(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学機械研磨組成物であって、
（ａ）セリア研磨剤、該セリア研磨剤は、湿式法セリア研磨剤であり、該研磨組成物の０．０５質量％〜１質量％の量で存在する、
（ｂ）式Ｉのイオン性ポリマー、
【化１】
0006434501.tif 000018
式中、Ｘ１およびＸ２は、独立して水素、−ＯＨおよび−ＣＯＯＨから選択され、そしてＸ１およびＸ２の少なくとも１つは−ＣＯＯＨであり、
Ｚ１およびＺ２は、独立してＯまたはＳであり、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、独立して水素、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、およびＣ７〜Ｃ１０アリールから選択され、そして、
ｎは、３〜５００の整数である、ならびに、
（ｃ）水、
を含んでなり、
該研磨組成物は、１〜４．５のｐＨを有している、化学機械研磨組成物。
【請求項２】
Ｘ１およびＸ２の両方が−ＣＯＯＨである、請求項１記載の研磨組成物。
【請求項３】
Ｚ１およびＺ２の両方がＯであり、かつＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４が水素である、請求項２記載の研磨組成物。
【請求項４】
前記イオン性ポリマーが、５００ダルトン〜１００００ダルトンの分子量を有し、かつｎが、８以上の値を有する整数である、請求項１記載の研磨組成物。
【請求項５】
前記イオン性ポリマーが、前記研磨組成物の０．０１質量％〜０．５質量％の量で存在する、請求項１記載の研磨組成物。
【請求項６】
前記研磨組成物が、ポリビニルアルコールを更に含む、請求項１記載の研磨組成物。
【請求項７】
前記ポリビニルアルコールが、２００００ダルトン〜２０００００ダルトンの分子量を有する、請求項６記載の研磨組成物。
【請求項８】
前記ビニルアルコールが、分岐したポリビニルアルコールである、請求項６記載の研磨組成物。
【請求項９】
（ｉ）基材を、研磨パッドならびに化学機械研磨組成物と接触させること、該化学機械研磨組成物は、
（ａ）セリア研磨剤、該セリア研磨剤は、湿式法セリア研磨剤であり、該研磨組成物の０．０５質量％〜１質量％の量で存在する、
（ｂ）式Ｉのイオン性ポリマー、
【化２】
0006434501.tif 000019
式中、Ｘ１およびＸ２は、独立して水素、−ＯＨおよび−ＣＯＯＨから選択され、そしてＸ１およびＸ２の少なくとも１つは−ＣＯＯＨであり、
Ｚ１およびＺ２は、独立してＯまたはＳであり、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、独立して水素、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、およびＣ７〜Ｃ１０アリールから選択され、そして、
ｎは、３〜５００の整数である、ならびに、
（ｃ）水、
を含む学機械研磨組成物であって、
該研磨組成物は、１〜４．５のｐＨを有している、
（ｉｉ）該研磨パッドおよび該化学機械研磨組成物を、該基材に対して動かすこと、ならびに、
（ｉｉｉ）該基材の少なくとも１部を削り取って、該基材を研磨すること、
を含んでなる、該基材の化学機械研磨方法。
【請求項１０】
Ｘ１およびＸ２の両方が−ＣＯＯＨである、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
Ｚ１およびＺ２の両方がＯであり、かつＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４が水素である、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記イオン性ポリマーが、５００ダルトン〜１００００ダルトンの分子量を有し、かつｎが、８以上の値を有する整数である、請求項９記載の方法。
【請求項１３】
前記イオン性ポリマーが、前記研磨組成物の０．０１質量％〜０．５質量％の量で存在する、請求項９記載の方法。
【請求項１４】
前記研磨組成物が、ポリビニルアルコールを更に含む、請求項９記載の方法。
【請求項１５】
前記ポリビニルアルコールが、２００００ダルトン〜２０００００ダルトンの分子量を有する、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記ビニルアルコールが、分岐したポリビニルアルコールである、請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
前記基材が、酸化ケイ素を含み、かつ該酸化ケイ素の少なくとも１部が削り取られて該基材が研磨される、請求項９記載の方法。
【請求項１８】
前記基材が、窒化ケイ素を更に含み、かつ該窒化ケイ素の少なくとも１部が削り取られて該基材が研摩される、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記基材が、ポリシリコンを更に含み、かつ該ポリシリコンの少なくとも１部が削り取られて該基材が研摩される、請求項１７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
基材の表面を平坦化または研磨するための組成物および方法は、当技術分野においてよく知られている。研磨組成物（研磨スラリーとしても知られている）は、典型的には液体キャリア中に研磨材料を含んでおり、また表面を、研磨組成物で飽和された研磨パッドと接触させることによって、表面に提供される。典型的な研磨材料としては、二酸化ケイ素、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、および酸化スズが挙げられる。研磨組成物は、典型的には研磨パッド（例えば、研磨布もしくはディスク）とともに用いられる。研磨組成物中に懸濁されることの代わりに、もしくは、それに加えて、研磨材料は、研磨パッド中に組み込まれることができる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の要素を絶縁するための方法として、浅いトレンチ分離（ＳＴＩ）プロセスが大きな注目を集めており、そこでは窒化ケイ素層がシリコン基材上に形成され、浅いトレンチがエッチングまたはフォトリソグラフィによって形成され、そして誘電体層（例えば、酸化物）がそのトレンチを充填するように堆積される。このような方法で形成されたトレンチの深さまたは線の多様さのために、典型的には、基材の上面に過剰の誘電体材料を堆積して、全てのトレンチの完全な充填を確実にすることが必要である。この過剰の誘電体材料は、次いで典型的には化学機械平坦化プロセスによって除去されて、窒化ケイ素層が露出される。窒化ケイ素層が露出されると、基材の最も広い面積が窒化ケイ素を含む化学機械研磨組成物に曝露され、それは次いで、高度に平坦で、かつ均一な表面を得るように研磨されなければならない。
【０００３】
一般には、従来法では、窒化ケイ素の研磨に優先して、酸化物の研磨への選択性が重要視されていた。従って、窒化ケイ素層の露出で全体の研磨速度が低下するので、窒化ケイ素層は、化学機械平坦化プロセスの間に停止層として作用してきた。
【０００４】
最近では、ポリシリコン研磨に優先する酸化物研磨に対する選択性もまた重要視されてきている。例えば、ポリシリコンに対する酸化物の研磨選択性を向上させるように、BRIJ（商標）のシリーズおよびポリエチレンオキシド界面活性剤、ならびにPLURONIC（商標）L-64、１５のＨＬＢを有するエチレンオキシド−プロピレンオキシド−エチレンオキシドトリブロック共重合体の添加が、意図されている（Leeら、"Effects of Nonionic Surfactants on Oxide-to-Polysilicon Selectivity during Chemical Mechanical Polishing"、J. Electrochem. Soc,、149(8): G477-G481 (2002)を参照）。また、米国特許第6,626,968号明細書には、ポリシリコンに対する酸化ケイ素の研磨選択性は、ポリビニルメチルエーテル、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレン２３ラウリルエーテル、ポリプロパン酸、ポリアクリル酸およびポリエーテルグリコールビス（エーテル）から選択された親水性および疎水性官能基を有するポリマー添加剤の使用によって向上することができることが開示されている。
【０００５】
ＳＴＩ基材は、典型的には慣用の研磨媒体および研磨剤含有研磨組成物を用いて研磨される。しかしながら、慣用の研磨媒体および研磨剤含有研磨組成物でのＳＴＩ基材の研磨では、基材表面の過剰な研磨あるいはＳＴＩフィーチャの凹所の形成および他の表面形状上の欠陥、例えば基材表面上の微細な引掻き傷をもたらすことが観察されている。ＳＴＩフィーチャにおける過剰な研磨および凹所の形成のこの現象は、ディッシングと称されている。基材フィーチャのディッシングは、トランジスタおよびトランジスタ部品の相互の絶縁の破壊を引き起こし、それによって短絡を引き起こすことによって装置製造に悪影響を与える可能性があるために望ましくない。更に、基材の過剰な研磨はまた、酸化物の喪失および下にある酸化物が露出して、研磨もしくは化学的活性によって損傷を受けることをもたらし、それが装置品質および性能に悪影響を与える可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、当技術分野では、酸化ケイ素、窒化ケイ素およびポリシリコンの望ましい選択性を与えることができ、そして好適な除去速度、低欠陥性、および好適なディッシング性能を有する研磨組成物および方法に対する要求がなお存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、（ａ）セリア研磨剤、（ｂ）式Ｉのイオン性ポリマー、
【０００８】
【化１】
0006434501.tif 000002
【０００９】
式中、Ｘ１およびＸ２は、独立して水素、−ＯＨおよび−ＣＯＯＨから選択され、そしてＸ１およびＸ２の少なくとも１つは−ＣＯＯＨであり、Ｚ１およびＺ２は、独立してＯまたはＳであり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、独立して水素、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、およびＣ７〜Ｃ１０アリールから選択され、そしてｎは、３〜５００の整数である、ならびに、（ｃ）水を含む、から本質的になる、もしくは、からなる、化学機械研磨組成物であって、この研磨組成物は、１〜４．５のｐＨを有している、化学機械研磨組成物、を提供する。
【００１０】
また、本発明は、以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）を含む基材の化学機械研磨方法を提供する。
（ｉ）基材を研磨パッド、ならびに（ａ）セリア研磨剤、（ｂ）式Ｉのイオン性ポリマー、
【００１１】
【化２】
0006434501.tif 000003
【００１２】
式中、Ｘ１およびＸ２は、独立して水素、−ＯＨおよび−ＣＯＯＨから選択され、そしてＸ１およびＸ２の少なくとも１つは−ＣＯＯＨであり、Ｚ１およびＺ２は、独立してＯまたはＳであり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、独立して水素、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、およびＣ７〜Ｃ１０アリールから選択され、そしてｎは、３〜５００の整数である、ならびに、（ｃ）水を含む、から本質的になる、もしくは、からなる、化学機械研磨組成物であって、この研磨組成物は、１〜４．５のｐＨを有している、化学機械研磨組成物と接触させること、
（ｉｉ）研磨パッドおよび化学機械研磨組成物を、基材に対して動かすこと、ならびに、
（ｉｉｉ）基材の少なくとも１部を削り取って、基材を研磨すること。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、（ａ）セリア研磨剤、（ｂ）式Ｉのイオン性ポリマー、
【００１４】
【化３】
0006434501.tif 000004
【００１５】
式中、Ｘ１およびＸ２は、独立して水素、−ＯＨおよび−ＣＯＯＨから選択され、そしてＸ１およびＸ２の少なくとも１つは−ＣＯＯＨであり、Ｚ１およびＺ２は、独立してＯまたはＳであり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、独立して水素、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、およびＣ７〜Ｃ１０アリールから選択され、そしてｎは、３〜５００の整数である、（ｃ）水、ならびに（ｄ）随意選択的にここに記載されている１種もしくは２種以上の他の成分、を含む、から本質的になる、もしくは、からなる、化学機械研磨組成物であって、この研磨組成物は、１〜４．５のｐＨを有している、化学機械研磨組成物を提供する。
【００１６】
化学機械研磨組成物は、セリア研磨剤を含んでいる。当業者に知られているように、セリアは、希土類金属のセリウムの酸化物であり、そしてまた酸化セリウム（ceric oxide））、酸化セリウム（例えば、セリウム（ＩＶ）酸化物）または二酸化セリウムとしても知られている。セリウム（ＩＶ）酸化物（ＣｅＯ２）は、シュウ酸セリウムまたは水酸化セリウムを焼成することによって形成することができる。また、セリウムは、セリウム（ＩＩＩ）酸化物、例えばＣｅ２Ｏ３を形成する。セリア研磨剤は、それらの、あるいはセリアの他の酸化物のいずれかの、１種もしくは２種以上であることができる。
【００１７】
セリア研磨剤は、いずれかの好適な種類のものであることができる。ここで用いられる「湿式法」セリアは、沈降法、縮合重合、または同様のプロセスによって調製されたセリアを表している（例えば、ヒュームドセリアまたは熱分解法セリアの対語として）。湿式法セリア研磨剤を含む本発明の研磨組成物は、典型的には、本発明の方法によって基材を研磨するのに用いられた場合には、より低い欠陥を示すことが見出された。特定の理論によって拘束されることは望まないが、湿式法セリアは球状セリア粒子および／またはより小さい凝集セリア粒子を含み、それによって、本発明の方法において用いられた場合に、より小さい基材欠陥をもたらすことが信じられる。例示的な湿式法セリアとしては、Rhodiaから商業的に入手可能なHC-60（商標）セリアがある。
【００１８】
セリア粒子は、いずれかの好適な平均径（すなわち、平均粒子直径）を有することができる。平均セリア粒子径が小さ過ぎる場合には、研磨組成物は、十分な除去速度を示すことができない可能性がある。対照的に、平均セリア粒子径が大き過ぎる場合には、研磨組成物は、望ましくない研磨性能、例えば劣等な基材欠陥を示す可能性がある。従って、セリア粒子は、１０ｎｍ以上、例えば１５ｎｍ以上、２０ｎｍ以上、２５ｎｍ以上、３０ｎｍ以上、３５ｎｍ以上、４０ｎｍ以上、４５ｎｍ以上、または５０ｎｍ以上の平均粒子径を有することができる。あるいは、もしくは、加えて、セリアは、１，０００ｎｍ以下、例えば７５０ｎｍ以下、５００ｎｍ以下、２５０ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、７５ｎｍ以下、または５０ｎｍ以下の平均粒子径を有することができる。従って、セリアは、上記の端点のいずれかの２つによって拘束される平均粒子径を有することができる。例えば、セリアは、１０ｎｍ〜１，０００ｎｍ、１０ｎｍ〜７５０ｎｍ、１５ｎｍ〜５００ｎｍ、２０ｎｍ〜２５０ｎｍ、２０ｎｍ〜１５０ｎｍ、２５ｎｍ〜１５０ｎｍ、２５ｎｍ〜１００ｎｍ、または５０ｎｍ〜１５０ｎｍ、または５０ｎｍ〜１００ｎｍの平均粒子径を有することができる。非球状セリア粒子については、粒子の大きさは、その粒子を取り囲む最も小さな球の直径である。セリアの粒子径は、いずれかの好適な技術を用いて、例えばレーザー回折法を用いて測定することができる。好適な粒子径測定装置が、例えばMalvern Instruments（Malvern、英国）から入手可能である。
【００１９】
セリア粒子は、好ましくは本発明の研磨組成物中でコロイド状に安定である。用語コロイドは、液体キャリア（例えば、水）中のセリア粒子の懸濁液を表している。コロイド状に安定は、懸濁液の経時での維持を表している。本発明に関して、研磨剤が１００ｍＬのメスシリンダ中に容れられ、そして無撹拌で２時間静置された場合に、メスシリンダの底部５０ｍＬ中の粒子濃度（ｇ／ｍＬでの［Ｂ］）およびメスシリンダの上部５０ｍＬ中の粒子濃度（ｇ／ｍＬでの［Ｔ］）の間の差異を、研磨組成物中の粒子の初期の濃度（ｇ／ｍＬでの［Ｃ］）で割り算して、０．５以下である場合には（すなわち、｛［Ｂ］−［Ｔ］｝／［Ｃ］≦０．５）、研磨剤は、コロイド状に安定であると考えられる。より好ましくは、この［Ｂ］−［Ｔ］／［Ｃ］の値は０．３以下であり、そして最も好ましくは０．１以下である。
【００２０】
研磨組成物は、いずれかの好適な量のセリア研磨剤を含むことができる。本発明の研磨組成物が少な過ぎる量のセリア研磨剤を含む場合には、その組成物は、十分な除去速度を示さない可能性がある。対照的に、研磨組成物が多過ぎる量の研磨剤を含む場合には、その研磨組成物は望ましくない研磨性能を示す可能性があり、および／または費用効率が高くない可能性があり、および／または安定性を欠く可能性がある。研磨組成物は、１０質量％以下のセリア、例えば９質量％以下、８質量％以下、７質量％以下、６質量％以下、５質量％以下、４質量％以下、３質量％以下、２質量％以下、１質量％以下、０．９質量％以下、０．８質量％以下、０．７質量％以下、０．６質量％以下のセリア、または０．５質量％以下のセリアを含むことができる。あるいは、もしくは、加えて、研磨組成物は、０．１質量％以上、例えば０．２質量％以上、０．３質量％以上、０．４質量％以上、０．５質量％以上、または１質量％以上のセリアを含むことができる。従って、研磨組成物は、上記の端点のいずれかの２つによって拘束されるセリアを含むことができる。例えば、研磨組成物は、０．１質量％〜１０質量％のセリア、０．１％〜９質量％、０．１％〜８質量％、０．１％〜７質量％、０．１％〜６質量％、０．１％〜５質量％のセリア、０．１％〜４質量％、０．１％〜３質量％のセリア、０．１％〜２質量％のセリア、０．１％〜１質量％のセリア、０．２％〜２質量％のセリア、０．２％〜１質量％のセリア、または０．３％〜０．５質量％のセリアを含むことができる。１つの態様では、研磨組成物は、使用の時点で、０．２質量％〜０．６質量％のセリア（例えば、０．４質量％のセリア）を含む。他の態様では、研磨組成物は、濃縮物として、２．４質量％のセリアを含む。
【００２１】
化学機械研磨組成物は、ここに記載した式Ｉのイオン性ポリマーを含む。
【００２２】
特定の態様では、イオン性ポリマーは、式Ｉのものであり、ここでＸ１およびＸ２は、共に−ＣＯＯＨである。特定の態様では、イオン性ポリマーは、式Ｉのものであり、ここでＺ１およびＺ２はともにＯであり、そしてＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は水素である。特定の態様では、イオン性ポリマーは、式Ｉのものであり、Ｘ１およびＸ２は、共に−ＣＯＯＨであり、Ｚ１およびＺ２はともにＯであり、そしてＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は水素である。
【００２３】
イオン性ポリマーは、いずれかの好適な分子量を有することができる。イオン性ポリマーは、２５０ｇ／モル以上、例えば３００ｇ／モル以上、４００ｇ／モル以上、５００ｇ／モル以上、６００ｇ／モル以上、７５０ｇ／モル以上、１，０００ｇ／モル以上、１，５００ｇ／モル以上、２，０００ｇ／モル以上、２，５００ｇ／モル以上、３，０００ｇ／モル以上、３，５００ｇ／モル以上、４，０００ｇ／モル以上、４，５００ｇ／モル以上、５，０００ｇ／モル以上、５，５００ｇ／モル以上、６，０００ｇ／モル以上、６，５００ｇ／モル以上、７，０００ｇ／モル以上、または７，５００ｇ／モル以上の平均分子量を有することができる。あるいは、もしくは、加えて、イオン性ポリマーは、１５，０００ｇ／モル以下、例えば１４，０００ｇ／モル以下、１３，０００ｇ／モル以下、１２，０００ｇ／モル以下、１１，０００ｇ／モル以下、１０，０００ｇ／モル以下、９，０００ｇ／モル以下、８，０００ｇ／モル以下、７，５００ｇ／モル以下、７，０００ｇ／モル以下、６，５００ｇ／モル以下、６，０００ｇ／モル以下、５，５００ｇ／モル以下、５，０００ｇ／モル以下、４，５００ｇ／モル以下、４，０００ｇ／モル以下、３，５００ｇ／モル以下、３，０００ｇ／モル以下、２，５００ｇ／モル以下、または２，０００ｇ／モル以下の平均分子量を有することができる。従って、イオン性ポリマーは、上記の端点のいずれかの２つによって拘束された平均分子量を有することができる。例えば、イオン性ポリマーは、２５０ｇ／モル〜１５，０００ｇ／モル、２５０ｇ／モル〜１４，０００ｇ／モル、２５０ｇ／モル〜１３，０００ｇ／モル、２５０ｇ／モル〜１２，０００ｇ／モル、２５０ｇ／モル〜１１，０００ｇ／モル、２５０ｇ／モル〜１０，０００ｇ／モル、４００ｇ／モル〜１０，０００ｇ／モル、４００ｇ／モル〜８，０００ｇ／モル、４００ｇ／モル〜６，０００ｇ／モル、４００ｇ／モル〜４，０００ｇ／モル、４００ｇ／モル〜２，０００ｇ／モルなどの平均分子量を有することができる。
【００２４】
研磨組成物は、使用の時点で、いずれかの好適な量のイオン性ポリマーを含んでいる。研磨組成物は、０．００１質量％以上、例えば０．００５質量％以上、０．０１質量％以上、０．０２５質量％以上、０．０５質量％以上、０．０７５質量％以上、または０．１質量％以上のイオン性ポリマーを含むことができる。あるいは、もしくは、加えて、研磨組成物は、１質量％以下、例えば０．９質量％以下、０．８質量％以下、０．７質量％以下、０．６質量％以下、０．５質量％以下、０．４質量％以下、または０．３質量％以下のイオン性ポリマーを含むことができる。従って、研磨組成物は、上記の端点のいずれかの２つによって拘束された量のイオン性ポリマーを含むことができる。例えば、研磨組成物は、０．００１質量％〜１質量％、０．０１質量％〜０．９質量％、０．０２５質量％〜０．８質量％、０．０５質量％〜０．７質量％、または０．１質量％〜０．５質量％などのイオン性ポリマーを含むことができる。
【００２５】
化学機械研磨組成物は、随意選択的に１種もしくは２種以上のポリビニルアルコールを含む。ポリビニルアルコールは、いずれかの好適なポリビニルアルコールであることができ、そして直鎖または分岐ポリビニルアルコールであることができる。好適な分岐ポリビニルアルコールの限定するものではない例としては、日本合成（日本）から入手可能なNichigo G−ポリマー、例えばOKS-1009およびOKS-1083製品がある。
【００２６】
ポリビニルアルコールは、いずれかの好適な加水分解度を有することができる。加水分解度は、遊離のヒドロキシル基およびアセチル化ヒドロキシル基の合計に対する、ポリビニルアルコール上に存在する遊離のヒドロキシル基の量を表す。好ましくは、ポリビニルアルコールは、９０％以上、例えば９２％以上、９４％以上、９６％以上、９８％以上、または９９％以上の加水分解度を有する。
【００２７】
ポリビニルアルコールは、いずれかの好適な分子量を有することができる。ポリビニルアルコールは、２５０ｇ／モル以上、例えば３００ｇ／モル以上、４００ｇ／モル以上、５００ｇ／モル以上、６００ｇ／モル以上、７５０ｇ／モル以上、１，０００ｇ／モル以上、２，０００ｇ／モル以上、３，０００ｇ／モル以上、４，０００ｇ／モル以上、５，０００ｇ／モル以上、７，５００ｇ／モル以上、１０，０００ｇ／モル以上、１５，０００ｇ／モル以上、２０，０００ｇ／モル以上、２５，０００ｇ／モル以上、３０，０００ｇ／モル以上、５０，０００ｇ／モル以上、または７５，０００ｇ／モル以上の平均分子量を有することができる。あるいは、もしくは、加えて、ポリビニルアルコールは、２５０，０００ｇ／モル以下、例えば２００，０００ｇ／モル以下、１８０，０００ｇ／モル以下、１５０，０００ｇ／モル以下、１００，０００ｇ／モル以下、９０，０００ｇ／モル以下、８５，０００ｇ／モル以下、８０，０００ｇ／モル以下、７５，０００ｇ／モル以下、５０，０００ｇ／モル以下、４５，０００ｇ／モル以下、４０，０００ｇ／モル以下、３５，０００ｇ／モル以下、３０，０００ｇ／モル以下、２５，０００ｇ／モル以下、２０，０００ｇ／モル以下、１５，０００ｇ／モル以下、１２，５００ｇ／モル以下、または１０，０００ｇ／モル以下の平均分子量を有することができる。従って、ポリビニルアルコールは、上記の端点のいずれかの２つに拘束された平均分子量を有することができる。例えば、ポリビニルアルコールは、２５０ｇ／モル〜２５０，０００ｇ／モル、２５０ｇ／モル〜２００，０００ｇ／モル、２５０ｇ／モル〜１８０，０００ｇ／モル、２５０ｇ／モル〜１５０，０００ｇ／モル、２５０ｇ／モル〜１００，０００ｇ／モル、２５０ｇ／モル〜７５，０００ｇ／モル、２５０ｇ／モル〜５０，０００ｇ／モル、２５０ｇ／モル〜２５，０００ｇ／モル、２５０ｇ／モル〜１０，０００ｇ／モル、１０，０００ｇ／モル〜１００，０００ｇ／モル、１０，０００ｇ／モル〜７５，０００ｇ／モル、１０，０００ｇ／モル〜５０，０００ｇ／モル、１０，０００ｇ／モル〜４０，０００ｇ／モル、５０，０００ｇ／モル〜１００，０００ｇ／モル、７５，０００ｇ／モル〜１００，０００ｇ／モル、２５，０００ｇ／モル〜２００，０００ｇ／モル、または５０，０００ｇ／モル〜１８０，０００ｇ／モルなどの平均分子量を有することができる。
【００２８】
研磨組成物は、使用の時点で、いずれかの好適な量のポリビニルアルコールを含んでいる。研磨組成物は、０．００１質量％以上、例えば０．００５質量％以上、０．０１質量％以上、０．０２５質量％以上、０．０５質量％以上、０．０７５質量％以上、または０．１質量％以上のポリビニルアルコールを含むことができる。あるいは、もしくは、加えて研磨組成物は、１質量％以下、例えば０．９質量％以下、０．８質量％以下、０．７質量％以下、０．６質量％以下、０．５質量％以下、０．４質量％以下、または０．３質量％以下のポリビニルアルコールを含むことができる。従って、研磨組成物は、上記の端点のいずれか２つによって拘束されたポリビニルアルコールを含むことができる。例えば、研磨組成物は、０．００１質量％〜１質量％、０．０１質量％〜０．９質量％、０．０２５質量％〜０．８質量％、０．０５質量％〜０．７質量％、または０．１質量％〜０．５質量％などのポリビニルアルコールを含むことができる。
【００２９】
化学機械研磨組成物は、随意選択的に、ポリビニルアルコールとは異なる１種もしくは２種以上のノニオン性ポリマーを含んでいる。本発明の１つの態様によれば、研磨組成物は、ポリアルキレングリコール、ポリエーテルアミン、ポリエチレンオキシド／ポリプロピレンオキシド共重合体、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、シロキサンポリアルキレンオキシド共重合体、疎水性変性ポリアクリレート共重合体、親水性ノニオン性ポリマー、多糖類、およびこれらの混合物からなる群から選択された１種もしくは２種以上のノニオン性ポリマーを含んでいる。ノニオン性ポリマーは、好ましくは水溶性であり、そして研磨組成物の他の成分と相溶性である。幾つかの態様では、ノニオン性ポリマーは界面活性剤および／または湿潤剤として機能する。
【００３０】
化学機械研磨組成物は、研磨組成物のｐＨを調整することができる（すなわち、調整する）１種もしくは２種以上の化合物（すなわち、ｐＨ調整剤）を含むことができる。研磨組成物のｐＨは、研磨組成物のｐＨを調整することができるいずれかの好適な化合物を用いて調整することができる。望ましいｐＨ調整化合物は、水溶性であり、そして研磨組成物の他の成分と相溶性である。典型的には、化学機械研磨組成物は、使用の時点で、１〜７のｐＨを有している。好ましくは、化学機械研磨組成物は、使用の時点で、１〜４．５のｐＨを有している。
【００３１】
式（Ｉ）のイオン性ポリマーは、酸性の性質である。結果として、本発明の研磨組成物は、緩衝性を与えるように配合することができる。典型的には、研磨組成物の緩衝化は、、研磨組成物のｐＨ値を、イオン性ポリマーのｐＫａ値（単数）またはｐＫａ値（複数）の範囲の値に調整するような、塩基性の化合物（単数）または化合物（複数）の添加によって達成することができる。いずれかの好適な塩基性化合物を、ｐＨ値を調整して、緩衝性を与えるように用いることができる。好適な塩基性化合物の限定するものではない例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、または有機アミン、例えばトリエタノールアミンが挙げられる。
【００３２】
他の態様では、ｐＨを調整することができ、そして研磨組成物の酸性のｐＨを別途に緩衝することができる他の化合物を加えることができることが望ましい。従って、それらの態様のいずれかにおいては、研磨組成物のｐＨは、７．０未満（例えば、６．５±０．５、６．０±０．５、５．５±０．５、５．０±０．５、４．５±０．５、４．０±０．５、３．５±０．５、３．０±０．５、２．５±０．５、２．０±０．５、１．５±０．５、または１．０±０．５）であることが望ましい。典型的には、それらの態様のいずれかにおいて研磨組成物のｐＨは、使用の時点で１〜４．５である。従って、研磨組成物のｐＨを調整することができる化合物は、典型的には、２５℃で測定した場合に、３〜７のｐＫａを有する少なくとも１種のイオン化可能基を有する。
【００３３】
ｐＨを調整する、そして緩衝することができる化合物は、アンモニウム塩、アルカリ金属塩、カルボン酸、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩、ホウ酸塩、およびそれらの混合物からなる群から選択することができる。
【００３４】
化学機械研磨組成物は、随意選択的に、１種もしくは２種以上の添加剤を更に含んでいる。例示的な添加剤としては、コンディショナー、酸（例えば、スルホン酸）、錯化剤（例えば、アニオン性ポリマー錯化剤）、キレート化剤、殺生物剤、スケール抑制剤、分散剤などが挙げられる。
【００３５】
殺生物剤は、存在する場合には、いずれかの好適な殺生物剤であることができ、そして、いずれかの好適な量で研磨組成物に存在することができる。好適な殺生物剤としては、イソチアゾリノン殺生物剤がある。研磨組成物に用いられる殺生物剤の量は、典型的には１〜５０ｐｐｍ、好ましくは１０〜２０ｐｐｍである。
【００３６】
酸、塩基または塩（例えば、有機カルボン酸、塩基および／またはアルカリ金属炭酸塩など）である研磨組成物のいずれかの成分は、研磨組成物の水中に溶解された場合には、カチオンおよびアニオンとして、解離された形態で存在することができることが理解されるであろう。ここに記載された研磨組成物中に存在するそのような化合物の量は、その研磨組成物の調製に用いられる解離されていない化合物の質量を表していることが理解されるであろう。
【００３７】
研磨組成物は、いずれかの好適な技術によって生成することができ、それらの多くが、当業者に知られている。研磨組成物は、バッチ法または連続法で調製することができる。通常は、研磨組成物は、その研磨組成物の成分を混合することによって調製される。ここで用いられる用語「成分」は、個々の成分（例えば、セリア研磨材、イオン性ポリマー、随意選択的なポリビニルアルコール、随意選択的なノニオン性ポリマー、随意選択的なｐＨ調整剤、および／またはいずれかの随意選択的な添加剤）ならびに、成分（例えば、セリア研磨材、イオン性ポリマー、随意選択的なポリビニルアルコール、随意選択的なノニオン性ポリマーなど）のいずれかの組み合わせを含んでいる。
【００３８】
例えば、研磨組成物は、（ｉ）液体キャリアの全部もしくは一部を準備すること、（ｉｉ）セリア研磨材、イオン性ポリマー、随意選択的なポリビニルアルコール、随意選択的なノニオン性ポリマー、随意選択的なｐＨ調整剤および／またはいずれかの随意選択的な添加剤を、そのような分散液を調製するためのいずれかの好適な手段を用いて分散させること、（ｉｉｉ）その分散液のｐＨを必要に応じて調整すること、ならびに（ｉｖ）随意選択的に、好適な量のいずれかの他の随意選択的な成分および／または添加剤を、この混合物に加えること、によって調製することができる。
【００３９】
あるいは、研磨組成物は、（ｉ）酸化セリウムスラリー中の１種もしくは２種以上の成分（例えば、液体キャリア、随意選択的なポリビニルアルコール、随意選択的なノニオン性ポリマー、随意選択的なｐＨ調整剤、および／またはいずれかの随意選択的な添加剤）を準備すること、（ｉｉ）添加剤溶液中の１種もしくは２種以上の成分（例えば液体キャリア、イオン性ポリマー、随意選択的なポリビニルアルコール、随意選択的なノニオン性ポリマー、随意選択的なｐＨ調整剤、および／またはいずれかの随意選択的な添加剤）を準備すること、（ｉｉｉ）酸化セリウムスラリーと添加剤溶液とを混合して混合物を形成すること、（ｉｖ）随意選択的に、好適な量のいずれかの他の随意選択的な添加剤をこの混合物に加えること、ならびに（ｖ）この混合物のｐＨを必要に応じて調整すること、によって調製することができる。
【００４０】
研磨組成物は、セリア研磨剤、イオン性ポリマー、随意選択的なポリビニルアルコール、随意選択的なノニオン性ポリマー、随意選択的なｐＨ調整剤、および／またはいずれかの随意選択的な添加剤、および水を含むワンパッケージの系として供給することができる。あるいは、本発明の研磨組成物は、酸化セリウムスラリーおよび添加剤溶液を含む２液型の系として供給され、ここで酸化セリウムスラリーは、セリア研磨剤、随意選択的なポリビニルアルコール、随意選択的なノニオン性ポリマー、随意選択的なｐＨ調整剤、および／またはいずれかの随意選択的な添加剤および水から本質的になる、もしくは、からなっており、そして添加剤溶液は、イオン性ポリマー、随意選択的なポリビニルアルコール、随意選択的なノニオン性ポリマー、髄選択的なｐＨ調整剤、および／またはいずれかの随意選択的な添加剤から本質的になる、もしくは、からなっている。この２液型系は、この２液、すなわち酸化セリウムスラリーおよび添加剤溶液の混合比率を変えることによって、基材の広範囲な平坦化特性および研磨速度の調整を可能にする。
【００４１】
種々の方法を、そのような２液型研磨系を用いるために用いることができる。例えば、酸化セリウムスラリーおよび添加剤溶液は、研磨台に、異なるパイプによって供給することができ、それらのパイプは、供給配管の出口で、合流され、そして接続される。酸化セリウムスラリーおよび添加剤溶液は、研磨の少し前または直前に混合することができ、あるいは研磨台上に同時に供給することができる。更に、２液を混合する時に、必要であれば、研磨組成物および結果として得られる基材研磨特性を調整するために、脱イオン水を加えることができる。
【００４２】
同様に、３液型、４液型、もしくは５液型以上の系を、本発明との関連で用いることができ、ここで複数の容器のそれぞれは、本発明の化学機械研磨組成物の異なる成分、１種もしくは２種以上の随意選択的な成分、および／または１種もしくは２種以上の同じ成分を異なる濃度で、含んでいる。
【００４３】
２つもしくは３つ以上の貯蔵装置中に容られた成分を混合して使用の地点で、または使用の地点の近傍で、研磨組成物を生成するために、貯蔵装置は、典型的には、それぞれの貯蔵装置から研摩組成物の使用の地点（例えば、プラテン、研磨パッド、または基材表面）までに導く、１つもしくは２つ以上の流れ経路を備えている。ここで用いられる用語「使用の地点」は、研磨組成物が、基材表面に適用される地点（例えば、研磨パッドまたは基材表面自体）を表している。用語「流れ経路」は、個々の貯蔵容器からそこに貯蔵された成分の使用の地点までの流れの経路を意味している。流れ経路は、それぞれが使用の地点に直接に導くことができ、または２つもしくは３つ以上の流れ経路が、いずれかの地点で単一の流れ経路にまとめられることができ、それが使用の地点へと導く。更に、いずれかの流れ経路（例えば、個々の流れ経路またはまとめられた流れ経路）が、その（それらの）成分の使用の地点に到達する前に、先ず１つもしくは２つ以上の他の装置（例えば、パイプ装置、測定装置、混合装置など）に導くことができる。
【００４４】
研磨組成物の成分は、独立して使用の地点に供給することができ（例えば、これらの成分は、基材表面に供給され、そこでこれらの成分は、研磨プロセスの間に混合される）、あるいは１種もしくは２種以上の成分が、使用の地点への供給の前に、例えば使用の地点への供給の少し前に、または直前に混合することができる。これらの成分が、プラテン上に混合された形態で加えられる５分間以内前に、例えばプラテン上に混合された形態で加えられる４分間以内、３分間以内、２分間以内、１分間以内、４５秒間以内、３０秒間以内、１０秒間以内前に、あるいは使用の地点でこれらの成分の供給と同時に（例えば、これらの成分は、分配器において混合される）、混合される場合には、成分は、「使用の地点への供給の直前に」混合される。また、これらの成分が、使用の地点の５ｍ以内、例えば使用の地点の１ｍ以内、または使用の地点の１０ｃｍ以内（例えば、使用の地点の１ｃｍ以内）で混合される場合には、これらの成分は、「使用の地点への供給の直前に」混合される。
【００４５】
研磨組成物の２種もしくは３種以上の成分が、使用の地点に到達する前に混合される場合には、これらの成分は、流れ経路中で混合されることができ、そして混合装置の使用なしに使用の地点に供給することができる。あるいは、１つもしくは２つ以上の流れ経路が、混合装置中に導かれることができ、２種もしくは３種以上の成分の混合を促進することができる。いずれかの好適な混合装置を用いることができる。例えば、混合装置は、ノズルまたはジェット（例えば、高圧ノズルまたはジェット）であることができ、それを通して、２種もしくは３種以上の成分が流れる。あるいは、混合装置は、１つもしくは２つ以上の入口（それらの入口によって、研磨スラリーの２種もしくは３種以上の成分が、その混合器へと導入される）、および少なくとも１つの出口（それを通して、混合された成分がその混合器を出て、使用の地点に、直接に、または装置の他の要素を経由して（例えば、１つもしくは２つ以上の流れ経路を経由して）、供給される）を含む容器型の混合装置であることができる。更に、混合装置は、２つ以上のチャンバーを含むことができ、それぞれのチャンバーは少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を有し、２種もしくは３種以上の成分が、それぞれのチャンバー中で混合される。容器型の混合装置が用いられる場合には、混合装置は、好ましくは混合機構を含んで、これらの成分の混合を更に促進する。混合機構は、当技術分野で一般的に知られており、そして攪拌機（stirrers）、混合機、攪拌機（agitators）、パドル付きバッフル、ガススパージャー装置、振とう機などが挙げられる。
【００４６】
また、研磨組成物は、濃縮物として提供することができ、それは、使用の前に、適切な量の水で希釈されることが意図されている。そのような態様では、研磨組成物濃縮物は、研磨組成物の成分を、適切な量の水での濃縮物の希釈によって、研磨組成物のそれぞれの成分が、研磨組成物中に、それぞれの成分について上記した適切な範囲内の量で存在するような量で含んでいる。例えば、セリア研磨剤、イオン性ポリマー、随意選択的なポリビニルアルコール、髄選択的なノニオン性ポリマー、随意選択的なｐＨ調整剤、および／またはいずれかの随意選択的な添加剤は、それぞれの成分について上記した濃度よりも２倍（例えば、３倍、４倍または５倍）である量の濃縮物で存在することができ、それによって、その濃縮物が、等体積の水（例えば、それぞれ２等体積の水、３等体積の水、または４等体積の水）で希釈された場合に、それぞれの成分は、研磨組成物中に、それぞれの成分について上記で説明した範囲内の量で存在するようになる。更には、当業者によって理解されるであろうように、セリア研磨剤、イオン性ポリマー、随意選択的なポリビニルアルコール、随意選択的なノニオン性ポリマー、随意選択的なｐＨ調整剤、および／またはいずれかの随意選択的な添加剤が、その濃縮物中に少なくとも部分的に、または完全に溶解されていることを確実にするために、濃縮物は、最終的な研磨組成物中に存在する水の適切な一部を含むことができる。
【００４７】
また、本発明は、（ｉ）基材を、研磨パッドおよびここに記載した化学機械研磨組成物と接触させること、（ｉｉ）研磨パッドを、基材に対して、化学機械研磨組成物をそれらの間に備えて、動かすこと、ならびに（ｉｉｉ）基材の少なくとも一部を削り取って、基材を研磨することを含む、基材の化学機械研磨方法を提供する。
【００４８】
化学機械研磨組成物は、いずれかの好適な基材を研磨するのに用いることができ、そして低誘電体材料で構成される少なくとも１つの層（典型的には表面層）を含む基材を研磨するために特に有用である。好適な基材としては、半導体工業で用いられるウエハが挙げられる。ウエハは、典型的には、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属複合材、金属合金、低誘電体材料、またはそれらの組合わせを含む、もしくは、からなる。本発明の方法は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および／またはポリシリコンを、例えば、前記の材料のいずれかの１つ、２つ、または特には３つ全部を、含む基材を研磨するために特に有用である。
【００４９】
特定の態様では、基材は、ポリシリコンを、酸化ケイ素および／または窒化ケイ素との組み合わせで含んでいる。ポリシリコンは、いずれかのポリシリコンであることができ、それらの多くは当技術分野で知られている。ポリシリコンは、いずれかの好適な相を有することができ、そして無定形、結晶性、またはそれらの組合わせであることができる。酸化ケイ素は、同様にいずれかの好適な酸化ケイ素であることができ、それらの多くは当技術分野で知られている。好適な種類の酸化ケイ素としては、ホウリンケイ酸ガラス（ＢＰＳＧ）、ＰＥＴＥＯＳ、熱酸化物、ドーブされていないケイ酸塩ガラス、およびＨＤＰ酸化物が挙げられるが、それらには限定されない。
【００５０】
本発明の化学機械研磨組成物は、望ましくは、本発明の方法によって酸化ケイ素を含む基材を研磨する場合に、高研磨速度を示す。例えば、本発明の態様によって、高密度プラズマ（ＨＤＰ）酸化物および／またはプラズマ促進テトラエチルオルトシリケート（ＰＥＴＥＯＳ）および／またはテトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）を含むシリコンウエハを研磨する場合に、研磨組成物は、望ましくは、５００Å／分以上、７００Å／分以上、１，０００Å／分以上、１，２５０Å／分以上、１，５００Å／分以上、１，７５０Å／分以上、２，０００Å／分以上、２，５００Å／分以上、３，０００Å／分以上、３，５００Å／分以上の酸化ケイ素除去速度を示す。１つの態様では、酸化ケイ素の除去速度は、４，０００Å／分以上、４，５００Å／分以上、または５，０００Å／分以上であることができる。
【００５１】
例えば、本発明の化学機械研磨組成物は、望ましくは、本発明の方法によって窒化ケイ素を含む基材を研磨する場合には、低い除去速度を示す。例えば、本発明の態様によって窒化ケイ素を含むシリコンウエハを研磨する場合には、研磨組成物は、望ましくは、２５０Å／分以下、例えば２００Å／分以下、１５０Å／分以下、１００Å／分以下、７５Å／分以下、５０Å／分以下、または更には２５Å／分以下の窒化ケイ素の除去速度を示す。
【００５２】
本発明の化学機械研磨組成物は、望ましくは、本発明の方法によってポリシリコンを含む基材を研磨する場合に、低い除去速度を示す。例えば、本発明の態様によってポリシリコンを含むシリコンウエハを研磨する場合には、研磨組成物は、望ましくは、１，０００Å／分以下、７５０Å／分以下、５００Å／分以下、２５０Å／分以下、１００Å／分以下、５０Å／分以下、２５Å／分以下、１０Å／分以下、または更には５Å／分以下のポリシリコン除去速度を示す。
【００５３】
本発明の研磨組成物は、望ましくは、基材を研磨した場合に、好適な技術によって測定された、低い粒子欠陥を示す。好ましい態様では、本発明の化学機械研磨組成物は、湿式法セリアを含み、それが低欠陥性に寄与する。本発明研磨組成物で研磨された基材上の粒子欠陥は、いずれかの好適な技術によって測定することができる。例えば、レーザー光散乱技術、例えば暗視野法線ビームコンポジット（ＤＣＮ）および暗視野斜光ビームコンポジット（ＤＣＯ）を、研磨された基材上の粒子欠陥を測定するために用いることができる。粒子欠陥を評価するための好適な機器構成は、例えばKLA-Tencorから入手可能である（例えば、１２０ｎｍの閾値または１６０ｎｍの閾値で操作されるSURFSCAN（商標）SP1機器）。
【００５４】
本発明の研磨組成物で研磨された基材、特には酸化ケイ素および／または窒化ケイ素および／またはポリシリコンを含むシリコンは、望ましくは、２０，０００カウント以下、例えば１７，５００カウント以下、１５，０００カウント以下、１２，５００カウント以下、３，５００カウント以下、３，０００カウント以下、２，５００カウント以下、２，０００カウント以下、１，５００カウント以下、または１，０００カウント以下のＤＣＮ値を有している。好ましくは、本発明の態様によって研磨された基材は、７５０カウント以下、５００カウント、２５０カウント、１２５カウント、または更には１００カウント以下のＤＣＮ値を有している。あるいは、もしくは、加えて、本発明の化学機械研磨組成物で研磨した基材は、望ましくは、好適な技術によって測定された、低い引掻き傷を示す。例えば、本発明の態様によって研磨されたシリコンウエハは、望ましくは、当技術分野で知られているいずれかの好適な方法によって測定された２５０以下の引掻き傷、または１２５以下の引掻き傷を有している。
【００５５】
本発明の化学機械研磨組成物は、特定の薄層材料に選択的な所望の研磨範囲で効果的な研磨を与えるように誂えることができ、一方で、同時に、表面の不完全、欠陥、腐食、浸食、停止層の除去を最小化する。この選択性は、研磨組成物の成分の相対的な濃度を変更することによって、ある程度、制御することができる。望ましい場合には、本発明の化学機械研磨組成物は、５：１以上（例えば、１０：１以上、１５：１以上、２５：１以上、５０：１以上、１００：１以上、または１５０：１以上）の二酸化ケイ素のポリシリコンに対する研磨選択性で基材を研磨するように用いることができる。また、本発明の化学機械研磨組成物は、２：１以上（例えば４：１以上、または６：１以上）の窒化ケイ素のポリシリコンに対する研磨選択性で、基材を研磨するように用いることができる。特定の配合物では、更に高い二酸化ケイ素のポリシリコンに対する選択性、例えば２０：１以上、または更には３０：１以上を示すことができる。好ましい態様では、本発明の化学機械研磨組成物は、窒化ケイ素に対する二酸化ケイ素の選択的な研磨およびポリシリコンに対する二酸化ケイ素の選択的な研磨を同時に与える。
【００５６】
本発明の化学機械研磨組成物および方法は、化学機械研磨装置と共に用いるために特に好適である。典型的には、この装置は、プラテン、研磨パッドおよび支持体を含み、プラテンは、使用中には、動作し、そして軌道、直線、もしくは円形運動からもたらされる速度を有しており、研磨パッドは、プラテンと接触しており、そして動作中にはプラテンと共に動き、そして支持体は、基材を、研磨パッドの表面に対して接触させ、そして動かすことによって研磨されるように基材を保持する。基材の研磨は、基材を研磨パッドおよび本発明の研磨組成物と接触して配置し、そして次いで研磨パッドを基材に対して動かして、それによって基材の少なくとも一部を削りとって、基材を研磨することによって起こる。
【００５７】
基材は、いずれかの好適な研磨パッド（例えば、研磨表面）を用いて化学機械研磨組成物で研磨することができる。好適な研磨パッドとしては、例えば織られた、および不織の研磨パッドが挙げられる。更に、好適な研磨パッドは、種々の密度、硬度、厚さ、圧縮性、圧縮への回復の能力、および圧縮弾性率のいずれかの好適なポリマーを含むことができる。好適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、フルオロカーボン、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、それらの共形成された生成物、およ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組合わせて特に有用である。典型的なパッドとしては、SURFIN（商標）000、SURFIN（商標）SSW1、SPM3100（例えば、Eminess Technologiesから商業的に入手可能）、POLITEX（商標）、およびFujibo POLYPAS（商標）27が挙げられるが、それらには限定されない。特に好ましい研磨パッドとしては、Cabot Microelectronicsから商業的に入手可能なEPIC（商標）D 100パッドがある。他の好ましい研磨パッドとしては、Dow, Inc.から入手可能なIC1O1Oパッドがある。
【００５８】
望ましくは、化学機械研磨装置は、その場での研磨終点検知システムを更に含むことができ、それらの多くが当技術分野で知られている。研磨されている基材の表面から反射される光もしくは他の輻射線を分析することによって研磨プロセスを検知および監視するための技術が、当技術分野において知られている。そのような方法が、例えば米国特許第5,196,353号明細書、米国特許第5,433,651号明細書、米国特許第5,609,511号明細書、米国特許第5,643,046号明細書、米国特許第5,658,183号明細書、米国特許第5,730,642号明細書、米国特許第5,838,447号明細書、米国特許第5,872,633号明細書、米国特許第5,893,796号明細書、米国特許第5,949,927号明細書、および米国特許第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関する研磨プロセスの進行の検知または監視は、研磨の終点の決定、すなわち、特定の基材について研磨プロセスを何時停止するかの決定、を可能とする。
【実施例】
【００５９】
以下の例は、本発明を更に説明するが、しかしながら勿論のこと、その範囲を限定するものとは決して理解されてはならない。
【００６０】
例を通して、次の略語が用いられている：除去速度（ＲＲ）；テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）；窒化ケイ素（ＳｉＮ）；ポリシリコン（ｐｏｌｙＳｉ）；分子量（ＭＷ）；およびポリエチレングリコール（ＰＥＧ）。
【００６１】
以下の例において、基材、シリコン上にコーティングされたＴＥＯＳ酸化ケイ素（テトラエトキシシランから調製された）、シリコン上にコーティングされたＨＤＰ（高密度プラズマ）酸化ケイ素、シリコン上にコーティングされたポリシリコン、シリコン上にコーティングされた窒化ケイ素、およびSilyb Inc.から得られたパターン化されたウエハを、MIRRA（商標）（Applied Materials, Inc.）またはREFLEXION（商標）（Applied Materials, Inc.）のいずれかの器具を用いて研磨した。パターン化されたウエハは、酸化ケイ素コーティングされた基材上の１００μｍの窒化ケイ素フィーチュアで構成されている。IC 1010（商標）研磨パッド（Rohm and Haas Electronic Materials）を、全ての組成物について、同じ研磨パラメータで用いた。標準のMirra研磨パラメータは次の通りである：IC 1010（商標）パッド、下向き力＝２０．６８ｋＰａ（３ｐｓｉ）、ヘッド速度＝８５ｒｐｍ、プラテン速度＝１００ｒｐｍ、全流速＝１５０ｍＬ／分。除去速度は、分光学的な偏光解析法を用いて膜厚を測定し、そして最終的な厚さを初期の厚さから引き算することによって計算した。
【００６２】
例１
この例は、ポリエチレングリコールジカルボン酸の、酸化ケイ素の除去速度ならびに酸化ケイ素の窒化ケイ素およびポリシリコンに対する選択性への効果を示している。
【００６３】
ＴＥＯＳがコーティングされたシリコン、窒化ケイ素がコーティングされたシリコン、およびポリシリコンがコーティングされたシリコンを含む別々の基材が、２つの異なる研磨組成物、すなわち研磨組成物１Ａおよび１Ｂ、で研磨された。それぞれの研磨組成物は、水中に０．４質量％の湿式法セリアを３．６のｐＨで含んでいる。研磨組成物１Ａ（本発明）は、０．１質量％の、６００の分子量を有するポリエチレングリコールジカルボン酸を更に含んでいる。研磨組成物１Ｂ（比較）は、ポリエチレングリコールで部分的にエステル化されたポリアクリル酸を更に含んでいる。
【００６４】
研磨に続いて、酸化ケイ素、窒化ケイ素、およびポリシリコンの除去速度を測定し、そして酸化ケイ素の、窒化ケイ素およびポリシリコンに対する選択性を計算した。研磨組成物１Ａで観察された酸化ケイ素についての除去速度が、研磨組成物１Ｂで観察された除去速度に対して示される。結果を表１に示した。
【００６５】
【表１】
0006434501.tif 000005
【００６６】
表１に示された結果から明らかなように、ポリエチレングリコールジカルボン酸を含む本発明の研磨組成物は、ポリエチレングリコールで部分的にエステル化されたポリアクリル酸であるイオン性ポリマーを含む比較の研磨組成物よりも、約１．４倍大きい酸化ケイ素除去速度、約３．７倍大きいＳｉＯ／ＳｉＮ選択性、および約１５％大きいＳｉＯ／ポリシリコン選択性を示した。
【００６７】
例２
この例は、パターン化された窒化ケイ素基材の研磨における窒化物の損失およびディッシングへの、ポリエチレングリコールジカルボン酸の効果を示している。
【００６８】
酸化ケイ素でコーティングされた基材上の１００μｍの窒化ケイ素フィーチュアを含む、３つの別々のパターン化された基材が、３種の異なる研磨組成物、すなわち研磨組成物２Ａ〜２Ｃで研磨された。それぞれの研磨組成物は、水中に０．４質量％の湿式法セリアを３．６のｐＨで含んでいた。研磨組成物２Ａ（対照）は、いずれのポリマーも含んでいなかった。研磨組成物２Ｂおよび２Ｃ（本発明）は、それぞれ３４００および８０００の分子量を有するポリエチレングリコールジカルボン酸を更に含んでいた。
【００６９】
研磨に続いて、窒化ケイ素の損失およびディッシングが測定された。窒化ケイ素の損失およびディッシングは、研磨組成物２Ｂについて観察された窒化ケイ素の損失およびディッシングに対して示されている。結果を表２に示した。
【００７０】
【表２】
0006434501.tif 000006
【００７１】
表２に示された結果から明らかなように、研磨組成物２Ｂおよび２Ｃ中のポリエチレングリコールジカルボン酸の存在は、ポリエチレングリコールジカルボン酸を含まない研磨組成物２Ａによって示される窒化ケイ素の損失よりも、約３０倍小さい窒化ケイ素の損失をもたらした。研磨組成物２Ｂおよび２Ｃは、研磨組成物２Ａによって示されるよりも約５０％小さいディッシングを示した。
【００７２】
例３
この例は、ポリエチレングリコールジカルボン酸を含む研磨組成物で観察される、酸化ケイ素除去速度ならびに窒化ケイ素およびポリシリコンに対する酸化ケイ素の選択性を、ポリマー主鎖中にエーテル結合を含む中性の水溶性ポリマーを含む研磨組成物で観察される酸化ケイ素の除去速度ならびに窒化ケイ素およびポリシリコンに対する酸化ケイ素の選択性を比較している。
【００７３】
ＴＥＯＳがコーティングされたシリコン、窒化ケイ素がコーティングされたシリコン、およびポリシリコンがコーティングされたシリコンを含む別々の基材を、４つの異なる研磨組成物、すなわち研磨組成物３Ａ〜３Ｄで研磨した。それぞれの研磨組成物は、水中に３．７のｐＨで、０．４質量％の湿式法セリアを含んでいた。研磨組成物３Ａ（対照）は、いずれかのポリマーを更に含んではいなかった。研磨組成物３Ｂ（本発明）は、０．１質量％の、６００の分子量を有するポリエチレングリコールジカルボン酸を更に含んでいた。研磨組成物３Ｃ（比較）は、０．１質量％の中性の多糖（HEC QP09L）を更に含んでいた。研磨組成物３Ｄ（比較）は、６００の分子量を有する０．１質量％のポリエチレングリコールを更に含んでいた。
【００７４】
研磨に続いて、酸化ケイ素、窒化ケイ素、およびポリシリコンの除去速度を測定し、そして窒化ケイ素およびポリシリコンに対する酸化ケイ素の選択性を計算した。研磨組成物３Ａ、３Ｃおよび３Ｄについて観察された酸化ケイ素の除去速度が、研磨組成物３Ｂについて観察された除去速度と比較して示されている。結果を表３に示した。
【００７５】
【表３】
0006434501.tif 000007
【００７６】
表３に示された結果から明らかなように、本発明の研磨組成物３Ｂは、対照の研磨組成物によって示されたＳｉＯ除去速度の約７２％であるＳｉＯ除去速度を示したが、しかしながら対照の研磨組成物３Ａによって示されるよりも、約３３倍高いＳｉＯ／ＳｉＮ選択性および約１．４倍大きいＳｉＯ／ポリシリコン選択性を示した。研磨組成物３Ｂは、中性のポリエチレングリコールを含む研磨組成物３Ｄによって示されるＳｉＯ除去速度の約６３％であるＳｉＯ除去速度を示したが、しかしながら、約３１倍高いＳｉＯ／ＳｉＮ選択性を示し、一方で研磨組成物３Ｄに比較して、幾分か低いＳｉＯ／ポリシリコン選択性を示した。また、研磨組成物３Ｂは、概ね同等のＳｉＯ／ＳｉＮおよびＳｉＯ／ポリシリコン選択性であるが、しかしながら中性の多糖を含む研磨組成物３Ｃによって示されるよりも約５倍大きなＳｉＯ除去速度を選択性を示した。
【００７７】
例４
この例は、ポリエチレングリコールジカルボン酸を含み、そして直鎖のポリビニルアルコールを更に含む研磨組成物で観察された、酸化ケイ素除去速度ならびに窒化ケイ素およびポリシリコンに対する酸化ケイ素の選択性を示している。
【００７８】
ＴＥＯＳがコーティングされたシリコンおよび窒化ケイ素がコーティングされたシリコンを含む別々の基材を、４つの異なる研磨組成物、すなわち研磨組成物４Ａ〜４Ｄで研磨した。それぞれの研磨組成物は、水中に３．７のｐＨで、０．４質量％の湿式法セリアおよび０．１質量％の、６００の分子量を有するポリエチレングリコールジカルボン酸を含んでいた。研磨組成物４Ａは、ポリビニルアルコールを更に含んではいなかった。研磨組成物４Ｂは、０．１質量％の、８９０００〜９８０００の範囲の分子量を有するポリビニルアルコールを更に含んでいた。研磨組成物４Ｃは、０．１質量％の、１３０００〜１８０００の範囲の分子量を有するポリビニルアルコールを更に含んでいた。研磨組成物４Ｄは、０．１質量％の、３１０００〜５００００の範囲の分子量を有するポリビニルアルコールを更に含んでいた。
【００７９】
研磨に続いて、酸化ケイ素および窒化ケイ素の除去速度を測定し、そして窒化ケイ素に対する酸化ケイ素の選択性を計算した。研磨組成物４Ｂ〜４Ｄについて観察された酸化ケイ素の除去速度が、研磨組成物４Ａについて観察された除去速度に対して示されている。結果を表４に示した。
【００８０】
【表４】
0006434501.tif 000008
【００８１】
表４に示された結果から明らかなように、種々の分子量を有するポリビニルアルコールの使用は、ＳｉＯ除去速度に実質的に影響を与えず、そしてその研磨組成物の高いＳｉＯ／ＳｉＮ選択性を維持した。
【００８２】
例５
この例は、ポリエチレングリコールジカルボン酸を含み、そしてポリビニルアルコールを更に含む研磨組成物で観察されたディッシングへの効果を示している。
【００８３】
酸化ケイ素がコーティングされた基材上に１００μｍの窒化ケイ素フィーチャを含む、４つの別々のパターン化された基材が、４つの異なる研磨組成物、すなわち例４中に記載された研磨組成物４Ａ〜４Ｄで研磨された。
【００８４】
研磨に続いて、ディッシングを測定した。研磨組成物４Ｂ〜４Ｄについて観察されたディッシングが、研磨組成物４Ａについて観察されたディッシングに比較して示されている。結果を表５に示した。
【００８５】
【表５】
0006434501.tif 000009
【００８６】
表５に示された結果から明らかなように、ポリエチレングリコールジカルボン酸を含み、そしてポリビニルアルコールを更に含む研磨組成物４Ｂ〜４Ｄは、酸化ケイ素がコーティングされた基材上に１００μｍの窒化ケイ素フィーチャを含むパターン化された基材を研磨するのに用いた場合に、ポリビニルアルコールを更には含まない研磨組成物４Ａに比較して低減されたディッシングを示し、８９０００〜９８０００の分子量範囲を有するポリビニルアルコールを含む、研磨組成物４Ｂでは、研磨組成物４Ａと比較して、約５０％のディッシングの低下を示した。
【００８７】
例６
この例は、ポリエチレングリコールジカルボン酸を含み、そして分岐ポリビニルアルコールを更に含む研磨組成物で観察される、酸化ケイ素の除去速度および窒化ケイ素に対する酸化ケイ素の選択性への効果を示している。
【００８８】
ＴＥＯＳがコーティングされたシリコンおよび窒化ケイ素がコーティングされたシリコンを含む別々の基材が、５つの異なる研磨組成物、すなわち研磨組成物６Ａ〜６Ｅで研磨された。それぞれの研磨組成物は、水中に３．７のｐＨで、０．４質量％の湿式法セリアおよび０．１質量％の、６００の分子量を有するポリエチレングリコールジカルボン酸を含んでいた。研磨組成物６Ａは、０．１質量％の、３１０００〜５００００の範囲の分子量を有する直鎖のポリビニルアルコールを更に含んでいた。研磨組成物６Ｂ〜６Ｅは、それぞれ０．１質量％の、分岐したポリビニルアルコール、OKS-8035、OKS-1009、OKS-8041、およびOKS-1083（日本合成化学工業株式会社、大阪、日本）を更に含んでいた。
【００８９】
研磨に続いて、酸化ケイ素および窒化ケイ素について除去速度を測定し、そして窒化ケイ素に対する酸化ケイ素の選択性を計算した。研磨組成物６Ｂ〜６Ｅで観察された酸化ケイ素の除去速度が、研磨組成物６Ａで観察された除去速度に比較して示されている。結果を表６に示した。
【００９０】
【表６】
0006434501.tif 000010
【００９１】
表６に示した結果から明らかなように、分岐したポリビニルアルコールを含む研磨組成物６Ｂ〜６Ｅは、直鎖のポリビニルアルコールを含む研磨組成物６Ａによって示された酸化ケイ素除去速度に匹敵する酸化ケイ素除去速度を示した。研磨組成物６Ｂ〜６Ｅは、高いＳｉＯ／ＳｉＮ選択性を示し、研磨組成物６Ｅは、研磨組成物６Ａによって示されたＳｉＯ／ＳｉＮ選択性よりも約１．４倍大きなＳｉＯ／ＳｉＮ選択性を示した。
【００９２】
例７
この例は、ポリエチレングリコールジカルボン酸を含み、そして分岐したポリビニルアルコールを更に含む研磨組成物で観察される、ディッシングおよび窒化物損失への効果を示している。
【００９３】
酸化ケイ素をコーティングされた基材上の１００μｍの窒化ケイ素フィーチャを含む、別々のパターン化された基材が、５つの異なる研磨組成物、すなわち例６中に記載された研磨組成物６Ａ〜６Ｅで研磨された。研磨に続いて、窒化ケイ素損失およびディッシングを測定した。研磨組成物６Ｂ〜６Ｅについて観察された窒化ケイ素損失およびディッシングが、研磨組成物６Ａについて観察された窒化ケイ素損失およびディッシングと比較して示されている。結果を表７に示した。
【００９４】
【表７】
0006434501.tif 000011
【００９５】
表７中に示された結果から明らかなように、分岐したポリビニルアルコールOKS-1009を含む研磨組成物６Ｃは、研磨組成物６Ａによって示されたものの約８０％の窒化物損失および約９４％のディッシングを示した。
【００９６】
例８
この例は、ポリエチレングリコールジカルボン酸の分子量の、それを含む研磨組成物における、酸化ケイ素の除去速度および窒化ケイ素に対する酸化ケイ素の選択性への効果を示している。
【００９７】
ＴＥＯＳがコーティングされたシリコンおよび窒化ケイ素がコーティングされたシリコンを含む別々の基材を、３つの異なる研磨組成物、すなわち研磨組成物８Ａ〜８Ｃで研磨した。それぞれの研磨組成物は、水中に３．７のｐＨで、０．４質量％の湿式法セリアおよび０．１質量のポリエチレングリコールジカルボン酸を含んでいた。研磨組成物８Ａ〜８Ｃは、それぞれ２５０、６００および８０００の分子量を有するポリエチレングリコールジカルボン酸を含んでいた。
【００９８】
研磨の後に、酸化ケイ素および窒化ケイ素の除去速度を測定し、そして窒化ケイ素に対する酸化ケイ素の選択性を計算した。研磨組成物８Ａおよび８Ｃについて観察された酸化ケイ素についての除去速度が、研磨組成物８Ｂについて観察された除去速度と比較して示されている。結果を表８に示した。
【００９９】
【表８】
0006434501.tif 000012
【０１００】
表８に示した結果から明らかなように、それぞれ６００および８０００の分子量を有するポリエチレングリコールジカルボン酸を含む研磨組成物８Ｂおよび８Ｃは、２５０の分子量を有するポリエチレングリコールジカルボン酸を含む研磨組成物８Ａによって示された酸化ケイ素除去速度およびＳｉＯ／ＳｉＮ選択性よりも、約３倍大きな酸化ケイ素除去速度および約５倍大きなＳｉＯ／ＳｉＮ選択性を示した。
【０１０１】
例９
この例は、湿式法セリアおよびポリエチレングリコールジカルボン酸を含む研磨組成物によって示される、酸化ケイ素除去速度および窒化ケイ素に対する酸化ケイ素の選択性への、有機酸およびノニオン性ポリマーの効果を示している。
【０１０２】
ＴＥＯＳがコーティングされたシリコンおよび窒化ケイ素がコーティングされたシリコンを含む別々の基材が、３つの異なる研磨組成物、すなわち研磨組成物９Ａ〜９Ｃで研磨された。それぞれの研磨組成物は、水中に、３．７のｐＨで、０．４質量％の湿式法セリアおよび０．１質量％のポリエチレングリコールジカルボン酸を含んでおり、そして異なる量のピコリン酸（すなわち、有機酸）および８０００の分子量を有するポリエチレングリコールを更に含んでいた。
【０１０３】
研磨に続いて、酸化ケイ素および窒化ケイ素についての除去速度を測定し、そして窒化ケイ素に対する酸化ケイ素の選択性を計算した。研磨組成部物９Ｂおよび９Ｃについて観察された酸化ケイ素の除去速度が、研磨組成物９Ａについて観察された除去速度に対して示されている。結果を表９に示した。
【０１０４】
【表９】
0006434501.tif 000013
【０１０５】
表９に示した結果から明らかなように、研磨組成物９Ａ〜９Ｃは、同等の酸化ケイ素除去速度および、約２００の高いＳｉＯ／ＳｉＮ選択性を示した。
【０１０６】
例１０
この例は、湿式法セリアおよびポリエチレングリコールジカルボン酸を含む研磨組成物によって示される、有機酸およびノニオン性ポリマーの、酸化ケイ素の除去速度および窒化ケイ素に対する酸化ケイ素の選択性への効果を、湿式法セリアおよびアクリル酸−２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸共重合体であるイオン性ポリマーを含む研磨組成物と比較して、示している。
【０１０７】
ＴＥＯＳがコーティングされたシリコンおよび窒化ケイ素がコーティングされたシリコンを含む別々の基材が、４種の異なる研磨組成物、すなわち、研磨組成物１０Ａ〜１０Ｄで研磨された。研磨組成物１０Ａ（本発明）は、水中に、４のｐＨで、０．４質量％の湿式法セリアおよび０．１質量％の、６００の分子量を有するポリエチレングリコールジカルボン酸を含んでいた。研磨組成物１０Ｂ（比較）は、水中に、４のｐＨで、０．４質量％の湿式法セリアおよび０．１質量％のアクリル酸−２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸共重合体を含んでいた。研磨組成物１０Ｃ（本発明）は、水中に、４のｐＨで、０．２７質量％の湿式法セリア、０．０７質量％の、６００の分子量を有するポリエチレングリコールジカルボン酸ならびに０．０７質量％の、８９０００〜９８０００の範囲の分子量を有するポリビニルアルコールを含んでいた。研磨組成物１０Ｄ（比較）は、水中に７のｐＨで、０．２７質量％の湿式法セリアおよび０．０７質量％のアクリル酸−２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸共重合体を含んでいた。
【０１０８】
研磨に続いて、酸化ケイ素および窒化ケイ素について除去速度を測定し、そして窒化ケイ素に対する酸化ケイ素の選択性を計算した。研磨組成物１０Ｂ〜１０Ｄで観察された酸化ケイ素の除去速度が、研磨組成物１０Ａで観察された除去速度に対して示されている。結果を表１０に示した。
【０１０９】
【表１０】
0006434501.tif 000014
【０１１０】
表１０に示された結果から明らかなように、研磨組成物１０Ａは、研磨組成物１０Ｂよりも、約６．４倍大きな酸化ケイ素除去速度および約３４倍大きなＳｉＯ／ＳｉＮ選択性を示した。研磨組成物１０Ｄは、研磨組成物１０Ｂに対して約３分の２の湿式法セリア含むが、しかしながら４のｐＨに対して７のｐＨを有するが、研磨組成物１０Ｂよりも、約２．４倍大きな酸化ケイ素除去速度および約４．８倍大きなＳｉＯ／ＳｉＮ選択性を示した。しかしながら、０．２７質量％の湿式法セリア、ポリビニルアルコールおよびポリエチレングリコールジカルボン酸を３．５のｐＨで含む研磨組成物１０Ｃは、０．４質量％の湿式法セリアを含む研磨組成物１０Ａよりも概ね同等の酸化ケイ素除去速度および僅かに小さいＳｉＯ／ＳｉＮ選択性を示した。
【０１１１】
例１１
この例は、ポリエチレングリコールジカルボン酸を含み、そして中性のポリマーを更に含んでいる研磨組成物で観察されるディッシングおよび窒化物損失への効果を示している。
【０１１２】
酸化ケイ素がコーティングされた基材上に１００μｍの窒化ケイ素フィーチャを含む別々のパターン化された基材が、３種の異なる研磨組成物、すなわち、中性のノニオン性ポリマーを含む研磨組成物１１Ａおよび１１Ｂならびに本発明の組成物としてではあるが、しかしながら追加の中性のノニオン性ポリマーを含んでいない研磨組成物１１Ｃで研磨された。それぞれの研磨組成物は、水中に３．５のｐＨで、０．４質量％の湿式法セリアおよび０．１質量％の、６００の分子量を有するポリエチレングリコールジカルボン酸を含んでいた。研磨組成物１１Ａおよび１１Ｂの両方が、ノニオン性ポリマーを更に含んでいた。研磨組成物１１Ａは、８９０００〜９８０００の範囲の分子量を有するポリビニルアルコールを更に含んでいた。組成物１１Ｂは、８０００の分子量を有するポリエチレングリコールを更に含んでいた。
【０１１３】
研磨に続いて、窒化ケイ素損失およびディッシングを測定した。研磨組成物１１Ａおよび１１Ｂで観察された窒化ケイ素損失およびディッシングが、研磨組成物１１Ｃで観察された窒化ケイ素損失およびディッシングに比較して示されている。結果を表１１に示した。
【０１１４】
【表１１】
0006434501.tif 000015
【０１１５】
表１１に示された結果から明らかなように、ポリビニルアルコールを含む研磨組成物１１Ａは、ノニオン性ポリマーを含まない研磨組成物１１Ｃによって示された窒化ケイ素損失およびディッシングの、約７５％および３１％である窒化ケイ素損失およびディッシングを示した。ポリエチレングリコールを含んだ研磨組成物１１Ｂは、研磨組成物１１Ｃによって示されたのと概ね同じ窒化ケイ素損失であるが、しかしながら約７５％のディッシングを示した。
【０１１６】
ここに引用した全ての参照文献を、文献、特許出願、および特許を含めて、それぞれの参照文献が、個々に、そして具体的に参照することによって本明細書の内容とされ、そしてその全体を本明細書中で説明されたのと同じ程度に、ここに参照することによって本明細書の内容とする。
【０１１７】
本発明を説明する文脈における（特に添付の特許請求の範囲の文脈における）、用語「a」および「an」および「the」ならびに同様の指示語の使用は、特に断りない限り、または文脈から明確に否定されない限り、単数と複数の両方を包含すると理解されなければならない。用語「含む（comprising）」、「有する（having）」、「含む（including）」および「含む（containing）」は、特に断りの回限り開放型の用語（すなわち、「含むが、しかしながらそれらには限定されない」を意味する）と理解されなければならない。本明細書における数値範囲の記載は、特に断りのない限り、その範囲内に入るそれぞれの個々の値を独立して表すための略記方法としての役割をすることが単に意図されており、そしてそれぞれの個々の値が、それが独立して本明細書中に記載されているのと同様に本明細書中に組み込まれている。本明細書中に記載された全ての方法は、特に断りない限り、または文脈から明確に否定されない限り、いずれかの好適な順序で行うことができる。本明細書中に与えられるいずれかの、そして全ての例、または例示的な用語（例えば、「例えば」）は、単に、本発明をよりよく説明することを意図したものであり、そして特に断りのない限り、本発明の範囲に限定を加えるものではない。明細書中のいずれの用語も、いずれかの特許請求されていない要素が、本発明の実施に必須であると示していると理解されてはならない。
【０１１８】
本発明の好ましい態様が、本発明を実施するための本発明者らに知られているベストモードを含めて、本明細書に記載されている。これらの好ましい態様の変形は、前述の説明を読むことによって、当業者には明らかとなるであろう。本発明者らは、当業者が必要に応じてそのような変形を用いることを想定しており、そして本発明者らは、本発明が、本明細書に具体的に記載されたのと他のように実施されることを意図している。従って、本発明は、適用可能な法律によって許されるように、ここに添付された特許請求の範囲中に記載された主題の全ての変更および等価物を含んでいる。更に、特に断りのない限り、あるいは文脈によって明確に否定されない限り、上記の要素の、その全ての可能性のある変形における、いずれかの組合わせが本発明によって包含される。
本発明は、以下の態様を含んでいる。
（１）（ａ）セリア研磨剤、
（ｂ）式Ｉのイオン性ポリマー、
【化４】
0006434501.tif 000016
式中、Ｘ１およびＸ２は、独立して水素、−ＯＨおよび−ＣＯＯＨから選択され、そしてＸ１およびＸ２の少なくとも１つは−ＣＯＯＨであり、
Ｚ１およびＺ２は、独立してＯまたはＳであり、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、独立して水素、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、およびＣ７〜Ｃ１０アリールから選択され、そして、
ｎは、３〜５００の整数である、ならびに、
（ｃ）水、
を含んでなる化学機械研磨組成物であって、
該研磨組成物は、１〜４．５のｐＨを有している、化学機械研磨組成物。
（２）Ｘ１およびＸ２の両方が−ＣＯＯＨである、（１）記載の研磨組成物。
（３）Ｚ１およびＺ２の両方がＯであり、かつＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４が水素である、（２）記載の研磨組成物。
（４）前記イオン性ポリマーが、５００ダルトン〜１００００ダルトンの分子量を有し、かつｎが、８以上の値を有する整数である、（１）記載の研磨組成物。
（５）前記イオン性ポリマーが、前記研磨組成物の０．０１質量％〜０．５質量％の量で存在する、（１）記載の研磨組成物。
（６）前記セリア研磨剤が、湿式法セリア研磨剤である、（１）記載の研磨組成物。
（７）前記湿式法セリア研磨剤が、前記研磨組成物の０．０５質量％〜１質量％の量で存在する、（６）記載の研磨組成物。
（８）前記研磨組成物が、ポリビニルアルコールを更に含む、（１）記載の研磨組成物。
（９）前記ポリビニルアルコールが、２００００ダルトン〜２０００００ダルトンの分子量を有する、（８）記載の研磨組成物。
（１０）前記ビニルアルコールが、分岐したポリビニルアルコールである、（８）記載の研磨組成物。
（１１）（ｉ）基材を、研磨パッドならびに化学機械研磨組成物と接触させること、該化学機械研磨組成物は、
（ａ）セリア研磨剤、
（ｂ）式Ｉのイオン性ポリマー、
【化５】
0006434501.tif 000017
式中、Ｘ１およびＸ２は、独立して水素、−ＯＨおよび−ＣＯＯＨから選択され、そしてＸ１およびＸ２の少なくとも１つは−ＣＯＯＨであり、
Ｚ１およびＺ２は、独立してＯまたはＳであり、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、独立して水素、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、およびＣ７〜Ｃ１０アリールから選択され、そして、
ｎは、３〜５００の整数である、ならびに、
（ｃ）水、
を含む学機械研磨組成物であって、
該研磨組成物は、１〜４．５のｐＨを有している、
（ｉｉ）該研磨パッドおよび該化学機械研磨組成物を、該基材に対して動かすこと、ならびに、
（ｉｉｉ）該基材の少なくとも１部を削り取って、該基材を研磨すること、
を含んでなる、該基材の化学機械研磨方法。
（１２）Ｘ１およびＸ２の両方が−ＣＯＯＨである、（１１）記載の方法。
（１３）Ｚ１およびＺ２の両方がＯであり、かつＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４が水素である、（１２）記載の方法。
（１４）前記イオン性ポリマーが、５００ダルトン〜１００００ダルトンの分子量を有し、かつｎが、８以上の値を有する整数である、（１１）記載の方法。
（１５）前記イオン性ポリマーが、前記研磨組成物の０．０１質量％〜０．５質量％の量で存在する、（１１）記載の方法。
（１６）前記セリア研磨剤が、湿式法セリア研磨剤である、（１１）記載の方法。
（１７）前記湿式法セリア研磨剤が、前記研磨組成物の０．１質量％〜１質量％の量で存在する、（１６）記載の方法。
（１８）前記研磨組成物が、ポリビニルアルコールを更に含む、（１１）記載の方法。
（１９）前記ポリビニルアルコールが、２００００ダルトン〜２０００００ダルトンの分子量を有する、（１８）記載の方法。
（２０）前記ビニルアルコールが、分岐したポリビニルアルコールである、（１８）記載の方法。
（２１）前記基材が、酸化ケイ素を含み、かつ該酸化ケイ素の少なくとも１部が削り取られて該基材が研磨される、（１１）記載の方法。
（２２）前記基材が、窒化ケイ素を更に含み、かつ該窒化ケイ素の少なくとも１部が削り取られて該基材が研摩される、（２１）記載の方法。
（２３）前記基材が、ポリシリコンを更に含み、かつ該ポリシリコンの少なくとも１部が削り取られて該基材が研摩される、（２１）記載の方法。