(57)【要約】      （修正有）【課題】銅又は銅基合金、及び／又はタンタル、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、ルテニウム、コバルト、又はそれらの合金、を含む基板の化学的機械研磨方法における使用に適切な、化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物を提供する。【解決手段】（Ａ）腐食防止剤の機能を果たすベンゾトリアゾール誘導体の群から選択される１種以上の化合物、及び（Ｂ）無機粒子、有機粒子、又はそれらの複合材料若しくは混合物、を含む組成物。また、前記ベンゾトリアゾール誘導体の、腐食防止剤としての、特に半導体デバイスの製造用の基板から、基板上の銅の存在下で、タンタル又は窒化タンタルを除去するための化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物の選択性を向上するための使用方法にも関連する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物であって、
（Ａ）式（１）：
【化１】
2019143147.tif 000009
［ただし、式（１）における破線の対は、それぞれ二重結合を表すか、又はそれぞれ単結合を表し、
（ｉ）式（１）におけるそれぞれの破線の対が、二重結合を表す場合、
Ｒ１及びＲ２の一方は、水素であり、Ｒ１及びＲ２の他方は、塩素、臭素、３〜６個の炭素原子を有するアルキル、ベンゾイル、及び−ＣＯＯＲ３［式中、Ｒ３は、３〜６個の炭素原子を有するアルキルからなる群から選択されるか、又はＲ３は、−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−Ｈ、及び−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−ＣＨ３［式中、ｎは、いずれの場合にも１〜１５の範囲の整数である］からなる群から選択される構造単位を含む置換基である］からなる群から選択されるか、
又は
Ｒ１及びＲ２は、両方とも独立して、臭素及び塩素からなる群から選択され、
且つ
（ｉｉ）式（１）におけるそれぞれの破線の対が単結合を表す場合、
Ｒ１及びＲ２は水素であるか、
又は
Ｒ１及びＲ２の一方は、水素であり、Ｒ１及びＲ２の他方は、塩素、臭素、３〜６個の炭素原子を有するアルキル、ベンゾイル、及び−ＣＯＯＲ３［式中、Ｒ３は、３〜６個の炭素原子を有するアルキルからなる群から選択されるか、又はＲ３は、−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−Ｈ、及び−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−ＣＨ３［式中、ｎは、いずれの場合にも１〜１５の範囲の整数である］からなる群から選択される構造単位を含む置換基である］からなる群から選択されるか、
又は
Ｒ１及びＲ２は、両方とも独立して、臭素及び塩素からなる群から選択される］
の１種以上の化合物、
（Ｂ）無機粒子、有機粒子、又はそれらの複合材料若しくは混合物
を含み、
マグネシウム及びカルシウムからなる群から選択されるカチオンの総量が、前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて１ｐｐｍ未満であることを特徴とする化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項２】
（Ａ）前記１種の、又は１種以上の式（１）の化合物の少なくとも１種が、
５−ブロモ−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、
５−ｔｅｒｔ−ブチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、
５−（ベンゾイル）−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、
５，６−ジブロモ−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、
５−クロロ−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、
５−ｓｅｃ−ブチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、
４，５，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ−ベンゾトリアゾール
からなる群から選択される請求項１に記載の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項３】
成分（Ｂ）の前記粒子が、アルミナ、セリア、酸化銅、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化マンガン、シリカ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化スズ、チタニア、炭化チタン、酸化タングステン、酸化イットリウム、ジルコニア、並びにそれらの混合物及び複合材料からなる群から選択される粒子である請求項１又は２に記載の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項４】
（Ｃ）無機酸及びそれらの塩、並びに有機酸及びそれらの塩からなる群から選択される１種以上の錯化剤、
をさらに含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項５】
（Ｄ）１種以上の非イオン性界面活性剤、
をさらに含み、
前記１種の、又は１種以上の成分（Ｄ）の非イオン性界面活性剤の少なくとも１種が、好ましくは両親媒性非イオン性界面活性剤からなる群から選択される請求項１〜４のいずれか１項に記載の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項６】
（Ｅ）１種以上のアルコール、
をさらに含み、
前記１種の、又は１種以上の成分（Ｅ）のアルコールの少なくとも１種が、好ましくはエタンジオール（エチレングリコール）、プロパンジオール（プロピレングリコール）、及びブタンジオール（ブチレングリコール）からなる群から選択される請求項１〜５のいずれか１項に記載の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項７】
（Ｆ）１種以上の酸化剤、
をさらに含み、
前記１種の、又は１種以上の成分（Ｆ）の酸化剤の少なくとも１種が、好ましくは過酸化物、過硫酸塩、過塩素酸塩、過臭素酸塩、過ヨウ素酸塩、及び過マンガン酸塩からなる群から選択される請求項１〜６のいずれか１項に記載の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項８】
（Ｉ）１種以上の緩衝剤、
をさらに含み、
前記１種の、又は１種以上の成分（Ｉ）の緩衝剤の少なくとも１種が、好ましくは炭酸カリウム、又は炭酸水素カリウムからなる群から選択される請求項１〜７のいずれか１項に記載の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項９】
６〜１４の範囲、さらに好ましくは７〜１３の範囲、最も好ましくは８〜１２の範囲のｐＨ値を有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項１０】
前記化学的機械研磨組成物が、
（Ｈ）１種以上のｐＨ調整剤、
を、前記化学的機械研磨組成物の成分（Ａ）、（Ｂ）、及び任意に成分（Ｃ）、（Ｄ）、  （Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｉ）の１種以上又は全てと混合することによって得られ、
前記１種の、又は１種以上のｐＨ調整剤（Ｈ）の少なくとも１種が、好ましくは硝酸、硫酸、アンモニア、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化ナトリウム、及び水酸化カリウムからなる群から選択される請求項９に記載の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項１１】
（Ａ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．０００１質量％〜１質量％の範囲の総量の１種以上の式（１）の化合物、
及び／又は
（Ｂ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．００２〜１０質量％の範囲の総量の無機粒子、有機粒子、又はそれらの複合材料若しくは混合物、
及び／又は
（Ｃ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．００１〜１０質量％の範囲の総量の有機酸及びそれらの塩からなる群から選択される１種以上の錯化剤、
及び／又は
（Ｄ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．００００１〜１０質量％の範囲の総量の１種以上の非イオン性界面活性剤、
及び／又は
（Ｅ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．００１〜１０質量％の範囲の総量の１種以上のアルコール、
及び／又は
（Ｆ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．０１〜２０質量％の範囲の総量の１種以上の酸化剤、
及び／又は
（Ｉ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．００１〜１０質量％の範囲の総量の１種以上の緩衝剤、
を含む請求項１〜１０のいずれか１項に記載の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項１２】
前記ＣＭＰ組成物が、マグネシウム及びカルシウムからなる群から選択されるカチオンを、前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて０．９ｐｐｍ未満の総量で、好ましくは前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて０．５ｐｐｍ未満の総量で含み、最も好ましくはマグネシウム及びカルシウムからなる群から選択されるカチオンを一切含まない請求項１〜１１のいずれか１項に記載の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に規定された化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物の存在下で、基板の化学的機械研磨を含む半導体デバイスの製造方法。
【請求項１４】
前記基板が、タンタル若しくは窒化タンタルからなる、又はタンタル合金からなる表面領域、及び／又は銅からなる、又は銅合金からなる表面領域を含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
式（１）：
【化２】
2019143147.tif 000010
［ただし、式（１）における破線の対は、それぞれ二重結合を表すか、又はそれぞれ単結合を表し、
（ｉ）式（１）におけるそれぞれの破線の対が、二重結合を表す場合、
Ｒ１及びＲ２の一方は、水素であり、Ｒ１及びＲ２の他方は、臭素、３〜６個の炭素原子を有するアルキル、ベンゾイル、及び−ＣＯＯＲ３［式中、Ｒ３は、３〜６個の炭素原子を有するアルキルからなる群から選択されるか、又はＲ３は、−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−Ｈ、及び−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−ＣＨ３［式中、ｎは、いずれの場合にも１〜１５の範囲の整数である］からなる群から選択される構造単位を含む置換基である］からなる群から選択されるか、
又は
Ｒ１及びＲ２は、両方とも独立して、臭素及び塩素からなる群から選択され、
且つ
（ｉｉ）式（１）におけるそれぞれの破線の対が単結合を表す場合、
Ｒ１及びＲ２は水素であるか、
又は
Ｒ１及びＲ２の一方は、水素であり、Ｒ１及びＲ２の他方は、塩素、臭素、３〜６個の炭素原子を有するアルキル、ベンゾイル、及び−ＣＯＯＲ３［式中、Ｒ３は、３〜６個の炭素原子を有するアルキルからなる群から選択されるか、又はＲ３は、−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−Ｈ、及び−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−ＣＨ３［式中、ｎは、いずれの場合にも１〜１５の範囲の整数である］からなる群から選択される構造単位を含む置換基である］からなる群から選択されるか、
又は
Ｒ１及びＲ２は、両方とも独立して、臭素及び塩素からなる群から選択される］
の化合物の、腐食防止剤としての使用方法。
【請求項１６】
半導体デバイスの製造用の基板から、前記基板上の銅の存在下で、タンタル又は窒化タンタルの除去のための化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物の選択性を向上するための請求項１５に記載の式（１）の化合物の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１種以上の特定のベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）誘導体を含む化学的機械研磨組成物、並びに前記特定のベンゾトリアゾール誘導体の、腐食防止剤としての、及び／又は化学的機械研磨（ＣＭＰ）の選択性を向上するための添加剤としての使用方法に関連する。本発明はまた、対応する、ＣＭＰ組成物の存在下で基板の化学的機械研磨を含む半導体デバイスの製造方法にも関連する。
【背景技術】
【０００２】
半導体産業において、化学的機械研磨は、半導体ウェハ等の、高度な光素子、マイクロマシン及びマイクロ電子材料並びにデバイスを製造することに適用される周知技術である。
【０００３】
半導体産業において使用される材料及びデバイスの製造中、化学的機械研磨（ＣＭＰ）は、金属、及び／又は酸化物の表面を平坦化するために使用される。ＣＭＰは、被研磨表面（to-be-polished surface）の平面性を向上するため、化学的作用と機械的作用の相互作用を利用する。化学的作用、及び機械的作用は、化学的機械研磨組成物（ＣＭＰ組成物又はＣＭＰスラリーとも称される）によって供給される。研磨作用は、通常、被研磨表面に押し付けられ、可動プラテン（moving platen）上に取り付けられた研磨パッドによって実行される。プラテンの動作は、通常、直線状、回転又は軌道である。典型的なＣＭＰプロセス工程において、回転ウェハホルダーが、被研磨ウェハが研磨パッドと接触させる。ＣＭＰ組成物は、通常、被研磨ウェハと、研磨パッドとの間に塗布される。
【０００４】
多くの場合、上記のような化学的機械研磨は、研磨／平坦化プロセスによって除去される、特定の層又は材料に関して、高い選択性で実行されることが望ましい。ＣＭＰが、高い選択性で実行される場合、選択された材料又は層の除去速度は、研磨される加工対象物（work piece）の表面で露出した他の材料（複数化）又は層（複数化）の速度より有意に高い。
【０００５】
銅（Ｃｕ）及びＣｕ基合金（本開示において使用される符号Ｃｕは、高純度銅元素のことであり、及び表現「Ｃｕ基合金」は、少なくとも８０質量％の銅を含む合金のことである）が、相互接続材料として使用されることが多い。しかしながら、Ｃｕ又はＣｕ基合金が金属化のために使用される場合、一般に、Ｃｕ又はＣｕ基合金の金属化特徴（metalization feature）と、隣接する誘電体絶縁材料の薄層（中間層誘電体（ＩＬＤ）又は金属間誘電体（ＩＭＤ））との間に拡散バリア（diffusion barrier）を供給することが必要である。現在、タンタル（Ｔａ）含有層、例えば、元素Ｔａ及び窒化タンタル（ＴａＮ）が、これらのバリア目的のために、最も一般的に使用される。
【０００６】
半導体デバイスの生産チェーンにおいて、バリア化学的機械研磨（バリアＣＭＰ）が、バリア層（ＴａＮ、ＴｉＮ、Ｔａ、Ｔｉ、等）を除去するために使用される。このプロセス工程は、理想的には、ウェハ表面、導線（Ｃｕ又はＣｕ基合金（上記参照））又は誘電体絶縁材料（上記参照）を損傷することなく、バリア材料が除去されるように、実行される。
【０００７】
ＣＭＰ工程、特にバリアＣＭＰ中に、ウェハ積層体に応じて、所望の速度及び選択性で、異なるそうを研磨し、所望の欠陥のない表面を得る試みが行われている。例えば、ＵＳ２００９／０３１１８６４Ａ１及びＵＳ２００５／００７６５７８Ａ１参照のこと。
【０００８】
金属表面の腐食を制御するために、腐食防止剤を含むＣＭＰ組成物は、公知である。典型的には、そのような腐食防止剤は、研磨されるべき表面に付着し、保護膜を形成する。ベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）及びあるＢＴＡ誘導体は、腐食防止剤として公知である（ＵＳ  ２００９／０３１１８６４ Ａ１、及び「Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ 」（Ｊｏｓｅｐｈ．Ｍ．Ｓｔｅｉｇｅｒｗａｌｄ、Ｓｈｙａｍ Ｐ．Ｍｕｒａｒｋａ、Ｒｏｎａｌｄ  Ｊ．Ｇｕｔｍａｎｎ）、Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ、２００８年を参照のこと）。
【０００９】
以下の文書は、特にベンゾトリアゾール誘導体を開示する：ＵＳ  ２００８／０１０５６５２Ａ１、ＵＳ２００８／００６７０７７Ａ１、ＵＳ２００７／０１２８８７２Ａ１、ＵＳ ２００７／００８２４５６Ａ１、ＵＳ  ２００５／００９０１０４Ａ１、ＵＳ６８２１３０９Ｂ２、ＵＳ６５６５６１９Ｂ１。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】ＵＳ２００９／０３１１８６４Ａ１
【特許文献２】ＵＳ２００５／００７６５７８Ａ１
【特許文献３】ＵＳ  ２００９／０３１１８６４ Ａ１
【特許文献４】ＵＳ  ２００８／０１０５６５２Ａ１
【特許文献５】ＵＳ２００８／００６７０７７Ａ１
【特許文献６】ＵＳ２００７／０１２８８７２Ａ１
【特許文献７】ＵＳ ２００７／００８２４５６Ａ１
【特許文献８】ＵＳ  ２００５／００９０１０４Ａ１
【特許文献９】ＵＳ６８２１３０９Ｂ２
【特許文献１０】ＵＳ６５６５６１９Ｂ１
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ （Ｊｏｓｅｐｈ．Ｍ．Ｓｔｅｉｇｅｒｗａｌｄ、 Ｓｈｙａｍ Ｐ． Ｍｕｒａｒｋａ、Ｒｏｎａｌｄ  Ｊ． Ｇｕｔｍａｎｎ）、Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ、 ２００８年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的の一つは、半導体産業において使用される基板の化学的機械研磨（ＣＭＰ）のため、特に、
（１）銅又は銅基合金、及び／又は
（２）タンタル、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、ルテニウム、コバルト、又はそれらの合金、
を含む基板の化学的機械研磨のための方法における使用に適切な化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物を提供することにある。
【００１３】
さらに具体的には、提供される化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物は、ＣＭＰ処理の間の、第一金属又は合金の除去速度の、第二金属又は合金の除去速度に対する比率への、さらにいっそう具体的には、銅及びタンタルが基板に存在する場合、タンタル（又はタンタル合金）の除去速度の、銅（又は銅合金）の除去速度に対する比率への影響を有するべきである。関連する態様によれば、本発明の目的は、銅及びタンタルを含む基板のＣＭＰ処理の間の、タンタルの高い除去速度を（好ましくは、銅との関連で、タンタルの除去の高い選択性と組み合わせて）提供する、半導体産業に使用される基板の化学的機械研磨に適切なＣＭＰ組成物を提供することである。提供されるＣＭＰ組成物は、好ましくは、ＣＭＰプロセスにおいて除去されるべきでない材料、例えば銅、及び／又はタンタルに対比して低ｋ材料（low k material）の低い材料除去速度（material removal rate）（ＭＲＲ）を有するべきである。
【００１４】
また、ＣＭＰ組成物は、相分離が生じない安定な製剤又は分散系であるべきである。
【００１５】
バリア層、及び低ｋ又は超低ｋ材料（ultra-low-k material）が、使用される半導体基板に存在する限り、好ましくは本発明のＣＭＰ組成物は、バリア層を除去し、低ｋ又は超低ｋ材料の完全性を維持すべきであり、すなわち、ＭＲＲに関して、低ｋ又は超低ｋ材料と比較してバリア層に対する特に高い選択性を有するべきである。特に、銅層、バリア層及び低ｋ又は超低ｋ材料が、研磨される基板に存在する限り、本発明のＣＭＰ組成物は、可能な限り多くの以下の特性の組み合わせを示すべきである：（ａ）バリア僧の高いＭＲＲ、（ｂ）銅層の低いＭＲＲ、（ｃ）低ｋ又は超低ｋ材料の低いＭＲＲ、（ｄ）ＭＲＲに関して、銅層と比較してバリア層に対する高い選択性、（ｅ）ＭＲＲに関して、低ｋ又は超低ｋ材料と比較してバリア層に対する高い選択性。最も具体的には、銅層、タンタル又は窒化タンタル層、及び低ｋ又は超低ｋ材料が、研磨される基板に存在する限り、本発明のＣＭＰ組成物は、可能な限り多くの以下の特性の組み合わせを示すべきである：（ａ’）タンタル又は窒化タンタルの高いＭＲＲ、（ｂ’）銅層の低いＭＲＲ、（ｃ’）低ｋ又は超低ｋ材料の低いＭＲＲ、（ｄ’）ＭＲＲに関して、銅と比較してタンタル又は窒化タンタルに対する高い選択性、及び（ｅ’）ＭＲＲに関して、低ｋ又は超低ｋ材料と比較してタンタル又は窒化タンタルに対する高い選択性。
【００１６】
さらに、本発明のＣＭＰ組成物は、バリア層の高いＭＲＲが維持されながら、長期間の保存性を示すべきである。
【００１７】
本発明の関連する目的は、基板の、特にタンタル層及び／又は銅層を含む基板の化学的機械研磨を含む半導体デバイスの製造方法を提供することである。
【００１８】
本発明のさらなる目的は、特に、半導体デバイスの製造用の基板から、前記基板上の銅の存在下で、タンタルの除去のための化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物の選択性を向上するための、腐食防止剤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第一の態様によれば、化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物であって、
（Ａ）式（１）：
【化１】
2019143147.tif 000002
［ただし、式（１）における破線の対は、それぞれ二重結合を表すか、又はそれぞれ単結合を表し、
（ｉ）式（１）におけるそれぞれの破線の対が、二重結合を表す場合、
Ｒ１及びＲ２の一方は、水素であり、Ｒ１及びＲ２の他方は、塩素、臭素、３〜６個の炭素原子を有するアルキル、ベンゾイル、及び−ＣＯＯＲ３［式中、Ｒ３は、３〜６個の炭素原子を有するアルキルからなる群から選択されるか、又はＲ３は、−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−Ｈ、及び−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−ＣＨ３［式中、ｎは、いずれの場合にも１〜１５の範囲の整数である］からなる群から選択される構造単位を含む置換基である］からなる群から選択されるか、
又は
Ｒ１及びＲ２は、両方とも独立して、臭素及び塩素からなる群から選択され、
且つ
（ｉｉ）式（１）におけるそれぞれの破線の対が単結合を表す場合、
Ｒ１及びＲ２は水素であるか、
又は
Ｒ１及びＲ２の一方は、水素であり、Ｒ１及びＲ２の他方は、塩素、臭素、３〜６個の炭素原子を有するアルキル、ベンゾイル、及び−ＣＯＯＲ３［式中、Ｒ３は、３〜６個の炭素原子を有するアルキルからなる群から選択されるか、又はＲ３は、−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−Ｈ、及び−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−ＣＨ３［式中、ｎは、いずれの場合にも１〜１５の範囲の整数である］からなる群から選択される構造単位を含む置換基である］からなる群から選択されるか、
又は
Ｒ１及びＲ２は、両方とも独立して、臭素及び塩素からなる群から選択される］
の１種以上の化合物、
（Ｂ）無機粒子、有機粒子、又はそれらの複合材料若しくは混合物
を含み、
マグネシウム及びカルシウムからなる群から選択されるカチオンの総量が、前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて１ｐｐｍ未満であることを特徴とする化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物が提供される。
【００２０】
式（１）におけるそれぞれの破線の対が、二重結合を表す場合、式（１）の六員環は、芳香族状態（aromatic state）である。
【００２１】
Ｒ１がアルキルである場合、前記アルキルは、ｔｅｒｔ−ブチル及びｓｅｃ−ブチルからなる群から選択されることが好ましい。
【００２２】
Ｒ１及びＲ２が、いずれも水素でない場合、Ｒ１及びＲ２の両方が臭素であることが好ましい。
【００２３】
Ｒ１及びＲ２が、−ＣＯＯＲ３［式中、Ｒ３は、−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−Ｈ、及び−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−ＣＨ３［式中、ｎは、いずれの場合にも１〜１５の範囲の整数である］からなる群から選択される構造単位を含む置換基である］である場合、Ｒ３は、好ましくはエトキシレート残基又はメチル末端エトキシレート残基である。エトキシレート残基は、構造−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−Ｈの置換基である。メチル末端エトキシレート残基は、構造−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−ＣＨ３の置換基である。いずれの場合にも、ｎは１〜１５の範囲の整数である。
【００２４】
ベンゼン環上の置換基の存在に関わりなく、ベンゾトリアゾールは、互変異性（tautomerism）、すなわち、トリアゾール環上の水素原子の位置（１Ｈ、２Ｈ及び３Ｈ）に関して異なる分子形態間の化学平衡を受けることは公知である。固体状態で、及び溶液中で、ベンゾトリアゾールの１Ｈ−互変異性体（tautomer）は、優勢種である［Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、７６巻、２０００年、１５７−３２３]、一方、２Ｈ−互変異性体の形態の濃度は無視できるほどである［Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ａ、１１１巻、Ｎｏ．２８、２００７年］。しかしながら、特に水性溶媒中で、１Ｈ及び３Ｈ互変異性体は、急速な平衡状態にある［Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ．２５巻、１６６７−４６７０、１９６９年；Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ａ、１１１巻、Ｎｏ．２８、２００７年］。これらの研究結果はまた、同様に１Ｈ及び３Ｈ互変異性体の平衡混合物が存在する置換ベンゾトリアゾールについても当てはまる［Ｍａｇｎ．Ｒｅｓｏｎ．Ｃｈｅｍ．２００９年、４７、１４２−１４８］。したがって、本出願との関連で、後述の式（１）のそれぞれの化合物について、各互変異性形態（１Ｈ、２Ｈ、３Ｈ）の全てが含まれる。
【００２５】
好ましくは、本発明のＣＭＰ組成物の成分（Ａ）の、前記１種の、又は１種以上の式（１）の化合物の少なくとも１種は、
５−ブロモ−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、
５−ｔｅｒｔ−ブチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、
５−（ベンゾイル）−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、
５，６−ジブロモ−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、
５−クロロ−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、
５−ｓｅｃ−ブチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、
４，５，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ−ベンゾトリアゾール
からなる群から選択される。
【００２６】
特定の用途のためには、本発明のＣＭＰ組成物において、５−クロロ−１Ｈ−ベンゾトリアゾールの使用は、この群の他の化合物の使用よりも、わずかながら好ましくない。
【００２７】
典型的には、互変異性のため、５位で置換されたベンゾトリアゾール誘導体は、６位で置換された対応するベンゾトリアゾール誘導体との化学平衡状態で存在する。
【００２８】
本発明のさらなる態様によれば、前述及び後述で規定された化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物の存在下で、基板の化学的機械研磨を含む半導体デバイスの製造方法が提供される。本発明の方法における使用のための好ましいＣＭＰ組成物に関しては、以下参照のこと。
【００２９】
さらなる態様において、本発明は、式（１）：
【化２】
2019143147.tif 000003
［ただし、式（１）における破線の対は、それぞれ二重結合を表すか、又はそれぞれ単結合を表し、
（ｉ）式（１）におけるそれぞれの破線の対が、二重結合を表す場合、
Ｒ１及びＲ２の一方は、水素であり、Ｒ１及びＲ２の他方は、臭素、３〜６個の炭素原子を有するアルキル、ベンゾイル、及び−ＣＯＯＲ３［式中、Ｒ３は、３〜６個の炭素原子を有するアルキルからなる群から選択されるか、又はＲ３は、−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−Ｈ、及び−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−ＣＨ３［式中、ｎは、いずれの場合にも１〜１５の範囲の整数である］からなる群から選択される構造単位を含む置換基である］からなる群から選択されるか、
又は
Ｒ１及びＲ２は、両方とも独立して、臭素及び塩素からなる群から選択され、
且つ
（ｉｉ）式（１）におけるそれぞれの破線の対が単結合を表す場合、
Ｒ１及びＲ２は水素であるか、
又は
Ｒ１及びＲ２の一方は、水素であり、Ｒ１及びＲ２の他方は、塩素、臭素、３〜６個の炭素原子を有するアルキル、ベンゾイル、及び−ＣＯＯＲ３［式中、Ｒ３は、３〜６個の炭素原子を有するアルキルからなる群から選択されるか、又はＲ３は、−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−Ｈ、及び−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−ＣＨ３［式中、ｎは、いずれの場合にも１〜１５の範囲の整数である］からなる群から選択される構造単位を含む置換基である］からなる群から選択されるか、
又は
Ｒ１及びＲ２は、両方とも独立して、臭素及び塩素からなる群から選択される］
の化合物の、腐食防止剤としての、特に半導体デバイスの製造用の基板から、前記基板上の銅の存在下で、タンタル又は窒化タンタルの除去のための化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物の選択性を向上するための使用方法に関連する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】粒子の形状による形状ファクターの変化の度合いの略図。
【図２】粒子の伸長による球形度の変化の度合いの略図。
【図３】円相当径（ＥＣＤ）の略図。
【図４】炭素フォイル上で乾燥した２０質量％固形分の繭状シリカ粒子分散系のエネルギーフィルタ型（energy filtered-）透過型電子顕微鏡（ＥＴ−ＴＥＭ）（１２０キロボルト）画像。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
［成分（Ａ）：腐食防止剤］
上記で規定された式（１）の化合物は、腐食防止剤としての機能を果たす。現在、式（１）の化合物は、金属、例えば、銅の表面上に保護分子層を形成することによって、腐食防止剤としての機能を果たし得ると考えられている。驚くべきことに、今回、式（１）の化合物が、タンタル又は窒化タンタル、及び銅の両方を含む基板の研磨のために使用される化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物の成分である場合、式（１）の化合物は、化合物ベンゾトリアゾール（compound benzotriazole）（ＢＴＡ）と対照的に、且つ先行技術において使用されるＢＴＡの他の誘導体と対照的に、銅の除去と対比して、タンタル又は窒化タンタルの除去の選択性において有利な効果を有することが見出されている。また、化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物の成分として使用される式（１）の化合物は、タンタク又は窒化タンタルの除去速度に良い影響を与える。従って、活性成分として式（１）の化合物を含む典型的な化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物において、タンタル又は窒化タンタルの高い除去速度、且つ同時に銅の除去と対比して、タンタル又は窒化タンタルの除去の高い選択性が達成される。
【００３２】
一般に、成分（Ａ）、すなわち、式（１）の化合物の総量は、本発明のＣＭＰ組成物において、任意の広範囲な比率で含まれ得る。好ましくは、成分（Ａ）の総量は、いずれの場合にも、本発明の各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、１質量％（質量％は、「質量パーセント」を意味する）以下、さらに好ましくは０．５質量％以下、最も好ましくは０．１質量％以下、特に０．０５質量％以下、例えば０．０２５質量％以下である。好ましくは、成分（Ａ）の総量は、いずれの場合にも、本発明の各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、少なくとも０．０００１質量％、さらに好ましくは少なくとも０．０００５質量％、最も好ましくは少なくとも０．００１質量％以下、特に少なくとも０．００５質量％、例えば少なくとも０．０１質量％である。
【００３３】
本発明に従う化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物は、上記で規定され、以下にさらに詳細に説明される成分（Ａ）及び（Ｂ）を含む。好ましくは、本発明に従う化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物は、以下に規定され、さらに詳細に説明される成分（Ｃ）をさらに含む。さらに好ましくは、本発明に従う化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物、好ましくは本明細書で好ましいと特徴付けられる本発明に従う化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物は、以下に規定され、さらに詳細に説明される成分（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）及び（Ｆ）の１種、２種、３種又は全てを含む。ある好ましい実施形態において、本発明に従う化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物、好ましくは本明細書で好ましいと特徴付けられる本発明に従う化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物は、以下に規定され、さらに詳細に説明される成分（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ）及び（Ｊ）の１種、それ以上、又は全てをさらに含む。
【００３４】
本発明の化学的機械組成物の成分（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ）及び（Ｊ）中に、又はそれらの成分として使用される物質は、上記及び以下に規定される本発明の化学的機械組成物の成分（Ａ）中に、又は成分（Ａ）として使用される式（１）の化合物ではない。
【００３５】
定量的考察のため、式（１）の化合物ではなく、且つそれらの構造により、本発明に従う各ＣＭＰ組成物の成分（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ）及び（Ｊ）からなる群から選択される種々の（すなわち２種以上の）成分の規定に同時に該当する任意の物質は、いずれの場合にも、これらの種々の成分のそれぞれに割り当てられる必要がある。
【００３６】
本発明の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物は、上記成分に加えて、水を含み得る。典型的には、本発明の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物中に他の成分とともに存在する水は、水相を形成する。存在する場合、前記水は本発明に従う各ＣＭＰ組成物の成分（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ）及び（Ｊ）からなる群から選択されるどの成分にも属さないものと見なされる。
【００３７】
［成分（Ｂ）：粒子］
特に、本発明に従うＣＭＰ組成物は、成分（Ｂ）として無機粒子、有機粒子、又はそれらの複合材料若しくは混合物を含む。成分（Ｂ）はそれ自体、
・１種類の無機粒子、
・種々の異なる種類の無機粒子の混合物若しくは複合材料、
・１種類の有機粒子、
・種々の異なる種類の有機粒子の混合物若しくは複合材料、又は
・１種類以上の無機粒子及び１種類以上の有機粒子の混合物若しくは複合材料
から構成され得る。
【００３８】
複合材料は、２種類以上の粒子を、それらが機械的、化学的又はその他の方法で、互いに結合されるように含む複合粒子である。複合材料の例は、外圏（シェル）中に１種類の粒子を、及び内圏（コア）中に別の種類の粒子を含むコアシェル粒子である。
【００３９】
一般に、成分（Ｂ）、すなわち成分（Ｂ）の粒子の総量は、本発明のＣＭＰ組成物において、任意の広範囲な比率で含まれ得る。好ましくは、成分（Ｂ）の総量は、いずれの場合にも、本発明の各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、１０質量％（質量％は、「質量パーセント」を意味する）以下、さらに好ましくは７質量％以下、最も好ましくは５質量％以下、特に３質量％以下、例えば２．２質量％以下である。好ましくは、成分（Ｂ）の総量は、いずれの場合にも、本発明の各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、少なくとも０．００２質量％、さらに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０．０８質量％以下、特に少なくとも０．５質量％、例えば少なくとも１質量％である。
【００４０】
成分（Ｂ）の粒径分布は、広範囲に変化させることができる。成分（Ｂ）の粒径分布は、単峰性（monomodal）又は多峰性（multimodal）であり得る。多峰性粒径分布の場合、二峰性が好ましい場合が多い。容易に再現可能な特性プロファイル（property profile）、及び本発明のＣＭＰプロセス中の容易に再現可能な条件を有するために、成分（Ｂ）について単峰性の粒径分布が好ましい。
【００４１】
成分（Ｂ）の粒子の平均粒径は、広範囲に変化させることができる。平均粒径は、水性溶媒中における成分（Ｂ）の粒子の粒径分布のｄ５０値であり、動的光散乱技術を用いて測定され得る。その後、ｄ５０値は、粒子が本質的に球状であるという仮定の下で計算される。平均粒径分布の幅は、粒径分布曲線が、相対的な粒径カウントの５０％高さ（最大粒子カウントの高さが、１００％高さとして標準化される）と交差する、２個の交点の間の距離（ｘ軸の単位が与えられる)である。
【００４２】
好ましくは、成分（Ｂ）の粒子の平均粒子径は、いずれの場合にも、Ｍａｌｖｅｒｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｌｔｄ．製のＨｉｇｈ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｓｉｚｅｒ（ＨＰＰＳ）、又はＨｏｒｉｂａ  ＬＢ５５０等の機器を用いる動的光散乱技術で測定される、５〜５００ｎｍの範囲、さらに好ましくは１０〜４００ｎｍの範囲、最も好ましくは２０〜３００ｎｍの範囲、特に３０〜１６０ｎｍの範囲、例えば３５〜１３５ｎｍの範囲である。
【００４３】
成分（Ｂ）の粒子は、種々の形状であり得る。したがって、成分（Ｂ）の粒子は、１種類、又は本質的に１種類のみの形状であってもよい。しかしながら、成分（Ｂ）の粒子は、異なる形状を有することも可能である。例えば、２種類の異なる形状の粒子が存在してもよい。例えば、成分（Ｂ）中に、又は成分（Ｂ）として使用される粒子は、立方体、縁を面取りした立方体、八面体、二十面体、繭状、小塊状、又は突出部若しくは窪みを有するか、又は有さない球形の形状を有し得る。好ましくは、それらは、突出部若しくは窪みを一切有さないか、又はほんの少しのみ有する球状である。
【００４４】
別の実施形態によれば、収支（Ｂ）は、好ましくは繭状である。繭状は、突出部若しくは窪みを有するか、又は有さなくてもよい。繭状粒子は、１０〜２００ｎｍの短径、１．４〜２．２、さらに好ましくは１．６〜２．０の長径／短径の比を有する粒子である。好ましくは、それらは、透過型電子顕微鏡及び走査型電子顕微鏡で測定され得る、０．７〜０．９７、さらに好ましくは０．７７〜０．９２の平均形状ファクター（averaged shape factor）、好ましくは、０．４〜０．９、さらに好ましくは０．５〜０．７の平均球形度、及び４１〜６６ｎｍさらに好ましくは４８〜６０ｎｍの平均円相当径（averaged equivalent circle diameter）を有する。
【００４５】
繭状粒子の形状ファクター、球形度、及び円相当径の測定は、図１〜４を参照して以下に説明される。図は：
図１：粒子の形状による形状ファクターの変化の度合いの略図
図２：粒子の伸長による球形度の変化の度合いの略図
図３：円相当径（ＥＣＤ）の略図
図４：炭素フォイル上で乾燥した２０質量％固形分の繭状シリカ粒子分散系のエネルギーフィルタ型（energy filtered-）透過型電子顕微鏡（ＥＴ−ＴＥＭ）（１２０キロボルト）画像
を示す。
【００４６】
形状ファクターは、個々の粒子の形状及び窪みについての情報を与え（図１参照）、以下の式：
形状ファクター＝４π（面積／外周２）
に従って算出され得る。
【００４７】
窪みのない球状粒子の形状ファクターは、１である。窪みの数が増加する場合、形状ファクターは低下する。
【００４８】
球形度は（図２参照）、ほぼ平均のモーメントを使用して個々の粒子の伸長についての情報を与え、以下の式（Ｍは、それぞれの粒子の重心である）：
球形度＝（Ｍxx−Ｍyy）−［４Ｍxy2＋（Ｍyy−Ｍxx）2］0.5／（Ｍxx−Ｍyy）＋［４Ｍxy2＋（Ｍyy−Ｍxx）2］0.5
伸長＝（１／球形度）0.5
［式中、
Ｍxx＝Σ(ｘ−ｘ平均)2／Ｎ
Ｍyy＝Σ(y−y平均)2／Ｎ
Ｍxy＝Σ［(ｘ−ｘ平均)* (y−y平均)］／Ｎ
Ｎ；個々の粒子の画像を形成するピクセル数
ｘ、ｙ；ピクセルの座標
ｘ平均；前記粒子の画像を形成するＮピクセルのｘ座標の平均値
ｙ平均；前記粒子の画像を形成するＮピクセルのｙ座標の平均値
である］
に従って算出され得る。
【００４９】
球状粒子の球形度は、１である。粒子が伸長される場合、球形度の値は低下する。
【００５０】
個々の非円形粒子の円相当径（以下、ＥＣＤとも略される）は、各非円形粒子と同様な面積を有する円の直径についての情報を与える（図３参照）。
【００５１】
平均形状ファクター、平均球形度及び平均ＥＣＤは、粒子の分析数に関係している各特性の算術平均である。
【００５２】
粒子形状の特性評価の手順は以下の通りである。２０質量％固形分の繭状シリカ粒子の水性分散系を、炭素フォイル上に分散し、乾燥させる。乾燥した分散系を、エネルギーフィルタ型透過型電子顕微鏡（ＥＴ−ＴＥＭ）（１２０キロボルト）、及び走査型電子顕微鏡二次電子像（ＳＥＭ−ＳＥ）（５キロボルト）を使用して分析する。２ｋ、１６Ｂｉｔ、０．６８５１ｎｍ／ピクセルの解像度を有するＥＦ−ＴＥＭ画像（図４参照）を分析に使用する。画像をノイズ抑圧後の閾値を使用して２進コード化する。その後、粒子を手動で分離する。広がり過ぎ（overlying）、及び刃様の粒子（edge particle）は区別して、分析に使用しない。前述で規定されたＥＣＤ、形状ファクター及び球形度を計算し、統計的に分類する。
【００５３】
例えば、繭状粒子は、３５ｎｍの平均一次粒径（ｄ１）及び７０ｎｍの平均二次粒径（ｄ２）を有するＦＵＳＯ  ＰＬ−３（Ｆｕｓｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）である。
【００５４】
成分（Ｂ）の化学的性質は、特に制限されない。成分（Ｂ）中に、又は成分（Ｂ）として使用される粒子は、同一の化学的性質でも、又は異なる化学的性質の粒子の混合物若しくは複合材料であってもよい。概して、同一の化学的性質の粒子が好ましい。一般に、成分（Ｂ）の粒子は、
・半金属、半金属酸化物若しくは炭化物を含む、金属、金属酸化物若しくは炭化物等の無機粒子、又は
・ポリマー粒子等の有機粒子、
・無機及び有機粒子の混合物若しくは複合材料
であり得る。
【００５５】
成分（Ｂ）中に、又は成分（Ｂ）として使用される粒子は、
・好ましくは、無機粒子、又はそれらの混合物若しくは複合材料、
・さらに好ましくは、金属若しくは半金属の酸化物及び炭化物、又はそれらの混合物若しくは複合材料からなる群から選択される粒子、
・最も好ましくは、アルミナ、セリア、酸化銅、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化マンガン、シリカ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化スズ、チタニア、炭化チタン、酸化タングステン、酸化イットリウム、ジルコニア、並びにそれらの混合物及び複合材料からなる群から選択される粒子、
・特に好ましくは、アルミナ、セリア、シリカ、チタニア、ジルコニア、並びにそれらの混合物及び複合材料からなる群から選択される粒子、
・特にシリカ粒子、
・例えば、繭状シリカ粒子、
・例えば、コロイド状シリカ粒子
である。
【００５６】
成分（Ｂ）が有機粒子、又は無機及び有機粒子の混合物若しくは複合材料を含む場合、ポリマー粒子が、有機粒子として好ましい。
【００５７】
［成分（Ｃ）：錯化剤（複数可）］
本発明に従う化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物は、任意に、（Ｃ）無機酸及びそれらの塩、並びに有機酸及びそれらの塩からなる群から選択される１種以上の錯化剤をさらに含む。無機酸、有機酸及びそれらの塩からなる群から選択される錯化剤は、特定の金属イオンと可溶性錯体を形成し、それにより、それらが他の元素又はイオンと普通に反応し、沈殿物又はスケールを生成できないように、前記金属イオンを不活性化する化合物である。
【００５８】
存在する場合、成分（Ｃ）、すなわち、成分（Ｃ）の錯化剤の総量は、本発明のＣＭＰ組成物において、任意の広範囲な比率で含まれ得る。成分（Ｃ）の総量は、いずれの場合にも、本発明の各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、好ましくは１０質量％以下、さらに好ましくは５質量％以下、最も好ましくは３質量％以下、特に２質量％以下、例えば１．５質量％以下である。成分（Ｃ）の総量は、いずれの場合にも、本発明の各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、好ましくは少なくとも０．００１質量％、さらに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０．０７質量％、特に少なくとも０．２質量％、例えば少なくとも０．７質量％である。
【００５９】
好ましくは成分（Ｃ）中に、又は成分（Ｃ）として使用される錯化剤、すなわち、前記１種の、又は１種以上の成分（Ｃ）の錯化剤の少なくとも１種は、無機酸及びそれらの塩、並びに有機酸及びそれらの塩からなる群から選択される。
【００６０】
前記１種の、又は１種以上の成分（Ｃ）の錯化剤の少なくとも１種が、無機酸及びそれらの塩からなる群から選択される場合、前記無機酸又はそれらの塩は、好ましくは硝酸、炭酸、炭酸水素塩、炭酸塩、塩酸、リン酸、硫酸、フッ化水素酸、亜リン酸からなる群から選択される。
【００６１】
前記１種の、又は１種以上の成分（Ｃ）の錯化剤の少なくとも１種が、有機酸及びそれらの塩からなる群から選択される場合、前記有機酸は、カルボン酸、アミノ酸及びスルホン酸からなる群から選択される。好ましいカルボン酸は、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ヘキサン酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、グリコール酸、乳酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、シュウ酸、クレアチン、ジメチルグリシン、クエン酸、マレイン酸、リンゴ酸、ピメリン酸、スベリン酸、トリカルバリル酸、テレフタル酸、３−ヒドロキシ安息香酸、４−ヒドロキシ安息香酸、安息香酸、１，２，４，５−ベンゼンテトラカルボン酸、フタル酸、シュウ酸、セバシン酸、イタコン酸である。好ましいアミノ酸は、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン及びバリンである。
【００６２】
好ましくは、成分（Ｃ）中に、又は成分（Ｃ）として使用される錯化剤、すなわち前記１種の、又は１種以上の成分（Ｃ）の錯化剤の少なくとも１種は、少なくとも２個のカルボン酸（−ＣＯＯＨ）又はカルボキシレート（−ＣＯＯ-）基を含む化合物である。
【００６３】
特に好ましくは、前記１種の、又は１種以上の成分（Ｃ）の錯化剤の少なくとも１種は、マロン酸、クエン酸、アジピン酸、プロパン−１，２，３−トリカルボン酸、ブタン−１，２，３，４−テトラカルボン酸、ペンタン−１，２，３，４，５−ペンタカルボン酸、及びそれらの塩、１個以上の酸基を含む芳香族化合物からなる群から選択される。
【００６４】
［成分（Ｄ）：非イオン性界面活性剤］
本発明に従う化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物は、任意に、成分（Ｄ）として１種以上の非イオン性界面活性剤をさらに含む。一般に、成分（Ｄ）として使用される界面活性剤は、液体の表面張力、２種の液体間の界面張力、又は液体及び固体間の界面張力を低下させる表面活性化合物である。一般に、任意の非イオン性界面活性剤が使用され得る。
【００６５】
上述の通り、それらの構造により、本発明に従う各ＣＭＰ組成物の種々の成分の規定に同時に該当する物質は、定量的考察のため、いずれの場合にも、全てのこれらの成分に割り当てられる必要がある。
【００６６】
成分（Ｄ）中に、又は成分（Ｄ）として使用される非イオン性界面活性剤、すなわち前記１種の、又は１種以上の成分（Ｄ）の非イオン性界面活性剤の少なくとも１種は、好ましくは水可溶性、及び／又は水分散性、さらに好ましくは水可溶性である。「水可溶性」は、本発明の組成物の関連する成分又は材料が、水相中に分子レベルで溶解され得ることを意味する。「水分散性」は、本発明の組成物に関連する成分又は材料が、水相中に分散され得、安定なエマルション又は懸濁液を形成することを意味する。
【００６７】
前記１種の、又は１種以上の成分（Ｄ）の非イオン性界面活性剤の少なくとも１種は、好ましくは両親媒性非イオン性界面活性剤、すなわち１個以上の疎水性基（ｄ１)及び１個以上の親水性基（ｄ２）を含む界面活性剤からなる群から選択される。これは、そのような非イオン性界面活性剤が、以下に記載されると通り、少なくとも１個の親水性基（ｄ２）によって互いに分離される、１個を超える疎水性基（ｄ１）、例えば２、３又はそれ以上の基（ｄ１）を含み得ることを意味する。これはまた、そのような非イオン性界面活性剤が、以下に記載されると通り、少なくとも１個の疎水性基（ｄ１）によって互いに分離される、１個を超える親水性基（ｄ２）、例えば２、３又はそれ以上の基（ｄ１）を含み得ることも意味する。
【００６８】
したがって、そのような非イオン性界面活性剤は、異なるブロック様一般構造を有し得る。そのような一般ブロック様構造の例は：
・ｄ１−ｄ２、
・ｄ１−ｄ２−ｄ１、
・ｄ２−ｄ１−ｄ２、
・ｄ２−ｄ１−ｄ２−ｄ１、
・ｄ１−ｄ２−ｄ１−ｄ２−ｄ１、及び
・ｄ２−ｄ１−ｄ２−ｄ１−ｄ２
である。
【００６９】
さらに好ましくは、そのような非イオン性界面活性剤は、親水性基（ｄ２）として、ポリオキシアルキレン基を含む両親媒性非イオン性界面活性剤である。疎水性基（ｄ１）は好ましくはアルキル基、さらに好ましくは４〜４０個、最も好ましくは５〜２０個、特に好ましくは７〜１８個、特に１０〜１６個、例えば１１〜１４個の炭素原子を有するアルキル基である。
【００７０】
親水性基（ｄ２）は、好ましくはポリオキシアルキレン基である。前記ポリオキシアルキレン基は、オリゴマー又はポリマーであり得る。さらに好ましくは、親水性基（ｄ２）は、（ｄ２１）オキシアルキレンモノマー単位、及び（ｄ２２）オキシエチレンモノマー単位以外のオキシアルキレンモノマー単位を含むポリオキシアルキレン基であり、前記モノマー単位（ｄ２１）は、モノマー単位（ｄ２２）と同一ではなく、前記（ｄ２）のポリオキシアルキレン基は、前記モノマー単位（ｄ２１）及び（ｄ２２）をランダム、交互、勾配及び／又はブロック様の分布で含むポリオキシアルキレン基からなる群から選択される親水性基である。
【００７１】
最も好ましくは、親水性基（ｄ２）は、（ｄ２１）オキシエチレンモノマー単位、及び（ｄ２２）オキシエチレンモノマー単位以外のオキシアルキレンモノマー単位を含むポリオキシアルキレン基であり、前記（ｄ２）のポリオキシアルキレン基は、前記モノマー単位（ｄ２１）及び（ｄ２２）をランダム、交互、勾配及び／又はブロック様の分布で含むポリオキシアルキレン基からなる群から選択される親水性基である。
【００７２】
好ましくは、オキシエチレンモノマー単位以外のオキシアルキレンモノマー単位（ｄ２２）は、置換基がアルキル、シクロアルキル、アリール、アルキルシクロアルキル、アルキルアリール、シクロアルキルアリール、及びアルキルシクロアルキルアリール基からなる群から選択される、置換されたオキシアルキレンモノマー単位である。オキシエチレンモノマー単位以外のオキシアルキレンモノマー単位（ｄ２２）は、
・さらに好ましくは、置換基がアルキル、シクロアルキル、アリール、アルキルシクロアルキル、アルキルアリール、シクロアルキルアリール、及びアルキルシクロアルキルアリール基からなる群から選択される、置換されたオキシラン（Ｘ）に由来し、
・最も好ましくはアルキル置換されたオキシラン（Ｘ）に由来し、
・特に好ましくは置換基が１〜１０個の炭素原子を有するアルキル基からなる群から選択される、置換されたオキシラン（Ｘ）に由来し、
・例えば、メチルオキシラン（プロピレンオキシド）及び／又はエチルオキシラン（ブチレンオキシド）に由来する。
【００７３】
置換されたオキシラン（Ｘ）の置換基はそれ自体、不活性置換基、すなわち、オキシラン（Ｘ）の共重合、及び非イオン性界面活性剤（Ｄ）の表面活性に不利な影響を与えない置換基も担持し得る。そのような不活性置換基の例は、フッ素及び塩素原子、ニトロ基、並びにニトリル基である。そのような不活性置換基が存在する場合、それらは、好ましくは非イオン性界面活性剤（Ｄ）の親水性−疎水性バランスに不利な影響を与えないような量で存在する。好ましくは、置換されたオキシラン（Ｘ）の置換基は、そのような不活性置換基を担持しない。
【００７４】
置換されたオキシラン（Ｘ）の置換基は、好ましくは１〜１０個の炭素原子を有するアルキル基、５〜１０個の炭素原子を有するシクロアルキル基、スピロ環、環外（exocyclic）及び／又はアニールされた（annealed）構造で、６〜１０個の炭素原子を有するアリール基、６〜２０個の炭素原子を有するアルキルシクロアルキル基、７〜２０個の炭素原子を有するアルキルアリール基、１１〜２０個の炭素原子を有するシクロアルキルアリール基、及び１２〜３０個の炭素原子を有するアルキルシクロアルキルアリール基からなる群から選択される。最も好ましくは、置換されたオキシラン（Ｘ）の置換基は、１〜１０個の炭素原子を有するアルキル基からなる群から選択される。特に、置換されたオキシラン（Ｘ）の置換基は、１〜６個の炭素原子を有するアルキル基からなる群から選択される。
【００７５】
最も好ましい置換されたオキシラン（Ｘ）の例は、メチルオキシラン（プロピレンオキシド）及び／又はエチルオキシラン（ブチレンオキシド）、特にメチルオキシランである。
【００７６】
最も好ましくは、親水性基（ｄ２）は、モノマー単位（ｄ２１）及び（ｄ２２）から構成される。
【００７７】
別の実施形態において、親水性基（ｄ２）は、好ましくはポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン又はポリオキシブチレン基、さらに好ましくはポリオキシエチレン基である。
【００７８】
親水性基（ｄ２）がモノマー単位（ｄ２１）及び（ｄ２２）を含むか、又はそれらから構成される実施形態において、親水性基（ｄ２）として役割を果たす、ポリオキシアルキレン基は、モノマー単位（ｄ２１）及び（ｄ２２）を、ランダム、交互、勾配及び／又はブロック様の分布で含む。これは、１種の親水性基（ｄ２）が、１種類のみの分布、すなわち、
・ランダム：．．．−ｄ２１−ｄ２１−ｄ２２−ｄ２１−ｄ２２−ｄ２２−ｄ２２−ｄ２１−ｄ２２−．．．；
・交互：．．．−ｄ２１−ｄ２２−ｄ２１−ｄ２２−ｄ２１−．．．；
・勾配：．．．−ｄ２１−ｄ２１−ｄ２１−ｄ２２−ｄ２１−ｄ２１−ｄ２２−ｄ２２−ｄ２１−ｄ２２−ｄ２２−ｄ２２−．．．；又は
・ブロック様：．．．−ｄ２１−ｄ２１−ｄ２１−ｄ２１−ｄ２２−ｄ２２−ｄ２２−ｄ２２−．．．
を有することを意味する。
【００７９】
あるいは、親水性基（ｄ２）はまた、少なくとも２種類の分布、例えばランダム分布を有するオリゴマー又はポリマー部分、及び交互分布を有するオリゴマー又はポリマー部分を含みうる。最も好ましくは、親水性基（ｄ２）は、好ましくは１種類のみの分布を有し、最も好ましくは前記分布はランダム又はブロック様である。
【００８０】
親水性基（ｄ２）がモノマー単位（ｄ２１）及び（ｄ２２）を含むか、又はそれらから構成される実施形態において、（ｄ２１）の（ｄ２２）に対するモル比は、広範囲に変化させることができ、したがって、本発明の組成物、方法、及び使用方法の具体的な要求に最も有利に調節され得る。好ましくは、モル比（ｄ２１）：（ｄ２２）は、１００：１〜１：１、さらに好ましくは６０：１〜１．５：１、最も好ましくは５０：１〜１．５：１、特に好ましくは２５：１〜１．５：１、特に１５：１〜２：１、例えば９：１〜２：１である。
【００８１】
また、親水性基（ｄ２）としての役割を果たす、オリゴマー及びポリマーポリオキシアルキレン基の重合度は、広範囲に変化させることができ、したがって、本発明の組成物、方法、及び使用方法の具体的な要求に最も有利に調節され得る。好ましくは、前記重合度は、５〜１００、好ましくは５〜９０、最も好ましくは５〜８０の範囲である。
【００８２】
好ましくは、成分（Ｄ）中に、又は成分（Ｄ）として使用される非イオン性界面活性剤は、平均で、
・１０〜１６個の炭素原子を有するアルキル基、及び
・５〜２０個のオキシエチレンモノマー単位（ｄ２１）及び
・２〜８個のオキシプロピレンモノマー単位（ｄ２２）を、
ランダム分布で含む
分子の混合物である、両親媒性非イオン性ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンアルキルエーテル界面活性剤である。
【００８３】
例えば、成分（Ｄ）中に、又は成分（Ｄ）として使用される非イオン性界面活性剤は、平均で、１１〜１４個の炭素原子を有するアルキル基、及び１２〜２０個のオキシエチレンモノマー単位、及び３〜５個のオキシプロピレンモノマー単位を、ランダム分布で含む分子の混合物である、両親媒性非イオン性ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンアルキルエーテル界面活性剤である。
【００８４】
存在する場合、成分（Ｄ）、すなわち、成分（Ｄ）の非イオン性界面活性剤化剤の総量は、本発明のＣＭＰ組成物において、任意の広範囲な比率で含まれ得る。好ましくは、成分（Ｄ）の総量は、いずれの場合にも、本発明の各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、１０質量％以下、さらに好ましくは３質量％以下、最も好ましくは１質量％以下、特に好ましくは０．５質量％以下、特に０．１質量％以下、例えば０．０５質量％以下である。好ましくは、成分（Ｄ）の総量は、いずれの場合にも、本発明の各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、少なくとも０．００００１質量％、さらに好ましくは少なくとも０．０００１質量％、最も好ましくは少なくとも０．００８質量％、特に好ましくは少なくとも０．００２質量％、特に少なくとも０．００５質量％、例えば少なくとも０．００８質量％である。
【００８５】
一般に、成分（Ｄ）の水性溶媒における溶解度は、広範囲内で変化させることができる。成分（Ｄ）の水における溶解度は、ｐＨ７、２０℃、大気圧下で、好ましくは少なくとも１ｇ／Ｌ、さらに好ましくは少なくとも５ｇ／Ｌ、最も好ましくは少なくとも２０ｇ／Ｌ、特に少なくとも５０ｇ／Ｌ、例えば少なくとも１５０ｇ／Ｌである。前記溶解度は、飽和溶液中の溶媒を蒸発させ、残存質量を測定することで定量され得る。
【００８６】
［成分（Ｅ）：アルコール（複数可）］
本発明の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物は、任意に、成分（Ｅ）として１種以上のアルコールをさらに含む。
【００８７】
上述の通り、それらの構造により、本発明に従うＣＭＰ組成物の種々の成分の規定に同時に該当する物質は、定量的考察のため、いずれの場合にも、全てのこれらの成分に割り当てられる必要がある。例えば、本発明に従う組成物が、成分（Ｅ）中に、又は成分（Ｅ）として、同時に上記で規定された成分（Ｄ）中に、又は成分（Ｄ）として使用される非イオン性界面活性剤の規定に該当する、１種以上のアルコールを含む場合、定量的考察のため、これらの界面活性剤は、成分（Ｅ）及び成分（Ｄ）の両方に割り当てられる必要がある。
【００８８】
成分（Ｅ）中に、又は成分（Ｅ）として使用されるアルコール、すなわち、前記１種の、又は１種以上の成分（Ｅ）のアルコールの少なくとも１種は、好ましくは、水性溶媒中で解離性でない（not dissociable）、少なくとも２個のヒドロキシル基を有するアルコールである。さらに好ましくは、（Ｅ）は水性溶媒中で解離性でない、２個のヒドロキシル基を有するアルコールである。「解離性でない」は、反応：
アルコール（Ｅ）→脱プロトン化アルコール（Ｅ）＋ヒドロキシル基のＨ＋
について、中性水相中のｐＫａ値（酸解離定数の対数測定値）が、脱イオン水中で、２５℃、大気圧で測定されたときに９．９を超える、さらに好ましくは１１を超える、最も好ましくは１２を超える、特に好ましくは１３を超える、例えば１４を超えることを意味する。例えば、プロパン−１，２−ジオール（α−プロピレングリコール）は、脱イオン水中で、２５℃、大気圧で測定されたときに１４．９のｐＫａ値を有する。
【００８９】
さらに好ましくは、成分（Ｅ）中に、又は成分（Ｅ）として使用されるアルコールはジオール、トリオール、テトラオール、ペンタオール、ヘキサオール、ヘプタオール、オクタオール、ノナオール、デカオール、又はポリオールである。最も好ましくいは、そのようなアルコールは、ジオール、トリオール、ペンタオール、又はヘキサオールである。特に好ましくは、そのようなアルコールはジオールである。特に最も好ましくは、前記１種の、又は１種以上の成分（Ｅ）のアルコールの少なくとも１種は、エタンジオール（エチレングリコール）、プロパンジオール（プロピレングリコール）及びブタンジオール（ブチレングリコール）からなる群から選択される。
【００９０】
特に、前記１種の、又は１種以上の成分（Ｅ）のアルコールの少なくとも１種は、プロパンジオール（プロピレングリコール）である。
【００９１】
成分（Ｅ）中に、又は成分（Ｅ）として使用されるアルコールは、好ましくは２〜５０個の炭素原子を有するアルコール、さらに好ましくは２〜２０個の炭素原子を有するアルコール、最も好ましくは２〜１１個の炭素原子を有するアルコール、特に好ましくは２〜７個の炭素原子を有するアルコール、特に２〜４個の炭素原子を有するアルコール、例えば３個の炭素原子を有するアルコールである。
【００９２】
存在する場合、成分（Ｅ）、すなわち、成分（Ｅ）のアルコール（複数可）の総量は、本発明のＣＭＰ組成物において、任意の広範囲な比率で含まれ得る。好ましくは、成分（Ｅ）の総量は、いずれの場合にも、本発明の各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、１０質量％以下、さらに好ましくは５質量％以下、最も好ましくは３質量％以下、特に好ましくは２質量％以下、特に１．２質量％以下、例えば０．８質量％以下である。好ましくは、成分（Ｅ）の総量は、いずれの場合にも、本発明の各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、少なくとも０．００１質量％、さらに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％、特に好ましくは少なくとも０．１質量％、特に少なくとも０．３質量％、例えば少なくとも０．５質量％である。
【００９３】
一般に、成分（Ｅ）の溶解度は、広範囲内で変化させることができる。成分（Ｅ）の水における溶解度は、ｐＨ７、２５℃、大気圧下で、好ましくは少なくとも１ｇ／Ｌ、さらに好ましくは少なくとも５ｇ／Ｌ、最も好ましくは少なくとも２０ｇ／Ｌ、特に少なくとも５０ｇ／Ｌ、例えば少なくとも１５０ｇ／Ｌである。前記溶解度は、飽和溶液中の溶媒を蒸発させ、残存質量を測定することで定量され得る。
【００９４】
［成分（Ｆ）：酸化剤（複数可）］
本発明の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物は、任意に、成分（Ｅ）として１種以上の酸化剤、好ましくは１種又は２種の酸化剤、さらに好ましくは１種の酸化剤をさらに含む。一般に、成分（Ｆ）中に、又は成分（Ｆ）として使用される酸化剤は、被研磨基板、又はその層の１層を酸化する能力を有する化合物である。
【００９５】
上述の通り、それらの構造により、本発明に従うＣＭＰ組成物の種々の成分の規定に同時に該当する物質は、定量的考察のため、いずれの場合にも、全てのこれらの成分に割り当てられる必要がある。例えば、本発明に従う組成物が、成分（Ｆ）中に、又は成分（Ｆ）として、同時に上記で規定された任意の他の成分の規定に該当する、１種以上の酸化剤を含む場合、定量的考察のため、これらの酸化剤は、成分（Ｆ）及び前記他の成分に割り当てられる必要がある。
【００９６】
好ましくは、成分（Ｆ）中に、又は成分（Ｆ）として使用される１種の、又は１種以上の酸化剤の少なくとも１種は、過−型酸化剤（per-type oxidizer）である。更に好ましくは、前記１種の、又は１種以上の成分（Ｆ）の酸化剤の少なくとも１種は、過酸化物、過硫酸塩、過塩素酸塩、過臭素酸塩、過ヨウ素酸塩、及び過マンガン酸塩、並びにそれらの誘導体からなる群から選択される。最も好ましくは、そのような酸化剤は過酸化物又は過硫酸塩である。特に、そのような酸化剤は過酸化物である。例えば、そのような酸化剤は過酸化水素である。
【００９７】
存在する場合、成分（Ｆ）、すなわち、成分（Ｆ）の酸化剤（複数可）の総量は、本発明のＣＭＰ組成物において、任意の広範囲な比率で含まれ得る。好ましくは、成分（Ｆ）の総量は、いずれの場合にも、前記組成物の総質量に基づいて、２０質量％以下、さらに好ましくは１０質量％以下、最も好ましくは５質量％以下、特に２．５質量％以下、例えば１．５質量％以下である。好ましくは、成分（Ｆ）の総量は、いずれの場合にも、本発明の各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、少なくとも０．０１質量％、さらに好ましくは少なくとも０．０８質量％、最も好ましくは少なくとも０．４質量％、特に少なくとも０．７５質量％、例えば少なくとも１質量％である。過酸化水素が、成分（Ｆ）の唯一の酸化剤として使用される場合、成分（Ｆ）の総量は、いずれの場合にも、本発明の各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、好ましくは０．５質量％〜４質量％、さらに好ましくは１質量％〜２質量％、例えば１．２〜１．３質量％である。
【００９８】
成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ），（Ｄ）、（Ｅ）及び（Ｆ）に加えて、前記化学的気化器研磨（ＣＭＰ）組成物は、以下に規定される１種以上のさらなる成分を含み得る。
【００９９】
［成分（Ｇ）：さらなる腐食防止剤（複数可）］
成分（Ａ）として存在する式（１）の１種以上の化合物に加えて、本発明の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物は、任意に、成分（Ｇ）として１種以上のさらなる腐食防止剤をさらに含む。
【０１００】
上述の通り、それらの構造により、本発明に従うＣＭＰ組成物の種々の成分の規定に同時に該当する物質は、定量的考察のため、いずれの場合にも、全てのこれらの成分に割り当てられる必要がある。例えば、本発明に従う組成物が、成分（Ｇ）中に、又は成分（Ｇ）として、同時に上記で規定された成分（Ｅ）中に、又は成分（Ｅ）として使用されるアルコールの規定に該当する、１種以上の腐食防止剤（複数可）を含む場合、定量的考察のため、これらの界面活性剤は、成分（Ｇ）及び成分（Ｅ）の両方に割り当てられる必要がある。
【０１０１】
好ましくは、１種の、又は１種以上の成分（Ｇ）のさらなる腐食防止剤の少なくとも１種は、チオール、膜形成ポリマー、ポリオール、ジアゾール、トリアゾール、テトラアゾール及びそれらの誘導体、最も好ましくはイミダゾール、１，２，４−トリアゾール、ベンゾトリアゾール、トリトリアゾール（tolytriazole）、及びそれらの誘導体であり、なお、上記で規定された式（１）の化合物は除外され、したがって、成分（Ｇ）のさらなる腐食防止剤とは見なされ得ない。
【０１０２】
成分（Ａ）、すなわち、上記で規定された式（１）の化合物（複数可）、及び成分（Ｇ）、すなわち、上記で規定されたさらなる腐食防止剤の総量は、いずれの場合にも、本発明の各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、好ましくは１０質量％以下、さらに好ましくは２質量％以下、最も好ましくは０．５質量％以下、特に０．１５質量％以下、例えば０．０８質量％以下である。成分（Ａ）及び成分（Ｇ）の総量は、いずれの場合にも、本発明の各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、好ましくは少なくとも０．０００１質量％、さらに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０．００５質量％、特に少なくとも０．０２質量％、例えば少なくとも０．０４質量％である。
【０１０３】
［二価カチオンの存在］
本発明の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物において、マグネシウム及びカルシウムからなる群から選択される二価カチオンの総量は、各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、１ｐｐｍ未満である。
【０１０４】
例えば炭酸等の特定のアニオンとともに、カルシウム及びマグネシウムカチオンは、沈殿する溶解し難い塩を形成するので、（各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて）１ｐｐｍ以上の量でのマグネシウム及びカルシウムからなる群から選択される二価カチオンの存在は、化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物の安定性に有害である。さらに、二価カチオンは、二価の存在に起因して、ポリマーアニオン等の負電荷を有する物と架橋する塩橋（salt bridge）を形成し、したがって、低溶解性又は低分散性のより大きい物の形成をもたらし得る。両方の反応は、ＣＭＰ組成物中の固形物質の量を変化させ、したがって、研磨プロセスを阻害し、且つ研磨される基板を損傷する危険性を増加させるという結果をもたらす。
【０１０５】
本発明の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物は、マグネシウム及びカルシウムからなる群から選択されるカチオンを、（いずれの場合にも各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて）０．９ｐｐｍ未満の量で、好ましくは０．５ｐｐｍ未満の総量で含み、最も好ましくはマグネシウム及びカルシウムからなる群から選択されるカチオンを一切含まないことが好ましい。さらに好ましくは、本発明の組成物に従う化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物は、（いずれの場合にも各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて）二価金属カチオンを１ｐｐｍ未満、好ましくは０．９ｐｐｍ未満の量で含み、最も好ましくは二価金属カチオンを一切含まない。したがって、化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物のいずれかの成分が塩である限り、それらの塩は、マグネシウム及びカルシウムからなる群から選択されるカチオンを含まず、さらに好ましくは二価金属カチオンを一切含まないことが好ましい。
【０１０６】
［ＣＭＰ組成物のｐＨ値］
安定性及び研磨性能等の本発明の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物の特は、前記組成物のｐＨに依存し得る。一般に、ＣＭＰ組成物は、任意のｐＨ値を有し得る。好ましくは、前記組成物のｐＨ値は、１４以下、さらに好ましくは１３以下、最も好ましくは１２以下、特に好ましくは１１．５以下、特に最も好ましくは１１以下、特に１０．５以下、例えば１０．２以下である。前記組成物のｐＨ値は、好ましくは少なくとも６、さらに好ましくは少なくとも７、最も好ましくは少なくとも８、特に好ましくは少なくとも８．５、特に最も好ましくは少なくとも９、特に少なくとも９．５、例えば少なくとも９．７である。前記組成物のｐＨ値は、好ましくは６〜１４の範囲、さらに好ましくは７〜１３の範囲、最も好ましくは８〜１２の範囲、特に好ましくは８．５〜１１．５の範囲、特に最も好ましくは９〜１１の範囲、特に９．５〜１０．５の範囲、例えば９．７〜１０．２の範囲である。
【０１０７】
本発明の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物を調製する方法において、本発明の（ＣＭＰ）組成物のｐＨ値は、任意に１種以上の追加的なｐＨ調整剤（Ｈ）を添加することによって調整される。一般に、本発明のＣＭＰ組成物の調製に使用するためのｐＨ調整剤は、所望の値に調整されたそのｐＨ値を有するように、ＣＭＰ組成物に添加される化合物である。
【０１０８】
上記で規定された範囲のｐＨを有する化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物は、
（Ｈ）１種以上のｐＨ調整剤、
を、前記化学的機械研磨組成物の成分（Ａ）、（Ｂ）、及び任意に成分（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｉ）（以下参照）の１種以上又は全てと混合することによって得られ得る。
【０１０９】
前記１種の、又は１種以上のｐＨ調整剤（Ｈ）の少なくとも１種は、好ましくは硝酸、硫酸、アンモニア、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化ナトリウム、及び水酸化カリウムからなる群から選択される。本発明の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物を調製する方法において、１種以上のｐＨ調整剤（Ｈ）は、ｐＨ値を所望のレベルに調整するために使用される。典型的に、上記で規定された好ましい範囲のｐＨを有するＣＭＰ組成物は、（Ｈ）１種以上のｐＨ調整剤を、本発明に従うＣＭＰ組成物の成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｉ）の全て又はいくつかを含む対応する前混合物（pre-mixture）に添加することによってｐＨを調整する工程（成分（Ｉ）の規定について、以下参照）を含む方法によって得られ得る（及び得られる（obtained））。
【０１１０】
好ましくは、前記１種の、又は１種以上のｐＨ調整剤（Ｈ）の少なくとも１種は、無機酸、カルボン酸、アミン塩基、アルカリ水酸化物、及び水酸化テトラアルキルアンモニウムを含む水酸化アンモニウムからなる群から選択される。特に、前記１種の、又は１種以上のｐＨ調整剤（Ｈ）の少なくとも１種は、硝酸、硫酸、塩酸、アンモニア、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムからなる群から選択される。好ましくは、本発明のＣＭＰ組成物を調製する方法において、ｐＨ値は、１種のｐＨ調整剤（Ｈ）によって調整される。例えば、前記ｐＨ調製剤（Ｈ）は水酸化カリウムである。
【０１１１】
上述の通り、それらの構造により、本発明に従う各ＣＭＰ組成物の種々の成分の規定に同時に該当する物質は、定量的考察のため、いずれの場合にも、全てのこれらの成分に割り当てられる必要がある。例えば、本発明に従う組成物が、成分（Ｈ）中に、又は成分（Ｅ）として、同時に上記で規定された成分（Ｃ）中に、又は成分（Ｃ）として使用される錯化剤の規定に該当する、１種以上のｐＨ調整剤（複数可）を含む場合、定量的考察のため、これらの界面活性剤は、成分（Ｈ）及び成分（Ｃ）の両方に割り当てられる必要がある。
【０１１２】
１種以上のｐＨ調整剤が使用される場合、本発明の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物を調製する方法において添加されるｐＨ調整剤（複数可）（Ｈ）の総量は、任意の広範囲な比率であり得る。存在する場合、本発明の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物を調製する方法において添加されるｐＨ調整剤（Ｈ）の総量は、いずれの場合にも、本発明の各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、好ましくは１０質量％以下、さらに好ましくは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０．０５質量％以下である。存在する場合、本発明の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物を調製する方法において添加されるｐＨ調整剤（Ｈ）の総量は、いずれの場合にも、本発明の各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、好ましくは少なくとも０．０００５質量％、さらに好ましくは少なくとも０．００５質量％、最も好ましくは少なくとも０．０２５質量％、特に少なくとも０．１質量％、例えば少なくとも０．４質量％である。
【０１１３】
［成分（Ｉ）：緩衝剤（複数可）］
本発明によれば、本発明のＣＭＰ組成物は、任意に、１種以上の緩衝剤（Ｉ）をさらに含む。一般に、成分（Ｉ）中の、又は成分（Ｉ）としての使用のための緩衝剤は、ｐＨ値を所望のレベルで維持するようにＣＭＰ組成物に添加される化合物又は混合物である。
【０１１４】
好ましくは、前記１種の、又は１種以上の成分（Ｉ）の緩衝剤の少なくとも１種は、炭酸塩又は炭酸水素塩である。一般に、炭酸塩は、少なくとも１個のＣＯ32-アニオンを含む任意の塩であり、炭酸水素塩は、少なくとも１個のＨＣＯ3-アニオンを含む任意の塩である。好ましくは、炭酸塩又は炭酸水素塩は、ＣＯ32-又はＨＣＯ3-アニオン以外のアニオンを一切含まない。好ましくは、前記緩衝剤は、炭酸塩である。最も好ましくは、前記１種の、又は１種以上の成分（Ｉ）の緩衝剤の少なくとも１種は、ＣＯ32-アニオン以外のアニオンを一切含まない炭酸塩である。
【０１１５】
好ましくは、成分（Ｉ）としての、又は成分（Ｉ）中の使用のための炭酸塩又は炭酸水素塩は、ＮＨ4+カチオン、有機アンモニウムカチオン（下記で規定される通り）、Ｎ−複素環カチオン及びアルカリ金属カチオンからなる群から選択される少なくとも１個のカチオンを含む。さらに好ましくは、炭酸塩又は炭酸水素塩は、少なくとも１個のＮＨ4+及びアルカリ金属カチオンを含む。最も好ましくは、成分（Ｉ）としての、又は成分（Ｉ）中の使用のための炭酸塩又は炭酸水素塩は、少なくとも１個のアルカリ金属カチオンを含む。特に好ましくは、成分（Ｉ）としての、又は成分（Ｉ）中の使用のための炭酸塩又は炭酸水素塩は、少なくとも１個のナトリウム又はカリウムカチオンを含む。特に最も好ましくは、成分（Ｉ）としての、又は成分（Ｉ）中の使用のための炭酸塩又は炭酸水素塩は、少なくとも１個のカリウムカチオンを含む。特に、前記１種の、又は１種以上の成分（Ｉ）の緩衝剤の少なくとも１種は、好ましくは炭酸カリウム又は炭酸水素カリウムからなる群から選択される。
【０１１６】
例えば、成分（Ｉ）としての、又は成分（Ｉ）中の使用のための炭酸塩又は炭酸水素塩は、炭酸カリウムである。
【０１１７】
有機アンモニウムカチオンは、式［ＮＲ11Ｒ12Ｒ13Ｒ14］+（式中、Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13は、互いに独立して、Ｈ、アルキル、アリール、アルキルアリール、又はアリールアルキルであり、及びＲ14はアルキル、アリール、アルキルアリール、又はアリールアルキルである）の任意のカチオンである。
【０１１８】
存在する場合、成分（Ｉ）、すなわち、成分（Ｉ）の緩衝剤（複数可）の総量は、本発明のＣＭＰ組成物において、任意の広範囲な比率で含まれ得る。好ましくは、成分（Ｉ）の総量は、いずれの場合にも、本発明の各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、１０質量％以下、さらに好ましくは５質量％以下、最も好ましくは３質量％以下、特に好ましくは２質量％以下、特に１質量％以下、例えば０．７質量％以下である。好ましくは、成分（Ｉ）の総量は、いずれの場合にも、本発明の各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、少なくとも０．００１質量％、さらに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％、特に好ましくは少なくとも０．１質量％、特に少なくとも０．２質量％、例えば少なくとも０．４質量％である。
【０１１９】
上述の通り、それらの構造により、本発明に従うＣＭＰ組成物の種々の成分の規定に同時に該当する物質は、定量的考察のため、いずれの場合にも、全てのこれらの成分に割り当てられる必要がある。例えば、本発明に従う組成物が、成分（Ｉ）中に、又は成分（Ｉ）として、同時に上記で規定された成分（Ｃ）中に、又は成分（Ｃ）として使用される錯化剤の規定に該当する、１種以上の緩衝剤（複数可）を含む場合、定量的考察のため、これらの界面活性剤は、成分（Ｉ）及び成分（Ｃ）の両方に割り当てられる必要がある。
【０１２０】
［成分（Ｊ）：殺生物剤］
本発明のＣＭＰ組成物は、任意に、１種以上の殺生物剤（Ｊ）、例えば１種の殺生物剤をさらに含む。一般に、成分（Ｊ）中に、又は成分（Ｊ）として使用される１種の、又は１種以上の殺生物剤の少なくとも１種は、化学的又は生物学的手段によって、任意の有害生物に対して、抑止するか、無害化するか、又は制御効果を発揮する化合物である。
【０１２１】
好ましくは、成分（Ｊ）中に、又は成分（Ｊ）として使用される１種の、又は１種以上の殺生物剤の少なくとも１種は、第四級アンモニウム化合物（炭酸第四級アンモニウム及び炭酸水素第四級アンモニウムを除外）、イソチアゾリノン系（isothiazolinone-based）化合物、Ｎ−置換されたジアゼニウム二酸化物（N-substituted diazenium dioxide）、及びＮ−ヒドロキシ−ジアゼニウム酸化物（N'-hydroxy-diazenium oxide）塩からなる群から選択される。更に好ましくは、（Ｊ）は、Ｎ−置換されたジアゼニウム二酸化物、又はＮ−ヒドロキシ−ジアゼニウム酸化物塩である。
【０１２２】
存在する場合、成分（Ｊ）、すなわち、成分（Ｊ）の殺生物剤（複数可）の総量は、本発明のＣＭＰ組成物において、任意の広範囲な比率で含まれ得る。存在する場合、成分（Ｊ）の総量は、いずれの場合にも、本発明の各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、好ましくは０．５質量％以下、さらに好ましくは０．１質量％以下、最も好ましくは０．０５質量％以下、特に０．０２質量％以下、例えば０．００８質量％以下である。存在する場合、成分（Ｊ）の総量は、いずれの場合にも、本発明の各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、好ましくは少なくとも０．０００１質量％、さらに好ましくは少なくとも０．０００５質量％、最も好ましくは少なくとも０．００１質量％、特に少なくとも０．００３質量％、例えば少なくとも０．００６質量％である。
【０１２３】
本発明によれば、
（Ａ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．０００１質量％〜１質量％の範囲の総量の１種以上の式（１）の化合物、
を含む化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物が好ましい。
【０１２４】
本発明によれば、
（Ｂ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．００２〜１０質量％の範囲の総量の無機粒子、有機粒子、又はそれらの複合材料若しくは混合物、
を含む化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物もまた好ましく、
本発明によれば、
（Ｃ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．００１〜１０質量％の範囲の総量の有機酸及びそれらの塩からなる群から選択される１種以上の錯化剤、
を含む化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物もまた好ましく、
本発明によれば、
（Ｄ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．００００１〜１０質量％の範囲の総量の１種以上の非イオン性界面活性剤、
を含む化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物もまた好ましく、
本発明によれば、
（Ｅ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．００１〜１０質量％の範囲の総量の１種以上のアルコール、
を含む化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物もまた好ましく、
本発明によれば、
（Ｆ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．０１〜２０質量％の範囲の総量の１種以上の酸化剤、
を含む化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物もまた好ましく、
本発明によれば、
（Ｉ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．００１〜１０質量％の範囲の総量の１種以上の緩衝剤、
を含む化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物もまた好ましい。
【０１２５】
成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｉ）の上記で規定された好ましい濃度範囲の任意の組み合わせもまた好ましい。
【０１２６】
本発明によれば、
（Ａ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．０００１質量％〜１質量％の範囲の総量の１種以上の式（１）の化合物、
及び
（Ｂ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．００２〜１０質量％の範囲の総量の無機粒子、有機粒子、又はそれらの複合材料若しくは混合物、
及び
（Ｃ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．００１〜１０質量％の範囲の総量の有機酸及びそれらの塩からなる群から選択される１種以上の錯化剤、
及び
（Ｄ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．００００１〜１０質量％の範囲の総量の１種以上の非イオン性界面活性剤、
及び
（Ｅ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．００１〜１０質量％の範囲の総量の１種以上のアルコール、
及び
（Ｆ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．０１〜２０質量％の範囲の総量の１種以上の酸化剤、
及び
（Ｉ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．００１〜１０質量％の範囲の総量の１種以上の緩衝剤、
を含む化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物が最も好ましい。
【０１２７】
ＣＭＰ組成物を調製する方法は、一般に公知である。これらの方法は、本発明のＣＭＰ組成物の調製に適応され得る。本発明のＣＭＰ組成物は、水性溶媒、好ましくは水中に、上記規定の成分（Ａ）及び（Ｂ）、並びに存在する場合、さらなる成分（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）及び（Ｊ）を分散又は溶解することにより、且つ任意に１種以上のｐＨ調整剤（Ｈ）を添加することによってｐＨ値を調整すること、及び／又は１種以上の緩衝剤（Ｉ）によってｐＨを維持することにより調製され得る。したがって、前記ＣＭＰ組成物は、好ましくは、水性溶媒、好ましくは水中に、前記粒子（Ｂ）を分散すること、及び成分（Ａ）、並びに存在する場合、さらなる成分（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｉ）及び（Ｊ）、並びに１種以上のｐＨ調製剤（Ｈ）を分散及び／又は溶解することにより調製され得る。
【０１２８】
この目的のため、慣例及び標準の混合プロセス、並びに攪拌槽、高せん断インペラ（high-shear impeller）、超音波ミキサー、ホモジナイザーノズル又は向流ミキサー（counterflow mixer）等の混合装置が、使用され得る。
【０１２９】
［化学的機械研磨プロセス］
化学的機械研磨（ＣＭＰ）プロセスは、一般に公知であり、集積回路を有するウェハの製造におけるＣＭＰプロセスのために慣例的に使用される条件下での技術及び装置を用いて実行され得る。研磨プロセスを実行する際に用いる装置については、一切制限はない。
【０１３０】
当技術分野で公知の通り、ＣＭＰプロセスのための典型的な装置は、研磨パッドで覆われている回転プラテン（rotating platen）からなる。軌道研磨機（orbital polisher）も使用され得る。ウェハはキャリア（carrier）又はチャック（chuck）上に取り付けられる。処理されるウェハの面は、研磨パッドに面する（片面研磨プロセス）。リテーニングリングが、ウェハを水平位に固定する。
【０１３１】
一般に、キャリアの下により大きな直径のプラテンが、水平位に配置され、研磨されるウェハと平行な表面を提示する。プラテン上の研磨パッドが、平坦化プロセスの間、ウェハ表面と接触する。
【０１３２】
所望の材料原料を生じるように、ウェハは、研磨パッド上に押圧される。キャリア及びプラテンの両方は、通常、キャリア及びプラテンから垂直に伸長するそれらの各シャフトの周りを回転させられる。回転するキャリアシャフトは、回転するプラテンに対する相対位置で固定されたままであってもよく、又はプラテンに対して水平に動揺してもよい。典型的にはキャリアの回転方向は、必ずではないが、プラテンの回転方向と同一である。一般的にキャリア及びプラテンの回転速度は、必ずではないが、異なる値で設定される。ＣＭＰプロセスの間、本発明のＣＭＰ組成物は、通常、研磨パッド上に、連続流として、又は滴下方式で塗布される。慣例的に、プラテンの温度は、１０〜７０℃の温度で設定される。
【０１３３】
ウェハ上の負荷は、例えば、裏膜（backing film）と称されることが多い、ソフトパッドで覆われた鋼製の平板によって適用される。より高度な装置が使用されている場合、空気又は窒素圧で負荷される柔軟膜が、ウェハをパッド上に押圧する。ウェハ上に下方圧力分布が、硬いプラテン設計を有するキャリアの場合と比較してより均一であるので、そのような膜キャリアは、硬い研磨パッドが使用される場合の低下方力（low down force）プロセスのために好ましい。ウェハ上の圧力分布を制御するオプションを有するキャリアが、本発明に従って使用されてもよい。それらは、通常、互いに独立して特定の程度で負荷され得る多数の異なるチャンバーを有するように設定される。
【０１３４】
ＣＭＰプロセスのさらなる詳細のため、ＷＯ２００４／０６３３０１Ａ１、特に１６頁、段落［００３６］〜１８頁、段落［００４０］を、図１及び２を併せて参照される。
【０１３５】
本発明のＣＭＰ組成物を使用するＣＭＰプロセスによって、優れた機能を有する、誘電層を含む集積回路を有するウェハが得られ得る。
【０１３６】
本発明のＣＭＰ組成物は、すぐ使える（ready-to-use）スラリーの形態で、ＣＭＰプロセス用に提供される。本発明のＣＭＰ組成物は、長期保存性を有し、凝集することなしに長期間安定した粒径分布を示し、且つバリア層の高いＭＲＲを維持する。したがって、それらはハンドリング及び貯蔵することが容易である。
【０１３７】
さらに、以下に提示する実施例によって示される通り、本発明のＣＭＰ組成物は、２種以上又は全ての以下の特性を結び付ける：（ａ）バリア僧の高いＭＲＲ、（ｂ）銅層の低いＭＲＲ、（ｃ）低ｋ又は超低ｋ材料の低いＭＲＲ、（ｄ）ＭＲＲに関して、銅層と比較してバリア層に対する高い選択性、（ｅ）ＭＲＲに関して、低ｋ又は超低ｋ材料と比較してバリア層に対する高い選択性。最も具体的には、銅層、タンタル又は窒化タンタル層、及び低ｋ又は超低ｋ材料が、研磨される基板に存在する限り、本発明のＣＭＰ組成物は、可能な限り多くの以下の特性の組み合わせを示すべきである：（ａ’）タンタル又は窒化タンタルの高いＭＲＲ、（ｂ’）銅層の低いＭＲＲ、（ｃ’）低ｋ又は超低ｋ材料の低いＭＲＲ、（ｄ’）ＭＲＲに関して、銅と比較してタンタル又は窒化タンタルに対する高い選択性、及び（ｅ’）ＭＲＲに関して、低ｋ又は超低ｋ材料と比較してタンタル又は窒化タンタルに対する高い選択性。
【０１３８】
本発明はさらに、上記で規定された本発明に従う化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物の存在下で、基板の化学的機械研磨を含む半導体デバイスの製造方法に関する。前記本発明に従う方法において、研磨される基板は、好ましくは、タンタルからなる、又はタンタル合金若しくは窒化タンタルからなる表面領域、及び／又は銅からなる、又は銅合金からなる表面領域を含む。
【０１３９】
本発明は、以下で、実施例及び比較例によって、さらに説明される。
【実施例】
【０１４０】
［実施例及び比較例］
［腐食防止剤（Ａ）の合成］
置換されたＢＴＡ誘導体を、文献（Ｅｌ−Ｈａｍｏｕｌｙ，Ｗ．Ｓ．；Ａｂｄ−Ａｌｌａｈ，Ｓｈ．Ｍ．；Ｔａｗｆｉｋ，Ｈ．Ａ．，Ｅｇｙｐｔｉａｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（２００４）、４７（３）、３３３−３４３頁）に従って、又は類似させて合成した。
【０１４１】
一般的な反応スキームは、以下の通りである：
【化３】
2019143147.tif 000004
【０１４２】
［一般的な実験手順：］
機械的撹拌器、温度計、還流冷却器、窒素注入口、及び泡計測器を備えた２５０ｍｌ四つ口フラスコ中で、各ｏ−ジアミノベンゼン（０．０３１ｍｏｌ）（式１ａ）を、窒素雰囲気下で、氷酢酸（５０ｍｌ）に一部ずつ加えた。結果として生じたスラリーを氷浴で４℃に冷却した。水（６ｍｌ）中の亜硝酸ナトリウム（２．２４ｇ、０．０３２ｍｏｌ）溶液を、反応混合物の温度を＜１０℃に維持しながら、４０分かけて滴下した。結果として生じたスラリーを室温に温め、ＫＩ／アミロース試験紙を用いて、遊離ＨＮＯ2の分析が陰性で、且つ出発材料が薄層クロマトグラフィーにおいて見えなくなるまで、撹拌した（１６時間）。
【０１４３】
実施例８〜１１及び１３（以下の表１参照）において使用された式（１）の化合物の後処理手順（working-up procedure）は、以下の通りである：
【０１４４】
［５−ブロモ−１Ｈ−ベンゾトリアゾール    Ｒ1＝Ｂｒ    Ｒ2＝Ｈ（実施例８）］
結果として生じたスラリーをろ過し；固形残さを水（１００ｍｌ）で洗浄し、生じた固形物をエタノール（２０ｍｌ）からの再結晶によって、さらに精製した。生成物を、５０℃、５００Ｐａ（５ｍｂａｒ）で２４時間乾燥し、オフホワイトの固体として得た。収率：６７％。
【０１４５】
1Ｈ−ＮＭＲ（５００ ＭＨｚ，ｄ6−ＤＭＳＯ）δ ＝８．２０（ｄ，Ｊ ＝１．７Ｈｚ，１Ｈ，Ｈ−４），７．９１（ｄ，Ｊ＝８．８Ｈｚ，１Ｈ，Ｈ−７），７．５７（ｄｄ，Ｊ＝１．７Ｈｚ，Ｊ＝８．８Ｈｚ，１Ｈ，Ｈ−６）ｐｐｍ。
【０１４６】
［５−ｔｅｒｔ−ブチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール  Ｒ1＝ｔ−Ｂｕ  Ｒ2＝Ｈ（実施例９）］
結果として生じた溶液に、水（７０ｍｌ）を添加し、その後、油相を溶液から分離した。油を集め、水性層をＣＨ2Ｃｌ2（３×３０ｍｌ）で抽出した。合わせた有機層を重炭酸ナトリウム溶液（水中１５質量％、２×１００ｍｌ）及びブライン（１０ｍｌ）で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過し、濃縮した。生成物を、静置で結晶化した油状液体として得た。収率９２％。
【０１４７】
1Ｈ−ＮＭＲ（５００ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3）δ=１５．７４−１０．９８（ｂｒｓ，１Ｈ，ＮＨ），７．９１−７．８８（ｍ，２Ｈ，Ｈ−４，Ｈ−７），７．５４−７，５２（ｍ，１Ｈ，Ｈ−６）ｐｐｍ。
【０１４８】
ＭＳ（ＥＩ）：Ｃ10Ｈ13Ｎ3のために計算したｍ／ｚ  １７５；１７５が認められた。
【０１４９】
［５−（ベンゾイル）−１Ｈ−ベンゾトリアゾール  Ｒ1＝Ｂｚ  Ｒ2＝Ｈ（実施例１０）］
結果として得られたスラリーをろ過し；固形残さを水（１００ｍｌ）で洗浄し、生じた固形物をエタノール（２０ｍｌ）からの再結晶によって、さらに精製した。生成物を、５０℃、５００Ｐａ（５ｍｂａｒ）で２４時間乾燥し、オフホワイトの固体として得た。収率：９１％。純度（ＨＰＬＣ）：９９．７４％。
【０１５０】
1Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ｄ6−ＤＭＳＯ）δ ＝１６．７７−１５．１４（ｂｒｓ， １Ｈ，ＮＨ），８．７２（ｄ，Ｊ＝１．３Ｈｚ，１Ｈ，Ｈ−４），８．０４（ｄ，Ｊ＝８．８Ｈｚ，１Ｈ，Ｈ−７），７．８８（ｄｄ，Ｊ＝１．３Ｈｚ，Ｊ＝８．８Ｈｚ，１Ｈ，Ｈ−６），７．８１−７．７９（ｍ，２Ｈ，Ｈ−２’，Ｈ−６’），７．７３−７．７０（ｍ，１Ｈ，Ｈ−４’）， ７．６１−７．５８（ｍ，１Ｈ，Ｈ−３’，Ｈ−５’）ｐｐｍ。
【０１５１】
［５，６−ジブロモ−１Ｈ−ベンゾトリアゾール  Ｒ1＝Ｂｒ  Ｒ2＝Ｂｒ（実施例１１）］
結果として生じたスラリーをろ過し；固形残さを水（１００ｍｌ）で洗浄し、生じた固形物をエタノール（３０ｍｌ）からの再結晶によって、さらに精製した。生成物を、５０℃、５００Ｐａ（５ｍｂａｒ）で２４時間乾燥し、淡黄色の固体として得た。収率：８３％。
【０１５２】
1Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ｄ6−ＤＭＳＯ）δ＝８．４５（ｓ，２Ｈ，Ｈ−４，Ｈ−７）ｐｐｍ。
【０１５３】
ＭＳ （ＥＩ）： Ｃ6Ｈ3Ｂｒ2Ｎ3のために計算したｍ／ｚ  ２７５；２７５が認められた。
【０１５４】
［５−ｓｅｃ−ブチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール  Ｒ1＝ｓｅｃ−Ｂｕ  Ｒ2＝Ｈ（実施例１３）］
結果として生じた溶液に、水（７０ｍｌ）を添加し、その後、油相を溶液から分離した。油を集め、水性層をＣＨ2Ｃｌ2（３×３０ｍｌ）で抽出した。合わせた有機層を重炭酸ナトリウム溶液（水中１５質量％、２×１００ｍｌ）及びブライン（１０ｍｌ）で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過し、濃縮した。生成物を、オフホワイトの固体として得た。収率９４％。
【０１５５】
1Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ｄ6−ＤＭＳＯ）δ ＝１５．５４（ｂｒｓ，１Ｈ，ＮＨ），７．９５−７．２６（ｍ，３Ｈ，Ｈ−４，Ｈ−７，Ｈ−６），２．７９ （ｍ，１Ｈ，ＣＨ），１．６３（ｍ，２Ｈ，ＣＨ2），１．２６ （ｄ， Ｊ ＝ ６．９ Ｈｚ， ３ Ｈ， ＣＨ3），０．７８（ｔ,Ｊ＝１４．７Ｈｚ，３Ｈ，ＣＨ3）ｐｐｍ。
【０１５６】
互変異性のため、５位に置換基を有する、それぞれの置換されたＢＴＡは、対応する互変異性体（６位に前記置換基を有する対応する置換されたＢＴＡ）を含む。
【０１５７】
４−及び５−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾールの混合物（比較例２）は、例えばＢＡＳＦ  ＳＥからＩｒｇａｍｅｔ（商標）ＴＴＺとして市販されている。
【０１５８】
５−クロロ−１Ｈ−ベンゾトリアゾール（実施例１２）は、市販されている。
【０１５９】
４，５，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ−ベンゾトリアゾール（実施例１４）は、例えばＢＡＳＦ  ＳＥからＩｒｇａｍｅｔ（商標）ＳＢＴ７５として市販されている。
【０１６０】
［５０ｍｍＣＭＰ実験用の一般的手順］
いくつかの比較ＣＭＰ組成物（比較例１〜７）及び本発明に従うＣＭＰ組成物（実施例８〜１４）を、ＭｅｔＰｒｅｐ  ４（商標）ｔａｂｌｅ  Ｇｒｉｎｄｉｎｇ／Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  ｍａｃｈｉｎｅ（Ａｌｌｉｅｄ  Ｈｉｇｈｔｅｃｈ製）を使用して、５０ｍｍ（２インチ）径の高純度銅、及びタンタルディスク（Ｋａｍｉｓから受取）を研磨するために使用した。
【０１６１】
下方圧力：  １３．１ｋＰａ（１．９ｐｓｉ（６ｌｂｆ））；
研磨テーブル／キャリア速度：  １５０／１１０ｒｐｍ；
スラリー流速：  １２０ｍｌ／分；
時間研磨工程（time polishing step）：  ６０秒；
研磨パッド：  Ｆｕｊｉｂｏ  Ｈ８００  ＮＷ；
パッド調節（原位置外で（ex situ））：  パッドをブラシで数回掃くことによって手動で調節する。
すすぎ：  １０秒、水。
【０１６２】
研磨の後、ディスクを脱イオン水で３０秒すすぎ、窒素ガスで乾燥した。
【０１６３】
除去速度の測定のため、少なくとも３枚のディスクを研磨し、３回の実験から得られたデータを平均する。
【０１６４】
材料除去速度（ＭＲＲ）は、Ｍｅｔｔｌｅｒ  Ｔｏｌｅｄｏ  ＸＰ  ２０５  ＤｅｌｔａＲａｎｇｅ  ｓｃａｌｅを用いて、研磨前後の全体的な金属ディスク（blanket metal disc）の質量の差によって測定する。質量の差は、膜厚の差に変換され得る。
【０１６５】
【数１】
2019143147.tif 000005
【０１６６】
密度：  銅に関して、８．９４ｇ／ｃｍ3
タンタルに関して、１６．６５ｇ／ｃｍ３
表面積：  １９．６３５ｃｍ2
【０１６７】
試験結果を、以下の表１に示す。
【０１６８】
［スラリー調製］
［ストック溶液］
いくつかの化学物質は、水に容易に溶解しないので、予めストック溶液を調製する。
【０１６９】
腐食防止剤：  水中１質量％
非イオン性界面活性剤：  水中１０質量％
アルコール：  水中１０質量％
緩衝剤：  水中２５質量％
ＫＯＨ：  水中１０質量％
【０１７０】
［２．５ｋｇスラリーの調製］
まず、１５００ｇの脱イオン水をビーカーに加え、その後、２０ｇのマロン酸を添加し、混合物を、酸が溶解するまで撹拌する。ＫＯＨ（水中１０質量％）を添加し、ｐＨを７に調整する。その後、６２．５ｇの腐食防止剤溶液（水中１質量％）、１６０ｇのプロピレングリコール溶液（水中１０質量％）、２．５ｇの非イオン性界面活性剤溶液（水中１０質量％）を添加する。存在する場合、４０ｇの炭酸カリウム（水中２５質量％）を添加し、ＫＯＨ（水中１０質量％）を添加することにより、ｐＨをｐＨ１１に調整し、その後、２５０ｇのシリカ分散液Ｆｕｓｏ  ＰＬ−３（２０質量％市販品）をゆっくり添加する。ＫＯＨを添加し、ｐＨを１０．５に再調整し、残り水を、最終質量２４００ｇまで添加する。前記製剤を、密閉ビーカー中で１５分間撹拌する。
【０１７１】
研磨に先立って、１００ｇの過酸化水素（３１質量％）を前記製剤に添加し、１０分間撹拌する。
【０１７２】
【表１】
2019143147.tif 000006
【０１７３】
【表２】
2019143147.tif 000007
【０１７４】
【表３】
2019143147.tif 000008
【０１７５】
比較例１〜７のＣＭＰ組成物と対照的に、上記ＣＭＰ実験において、本発明に従う実施例８〜１４のＣＭＰ組成物は、
（ａ）５００Å／分以上のタンタル又は窒化タンタルの材料除去速度（ＭＲＲ）
及び
（ｂ）８８Å／分以下の銅の材料除去速度（ＭＲＲ）
及び
（ｃ）ＭＲＲに関して、銅と比較してタンタル又は窒化タンタルに対する６．６以上の選択性
を示す。
【０１７６】
本発明のＣＭＰ組成物の上限（各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて１ｐｐｍ）を超える濃度でカルシウムイオンを含む比較例１５〜２０のＣＭＰ組成物においては、相分離が５時間以内に生じた。したがって、研磨データは得られなかった。
【０１７７】
［安定性試験］
本発明に従うそれぞれの実施例（実施例８〜１４）の２００ｍＬスラリーを、オーブンに入れ、６０℃で１４日間貯蔵し、ｐＨ、平均粒径を、時間依存的に測定した。
【０１７８】
ｐＨ：  Ｋｎｉｃｋ  Ｐｏｒｔａｍｅｓｓ  ９１１ｘｐＨ、電極：  Ｓｃｈｔｔ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｂｌｕｅ  Ｌｉｎｅ  ２８ｐＨ
較正：  Ｂｅｒｎｄ  Ｋｒａｆｔ  ＧｍｂＨ（ｐＨ４−Ａｒｔ．Ｎｒ．０３０８３．３０００、及びｐＨ７−Ａｒｔ．Ｎｒ．０３０８６．３０００）
ＭＰＳ：  Ｍａｌｖｅｒｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ＧｍｂＨ、ＨＰＰＳ  ５００１
本発明に従う実施例（実施例８〜１４）について、粒径の有意な変化は観察されていない。
【図１】
2019143147.tif 000011
【図２】
2019143147.tif 000012
【図３】
2019143147.tif 000013
【図４】
2019143147.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月3日(2019.4.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物であって、
（Ａ）式（１）：
【化１】
2019143147.tif 000015
［ただし、式（１）における破線の対は、それぞれ二重結合を表すか、又はそれぞれ単結合を表し、
（ｉ）式（１）におけるそれぞれの破線の対が、二重結合を表す場合、
Ｒ１及びＲ２の一方は、水素であり、Ｒ１及びＲ２の他方は、塩素、臭素、３〜６個の炭素原子を有するアルキル、ベンゾイル、及び−ＣＯＯＲ３［式中、Ｒ３は、３〜６個の炭素原子を有するアルキルからなる群から選択されるか、又はＲ３は、−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−Ｈ、及び−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−ＣＨ３［式中、ｎは、いずれの場合にも１〜１５の範囲の整数である］からなる群から選択される構造単位を含む置換基である］からなる群から選択されるか、
又は
Ｒ１及びＲ２は、両方とも独立して、臭素及び塩素からなる群から選択され、
且つ
（ｉｉ）式（１）におけるそれぞれの破線の対が単結合を表す場合、
Ｒ１及びＲ２は水素であるか、
又は
Ｒ１及びＲ２の一方は、水素であり、Ｒ１及びＲ２の他方は、塩素、臭素、３〜６個の炭素原子を有するアルキル、ベンゾイル、及び−ＣＯＯＲ３［式中、Ｒ３は、３〜６個の炭素原子を有するアルキルからなる群から選択されるか、又はＲ３は、−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−Ｈ、及び−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−ＣＨ３［式中、ｎは、いずれの場合にも１〜１５の範囲の整数である］からなる群から選択される構造単位を含む置換基である］からなる群から選択されるか、
又は
Ｒ１及びＲ２は、両方とも独立して、臭素及び塩素からなる群から選択される］
の１種以上の化合物、
（Ｂ）無機粒子、有機粒子、又はそれらの複合材料若しくは混合物
を含み、
マグネシウム及びカルシウムからなる群から選択されるカチオンの総量が、前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて１ｐｐｍ未満であり、及び
前記１種以上の式（１）の化合物の総量は、前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．０００１質量％〜１質量％の範囲であり、及び
粒子（Ｂ）は繭状であり、繭状の粒子（Ｂ）は、１０〜２００ｎｍの範囲の短径、１．４〜２．２の範囲の長径／短径の比を有することを特徴とする化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項２】
（Ａ）前記１種の式（１）の化合物、又は１種を超える式（１）の化合物の少なくとも１種が、
５−ブロモ−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、
５−ｔｅｒｔ−ブチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、
５−（ベンゾイル）−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、
５，６−ジブロモ−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、
５−クロロ−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、
５−ｓｅｃ−ブチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、
４，５，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ−ベンゾトリアゾール
からなる群から選択される請求項１に記載の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項３】
成分（Ｂ）の前記粒子が、アルミナ、セリア、酸化銅、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化マンガン、シリカ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化スズ、チタニア、炭化チタン、酸化タングステン、酸化イットリウム、ジルコニア、並びにそれらの混合物及び複合材料からなる群から選択される粒子である請求項１又は２に記載の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項４】
（Ｃ）無機酸及びそれらの塩、並びに有機酸及びそれらの塩からなる群から選択される１種以上の錯化剤、
をさらに含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項５】
（Ｄ）１種以上の非イオン性界面活性剤、
をさらに含み、
前記１種の、又は１種以上の成分（Ｄ）の非イオン性界面活性剤の少なくとも１種が、好ましくは両親媒性非イオン性界面活性剤からなる群から選択される請求項１〜４のいずれか１項に記載の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項６】
（Ｅ）１種以上のアルコール、
をさらに含み、
前記１種の、又は１種以上の成分（Ｅ）のアルコールの少なくとも１種が、好ましくはエタンジオール（エチレングリコール）、プロパンジオール（プロピレングリコール）、及びブタンジオール（ブチレングリコール）からなる群から選択される請求項１〜５のいずれか１項に記載の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項７】
（Ｆ）１種以上の酸化剤、
をさらに含み、
前記１種の、又は１種以上の成分（Ｆ）の酸化剤の少なくとも１種が、好ましくは過酸化物、過硫酸塩、過塩素酸塩、過臭素酸塩、過ヨウ素酸塩、及び過マンガン酸塩からなる群から選択される請求項１〜６のいずれか１項に記載の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項８】
（Ｉ）１種以上の緩衝剤、
をさらに含み、
前記１種の、又は１種以上の成分（Ｉ）の緩衝剤の少なくとも１種が、好ましくは炭酸カリウム、又は炭酸水素カリウムからなる群から選択される請求項１〜７のいずれか１項に記載の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項９】
６〜１４の範囲のｐＨ値を有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項１０】
前記化学的機械研磨組成物が、
（Ｈ）１種以上のｐＨ調整剤、
を、前記化学的機械研磨組成物の成分（Ａ）、（Ｂ）、及び任意に成分（Ｃ）、（Ｄ）、  （Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｉ）の１種以上又は全てと混合することによって得られ、
前記１種の、又は１種以上のｐＨ調整剤（Ｈ）の少なくとも１種が、好ましくは硝酸、硫酸、アンモニア、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化ナトリウム、及び水酸化カリウムからなる群から選択される請求項９に記載の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項１１】
（Ｂ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．００２〜１０質量％の範囲の総量の無機粒子、有機粒子、又はそれらの複合材料若しくは混合物、
及び／又は
（Ｃ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．００１〜１０質量％の範囲の総量の有機酸及びそれらの塩からなる群から選択される１種以上の錯化剤、
及び／又は
（Ｄ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．００００１〜１０質量％の範囲の総量の１種以上の非イオン性界面活性剤、
及び／又は
（Ｅ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．００１〜１０質量％の範囲の総量の１種以上のアルコール、
及び／又は
（Ｆ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．０１〜２０質量％の範囲の総量の１種以上の酸化剤、
及び／又は
（Ｉ）前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて、０．００１〜１０質量％の範囲の総量の１種以上の緩衝剤、
を含む請求項１〜１０のいずれか１項に記載の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項１２】
前記ＣＭＰ組成物が、マグネシウム及びカルシウムからなる群から選択されるカチオンを、前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて０．９ｐｐｍ未満の総量で、好ましくは前記各ＣＭＰ組成物の総質量に基づいて０．５ｐｐｍ未満の総量で含み、最も好ましくはマグネシウム及びカルシウムからなる群から選択されるカチオンを一切含まない請求項１〜１１のいずれか１項に記載の化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に規定された化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物の存在下で、基板の化学的機械研磨を含む半導体デバイスの製造方法。
【請求項１４】
前記基板が、タンタル若しくは窒化タンタルからなる、又はタンタル合金からなる表面領域、及び／又は銅からなる、又は銅合金からなる表面領域を含む請求項１３に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
別の実施形態によれば、粒子（Ｂ）は、好ましくは繭状である。繭状は、突出部若しくは窪みを有するか、又は有さなくてもよい。繭状粒子は、１０〜２００ｎｍの短径、１．４〜２．２、さらに好ましくは１．６〜２．０の長径／短径の比を有する粒子である。好ましくは、それらは、透過型電子顕微鏡及び走査型電子顕微鏡で測定され得る、０．７〜０．９７、さらに好ましくは０．７７〜０．９２の平均形状ファクター（averaged shape factor）、好ましくは、０．４〜０．９、さらに好ましくは０．５〜０．７の平均球形度、及び４１〜６６ｎｍさらに好ましくは４８〜６０ｎｍの平均円相当径（averaged equivalent circle diameter）を有する。
【外国語明細書】
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