特許 7041135 改善されたディッシングおよびパターン選択性を有する酸化物および窒化物選択性のＣＭＰ組成物

(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】

(24)【登録日】2022-03-14

(45)【発行日】2022-03-23

(54)【発明の名称】改善されたディッシングおよびパターン選択性を有する酸化物および窒化物選択性のＣＭＰ組成物

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20220315BHJP

   B24B 37/00 20120101ALI20220315BHJP

   C09K 3/14 20060101ALI20220315BHJP

   C09G 1/02 20060101ALI20220315BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 622D

B24B37/00 H

C09K3/14 550Z

C09K3/14 550D

C09G1/02

【請求項の数】 22

(21)【出願番号】P 2019519673

(86)(22)【出願日】2017-10-16

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-01-09

(86)【国際出願番号】 US2017056809

(87)【国際公開番号】W WO2018075409

(87)【国際公開日】2018-04-26

【審査請求日】2020-09-25

(31)【優先権主張番号】62/409,247

(32)【優先日】2016-10-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500397411

【氏名又は名称】シーエムシー マテリアルズ，インコーポレイティド

(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】100195213

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 健治

(74)【代理人】

【識別番号】100173107

【弁理士】

【氏名又は名称】胡田 尚則

(72)【発明者】

【氏名】スディープ パリッカーラ カティアトア

(72)【発明者】

【氏名】チャールズ ハミルトン

(72)【発明者】

【氏名】ケビン ピー．ドッカリー

【審査官】鈴木 孝章

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１６８４２１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１０２０１２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００５－１１７０４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ２４Ｂ ３７／００

Ｃ０９Ｋ ３／１４

Ｃ０９Ｇ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

化学機械ポリッシング加工用組成物であって、
（ａ）湿式法セリア研磨剤と、
（ｂ）ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸であって、３，４－ジヒドロキシ安息香酸または３，５－ジヒドロキシ安息香酸である前記ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸と、
（ｃ）任意選択で、式（Ｉ）のイオン性ポリマーであって、

【化1】

式中、Ｘ^１およびＸ^２は、独立して、水素、－ＯＨ、および－ＣＯＯＨから選択され、かつＸ^１およびＸ^２のうちの少なくとも一方は－ＣＯＯＨであり、
Ｚ^１およびＺ^２は、独立して、ＯまたはＳであり、
Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、およびＲ^４は、独立して、水素、Ｃ_１～Ｃ_６アルキル、およびＣ_７～Ｃ_１０アリールから選択され、
ｎは３～５００の整数である、イオン性ポリマーと、
（ｄ）水と、を含み、
前記ポリッシング加工用組成物が、約１～約４．５のｐＨを有する、組成物。

【請求項2】

前記湿式法セリア研磨剤が、前記ポリッシング加工用組成物の約０．０５質量％～約１質量％の量で存在する、請求項１に記載のポリッシング加工用組成物。

【請求項3】

Ｘ^１およびＸ^２がともに－ＣＯＯＨである、請求項１に記載のポリッシング加工用組成物。

【請求項4】

Ｚ^１およびＺ^２がともにＯであり、かつＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、およびＲ^４が水素である、請求項３に記載のポリッシング加工用組成物。

【請求項5】

前記イオン性ポリマーが、約５００ダルトン～約１０，０００ダルトンの分子量を有し、ｎが８～５００の整数である、請求項１に記載のポリッシング加工用組成物。

【請求項6】

前記イオン性ポリマーが、前記ポリッシング加工用組成物の約０．０１質量％～約０．５質量％の量で存在する、請求項１に記載のポリッシング加工用組成物。

【請求項7】

前記ポリッシング加工用組成物がポリビニルアルコールをさらに含み、前記ポリビニルアルコールが、約２０，０００ダルトン～約２００，０００ダルトンの分子量を有する分岐ポリビニルアルコールである、請求項１に記載のポリッシング加工用組成物。

【請求項8】

前記ポリッシング加工用組成物がポリエチレングリコールをさらに含む、請求項１に記載のポリッシング加工用組成物。

【請求項9】

基板を化学機械的にポリッシング加工する方法であって、
（ｉ）基板を用意することと、
（ｉｉ）ポリッシング加工用パッドを用意することと、
（ｉｉｉ）化学機械ポリッシング加工用組成物を用意することであって、前記化学機械ポリッシング加工用組成物が、
（ａ）湿式法セリア研磨剤と、
（ｂ）ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸であって、３，４－ジヒドロキシ安息香酸または３，５－ジヒドロキシ安息香酸である前記ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸と、
（ｃ）式（Ｉ）のイオン性ポリマーであって、

【化2】

式中、Ｘ^１およびＸ^２は、独立して、水素、－ＯＨ、および－ＣＯＯＨから選択され、
Ｚ^１およびＺ^２は、独立して、ＯまたはＳであり、
Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、およびＲ^４は、独立して、水素、Ｃ_１～Ｃ_６アルキル、およびＣ_７～Ｃ_１０アリールから選択され、
ｎは３～５００の整数である、イオン性ポリマーと、
（ｄ）水と、を含み、
前記ポリッシング加工用組成物が、約１～約４．５のｐＨを有する、化学機械ポリッシング加工用組成物を用意することと、
（ｉｖ）前記基板を前記ポリッシング加工用パッドおよび前記ポリッシング加工用組成物と接触させることと、
（ｖ）前記ポリッシング加工用パッドおよび前記化学機械ポリッシング加工用組成物を前記基板に対して移動させて、前記基板の少なくとも一部を研磨して、前記基板をポリッシング加工することと、を含む、方法。

【請求項10】

前記湿式法セリア研磨剤が、前記ポリッシング加工用組成物の約０．０５質量％～約１質量％の量で存在する、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

Ｘ^１およびＸ^２がともに－ＣＯＯＨである、請求項９に記載の方法。

【請求項12】

Ｚ^１およびＺ^２がともにＯであり、かつＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、およびＲ^４が水素である、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記イオン性ポリマーが、約５００ダルトン～約１０，０００ダルトンの分子量を有し、ｎが８～５００の整数である、請求項９に記載の方法。

【請求項14】

前記イオン性ポリマーが、前記ポリッシング加工用組成物の約０．０１質量％～約０．５質量％の量で存在する、請求項９に記載の方法。

【請求項15】

前記ポリッシング加工用組成物がポリビニルアルコールをさらに含み、前記ポリビニルアルコールが、約２０，０００ダルトン～約２００，０００ダルトンの分子量を有する分岐ポリビニルアルコールである、請求項９に記載の方法。

【請求項16】

前記ポリッシング加工用組成物がポリエチレングリコールをさらに含む、請求項９に記載の方法。

【請求項17】

前記基板が酸化ケイ素を含み、前記酸化ケイ素の少なくとも一部を研磨して、前記基板をポリッシング加工する、請求項９に記載の方法。

【請求項18】

前記基板が窒化ケイ素をさらに含み、前記窒化ケイ素の少なくとも一部を研磨して、前記基板をポリッシング加工する、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記基板がポリシリコンをさらに含み、前記ポリシリコンの少なくとも一部を研磨して、前記基板をポリッシング加工する、請求項１７に記載の方法。

【請求項20】

化学機械ポリッシング加工用組成物であって、
（ａ）湿式法セリア研磨剤と、
（ｂ）ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸であって、３，４－ジヒドロキシ安息香酸または３，５－ジヒドロキシ安息香酸である前記ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸と、
（ｃ）水と、を含み、
前記ポリッシング加工用組成物が、約１～約４．５のｐＨを有する、組成物。

【請求項21】

ポリエチレングリコールまたはポリビニルアルコールの群から選択される１つ以上の非イオン性ポリマーをさらに含む、請求項２０に記載の組成物。

【請求項22】

基板を化学機械的にポリッシング加工する方法であって、
（ｉ）基板を用意することと、
（ｉｉ）ポリッシング加工用パッドを用意することと、
（ｉｉｉ）請求項２０に記載の化学機械ポリッシング加工用組成物を用意することと、
（ｉｖ）前記基板を前記ポリッシング加工用パッドおよび前記ポリッシング加工用組成物と接触させることと、
（ｖ）前記ポリッシング加工用パッドおよび前記化学機械ポリッシング加工用組成物を前記基板に対して移動させて、前記基板の少なくとも一部を研磨して、前記基板をポリッシング加工することと、を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

基板の表面を平坦化またはポリッシング加工するための組成物および方法は、当該技術分野において周知である。ポリッシング加工用組成物（ポリッシング加工用スラリーとしても知られる）は、典型的には、他の化学成分と共に液体担体中に研磨材料を含有し、表面にポリッシング加工用組成物で飽和された回転するポリッシング加工用パッドを接触させることによって表面に適用される。典型的な研磨材料には、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、および酸化スズが含まれる。ポリッシング加工用組成物は典型的にはポリッシング加工用パッド（例えば研磨布またはディスク）と組み合わせて使用される。ポリッシング加工用組成物中に懸濁する代わりに、またはそれに加えて、研磨材料をポリッシング加工用パッドに組み込んでもよい。

【0002】

半導体装置の素子を分離する方法として、シリコン基板上に窒化ケイ素層を形成し、エッチングまたはフォトリソグラフィによってシャロートレンチを形成し、誘電体層（例えば、酸化物）がトレンチを埋めるために堆積される。シャロートレンチアイソレーション（Ｓｈａｌｌｏｗ Ｔｒｅｎｃｈ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）（ＳＴＩ）プロセスに大きな注目が集まっている。このようにして形成されたトレンチまたはラインの深さの変動のために、すべてのトレンチの完全な充填を確実にするために基板の上に過剰の誘電体材料を堆積させることが通常必要である。次に、過剰な誘電体材料は、通常、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、化学機械ポリッシング加工用組成物に露出される基板の最大面積は窒化ケイ素を含み、それは次に高度に平坦で均一な表面を達成するためにポリッシング加工されなければならない。

【0003】

一般に、過去の実施では、窒化ケイ素ポリッシング加工よりも酸化物ポリッシング加工に対する選択性を強調することであった。したがって、窒化ケイ素層の露出時に全体のポリッシング加工速度が低下するので、窒化ケイ素層は化学機械平坦化プロセス中に停止層として機能している。現在の多くのスラリーは、適度な酸化物速度および適度な選択性を提供し、それらの有用性を制限している。例えば、低～中程度のポリッシング加工速度はスループットを制限する可能性があり、一方、低～中程度の酸化物／窒化物選択性は、現在のスラリー技術の有用性を、より厚い窒化ケイ素コーティングを有するより大きな構造に制限する。

【0004】

最近では、ポリシリコンポリッシング加工よりも酸化物ポリッシング加工に対する選択性も強調されている。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１５のＨＬＢを有するエチレンオキシド－プロピレンオキシド－エチレンオキシドトリブロックコポリマーであるＰＬＵＲＯＮＩＣ（商標）Ｌ－６４の添加が、ポリシリコンへの酸化物のポリッシング加工の選択性を高めるために意図されている（Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．，Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｎｏｎｉｏｎｉｃ Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ ｏｎ Ｏｘｉｄｅ－ｔｏ－Ｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ ｄｕｒｉｎｇ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ，Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．、１４９（８）：Ｇ４７７～Ｇ４８１（２００２）を参照されたい）。また、米国特許第６，６２６，９６８号は、ポリビニルメチルエーテル、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレン２３ラウリルエーテル、ポリプロパン酸、ポリアクリル酸、およびポリエーテルグリコールビス（エーテル）から選択される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りポリシリコンに対する酸化ケイ素のポリッシング加工選択性が改善され得ることを開示する。

【0005】

ＳＴＩ基板は通常、従来のポリッシング加工媒体および研磨剤含有ポリッシング加工用組成物を使用してポリッシング加工される。しかしながら、従来のポリッシング加工媒体および研磨剤含有ポリッシング加工用組成物を用いたＳＴＩ基板のポリッシング加工は、基板表面の過剰ポリッシング加工またはＳＴＩフィーチャにおける凹部の形成および基板表面上のマイクロスクラッチなどの他のトポグラフィ欠陥をもたらすことが観察されている。ＳＴＩフィーチャにおいて過剰ポリッシング加工して凹部を形成するこの現象は、ディッシングと呼ばれる。基板フィーチャのディッシングは、トランジスタとトランジスタ構成要素との互いの分離の失敗を引き起こし、それによる短絡をもたらすことによってデバイス製造に悪影響を及ぼし得るので、ディッシングは望ましくない。さらに、基板を過剰ポリッシング加工すると、酸化物の損失およびその下層にある酸化物の露出にポリッシング加工または化学的活性による損傷をもたらす可能性があり、これはデバイスの品質および性能に悪影響を及ぼす。

【0006】

したがって、酸化ケイ素、窒化ケイ素、およびポリシリコンの望ましい選択性を提供することができ、かつ好適な除去速度、低い欠陥率、および好適なディッシング性能を有するポリッシング加工用組成物および方法に対する必要性が、該当技術分野において依然として存在する。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、（ａ）湿式法セリア研磨剤と、（ｂ）ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸と、（ｃ）任意選択で、式（Ｉ）のイオン性ポリマーであって、

【化1】

式中、Ｘ^１およびＸ^２は、独立して、水素、－ＯＨ、および－ＣＯＯＨから選択され、かつＸ^１およびＸ^２のうちの少なくとも一方は－ＣＯＯＨであり、Ｚ^１およびＺ^２は、独立して、ＯまたはＳであり、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、およびＲ^４は、独立して、水素、Ｃ_１～Ｃ_６アルキルおよびＣ_７～Ｃ_１０アリールから選択され、ならびにｎは３～５００の整数である、イオン性ポリマーと、（ｄ）水と、を含み、ポリッシング加工用組成物が、約１～約４．５のｐＨを有する、化学機械ポリッシング加工用組成物を提供する。

【0008】

本発明はまた、基板を化学機械的にポリッシング加工する方法であって、（ｉ）基板を用意することと、（ｉｉ）ポリッシング加工用パッドを用意することと、（ｉｉｉ）化学機械ポリッシング加工用組成物を用意することであって、化学機械ポリッシング加工用組成物が、（ａ）湿式法セリア研磨剤と、（ｂ）ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸と、（ｃ）式（Ｉ）のイオン性ポリマーであって、

【化2】

式中、Ｘ^１およびＸ^２は、独立して、水素、－ＯＨ、および－ＣＯＯＨから選択され、Ｚ^１およびＺ^２は、独立して、ＯまたはＳであり、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、およびＲ^４は、独立して、水素、Ｃ_１～Ｃ_６アルキル、およびＣ_７～Ｃ_１０アリールから選択され、ならびにｎは３～５００の整数である、イオン性ポリマーと、（ｄ）水と、を含み、ポリッシング加工用組成物が、約１～約４．５のｐＨを有する、化学機械ポリッシング加工用組成物を用意することと、（ｉｖ）基板をポリッシング加工用パッドおよび化学機械ポリッシング加工用組成物と接触させることと、（ｖ）ポリッシング加工用パッドおよび化学機械ポリッシング加工用組成物を基板に対して移動させて、基板の少なくとも一部を研磨して、基板をポリッシング加工することと、を含む、方法を提供する。

【0009】

本発明はさらに、（ａ）湿式法セリア研磨剤と、（ｂ）ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸と、（ｃ）水と、を含み、ポリッシング加工用組成物は約１～約４．５のｐＨを有する、化学機械ポリッシング加工用組成物を提供する。

【0010】

本発明はさらに、基板を化学機械的にポリッシング加工する方法であって、（ｉ）基板を用意することと、（ｉｉ）ポリッシング加工用パッドを用意することと、（ｉｉｉ）化学機械ポリッシング加工用組成物であって、（ａ）湿式法セリア研磨剤と、（ｂ）ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸と、（ｃ）水と、を含み、ポリッシング加工用組成物は約１～約４．５のｐＨを有する、化学機械ポリッシング加工用組成物を用意することと、（ｉｖ）基板をポリッシング加工用パッドおよびポリッシング加工用組成物と接触させることと、（ｖ）ポリッシング加工用パッドおよび化学機械ポリッシング加工用組成物を基板に対して移動させて、基板の少なくとも一部を研磨して、基板をポリッシング加工することと、を含む、方法も提供する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】４５℃で貯蔵中の例示的なポリッシング加工用組成物の経時的ゼータ電位をグラフで示す。

【図2】４５℃で貯蔵中の例示的なポリッシング加工用組成物の経時的な湿式法セリアの粒径をグラフで示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明は、（ａ）湿式法セリア研磨剤、および（ｂ）ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸を含むか、本質的にそれからなるか、またはそれからなる化学機械ポリッシング加工用組成物を提供する。

【0013】

一実施形態では、本発明はさらに、式（Ｉ）のイオン性ポリマーであって、

【化3】

式中、Ｘ^１およびＸ^２は、独立して、水素、－ＯＨ、および－ＣＯＯＨから選択され、かつＸ^１およびＸ^２のうちの少なくとも一方は－ＣＯＯＨであり、Ｚ^１およびＺ^２は、独立して、ＯまたはＳであり、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、およびＲ^４は、独立して、水素、Ｃ_１～Ｃ_６アルキルおよびＣ_７～Ｃ_１０アリールから選択され、ならびにｎは３～５００の整数である、イオン性ポリマーと、（ｄ）水と、をさらに含み、ポリッシング加工用組成物が、約１～約４．５のｐＨを有する。

【0014】

本発明の別の実施形態では、本発明は、（ａ）湿式法セリア研磨剤と、（ｂ）ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸と、（ｃ）非イオン性ポリマーとを含む、本質的にそれからなる、またはそれからなる化学機械ポリッシング加工用組成物を提供する。

【0015】

非イオン性ポリマーは、当業者に既知の任意の水溶性ポリマーであり得る。非イオン性ポリマーは、単独で、または他の非イオン性ポリマーと組み合わせて、任意の好適な濃度で使用することができる。本発明に有用な非イオン性ポリマーの具体例としては、ポリエチレングリコールおよび分岐ポリビニルアルコールを含むポリビニルアルコールが挙げられる。

【0016】

化学機械ポリッシング加工用組成物は、セリア研磨剤を含む。当該技術分野において既知であるように、セリアは、希土類金属セリウムの酸化物であり、酸化第二セリウム、酸化セリウム（例えば、酸化セリウム（ＩＶ））、または二酸化セリウムとして既知である。酸化セリウム（ＩＶ）（ＣｅＯ_２を）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り形成することができる。セリウムはまた、例えばＣｅ_２Ｏ_３などの酸化セリウム（ＩＩＩ）も形成する。セリア研磨剤は、セリアのこれらの酸化物または他の酸化物のうちのいずれか１つ以上であり得る。

【0017】

セリア研磨剤は、任意の好適な種類のものあり得る。好ましくは、セリア研磨剤は湿式法セリア研磨剤である。本明細書で使用される場合、「湿式法」セリアは、（例えば、ヒュームドまたは発熱性セリアとは対照的に）沈殿、縮重合、または同様のプロセスによって調製されるセリアを指す。湿式法セリア研磨剤を含む本発明のポリッシング加工用組成物は、本発明の方法に従って基板をポリッシング加工するために使用されたときに低い欠陥性を示すことが見出された。いかなる特定の理論にも束縛されることを望まないが、湿式法セリアは球状セリア粒子および／またはより小さい凝集体セリア粒子を含み、それによって本発明の方法で使用した場合に低い基板欠陥品率をもたらすと考えられる。例示的な湿式法セリアは、Ｒｈｏｄｉａから市販されているＨＣ－６０（商標）セリアである。

【0018】

セリア粒子は、任意の好適な平均サイズ（すなわち、平均粒子直径）を有することができる。粒子の粒径は、粒子を包含する最小の球の直径である。セリア粒子の平均粒径が小さすぎる場合、ポリッシング加工用組成物は、十分な除去速度を示さない可能性がある。対照的に、セリア粒子の平均粒径が大きすぎる場合、ポリッシング加工用組成物は、例えば、悪い基板欠陥品率などの望ましくないポリッシング加工性能を示す可能性がある。したがって、セリア粒子は、約１０ｎｍ以上、例えば約１５ｎｍ以上、約２０ｎｍ以上、約２５ｎｍ以上、約３０ｎｍ以上、約３５ｎｍ以上、約４０ｎｍ以上、約４５ｎｍ以上、または約５０ｎｍ以上の平均粒径を有することができる。あるいは、または加えて、セリアは、約１，０００ｎｍ以下、例えば約７５０ｎｍ以下、約５００ｎｍ以下、約２５０ｎｍ以下、約１５０ｎｍ以下、約１００ｎｍ以下、約７５ｎｍ以下、または約５０ｎｍ以下の平均粒径を有することができる。したがって、セリアは、上記の終点のいずれか２つによって境界が定められた平均粒径を有することができる。例えば、セリア粒子は、約１０ｎｍ～約１，０００ｎｍ、約１０ｎｍ～約７５０ｎｍ、約１５ｎｍ～約５００ｎｍ、約２０ｎｍ～約２５０ｎｍ、約２０ｎｍ～約１５０ｎｍ、約２５ｎｍ～約１５０ｎｍ、約２５ｎｍ～約１００ｎｍ、または約５０ｎｍ～約１５０ｎｍ、または約５０ｎｍ～約１００ｎｍの平均粒径を有することができる。非球形セリア粒子については、粒径は、粒子を包含する最小球の直径である。セリアの粒径は、任意の好適な技術を用いて、例えばレーザ回折技術を用いて測定することができる。好適な粒径測定機器は、例えば、Ｈｏｒｉｂａ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ（（株）堀場製作所、日本）から入手可能である。

【0019】

セリア粒子は、本発明のポリッシング加工用組成物においてコロイド的に安定であることが好ましい。コロイドという用語は、液体担体（例えば、水）中のセリア粒子の懸濁を指す。コロイド安定性とは、その懸濁液を時間にわたって維持することを指す。本発明に関して、研磨剤を１００ｍＬのメスシリンダーに入れ、２時間にわたって無撹拌で放置した際、メスシリンダー下部の５０ｍＬ中の粒子濃度（ｇ／ｍＬ換算で［Ｂ］）とメスシリンダー上部の５０ｍＬ中の粒子濃度（ｇ／ｍＬ換算で［Ｔ］）との間の差を、研磨剤組成物中の粒子の初期濃度（ｇ／ｍＬ換算で［Ｃ］）で割った値が、０．５以下（すなわち、｛［Ｂ］－［Ｔ］｝／［Ｃ］≦０．５）の場合、研磨剤は、コロイド安定性と考えられる。より好ましくは［Ｂ］－［Ｔ］／［Ｃ］の値は、０．３以下であり、最も好ましくは０．１以下である。

【0020】

ポリッシング加工用組成物は、任意の好適な濃度のセリア研磨剤を含むことができる。本発明のポリッシング加工用組成物のセリア研磨剤が少なすぎる場合、組成物は、十分な除去速度を示さない可能性がある。これに対して、ポリッシング加工用組成物のセリア研磨剤が多すぎる場合、組成物は、望ましくないポリッシング加工性能を示す可能性があり、費用対効果がよくない可能性があり、かつ／または安定性に欠ける可能性がある。ポリッシング加工用組成物は、約１０質量％以下のセリア、例えば約９質量％以下、約８質量％以下、約７質量％以下、約６質量％以下、約５質量％以下、約４質量％以下、約３質量％以下、約２質量％以下、約１質量％以下、約０．９質量％以下、約０．８質量％約０．７質量％以下、約０．６質量％以下、または約０．５質量％以下を含むことができる。あるいは、または加えて、ポリッシング加工用組成物は、約０．１質量％以上のセリア、例えば約０．２質量％以上、約０．３質量％以上、約０．４質量％以上、約０．５質量％以上、または約１質量％以上のセリアを含むことができる。したがって、ポリッシング加工用組成物は、上記の終点のいずれか２つによって境界が定められた濃度のセリアを含むことができる。例えば、ポリッシング加工用組成物は、約０．１質量％～約１０質量％のセリア、例えば、約０．１質量％～約９質量％のセリア、約０．１質量％～約８質量％のセリア、約０．１質量％～約７質量％のセリア、約０．１質量％～約６質量％のセリア、約０．１質量％～約５質量％のセリア、約０．１質量％～約４質量％のセリア、約０．１質量％～約３質量％のセリア、約０．１質量％～約２質量％のセリア、約０．１質量％～約１質量％のセリア、約０．２質量％～約２質量％のセリア、約０．２質量％～約１質量％のセリア、または約０．３質量％～約０．５質量％のセリアを含むことができる。一実施形態では、ポリッシング加工用組成物は、使用点で、約０．２質量％～約０．６質量％のセリア、例えば、０．３質量％～約０．５質量％のセリアまたは約０．４質量％のセリアを含む。別の実施形態では、ポリッシング加工用組成物は、濃縮物として、約２質量％～約３質量％のセリア、例えば約２．２質量％～約２．８質量％のセリア、約２．３質量％～約２．６質量％のセリア、または約２．４質量％のセリアを含む。

【0021】

化学機械ポリッシング加工用組成物は、ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸を含む。ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸は、任意の好適なポリヒドロキシ芳香族カルボン酸であり得る。典型的には、ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸はジヒドロキシ芳香族カルボン酸である。好適なポリヒドロキシ芳香族カルボン酸の非限定的な例としては、２，４－ジヒドロキシ安息香酸、２，６－ジヒドロキシ安息香酸、３，４－ジヒドロキシ安息香酸、３，５－ジヒドロキシ安息香酸、および２，３－ジヒドロキシ安息香酸が挙げられる。好ましくは、ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸は、３，４－ジヒドロキシ安息香酸または３，５－ジヒドロキシ安息香酸である。

【0022】

ポリッシング加工用組成物は、使用点で任意の好適な濃度のポリヒドロキシ芳香族カルボン酸を含む。ポリッシング加工用組成物は、約１ｐｐｍ以上のポリヒドロキシ芳香族カルボン酸、例えば約５ｐｐｍ以上、約１０ｐｐｍ以上、約１５ｐｐｍ以上、約２０ｐｐｍ以上、約２５ｐｐｍ以上、約３０ｐｐｍ以上、約３５ｐｐｍ以上、約４０ｐｐｍ以上、約４５ｐｐｍ以上、または約５０ｐｐｍ以上のポリヒドロキシ芳香族カルボン酸を含むことができる。あるいは、または加えて、ポリッシング加工用組成物は、約５００ｐｐｍ以下のポリヒドロキシ芳香族カルボン酸、例えば約４５０ｐｐｍ以下、約４００ｐｐｍ以下、約３５０ｐｐｍ以下、約３００ｐｐｍ以下、約２５０ｐｐｍ以下、または約２００ｐｐｍ以下のポリヒドロキシ芳香族カルボン酸を含むことができる。したがって、ポリッシング加工用組成物は、上記の終点のいずれか２つによって境界が定められた量のポリヒドロキシ芳香族カルボン酸を含むことができる。例えば、ポリッシング加工用組成物は、約１ｐｐｍ～約５００ｐｐｍ、約１０ｐｐｍ～約５００ｐｐｍ、約２０ｐｐｍ～約５００ｐｐｍ、約５０ｐｐｍ～約５００ｐｐｍ、約５０ｐｐｍ～約４５０ｐｐｍ、約５０ｐｐｍ～約４００ｐｐｍ、約５０ｐｐｍ～約３５０ｐｐｍ、約５０ｐｐｍ～約３００ｐｐｍ、約５０ｐｐｍ～約２５０ｐｐｍ、または約５０ｐｐｍ～約２００ｐｐｍを含むことができる。

【0023】

化学機械ポリッシング加工用組成物は、本明細書に記載の式Ｉのイオン性ポリマーを含む。

【0024】

特定の実施形態では、イオン性ポリマーは、式中、Ｘ^１およびＸ^２がともに－ＣＯＯＨである式Ｉのイオン性ポリマーである。特定の実施形態では、イオン性ポリマーは、式中、Ｚ^１およびＺ^２がともにＯであり、かつＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、およびＲ^４のそれぞれが水素である、式Ｉのイオン性ポリマーである。特定の好ましい実施形態では、イオン性ポリマーは式中、Ｘ^１およびＸ^２はともに－ＣＯＯＨであり、Ｚ^１およびＺ^２はともにＯであり、かつＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、およびＲ^４のそれぞれが水素である、式Ｉのイオン性ポリマーである。

【0025】

イオン性ポリマーは任意の好適な平均分子量を有することができる。イオン性ポリマーは、約２５０ｇ／ｍｏｌ以上、例えば、約３００ｇ／ｍｏｌ以上、約４００ｇ／ｍｏｌ以上、約５００ｇ／ｍｏｌ以上、約６００ｇ／ｍｏｌ、約７５０ｇ／ｍｏｌ以上、約１，０００ｇ／ｍｏｌ以上、約１，５００ｇ／ｍｏｌ以上、約２，０００ｇ／ｍｏｌ以上、約２，５００ｇ／ｍｏｌ以上、約３，０００ｇ／ｍｏｌ以上、約３，５００ｇ／ｍｏｌ以上、約４，０００ｇ／ｍｏｌ以上、約４，５００ｇ／ｍｏｌ以上、約５，０００ｇ／ｍｏｌ以上、約５，５００ｇ／ｍｏｌ以上、約６，０００ｇ／ｍｏｌ以上、約６，５００ｇ／ｍｏｌ以上、約７，０００ｇ／ｍｏｌ以上、または約７５００ｇ／ｍｏｌ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、イオン性ポリマーは、約１５，０００ｇ／ｍｏｌ以下、例えば約１４，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約１３，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約１２，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約１１，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約１０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約９，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約８，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約７，５００ｇ／ｍｏｌ以下、約７，０００ｇ／ｍｏｌ以下、６，５００ｇ／ｍｏｌ以下、約６，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約５，５００ｇ／ｍｏｌ以下、約５，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約４，５００ｇ／ｍｏｌ以下、約４，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約３，５００ｇ／ｍｏｌ以下、約３，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約２，５００ｇ／ｍｏｌ以下、または約２，０００ｇ／ｍｏｌ以下の平均分子量を有することができる。したがって、イオン性ポリマーは、上記の終点のいずれか２つによって境界付けられた平均分子量を有することができる。例えば、イオン性ポリマーは、約２５０ｇ／ｍｏｌ～例えば、約１５，０００ｇ／ｍｏｌ、約２５０ｇ／ｍｏｌ～約１４，０００ｇ／ｍｏｌ、約２５０ｇ／ｍｏｌ～約１３，０００ｇ／ｍｏｌ、約２５０ｇ／ｍｏｌ～約１２，０００ｇ／ｍｏｌ、約２５０ｇ／ｍｏｌ～約１１，０００ｇ／ｍｏｌ、約２５０ｇ／ｍｏｌ～約１０，０００ｇ／ｍｏｌ、約４００ｇ／ｍｏｌ～約１０，０００ｇ／ｍｏｌ、４００ｇ／ｍｏｌ～約８，０００ｇ／ｍｏｌ、約４００ｇ／ｍｏｌ～約６，０００ｇ／ｍｏｌ、約４００ｇ／ｍｏｌ～約４，０００ｇ／ｍｏｌ、または約４００ｇ／ｍｏｌ～約２，０００ｇ／ｍｏｌの平均分子量を有することができる。

【0026】

ポリッシング加工用組成物は、使用点で任意の好適な量のイオン性ポリマーを含む。ポリッシング加工用組成物は、使用点で、約０．００１質量％以上のイオン性ポリマー、例えば約０．００５質量％以上、約０．０１質量％以上、約０．０２５質量％以上、約０．０５質量％以上、約０．０７５質量％以上、または約０．１質量％以上のイオン性ポリマーを含むことができる。あるいは、または加えて、ポリッシング加工用組成物は、使用点で、約１質量％以下のイオン性ポリマー、例えば、約０．９質量％以下、約０．８質量％以下、約０．７質量％以下、約０．６質量％以下、約０．５質量％以下、約０．４質量％以下、または約０．３質量％以下のイオン性ポリマーを含むことができる。したがって、ポリッシング加工用組成物は、上記の終点のいずれか２つによって境界が定められた量のイオン性ポリマーを含むことができる。例えば、ポリッシング加工用組成物は、使用点で約０．００１質量％～約１質量％のイオン性ポリマー、約０．０１質量％～約０．９質量％、約０．０２５質量％～約０．８質量％、約０．０５質量％～約０．７質量％、または約０．１質量％～約０．５質量％のイオン性ポリマーを含むことができる。

【0027】

化学機械ポリッシング加工用組成物は、任意選択で１つ以上のポリビニルアルコールを含む。ポリビニルアルコールは、任意の好適なポリビニルアルコールであってよく、かつ直鎖状または分岐状ポリビニルアルコールであり得る。好適な分岐ポリビニルアルコールの非限定的な例は、日本合成化学、日本から入手可能なＯＫＳ－１００９（商標）およびＯＫＳ－１０８３（商標）製品などのＮｉｃｈｉｇｏ Ｇポリマーである。

【0028】

ポリビニルアルコールは任意の好適な加水分解度を有することができる。加水分解度は、遊離ヒドロキシル基とアセチル化ヒドロキシル基の合計と比較した、ポリビニルアルコール上に存在する遊離ヒドロキシル基の量を指す。好ましくは、ポリビニルアルコールは、約９０％以上、例えば約９２％以上、約９４％以上、約９６％以上、約９８％以上、または約９９％以上の加水分解度を有する。

【0029】

ポリビニルアルコールは任意の平均好適分子量を有することができる。例えば、ポリビニルアルコールは、約２５０ｇ／ｍｏｌ以上、例えば、約３００ｇ／ｍｏｌ以上、約４００ｇ／ｍｏｌ以上、約５００ｇ／ｍｏｌ以上、約６００ｇ／ｍｏｌ以上、約７５０ｇ／ｍｏｌ以上、約１，０００ｇ／ｍｏｌ以上、約２，０００ｇ／ｍｏｌ以上、約３，０００ｇ／ｍｏｌ以上、約４，０００ｇ／ｍｏｌ以上、約５，０００ｇ／ｍｏｌ以上、約７，５００ｇ／ｍｏｌ以上、約１０，０００ｇ／ｍｏｌ以上、約１５，０００ｇ／ｍｏｌ以上、約２０，０００ｇ／ｍｏｌ以上、約２５，０００ｇ／ｍｏｌ以上、約３０，０００ｇ／ｍｏｌ以上、約５０，０００ｇ／ｍｏｌ以上、または約７５，０００ｇ／ｍｏｌ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、ポリビニルアルコールは、約２５０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、例えば約２００，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約１８０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約１５０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約１００，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約９０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約８５，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約８０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約７５，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約５０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約４５，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約４０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約３５，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約３０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約２５，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約２０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約１５，０００ｇ／ｍｏｌ以下、約１２，５００ｇ／ｍｏｌ以下、または約１０，０００ｇ／ｍｏｌ以下の平均分子量を有することができる。したがって、ポリビニルアルコールは、上記の終点のいずれか２つによって境界付けられた平均分子量を有することができる。例えば、ポリビニルアルコールは、約２５０ｇ／ｍｏｌ～約２５０，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば、約２５０ｇ／ｍｏｌ～約２００，０００ｇ／ｍｏｌ、約２５０ｇ／ｍｏｌ～約１８０，０００ｇ／ｍｏｌ、約２５０ｇ／ｍｏｌ～約１５０，０００ｇ／ｍｏｌ、約２５０ｇ／ｍｏｌ～約１００，０００ｇ／ｍｏｌ、約２５０ｇ／ｍｏｌ～約７５，０００ｇ／ｍｏｌ、約２５０ｇ／ｍｏｌ～約５０，０００ｇ／ｍｏｌ、２５０ｇ／ｍｏｌ～約２５，０００ｇ／ｍｏｌ、約２５０ｇ／ｍｏｌ～約１０，０００ｇ／ｍｏｌ、約１０，０００ｇ／ｍｏｌ～約１００，０００ｇ／ｍｏｌ、約１０，０００ｇ／ｍｏｌ～約７５，０００ｇ／ｍｏｌ、約１０，０００ｇ／ｍｏｌ～約５０，０００ｇ／ｍｏｌ、約１０，０００ｇ／ｍｏｌ～約４０，０００ｇ／ｍｏｌ、約５０，０００ｇ／ｍｏｌ～約１００，０００ｇ／ｍｏｌ、約７５，０００ｇ／ｍｏｌ～約１００，０００ｇ／ｍｏｌ、約２５，０００ｇ／ｍｏｌ～約２００，０００ｇ／ｍｏｌ、または約５０，０００ｇ／ｍｏｌ～約１８０，０００ｇ／ｍｏｌなどの平均分子量を有することができる。

【0030】

ポリッシング加工用組成物は、使用点で任意の好適な量のポリビニルアルコールを含む。ポリッシング加工用組成物は、使用点で、約０．００１質量％以上のポリビニルアルコールを、例えば約０．００５質量％以上、約０．０１質量％以上、約０．０２５質量％以上、約０．０５質量％以上、約０．０７５質量％以上、または約０．１質量％以上のポリビニルアルコールを含むことができる。あるいは、または加えて、ポリッシング加工用組成物は、使用点で、約１質量％以下のポリビニルアルコールを、例えば約０．９質量％以下、約０．８質量％以下、約０．７質量％、約０．６質量％以下、約０．５質量％以下、約０．４質量％以下、または約０．３質量％以下のポリビニルアルコールを含むことができる。したがって、ポリッシング加工用組成物は、上記の終点のいずれか２つによって境界が定められた量のポリビニルアルコールを含むことができる。例えば、ポリッシング加工用組成物は、使用点で、約０．００１質量％～約１質量％のポリビニルアルコール、約０．０１質量％～約０．９質量％、例えば約０．０２５質量％～約０．８質量％、約０．０５質量％～約０．７質量％、または約０．１質量％～約０．５質量％のポリビニルアルコールを含むことができる。

【0031】

ポリッシング加工用組成物は任意選択で１つ以上のポリエチレングリコールを含む。ポリエチレングリコールは、任意の好適なポリエチレングリコールであり得る。ポリエチレングリコールは、構造：Ｈ－［ＯＣＨ_２ＣＨ_２］_ｎ－ＯＨを有し、式中、ｎは２～約５００の整数である。ポリエチレングリコールは任意の好適な分子量を有することができ、例えば、ポリエチレングリコールは約１００ｇ／ｍｏｌ～約２０，０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有することができる。

【0032】

ポリッシング加工用組成物は、使用点で任意の好適な濃度のポリエチレングリコールを含むことができる。ポリッシング加工用組成物は、使用点で約１ｐｐｍ以上のポリエチレングリコール、例えば約５ｐｐｍ以上、約１０ｐｐｍ以上、約１５ｐｐｍ以上、約２０ｐｐｍ以上、約２５ｐｐｍ以上、約３０ｐｐｍ以上、約３５ｐｐｍ以上、約４０ｐｐｍ以上、約４５ｐｐｍ以上、または約５０ｐｐｍ以上のポリエチレングリコールを含むことができる。あるいは、または加えて、ポリッシング加工用組成物は、使用点で約１０００ｐｐｍ以下のポリエチレングリコール、例えば約９００ｐｐｍ以下、約８００ｐｐｍ以下、約７００ｐｐｍ以下、約６００ｐｐｍ以下、または約５００ｐｐｍ以下のポリエチレングリコールを含むことができる。したがって、ポリッシング加工用組成物は、使用点で、上記の終点のいずれか２つによって境界が定められた量のポリエチレングリコールを含むことができる。例えば、ポリッシング加工用組成物は、使用点で、約１ｐｐｍ～約１０００ｐｐｍのポリエチレングリコール、例えば約１０ｐｐｍ～約９００ｐｐｍ、約２０ｐｐｍ～約８００ｐｐｍ、約５０ｐｐｍ～約７００ｐｐｍ、約５０ｐｐｍ～約６００ｐｐｍ、または約５０ｐｐｍ～約５００ｐｐｍなどのポリエチレングリコールを含むことができる。

【0033】

化学機械ポリッシング加工用組成物は、ポリビニルアルコールおよびポリエチレングリコールとは異なる１つ以上の非イオン性ポリマーを任意選択で含む。本発明の一実施形態によれば、ポリッシング加工用組成物は、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コポリマー、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コポリマー、疎水変性ポリアクリレートコポリマー、親水性非イオン性ポリマー、多糖類、およびこれらの混合物から選択される１つ以上の非イオン性ポリマーを含む。非イオン性ポリマーは、好ましくは水溶性であり、かつポリッシング加工用組成物の他の成分と相溶性である。いくつかの実施形態において、非イ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。

【0034】

化学機械ポリッシング加工用組成物は、ポリッシング加工用組成物のｐＨを調整することができる（すなわち調整する）１つ以上の化合物（すなわちｐＨ調整化合物）を含むことができる。ポリッシング加工用組成物のｐＨは、ポリッシング加工用組成物のｐＨを調整することができる任意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、水溶性でポリッシング加工用組成物の他の成分と相溶性であることが望ましい。典型的には。化学機械ポリッシング加工用組成物は、使用点で、約１～約７のｐＨを有する。好ましくは、化学機械ポリッシング加工用組成物は、使用点で、約１～約４．５、例えば約２～約４または約３～４のｐＨを有する。

【0035】

式（Ｉ）のイオン性ポリマーは本質的に酸性である。結果として、本発明のポリッシング加工用組成物は緩衝能力を提供するように配合することができる。典型的には、ポリッシング加工用組成物の緩衝は、ポリッシング加工用組成物のｐＨ値をイオン性ポリマーのｐＫａ値またはｐＫａ値の範囲内の値に調整するために塩基性化合物を添加することによって達成することができる。緩衝能力を提供するためにｐＨ値を調整するために任意の好適な塩基性化合物を使用することができる。好適な塩基性化合物の非限定的な例には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、およびトリエタノールアミンなどの有機アミンが含まれる。

【0036】

他の実施形態では、ポリッシング加工用組成物は、ｐＨを調整することができ、ポリッシング加工用組成物の酸性ｐＨを別々に緩衝することができるイオン性ポリマー以外の化合物を含むことが望ましい。したがって、これらの実施形態では、ポリッシング加工用組成物のｐＨは、７．０未満（例えば、６．５±０．５、６．０±０．５、５．５±０．５、５．０±０．５、４．５±０．５、４．０±０．５、３．５±０．５、３．０±０．５、２．５±０．５、２．０±０．５、１．５±０．５、または１．０±０．５）であることが望ましい。典型的には、これらの実施形態におけるポリッシング加工用組成物のｐＨは、使用点で約１～約４．５である。したがって、ポリッシング加工用組成物のｐＨを調整することができる化合物は、２５℃で測定したときに約３～約７のｐＫａを有する少なくとも１つのイオン性基を典型的に有する。

【0037】

ｐＨを調整および緩衝することができる化合物は、アンモニウム塩、アルカリ金属塩、カルボン酸、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属重炭酸塩、ホウ酸塩、およびこれらの混合物からなる群から選択することができる。

【0038】

化学機械ポリッシング加工用組成物は、任意選択で１つ以上の添加剤をさらに含む。例示的な添加剤としては、コンディショナー、酸（例えば、スルホン酸）、錯化剤（例えば、アニオン性ポリマー錯化剤）、キレート剤、殺生物剤、スケール抑制剤、分散剤などが挙げられる。

【0039】

殺生物剤は、存在する場合、任意の好適な殺生物剤であり得、任意の好適な量でポリッシング加工用組成物中に存在し得る。好適な殺生物剤はイソチアゾリノン殺生物剤である。ポリッシング加工用組成物中に使用される殺生物剤の量は、典型的には約１～約５０ｐｐｍ、好ましくは約１０～約２０ｐｐｍである。

【0040】

ポリッシング加工用組成物を水に溶解したとき、酸、塩基、または塩であるポリッシング加工用組成物の任意の成分（例えば、イオン性ポリマー、ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸、塩基、および／またはアルカリ金属炭酸塩など）は、カチオンおよびアニオンとして解離形態で存在することができると理解されよう。本明細書に列挙されるようなポリッシング加工用組成物中に存在するそのような化合物の量は、ポリッシング加工用組成物の調製に使用される解離していない化合物の質量を指すと理解されよう。

【0041】

別の実施形態では、本発明は、（ａ）湿式法セリア研磨剤と、（ｂ）ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸と、（ｃ）水と、を含むか、それから本質的になるか、またはそれからなる化学機械ポリッシング加工用組成物を提供し、このポリッシング加工用組成物は、約１～約４．５のｐＨを有する。湿式法セリアおよびポリヒドロキシ芳香族カルボン酸は本明細書に記載のとおりであり得る。

【0042】

ポリッシング加工用組成物は、その多くが当業者には既知である任意の好適な技術によって調製することができる。ポリッシング加工用組成物は、バッチプロセスまたは連続プロセスで調製することができる。一般に、ポリッシング加工用組成物はポリッシング加工用組成物の成分を組み合わせることによって調製される。本明細書で使用される「成分」という用語は、個々の配合成分（例えば、セリア研磨剤、イオン性ポリマー、ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸、任意選択のポリビニルアルコール、任意選択のポリエチレングリコール、任意選択のｐＨ調整剤、および／またはいずれかの任意選択の添加剤）、ならびに配合成分の任意選択の組み合わせ（例えば、セリア研磨剤、イオン性ポリマー、ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸、任意選択のポリビニルアルコール、任意選択のポリエチレングリコール、任意のｐＨ調整剤など）を含む。

【0043】

例えば、ポリッシング加工用組成物は、（ｉ）液体担体の全部または一部を用意することと、（ｉｉ）セリア研磨剤、イオン性ポリマー、ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸、任意選択のポリビニルアルコール、任意選択のポリエチレングリコール、任意選択のｐＨ調整剤、および／またはいずれかの任意選択の添加剤を、このような分散液を調製するための任意好適な手段を使用して、分散することと、（ｉｉｉ）必要に応じて分散液のｐＨを調整することと、（ｉｖ）好適な量のいずれかの他の任意選択の成分および／または添加剤を混合物に任意選択で添加することと、によって調製できる。

【0044】

あるいは、ポリッシング加工用組成物は、（ｉ）酸化セリウムスラリー中の１つ以上の成分（例えば、液体担体、イオン性ポリマー、ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸、任意選択のポリビニルアルコール、任意選択のポリエチレングリコール、任意選択のｐＨ調整剤、および／またはいずれかの任意選択の添加剤）を用意することと、（ｉｉ）添加剤溶液中の１つ以上の成分（例えば、液体担体、イオン性ポリマー、ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸、任意選択のポリビニルアルコール、任意選択のポリエチレングリコール、任意選択のｐＨ調整剤、および／またはいずれかの任意選択の添加剤）を用意することと、（ｉｉｉ）酸化セリウムスラリーと添加剤溶液とを混合して混合物を形成することと、（ｉｖ）任意選択で、好適な量のいずれかの他の任意選択の添加剤を混合物に添加することと、（ｖ）必要に応じて混合物のｐＨを調整することと、によって調製できる。

【0045】

ポリッシング加工用組成物は、セリア研磨剤、イオン性ポリマー、ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸、任意選択のポリビニルアルコール、任意選択のポリエチレングリコール、任意選択のｐＨ調整剤、および／またはいずれかの任意選択の添加剤、ならびに水を含む１パッケージ系として供給することができる。あるいは、本発明のポリッシング加工用組成物は、酸化セリウムスラリーと添加剤溶液とを含む２パッケージ系として供給され、ここで、セリア系酸化物スラリーは、セリア研磨剤、ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸、任意選択のポリビニルアルコール、任意選択のポリエチレングリコール、任意選択のｐＨ調整剤、および／またはいずれかの任意選択の添加剤、ならびに水、から本質的になるか、またはからなり、かつここで、添加剤溶液は、イオン性ポリマー、ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸、任意選択のポリビニルアルコール、任意選択のポリエチレングリコール、任意選択のｐＨ調整剤、および／またはいずれかの任意選択の添加剤、から本質的になるか、またはからなる。２パッケージ系は、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えることによって、基板全体の平坦化特性およびポリッシング加工速度を調整することを可能にする。

【0046】

このような２パッケージポリッシング加工系を利用するために、様々な方法が使用され得る。例えば、酸化セリウムスラリーおよび添加剤溶液は、供給配管の出口で接合され接続される異なる管によってポリッシング加工テーブル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、ポリッシング加工の少し前または直前に混合することができ、またはポリッシング加工テーブル上に同時に供給することができる。その上、２つのパッケージを混合する場合、必要に応じて脱イオン水を添加して、ポリッシング加工用組成物および得られる基板ポリッシング加工特性を調整することができる。

【0047】

同様に、３つ、４つ、またはそれ以上のパッケージ系を本発明に関して利用することができ、ここで複数の容器のそれぞれは本発明の化学機械ポリッシング加工用組成物の異なる成分、１つ以上の任意選択の成分、および／または１つ以上の異なる濃度の同じ成分を含有する。

【0048】

使用点または使用点付近でポリッシング加工用組成物を製造するために２つ以上の貯蔵装置に含まれる成分を混合するためには、貯蔵装置は、典型的には、各貯蔵装置からポリッシング加工用組成物の使用点（例えば、プラテン、研磨パッド、または基板表面）に至る１つ以上の流れラインを備えている。本明細書で使用される場合、用語「使用点」は、ポリッシング加工用組成物が基板表面（例えば、ポリッシング加工用パッドまたは基板表面自体）に塗布される時点を指す。用語「流れライン」とは、個々の貯蔵容器からその中に貯蔵されている成分の使用点までの流路を意味する。流れラインはそれぞれ使用点に直接導くことができ、あるいは２つ以上の流れラインを任意の時点で使用点に導く単一の流れラインに組み合わせることができる。さらに、任意の流れライン（例えば、個々の流れラインまたは組み合わせた流れライン）は、成分の使用点に到達する前に、最初に１つ以上の他の装置（例えば、ポンピング装置、測定装置、混合装置など）につながることができる。

【0049】

ポリッシング加工用組成物の成分は、独立して使用点に送達することができ（例えば、成分は、ポリッシング加工プロセス中に成分が混合されるとすぐ、基板表面に供給される）、または１つ以上の成分は、使用点への送達前、例えば使用点への送達の少し前または直前に組み合わせることができる。成分がプラテン上に混合形態で添加される前約５分以内に、例えば、混合形態でプラテン上に添加される前約４分以内、約３分以内、約２分以内、約１分以内、約４５秒以内、約３０秒以内、約１０秒以内に組み合わされる場合、または使用点での成分の送達と同時に行われる場合、成分は、「使用点への送達直前」に組み合わされる（例えば、成分はディスペンサーで組み合わされる）。成分が使用点から５ｍ以内、例えば使用点から１ｍ以内、またさらには使用点から１０ｃｍ以内（例えば、使用点から１ｃｍ以内）で組み合わされる場合、成分はまた「使用点への送達直前」に組み合わされる。

【0050】

ポリッシング加工用組成物の２つ以上の成分が使用点に達する前に組み合わされる場合、これらの成分は、流れラインで組み合わされ、混合装置を使用せずに使用点に送達され得る。あるいは、２つ以上の成分の組み合わせを容易にするために、１つ以上の流れラインを混合装置に導くことができる。任意の好適な混合装置を使用することができる。例えば、混合装置は、それを通って２つ以上の成分が流れる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）であり得る。あるいは、混合装置は、ポリッシング加工スラリーの２つ以上の成分がミキサーに導入される１つ以上の入口と、混合された成分がミキサーを出て直接または装置の他の要素を介して（例えば１つ以上の流れラインを介して）使用場所に供給される少なくとも１つの出口とを含む容器型混合装置であり得る。さらに、混合装置は２つ以上のチャンバを含むことができ、各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、ここで２つ以上の成分が各チャンバ中で組み合わされる。容器型混合装置が使用される場合、混合装置は好ましくは成分の組み合わせをさらに容易にするための混合機構を含む。混合機構は当技術分野において一般的に知られており、スターラー、ブレンダー、アジテーター、パドルバッフル、ガススパージャーシステム、バイブレーターなどを含む。

【0051】

本発明のポリッシング加工用組成物はまた、使用前に適切な量の水で希釈されることが意図される濃縮物として提供することもできる。このような実施形態では、ポリッシング加工用組成物濃縮物は、適切な量の水で濃縮物を希釈すると、ポリッシング加工用組成物の各成分が、上に列挙された各成分の適切な範囲内の量でポリッシング加工用組成物中に存在するようになる量で、ポリッシング加工用組成物の成分を含む。例えば、セリア研磨剤、ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸、任意選択のポリビニルアルコール、任意選択のポリエチレングリコール、任意選択のｐＨ調整剤、および／またはいずれかの任意選択の添加剤はそれぞれ、上記に列挙された各成分の濃度よりも約２倍（例えば、約３倍、約４倍、または約５倍）を超える量で存在することができ、その結果、濃縮物が等量の水（例えば、それぞれ２等量の水、３等量の水、４等量の水、または５等量の水）で希釈されると、各成分は、各成分について上記の範囲内の量でポリッシング加工用組成物中に存在するようになる。その上、当業者には理解されるように、濃縮物は、セリア研磨剤、ポリヒドロキシ芳香族カルボン酸、任意選択のポリビニルアルコール、任意選択のポリエチレングリコール、任意選択のｐＨ調整剤、および／またはいずれかの任意選択の添加剤が少なくとも部分的にまたは完全に濃縮物中に溶解することを確実にするために、最終ポリッシング加工用組成物中に存在する水の適切な部分を含有することができる。

【0052】

本発明はまた、（ｉ）基板を本明細書に記載のポリッシング加工用パッドおよび化学機械ポリッシング加工用組成物と接触させることと、（ｉｉ）化学機械ポリッシング加工用組成物を間にして基板に対してポリッシング加工用パッドを移動させることと、（ｉｉｉ）基板の少なくとも一部を研磨して基板をポリッシング加工することと、を含む、基板の化学機械ポリッシング加工方法を提供する。

【0053】

化学機械ポリッシング加工用組成物は、任意の好適な基板をポリッシング加工するために使用することができ、低誘電材料からなる少なくとも１つの層（典型的には表面層）を含む基板をポリッシング加工するのに特に有用である。好適な基板には、半導体産業で使用されるウエハが含まれる。ウエハは、典型的には、例えば、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属複合材料、金属合金、低誘電材料、またはそれらの組み合わせを含むかまたはそれらからなる。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、例えば前述の材料のうちのいずれか１つ、２つ、または特に３つすべてを含む基板をポリッシング加工するのに特に有用である。

【0054】

特定の実施形態において、基板は、酸化ケイ素および／または窒化ケイ素と組み合わせるポリシリコンを含む。ポリシリコンは、任意の好適なポリシリコンとすることができ、その多くは当技術分野において知られている。ポリシリコンは任意の好適な相を有することができ、非晶質、結晶質、またはそれらの組み合わせとすることができる。酸化ケイ素も同様に、任意の好適な酸化ケイ素とすることができ、その多くは当技術分野において既知である。好適な種類の酸化ケイ素としては、ＴＥＯＳ、ホウリンケイ酸ガラス（ＢＰＳＧ）、ＰＥＴＥＯＳ、熱酸化物、アンドープケイ酸塩ガラス、およびＨＤＰ酸化物が挙げられるが、これらに限定されない。

【0055】

本発明の化学機械ポリッシング加工用組成物は、望ましくは、本発明の方法に従って酸化ケイ素を含む基板をポリッシング加工するときに高い除去速度を示す。例えば、高密度プラズマ（ＨＤＰ）酸化物および／またはプラズマ増強テトラエチルオルトシリケート（ＰＥＴＥＯＳ）および／またはテトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）を含むシリコンウエハを本発明の一実施形態に従ってポリッシング加工するとき、ポリッシング加工用組成物は望ましくは約５００Å／分以上、例えば約７００Å／分以上、約１，０００Å／分以上、約１，２５０Å／分以上、約１，５００Å／分以上、約１，７５０Å／分以上、約２，０００Å／分以上、約２，５００Å／分以上、約３，０００Å／分以上、または約３，５００Å／分以上の酸化ケイ素の除去速度を示す。一実施形態では、酸化ケイ素の除去速度は、約４，０００Å／分以上、例えば、約４，５００Å／分以上、または約５，０００Å／分以上であり得る。

【0056】

本発明の化学機械ポリッシング加工用組成物は、望ましくは、本発明の方法に従って窒化ケイ素を含む基板をポリッシング加工するときに低い除去速度を示す。例えば、本発明の一実施形態に従って窒化ケイ素を含むシリコンウエハをポリッシング加工するとき、ポリッシング加工用組成物は、望ましくは約２５０Å／分以下、例えば約２００Å／分以下、約１５０Å／分以下、約１００Å／分以下、約７５Å／分以下、約５０Å／分以下、または約２５Å／分以下の窒化ケイ素の除去速度を示す。

【0057】

本発明の化学機械ポリッシング加工用組成物は、望ましくは、本発明の方法に従ってポリシリコンを含む基板をポリッシング加工するとき、低い除去速度を示す。例えば、本発明の実施形態に従ってポリシリコンを含むシリコンウエハをポリッシング加工するとき、ポリッシング加工用組成物は、望ましくは、約１，０００Å／分以下、例えば、約７５０Å／分以下、約５００Å／分以下、約２５０Å／分以下、約１００Å／分以下、約５０Å／分以下、約２５Å／分以下、約１０Å／分以下、または約５Å／分以下の、ポリシリコンの除去速度を示す。

【0058】

いかなる特定の理論にも拘束されることを望まないが、窒化ケイ素上に積層された酸化ケイ素を含むパターン化基板上の酸化ケイ素のポリッシング加工が進行すると、ポリッシング加工が進行するにつれて酸化ケイ素の表面はより塩基性になると考えられる。ポリッシング加工用組成物のセリア粒子は、典型的には、ポリッシング加工用組成物のｐＨで正味の正電荷を有する。酸化ケイ素表面がより塩基性になるにつれて、酸化ケイ素表面近くに存在するポリヒドロキシカルボン酸は少なくとも部分的に脱プロトン化され、ポリッシング加工が進行するにつれて正味の負電荷を発生する。次いで、負に帯電したポリヒドロキシカルボン酸分子がセリア粒子と会合し、それによってセリア粒子のポリッシング加工作用が低下する。したがって、基板が平坦性に近づくにつれて、すなわち窒化ケイ素が露出され、酸化ケイ素がパターン化されたフューチャ内に残ると、残りの酸化ケイ素は過剰ポリッシング加工から保護され、したがってディッシングから保護される。

【0059】

本発明の化学機械ポリッシング加工用組成物および方法は、化学機械ポリッシング加工器具と共に使用するのに特に適している。典型的には、器具は、使用時に動いており、軌道、直線、または円運動から生じる速度を有するプラテンと、プラテンと接触し、動いているときにプラテンと共に動くポリッシング加工用パッドと、ポリッシング加工用パッドの表面に対して基板を接触させて移動させることによってポリッシング加工される基板を保持するキャリアと、を含む。基板のポリッシング加工は、基板をポリッシング加工用パッドおよび本発明のポリッシング加工用組成物と接触させて配置し、次いでポリッシング加工用パッドを基板に対して移動させて、基板の少なくとも一部を研磨して基板をポリッシング加工することによって行われる。

【0060】

基板は、任意の好適なポリッシング加工用パッド（例えば、ポリッシング加工面）を用いて化学機械ポリッシング加工用組成物でポリッシング加工することができる。好適なポリッシング加工用パッドとしては、例えば、織布および不織布ポリッシング加工用パッドが挙げられる。さらに、好適なポリッシング加工用パッドは、様々な密度、硬度、厚さ、圧縮性、圧縮時に反発する能力、および圧縮弾性率の任意の適切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、それらの共形生成物、およびそれらの混合物が挙げられる。軟質ポリウレタンポリッシング加工用パッドは、本発明のポリッシング加工方法と組み合わせて特に有用である。典型的なパッドとしては、ＳＵＲＦＩＮ（商標）０００、ＳＵＲＦＩＮ（商標）ＳＳＷ１、ＳＰＭ３１００（例えば、Ｅｍｉｎｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから市販されている）、ＰＯＬＩＴＥＸ（商標）、およびＦｕｊｉｂｏ ＰＯＬＹＰＡＳ（商標）２７が挙げられるがこれらに限定されない。特に好ましいポリッシング加工用パッドは、Ｃａｂｏｔ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓから市販されているＥＰＩＣ（商標）Ｄ１００パッドである。別の好ましいポリッシング加工用パッドは、Ｄｏｗ、Ｉｎｃから入手可能なＩＣ１０１０パッドである。

【0061】

望ましくは、化学機械ポリッシング加工装置は、その場でのポリッシング加工終点検出システムをさらに含み、その多くは当技術分野において既知である。ポリッシング加工されている基板の表面から反射された光または他の放射を分析することによってポリッシング加工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で知られている。そのような方法は、例えば、米国特許第５１９６３５３号において、米国特許第５４３３６５１号、米国特許第５６０９５１１号、米国特許第５６４３０４６号、米国特許第５６５８１８３号、米国特許第５７３０６４２号、米国特許第５８３８４４７号、米国特許第５８７２６３３号、米国特許第５８９３７９６号、米国特許第５９４９９２７号、および米国特許第５９６４６４３号に記載されている。望ましくは、ポリッシング加工されている基板に関するポリッシング加工プロセスの進行の検査または監視は、ポリッシング加工終点の決定、すなわち特定の基板に関してポリッシング加工プロセスの終了時の決定を可能にする。

【実施例】

【0062】

以下の実施例は、本発明をさらに説明するが、もちろん、その範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

【0063】

以下の実施例において、基板、シリコン上にコーティングされたＴＥＯＳ酸化ケイ素（テトラエトキシシランから調製された）、シリコン上にコーティングされたＨＤＰ（高密度プラズマ）酸化ケイ素、シリコン上にコーティングされたポリシリコン、およびシリコン上にコーティングされた窒化ケイ素、ならびにＳｉｌｙｂ Ｉｎｃ．から得られるパターン化されたウエハを、ＭＩＲＲＡ（商標）（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．）またはＲＥＦＬＥＸＩＯＮ（商標）（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．）ツールのいずれかを使用してポリッシング加工した。パターン化されたウエハは、酸化ケイ素コートされた基板上に１００μｍの窒化ケイ素フィーチャを含んでいた。ＩＣ１０１０（商標）ポリッシング加工用パッド（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）をすべての組成物について同一のポリッシング加工パラメータで使用した。ポリッシング加工パラメータは以下のとおりである：ＩＣ１０１０（商標）パッド、２０．６８ｋＰａ（３ｐｓｉ）のダウンフォース、８５ｒｐｍのヘッドスピード、１００ｒｐｍのプラテン速度、１５０ｍＬ／分の総流量。分光エリプソメトリーを使用してフィルム厚を測定し、初期厚から最終厚を差し引くことによって除去速度を計算した。

【0064】

実施例１
この実施例は、本発明によるポリエチレングリコールジカルボン酸および３，５－ジヒドロキシ安息香酸を含むポリッシング加工用組成物によって示される窒化物損失およびディッシングの減少を実証する。

【0065】

酸化ケイ素コーティングされた基板上の１００μｍ窒化ケイ素フィーチャを含む３つの別々のパターン化基板を、３つの異なるポリッシング加工用組成物、すなわちポリッシング加工用組成物１Ａ～１Ｃでポリッシング加工した。各ポリッシング加工用組成物１Ａ～１Ｃは、ｐＨ３．６の水中に０．２質量％の湿式法セリアを含んでいた。ポリッシング加工用組成物１Ａはまた、１００ｐｐｍのポリエチレングリコールジカルボン酸および２５０ｐｐｍの３，５－ジヒドロキシ安息香酸を含んでいた。ポリッシング加工用組成物１Ｂはまた、３００ｐｐｍのポリエチレングリコールジカルボン酸および１００ｐｐｍの３，５－ジヒドロキシ安息香酸を含んでいた。ポリッシング加工用組成物１Ｃはまた、ポリエチレングリコールジカルボン酸を含有していなかったが、３，５－ジヒドロキシ安息香酸を４５０ｐｐｍ含有していた。終点（ＥＰ）プラス４０％までポリッシング加工を行った。終点はＳｉＮ層を露出させる時間であった。

【0066】

ポリッシング加工後、１００μｍ×１００μｍのフィーチャにおける窒化ケイ素の損失およびディッシング（トレンチ内のディッシング）を測定した。結果を表１に記載する。

【表1】

【0067】

表１に示す結果から明らかなように、１００ｐｐｍのポリエチレングリコールジカルボン酸および２５０ｐｐｍの３，５－ジヒドロキシ安息香酸を含有するポリッシング加工用組成物１Ａ、ならびに３００ｐｐｍのポリエチレングリコールおよび１００ｐｐｍの３，５－ジヒドロキシ安息香酸を含有するポリッシング加工用組成物１Ｂは、非常に低いＳｉＮ損失を示した。４００ｐｐｍの３，５－ジヒドロキシ安息香酸を含有するがポリエチレングリコールジカルボン酸を含有しないポリッシング加工用組成物１Ｃは、ポリッシング加工用組成物１Ｂによって示されるディッシングの約７６％を示した。

【0068】

実施例２
この実施例は、本発明による３，５－ジヒドロキシ安息香酸を含むポリッシング加工用組成物によって示される改善されたＳｉＯ除去速度を実証する。

【0069】

ＴＥＯＳまたはＨＤＰ（高密度プラズマ酸化ケイ素）のブランケット層を含む別々の基板を、２つの異なるポリッシング加工用組成物、ポリッシング加工用組成物２Ａおよび２Ｂでポリッシング加工した。ポリッシング加工用組成物２Ａ（比較例）は、ｐＨ３．６で水中に０．２質量％の湿式法セリア、ポリエチレングリコールジカルボン酸、およびポリビニルアルコールを含んでいた。ポリッシング加工用組成物２Ｂ（本発明）は、ポリッシング加工用組成物２Ａのすべての成分を、ポリッシング加工用組成物２Ａに含まれる量と同じ量で含み、さらに３，５－ジヒドロキシ安息香酸を含む。

【0070】

ポリッシング加工後、除去速度を測定し、結果を表２に示した。

【表2】

【0071】

表２に示す結果から明らかなように、３，５－ジヒドロキシ安息香酸を含むポリッシング加工用組成物２Ｂは、ポリッシング加工用組成物２Ａによって示される除去速度の約１１５％であるＴＥＯＳおよびＨＤＰ両方の除去速度を示した。

【0072】

実施例３
この実施例は、本発明による３，５－ジヒドロキシ安息香酸を含むポリッシング加工用組成物によって示される窒化物損失およびディッシングの減少を実証する。

【0073】

実施例２に記載したように、酸化ケイ素コーティングされた基板上の１００μｍ窒化ケイ素フィーチャを含む別々のパターン化基板を２つの異なるポリッシング加工用組成物、すなわちポリッシング加工用組成物２Ａおよび２Ｂでポリッシング加工した。

【0074】

ＳｉＮ層を露出させた後、基板を５３秒間～終点まで＋１６秒間ポリッシング加工した。ポリッシング加工後、１００μｍ×１００μｍのフィーチャにおける窒化ケイ素の損失およびディッシング（トレンチ内のディッシング）を測定した。結果を表３に記載する。

【表3】

【0075】

表３に示す結果から明らかなように、ポリッシング加工２Ｂ中の３，５－ジヒドロキシ安息香酸の存在は、３，５－ジヒドロキシ安息香酸を含まないポリッシング加工用組成物２Ａによって示されたＳｉＮ損失およびディッシングのそれぞれ約４８％および６５％のＳｉＮ損失およびディッシングとなった。

【0076】

実施例４
この実施例は、本発明によるセリア、３，５－ジヒドロキシ安息香酸、ポリエチレングリコールおよびポリビニルアルコールを含むポリッシング加工用組成物によって示される窒化物損失およびディッシングの減少を実証する。

【0077】

酸化ケイ素コーティングされた基板上の１００×１００μｍ窒化ケイ素フィーチャを含む別々のパターン化基板を、３つの異なるポリッシング加工時間、組成物３Ａでポリッシング加工した。ポリッシング加工用組成物３Ａは、０．２％のセリア、６０ｐｐｍのポリエチレングリコール、１２００ｐｐｍのポリビニルアルコールおよび６０ｐｐｍの３，５－ジヒドロキシ安息香酸を含有していた。ポリッシング加工は、終点（ＥＰ）プラス１０％、２０％および３０％の過ポリッシング加工まで実施し、終点はＳｉＮ層を露出する時間であった。

【0078】

ポリッシング加工後、１００μｍ×１００μｍのフィーチャにおける窒化ケイ素の損失およびディッシング（トレンチ内のディッシング）を測定した。結果を表４に記載する。

【表4】

【0079】

表４に示す結果から明らかなように、セリアを含むポリッシング加工用組成物中の３，５－ジヒドロキシ安息香酸、ポリエチレングリコールおよびポリビニルアルコールの存在は、先の実施例と比較して非常に低いＳｉＮ損失およびディッシングをもたらした。

【0080】

実施例５
この実施例は、本発明による３，４－ジヒドロキシ安息香酸または３，５－ジヒドロキシ安息香酸を含むポリッシング加工用組成物によって示される除去速度を比較する。

【0081】

ＴＥＯＳ、ＨＤＰ、およびＳｉＮのブランケット層を含む別々の基板を２つの異なるポリッシング加工用組成物、すなわちポリッシング加工用組成物４Ａおよび４Ｂでポリッシング加工した。ポリッシング加工用組成物４Ａおよび４Ｂのそれぞれは、ｐＨ３．６で水中に０．２質量％の湿式法セリア、ポリエチレングリコールジカルボン酸、およびポリビニルアルコールを含んでいた。ポリッシング加工用組成物４Ａはさらに３，４－ジヒドロキシ安息香酸を含んでいた。ポリッシング加工用組成物４Ｂはさらに３，５－ジヒドロキシ安息香酸を含んでいた。

【0082】

ポリッシング加工後、除去速度を決定し、結果をテーブル４に示す。

【表5】

【0083】

テーブル４に示される結果から明らかなように、ポリッシング加工用組成物４Ｂは、ポリッシング加工用組成物４Ａと比較して、ＴＥＯＳとＨＤＰの両方について約４倍高い除去速度、およびＳｉＮについて約１．４倍高い除去速度を示した。ポリッシング加工用組成物４Ａおよび４Ｂの両方は、低いＳｉＮ除去速度を示しながら許容可能なＴＥＯＳおよびＨＤＰ除去速度を提供した。

【0084】

実施例６
この実施例は、本発明による３，４－ジヒドロキシ安息香酸または３，５－ジヒドロキシ安息香酸を含むポリッシング加工用組成物によって示される時間の関数としての除去速度を比較する。

【0085】

実施例５に記載したように、酸化ケイ素コーティングされた基板上の１００μｍ窒化ケイ素フィーチャを含む別々のパターン化基板を２つの異なるポリッシング加工用組成物、すなわちポリッシング加工用組成物４Ａおよび４Ｂでポリッシング加工した。

【0086】

基板を４５秒間および６０秒間ポリッシング加工した。ポリッシング加工後、１００μｍ×１００μｍのフィーチャで除去された酸化物（トレンチ内の酸化物）を測定した。結果をテーブル５に記載する。

【表6】

【0087】

テーブル５に示す結果から明らかなように、ポリッシング加工用組成物４Ａを用いたポリッシング加工時間の１５秒の増加は、ＳｉＯ除去の約７％の増加をもたらした。ポリッシング加工用組成物４Ｂを用いたポリッシング加工時間の３０秒から４５秒への１５秒の増加は、ＳｉＯ除去において約２６％の増加をもたらした。４５秒間ポリッシング加工した後に除去されたＳｉＯの量は、ポリッシング加工用組成物４Ｂについては、ポリッシング加工用組成物４Ａと比較して約２．１倍大きかった。

【0088】

実施例７
この実施例は、本発明の実施形態による、例示的な濃縮ポリッシング加工用組成物の安定性を実証する。

【0089】

１．２質量％の湿式法セリア、３，５－ジヒドロキシ安息香酸、ポリエチレングリコールジカルボン酸、およびポリビニルアルコールを含むポリッシング加工用組成物を４５℃で５０日間貯蔵した。試料を定期的にサンプリングし、ゼータ電位と粒径を測定した。結果を図１および図２にグラフで示す。

【0090】

図１および図２に示す結果から明らかなように、５０日間の貯蔵期間中、ゼータ電位は約２３～２６ｍＶで安定したままであり、粒径は１１０～１２５ｎｍで安定したままであった。

【0091】

本明細書に引用された刊行物、特許出願および特許を含むすべての参考文献は、各参考文献が個々にかつ具体的に参照により組み入れられることが示され、その全体が本明細書に記載されているのと同じ程度に参照により本明細書に組み込まれる。

【0092】

（特に以下の特許請求の範囲の文脈において）本発明を説明する文脈における「ａ」および「ａｎ」および「ｔｈｅ」および「少なくとも１つの（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ）」という用語および同様の指示対象の使用は、本明細書において別段の指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、単数および複数形の両方を包含すると解釈されるべきである。「少なくとも１つの」という用語に続く１つ以上の項目の列挙（例えば、「ＡおよびＢのうちの少なくとも１つ」）の使用は、本明細書において別段の指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、列挙された項目（ＡまたはＢ）から選択される１つの項目、または列挙された項目（ＡおよびＢ）の２つ以上の任意の組み合わせを意味すると解釈されるべきである。「備える」、「有する」、「含む」および「含有する」という用語は、別段の記載がない限り、オープンエンド用語（すなわち、「含むがこれらに限定されない」を意味する）として解釈されるべきである。本明細書における値の範囲の列挙は、本明細書において別段の指示がない限り、範囲内にある各別個の値を個々に参照する簡略方法として有用であることを単に意図しており、それぞれの別個の値は本明細書に個別に列挙されているかのように、本明細書に組み込まれる。本明細書中に記載されるすべての方法は、本明細書において別段の指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、任意の好適な順序で実行することができる。本明細書において提供される任意のおよびすべての例、または例示的な用語（例えば、「～など」）の使用は、単に本発明をより明らかにすることを意図しており、別段の主張がない限り、本発明の範囲を限定するものではない。本明細書中のいかなる言葉も、本発明の実施に必須であると主張されていない任意の要素を示すものとして解釈されるべきではない。

【0093】

本発明を行うために本発明者らに既知の最良の形態を含む、本発明の好ましい実施形態が本明細書に記載される。これらの好ましい実施形態の変形は、前述の説明を読むことにより当業者には明らかになり得る。本発明者らは、当業者がこのような変形を適切に使用することを期待しており、本発明者らは本発明が本明細書に具体的に記載されたものとは別の方法で実行されることを意図する。したがって、本発明は、適用法によって許容されるように、添付の特許請求の範囲に列挙された主題のすべての変形および同等物を含む。その上、本明細書において別段の指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、それらのすべての可能な変形における上記の要素の任意の組み合わせが本発明に包含される。

【図1】

【図2】