(57)【要約】  本発明は、セリア研磨剤、１種もしくは２種以上のノニオン性ポリマー、随意選択的な１種もしくは２種以上のホスホン酸、随意選択的な１種もしくは２種以上の窒素含有両性イオン性化合物、随意選択的なスルホン酸共重合体、随意選択的なアニオン性共重合体、第四級アミンを含む、随意選択的な１種もしくは２種以上のポリマー、研磨組成物のｐＨを調整する、随意選択的な１種もしくは２種以上の化合物、水、および随意選択的な添加剤を含む化学機械研磨組成物を提供する。本発明は、基材を、本発明の化学機械研磨組成物で化学機械研磨する方法を更に提供する。典型的には、基材は、酸化ケイ素、窒化ケイ素および／またはポリシリコンを含んでいる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の（ａ）〜（ｉ）から本質的になる化学機械研磨組成物。
（ａ）セリア研磨剤、
（ｂ）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、ポリアルキルアミド、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、疎水性に変性された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、およびそれらの混合物からなる群から選ばれる１種もしくは２種以上のノニオン性ポリマー、
（ｃ）１種もしくは２種以上の窒素含有両性イオン性化合物、
（ｄ）随意選択的な１種もしくは２種以上のホスホン酸、
（ｅ）随意選択的な１種もしくは２種以上のスルホン酸共重合体、
（ｆ）随意選択的な１種もしくは２種以上のアニオン性共重合体、
（ｇ）随意選択的な１種もしくは２種以上の、第四級アミンを含むポリマー、
（ｈ）該研磨組成物のｐＨを調整する、随意選択的な１種もしくは２種以上の化合物、および、
（ｉ）水
【請求項２】
前記セリア研磨剤が、湿式法セリアである、請求項１記載の研磨組成物。
【請求項３】
前記湿式法セリアが、前記研磨組成物の０．１質量％〜１０質量％の量で存在する、請求項２記載の研磨組成物。
【請求項４】
前記１種もしくは２種以上のノニオン性ポリマーが、前記研磨組成物の１ｐｐｍ〜３０００ｐｐｍの量で存在する、請求項１記載の研磨組成物。
【請求項５】
１種もしくは２種以上のポリアルキレングリコールが、前記研磨組成物中に存在する、請求項１記載の研磨組成物。
【請求項６】
前記１種もしくは２種以上のポリアルキレングリコールが、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、およびそれらの混合物からなる群から選ばれる、請求項５記載の研磨組成物。
【請求項７】
ポリエチレングリコールが、前記研磨組成物中に存在する、請求項６記載の研磨組成物。
【請求項８】
前記ポリエチレングリコールが、３００ｇ／モル〜１５０００ｇ／モルの平均分子量を有する、請求項７記載の研磨組成物。
【請求項９】
１種もしくは２種以上のポリエーテルアミンが、前記研磨組成物中に存在する、請求項１記載の研磨組成物。
【請求項１０】
１種もしくは２種以上の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が、前記研磨組成物中に存在する、請求項１記載の研磨組成物。
【請求項１１】
前記ポリエチレン／ポリプロピレンオキシド共重合体が、使用の地点で、１ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍの量で存在する、請求項１０記載の研磨組成物。
【請求項１２】
前記１種もしくは２種以上の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の平均分子量が、２００ｇ／モル〜４０００ｇ／モルである、請求項１０記載の研磨組成物。
【請求項１３】
１種もしくは２種以上のシロキサンポリアルキレンオキシド共重合体が、前記研磨組成物中に存在する、請求項１記載の研磨組成物。
【請求項１４】
１種もしくは２種以上の疎水性に変性されたポリアクリレート共重合体が存在する、請求項１記載の研磨組成物。
【請求項１５】
前記１種もしくは２種以上の疎水性に変性されたポリアクリレート共重合体が、ポリエチレングリコール側鎖を有するポリアクリル酸主鎖を含むポリマーである、請求項１４記載の研磨組成物。
【請求項１６】
前記１種もしくは２種以上の窒素含有両性イオン性化合物が、ピコリン酸である、請求項１記載の研磨組成物。
【請求項１７】
基材を化学機械研磨する方法であって、
（Ｉ）基材を、研磨パッドおよび下記の（ａ）〜（ｉ）から本質的になる化学機械研磨組成物と接触させること、
（ａ）セリア研磨剤、
（ｂ）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、ポリアルキルアミド、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、疎水性に変性された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、およびそれらの混合物からなる群から選ばれる１種もしくは２種以上のノニオン性ポリマー、
（ｃ）１種もしくは２種以上の窒素含有両性イオン性化合物、
（ｄ）随意選択的な１種もしくは２種以上のホスホン酸、
（ｅ）随意選択的な１種もしくは２種以上のスルホン酸共重合体、
（ｆ）随意選択的な１種もしくは２種以上のアニオン性共重合体、
（ｇ）随意選択的な１種もしくは２種以上の、第四級アミンを含むポリマー、
（ｈ）該研磨組成物のｐＨを調整する、随意選択的な１種もしくは２種以上の化合物、および、
（ｉ）水、
（ＩＩ）該研磨パッドを、該基材に対して、該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）該基材の少なくとも一部を削り取って、該基材を研磨すること、
を含んでなる方法。
【請求項１８】
前記１種もしくは２種以上の窒素含有両性イオン性化合物が、ピコリン酸である、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記基材が、シリコンを含む、請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
前記シリコンが、酸化ケイ素、窒化ケイ素、およびポリシリコン、ならびにそれらの組合わせからなる群から選ばれる、請求項１９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もしくは研磨する組成物および方法は、当技術分野でよく知られている。
【背景技術】
【０００２】
研磨組成物（研磨スラリーとしても知られている）は、典型的には液体担体中に研磨材を含み、そして表面を、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、表面に適用される。典型的な研磨材としては、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。例えば、米国特許第5,527,423号明細書には、表面を、水性の媒体中に高度に純粋な微細な金属酸化物粒子を含む研磨スラリーと接触させることによって、金属層を化学機械的に研磨する方法が記載されている。研磨組成物は、典型的には、研磨パッド（例えば、研磨布またはディスク）とともに用いられる。好適な研磨パッドが、例えば米国特許第6,062,968号、第6,117,000号、および第6,126,532号明細書中に記載されており、それらは、解放セルの多孔質網目を有する焼結ポリウレタン研磨パッドの使用を開示しており、そして米国特許第5,489,233号明細書に記載されており、それには表面肌理（texture）またはパターンを有する固体研磨パッドの使用が開示されている。研磨組成物中に懸濁される代わりに、またはそれに加えて、研磨材は、研磨パッド中に組み込むことができる。米国特許第5,958,794号明細書には、研磨材が固定された研磨パッドが開示されている。
【０００３】
半導体装置の素子を分離する方法として、浅いトレンチ分離（ＳＴＩ）プロセスに、多くの注目が向けられており、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、エッチングもしくは写真平版技術によって形成され、そして誘電体層（例えば、酸化物）が、それらのトレンチを充填するように堆積される。この方法で形成された、トレンチの深さ、または線の変化のために、典型的には、過剰の誘電体材料を、基材の上面に堆積して、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、化学機械研磨組成物に曝露される基材の最も大きな面積は、窒化ケイ素を含んでおり、それは、次いで高度に平坦で、そして均一な表面を得るように研磨されなければならない。
【０００４】
一般的に、過去の粒子は、窒化ケイ素研磨に優先して、酸化物研磨への選択性を重視していた。従って、窒化ケイ素層の露出で、全体の研磨速度が減少するので、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いた。例えば、米国特許第6,544,892号明細書およびそこに引用された参照文献には、窒化ケイ素に対する二酸化ケイ素の選択性を与える研磨組成物が記載されている。また、米国特許第6,376,381号明細書には、酸化ケイ素と窒化ケイ素層の間の研磨選択性を向上させるための特定のノニオン性界面活性剤の使用が記載されている。
【０００５】
最近では、ポリシリコン研磨に優先する酸化物研磨への選択性もまた重要視されている。例えば、一連のBRIJ（商標）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、ＨＬＢが１５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共重合体の添加が、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とされている（Leeら、「化学機械研磨の間のポリシリコンに対する酸化物の選択性へのノニオン性界面活性剤の効果」（"Effects of Nonionic Surfactants on Oxide- to-Polysilicon Selectivity during Chemical Mechanical Polishing"）、J. Eleclrochem. Soc、149(8): G477-G481 (2002) を参照）。また、米国特許第6,626,968号明細書では、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、ポリプロピオン酸、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）から選ば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、ポリシロキサンに対する酸化ケイ素の研磨選択性を得るとしている。
【０００６】
ＳＴＩ基材は、典型的には、慣用の研磨媒体および研磨剤を含有する研磨スラリー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を含有する研磨スラリーでのＳＴＩ基材の研磨は、基材表面の過剰な研磨もしくはＳＴＩフィーチャーにおけるくぼみの形成および他の表面構造上の（topographical）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。過剰な研磨およびＳＴＩフィーチャーのくぼみの形成のこの現象は、ディッシングと称されている。また、ディッシングは、他の種類のフィーチャーにおける過剰な研磨およびくぼみの形成を表すのに用いられる。基材フィーチャーのディッシングは、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て、短絡をもたらすことによって、装置の製造に、悪影響を与える可能性があるために、ディッシングは望ましくない。更に、基材の過剰な研磨はまた、酸化物の減損および、下にある酸化物が露出されて研磨もしくは化学的な活性から損傷を受けることをもたらし、それが、装置の品質および性能に悪影響を与える。
【０００７】
米国特許出願公開第2009/0246956号、第2009/0221145号、第2008/0242091号、および第2007/0200089号明細書には、向上したディッシング性能を与えるとしている、種々のトリアゾール、テトラゾール、インドール、およびインダゾール化合物を含む化学機械研磨組成物が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
それらの研磨組成物および方法にもかかわらず、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所望の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、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への必要性がなお存在している。本発明は、そのような組成物および方法を提供する。本発明のそれらの利点および他の利点、ならびに更なる本発明の特徴は、本明細書に与えられる発明の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、セリア研磨剤、１種もしくは２種以上のノニオン性ポリマー、随意選択的に１種もしくは２種以上のホスホン酸、随意選択的に窒素含有両性イオン性化合物、随意選択的に１種もしくは２種以上のスルホン酸共重合体、随意選択的にアニオン性共重合体、随意選択的に、第四級アミンを含む１種もしくは２種以上のポリマー、随意選択的に、化学機械研磨組成物のｐＨを調整する１種もしくは２種以上の化合物および水を含む、から本質的になる、またはからなる化学機械研磨組成物を提供する。本発明は、本発明の化学機械研磨組成物で、基材を化学機械研磨する方法を更に提供する。典型的には、基材は、酸化ケイ素、窒化ケイ素および／またはポリシリコンを含んでいる。
【００１０】
本発明による化学機械研磨組成物は、酸化ケイ素、窒化ケイ素および／またはポリシリコンの所望の選択性を示す（例えば、酸化ケイ素に高い除去速度を、そして窒化ケイ素とポリシリコンには低い除去速度を示す）。更に、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基材を研磨した場合に低い粒子欠陥および好適なディッシング性能ならびに好適なディッシング性能を示す。更に、本発明による研磨組成物の少なくとも幾つかの態様では、低い固形分含有量を有しており、それによって相対的に低コストである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物および基材を化学機械研磨する方法を提供し、この研磨組成物は、セリア研磨剤、１種もしくは２種以上のノニオン性ポリマー、随意選択的に１種もしくは２種以上のホスホン酸、随意選択的に窒素含有両性イオン性化合物、随意選択的に１種もしくは２種以上のスルホン酸共重合体、随意選択的にアニオン性共重合体、随意選択的に、第四級アミンを含む１種もしくは２種以上のポリマー、随意選択的に、化学機械研磨組成物のｐＨを調整する１種もしくは２種以上の化合物および水を含む、から本質的になる、またはからなる。
【００１２】
本発明の化学機械研磨組成物は、セリア研磨剤を含む。当業者に知られているように、セリアは、希土類金属セリウムの酸化物であり、そしてセリウム酸化物、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）酸化物は、シュウ酸セリウムまたは水酸化セリウムをか焼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およびＣｅＯ２を形成し、ここでＣｅＯ２は、典型的には室温および大気条件下で、最も安定である。セリア研磨剤は、それらのまたは他のセリア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。
【００１３】
セリア研磨剤は、いずれかの好適な形態であることできる。ここで用いられる「湿式法」セリアは、沈降、縮合重合、または同様のプロセス（例えば、ヒュームドまたは熱分解法セリアに対立するものとして）によって調製されたセリアを表している。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場合に、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、球状のセリア粒子および／またはより小さい凝集セリア粒子を形成し、それによって、本発明の方法に用いられた場合には、より小さい基材の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）がある。
【００１４】
セリア粒子は、いずれかの好適な平均粒径を有することができる（すなわち、平均粒子直径）。平均の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さない可能性がある。対照的に、平均の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、例えば劣った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、または５０  ｎｍ以上の平均粒子径を有することができる。あるいは、または加えて、セリア粒子は、１００００ｎｍ以下、例えば７５００ｎｍ以下、５０００ｎｍ以下、１０００ｎｍ以下、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、前記の端点のいずれかの２つによって定められた平均粒子径を有することができる。例えば、セリアは、１０ｎｍ〜１００００ｎｍ、１０ｎｍ〜７５００ｎｍ、１５ｎｍ〜５０００ｎｍ、２０ｎｍ〜１０００ｎｍ、５０ｎｍ〜２５０ｎｍ、または５０ｎｍ〜１５０ｎｍの平均粒子径を有することができる。非球形セリア粒子では、粒子径は、その粒子を取り囲む最小の球の直径である。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、レーザー回析法を用いて、測定することができる。好適な粒子径測定機器が、例えばMalvern Instruments（Malvern、英国）から入手可能である。
【００１５】
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、液体担体（例えば、水）中のセリア粒子の懸濁液を表している。コロイド安定性は、その懸濁液の経時の維持を表している。本発明の関連では、研磨剤が１００ｍＬのメスシリンダ中に容れられ、そして撹拌なしで２時間静置させたときに、メスシリンダの底部５０ｍＬ中の粒子の濃度（ｇ／ｍＬで［Ｂ］）と、メスシリンダの上部５０ｍＬ中の粒子の濃度（ｇ／ｍＬで［Ｔ］）との間の差を、研磨剤組成物中の初期の粒子の濃度（ｇ／ｍＬで［Ｃ］）で割り算した値が０．５以下である場合(すなわち、｛［Ｂ］−［Ｔ］｝／［Ｃ］≦０．５）には、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、［Ｂ］−［Ｔ］／［Ｃ］の値は、０．３以下、そして最も好ましくは０．１以下である。
【００１６】
本研磨組成物は、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すことができない可能性がある。対照的に、研磨組成物が、多過ぎるセリア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／または費用効率がよ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。本研磨組成物は、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、または０．６質量以下のセリアを含むことができる。あるいは、または加えて、本研磨組成物は、０．１質量以上、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、本研磨組成物は、前記の端点のいずれか２つによって定められる量のセリアを含むことができる。例えば、本研磨組成物は、０．１質量％〜１０質量％のセリア、０．２質量％〜９質量％、０．３質量％〜８質量％、０．４質量％〜７質量％、０．５質量％〜６質量％、０．６質量％〜５質量％のセリア、０．７質量％〜４質量％、または０．８質量％〜３質量％のセリアを含むことができる。１つの態様では、本研磨組成物は、使用の地点で、０．２質量％〜０．６質量％のセリア（例えば、０．４質量％のセリア）を含んでいる。他の態様では、本研磨組成物は、濃縮物として、２．４質量％のセリアを含んでいる。
【００１７】
本発明の化学機械研磨組成物は、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。本発明の態様によれば、本研磨組成物は、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、疎水性に変性された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、およびそれらの混合物からなる群から選ばれた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、そして本研磨組成物の他の成分と相溶性である。ノニオン性ポリマーは、ポリシリコンの除去速度を低下させるのを援けることが見出された。基材のポリシリコン部分は、典型的には、酸化ケイ素および窒化ケイ素よりも機械的に柔らかく、そして従って、酸化ケイ素および／または窒化ケイ素を含む基材に好適な研磨組成物を用いて研磨した場合には、過剰な機械的磨滅を経験する。いずれかの特定の理論によって拘束されることは望まないが、ノニオン性ポリマーは、基材のポリシリコン部分の上に吸着され、それによって潤滑膜を形成し、それが研磨剤粒子および研磨組成物中の他の成分と、ポリシリコン表面との接触を低減させることが信じられる。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。本発明の研磨組成物中のノニオン性ポリマーの存在は、有利には、ポリシリコンの除去速度を低下させながら、酸化ケイ素および／または窒化ケイ素の有用な除去速度を可能にする。
【００１８】
ノニオン性ポリマーは、いずれかの好適な分子量を有することができる。ノニオン性ポリマーの分子量が低過ぎる場合には、ノニオン性ポリマーの使用によって利益は得られない。あるいは、ノニオン性ポリマーの分子量が高過ぎる場合には、酸化ケイ素の除去速度は、実用的でない低水準に低下する可能性がある。
【００１９】
本研磨組成物は、使用の地点で、いずれかの好適な量のノニオン性ポリマーを含んでいる。多量のノニオン性ポリマーの使用は、ポリシリコンおよび窒化ケイ素層以外の基材層の研磨速度の不必要な抑制をもたらす可能性がある。従って、本研磨組成物は、望ましくは、液体担体およびその中に溶解もしくは懸濁されているいずれかの成分の総質量を基準として、１ｐｐｍ〜３０００ｐｐｍのノニオン性ポリマーを含んでいる。本研磨組成物は、５ｐｐｍ以上、５０ｐｐｍ以上、１００ｐｐｍ以上、１５０ｐｐｍ以上、２００ｐｐｍ以上、２５０ｐｐｍ以上、３００ｐｐｍ以上、４００ｐｐｍ以上、５００ｐｐｍ以上、７５０ｐｐｍ以上、１０００ｐｐｍ以上、または１５００ｐｐｍ以上のノニオン性ポリマーを含むことができる。あるいは、または加えて、本研磨組成物は、２５００ｐｐｍ以下、２０００ｐｐｍ以下、または１７５０ｐｐｍ以下のノニオン性ポリマーを含むことができる。従って、本研磨組成物は、上記の端点のいずれかの２つによって定められる量で、１種もしくは２種以上のノニオン性ポリマーを含むことができる。例えば、本研磨組成物は、１ｐｐｍ〜２５００ｐｐｍ、５ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ、５０ｐｐｍ〜１５００ｐｐｍなどのノニオン性ポリマーを含むことができる。
【００２０】
１つの態様では、ノニオン性ポリマーは、ポリアルキレングリコールを含む、またはポリアルキレングリコールである。ポリアルキレングリコールは、いずれかの好適な分子量を有することができる。ポリアルキレングリコールは、３００ｇ／モル以上、例えば５００ｇ／モル以上、１０００ｇ／モル以上、１５００ｇ／モル以上、２０００ｇ／モル以上、２５００ｇ／モル以上、３０００ｇ／モル以上、３５００ｇ／モル以上、４０００ｇ／モル以上、４５００ｇ／モル以上、５０００ｇ／モル以上、５５００ｇ／モル以上、６０００ｇ／モル以上、６５００ｇ／モル以上、７０００ｇ／モル以上、または７５００ｇ／モル以上の平均分子量を有することができる。あるいは、または加えて、ポリアルキレングリコールは、１５０００ｇ／モル以下、例えば１４５００ｇ／モル以下、１４０００ｇ／モル以下、１３５００ｇ／モル以下、１３０００ｇ／モル以下、１２５００ｇ／モル以下、１２０００ｇ／モル以下、１１５００ｇ／モル以下、１１０００ｇ／モル以下、１０５００ｇ／モル以下、１００００ｇ／モル以下、９５００ｇ／モル以下、９０００ｇ／モル以下、８５００ｇ／モル以下、または８０００ｇ／モル以下の平均分子量を有することができる。従って、ポリアルキレングリコールは、上記の端点のいずれかの２つで定められる平均分子量を有することができる。例えば、ポリアルキレングリコールは、３００ｇ／モル〜１５０００ｇ／モル、５００ｇ／モル〜１４５００ｇ／モル、１０００ｇ／モル〜１４０００ｇ／モルの平均分子量を有することができる。
【００２１】
例示的なポリアルキレングリコールとしては、例えばポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコールおよびその混合物が挙げられる。１つの態様では、ポリアルキレングリコールとしては、８０００ｇ／モルの平均分子量を有するポリエチレングリコールである。
【００２２】
１つの態様では、ノニオン性ポリマーは、ポリエーテルアミンを含む、またはポリエーテルアミンである。好適なポリエーテルアミン化合物としては、本研磨組成物の他の成分と相溶性であるもの、および所望の研磨特性を示すものが挙げられる。例示的なポリエーテルアミンとしては、Huntsman Performance Productsから商業的に入手可能なJEFFAMINE（商標）のアミン群が挙げられる。JEFFAMINE（商標）ポリエーテルアミンは、モノアミンジアミン、ジアミンおよびトリアミンからなっており、それらは５０００ｇ／モル以下の範囲の種々の分子量で入手可能である。JEFFAMINE（商標）ポリエーテルアミンは、ポリエーテル主鎖の末端に結合した第１級アミノ基を含むポリアルキレンアミンである。ポリエーテル主鎖は、ポリプロピレンオキシド（ＰＯ）、エチレンオキシド（ＥＯ）または混合ＥＯ／ＰＯ（例えば、Ｏ，Ｏ’−ビス（２−アミノプロピル）ポリプロピレングリコール−ブロック−ポリエチレングリコール−ブロック−ポリプロピレングリコール）のいずれかを基にしている。ポリエーテルアミンの反応性は、第１級アミンに障害を付与することにより、または第２級アミン官能価によって変性することができる。
【００２３】
幾つかの態様では、ノニオン性ポリマーは、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（”ＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体”）を含む、またはである。存在する場合には、ＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体は、好ましくは、本研磨組成物の他の成分（例えば、セリア研磨剤、ノニオン性ポリマー、ホスホン酸など）と相溶性であり、そして所望の研磨性能を示す。ＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体は、いずれかの好適なＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体であることができ、好ましくは第１級ヒドロキシル基もしくは第２級ヒドロキシル基で末端官能化されている。ＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体は、好ましくは、２５以下の親水性−親油性平衡（ＨＬＢ）値を有している。従って、ＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体中のエチレンオキシド繰り返し単位の数は、典型的にはポリプロピレンオキシド繰り返し単位の数よりも少ない。好ましくは、エチレンオキシド単位の数は、ＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体の４０質量％未満、３０質量％未満、２５質量％未満、または更には２０質量％未満である。ＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体は、好ましくは２３以下、１８以下、１２以下、１０以下、９以下、８以下、７以下、６以下、または５以下のＨＬＢを有している。好ましくは、ＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体は、１以上（例えば、１〜２３、１〜１８、１〜１２、１〜１０、１〜９、１〜８、１〜７、１〜６、または１〜５）、または２以上（例えば、２〜２３、２〜１８、２〜１２、２〜１０、２〜８、２〜６、または２〜５）、または３以上（例えば、３〜２３、３〜１８、３〜１２、３〜９、３〜７、３〜６、または３〜５）のＨＬＢを有している。
【００２４】
ＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体は、いずれかの好適な分子量を有することができる。好ましくはＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体は、４０００ｇ／モル以下（例えば、３５００ｇ／モル以下、３０００ｇ／モル以下、２５００ｇ／モル以下、２２５０ｇ／モル以下、２０００ｇ／モル以下、１７５０ｇ／モル以下、１５００ｇ／モル以下、または更には１２５０ｇ／モル以下）の分子量を有する。あるいは、または加えて、ＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体は、２００ｇ／モル以上（例えば、３００ｇ／モル以上、４００ｇ／モル以上、または５００ｇ／モル以上の分子量を有する。従って、ＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体は、２００ｇ／モル〜４０００ｇ／モル、３００ｇ／モル〜３０００ｇ／モル、または５００ｇ／モル〜２５００ｇ／ｍｏｌ）の分子量を有することができる。別の好ましい態様では、ＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体の分子量は、２５００ｇ／モル、１９５０ｇ／モル、１９００ｇ／モル、１８５０ｇ／モル、および１１００ｇ／モルである。
【００２５】
比較的に多量のＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体を用いることは、ポリシリコン層以外の基材層の研磨速度の望ましくない抑制をもたらす可能性があるけれども、本研磨組成物は、使用の地点で、いずれかの好適な量のＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体を含むことができる。従って、本研磨組成物は、液体担体およびそれに溶解もしくは懸濁されているいずれかの成分の総量を基準として、１ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍのＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体を含むことができる。本研磨組成物は、５ｐｐｍ以上、５０ｐｐｍ以上、１００ｐｐｍ以上、２５０ｐｐｍ以上、５００ｐｐｍ以上、１０００ｐｐｍ以上、１５００ｐｐｍ以上、２０００ｐｐｍ以上、または２５００ｐｐｍ以上のＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体を含むことができる。あるいは、または加えて、本研磨組成物は、４５００ｐｐｍ以下、４０００ｐｐｍ以下、３５００ｐｐｍ以下、または３０００ｐｐｍ以下のＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体を含むことができる。従って、本研磨組成物は、上記の端点のいずれか２つによって定められた量でＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体を含むことができる。例えば、本研磨組成物は、１ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ、５ｐｐｍ〜４５００ｐｐｍ、５０ｐｐｍ〜４０００ｐｐｍのＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体を含むことができる。
【００２６】
１つの態様では、本研磨組成物は、使用の地点で、１０００ｐｐｍのＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体を含んでいる。他の態様では、本研磨組成物は、４７００ｐｐｍのＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体を含んでいる。更に他の態様では、本研磨組成物は、２７００ｐｐｍのＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体を含んでいる。
【００２７】
ＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体は、BASFから商業的に入手可能なPLURONIC（商標）共重合体を含むことができる、またはであることができる。PLURONIC（商標）製品は、エチレンオキシドおよびポリプロピレンオキシドを基にしたブロック共重合体である。例示的なPLURONIC（商標）共重合体としては、PLURONIC（商標）10R5、PLURONIC（商標）L31、PLURONIC（商標）L35、PLURONIC（商標）L43、およびPLURONIC（商標）L62が挙げられる。好ましい態様では、ＰＥＯ／ＰＰＯ共重合体は、PLURONIC（商標）L31共重合体である。
【００２８】
１つの態様では、ノニオン性ポリマーは、ポリアクリルアミドを含む、またはポリアクリルアミドである。いずれかの特定の理論に拘束されることは望まないが、ポリアクリルアミドは、セリア研磨剤粒子を安定化するように機能することが信じられる。ポリアクリルアミドは、いずれかの好適な分子量を有することができる。望ましくは、ポリアクリルアミドは、それが、セリア粒子の安定性に有益な効果を示すような分子量を有する。１つの態様では、ポリアクリルアミドは、８０００ｇ／モル以上、例えば１００００ｇ／モルの平均分子量を有する。
【００２９】
本研磨組成物は、いずれかの好適な量のポリアクリルアミドを含むことができる。研磨組成物中のポリアクリルアミドの量が少な過ぎる場合には、セリア研磨剤の安定性に有益な効果が得られない。対照的に、研磨組成物中のポリアクリルアミドの量が多過ぎる場合には、その研磨組成物は、望ましくない研磨特性を示す可能性があるか、および／または費用効率が低い可能性がある。従って、本研磨組成物は、０．５質量％以下のポリアクリルアミド、例えば、０．４質量％以下、０．３質量％以下、０．２質量％以下、０．１質量％以下、または０．０５質量％以下のポリアクリルアミドを含むことができる。あるいは、または加えて、本研磨組成物は、０．００１質量％以上のポリアクリルアミド、例えば、０．００２質量％以上、０．０１質量％以上、０．０２質量％以上、０．０３７５質量％以上、０．０５質量％以上、０．０７５質量％以上、または０．１質量％以上のポリアクリルアミドを含むことができる。従って、本研磨組成物は、前記の端点のいずれか２つによって定められる量でポリアクリルアミドを含むことができる。例えば、本研磨組成物は、０．０１質量％〜０．５質量％、０．０２質量％〜０．４質量％、または０．０３７５質量％〜０．３質量％の１種もしくは２種以上のポリアクリルアミドを含むことができる。
【００３０】
１つの態様では、ノニオン性ポリマーは、ポリビニルピロリドンを含むまたはポリビニルピロリドンである。ポリビニルピロリドンは、いずれかの好適な分子量を有することができる。望ましくは、ポリビニルピロリドンは、セリア粒子の安定性に有益な効果を示すような分子量を有している。ポリビニルピロリドンは、１００００ｇ／モル以上、例えば、１５０００ｇ／モル以上、２００００ｇ／モル以上、または２５０００ｇ／モル以上の平均分子量を有することができる。あるいは、ポリビニルピロリドンは、４００００ｇ／モル以下、例えば、３５０００ｇ／モル以下、または３００００ｇ／モル以下の平均分子量を有することができる。従って、ポリビニルピロリドンは、前記の端点のいずれか２つによって定められる平均分子量を有することができる。例えば、ポリビニルピロリドンは、１０，０００ｇ／モル〜４０，０００ｇ／モルなどの平均分子量を有することができる。
【００３１】
本研磨組成物は、いづれかの好適な量のポリビニルピロリドンを含むことができる。研磨組成物中のポリビニルピロリドンの量が少な過ぎる場合には、セリア研磨剤の安定性に有益な効果が得られない。対照的に、研磨組成物中のポリビニルピロリドンの量が多過ぎる場合には、その研磨組成物は、望ましくない研磨特性を示す可能性があるか、および／または費用効果が高くない可能性がある。従って、本研磨組成物は、０．５質量％以下のポリビニルピロリドン、例えば、０．４質量％以下、０．３質量％以下、０．２質量％以下、０．１質量％以下、または０．０５質量％以下のポリビニルピロリドンを含むことができる。あるいは、または加えて、本研磨組成物は、０．００１質量％以上のポリビニルピロリドン、例えば、０．００２質量％以上、０．０１質量％以上、０．０２質量％以上、０．０３７５質量％以上、０．０５質量％以上、０．０７５質量％以上、または０．１質量％以上のポリビニルピロリドンを含むことができる。従って、本研磨組成物は、前記の端点のいずれか２つによって定められた量でポリビニルピロリドンを含むことができる。例えば、本研磨組成物は、０．０１質量％〜０．５質量％、０．０２質量％〜０．４質量％、または０．０３７５質量％〜０．３質量％の１種もしくは２種以上のポリビニルピロリドンを含むことができる。
【００３２】
１つの態様では、ノニオン性ポリマーは、シロキサンポリアルキレンオキシド共重合体を含む、またはシロキサンポリアルキレンオキシド共重合体である。いずれかの特定の理論によって拘束されることは望まないが、シロキサンポリアルキレンオキシド共重合体もまた、界面活性剤および／または湿潤剤として作用することが信じられる。シロキサンポリアルキレンオキシド共重合体は、いずれかの好適な分子量を有することができる。望ましくは、シロキサンポリアルキレンオキシド共重合体は、それが、セリア粒子の安定性に有益な効果を示すような分子量を有している。１つの態様では、シロキサンポリアルキレンオキシド共重合体は、５００ｇ／モル以上、例えば、７５０ｇ／モル以上、１，０００ｇ／モル以上、１，２５０ｇ／モル以上、１，５００ｇ／モル以上、１，７５０ｇ／モル以上、２，０００ｇ／モル以上、２，２５０ｇ／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、または５，０００ｇ／モル以上の平均分子量を有している。他の態様では、シロキサンポリアルキレンオキシド共重合体は、２０，０００ｇ／モル以下、例えば、１９，０００ｇ／モル以下、１８，０００ｇ／モル以下、１７，０００ｇ／モル以下、１６，０００ｇ／モル以下、または１５，０００ｇ／モル以下の分子量を有している。従って、シロキサンポリアルキレンオキシド共重合体は、前記の端点のいずれか２つによって定められた平均分子量を有することができる。例えば、シロキサンポリアルキレンオキシド共重合体は、５００ｇ／モル〜２００００ｇ／モルなどの平均分子量を有することができる。
【００３３】
例示的なシロキサンポリアルキレンオキシド共重合体としては、Momentive Performance Chemicalsから商業的に入手可能なSILWET（商標）L-7604がある。
【００３４】
本研磨組成物は、いずれかの好適な量のシロキサンポリアルキレンオキシド共重合体を含むことができる。研磨組成物中のシロキサンポリアルキレンオキシド共重合体の量が少な過ぎる場合には、セリア研磨剤の安定性に有益な効果を得ることができない。対照的に、研磨組成物中のシロキサンポリアルキレンオキシド共重合体の量が多過ぎる場合には、その研磨組成物は、望ましくない研磨特性を示す可能性があるか、および／または費用効率が高くない可能性がある。従って、本研磨組成物は、０．５質量％以下のシロキサンポリアルキレンオキシド共重合体、例えば、０．４質量％以下、０．３質量％以下、０．２質量％以下、０．１質量％以下、または０．０５質量％以下のシロキサンポリアルキレンオキシド共重合体を含むことができる。あるいは、または加えて、本研磨組成物は、０．００１質量％以上のシロキサンポリアルキレンオキシド共重合体、例えば、０．００２質量％以上、０．０１質量％以上、０．０２質量％以上、０．０３７５質量％以上、０．０５質量％以上、０．０７５質量％以上、または０．１質量％以上のシロキサンポリアルキレンオキシド共重合体含むことができる。従って、本研磨組成物は、前記の端点のいずれかの２つによって定められる量で、シロキサンポリアルキレンオキシド共重合体を含むことができる。例えば、本研磨組成物は、０．０１質量％〜０．５質量％、０．０２質量％〜０．４質量％、または０．０３７５質量％〜０．３質量％の１種もしくは２種以上のシロキサンポリアルキレンオキシド共重合体を含むことができる。
【００３５】
典型的には、本研磨組成物は、１ｐｐｍ以上のシロキサンポリアルキレンオキシド共重合体を含んでいる。例えば、本研磨組成物は、５ｐｐｍ以上、１０ｐｐｍ以上、２５ｐｐｍ以上、５０ｐｐｍ以上、７５ｐｐｍ以上、１００ｐｐｍ以上、１２５ｐｐｍ以上、１５０ｐｐｍ以上、２００ｐｐｍ以上、２５０ｐｐｍ以上、または３００ｐｐｍ以上のシロキサンポリアルキレンオキシド共重合体を含むことができる。あるいは、または加えて、本研磨組成物は、１０００ｐｐｍ以下のシロキサンポリアルキレンオキシド共重合体、例えば、９００ｐｐｍ以下、８００ｐｐｍ以下、７００ｐｐｍ以下、６００ｐｐｍ以下、５００ｐｐｍ以下、または４００ｐｐｍ以下のシロキサンポリアルキレンオキシド共重合体を含むことができる。従って、本研磨組成物は、上記の端点のいずれかの２つによって定められる量でシロキサンポリアルキレンオキシド共重合体を、例えば、１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ、５ｐｐｍ〜９００ｐｐｍなどのシロキサンポリアルキレンオキシド共重合体を、含むことができる。１つの態様では、本発明の研磨組成物は、使用の地点で、１５０ｐｐｍ〜６００ｐｐｍのシロキサンポリアルキレンオキシド共重合体を含んでいる。
【００３６】
１つの態様では、ノニオン性ポリマーは、疎水性に変性されたポリアクリレート共重合体を含む、または、である。例示的な疎水性に変性されたポリアクリレート共重合体としては、ポリエチレングリコール側鎖を有するポリアクリル酸主鎖を含むポリマーが挙げられる。例示的な疎水性に変性されたポリアクリレート共重合体としては、AkzoNobelから商業的に入手可能なAGRILAN（商標）700がある。
【００３７】
本研磨組成物は、いずれかの好適な量の疎水性に変性されたポリアクリレート共重合体を含むことができる。疎水性に変性されたポリアクリレート共重合体の量が少な過ぎる場合には、有益な効果が観られない。対照的に、疎水性に変性されたポリアクリレート共重合体が多過ぎる場合には、本研磨組成物は、望ましくない研磨特性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る。典型的には、本研磨は、２０００ｐｐｍ以下の疎水性に変性されたポリアクリレート共重合体、例えば、１７５０ｐｐｍ以下、１５００ｐｐｍ以下、または１２５０ｐｐｍ以下の疎水性に変性されたポリアクリレート共重合体を含んでいる。あるいは、または加えて、本研磨組成物は、５００ｐｐｍ以上の１種もしくは２種以上の疎水性に変性されたポリアクリレート共重合体、例えば７５０ｐｐｍ以上、または１０００ｐｐｍ以上の疎水性に変性されたポリアクリレート共重合体を含むことができる。従って、本研磨組成物は、上記の端点のいずれかの２つによって定められた量、例えば５００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ、または７５０ｐｐｍ〜１７５０ｐｐｍなどで、疎水性に変性されたポリアクリレート共重合体を含むことができる。１つの態様では、本研磨組成物は、１０００ｐｐｍの１種もしくは２種以上の疎水性に変性されたポリアクリレート共重合体を含んでいる。
【００３８】
１つの態様では、ノニオン性ポリマーは、親水性のノニオン性ポリマーを含んでいる、または、親水性のノニオン性ポリマーである。例示的な親水性のノニオン性ポリマーとしては、ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）が挙げられる。本研磨組成物は、いずれかの好適な量の親水性のノニオン性ポリマーを含むことができる。親水性のノニオン性ポリマーの量が少な過ぎる場合には、有益な効果は観られない。対照的に、親水性のノニオン性ポリマーの量が多過ぎる場合には、本研磨組成物は、望ましくな研磨特性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る。
【００３９】
典型的には、本研磨組成物は１０００ｐｐｍ以下の親水性のノニオン性共重合体、例えば、９００ｐｐｍ以下、８００ｐｐｍｐｐｍ以下、７００ｐｐｍ以下、または６００ｐｐｍ以下の親水性のノニオン性共重合体を含んでいる。あるいは、または加えて、本研磨組成物は、５０ｐｐｍ以上の１種もしくは２種以上の親水性のノニオン性ポリマー、例えば、１００ｐｐｍ以上、１５０ｐｐｍ以上、２００ｐｐｍ以上、２５０ｐｐｍ以上、３００ｐｐｍ以上、３５０ｐｐｍ以上、４００ｐｐｍ以上、４５０ｐｐｍ以上、または５００ｐｐｍ以上の親水性のノニオン性ポリマーを含むことができる。１つの態様では、本研磨組成物は、２５０ｐｐｍ以上の１種もしくは２種以上の親水性のノニオン性ポリマーを含んでいる。従って、本研磨組成物は、上記の端点のいずれかの２つによって定められる量、例えば、５０ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ、または１００ｐｐｍ〜９００ｐｐｍなどで、親水性のノニオン性ポリマーを含むことができる。
【００４０】
典型的には、親水性のノニオン性ポリマーは、５００００ｇ／モルの分子量を有している。
【００４１】
１つの態様では、ノニオン性ポリマーは、多糖を含む、または、多糖である。例示的な多糖としては、例えば、ヒドロキシアルキルセルロース、デキストラン、カルボキシメチルデキストラン、スルホン化デキストラン、キトサン、キサンタンガム、カルボキシメチルセルロース、カラギーナン、およびそれらの混合物が挙げられる。
【００４２】
本研磨組成物は、好適な量の多糖を含んでいる。典型的には、本研磨組成物は、使用の地点で、１０００ｐｐｍ以下の多糖を含んでいる。例えば、本研磨組成物は、例えば、使用の地点で、９００ｐｐｍ以下の多糖、８００ｐｐｍ以下、７００ｐｐｍ以下、６００ｐｐｍ以下、５００ｐｐｍ以下、４００ｐｐｍ以下、３００ｐｐｍ以下、２００ｐｐｍ以下、または１００ｐｐｍ以下の多糖を含むことができる。
【００４３】
ヒドロキシアルキルセルロースの限定するものではない例としては、変性セルロースエーテル、例えば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）、およびヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）が挙げられる。
【００４４】
好ましい態様では、多糖としては、ヒドロキシエチルセルロース、例えばDow Chemical Companyから商業的に入手可能なCELLOSIZE（商標）QP-09Lヒドロキシエチルセルロースがある。ヒドロキシエチルセルロースは、好適な粘度を有している。典型的には、ヒドロキシエチルセルロースは、水中の５％溶液として、２５℃で測定した場合に、５０センチポアズの粘度を有している。例えば、ヒドロキシエチルセルロースは、７５ｃＰ以上または１００ｃＰ以上の粘度を有することができる。あるいは、または加えて、ヒドロキシエチルセルロースは、１５０ｃＰ以下、例えば１２５ｃＰ以下の粘度を有することができる。従って、ヒドロキシエチルセルロースは、上記の端点のいずれかの２つによって定められた粘度、例えば５０ｃＰ〜１５０ｃＰ、７５ｃＰ〜１２５ｃＰなど、を有することができる。この粘度は、当業者によって知られているいずれかの好適な方法を用いて測定することができる。
【００４５】
本発明の研磨組成物は、１種以上のノニオン性ポリマーを含むことができる。例えば、幾つかの態様では、本研磨組成物は、シロキサンポリアルキレンオキシド共重合体およびポリビニルピロリドンを含んでいる。あるいは、または加えて、研磨組成物は、多糖および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を含むことができる。
【００４６】
幾つかの態様では、本発明の化学機械研磨組成物は、１種もしくは２種以上のホスホン酸を含んでいる。いずれかの特定の理論に拘束されることは望まないが、ホスホン酸は、本研磨組成物中でキレート化剤として作用し、そして基材表面および研磨用具上への残渣の蓄積を低減するのを援けることが信じられる。例示的なホスホン酸としては、Dequestから商業的に入手可能なDEQUEST（商標）ホスホネート、例えばDEQUEST（商標）P9030、DEQUEST（商標）2000EG、およびDEQUEST（商標）2010が挙げられる。
【００４７】
好ましい態様では、ホスホン酸は、１−ヒドロキシエチリレン−１，１−ジホスホン酸、アミノトリ（メチレン）ホスホン酸、アミノトリ（メチレン）ホスホン酸、メチルホスホン酸、ジエチレントリアミンペンタキス（メチルホスホン酸）、ヘキサメチレンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（メチルホスホン酸）、イミノジ（メチルホスホン酸）、（アミノメチル）ホスホン酸、Ｎ−（ホスホノメチル）グリシン、およびそれらの混合物からなる群から選ばれる。
【００４８】
本研磨組成物は、いずれかの好適な量のホスホン酸を含むことができる。ホスホン酸の量が少な過ぎる場合には、有益な効果が観られない。対照的に、ホスホン酸の量が多過ぎる場合には、酸化ケイ素の除去速度を低下させることができる。従って、本研磨組成物は、典型的には、０．００１質量％以上、例えば、０．００２質量％、０．００３質量％、０．００４質量％、０．００５質量％、０．００７５質量％、０．０１質量％、０．０５質量％、０．１質量％以上、０．２質量％以上、または０．５質量％以上のホスホン酸を含んでいる。あるいは、または加えて、本研磨組成物は、２質量％以下、例えば１．５質量％以下、または１質量％以下のホスホン酸を含むことができる。従って、本研磨組成物は、上記の端点のいずれかの２つによって定められた量のホスホン酸を含むことができる。例えば、本研磨組成物は、０．００１質量％〜２質量％、０．００２質量％〜１．５質量％、または０．００３質量％〜１質量％のホスホン酸を含むことができる。
【００４９】
他の態様では、本研磨組成物は、１０００ｐｐｍ以下のホスホン酸、例えば、９００ｐｐｍ以下、８００ｐｐｍ以下、７００ｐｐｍ以下、６００ｐｐｍｐｐｍ以下、５００ｐｐｍ以下、４００ｐｐｍ以下、３００ｐｐｍ以下、２００ｐｐｍ以下、または１００ｐｐｍ以下のホスホン酸を含んでいる。他の態様では、本研磨組成物は、１５０ｐｐｍのホスホン酸、１２５ｐｐｍのホスホン酸、５０ｐｐｍのホスホン酸、および２５ｐｐｍのホスホン酸を含んでいる。
【００５０】
幾つかの態様では、本発明の化学機械研磨組成物は、１種もしくは２種以上の窒素含有両性イオン性化合物を含んでいる。両性イオン性化合物であることができるこの窒素含有化合物は、特定のｐＨで両性イオン性化合物であることができる窒素含有化合物である。両性イオン性化合物は、非隣接の原子上に形式反対電荷を有する中性の化合物である。両性イオン性化合物は、典型的には酸性部分と塩基性部分の両方を含んでおり、酸部分のｐＫａは塩基部分のｐＫａと異なっており、そのために、この化合物は、ｐＨが、酸部分のｐＫａと塩基部分のｐＫａとの間にある場合に、両性イオン性である。また、両性イオン性化合物は、分子内塩と表される。例えば、アミノ酸（例えば、リシン）は、両性イオン性化合物であることができる窒素含有化合物であるが、両性イオン性化合物であることができる窒素含有化合物は、アミノ酸である必要はない。例えば、ベタイン、ピリジンエタンスルホン酸、ピリジンスルホン酸、ピリジル酢酸、３−（３−ピリジル）プロピオン酸、ピラジンカルボン酸、１−（３−スルホプロピル）ピリジニウムヒドロキシド、およびピコリン酸は、両性イオン性化合物であることができる窒素含有化合物である。本研磨組成物に有用である両性イオン性化合物である更なる窒素含有化合物としては、スルファニル酸、ドデシルジメチル（３−スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド（ラウリルスルホベタイン）、（カルボキシメチル）トリメチルアンモニウムヒドロキシド（ベタイン）、２−（Ｎ−モルフォリノ）エタンスルホン酸、Ｎ−２−アセトアミドイミド二酢酸、１，３−ビス［トリス（ヒドロキシメチル）メチルアミノ］プロパン、Ｎ−２−アセトアミド−２−アミノエタンスルホン酸、３−（Ｎ−モルホリン）プロパンスルホン酸、Ｎ−トリス（ヒドロキシメチル）メチル−２−アミノエタンスルホン酸、Ｎ−２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−２−エタンスルホン酸、Ｎ−２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−３−プロパンスルホン酸、Ｎ−トリス（ヒドロキシメチル）メチルグリシン、シクロヘキシルアミノエタンスルホン断、３−（シクロヘキシルアミノ）プロパンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、それらの塩、およびそれらの混合物が挙げられる。本研磨組成物は、存在する場合には、好適な量の１種もしくは２種以上の窒素含有両性イオン性化合物を含んでいる。窒素含有両性イオン性化合物の量が少な過ぎる場合には、有益な効果が観られない。対照的に、窒素含有両性イオン性化合物が多過ぎる場合には、その研磨組成物は、望ましくな研磨特性を示す可能性があるか、および／または費用効率が高くない可能性がある。本研磨組成物は、使用の地点で、１ｐｐｍ以上の窒素含有両性イオン性化合物、例えば、５ｐｐｍ以上、１０ｐｐｍ以上、１５ｐｐｍ以上、２５ｐｐｍ以上、５０ｐｐｍ以上、７５ｐｐｍ以上、１００ｐｐｍ以上、１２５ｐｐｍ以上、１５０ｐｐｍ以上、１７５ｐｐｍ以上、２００ｐｐｍ以上、２５０ｐｐｍ以上、３００ｐｐｍ以上、３５０ｐｐｍ以上、４００ｐｐｍ以上、４５０ｐｐｍ以上、または５００ｐｐｍ以上の窒素含有両性イオン性化合物を含むことができる。あるいは、または加えて、本研磨組成物は、１０００ｐｐｍ以下の窒素含有両性イオン性化合物、例えば、９５０ｐｐｍ以下、９００ｐｐｍ以下、８５０ｐｐｍ以下、８００ｐｐｍ以下、７５０ｐｐｍ以下、７００ｐｐｍ以下、６５０ｐｐｍ以下、６００ｐｐｍ以下、または５５０ｐｐｍ以下の窒素含有両性イオン性化合物を含むことができる。従って、本研磨組成物は、上記の端点のいずれかの２つによって定められた量、例えば１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ、５ｐｐｍ〜９５０ｐｐｍなどで、１種もしくは２種以上の窒素含有両性イオン性化合物を含むことができる。
【００５１】
好ましい態様では、本研磨組成物は、ピコリン酸を含んでいる。本研磨組成物は、使用の地点で、典型的には１００ｐｐｍ以下のピコリン酸、例えば使用の地点で、９０ｐｐｍ以下、８５ｐｐｍ以下、８０ｐｐｍ以下、７５ｐｐｍ以下、７０ｐｐｍ以下、６５ｐｐｍ以下、６０ｐｐｍ以下、５５ｐｐｍ以下のピコリン酸を含んでいる。あるいは、または加えて、本研磨組成物は、使用の地点で、１５ｐｐｍ以上のピコリン酸、例えば、２０ｐｐｍ以上、２５ｐｐｍ以上、３０ｐｐｍ以上、３５ｐｐｍ以上、４０ｐｐｍ以上、４５ｐｐｍ以上、または５０ｐｐｍ以上のピコリン酸を含むことができる。従って、本研磨組成物は、上記の端点のいずれかの２つによって定められた量で、ピコリン酸を含むことができる。例えば、本研磨組成物は、使用の地点で、１５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍのピコリン酸、２０ｐｐｍ〜９５ｐｐｍ、２５ｐｐｍ〜９０ｐｐｍ、３０ｐｐｍ〜８５ｐｐｍのピコリン酸などを含むことができる。
【００５２】
他の好ましい態様では、本研磨組成物は、ベタインを含んでいる。本研磨組成物は、典型的には、使用の地点で、１０００ｐｐｍ以下のベタイン、使用の地点で、例えば、９５０ｐｐｍ以下、９００ｐｐｍ以下、８５０ｐｐｍ以下、８００ｐｐｍ以下、７５０ｐｐｍ以下、７００ｐｐｍ以下、６５０ｐｐｍ以下、６００ｐｐｍ以下、５５０ｐｐｍ以下のベタインを含んでいる。あるいは、または加えて、本研磨組成物は、使用の地点で、１００ｐｐｍ以上のベタイン、使用の地点で、例えば１５０ｐｐｍ以上、２００ｐｐｍ以上、２５０ｐｐｍ以上、３００ｐｐｍ以上、３５０ｐｐｍ以上、４００ｐｐｍ以上、４５０ｐｐｍ以上、または５００ｐｐｍ以上のベタイン含むことができる。従って、本研磨組成物は、上記の端点のいずれかの２つによって定められる量で、ベタインを含むことができる。例えば、本研磨組成物は、使用の地点で１００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍのベタイン、１５０ｐｐｍ〜９５０ｐｐｍ、２００ｐｐｍ〜９００ｐｐｍ、２５０ｐｐｍ〜８５０ｐｐｍ、３００ｐｐｍ〜８００ｐｐｍのベタインなどを含むことができる。
【００５３】
幾つかの態様では、本発明の研磨組成物は、２種以上の窒素含有両性イオン性化合物を含んでいる。例えば、幾つかの態様では、本研磨組成物は、ピコリン酸およびベタインおよび／またはアミノ酸（例えば、リシン）を含んでいる。
【００５４】
幾つかの態様では、本化学機械研磨組成物は、１種もしくは２種以上のスルホン酸共重合体を含んでいる。例示的なスルホン酸共重合体としては、アクリル酸および２−アクリルアミド−２−メチルプロピルスルホン酸（ＡＭＰＳ）の共重合体がある。１つの態様では、スルホン酸共重合体は、１５０００ｇ／モル以上、例えば、２５０００ｇ／モル以上、５００００ｇ／モル以上、７５０００ｇ／モル以上、１０００００ｇ／モル以上、１２５０００ｇ／モル以上、１５００００ｇ／モル以上、２０００００ｇ／モル以上、２２５０００ｇ／モル以上、または２５００００ｇ／モル以上の平均分子量を有するポリ（アクリル酸）−コ−ポリ−（ＡＭＰＳ）である。あるいは、または加えて、ポリ（アクリル酸）−コ−ポリ（ＡＭＰＳ）共重合体は、５０００００ｇ／モル以下、４５００００ｇ／モル以下、４０００００ｇ／モル以下、３５００００ｇ／モル以下、または３０００００ｇ／モル以下の平均分子量を有している。従って、ポリ（アクリル酸）−コ−ポリ（ＡＭＰＳ）共重合体は、上記の端点のいずれかの２つによって定められた平均分子量、例えば１５０００ｇ／モル〜５０００００ｇ／モルなどの平均分子量を有することができる。
【００５５】
また、スルホン酸共重合体は、スルホン化多元共重合体、例えば三元共重合体を含むことができる。スルホン化多元共重合体の例示的な例としては、AkzoNobel（Chicago、イリノイ州）のALCOFLOW（商標）270およびLubrizol（Cleveland、オハイオ州）のCARBOSPERSE（商標）K-797Dが挙げられる。
【００５６】
本研磨組成物は、存在する場合には、使用の地点で、いずれかの好適な量のポリ（アクリル酸）−コ−ポリ（ＡＭＰＳ）共重合体を含むことができる。ポリ（アクリル酸）−コ−ポリ（ＡＭＰＳ）共重合体の量が少な過ぎる場合には、基材の微細構造（topography）に有益な効果が得られない。対照的に、ポリ（アクリル酸）−コ−ポリ（ＡＭＰＳ）共重合体の量が多過ぎる場合には、その研磨組成物は、望ましくない研磨特性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る。従って、本研磨組成物は、使用の地点で、液体担体およびそれに溶解もしくは懸濁されたいずれかの成分の総質量を基準として、１ｐｐｍ以上のポリ（アクリル酸）−コ−ポリ（ＡＭＰＳ）共重合体を含むことができる。例えば、本研磨組成物は、５ｐｐｍ以上、５０ｐｐｍ以上、１００ｐｐｍ以上、２５０ｐｐｍ以上、５００ｐｐｍ以上、１０００ｐｐｍ以上、または１２５０ｐｐｍ以上のポリ（アクリル酸）−コ−ポリ（ＡＭＰＳ）共重合体を含むことができる。あるいは、または加えて、本研磨組成物は、２０００ｐｐｍ以下のポリ（アクリル酸）−コ−ポリ（ＡＭＰＳ）共重合体、例えば、１７５０ｐｐｍ以下、または１５００ｐｐｍ以下のポリ（アクリル酸）−コ−ポリ（ＡＭＰＳ）共重合体を含むことができる。従って、本研磨組成物は、上記の端点のいずれかの２つによって定められた量で、ポリ（アクリル酸）−コ−ポリ（ＡＭＰＳ）共重合体を、例えば、１ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ、５ｐｐｍ〜１５００ｐｐｍ、５０ｐｐｍ〜１２５０ｐｐｍなどのポリ（アクリル酸）−コ−ポリ（ＡＭＰＳ）共重合体を含むことができる。
【００５７】
本発明の化学機械研磨組成物は、１種もしくは２種以上のアニオン性共重合体を含むことができる。いずれかの好適なアニオン性共重合体を用いることができる。アニオン性共重合体は、アニオン性モノマーの共重合体を含むことができる。アニオン性モノマーの例としては、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、４−スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、およびビニルホスホン酸が挙げられる。アニオン性モノマーは、いずれかの好適な有機酸と重合することができる。好適な有機酸の例としては、アクリル酸、メタクリル酸およびマレイン酸が挙げられる。それらのアニオン性モノマーと有機酸とのいずれかの組合わせは、好適なアニオン性ポリマーと考えることができる。例示的なアニオン性共重合体としては、ポリ（マレイン酸）−コ−ポリ（スチレン−４−スルホン酸）（Akzo Nobelから商業的に入手可能なVERSA TL（商標）-4）がある。
【００５８】
本発明の化学機械研磨組成物は、第四級アミンを含むポリマーを含むことができる。第四級アミンを含むポリマーは、存在するのであれば、第四級アミンを含むいずれかの好適なポリマーであることができ、そして本研磨組成物中に、いずれかの好適な量で存在することができる。好適なモノマーの例としては、メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、ジメチルアミノ（メタ）アクリレートおよびジアリルジメチルアンモニウムクロリドが挙げられる。
【００５９】
本発明の化学機械研磨組成物は、本研磨組成物のｐＨを調整する（すなわち、調節する）ことができる１種もしくは２種以上の化合物（すなわち、ｐＨ調整化合物）を含むことができる。本研磨組成物のｐＨは、本研磨組成物の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。ｐＨ調整化合物は、望ましくは水溶性かつ、本研磨組成物の他の成分と相溶性である。典型的には、本化学機械研磨組成物は、使用の地点で、５．５〜８．５のｐＨを有している。幾つかの態様では、ｐＨを調整することができる化合物は、本研磨組成物の酸性のｐＨを緩衝することができることが望ましい。従って、それらの態様では、本研磨組成物の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、または２．０±０．５）であることが望ましい。典型的には、それらの態様における本研磨組成物のｐＨは、使用の地点で、５．５である。従って、本研磨組成物の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、５〜７のｐＫａを有する少なくとも１種のイオン化可能基を有している。
【００６０】
他の態様では、ｐＨを調整することができる化合物は、塩基性のｐＨを緩衝することができることが望ましい。従って、それらの態様では、本研磨組成物のｐＨは、７．０超（例えば、７．３±０．２、７．５±０．３、７．８±０．５、８．０±０．５、８．３±０．５、８．５±０．５、８．８±０．５、または９．０±０．５）であることが望ましい。典型的には、それらの態様では、本研磨組成物のｐＨは、使用の地点で、７〜９である。
【００６１】
１つの態様では、ｐＨを調整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ばれる。
【００６２】
本発明の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、軟化剤（conditioners）、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、スケール防止剤、分散剤などが挙げられる。
【００６３】
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、そして本研磨組成物中にいずれかの好適な量で存在することができる。好適な殺生物剤としては、イソチアゾリンオン殺生物剤がある。本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。
【００６４】
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、本研磨組成物のいずれかの成分は、本研磨組成物の水中に溶解されている場合には、カチオンおよびアニオンとして解離し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。ここに記載されている本研磨組成物中に存在するそのような化合物の量は、本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指していると理解されるであろう。
【００６５】
本研磨組成物は、いずれかの好適な技術によって生成することができ、その多くは、当業者に知られている。本研磨組成物は、バッチ法または連続法で調製することができる。通常は、本研磨組成物は、本研磨組成物の成分を混合することによって調製することができる。ここで用いられる用語「成分」は、個々の原料（例えば、セリア研磨剤、ノニオン性ポリマー、ホスホン酸、窒素含有両性イオン性化合物、随意選択的な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、随意選択的な１種もしくくは２種以上のスルホン酸共重合体、本研磨組成物のｐＨを調整することができる随意選択的な１種もしくは２種以上の化合物、および／またはいずれかの随意選択的な添加剤）ならびに原料のいずれかの組合わせ（例えば、セリア研磨剤、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など）を含んでいる。
【００６６】
例えば、本研磨組成物は、（ｉ）液体担体の全てもしくは一部を準備すること、（ｉｉ）セリア研磨剤、１種もしくは２種以上のノニオン性ポリマーのポリマー類、随意選択的な１種もしくは２種以上のホスホン酸、随意選択的な１種もしくは２種以上の窒素含有両性イオン性化合物、随意選択的な１種もしくは２種以上のスルホン酸共重合体、および本研磨組成物のｐＨを調整することができる随意選択的な１種もしくは２種以上の化合物、を、そのような分散液を調整するのに好適ないずれかの手段を用いて、分散すること、（ｉｉｉ）この分散液のｐＨを適切に調整すること、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。
【００６７】
あるいは、本研磨組成物は、（ｉ）セリア酸化物スラリー中の１種もしくは２種以上の成分（例えば、液体担体、セリア研磨剤および１種もしくは２種以上のノニオン性ポリマー、随意選択的な１種もしくは２種以上の窒素含有両性イオン性化合物、および１種もしくは２種以上の随意選択的な成分）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、液体担体、１種もしくは２種以上の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、随意選択的な１種もしくは２種以上のホスホン酸、および１種もしくは２種以上の随意選択的な成分）を準備すること、（ｉｉｉ）この分散液のｐＨを適切に調整すること、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。
【００６８】
本研磨組成物は、セリア研磨剤、１種もしくは２種以上のノニオン性ポリマー、随意選択的な１種もしくは２種以上のホスホン酸、随意選択的な１種もしくは２種以上の窒素含有両性イオン性化合物、随意選択的な１種もしくは２種以上のスルホン酸共重合体、本研磨組成物のｐＨを調整することができる随意選択的な１種もしくは２種以上の化合物、ならびに水を含む、一体の包装系として、提供することができる。あるいは、２容器、または３もしくは４以上の容器の、本研磨組成物の成分の組合わせは、当業者の知識の範囲内である。随意選択的な成分、例えば、殺生物剤は、必要に応じて、第１および／または第２の容器、あるいは第３の容器中に配置することができる。更に、第１または第２容器中の成分は、乾燥形態であることができ、一方で、他の容器中の成分は、存在するならば、水性分散液の形態であることができる。更に、第１または第２の容器中の成分は、異なる、実質的に同様の、または更には等しいｐＨ値を有することができる。随意選択的な成分および／または添加剤、例えばアニオン性ポリマー錯化剤が固体である場合には、それは、乾燥形態で、または液体担体中の混合物のいずれかで供給することができる。
【００６９】
あるいは、本発明の研磨組成物は、セリア酸化物スラリーおよび添加剤溶液を含む２包装系として提供され、セリア酸化物スラリーは、セリア研磨剤、１種もしくは２種以上のノニオン性ポリマー、随意選択的な１種もしくは２種以上の窒素含有両性イオン性化合物、随意選択的な１種もしくは２種以上のスルホン酸共重合体、本研磨組成物のｐＨを調整することができる随意選択的な１種もしくは２種以上の化合物、ならびに水から本質的になる、またはからなり、そして添加剤溶液は、随意選択的な１種もしくは２種以上のホスホン酸、本研磨組成物のｐＨを調整することができる随意選択的な１種もしくは２種以上の化合物、随意選択的なノニオン性ポリマーおよび随意選択的な１種もしくは２種以上のスルホン酸共重合体から本質的になる、またはからなる。２包装系は、その２つの包装、すなわちセリア酸化物スラリーと添加剤溶液の混合比率を変更することによって、基材の全体的な平坦化特性および研磨速度の調整を可能にする。
【００７０】
種々の方法を、そのような２包装研磨系を使用するために用いることができる。例えば、セリウム酸化物スラリーおよび添加剤溶液は、異なる管によって供給することができ、それらは供給管の出口で結合および連結されて、研磨台上に混合物を供給するか、または、セリウム酸化物スラリーおよび添加剤溶液は、研磨の少し前もしくは直前に混合することができ、または研磨台上に同時に供給することができる。更に、２包装を混合する場合には、所望により、脱イオン水を加えることができ、研磨組成物および結果として得られる基材の研磨特性を調整することができる。
【００７１】
貯蔵装置中に容れられた成分を混合して、使用の場所で、もしくはその近傍で、研磨組成物を生成させるために、その貯蔵装置は、典型的には、それぞれの貯蔵設備から、研磨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）へと導く、１つもしくは２種以上の流れ経路を与えられる。ここで用いられる用語「使用の地点」は、研磨組成物が基材の表面に適用される場所（例えば、研磨パッドまたは基材の表面自体）を表している。本研磨組成物が、使用の地点での混合を用いて生成される場合には、本研磨組成物の成分は、必要に応じて、２つもしくは３つ以上の貯蔵装置中に別々に貯蔵される。用語「流れの経路」は、個々の貯蔵容器からの、そこに貯蔵された成分の、使用の地点への流れの経路を意味している。１つもしくは２つ以上の流れの経路は、それぞれが直接に使用の地点に導くことができ、または１つ以上の流れの経路が用いられる場合には、２つもしくは３つ以上の流れの経路が、いずれかの地点で単一の流れの経路へと一体化されることができ、それが使用の地点に導く。更には、１つもしくは２つ以上の流れの経路のいずれか（例えば、個々の流れの経路または一体化された流れの経路）は、その成分の使用の地点に到達する前に、他の装置（例えば、ポンプ装置、計量装置、混合装置など）の１つもしくは２つ以上に先ず導くことができる。
【００７２】
本研磨組成物の成分は、使用の地点に独立して供給することができる（例えば、これの成分は、基材の表面い供給して、そこでそれらの成分は、研磨プロセスの間に混合される）か、または１種もしくは２種以上の成分を、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もしくは直前に、混合することができる。成分が、プラテン上に混合された形態で加えられる前の５分間以内に、例えば、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、または更には使用の地点でのこれらの成分の供給と同時に（例えば、これらの成分は供給器で混合される）混合される場合には、成分は、「使用の地点への供給の直前」に混合されている。また、成分が、使用の地点の５ｍ以内、例えば、使用の地点の１ｍ以内、または更には使用の地点の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、成分は「使用の地点への供給の直前」に混合されている。
【００７３】
本研磨組成物の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、それらの成分は、流れの経路内で混合され、そして混合装置の使用なしに、使用の地点に供給されることができる。あるいは、１つもしくは２以上の流れの経路は、混合装置中に導いて、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、容器型の混合装置であることができ、１つもしくは２つ以上の入口（それによって研磨スラリーの２種もしくは３種以上の成分がこの混合器へと導入され）、および少なくとも１つの出口を有しており、それを通して混合された成分は混合器を出て、直接にまたはこの設備の他の要素を経由して（例えば、１つもしくは２つ以上の流れの経路を経由して）のいずれかで、使用の地点へと供給される。更に、混合装置は、２つ以上のチャンバを含むことができ、それぞれのチャンバは少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を有しており、２種もしくは３種以上の成分がそれぞれのチャンバ中で混合される。容器型の混合装置が用いられる場合には、混合装置は、これらの成分の混合を更に促進するように、好ましくは混合機構を含んでいる。混合機構は、当技術分野で通常知られており、そして攪拌機（stirrers）、混合器、攪拌機（agitators）、パドル翼、ガススパージャシステム、振動機などが挙げられる。
【００７４】
また、本研磨組成物は、濃縮物として提供することができ、これは、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、本研磨組成物濃縮物は、この濃縮物の、適切な量の水での希釈によって、本研磨組成物のそれぞれの成分が、本研磨組成物中に、それぞれの成分についての上記の適切な範囲内の量で存在するように、本研磨組成物の成分を含んでいる。例えば、セリア研磨剤、ノニオン性ポリマー、随意選択的なホスホン酸、随意選択的な１種もしくは２種以上の窒素含有両性イオン性化合物、随意選択的な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、随意選択的なスルホン酸共重合体、本研磨組成物のｐＨを調整することができる随意選択的な化合物、および随意選択的な添加剤は、それぞれの成分についての上記の濃度よりも２倍（例えば、３倍、４倍、または５倍）多い量で濃縮物中にそれぞれ存在することができ、それによって、こ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が、本研磨組成物中に、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ことになる。更には、当業者には理解されるように、濃縮物は、セリア研磨剤、ノニオン性ポリマー、随意選択的なホスホン酸、随意選択的な１種もしくは２種以上の窒素含有両性イオン性化合物、随意選択的な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、随意選択的なスルホン酸共重合体、本研磨組成物のｐＨを調整することができる随意選択的な化合物、および随意選択的な添加剤が、この濃縮物中に少なくとも部分的に、または完全に溶解することを確実にするために、最終の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。
【００７５】
本発明の研磨組成部は、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は、高い除去速度を示す。例えば、本発明の態様に従って、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ケイ酸塩（ＰＥＴＥＯＳ）および／またはテトラエチルオルトケイ酸塩（ＴＥＯＳ）を含むシリコンウエハを研磨する場合には、本研磨組成物は、望ましくは、５００Å／分以上、７００Å／分以上、１０００Å／分以上、１２５０Å／分以上、１５００Å／分以上、１７５０Å／分以上、２０００Å／分以上、２５００Å／分以上、３０００Å／分以上、３５００Å／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、４０００Å／分以上、４５００Å／分以上、または５０００Å／分以上であることができる。
【００７６】
更に、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、本研磨組成物は、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。
【００７７】
更に、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は、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、本研磨組成物は、望ましくは１０００Å／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の除去速度を示す。
【００７８】
更に、本発明の研磨組成物は、望ましくは好適な技術によって定められたように基材を研磨する場合には、少ない粒子欠陥を示す。好ましい態様では、本発明の化学機械研磨組成物は、望ましくは少ない欠陥に寄与する湿式法セリアを含む。本発明の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、レーザー光散乱法、例えば暗視野法線ビームコンポジット（dark field normal beam composite）（ＤＣＮ）および暗視野傾斜ビームコンポジット（dark field oblique beam composite）（ＤＣＯ）を、研磨された基材上の粒子欠陥を測定するのに用いることができる。粒子欠陥を評価するための計測機器は、例えばLA-Tencorから入手可能である（例えば、SURFSCAN（商標）SP1設備で、１２０ｎｍの閾値で、または１６０ｎｍの閾値で運転される）。
【００７９】
本発明の研磨組成物で研磨された、基材、特に酸化ケイ素および／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、２００００カウント以下、例えば、１７５００カウント以下、１５０００カウント以下、１２５００カウント以下、３５００カウント以下、３０００カウント以下、２５００カウント以下、２０００カウント以下、１５００カウント以下、または１０００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カウント以下、２５０カウント以下、１２５カウント以下、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、または加えて、本発明の化学機械研磨組成物は、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して、少ない引掻き傷を示す。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たいずれかの好適な方法によって測定して、２５０以下の引掻き傷、または１２５以下の引掻き傷を含んでいる。
【００８０】
本発明の研磨組成物は、特定の薄層材料に選択的な、所望の研磨範囲での効率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、表面の不完全性、欠陥、腐食、浸食および停止層の除去を最小化する。選択性は、ある程度は、本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制御することができる。所望であれば、本発明の方法は、二酸化ケイ素のポリシリコンに対する、５：１もしくはそれ以上（例えば、１０：１もしくはそれ以上、１５：１もしくはそれ以上、２５：１もしくはそれ以上、５０：１もしくはそれ以上、１００：１もしくはそれ以上、または１５０：１もしくはそれ以上）の研磨選択性で、基材を研磨するのに用いることができる。また、本発明の方法は、窒化ケイ素のポリシリコンに対する２：１もしくはそれ以上（４：１もしくはそれ以上、または６：１もしくはそれ以上）の研磨選択性で、基材を研磨するのに用いることができる。特定の配合では、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もしくはそれ以上、または更には３０：１もしくはそれ以上を示すことができる。好ましい態様では、本発明の方法は、二酸化ケイ素と窒化ケイ素の、ポリシリコンに対する選択的な研磨を同時に与える。
【００８１】
また、本発明は、以下の工程、
（ｉ）基材を、研磨パッドおよびここで記載したような化学機械研磨組成物と接触させること、
（ｉｉ）この研磨パッドを、基材に対して、それらの間に本化学機械研磨組成物を備えて、動かすこと、および、
（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。
【００８２】
本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、そして低誘電性材料からなる少なくとも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。これらのウエハは、典型的には、例えば、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属複合材、金属合金、低誘電性材料、またはそれらの組合わせを含む、またはからなる。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、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つ全て、を含む基材を研磨するために特に有用である。例えば、本研磨組成物は、電子工業で用いられるシリコンウエハを研磨するのに用いることができる。この点について、シリコンは、ドーブされていないシリコンであることができ、またはそれは、ホウ素もしくはアルミニウムがドープされたｐ−型シリコンであることができる。更には、シリコンは、ポリシリコンであることができる。
【００８３】
基材は、望ましくは、酸化ケイ素および／または窒化ケイ素と組合わせて、ポリシリコンを含んでいる。ポリシリコンは、いずれかの好適な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において知られている。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において知られている。酸化ケイ素の好適な種類としては、ホウリンケイ酸ガラス（ＢＰＳＧ）、ＰＥＴＥＯＳ、熱酸化物、ドープ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。他の好適な金属酸化物としては、部分安定化ジルコニア（ＰＳＺ）が挙げられる。
【００８４】
有利には、本発明の研磨方法を用いて研磨されたシリコン基材は、低表面粗さおよび低粒子欠陥を示す。表面粗さ（Ｒａ）は、ここでは平面性からの偏差の算術平均として定義されるが、いずれかの好適な技術を用いて測定することができる。好適な技術としては、例えば、Veeco Instruments (Plainview、ニューヨーク州)から入手可能な機器を用いた、触針形状測定（stylus profilometry）および光学的形状測定（optical profilometry）、ならびに原子間力顕微鏡法が挙げられる。典型的には、本発明の研磨方法は、シリコンウエハ上に、光学的形状測定を用いて測定した場合に、２０Å以下（例えば、１４Å以下、または１２Å以下、または１０Å以下、または更には８Å以下）の表面粗さを生成する。
【００８５】
本発明の研磨組成物および方法は、化学機械研磨装置と組み合わせた使用に特に好適である。典型的には、この装置は、プラテン（これは、使用時には、動作し、そして軌道、直線、または円形の動きからもたらされる速度を有する）、プラテンと接触し、そして動作時にはプラテンと共に動く研磨パッド、ならびに研磨される基材を、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保持する支持体、を含んでいる。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させるように配置し、そして次いで研磨パッドを基材に対して動かして、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によって起こる。
【００８６】
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、織物の、および不織の研磨パッドが挙げられる。更には、好適な研磨パッドは、種々の密度、硬度、厚さ、圧縮性、圧縮への反発能力、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製品、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共に、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。
【００８７】
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器を更に含んでおり、それらの多くは、当技術分野において知られている。研磨されている基材の表面から反射される光または他の輻射線を解析することによって研磨プロセスを検査および監視するための技術は、当技術分野において知れらている。そのような方法は、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、米国特許第5,964,643号明細書中に開示されている。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行の検査または監視は、研磨の終点の決定、すなわち、特定の基材に対して研磨プロセスを何時停止するかの決定を可能にする。
【実施例】
【００８８】
以下の例は、本発明を更に説明するが、しかしながら、その範囲を限定するものとは決して解釈されてはならない。
【００８９】
以下の省略形が、例を通して用いられる：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）；ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）；ホスホン酸（ＰＡ）；ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）；プラズマ促進テトラエチルオルトシリケート（ＰＥＴＥＯＳ）；ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）；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（ＰＥＯ／ＰＰＯ）；ポリ（アクリル酸）−コ−ポリ（２−アクリルアミド−２−メチルプロピルスルホン酸（ＰＡＡ−ＡＭＰＳ）、およびシロキサンポリアルケンオキシド共重合体（ＳｉＯ／ＰＡＯ）。
【００９０】
以下の例では、基材は、MIRRA（商標）（Applied Materials, Inc.）またはREFLEXION（商標）（Applied Materials, Inc.）の機器のいずれかを用いて研磨した。IC 1010（商標）研磨パッド（Rohm and Haas Electronic Materials）を、全ての条件において同じ研磨パラメータで、用いた。除去速度は、分光偏光解析法（spectroscopic elipsometry）を用いて膜厚を測定し、そして初期の厚さから最終的な厚さを引き算することにによって計算された。
【００９１】
例１
この例は、本発明の研磨組成物を示しており、これはセリア研磨剤、１種もしくは２種以上の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、１種もしくは２種以上のノニオン性ポリマー、１種もしくは２種以上のホスホン酸、随意選択的な１種もしくは２種以上の窒素含有両性イオン性化合物、および水を含んでおり、良好な総合的な基材研磨特性、例えば、良好なｐｏｌｙＳｉ選択性を備えたＴＥＯＳの好適な除去速度、を示すことができる。
【００９２】
ＴＥＯＳおよびｐｏｌｙＳｉを含むシリコンウエハは、表１中に明示したように研磨組成物１Ａ〜１Ｍで、同じ条件下で研磨された。それぞれの研磨組成物は、０．４質量％の湿式法セリア（Rhodiaから商業的に入手可能なHC-60（商標））を含んでいた。それぞれの研磨組成物は、表１中に明示したように、ＰＥＧ（Dow Corporationから商業的に入手可能な8,000 MW）、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（PLURONIC（商標）L31）、ホスホン酸（DEQUEST（商標）D2000EG）を含んでいた。研磨組成物１Ｉ〜１Ｍは、１２８ｐｐｍのピコリン酸を更に含んでいた。それぞれの研磨組成物のｐＨは、５．５であった。対照の組成物は、０．４質量％の湿式法セリアおよび水のみを含んでいた。
【００９３】
ＴＥＯＳとｐｏｌｙＳｉの除去速度は、それぞれの研磨組成物について測定され、そして表１中に明記した。
【００９４】
【表１】
2015516476.tif 000002
【００９５】
表１に示した結果から明らかなように、湿式法セリア研磨剤、ポリエチレングリコール、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、ホスホン酸、随意選択的な窒素含有両性イオン性化合物、および水を含む研磨組成物は、良好な総合的な基材研磨特性を示すことができ、例えば１０００Å／分超の、そして４０００Å／分までのＴＥＯＳ除去速度で、５０Å／分未満の高いｐｏｌｙＳｉ除去速度を備えていて、従って高いＴＥＯＳ：ｐｏｌｙＳｉ選択性を有する。
【００９６】
例２
この例は、本発明の研磨組成物を示しており、それは、セリア研磨剤、１種もしくは２種以上のノニオン性ポリマー、１種もしくは２種以上のホスホン酸、ピコリン酸、および水を含んでおり、良好な総合的な基材研磨特性、例えば良好なｐｏｌｙＳｉ選択性を備えながら好適なＴＥＯＳの除去速度、を示すことができる。
【００９７】
ＴＥＯＳおよびｐｏｌｙＳｉを含むシリコンウエハを、表２に示したように、研磨組成物２Ａ〜２Ｅと明記した５種の異なる研磨組成物で、同じ条件下で研磨した。それぞれの研磨組成物は、０．４質量％の、Rhodiaから商業的に入手可能なHC-60（商標）湿式法セリアを含んでいた；シロキサンポリアルキレンオキシド共重合体（ＳｉＯ／ＰＡＯ）は、Momentive Performance Chemicalsによって製造されたSILWET(TM) L-7604であった；ＰＶＰは、Sigma-Aldrich製であった；ホスホン酸源は、DEQUEST（商標）D2000EGであった；そしてピコリン酸は、Yuki Gosei Kogyo USA, Inc.製であった。研磨組成物２Ａは、シロキサンポリアルキレンオキシド共重合体を含まないが、しかしながら１６６７ｐｐｍのＰＥＧ（Dow Corporationから商業的に入手可能な8,000 MW）を含んでいた。
【００９８】
ＴＥＯＳ、ＳｉＮ、およびｐｏｌｙＳｉ除去速度が、それぞれの研磨組成物について測定され、そして表３中に示した。
【００９９】
【表２】
2015516476.tif 000003
【０１００】
【表３】
2015516476.tif 000004
【０１０１】
研磨組成物のディッシング性能を、外形にわたって厚さを測定することによってパターン化されたウエハ上で評価した。ディッシング性能の結果を表４に示した。
【０１０２】
【表４】
2015516476.tif 000005
【０１０３】
表３に示した結果から明らかなように、湿式法セリア研磨剤、シロキサンポリアルキレン共重合体、１種もしくは２種以上のホスホン酸、ピコリン酸、および水を含む研磨組成物（研磨組成物２Ｂ〜２Ｅ）は、良好な総合的な基材研磨特性、例えば、良好なＴＥＯＳ：ＳｉＮおよびＴＥＯＳ：ｐｏｌｙＳｉ選択性を備えた、ＴＥＯＳの好適な除去速度を示すことができる。更に、表４に示した結果から明らかなように、そのような研磨組成物（研磨組成物２Ｂ〜２Ｅ）は、残っているトレンチ厚さの増加（３００〜４００Åの研磨組成物２Ａと比較して）によって証明されるように、好適なディッシング性能を示す。
【０１０４】
例３
この例は、セリア研磨剤、１種もしくは２種以上のノニオン性ポリマー、１種もしくは２種以上のホスホン酸、１種もしくは２種以上の窒素含有両性イオン性化合物、１種もしくは２種以上のスルホン酸共重合体、および水を含む、本発明の研磨剤組成物が、良好な総合的な基材研磨特性、例えば、良好なｐｏｌｙＳｉおよびＳｉＮの選択性を備えた、好適なＴＥＯＳの除去速度、を示すことができることを示している。
【０１０５】
ＴＥＯＳ、ｐｏｌｙＳｉ、およびＳｉＮを含むシリコンウエハを、研磨組成物３Ａ〜３Ｄと明記された４つの異なる研磨組成物で、同じ条件下で研磨した。それぞれの研磨組成物は、使用の地点で、０．４質量％の、Rhodiaから商業的に入手可能なHC-60（商標）湿式法セリアを含んでいた。また、研磨組成物は、Shandong TaiHe Water Treatment Co., Ltd.製のポリ（アクリル酸）−コ−ポリ（ＡＭＰＳ）（ＰＡＡ／ＡＭＰＳ）、DEQUEST（商標）D2000EGの形態のホスホン酸（ＰＡ）、およびYuki Gosei Kogyo USA, Inc.製のピコリン酸を、表５中に示した量で、含んでいた。研磨組成物３Ａは、１６６７ｐｐｍのＰＥＧ（8,000 MW）を含んでおり、そしてＨＥＣまたはスルホン酸共重合体のいずれをも含んでいなかった。研磨組成物３Ｂ〜３Ｄは、表５中に示したように、異なる量の、Dow Chemical Companyから商業的に入手可能なCELLOSIZE(TM) QP-09Lヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）を含んでいた。それぞれの研磨組成物のｐＨは、７〜８であった。
【０１０６】
ＴＥＯＳ、ＳｉＮ、およびｐｏｌｙＳｉの除去速度は、それぞれの研磨組成物について測定され、そして表６中に示した。更に、研磨組成物３Ａ、３Ｃ、および３Ｄの研磨特性を、パターン化されたウエハ上で測定し、そしてそれらの結果を表７中に示した。
【０１０７】
【表５】
2015516476.tif 000006
【０１０８】
【表６】
2015516476.tif 000007
【０１０９】
【表７】
2015516476.tif 000008
【０１１０】
表６に示した結果から明らかなように、セリア研磨剤、１種もしくは２種以上のノニオン性ポリマー、１種もしくは２種以上のホスホン酸、１種もしくは２種以上の窒素含有両性イオン性化合物、および水を含む研磨組成物（研磨組成物３Ａ〜３Ｄ）は、良好な総合的な基材研磨特性、例えば、良好なＴＥＯＳ：ＳｉＮおよびＴＥＯＳ：ｐｏｌｙＳｉ選択性を備えた、ＴＥＯＳの好適な除去速度、ならびに好適なディッシング性能、を示している。例えば、研磨組成物３Ａ〜３Ｄは、それぞれＨＥＣをノニオン性ポリマーとして含んでおり、好適なＴＥＯＳ：ｐｏｌｙＳｉ選択性を示している。更に、研磨組成物３Ｃおよび３Ｄのそれぞれは、フィーチャ寸法（例えば、２１００〜２５００Åのトレンチ厚さ）の範囲に亘って低いトレンチ損失を示した。
【０１１１】
例４
この例は、セリア研磨剤、１種もしくは２種以上のノニオン性ポリマー、１種もしくは２種以上のホスホン酸、１種もしくは２種以上の窒素含有両性イオン性化合物、および水を含む、本発明の研磨組成物は、良好な総合的な基材研磨特性、例えば、良好なｐｏｌｙＳｉおよびＳｉＮ選択性を備えた、ＴＥＯＳの好適な除去速度を、示すことができる。
【０１１２】
ＴＥＯＳ、ｐｏｌｙＳｉ、およびＳｉＮを含むシリコンウエハは、Applied Materialsから商業的に入手可能なREFLEXION（商標）設備を用いて、研磨組成物４Ａおよび４Ｂとして示された２つの異なる研磨組成物で、同じ条件下で研磨された。それぞれの研磨組成物４Ａおよび４Ｂは、０．４質量％の、Rhodiaから商業的に入手可能なHC-60（商標）湿式法セリア、１０００ｐｐｍの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（PLURONIC（商標）L31）、６４ｐｐｍのホスホン酸（ＰＡ）、１６ｐｐｍのピコリン酸、および１６６７ポリエチレングリコールを含んでいた。研磨組成物４Ａはベタインを含んでいなかったが、研磨組成物４Ｂは１００ｐｐｍのベタインを含んでいた。それぞれの研磨組成物のｐＨは、７〜８であった。
【０１１３】
ＴＥＯＳ、ＳｉＮ、およびｐｏｌｙＳｉの除去速度を、それぞれの研磨組成物について測定し、そして表８に示した。
【０１１４】
【表８】
2015516476.tif 000009
【０１１５】
表８に示した結果から明らかなように、セリア研磨剤、１種もしくは２種以上のノニオン性ポリマー、１種もしくは２種以上のホスホン酸、１種もしくは２種以上の窒素含有両性イオン性化合物、および水を含む研磨組成物は、良好な総合的な基材研磨特性、例えば、良好なＴＥＯＳ：ＳｉＮおよびＴＥＯＳ：ｐｏｌｙＳｉ選択性を備えた、ＴＥＯＳの好適な除去速度を示している。更に、ベタインを含むそのような研磨組成物（研磨組成物４Ｂ）は、より高いＴＥＯＳ除去速度ならびに良好なＴＥＯＳ：ＳｉＮおよびＴＥＯＳ：ｐｏｌｙＳｉ選択性を示している。
【０１１６】
例５
この例は、セリア研磨剤、１種もしくは２種以上のノニオン性ポリマー、１種もしくは２種以上の窒素含有両性イオン性化合物、随意選択的な１種もしくは２種以上のスルホン酸共重合体、随意選択的な１種もしくは２種以上のアニオン性ポリマー、および水を含む本発明の研磨組成物が、良好な総合的な基材研磨特性、例えば、良好なｐｏｌｙＳｉおよびＳｉＮ選択性を備えた、好適なＴＥＯＳ除去速度、を示すことができることを示している。
【０１１７】
ＴＥＯＳ、ｐｏｌｙＳｉ、およびＳｉＮを含むシリコンウエハを、表９に示したように、研磨組成物５Ａ〜５Ｈで、同じ条件下で研磨した。それぞれの研磨組成物５Ａ〜５Ｈは、０．４質量％の、Rhodiaから商業的に入手可能なHC-60（商標）湿式法セリア、Dow Corporationから商業的に入手可能な５０ｐｐｍのＰＥＧ（8,000 MW）、および５００ｐｐｍのピコリン酸を含んでいた。この例で用いられた疎水性に変性されたポリアクリレート共重合体（ここでは櫛型ポリマー（comb polymers）と称される）は、ＰＥＧ側鎖を備えたポリ（アクリル酸）主鎖からなっている（Akzo Nobel製のAGRILAN（商標）700）。アニオン性共重合体は、ポリ（マレイン酸）−コ−ポリ（スチレン−４−スルホン酸）（Akzo Nobel製のVERSA（商標）TL-4）であった。
【０１１８】
ＴＥＯＳ、ＳｉＮ、およびｐｏｌｙＳｉの除去速度を、それぞれの研磨組成物について測定し、そしてそれらの結果を表１０に示した。それぞれの研磨組成物のディッシング性能を測定し、そしてそれらの結果を表１１に示した。
【０１１９】
【表９】
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【０１２０】
【表１０】
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【０１２１】
【表１１】
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【０１２２】
表１０および１１に示した結果によって明らかなように、セリア研磨剤、１種もしくは２種以上のノニオン性ポリマー、１種もしくは２種以上の窒素含有両性イオン性化合物、随意選択的な１種もしくは２種以上のスルホン酸共重合体、随意選択的な１種もしくは２種以上のアニオン性ポリマー、および水を含む研磨組成物は、良好なＳｉＮ損失性能および好適なディッシング性能を示している。
【国際調査報告】
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