正箇所を明確化するため、当審で付したものである。）
　
2.2　訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
2.2.1　訂正事項ａにつき
　上記訂正事項ａは、塩基性有機化合物の種類及び含有量を特定するものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とするものに該当し、新規事項の追加には該当せず、また、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
　
2.2.2　訂正事項ｂにつき
　上記訂正事項ｂは、塩基性有機化合物としての「アミン」及び「アンモニウム化合物」の種類を特定するものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とするものに該当し、新規事項の追加には該当せず、また、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
　
2.2.3　訂正事項ｃにつき
　上記訂正事項ｃは、請求項を削除するものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とするものに該当し、新規事項の追加には該当せず、また、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
　
2.2.4　訂正事項ｄ，ｅ，ｆにつき
　上記訂正事項ｄ，ｅ，ｆは、いずれも訂正された特許請求の範囲の記載との整合をはかるものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とするものに該当し、新規事項の追加には該当せず、また、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
　
2.3　むすび
　したがって、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する同法第１２６条第２項、第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議の申立てについての判断
3.1　本件発明
　上記２．で示したように上記訂正が認められるから、本件の請求項１ないし４に係る発明（以下、「本件発明１ないし４」という。）は、次のとおりのものである。
　
【請求項１】  二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化チタン、窒化ケイ素、酸化ジルコニウム、および二酸化マンガンからなる群より選ばれる少なくとも１種類の研磨材および水を含んでなる研磨用組成物であって、さらにこの組成物中に溶存している塩基性有機化合物を含んでなり、前記塩基性有機化合物が、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−メチル−Ｎ，Ｎ−ジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエ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−（β−アミノエチル）エタノールアミン、ピペラジン・六水和物、無水ピペラジン、Ｎ−メチルピペラジン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、および水酸化テトラメチルアンモニウムからなる群から選ばれる少なくとも１種類であり、さらに前記塩基性有機化合物の含有量が、研磨用組成物の重量を基準にして０．００１〜３５重量％であることを特徴とする、ポリシリコン研磨用組成物。
【請求項２】  研磨材が二酸化ケイ素である、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項３】  二酸化ケイ素が、コロイダルシリカまたはフュームドシリカの少なくとも１種類である、請求項２に記載の研磨用組成物。
【請求項４】  塩基性有機化合物がピペラジン・六水和物、無水ピペラジン、および水酸化テトラメチルアンモニウムからなる群から選ばれる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
　
3.2　引用刊行物に記載された事項
　当審で通知した取消しの理由で引用した、本願の出願日前である平成９年３月７日に発行された、刊行物２（特開平９−６３９９６号公報）には、以下の事項が記載されている。
　
イ．（特許請求の範囲、請求項１，２，５）
「【請求項１】　シリコンウェハと研磨用パッドとの間に、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（以下、「ＴＭＡＨ」という）水溶液を介在させて前記シリコンウェハの表面を研磨することを特徴とするシリコンウェハの研磨方法。
【請求項２】　前記ＴＭＡＨ水溶液中のＴＭＡＨ濃度が、０．１ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１に記載のシリコンウェハの研磨方法。
【請求項５】　前記ＴＭＡＨ水溶液中に５ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下の濃度でコロイダルシリカが混入されていることを特徴とする請求項１または２に記載のシリコンウェハの研磨方法。」
　
ロ．（段落【0004】）
「　このような層間絶縁膜表面やシリコン基板表面を平坦化する技術の一つとして、特開昭６０−３９８３５号公報などに記載されたＣＭＰ法といわれる方法が知られている。このＣＭＰ法とは、被研磨材料と硬度が同じ程度か若干高い研磨粒子が液体中に分散混入されたスラリー（slurry）をシリコンウェハと研磨用パッドとの間に介在させ、シリコンウェハを研磨用パッドに対して相対的に回転させることにより、シリコンウェハ表面を研磨し平坦化する方法である。このＣＭＰ法によると、研磨粒子の機械的研磨作用とスラリー液の化学的研磨作用との相乗効果により研磨効率を向上させることができるとともに、スラリー液のｐＨ調節により研磨能率を正確に制御することができる。」
　
ハ．（段落【0021】）
「　本実施形態では、スラリーとして、濃度０．３ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）と、粒子径７ｎｍ〜５０ｎｍ程度で濃度５ｗｔ％のコロイダルシリカ（コロイドシリカ）とを含有した水溶液を用いる。」
　
ニ．（段落【0029】）
「　本実施形態では、シリコンウェハ１の表面をトレンチアイソレーション法で素子分離するに当たり研磨による平坦化を行ったが、本発明の研磨方法は、層間絶縁膜などの絶縁膜、多結晶シリコン膜や金属膜などの導電膜、および、単結晶シリコン基板（ベアウェハ）の平坦化などにも適用することができる。」
　
　「コロイダルシリカ」がスラリー中の研磨粒子であること、及び、「テトラメチルアンモニウムヒドロキシド」が「水酸化テトラメチルアンモニウム」と同一の塩基性有機化合物であることは、技術常識である。
　そこで、摘記事項イ、ハの記載を本件発明４に照らして整理すると、刊行物２には、「コロイダルシリカからなる研磨粒子および水を含んでなるスラリーであって、さらにこのスラリー中に溶存している塩基性有機化合物を含んでなり、前記塩基性有機化合物が水酸化テトラメチルアンモニウムであり、さらに前記水酸化テトラメチルアンモニウムの含有量が、スラリーの重量を基準にして０．１〜５ｗｔ％である、スラリー。」（以下、「刊行物２記載の発明」という。）が記載されていると認められる。
　
3.3　対比
　本件発明４と刊行物２記載の発明とを対比すると、後者の「研磨粒子」及び「スラリー」が、前者の「研磨材」及び「研磨用組成物」にそれぞれ相当することは明白である。また、後者の水酸化テトラメチルアンモニウムの含有量である「０．１〜５ｗｔ％」と、後者の塩基性有機化合物の含有量である「０．００１〜３５重量％」とは、「０．１〜５重量％」の範囲で一致する。よって、本件発明４と刊行物１記載の発明とは、以下の点で一致及び相違するものと認められる。
　
＜一致点＞
「コロイダルシリカからなる研磨材および水を含んでなる研磨用組成物であって、さらにこの組成物中に溶存している塩基性有機化合物を含んでなり、前記塩基性有機化合物が水酸化テトラメチルアンモニウムであり、さらに前記塩基性有機化合物の含有量が、研磨用組成物の重量を基準にして０．１〜５重量％であることある、研磨用組成物。」
　
＜相違点＞
　研磨用組成物が、前者では「ポリシリコン研磨用組成物」であるのに対し、後者はそのように特定されていない点。
　
3.4　当審の判断
　以下に、上記相違点について検討する。
　
　刊行物２には、摘記事項ニに示すように、研磨用組成物を「多結晶シリコン膜」の研磨にも適用することができることが記載されている。ここで、「多結晶シリコン」とは、「ポリシリコン」と同義語である。
　よって、刊行物２記載の発明を、ポリシリコン研磨用組成物とすることは、当業者が容易に想到し得る。
　
　したがって、本件発明４は、刊行物２記載の発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものである。
　
　本件発明４は、本件発明１ないし３の発明を特定する事項をすべて含む。
　したがって、本件発明１ないし３も、本件発明４と同様の理由によって、当業者が容易に発明をすることができたものである。
　
3.5　むすび　
　以上のとおり、本件の請求項１ないし４係る発明は刊行物２記載の発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであるので、本件の請求項１ないし４に係る特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものである。
　したがって、本件の請求項１及び２に係る特許は、特許法第１１３条第２号に該当し、取り消されるべきものである。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１７年３月４日（２００５．３．４）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
研磨用組成物
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】
　二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化チタン、窒化ケイ素、酸化ジルコニウム、および二酸化マンガンからなる群より選ばれる少なくとも１種類の研磨材および水を含んでなる研磨用組成物であって、さらにこの組成物中に溶存している塩基性有機化合物を含んでな
り、前記塩基性化合物が、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−メチル−Ｎ，Ｎ−ジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエ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−（β−アミノエチル）エタノールアミン、ピペラジン・六水和物、無水ピペラジン、Ｎ−メチルピペラジン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、および水酸化テトラメチルアンモニウムからなる群から選ばれる少なくとも１種類であり、さらに前記塩基性有機化合物の含有量が、研磨用組成物の重量を基準にして０．００１〜３５重量％である
　【請求項２】
　研磨材が二酸化ケイ素である、請求項１に記載の研磨用組成物。
　【請求項３】
　二酸化ケイ素が、コロイダルシリカまたはフュームドシリカの少なくとも１種類である、請求項２に記載の研磨用組成物。
　【請求項４】
　
塩基性有機化合物がピペラジン・六水和物、無水ピペラジン、および水酸化テトラメチルアンモニウムアミンからなる群から選ばれる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は、多結晶シリコン（以下、ポリシリコンという）部材の研磨に使用される研磨用組成物に関し、特に半導体産業等におけるデバイスウェーハのポリシリコン表面平坦化加工に好適な研磨用組成物に関するものである。
　【０００２】
　さらに詳しくは、本発明は、従来よりＣＭＰ技術（詳細後記）が適用されている半導体素子、例えばキャパシタ、ゲート電極、およびその他、に使用されているポリシリコン膜の平坦化において、大きな研磨速度と選択比が得られ、優れた研磨表面を形成させることができると同時に、不純物金属イオン含有量の少ない、高度なデバイス形成技術に適用可能な研磨用組成物に関するものである。
　【０００３】
　【従来の技術】
　近年のコンピューターを始めとする所謂ハイテク製品の進歩は目覚ましく、これに使用される部品、例えばＵＬＳＩ、は年々高集積化・高速化の一途をたどっている。これに伴い、半導体装置のデザインルールは年々微細化が進み、デバイス製造プロセスでの焦点深度は浅くなり、パターン形成面に要求される平坦性は厳しくなってきている。
　【０００４】
　また、配線の微細化による配線抵抗の増大に対処するため、デバイスの多層化による配線長の短縮が行われているが、形成されたパターン表面の段差が多層化の障害として問題化してきている。
　【０００５】
　このような微細化および多層化を行うに当たっては、そのプロセス中で段差を取り除くための所望表面の平坦化を行うことが必要であり、この手法として、これまではスピンオングラス、レジストエッチバックおよびその他の平坦化法が用いられていた。
　【０００６】
　しかし、これらの手法では、部分的な平坦化は可能であるが、次世代のデバイスに要求されるグローバルプレナリゼーション（完全平坦化）を達成することは困難な状況であり、現在では機械的ないし物理的研磨と化学的研磨とを組み合わせたメカノケミカル研磨加工による平坦化（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、以下「ＣＭＰ」という）が検討されるようになってきている。
　【０００７】
　一方、ＣＭＰ加工技術はキャパシタ、ゲート電極、およびその他に使用されているポリシリコン膜や、層間絶縁膜である二酸化ケイ素膜、さらに配線材料であるアルミニウム膜、タングステン膜または銅膜等の平坦化およびその他への適用が検討されている。
　【０００８】
　キャパシタ、ゲート電極、およびその他、に使用されている材料の平坦化を実施するに当たっての技術課題は、平坦化加工する面を研磨による取代の過不足なく均一に仕上げること、かつ所定の取代で研磨を終了させること、である。
　【０００９】
　このような研磨作業を行うためには、例えば二酸化ケイ素膜の上にポリシリコン膜を堆積させた膜付ウェーハを研磨する場合、部分的に二酸化ケイ素膜が露出した時点でポリシリコン膜の研磨を終了する必要がある。この時点を「終点」といい、この終点を見つけ出すことを「終点検出」という。終点検出の方法については種々検討が行なわれており、例えば研磨中、研磨定盤下からレーザー光をウェーハにあてて残存膜厚を測定する方法、およびその他、が提案されているが、どれも十分な実用域に達していないのが現状である。このため、研磨中に終点を検出するのでなく、研磨用組成物の有する研磨速度から、ある一定厚さのポリシリコン膜を除去するのに必要な時間を算出し、この時間内研磨を行なうことで終点とする方法をとるのが一般的である。
　【００１０】
　しかしながら、一般に、半導体素子に設けられるポリシリコン膜は、約５，０００〜６，０００オングストロームの厚さで成膜されているのに対して、一般的な研磨用組成物を用いた場合にポリシリコン膜が研磨される速度は数千オングストローム／分である。このため、研磨用組成物の種類により変化する、ポリシリコン膜を研磨する速度が大きすぎると、研磨開始後、ごく短時間でポリシリコン膜が除去されてしまう。
　【００１１】
　このような事情から、一般的には、研磨対象であるポリシリコン膜の下層により研磨されにくい二酸化ケイ素膜を配し、二酸化ケイ素膜をストッパー層として研磨が行われることが多い。これに際して用いられる研磨用組成物としては、ポリシリコン膜を効率よく加工することができ、一方、二酸化ケイ素膜に対しては、これを研磨しない研磨用組成物が好適であることが理解できる。
　【００１２】
　しかしながら、二酸化ケイ素膜上にポリシリコン膜を堆積させたウェーハを研磨用組成物を用いて研磨する場合には、ポリシリコン膜の除去が完了した直後に、的確に研磨操作を終了させなければ、ストッパー層である二酸化ケイ素膜まで研磨が及んでしまうこともある。これは、ほとんどの場合、用いた研磨用組成物の種類を問わず、二酸化ケイ素膜が研磨される速度も０ではないためである。したがって、ポリシリコン膜の除去完了後も研磨操作が継続されれば、二酸化ケイ素膜も除去され、極端な場合には完全に除去されてしまうことさえある、という問題点があった。
　【００１３】
　一般的に、二酸化ケイ素膜に対してポリシリコン膜がどれだけ研磨され易いかを表す指標として、研磨用組成物によりポリシリコン膜が研磨される速度と、二酸化ケイ素膜の研磨される速度との比である選択的研磨速度比（以下、「選択比」という）が用いられる。これは、研磨組成物によりポリシリコン膜が研磨される速度を二酸化ケイ素膜のそれで除すことで求められる。
　【００１４】
　この選択比の定義によれば、研磨用組成物が二酸化ケイ素膜を研磨する速度は一定でも、ポリシリコン膜を研磨する速度が大きい程、また、ポリシリコン膜を研磨する速度が一定でも、二酸化ケイ素膜を研磨する速度が小さい程、選択比は高くなる。勿論、二酸化ケイ素膜を研磨する速度が０に近く、かつ、ポリシリコン膜を研磨する速度がより大きい研磨用組成物が要求されていることは、前記した理由から明らかである。
　【００１５】
　従って、ポリシリコン膜を研磨する速度が大きくても、二酸化ケイ素膜を研磨する速度が大きいものは、いくら選択比が高くても実用性は低い。むしろ二酸化ケイ素膜は研磨を止めるストッパー層であるため、ポリシリコン膜を研磨する速度がやや小さくても、選択比が高く、かつ、二酸化ケイ素膜を研磨する速度がより０に近いものの方が実用的である。
　【００１６】
　このような理由から、ＣＭＰ加工技術においては終点で的確に研磨を終了させることが重要であり、ポリシリコン膜／二酸化ケイ素膜からなるウェーハ表面をＣＭＰ加工するのに適当な、研磨速度および選択比を有する研磨用組成物が求められていた。
　【００１７】
　従来、ウェーハ表面に設けられた、キャパシタ、ゲート電極、およびその他に使用されているポリシリコン膜の研磨において、フュームドシリカ、水、および水酸化カリウムを含む研磨用組成物が用いられてきた。
　【００１８】
　しかし、この研磨用組成物は二酸化ケイ素膜を研磨する用途にも用いられるものである。本発明者らの知る限り、この研磨用組成物をポリシリコン膜の研磨に用いた場合、フュームドシリカのメカニカルな研磨作用と、水酸化カリウムのケミカルな研磨作用が、ポリシリコン膜だけでなく、二酸化ケイ素膜にも強く作用してしまい、両者に対する研磨速度が大きくなり、その結果、選択比が小さくなってしまうという問題があった。
　【００１９】
　また、この研磨用組成物には、ケミカルな研磨を促進させるために添加されている水酸化カリウムを含んでなるが、この水酸化カリウムに起因して、カリウムイオンはもちろん、その他のナトリウムイオンなどの金属イオンが大量に含まれている。金属イオンは、半導体デバイスの動作不良の原因となる場合があるため、半導体の製造工程においては特に敬遠されるものである。従って、本発明者らの知る限り、この研磨用組成物は、半導体を加工する場合のＣＭＰ加工技術には必ずしも好適ではなく、改良の余地があるものである。
　【００２０】
　【発明が解決しようとする課題】
　本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、ポリシリコン部材、例えば基材、特に半導体基盤、の表面に施されたキャパシタ、ゲート電極、およびその他に使用されているポリシリコン膜、をＣＭＰ加工技術により平坦化させるのに用いられる研磨用組成物に従来より求められていた、基本的な研磨性能を有し、かつ大きな研磨速度と選択比が得られ、表面欠陥の発生が少なく、さらには不純物金属イオン含有量の少ない研磨用組成物を提供することを目的とするものである。
　【００２１】
　【課題を解決するための手段】
［発明の概要］
＜要旨＞
　本発明の研磨用組成物は、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化チタン、窒化ケイ素、酸化ジルコニウム、および二酸化マンガンからなる群より選ばれる少なくとも１種類の研磨材および水を含んでなる研磨用組成物であって、さらにこの組成物中に溶存している塩基性有機化合物を含んでな
り、前記塩基性化合物が、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−メチル−Ｎ，Ｎ−ジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエ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−（β−アミノエチル）エタノールアミン、ピペラジン・六水和物、無水ピペラジン、Ｎ−メチルピペラジン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、および水酸化テトラメチルアンモニウムからなる群から選ばれる少なくとも１種類であり、さらに前記塩基性有機化合物の含有量が、研磨用組成物の重量を基準にして０．００１〜３５重量％である
　【００２２】
＜効果＞
　本発明の研磨用組成物は、ポリシリコン膜に対する研磨速度、およびポリシリコン膜の二酸化ケイ素膜に対する選択比が大きく、表面欠陥の少ない、優れた研磨表面を形成させることができる。
　【００２３】
［発明の具体的説明］
＜研磨材＞
　本発明の研磨用組成物の成分の中で主研磨材として用いるのに適当な研磨材とは、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化チタン、窒化ケイ素、酸化ジルコニウム、および二酸化マンガンからなる群より選ばれる。
　【００２４】
　二酸化ケイ素には、コロイダルシリカ、フュームドシリカ、およびその他の、製造法や性状の異なるものが多種存在する。
　このうち、コロイダルシリカは、ケイ酸ナトリウムをイオン交換樹脂で加水分解するか、アルコキシシランを酸またはアルカリで加水分解することにより製造されるのが一般的である。このような湿式法により製造されるコロイダルシリカは、通常は一次粒子、二次粒子、または水中に分散したスラリーとして得られる。
　【００２５】
　本発明において、コロイダルシリカを用いる場合、一般的には前記の方法で製造されたものを用いることができるが、半導体基盤の研磨加工などを意図した場合には金属不純物が敬遠されるので、高純度コロイダルシリカを用いることが好ましい。この高純度コロイダルシリカは、有機ケイ素化合物を湿式で加水分解することにより製造され、金属不純物が極めて少なく、中性領域でも比較的安定であるという特徴を有する。
　【００２６】
　また、本発明の研磨用組成物に用いることのできるフュームドシリカは、四塩化ケイ素と水素を空気中で燃焼させることにより製造されるものである。気相法により製造される、このフュームドシリカは、一次粒子が数個〜数十個集まった鎖構造の二次粒子を形成しており、金属不純物の含有量が比較的少ない。このようなフュームドシリカは、例えば、日本アエロジル社よりＡｅｒｏｓｉｌの商品名で市販されている。
　【００２７】
　酸化アルミニウムにも、α−アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ、κ−アルミナ、およびその他の形態的に異なるものがある。また製造法からフュームドアルミナと呼ばれるものもある。
　【００２８】
　酸化セリウムには、酸化数から３価のものと４価のもの、また結晶系から見て、六方晶系、等軸晶系、および面心立方晶系のものがある。
　【００２９】
　酸化ジルコニウムは、結晶系から見て、単斜晶系、正方晶系、および非晶質のものがある。また、製造法からフュームドジルコニアと呼ばれるものもある。
　【００３０】
　酸化チタンには、結晶系から見て、一酸化チタン、三酸化二チタン、二酸化チタンおよびその他のものがある。また製造法からフュームドチタニアと呼ばれるものもある。
　【００３１】
　窒化ケイ素は、α−窒化ケイ素、β−窒化ケイ素、アモルファス窒化ケイ素、およびその他の形態的に異なるものがある。
　【００３２】
　二酸化マンガンは、形態的に見てα−二酸化マンガン、β−二酸化マンガン、γ−二酸化マンガン、δ−二酸化マンガン、ε−二酸化マンガン、η−二酸化マンガン、およびその他がある。
　【００３３】
　本発明の研磨用組成物に用いる研磨材は、これらのうちのいずれかに限定はされないが、研磨材は二酸化ケイ素であることが好ましく、コロイダルシリカまたはフュームドシリカであることが特に好ましい。
　【００３４】
　また、本発明の組成物には、これらのものを任意に、必要に応じて組み合わせて、用いることができる。組み合わせる場合には、その組み合わせ方や使用する割合は特に限定されない。
　【００３５】
　上記の研磨材は、砥粒としてメカニカルな作用により被研磨面を研磨するものである。このうち二酸化ケイ素の粒径は、ＢＥＴ法により測定した比表面積から求められる平均粒子径で一般に０．００５〜０．５μｍ、好ましくは０．０１〜０．２μｍ、である。また、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、窒化ケイ素、および二酸化マンガンの粒径は、ＢＥＴ法により測定した平均粒子径で一般に０．０１〜１０μｍ、好ましくは０．０５〜３μｍ、である。さらに、酸化セリウムの粒径は、走査型電子顕微鏡により観察される平均粒子径で、一般に０．０１〜１０μｍ、好ましくは０．０５〜３μｍ、である。
　【００３６】
　これらの研磨材の平均粒子径がここに示した範囲を超えて大きいと、研磨された表面の表面粗さが大きかったり、スクラッチが発生したりするなどの問題があり、逆に、ここに示した範囲よりも小さいと研磨速度が極端に小さくなってしまい実用的でない。
　【００３７】
　研磨用組成物中の研磨材の含有量は、通常、組成物全量に対して一般に０．１〜５０重量％、好ましくは０．５〜２５重量％、である。研磨材の含有量が余りに少ないと研磨速度が小さくなり、逆に余りに多いと均一分散が保てなくなり、かつ組成物粘度が過大となって取扱いが困難となることがある。
　【００３８】
＜塩基性有機化合物＞
　本発明の研磨用組成物は、塩基性有機化合物を含んでなる。本発明の研磨用組成物において、塩基性有機化合物は研磨促進剤として、ケミカルな作用により研磨作用を促進するものである。使用する塩基性有機化合物は、組成物中に溶存していることが必要である。
　【００３９】
　
本発明の研磨用組成物に
エ
、ピ
、Ｎ
、モ
　【００４０】
　本発明の研磨用組成物の塩基性有機化合物の含有量は、用いる塩基性有機化合物の効果により異なるが、研磨用組成物の全量に対して、好ましくは０．００１〜３５重量％、さらに好ましくは０．０５〜２０重量％、である。塩基性有機化合物の添加量を増量することで本発明の効果がより強く発現する傾向があるが、過度に多いと改良の度合いが小さくなり、経済的なデメリットを生じることもあり得るので注意が必要である。
　【００４１】
＜研磨用組成物＞
　本発明の研磨用組成物は、一般に上記の研磨材を所望の含有率で水に混合し、分散させ、さらに塩基性有機化合物を溶解させることにより調製する。研磨材はこの組成物中に均一に分散して懸濁液となり、研磨用組成物が形成される。これらの成分を水中に分散または溶解させる方法は任意であり、例えば、翼式撹拌機で撹拌したり、超音波分散により分散させる。また、これらの各成分の混合順序は任意であり、研磨材の分散と、塩基性有機化合物の溶解のどちらを先に行ってもよく、また両者を同時に行ってもよい。
　【００４２】
　また、上記の研磨用組成物の調製に際しては、製品の品質保持や安定化を図る目的や、被加工物の種類、加工条件およびその他の研磨加工上の必要に応じて、各種の公知の添加剤をさらに加えてもよい。
　【００４３】
　すなわち、さらに加える添加剤の好適な例としては、下記のものが挙げられる。
（イ）セルロース類、例えばセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、およびその他、
（ロ）水溶性アルコール類、例えばエタノール、プロパノール、エチレングリコール、およびその他、
（ハ）界面活性剤、例えばアルキルベンゼンスルホン酸ソーダ、ナフタリンスルホン酸のホルマリン縮合物、およびその他、
（ニ）有機ポリアニオン系物質、例えばリグニンスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩、およびその他、
（ホ）水溶性高分子（乳化剤）類、例えばポリビニルアルコール、およびその他、
（ヘ）キレート剤、例えばジメチルグリオキシム、ジチゾン、オキシン、アセチリアセトン、グリシン、ＥＤＴＡ、ＮＴＡ、およびその他。
　【００４４】
　また、本発明の研磨用組成物に対して、そこに含まれる研磨材および塩基性有機化合物に加えて、研磨材および塩基性有機化合物として前記したものを包含するものの中からその他のものを、研磨材または研磨促進剤の用途以外の目的で、例えば研磨材の沈降防止のために、さらなる添加剤として用いることも可能である。
　【００４５】
　本発明の研磨用組成物は、ポリシリコン部材を研磨するためのものである。研磨されるポリシリコン部材としては、任意のものを選択できるが、具体的には、半導体デバイスが挙げられる。本発明の研磨用組成物は、半導体デバイス、特に半導体基盤表面上に施されたキャパシタ、ゲート電極、およびその他に使用されているポリシリコン膜を研磨するのに適している。なお、このような基材に対して本発明の研磨用組成物を適用して研磨加工を行った場合、ポリシリコン膜とともに二酸化ケイ素膜、金属膜、または基材材料も研磨されることがある。
　【００４６】
　また、本発明の研磨用組成物は、比較的高濃度の原液として調製して貯蔵または輸送などをし、実際の研磨加工時に希釈して使用することもできる。前述の好ましい濃度範囲は、実際の研磨加工時のものとして記載したのであり、このような使用方法をとる場合、貯蔵または輸送などをされる状態においてはより高濃度の溶液となることは言うまでもない。また、取り扱い性の観点から、そのような濃縮された形態で製造されることが好ましい。なお、研磨用組成物について前述した濃度などは、このような製造時の濃度ではなく、使用時の濃度を記載したものである。
　【００４７】
　なお、本発明の研磨用組成物がポリシリコン膜の平坦化において、ポリシリコン膜を研磨する速度と選択比が大きい理由について、機構的な解明は行っていないが、以下のように推察される。
　【００４８】
　ポリシリコン膜を研磨する速度が大きいことの理由に関しては、塩基性有機化合物によりポリシリコン膜が化学的変化を受けて、研磨材のメカニカルな作用による研磨効果を受けやすくなるためと考えられる。
　一方、選択比が大きくなる、すなわち、ポリシリコン膜に対する研磨速度が大きく、それに比較して二酸化ケイ素膜に対する研磨速度が大きくならない理由は、塩基性有機化合物によるケミカルな作用が二酸化ケイ素膜にはあまりおよばず、研磨材によるメカニカルな作用による研磨効果が比較的受けにくいためと考えられる。
　【００４９】
　以下は、本発明の研磨用組成物を例を用いて具体的に説明するものである。
　なお、本発明は、その要旨を超えない限り、以下に説明する諸例の構成に限定されない。
　【００５０】
　【発明の実施の形態】
＜研磨用組成物の内容および調製＞
　まず、研磨材として高純度コロイダルシリカ（一次粒子径０．０３５μｍ、二次粒子径０．０７μｍ）を撹拌機を用いて水に分散させて、研磨材濃度５重量％のスラリーを調製した。次いでこのスラリーに表１に記載した塩基性有機化合物を各々０．１ｍｏｌ／リットル添加して実施例１〜１６の試料を調製した。
　【００５１】
　また、研磨材としてフュームドシリカ（一次粒子径０．０５μｍ、二次粒子径０．２μｍ）を撹拌機を用いて水に分散させて、研磨材濃度５重量％のスラリーを調製した。次いでこのスラリーにピペラジン・六水和物または水酸化カリウムを各々０．１ｍｏｌ／リットル添加して実施例１７および比較例１の試料を調製した。
　【００５２】
＜研磨試験＞
　次に、実施例１〜１７および比較例１の試料による研磨試験を行った。
　被加工物としては、ＣＶＤ法によりポリシリコン膜を成膜した６インチ・シリコンウェーハおよび熱酸化法により二酸化ケイ素膜を成膜した６インチ・シリコンウェーハ（いずれも外径約１５０ｍｍ）の基盤を使用し、それぞれポリシリコン膜および二酸化ケイ素膜の膜付き面を研磨した。
　【００５３】
　研磨は片面研磨機（定盤径５７０ｍｍ）を使用して行った。研磨機の定盤には不織布タイプの研磨パッド（Ｒｏｄｅｌ社（米国）製Ｓｕｂａ６００）を貼り付け、まずポリシリコン膜付ウェーハを装填して２分間研磨し、次にウェーハを二酸化ケイ素膜付ウェーハに取り換えて同様に２０分間研磨した。
　【００５４】
　研磨条件は、加工圧力４９０ｇ／ｃｍ２、定盤回転数３０ｒｐｍ、研磨剤供給量１５０ｃｃ／分、ウェーハ回転数３０ｒｐｍとした。
　【００５５】
　研磨後、ウェーハを順次洗浄、乾燥した後、研磨によるウェーハの膜厚減を４９点測定することにより、各試験別に研磨速度を求めた。
　【００５６】
　さらに、ポリシリコン膜を研磨する速度を二酸化ケイ素膜のそれで除すことにより、選択比を求めた。
　【００５７】
Ｐ＊：ポリシリコン膜に対する研磨速度（μｍ／分）
Ｓ＊＊：二酸化ケイ素膜に対する研磨速度（μｍ／分）
研磨材ＣＳ：高純度コロイダルシリカ
研磨材ＦＳ：フュームドシリカ
　【００５８】
　表１に示した結果より、本発明の研磨用組成物は、従来の水酸化カリウムを用いた研磨用組成物に比べて、研磨速度と選択比が大きいことがわかる。
　【００５９】
　なお、上記の表１において掲載しなかったが、これらの試験で用いた研磨済加工面を目視にて評価したところ、実施例、比較例ともに、表面欠陥については見出されなかった。
　【００６０】
　【発明の効果】
　本発明の研磨用組成物は、ポリシリコン膜に対する研磨速度、およびポリシリコン膜の二酸化ケイ素膜に対する選択比が大きく、表面欠陥の少ない優れた研磨表面を形成させることができることは、［発明の概要］の項に前記したとおりである。