特許 6553599 基材の選択的な研磨用の湿式法セリア組成物および関連する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6553599

(24)【登録日】2019年7月12日

(45)【発行日】2019年7月31日

(54)【発明の名称】基材の選択的な研磨用の湿式法セリア組成物および関連する方法

(51)【国際特許分類】

   C09K 3/14 20060101AFI20190722BHJP

   C09G 1/02 20060101ALI20190722BHJP

   B24B 37/00 20120101ALI20190722BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20190722BHJP

【ＦＩ】

   C09K3/14 550D

   C09K3/14 550Z

   C09G1/02

   B24B37/00 H

   H01L21/304 622D

【請求項の数】14

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2016-521778(P2016-521778)

(86)(22)【出願日】2014年9月30日

(65)【公表番号】特表2016-539207(P2016-539207A)

(43)【公表日】2016年12月15日

(86)【国際出願番号】US2014058209

(87)【国際公開番号】WO2015053981

(87)【国際公開日】20150416

【審査請求日】2017年9月20日

(31)【優先権主張番号】14/050,722

(32)【優先日】2013年10月10日

(33)【優先権主張国】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】500397411

【氏名又は名称】キャボット マイクロエレクトロニクス コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100117019

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 陽一

(74)【代理人】

【識別番号】100173107

【弁理士】

【氏名又は名称】胡田 尚則

(74)【代理人】

【識別番号】100195213

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 健治

(72)【発明者】

【氏名】ブライアン ライス

【審査官】 柴田 啓二

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１１−５３０１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１３８５５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／００８５６０２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２００８−５３９５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／０３２６８０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１４０９８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０９Ｋ ３／１４

Ｂ２４Ｂ ３７／００

Ｃ０９Ｇ １／０２

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

（ａ）１２０ｎｍ以下の平均粒子径を有する湿式法セリア研磨剤粒子、
（ｂ）少なくとも１種のアルコールアミン、
（ｃ）少なくとも１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を有する少なくとも１種の界面活性剤、該界面活性剤は５００以上の分子量を有している、ならびに、
（ｄ）水、
を含んでなる化学機械研磨組成物であって、
該組成物は６以上のｐＨを有しており、
前記界面活性剤が、以下の式、
Ａ−Ｒ−Ｃ
式中、ＡおよびＣは親水性部分、そしてＲは疎水性部分である、
であり、
前記界面活性剤が、二官能性であり、かつＡおよびＣが同じであり、そして、
ＡおよびＣの少なくとも一方が、第３級炭素に結合されたカルボキシル官能基を含む、
化学機械研磨組成物。

【請求項2】

前記研磨剤粒子が、６５ｎｍ以下の平均一次粒子径を有する、請求項１記載の研磨組成物。

【請求項3】

前記研磨剤粒子が、前記組成物中に０．００１質量％〜２質量％の量で存在する、請求項１記載の研磨組成物。

【請求項4】

前記アルコールアミンが、６〜１０のｐＫｉを有する、請求項１記載の研磨組成物。

【請求項5】

前記アルコールアミンが、７〜１１のｐＫａを有する官能基を有する、請求項１記載の研磨組成物。

【請求項6】

前記アルコールアミンが、２−ジメチルアミノ−２−メチルプロパノール、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、エタノールアミン、２−アミノ−２−メチル−ｌ，３−プロパンジオール、それらのビス−トリス、トリス、またはいずれかの組み合わせである、請求項１記載の研磨組成物。

【請求項7】

前記アルコールアミンが、前記組成物中に０．００１質量％〜１質量％の量で存在する、請求項１記載の研磨組成物。

【請求項8】

Ｒが、１００〜１００００の分子量を有する、請求項１記載の研磨組成物。

【請求項9】

前記界面活性剤が、以下の式

【化1】

で表される、請求項１記載の研磨組成物。

【請求項10】

前記界面活性剤が、５００〜５０００の分子量を有する、請求項１記載の研磨組成物。

【請求項11】

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）〜（ｄ）を含む研磨組成物と接触させること
（ａ）１２０ｎｍ以下の平均粒子径を有する湿式法セリア研磨剤粒子、
（ｂ）少なくとも１種のアルコールアミン、
（ｃ）少なくとも１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を有する少なくとも１種の界面活性剤、該界面活性剤は、５００以上の分子量を有している、ならびに、
（ｄ）水、
該研磨組成物は、６以上のｐＨを有しており、
前記界面活性剤が、以下の式、
Ａ−Ｒ−Ｃ
式中、ＡおよびＣは親水性部分、そしてＲは疎水性部分である、
であり、
前記界面活性剤が、二官能性であり、かつＡおよびＣが同じであり、
ＡおよびＣの少なくとも一方が、第３級炭素に結合されたカルボキシル官能基を含む、
（ｉｉ）該研磨パッドおよび該研磨組成物を、該基材に対して動かして、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12】

前記基材が、ポリシリコンおよび酸化ケイ素を含み、そして少なくとも酸化ケイ素が該基材から除去されて該基材が研磨される、請求項１１記載の方法。

【請求項13】

ポリシリコンよりもより多くの酸化ケイ素が前記基材から除去されて、該基材が研磨される、請求項１２記載の方法。

【請求項14】

前記アルコールアミンが、２−ジメチルアミノ−２−メチルプロパノール、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、エタノールアミン、２−アミノ−２−メチル−ｌ，３−プロパンジオール、それらのビス−トリス、トリス、またはいずれかの組み合わせである、請求項１１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、当技術分野でよく知られている。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、そして表面に対して、その表面を、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適用される。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、研磨布またはディスク）と組合わせて用いられる。研磨組成物中に懸濁される代わりに、もしくは、懸濁されるのに加えて、研磨材料は、研磨パッド中に組み込むことができる。

【背景技術】

【0002】

シャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）プロセスは、半導体装置の素子を絶縁するための方法である。ＳＴＩプロセスでは、ポリシリコン層が、シリコン基材上に形成され、浅いトレンチが、エッチングやフォトリソグラフィーによって形成され、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。この方法で形成されたトレンチの深さ、または線の多様性のために、全てのトレンチの完全な充填を確実にするために、過剰の誘電体材料を、基材の上面上に堆積することが、典型的には必要である。

【0003】

過剰の誘電体材料は、次いで、典型的には、ポリシリコン層を露出させるように、化学機械平坦化プロセスによって除去される。ポリシリコン層が露出されると、化学機械研磨組成物に曝露された基材の最も大きな面積は、ポリシリコンを含み、これは次いで、高度に平坦な、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。従って、全体の研磨速度は、ポリシリコン層の露出で減少するので、ポリシリコン層は、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る。

【0004】

ＳＴＩ基材は、典型的には、慣用の研磨組成物を用いて研磨される。しかしながら、慣用の研磨組成物でＳＴＩ基材を研磨することは、基材表面の過剰研磨またはＳＴＩフィーチャの凹部の形成および他のトポグラフィカルな（topographical）欠陥、例えば基材表面上のマイクロスクラッチをもたらすことが観察されている。また、基材の過剰研磨は、酸化物の損失および下にある酸化物が曝露されての研磨もしくは化学的活性からの損傷をもたらして、それは装置品質および性能に悪影響を与える。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

基材、例えば、半導体、特にはポリシリコン基材、の研磨および平坦化の間に、所望の平坦化効率、均一性、および除去速度を示し、一方で、研磨および平坦化の間の、欠陥、例えば表面欠陥および下にある構造への損傷ならびに微細構成を最小化する、研磨組成物および研磨方法への必要性がなお存在している。本発明は、そのような研磨組成物および方法を提供する。本発明のそれらの、および他の利点、ならびに更なる本発明の特徴は、ここで与えられる本発明の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】

【0006】

１つの態様では、本発明は、以下の（ａ）〜（ｄ）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を提供する。
（ａ）１２０ｎｍ以下の平均粒子径を有する湿式法セリア研磨剤粒子、
（ｂ）少なくとも１種のアルコールアミン、
（ｃ）少なくとも１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を有する少なくとも１種の界面活性剤、この界面活性剤は、１０００以上の分子量を有している、ならびに、
（ｄ）水、
ここで、この研磨組成物は、６以上のｐＨを有している。

【0007】

他の態様では、本発明は、基材の研磨方法を提供する。本方法は、基材を、研磨パッドおよび下記の（ａ）〜（ｄ）を含む研磨組成物と接触させることを含んでいる。
（ａ）１２０ｎｍ以下の平均粒子径を有する湿式法セリア研磨剤粒子、
（ｂ）少なくとも１種のアルコールアミン、
（ｃ）少なくとも１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を有する少なくとも１種の界面活性剤、この界面活性剤は、１０００以上の分子量を有している、ならびに、
（ｄ）水、
ここで、この研磨組成物は、６以上のｐＨを有している。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、ここでの例１の研磨組成物（Ｘ軸）の、テトラエチルオルト珪酸塩（ＴＥＯＳ）、高密度プラズマ（ＨＤＰ），およびポリシリコン除去速度（Ｙ軸）の棒グラフである。

【0009】

【図2】図２は、ここでの例１の研磨組成物の、５０％密度でのピッチ長さ（Ｘ軸）に対するディッシング（Ｙ軸）の線グラフである。

【0010】

【図3】図３は、ここでの例１の研磨組成物（Ｘ軸）の合計のポリシリコン損失（Ｙ軸）のボックスプロットである。

【0011】

【図4】図４は、ここでの例１の研磨組成物（Ｘ軸）の合計の引掻き傷（Ｙ軸）のボックスプロットである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の態様では、以下の（ａ）〜（ｄ）を含む、からなる、もしくはから本質的になる、化学機械研磨組成物が提供される。
（ａ）１２０ｎｍ以下の平均粒子径を有する湿式法セリア研磨剤粒子、
（ｂ）１種もしくは２種以上のアルコールアミン、
（ｃ）少なくとも１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を有する少なくとも１種の界面活性剤、この界面活性剤は、１０００以上の分子量を有している、ならびに、
（ｄ）水、
ここで、この研磨組成物は、６以上のｐＨを有している。
そのような研磨組成物は、スラリーの形態であることができ、そして表面、例えば機械的に弱い表面（例えば、ポリシリコン）を、ここに記載したような研磨パッドを含む好適な化学機械研磨（ＣＭＰ）装置で研磨するように用いることができる。

【0013】

幾つかの態様では、本研磨組成物は、誘電体層（例えば、酸化物）の高い除去速度を達成する。更には、幾つかの態様では、本研磨組成物は、ポリシリコンおよび／または窒化ケイ素の低い除去速度を達成する。更に、幾つかの態様では、本研磨組成物は、誘電体層の高い除去速度を達成する一方で、ポリシリコンおよび／または窒化ケイ素の低い除去速度を同時に達成する。更に、幾つかの態様では、本研磨組成物は、誘電体層のトレンチ内で、低いディッシングを示す。ここで用いられる用語「ディッシング」は、誘電体層で充填されたトレンチ中に形成される凹部（recess）の程度を表す。ディッシングは、誘電体で充填されたトレンチと隣接するフィーチャ（例えば、ポリシリコンフィーチャ）の間の高さの差を取得することによって測定される。ディッシングは、当業者に知られている偏光解析法によって測定することができる。更には、幾つかの態様では、本研磨組成物は、基材上に存在する材料の損失において均一性を示す。ここで用いられる用語「均一性」は、基材の特定の領域（例えば、基材の端部、中央部（middle）、中心部（center））からの基材上の材料の合計の損失の尺度を表し、そしてそれぞれの領域からの測定値を比較した場合に、より近い値が、より大きな均一性に相当する。更に、幾つかの態様では、本研磨組成物は、研磨される基材上に低い欠陥を達成する。ここで用いられる用語「欠陥」は、研磨組成物で研磨された後の、基材上に存在する欠陥（例えば、引掻き傷）の数を表す。欠陥性は、当業者に知られている走査型電子顕微鏡によって測定することができる。

【0014】

本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、希土類元素金属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（cerium oxide）（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（ＣｅＯ_２）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Ｃｅ_２Ｏ_３を形成する。セリア研磨剤は、セリアのそれらの、または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。

【0015】

セリア研磨剤は、いずれかの好適な種類であることができる。好ましくは、セリア研磨剤は、湿式法セリアである。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によって調製されたセリアを表す（対立するものとして、例えば、ヒュームドまたは熱分解法セリア）。例えば、幾つかの態様では、湿式法セリアは、セリウム含有前駆体を、ｐＨおよび圧力を調整して、沈降を制御して、制御された粒子径を得ることによって沈降させることによって形成することができる。従って、焼成プロセスが、典型的には、セリア含有前駆体から酸化セリウムを分離し、そしてアニールして所望の結晶性を得る乾式法とは対照的に、湿式法技術は、この方法で、粒子の成長を制御することによってより小さな粒子をもたらすことができる。

【0016】

湿式法セリア研磨剤を含む本発明の研磨組成物は、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典型的には見出された。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、実質的に球形のセリア粒子および／またはより小さなセリア粒子を含んでおり、それによって本発明の方法に用いられた場合には、より低い基材の欠陥性をもたらすことが信じられる。ここに記載された湿式法セリア粒子は、基材、例えばウエハと、より小さな運動量およびエネルギーで接触し、それによって欠陥、例えば引掻き傷の大きさおよび頻度を低減させることが、更に信じられる。例となる湿式法セリアとしては、Rhodia（Cranbury、ニュージャージー州）から商業的に入手可能なHC-60（商標）セリアがある。

【0017】

非球形粒子では、粒子のサイズは、その粒子を取り囲む最小の球の直径である。ここで用いられる修飾されていない用語「粒子径」は、一次粒子および二次粒子の一方または両方を表すことができる。一次粒子は、水性媒体（例えば、水）中に分散されたこれらの個々のセリア粒子を表し、一方で、二次粒子は、水中で互いに融合した個々のセリア粒子の凝集体を表す。粒子サイズは、好適な技術を用いて、例えば、当業者に知られているレーザー回折技術を用いて、測定することができる。

【0018】

セリア研磨剤粒子は、１５０ｎｍ以下の、いずれかの好適な平均粒子径を有することができる。例えば、セリア研磨剤粒子は、１５０ｎｍ以下、例えば１４０ｎｍ以下、１３０ｎｍ以下、１１５ｎｍ以下、１１０ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、９０ｎｍ以下、８０ｎｍ以下、７０ｎｍ以下、６０ｎｍ以下、５０ｎｍ以下、４０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、１０ｎｍ以下、５ｎｍ以下、３ｎｍ以下、２ｎｍ以下、１ｎｍ以下、または０．１ｎｍ以下の平均粒子径を有することができる。上記の端点のそれぞれは、下限値、例えば、０．1ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲で、数値的に適当であれば、例えば０．１ｎｍ、１ｎｍ、２ｎｍ、３ｎｍ、４ｎｍ、５ｎｍ、６ｎｍ、７ｎｍ、１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、５０ｎｍ、７０ｎｍ、１００ｎｍ、１１０ｎｍ、１２０ｎｍ、１３０ｎｍ、１４０ｎｍ、または１５０ｎｍの下限値を有することができる。例えば、セリア研磨剤粒子は、０．１ｎｍ〜１５０ｎｍ、例えば１０ｎｍ〜１２０ｎｍ、５０ｎｍ〜７０ｎｍ、４０ｎｍ〜８０ｎｍ、７ｎｍ〜９０ｎｍ、５ｎｍ〜３０ｎｍ、または２０ｎｍ〜１１０ｎｍなどの平均粒子径を有することができる。好ましくは、セリア研磨剤粒子は、１２０ｎｍ以下の平均粒子径を有している。

【0019】

幾つかの態様では、研磨剤粒子は、８５ｎｍ以下の平均一次粒子径を有することができる。セリア研磨材粒子は、８５ｎｍ以下、例えば８０ｎｍ以下、７５ｎｍ以下、６５ｎｍ以下、６０ｎｍ以下、５５ｎｍ以下、５０ｎｍ以下、４５ｎｍ以下、４０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、１０ｎｍ以下、５ｎｍ以下、３ｎｍ以下、１ｎｍ以下、または０．１ｎｍ以下のいずれかの好適な平均一次粒子径を有することができる。上記の端点のそれぞれは、下限値、例えば０．１ｎｍ〜８５ｎｍの範囲で、数値的に適当であれば、０．１ｎｍ、１ｎｍ、２ｎｍ、３ｎｍ、４ｎｍ、５ｎｍ、６ｎｍ、７ｎｍ、１０ｎｍ、１２ｎｍ、１５ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍ、５０ｎｍ、または６５ｎｍの下限値を有することができる。例えば、セリア研磨剤粒子は、０．１ｎｍ〜８５ｎｍ、例えば１０ｎｍ〜３０ｎｍ、５ｎｍ〜５０ｎｍ、３ｎｍ〜４５ｎｍ、４０ｎｍ〜５５ｎｍ、１２ｎｍ〜２０ｎｍ、または１５ｎｍ〜６５ｎｍの平均一次粒子径を有することができる。好ましくは、セリア研磨剤粒子は、６５ｎｍ以下の平均一次粒子径を有している。

【0020】

セリア研磨材粒子は、１５０ｎｍ以下の、いずれかの好適な平均二次粒子径を有することができる。例えば、セリア研磨剤粒子は、１５０ｎｍ以下、例えば１４０ｎｍ以下、１３０ｎｍ以下、１１５ｎｍ以下、１１０ｎｍ以下、または１００ｎｍ以下の平均二次粒子径を有することができる。上記の端点のそれぞれは、下限値を、例えば０．１ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲で、数値的に適当であれば、７０ｎｍ、８０ｎｍ、９０ｎｍ、１００ｎｍ、１１０ｎｍ、１２０ｎｍ、１３０ｎｍ、１４０ｎｍ、または１５０ｎｍの下限値を有することができる。例えば、セリア研磨剤粒子は、１００ｎｍ〜１５０ｎｍ、例えば１１０ｎｍ〜１４０ｎｍ、または１２０ｎｍ〜１３０ｎｍの平均二次粒子径を有することができる。好ましくは、セリア研磨剤粒子は、１２０ｎｍ以下の平均二次粒子径を有している。

【0021】

幾つかの態様によれば、セリア研磨剤粒子は、研磨組成物中に集塊を実質的に含まない。集塊は、研磨組成物中により大きな粒子径を生成し、従って研磨組成物で研磨されている基材表面上により高い衝突衝撃を生み出す。従って、集塊は、基材表面上により高い欠陥性をもたらす可能性がある。ここで用いられる用語「実質的に含まない」は、集塊がないか、または実体のない量の集塊を意味している。実体のない量の集塊は、例えば、研磨組成物中の全てのセリア粒子が１質量％以下、例えば、０．５質量％以下、０．１質量％以下、０．０１質量％以下、０．００１質量％以下、または０．０００１質量％以下であることができる。

【0022】

セリア粒子は、本発明の研磨組成物中で、好ましくはコロイド状に安定である。用語コロイドは、液体キャリア中の研磨剤粒子の懸濁液を表している。コロイド状に安定は、経時的な懸濁液の維持を表している。本発明の文脈では、セリア研磨剤は、研磨剤が１００ｍＬのメスシリンダ中に置かれ、そして無撹拌で２時間静置させ、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］）との間の差異を、研磨剤組成物中の初期の粒子濃度（ｇ／ｍＬで［Ｃ］）によって割り算して、０．５以下（すなわち、｛［Ｂ］−｛Ｔ｝｝／［Ｃ］≦０．５）である場合に、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以下であり、そして最も好ましくは０．１以下である。

【0023】

セリア研磨剤粒子は、いずれかの好適な量で、研磨組成物中に存在することができる。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さない可能性がある。反対に、研磨組成物が多過ぎるセリア研磨剤を含む場合には、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。有利には、幾つかの態様では、セリア研磨剤粒子は、しばしば１０〜１２質量％の固形分を超える慣用の系に比較して、より小さい固形分濃度で存在する。本発明の態様による、より少ない量のセリア研磨剤粒子の使用は、より低い欠陥性および実質的な費用節約をもたらす可能性がある。

【0024】

例えば、セリア研磨剤粒子は、０．０００５質量％以上、例えば０．００１質量％以上、０．０００５質量％以上、０．０１質量％以上、０．０５質量％以上、０．１質量％以上、または０．５質量％以上の濃度で存在することができる。あるいは、もしくは、加えて、セリア研磨剤粒子は、１０質量％以下、例えば９質量％以下、８質量％以下、７質量％以下、５質量％以下、３質量％以下、２質量％以下、または１質量％以下の濃度で研磨剤組成物中に存在することができる。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る範囲内の濃度でセリア研磨剤粒子を含むことができる。例えば、セリア研磨剤粒子は、０．００５質量％〜１０質量％、例えば０．１質量％〜１質量％、０．０１質量％〜３質量％、０．００５質量％〜７質量％、０．０５質量％〜９質量％、０．５質量％〜８質量％、０．００１質量％〜５質量％の濃度で存在することができる。好ましくは、セリア研磨剤粒子は、研磨組成物中に０．００１質量％〜２質量％の濃度で存在する。幾つかの態様では、セリア研磨剤粒子は、１質量％以下、例えば０．１質量％〜１質量％、例えば０．１質量％〜０．７質量％、０．１質量％〜０．５質量％、０．１質量％〜０．３質量％（例えば０．２質量％）の量で存在する。

【0025】

幾つかの態様では、研磨されている基材の表面特性を修正して、基材表面を、研磨剤粒子との相互作用により受容的とするように、アルコールアミンが研磨組成物中に含まれる。研磨組成物のｐＨは、研磨組成物と研磨されている基材の表面の間の相互作用を定めるのに重要な役割を果たす。アルコールアミンが、幾つかの態様では、セリア研磨剤粒子を不安定化することなく、研磨組成物のｐＨを少なくとも約６、７またはそれ以上のｐＨ（例えば、６〜１１のｐＨ）に増加させるのを促進するように含まれる。この点において、未変性のセリア粒子は、より低いｐＨ（例えば、４）を有する可能性があり、そしてアルコールアミンは、研磨組成物中で一次ｐＨ調節剤として作用することができ、６のｐＨでは、溶液から沈降する凝集した粒子の形態への粒子の成長を妨げる。従って、アルコールアミンの存在は、セリア研磨剤粒子の集塊の開始および、さもなければ６のｐＨで発生する可能性があるその沈殿を低減することができる。

【0026】

研磨組成物のｐＨは、少なくとも６以上、例えば６．５以上、７以上、７．５以上、８以上、８．５以上、９以上、９．５以上、または１０以上のいずれかの好適なｐＨであることができる。更に、研磨組成物のｐＨは、１４以下、例えば１３．５以下、１３以下、１２．５以下、１２以下、１１．５以下、１１以下、１０．５以下、１０以下、９．５以下、９以下、８．５以下、または８以下であることができる。従って、研磨組成物のｐＨは、上記の端点のいずれかによって拘束された範囲内であることができる。例えば、研磨組成物のｐＨは、６〜１４、例えば６〜１０、６〜８、６〜７、７〜１４、７〜１０、または８〜１２であることができる。

【0027】

アルコールアミンがこのｐＨ範囲内で基材と相互作用するためには、幾つかの態様では、アルコールアミンは、望ましくは７〜１１、例えば７．５〜１０、例えば８〜９のｐＫａ（水中）を有する官能基を有しており、例えば、それによってアルコールアミンは水中で塩基として作用する。幾つかの態様では、アルコールアミンは、６〜１０、例えば７．５〜９、例えば６．５〜７の等電点（ｐＫｉ、ｐＩとも表される）を有している。

【0028】

アルコールアミンは、いずれかの好適なアルコールアミンであることができる。好ましくは、アルコールアミンは、２−ジメチルアミノ−２−メチルプロパノール（ＤＭＡＭＰ）、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、エタノールアミン、２−アミノ−２−２メチル−１，３−プロパンジオール、それらのビス−トリス、トリス、共形成生成物、またはそれらの組合わせである。

【0029】

アルコールアミンは、いずれかの好適な濃度で存在することができる。例えば、アルコールアミンは、０．０００５質量％以上、例えば０．００５質量％以上、０．０１質量％以上、０．０５質量％以上、０．１質量％以上、または０．５質量％以上の濃度で存在することができる。あるいは、もしくは、加えて、アルコールアミンは、研磨組成物中に、５質量％以下、例えば４質量％以下、３質量％以下、２質量％以下、または１質量％以下の濃度で存在することができる。従って、アルコールアミンは、研磨組成物中に、上記の端点のいずれか２つによって拘束される範囲内の濃度で存在することができる。例えば、アルコールアミンは、０．００５質量％〜５質量％、例えば０．０１質量％〜３質量％、０．１質量％〜２質量％、０．００５質量％〜４質量％、または０．０５質量％〜１質量％の濃度で存在することができる。好ましくは、アルコールアミンは、研磨組成物中に、０．００１質量％〜１質量％の濃度で存在する。

【0030】

研磨組成物のｐＨは、いずれかの好適な手段によって達成および／または維持することができる。より具体的には、研磨組成物は、単独で、またはアルコールアミン、ｐＨ緩衝剤、もしくはそれらの組わせと併せて用いられる、第２のｐＨ調整剤を更に含むことができる。第２のｐＨ調整剤は、いずれかの好適なｐＨ調整化合物、例えばいずれかの好適な酸であることができる。典型的には、酸は、酢酸、硝酸、リン酸、シュウ酸、およびそれらの組合わせである。好ましくは、酸は、硝酸である。第２のｐＨ調整剤は、代替的には塩基であることができる。塩基は、いずれかの好適な塩基であることができる。典型的には、塩基は、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、およびそれらの組合わせである。ｐＨ緩衝剤は、いずれかの好適な緩衝剤であることができる。例えば、ｐＨ緩衝剤は、リン酸塩、硫酸塩、酢酸塩、ホウ酸塩、アンモニウム塩などであることができる。研磨組成物は、好適な量が、ここで説明したｐＨ範囲内に、研磨組成物のｐＨを達成および／または維持するのに用いられる限りにおいて、いずれかの好適な量のｐＨ調整剤および／またはｐＨ緩衝剤を含むことができる。

【0031】

少なくとも１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を含む界面活性剤は、いずれかの好適な界面活性剤であることができる。例えば、少なくとも１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を含む界面活性剤は、１０００以上のいずれかの好適な分子量を有することができる。例えば、界面活性剤は、１，５００以下、例えば１，４００以下、１，３００以下、１，２５０以下、１，２００以下、１，１５０以下、１，１００以下、または１，０５０以下の分子量を有することができる。あるいは、もしくは、加えて、界面活性剤は、６００以上、例えば７００以上、７５０以上、８００以上、８５０以上、９００以上、９５０以上、または１，０００以上の分子量を有することができる。従って、界面活性剤は、上記の端点のいずれかの２つによって拘束された範囲の分子量を有することができる。例えば、界面活性剤は、６００〜１，５００、７００〜１，４００、８００〜１，１５０、９００〜１，１００、または８５０〜１，０５０の分子量を有することができる。

【0032】

幾つかの態様では、少なくとも１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を含む界面活性剤は、２５０〜７，５００の分子量を有している。界面活性剤は、２５０〜７，５００のいずれかの好適な分子量を有することができる。例えば、界面活性剤は、５０以上、例えば１００以上、１５０以上、２００以上、４００以上、５００以上、１，０００以上、２，５００以上、３，０００以上、３，５００以上、４，０００以上、または４，５００以上の分子量を有することができる。あるいは、もしくは、加えて、界面活性剤は、１０，０００以下、例えば９，０００以下、８，０００以下、７，０００以下、６，５００以下、６，０００以下、５，５００以下、または５，０００以下の分子量を有することができる。従って、界面活性剤は、上記の端点のいずれか２つによって拘束された範囲の分子量を有することができる。好ましくは、界面活性剤は、５０〜１０，０００、例えば３００〜７，０００、４００〜９，０００、２，５００〜６，０００、５００〜６，５００、３，０００〜５，０００、または３，５００〜５，５００の分子量を有することができる。好ましくは、少なくとも１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を含む界面活性剤は、５００〜５，０００の分子量を有している。

【0033】

少なくとも１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を含む界面活性剤は、０．０００５質量％以上、例えば０．００５質量％以上、０．０１質量％以上、０．０５質量％以上、０．１質量％以上、または０．５質量％以上の濃度で存在することができる。あるいは、もしくは、加えて、界面活性剤は、研磨組成物中に、５質量％以下、例えば４質量％以下、３質量％以下、２質量％以下、または１質量％以下の濃度で存在することができる。従って、界面活性剤は、研磨組成物中に、上記の端点のいずれか２つによって拘束された範囲内の濃度で存在することができる。例えば、界面活性剤は、０．００５質量％〜５質量％、例えば０．０１質量％〜３質量％、０．１質量％〜２質量％、０．００５質量％〜４質量％、または０．０５質量％〜１質量％の濃度で存在することができる。好ましくは、界面活性剤は、研磨組成物中に、０．００１質量％〜１質量％の濃度で存在する。

【0034】

随意選択的に、幾つかの態様では、少なくとも１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を含む界面活性剤は、式Ａ−Ｒ−Ｃを有することができ、ここでＡおよびＣは親水性部分であり、そしてＲは、疎水性部分である。

【0035】

幾つかの態様では、研磨組成物中で用いられる式Ａ−Ｒ−Ｃを備えた界面活性剤は、二官能性であることができ、ＡおよびＣは、同じまたは異なる部分を含んでいる。ここで用いられる用語「二官能性」は、少なくとも２つの官能基を有する分子を表す。幾つかの態様では、二官能性化合物は、例えば、下記の式Ｉに見られるように、両端にカルボキシレート基を含み、その間に疎水性のスペーサを有する。

【0036】

幾つかの態様では、ＡおよびＣの少なくとも一方は、エステル、カルボキシル、およびアルコール官能基またはいずれかの併産物（co-product）またはそれらの組合わせの少なくとも１種を含んでいる。

【0037】

幾つかの態様では、ＡおよびＣの少なくとも一方は、第一級炭素に結合されたアルコール官能基を含んでいる。アルコール官能基は、いずれかの好適なアルコール官能基であることができる。例えば、アルコール官能基は、メタノール、エタノール、イソプロピル アルコール、ブチルアルコール、ペンタノール、ヘキサデカン−ｌ−オール、エタン−１，２−ジオール、プロパン−１，２−ジオール、プロパン−ｌ，２，３−トリオール、ブタン−１，２，３，４−テトラオ−ル、ペンタン−ｌ，２，３，４，５−ペントール、ヘキサン−１，２，３，４，５，６−ヘキソール、ヘプタン−１，２，３，４，５，６，７−ヘプトール（heptol）、それらの共同形成された生成物、またはそれらの組み合わせを含むことができる。

【0038】

幾つかの態様では、ＡおよびＣの少なくとも一方は、第三級炭素に結合したカルボキシル官能基を含んでいる。カルボキシル官能基基は、いずれかの好適なカルボキシル官能基であることができる。例えば、カルボキシル官能基は、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アクリル酸、ドコサヘキサエン酸、エイコサペンタエン酸、アセト酢酸安息香酸、サリチル酸、アルダル酸、シュウ酸、マロン酸、リンゴ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、クエン酸、イソクエン酸、アコニット酸、トリカルバリル酸、カルバリル酸（carballylic acid）、乳酸、および酒石酸を含むことができる。

【0039】

幾つかの態様では、界面活性剤は、ポリオールである。幾つかの態様では、ポリオールは、２つの末端にカルボキシレートおよび／またはアルコール官能基を含み、その間に調節可能な疎水性スペーサを有する。例えば、幾つかの態様では、少なくとも１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を含む界面活性剤は、以下の化学式（式Ｉ）のポリオールである。

【0040】

【化1】

【0041】

幾つかの態様では、Ｒは５０〜１５，０００の分子量を有している。Ｒは、５０〜１５，０００のいずれかの好適な分子量を有することができる。例えば、Ｒは、２５以上、例えば５０以上、６０以上、１００以上、２００以上、５００以上、７５０以上、１，０００以上、２，５００以上、５，０００以上、７，０００以上、８，５００以上、または１０，０００以上の分子量を有することができる。あるいは、もしくは、加えて、Ｒは、１５，０００以下、例えば１４，０００以下、１３，０００以下、１２，５００以下、１１，５００以下、１１，０００以下、１０，５００以下の分子量を有することができる。従って、Ｒは、上記の端点のいずれか２つによって拘束された範囲の分子量を有することができる。例えば、Ｒは、２５〜１５，０００、例えば１，０００〜１３，０００、１００〜１２，５００、７，０００〜１１，５００、または５，０００〜１１，０００の分子量を有することができる。好ましくは、Ｒは、１００〜１０，０００の分子量を有している。

【0042】

ブタンジオールおよびヘキサンジオールは、本発明の幾つかの態様によれば、望ましくない界面活性剤である。従って、幾つかの態様では、研磨組成物は、ジオール、例えばブタンジオールおよびヘキサンジオールを実質的に含まない。ここで用いられる用語「実質的に含まない」は、そのようなジオールが零、または実体のない量を意味している。集塊の実態のない量は、研磨組成物の５質量％以下、例えば４質量％以下、３質量％以下、２質量％以下、１質量％以下、または０．５質量％以下、または０．１質量％以下であることができる。

【0043】

随意選択的に、幾つかの態様では、研磨組成物は、１種もしくは２種以上のノニオン性界面活性剤を含むことができる。ノニオン性界面活性剤は、いずれかの好適なノニオン性界面活性剤であることができる。好ましくは、ノニオン性界面活性剤は、ポリソルベート、ポリソルベート２０、ポリソルベート６０、ポリソルベート６５、ポリソルベート８０、ポリソルベート８５、ソルビタン、ポリオキシエチレンエーテル、エトキシレート、アクリル、ポリエーテルポリオール、hydropalat 3233、ソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレン（４０）ノニルフェニルエーテル、ペンタエリトリトールエトキシレート、グリセロールプロポキシレート−ブロック−エトキシレート、アクリル共重合体、ポリプロピレンオキシド系トリオール、それらの共形成生成物、またはそれらの組み合わせである。いくつかの態様では、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。ノニオン性界面活性剤の存在は、ポリシリコンの除去速度を低下させる一方で、誘電体層（例えば、酸化物）の有用な除去速度を有利に可能にする。更には、ノニオン性界面活性剤の存在は、本発明の幾つかの態様では、低いディッシングを可能にする。更に、本発明の幾つかの態様では、ノニオン性界面活性剤の存在は、研磨されている基材の低い欠陥性を可能にする。

【0044】

研磨組成物中に存在するのであれば、ノニオン性界面活性剤は、研磨組成物中にいずれかの好適な濃度で存在することができる。例えば、ノニオン性界面活性剤は、０．０００５質量％以上、例えば０．００５質量％以上、０．０１質量％以上、０．０５質量％以上、０．１質量％以上、または０．５質量％以上の濃度で存在することができる。あるいは、もしくは、加えて、ノニオン性界面活性剤は、研磨組成物中に、５質量％以下、例えば４質量％以下、３質量％以下、２質量％以下、または１質量％以下の濃度で存在することができる。従って、ノニオン性界面活性剤は、研磨組成物中に、上記の端点のいずれか２つによって拘束された濃度で存在することができる。例えば、ノニオン性界面活性剤は、０．００５質量％〜５質量％、例えば０．０１質量％〜３質量％、０．１質量％〜２質量％、０．００５質量％〜４質量％、または０．０５質量％〜１質量％の濃度で存在することができる。好ましくは、ノニオン性界面活性剤は、研磨組成物中に、０．００１質量％〜１．０質量％の濃度で存在する。

【0045】

ノニオン性界面活性剤は、いずれかの好適な親水性親油性バランス（ＨＬＢ）を有することができる。例えば、ノニオン性界面活性剤は、３以上、例えば４以上、５以上、５以上、７以上、８以上、９以上、１０以上、または１１以上のＨＬＢを有することができる。あるいは、もしくは、加えて、ノニオン性界面活性剤は、２２以下、例えば２１以下、２０以下、１９以下、１８以下、１７以下、１６以下、１５以下、１４以下、１３以下、または１２以下のＨＬＢを有することができる。従って、ノニオン性界面活性剤は、上記の端点のいずれか２つによって拘束された範囲のＨＬＢを有することができる。例えば、ノニオン性界面活性剤は、３〜２２、４〜２１、５〜２０、６〜１９、１０〜１３、または８〜１５のＨＬＢを有することができる。好ましくは、ノニオン性界面活性剤は、７〜１８のＨＬＢを有している。

【0046】

随意選択的に、幾つかの態様では、研磨組成物は、１種もしくは２種以上の増粘剤を含むことができる。増粘剤は、例えば、ディッシング低減剤として作用するように含むことができる。増粘剤は、いずれかの好適な増粘剤であることができる。好ましくは、増粘剤は、セルロース化合物、デキストラン、ポリビニルアルコール、カラギーナン、キトサン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、それらの共形成生成物、またはそれらの組み合わせである。

【0047】

研磨組成物中に存在するのであれば、増粘剤は、研磨組成物中にいずれかの好適な濃度で存在することができる。例えば、増粘剤は、０．０００５質量％以上、例えば０．００５質量％以上、０．０１質量％以上、０．０５質量％以上、０．１質量％以上、または０．５質量％以上の濃度で存在することができる。あるいは、もしくは、加えて、増粘剤は、５質量％以下、例えば４質量％以下、３質量％以下、２質量％以下、または１質量％以下の濃度で研磨組成物中に存在することができる。従って、増粘剤は、上記の端点のいずれか２つによって拘束された範囲の濃度で、研磨組成物中に存在することができる。例えば、増粘剤は、０．００５質量％〜５質量％、例えば０．０１質量％〜３質量％、０．１質量％〜２質量％、０．００５質量％〜４質量％、または０．０５質量％〜１質量％の濃度で存在することができる。好ましくは、増粘剤は、０．００１質量％〜１質量％の濃度で、研磨組成物中に存在することができる。

【0048】

随意選択的に、幾つかの態様では、研磨組成物は、例えば、除去速度促進剤、欠陥低減剤、またはその両方として作用する、１種もしくは２種以上のカチオン性ポリマーを含むことができる。カチオン性ポリマーは、いずれかの好適なカチオン性ポリマーであることができる。好ましくは、カチオン性ポリマーは、ポリ（メタクリルオキシエチルトリメチルアンモニウム）クロリド（polyMADQUAT）、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウム）クロリド（polyDADMAC）、ポリ（アクリルアミド）、ポリ（アリルアミン）、ポリ（ビニルイミダゾリウム）（poly(vinylimidazolium))、ポリ（ビニルピリジウム）、それらの共形成生成物またはそれらの組合わせである。

【0049】

研磨組成物中に存在するのであれば、カチオン性ポリマーは、研磨組成物中にいずれかの好適な濃度で存在することができる。例えば、カチオン性ポリマーは、０．０００５質量％以上、例えば０．００５質量％以上、０．０１質量％以上、０．０５質量％以上、０．１質量％以上、または０．５質量％以上の濃度で存在することができる。あるいは、もしくは、加えて、カチオン性ポリマーは、研磨組成物中に、５質量％以下、例えば４質量％以下、３質量％以下、２質量％以下、または１質量％以下の濃度で存在することができる。従って、カチオン性ポリマーは、研磨組成物中に、上記の端点のいずれか２つによって拘束された範囲の濃度で存在することができる。例えば、カチオン性ポリマーは、０．００５質量％〜５質量％、例えば０．０１質量％〜３質量％、０．１質量％〜２質量％、０．００５質量％〜４質量％、または０．０５質量％〜１質量％の濃度で存在することができる。好ましくは、カチオン性ポリマーは、研磨組成物中に、０．００１質量％〜１質量％の濃度で存在する。

【0050】

随意選択的に、研磨組成物は、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、調整剤、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。

【0051】

殺生物剤は、いずれかの好適な殺生物剤であることができ、そして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。好適な殺生物剤は、イソチアゾリノン（isothiazolinone）殺生物剤である。研磨組成物中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。

【0052】

研磨組成物は、いずれかの好適な技術によって調製することができ、その多くは当業者に知られている。研磨組成物は、バッチまたは連続プロセスによって調製することができる。通常は、研磨組成物は、ここに記載された成分を、いずれかの順序で組み合わせ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、個々の成分（例えば、セリア研磨剤、アルコールアミン、少なくとも１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を含む界面活性剤、水、随意選択的なノニオン性界面活性剤、随意選択的な増粘剤、随意選択的なカチオン性ポリマーおよび／またはいずれかの随意選択的な添加剤）ならびに、成分のいずれかの組合わせ（例えば、セリア研磨剤、アルコールアミン、少なくとも１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を含む界面活性剤、水、随意選択的なノニオン性界面活性剤、随意選択的な増粘剤、随意選択的なカチオン性ポリマーなど）を含んでいる。

【0053】

例えば、研磨組成物は、（ｉ）液体キャリアの全てまたは一部を準備すること、（ｉｉ）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、液体キャリア中に、セリア研磨剤、アルコールアミン、少なくとも１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を含む界面活性剤、水、随意選択的なノニオン性界面活性剤、随意選択的な増粘剤、随意選択的なカチオン性ポリマーおよび／またはいずれかの随意選択的な添加剤を分散させること、（ｉｉｉ）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／または添加剤を混合物に加えること、によって調製することができる。

【0054】

あるいは、研磨組成物は、（ｉ）酸化セリウムスラリー中に、１種もしくは２種以上の成分（例えば、少なくとも１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を含む界面活性剤、水、随意選択的なノニオン性界面活性剤、随意選択的な増粘剤、随意選択的なカチオン性ポリマーおよび／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）添加剤溶液中に１種もしくは２種以上の成分を準備すること（例えば、少なくとも１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を含む界面活性剤、水、随意選択的なノニオン性界面活性剤、随意選択的な増粘剤、随意選択的なカチオン性ポリマーおよび／またはいずれかの随意選択的な添加剤）、（ｉｉｉ）酸化セリウムスラリーと添加剤溶液を混合して、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混合物に加えること、ならびに（ｖ）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。

【0055】

研磨組成物は、セリア研磨剤、アルコールアミン、少なくとも１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を含む界面活性剤、随意選択的なノニオン性界面活性剤、随意選択的な増粘剤、随意選択的なカチオン性ポリマーおよび／またはいずれかの随意選択的な添加剤、ならびに水を含む１液型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液型系として供給することができ、ここで酸化セリウムスラリーは、セリア研磨剤、少なくとも１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を含む界面活性剤、辞意選択的なノニオン性界面活性剤、随意選択的な増粘剤、随意選択的なカチオン性ポリマーおよび／または随意選択的な添加剤から本質的になる、または、からなっている。２液型の系は、２つのパッケージ、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を変化させることによって、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させる。

【0056】

そのような２液型の研磨系を用いるのに、種々の方法を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を、供給パイプの出口で結合され、そして連結された異なるパイプによって、研磨台に供給することができる。酸化セリウムスラリーおよび添加剤溶液は、研磨の直ぐ前または直前に混合することができ、あるいは研磨台に同時に供給することができる。更には、２液型が混合された場合には、所望により、研磨組成物を調整し、そして基材研磨特性をもたらすように、脱イオン水を加えることができる。

【0057】

同様に、３、４または５液型以上の系を本発明と関連して用いることができ、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を、１種もしくは２種以上の随意選択的な成分を、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。

【0058】

２つもしくは３つ以上の貯蔵装置中に容れ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させるために、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、または基材表面自体）へと導く、１つもしくは２つ以上の流れ経路が与えられている。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への流れの流路を意味している。流れ経路は、それぞれ使用の地点に直接に導くことができるか、または２つもしくは３つ以上の流れ経路を、いずれかの地点で、使用の地点に導く単一の流れ経路中に組み合わせることができる。更には、いずれかの流れ経路（例えば、個々の流れ経路または組み合わされた流れ経路）を、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、ポンプ装置、計量装置、混合装置など）に導くことができる。

【0059】

研磨組成物の成分は、使用の地点に独立に供給することができ（例えば、成分は基材表面に供給され、そこで成分は研磨プロセスの間に混合される）、または１種もしくは２種以上の成分は、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直ぐ前、もしくは直前に、混合することができる。成分が、プラテン上で、混合された形態に、加えられる５分間以内前に、例えばプラテン上で、混合された形態に、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、或いは使用の地点で成分の供給と同時に（例えば、成分は分配器で混合される）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」混合される。また、成分が、使用の地点の５ｍ以内で、例えば使用の地点の１ｍ以内で、あるいは使用の地点の１０ｃｍ以内で（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」混合される。

【0060】

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た場合には、それらの成分は、流れ経路の中で混合することができ、そして混合装置の使用なしに、使用の地点へと供給される。あるいは、１種もしくは２種以上の流れ経路を、２種もしくは３種以上の成分の混合を促進するように、混合装置中に導くことができる。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種以上の成分が混合機へと導入される）、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混合機を出て、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）使用の地点に供給される））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ー中で混合される。容器型の装置が用いられる場合には、混合装置は、そ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）、混合機、攪拌機（agitators）、翼付きバッフル、ガススパージャーシステム、振とう機などが挙げられる。

【0061】

また、研磨組成物は、濃縮物として提供することができ、濃縮物は、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、濃縮物を適切な量の水で希釈した場合に、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、アルコールアミン、少なくと１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を含む界面活性剤、随意選択的なノニオン性界面活性剤、随意選択的な増粘剤、随意選択的なカチオン性ポリマーおよび／またはいずれかの随意選択的な添加剤は、濃縮物中に、それぞれの成分について上記した濃度よりも２倍大きい（例えば、３倍、４倍、または５倍の）量でそれぞれ存在することができ、それによって、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、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、当業者に理解されるように、セリア研磨剤、アルコールアミン、少なくとも１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を含む界面活性剤、随意選択的なノニオン性界面活性剤、随意選択的な増粘剤、随意選択的なカチオン性ポリマーおよび／またはいずれかの随意選択的な添加剤が、濃縮物中に少なくとも部分的に、または完全に溶解されるように、濃縮物は、最終的な研磨組成物中に存在する水の適切な割合を含むことができる。

【0062】

また、本発明の態様では、ここで記載された研磨組成物の態様で、基材を研磨する方法を提供する。基材の研磨方法は、（ｉ）基材を準備すること、（ｉｉ）研磨パッドを準備すること、（ｉｉｉ）本発明の態様による研磨組成物を準備すること、（ｉｖ）基材を、研磨パッドおよび研磨組成物と接触させること、ならびに（ｖ）研磨パッドおよび研磨組成物を、基材に対して動かして、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、を含んでいる。

【0063】

特に、本方法の幾つかの態様は、基材を、研磨パッドならびに、（ａ）１２０ｎｍ以下の平均粒子径を有する湿式法セリア研磨剤粒子、（ｂ）少なくとも１種のアルコールアミン、（ｃ）少なくとも１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を有する少なくとも１種の界面活性剤、この界面活性剤は、１０００以上の分子量を有している、ならびに（ｄ）水、を含む研磨組成物と接触させることを含んでおり、この研磨組成物は６以上のｐＨを有している。本方法は、研磨パッドおよび研磨組成物を、基材に対して動かして、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を更に含んでいる。

【0064】

接触させる工程では、研磨組成物は、当業者によって理解されるように、好適な量で存在する。

【0065】

削り取る工程は、例えば、基材の所望の研磨を達成させるように、好適な時間に亘って行われる。

【0066】

研磨組成物は、いずれかの好適な基材を研磨するために用いることができ、そして低誘電率材料を含む少なくとも１つの層（典型的には表面層）を含む基材を研磨するのに特に有用である。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、例えば金属、金属酸化物、金属窒化物、金属複合材、金属合金、低誘電率材料、またはそれらの組合わせを含んでいる、もしくは、からなっている。本発明の方法は、酸化ケイ素および／またはポリシリコンの幾らかの部分が、基材から除去されて基材を研磨するように、酸化ケイ素および／またはポリシリコンを含む基材を研磨するために特に有用である。

【0067】

本発明の研磨組成物で研磨される誘電体層（例えば、酸化ケイ素）は、いずれかの好適な誘電率、例えば３．５以下、例えば３以下、２．５以下、２以下、１．５以下、または１以下の誘電率を有することができる。あるいは、もしくは、加えて、誘電体層は、１以上、例えば１．５以上、２以上、２．５以上、３以上、または３．５以上の誘電率を有することができる。従って、誘電体層は、上記の端点のいずれか２つによって拘束される範囲内の誘電率を有することができる。例えば、誘電体層は、１〜３．５の範囲、例えば２〜３の範囲、２〜３．５の範囲、２．５〜３の範囲、２．５〜３．５の範囲の誘電率を有することができる。

【0068】

特定の態様では、基材は、酸化ケイ素および／または窒化ケイ素とともに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、そしてアモルファス、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。酸化ケイ素の好適な種類としては、ホウリンケイ酸塩ガラス（ＢＰＳＧ）、プラズマ促進テトラエチルオルトケイ酸塩（ＰＥＴＥＯＳ）、テトラエチルオルトケイ酸塩（ＴＥＯＳ）、熱酸化物、非ドープケイ酸塩ガラス、および高密度プラズマ（ＨＤＰ）酸化物が挙げられるが、それらには限定されない。

【0069】

研磨組成物は、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、望ましくは高い除去速度を示す。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ケイ酸塩（ＰＥＴＥＯＳ）、塗布ガラス（spin-on-glass）（ＳＯＧ）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、研磨組成物は、望ましくは、４００Å／分以上、例えば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、４０００Å／分以上、４５００Å／分以上、または５０００Å／分以上の酸化ケイ素除去速度を示す。

【0070】

研磨組成物は、本発明の方法によってポリシリコンおよび／または窒化ケイ素を含む基材を研磨する場合に、望ましく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、研磨組成物は、望ましくは、１，０００Å／分以下、例えば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および／または窒化ケイ素の除去速度を示す。

【0071】

例えば、幾つかの態様では、本発明の研磨組成物および方法は、酸化ケイ素トレンチによって分離されたポリシリコンの区画を有する用途に有用である。幾つかの態様では、研磨組成物は、ポリ上停止（stop-on-poly）（ＳＯＰ）用途、例えば、欠陥、例えば引っ掻き傷を受け易い、不揮発性メモリー装置のための「ＮＡＮＤ型フラッシュ」研摩に用いることができる。望ましくは、幾つかの態様では、本発明により研磨組成物および方法の使用は、ウエハの収率を、少なくとも９０％、例えば少なくとも９２％、少なくとも９５％、少なくとも９７％などへと高めることができる。

【0072】

研磨組成物は、基材を研磨した場合には、望ましくは、好適な技術によって測定された、低いディッシングを示す。例えば、本発明の態様で、誘電体層（例えば、酸化物）で充填されたトレンチを含む、パターン化された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、２５００Å以下、例えば２０００Å以下、１７５０Å以下、１５００Å以下、１２５０Å以下、１０００Å以下、７５０Å以下、５００Å以下、２５０Å以下、１００Å以下、５０Å以下、または２５Å以下のディッシングを示す。

【0073】

研磨組成物は、基材を研磨した場合に、望ましくは、好適な技術で測定された、低い粒子欠陥を示す。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、例えば暗視野垂直ビームコンポジット（ＤＣＮ）および暗視野傾斜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の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が、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）SPl装置）。

【0074】

本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、例えば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。

【0075】

本研磨組成物の態様で研磨された基材は、望ましくは、好適な技術によって測定された、低い合計の引掻き傷のカウントを示す。例えば、研磨組成物は、望ましくは、９０カウント以下、例えば８０カウント以下、７０カウント以下、６０カウント以下、５０カウント以下、４０カウント以下、３０カウント以下、２０カウント以下、１０カウント以下、５カウント以下、２カウント以下、または１．５カウント以下の合計の引掻き傷のカウントを示す。

【0076】

本研磨組成物の態様でポリシリコン基材を研磨する場合には、基材からのポリシリコン損失は、ポリシリコン基材の端部、中部および中心部から測定することができる。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、ポリシリコン損失の均一性を示す。例えば、ポリシリコン基材の端部、中部、および中心部からのポリシリコン損失値は、望ましくは、互いに５０Å以内、例えば、互いに４０Å以内、互いに３０Å以内、互いに２０Å以内、互いに１０Å以内、互いに５Å以内、互いに２．５Å以内、互いに１．０Å以内、または互いに０．１Å以内である。

【0077】

研磨組成物は、同時に表面不完全度、欠陥、腐食、浸食および停止層の除去を最小化しながら、特定の材料に選択的な効果的な研磨を与えるように誂えることができる。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、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、基材を研磨するのに用いることができる。特定の配合品は、例えば２０：１以上、または更には３０：１以上の、更により高い二酸化ケイ素のポリシリコンに対する選択性を示すことができる。

【0078】

本発明によれば、基材は、いずれかの好適な技術によって、ここに記載された研磨組成物で平坦化、または研磨することができる。本発明の研磨方法は、ＣＭＰ装置と共に使用するのに特に好適である。典型的には、ＣＭＰ装置は、プラテン（使用の場合には、動作し、そして軌道の、直線状の、または円形の動作からもたらされる速度を有している）、プラテンに接触しており、そして動作中はプラテンと共に動く研磨パッド、ならびに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基材を支持する支持体を含んでいる。研磨組成物の態様は、増大されたプラテン速度（例えば、５０ｒｐｍ以上、例えば１００ｒｐｍ以上）を可能にする。基材の研磨は、基材を本発明の研磨組成物および望ましくは研磨パッドと接触させて配置し、そして次いで基材、例えばここに記載された１種もしくは２種以上の基材材料の表面の少なくとも一部を研摩組成物で削り取って、基材を研磨することによって起こる。

【0079】

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。更には、好適な研磨パッドは、様々な密度、硬度、厚さ、圧縮性、圧縮への反発の能力、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、ポリアクリル酸エステル、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、ならびに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ともに特に有用である。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である)、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）D100パッドがある。

【0080】

望ましくは、ＣＭＰ装置は、その場での研磨終点検知システムを更に含んでおり、その多くは当技術分野で知られている。加工品の表面から反射された光また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査および監視するための技術が、当技術分野で知られている。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、研磨されている加工品に対する研磨プロセスの進行の検査および監視は、研磨終点の決定、すなわち特定の加工品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】

【0081】

下記の例は、本発明を更に説明するが、しかしながら、勿論のこと、本発明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。

【0082】

例１
この例は、二官能性ポリエステルを含む界面活性剤を、４種の異なる研磨組成物（１Ａ〜１Ｄ）に加える効果を示している。この例の研磨組成物は、０．４３％の、１２０ｎｍ以下の平均粒子径の湿式法セリア研磨剤粒子、１８００ｐｐｍのポリエチレングリコール８０００、１８ｐｐｍのピコリン酸を、種々の量の、二官能性ポリエステルを含む界面活性剤（ポリオール）、および種々の水準のトリエタノールアミンを含んでいた。それぞれの研磨組成物の界面活性剤およびトリエタノールアミンの水準が、表１Ａに列挙されている。

【0083】

以下の測定が、研磨組成物１Ａ〜１Ｄで適切な基材を研磨した後に、それぞれの研磨組成物について行われた；１）均一な酸化ケイ素フィルム（ブランケットウエハ）からの酸化ケイ素の除去速度、２）均一なポリシリコンフィルム（ポリシリコンブランケットウエハ）からのポリシリコンの除去速度、３）ポリシリコンフィルム中にパターン化された、酸化ケイ素で充填されたトレンチで示された研磨組成物のディッシング、４）２２００Åのポリシリコン基部上に堆積された７０００Åの酸化ケイ素からなるパターン化されたウエハからのポリシリコン損失性能、および５）ポリシリコンブランケットウエハ上で研磨組成物１Ａ〜１Ｄによって示された全引掻き傷。

【0084】

研磨組成物１Ａ〜１Ｄのディッシングが、図２において、対照と表示された第１の対照と比較された。この対照は、４２８５ｐｐｍのＰＥＧ８０００、４３ｐｐｍのピコリン酸、および０．７２％の、１２０ｎｍ以下の平均粒子径の湿式法セリア研磨剤粒子を含んでいた。

【0085】

研磨組成物１Ａ〜１Ｄのポリシリコン損失性能が、第２の対照の研磨組成物と比較された。この第２の対照は、図３中で対照と表示されており、２５００ｐｐｍのPluronic（商標）L31（BASF、Chicago、イリノイ州）および１６０ｐｐｍのDequest（商標）2000（Thermphos International BV、Vlissingen、オランダ）を含んでいる。

【0086】

テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、高密度プラズマ（ＨＤＰ）、およびポリシリコンのブランケットウエハが、研磨組成物１Ａ〜１Ｄで研磨された。更に、パターン化ウエハおよびポリシリコン損失ウエハが、研磨組成物１Ａ〜１Ｄで研磨された。研磨は、Mirra（商標）ＣＭＰ装置（Applied Materials, Inc.（Santa Clara、カリフォルニア州）で行った。Mirra（商標）プロセスの研磨パラメータは、下記の表１Ｂに示した。

【0087】

ディッシングは、F5偏光解析法装置（KLA-Tencor（Milpitas、カリフォルニア州））によって、トレンチ内部の酸化ケイ素フィルムと周りのポリシリコンフィルムの間の厚さの差異を比較することによって、測定したが、より大きな差異が、より大きなディッシングの比率に相当する。

【0088】

研磨に続いて、それぞれの研磨組成物について、ＴＥＯＳ、ＨＤＰ、およびポリシリコン除去速度をÅ／分で測定した。結果を図１に示したが、これは特定の研磨組成物（Ｘ軸）についての、３種の表面ウエハタイプの除去速度（Ｙ軸）を示す棒グラフである。

【0089】

それぞれの研磨組成物についてのディッシングをÅで測定し、そして図２に示したが、これはそれぞれの研磨組成物について、種々の長さのピッチ（Ｘ軸）内で測定されたディシング（Ｙ軸）を示す線グラフである。更に、研磨に続いて、それぞれの研磨組成物についての合計のポリシリコン損失をÅで測定した。結果を図３に示したが、これは、ポリシリコン損失ウエハの中央、中部、および端部（Ｘ軸）で特定の研磨組成物によって示された合計のポリシリコン損失（Ｙ軸）のボックスプロットである。

【0090】

更に、研磨に続いて、それぞれの研磨組成物によって示された合計の引掻き傷を、ウエハ表面欠陥の位置を決定するようにプログラムされた走査型電子顕微鏡を用いて、測定した。結果を、図４に示したが、これは、特定の研磨組成物（Ｘ軸）によって示された合計の引掻き傷（Ｙ軸）のボックスプロットである。

【0091】

【表1A】

【0092】

【表1B】

【0093】

これらの結果は、二官能性ポリエステルを含む界面活性剤の研磨組成物１Ａ〜１Ｄへの添加は、幾つかの望ましい効果を生み出したことを示している。

【0094】

特に、研磨組成物１Ａ〜１Ｄは、低いポリシリコン除去速度を維持しながら、高いＨＤＰ除去速度を示した。また、研磨組成物１Ａ〜１ＤのＴＥＯＳ除去速度も、それぞれの研磨組成物について、ポリシリコン除去速度よりも高いままであった。

【0095】

更に、これらの結果は、研磨組成物１Ａ〜１Ｄ中の二官能性ポリエステルを含む界面活性剤の存在は、対照と比較した場合には、実質的に向上したディッシング性能を示している。特に、対照は、１００ミクロンピッチの長さで３００Åのディッシングを示したが、一方で、研磨組成物１Ａ〜１Ｄは、１００ミクロンピッチの長さで２００Å未満のディッシングを示した。試験された最も長い長さである、１８００ミクロンピッチの長さでは、研磨組成物１Ａ〜１Ｄのディッシングは、４００Å未満のままであったが、一方で、対照は、１０００Å超のディッシングを示した。

【0096】

更に、これらの結果は、研磨組成物１Ａ〜１Ｃ中の二官能性ポリエステルを含む界面活性剤の存在は、対照と比較した場合に、シリコン損失ウエハ上でより均一なポリシリコン損失を生み出したことを示している。均一性は、ポリシリコン損失ウエハの中心、中部、および端部からの合計のポリシリコン損失を比較することによって測定されたが、より接近した値は、より大きなそしてより理想的な均一性を示している。また、合計のポリシリコン損失は、理想的には可能な限り小さい。

【0097】

特に、研磨組成物１Ｃは、ポリシリコン損失ウエハの中心、中部、および端部で測定された合計のポリシリコン損失値が、互いに４Å以内であったので、ほぼ完全な均一性を示した。研磨組成物１Ｃについて測定された全ての３つのポリシリコン損失値も同様に１１Å未満であった。これらの結果は、特に、その中心のポリシリコン損失を、その端部および中部のポリシリコン損失と比較した場合に、均一性を欠く対照の研磨組成物に対する改善である。また、対照の研磨組成物は、ポリシリコン損失ウエハの中心で、３５Å超のポリシリコン損失を示した。

【0098】

最後に、これらの結果は、研磨組成物１Ａ〜１Ｄ中の二官能性ポリエステルを含む界面活性剤の存在は、特に研磨組成物１Ａ、１Ｂおよび１Ｄで、容認できる水準の引掻き傷を生じたことを示している。

【0099】

研磨組成物１Ｃはこの群の最も高い合計の引掻き傷を示したが、それらの結果は、対照の研磨組成物の商業的に容認できる引掻き傷の数に匹敵する。

【0100】

ここに引用された全ての参照文献、例えば刊行物、特許出願、および特許は、それぞれの参照文献を個々に、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し、そしてその全体をここに説明したのと同じ程度に、ここに参照することによって本明細書の内容とする。

【0101】

本発明を説明する文脈（特には、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」および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「有する（having）」、「含む（including）」および「含む（comprising）」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。

【0102】

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た、本発明の好ましい態様がここに記載されている。これらの好ましい態様の変更は、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、必要に応じてそのような変更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、本明細書中に具体的に記載されたのとは、違ったように実施されることを意図している。従って、本発明は、適用可能な法によって許容されるように、ここに添付された特許請求の範囲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。更には、それらの全ての可能な変更における上記の要素のいずれかの組合わせは、特に断りのない限り、または文脈から明確に否定されない限り、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）１２０ｎｍ以下の平均粒子径を有する湿式法セリア研磨剤粒子、
（ｂ）少なくとも１種のアルコールアミン、
（ｃ）少なくとも１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を有する少なくとも１種の界面活性剤、該界面活性剤は１０００以上の分子量を有している、ならびに、
（ｄ）水、
を含んでなる化学機械研磨組成物であって、
該組成物は６以上のｐＨを有している、化学機械研磨組成物。
（２）前記研磨剤粒子が、６５ｎｍ以下の平均一次粒子径を有する、（１）記載の研磨組成物。
（３）前記研磨剤粒子が、前記組成物中に０．００１質量％〜２質量％の量で存在する、（１）記載の研磨組成物。
（４）前記アルコールアミンが、６〜１０のｐＫｉを有する、（１）記載の研磨組成物。
（５）前記アルコールアミンが、７〜１１のｐＫａを有する官能基を有する、（１）記載の研磨組成物。
（６）前記アルコールアミンが、２−ジメチルアミノ−２−メチルプロパノール、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、エタノールアミン、２−アミノ−２−メチル−ｌ，３−プロパンジオール、それらのビス−トリス、トリス、またはいずれかの組み合わせである、（１）記載の研磨組成物。
（７）前記アルコールアミンが、前記組成物中に０．００１質量％〜１質量％の量で存在する、（１）記載の研磨組成物。
（８）前記界面活性剤が、以下の式、
Ａ−Ｒ−Ｃ
式中、ＡおよびＣは親水性部分、そしてＲは疎水性部分である、
である、（１）記載の研磨組成物。
（９）前記界面活性剤が、二官能性であり、かつＡおよびＣが同じである、（８）記載の研磨組成物。
（１０）ＡおよびＣの少なくとも一方が、エステル、カルボキシル、およびアルコール官能基の少なくとも１種、あるいはそれらのいずれかの組合わせ含む、（８）記載の研磨組成物。
（１１）ＡおよびＣの少なくとも一方が、第１級炭素に結合されたアルコール官能基を含む、（８）記載の研磨組成物。
（１２）ＡおよびＣの少なくとも一方が、第３級炭素に結合されたカルボキシル官能基を含む、（８）記載の研磨組成物。
（１３）Ｒが、１００〜１００００の分子量を有する、（８）記載の研磨組成物。
（１４）
前記界面活性剤が、以下の式

【化2】

で表される、（１）記載の研磨組成物。
（１５）前記界面活性剤が、５００〜５０００の分子量を有する、（１）記載の研磨組成物。
（１６）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）〜（ｄ）を含む研磨組成物と接触させること
（ａ）１２０ｎｍ以下の平均粒子径を有する湿式法セリア研磨剤粒子、
（ｂ）少なくとも１種のアルコールアミン、
（ｃ）少なくとも１つの親水性部分および少なくとも１つの疎水性部分を有する少なくとも１種の界面活性剤、該界面活性剤は、１０００以上の分子量を有している、ならびに、
（ｄ）水、
該研磨組成物は、６以上のｐＨを有している、ならびに、
（ｉｉ）該研磨パッドおよび該研磨組成物を、該基材に対して動かして、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。
（１７）前記基材が、ポリシリコンおよび酸化ケイ素を含み、そして少なくとも酸化ケイ素が該基材から除去されて該基材が研磨される、（１６）記載の方法。
（１８）ポリシリコンよりもより多くの酸化ケイ素が前記基材から除去されて、該基材が研磨される、（１７）記載の方法。
（１９）前記アルコールアミンが、２−ジメチルアミノ−２−メチルプロパノール、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、エタノールアミン、２−アミノ−２−メチル−ｌ，３−プロパンジオール、それらのビス−トリス、トリス、またはいずれかの組み合わせである、（１６）記載の方法。
（２０）前記界面活性剤が、以下の式、
Ａ−Ｒ−Ｃ
式中、ＡおよびＣは親水性部分、そしてＲは疎水性部分である、
である、（１６）記載の方法。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】