(57)【要約】【課題】本発明では、ポリシリコンあるいはアモルファスシリコンの研磨用途において、高い除去速度で研磨可能な化学機械研磨用水系分散体、およびそれを用いた化学機械研磨方法を提供する。【解決手段】化学機械研磨用組成物であって、スルフィニル基を側鎖に有する繰り返し単位を有する重合体（Ａ）を含有し、スルフィニル基を側鎖に有する繰り返し単位が、下記式（１）で表される。    【化１】2017114966.tif 000012              ・・・・・（１）（式（１）中、Ｒ３は直接結合または炭素数１〜２４の２価の有機基を示し、Ｒ４は置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルカンジイル基または置換基を有していてもよい炭素数６〜２０のアリーレン基を示す。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
スルフィニル基を有する含む化合物を有する、化学機械研磨用組成物。
【請求項２】
前記化合物がスルフィニル基を側鎖に有する繰り返し単位を有する重合体（Ａ）を含有する、請求項１に記載の化学機械研磨用組成物。
【請求項３】
前記スルフィニル基を側鎖に有する繰り返し単位が、下記一般式（１）で表される、請求項２に記載の化学機械研磨用組成物。
【化１】
2017114966.tif 000010
・・・・・（１）
（一般式（１）中、Ｒ３は直接結合または炭素数１〜２４の２価の有機基を示し、Ｒ４は置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数６〜２０のアリール基を示す。）
【請求項４】
前記スルフィニル基を側鎖に有する繰り返し単位が、下記一般式（２）で表される、請求項３に記載の化学機械研磨用組成物。
【化２】
2017114966.tif 000011
・・・・・（２）
（一般式（２）中、Ｒ１はそれぞれ独立に水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基を示し、Ｒ２は直接結合、−Ｏ−、＊−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−、＊−（Ｃ＝Ｏ）−ＮＲ６−、＊−ＮＲ６−（Ｃ＝Ｏ）−（Ｒ６は、水素原子または炭素数１〜１０の有機基を示し、＊は、一般式（２）中のＲ１が結合している炭素原子と結合する位置を示す）またはフェニレン基を示し、Ｒ５は水素原子または−ＯＲ７（Ｒ７は水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基を示す）を示す。Ｒ８はそれぞれ独立に直接結合または置換基を有していてもよい炭素数１〜１０のアルカンジイル基を示す。Ｒ３およびＲ４は、前記と同義である。）
【請求項５】
前記重合体（Ａ）が、更に、共役ジエン類、スチレン類、（メタ）アクリレート類および（メタ）アクリルアミド類から選ばれる１種以上の単量体から誘導される繰り返し単位を有する、請求項１ないし請求項４に記載の化学機械研磨用組成物。
【請求項６】
シリコン材料を被研磨面に含む、請求項１または請求項５に記載の化学機械研磨用組成物。
【請求項７】
シリコン材料を含む配線基板を、請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の化学機械研磨用組成物を用いて研磨する工程を含む、研磨浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学機械研磨用水系分散体およびそれを用いた化学機械研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、アモルファスシリコン、ポリシリコンなどの単体シリコンの少なくとも一部を除去するため研磨工程がある。このような研磨は、特許文献１、２に記載の通り、アルカリ性の研磨用組成物を用いて行われる。酸性から中性領域では、多糖、ポリカルボン酸等を添加した研磨用組成物も用いられる（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００２−５２５３８３号公報
【特許文献２】特許第５６９５７０８号公報
【特許文献３】特許５６９５７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来知られている研磨用組成物の多くは、必ずしもユーザー要求を十分に満足させるだけの高い除去速度でシリコン材料を研磨することができるものではなかった。
【０００５】
そこで、本発明に係る幾つかの態様は、前記課題を解決することで、本発明では、ポリシリコンあるいはアモルファスシリコンの研磨用途において、高い除去速度で研磨可能な化学機械研磨用水系分散体、およびそれを用いた化学機械研磨方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。
【０００７】
［適用例１］
本発明に係る化学機械研磨用組成物の一態様は、
スルフィニル基を有する化合物を含有することを特徴とする。
【０００８】
［適用例２］
上記適用例において、
前記化合物がスルフィニル基を側鎖に有する繰り返し単位を有する重合体（Ａ）を含有することを特徴とする。
【０００９】
［適用例３］
上記適用例において、
前記スルフィニル基を側鎖に有する繰り返し単位が、下記一般式（１）で表されることができる。
【００１０】
【化１】
2017114966.tif 000002
【００１１】
・・・・・（１）
（一般式（１）中、Ｒ３は直接結合または炭素数１〜２４の２価の有機基を示し、Ｒ４は置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数６〜２０のアリール基を示す。）
［適用例４］
上記適用例において、
前記スルフィニル基を側鎖に有する繰り返し単位が、下記一般式（２）で表されることができる。
【００１２】
【化２】
2017114966.tif 000003
【００１３】
・・・・・（２）
（一般式（２）中、Ｒ１はそれぞれ独立に水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基を示し、Ｒ２は直接結合、−Ｏ−、＊−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−、＊−（Ｃ＝Ｏ）−ＮＲ６−、＊−ＮＲ６−（Ｃ＝Ｏ）−（Ｒ６は、水素原子または炭素数１〜１０の有機基を示し、＊は、一般式（２）中のＲ１が結合している炭素原子と結合する位置を示す）またはフェニレン基を示し、Ｒ５は水素原子または−ＯＲ７（Ｒ７は水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基を示す）を示す。Ｒ８はそれぞれ独立に直接結合または置換基を有していてもよい炭素数１〜１０のアルカンジイル基を示す。Ｒ３およびＲ４は、前記と同義である。）
［適用例５］
上記適用例において、
前記重合体（Ａ）が、更に、共役ジエン類、スチレン類、（メタ）アクリレート類および（メタ）アクリルアミド類から選ばれる１種以上の単量体から誘導される繰り返し単位を有することができる。
【００１４】
［適用例６］
上記適用例において、
シリコン材料を被研磨面に含むことができる。
【００１５】
［適用例７］
本発明に係る研磨方法の一態様は、
シリコン材料を含む配線基板を、適用例１ないし適用例６のいずれか一例に記載の化学機械研磨用組成物を用いて研磨する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
半導体装置を構成する基板の中でも、シリコン窒化物の表面は化学機械研磨の際に正電荷を帯びており、シリコン酸化物の表面は化学機械研磨の際に負電荷を帯びていることが知られている。したがって、本発明に係る化学機械研磨用水系分散体によれば、スルフィニル基の高い極性により、化学機械研磨の際に正電荷を帯びる基板（例えば、シリコン窒化膜）を選択的に研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態に係る化学機械研磨方法の使用に適した被処理体を模式的に示した断面図である。
【図２】第１研磨工程終了時の被処理体を模式的に示した断面図である。
【図３】第２研磨工程終了時の被処理体を模式的に示した断面図である。
【図４】化学機械研磨装置を模式的に示した斜視図である。
【図５】実験例で使用した被処理体を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も含む。
【００１９】
１．化学機械研磨用組成物
本発明の一実施形態に係る化学機械研磨用組成物は、スルフィニル基を有する化合物を含有することを特徴とする。スルフィニル基を有する化合物としては、低分子化合物、重合体を挙げられる。この中でも重合体が好ましく、スルフィニル基を側鎖に有する重合体が特に好ましい。
【００２０】
以下、本実施の形態に係る化学機械研磨用組成物に含まれる各成分等について説明する。
【００２１】
１．１．スルフィニル基を側鎖に有する重合体（Ａ）
本実施形態に係る化学機械研磨用組成物は、スルフィニル基を側鎖に有する重合体（Ａ）を含有する。重合体（Ａ）は、アモルファスシリコン、ポリシリコンなどの単体シリコン表面に吸着する能力を有するため、重合体（Ａ）を添加することにより表面に重合体による層が形成され、濡れ性が大きく向上することで砥粒との相互作用を促進する。
【００２２】
スルフィニル基を側鎖に有する重合体（Ａ）の好適な具体例としては、下記一般式（１）で表される構造を側鎖中に少なくとも１つ含む繰り返し単位が挙げられ、一般式（１）で表される構造を側鎖に有する繰り返し単位となるポリマー種としては公知のものを用いることができる。より具体的には、下記一般式（２）で表される繰り返し単位を挙げることができる。なお、一般式（１）または（２）において、スルフィニル基の一部がスルフィド（−Ｓ−）またはスルホン（−ＳＯ２−）になっていてもよい。
【００２３】
【化３】
2017114966.tif 000004
【００２４】
・・・・・（１）
（一般式（１）中、Ｒ３は直接結合または炭素数１〜２４の２価の有機基を示し、Ｒ４は置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数６〜２０のアリール基を示す。）
【００２５】
【化４】
2017114966.tif 000005
【００２６】
・・・・・（２）
（一般式（２）中、Ｒ１はそれぞれ独立に水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基を示し、Ｒ２は直接結合、−Ｏ−、＊−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−、＊−（Ｃ＝Ｏ）−ＮＲ６−、＊−ＮＲ６−（Ｃ＝Ｏ）−（Ｒ６は、水素原子または炭素数１〜１０の有機基を示し、＊は、一般式（２）中のＲ１が結合している炭素原子と結合する位置を示す）またはフェニレン基を示し、Ｒ５は水素原子または−ＯＲ７（Ｒ７は水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基を示す）を示す。Ｒ８はそれぞれ独立に直接結合または置換基を有していてもよい炭素数１〜１０のアルカンジイル基を示す。Ｒ３およびＲ４は、前記と同義である。）
上記一般式（２）中のＲ１は水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基を示し、水素原子または炭素数１〜１０のアルキル基が好ましく、水素原子またはメチル基が好ましい。
【００２７】
上記一般式（２）中のＲ２は直接結合、−Ｏ−、＊−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−、＊−（Ｃ＝Ｏ）−ＮＲ６−、＊−ＮＲ６−（Ｃ＝Ｏ）−（Ｒ６は、水素原子または炭素数１〜１０の有機基を示し、＊は、一般式（２）中のＲ１が結合している炭素原子と結合する位置を示す）またはフェニレン基を示す。フェニレン基としては、１，２−フェニレン基、１，３−フェニレン基、１，４−フェニレン基が挙げられる。この中でも、直接結合またはフェニレン基であることが好ましい。
【００２８】
また、上記Ｒ６で示される有機基の炭素数は、好ましくは１〜１０であり、より好ましくは２〜８であり、更に好ましくは２〜６である。上記有機基としては、例えば、炭化水素基が挙げられる。斯かる炭化水素基は、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基および芳香族炭化水素基を包含する概念である。
【００２９】
上記一般式（１）および（２）中のＲ３は直接結合または炭素数１〜２４の２価の有機基を示し、２価の有機基としては、２価の炭化水素基が挙げられる。２価の炭化水素基は、好ましくは２価の脂肪族炭化水素基であり、直鎖状でも分岐状でもよい。具体的には、メタン−１，１−ジイル基、エタン−１，１−ジイル基、エタン−１，２−ジイル基、プロパン−１，１−ジイル基、プロパン−１，２−ジイル基、プロパン−１，３−ジイル基、プロパン−２，２−ジイル基、ブタン−１，２−ジイル基、ブタン−１，３−ジイル基、ブタン−１，４−ジイル基、ペンタン−１，４−ジイル基、ペンタン−１，５−ジイル基、ヘキサン−１，５−ジイル基、ヘキサン−１，６−ジイル基、ヘプタン−１，７−ジイル基、オクタン−１，８−ジイル基等のアルカンジイル基が挙げられる。
【００３０】
上記一般式（１）および（２）中のＲ４は置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数６〜２０のアリール基を示す。
【００３１】
炭素数１〜２０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基等が挙げられる。アルキル基の炭素数は、好ましくは１〜１５、より好ましくは１〜１０である。炭素数６〜２０のアリール基としては、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、等が挙げられる。アリール基の炭素数は、好ましくは６〜１８、より好ましくは６〜１５である。
【００３２】
Ｒ４における置換基としては、水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、アミド基、アミノ基などが挙げられ、この中でも水酸基が特に好ましい。
【００３３】
特にＲ４は、下記一般式（３）で表される１価の基を含むことが好ましい。
【００３４】
【化５】
2017114966.tif 000006
【００３５】
・・・・・（３）
上記一般式（３）中、ａは０〜４の整数であり、好ましくは０〜１の整数である。
【００３６】
重合体（Ａ）における繰り返し単位（１）は、重合体（Ａ）を構成する全繰り返し単位１００モル％中、通常２０モル％以上、好ましくは２０〜９０モル％、より好ましくは３０〜８０モル％である。繰り返し単位（１）の含有量が前記範囲にあると、金属表面に重合体による保護層が形成されやすい傾向にある。
Ｒ８はそれぞれ独立に直接結合または置換基を有していてもよい炭素数１〜１０のアルケニル基を示す。具体的には、メタン−１，１−ジイル基、エタン−１，１−ジイル基、エタン−１，２−ジイル基、プロパン−１，１−ジイル基、プロパン−１，２−ジイル基、プロパン−１，３−ジイル基、プロパン−２，２−ジイル基、ブタン−１，２−ジイル基、ブタン−１，３−ジイル基、ブタン−１，４−ジイル基、ペンタン−１，４−ジイル基、ペンタン−１，５−ジイル基、ヘキサン−１，５−ジイル基、ヘキサン−１，６−ジイル基、ヘプタン−１，７−ジイル基、オクタン−１，８−ジイル基などが挙げられる。
置換基としてはＲ４における置換基と同様に、水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、アミド基、アミノ基などが挙げられる。
【００３７】
重合体（Ａ）は、更に共役ジエン系、スチレン系、（メタ）アクリレート系および（メタ）アクリルアミド系から選ばれる１種以上の単量体から誘導される繰り返し単位を有していてもよい。これら繰り返し単位は１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３８】
共役ジエン系繰り返し単位としては、例えば、１，３−ブタジエン、２−メチル−１，３−ブタジエン（イソプレン）、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエン、２−メチル−１，３−ペンタジエン、１，３−ヘキサジエン、１，３−オクタジエン、３−ブチル−１，３−オクタジエン、４，５−ジエチル−１，３−オクタジエンが挙げられる。これらの中で、１，３−ブタジエン、イソプレンが好ましい。共役ジエン化合物は１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３９】
スチレン類から誘導される繰り返し単位の具体例としては、スチレン、４−メチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、２，４，６−トリメチルスチレン、４−エチルスチレン、４−イソプロピルスチレン、４−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、α―メチルスチレン等に由来する繰り返し単位が挙げられる。
【００４０】
また、上記（メタ）アクリレート類としては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリル等の（メタ）アクリル酸Ｃ１−１５アルキル；（メタ）アクリル酸シクロヘキシル等の（メタ）アクリル酸Ｃ６−１０シクロアルキル；（メタ）アクリル酸１−メトキシエチル、（メタ）アクリル酸２−メトキシエチル等の（メタ）アクリル酸Ｃ１−１０アルコキシＣ１−１０アルキル；（メタ）アクリル酸１−アダマンチル、（メタ）アクリル酸１−メチル−（１−アダマンチルエチル）、（メタ）アクリル酸トリシクロ[５．２．１．０２，６]デカン−８−イル等の炭素数８〜１６の橋かけ環炭化水素基を有する（メタ）アクリル酸エステル等が挙げられる。また、これら（メタ）アクリレート類において、上記Ｃ１−１０アルキル基としてはＣ１−８アルキル基が好ましく、上記Ｃ６−１０シクロアルキル基としてはＣ６−８シクロアルキル基が好ましく、上記Ｃ１−１０アルコキシ基としてはＣ１−６アルコキシ基が好ましく、炭素数８〜１６の橋かけ環炭化水素基としては、炭素数８〜１２の橋かけ環炭化水素基が好ましい。
【００４１】
また、上記（メタ）アクリルアミド類としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジＣ１−１０アルキル（メタ）アクリルアミド；Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド等のＮ−Ｃ１−１０アルキル（メタ）アクリルアミド；Ｎ−（１，１−ジメチル−２−アセチルエチル）（メタ）アクリルアミド等のＮ−Ｃ１−１０アルカノイルＣ１−１０アルキル（メタ）アクリルアミドの他、（メタ）アクリロイルピペリジン等が挙げられる。また、これら（メタ）アクリルアミド類において、上記Ｃ１−１０アルキル基としては、Ｃ３−１０アルキル基が好ましく、上記Ｃ１−１０アルカノイル基としては、Ｃ１−６アルカノイル基が好ましい。
【００４２】
重合体（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）は、好ましくは１０００以上１５０万以下、より好ましくは３０００以上１００万以下、更に好ましくは５０００以上５０万以下である。また、本実施形態で用いられる重合体（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）で表される分子量分布は、通常１〜５、好ましくは１．１〜３、より好ましくは１．２〜２である。なお、本明細書中における「重量平均分子量」とは、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）によって測定されたポリエチレングリコール換算の重量平均分子量のことを指す。
【００４３】
重合体（Ａ）における共役ジエン系、スチレン系、（メタ）アクリレート系および（メタ）アクリルアミド系から選ばれる１種以上の単量体から誘導される繰り返し単位は、重合体（Ａ）を構成する全繰り返し単位１００モル％中、通常５モル％以上、好ましくは１０モル％以上、より好ましくは１５モル％以上である。前記繰り返し単位の含有量が前記範囲にあると、過度なエッチングが防止されやすい傾向にある。
【００４４】
本実施形態に係る化学機械研磨用組成物において、重合体（Ａ）の含有割合は、洗浄用組成物の全質量（１００質量％）に対して、好ましくは０．０００１質量％以上１質量％以下、より好ましくは０．０００５質量％以上０．５質量％以下、特に好ましくは０．００１質量％以上０．１質量％以下である。重合体（Ａ）の含有割合が前記範囲である場合には、アモルファスシリコン、ポリシリコンなどの単体シリコン表面に十分に吸着しながら、配線材料表面への重合体の残留を抑制することができる。また、過度のエッチングが進行することなく、良好な配線材料表面を得ることが出来る。
【００４５】
１．２．その他の成分
本実施形態に係る洗浄用組成物には、必要に応じて砥粒、酸化剤、界面活性剤、水溶性高分子、防食剤等を添加することができる。
【００４６】
１．２．１．（Ｃ）砥粒
本実施の形態に係る化学機械研磨用組成物は、さらに（Ｃ）砥粒を含有する。（Ｃ）砥粒としては、例えば、シリカ、セリア、アルミナ、ジルコニア、チタニア等の無機粒子が挙げられる。
【００４７】
シリカ粒子としては、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカ等が挙げられ、これらの中でもコロイダルシリカを用いることが好ましい。コロイダルシリカは、スクラッチ等の研磨欠陥を低減する観点から好ましく用いられるものであり、例えば、特開２００３−１０９９２１号公報等に記載されている方法で製造されたものを使用することができる。また、特開２０１０−２６９９８５号公報や、Ｊ．Ｉｎｄ．Ｅｎｇ．Ｃｈｅｍ．，Ｖｏｌ．１２，Ｎｏ．６，（２００６）９１１−９１７等に記載されているような方法で表面修飾されたコロイダルシリカを使用してもよい。
【００４８】
特に、コロイダルシリカの表面にカチオン性基が導入されたカチオン性修飾コロイダルシリカは、酸性条件下での安定性に優れているため、本発明において好適に用いられる。コロイダルシリカの表面にカチオン性基を導入する方法としては、コロイダルシリカの表面に、化学的にカチオン性基に変換できる官能基を有するシランカップリング剤を修飾する方法が挙げられる。このようなシランカップリング剤としては、アミノプロピルトリメトキシシラン、（アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルジメチルエトキシシラン、アミノプロピルメチルジエトキシシラン、アミノブチルトリエトキシシラン等が挙げられる。
【００４９】
また、コロイダルシリカの表面にスルホン酸基が導入されたスルホン酸修飾コロイダルシリカを用いてもよい。コロイダルシリカの表面にスルホン酸基を導入する方法としては、コロイダルシリカの表面に、化学的にスルホン酸基に変換できる官能基を有するシランカップリング剤を修飾した後、該官能基をスルホン酸基に変換する方法が挙げられる。このようなシランカップリング剤としては、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、２−メルカプトエチルトリメトキシシラン、２−メルカプトエチルトリエトキシシラン等のメルカプト基を有するシランカップリング剤；ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド等のスルフィド基を有するシランカップリング剤が挙げられる。コロイダルシリカの表面に修飾されたシランカップリング剤のメルカプト基やスルフィド基を酸化させることでスルホン酸基に変換することができる。
【００５０】
（Ｃ）砥粒の含有割合は、化学機械研磨用組成物の全質量に対して、０．１質量％以上１０質量％以下、好ましくは０．３質量％以上８質量％以下、より好ましくは０．５質量％以上５質量％以下である。（Ｃ）砥粒の含有割合が前記範囲である場合には、タングステン膜等を有する被処理面の腐食を低減させながら、実用的な研磨速度を得ることができる。
【００５１】
１．２．２．酸性化合物
本実施の形態に係る化学機械研磨用組成物は、酸性化合物を添加してもよい。酸性化合物としては、有機酸および無機酸が挙げられる。したがって、本実施の形態に係る化学機械研磨用組成物は、有機酸および無機酸から選択される少なくとも１種を使用することができる。酸性化合物は、（Ａ）シリカ粒子との相乗効果により、特にシリコン窒化膜の研磨速度を大きくする作用効果を奏する。
【００５２】
有機酸としては、特に制限されないが、例えば、マロン酸、マレイン酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、シュウ酸、乳酸等、およびこれらの塩が挙げられる。その中でも酒石酸、リンゴ酸、クエン酸がより好ましく、酒石酸が特に好ましい。前記例示した酒石酸、リンゴ酸およびクエン酸は、分子内に２以上のカルボキシル基および１以上のヒドロキシル基を有している。このヒドロキシル基は、シリコン窒化膜中に存在する窒素原子と水素結合することができるので、シリコン窒化膜の表面に前記例示した有機酸が多く存在するようになる。これにより、前記例示した有機酸中のカルボキシル基がエッチング作用することで、シリコン窒化膜の研磨速度を大きくすることができる。
【００５３】
以上のように、酸性化合物として前記例示した酒石酸、リンゴ酸、クエン酸を使用することで、シリコン窒化膜に対する研磨速度をより大きくすることができる。
【００５４】
無機酸としては、特に制限されないが、例えば、リン酸、硫酸、塩酸、硝酸等、これら
の塩および誘導体が挙げられる。例えば、リン酸またはその誘導体を添加すると、シリコ
ン窒化膜に対する研磨速度を大きくすることができる。これは、リン酸のシリコン窒化膜
に対する化学的研磨作用とコロイダルシリカの機械的研磨作用の相乗効果により達成され
るものと推測される。これにより、シリコン窒化膜およびシリコン酸化膜に対する研磨速
度を調整することができる。
【００５５】
１．２．３．アミン化合物
本実施形態に係る化学機械研磨用組成物は、アミン化合物を含有することが好ましい。本実施形態において、アミン化合物は、いわゆるエッチング剤としての機能を有する。本実施形態に係る化学機械研磨用組成物においてアミン化合物を添加することにより、ＣＭＰ工程において、配線基板上の金属酸化膜（例えば、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ及びＣｕ（ＯＨ）２層）や有機残渣（例えばＢＴＡ層）をエッチングして除去することができる。
【００５６】
アミン化合物としては、例えば、アルカノールアミン、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン等が挙げられる。
【００５７】
アルカノールアミンとしては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−メチル−Ｎ，Ｎ−ジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルエタノールアミン、Ｎ−（β−アミノエチル）エタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、モノプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン等が挙げられる。第一級アミンとしては、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、１，３−プロパンジアミン等が挙げられる。第二級アミンとしては、ピペリジン、ピペラジン等が挙げられる。第三級アミンとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン等が挙げられる。これらのアミン化合物は、１種単独で用いてもよく、２種以上混合して用いてもよい。
【００５８】
これらのアミン化合物の中でも、配線基板上の金属酸化膜や有機残渣をエッチングする効果が高い点で、モノエタノールアミン、モノイソプロパノールアミンが好ましい。
【００５９】
アミン化合物の含有割合は、化学機械研磨用組成物の全質量に対して、好ましくは０．０００１質量％以上１質量％以下、より好ましくは０．０００５質量％以上０．５質量％以下、特に好ましくは０．００１質量％以上０．１質量％以下である。アミン化合物の含有割合が前記範囲である場合には、ＣＭＰ終了後における洗浄工程において、被洗浄面の腐食を抑制し良好な被研磨面を得つつ、配線基板上の金属酸化膜や有機残渣を効果的にエッチングして除去することができる。
【００６０】
１．２．４．水溶性高分子
本実施形態に係る化学機械研磨用組成物は、水溶性高分子を含有することが好ましい。水溶性高分子は、カルボキシル基、スルホ基、アミノ基よりなる群から選択される少なくとも１種の官能基を有する水溶性高分子である。水溶性高分子は、被研磨面の表面に吸着して腐食を低減させる機能を有している。そのため、化学機械研磨用組成物に水溶性高分子を添加すると、被研磨面の腐食を低減させる効果が向上する。ただし、水溶性高分子は、上記重合体（Ａ）を含まないものとする。
【００６１】
なお、本発明において「水溶性」とは、２０℃の水１００ｇに溶解する質量が０．１ｇ以上であることをいう。
【００６２】
水溶性高分子としては、カルボキシル基、スルホ基、アミノ基よりなる群から選択される少なくとも１種の官能基を有する水溶性高分子であれば特に限定されない。水溶性高分子成分で使用される重合体は、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、スチレンスルホン酸、またはこれらの誘導体を繰り返し単位として含む共重合体等が挙げられる。これらの繰り返し単位は、１種単独または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６３】
水溶性高分子の重量平均分子量（Ｍｗ）は、好ましくは２０００以上１５０万以下、より好ましくは３０００以上１２０万以下であることが好ましい。なお、本明細書中における「重量平均分子量」とは、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）によって測定されたポリエチレングリコール換算の重量平均分子量のことを指す。
【００６４】
水溶性高分子の含有量は、化学機械研磨用組成物を被研磨面に安定して供給できるように、常温における粘度が２ｍＰａ・ｓ以下となるように調整するとよい。化学機械研磨用組成物の粘度は、水溶性高分子の平均分子量や含有量によりほぼ決定されるので、それらのバランスを考慮しながら調整するとよい。
【００６５】
例えば、水溶性高分子の含有割合は、化学機械研磨用組成物の全質量に対して、好ましくは０．０００１質量％以上１質量％以下、より好ましくは０．０００５質量％以上０．５質量％以下、特に好ましくは０．００１質量％以上０．１質量％以下である。水溶性高分子の含有割合が前範囲にあると、腐食の抑制とＣＭＰスラリー中に含まれていたパーティクルや金属不純物を配線基板上から除去する効果の両立が可能となる。
【００６６】
１．２．５．ｐＨ調整剤
本実施形態に係る化学機械研磨用組成物は、ｐＨが１以上であることが好ましく、２以上１４以下であることがより好ましく、２以上１１以下であることがさらに好ましい。
【００６７】
上述のように、本実施形態に係る洗浄用組成物はｐＨが１以上であることが好ましい。ｐＨ調整剤としては、例えば、リン酸、硫酸、塩酸、硝酸等の酸性化合物、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム等のアルカリ金属の水酸化物、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の有機アンモニウム塩、アンモニア等の塩基性化合物を用いることが好ましい。これらのｐＨ調整剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上混合して用いてもよい。
【００６８】
これらのｐＨ調整剤の中でも、一般的なアルカリ性洗浄剤で使用されている有機アンモニウム塩は人体への健康被害が懸念されることから、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム等のアルカリ金属の水酸化物が好ましく、水酸化カリウムがより好ましい。
【００６９】
１．２．６．界面活性剤
本実施形態に係る化学機械研磨用組成物には、さらに界面活性剤を添加してもよく、その中でもノニオン性界面活性剤が好ましい。界面活性剤には、化学機械研磨用水系分散体に適度な粘性を付与する効果がある。化学機械研磨用水系分散体の粘度は、２５℃において０．５ｍＰａ・ｓ以上１０ｍＰａ・ｓ未満となるように調製することが好ましい。
【００７０】
ノニオン性界面活性剤としては、例えば、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ステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル；ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアリールエーテル；ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル；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ソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等が挙げられる。上記例示したノニオン性界面活性剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上混合して用いてもよい。
【００７１】
ノニオン性界面活性剤の含有割合は、化学機械研磨用組成物の全質量に対して、好ましくは０．００１質量％以上１．０質量％以下、より好ましくは０．００２質量％以上０．５質量％以下、特に好ましくは０．００３質量％以上０．１質量％以下である。
【００７２】
１．２．７．防蝕剤
本実施の形態に係る化学機械研磨用組成物には、さらに必要に応じて防蝕剤を添加してもよい。防蝕剤としては、例えば、ベンゾトリアゾールおよびその誘導体が挙げられる。ここで、ベンゾトリアゾール誘導体とは、ベンゾトリアゾールの有する１個または２個以上の水素原子を、例えば、カルボキシル基、メチル基、アミノ基、ヒドロキシル基等で置換したものをいう。ベンゾトリアゾール誘導体としては、４−カルボキシルベンゾトリアゾールおよびその塩、７−カルボキシベンゾトリアゾールおよびその塩、ベンゾトリアゾールブチルエステル、１−ヒドロキシメチルベンゾトリアゾールまたは１−ヒドロキシベンゾトリアゾール等が挙げられる。
【００７３】
１．２．８．酸化剤
本実施の形態に係る化学機械研磨用組成物は、さらに必要に応じて酸化剤を添加してもよい。酸化剤としては、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩、過酸化水素、下記の各種のヘテロポリ酸および過マンガン酸カリウム等の過マンガン酸化合物、重クロム酸カリウム等の重クロム酸化合物などの多価金属塩等が挙げられる。
【００７４】
ヘテロポリ酸は無機酸が縮合して生成し、２種以上の金属を有するポリ酸であり、その中心原子は、Ｃｕ、Ｂｅ、Ｂ、Ａｌ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｔｈ、Ｎ、Ｐ、Ａs、Ｓｂ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｕ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｍｎ、Ｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｏｓ、ＩｒおよびＰｔ等である。また、これらの中心原子と組み合わされるヘテロ原子は、Ｃｕ、Ｂｅ、Ｂ、Ａｌ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｔｈ、Ｎ、Ｐ、Ａs、Ｓｂ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｕ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｍｎ、Ｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｏｓ、ＩｒおよびＰｔのうちの中心原子とは異なる原子である。ヘテロポリ酸としては、中心原子がＶ、ＭｏまたはＷであり、ヘテロ原子がＳｉまたはＰであるものが好ましい。
【００７５】
なお、ヘテロポリ酸の具体例としては、ケイモリブデン酸、リンモリブデン酸、ケイタングステン酸およびリンタングステン酸等が挙げられる。また、これらの酸化剤のうちで好ましいものは過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過酸化水素であり、過硫酸アンモニウムが特に好ましい。
【００７６】
酸化剤の含有量は、水系分散体を１００質量％した場合に、０．０１〜１０質量％とすることができ、特に０．０５〜５質量％、さらには０．１〜３質量％とすることが好ましい。酸化剤は、１０質量％含有させれば十分に研磨速度を向上させることができ、１０質量％を越えて多量に含有させる必要はない。
【００７７】
１．２．９．水系媒体
本実施形態に係る化学機械研磨用組成物は、上記成分を水系媒体に溶解または分散させることが好ましく、用いられる水系媒体としては、水を主成分とした溶媒としての役割を果たすことができるものであれば特に制限されない。このような水系媒体としては、水、水およびアルコールの混合媒体、水および水との相溶性を有する有機溶媒を含む混合媒体等が挙げられる。これらの中でも、水、水およびアルコールの混合媒体を用いることが好ましく、水を用いることがより好ましい。
【００７８】
このような水としては、例えば超純水、純水、イオン交換水、蒸留水等を挙げることができるが、超純水、純水、イオン交換水が好ましく、超純水がより好ましい。なお、超純水および純水は、水道水を活性炭に通し、イオン交換処理した後、さらに蒸留したものを、必要に応じて所定の紫外線殺菌灯を照射またはフィルターを通すことにより得られる。
【００７９】
１．３．用途
本実施形態に係る化学機械研磨用組成物は、主として半導体装置を構成する複数の基板のうち、化学機械研磨の際に正電荷を帯びる基板を研磨するための研磨材として使用することができる。化学機械研磨の際に正電荷を帯びる代表的な基板としては、シリコン材料が挙げられる。シリコン材料としては、例えば、シリコン単結晶やアモルファスシリコン、ポリシリコン、ドープされたポリシリコンなどの単体シリコン、及び窒化シリコンや酸化シリコンなどが挙げられる。本実施形態に係る化学機械研磨用組成物は、これらシリコン材料を研磨する用途において主に使用される研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法に特に適している。
【００８０】
１．４．化学機械研磨用組成物の調製方法
本実施形態に係る化学機械研磨用組成物の調製方法は、特に制限されないが、例えば前述した各成分等を、水系媒体に添加して撹拌・混合することにより各成分を水系媒体に溶解させ、次にｐＨ調整剤を添加して所定のｐＨに調整する方法が挙げられる。ｐＨ調整剤以外の各成分の混合順序や混合方法についても特に制限されず、均一に溶解または分散できればどのような方法を適用してもよい。
【００８１】
また、本実施形態に係る化学機械研磨用組成物は、濃縮タイプの原液として調製し、使用時に水系媒体で希釈して使用することもできる。
【００８２】
２．化学機械研磨方法
本実施形態に係る化学機械研磨方法は、前述した本発明に係る化学機械研磨用組成物を用いて、半導体装置を構成する複数の基板のうち、化学機械研磨の際に正電荷を帯びる基板（例えば、シリコン窒化膜）を研磨することを特徴とする。以下、本実施形態に係る化学機械研磨方法の一具体例について、図面を用いながら詳細に説明する。
【００８３】
２．１．被処理体
図１は、本実施の形態に係る化学機械研磨方法の使用に適した被処理体を模式的に示した断面図である。被処理体１００は、以下の工程（１）ないし（４）を経ることにより形成される。
【００８４】
（１）まず、シリコン基板１０を用意する。シリコン基板１０には、（図示しない）トランジスタ等の機能デバイスが形成されていてもよい。
【００８５】
（２）次に、シリコン基板１０の上に、ＣＶＤ法または熱酸化法を用いて第１酸化シリコン膜１２を形成する。さらに、第１シリコン酸化膜１２の上に、ＣＶＤ法を用いてシリコン窒化膜１４を形成する。
【００８６】
（３）次に、シリコン窒化膜１４をパターニングする。それをマスクとして、リソグラフィー法またはエッチング法を適用してトレンチ２０を形成する。
【００８７】
（４）次に、トレンチ２０を充填するように、第２シリコン酸化膜１６を高密度プラズマＣＶＤ法により堆積させると、被処理体１００が得られる。
【００８８】
２．２．化学機械研磨方法
２．２．１．第１研磨工程
まず、図１に示すような被処理体１００のシリコン窒化膜１４上に堆積した第２シリコン酸化膜１６を除去するために、シリコン酸化膜の選択比が大きい化学機械研磨用組成物を用いて第１研磨工程を行う。図２は、第１研磨工程終了時の被処理体を模式的に示した断面図である。第１研磨工程では、シリコン窒化膜１４がストッパーとなり、シリコン窒化膜１４の表面で研磨を停止することができる。このとき、酸化シリコンが充填されたトレンチ２０では、ディッシングが発生する。これにより、図２に示すように、シリコン窒化膜１４が残るが、シリコン窒化膜１４上には第２シリコン酸化膜１６の研磨残渣がしばしば残存する。この研磨残渣は、その後のシリコン窒化膜１４の研磨に影響を及ぼす場合がある。
【００８９】
２．２．２．第２研磨工程  
次に、図２に示すシリコン窒化膜１４を除去するために、前述した本実施の形態に係る化学機械研磨用組成物を用いて、第２研磨工程を行う。図３は、第２研磨工程終了時の被処理体を模式的に示した断面図である。本実施形態に係る化学機械研磨用組成物は、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜の研磨速度比が十分に大きく、シリコン酸化膜の研磨速度が極端に低すぎないために、シリコン酸化膜の研磨残渣の影響を受けることなく、シリコン窒化膜１４を円滑に研磨除去することができる。このようにして、図３に示すようなトレンチ２０に酸化シリコンが埋め込まれた半導体装置を得ることができる。本実施の形態に係る化学機械研磨方法は、例えば、トレンチ分離（ＳＴＩ）等に適用することができる。
【００９０】
２．３．化学機械研磨装置
前述した第１研磨工程および第２研磨工程には、例えば、図４に示すような化学機械研磨装置２００を用いることができる。図４は、化学機械研磨装置２００を模式的に示した斜視図である。各研磨工程は、スラリー供給ノズル４２からスラリー（化学機械研磨用組成物）４４を供給し、かつ、研磨布４６が貼付されたターンテーブル４８を回転させながら、半導体基板５０を保持したキャリアーヘッド５２を当接させることにより行う。なお、図４には、水供給ノズル５４およびドレッサー５６も併せて示してある。
【００９１】
キャリアーヘッド５２の押し付け圧は、１０〜１，０００ｈＰａの範囲内で選択することができ、好ましくは３０〜５００ｈＰａである。また、ターンテーブル４８およびキャリアーヘッド５２の回転数は１０〜４００ｒｐｍの範囲内で適宜選択することができ、好ましくは３０〜１５０ｒｐｍである。スラリー供給ノズル４２から供給されるスラリー（化学機械研磨用組成物）４４の流量は、１０〜１，０００ｍＬ／分の範囲内で選択することができ、好ましくは５０〜４００ｍＬ／分である。
【００９２】
市販の研磨装置として、例えば、株式会社荏原製作所製、形式「ＥＰＯ−１１２」、「ＥＰＯ−２２２」；ラップマスターＳＦＴ社製、型式「ＬＧＰ−５１０」、「ＬＧＰ−５５２」；アプライドマテリアル社製、型式「Ｍｉｒｒａ」、「Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ」等が挙げられる。
【００９３】
３．実施例
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。なお、本実施例における「部」および「％」は、特に断らない限り質量基準である。
【００９４】
実施例における各分析条件は以下に示すとおりである。
＜分子量測定＞
重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）、数平均分子量（Ｍｎ）および分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、下記条件下で、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により測定した。
・カラム：東ソー社製カラムの「ＴＳＫｇｅｌ  αＭ」および「ＴＳＫｇｅｌ  α２５００」を直列に接続。カラムサイズはいずれも７．８×３００ｍｍ。
・溶媒：臭化リチウム（臭化リチウム一水和物換算で３０ｍｍｏｌ／Ｌ）およびリン酸（１０ｍｍｏｌ／Ｌ）を添加したＮ−メチル−２−ピロリドン
・流速：１ｍｌ／ｍｉｎ
・温度：４０℃
・検出方法：屈折率法
・標準物質：ポリスチレン
・ＧＰＣ装置：東ソー製、装置名「ＨＬＣ-８０２０-ＧＰＣ」
＜ＮＭＲスペクトル＞
重合体に含まれる構造単位の含有量は、1Ｈ−ＮＭＲおよび13Ｃ−ＮＭＲ分析により測定した。核磁気共鳴装置  「ＥＣＰ４００」（日本電子株式会社製）を用い、重クロロホルム、重メタノールおよび重水から、最も重合体の溶解性の高い重溶媒を選択した。
【００９５】
３．１．重合体（Ａ３）の合成
下記スキームに基づき、重合体（Ａ３）を合成した。
【００９６】
【化６】
2017114966.tif 000007
【００９７】
３．１．１．重合体（Ａ１）の合成
攪拌機付きの５００ｍｌフラスコに、ポリブタジエン（Ｃｉｓ−１，４結合含量＝２０モル％、Ｔｒａｎｓ−１，４結合含量＝５５モル％、１，２結合含量＝２５モル％）２３．６ｇ、ギ酸５．９ｇ、トルエン２４０ｍｌを添加した。この混合物を６０℃まで昇温し、撹拌しながら、３１質量％過酸化水素５５．９ｇを１５分間かけて添加した。そのまま１５０分間反応させた後、２３℃まで冷却した。この反応溶液を炭酸水素ナトリウム水溶液および水で洗浄し、溶媒を留去することで、重合体（Ａ１）を得た。1Ｈ−ＮＭＲから、重合体（Ａ１）はポリブタジエンの不飽和基の一部がエポキシ化した重合体であって、エポキシ化率［（エポキシ化した不飽和基の数／エポキシ化前のポリブタジエンに含まれる不飽和基の数）×１００（％）］は６０％であった。また、Ｍｎは５４００、Ｍｗは９５００、Ｍｗ／Ｍｎは１．７６であった。
【００９８】
３．１．２．重合体（Ａ２）の合成
１００ｍｌフラスコに、上述の重合体（Ａ１）５．２ｇ、α−チオグリセロール４．４ｇ、水酸化リチウム一水和物０．８５ｇ、メタノール（ＭｅＯＨ）６．６ｍｌ、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）５．８ｍｌを添加し、６０℃で２時間加熱撹拌した。その後、２３℃に冷却し、水で再沈殿した。沈殿物を６０℃で真空乾燥させ、重合体（Ａ２）を得た。1Ｈ−ＮＭＲから、重合体（Ａ２）は、チオエーテル構造を有していることが分かった。
【００９９】
３．１．３．重合体（Ａ３）の合成
１００ｍｌフラスコに、上述の重合体（Ａ２）５．０ｇ、３１質量％過酸化水素水４．６ｇ、メタノール（ＭｅＯＨ）２５．３ｍｌを添加し、４０℃で２時間加熱撹拌した。その後、２３℃に冷却し、イソプロパノールで再沈殿した。沈殿物を６０℃で真空乾燥させ、白色固体の重合体（Ａ３）を得た。1Ｈ−ＮＭＲから、重合体（Ａ３）は、スルフィニル基を有していることが分かった。
【０１００】
３．２．重合体（Ａ６）の合成
下記スキームに基づき、重合体（Ａ６）を合成した。
【０１０１】
【化７】
2017114966.tif 000008
【０１０２】
３．２．１．重合体（Ａ４）の合成
グリシジルメタクリレート６．７９ｇおよびスチレン２．２７ｇと、重合開始剤として２，２'−アゾビス（イソブチロニトリル）０．２７２ｇと、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド１８．９ｇとを混合しフラスコに入れた。これに窒素を吹き込み、７０℃まで昇温し、６時間重合させ、その後室温に冷却した。この溶液をメタノールによる再沈殿で精製し、減圧乾燥することで重合体（Ａ４）を得た。得られた重合体（Ａ４）において、グリシジルメタクリレートから誘導された繰り返し単位の含有量は６７モル％であり、スチレンから誘導された繰り返し単位の含有量は３３モル％であった。
【０１０３】
３．２．２．重合体（Ａ５）の合成
上述の重合体（Ａ４）１ｇおよびチオグリセロール４．４７ｇと、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド９．４５ｇとを混合してフラスコに入れた。これに窒素を吹き込みながら６０℃まで昇温し、触媒としてトリエチルアミン１６．７ｇを添加した後４時間反応させ、その後室温に冷却した。この溶液を水による再沈殿で精製し、凍結乾燥することで重合体（Ａ５）を得た。
【０１０４】
３．２．３．重合体（Ａ６）の合成
上述の重合体（Ａ５）０．１ｇを０．８４４ｇの水に分散させ、フラスコへ入れた。これに、３０％過酸化水素水溶液を０．０５６ｇ添加し、室温で１８時間反応させた。得られた水溶液を透析することで、共重合体（Ａ６）を得た（収率：２７％）。この重合体（Ａ６）と水を混合し、濃度を１質量％に調整したところ、共重合体（Ａ６）は水に溶解していた。また、得られた共重合体（Ａ６）の重量平均分子量は５００００であり、分子量分布は２．１７であった。重合体（Ａ６）の構造は13Ｃ−ＮＭＲより確認した。
【０１０５】
３．３．重合体（Ａ７）の合成
内容積３リットルの容器に、スチレン／イソプレン（２０／８０モル比）ランダム共重合体１００ｇを仕込み、ジオキサン１リットルに溶解した。溶解後、無水硫酸／ジオキサン錯体（８５ｇ／５００ｇ）を、内温を２５℃に保ちながら容器内に滴下し、滴下後、２５℃で１時間攪拌した。その後、溶剤などを除去して、スチレン／イソプレン（２０／８０モル比）ランダム共重合体のスルホン化物（Ａ７）を得た。重合体の重量平均分子量は、５，０００であった。
【０１０６】
３．４．化学機械研磨用組成物の調製
ポリエチレン製容器に、化学機械研磨用組成物として表１に示す濃度となるように各成分を添加し、イオン交換水を適量入れ、１５分間撹拌した。この混合物に、全構成成分の合計量が１００質量部となるようにイオン交換水を加え、ｐＨ調整剤を用いて表１に示すｐＨとなるように調整した後、孔径５μｍのフィルターで濾過して、表１に示す各化学機械研磨用組成物を得た。ｐＨは、株式会社堀場製作所製のｐＨメーター「Ｆ５２」を用いて測定した。
【０１０７】
３．５．化学機械研磨試験
「３．４．化学機械研磨用組成物の調製」において調製した化学機械研磨用組成物を用いて、直径８インチのシリコン窒化膜、シリコン酸化膜またはポリシリコン膜付きシリコン基板を被研磨体として、下記の研磨条件１でそれぞれの膜について化学機械研磨を行った。
＜研磨条件１＞
・研磨装置：Ｇ&Ｐ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ製、形式「ＰＯＬＩ−４００Ｌ」
・研磨パッド：ロデール・ニッタ株式会社製、「ＩＣ１０００」
・化学機械研磨用水系分散体供給速度：１００ｍＬ／分
・定盤回転数：１００ｒｐｍ
・研磨ヘッド回転数：９０ｒｐｍ
・研磨ヘッド押し付け圧：２ｐｓｉｈＰａ
３．５．１．研磨速度の算出
被研磨体である４×４ｃｍカットウェハのポリシリコン膜（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）またはアモルファスシリコン（Ａ−Ｓｉ）付き基板のそれぞれについて、研磨前の膜厚をフィルメトリクス株式会社製の光干渉式膜厚計「Ｆ２０膜厚測定システム」を用いて予め測定しておき、上記の条件で１分間研磨を行った。研磨後の被研磨体の膜厚を、同様に光干渉式膜厚計を用いて測定し、研磨前と研磨後の膜厚の差、すなわち化学機械研磨により減少した膜厚を求めた。そして、化学機械研磨により減少した膜厚および研磨時間から研磨速度を算出した。この結果を表１に併せて示す。
【０１０８】
３．６．評価結果
表１に、化学機械研磨用組成物の組成および評価結果を示す。
【０１０９】
【表１】
2017114966.tif 000009
【０１１０】
上記表１における下記の成分について補足する。
・ジュリマーＡＣ−１０Ｈ（東亜合成社製、ポリアクリル酸、Ｍｗ＝７００，０００）
・アラスター７０３Ｓ（荒川化学社製、スチレンマレイン酸樹脂）
・ＰＬ−３（扶桑化学工業社製、コロイダルシリカ水分散体）
上記表１から明らかなように、実施例１〜７に係る化学機械研磨用組成物を用いた場合には、いずれもシリコン材料に対して高い研磨速度を得ることができた。
【０１１１】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１１２】
１０・１１０…シリコン基板（ベアシリコン）、１２・１１２…第１シリコン酸化膜、１
４・１１４…シリコン窒化膜、１６・１１６…第２シリコン酸化膜、２０…トレンチ、４
２…スラリー供給ノズル、４４…スラリー、４６…研磨布、４８…ターンテーブル、５０
…半導体基板、５２…キャリアーヘッド、５４…水供給ノズル、５６…ドレッサー、１０
０・３００…被処理体、２００…化学機械研磨装置
【図１】
2017114966.tif 000013
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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