(57)【要約】水性研磨組成物であって、  （Ａ）研磨セリア粒子、および  （Ｂ）一般式Ｉ：  Ｒ［（Ｂ１）ｍ／（Ｂ２）ｎＹ］ｐ（Ｉ）、  （式中、指数および変数は、以下の意味を有する：  ｍ、ｎ、およびｐは、≧１の整数である；  Ｒは、水素原子、またはＣ５−Ｃ２０アルキル基を除く一価もしくは多価有機残基である；  （Ｂ１）は、オキシエチレンモノマー単位のブロックである、  （Ｂ２）は、置換オキシアルキレンモノマー単位のブロックであって、前記置換基は、２つのメチル基、２個より多い炭素原子を有するアルキル基ならびにシクロアルキル、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−アリールおよびアルキル−シクロアルキル−アリール基から選択されるブロックである、および  Ｙは、水素原子、またはＣ５−Ｃ２０アルキル基を除く一価有機残基である、  ただし、（Ｂ）が１つより多いブロック（Ｂ１）または（Ｂ２）を含有する場合、同一タイプの２つのブロックは相互から他のタイプのブロックによって分離されていることを前提とする）の水溶性および水分散性の直鎖および分枝鎖ポリオキシアルキレンブロックコポリマーから成る群から選択される両親媒性非イオン性界面活性剤を含む水性研磨組成物。【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性研磨組成物であって、
（Ａ）セリアを含有する、またはそれから成る少なくとも１つのタイプの研磨粒子、および
（Ｂ）一般式Ｉ：
Ｒ［（Ｂ１）ｍ／（Ｂ２）ｎＹ］ｐ（Ｉ）、
（式中、指数および変数は、以下の意味を有する：
ｍは、≧１の整数である、
ｎは、≧１の整数である、
ｐは、≧１の整数である、
Ｒは、水素原子、または５〜２０個の炭素原子を有する直鎖および分枝鎖アルキル基を除く一価もしくは多価有機残基である、
（Ｂ１）は、実質的にオキシエチレンモノマー単位から成るブロックである、
（Ｂ２）は、実質的に少なくとも１つのタイプの置換オキシアルキレンモノマー単位から成るブロックであって、前記置換基は、少なくとも２つのメチル基、少なくとも２個の炭素原子を有するアルキル基ならびにシクロアルキル、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−アリールおよびアルキル−シクロアルキル−アリール基から成る群から選択されるブロックである、および
Ｙは、水素原子、または５〜２０個の炭素原子を有する直鎖および分枝鎖アルキル基を除く一価有機残基である、
ただし、（Ｂ）が１つより多いブロック（Ｂ１）または（Ｂ２）を含有する場合、同一タイプの２つのブロックは相互から他のタイプのブロックによって分離されていることを前提とする）の水溶性および水分散性であって直鎖および分枝鎖ポリオキシアルキレンブロックコポリマーから成る群から選択される少なくとも１つの両親媒性非イオン性界面活性剤を含む水性研磨組成物。
【請求項２】
前記ブロック（Ｂ２）のオキシアルキレンモノマー単位は置換オキシランに由来するが、このとき前記置換基は、少なくとも２つのメチル基および少なくとも２個の炭素原子を有するアルキル基ならびにシクロアルキル、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−アリールおよびアルキル−シクロアルキル−アリール基から成る群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の水性研磨組成物。
【請求項３】
前記置換基は、少なくとも２つのメチル基、２〜１０個の炭素原子を有するアルキル基、スピロ環式、環外および／またはアニール化構造にある５〜１０個の炭素原子を有するシクロアルキル基、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−アリール基および１２〜３０個の炭素原子を有するアルキル−シクロアルキル−アリール基から成る群から選択されることを特徴とする、請求項２に記載の水性研磨組成物。
【請求項４】
前記置換オキシランは、２−エチル、２，３−ジメチルおよび２，２−ジメチルオキシランから成る群から選択されることを特徴とする、請求項３に記載の水性研磨組成物。
【請求項５】
前記両親媒性非イオン性界面活性剤（Ｂ）のＨＬＢ（親水性−親油性平衡）値が３〜２０であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の水性研磨組成物。
【請求項６】
相互から独立して、前記ブロック（Ｂ１）および（Ｂ２）の平均重合度は５〜１００であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の水性研磨組成物。
【請求項７】
前記両親媒性非イオン性界面活性剤（Ｂ）の重量平均分子量は１，０００〜１０，０００ダルトンであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の水性研磨組成物。
【請求項８】
前記両親媒性非イオン性界面活性剤（Ｂ）の濃度は０．００１〜５重量％であることを特徴とし、このとき該重量％は前記組成物の完全重量に基づく、請求項１〜７のいずれか一項に記載の水性研磨組成物。
【請求項９】
前記水性研磨組成物が該研磨組成物の完全重量に基づいて０．００５〜１０重量％の研磨粒子（Ａ）を含有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の水性研磨組成物。
【請求項１０】
構成成分（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）とは相違する少なくとも１つの官能性構成成分（Ｄ）を含有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の水性研磨組成物。
【請求項１１】
前記官能性構成成分（Ｄ）は、前記粒子（Ａ）とは異なる有機、無機およびハイブリッド有機−無機研磨粒子、ＬＣＳＴ（下限臨界共溶温度）もしくはＵＣＳＴ（上限臨界共溶温度）を有する材料、酸化剤、不動態化剤、電荷反転剤（ｃｈａｒｇｅ  ｒｅｖｅｒｓａｌ  ａｇｅｎｔ）、水性媒体中では分離できない少なくとも２つのヒドロキシ基を有する有機ポリオール、水性媒体中では分離できない少なくとも２つのヒドロキシ基を有する少なくとも１つのモノマーから形成されたオリゴマーおよびポリマー、錯化剤もしくはキレート剤、摩擦剤、安定剤、レオロジー剤、界面活性剤、金属カチオン、抗菌剤および有機溶媒から成る群から選択されることを特徴とする、請求項１０に記載の水性研磨組成物。
【請求項１２】
前記官能性構成成分（Ｄ）は、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）の分野において慣習的に使用される電荷反転剤であることを特徴とする、請求項１０に記載の水性研磨組成物。
【請求項１３】
前記官能性構成成分（Ｄ）は、カルボン酸塩、スルフィン酸塩、硫酸塩、ホスホン酸塩およびリン酸塩から成る群から選択される少なくとも１つのアニオン性基を含有するモノマー、オリゴマーおよびポリマー化合物から成る群から選択される電荷反転剤であることを特徴とする、請求項１０に記載の水性研磨組成物。
【請求項１４】
前記官能性構成成分（Ｄ）は、水溶性縮合リン酸塩である電荷反転剤であることを特徴とする、請求項１０に記載の水性研磨組成物。
【請求項１５】
電気、機械および光学装置のための基板を研磨するための、前記基板を少なくとも１回水性研磨組成物と接触させる工程および前記基板材料を所望の平坦性が達成されるまで研磨する工程による方法であって、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の前記水性研磨組成物が使用されることを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記基板は、少なくとも１つの酸化ケイ素誘電体材料を含有する、もしくはそれから成る少なくとも１つの膜およびポリシリコンを含有する、もしくはそれから成る少なくとも１つの膜を含むことを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記基板材料は、窒化ケイ素を含有する、もしくはそれから成る少なくとも１つの膜を追加して含むことを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記電気装置は、集積回路装置、液晶パネル、有機エレクトロルミネッセンスパネル、プリント回路基板、微小機械、ＤＮＡチップ、マイクロプラントおよび磁気ヘッドである；前記機械装置は精密機械装置である；および前記光学装置は、フォトマスク、レンズおよびプリズム等の光学ガラス、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等の無機導電性膜、光学集積回路、光学スイッチング素子、光導波路、光ファイバーおよびシンチレータの端面等の光学単結晶、固体レーザー単結晶、青色レーザーＬＥＤのためのサファイア基板、半導体単結晶、ならびに磁気ディスク用のガラス基板であることを特徴とする、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化ケイ素誘電体膜およびポリシリコン膜を含有する、場合により窒化ケイ素膜を含有する半導体基板を研磨するために特に適する新規な水性研磨組成物に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、電気、機械および光学装置を製造するための基板であって、前記基板材料が二酸化ケイ素膜およびポリシリコン膜を含有する、場合により窒化ケイ素膜を含有する基板を研磨するための新規な方法に関する。
引用文献
本出願において引用した文献は、全体として参照により組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
化学的機械的平坦化もしくは研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｒ  ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）は、集積回路（ＩＣｓ：ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔｓ）装置の局所的および全体的平坦性を達成するための主要な方法である。この技術は、典型的には活性化学的成分として研磨剤および他の添加物を含有するＣＭＰ組成物もしくはスラリーを運用荷重下で回転する基板表面と研磨パッドとの間に適用する。そこで、ＣＭＰ法は、例えば研磨のような物理的工程と酸化もしくはキレート化のような化学的工程とを結び付けている。基板材料の除去もしくは研磨が単に物理的もしくは単に化学的作用だけを含むことは望ましくなく、むしろ迅速で一様な除去を達成するために両方の相乗的組み合わせを含むことが望ましい。
【０００４】
このように、該基板材料は、望ましい平坦性が達成されるまで、またはバリア副層もしくは阻止膜が露出されるまで除去される。最終的には、平坦で欠陥のない、その後のフォトリソグラフィー、パターニング、エッチングおよび薄膜加工処理による、適正な多層ＩＣ装置製造を可能にする表面が得られる。
【０００５】
シャロー・トレンチ・アイソレーション（ｓｈａｌｌｏｗ  ｔｒｅｎｃｈ  ｉｓｏｌａｔｉｏｎ：ＳＴＩ）は、パターン化されたウェーハ基板上の窒化ケイ素への二酸化ケイ素の選択的除去を一般に必要とする特殊ＣＭＰ用途である。この場合には、エッチングされたトレンチは誘電体材料、例えば二酸化ケイ素で過充填され、これが阻止膜としての窒化ケイ素バリア膜を用いて研磨される。該ＣＭＰ法は、露出した窒化ケイ素およびトレンチ二酸化ケイ素の除去を最小限に抑えながらバリア膜から二酸化ケイ素を除去する工程で終了する。
【０００６】
このためには、二酸化ケイ素ＭＲＲ（材料除去速度：ｍａｔｅｒｉａｌ  ｒｅｍｏｖａｌ  ｒａｔｅ）対窒化ケイ素ＭＲＲの高い相対比率を達成できるＣＭＰスラリーを必要とするが、該比は、当分野では酸化物対窒化物選択性とも言われている。
【０００７】
近年、ポリシリコン膜は、バリア膜としても電極材料としても使用されている（米国特許第６６２６９６８号明細書を参照）。このため、酸化ケイ素誘電体膜およびポリシリコン膜を含有する基板の全体的平坦化を可能にする、利用可能なＣＭＰスラリーおよび方法を有することが高度に望ましくなってきた。これは、高い酸化物対ポリシリコン選択性を示すＣＭＰスラリーを必要とする。
【０００８】
いっそうより望ましいのは、窒化ケイ素膜を追加して含有する基板の全体的平坦化を可能にする、利用可能なＣＭＰスラリーおよび方法を有することである。
【０００９】
この場合には、酸化物対窒化物選択性は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素およびポリシリコン領域を含有する、全体的に平坦化され、均質で、パターン化された表面におけるディッシング（ｄｉｓｈｉｎｇ）およびその他の損傷や欠陥を回避するため、高過ぎてはならない。しかし、窒化ケイ素対ポリシリコン選択性は、高くなければならない。
【００１０】
セリアベースのＣＭＰスラリーはＳＴＩ用途において相当に大きな注目を集めてきたが、それは当分野ではセリアの化学的トゥース作用（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｔｏｏｔｈ  ａｃｔｉｏｎ）とも呼ばれている、二酸化ケイ素に対するセリアの高い化学的親和性に起因する相当に高い酸化物対窒化物選択性を達成する能力のためである。
【００１１】
それでも、セリアベースのＣＭＰスラリーの酸化物対ポリシリコン選択性は、該選択性を「調整する」添加物によって改良されなければならない。
【００１２】
セリアベースのＣＭＰスラリーの選択性を調整するために、極めて多数の試みが企てられてきた。
【００１３】
そこで、Ｊａｅ−Ｄｏｎ  Ｌｅｅ  ｅｔ  ａｌ．は、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，１４９（８），Ｇ４７７−Ｇ４８１，２００２において、様々なＨＬＢ（親水性−親油性平衡）値を備える非イオン性界面活性剤、例えばポリエチレンオキシド、エチレンオキシド−プロピレンオキシドコポリマーおよびエチレンオキシド−プロピレンオキシド−エチレンオキシドトリブロックコポリマーがＣＭＰ中の酸化物対ポリシリコン選択性に及ぼす作用について開示している。しかし、研磨剤としてヒュームド・シリカが使用されており、酸化物対窒化物選択性については取り扱われていない。
【００１４】
米国特許出願公開第２００２／００３４８７５号明細書および米国特許第６６２６９６８号明細書は、界面活性剤、ｐＨ調整剤、例えば水酸化カリウム、硫酸、硝酸、塩酸もしくはリン酸、ならびに親水性官能基および親油性官能基を含有するポリマー、例えばポリビニルメチルエーテル（ＰＶＭＥ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリオキシエチレン２３ラウリルエーテル（ＰＯＬＥ）、ポリプロパン酸（ＰＰＡ）、ポリアクリル酸（ＰＭ）、およびポリエーテルグリコールビスエーテル（ＰＥＧＢＥ）を含有するポリマーを含有するセリアベースのＣＭＰスラリーについて開示している。該セリアベースのＣＭＰスラリーは、酸化物対ポリシリコン選択性を上昇させる。
【００１５】
米国特許第６６４５０５１号明細書は、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およびポリオキシエチレンポリオキシプロピレンコポリマーから成る群から選択される少なくとも１つの非イオン性界面活性剤を含有する、メモリ・ハードディスク基板を研磨するためのセリアベースのＣＭＰスラリーについて開示している。
【００１６】
米国特許出願公開第２００３／０２２８７６２号明細書は、低ｋ誘電体膜を含有する基板を研磨するためのＣＭＰスラリーであって、
−アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、ゲルマニア、マグネシア、およびそれらから共調製された生成物から成る群から選択される研磨粒子、および
−少なくとも１つの親油性頭部基および少なくとも１つの親水性尾部基を有する両親媒性非イオン性界面活性剤を含有するＣＭＰスラリーについて開示している。
【００１７】
米国特許出願公開第２００３／０２２８７６２号明細書によると、適切な頭部基には、ポリシロキサン、テトラ−Ｃ１−４−アルキルデシン、飽和もしくは部分不飽和Ｃ６−３０アルキル基、ポリオキシプロピレン基、Ｃ６−１２アルキルフェニルもしくはアルキルシクロヘキシル基、およびポリエチレン基が含まれる。適切な尾部基には、ポリオキシエチレン基が含まれる。そこで、該両親媒性非イオン性界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエーテルまたはエステルから成る群から選択することができる。
【００１８】
米国特許出願公開第２００６／０１２４５９４号明細書は、少なくとも１．５ｃＰの粘度を有し、非イオン性ポリマー、例えばポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を含む粘度増強剤を含むセリアベースのＣＭＰスラリーについて開示している。該セリアベースのＣＭＰスラリーは、高い酸化物対窒化物選択性を有しており、低いＷＩＷＮＵ（ウェーハ面内均一度）を誘導すると言われている。
【００１９】
米国特許出願公開第２００６／０２１６９３５号明細書は、タンパク質、リシンおよび／またはアルギニンならびにピロリドン化合物、例えばポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、Ｎ−オクチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、Ｎ−シクロヘキシル−２−ピロリドン、Ｎ−ブチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヘキシル−２−ピロリドン、Ｎ−デシル−２−ピロリドン、Ｎ−オクタデシル−２−ピロリドン、およびＮ−ヘキサデシル−２−ピロリドンを含むセリアベースのＣＭＰスラリーについて開示している。該セリアベースのＣＭＰスラリーは、分散剤、例えばポリアクリル酸、グリコールおよびポリグリコールをさらに含有することができる。特定の例は、プロリン、ポリビニルピロリドンもしくはＮ−オクチル−２−ピロリドン、ＰＰＯ／ＰＥＯブロックコポリマー、およびグルタルアルデヒドを使用する。該セリアベースのＣＭＰスラリーは、トレンチ二酸化ケイ素を攻撃的にではなく除去するので、これにより実質的に最小ステップ高を増加させることなく終点を越える広範囲の研磨を可能にすると考えられている。
【００２０】
米国特許出願公開第２００７／００７７８６５号明細書は、好ましくはＢＡＳＦ社によって販売されているＰｌｕｒｏｎｉｃ（商標）ファミリーからのポリエチレンオキシド／ポリプロピレンオキシドコポリマーを含有するセリアベースのＣＭＰスラリーについて開示している。該セリアベースのＣＭＰスラリーは、アミノアルコール、例えば２−ジメチルアミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＤＭＡＭＰ）、２−アミノ−２−エチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）、２−（２−アミノエチルアミノ）エタノール、２−（イソプロピルアミノ）エタノール、２−（メチルアミノ）エタノール、２−（ジエチルアミノ）エタノール、２−（２−ジメチルアミノ）エトキシ）エタノール、１，１’−［［３−（ジメチルアミノ）プロピル］イミノ］−ビス−２−プロパノール、２−（２−ブチルアミノ）エタノール、２−（ｔｅｒｔ−ブチルアミノ）エタノール、２−（ジイソプロピルアミノ）エタノール、およびＮ−（３−アミノプロピル）モルホリンをさらに含有することができる。該セリアベースのＣＭＰスラリーは、第４級アンモニウム化合物、例えば水酸化テトラメチルアンモニウム、塗膜形成剤、例えばアルキルアミン、アルカノールアミン、ヒドロキシルアミン、リン酸エステル、ラウリル硫酸ナトリウム、脂肪酸、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリビニルホスホネート、ポリマレート、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルフェート、ベンゾトリアゾール、トリアゾール、およびベンゾイミダゾール、ならびに錯化剤、例えばアセチルアセトン、酢酸塩、グリコール酸塩、乳酸塩、グルコン酸塩、没食子酸、シュウ酸塩、フタル酸塩、クエン酸塩、コハク酸塩、酒石酸塩、マレイン酸塩、エチレンジアミン四酢酸、エチレングリコール、ピロカテコール、ピロガロール、タンニン酸、ホスホニウム塩およびホスホン酸をさらに含有することができる。該セリアベースのＣＭＰスラリーは、ポリシリコンに対する二酸化ケイ素および／または窒化ケイ素の優れた選択性を提供すると考えられている。
【００２１】
米国特許出願公開第２００７／０１７５１０４号明細書は、アクリルアミド、メタクリルアミドおよびそれらのα−置換誘導体；ポリエチレングリコール；ポリビニルピロリドン；アルコキシル化直鎖脂肪族アルコールおよびアセチレン系ジオールのエチレンオキシド付加化合物から成る群から選択されるいずれかのメンバーによって置換されたＮ−一置換もしくはＮ，Ｎ−ジ−置換骨格を有する水溶性ポリマーから選択されるポリシリコン研磨抑制剤を含むセリアベースのＣＭＰスラリーについて開示している。該セリアベースのＣＭＰスラリーは、追加の水溶性ポリマー、例えば多糖類、例えばアルギン酸、ペクチン酸、カルボキシメチルセルロース、寒天、カードランおよびプルラン；ポリカルボン酸、例えばポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、ポリリシン、ポリリンゴ酸、ポリメタクリル酸、ポリイミド酸、ポリマレイン酸、ポリイタコン酸、ポリフマル酸、ポリ（ｐ−スチレンカルボン酸）、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、アミノポリアクリルアミド、ポリグリオキサル酸およびそれらの塩；ならびにビニルポリマー、例えばポリビニルアルコール、およびポリアクロレインをさらに含有することができる。該セリアベースのＣＭＰスラリーは、ポリシリコン選択性に比較して高い二酸化ケイ素を有すると言われている。
【００２２】
米国特許出願公開第２００８／００８５６０２号明細書および同第２００８／０１２４９１３号明細書は、分散剤としてのエチレンオキシド−プロピレンオキシド−エチレンオキシドトリブロックコポリマーおよびポリアクリル酸から選択される非イオン性界面活性剤を０．００１〜０．１重量％含有するセリアベースのＣＭＰスラリーについて開示している。該セリアベースのスラリーは、ポリシリコン選択性に比較して高い二酸化ケイ素および窒化ケイ素を有すると言われている。
【００２３】
米国特許出願公開第２００８／０２８１４８６号明細書は、１２〜１７の範囲内のＨＬＢ値を有する非イオン性界面活性剤を含有するセリアベースのＣＭＰスラリーについて開示している。該非イオン性界面活性剤は、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンイソオクチルフェニルエーテルおよびそれらの混合物から成る群から選択される。該ＣＭＰスラリーは、ポリシリコン選択性に比較して高い二酸化ケイ素を有すると言われている。
【００２４】
電気装置、特に半導体ＩＣｓの製造には、特に高選択性ＣＭＰを含む精密方法を必要とする。
【００２５】
先行技術のセリアベースのＣＭＰスラリーは、満足できる酸化物対ポリシリコン選択性を有することができ、ＷＩＷＮＵおよびＷＴＷＮＵ（ウェーハ面間均一度）によって例示される良好な全体的および局所的平坦性、いっそう減少した寸法のＩＣ構造、特にＬＳＩ（ｌａｒｇｅ−ｓｃａｌｅ  ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積）もしくはＶＬＳＩ（ｖｅｒｙ−ｌａｒｇｅ−ｓｃａｌｅ  ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：超大規模集積）を備えるＩＣｓを有する研磨ウェーハを生じさせることはできるが、集積回路装置の製造業者からの高まり続ける技術的および経済的需要を満たすためにはセリアベースのＣＭＰスラリーの絶え間ない改良を必要とする。
【００２６】
しかし先行技術のセリアベースのＣＭＰスラリーを常に改良するというこの差し迫った必要は、集積回路装置の分野に当てはまるだけではなく、研磨および平坦化効率は、さらにまた他の電気装置、例えば液晶パネル、有機エレクトロルミネッセントパネル、プリント回路基板、微小機械、ＤＮＡチップ、マイクロプラント、光電池、および磁気ヘッド；ならびに精密機械装置および光学装置、特に光学ガラス、例えばフォトマスク、レンズおよびプリズム、無機導電性膜、例えばＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、光学集積回路、光学スイッチング素子、光導波路、光学単結晶、例えば光ファイバーおよびシンチレータの端面、固体レーザー単結晶、青色レーザーＬＥＤｓのためのサファイア基板、半導体単結晶、ならびに磁気ディスク用のガラス基板を製造する分野においても改良されなければならない。そのような電気、機械および光学装置の製造もまた、精密ＣＭＰ方法工程を必要とする。
【００２７】
特開２００１−２４０８５０号公報は、研磨剤としてのアルミナ、ジルコニアもしくはシリコンカーバイド、分散剤としてのアルキレンオキシド−エチレンオキシドブロックもしくはランダムコポリマーおよび「防錆剤」としてのリン酸ナトリウムもしくはポリリン酸ナトリウムを含有するＣＭＰスラリーについて開示している。
【００２８】
該アルキレンオキシド−エチレンオキシドコポリマーは、一般式：
Ｚ−［｛（ＡＯ）ｎ／（ＥＯ）ｍ｝Ｒ１］ｐ、
（式中、変数における指数は、以下の意味を有する：
ｐは、１〜６の整数である、
ｎは、平均値が１０〜２００の整数である、
ｍは、平均値が１〜３００の整数である、
Ｅは、エチレン基である、
Ａは、プロピレンまたは１，２−、２，３−、１，３−もしくは１，４−ブチレン基である、
Ｚは、多価アルコールの残基である；および
Ｒ１は、水素原子、１〜１８個の炭素原子を有するアルキル基または２〜２４個の炭素原子を有するアシル基である）のコポリマーである。
【００２９】
該ＣＭＰスラリーは、シリコンウェーハ、ガラス、アルミニウム、セラミック、合成シリカ、石英およびサファイアを研磨するために使用される。ポリシリコンに比較した二酸化ケイ素および／または窒化ケイ素選択性については何も開示されていない。
【００３０】
２０１０年９月８日に出願された先行する米国仮特許出願第６１／３８０７１９号明細書は、特開２００１−２４０８５０号公報、米国特許出願公開第２００７／００７７８６５号明細書、同第２００６／０１２４５９４号明細書および同第２００８／０１２４９１３号明細書、同第２００６／０２１３７８０号明細書ならびにＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社の会社パンフレット「Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（商標）＆  Ｔｅｔｒｏｎｉｃ（商標）Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ，１９９６」に開示された、直鎖および分枝鎖アルキレンオキシドホモポリマーおよびコポリマーから成る群から選択された少なくとも１つの水溶性ポリマーを含有するセリアベースのＣＭＰスラリーについて開示している。さらに、セリアベースのＣＭＰスラリーは、少なくとも１つのアニオン性リン酸塩分散剤を含有している。セリアベースのＣＭＰスラリーは、有益な酸化物対窒化物選択性と結合された極めて優れた酸化物対ポリシリコン選択性および高い窒化物対ポリシリコン選択性を示す。
【００３１】
２０１０年１０月７日に出願された先行する欧州特許出願公開第１０１８６８８６７号明細書は、（ｂ１）５〜２０個の炭素原子を有する分枝状アルキル基から成る群から選択された少なくとも１つの親油性基、および（ｂ２）（ｂ２１）オキシエチレンモノマー単位を含むポリオキシアルキレン基および（ｂ２２）少なくとも１つのタイプの置換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って、前記置換基はアルキル、シクロアルキルもしくはアリール、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−アリールおよびアルキル−シクロアルキル−アリール基から成る群から選択され、前記ポリオキシアルキレン基は前記モノマー単位（ｂ２１）および（ｂ２２）をランダム、交互、勾配および／またはブロック状分布で含有するポリオキシアルキレン基から成る群から選択された少なくとも１つの親水性基を有する水溶性もしくは水分散性界面活性剤から成る群から選択される少なくとも１つの両親媒性非イオン性界面活性剤を含有するシリカベースのＣＭＰスラリーについて開示している。該ＣＭＰスラリーは、超低ｋ誘電体材料に比して高い二酸化ケイ素、窒化タンタルおよび銅選択性を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】米国特許第６６２６９６８号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００２／００３４８７５号明細書
【特許文献３】米国特許第６６４５０５１号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００３／０２２８７６２号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００６／０１２４５９４号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００６／０２１６９３５号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第２００７／００７７８６５号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第２００７／０１７５１０４号明細書
【特許文献９】米国特許出願公開第２００８／００８５６０２号明細書
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００８／０１２４９１３号明細書
【特許文献１１】米国特許出願公開第２００８／０２８１４８６号明細書
【特許文献１２】特開２００１−２４０８５０号公報
【特許文献１３】米国仮特許出願第６１／３８０７１９号明細書
【特許文献１４】米国特許出願公開第２００６／０２１３７８０号明細書
【特許文献１５】欧州特許出願公開第１０１８６８８６７号明細書
【非特許文献】
【００３３】
【非特許文献１】Ｊａｅ−Ｄｏｎ  Ｌｅｅ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，１４９（８），Ｇ４７７−Ｇ４８１，２００２
【非特許文献２】ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社の会社パンフレット「Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（商標）＆  Ｔｅｔｒｏｎｉｃ（商標）Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ，１９９６」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
このため、本発明の１つの課題は、もはや先行技術の研磨組成物の不利点および短所を示さない、新規な水性研磨組成物、特に新規なＣＭＰ組成物、詳細には新規なセリアベースのＣＭＰスラリーを提供することである。
【００３５】
特に、該新規な水性研磨組成物、特に新規なＣＭＰ組成物、詳細には新規なセリアベースのＣＭＰスラリーは、有意に改良された酸化物対ポリシリコン選択性を示し、ＷＩＷＮＵおよびＷＴＷＮＵによって例示される極めて優れた全体的および局所的平坦性を有する研磨ウェーハを提供するはずである。このため、５０ｎｍ未満の寸法を備える構造を有するＩＣ構造、特にＬＳＩまたはＶＬＳＩを備えるＩＣｓを製造するために素晴らしく適合するはずである。
【００３６】
最も詳細には、該新規なセリアベースのＣＭＰスラリーは、有益な窒化物対ポリシリコン選択性および有益な酸化物対窒化物選択性も示すはずである。
【００３７】
さらに、該新規な水性研磨組成物、特に新規なＣＭＰ組成物および詳細には該新規なセリアベースのＣＭＰスラリーは、ＩＣ装置の分野において格別に有用であるはずだけではなく、さらにまた他の電気装置、例えば液晶パネル、有機エレクトロルミネッセントパネル、プリント回路基板、微小機械、ＤＮＡチップ、マイクロプラントおよび磁気ヘッド；ならびに精密機械装置および光学装置、特に光学ガラス、例えばフォトマスク、レンズおよびプリズム、無機導電性膜、例えばＩＴＯ、光学集積回路、光学スイッチング素子、光導波路、光学単結晶、例えば光ファイバーおよびシンチレータの端面、固体レーザー単結晶、青色レーザーＬＥＤのためのサファイア基板、半導体単結晶、および磁気ディスク用のガラス基板を製造する分野において最も効率的および有益にも有用であるはずである。
【００３８】
本発明のまた別の課題は、機械、電気および光学装置のための基板であって、前記基板材料が酸化ケイ素誘電体膜およびポリシリコン膜を含有する、場合により窒化ケイ素膜を含有する基板を研磨するための新規な方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３９】
したがって、新規な水性研磨組成物であって、前記水性研磨組成物が、
（Ａ）セリアを含有する、またはそれから成る、少なくとも１つのタイプの研磨粒子、および
（Ｂ）一般式Ｉ：
Ｒ［（Ｂ１）ｍ／（Ｂ２）ｎＹ］ｐ（Ｉ）、
（式中、指数および変数は、以下の意味を有する：
ｍは、≧１の整数である、
ｎは、≧１の整数である、
ｐは、≧１の整数である、
Ｒは、水素原子、または５〜２０個の炭素原子を有する直鎖および分枝鎖アルキル基を除く一価もしくは多価有機残基である、
（Ｂ１）は、実質的にオキシエチレンモノマー単位から成るブロックである、
（Ｂ２）は、実質的に少なくとも１つのタイプの置換オキシアルキレンモノマー単位から成るブロックであって、該置換基は、少なくとも２つのメチル基、少なくとも２個の炭素原子を有するアルキル基ならびにシクロアルキル、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−アリールおよびアルキル−シクロアルキル−アリール基から成る群から選択されるブロックである、
Ｙは、水素原子、または５〜２０個の炭素原子を有する直鎖および分枝鎖アルキル基を除く一価有機残基である、
ただし、（Ｂ）が１つより多いブロック（Ｂ１）または（Ｂ２）を含有する場合、同一タイプの２つのブロックは相互から他のタイプのブロックによって分離されていることを前提とする）の水溶性および水分散性の直鎖および分枝鎖ポリオキシアルキレンブロックコポリマーから成る群から選択される少なくとも１つの両親媒性非イオン性界面活性剤を含む水性研磨組成物が見いだされている。
【００４０】
以下では、該新規な水性研磨組成物を「本発明の組成物」と呼ぶ。
【００４１】
さらに、機械、電気および光学装置のための基板を研磨するための、該基板材料を少なくとも１回本発明の組成物と接触させる工程と、該望ましい平坦性が達成されるまで該基板材料を研磨する工程とによる新規な方法が見いだされている。
【００４２】
以下では、機械、電気および光学装置のための基板材料を研磨するための新規な方法を「本発明の方法」と呼ぶ。
（本発明の利点）
先行技術を考慮すると、本発明の課題を本発明の組成物および本発明の方法によって解決できることは驚くべきことであり、当業者には予測できなかった。
【００４３】
特に驚くべきことに、本発明の組成物は、有意に改良された酸化物対ポリシリコン選択性を示し、ＷＩＷＮＵおよびＷＴＷＮＵによって例示される極めて優れた全体的および局所的平坦性を有する研磨ウェーハを提供する。このため、それらは、５０ｎｍ未満の寸法を備える構造を有するＩＣ構造、特にＬＳＩまたはＶＬＳＩを備えるＩＣｓを製造するために素晴らしく適合した。
【００４４】
最も詳細には、本発明の組成物は、有益な酸化物対窒化物選択性と結合された有益な窒化物対ポリシリコン選択性もまた示した。
【００４５】
さらに、本発明の組成物は、長期間の輸送および保管中に安定性であり、この安定性はロジスティクスおよび工程管理を有意に改良した。
【００４６】
さらに、本発明の組成物は、ＩＣ装置の分野において格別に有用であるだけではなく、さらにまた他の電気装置、例えば液晶パネル、有機エレクトロルミネッセントパネル、プリント回路基板、微小機械、ＤＮＡチップ、マイクロプラントおよび磁気ヘッド；ならびに精密機械装置および光学装置、特に光学ガラス、例えばフォトマスク、レンズおよびプリズム、無機導電性膜、例えばＩＴＯ、光学集積回路、光学スイッチング素子、光導波路、光学単結晶、例えば光ファイバーおよびシンチレータの端面、固体レーザー単結晶、青色レーザーＬＥＤのためのサファイア基板、半導体単結晶、ならびに磁気ディスク用のガラス基板を製造する分野において最も効率的および有益にも有用であった。
【００４７】
このため、本発明の組成物は、本発明の方法のために最も特に有用であった。本発明の方法は、電気装置、例えば液晶パネル、有機エレクトロルミネッセントパネル、プリント回路基板、微小機械、ＤＮＡチップ、マイクロプラントおよび磁気ヘッド；ならびに精密機械装置および光学装置、特に光学ガラス、例えばフォトマスク、レンズおよびプリズム、無機導電性膜、例えばＩＴＯ、光学集積回路、光学スイッチング素子、光導波路、光学単結晶、例えば光ファイバーおよびシンチレータの端面、固体レーザー単結晶、青色レーザーＬＥＤのためのサファイア基板、半導体単結晶、ならびに磁気ディスク用のガラス基板のための基板材料を研磨する、特に化学的機械的研磨するために最も有益に使用することができよう。
【００４８】
しかし最も詳細には、本発明の方法は、酸化ケイ素誘電体膜およびポリシリコン膜を含有し、場合により窒化ケイ素膜を含有する半導体ウェーハを研磨するために素晴らしく適合した。本発明の方法は、ＷＩＷＮＵおよびＷＴＷＮＵによって例示されるようなディッシング、カッピングまたはホットスポットを伴わずに素晴らしい全体的および局所的平坦性および平衡を有する研磨ウェーハを生じさせた。このため、それらは、５０ｎｍ未満の寸法を備える構造を有するＩＣ構造、特にＬＳＩまたはＶＬＳＩを備えるＩＣｓを製造するために素晴らしく適合した。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
本発明の組成物は、水性組成物である。これは、本発明の組成物が水、特に超純水を主溶媒および分散剤として含有することを意味する。それでも、本発明の組成物は、少なくとも１つの水混和性有機溶媒を、しかし本発明の組成物の水性の性質を変化させない微量でのみ含有することができる。
【００５０】
好ましくは、本発明の組成物は、水を本発明の組成物の完全重量に基づいた重量％で６０〜９９．９５重量％、より好ましくは７０〜９９．９重量％、いっそうより好ましくは８０〜９９．９重量％、および最も好ましくは９０〜９９．９重量％の量で含有する。
【００５１】
「水溶性」は、本発明の組成物の関連構成成分もしくは成分を分子レベルで水相内に溶解させることができることを意味する。
【００５２】
「水分散性」は、本発明の組成物の関連構成成分もしくは成分が水相内に分散させることができ、安定性エマルジョンまたは懸濁液を形成することを意味する。
【００５３】
本発明の組成物の第１必須成分は、セリアを含有する、またはそれから成る少なくとも１つ、好ましくは１つのタイプの研磨粒子（Ａ）である。
【００５４】
該研磨粒子（Ａ）の平均粒径は広範囲に及んでよく、このため、最も有益には本発明の所定の組成物および方法の特定の要件に合わせて調整することができる。好ましくは、動的レーザー光散乱法によって決定される平均粒径は、１〜２，０００ｎｍ、好ましくは１〜１，０００ｎｍ、より好ましくは１〜７５０、最も好ましくは１〜５００ｎｍ、詳細には１０〜２５０ｎｍ、例えば８０〜２００ｎｍの範囲内にある。
【００５５】
該研磨粒子（Ａ）の粒径分布は、単峰性、二峰性または多峰性であってよい。好ましくは、該粒径分布は、該研磨粒子（Ａ）の容易に再現性の特性プロファイルおよび本発明の方法中の容易に再現性の条件を有するために単峰性である。
【００５６】
さらに、該研磨粒子（Ａ）の粒径分布は、狭くても広くてもよい。好ましくは、該粒径分布は、該研磨粒子（Ａ）の容易に再現性の特性プロファイルおよび本発明の方法中の容易に再現性の条件を有するためにほんの少量の小粒子および大粒子だけを含んでいて狭い。
【００５７】
該研磨粒子（Ａ）は、様々な形状を有していてよい。そこで、それらは１つの、または実質的に１つのタイプの形状であってよい。しかし、該研磨粒子（Ａ）が様々な形状を有することも可能である。詳細には、２つのタイプの異なる形状の研磨粒子（Ａ）が本発明の所定の組成物中に存在してよい。形状自体に関しては、それらは立方体、面取りした辺縁を備える立方体、八面体、二十面体、突出部もしくはくぼみを備える、または備えない小塊および球体であってよい。最も好ましくは、形状は、突出部もしくはくぼみを備えない、またはほんの少数しか備えない球形である。この形状が一般に好ましいが、それは通常は該研磨粒子（Ａ）がＣＭＰ工程中に曝露させられる機械力に対する抵抗性を増加させるからである。
【００５８】
セリアを含有する該研磨粒子（Ａ）は、微量の他の希土類金属酸化物を含有することができる。
【００５９】
セリアから成る該研磨粒子（Ａ）は、六角形、立方体または面心立方結晶格子を有することができる。
【００６０】
好ましくは、セリアを含有する該研磨粒子（Ａ）は、セリアとは相違する少なくとも１つの他の研磨粒子材料、特にアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、酸化亜鉛、およびそれらの混合物を含有する、またはそれらから成るコアを含む複合粒子（Ａ）である。
【００６１】
そのような複合粒子（Ａ）は、例えば、国際公開第２００５／０３５６８８号パンフレット、米国特許第６１１０３９６号明細書、同第６２３８４６９号明細書、同第６６４５２６５号明細書、Ｋ．Ｓ．Ｃｈｏｉ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍａｔ．Ｒｅｓ．Ｓｏｃ．Ｓｙｍｐ．Ｐｒｏｃ．，Ｖｏｌ．６７１，２００１  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，Ｍ５．８．１  ｔｏ  Ｍ５．８．１０、Ｓ．−Ｈ．Ｌｅｅ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．，Ｖｏｌ．１７，Ｎｏ．１０（２００２），ｐａｇｅｓ  ２７４４  ｔｏ  ２７４９、Ａ．Ｊｉｎｄａｌ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，１５０（５），Ｇ３１４−Ｇ３１８（２００３）、Ｚ．Ｌｕ，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．１０，Ｏｃｔｏｂｅｒ  ２００３，Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｓｏｃｉｅｔｙ、またはＳ．Ｈｅｄｇｅ  ｅｔ  ａｌ．，Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，７（１２），Ｇ３１６−Ｇ３１８（２００４）から公知である。
【００６２】
最も好ましくは、該複合粒子（Ａ）は、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、酸化亜鉛、およびそれらの混合物から成る群から選択される２０〜１００ｎｍのコアサイズを備えるコアであって、１０ｎｍ未満の粒径を有するセリア粒子でコーティングされているコアを含むラズベリータイプの被覆粒子である。
【００６３】
本発明の組成物中で使用される該研磨粒子（Ａ）の量は広範囲に及んでよく、このため、最も有益には本発明の所定の組成物および方法の特定の要件に合わせて調整することができる。好ましくは、本発明の組成物は、本発明の組成物の完全重量に基づいた重量％で０．００５〜１０重量％、より好ましくは０．０１〜８重量％、および最も好ましくは０．０１〜６重量％の量で研磨粒子（Ａ）を含有する。
【００６４】
本発明の所定の組成物の第２必須成分は、一般式Ｉ：
Ｒ［（Ｂ１）ｍ／（Ｂ２）ｎＹ］ｐ
の水溶性および水分散性、好ましくは水溶性の、直鎖および分枝鎖、好ましくは直鎖のポリオキシアルキレンブロックコポリマーから成る群から選択される少なくとも１つの、好ましくは１つの両親媒性非イオン性界面活性剤（Ｂ）である。
【００６５】
一般式Ｉでは、指数ｍおよびｎは相互から独立して１以上の整数、好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜５、および最も好ましくは１〜３の整数である。
【００６６】
一般式Ｉの指数ｐは、１以上の整数、好ましくは１〜１００、より好ましくは１〜５０、いっそうより好ましくは１〜２５、および最も好ましくは１〜１０の整数である。
【００６７】
変数Ｒは、水素原子、または５〜２０個の炭素原子を有する直鎖および分枝鎖アルキル基を除く一価もしくは多価有機残基を表す。
【００６８】
好ましくは、一価もしくは多価有機残基Ｒは、１〜４個および２１〜３０個の炭素原子を有するアルキル基ならびにシクロアルキル、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−アリールおよびアルキル−シクロアルキル−アリール基から成る群から選択される。
【００６９】
より好ましくは、該一価もしくは多価有機残基Ｒは、モノヒドロキシおよびポリヒドロキシ化合物Ｒ’に由来する。
【００７０】
適切なモノヒドロキシ化合物Ｒ’の例は、直鎖および分枝鎖ヘネイコサン、ドコサン、トリコサン、テトラコサン、ペンタコサン、ヘキサコサン、ヘプタコサン、オクタコサン、ノナコサンおよびトリアコンタン、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、フェノールおよびそれらの４位に４〜１６個の炭素原子のアルキル基を有するフェノールに由来するメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ｎ−、ｓｅｃ−およびｔｅｒｔ−ブタノール、モノアルコールである。
【００７１】
適切なジヒドロキシ化合物Ｒ’の例は、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ペンチレングリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、エチレンプロピレングリコール、ジエチレンプロピレングリコール、エチレンジプロピレングリコール、１，２−、１，３−および１，４−ジヒドロキシシクロヘキサンおよびベンゼンならびにビスフェノールＡおよびＦである。
【００７２】
適切なトリヒドロキシ化合物Ｒ’の例は、グリセロール、１，２，３−トリヒドロキシ−ｎ−ブタン、トリメチロールプロパン、１，２，３−、１，２，４−および１，３，５−トリヒドロキシシクロヘキサンならびにベンゼンである。
【００７３】
適切なポリヒドロキシ化合物Ｒ’の例は、ペンタエロトリトール、１，２，３，４−、１，２，３，５−および１，２，４，５−テトラヒドロキシシクロヘキサンおよびベンゼン、ポリビニルアルコール、ポリ（ヒドロキシスチレン）アルジトール、シクリトール、炭水化物ならびにグリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、アルジトールおよびシクリトールの二量体およびオリゴマーである。
【００７４】
適切なアルジトールＲ’の例は、テトリトール、ペンチトール、ヘキシトール、ヘプチトール、およびオクチトール、特にエリトリトール、トレイトール、アラビニトール、リビトール、キシリトール、ガラクチトール、マンニトール、グルシトール、アリトール、アルトリトールおよびイジトールである。
【００７５】
適切な二量体Ｒ’の例は、グリセロール、トリメチロールプロパン、エリトリトール、トレイトールおよびペンタエリトリトール、マルチトール、イソマルトおよびラクチトール、特に、トリ−、テトラ−、ペンタ−、ヘキサ−、ヘプタ−、オクタ−、ノナ−、デカ−、ウンデカ−およびドデカグリセロール、−トリメチロールプロパン、−エリトリトール、−トレイトールおよび−ペンタエリトリトールの二量体である。
【００７６】
適切なシクリトールＲ’の例は、１，２，３，４，５−ペンタヒドロキシシクロヘキサンおよびイノシトール、特にミオ−、シロ−、ムコ−、カイロ−、ネオ−、アロ−、エピ−およびシス−イノシトールである。
【００７７】
適切な炭水化物Ｒ’の例は、単糖類、二糖類、オリゴ糖類、多糖類、デソキシ糖類およびアミノ糖類、特に単糖類である。
【００７８】
適切な単糖類Ｒ’の例は、アロース、アルトロース、グルコース、マンノース、イドース、ガラクトースおよびタロースである。
【００７９】
水素原子以外の残基Ｒは、少なくとも１つの不活性置換基を有していてよい。「不活性」は、該置換基が、長期間の保管後および本発明の工程中にエチレンオキシドおよびアルキレンオキシドの重合ならびに望ましくない反応、例えば本発明の組成物の構成成分の分解および／または沈殿を開始しないことを意味する。適切な不活性置換基の例は、酸素もしくは硫黄原子、カルボキシ基、スルホキシ基、スルホ基、カルボン酸、スルホン酸およびホスホン酸エステル基もしくはウレタン基を介して残基Ｒと結合したハロゲン原子、特にフッ素および塩素原子、ニトロ基、ニトリル基およびアルキル、シクロアルキルおよびアリール基である。該不活性置換基は、それらが該界面活性剤（Ｂ）のＨＬＢ値に有害な影響を及ぼさないような量で使用される。好ましくは、該置換基は、そのような不活性置換基を有していない。
【００８０】
最も好ましくは、残基Ｒは、水素原子である。
【００８１】
一般式Ｉの両親媒性非イオン性界面活性剤（Ｂ）は、少なくとも１つのブロック（Ｂ１）および少なくとも１つのブロック（Ｂ２）を含有するが、このとき（Ｂ）が１つより多いブロック（Ｂ１）および（Ｂ２）を含有する場合、同一タイプの２つのブロックが相互から他のタイプのブロックによって分離されていることを前提とする。
【００８２】
このため、該両親媒性非イオン性界面活性剤（Ｂ）は、様々な一般ブロック状構造、例えば
−Ｂ１−Ｂ２、
−Ｂ１−Ｂ２−Ｂ１、
−Ｂ２−Ｂ１−Ｂ２、
−Ｂ１−Ｂ２−Ｂ１−Ｂ２、
−Ｂ１−Ｂ２−Ｂ１−Ｂ２−Ｂ１、
−Ｂ２−Ｂ１−Ｂ２−Ｂ１−Ｂ２、
−Ｂ１−Ｂ２−Ｂ１−Ｂ２−Ｂ１−Ｂ２、
−Ｂ１−Ｂ２−Ｂ１−Ｂ２−Ｂ１−Ｂ２−Ｂ１、および
−Ｂ２−Ｂ１−Ｂ２−Ｂ１−Ｂ２−Ｂ１−Ｂ２を含有することができる。
【００８３】
２つ以上のブロック（Ｂ１）が存在する場合は、それらは同一または実質的に同一の組成、分子量およびＨＬＢ値を有することができる、またはそれらは相互に相違してもよい。これは、ブロック（Ｂ２）にも同等に当てはまる。
【００８４】
好ましくは、該両親媒性非イオン性界面活性剤（Ｂ）は、一般ブロック状構造Ｂ１−Ｂ２、Ｂ１−Ｂ２−Ｂ１またはＢ２−Ｂ１−Ｂ２を含有する。
【００８５】
ブロック（Ｂ１）は、実質的にオキシエチレンモノマー単位から成る。「実質的に〜から成る」は、ブロック（Ｂ１）が全体としてオキシエチレンモノマー単位から成る、または微量のオキシプロピレンモノマー単位および／またはオキシアルキレンモノマー単位、即ちブロック（Ｂ２）のモノマー単位を含有することを意味する。「微量」は、該オキシエチレンモノマー単位以外のモノマー単位の濃度が極めて低いので、該オキシエチレンモノマー単位によって誘導されるブロック（Ｂ１）の化学的および物理化学的特性、特に親水性の性質が有害な影響を受けず、有益には改質されることを意味する。
【００８６】
ブロック（Ｂ２）の平均重合度とは無関係に、ブロック（Ｂ１）の平均重合度は広範囲に変動してよく、このため、最も有益には本発明の所定の組成物および方法の特定の要件に合わせて適応させることができる。好ましくは、平均重合度は、５〜１００、より好ましくは５〜７５、および最も好ましくは５〜５０の範囲内にある。
【００８７】
該ブロック（Ｂ２）は、実質的に少なくとも１つの、好ましくは１つのタイプの置換オキシアルキレンモノマー単位から成り、該置換基は、少なくとも２つのメチル基、少なくとも２個の炭素原子を有するアルキル基ならびにシクロアルキル、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−アリールおよびアルキル−シクロアルキル−アリール基から成る群から選択される。
【００８８】
「実質的に〜から成る」は、ブロック（Ｂ２）が全体として前記オキシアルキレンモノマー単位から成る、または微量のオキシプロピレンモノマーおよび／またはオキシエチレンモノマー単位を含有することを意味する。「微量」は、該オキシエチレンモノマーおよび／またはオキシプロピレンモノマー単位の濃度が極めて低いので、該オキシアルキレンモノマー単位によって誘導されるブロック（Ｂ２）の化学的および物理化学的特性、特に親油性の性質が有害な影響を受けず、有益には改質されることを意味する。
【００８９】
好ましくは、ブロック（Ｂ２）のオキシアルキレンモノマー単位は置換オキシランに由来するが、このとき該置換基は、少なくとも２つのメチル基および少なくとも２個の炭素原子を有するアルキル基ならびにシクロアルキル、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−アリールおよびアルキル−シクロアルキル−アリール基から成る群から選択される。
【００９０】
より好ましくは、該置換基は、少なくとも２つのメチル基、２〜１０個の炭素原子を有するアルキル基、スピロ環式、環外および／またはアニール化構造にある５〜１０個の炭素原子を有するシクロアルキル基、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−アリール基および１２〜３０個の炭素原子を有するアルキル−シクロアルキル−アリール基から成る群から選択される。
【００９１】
適切なアルキル基の例は、２つのメチル基およびエチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、２，２−ジメチルプロプ−１−イル、ｎ−ヘキシル、２−、３−および４−メチルペント−１−イル、２，２−および３，３−ジメチルブト−１−イル、ｎ−ヘプチル、２，３−ジメチルペント−１−イル、２，３，３−トリメチルブト−１−イル、ｎ−オクチル、イソオクチル、２−エチルヘキシル、ｎ−ノニル、２−エチル−３，４−ジメチルペント−１−イル、およびｎ−デシル；好ましくは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｎ−ペンチル、およびｎ−ヘキシル基である。
【００９２】
適切なシクロアルキル基の例は、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロペンタン−１，１−ジイル、シクロペンタン−１，２−ジイル、シクロヘキサン−１，１−ジイル、およびシクロヘキサン−１，２−ジイル基である。
【００９３】
適切なアリール基の例は、フェニルならびに１−および２−ナフチル基である。
【００９４】
適切なアルキル−シクロアルキル基の例は、シクロペンチル−およびシクロヘキシルメチル、２−シクロペンチル−および２−シクロヘキシルエチル−１−イル、３−シクロペンチル−および３−シクロヘキシルプロプ−１−イル、ならびに４−シクロペンチル−および４−シクロヘキシル−ｎ−ブト−１−イル基である。
【００９５】
適切なアルキル−アリール基の例は、フェニルメチル、２−フェニルエト−１−イル、３−フェニルプロプ−１−イル、および４−フェニル−ｎ−ブト−１−イル基である。
【００９６】
適切なシクロアルキル−アリール基の例は、４−フェニル−シクロヘキス−１−イル、４−シクロヘキシル−フェン−１−イル、および２，３−ジヒドロインデン−１，２−ジイル基である。
【００９７】
適切なアルキル−シクロアルキル−アリール基の例は、シクロヘキシル−フェニル−メチルおよび２−シクロヘキシル−２−フェニル−エト−１−イル基である。
【００９８】
特に好ましい置換オキシランの例は、エチル、２，２−および２，３−ジメチル、２，２，３−トリメチル、２，２，３，３−テトラメチル、２−メチル−３−エチル、２，２−および２，３−ジエチル、ｎ−プロピル、２−メチル−３−ｎ−プロピル、ｎ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル、ｎ−ノニル、ｎ−デシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フェニル、およびナフチルオキシラン；１，２−エポキシ−シクロヘキサンおよび−シクロペンタン；１−オキサ−３−スピロ［３．４］−ヘプタンおよび１−オキサ−３−スピロ［３．５］−オクタン；ならびに１，２−エポキシ−２，３−ジヒドロインデンである。
【００９９】
最も好ましくは、該置換オキシランは、２−エチル、２，３−ジメチルおよび２，２−ジメチルオキシラン、特に好ましくは、２−エチルオキシランおよび２，３−ジメチルオキシランから成る群から選択される。
【０１００】
このため、特に好ましくは使用される該オキシアルキレンモノマー単位は、オキシブト−１，２−イレン、−ＣＨ（Ｃ２Ｈ５）−ＣＨ２−Ｏ−、およびオキシブト−２，３−イレン、−ＣＨ（ＣＨ３）−ＣＨ（ＣＨ３）−Ｏ−から選択される。
【０１０１】
ブロック（Ｂ１）の平均重合度とは無関係に、ブロック（Ｂ２）の平均重合度は広範囲に変動してよく、このため、最も有益には本発明の所定の組成物および方法の特定の要件に合わせて適応させることができる。好ましくは、平均重合度は、５〜１００、より好ましくは５〜７５、および最も好ましくは５〜５０の範囲内にある。
【０１０２】
変数Ｙは、水素原子、または５〜２０個の炭素原子を有する直鎖および分枝鎖アルキル基を除く一価有機残基を表す。
【０１０３】
好ましくは、該一価有機残基Ｙは、１〜４個および２１〜３０個の炭素原子を有するアルキル基ならびにシクロアルキル、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−アリールおよびアルキル−シクロアルキル−アリール基から成る群から選択される。
【０１０４】
より好ましくは、該一価残基Ｙは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−、ｓｅｃ−およびｔｅｒｔ−ブチル、直鎖および分枝鎖ヘネイコサニル、ドコサニル、トリコサニル、テトラコサニル、ペンタコサニル、ヘキサコサニル、ヘプタコサニル、オクタコサニル、ノナコサニルおよびトリアコンタニル、シクロヘキシル、ベンジルおよびフェニル基ならびにそれらの４位に４〜１６個の炭素原子を備えるアルキル基を有するフェニル基から成る群から選択される。
【０１０５】
好ましくは、該一価残基Ｙは、水素原子である。
【０１０６】
両親媒性非イオン性界面活性剤（Ｂ）のＨＬＢ値は広範囲に変動してよく、このため、最も有益には本発明の所定の組成物および方法の特定の要件に適応させることができる。好ましくは、ＨＬＢ値は、３〜２０、最も好ましくは４〜１８の範囲内にある。
【０１０７】
該両親媒性非イオン性界面活性剤（Ｂ）の表面張力もまた広範囲に及んでよく、このため、最も有益には本発明の所定の組成物および方法の特定の要件に合わせて適応させることができる。好ましくは、表面張力は、２５℃で２０〜６０、より好ましくは２５〜５５、および最も好ましくは２５〜５０ダイン／ｃｍの範囲内にある。
【０１０８】
該両親媒性非イオン性界面活性剤（Ｂ）の重量平均分子量もまた広範囲に変動してよく、このため、最も有益には本発明の所定の組成物および方法の特定の要件に適応させることができる。好ましくは、重量平均分子量は、１，０００〜１０，０００、最も好ましくは１，１００〜８，０００ダルトン、詳細には１，１００〜３，５００ダルトンの範囲内にある。
【０１０９】
該両親媒性非イオン性界面活性剤（Ｂ）の調製は、化学的および方法的特性を全く提供しないが、それらは、例えばスターター分子として上述したモノ−およびポリヒドロキシ化合物Ｒ’を使用して、またはそのようなスターター分子を使用せずに適切なオキシランのアニオン性開環重合または適切なエピクロロヒドリンの重縮合のような慣習的および公知の方法にしたがって実施できる。
【０１１０】
本発明の所定の組成物中の該両親媒性非イオン性界面活性剤（Ｂ）の濃度は、広範囲に変動してよく、このため、最も有益には本発明の所定の組成物および方法の特定の要件に合わせて調整することができる。好ましくは、本発明の組成物は、該両親媒性非イオン性界面活性剤（Ｂ）を０．００１〜５重量％、より好ましくは０．００５〜２．５重量％、いっそうより好ましくは０．００７５〜１重量％、および最も好ましくは０．００７５〜０．５重量％の量で含有する。
【０１１１】
本発明の組成物は、成分または構成成分（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）とは異なる少なくとも１つの官能性構成成分（Ｄ）を含有することができる。
【０１１２】
好ましくは、該官能性構成成分（Ｄ）は、セリアベースのＣＭＰスラリーにおいて慣習的に使用される化合物の群から選択される。そのような化合物（Ｄ）の例は、例えば、Ｙ．Ｎ．Ｐｒａｓａｄ  ｅｔ  ａｌ．ｉｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，９（１２），Ｇ３３７−Ｇ３３９（２００６）、Ｈｙｕｎ−Ｇｏｏ  Ｋａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．ｉｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，ｖｏｌｕｍｅ  ２２，Ｎｏ．３，２００７，ｐａｇｅｓ  ７７７  ｔｏ  ７８７、Ｓ．Ｋｉｍ  ｅｔ  ａｌ．ｉｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｏｌｌｏｉｄ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，３１９（２００８），ｐａｇｅｓ  ４８  ｔｏ  ５２、Ｓ．Ｖ．Ｂａｂｕ  ｅｔ  ａｌ．ｉｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，７（１２），Ｇ３２７−Ｇ３３０（２００４）、Ｊａｅ−Ｄｏｎｇ  Ｌｅｅ  ｅｔ  ａｌ．ｉｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，１４９（８），Ｇ４７７−Ｇ４８１，２００２、米国特許第５７３８８００号明細書、同第６０４２７４１号明細書、同第６１３２６３７号明細書、同第６２１８３０５（Ｂ）号明細書、同第５７５９９１７号明細書、同第６６８９６９２号明細書、同第６９８４５８８号明細書、同第６２９９６５９号明細書、同第６６２６９６８号明細書、同第６４３６８３５号明細書、同第６４９１８４３号明細書、同第６５４４８９２号明細書、同第６６２７１０７号明細書、同第６６１６５１４号明細書、および同第７０７１１０５号明細書、米国特許出願公開第２００２／００３４８７５号明細書、同第２００６／０１４４８２４号明細書、同第２００６／０２０７１８８号明細書、同第２００６／０２１６９３５号明細書、同第２００７／００７７８６５号明細書、同第２００７／０１７５１０４号明細書、同第２００７／０１９１２４４号明細書および同第２００７／０２１８８１１号明細書、ならびに特開２００５−３３６４００号公報に開示されている。
【０１１３】
さらに、該官能性構成成分（Ｄ）は、該粒子（Ｄ）とは異なる有機、無機およびハイブリッド有機−無機研磨粒子、ＬＣＳＴ（下限臨界共溶温度）もしくはＵＣＳＴ（上限臨界共溶温度）を有する材料、酸化剤、不動態化剤、電荷反転剤（ｃｈａｒｇｅ  ｒｅｖｅｒｓａｌ  ａｇｅｎｔ）、水性媒体中では分離できない少なくとも３つのヒドロキシド基を有する有機ポリオール、水性媒体中では分離できない少なくとも３つのヒドロキシド基を有する少なくとも１つのモノマーから形成されたオリゴマーおよびポリマー、錯化剤もしくはキレート剤、摩擦剤、安定剤、レオロジー剤、界面活性剤、金属カチオン、抗菌剤または殺生物剤および有機溶媒から成る群から選択される。
【０１１４】
適切な有機研磨粒子（Ｄ）およびそれらの有効量は，例えば、メラミンおよびメラミン誘導体、例えばアセトグアナミン、ベンゾグアナミンおよびジシアンジアミドから成る固体粒子が開示されている米国特許出願公開第２００８／０２５４６２８号明細書、第４頁第００５４段落または国際公開第２００５／０１４７５３号パンフレットから公知である。
【０１１５】
適切な無機研磨粒子（Ｄ）およびそれらの有効量は、例えば、国際特許公開第２００５／０１４７５３号パンフレット、第１２頁第１〜８行または米国特許第６０６８７８７号明細書第６段第４１行〜第７段第６５行から公知である。
【０１１６】
適切なハイブリッド有機−無機研磨粒子（Ｄ）およびそれらの有効量は、例えば、米国特許出願公開第２００８／０２５４６２８号明細書第４頁第００５４段落または同第２００９／００１３６０９号明細書第３頁第００４７段落〜第６頁第００８７段落から公知である。
【０１１７】
適切な酸化剤（Ｄ）およびそれらの有効量は、例えば、欧州出願公開第第１０３６８３６号明細書第８頁第００７４〜００７５段落または米国特許第６０６８７８７号明細書第４段第４０行〜第７段第４５行または米国特許第７３００６０１号明細書第４段第１８〜３４行から公知である。好ましくは、有機および無機過酸化物、より好ましくは無機過酸化物が使用される。特に、過酸化水素が使用される。
【０１１８】
適切な不動態化剤（Ｄ）およびそれらの有効量は、例えば、米国特許第７３００６０１号明細書第３段第５９行〜第４段第９行または米国特許出願公開２００８／０２５４６２８号明細書の第４〜５頁にわたる第００５８段落から公知である。
【０１１９】
時々は摩擦剤とも呼ばれる適切な錯化剤もしくはキレート剤（Ｄ）（米国特許出願公開第２００８／０２５４６２８号明細書第５頁第００６１段落を参照）またはエッチング剤もしくはエッチャント（米国特許出願公開第２００８／０２５４６２８号明細書第４頁第００５４段落を参照）およびそれらの有効量は、例えば米国特許第７３００６０１号明細書第４段第３５〜４８行から公知である。アミノ酸、特にグリシン、およびさらにその上、少なくとも１つ、好ましくは２つ、およびより好ましくは３つの第１級アミノ基を含有するジシアンジアミドおよびトリアジン、例えばメラミンおよび水溶性グアナミン、特にメラミン、ホルモグアナミン、アセトグアナミンおよび２，４−ジアミノ−６−エチル−１，３，５−トリアジンが最も特に好ましく使用される。
【０１２０】
適切な安定剤（Ｄ）およびそれらの有効量は、例えば、米国特許第６０６８７８７号明細書第８段第４〜５６行から公知である。
【０１２１】
適切なレオロジー剤（Ｄ）およびそれらの有効量は、例えば、米国特許出願公開第２００８０２５４６２８号明細書第５頁第００６５段落〜第６頁第００６９段落から公知である。
【０１２２】
適切な界面活性剤（Ｄ）およびそれらの有効量は、例えば、国際特許公開第２００５／０１４７５３号パンフレット第８頁第２３行〜第１０頁第１７行または米国特許第７３００６０１号明細書第５段第４行〜第６段第８行から公知である。
【０１２３】
好ましい界面活性剤（Ｄ）は、直鎖および分枝鎖アルキレンオキシド、好ましくはエチレンオキシドおよびプロピレンオキシド、ホモポリマーおよびコポリマーから成る群から選択される非イオン性界面活性剤である。
【０１２４】
好ましいエチレンオキシド−プロピレンオキシドコポリマー（Ｄ）は、ランダムコポリマー、交互コポリマーまたはポリエチレンオキシドブロックおよびポリプロピレンオキシドブロックを含有するブロックコポリマーであってよい。
【０１２５】
好ましくは、エチレンオキシド−プロピレンオキシドブロックコポリマー（Ｄ）では、該ポリエチレンオキシドブロックは、１０〜１５のＨＬＢ値を有する。該ポリプロピレンオキシドブロックは、２８〜約３２のＨＬＢ値を有していてよい。
【０１２６】
好ましい界面活性剤（Ｄ）は慣習的および公知の市販で入手できる材料であり、欧州特許第１５３４７９５号明細書第３頁第００１３段落〜第４頁第００２３段落、特開２００１−２４０８５０号公報第０００７〜第００１４段落と結び付けた請求項２、米国特許出願公開第２００７／００７７８６５号明細書第１頁第０００８段落〜第２頁第００１０段落、米国特許出願公開第２００６／０１２４５９４号明細書第３頁第００３６および００３７段落ならびに同第２００８／０１２４９１３号明細書の請求項１４と結び付けた第３頁第００３１〜００３３段落に記載されている、またはそれらはＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社の会社パンフレット「Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（商標）＆  Ｔｅｔｒｏｎｉｃ（商標）Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ，１９９６」または米国特許出願公開第２００６／０２１３７８０号明細書によって明らかにされているように、ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社およびＢＡＳＦ  ＳＥ社によって商標名Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（商標）、Ｔｅｔｒｏｎｉｃ（商標）およびＢａｓｅｎｓｏｌ（商標）を付けて販売されている。
【０１２７】
最も好ましくは、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）が非イオン性界面活性剤（Ｄ）として使用される。
【０１２８】
適切な多価金属イオン（Ｄ）およびそれらの有効量は、例えば、欧州特許出願公開第１０３６８３６号明細書第８頁第００７６段落〜第９頁第００７８段落から公知である。
【０１２９】
適切な有機溶媒（Ｄ）およびそれらの有効量は、例えば、米国特許第７３６１６０３号明細書第７段第３２〜４８行または米国特許出願公開２００８／０２５４６２８号明細書第５頁第００５９段落から公知である。
【０１３０】
適切な抗菌剤または殺生物剤は、Ｎ−置換ジアゼニウムジオキシドおよびＮ’−ヒドロキシ−ジアゼニウムオキシド塩である
ＬＣＳＴもしくはＵＣＳＴを示す適切な材料（Ｄ）は、例えばＣｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，２００５，４８７２−４８７４におけるＨ．Ｍｏｒｉ，Ｈ．Ｉｗａｙａ，Ａ．Ｎａｇａｉ  ａｎｄ  Ｔ．Ｅｎｄｏの論文、Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｏｆ  ｔｈｅｒｍｏｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ  ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ｄｅｒｉｖｅｄ  ｆｒｏｍ  Ｌ−ｐｒｏｌｉｎｅ  ｖｉａ  ＲＡＦＴ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ；もしくはＤ．Ｓｃｈｍａｌｊｏｈａｎｎの論文、Ｔｈｅｒｍｏ−ａｎｄ  ｐＨ−ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ  ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ａｎｄ  ｄｒｕｇ  ｄｅｌｉｖｅｒｙ，Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｄｒｕｇ  Ｄｅｌｉｖｅｒｙ  Ｒｅｖｉｅｗｓ，ｖｏｌｕｍｅ  ５８（２００６），１６５５−１６７０、または米国特許出願公開第２００２／０１９８３２８号明細書、同第２００４／０２０９０９５号明細書、同第２００４／０２１７００９号明細書、同第２００６／０１４１２５４号明細書、同第２００７／００２９１９８号明細書、同第２００７／０２８９８７５号明細書、同第２００８／０２４９２１０号明細書、同第２００８／００５０４３５号明細書もしくは同第２００９／００１３６０９号明細書、米国特許第５０５７５６０号明細書、同第５７８８８２号明細書および同第６６８２６４２号明細書、国際特許出願公開第０１／６０９２６号パンフレット、同第２００４／０２９１６０号パンフレット、同第２００４／０５２１９４６号パンフレット、同第２００６／０９３２４２号パンフレットまたは同第２００７／０１２７６３号パンフレット、欧州特許出願公開第０５８３８１４号明細書、同第１１９７５８７号明細書および同第１９４２１７９号明細書もしくは独国特許出願第２６１０７０５号明細書に記載されている。
【０１３１】
原理上、ＣＭＰの分野において慣習的に使用される任意の公知の電荷反転剤（Ｄ）を使用できる。好ましくは、該電荷反転剤（Ｄ）は、カルボン酸塩、スルフィン酸塩、硫酸塩、ホスホン酸塩およびリン酸塩基から成る群から選択される少なくとも１つのアニオン性基を含有するモノマー、オリゴマーおよびポリマー化合物から成る群から選択される。
【０１３２】
好ましくは、アニオン性リン酸塩分散剤、特に水溶性縮合リン酸塩が電荷反転剤（Ｄ）として使用される。
【０１３３】
適切な水溶性縮合リン酸塩（Ｄ）の例は、塩、特に一般式Ｉ：
［Ｍｎ（ＰＯ３）ｎ］        （Ｉ）；
のメタリン酸塩のアンモニウム、ナトリウムおよびカリウム塩、ならびに一般式ＩＩおよびＩＩＩ：
Ｍｎ＋２ＰｎＯ３ｎ＋１        （ＩＩ）；
ＭｎＨ２ＰｎＯ３ｎ＋１        （ＩＩＩ）；
（式中、Ｍは、アンモニウム、ナトリウムもしくはカリウムカチオンであり、指数ｎは２〜１０，０００である）のポリリン酸塩である。
【０１３４】
特に適切な水溶性縮合リン酸塩（Ｄ）の例は、グラハム（Ｇｒａｈａｍ）塩（ＮａＰＯ３）４０−５０、Ｃａｌｇｏｎ（商標）（ＮａＰＯ３）１５−２０、クロール（Ｋｕｒｒｏｌ）塩（ＮａＰＯ３）ｎ（式中、ｎ＝約５，０００）、ならびにヘキサメタリン酸アンモニウム、ナトリウムおよびカリウムである。
【０１３５】
本発明の組成物中の水溶性アニオン性リン酸塩分散剤（Ｄ）の濃度は、極めて広範囲に変動してよく、このため、最も有益には本発明の所定の組成物および方法の特定の要件に合わせて調整することができる。好ましくは、該アニオン性リン酸塩分散剤（Ｄ）は、１０〜２，０００、およびより好ましくは２０〜１，０００のセリア（Ａ）対アニオン性リン酸塩分散剤（Ｄ）の重量比が結果として生じるような量で使用される。
【０１３６】
存在する場合、該官能性構成成分（Ｄ）を様々な量で含有することができる。好ましくは、（Ｄ）の総量は、対応するＣＭＰ組成物の総重量に基づいて、１０ｗｔ％超（「ｗｔ％」は重量％を意味する）、より好ましくは２ｗｔ％以下、最も好ましくは０．５ｗｔ％以下、特に０．１ｗｔ％以下、例えば０．０１ｗｔ％以下である。好ましくは、（Ｄ）の総量は、対応する組成物の総重量に基づいて、少なくとも０．０００１ｗｔ％、より好ましくは少なくとも０．００１ｗｔ％、最も好ましくは少なくとも０．００８ｗｔ％、特に少なくとも０．０５ｗｔ％、例えば少なくとも０．３ｗｔ％である。
【０１３７】
本発明の組成物は、物質的に構成成分（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）とは異なる少なくとも１つのｐＨ調整剤もしくは緩衝剤（Ｅ）を場合により含有することができる。
【０１３８】
適切なｐＨ調整剤もしくは緩衝剤（Ｅ）およびそれらの有効量は、例えば、欧州特許出願公開第１０３６８３６号明細書第８頁第００８０、００８５および００８６段落、国際公開第２００５／０１４７５３号パンフレット第１２頁第１９〜２４行、米国特許出願公開第２００８／０２５４６２８号明細書第６頁第００７３段落または米国特許第７３００６０１号明細書第５段第３３〜６３行から公知である。ｐＨ調節剤または緩衝剤（Ｅ）についての例は、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、硝酸、および硫酸である。
【０１３９】
存在する場合、該ｐＨ調整剤もしくは緩衝剤（Ｅ）は、様々な量で含有できる。好ましくは、（Ｅ）の総量は、対応するＣＭＰ組成物の総重量に基づいて、２０ｗｔ％以下、より好ましくは７ｗｔ％以下、最も好ましくは２ｗｔ％以下、特に０．５ｗｔ％以下、例えば０．１ｗｔ％以下である。好ましくは、（Ｅ）の総量は、対応する組成物の総重量に基づいて、少なくとも０．００１ｗｔ％、より好ましくは少なくとも０．０１ｗｔ％、最も好ましくは少なくとも０．０５ｗｔ％、特に少なくとも０．１ｗｔ％、例えば少なくとも０．５ｗｔ％である。
【０１４０】
好ましくは、本発明の組成物のｐＨは、好ましくは上述したｐＨ調整剤（Ｅ）を使用して、３〜１０、より好ましくは３〜８、いっそうより好ましくは３〜７、および最も好ましくは５〜７に設定される。
【０１４１】
本発明の組成物の調製は、何の特殊性も示さないが、上述した構成成分（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）ならびに場合により（Ｄ）および／または（Ｅ）を水性媒体、特に脱イオン水中に溶解もしくは分散させる工程によって実施できる。このために、慣習的および標準的混合工程および混合装置、例えば攪拌槽、インライン溶解槽、高剪断インペラー、超音波ミキサー、ホモジナイザーノズルまたは向流ミキサーを使用できる。好ましくは、このようにして得られた本発明の組成物は、粗粒子状粒子、例えば固体の微細に分散した研磨粒子（Ａ）の塊もしくは凝集体を除去するために、適切なメッシュ開口のフィルターを通してろ過することができる。
【０１４２】
本発明の組成物は、本発明の方法のために素晴らしく適合する。
【０１４３】
本発明の方法では、電気、機械および光学装置、特に電気装置、最も好ましくは、ＩＣ装置のための基板は、少なくとも１回、本発明の組成物と接触させられ、所望の平坦性が達成されるまで、研磨される、特に化学的および機械的に研磨される。
【０１４４】
本発明の方法は、少なくとも１つ、好ましくは１つの酸化ケイ素誘電体材料、およびポリシリコンから成る少なくとも１つの膜から成る少なくとも１つの誘電体分離膜を有するシリコン半導体ウェーハのＣＭＰにおいてその特定の利点を示す。
【０１４５】
好ましくは、酸化ケイ素誘電体材料は、二酸化ケイ素および低ｋおよび超低ｋ酸化ケイ素材料から成る群から選択される。
【０１４６】
場合により、該シリコン半導体ウェーハは、少なくとも１つの窒化ケイ素膜を有する。
【０１４７】
適切な二酸化ケイ素材料は、米国特許出願公開第２００７／０１７５１０４号明細書第７頁第００９２段落に記載されたように、低圧および高圧プラズマ化学蒸着法（ＬＤＰまたはＨＤＰ  ＣＶＤ）によって、モノシラン−酸素もしくはテトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）−酸素プラズマを用いて予備調製することができる。
【０１４８】
適切な低ｋもしくは超低ｋ材料および該断熱誘電体膜を調製する適切な方法は、例えば、米国特許出願公開第２００５／０１７６２５９号明細書第２頁第００２５〜００２７段落、同第２００５／００１４６６７号明細書第１頁第０００３段落、同第２００５／０２６６６８３号明細書第１頁第０００３段落および第２頁第００２４段落もしくは同第２００８／０２８０４５２号明細書第００２４〜００２６段落または米国特許第７２５０３９１号明細書第１段第４９〜５４行もしくは欧州特許出願公開第１３０６４１５号明細書第４頁第００３１段落に記載されている。
【０１４９】
本発明の方法は、パターン化されたウェーハ基板上のポリシリコンの上方の誘電体酸化ケイ素材料の選択的除去を必要とするＳＴＩのために特に適合する。この方法では、エッチングされたトレンチには誘電体酸化ケイ素材料、例えば二酸化ケイ素が過充填され、これがバリアまたは阻止膜としてのポリシリコン膜を用いて研磨される。この好ましい実施形態では、本発明の方法は、露出したポリシリコンおよびトレンチ二酸化ケイ素の除去を最小限に抑えながら該二酸化ケイ素を該バリア膜から除去する工程で終了する。
【０１５０】
さらに、本発明の方法は、さらにＳＴＩのために特に適切であるが、このとき窒化ケイ素膜もまた存在するがそれは本発明の組成物が高い酸化物対ポリシリコン選択性だけではなく有益な窒化物対−ポリシリコン選択性および有益な酸化物対窒化物選択性もまた示すからである。
【０１５１】
本発明の方法は、特殊性を示さないが、ＩＣｓを備える半導体ウェーハの製造におけるＣＭＰのために慣習的に使用される方法および装置を用いて実施することができる。
【０１５２】
当分野において公知であるように、ＣＭＰのための典型的装置は、研磨パッドを用いて被覆されている回転プラテンから成る。該ウェーハは、それとその上側の裏側が該研磨パッドに面しているキャリアまたはチャック上に載せられる。該キャリアは、該ウェーハを水平位置に固定する。研磨および保持装置のこの特定配列は、硬質プラテン設計としても公知である。該キャリアは、該キャリアの保持表面と研磨されていない該ウェーハの表面との間にあるキャリアパッドを保持することができる。このパッドは、該ウェーハのためのクッションとして機能できる。
【０１５３】
該キャリアの下方には、より大きな径のプラテンが同様に概して水平に配置され、研磨される該ウェーハの表面に平行の表面を提示している。その研磨パッドは、平坦化工程中に該ウェーハ表面に接触する。本発明のＣＭＰ工程中、本発明の組成物は、連続流として、または滴下法で該研磨パッド上に適用される。
【０１５４】
該キャリアおよびプラテンはどちらも、該キャリアおよびプラテンから垂直に伸びるそれらの各軸の周囲を回転させられる。該回転するキャリア軸は該回転するプラテンに対して位置が固定されたままとなってよい、または該プラテンに対して水平方向に振動してよい。該キャリアの回転方向は、必ずではないが、該プラテンの回転方向と同一である。該キャリアおよびプラテンの回転速度は、概して、必ずではないが、異なる数値に設定される。
【０１５５】
慣習的には、該プラテンの温度は、１０〜７０℃の温度に設定される。
【０１５６】
さらなる詳細は、国際公開第２００４／０６３３０１号パンフレットの特に第１６頁第００３６段落から第１８頁第００４０段落を図１と結び付けて参照されたい。
【０１５７】
本発明の方法によって、素晴らしい平坦性を有する、パターン化されたポリシリコンおよび誘電体酸化ケイ素膜、特に二酸化ケイ素膜を含むＩＣｓを備える半導体ウェーハを得ることができる。このため、素晴らしい平坦性、および完成したＩＣでは素晴らしい電気的機能性をさらに有する銅ダマシンパターンを入手することができる。
【実施例】
【０１５８】
[実施例および比較実験]
【実施例１】
【０１５９】
両親媒性非イオン性界面活性剤（Ｂ）を含有している水性研磨組成物１〜９および両親媒性非イオン性界面活性剤（Ｂ）を含有していない水性研磨組成物１０の調製
水性研磨組成物１〜１０を調製するために、セリア（動的レーザー光散乱法によって決定した平均粒径ｄ５０：１２０〜１８０ｎｍ）およびヘキサメタリン酸ナトリウム（ＰＰ；セリア対ＰＰの重量比＝２００：１、以下ではＰＰ２００と指定する）を超純水中に分散または溶解させた。
【０１６０】
水性研磨組成物１〜９を調製するためには、表１に列挙した両親媒性非イオン性界面活性剤（Ｂ）を追加して加えた。
【０１６１】
水性研磨組成物１０の調製のためには、両親媒性非イオン性界面活性剤（Ｂ）を加えなかった。
【０１６２】
該水性研磨組成物の成分の量は、表２にまとめられている。
【０１６３】
【表１】
2014505124.tif 000002
【０１６４】
ａ）ポリエチレンオキシド−ポリ−１，２−ブチレンオキシド−ポリエチレンオキシドブロックコポリマー；
ｂ）ポリエチレンオキシド−ポリ−２，３−ブチレンオキシドブロックコポリマー；
ｃ）方法Ｂ：１００ｇの５重量％塩化ナトリウム水溶液中の１ｇの界面活性剤；
方法Ｅ：２５ｇの２５重量％ブチルジグリコール水溶液中の５ｇの界面活性剤；
ｄ）表面張力：２５℃で４５．３ダイン／ｃｍ
【０１６５】
【表２】
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【０１６６】
[実施例２〜９および比較実験Ｃ１]
シリコン半導体ウェーハ上の二酸化ケイ素、窒化ケイ素膜およびポリシリコン膜のＣＭＰ
実施例２〜９のためには実施例１の水性研磨組成物１〜９を使用した。
【０１６７】
比較実験Ｃ１のためには実施例１の水性研磨組成物１０を使用した。
【０１６８】
ＨＤＰ二酸化ケイ素膜を有する２００ｍｍブランケットシリコンウェーハ、ＬＰＣＶＤ窒化ケイ素膜を有する２００ｍｍブランケットシリコンウェーハおよび非晶質ポリシリコン膜を有する２００ｍｍブランケットシリコンウェーハを、以下の条件下で水性研磨組成物１〜１０を用いて化学的機械的に研磨した。
【０１６９】
−研磨装置：ＡＭＡＴ  Ｍｉｒｒａ（回転型）；
−プラテンの速度：９３ｒｐｍ；
−キャリアの速度：８７ｒｐｍ；
−研磨パッド：ＩＣ１０１０−ｋ溝付きパッド；
−パッドのコンディショニング：現場で；
−コンディショナー：３Ｍ  Ａ１６６；
−コンディショニングダウンフォース：５ｌｂｆ（２２．２４Ｎ）；
−スラリー流量：１６０ｍＬ／分；
−研磨ダウンフォース：３．５ｐｓｉ（２０５ｍｂａｒ）；
−研磨時間：６０秒間
ＭＲＲは、半導体基板上のＨＤＰ二酸化ケイ素、窒化ケイ素膜およびポリシリコン膜のＣＭＰ前後の厚さをＴｈｅｒｍａｗａｖｅ  Ｏｐｔｉｐｒｏｂｅ  ２６００を使用して測定することによって決定した。
【０１７０】
ＭＲＲおよび計算酸化物対ポリシリコン、窒化物対ポリシリコンおよび酸化物対窒化物選択性は、表３にまとめられている。
【０１７１】
【表３】
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【０１７２】
表３の結果は、実施例１の水性研磨組成物１〜９内の両親媒性非イオン性界面活性剤（Ｂ）が素晴らしいポリシリコン抑制剤として機能し、さらに、窒化物対−ポリシリコン選択性に有害な影響を及ぼさなかったことを明白にしている。
【国際調査報告】
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