(57)【要約】  本発明は、シリカ、１種以上の有機カルボン酸又はその塩、１種以上のポリサッカリド、１種以上の塩基、場合により、１種以上の界面活性剤及び／又はポリマー、場合により、１種以上の還元剤、場合により、１種以上の殺生物剤及び水を含み、アルカリｐＨである、ケミカルメカニカル研磨組成物に関する。その研磨組成物は高い除去速度及び低い粒子欠陥性及び低い曇り性を示す。本発明は、さらに、ここに記載される研磨組成物を用いた基材のケミカルメカニカル研磨方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）シリカ、
（ｂ）（ｉ）下記式
【化１】
2013541194.tif 000029
（上式中、ｎは０〜８の整数であり、Ｒ1及びＲ2の各々は独立に、水素、ヒドロキシル基及びＣ1〜Ｃ6アルキル基からなる群より選ばれ、又は、Ｒ1及びＲ2は一緒になってオキソ基を形成し、そしてｎが２以上である場合には、ＣＲ1Ｒ2基の間の結合は独立に、単結合、二重結合又は三重結合からなる群より選ばれる）のジカルボン酸、
（ｉｉ）下記式
【化２】
2013541194.tif 000030
（上式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4の各々は、独立に、水素、アミノアルキル基、カルボキシアルキル基、ヒドロキシアルキル基、Ｒ1又はＲ2のいずれかをＲ3又はＲ4のいずれかに結合させる−（ＣＨ2）n−基及び−（ＣＨ＝ＣＨ）n−基からなる群より選ばれ、ｎは１〜６の整数である）のアミノ酸、
（ｉｉｉ）式（１）
【化３】
2013541194.tif 000031
（上式中、ｎは０〜８の整数であり、Ｒ1〜Ｒ3の各々は、独立に、水素、アルキル、ヒドロキシ及びヒドロキシアルキルからなる群より選ばれ、Ｒ1〜Ｒ3の少なくとも１つはヒドロキシ又はヒドロキシアルキルである）、又は、式（２）
【化４】
2013541194.tif 000032
（上式中、ｎは１〜５の整数である）のヒドロキシ酸、
（ｉｖ）カルボキシ置換ピラジン化合物、及び、
（ｖ）カルボキシ置換トリアゾール化合物、
からなる群より選ばれる１種以上の有機カルボン酸、その塩又はその水和物、
（ｃ）ヒドロキシアルキルセルロース、カラギーナン及びキサンタンガムからなる群より選ばれる１種以上のポリサッカリド、
（ｄ）１種以上の塩基、
（ｅ）場合により、１種以上の界面活性剤及び／又はポリマー、
（ｆ）場合により、1種以上の還元剤、
（ｇ）場合により、１種以上の殺生物剤、及び、
（ｈ）水
から本質的になり、アルカリｐＨである、ケミカルメカニカル研磨組成物。
【請求項２】
前記シリカは研磨組成物の０．００１ｗｔ％〜２０ｗｔ％の量で存在する、請求項１に記載の研磨組成物。
【請求項３】
前記シリカは研磨組成物の０．０５ｗｔ％〜１０ｗｔ％の量で存在する、請求項２に記載の研磨組成物。
【請求項４】
前記１種以上の有機カルボン酸は研磨組成物の０．０００５ｗｔ％〜２ｗｔ％の合計量で存在する、請求項１に記載の研磨組成物。
【請求項５】
前記ジカルボン酸はマロン酸、メチルマロン酸、ジメチルマロン酸、ブチルマロン酸、マレイン酸、メソシュウ酸ナトリウム一水和物（sodium mesooxalate monohydrate）、酒石酸、リンゴ酸、シュウ酸及びそれらの混合物からなる群より選ばれる、請求項１に記載の研磨組成物。
【請求項６】
前記ジカルボン酸はマロン酸である、請求項５に記載の研磨組成物。
【請求項７】
前記アミノ酸はグリシン、セリン、グルタミン酸、アスパラギン酸、リジン、ビシン、ニトリロ三酢酸、ピペコリン酸、ピコリン酸及びプロリンからなる群より選ばれる、請求項１に記載の研磨組成物。
【請求項８】
少なくとも１種の有機カルボン酸はカルボキシ置換ピラジン化合物である、請求項１に記載の研磨組成物。
【請求項９】
前記カルボキシ置換ピラジン化合物は３−アミノピラジン−２−カルボン酸である、請求項８に記載の研磨組成物。
【請求項１０】
前記カルボキシ置換トリアゾール化合物は３−アミノ−１，２，４−トリアゾール−５−カルボン酸である、請求項１に記載の研磨組成物。
【請求項１１】
芳香族ヒドロキシ酸は没食子酸、４−ヒドロキシ安息香酸、サリチル酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、２，３−ジヒドロキシ安息香酸及び３，４−ジヒドロキシ安息香酸からなる群より選ばれる、請求項１に記載の研磨組成物。
【請求項１２】
少なくとも１種のポリサッカリドはヒドロキシエチルセルロースである、請求項１に記載の研磨組成物。
【請求項１３】
ヒドロキシエチルセルロースの平均分子量は３００，０００ｇ／モル以下である、請求項１２に記載の研磨組成物。
【請求項１４】
ヒドロキシエチルセルロースの平均分子量は１０，０００ｇ／モル〜１００，０００ｇ／モルである、請求項１３に記載の研磨組成物。
【請求項１５】
ｐＨは８〜１２である、請求項１に記載の研磨組成物。
【請求項１６】
ｐＨは９〜１１である、請求項１５に記載の研磨組成物。
【請求項１７】
１種以上の界面活性剤及び／又はポリマーは研磨組成物中に存在する、請求項１に記載の研磨組成物。
【請求項１８】
少なくとも１種の界面活性剤は非イオン性界面活性剤である、請求項１７に記載の研磨組成物。
【請求項１９】
前記界面活性剤はアセチレンジオール界面活性剤又は疎水化（hydrophobated）ポリエチレングリコールである、請求項１８に記載の研磨組成物。
【請求項２０】
前記１種以上のポリマーはポリエチレングリコールポリウレタン又は水溶性アクリルである、請求項１７に記載の研磨組成物。
【請求項２１】
前記還元剤はメタ重亜硫酸カリウムである、請求項１に記載の研磨組成物。
【請求項２２】
（ｉ）研磨パッド及び請求項１〜２１のいずれか１項に記載のケミカルメカニカル研磨組成物と基材を接触させること、
（ｉｉ）前記ケミカルメカニカル研磨組成物を介して前記基材に対して前記研磨パッドを移動させること、及び、
（ｉｉｉ）前記基材の少なくとも一部を研削して前記基材を研磨すること、
を含む、基材のケミカルメカニカル研磨方法。
【請求項２３】
前記基材はシリコンを含み、該シリコンの一部を研削して基材を研磨する、請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
電子デバイスに使用されるシリコンウエハは、通常、単結晶シリコンインゴットから調製され、そのインゴットは最初にダイアモンドソーを用いて薄いウエハにスライスされ、その後、その切断プロセスにより生じる表面不完全性を除去するように研削される。その後、シリコンウエハは、通常、シリコンウエハが電子デバイスでの使用に許容される様になる前に非常に低い表面粗さの表面を提供するための最終研磨工程を必要とする。
【０００２】
シリコンウエハの最終研磨の現在の方法は水性キャリア中に研磨材としてシリカを含みそして研磨速度改良剤としてアミン又は第四級アンモニウム塩などの添加剤をさらに含む研磨組成物をしばしば使用する。シリコンウエハの従来の研磨組成物は一般に、１０〜２０ミクロンのシリカを除去するために１０分を超える研磨を必要とする。
【０００３】
スループットを改良しそして生産設備をより有効に使用するために、シリコンをより急速に研磨するように使用されうる研磨組成物が望まれている。除去速度を上げるためにシリコンスラリー中にアミンを使用することがよく知られている。しかしながら、研磨スラリー中にアミンを使用すると、粒子欠陥の増加を伴い、そして基材を曇らせる。さらに、排水処理規制などの環境上の懸念の観点から、アミン添加剤の使用は望ましくない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、高い除去速度、低い粒子欠陥性及び低い曇り性を示す、改良されたケミカルメカニカル研磨組成物が当該技術分野において必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は研磨材、速度向上剤、ポリサッカリド、塩基、場合により界面活性剤及び／又はポリマー、場合により還元剤、及び、水を含むケミカルメカニカル研磨組成物を提供する。
【０００６】
本発明は、詳細には、（ａ）シリカ、（ｂ）１種以上の有機カルボン酸又はその塩、（ｃ）ヒドロキシアルキルセルロース、カラギーナン及びキサンタンガムからなる群より選ばれる１種以上のポリサッカリド、（ｄ）１種以上の塩基、（ｅ）場合により、１種以上の界面活性剤及び／又はポリマー、（ｆ）場合により、１種以上の還元剤、（ｇ）場合により、１種以上の殺生物剤及び（ｈ）水を含み、アルカリｐＨである、ケミカルメカニカル研磨組成物を提供する。
【０００７】
本発明に係るケミカルメカニカル研磨組成物は、望ましくは、高い除去速度、低い粒子欠陥性及び低い曇り性を示す。さらに、本発明に係る研磨組成物の少なくとも幾つかの実施形態は低い固形分を含み、そのため、比較的に低コストである。
【０００８】
本発明は、本発明のケミカルメカニカル研磨組成物を用いて基材をケミカルメカニカル研磨する方法をさらに提供する。通常、基材はシリコンを含む。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は１種以上のポリサッカリド及び１種以上の速度向上剤を含むケミカルメカニカル研磨組成物及び基材（例えば、シリコンウエハ）のケミカルメカニカル研磨方法を提供する。出願人は従来のアミン速度向上剤が粒子欠陥を増加させそして研磨された基材の曇りを増加させることを発見した。
【００１０】
ある実施形態において、ケミカルメカニカル研磨組成物は（ａ）シリカ、（ｂ）１種以上の有機カルボン酸又はその塩、（ｃ）ヒドロキシアルキルセルロース、カラギーナン及びキサンタンガムからなる群より選ばれる１種以上のポリサッカリド、（ｄ）１種以上の塩基、（ｅ）場合により、１種以上の界面活性剤及び／又はポリマー、（ｆ）場合により、１種以上の還元剤、（ｇ）場合により、１種以上の殺生物剤及び（ｈ）水を含み、から本質的になり、又は、からなり、ここで、有機カルボン酸はジカルボン酸、アミノ酸、ヒドロキシ酸、アミノ−カルボキシ置換ピラジン化合物及びアミノ−カルボキシ置換トリアゾール化合物からなる群より選ばれ、そして研磨組成物はアルカリｐＨである。
【００１１】
本発明の研磨組成物は、望ましくは、本発明の方法により基材を研磨したときに、高い除去速度を示す。例えば、本発明の実施形態によりシリコンウエハを研磨するときに、研磨組成物は、望ましくは、５００Å／分以上、好ましくは７００Å／分以上、そしてより好ましくは１０００Å／分以上の除去速度を示す。
【００１２】
さらに、本発明の研磨組成物は、望ましくは、基材を研磨したときに、適切な技術により決定して、低い粒子欠陥性を示す。本発明の研磨組成物により研磨された基材上の粒子欠陥は任意の適切な技術により決定されうる。例えば、暗視野法線ビームコンポジット（dark field normal beam composite）（ＤＣＮ）及び暗視野斜線ビームコンポジット（dark field oblique beam composite）（ＤＣＯ）などのレーザ光散乱技術を用いて研磨された基材上の粒子欠陥を測定することができる。本発明の研磨組成物で研磨された基材、特に、シリコンは望ましくはＤＣＮ値が４０００計数以下であり、例えば、３５００計数以下、３０００計数以下、２５００計数以下、２０００計数以下、１５００計数以下、又は、１０００計数以下である。代わりに、又は、加えて、本発明の研磨組成物で研磨された基材、特に、シリコンは望ましくはＤＣＯ値が２０００計数以下であり、例えば、１５００計数以下、１０００計数以下、又は、５００計数以下である。
【００１３】
本発明の研磨組成物は、望ましくは、基材を研磨したときに、適切な技術により決定して低い曇り性を示す。例えば、レーザ光散乱技術による暗視野狭許容性法線入射ビーム(dark field, narrow acceptance, normal incidence beam)（ＤＮＮ）測定を用いて研磨された基材上の曇り度を測定することができる。本発明の研磨組成物により研磨された基材、特に、シリコンは、望ましくは、曇り度（ＤＮＮ測定）が０．２ｐｐｍ以下、より好ましくは０．１ｐｐｍ以下、そして最も好ましくは０．０５ｐｐｍ以下である。
【００１４】
ケミカルメカニカル研磨組成物は、望ましくは、（ａ）シリカ、（ｂ）（ｉ）下記式
【化１】
2013541194.tif 000002
（上式中、ｎは０〜８の整数であり、Ｒ1及びＲ2の各々は独立に、水素、ヒドロキシ基及びＣ1〜Ｃ6アルキル基からなる群より選ばれ、又は、Ｒ1及びＲ2は一緒になってオキソ基を形成し、そしてｎが２以上である場合には、ＣＲ1Ｒ2基の間の結合は独立に、単結合、二重結合又は三重結合からなる群より選ばれる）のジカルボン酸、（ｉｉ）下記式
【化２】
2013541194.tif 000003
（上式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4の各々は、独立に、水素、アミノアルキル基、カルボキシアルキル基、ヒドロキシアルキル基、Ｒ1又はＲ2のいずれかをＲ3又はＲ4のいずれかに結合させる−（ＣＨ2）n−基及び−（ＣＨ＝ＣＨ）n−基からなる群より選ばれ、ｎは１〜６の整数である）のアミノ酸、（ｉｉｉ）式（１）
【化３】
2013541194.tif 000004
（上式中、ｎは０〜８の整数（すなわち、ｎは０、１、２、３、４、５、６、７又は８）であり、Ｒ1〜Ｒ3の各々は、独立に、水素、アルキル、ヒドロキシ及びヒドロキシアルキルからなる群より選ばれ、Ｒ1〜Ｒ3の少なくとも１つはヒドロキシ又はヒドロキシアルキルである）の脂肪族ヒドロキシ酸、又は、式（２）
【化４】
2013541194.tif 000005
（上式中、ｎは１〜５の整数である）の芳香族ヒドロキシ酸、（ｉｖ）カルボキシ置換ピラジン化合物及び（ｖ）カルボキシ置換トリアゾール化合物からなる群より選ばれる１種以上の有機カルボン酸又はその塩、（ｃ）ヒドロキシアルキルセルロース、カラギーナン及びキサンタンガムからなる群より選ばれる１種以上のポリサッカリド、（ｄ）１種以上の塩基、（ｅ）場合により、１種以上の界面活性剤及び／又はポリマー、（ｆ）場合により、１種以上の還元剤、（ｇ）場合により、１種以上の殺生物剤及び（ｈ）水から本質的になり、アルカリｐＨである。
【００１５】
本明細書中に記載されるとおり、研磨組成物はコスト効率的な輸送のために濃厚物として調製され、その後、研磨の前に希釈される。研磨組成物濃厚物は１：１（例えば、濃縮されたスラリー１部に水１部）〜１：５０又はさらには１：１００まで、あるいは、それ以上に希釈されうる。
【００１６】
研磨材、例えば、シリカなどの金属酸化物粒子は任意の適切な形状であってよく、例えば、湿式プロセス金属酸化物粒子（例えば、湿式プロセスシリカ粒子）、ヒュームド金属酸化物粒子（例えば、ヒュームドシリカ粒子）又はそれらの組み合わせであってよい。研磨材は、好ましくはシリカである。湿式プロセス金属酸化物（例えば、シリカ）粒子は、一般に、実質的に球形形状であり、一方、ヒュームド金属酸化物（例えば、シリカ）粒子は、一般に、一次粒子の鎖状凝集物である。
【００１７】
シリカは湿式プロセスシリカ（例えば、縮合重合又は沈降シリカ粒子）であるか又は湿式プロセスシリカを含むことができる。縮合重合シリカ粒子は、通常、Ｓｉ（ＯＨ）4を縮合してコロイド粒子を形成させることにより調製され、ここで、コロイド粒子は平均粒子サイズが１ｎｍ〜１０００ｎｍであるものと定義される。このようなシリカ粒子は米国特許第５，２３０，８３３号明細書にしたがって調製でき、又は、任意の種々の市販製品として得ることができ、例えば、Akzo-Nobel Bindzil 50/80製品、Nalco DVSTS006製品及びFuso PL-1, PL-1H, PL-1SL, PL-2, PL-2L, PL-3, PL-3H, PL-3L, PL-5, PL-6L, PL-7, PL-7H, PL-10H, PL-SH3及びPL-20製品、ならびに、DuPont, Bayer, Applied Research, Silbond, Nissan Chemical, Clariantなどから入手可能な他の同様の製品である。
【００１８】
シリカはヒュームドシリカであるか又はヒュームドシリカを含むことができる。ヒュームドシリカ粒子は、火成プロセスで揮発性前駆体（例えば、ハロゲン化ケイ素）から、高温炎（Ｈ2／空気又はＨ2／ＣＨ4／空気）中で前駆体を加水分解及び／又は酸化させてヒュームドシリカを生成させることにより製造されうる。液滴発生器を用いて前駆体を含有する溶液を高温炎中にスプレイし、そしてその後、金属酸化物を回収することができる。典型的な液滴発生器としてはバイフルイドアトマイザ、高圧スプレイノズル及び超音波アトマイザが挙げられる。適切なヒュームドシリカ（焼成シリカとしても知られる）粒子はCabot, Tokuyama及びEvonik Degussaなどの製造者から市販されている。
【００１９】
シリカは任意の適切な平均粒子サイズ（すなわち、平均粒子直径）であることができる。シリカは平均粒子サイズが４ｎｍ以上、１０ｎｍ以上、例えば、１５ｎｍ以上、２０ｎｍ以上又は２５ｎｍ以上であることができる。代わりに、又は、加えて、シリカは平均粒子サイズが２００ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下、１２０ｎｍ以下、例えば、１１０ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、９０ｎｍ以下、８０ｎｍ以下、７０ｎｍ以下、６０ｎｍ以下、５０ｎｍ以下、又は、４０ｎｍ以下であることができる。このように、シリカは任意の上記の２つの終端により規定される平均粒子サイズであることができる。例えば、シリカは平均粒子サイズが４ｎｍ〜２００ｎｍ、１０ｎｍ〜１００ｎｍ、２０ｎｍ〜１００ｎｍ、２０ｎｍ〜８０ｎｍ、２０ｎｍ〜６０ｎｍ、又は、２０ｎｍ〜４０ｎｍであることができる。非球形シリカ粒子では、粒子のサイズは粒子を包囲する最も小さい球の直径である。シリカの粒子サイズは任意の適切な技術により、例えば、レーザ回折技術を用いて測定されうる。適切な粒子サイズ測定器はMalvern Instruments (Malvern, UK)から入手可能である。
【００２０】
研磨組成物は任意の適切な量のシリカを含むことができる。濃縮された研磨組成物は２０ｗｔ％以下のシリカ、例えば、１５ｗｔ％以下、１０ｗｔ％以下、８ｗｔ％以下、９ｗｔ％以下、８ｗｔ％以下、７ｗｔ％以下、６ｗｔ％以下、５ｗｔ％以下、４ｗｔ％以下、３ｗｔ％以下又は２ｗｔ％以下のシリカを含むことができる。希釈の後に、研磨組成物は、０．００１ｗｔ％以上のシリカ、例えば、０．０１ｗｔ％以上、０．１ｗｔ％以上、０．５ｗｔ％以上又は１ｗｔ％以上のシリカを含むことができる。このように、研磨組成物はシリカに関して記載した任意の２つの終端により規定される量でシリカを含むことができる。例えば、研磨組成物は０．００１ｗｔ％〜２０ｗｔ％のシリカ、又は、０．００１ｗｔ％〜１５ｗｔ％、０．００１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、０．００１ｗｔ％〜８ｗｔ％、０．００１ｗｔ％〜６ｗｔ％、０．００１ｗｔ％〜５ｗｔ％のシリカ、０．００１ｗｔ％〜２ｗｔ％、又は、０．０５ｗｔ％〜２ｗｔ％のシリカを含むことができる。好ましい実施形態において、研磨組成物は、使用時点で、０．２ｗｔ％〜０．６ｗｔ％のシリカを含む。
【００２１】
シリカ粒子は好ましくは本発明の研磨組成物中でコロイド安定である。用語コロイドは液体キャリア中のシリカ粒子の懸濁液を指す。コロイド安定性は経時にわたる懸濁の維持を指す。本発明の関係で、もし、研磨材を１００ｍＬのメスシリンダー中に入れ、攪拌せずに２時間放置したときに、メスシリンダーの底部５０ｍＬ中の粒子の濃度（ｇ／ｍＬで［Ｂ］）と、メスシリンダーの上部５０ｍＬ中の粒子の濃度（ｇ／ｍＬで［Ｔ］）との差異を研磨組成物中の粒子の初期濃度（ｇ／ｍＬで［Ｃ］）で割ったものが０．５以下（すなわち、｛［Ｂ］−［Ｔ］｝／［Ｃ］≦０．５）であるならば、研磨材はコロイド安定であると考えられる。より好ましくは、［Ｂ］−［Ｔ］／［Ｃ］の値は０．３以下であり、最も好ましくは０．１以下である。
【００２２】
本発明の研磨組成物はポリサッカリドとの組み合わせで速度向上剤を含む。驚くべきことに、ポリサッカリド、及び、場合により、ポリマー又は界面活性剤との組み合わせでの速度向上剤は高速除去性、低い粒子欠陥及び低い曇り性を示すケミカルメカニカル研磨組成物を提供することができる。
【００２３】
速度向上剤は、望ましくは、１種以上の有機カルボン酸である。ある実施形態において、研磨組成物は（ｉ）ジカルボン酸、（ｉｉ）アミノ酸、（ｉｉｉ）ヒドロキシ酸、（ｉｖ）カルボキシ置換ピラジン化合物及び（ｖ）カルボキシ置換トリアゾール化合物からなる群より選ばれる１種以上の有機カルボン酸、その塩及び／又はその水和物を含む。いかなる特定の理論にも固執するつもりはないが、カルボン酸は、超配位化合物（例えば、五配位又は六配位ケイ素化合物）を形成することにより研磨粒子（例えば、シリカ）又は基材（例えば、シリコン）を活性化するものと考えられる。
【００２４】
研磨組成物は任意の適切な量の１種以上の有機カルボン酸を含むことができる。研磨組成物は０．０００５ｗｔ％以上の有機カルボン酸、例えば、０．００５ｗｔ％以上、０．０５ｗｔ％以上、０．５ｗｔ％以上の有機カルボン酸を含むことができる。代わりに、又は、加えて、研磨組成物は２ｗｔ％以下の有機カルボン酸、例えば、１．５ｗｔ％以下、１．０ｗｔ％以下、又は、０．５ｗｔ％以下の有機カルボン酸を含むことができる。このように、研磨組成物は有機カルボン酸に関して記載した上記の任意の２つの終端により規定される合計量で１種以上の有機カルボン酸を含むことができる。例えば、研磨組成物は０．０００５ｗｔ％〜２ｗｔ％、０．００５ｗｔ％〜２ｗｔ％、０．００５ｗｔ％〜１ｗｔ％、０．００５ｗｔ％〜０．０５ｗｔ％の有機カルボン酸を含むことができる。好ましい実施形態において、研磨組成物は１ｗｔ％未満の有機カルボン酸を含む。
【００２５】
適切な有機カルボン酸としては、下記式
【化５】
2013541194.tif 000006
（上式中、ｎは０〜８の整数（すなわち、ｎは０、１、２、３、４、５、６、７又は８）である）を有するジカルボン酸が挙げられる。ｎが２以上（すなわち、２、３、４、５、６、７又は８）である実施形態において、ＣＲ1Ｒ2基の間の結合は独立に、単結合、二重結合又は三重結合からなる群より選ばれる。好ましい実施形態において、ｎは０、１又は２であり、より好ましくはｎは１又は２である。
【００２６】
ｎが２以上であり、ＣＲ1Ｒ2基の間の結合が二重結合である実施形態において、二重結合のコンフィグレーションは（Ｅ）、（Ｚ）又はそれらの混合物であり、ラセミ混合物を含む。マレイン酸はｎが２であり、ＣＲ1Ｒ2単位の間の結合が（Ｚ）コンフィグレーションを有する二重結合である例示のジカルボン酸である。
【００２７】
通常、ジカルボン酸のＲ1及びＲ2の各々は、独立に、水素、ヒドロキシ及びＣ1〜Ｃ6アルキル（すなわち、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec-ブチル、ペンチル、イソペンチル、sec-ペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、イソヘキシル、sec-ヘキシル及びネオヘキシル）からなる群より選ばれ、又は、Ｒ1及びＲ2は一緒になってオキソ基を形成している。好ましい実施形態では、ジカルボン酸のＲ1及びＲ2の各々は、独立に、水素、ヒドロキシ及びＣ1〜Ｃ4アルキルからなる群より選ばれ、又は、Ｒ1及びＲ2は一緒になってオキソ基を形成している。特に好ましい実施形態において、ジカルボン酸のＲ1及びＲ2の各々は、独立に、水素及びヒドロキシからなる群より選ばれる。
【００２８】
適切なジカルボン酸の非限定的な例としては、マロン酸、メチルマロン酸、ジメチルマロン酸、ブチルマロン酸、マレイン酸、メソシュウ酸ナトリウム一水和物（sodium mesooxalate monohydrate）、酒石酸、リンゴ酸、シュウ酸及びそれらの混合物が挙げられる。
【００２９】
特に好ましい実施形態において、ジカルボン酸はマロン酸又は酒石酸である。
【００３０】
適切な有機カルボン酸としては、下記式
【化６】
2013541194.tif 000007
（上式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4の各々は、独立に、水素、アミノアルキル基、カルボキシアルキル基、ヒドロキシアルキル基、Ｒ1又はＲ2のいずれかをＲ3又はＲ4のいずれかに結合させる−（ＣＨ2）n−及び−（ＣＨ＝ＣＨ）n−基からなる群より選ばれ、ｎは１〜６の整数である）のアミノ酸が挙げられる。
【００３１】
例示のアミノ酸はグリシンであり、Ｒ1〜Ｒ4の各々は水素である。
【００３２】
アミノアルキル基は望ましくはアミノＣ1−Ｃ6アルキル基（例えば、アミノメチル、アミノエチル、アミノプロピル、アミノブチル、アミノペンチル又はアミノヘキシル）である。アミノアルキル置換基を含む例示のアミノ酸はリジンであり、ここで、Ｒ1又はＲ2の１つがアミノブチル基であり、Ｒ1〜Ｒ4置換基の残りは水素である。
【００３３】
カルボキシアルキル基は、望ましくは、カルボキシＣ1−Ｃ6アルキル基（例えば、カルボキシメチル、カルボキシエチル、カルボキシプロピル、カルボキシブチル、カルボキシペンチル又はカルボキシヘキシル）である。カルボキシアルキル置換基を含む例示のアミノ酸としては、例えば、アスパラギン酸及びグルタミン酸が挙げられ、ここで、Ｒ1又はＲ2の１つがカルボキシメチル（アスパラギン酸）であるか、又は、カルボキシエチル（グルタミン酸）であり、Ｒ1〜Ｒ4置換基の残りは水素である。１つ以上のカルボキシアルキル置換基を含む別の例示のアミノ酸はニトリロ三酢酸であり、ここで、Ｒ1及びＲ2の各々は水素であり、Ｒ3及びＲ4の各々はカルボキシメチルである。
【００３４】
ヒドロキシアルキル基は、望ましくは、ヒドロキシＣ1〜Ｃ6アルキル基（例えば、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、ヒドロキシプロピル、ヒドロキシブチル、ヒドロキシペンチル又はヒドロキシヘキシル）である。ヒドロキシアルキル置換基を含む例示のアミノ酸はセリンであり、ここで、Ｒ1又はＲ2の１つがヒドロキシメチルであり、Ｒ1〜Ｒ4置換基の残りは水素である。１つ以上のヒドロキシアルキル置換基を含む別の例示のアミノ酸はビシンであり、ここで、Ｒ1及びＲ2の各々は水素であり、Ｒ3及びＲ4の各々はヒドロキシエチルである。
【００３５】
アミノ酸は、Ｒ1／Ｒ2の１つ及びＲ3／Ｒ4の１つが−（ＣＨ2）n−基（式中、ｎは１〜６の整数（すなわち、ｎは１、２、３、４、５又は６）である）を介して結合されており、それにより、脂肪族複素環式化合物を形成している環状アミノ酸であることができる。好ましい実施形態では、ｎは４である。ピペコリン酸、ピコリン酸及びプロリンは、Ｒ1／Ｒ2の１つ及びＲ3／Ｒ4の１つが−（ＣＨ2）4−基又は−（ＣＨ＝ＣＨ）n−基を介して結合されている例示のアミノ酸である。
【００３６】
本発明によれば、アミノ酸は適宜に任意の適切な立体化学を有することができる（例えば、Ｄ−、Ｌ−、Ｒ−、Ｓ−及びそれらの混合物で、ラセミ混合物を含む）。
【００３７】
適切な有機カルボン酸としては式（１）
【化７】
2013541194.tif 000008
（上式中、ｎは０〜８の整数（すなわち、ｎは０、１、２、３、４、５、６、７又は８）であり、Ｒ1〜Ｒ3の各々は、独立に、水素、アルキル、ヒドロキシ及びヒドロキシアルキルからなる群より選ばれ、ここで、Ｒ1〜Ｒ3の少なくとも１つはヒドロキシ又はヒドロキシアルキルである）の脂肪族ヒドロキシ酸が挙げられる。好ましい実施形態において、式（１）の脂肪族ヒドロキシ酸のｎは１〜３の整数である。
【００３８】
式（１）の脂肪族ヒドロキシ酸のアルキル基は、通常、Ｃ1〜Ｃ6アルキル基（例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル又はヘキシル）である。典型的には、式（１）のヒドロキシ酸のヒドロキシアルキル基は、ヒドロキシＣ1〜Ｃ6アルキル（例えば、ヒドロキシメチル）である。好ましい実施形態において、式（１）のヒドロキシ酸は脂肪族ヒドロキシ酸である。式（１）の例示の脂肪族ヒドロキシ酸としては、例えば、乳酸、グリコール酸、２−ヒドロキシ酪酸及びジメチロールプロピオン酸が挙げられる。
【００３９】
適切なカルボン酸としては、また、式（２）
【化８】
2013541194.tif 000009
（上式中、ｎは１〜５の整数である）の芳香族ヒドロキシ酸が挙げられる。芳香族ヒドロキシ酸は任意の適切な置換パターンを有してよい（例えば、オルト−、メタ−、パラ−置換、及び／又は、モノ−、ジ−、トリ−、テトラ−及びペンタ置換）。適切な芳香族ヒドロキシ酸の非限定的な例としては、３，４，５−トリヒドロキシ安息香酸（すなわち、没食子酸）、４−ヒドロキシ安息香酸、２−ヒドロキシ安息香酸（すなわち、サリチル酸）、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、２，３−ジヒドロキシ安息香酸及び３，４−ジヒドロ安息香酸が挙げられる。
【００４０】
適切な有機カルボン酸としては、カルボキシ置換ピラジン化合物が挙げられる。例示の適切なカルボキシ置換ピラジン化合物としては、例えば、３−アミノピラジン−２−カルボン酸、５−メチル−２−ピラジンカルボン酸及びピラジン−２−カルボン酸が挙げられる。カルボキシ置換ピラジンの例示の置換基としては、直鎖及び枝分かれＣ1〜Ｃ6アルキル基（例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル、tert-ペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、イソヘキシル、sec-ヘキシル、tert-ヘキシル及びネオヘキシル）及び直鎖及び枝分かれＣ1〜Ｃ6アルコキシ基及びＣ6〜Ｃ10アリール基（例えば、フェニル、ベンジル、ナフチル）が挙げられる。Ｃ6〜Ｃ10アリール基は置換されていても又は置換されていなくてもよい。
【００４１】
適切な有機カルボン酸としては、カルボキシ置換トリアゾール化合物が挙げられる。本本発明に適切な例示的なカルボキシ置換トリアゾール化合物としては、例えば、３−アミノ−１，２，４−トリアゾール−５−カルボン酸が挙げられる。カルボキシ置換トリアゾール化合物の例示の置換基としては、直鎖及び枝分かれＣ1〜Ｃ6アルキル基（例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、ペンチル、イソペンチル、sec-ペンチル、tert-ペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、イソヘキシル、sec-ヘキシル、tert-ヘキシル及びネオヘキシル）及び直鎖及び枝分かれＣ1〜Ｃ6アルコキシ基及びＣ6〜Ｃ10アリール基（例えば、フェニル、ベンジル、ナフチル）が挙げられる。Ｃ6〜Ｃ10アリール基は置換されていても又は置換されていなくてもよい。
【００４２】
研磨組成物はレオロジー調節剤として１種以上のポリサッカリド（例えば、変性セルロースエーテル又は複合炭水化物）を含む。１種以上のポリサッカリドは１種以上の変性セルロースエーテル又は１種以上の複合炭水化物（例えば、ガム、例えば、キサンタンガム、グアーガム、カラヤガム、カラギーナンガム又はペクチン及びヒアルロン酸ナトリウム）であることができる。いかなる特定の理論に拘束されるつもりはないが、ポリサッカリドは下記のことによって研磨組成物ケミカルメカニカル研磨性能を向上させるものと考えられる。シリコンウエハの表面に吸着し、粒子と基材との間に研磨活性化バリアを増加し、それにより、隆起領域（丘）をより低い領域（谷）よりも速く研磨して粗さを低減することにより粗さを改良し、粒子と基材との間に保護バリアを提供し、それが粒子洗浄を促進し、組成物中の増粘剤として作用させるなどして研磨系の粘弾性を改良し、研磨基材の湿潤性を改良し及び／又は研磨組成物のシリカ分散液を安定化させる。
【００４３】
ある実施形態において、１種以上のポリサッカリドはヒドロキシアルキルセルロース、カラギーナン及びキサンタンガムからなる群より選ばれる。好ましい実施形態では、ポリサッカリドは変性セルロースエーテル（例えば、ヒドロキシアルキルセルロース）である。例示のヒドロキシアルキルセルロースエーテルとしては、メチルヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＭＣ）、メチルヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＭＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、メチルセルロース（ＭＣ）及びヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）などが挙げられる。
【００４４】
特に好ましい実施形態において、ヒドロキシアルキルセルロースはヒドロキシエチルセルロースである。
【００４５】
研磨用組成物は、任意の適切な量の1種以上のポリサッカリドを含むことができる。研磨組成物は、０．０００１ｗｔ％以上のポリサッカリド、例えば、０．００１ｗｔ％以上、０．０１ｗｔ％以上のポリサッカリド、又は、０．０５ｗｔ％以上のポリサッカリドを含むことができる。代わりに、又は、加えて、研磨組成物は０．５ｗｔ％以下のポリサッカリド、例えば、０．１ｗｔ％以下のポリサッカリド、０．０５ｗｔ％以下、０．０３ｗｔ％以下、又は、０．０２ｗｔ％以下のポリサッカリドを含むことができる。このように、研磨組成物は、ポリサッカリドに関して記載した任意の上記の２つの終端により規定される合計量で１種以上のポリサッカリドを含むことができる。例えば、研磨組成物は０．０００１ｗｔ％〜０．５ｗｔ％、０．００１ｗｔ％〜０．１ｗｔ％、０．００１ｗｔ％〜０．０５ｗｔ％、０．００１ｗｔ％〜０．００３ｗｔ％、又は、０．００１ｗｔ％〜０．００２ｗｔ％のポリサッカリドを含むことができる。好ましい実施形態において、研磨組成物は、研磨時に、０．０６ｗｔ％のポリサッカリド（例えば、５７０〜６３０ｐｐｍ）を含む。別の好ましい実施形態において、研磨組成物は、使用の時点で０．００３０ｗｔ％のポリサッカリド（例えば、２８〜３２ｐｐｍ）を含む。
【００４６】
ポリサッカリドは任意の適切な分子量であることができる。例えば、ポリサッカリドが変性セルロースエーテル（例えば、ＨＥＣ、ＨＥＭＣ、ＨＰＭＣ及びＨＰＣ）である場合には、平均分子量は３００，０００ｇ／モル以下、例えば、２５０，０００ｇ／モル以下、２００，０００ｇ／モル以下、１５０，０００ｇ／モル以下、１００，０００ｇ／モル以下、又は、１００，０００ｇ／モル以下である。代わりに、又は、加えて、平均分子量は１０，０００ｇ／モル以上、例えば、２０，０００ｇ／モル以上、３０，０００ｇ／モル以上、５０，０００ｇ／モル以上、７５，０００ｇ／モル以上、又は、１００，０００ｇ／モル以上であることができる。このように、ヒドロキシエチルセルロースの分子量は、ヒドロキシエチルセルロースに関して記載した任意の２つの上記の終端の間であることができる。例えば、ヒドロキシエチルセルロースの分子量は１０，０００ｇ／モル〜３００，０００ｇ／モル、２０，０００ｇ／モル〜２００，０００ｇ／モル、５０，０００ｇ／モル〜１５０，０００ｇ／モル、５０，０００ｇ／モル〜１００，０００ｇ／モル、７５，０００ｇ／モル〜１００，０００ｇ／モルであることができる。好ましい実施形態において、ヒドロキシエチルセルロースの平均分子量は８０，０００ｇ／モル（例えば、８３，０００ｇ／モル）である。
【００４７】
ポリサッカリドがキサンタンガムである場合には、平均分子量は、通常、３００，０００ｇ／モルである。
【００４８】
本発明では、カラギーナンの平均分子量は、本明細書に記載されるように研磨組成物を向上させるような分子量である。
【００４９】
研磨組成物は少なくとも１種の塩基を含む。塩基は任意の適切な塩基であってよい。ある実施形態では、研磨組成物は、無機塩基、例えば、アルカリ金属塩（例えば、カリウム塩）である少なくとも１種の塩基を含む。通常、１種以上の塩基はアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属重炭酸塩及びホウ酸塩からなる群より選ばれる。当該技術分野で知られているように、適切なアルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム及びフランシウムが挙げられる。
【００５０】
好ましい実施形態において、１種以上の塩基は水酸化カリウム、炭酸カリウム及び重炭酸カリウムからなる群より選ばれる。
【００５１】
好ましい実施形態では、適切なホウ酸塩の例としては、ホウ酸、ホウ酸カリウム及びホウ酸二カリウム（dipotassium borate）が挙げられる。
【００５２】
研磨組成物は研磨組成物のｐＨがアルカリ性になるように、任意の適切な量の塩基を含むことができる。特に、研磨組成物のｐＨは７よりも大きい。好ましい実施形態では、研磨用組成物のｐＨは、８〜１２（例えば、８〜１０、８〜１１、９〜１０、９〜１１又は９〜１２）であり、より好ましくはｐＨは９〜１１（例えば、９〜１０又は９．５）である。
【００５３】
研磨組成物は、場合により、１種以上の界面活性剤を含む。界面活性剤の存在についての典型的な欠点は、しばしば、シリコン表面の全体としての除去速度の低下である。シリコン表面での界面活性剤の吸収は表面でシリコンと研磨粒子の接触を低減するように作用し、そして金属表面と研磨粒子の接触がシリコン表面を研削する主要なメカニズムであることから、除去速度は、しばしば有用な速度を下回る速度に低減され、これにより、研磨組成物中の界面活性剤の有用性を制限する。しかし、本発明の研磨組成物中の１種以上の界面活性剤の存在は有利に曇り性又はＤＣＯ欠陥を改善する。
【００５４】
１種以上の界面活性剤は任意の適切な量で研磨組成物中に存在することができる。界面活性剤の量が少なすぎる場合には、界面活性剤の添加で何の利点も観察されない。界面活性剤の量が多すぎる場合には、除去速度の低下が観察される。界面活性剤の量は０．１ｐｐｍ以上、０．５ｐｐｍ以上、１ｐｐｍ以上、５ｐｐｍ以上、約１０ｐｐｍ以上、２０ｐｐｍ以上、５０ｐｐｍ以上、１００ｐｐｍ以上又は２００ｐｐｍ以上であることができる。代わりに、又は、加えて、界面活性剤の量は１０００ｐｐｍ以下、８００ｐｐｍ以下、６００ｐｐｍ以下、４００ｐｐｍ以下、又は、２００ｐｐｍ以下であることができる。このように、研磨組成物は界面活性剤に関して記載した任意の２つの終端により規定される合計量で１種以上の界面活性剤を含むことができる。例えば、研磨組成物は１０ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ、２０ｐｐｍ〜８００ｐｐｍ、５０ｐｐｍ〜４００ｐｐｍ、又は、１００ｐｐｍ〜２００ｐｐｍの界面活性剤を含むことができる。好ましい実施形態では、研磨組成物中の界面活性剤の量は５ｐｐｍである。別の好ましい実施形態において、研磨組成物中の界面活性剤の量は１５０ｐｐｍである。さらに、界面活性剤はいかなる有用な共溶媒とともに取り込まれてもよい。
【００５５】
界面活性剤は、存在する場合には、任意の適切な界面活性剤であることができる。典型的には、界面活性剤は非イオン性界面活性剤及びアニオン性界面活性剤からなる群より選ばれるであろう。好ましい実施形態では、界面活性剤は非イオン性界面活性剤である。例示的な非イオン性界面活性剤としては、アセチレンジオール界面活性剤及び疎水化ポリエチレングリコール界面活性剤が挙げられる。
【００５６】
例示のアセチレンジオール界面活性剤は、Air Productsから市販されているSURFYNOL製品である。SURFYNOL（商標）界面活性剤の例は、SURFYNOL（商標）104（すなわち、１，４−ジイソブチル−１，４−ジメチルブチンジオール）であり、それはワックス状固形分、液体、易流動性粉末として入手可能な非イオン性湿潤剤及び分子脱泡剤である。
【００５７】
具体的な疎水化ポリエチレングリコール界面活性剤はStepan Companyから市販されているIGEPAL（商標）エトキシル化ノニルフェノールポリエーテルである。IGEPAL（商標）界面活性剤の例はノノキシノール−１５とも呼ばれるIGEPAL（商標）CO-730及びエトキシル化セチルアルコールであるBRIJ（商標）93である。
【００５８】
その他の例示の非イオン性界面活性剤としては、シロキサン単位、エチレンオキシド単位及びプロピレンオキシド単位を含むコポリマー界面活性剤が挙げられる。上記のコポリマー界面活性剤の構造は、直鎖状、ペンダント又はトリシロキサンタイプであることができる。このようなコポリマー界面活性剤の好ましい例はMomentive Performance Materialsから市販されている、ペンダント構造を有するSILWET（商標）ファミリーの界面活性剤として市販されている。シロキサン単位、エチレンオキシド単位及びプロピレンオキシド単位を含むコポリマー界面活性剤は任意の適切な分子量又は構造を有することができる。
【００５９】
適切な非イオン性界面活性剤としては、また、アクリルエステルを含むポリマーが挙げられる。アクリルエステルを含む好ましいポリマーは、アルコール成分の少なくとも１つの水素原子がフッ素で置換されているような、エステルモノマーのアルコール成分上でフッ素により置換されたアクリルエステルモノマーを含む。アクリルエステルを含むこのようなポリマーの好ましい例は、3M社からFLUORAD(商標)界面活性剤として市販されている。
【００６０】
適切な非イオン性界面活性剤としては、さらに、１つの末端でペルフルオロ化アルキル鎖を含み、他端でヒドロキシル基又はアルキル基を含む、エチレンオキシド直鎖状ポリマーが挙げられる。このようなポリマーの好ましい例としては、DuPontから市販されているZONYL（商標）ラインが挙げられる。
【００６１】
適切な非イオン性界面活性剤は、さらに、エチレンオキシド単位及びプロピレンオキシド単位とエチレンジアミンとのコポリマーが挙げられる。このようなコポリマーの好ましい例としては、BASFから市販されているTETRONIC（商標）ファミリーのブロックコポリマー界面活性剤が挙げられる。
【００６２】
別の好ましい実施形態では、界面活性剤はアニオン性界面活性剤であり、特に、スルホン酸、硫酸エステル、カルボン酸系界面活性剤、リン酸塩、ホスホン酸塩又はリン酸エステル系界面活性剤から選ばれる少なくとも１つである。一般式Ｈ−［ＣＨ2］nＳ０4-（ｎは、通常、１〜１８の整数である）を有するスルホン酸塩は好ましい。このようなアニオン性界面活性剤の例はドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）である。リン酸系界面活性剤のいくつかの例はZonyl FSE (フッ素化)及びHuntsman PP1198である。
【００６３】
研磨組成物は、場合により、１種以上のポリマーを含む。ポリマーは任意の適切なポリマーであることができる。１種以上のポリマー（例えば、ウレタンポリマー又はアクリレートポリマー）は、通常、ウエハ表面に吸着するように又は研磨組成物のレオロジー特性を改善するように研磨組成物中に含まれている。例示のポリマーとしてはポリエチレングリコールポリウレタン又は水溶性アクリレートが挙げられる。
【００６４】
適切なポリエチレングリコールポリウレタンポリマーとしては、例えば、OMG Borchers GmbHから市販されているBORCHI（商標）ゲル製品が挙げられる。例示のBORCHI（商標）ゲルとしてはBORCHI（商標）ゲル0024、BORCHI（商標）ゲル0434、BORCHI（商標）ゲルWN 50S、BORCHI（商標）ゲルL75N及びBORCHI（商標）ゲルPW25が挙げられ、それらのすべては会合性増粘剤として作用する。BORCHI（商標）ゲルは、下記一般構造に基づくポリエチレングリコールポリウレタンポリマーである。
【化９】
2013541194.tif 000010
上式中、ｍ及びｎによりそれぞれ表されるエトキシル化度及びアルキル化度は様々である。又は、ポリウレタン構造は、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４−メチレンビスフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ＨＤＩ三量体及びポリマー−ＭＤＩなどのような任意の適切な多官能性イソシアネートに基づくものであってよい。特定の理論に拘束されるつもりはないが、ポリエチレングリコールポリウレタンポリマー、特にBORCHI（商標）ゲルはシリコンウエハの表面に吸着し、粒子と基材との間に研磨活性化バリアを増加し、それにより、隆起領域（丘）をより低い領域（谷）よりも速く研磨して粗さを低減することにより粗さを改良し、粒子と基材との間に保護バリアを提供し、それが粒子洗浄を促進し、又は、研磨組成物内に非共有結合ネットワークを形成し、それにより、特に高剪断条件下に粘度を安定化させるものと考えられる。
【００６５】
ポリエチレングリコールポリウレタンポリマーは任意の適切な分子量を有することができる。BORCHI（商標）ゲル0434、BORCHI（商標）ゲルWN 50S及びBORCHI（商標）ゲルPW25の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって決定して、エトキシル化及びアルキル化の程度に応じて１０，０００ｇ／モル〜４０，０００ｇ／モルの範囲にある。
【００６６】
BORCHI（商標）ゲル0024は、中剪断及び高剪断範囲でニュートニアン流動を生成させるために使用される液体のグリコールエーテル不含の非イオン性ポリウレタン系増粘剤である。BORCHI（商標）ゲル0024は組成物のレオロジープロファイルを変更するために、他の低剪断増粘剤（例えば、BORCHI（商標）ゲルPW25又はBORCHI（商標）ゲルLW44）と組み合わせて使用されうる。BORCHI（商標）ゲル0024は23℃で測定して、１．０４〜１．０８ｇ／ｃｍ3の密度であり、２，０００〜１０，０００ｍＰａ・ｓの粘度を有する。
【００６７】
BORCHIゲル0434は、溶媒、アルキルフェノールエトキシレート（ＡＰＥＯ）、ＨＡＰＳ（有害大気汚染物質）及びスズ化合物を含まない液体のグリコールエーテル不含非イオン性ポリウレタン系会合性増粘剤であり、主としてニュートニアンレオロジープロファイルを有する。BORCHIゲル0434は、粘度を、特に、より高剪断で安定させるために組成物内に非共有結合性ネットワークを形成する。BORCHI（商標）ゲル0434は、２３℃で測定して、１．０１〜１．０５ｇ／ｃｍ3の密度及び１５，０００ｍＰａ・ｓの最大粘度を有する。
【００６８】
BORCHIゲルL75Nは脂肪族イソシアネートを使用して製造された液体のグリコールエーテル不含非イオン性ポリウレタン系増粘剤である。BORCHI（商標）ゲルL75Nはエマルジョン中で流動促進剤として機能し、そして水性系中で安定剤として機能し、分散粒子の表面に吸着させることにより、エマルジョンのレオロジープロファイルを向上させる。BORCHI（商標）ゲルL75Nは、23℃で測定して、９，０００ｍＰａ・ｓ未満の粘度を有する。
【００６９】
適切なポリマーの他の例は、Cognisから入手可能なDSX（商標）会合性増粘剤製品である。ポリエーテル及びポリウレタン誘導体に基づくDSX（商標）増粘剤は、ｐＨ非依存性であり、溶媒、アルキルフェニルエトキシレート（ＡＰＥＯ）及び重金属を含まない。理論に拘束されるつもりはないが、DSX（商標）増粘剤の疎水性末端基及び側基は結合して研磨組成物の粘度を増加させる役割を果たすネットワークを形成すると考えられる。例示のDSX（商標）増粘剤は、DSX（商標）3000であり、それは、25℃で１．０５ｇ／ｃｍ3の密度、４０００〜６０００ｍＰａ・ｓの粘度及び３０％の固形分を有する。
【００７０】
ある実施形態において、研磨組成物は１種以上の水溶性アクリレートポリマーを含む。水溶性アクリレートの適切な例は、OMG Borchers GmbHから入手可能なBORCHI（商標）ゲルALAである。BORCHI（商標）ゲルALAは以下の特性を有する：２０℃で粘度が２５，０００〜６０，０００ｍＰａ・ｓである液体であり、不揮発物含有分が９〜１１％であり、ｐＨが≧８であり、そして２０℃での密度が約１．０５ｇ／ｃｍ3である。他の適切な水溶性アクリレートポリマーはAkzoNobelから市販されているALCOGUM（商標）L シリーズ製品である。ALCOGUM（商標） Lシリーズ製品はアクリレートをベースとするエマルジョンコポリマーであり、それは研磨組成物中で再現可能な粘度を容易に得るために、レオロジー調節剤としての役割を果たす。ALCOGUM（商標） Lシリーズ製品の適切な例としては、ALCOGUM（商標） L15、L31及びL283が挙げられる。
【００７１】
ALCOGUM（商標）L-15は以下の特性を有する水中の３０％の活性固形分で供給されるアクリレートをベースとするエマルジョンコポリマーである：ｐＨ２．２〜３．０、固形分２９〜３１％、粘度１０，０００〜１５，０００（ｐＨ９．０、ＮａＯＨ、２５℃、１０ｒｐｍ）、２．５％（乾燥）。
【００７２】
ALCOGUM （商標）L-31はアクリル酸エチル−メタクリル酸コポリマーをベースとする。ALCOGUM（商標）L-283は水中２５％の活性固形分で供給されるアクリレートをベースとするエマルジョンコポリマーであり、疎水性に変性された、アルカリ可溶性エマルジョンポリマー（例えば、ＨＡＳＥ増粘剤）である。ALCOGUM（商標）L-283は下記の特性を有する：ｐＨ４．５〜５．５、固形分２４〜２６％、粘度３０，０００〜５２，０００ｃｐｓ、２．０％（乾燥）、（ｐＨ９．０、ΝＨ4ΟΗ、２５℃、１０ｒｐｍ）、２５℃での密度１．０５ｋｇ／Ｌ。
【００７３】
ある実施形態において、研磨組成物は、チクソトロピー剤として作用する１種以上のポリマーを含む。例示のチクソトロピー剤はBORCHI（商標）ゲルチクソ2であり、それはチクソトロピー剤であり、無極性／弱極性の増粘剤である。
【００７４】
研磨組成物は、場合により、１種以上の還元剤を含む。還元剤は任意の適切な還元剤であることができる。１種以上の還元剤を研磨組成物中に含ませ、ソフト研磨パッド及び低除去研磨パッド（例えば、CIEGAL（商標）7355）を使用している場合に、除去速度を向上させ、欠陥を改善させることができる。例示の適切な還元剤としてはメタ重亜硫酸カリウムなどの亜硫酸塩が挙げられる。
【００７５】
１種以上の還元剤は任意の適切な量で研磨組成物中に存在することができる。還元剤の量が低すぎる場合には、還元剤の添加で何らの利点も観察されない。還元剤の量が高すぎる場合には、基材の曇りの増加又はコロイド安定性の損失を観察することがある。研磨組成物は、０．０００１ｗｔ％以上の還元剤を含むことができ、例えば、０．００１ｗｔ％以上、０．０１ｗｔ％以上、０．１ｗｔ％以上の還元剤を含むことができる。代わりに、又は、加えて、研磨組成物は０．５ｔ％以下の還元剤、例えば、０．４ｗｔ％以下、０．３ｗｔ％以下、０．２ｗｔ％以下又は０．１ｗｔ％以下の還元剤を含むことができる。例えば、研磨組成物は、０．００１ｗｔ％〜０．５ｗｔ％、０．０１ｗｔ％〜０．４ｗｔ％、０．１ｗｔ％〜０．３ｗｔ％の還元剤を含む。好ましい実施形態では、研磨組成物は、研磨時に、０．０７ｗｔ％〜０．１５ｗｔ％の還元剤を含み、特に０．１ｗｔ％の還元剤を含む（例えば、９７５〜１０２５ｐｐｍ）。別の好ましい実施形態では、研磨組成物は、研磨時に、０．０２ｗｔ％〜０．０５ｗｔ％の還元剤、特に０．０４ｗｔ％の還元剤を含む（例えば、３７５〜４２５ｐｐｍ）。
【００７６】
研磨組成物は、場合により、１種以上の殺生物剤を含む。殺生物剤は任意の適切な殺生物剤であることができ、例えば、Dowasil 75又は１−（３−クロロアリル）−３，５，７−トリアザ−１−アゾニアアダマンタンクロリドである。研磨組成物中の殺生物剤の量は、通常、使用時点で、１〜５００ｐｐｍであり、好ましくは１０〜２０ｐｐｍである。
【００７７】
研磨組成物は水を含む。水を用いて、研磨又は平坦化される適切な基材の表面に研磨組成物の他の成分を適用するのを容易にする。好ましくは、水は脱イオン水である。研磨組成物は任意の適切な技術により調製することができ、その多くは当業者に知られている。研磨組成物はバッチ又は連続プロセスで調製することができる。一般的には、研磨組成物は任意の順序でその成分を混合することにより調製できる。本明細書で使用する際に、用語「成分」は個々の要素（例えば、シリカ、有機カルボン酸、ポリサッカリド、任意成分の界面活性剤及び／又はポリマー、水など）ならびに２つ以上の要素（例えば、シリカ、有機カルボン酸、ポリサッカリド、任意成分の界面活性剤及び／又はポリマー、水など）の任意の組み合わせを包含する。
【００７８】
研磨組成物の水中に溶解した場合の酸、塩基又は塩（例えば、有機カルボン酸、塩基及び／又はアルカリ金属炭酸塩等）である研磨組成物のいずれかの成分はカチオン及びアニオンとして解離形態で存在してよいことが理解されるであろう。本明細書中で記載する研磨組成物中に存在するかかる化合物の量は研磨組成物の調製に使用される未解離の化合物の質量を指すものと理解される。例えば、アルカリ金属炭酸塩（例えば、炭酸カリウム）の質量は、存在する場合には、実験式（例えば、Ｋ2ＣＯ3）により提供されるとおり、カリウムとカーボネートの両方を含む塩の量を指す。
【００７９】
例えば、有機カルボン酸、ポリサッカリド、塩基及び場合により、界面活性剤及び／又はポリマーは、有機カルボン酸、ポリサッカリド、塩基及び場合により、界面活性剤及び／又はポリマーを任意の順序で又はさらには同時に水に対して添加することにより、水に溶解させることができる。その後、シリカを添加し、研磨組成物中のシリカを分散させう任意の方法で分散させることができる。研磨組成物は、塩基などの１種以上の成分を、使用するときの短時間前（例えば、使用前の１分以内、又は、使用前の１時間以内、 又は、７日以内）に研磨組成物に添加して、使用前に調製することができる。ｐＨは任意の適切な時間に調整することができ、好ましくは、研磨組成物にシリカを添加する前に調整される。研磨組成物は、また、研磨操作中に基材の表面で成分を混合することにより調製することができる。
【００８０】
研磨組成物は、使用前に適切な量の水で希釈されることが意図された濃厚物の形態にすることができる。例えば、シリカ、有機カルボン酸、ポリサッカリド、塩基、場合により、界面活性剤及び／又はポリマーならびに他のいずれかの適切な添加剤は各成分に関して上記に記載した濃度よりも２倍以上大きい（例えば、５倍、１０倍又は１５倍又は２０倍又は１００倍又はさらには２００倍）の量で濃厚物中で各々存在することができ、それにより、濃厚物が等体積の水（例えば、それぞれ２等体積の水、５等体積の水又は１０等体積の水又１５等体積の水又は２０等体積の水又は１００等体積の水又は２００等体積の水）で希釈されたときに、各成分は成分に関して上記に示した範囲内の量で研磨組成物中に存在するであろう。さらに、当業者によって理解されるように、濃厚物は、有機カルボン酸、ポリサッカリド、塩基、場合により界面活性剤及び／又はポリマー、及び、他の適切な添加剤を濃厚物中に少なくとも部分的に又は完全に溶解し、好ましくは、濃厚物中に完全に溶解するのを確保するために、最終の研磨組成物中に適切な分率の水を含むことができる。特記のない限り、サンプルは指定された濃度の濃厚物として製造され、その後、スラリー１質量部あたりに１９部の水で希釈される。
【００８１】
本発明は、（i）本明細書中に記載されるとおりのケミカルメカニカル研磨組成物及び研磨パッドと基材を接触させること、（ii）基材と研磨パッドとの間にケミカルメカニカル研磨組成物を配置して、研磨パッドを基材に対して移動させること、及び（iii）基材の少なくとも一部を研削して、基材を研磨することを含む、基材のケミカルメカニカル研磨方法を提供する。
【００８２】
本発明の研磨組成物を使用していかなる基材も研磨することができるが、研磨組成物は、シリコンを含む基材、例えば、エレクトロニクス産業で使用されるシリコンウエハの研磨に特に有用である。この点で、シリコンは非ドープシリコンであっても、又は、ホウ素又はアルミニウムをドープしたp型シリコンであってもよい。さらに、シリコンは多結晶シリコンとすることができる。本発明の研磨組成物及びその使用方法はダイヤモンドソーイング及び粗研削することによりシリコン単結晶から製造されたままのシリコンウエハを最終研磨するのに適しており、また、シリコンウエハのエッジ研磨のために、研磨によるシリコンウエハの再利用に使用するために適している。
【００８３】
有利なことに、本発明の研磨方法を用いて研磨されるシリコン基材は低表面粗さを示す。平面性からの偏差の算術平均としてここに定義される表面粗さ（Ｒａ）は任意の適切な技術を用いて測定することができる。適切な技術としては、例えば、Veeco Instruments (Plainview, NY)から入手可能な計器を用いた針形状測定及び光学形状測定が挙げられ、、ならびに、原子間力顕微鏡が挙げられる。通常、本発明の研磨方法は、光学形状測定計を用いて測定した場合に、２０Å以下（例えば、１４Å以下、又は、１２Å以下、又は、１０Å以下、又は、さらには８Å以下）のシリコンウエハに表面粗さを生じさせる。
【００８４】
ＤＣＮ、ＤＣＯ及びＤＮＮの曇り度測定は１２０ｎｍの閾値にてKLA Tencore SP1で行われた。
【００８５】
本発明の研磨方法は、特に、ケミカルメカニカル研磨装置と組み合わせて使用するのに適している。典型的には、装置は、使用時に動作しかつ軌道、線形又は円運動から生じる速度を有するプラテン、該プラテンと接触しておりかつ動作時にプラテンとともに動く研磨パッド、及び、研磨パッドの表面に対して基材を接触させそして移動させることで研磨する基材を保持するキャリアを含む。基材の研磨は、基材を研磨パッド及び本発明の研磨組成物と接触して配置し、その後、基材に対して研磨パッドを移動させて、基材の少なくとも一部を研削して基材を研磨することにより行う。
【００８６】
基材は任意の適切な研磨パッド（例えば、研磨面）を用いてケミカルメカニカル研磨組成物により研磨することができる。適切な研磨パッドとしては、例えば、織布及び不織布研磨パッドが挙げられる。また、適切な研磨パッドは、様々な密度、硬度、厚さ、圧縮性、圧縮時に反発する能力及び圧縮弾性率の任意の適切なポリマーを含むことができる。適切なポリマーとしては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ナイロン、フロロカーボン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレン、それらの共形成製品及びそれらの混合物が挙げられる。軟質ポリウレタン研磨パッドは本発明の研磨方法との組み合わせで特に有用である。典型的なパッドとしては、限定するわけではないが、SURFIN（商標） 000、SURFIN（商標）SSW1、SPM3100 (例えば、Eminess Technologiesから市販されている)、POLITEX（商標）又はFujibo POLYPAS（商標） 27が挙げられる。
【００８７】
望ましくは、ケミカルメカニカル研磨装置は、さらに、現場研磨終点検出システムを含み、その多くは当該技術分野で知られている。研磨される基材の表面から反射される光又はその他の放射線を分析することによって、研磨プロセスを検査しそしてモニタリングするための技術は当該技術分野で知られている。このような方法は、例えば、米国特許第５，１９６，３５３号、米国特許第５，４３３，６５１号、米国特許第５，６０９，５１１号、米国特許第５，６４３，０４６号、米国特許第５，６５８，１８３号、米国特許第５，７３０，６４２号、米国特許第５，８３８，４４７号、米国特許第５，８７２，６３３号、米国特許第５，８９３，７９６号、米国特許第５，９４９，９２７号及び米国特許第５，９６４，６４３号明細書に記載されている。望ましくは、研磨されている基材に対する研磨プロセスの進捗状況の検査又はモニタリングは、研磨終点の決定、すなわち、特定の基材に対して研磨プロセスを終了すべき時点の決定を可能にする。
【実施例】
【００８８】
これらの例は本発明をさらに説明するが、もちろん、その範囲をいかなる方法でも限定するものとして解釈されるべきでない。
【００８９】
特記のない限り、例１〜１８での研磨条件は以下のとおりであった：３７．９ｋＰａの下方への力で、７４ｒｐｍのテーブルの速度で、そして１５０〜２００ｍＬ／分の研磨組成物の流速で、２０．３ｃｍのｐ型にドープされたシリコンウエハとPlanar４７２ポリッシャーを用いた。研磨組成物のｐＨは水酸化カリウムで調整した。すべての研磨組成物は濃厚物として調製した。研磨のために、２９部の水に対して１部の濃厚物の質量比を用いて濃厚物を希釈した。
【００９０】
例全体をとおして以下の略語を使用する。除去速度（ＲＲ）、分子量（Ｍｗ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、メチルヒドロキシエチルセルロース（ＭｅＨＥＣ）、マロン酸（ＭＡ）、酒石酸（ＴＡ）、没食子酸（ＧＡ）、キサンタンガム（ＸＧ）、カラギーナン（Ｃ）、乳酸（ＬＡ）、ピペコリン酸（ＰＡ）、グリシン（Ｇｌｙ）、アスパラギン酸（Ａｓｐ）、３−アミノ−１，２，４−トリアゾール−５−カルボン酸（ＡＴＣＡ）、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）、アミノエチルピペラジン（ＡＥＰ）、ジメチロールプロピオン酸（ＤＭＰＡ）、ピペラジン（Ｐ）、BORCHI（商標）ゲル（ＢＧ）及びCOGNIS DSX(商標)3000（DSX 3000）。
【００９１】
［例１］
本例では、シリカ、有機カルボン酸、ポリサッカリド、塩基、場合により界面活性剤及び水を含む本発明の研磨組成物は、良好な全体としての基材研磨特性を示すことができることを実証する。
【００９２】
研磨組成物１Ａ〜１Ｆと特定される６つの異なる研磨組成物により、Fujimi Corporationから市販されているSURFIN（商標） 000パッドを用いて同一条件下でシリコン基材を研磨した。研磨組成物１Ａ〜１Ｆの各々は、（ａ）使用時点で０．２ｗｔ％のFuso PL2シリカ粒子、（ｂ）表１に示す濃度の有機カルボン酸、ＴＡ又はＭＡ、（ｃ）表１に示す濃度のポリサッカリド、ＨＥＣ（Ｍｗ＝８０，０００ｇ／モル）又はＸＧ、（ｄ）表１に示すとおりのｐＨを有する各研磨組成物を提供するのに十分な水酸化カリウム、及び、（ｅ）水を含んだ。さらに、研磨組成物１Ｆは界面活性剤、すなわち、SURFYNOL（商標）104を含んだ。
【００９３】
同様のシリコン基材を、研磨組成物Ｃ１及びＣ２と特定される２つの他の比較用研磨組成物により、同一の条件で研磨した。研磨組成物Ｃ１及びＣ２は両方とも、６ｗｔ％のFuso PL2シリカ粒子を水中に含み（使用時点で０．２ｗｔ％）、また、表１に示すとおりのｐＨを有する各研磨組成物を提供するのに十分な水酸化カリウムを含んだ。研磨組成物Ｃ１は有機カルボン酸もポリサッカリドも含んでいなかった。研磨組成物Ｃ２はさらに、ＨＥＣ（Ｍｗ＝８０，０００ｇ／モル）を含んだが、有機カルボン酸を含まなかった。
【００９４】
基材の除去速度（ＲＲ）、欠陥（ＤＣＮ及びＤＣＯの両方）、及び、曇り度（ＤＮＮ）を各研磨組成物に対して決定し、その結果を表１にまとめる。
【００９５】
【表１】
2013541194.tif 000011
【００９６】
表１に示す結果から明らかなとおり、本発明の研磨組成物は基材の除去速度、欠陥及び曇り度の良好なバランスを提供することができる。
【００９７】
［例２］
本例は本発明の研磨組成物が基材除去速度、欠陥及び曇り度に対して与える有機カルボン酸及びポリサッカリドの濃度の効果を示す。
【００９８】
研磨組成物２Ａ〜２Ｆと特定される６つの異なる研磨組成物により、Fujimi Corporationから市販されているSURFIN（商標） 000パッドを用いて同一条件下で同様のシリコン基材を研磨した。各研磨組成物は、（ａ）４ｗｔ％のFuso PL2シリカ粒子、（ｂ）表２に示す濃度の有機カルボン酸、ＭＡ、（ｃ）表２に示す濃度のポリサッカリド、ＨＥＣ（Ｍｗ＝８０，０００ｇ／モル）、（ｄ）表２に示すとおりのｐＨを有する各研磨組成物を提供するのに十分な水酸化カリウム、及び、（ｅ）水を含んだ。
【００９９】
基材の除去速度（ＲＲ）、欠陥（ＤＣＮ及びＤＣＯの両方）、及び、曇り度（ＤＮＮ）を各研磨組成物に対して決定し、その結果を表２にまとめる。比較を容易にするために、例１の研磨組成物Ｃ１及びＣ２に関する情報も表２に含める。
【０１００】
【表２】
2013541194.tif 000012
【０１０１】
表２に示す結果から明らかなとおり、本発明の研磨組成物は基材の除去速度、欠陥及び曇り度の良好なバランスを提供することができる。特に、研磨組成物２Ｄにより明らかなとおり、有機カルボン酸、例えば、マロン酸、及び、ポリサッカリド、例えば、ヒドロキシエチルセルロースの両方の量が多量であると、基材の除去速度が改良され、基材の欠陥性が改良され、そして基材の曇り度が改良されることが示された。
【０１０２】
［例３］
本例は、シリカ、有機カルボン酸、ポリサッカリド、塩基、場合により界面活性剤、及び、水を含む本発明の研磨組成物が良好な研磨特性を示すことを実証する。
【０１０３】
研磨組成物３Ａ及び３Ｂと特定される２つの研磨組成物により、Fujimi Corporationから市販されているSURFIN（商標） 000パッドを用いて同一条件下で同様のシリコン基材を研磨した。研磨組成物は、（ａ）４％の、有機薬剤により表面改質されたコロイドシリカ（Fuso PL2；５２ｎｍ直径）又はヒュームドシリカ（Cabot L90;９０ｍ2／ｇの表面積）のいずれか、（ｂ）５５４７ｐｐｍのマロン酸、（ｃ）６０７ｐｐｍのＨＥＣ（Ｍｗ＝８０，０００ｇ／モル）、（ｄ）水酸化カリウム及び（ｅ）水を含んだ。
【０１０４】
基材の除去速度（ＲＲ）、欠陥（ＤＣＮ及びＤＣＯの両方）、及び、曇り度（ＤＮＮ）を各研磨組成物に対して決定し、その結果を表３にまとめる。
【０１０５】
【表３】
2013541194.tif 000013
【０１０６】
表３に示す結果から明らかなとおり、コロイド（湿潤プロセス）シリカ及びヒュームドシリカの両方は、本発明の研磨組成物中に含まれるときに、良好な基材の除去速度を、低い基材の欠陥及び良好な基材の曇り度とともに示す。
【０１０７】
［例４］
本例は、シリカ、有機カルボン酸、ポリサッカリド、塩基及び水を含む本発明の研磨組成物が良好な全体として研磨特性を示すことができることを実証する。
【０１０８】
研磨組成物４Ａ〜４Ｄと特定される４つの異なる研磨組成物により、SPM3100研磨パッドを用いて同一条件下で同様のシリコン基材を研磨した。各研磨組成物４Ａ〜４Ｄは、（ａ）４ｗｔ％のFuso PL2シリカ粒子、（ｂ）表４に示す濃度の有機カルボン酸であるマロン酸、ピペコリン酸、グリシン又は乳酸、（ｃ）６０７ｐｐｍのポリサッカリド、ＨＥＣ（Ｍｗ＝８０，０００ｇ／モル）、（ｄ）表４に示すとおりのｐＨを有する各研磨組成物を提供するのに十分な水酸化カリウム及び（ｅ）水を含んだ。
【０１０９】
基材の除去速度（ＲＲ）、欠陥（ＤＣＮ及びＤＣＯの両方）、及び、曇り度（ＤＮＮ）を各研磨組成物に対して決定し、その結果を表４にまとめる。比較を容易にするために、例１の研磨組成物Ｃ２に関する情報も表４に含める。
【０１１０】
【表４】
2013541194.tif 000014
【０１１１】
表４に示す結果から明らかなとおり、本発明の研磨組成物は基材の除去速度、欠陥及び曇り度の良好なバランスを提供することができる。特に、研磨組成物４Ａ〜４Ｄにより明らかなとおり、有機カルボン酸の存在により、合理的に良好な基材欠陥性を維持しながら、基材の除去速度が改良され、そして基材の曇り性が改良されていることが示された。
【０１１２】
［例５］
本例は、シリカ、有機カルボン酸、ポリサッカリド、塩基、場合により界面活性剤、及び、水を含む、本発明の研磨組成物が良好な全体としての研磨特性を示すことができることを実証する。
【０１１３】
研磨組成物５Ａ〜５Ｋと特定される１１種の異なる研磨組成物により、POLITEX（商標）RegII研磨パッドを用いて同一条件下で同様のシリコン基材を研磨した。研磨組成物５Ａ〜５Ｋの各々は、（ａ）４ｗｔ％のFuso PL2シリカ粒子、（ｂ）表５に示す濃度の有機カルボン酸、ＴＡ又はＡＥＰ、（ｃ）６０７ｐｐｍのポリサッカリド、ＨＥＣ（Ｍｗ＝１００，０００ｇ／モル）、ＭｅＨＥＣ、ＸＧ、Ｃ又は表５に示す濃度のＸＧ、（ｄ）表５に示すとおりのｐＨを有する各研磨組成物を提供するのに十分な水酸化カリウム及び（ｅ）水を含んだ。
【０１１４】
研磨組成物５Ａ〜５Ｃ、５Ｆ〜５Ｈ、５Ｊ及び５Ｋは界面活性剤を含まなかった。研磨組成物５Ｄ、５Ｅ及び５Ｉは、それぞれ、37 ppmのSURFYNOL（商標） 104、80 ppmのIGEPAL（商標） CO-730及び37 ppmのSURFYNOL（商標） 104をさらに含んだ。
【０１１５】
同様のシリコン基材を、研磨組成物Ｃ３及びＣ４と特定される２つの他の比較用研磨組成物により、同一の条件でPOLITEX（商標）RegII研磨パッドを用いて研磨した。研磨組成物Ｃ３及びＣ４は両方とも（ａ）４ｗｔ％のFuso PL2シリカ粒子、（ｂ）有機カルボン酸なし、（ｃ）６０７ｐｐｍのＨＥＣ（Ｍｗ＝１００，０００ｇ／モル）、（ｄ）表５に示すとおりのｐＨを有する各研磨組成物を提供するのに十分な水酸化カリウム及び（ｅ）水を含んだ。
【０１１６】
基材の除去速度（ＲＲ）、欠陥（ＤＣＮ及びＤＣＯの両方）、及び、曇り度（ＤＮＮ）を各研磨組成物に対して決定し、その結果を表５にまとめる。
【０１１７】
【表５】
2013541194.tif 000015
【０１１８】
表５に示す結果から明らかなとおり、本発明の研磨組成物は、基材の除去速度、欠陥及び曇り度の良好なバランスを提供することができることを示す。
【０１１９】
［例６］
本例は、シリカ、有機カルボン酸、ポリサッカリド、塩基、場合によりポリマー、及び、水を含む、本発明の研磨組成物を示す。
【０１２０】
研磨組成物６Ａ〜６Ｅと特定される５つの異なる研磨組成物により、SPM3100研磨パッドを用いて同一条件下で同様のシリコン基材を研磨した。各研磨組成物６Ａ〜６Ｅは、（ａ）４ｗｔ％のFuso PL2シリカ粒子、（ｂ）０．５５ｗｔ％のマロン酸、（ｃ）６０７ｐｐｍのＨＥＣ（Ｍｗ＝８３，０００ｇ／モル）、（ｄ）ｐＨを９．６に調節するための水酸化カリウム、（ｅ）水、及び、（ｆ）場合により、ポリマー、具体的には、表６に示すとおりの疎水化ポリエチレングリコールポリウレタン、を含んだ。
【０１２１】
基材の除去速度（ＲＲ）及び曇り度（ＤＮＮ）を各研磨組成物に対して決定し、その結果を表６にまとめる。
【０１２２】
【表６】
2013541194.tif 000016
【０１２３】
表６に示す結果から明らかなとおり、COGNIS DSX（商標） 3000ポリマー又はBORCHI（商標）ゲルPW25ポリマーのいずれかを含む研磨組成物は、かかるポリマーを含まない同一の研磨組成物と比較して、改良された基材の曇り度を示した。
【０１２４】
［例７］
本例は、シリカ、有機カルボン酸、ポリサッカリド、塩基及び水を含む本発明の研磨組成物を示す。本例は、ポリサッカリドの分子量が研磨組成物により示される基材除去速度に対して及ぼす効果をさらに示す。
【０１２５】
研磨組成物７Ａ〜７Ｃと特定される３つの異なる研磨組成物により、SPM3100研磨パッドを用いて同一条件下で同様のシリコン基材を研磨した。研磨組成物７Ａ〜７Ｃの各々は、（ａ）４ｗｔ％のFuso PL2シリカ粒子、（ｂ）０．５５ｗｔ％のマロン酸、（ｃ）６０７ｐｐｍの、表７に示すとおりの分子量が８３，０００〜１，３００，０００であるＨＥＣ、（ｄ）水酸化カリウム及び（ｅ）水を含んだ。
【０１２６】
基材の除去速度（ＲＲ）、欠陥（ＤＣＯ）及び曇り度（ＤＮＮ）を各研磨組成物に対して決定し、その結果を表７にまとめる。
【０１２７】
【表７】
2013541194.tif 000017
【０１２８】
表７に示す結果から明らかなとおり、平均分子量が８３，０００ｇ／モルであるＨＥＣを含む研磨組成物は、分子量がより高いＨＥＣを含む同様の研磨組成物よりも高い除去速度を示した。
【０１２９】
［例８］
本例は、シリカ、有機カルボン酸、ポリサッカリド、塩基及び水を含む本発明の研磨組成物を示す。
【０１３０】
研磨組成物８Ａ〜８Ｈと特定される８つの異なる研磨組成物により、SPM3100研磨パッドを用いて同一条件下で同様のシリコン基材を研磨した。研磨組成物８Ａ〜８Ｈの各々は、（ａ）４ｗｔ％のFuso PL2シリカ粒子、（ｂ）表８に示す濃度の有機カルボン酸、（ｃ）６０７ｐｐｍのＨＥＣ（Ｍｗ＝８３，０００ｇ／モル）、（ｄ）水酸化カリウム及び（ｅ）水を含んだ。
【０１３１】
基材の除去速度（ＲＲ）、欠陥（ＤＣＯ）及び曇り度（ＤＮＮ）を各研磨組成物に対して決定し、その結果を表８にまとめる。
【０１３２】
【表８】
2013541194.tif 000018
【０１３３】
表８に示す結果から明らかなとおり、本発明の研磨組成物は基材の除去速度、欠陥及び曇り度の良好なバランスを提供することができる。
【０１３４】
［例９］
本例は、シリカ、有機カルボン酸、ポリサッカリド、塩基、場合により、ポリマー、及び水を含む、本発明の研磨組成物を示す。本例は、ポリマー（例えば、BG PW25）及び塩基の濃度が研磨組成物により示される基材除去速度、欠陥性及び曇り度に対して及ぼす効果をさらに示す。
【０１３５】
研磨組成物９Ａ〜９Ｅと特定される５つの異なる研磨組成物により、SPM3100研磨パッドを用いて同一条件下で同様のシリコン基材を研磨した。研磨組成物９Ａ〜９Ｅの各々は、（ａ）４ｗｔ％又は５ｗｔ％のFuso PL2シリカ粒子のいずれか、（ｂ）０．５５ｗｔ％のマロン酸（ＭＡ）又は０．６８ｗｔ％の３−アミノ−１，２，４−トリアゾール−５−カルボン酸（ＡＴＣＡ）のいずれか、（ｃ）６０７ｐｐｍのＨＥＣ（Ｍｗ＝８０，０００ｇ／モル）、（ｄ）表９に示す量の水酸化カリウム及び（ｅ）水を含んだ。研磨組成物９Ｂ〜Ｅは疎水化ポリエチレングリコールポリウレタンとして１５０ｐｐｍのBORCHI（商標）ゲルPW 25をさらに含んだ。
【０１３６】
基材の除去速度（ＲＲ）、欠陥（ＤＣＯ）及び曇り度（ＤＮＮ）を各研磨組成物に対して決定し、その結果を表９にまとめる。
【０１３７】
【表９】
2013541194.tif 000019
【０１３８】
表９に示す結果から明らかなとおり、本発明の研磨組成物は基材の除去速度、欠陥及び曇り度の良好なバランスを提供することができる。
【０１３９】
［例１０］
本例は、シリカ、有機カルボン酸、ポリサッカリド、塩基、場合により、ポリマー、及び水を含む、本発明の研磨組成物が良好な研磨特性を示すことを実証する。
【０１４０】
研磨組成物１０Ａ〜１０Ｊと特定される１０種の研磨組成物により、SPM3100研磨パッドを用いて同一条件下で同様のシリコン基材を研磨した。研磨組成物１０Ａ〜１０Ｊの各々は、（ａ）４ｗｔ％のFuso PL2シリカ粒子、（ｂ）表１０に示す濃度のマロン酸又はジメチロールプロピオン酸のいずれか、（ｃ）６０７ｐｐｍのＨＥＣ（Ｍｗ＝８０，０００ｇ／モル）、（ｄ）表１０に示す濃度の水酸化カリウム及び（ｅ）水を含んだ。研磨組成物１０Ｂ〜１０Ｊは疎水化ポリエチレングリコールポリウレタンポリマーとして１５０ｐｐｍのBORCHI（商標）PW 25をさらに含んだ。
【０１４１】
基材の除去速度（ＲＲ）、欠陥（ＤＣＯ）及び曇り度（ＤＮＮ）を各研磨組成物に対して決定し、その結果を表１０にまとめる。
【０１４２】
【表１０】
2013541194.tif 000020
【０１４３】
表１０に示す結果から明らかなとおり、本発明の研磨組成物は基材の除去速度、欠陥及び曇り度の良好なバランスを提供することができる。
【０１４４】
［例１１］
本例は、シリカ、有機カルボン酸、ポリサッカリド、塩基、場合により、ポリマー、及び水を含む、本発明の研磨組成物が良好な研磨特性を示すことを実証する。
【０１４５】
研磨組成物１１Ａ〜１１Ｇと特定される７つの研磨組成物により、SPM3100研磨パッドを用いて同一条件下で同様のシリコン基材を研磨した。研磨組成物１１Ａ〜１１Ｇの各々は、（ａ）４ｗｔ％のFuso PL2シリカ粒子、（ｂ）表１１に示す濃度のマロン酸（ＭＡ）、アスパラギン酸（Ａｓｐ）、ビシン又は３−アミノピラジン−２−カルボン酸、（ｃ）６０７ｐｐｍのＨＥＣ（Ｍｗ＝８０，０００ｇ／モル）、（ｄ）０．５５ｗｔ％の水酸化カリウム及び（ｅ）水を含んだ。研磨組成物１１Ｂ〜１１Ｆは１５０ｐｐｍのBORCHI（商標）ゲルPW 25をさらに含んだ。ｐＨはＫＯＨにより０．６に調節した。
【０１４６】
基材の除去速度（ＲＲ）、欠陥（ＤＣＯ）及び曇り度（ＤＮＮ）を各研磨組成物に対して決定し、その結果を表１１にまとめる。
【０１４７】
【表１１】
2013541194.tif 000021
【０１４８】
表１１に示す結果から明らかなとおり、本発明の研磨組成物は基材の除去速度、欠陥及び曇り度の良好なバランスを提供することができる。
【０１４９】
［例１２］
本例は、シリカ、有機カルボン酸、ポリサッカリド、塩基、場合により、界面活性剤又はポリマー、及び水を含む、本発明の研磨組成物が良好な研磨特性を示すことを実証する。
【０１５０】
研磨組成物１２Ａ〜１２Ｈと特定される９つの研磨組成物により、SPM3100研磨パッドを用いて同一条件下で同様のシリコン基材を研磨した。研磨組成物１２Ａ〜１２Ｈの各々は、（ａ）４ｗｔ％のFuso PL2シリカ粒子、（ｂ）０．５５ｗｔ％のマロン酸、（ｃ）６０７ｐｐｍのＨＥＣ（Ｍｗ＝８０，０００ｇ／モル）、（ｄ）０．７５ｗｔ％のＫＯＨ、（ｅ）水、及び、場合により、表１２に示すとおりのポリマー又は界面活性剤を含んだ。
【０１５１】
基材の除去速度（ＲＲ）、欠陥（ＤＣＯ）及び曇り度（ＤＮＮ）を各研磨組成物に対して決定し、その結果を表１２にまとめる。
【０１５２】
【表１２】
2013541194.tif 000022
【０１５３】
表１２に示す結果から明らかなとおり、本発明の研磨組成物は基材の除去速度、欠陥及び曇り度の良好なバランスを提供することができる。
【０１５４】
［例１３］
本例は、シリカ、有機カルボン酸、ポリサッカリド、塩基、ポリマー及び水を含む、本発明の研磨組成物が良好な研磨特性を示すことを実証する。本例は、また、ポリサッカリド、塩基及びポリマーの濃度が基材の除去速度、欠陥及び曇り度に対して及ぼす効果も示す。
【０１５５】
研磨組成物１３Ａ〜１３Ｊと特定される１０種の研磨組成物により、SPM3100研磨パッドを用いて同一条件下で同様のシリコン基材を研磨した。研磨組成物１３Ａ〜１３Ｊの各々は、（ａ）４ｗｔ％のFuso PL2シリカ粒子、（ｂ）０．５５ｗｔ％のマロン酸、（ｃ）表１３に示す濃度のＨＥＣ、（ｄ）表１３に示す濃度の水酸化カリウム、（ｅ）表１３に示す濃度のBORCHI（商標）ゲルPW 25及び（ｆ）水を含んだ。
【０１５６】
基材の除去速度（ＲＲ）、欠陥（ＤＣＯ）及び曇り度（ＤＮＮ）を各研磨組成物に対して決定し、その結果を表１３にまとめる。
【０１５７】
【表１３】
2013541194.tif 000023
【０１５８】
表１３に示す結果から明らかなとおり、本発明の研磨組成物は基材の除去速度、欠陥及び曇り度の良好なバランスを提供することができる。
【０１５９】
［例１４］
本例は、シリカ、有機カルボン酸、ポリサッカリド、塩基、界面活性剤又はポリマー及び水を含む、本発明の研磨組成物が良好な研磨特性を示すことを実証する。本例は、また、界面活性剤の濃度が基材除去速度、欠陥及び曇り度に対して及ぼす効果も示す。
【０１６０】
研磨組成物１４Ａ〜１４Ｈと特定される８つの研磨組成物により、SPM3100研磨パッドを用いて同一条件下で同様のシリコン基材を研磨した。研磨組成物１４Ａ〜１４Ｈの各々は、（ａ）４ｗｔ％のFuso PL2シリカ粒子、（ｂ）０．５５ｗｔ％のマロン酸、（ｃ）６０７ｐｐｍのＨＥＣ（Ｍｗ＝８０，０００ｇ／モル）、（ｄ）０．７５ｗｔ％のＫＯＨ、（ｅ）表１４に示す濃度のBORCHI（商標）ゲルPW 25及び（ｆ）水を含んだ。
【０１６１】
基材の除去速度（ＲＲ）、欠陥（ＤＣＯ）及び曇り度（ＤＮＮ）を各研磨組成物に対して決定し、その結果を表１４にまとめる。
【０１６２】
【表１４】
2013541194.tif 000024
【０１６３】
表１４に示す結果から明らかなとおり、BORCHI（商標）ゲルPW 25ポリマーを含まなかった研磨組成物１４Ａは高い基材除去速度、適切な欠陥及び低い基材曇り度を示した。BORCHI（商標）ゲルPW 25ポリマーを含んだ、研磨組成物１４Ｂ〜１４Ｈは、これらの研磨条件下に、研磨組成物１４Ａと比較したときに改良された基材曇り度を、適切な基材除去速度及び欠陥とともに示した。
【０１６４】
［例１５］
本例は、シリカ、有機カルボン酸、ポリサッカリド、塩基、場合により、ポリマー、及び水を含む、本発明の研磨組成物が良好な研磨特性を示すことを実証する。本例は、また、界面活性剤及びポリマーの濃度が基材除去速度、欠陥及び曇り度に対して及ぼす効果も示す。
【０１６５】
研磨組成物１５Ａ〜１５Ｇと特定される７つの研磨組成物により、SPM3100研磨パッドを用いて同一条件下で同様のシリコン基材を研磨した。研磨組成物１５Ａ〜１５Ｇの各々は、（ａ）４ｗｔ％のFuso PL2シリカ粒子、（ｂ）０．５５ｗｔ％のマロン酸、（ｃ）６０７ｐｐｍのＨＥＣ（Ｍｗ＝８０，０００ｇ／モル）、（ｄ）０．７５ｗｔ％のＫＯＨ、（ｅ）水、及び、（ｆ）場合により、表１５に示す濃度のポリマーを含んだ。
【０１６６】
基材の除去速度（ＲＲ）、欠陥（ＤＣＯ）及び曇り度（ＤＮＮ）を各研磨組成物に対して決定し、その結果を表１５にまとめる。
【０１６７】
【表１５】
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【０１６８】
表１５に示す結果から明らかなとおり、ポリマーを含まなかった研磨組成物１５Ａは適切な基材除去速度及び良好な基材曇り度を示した。対照的に、BORCHI（商標）ゲルWN50Sを含む研磨組成物１５Ｂ〜１５Ｄは、これらの研磨条件下に、研磨組成物１５Ａと比較したときに改良された基材欠陥及び曇り度を示した。さらに、BORCHI（商標） ゲル A LAを含む研磨組成物１５Ｅ〜１５Ｇは、これらの研磨条件下に、研磨組成物１５Ａと比較したときに改良された基材除去速度及び欠陥を、適切な基材曇り度とともに示した。
【０１６９】
［例１６］
本例は、シリカ、有機カルボン酸、ポリサッカリド、塩基、ポリマー及び水を含む、本発明の研磨組成物が良好な研磨特性を示すことを実証する。
【０１７０】
研磨組成物１６Ａ〜１６Ｅと特定される５つの研磨組成物により、SPM3100研磨パッドを用いて同一条件下で同様のシリコン基材を研磨した。研磨組成物１６Ａ〜１６Ｅの各々は、（ａ）４ｗｔ％のFuso PL2シリカ粒子、（ｂ）０．５５ｗｔ％のマロン酸、（ｃ）６０７ｐｐｍのＨＥＣ（Ｍｗ＝８０，０００ｇ／モル）、（ｄ）０．７５ｗｔ％のＫＯＨ、（ｅ）水、及び、（ｆ）場合により、表１６に示す濃度のポリマーを含んだ。
【０１７１】
基材の除去速度（ＲＲ）、欠陥（ＤＣＯ）及び曇り度（ＤＮＮ）を各研磨組成物に対して決定し、その結果を表１６にまとめる。
【０１７２】
【表１６】
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【０１７３】
表１６に示す結果から明らかなとおり、ポリマーを含まなかった研磨組成物１６Ａは適切な基材除去速度、欠陥及び曇り度を示した。対照的に、ポリエチレングリコールポリウレタンを含む研磨組成物１６Ｂは、これらの研磨条件下に、研磨組成物１６Ａと比較したときに、適切な除去速度及び欠陥とともに、改良された基材曇り度を示した。さらに、水溶性アクリレートポリマーを含む研磨組成物１６Ｃ〜１６Ｅは、これらの研磨条件下に、研磨組成物１６Ａと比較したときに改良された基材除去速度を、適切な基材欠陥及び曇り度とともに示した。
【０１７４】
［例１７］
本例は、シリカ、有機カルボン酸、ポリサッカリド、塩基、界面活性剤又はポリマー及び水を含む、本発明の研磨組成物が良好な研磨特性を示すことを実証する。本例は、また、ポリマーの濃度が基材除去速度、欠陥及び曇り度に対して及ぼす効果も示す。
【０１７５】
研磨組成物１７Ａ〜１７Ｊと特定される１０種の研磨組成物により、SPM3100研磨パッドを用いて同一条件下で同様のシリコン基材を研磨した。各研磨組成物は、（ａ）４ｗｔ％のFuso PL2シリカ粒子、（ｂ）０．５５ｗｔ％のマロン酸、（ｃ）６０７ｐｐｍのＨＥＣ（Ｍｗ＝８０，０００ｇ／モル）、（ｄ）０．７５ｗｔ％のＫＯＨ、（ｅ）水、及び、（ｆ）場合により、表１７に示す濃度のポリマーを含んだ。
【０１７６】
基材の除去速度（ＲＲ）、欠陥（ＤＣＯ）及び曇り度（ＤＮＮ）を各研磨組成物に対して決定した。その結果を表１７にまとめる。
【０１７７】
【表１７】
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【０１７８】
表１７に示す結果から明らかなとおり、界面活性剤又はポリマー（例えば、ＢＧウレタン又はＢＧアクリレート）のいずれかを含む研磨組成物により研磨された基材はこのような追加の添加剤を含まなかった研磨組成物により研磨された基材と比較して、これらの条件下に、基材曇り度が低減された。
【０１７９】
［例１８］
本例は、シリカ、有機カルボン酸、ポリサッカリド、塩基、場合により、還元剤及び水を含む、本発明の研磨組成物が良好な研磨特性を示すことを実証する。
【０１８０】
研磨組成物１８Ａ〜１８Ｇと特定される７つの異なる研磨組成物により、CIEGAL(商標)7355パッドを用いて同一条件下で同様のシリコン基材を研磨した。研磨組成物１８Ａ〜１８Ｆの各々は、（ａ）４ｗｔ％のFuso PL2シリカ粒子、（ｂ）表１８に示す濃度のＭＡ又は没食子酸のいずれか、（ｃ）６０７ｐｐｍのポリサッカリド、ＨＥＣ（Ｍｗ＝８０，０００ｇ／モル）、（ｄ）表１８に示す濃度の水酸化カリウム、及び（ｅ）水を含んだ。さらに、研磨組成物１８Ｂ〜１８Ｇは、また、表１８に示す濃度の重炭酸カリウム又はメタ重亜硫酸カリウムを含んだ。
【０１８１】
基材の除去速度（ＲＲ）、欠陥（ＤＣＯ）及び曇り度（ＤＮＮ）を各研磨組成物に対して決定し、その結果を表１８にまとめる。
【０１８２】
【表１８】
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【０１８３】
表１８に示す結果から明らかなとおり、本発明の研磨組成物は基材の除去速度、欠陥及び曇り度の良好なバランスを提供することができる。
【国際調査報告】
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