特許 7607581 タングステンバフ用途のための表面被覆された研削粒子

(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】2024-12-19

(45)【発行日】2024-12-27

(54)【発明の名称】タングステンバフ用途のための表面被覆された研削粒子

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20241220BHJP

   C09K 3/14 20060101ALI20241220BHJP

   C09G 1/02 20060101ALI20241220BHJP

   B24B 37/00 20120101ALI20241220BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 622D

C09K3/14 550D

C09K3/14 550Z

C09G1/02

B24B37/00 H

【請求項の数】 28

(21)【出願番号】P 2021558848

(86)(22)【出願日】2020-04-15

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-06-17

(86)【国際出願番号】 US2020028255

(87)【国際公開番号】W WO2020214662

(87)【国際公開日】2020-10-22

【審査請求日】2023-03-23

(31)【優先権主張番号】62/835,146

(32)【優先日】2019-04-17

(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 リミティド ライアビリティ カンパニー

(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】

【氏名又は名称】胡田 尚則

(74)【代理人】

【識別番号】100202441

【弁理士】

【氏名又は名称】岩田 純

(74)【代理人】

【氏名又は名称】板谷 一弘

(72)【発明者】

【氏名】チーエン チー－シェン

(72)【発明者】

【氏名】ルー ルン－タイ

(72)【発明者】

【氏名】ホアン フン－ツン

(72)【発明者】

【氏名】ホアン ホーリン

【審査官】境 周一

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１７－５２７４４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１００６７７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１０８２８６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００８５２０５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｃ０９Ｋ ３／１４

Ｃ０９Ｇ １／０２

Ｂ２４Ｂ ３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

化学機械研磨組成物であって、
（ａ）負に帯電されたコロイダルシリカ粒子およびアルミナ粒子を含む研削剤であって、前記アルミナ粒子がアニオン性ポリマーで表面被覆されており、前記研磨組成物が２～５のｐＨを有する、研削剤と、
（ｂ）水と、を含み、
前記研磨組成物が、酸化剤をさらに含む、化学機械研磨組成物。

【請求項2】

前記シリカ粒子が、コロイダルシリカ粒子、アルミニウムドープシリカ粒子、スルホネート変性コロイダルシリカ、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項3】

前記アニオン性ポリマーが、カルボン酸モノマー単位、スルホン酸モノマー単位、ホスホン酸モノマー単位、およびそれらの組み合わせから選択される繰り返しモノマー単位を含む、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項4】

前記アニオン性ポリマーが、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、コハク酸、テレフタル酸、アスパラギン酸、無水マレイン酸、４－ビニルベンゼンスルホン酸、ビニルスルホン酸、２－スルホエチルアクリレート、２－スルホエチルメタクリレート、３－スルホプロピルアクリレート、３－スルホプロピルメタクリレート、２－プロペン－１－スルホン酸、スチレンスルホン酸、２－アクリルアミド－２－メチル－１－プロパンスルホン酸、ビニリデン－１，１－ジホスホン酸、ジメチル－ｐ－ビニルベンジルホスホネート、ビスジエチルホスホネート（メタ）アクリレートアンモニウム、アクリルアミドホスホネートモノマー、ビニルホスホン酸、２－（メタクロイルオキシ）エチルホスフェート、およびそれらの組み合わせから選択される繰り返しモノマー単位を含む、請求項３に記載の研磨組成物。

【請求項5】

前記アニオン性ポリマーが、スルホン酸モノマー単位とカルボン酸モノマー単位との組み合わせを含むコポリマー、またはスルホン酸モノマー単位とホスホン酸モノマー単位との組み合わせを含むコポリマーを含む、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項6】

前記アニオン性ポリマーが、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸モノマー単位およびアクリル酸モノマー単位からなる、請求項５に記載の研磨組成物。

【請求項7】

前記アニオン性ポリマーが、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸モノマー単位からなる、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項8】

前記酸化剤が、第二鉄イオンを含む、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項9】

前記酸化剤が、過酸化水素をさらに含む、請求項８に記載の研磨組成物。

【請求項10】

前記研磨組成物が、腐食防止剤をさらに含む、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項11】

前記腐食防止剤が、グリシン、リジン、アルギニン、アラニン、またはそれらの組み合わせである、請求項１０に記載の研磨組成物。

【請求項12】

前記腐食防止剤が、グリシンである、請求項１１に記載の研磨組成物。

【請求項13】

前記研磨組成物が、安定剤をさらに含む、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項14】

前記安定剤が、酢酸、フタル酸、クエン酸、アジピン酸、シュウ酸、マロン酸、アスパラギン酸、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、グルタコン酸、ムコン酸、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、プロピレンジアミン四酢酸（ＰＤＴＡ）、およびそれらの組み合わせから選択される、請求項１３に記載の研磨組成物。

【請求項15】

前記安定剤が、マロン酸である、請求項１４に記載の研磨組成物。

【請求項16】

前記研磨組成物が、有機ホスホン酸をさらに含む、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項17】

前記有機ホスホン酸が、２－アミノエチルホスホン酸、１－ヒドロキシエチリデン－１，１－ジホスホン酸、アミノトリ（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）、エタン－１，１－ジホスホン酸、エタン－１，１，２－トリホスホン酸、エタン－１－ヒドロキシ－１，１－ジホスホン酸、エタン－１－ヒドロキシ－１，１，２－トリホスホン酸、エタン－１，２－ジカルボキシ－１，２－ジホスホン酸、メタンヒドロキシホスホン酸、２－ホスホノブタン－１，２－ジカルボン酸、１－ホスホノブタン－２，３，４－トリカルボン酸、α－メチルホスホノコハク酸、およびそれらの組み合わせから選択される、請求項１６に記載の研磨組成物。

【請求項18】

前記研磨組成物が、３～３．５のｐＨを有する、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項19】

前記研磨組成物が、殺生物剤、緩衝剤、界面活性剤、触媒、安定剤、腐食防止剤、およびそれらの組み合わせから選択される添加剤をさらに含む、請求項１に記載の研磨組成物。

【請求項20】

基板を化学機械研磨する方法であって、
（ｉ）基板を提供することと、
（ｉｉ）研磨パッドを提供することと、
（ｉｉｉ）
（ａ）シリカ粒子およびアルミナ粒子を含む研削剤であって、前記アルミナ粒子がアニオン性ポリマーで表面被覆されている、研削剤と、
（ｂ）水と、
酸化剤と、を含む、化学機械研磨組成物を提供することと、
（ｉｖ）前記基板を前記研磨パッドおよび前記化学機械研磨組成物と接触させることと、
（ｖ）前記研磨パッドおよび前記化学機械研磨組成物を前記基板に対して動かして、前記基板の少なくとも一部を研削して、前記基板を研磨することと、を含む、方法。

【請求項21】

前記アニオン性ポリマーが、カルボン酸モノマー単位、スルホン酸モノマー単位、ホスホン酸モノマー単位、およびそれらの組み合わせから選択される繰り返しモノマー単位を含む、請求項２０に記載の方法。

【請求項22】

前記アニオン性ポリマーが、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、コハク酸、テレフタル酸、アスパラギン酸、無水マレイン酸、４－ビニルベンゼンスルホン酸、ビニルスルホン酸、２－スルホエチルアクリレート、２－スルホエチルメタクリレート、３－スルホプロピルアクリレート、３－スルホプロピルメタクリレート、２－プロペン－１－スルホン酸、スチレンスルホン酸、２－アクリルアミド－２－メチル－１－プロパンスルホン酸、ビニリデン－１，１－ジホスホン酸、ジメチル－ｐ－ビニルベンジルホスホネート、ビスジエチルホスホネート（メタ）アクリレートアンモニウム、アクリルアミドホスホネートモノマー、ビニルホスホン酸、２－（メタクロイルオキシ）エチルホスフェート、およびそれらの組み合わせから選択される繰り返しモノマー単位を含む、請求項２０に記載の方法。

【請求項23】

前記アニオン性ポリマーが、スルホン酸モノマー単位とカルボン酸モノマー単位との組み合わせを含むコポリマーを含むか、またはスルホン酸モノマー単位とホスホン酸モノマー単位との組み合わせを含むコポリマーを含む、請求項２０に記載の方法。

【請求項24】

前記アニオン性ポリマーが、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸モノマー単位およびアクリル酸モノマー単位からなる、請求項２３に記載の方法。

【請求項25】

前記アニオン性ポリマーが、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸モノマー単位からなる、請求項２０に記載の方法。

【請求項26】

前記研磨組成物が、腐食防止剤、安定剤、有機ホスホン酸、またはそれらの任意の組み合わせをさらに含む、請求項２０に記載の方法。

【請求項27】

前記基板が、前記基板の表面上に酸化ケイ素層を含み、前記酸化ケイ素層の少なくとも一部を研削して、前記基板を研磨する、請求項２０に記載の方法。

【請求項28】

前記基板が、前記基板の表面上に窒化物層を含み、前記窒化物層の少なくとも一部を研削して、前記基板を研磨する、請求項２０に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物および基板の表面を研磨（または平坦化）する方法は、当該技術分野で周知である。半導体基板上の金属層（タングステンなど）を研磨するための研磨組成物（研磨スラリー、ＣＭＰスラリー、およびＣＭＰ組成物としても知られている）には、水溶液に懸濁した研削粒子および酸化剤、キレート剤、触媒などの化学促進剤が含まれ得る。

【0002】

従来のＣＭＰ操作では、研磨される基板（ウェハ）は、キャリア（研磨ヘッド）上に取り付けられ、次にキャリアはキャリアアセンブリ上に取り付けられ、ＣＭＰ装置（研磨工具）の研磨パッドと接触して配置される。キャリアアセンブリは、制御可能な圧力を基板に提供し、基板を研磨パッドに押し付ける。基板およびパッドは、外部からの駆動力によって相互に動く。基板およびパッドの相対運動により、材料の一部が研削されて基板の表面から除去され、それにより基板が研磨される。パッドおよび基板の相対運動による基板の研磨は、研磨組成物の化学的活性により（例えば、ＣＭＰ組成物中に存在する酸化剤およびその他の化合物により）、および／または研磨組成物に懸濁した研削剤の機械的活性によりさらに支援され得る。

【0003】

典型的なタングステンプラグおよび相互接続プロセスでは、タングステンが誘電体上および誘電体内に形成された開口部内に堆積される。誘電体層上の余分なタングステンは、次いで、ＣＭＰ操作中に除去され、誘電体内にタングステンプラグおよび相互接続が形成される。バルクタングステンの除去に続いて、基板表面をバフ研磨工程に供し、細片を除去することで表面に対してより均一なトポロジーを提供する。タングステンプラグおよび相互接続などの基板フィーチャ内の侵食は、フィーチャ内からの過剰な金属除去であり、非平坦性につながるため、最小限に抑えるか、より好ましくは元に戻す必要さえあるため、バフ研磨への要求は厳しい。バフ研磨工程は、タングステン、誘電体、および窒化ケイ素などのバリア材料などの２つ以上の異なる材料の研磨を伴い、したがって、好適な表面トポグラフィを実現するには、様々な材料の除去速度の適切なバランスが必要である。

【0004】

シリカ系研削剤を含有する従来の研磨組成物は、タングステンを含む基板を研磨する場合、典型的に、高い粗さ、不十分なトポグラフィ、およびエッジオーバー侵食の問題をもたらす。対照的に、処理されたアルミナを含む研磨組成物は、良好なトポグラフィ性能を提供し得るが、典型的には、不適切な除去速度を欠点として持つ。侵食とは、基板フィーチャ内のタングステンの過剰な除去を指し、非平坦な表面トポグラフィをもたらす。侵食を最小限に抑えるか、またはさらに減少させるために、研磨組成物は、基板表面のフィーチャからのタングステンの除去と、酸化ケイ素および／またはＳｉＮの除去とのバランスがとれて、最適化された表面トポグラフィをもたらすように、最適化された材料除去率を示さなければならない。

【0005】

したがって、侵食を最小限に抑えるかまたは元に戻す一方で、良好な表面トポグラフィおよび平坦性を提供するタングステンバルク研磨およびバフ用途のための新規な研磨方法および組成物を開発する継続的な必要性が存在する。

【発明の概要】

【0006】

本発明は、（ａ）シリカ粒子およびアルミナ粒子を含む研削剤であって、アルミナ粒子がアニオン性ポリマーで表面被覆されている、研削剤と、（ｂ）水と、を含む、化学機械研磨組成物を提供する。

【0007】

本発明はまた、（ｉ）基板を提供することと、（ｉｉ）研磨パッドを提供することと、（ｉｉｉ）（ａ）シリカ粒子およびアルミナ粒子を含む研削剤であって、アルミナ粒子がアニオン性ポリマーで表面被覆されている、研削剤と、（ｂ）水と、を含む、化学機械研磨組成物を提供することと、（ｉｖ）基板を研磨パッドおよび化学機械研磨組成物と接触させることと、（ｖ）研磨パッドおよび化学機械研磨組成物を基板に対して動かして、基板の少なくとも一部を研削して、基板を研磨することと、を含む、基板を化学機械研磨する方法も提供する。

【発明を実施するための形態】

【0008】

一実施形態では、本発明は、（ａ）シリカ粒子およびアルミナ粒子を含む研削剤であって、アルミナ粒子がアニオン性ポリマーで表面被覆されている、研削剤と、（ｂ）水と、を含むか、それらから本質的になるか、またはそれらからなる、化学機械研磨組成物を提供する。本発明の化学機械研磨組成物の研削剤は、研削剤が、シリカ粒子および表面被覆されたアルミナ粒子の両方を含むような混合粒子研削剤である。

【0009】

本発明の研磨組成物のシリカ粒子は、任意の好適なシリカ粒子であり得る。一実施形態では、シリカ粒子は、コロイダルシリカ粒子、アルミニウムドープシリカ粒子、またはそれらの組み合わせを含む。例示的なコロイダルシリカ粒子には、例えば、Ｆｕｓｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．（Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ）から市販されているＰＬ－３Ｄ、ＰＬ－２、およびＰＬ－５コロイダルシリカ（それぞれ、約３５ｎｍ、２５ｎｍ、および６０ｎｍの一次粒子径）が含まれる。例示的なアルミニウムドープシリカ粒子（例えば、アルミネート処理）としては、Ｎｉｓｓａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ，ＣＡ）から市販されているＳＮＯＷＴＥＸ（商標）－Ｏシリカが挙げられる。

【0010】

本発明の一態様によれば、アルミナ粒子は、正味の負電荷を帯びている。負に帯電したアルミナ粒子は、アルミナ粒子に負の電荷を提供する任意の好適な方法で得ることができる。典型的には、アルミナ粒子は、被覆されている（例えば、アニオン性ポリマーで表面被覆されている）。本発明の研磨組成物のアルミナ粒子は、アニオン性ポリマーで表面被覆された任意の好適なアルミナ粒子であり得る。

【0011】

アルミナ粒子は、好ましくは、アニオン性ポリマーを含む（例えば、アニオン性ポリマーで被覆された）表面を有する。アニオン性ポリマーは、典型的には静電的に、アルミナ粒子と相互作用し、アルミナ粒子は、水性キャリア中に懸濁されるか、または研磨パッド上に固定されて、研削粒子の表面の少なくとも一部を被覆する。特に、アニオン性ポリマーは、ＣＭＰ組成物のｐＨで好適なゼータ電位を有するアルミナ粒子と結合する。ゼータ電位とは、固体と液体の界面を横切る電位、具体的には帯電したコロイド粒子（例えば、アルミナ粒子）を取り巻くイオンの拡散層を横切る電位を指す。アルミナ粒子のゼータ電位はｐＨによって異なる。例えば、正のゼータ電位を持つアルミナ粒子は、アニオン性ポリマーと静電的に相互作用することができる。また、アルミナ粒子表面に十分な正のサイトを有するわずかに負のゼータ電位を有するアルミナ粒子は、１つ以上のアニオン性ポリマーと静電的に相互作用することができる。アルミナ粒子は、好ましくは、ＣＭＰ組成物のｐＨで正のゼータ電位を有する。アルミナ粒子のゼータ電位は、アニオン性ポリマーとアルミナ粒子との相互作用により低下する。

【0012】

α－アルミナ粒子は、典型的には未処理／非被覆状態で正に帯電した表面を有するため、アニオン性ポリマーのα－アルミナ粒子との結合により、ポリマーまたはコポリマーの酸性官能基の少なくとも一部が脱プロトン化され、ひいてはポリマーをアルミナ粒子と一緒に負に帯電させる。得られたポリマーで被覆された粒子は、２～９のｐＨ範囲にわたって、－１０ｍＶ未満のゼータ電位を有する。

【0013】

アルミナ粒子は、ヒュームドアルミナ粒子または非ヒュームドα－アルミナ粒子であり得る。ヒュームドアルミナ粒子は一般に、一次粒子の凝集体の形をしているが、凝集体は、かなりのエネルギー入力なしでは容易に個々の一次粒子には分解されない。一次粒子は概して球形であるが、凝集体は一次粒子の鎖状構造であり、概して球形ではない。非ヒュームドα－アルミナ粒子はアルミナの結晶形であり、典型的には凝集体を形成しない。好ましい実施形態では、アルミナ粒子は非ヒュームドα－アルミナ粒子である。

【0014】

本発明の研磨組成物の研削粒子は、任意の好適な平均粒子径（例えば、平均粒子直径）を有し得る。粒子の粒径は、粒子を包含する最小球の直径である。研削粒子は、約１０ｎｍ以上、例えば、約１５ｎｍ以上、約２０ｎｍ以上、約２５ｎｍ以上、約３５ｎｍ以上、約４５ｎｍ以上、約５０ｎｍ以上、約５５ｎｍ以上、約６０ｎｍ以上、約７５ｎｍ以上、または約１００）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、研削粒子は、約１，０００ｎｍ以下、例えば、約９５０ｎｍ以下、約９５０ｎｍ以下、約９００ｎｍ以下、約８５０ｎｍ以下、約８００ｎｍ以下、約７５０ｎｍ以下、約７００ｎｍ以下、約６５０ｎｍ以下、約６００ｎｍ以下、約６５０ｎｍ以下、約５００ｎｍ以下、約４７５ｎｍ以下、約４５０ｎｍ以下、約４２５ｎｍ以下、約４００ｎｍ以下、約３７５ｎｍ以下、約３５０ｎｍ以下、約３２５ｎｍ以下、約３００ｎｍ以下、約２７５ｎｍ以下、約２５０ｎｍ以下、約２２５ｎｍ以下、約２００ｎｍ以下、約１７５ｎｍ以下、約１６０ｎｍ以下、約１５０ｎｍ以下、約１２５ｎｍ以下、約１１５ｎｍ以下、約１００ｎｍ以下、約９０）ｎｍ以下、または約８０ｎｍ以下の平均粒子径を有することができる。例えば、研削粒子は、約２５ｎｍ～約２５０ｎｍ、例えば、約３５ｎｍ～約２００ｎｍ、約４５ｎｍ～約１５０ｎｍ、約５０ｎｍ～約１２５ｎｍ、約５５ｎｍ～約１２０ｎｍ、または約６０ｎｍ～約１１５ｎｍの平均粒子径を有することができる。したがって、研削粒子は、前述の端点のいずれか２つによって境界付けられる平均粒子径を有することができる。例えば、研削粒子は、約１０ｎｍ～約１０００ｎｍ、約２５ｎｍ～約９５０ｎｍ、約３０ｎｍ～約９００ｎｍ、約３５ｎｍ～約８５０ｎｍ、約４０ｎｍ～約８００ｎｍ、約４５ｎｍ～約７５０ｎｍ、約５０ｎｍ～約７００ｎｍ、約５５ｎｍ～約６５０ｎｍ、約６０ｎｍ～約６００ｎｍ、約７５ｎｍ～約５５０ｎｍ、約１００ｎｍ～約５００ｎｍ、約２５ｎｍ～約４５０ｎｍ、約３０～約４００ｎｍ、約３５ｎｍ～約３５０ｎｍ、約４０ｎｍ～約３００ｎｍ、約４５ｎｍ～約２５０ｎｍ、または約５０ｎｍ～約２００ｎｍの平均粒子径を有することができる。

【0015】

研削粒子の粒子径は、任意の好適な手法、例えば、光散乱技術を使用して測定することができる。好適な粒子径測定機器は、例えば、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（Ｍａｌｖｅｒｎ，ＵＫ）から入手可能である。

【0016】

ヒュームドアルミナ粒子は、約３０ｎｍ以上、例えば、約４０ｎｍ以上、約５０ｎｍ以上、約６０ｎｍ以上、約７０ｎｍ以上、約８０ａｍ以上、約９０ｎｍ以上、または約１００ｎｍ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、ヒュームドアルミナ粒子は、約２５０ｎｍ以下、例えば、約２３０ｎｍ以下、約２１０ｎｍ以下、約１９０ｎｍ以下、約１７０ｎｍ以下、または約１５０ｎｍ以下の平均粒子径を有することができる。したがって、ヒュームドアルミナ粒子は、前述の端点のいずれか２つによって境界付けられる範囲内の平均粒径を有することができる。例えば、ヒュームドアルミナ粒子は、約３０ｎｍ～約２５０ｎｍ、例えば、約８０ｎｍ～約２５０ｎｍ、約８０ｎｍ～約２１０ｎｍ、または約１００ｎｍ～約１５０ｎｍの平均粒子径を有することができる。

【0017】

研磨組成物は、任意の好適な濃度の研削剤を含むことができる。本発明の研磨組成物が研削剤をほとんど含まない場合、組成物は十分な除去率を示さない場合がある。対照的に、研磨組成物が過剰な研削剤を含む場合、組成物は望ましくない研磨性能を示し、傷などの表面欠陥を招き、費用効果がなく、および／または安定性を欠く場合がある。研磨組成物は、約１０重量％以下、例えば、約９重量％以下、約８重量％以下、約７重量％以下、約６重量％以下または約５重量％以下の研削剤を含むことができる。あるいは、または加えて、研磨組成物は、約０．１重量％以上、例えば、約０．２重量％以上、約０．３重量％以上、約０．４重量％以上、約０．５重量％以上、または約１重量％以上の研削剤を含むことができる。したがって、研磨組成物は、前述の端点のいずれか２つによって境界付けられる量で研磨剤を含むことができる。例えば、研磨組成物は、約０．１重量％～約１０重量％の研削剤、例えば、約０．１重量％～約９重量％の研削剤、約０．１重量％～約８重量％の研削剤、約０．１重量％～約７重量％の研削剤、約０．１重量％～約６重量％の研削剤、約０．１重量％～約５重量％の研削剤、約０．１重量％～約５重量％の研削剤、約０．２重量％～約５重量％の研削剤、約０．３重量％～約５重量％研削剤、約０．４重量％～約５重量％の研削剤、約０．５重量％～約５重量％の研削剤、約０．６重量％～約５重量％の研削剤、約０．７重量％～約５重量％の研削剤、約０．８重量％～約５重量％の研削剤、約０．９重量％～約５重量％の研削剤、または約１重量％～約５重量％の研削剤を含むことができる。

【0018】

本発明の一態様に沿って、本発明の研磨組成物のアルミナ粒子は、アニオン性ポリマーで表面被覆されている。特定の理論に束縛されることを望むものではないが、アルミナ粒子は、カチオン性研削粒子とアニオン性ポリマーとの間の水素結合および／または静電相互作用を介して、アニオン性ポリマーで表面被覆されていると考えられている。アニオン性ポリマーは、任意の好適なアニオン性ポリマーであり得る。

【0019】

一実施形態では、アニオン性ポリマーは、カルボン酸モノマー単位、スルホン酸モノマー単位、ホスホン酸モノマー単位、およびそれらの組み合わせから選択される繰り返しモノマー単位を含む。

【0020】

いくつかの実施形態では、アニオン性ポリマーは、スルホン酸の繰り返し単位を含むか、またはそれからなる。いくつかの実施形態では、アニオン性ポリマーは、スルホン酸モノマー単位と、カルボン酸モノマー単位との繰り返し単位の組み合わせを含むか、またはそれらからなる（すなわち、コポリマー）。いくつかの実施形態では、アニオン性ポリマーは、スルホン酸モノマー単位と、ホスホン酸モノマー単位との組み合わせを含むか、またはそれらからなる（すなわち、コポリマー）。いくつかの実施形態では、アニオン性ポリマーは、スルホン酸モノマー単位の繰り返し単位からなる。他の実施形態では、アニオン性ポリマーは、スルホン酸モノマー単位、およびカルボン酸単位またはホスホン酸モノマー単位のコポリマーである。コポリマーは、スルホン酸モノマー単位とカルボン酸モノマー単位の組み合わせ、またはスルホン酸モノマー単位とホスホン酸モノマー単位の組み合わせを含むか、またはそれらからなる、任意の好適なコポリマーであり得る。

【0021】

好適なスルホン酸モノマー単位の非限定的な例には、２－アクリルアミド－２－メチル－１－プロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）、４－ビニルベンゼンスルホン酸、ビニルスルホン酸、２－スルホエチルアクリレート、２－スルホエチルメタクリレート、３－スルホプロピルアクリレート、３－スルホプロピルメタクリレート、スチレンスルホン酸ナトリウム、および２－プロペン－１－スルホン酸、ならびにそれらの塩、それらの組み合わせなどが含まれる。

【0022】

好適なカルボン酸モノマーの非限定的な例には、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、コハク酸、テレフタル酸、アスパラギン酸、それらの組み合わせなどが含まれる。

【0023】

好適なホスホン酸モノマーの非限定的な例には、ビニリデン－１，１－ジホスホン酸、ジメチル－ｐ－ビニルベンジルホスホネート、ビニルホスホン酸、アンモニウムビスジエチルホスホネート（メタ）アクリレート、アクリルアミドホスホネートモノマー、それらの組み合わせなどの１つ以上の不飽和Ｃ＝Ｃ結合を有するジホスホン酸またはポリホスホン酸が含まれる。

【0024】

コポリマーは、スルホン酸モノマー単位とカルボン酸モノマー単位の組み合わせ、またはスルホン酸モノマー単位とホスホン酸モノマー単位の組み合わせの共重合により生成する必要はない。また、好適なコポリマーは、前駆体コポリマーの後重合プロセス、およびそれに続くコポリマーの、スルホン酸モノマー単位とカルボン酸モノマー単位、またはスルホン酸モノマー単位とホスホン酸モノマー単位の組み合わせを有するコポリマーへの転換によって調製することができることも企図される。

【0025】

コポリマーは、ランダムコポリマーでもブロックコポリマーでもよい。一実施形態では、コポリマーは、ランダムコポリマーである。

【0026】

別の実施形態では、アニオン性ポリマーは、スルホン酸モノマー単位と、カルボン酸モノマー単位との組み合わせを含む。

【0027】

さらに別の実施形態では、アニオン性ポリマーは、スルホン酸モノマー単位と、ホスホン酸モノマー単位との組み合わせを含むコポリマーを含む。

【0028】

一実施形態では、アニオン性ポリマーは、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、コハク酸、テレフタル酸、アスパラギン酸、無水マレイン酸、４－ビニルベンゼンスルホン酸、ビニルスルホン酸、２－スルホエチルアクリレート、２－スルホエチルメタクリレート、３－スルホプロピルアクリレート、３－スルホプロピルメタクリレート、２－プロペン－１－スルホン酸、スチレンスルホン酸、２－アクリルアミド－２－メチル－１－プロパンスルホン酸、ビニリデン－１，１－ジホスホン酸、ジメチル－ｐ－ビニルベンジルホスホネート、ビスジエチルホスホネート（メタ）アクリレートアンモニウム、アクリルアミドホスホネートモノマー、ビニルホスホン酸、２－（メタクロイルオキシ）エチルホスフェート、およびそれらの組み合わせから選択される繰り返しモノマー単位を含む。

【0029】

好ましい実施形態では、アニオン性ポリマーは、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸モノマー単位、およびアクリル酸モノマー単位（ＡＡ－ＡＭＰＳ）からなる。この実施形態によれば、コポリマーは、１０：１～１：１０のモル比範囲で、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸モノマー単位、およびアクリル酸モノマー単位を有し得るが、これに限定されない。

【0030】

別の好ましい実施形態では、アニオン性ポリマーは、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸モノマー単位からなる（ＡＭＰＳ）。

【0031】

アニオン性ポリマー（例えば、コポリマー）は、任意の好適な分子量を有することができる。アニオン性ポリマーは、約５００ｇ／モル以上、例えば、約１，０００ｇ／モル以上、約２，０００ｇ／モル以上、約３，０００ｇ／モル以上、約４，０００ｇ／モル以上、約５，０００ｇ／モル以上、約６，０００ｇ／モル以上、約７，０００ｇ／モル以上、約８，０００ｇ／モル以上、約９，０００ｇ／モル以上、約１０，０００ｇ／モル以上、約１５，０００ｇ／モル以上、約２０，０００ｇ／モル以上、約４０，０００ｇ／モル以上、または約５０，０００ｇ／モル以上の平均分子量を有することができる。あるいは、または加えて、アニオン性ポリマーは、約１００，０００ｇ／モル以下、例えば、約９５，０００ｇ／モル以下、約９０，０００ｇ／モル以下、約８５，０００ｇ／モル以下、約８０，０００ｇ／モル以下、約７５，０００ｇ／モル以下、約７０，０００ｇ／モル以下、約６５，０００ｇ／モル以下、約６０，０００ｇ／モル以下、約５５，０００ｇ／モル以下、または約５０，０００ｇ／モル以下の平均分子量を有することができる。したがって、アニオン性ポリマーは、前述の端点のいずれか２つによって境界付けられる平均分子量を有することができる。例えば、アニオン性ポリマーは、約１，０００ｇ／モル～約１００，０００ｇ／モル、約１，０００ｇ／モル～約９０，０００ｇ／モル、約１，０００ｇ／モル～約８０，０００ｇ／モル、約１，０００ｇ／モル～約７０，０００ｇ／モル、約１，０００ｇ／モル～約６０，０００ｇ／モル、約１，０００ｇ／モル～約５０，０００ｇ／モル、約２，０００ｇ／モル～約５０，０００ｇ／モル、約３，０００ｇ／モル～約５０，０００ｇ／モル、約４，０００ｇ／モル～約５０，０００ｇ／モル、または約５，０００ｇ／モル～約５０，０００ｇ／モルの平均分子量を有することができる。

【0032】

アルミナ粒子は、任意の好適な量のアニオン性ポリマーで被覆することができる。アニオン性ポリマーを、研磨組成物に添加して、その場でアルミナ粒子を被覆し得ることも想定されている。

【0033】

アルミナ粒子は、任意の好適な方法で、アニオン性ポリマー（例えば、コポリマー）で表面被覆することができる。一実施形態では、研磨組成物に添加する前に、アルミナ粒子は、任意選択的に溶媒の存在下で、コポリマーで処理される。アルミナ粒子は、別個の工程で、水中で表面被覆されて、表面被覆されたアルミナ粒子の分散液を形成し得、得られた表面被覆されたアルミナ粒子の分散液は、研磨組成物を調製するために使用される。いくつかの実施形態では、アルミナ粒子は、溶媒の非存在下、または研磨組成物の水以外の溶媒、もしくは研磨組成物の水と組み合わせた追加の溶媒の存在下で、表面被覆することができる。追加の溶媒を、例えば、共沸蒸留によって除去して、追加の溶媒を実質的に含まない水中に表面被覆アルミナ粒子の分散液を提供してもよい。他の実施形態では、表面被覆アルミナ粒子は、研磨組成物の調製に使用する前に、ろ過、遠心分離、噴霧乾燥、または任意の好適な技術によって、実質的に乾燥した材料、すなわち、いかなる溶媒も実質的に含まないものとして分離することができる。さらに他の実施形態では、表面被覆されたアルミナ粒子は、研磨組成物中にアルミナ粒子とアニオン性ポリマー（すなわち、コポリマー）とを組み合わせると、その場で形成される。好ましい実施形態では、表面被覆されたアルミナ粒子は、アルミナ粒子の等電点以下のｐＨを有する水性媒体中で、アルミナ粒子とアニオン性ポリマーとを組み合わせることによって形成されて、アルミナ粒子およびアニオン性ポリマーの水性分散液を形成し、次いで、アルミナ粒子およびアニオン性ポリマーの水性分散液を、水性分散液が十分に混合するような条件に供する。一実施形態では、水性分散液を高せん断混合に供する。

【0034】

アルミナ粒子は、任意の好適な量のアニオン性ポリマー（例えば、コポリマー）を含み得る。アニオン性ポリマーの量は、研磨組成物中に存在するアニオン性ポリマーの総量を指す。アルミナ粒子は、約１ｐｐｍ以上、例えば、約５ｐｐｍ以上、約１０ｐｐｍ以上、約２０ｐｐｍ以上、約３０ｐｐｍ以上、約４０ｐｐｍ以上、または約５０ｐｐｍ以上のア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、アルミナ粒子は、約５００ｐｐｍ以下、例えば、約４５０ｐｐｍ以下、約４００ｐｐｍ以下、約３５０ｐｐｍ以下、約３００ｐｐｍ以下、約２５０ｐｐｍ以下、約２００ｐｐｍ以下、約１５０ｐｐｍ以下、または約１００ｐｐｍ以下のアニオン性ポリマーを含むことができる。したがって、アルミナ粒子は、前述の端点のいずれか２つによって境界付けられる量でアニオン性ポリマーを含むことができる。例えば、アルミナ粒子は、約１ｐｐｍ～約５００ｐｐｍ、例えば、約５ｐｐｍ～約４５０ｐｐｍ、約１０ｐｐｍ～約４００ｐｐｍ、約１０ｐｐｍ～約３５０ｐｐｍ、約１０ｐｐｍ～約３００ｐｐｍ、約１０ｐｐｍ～約２５０ｐｐｍ、約１０ｐｐｍ～約２００ｐｐｍ、約１０ｐｐｍ～約１００ｐｐｍ、約１０ｐｐｍ～約９０ｐｐｍ、約１０ｐｐｍ～約８０ｐｐｍ、約１０ｐｐｍ～約７０ｐｐｍ、約１０ｐｐｍ～約６０ｐｐｍ、約１０ｐｐｍ～約５０ｐｐｍ、約１０ｐｐｍ～約４０ｐｐｍ、約２０ｐｐｍ～約３００ｐｐｍ、約２０ｐｐｍ～約２５０ｐｐｍ、約２０ｐｐｍ～約２００ｐｐｍ、約２０ｐｐｍ～約１５０ｐｐｍ、または約２０ｐｐｍ～約１００ｐｐｍのアニオン性ポリマーを含むことができる。

【0035】

別の実施形態では、研磨組成物は、研磨組成物中の研削剤の重量に基づいた量でアニオン性ポリマーを含む。例えば、研磨組成物は、研磨組成物中の研削剤の重量に基づいて、約０．０１重量％以上、例えば、約０．０５重量％以上、約０．１重量％以上、例えば、約０．２重量％以上、約０．３重量％以上、約０．４重量％以上、約０．５重量％以上、約０．６重量％以上、約０．７重量％以上、約０．８重量％以上、約０．９重量％以上、または約１重量％以上のア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、研磨組成物は、研磨組成物中の研削剤の重量に基づいて、約５重量％以下、例えば、約４．５重量％以下、約４重量％以下、約３．５重量％以下、約３重量％以下、約２．５重量％以下、または約２重量％以下のアニオン性ポリマーを含むことができる。したがって、研磨組成物は、前述の端点のいずれか２つによって境界付けられる研削剤に対する重量比でアニオン性ポリマーを含むことができる。例えば、研磨組成物は、研磨組成物中の研削剤の重量に基づいて、約０．０１重量％～約５重量％、例えば、約０．０５重量％～約５重量％、約０．１重量％～約５重量％、約０．２重量％～約５重量％、約０．３重量％～約５重量％、約０．４重量％～約５重量％、約０．５重量％～約５重量％、約０．５重量％～約４．５重量％、約０．５重量％～約４重量％、約０．５重量％～約３．５重量％、約０．５重量％～約３重量％、約０．６重量％～約３重量％、約０．７重量％～約３重量％、約０．８重量％～約３重量％、約０．９重量％～約３重量％、または約１重量％～約３重量％のアニオン性ポリマーを含むことができる。

【0036】

シリカ粒子および表面被覆されたアルミナ粒子を含む研削剤は、望ましくは、本発明の研磨組成物においてコロイド的に安定である。コロイドという用語は、液体キャリア（例えば、水）中の研削粒子の懸濁を指す。コロイド安定性とは、その懸濁の一定期間の維持を指す。本発明の文脈では、シリカ粒子および表面被覆されたアルミナ粒子を含む研削剤を１００ｍＬのメスシリンダーに入れ、２時間撹拌せずに静置した際に、メスシリンダーの底部５０ｍＬにおける粒子の濃度（［Ｂ］、単位ｇ／ｍＬ）と、メスシリンダーの上部５０ｍＬにおける粒子の濃度（［Ｔ］、単位ｇ／ｍＬ）との差を、研削組成物における粒子の初期濃度（［Ｃ］、単位ｇ／ｍＬ）で除した値が０．５以下である（すなわち｛［Ｂ］－［Ｔ］｝／［Ｃ］≦０．５）場合、研削粒子はコロイド的に安定であるとみなされる。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。

【0037】

いくつかの実施形態では、化学機械研磨組成物は、酸化剤をさらに含む。特定の理論に束縛されることを望むものではないが、酸化剤は、研磨速度を増加させるのに役立つ、すなわち、速度促進剤として機能すると考えられている。酸化剤は、任意の好適な酸化剤であり得る。ある特定の実施形態では、酸化剤は第二鉄イオンを含む。第二鉄イオンは、任意の好適な第二鉄イオン源によって提供され得る。いくつかの実施形態では、酸化剤は金属の塩を含むことができる。例えば、第二鉄イオンは、硝酸イオン（例えば、硝酸第二鉄）、シアン化物イオン（例えば、第二鉄アニオン）などの無機アニオンを含む第二鉄塩によって提供され得る。酸化剤はまた、酢酸塩、アセチルアセトネート、クエン酸塩、グルコン酸塩、シュウ酸塩、フタレート、およびコハク酸塩、ならびにそれらの混合物などの有機鉄（ＩＩＩ）化合物を含むことができるが、これらに限定されない。

【0038】

いくつかの実施形態では、酸化剤は、オキシ含有酸化剤を含む。好適なオキシ含有酸化剤の非限定的な例には、過硫酸塩、臭素酸過硫酸塩、ヨウ素酸過硫酸塩、過臭素酸塩過硫酸塩、過ヨウ素酸塩過硫酸塩、過酸化水素、有機過酸化化合物、例えば過酢酸、オキソンなどが含まれる。

【0039】

化学機械研磨組成物は、任意の好適な量の酸化剤を含むことができる。化学機械研磨組成物は、約１ｐｐｍ以上、例えば、約５ｐｐｍ以上、約２５ｐｐｍ以上、約５０ｐｐｍ以上、約７５ｐｐｍ以上、または約１００ｐｐｍ以上の酸化剤を含むことができる。あるいは、または加えて、研磨組成物は、約２，０００ｐｐｍ以下、例えば、約１，５００ｐｐｍ以下、約１，０００ｐｐｍ以下、約５００ｐｐｍ以下、または約２５０ｐｐｍ以下の酸化剤を含むことができる。したがって、研磨組成物は、前述の端点のいずれか２つによって境界付けられる量で酸化剤を含むことができる。例えば、化学機械研磨組成物は、約１ｐｐｍ～約２，０００ｐｐｍの酸化剤、約５ｐｐｍ～約１，５００ｐｐｍ、約２５ｐｐｍ～約１，０００ｐｐｍ、約５０ｐｐｍ～約５００ｐｐｍ、または約７５ｐｐｍ～約２５０ｐｐｍの酸化剤を含み得る。

【0040】

いくつかの実施形態では、化学機械研磨組成物の酸化剤は、過酸化水素をさらに含む。過酸化水素は、存在する場合、研磨組成物中に任意の好適な量で存在し得る。例えば、研磨組成物は、約０．１重量％～約１０重量％、例えば約０．５重量％～約１０重量％、または約０．５重量％～約５重量％の過酸化水素を含むことができる。

【0041】

いくつかの実施形態では、化学機械研磨組成物は、腐食防止剤をさらに含む。特定の理論に束縛されることを望むものではないが、腐食防止剤は、金属（例えば、タングステン）のエッチングを抑制するのに役立ち、したがって、腐食防止剤として機能する。当業者によって理解されるように、腐食防止剤化合物は、可溶性金属化合物への固体金属の変換を阻害すると同時に、ＣＭＰ操作による固体金属の効果的な除去を可能にする。好適な腐食防止剤の非限定的な例としては、例えば、グリシン、リジン、アルギニン、アラニン、またはそれらの組み合わせが挙げられる。

【0042】

好ましい実施形態では、化学機械研磨組成物は、グリシンを含む。

【0043】

他の例示的な腐食防止剤としては、本明細書に記載されるように、窒素含有複素環、アルキルアンモニウムイオン、アミノアルキルなどの窒素含有官能基を有する化合物、および腐食防止剤（すなわち、天然および合成的に発生するもの）が挙げられる。好ましい実施形態では、研磨組成物は、ヘキシルアミン、テトラメチル－ｐ－フェニレンジアミン、オクチルアミン、ジエチレントリアミン、ジブチルベンジルアミン、アミノプロピルシラノール、アミノプロピルシロキサン、ドデシルアミン、チロシン、アルギニン、グルタミン、グルタミン酸、シスチン、リジン、グリシン（アミノ酢酸）、およびそれらの組み合わせから選択される、腐食防止剤を含む。

【0044】

研磨組成物は、任意の好適な量の腐食防止剤を含むことができる。組成物が含む腐食防止剤が少なすぎる場合、組成物は十分な研磨性能を示さない可能性がある。対照的に、研磨組成物が含む腐食防止剤が多すぎる場合、組成物は、望ましくない研磨性能を示す可能性があり、費用効果がない可能性があり、かつ／または安定性に欠ける可能性がある。したがって、研磨組成物は、約１０重量％以下、例えば約９重量％以下、約８重量％以下、約７重量％以下、約６重量％、約５重量％以下、約４重量％以下、約３重量％以下、または約２重量％以下の腐食防止剤を含むことができる。あるいは、または加えて、研磨組成物は、約０．０１重量％以上、例えば、約０．０５重量％以上、約０．１重量％以上、約０．５重量％以上、約１重量％以上、または約１．５重量％以上の腐食防止剤を含むことができる。したがって、研磨組成物は、前述の端点のいずれか２つによって境界付けられる量で腐食防止剤を含むことができる。例えば、研磨組成物は、約０．０１重量％～１０重量％、例えば、約０．０５重量％～約９重量％、約０．１重量％～約８重量％、約０．５重量％～約７重量％、約１重量％～約６重量％、約１．５重量％～約５重量％、または約２重量％～約４重量％の量の腐食防止剤を含むことができる。

【0045】

一実施形態では、研磨組成物は、約０．０２重量％～約０．２重量％、例えば、約０．０５重量％、約０．１重量％、または約０．１５％の量で、腐食防止剤を含む。

【0046】

いくつかの実施形態では、化学機械研磨組成物は、安定剤をさらに含む。典型的には、安定剤は、有機カルボン酸を含む。安定剤は、存在する場合、酸化剤の第二鉄イオンを安定化するのに役立つ。特定の理論に束縛されることを望むものではないが、安定剤（例えば、有機カルボン酸）は、第二鉄イオンが経時的に組成物中の他の成分を分解するのを防止するのに役立つ、すなわち、第二鉄イオンの反応性を弱めると考えられている。さらに、安定剤の添加によって、第二鉄含有促進剤の有効性が低減し、その結果、研磨組成物に添加される安定剤の種類と量の選択が、ＣＭＰ性能に有意な影響を与え得る。特定の理論に束縛されることを望むものではないが、安定剤の添加によって、安定剤／酸化剤の複合体の形成がもたらされ、それは、酸化剤の反応性を抑制すると同時に、酸化剤が十分な活性を維持することで、急速なタングステンの研磨速度を促進し得ると考えられている。

【0047】

好ましい安定剤には、例えば、酢酸、フタル酸、クエン酸、アジピン酸、シュウ酸、マロン酸、アスパラギン酸、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、グルタコン酸、ムコン酸、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、プロピレンジアミン四酢酸（ＰＤＴＡ）、およびそれらの混合物などの、有機カルボン酸が含まれる。一実施形態では、安定剤は、マロン酸である。安定剤は、その共役形態で使用されてもよく、例えば、カルボン酸の代わりにカルボン酸塩が使用されてもよい。「酸」という用語はまた、酸の共役塩基（または複数の塩基）も含む。例えば、「アジピン酸」という用語には、アジピン酸とその共役塩基が含まれる。有機カルボン酸は、単独で、または組み合わせて使用することができ、過酸化水素などの酸化剤が分解する速度を大幅に低下させる。

【0048】

研磨組成物は、任意の好適な量の安定剤を含むことができる。組成物が含む安定剤が少なすぎる場合、組成物は、十分な研磨性能を示さないか、または不安定であり得る。対照的に、研磨組成物が含む有機カルボン酸が多すぎる場合、組成物は、費用効果がない可能性があり、かつ／または安定性に欠ける可能性がある。したがって、研磨組成物は、約１０重量％以下、例えば、約９重量％以下、約８重量％以下、約７重量％以下、約６重量％以下、約５重量％以下、約４重量％以下、約３重量％以下、または約２重量％以下の安定剤を含むことができる。あるいは、または加えて、研磨組成物は、約０．０１重量％以上、例えば、約０．０５重量％以上、約０．１重量％以上、約０．５重量％以上、約１重量％以上、または約１．５重量％以上の安定剤を含むことができる。したがって、研磨組成物は、前述の端点のいずれか２つによって境界付けられる量で安定剤を含むことができる。例えば、研磨組成物は、約０．００１重量％～約１０重量％、例えば約０．００５重量％～約９重量％、約０．０１重量％～約８重量％、約０．０５重量％～約７重量％、約０．１重量％～約６重量％、約０．５重量％～約５重量％、約１重量％～約４重量％、または約１．５重量％～約３重量％の量の安定剤を含むことができる。

【0049】

一実施形態では、研磨組成物は、約０．０１重量％～約１重量％（例えば、約０．０５重量％）の量の安定剤を含む。別の実施形態では、研磨組成物は、約０．１重量％の量の安定剤を含む。

【0050】

いくつかの実施形態では、化学機械研磨組成物は、有機ホスホン酸をさらに含む。特定の理論に束縛されることを望むものではないが、有機ホスホン酸は、酸化ケイ素の研磨速度を増加させ、それによって、酸化物除去速度促進剤として機能すると考えられている。有機ホスホン酸を含めることによって、除去速度が改善され、研磨された酸化物表面の欠陥が減少すると考えられている。有機ホスホン酸は、存在する場合、任意の好適な有機ホスホン酸であり得る。好適な有機ホスホン酸の非限定的な例には、２－アミノエチルホスホン酸、１－ヒドロキシエチリデン－１，１－ジホスホン酸、アミノトリ（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）、エタン－１，１－ジホスホン酸、エタン－１，１，２－トリホスホン酸、エタン－１－ヒドロキシ－１，１－ジホスホン酸、エタン－１－ヒドロキシ－１，１，２－トリホスホン酸、エタン－１，２－ジカルボキシ－１，２－ジホスホン酸、メタンヒドロキシホスホン酸、２－ホスホノブタン－１，２－ジカルボン酸、ｌ－ホスホノブタン－２，３，４－トリカルボン酸、α－メチルホスホノコハク酸、およびそれらの組み合わせが含まれる。

【0051】

研磨組成物は、任意の好適な量の有機ホスホン酸を含むことができる。研磨組成物は、約０．０１重量％以上の有機ホスホン酸、例えば、約０．０２重量％以上、約０．０３重量％以上、約０．０４重量％以上、約０．０５重量％以上、約０．０６重量％以上、約０．０７重量％以上、約０．０８重量％以上、約０．０９重量％以上、または約０．１重量％以上の有機ホスホン酸を含むことができる。あるいは、または加えて、研磨組成物は、約２重量％以下、例えば、約１．９重量％以下、約１．８重量％以下、約１．７重量％以下、約１．６重量％以下、約１．５重量％以下、約１．４重量％以下、約１．３重量％以下、約１．２重量％以下、約１．１重量％以下、または約１重量％以下の有機ホスホン酸を含むことができる。したがって、研磨組成物は、前述の端点のいずれか２つによって境界付けられる量で有機ホスホン酸を含むことができる。例えば、研磨組成物は、有機ホスホン酸を約０．０１重量％～約２重量％、約０．０１重量％～約１重量％、約０．０２重量％～約１重量％、約０．０３重量％～約１重量％、約０．０４重量％～約１重量％、約０．０５重量％～約０．５重量％、または約０．１重量％～約０．５重量％含むことができる。

【0052】

研磨組成物は、約２～約５のｐＨを有する。したがって、研磨組成物は、約２以上、例えば、約２．１以上、約２．２以上、約２．３以上、約２．４以上、約２．５以上、約２．６以上、約２．７以上、約２．８以上、約２．９以上、約３．０以上、約３．１以上、約３．２以上、約３．３以上、または約３．４以上のｐＨを有し得る。あるいは、または加えて、研磨組成物は、約５以下、例えば、約４．９以下、約４．８以下、約４．７以下、約４．６以下、約４．５以下、約４．４以下、約４．３以下、約４．２以下、約４．１以下、約４以下、約３．９以下、約３．８以下、約３．７以下、約３．６以下、または約３．５以下のｐＨを有し得る。したがって、研磨組成物は、前述の端点のいずれか２つによって境界付けられるｐＨを有することができる。例えば、研磨組成物は、約２～約５、例えば、約２．１～約５、約２．２～約４．９、約２．３～約４．８、約２．４～約４．７、約２．５～約４．６、約２．６～約４．５、約２．７～約４．４、約２．８～約４．３、約２．９～約４．２、約３．０～約４．１、約３．１～約４．０、約３．０～約３．５、または約３．２～約３．９のｐＨを有することができる。

【0053】

研磨組成物のｐＨは、必要に応じて、任意の好適な酸または塩基を使用して調整することができる。好適な酸の非限定的な例には、硝酸、硫酸、リン酸、ならびにギ酸および酢酸のような有機酸が含まれる。好適な塩基の非限定的な例には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、および水酸化アンモニウムが含まれる。

【0054】

研磨組成物は、任意に、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、殺生物剤、緩衝液、界面活性剤、触媒、およびそれらの組み合わせが挙げられる。添加剤は、存在する場合、研磨組成物の安定性に悪影響を及ぼさないことが望ましい。

【0055】

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、研磨組成物中に任意の好適な量で存在することができる。好適な殺生物剤は、イソチアゾリノン殺生物剤である。研磨組成物中の殺生物剤の量は、典型的に、約１ｐｐｍ～約５００ｐｐｍ、好ましくは約１０ｐｐｍ～約１２５ｐｐｍである。例示的な殺生物剤は、ダウケミカル（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から市販されているＫＡＴＨＯＮ（商標）である。

【0056】

研磨組成物は、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。研磨組成物は、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、研磨組成物は、その成分を任意の順序で組み合わせることにより調製することができる。本明細書で使用される場合、「成分」という用語は、個々の成分（例えば、シリカ粒子、アニオン性ポリマーで表面被覆されたアルミナ粒子、任意の酸化剤、任意の過酸化水素、任意の有機ホスホン酸、任意の腐食防止剤、任意の緩衝剤、任意のｐＨ調整剤など）、ならびに成分（例えば、シリカ粒子、アニオン性ポリマーで表面被覆されたアルミナ粒子、任意の酸化剤、任意の過酸化水素、任意の有機ホスホン酸、任意の腐食防止剤、任意の緩衝剤、任意のｐＨ調整剤など）の任意の組み合わせを含む。

【0057】

例えば、シリカ粒子およびアニオン性ポリマーで表面被覆されたアルミナ粒子は、水中で分散し得る。次いで、任意の酸化剤、任意の過酸化水素、任意の有機ホスホン酸、任意の腐食防止剤、任意の緩衝剤、および任意のｐＨ調整剤は、研磨組成物に成分を組み込むことができる任意の方法によって添加および混合することができる。任意の酸化剤および／または任意の過酸化水素は、研磨組成物の調製中の任意の時点で添加することができる。あるいは、アルミナ粒子は、別途アニオン性ポリマーで表面被覆され得、シリカ粒子および表面被覆されたアルミナは、水中に設けられるか、または水中に分散され、続いて、任意の酸化剤、任意の過酸化水素、任意の有機ホスホン酸、任意の腐食防止剤、任意の緩衝剤、任意のｐＨ調整剤を添加し、研磨組成物に成分を取り入れ得る任意の方法で混合される。研磨組成物は、任意の酸化剤および／または任意の過酸化水素などの１つ以上の成分を使用直前に研磨組成物に添加して、使用前に調製することができる（例えば、使用前の約１分以内、または使用前の約１時間以内、または使用前の約７日以内）。研磨組成物はまた、研磨操作中に基板の表面で成分を混合することによっても調製することができる。

【0058】

研磨組成物は、シリカ粒子、およびアニオン性ポリマーで表面被覆されたアルミナ粒子、任意の酸化剤、任意の過酸化水素、任意の有機ホスホン酸、任意の腐食防止剤、任意の緩衝剤、および任意のｐＨ調整剤、ならびに水を含む１つのパッケージ系として、供給され得る。別の実施形態では、研磨組成物は、研削剤、アニオン性ポリマー、酸化剤、任意の過酸化水素、任意の有機ホスホン酸、任意の腐食防止剤、任意の緩衝剤、および任意のｐＨ調整剤、ならびに水を含む１つのパッケージ系として、供給され得る。あるいは、シリカ粒子およびアニオン性ポリマーで表面被覆されたアルミナ粒子を含む研削剤は、第１の容器中に水中分散液として供給され得、酸化剤、任意の過酸化水素、任意の有機ホスホン酸、任意の腐食防止剤、任意の緩衝剤、および任意のｐＨ調整剤、ならびに水は、第２の容器中に、乾燥した形態で、または水溶液もしくは水中分散液としてのいずれかで供給され得る。代替的な実施形態では、研削剤は、第１の容器中に水中分散液として供給することができ、アニオン性ポリマー、酸化剤、任意の過酸化水素、任意の有機ホスホン酸、任意の腐食防止剤、任意の緩衝剤、および任意のｐＨ調整剤、ならびに水は、第２の容器中に乾燥した形態で、または水溶液もしくは水中分散液としてのいずれかで供給することができる。酸化剤および／または任意の過酸化水素は、望ましくは、研磨組成物の他の成分とは別個に供給され、例えば、エンドユーザーによって、使用直前に研磨組成物の他の成分と組み合わされる（例えば、使用前の１週間以内、使用前の１日以内、使用前の１時間以内、使用前の１０分以内、または使用前の１分以内）。第１または第２の容器中の成分は乾燥形態であってもよく、他方の容器中の成分は水性分散液の形態であってもよい。さらに、第１および第２の容器中の成分が、異なるｐＨ値を有する、あるいは実質的に同様の、または等しいｐＨ値を有するのも好適である。研磨組成物の成分の別の２つの容器、または３つ以上の容器の組み合わせは、当業者の知識の範囲内である。

【0059】

本発明の研磨組成物は、使用前に適切な量の水で希釈することを意図した濃縮物として提供することもできる。そのような実施形態では、研磨組成物の濃縮物は、酸化剤および／または任意の過酸化水素の有無にかかわらず、シリカ粒子およびアニオン性ポリマーで表面被覆されたアルミナ粒子を含む研削剤、任意の有機ホスホン酸、任意の腐食防止剤、任意の緩衝剤、および任意のｐＨ調整剤、ならびに水を、濃縮物を適切な量の水で希釈した際に、過酸化水素が適切な量で既に存在していない場合、研磨組成物の各成分が、各成分について上で列挙した適切な範囲内の量で研磨組成物中に存在することになるような量で含み得る。別の実施形態では、研磨組成物の濃縮物は、酸化剤および／または任意の過酸化水素の有無にかかわらず、研削剤、アニオン性ポリマー、任意の有機ホスホン酸、任意の腐食防止剤、任意の緩衝剤、および任意のｐＨ調整剤、ならびに水を、濃縮物を適切な量の水で希釈した際に、過酸化水素が適切な量で既に存在していない場合、研磨組成物の各成分が、各成分について上で列挙した適切な範囲内の量で研磨組成物中に存在することになるような量で含むことができる。例えば、研削剤、アニオン性ポリマー、酸化剤、任意の有機ホスホン酸、任意の腐食防止剤、任意の緩衝剤、および任意のｐＨ調整剤、またはシリカ粒子およびアニオン性ポリマーで表面被覆されたアルミナ粒子を含む研削剤、酸化剤、任意の過酸化水素、任意の有機ホスホン酸、任意の腐食防止剤、任意の緩衝剤、および任意のｐＨ調整剤は、それぞれの成分について上記に列挙された濃度よりも約２倍（例えば、約３倍、約４倍、または約５倍）である量の濃度でそれぞれ存在し得、その結果、濃縮液が、好適な量の任意の過酸化水素とともに、等量の水（例えば、それぞれ２等量の水、３等量の水、または４等量の水）で希釈される場合、各成分は、各成分について上記の範囲内の量で研磨組成物中に存在する。その上、当業者には理解されるように、濃縮物は、他の成分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、最終研磨組成物中に存在する水を好適な比率で含有することができる。

【0060】

本発明はまた、（ｉ）基板を提供することと、（ｉｉ）研磨パッドを提供することと、（ｉｉｉ）（ａ）シリカ粒子およびアルミナ粒子を含む研削剤であって、アルミナ粒子がアニオン性ポリマーで表面被覆されている、研削剤と、（ｂ）水と、を含む、化学機械研磨組成物を提供することと、（ｉｖ）基板を研磨パッドおよび化学機械研磨組成物と接触させることと、（ｖ）研磨パッドおよび化学機械研磨組成物を基板に対して動かして、基板の少なくとも一部を研削して、基板を研磨することと、を含む、基板を化学機械研磨する方法も提供する。化学機械研磨組成物は、任意の好適な基板を研磨するために使用でき、タングステンからなる少なくとも１つの層（典型的に、表面層）と、少なくとも１つの酸化ケイ素および窒化ケイ素層とを含む基板を研磨するのに特に有用である。好ましくは、基板は、基板の表面上に少なくとも１層のタングステン、基板の表面上に少なくとも１層の酸化ケイ素、および基板の表面上に少なくとも１層の窒化ケイ素を含み、基板の表面上のタングステン、酸化ケイ素、および／または窒化ケイ素の少なくとも一部が研削されて、それによって、基板を研磨する。

【0061】

化学機械研磨組成物は、タングステン、酸化ケイ素、および窒化ケイ素を含む基板のバルク研磨工程および研磨後のバフ工程の両方に使用するのに特に好適である。出願人は、驚くべきことに、混合粒子を含む本発明の研磨組成物が、単一の研磨組成物ではこれまで観察されなかった、バルク研磨およびバフ研磨用途の両方における、好適な基板除去速度および基板選択性を有利に提供することを見出した。従来の研磨系では、好適な除去速度、選択性、およびトポグラフィ性能を達成するために、典型的には、２つ以上の研磨組成物が求められる。本発明の研磨組成物は、バルクタングステン研磨工程およびバフ工程の両方で侵食が最小化されるような、タングステンおよび酸化ケイ素および／またはＳｉＮの除去速度を示す。例えば、本発明の研磨組成物を使用する場合、タングステンの除去速度は、酸化ケイ素または窒化ケイ素の除去速度よりも低い。酸化ケイ素に対するタングステンの除去速度は、１：２以上（例えば：Ｗ：ＴＥＯＳが１：２．５以上、１：５以上、１：１０以上）である。同様に、窒化ケイ素に対するタングステンの除去速度は、１：２以上（例えば：Ｗ：ＳｉＮが１：２．５以上、１：５以上、１：１０以上）である。

【0062】

一実施形態では、基板は、基板の表面上に酸化ケイ素層、および／または基板の表面上に窒化物層（例えば、窒化ケイ素または窒化チタン）を含み、酸化ケイ素層の少なくとも一部、および／または窒化物層の少なくとも一部を研削して、基板を研磨する。

【0063】

酸化ケイ素は、任意の好適な酸化ケイ素であり得、その多くの形態は当該技術分野で既知である。好適な種類の酸化ケイ素としては、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、ボロホスホシリケートガラス（ＢＰＳＧ）、プラズマ強化ＴＥＯＳ（ＰＥＴＥＯＳ）、熱酸化物、非ドープシリケートガラス、およびＨＤＰ酸化物が挙げられるが、これらに限定されない。

【0064】

一実施形態では、酸化ケイ素は、テトラエチルオルトシリカ（ＴＥＯＳ）である。

【0065】

一実施形態では、窒化物は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）である。

【0066】

ある特定の実施形態では、基板は、例えば、シリコンウェハの表面上に酸化ケイ素層を含む基板上に表面フィーチャを形成することにより調製される。続いて、基板表面は、タングステンなどの回路形成材料の層で被覆され、タングステンの余剰を残して、表面フィーチャを充填する。タングステンの余剰の初期研磨は、表面の酸化ケイ素を露出し、それにより酸化ケイ素の領域によって分離されたタングステンおよび／またはコバルトで充填された配線で構成された基板回路フィーチャを形成し、次いで、バフ研磨工程を実行して、初期研磨工程から生じる表面欠陥を減らし、基板表面の傷や残留物を除去または減らすことができる。

【0067】

一実施形態では、基板は、基板の表面上にタングステン層を含み、タングステン層の少なくとも一部を研削して、基板を研磨する。

【0068】

一実施形態では、基板は、基板の表面上にタングステン層をさらに含み、酸化物および／または窒化物層の少なくとも一部に加えて、タングステン層の少なくとも一部は、基板を研磨するためのものである。

【0069】

本発明の化学機械研磨組成物および方法は、化学機械研磨装置とともに使用するのに特に適している。典型的に、装置は、使用時に運動し、軌道運動、直線運動、または円運動から生じる速度を有するプラテン、プラテンと接触し、運動中にプラテンとともに動く研磨パッド、および基板に接触して研磨パッドの表面に対して基板を動かすことによって研磨する基板を保持するキャリアを含む。基板の研磨は、基板を、研磨パッドおよび本発明の研磨組成物と接触するように配置し、次に、研磨パッドを基板に対して動かして、基板の表面の少なくとも一部を研削して基板を研磨することによって行う。

【0070】

基板は、任意の好適な研磨パッド（例えば、研磨表面）を使用して化学機械研磨組成物によって研磨することができる。好適な研磨パッドには、例えば、織布および不織布の研磨パッドが含まれる。さらに、好適な研磨パッドは、様々な密度、硬度、厚さ、圧縮率、圧縮時に反発する能力、および圧縮弾性率の任意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、それらの共形成生成物、およびそれらの混合物が挙げられる。軟質ポリウレタン研磨パッドは、本発明の研磨方法との併用において特に有用である。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）、Ｆｕｊｉｂｏ ＰＯＬＹＰＡＳ（商標）２７、およびＮｅｘＰｌａｎａｒ（登録商標）Ｅ６０８８シリーズパッド（Ｃａｂｏｔ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓから市販されている）が挙げられるが、これらに限定されない。

【0071】

望ましくは、化学機械研磨装置は、その場で研磨の端点を検出するシステムをさらに備え、その多くは当該技術分野で既知である。研磨する基板の表面から反射する光または他の放射を分析することによる研磨プロセスを検査および監視する技術は、当該技術分野で既知である。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、および米国特許第５，９６４，６４３号に開示されている。望ましくは、研磨する基板に関する研磨プロセスの進行の検査または監視によって、研磨の端点の決定、すなわち、特定の基板に関する研磨プロセスをいつ終了するかの決定が可能になる。

【0072】

実施形態
（１）実施形態（１）では、（ａ）シリカ粒子およびアルミナ粒子を含む研削剤であって、アルミナ粒子がアニオン性ポリマーで表面被覆されている、研削剤と、（ｂ）水と、を含む、化学機械研磨組成物が提示される。

【0073】

（２）実施形態（２）では、シリカ粒子が、コロイダルシリカ粒子、アルミニウムドープシリカ粒子、スルホネート変性コロイダルシリカ、またはそれらの組み合わせを含む、実施形態（１）に記載の研磨組成物が提示される。

【0074】

（３）実施形態（３）では、アニオン性ポリマーが、カルボン酸モノマー単位、スルホン酸モノマー単位、ホスホン酸モノマー単位、およびそれらの組み合わせから選択される繰り返しモノマー単位を含む、実施形態（１）または（２）に記載の研磨組成物が提示される。

【0075】

（４）実施形態（４）では、アニオン性ポリマーが、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、コハク酸、テレフタル酸、アスパラギン酸、無水マレイン酸、４－ビニルベンゼンスルホン酸、ビニルスルホン酸、２－スルホエチルアクリレート、２－スルホエチルメタクリレート、３－スルホプロピルアクリレート、３－スルホプロピルメタクリレート、２－プロペン－１－スルホン酸、スチレンスルホン酸、２－アクリルアミド－２－メチル－１－プロパンスルホン酸、ビニリデン－１，１－ジホスホン酸、ジメチル－ｐ－ビニルベンジルホスホネート、ビスジエチルホスホネート（メタ）アクリレートアンモニウム、アクリルアミドホスホネートモノマー、ビニルホスホン酸、２－（メタクロイルオキシ）エチルホスフェート、およびそれらの組み合わせから選択される繰り返しモノマー単位を含む、実施形態（１）～（３）のいずれか１つに記載の研磨組成物が提示される。

【0076】

（５）実施形態（５）では、アニオン性ポリマーが、スルホン酸モノマー単位とカルボン酸モノマー単位との組み合わせを含むコポリマー、またはスルホン酸モノマー単位とホスホン酸モノマー単位との組み合わせを含むコポリマーを含む、実施形態（１）～（４）のいずれか１つに記載の研磨組成物が提示される。

【0077】

（６）実施形態（６）では、アニオン性ポリマーが、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸モノマー単位およびアクリル酸モノマー単位からなる、実施形態（１）～（５）のいずれか１つに記載の研磨組成物が提示される。

【0078】

（７）実施形態（７）では、アニオン性ポリマーが、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸モノマー単位からなる、実施形態（１）～（４）のいずれか１つに記載の研磨組成物が提示される。

【0079】

（８）実施形態（８）では、研磨組成物が、酸化剤をさらに含む、実施形態（１）～（７）のいずれか１つに記載の研磨組成物が提示される。

【0080】

（９）実施形態（９）では、酸化剤が、第二鉄イオンを含む、実施形態（８）に記載の研磨組成物が提示される。

【0081】

（１０）実施形態（１０）では、酸化剤が、過酸化水素をさらに含む、実施形態（９）に記載の研磨組成物が提示される。

【0082】

（１１）実施形態（１１）では、研磨組成物が、腐食防止剤をさらに含む、実施形態（１）～（１０）のいずれか１つに記載の研磨組成物が提示される。

【0083】

（１２）実施形態（１２）では、腐食防止剤が、グリシン、リジン、アルギニン、アラニン、またはそれらの組み合わせである、実施形態（１１）に記載の研磨組成物が提示される。

【0084】

（１３）実施形態（１３）では、腐食防止剤が、グリシンを含む、実施形態（１２）に記載の研磨組成物が提示される。

【0085】

（１４）実施形態（１４）では、研磨組成物が、安定剤をさらに含む、実施形態（１）～（１３）のいずれか１つに記載の研磨組成物が提示される。

【0086】

（１５）実施形態（１５）では、安定剤が、酢酸、フタル酸、クエン酸、アジピン酸、シュウ酸、マロン酸、アスパラギン酸、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、グルタコン酸、ムコン酸、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、プロピレンジアミン四酢酸（ＰＤＴＡ）、およびそれらの組み合わせから選択される、実施形態（１４）に記載の研磨組成物が提示される。

【0087】

（１６）実施形態（１６）では、安定剤が、マロン酸である、実施形態（１５）に記載の研磨組成物が提示される。

【0088】

（１７）実施形態（１７）では、研磨組成物が、有機ホスホン酸をさらに含む、実施形態（１）～（１６）のいずれか１つに記載の研磨組成物が提示される。

【0089】

（１８）実施形態（１８）では、有機ホスホン酸が、２－アミノエチルホスホン酸、１－ヒドロキシエチリデン－１，１－ジホスホン酸、アミノトリ（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）、エタン－１，１－ジホスホン酸、エタン－１，１，２－トリホスホン酸、エタン－１－ヒドロキシ－１，１－ジホスホン酸、エタン－１－ヒドロキシ－１，１，２－トリホスホン酸、エタン－１，２－ジカルボキシ－１，２－ジホスホン酸、メタンヒドロキシホスホン酸、２－ホスホノブタン－１，２－ジカルボン酸、１－ホスホノブタン－２，３，４－トリカルボン酸、α－メチルホスホノコハク酸、およびそれらの組み合わせから選択される、実施形態（１７）に記載の研磨組成物が提示される。

【0090】

（１９）実施形態（１９）では、研磨組成物が、約２～約５のｐＨを有する、実施形態（１）～（１８）のいずれか１つに記載の研磨組成物が提示される。

【0091】

（２０）実施形態（２０）では、研磨組成物が、殺生物剤、緩衝剤、界面活性剤、触媒、安定剤、腐食防止剤、およびそれらの組み合わせから選択される添加剤をさらに含む、実施形態（１）～（１９）のいずれか１つに記載の研磨組成物が提示される。

【0092】

（２１）実施形態（２１）では、（ｉ）基板を提供することと、（ｉｉ）研磨パッドを提供することと、（ｉｉｉ）（ａ）シリカ粒子およびアルミナ粒子を含む研削剤であって、アルミナ粒子がアニオン性ポリマーで表面被覆されている、研削剤と、（ｂ）水と、を含む、化学機械研磨組成物を提供することと、（ｉｖ）基板を研磨パッドおよび化学機械研磨組成物と接触させることと、（ｖ）研磨パッドおよび化学機械研磨組成物を基板に対して動かして、基板の少なくとも一部を研削して、基板を研磨することと、を含む、基板を化学機械研磨する方法が提示される。

【0093】

（２２）実施形態（２２）では、シリカ粒子が、コロイダルシリカ粒子、アルミニウムドープシリカ粒子、スルホネート変性コロイダルシリカ、またはそれらの組み合わせを含む、実施形態（２１）に記載の方法が提示される。

【0094】

（２３）実施形態（２３）では、アニオン性ポリマーが、カルボン酸モノマー単位、スルホン酸モノマー単位、ホスホン酸モノマー単位、およびそれらの組み合わせから選択される繰り返しモノマー単位を含む、実施形態（２１）または（２２）に記載の方法が提示される。

【0095】

（２４）実施形態（２４）では、アニオン性ポリマーが、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、コハク酸、テレフタル酸、アスパラギン酸、無水マレイン酸、４－ビニルベンゼンスルホン酸、ビニルスルホン酸、２－スルホエチルアクリレート、２－スルホエチルメタクリレート、３－スルホプロピルアクリレート、３－スルホプロピルメタクリレート、２－プロペン－１－スルホン酸、スチレンスルホン酸、２－アクリルアミド－２－メチル－１－プロパンスルホン酸、ビニリデン－１，１－ジホスホン酸、ジメチル－ｐ－ビニルベンジルホスホネート、ビスジエチルホスホネート（メタ）アクリレートアンモニウム、アクリルアミドホスホネートモノマー、ビニルホスホン酸、２－（メタクロイルオキシ）エチルホスフェート、およびそれらの組み合わせから選択される繰り返しモノマー単位を含む、実施形態（２１）～（２３）のいずれか１つに記載の方法が提示される。

【0096】

（２５）実施形態（２５）では、アニオン性ポリマーが、スルホン酸モノマー単位とカルボン酸モノマー単位との組み合わせを含むコポリマーを含むか、またはスルホン酸モノマー単位とホスホン酸モノマー単位との組み合わせを含むコポリマーを含む、実施形態（２１）～（２４）のいずれか１つに記載の方法が提示される。

【0097】

（２６）実施形態（２６）では、アニオン性ポリマーが、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸モノマー単位およびアクリル酸モノマー単位からなる、実施形態（２５）に記載の方法が提示される。

【0098】

（２７）実施形態（２７）では、アニオン性ポリマーが、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸モノマー単位からなる、実施形態（２１）～（２４）のいずれか１つに記載の方法が提示される。

【0099】

（２８）実施形態（２８）では、研磨組成物が、酸化剤、腐食防止剤、安定剤、有機ホスホン酸、またはそれらの任意の組み合わせをさらに含む、実施形態（２１）～（２７）のいずれか１つに記載の方法が提示される。

【0100】

（２９）実施形態（２９）では、研磨組成物が、約２～約５のｐＨを有する、実施形態（２１）～（２８）のいずれか１つに記載の方法が提示される。

【0101】

（３０）実施形態（３０）では、基板が、基板の表面上に酸化ケイ素層を含み、酸化ケイ素層の少なくとも一部を研削して、基板を研磨する、実施形態（２１）～（２９）のいずれか１つに記載の方法が提示される。

【0102】

（３１）実施形態（３１）では、基板が、基板の表面上に窒化物層を含み、窒化物層の少なくとも一部を研削して、基板を研磨する、実施形態（２１）～（３０）のいずれか１つに記載の方法が提示される。

【0103】

（３２）実施形態（３２）では、基板が、基板の表面上にタングステン層を含み、タングステン層の少なくとも一部を研削して、基板を研磨する、実施形態（２１）～（３１）のいずれか１つに記載の方法が提示される。

【0104】

（３３）実施形態（３３）では、酸化ケイ素が、ＴＥＯＳである、実施形態（３０）～（３２）のいずれか１つに記載の方法が提示される。

【0105】

（３４）実施形態（３４）では、窒化物が、窒化ケイ素である、実施形態（３１）～（３３）のいずれか１つに記載の方法が提示される。

【0106】

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。

【実施例】

【0107】

研磨組成物は、表１に記載されている１１個の研削粒子（粒子番号１～１１）のうちの１つ以上を含有していた。表面被覆する前の研削粒子を、商業的供給源、例えば、Ｆｕｓｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．（Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ）、Ｎｉｓｓａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐ．（Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ，ＣＡ）、およびＣａｂｏｔ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｒｐ．（Ａｕｒｏｒａ，ＩＬ）から入手した。

【0108】

以下の略語が本明細書で使用され、ＡＭＰＳは、２－アクリルアミド－２－メチル－１－プロパンスルホン酸を指し、ＡＡ－ＡＭＰＳは、アクリル酸－２－アクリルアミド－２－メチル－１－プロパンスルホン酸を指し、Ｗは、タングステンを指し、ＴＥＯＳは、テトラエチルオルトシリケートを指し、ＳｉＮは、窒化ケイ素を指し、ＣＯＮは、対照の研磨組成物を指し、ＲＲは、除去速度を指す。

【表1】

【0109】

別段の記載がない限り、すべての研磨組成物は、実施例に記載されるものに加えて、以下の成分を含有していた：腐食防止剤として０．１重量％のグリシン、酸化剤として０．０３重量％の硝酸第二鉄、安定剤として０．０６０８重量％のマロン酸、１５ｐｐｍのＫＡＴＨＯＮ（商標）殺生物剤、および酸化ケイ素除去速度促進剤として１－ヒドロキシエチリデン－１，１－ジホスホン酸（すなわち、有機ホスホン酸）を含有する０．５重量％のＤＥＱＵＥＳＴ（商標）２０１０。研磨組成物のｐＨを、必要に応じて、硝酸または水酸化カリウムを使用して調整した。

【0110】

実施例１～４の実験用の対照の研磨組成物（「ＣＯＮ」）は、ｐＨ３を有し、唯一の研削粒子として、９０ｎｍの平均粒子径を有する（ＡＡ－ＡＭＰＳ）コポリマーで被覆されたα－アルミナ（粒子番号１）を０．５重量％含有していた。

【0111】

実施例１～４に記載される研磨実験では、タングステン、ＴＥＯＳ、およびＳｉＮを含む基板を、以下のパラメータを使用して研磨した：ＭＩＲＲＡ（商標）ポリッシャー（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ，ＣＡ）、富士紡Ｈ７０００パッド（Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ）、１．５ｐｓｉのダウンフォース、および１５０ｍＬ／分の流量。

【0112】

実施例１
この実施例は、本発明による研磨組成物のタングステン、ＴＥＯＳ、およびＳｉＮ除去速度に対するｐＨの影響を実証する。

【0113】

基板を、４種の研磨組成物（すなわち、本発明の研磨組成物１Ａ～１ＣおよびＣＯＮ）で研磨した。研磨組成物１Ａ～１Ｃのそれぞれは、１２０ｎｍの平均粒子径を有するコロイダルシリカ（粒子番号６）を０．５重量％、および９０ｎｍの平均粒子径を有する（ＡＡ－ＡＭＰＳ）コポリマーで被覆されたα－アルミナ（粒子番号１）を０．５重量％含有していた。

【0114】

研磨組成物のｐＨおよび研磨結果を、表２に記載する。

【表2】

【0115】

表２に記載された結果から明らかなように、本発明の研磨組成物１Ａ～１Ｃはそれぞれ、２～４のｐＨ範囲にわたって、好適なＷ、ＴＥＯＳ、およびＳｉＮ除去速度、ならびに好適なＴＥＯＳ：ＷおよびＳｉＮ：Ｗ選択性を示した。加えて、シリカ粒子およびアニオン性ポリマーで表面被覆されたアルミナ粒子を含む本発明の研磨組成物１Ａ～１Ｃは、研削剤として表面被覆されたアルミナ粒子のみを含む研磨組成物（ＣＯＮ）と比較して、改善されたＴＥＯＳおよびＳｉＮ選択性を示した。

【0116】

実施例２
この実施例は、本発明による研磨組成物のタングステン、ＴＥＯＳ、およびＳｉＮ除去速度に対するコロイダルシリカの粒子径および濃度の影響を実証する。

【0117】

基板を、５種の研磨組成物（すなわち、本発明の研磨組成物２Ａ～２ＤおよびＣＯＮ）で研磨した。研磨組成物２Ａ～２ＤおよびＣＯＮのそれぞれは、ｐＨ３を有し、９０ｎｍの平均粒子径を有する（ＡＡ－ＡＭＰＳ）コポリマーで被覆されたα－アルミナ（粒子番号１）を０．５重量％含有していた。

【0118】

研磨組成物２Ａは、１００ｎｍの一次粒子径を有するコロイダルシリカ（粒子番号５）を０．５重量％含有していた。研磨組成物２Ｂは、１００ｎｍの平均粒子径を有するコロイダルシリカ（粒子番号５）を１重量％含有していた。研磨組成物２Ｃは、５０ｎｍの平均粒子径を有するコロイダルシリカ（粒子番号４）を０．５重量％含有していた。研磨組成物２Ｄは、５０ｎｍの平均粒子径を有するコロイダルシリカ（粒子番号４）を１重量％含有していた。

【0119】

基板研磨結果を表３に記載する。

【表3】

【0120】

表３に記載された結果から明らかなように、本発明の研磨組成物２Ａ～２Ｄは、好適なＷ、ＴＥＯＳ、およびＳｉＮ除去速度、ならびに好適なＴＥＯＳ：ＷおよびＳｉＮ：Ｗ選択性を示した。混合研削剤を含有する本発明の研磨組成物のそれぞれは、対照と比較して改善された性能を示した。加えて、１重量％のシリカを含有する研磨組成物２Ｂおよび２Ｄは、０．５重量％のシリカを含有する研磨組成物２Ａおよび２Ｃと比較した場合、より高いＴＥＯＳおよびＳｉＮ除去速度を示した。したがって、これらの結果は、本発明による研磨組成物に対するシリカ粒子の有益な影響を示している。

【0121】

実施例３
この実施例は、本発明による研磨組成物のタングステン、ＴＥＯＳ、およびＳｉＮ除去速度に対するシリカ粒子の電荷の影響を実証する。

【0122】

基板を、１１種の研磨組成物（すなわち、本発明の研磨組成物３Ａ～３ＪおよびＣＯＮ）で研磨した。研磨組成物３Ａ～３Ｊのそれぞれは、ｐＨ３を有し、それぞれは、９０ｎｍの平均粒子径を有する（ＡＡ－ＡＭＰＳ）コポリマーで被覆されたα－アルミナ（粒子番号１）を０．５重量％含有していた。各組成物は、以下の表４に記載される粒子も含有していた。

【0123】

より具体的には、研磨組成物３Ａおよび３Ｂは、７０ｎｍの平均粒子径を有するスルホネート変性コロイダルシリカ（粒子番号７）を、それぞれ、０．５重量％および１重量％含有していた。研磨組成物３Ｃおよび３Ｄは、１２０ｎｍの平均粒子径を有するスルホネート変性コロイダルシリカ（粒子番号１０）を、それぞれ、０．５重量％および１重量％含有していた。研磨組成物３Ｅおよび３Ｆは、１００ｎｍの平均粒子径を有するアミノ変性コロイダルシリカ（粒子番号８）を、それぞれ、０．５重量％および１重量％含有していた。研磨組成物３Ｇおよび３Ｈは、１６０ｎｍの平均粒子径を有するヒュームドシリカ（粒子番号１１）を、それぞれ、０．５重量％および１重量％含有していた。研磨組成物３Ｉおよび３Ｊは、２０ｎｍの平均粒子径を有するアルミニウムドープコロイダルシリカ（粒子番号９）を、それぞれ、０．５重量％および１重量％含有していた。

【0124】

研磨結果を表４に記載する。

【表4】

【0125】

表４に記載された結果から明らかなように、負に帯電したコロイダルシリカ粒子を含有する研磨組成物（すなわち、研磨組成物３Ａ～３Ｄ、３Ｉ、および３Ｊ）は、好適なＷ、ＴＥＯＳ、およびＳｉＮ除去速度、ならびにＴＥＯＳ：ＷおよびＳｉＮ：Ｗ選択性を示した。研磨組成物３Ａ～３Ｄ、３Ｉ、および３Ｊは、対照と比較して改善された研磨性能を示した。

【0126】

正に帯電したシリカ粒子を含有する研磨組成物（研磨組成物３Ｅおよび３Ｆ）、特に負に帯電したヒュームドシリカを含む研磨組成物（研磨組成物３Ｇおよび３Ｈ）は、好適な研磨性能を示さなかった。アミノ変性シリカ粒子を含有する研磨組成物３Ｅおよび３Ｆは、安定ではなかった。唯一のシリカ粒子としてヒュームドシリカを含有する研磨組成物３Ｇおよび３Ｈは、ＴＥＯＳ：Ｗ選択性の増加も、ＳｉＮ：Ｗ選択性の増加も示さなかった。

【0127】

実施例４
この実施例は、本発明による研磨組成物のタングステン、ＴＥＯＳ、およびＳｉＮ除去速度に対する、シリカ粒子および表面被覆されたアルミナ粒子の様々な量の効果を実証する。

【0128】

基板を、７種の研磨組成物（すなわち、本発明の研磨組成物４Ａ～４ＦおよびＣＯＮ）で研磨した。研磨組成物４Ａ～４Ｆのそれぞれは、ｐＨ３を有し、表５に示されるように、１２０ｎｍの平均粒子径を有するコロイダルシリカ（粒子番号６）を様々な量で含有していた。

【0129】

研磨組成物４Ａは、１３０ｎｍの平均粒子径を有する（ＡＡ－ＡＭＰＳ）コポリマーで被覆されたα－アルミナ（粒子番号２）を０．５重量％含有していた。研磨組成物４Ｂは、１３０ｎｍの平均粒子径を有する（ＡＭＰＳ）ポリマーで被覆されたα－アルミナ（粒子番号３）を、０．５重量％含有していた。研磨組成物４Ｃ～４Ｆは、表５に示されるように、９０ｎｍの平均粒子径を有する（ＡＡ－ＡＭＰＳ）コポリマーで被覆されたα－アルミナ（粒子番号１）を様々な量で含有していた。

【0130】

研磨結果を表５に記載する。

【表5】

【0131】

表５に記載された結果から明らかなように、本発明の研磨組成物４Ａ～４Ｆは、好適なＷ、ＴＥＯＳ、およびＳｉＮ除去速度、ならびに好適なＴＥＯＳ：ＷおよびＳｉＮ：Ｗ選択性を示した。混合研削剤を含有する本発明の研磨組成物のそれぞれは、対照と比較して改善された性能を示した。

【0132】

実施例５
この実施例は、本発明による研磨組成物のトポグラフィ性能に対する、シリカ粒子および表面被覆されたアルミナ粒子の様々な量の効果を実証する。

【0133】

ＴＥＯＳ（１００Åフィーチャ）を含む基板を、８種の研磨組成物（すなわち、研磨組成物５Ａ～５Ｊ）で、ソフトパッド（Ｆｕｊｉｂｏ Ｈ６００）およびミディアムハードパッド（Ｕ５０５０、Ｃａｂｏｔ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｒｐ．製）を用いて、ＭＩＲＲＡ（商標）ポリッシャーで、１．５ｐｓｉのダウンフォース、およびＣＭＰ後の洗浄に水酸化アンモニウム（ソフトパッド実験）またはフッ化水素酸で希釈された水酸化アンモニウム（ミディアムハードパッド実験）を使用して、別個に研磨した。研磨組成物５Ａ～５Ｈのそれぞれは、ｐＨ３を有し、表６に特定される研削粒子を含んでいた。

【0134】

研磨組成物５Ａ、５Ｇ、および５Ｈは、対照組成物であった。研磨組成物５Ａは、９０ｎｍの平均粒子径を有する（ＡＡ－ＡＭＰＳ）コポリマーで被覆されたα－アルミナ（粒子番号１）のみを０．５重量％含有していた。研磨組成物５Ｇは、１２０ｎｍの平均粒子径を有するコロイダルシリカ（粒子番号６）のみを１重量％含有していた。研磨組成物５Ｈは、５０ｎｍの平均粒子径を有するコロイダルシリカ（粒子番号４）のみを１重量％含有していた。

【0135】

研磨組成物５Ｇおよび５Ｈは、腐食防止剤として０．１重量％のグリシン、０．００５重量％の硝酸第二鉄、安定剤として０．１０８重量％のマロン酸、および１５ｐｐｍのＫＡＴＨＯＮ（商標）殺生物剤を含有していた。
本発明の研磨組成物で研磨された基板上の総欠陥は、任意の好適な技術によって決定され得る。例えば、暗視野法線ビームコンポジット（ＤＣＮ）、および暗視野斜線ビームコンポジット（ＤＣＯ）などのレーザー光散乱技術を使用して、研磨された基板上の粒子の欠陥を決定し得る。粒子の欠陥を評価するための好適な測定器としては、１１０ｎｍの閾値で動作するＳＵＲＦＳＣＡＮ（商標）ＳＰ２測定器が挙げられる（ＫＬＡ－Ｔｅｎｃｏｒから入手可能）。

【0136】

研磨結果を表６に記載する。

【表6】

【0137】

表６に記載されている結果から明らかなように、混合粒子研磨組成物は、表面被覆されたアルミナ粒子のみを含む対照組成物と比較して、より少ない欠陥数を示す。加えて、本発明の研磨組成物５Ｂ～５Ｆは、ミディアムハードおよびソフト研磨パッドの両方で好適な研磨性能を示した。

【0138】

実施例６
この実施例は、本発明による研磨組成物のトポグラフィ性能に対する、シリカ粒子および表面被覆されたアルミナ粒子の相対量の効果を実証する。

【0139】

３×１μｍのフィーチャおよび１×１μｍのフィーチャを有するタングステンでオーバーコートされたパターン化された酸化ケイ素で被覆されたウェハを含む基板を、それぞれがｐＨ３を有する、５種の研磨組成物（すなわち、研磨組成物６Ａ～６Ｅ）で研磨した。最初に、ウェハを、ＭＩＲＲＡ（商標）ツールを使用して、Ｍ２０００パッド（Ｃａｂｏｔ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｒｐ．製）を用いて、２．５ｐｓｉのダウンフォースおよび１５０ｍＬ／分のスラリー流量で研磨した。パターン化されたウェハを、タングステンの余剰を除去した後、１０％オーバーポリッシュで研磨した。次に、Ｆｕｊｉｂｏ Ｈ７０００パッドを使用して、パターン化されたウェハを、約２００Åの同じパターンの酸化物損失でバフ研磨した。

【0140】

研磨組成物６Ａ、６Ｄ、および６Ｅは、対照組成物であった。研磨組成物６Ａは、唯一の研削粒子として、９０ｎｍの平均粒子径を有する（ＡＡ－ＡＭＰＳ）コポリマーで被覆されたα－アルミナ（粒子番号１）を０．５重量％含有していた。研磨組成物６Ｄは、唯一の研削粒子として、１２０ｎｍの平均粒子径を有するコロイダルシリカ（粒子番号６）を１重量％含有していた。研磨組成物６Ｅは、唯一の研削粒子として、５０ｎｍの平均粒子径を有するコロイダルシリカ（粒子番号４）を１重量％含有していた。

【0141】

研磨組成物６Ｂ～６Ｃは、発明組成物であり、それぞれは、９０ｎｍの平均粒子径を有する（ＡＡ－ＡＭＰＳ）コポリマーで被覆されたα－アルミナ（粒子番号１）を０．５重量％含んでいた。研磨組成物６Ｂは、１２０ｎｍの平均粒子径を有するコロイダルシリカ（粒子番号６）をさらに０．５重量％含み、研磨組成物６Ｃは、１２０ｎｍの平均粒子径を有するコロイダルシリカ（粒子番号６）をさらに１重量％含む。

【0142】

研磨組成物および研磨結果を、表７ａおよび７ｂに記載する。

【表7】

【表8】

【0143】

表７に記載されている結果から明らかなように、処理されたアルミナ研削剤と混合された特定のシリカ研削剤は、ダイの不均一性範囲（ＷＩＤＮＵ）、すなわち、パターン密度が異なる領域での不均一な材料除去を改善し得る。さらに、混合研削剤を含有する研磨組成物は、粗さ性能を悪化させることにはならない。

【0144】

混合研削剤スラリーを含有する本発明の研磨組成物によって研磨されたタングステン膜の粗さは、処理されたアルミナ研削剤スラリーによって研磨されたタングステン膜の粗さに匹敵し、シリカのみに基づくスラリーによって研磨された粗さよりはるかに良好である。

【0145】

９０ｎｍの平均粒子径を有する（ＡＡ－ＡＭＰＳ）コポリマーで被覆されたα－アルミナを０．５重量％、および１２０ｎｍの平均粒子径を有するコロイダルシリカを０．５重量％（研磨組成物６Ｂ）、または１２０ｎｍの平均粒子径を有するコロイダルシリカを１重量％（研磨組成物６Ｃ）含有する研磨組成物６Ｂおよび６Ｃは、劇的に低いＷＩＤＮＵ（すなわち、最も低いデルタ侵食補正）を示した。

【0146】

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って組み込まれることが示され、その全体が本明細書に記載されているのと同じ程度まで参照によって本明細書に組み込まれる。

【0147】

（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語の使用は、本明細書において別段の指示がない限り、または文脈で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。１つ以上の項目の列挙に続く「少なくとも１つの」という用語（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、または文脈で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、非限定的な用語として解釈されるべきである（すなわち、「を含むが、これに限定されることはない」を意味する）。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の役割を果たすことを単に意図しており、各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、または文脈で明らかに矛盾しない限り、あらゆる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ありとあらゆる実施例、または例示的な言葉（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していかなる特許請求されていない要素を示すものとして解釈されるべきではない。

【0148】

本発明を行うための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なものとして用い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とおりではなく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、本明細書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。さらに、本明細書において別段の指示がない限り、または文脈で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あらゆる任意の組み合わせが本発明に包含される。
本開示は以下も包含する。
＜態様１＞
化学機械研磨組成物であって、
（ａ）負に帯電されたコロイダルシリカ粒子およびアルミナ粒子を含む研削剤であって、前記アルミナ粒子がアニオン性ポリマーで表面被覆されており、前記研磨組成物が約２～約５のｐＨを有する、研削剤と、
（ｂ）水と、を含む、化学機械研磨組成物。
＜態様２＞
前記シリカ粒子が、コロイダルシリカ粒子、アルミニウムドープシリカ粒子、スルホネート変性コロイダルシリカ、またはそれらの組み合わせを含む、上記態様１に記載の研磨組成物。
＜態様３＞
前記アニオン性ポリマーが、カルボン酸モノマー単位、スルホン酸モノマー単位、ホスホン酸モノマー単位、およびそれらの組み合わせから選択される繰り返しモノマー単位を含む、上記態様１に記載の研磨組成物。
＜態様４＞
前記アニオン性ポリマーが、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、コハク酸、テレフタル酸、アスパラギン酸、無水マレイン酸、４－ビニルベンゼンスルホン酸、ビニルスルホン酸、２－スルホエチルアクリレート、２－スルホエチルメタクリレート、３－スルホプロピルアクリレート、３－スルホプロピルメタクリレート、２－プロペン－１－スルホン酸、スチレンスルホン酸、２－アクリルアミド－２－メチル－１－プロパンスルホン酸、ビニリデン－１，１－ジホスホン酸、ジメチル－ｐ－ビニルベンジルホスホネート、ビスジエチルホスホネート（メタ）アクリレートアンモニウム、アクリルアミドホスホネートモノマー、ビニルホスホン酸、２－（メタクロイルオキシ）エチルホスフェート、およびそれらの組み合わせから選択される繰り返しモノマー単位を含む、上記態様３に記載の研磨組成物。
＜態様５＞
前記アニオン性ポリマーが、スルホン酸モノマー単位とカルボン酸モノマー単位との組み合わせを含むコポリマー、またはスルホン酸モノマー単位とホスホン酸モノマー単位との組み合わせを含むコポリマーを含む、上記態様１に記載の研磨組成物。
＜態様６＞
前記アニオン性ポリマーが、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸モノマー単位およびアクリル酸モノマー単位からなる、上記態様５に記載の研磨組成物。
＜態様７＞
前記アニオン性ポリマーが、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸モノマー単位からなる、上記態様１に記載の研磨組成物。
＜態様８＞
前記研磨組成物が、酸化剤をさらに含む、上記態様１に記載の研磨組成物。
＜態様９＞
前記酸化剤が、第二鉄イオンを含む、上記態様８に記載の研磨組成物。
＜態様１０＞
前記酸化剤が、過酸化水素をさらに含む、上記態様９に記載の研磨組成物。
＜態様１１＞
前記研磨組成物が、腐食防止剤をさらに含む、上記態様１に記載の研磨組成物。
＜態様１２＞
前記腐食防止剤が、グリシン、リジン、アルギニン、アラニン、またはそれらの組み合わせである、上記態様１１に記載の研磨組成物。
＜態様１３＞
前記腐食防止剤が、グリシンである、上記態様１２に記載の研磨組成物。
＜態様１４＞
前記研磨組成物が、安定剤をさらに含む、上記態様１に記載の研磨組成物。
＜態様１５＞
前記安定剤が、酢酸、フタル酸、クエン酸、アジピン酸、シュウ酸、マロン酸、アスパラギン酸、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、グルタコン酸、ムコン酸、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、プロピレンジアミン四酢酸（ＰＤＴＡ）、およびそれらの組み合わせから選択される、上記態様１４に記載の研磨組成物。
＜態様１６＞
前記安定剤が、マロン酸である、上記態様１５に記載の研磨組成物。
＜態様１７＞
前記研磨組成物が、有機ホスホン酸をさらに含む、上記態様１に記載の研磨組成物。
＜態様１８＞
前記有機ホスホン酸が、２－アミノエチルホスホン酸、１－ヒドロキシエチリデン－１，１－ジホスホン酸、アミノトリ（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）、エタン－１，１－ジホスホン酸、エタン－１，１，２－トリホスホン酸、エタン－１－ヒドロキシ－１，１－ジホスホン酸、エタン－１－ヒドロキシ－１，１，２－トリホスホン酸、エタン－１，２－ジカルボキシ－１，２－ジホスホン酸、メタンヒドロキシホスホン酸、２－ホスホノブタン－１，２－ジカルボン酸、１－ホスホノブタン－２，３，４－トリカルボン酸、α－メチルホスホノコハク酸、およびそれらの組み合わせから選択される、上記態様１７に記載の研磨組成物。
＜態様１９＞
前記研磨組成物が、約３～約３．５のｐＨを有する、上記態様１に記載の研磨組成物。
＜態様２０＞
前記研磨組成物が、殺生物剤、緩衝剤、界面活性剤、触媒、安定剤、腐食防止剤、およびそれらの組み合わせから選択される添加剤をさらに含む、上記態様１に記載の研磨組成物。
＜態様２１＞
基板を化学機械研磨する方法であって、
（ｉ）基板を提供することと、
（ｉｉ）研磨パッドを提供することと、
（ｉｉｉ）
（ａ）シリカ粒子およびアルミナ粒子を含む研削剤であって、前記アルミナ粒子がアニオン性ポリマーで表面被覆されている、研削剤と、
（ｂ）水と、を含む、化学機械研磨組成物を提供することと、
（ｉｖ）前記基板を前記研磨パッドおよび前記化学機械研磨組成物と接触させることと、
（ｖ）前記研磨パッドおよび前記化学機械研磨組成物を前記基板に対して動かして、前記基板の少なくとも一部を研削して、前記基板を研磨することと、を含む、方法。
＜態様２２＞
前記アニオン性ポリマーが、カルボン酸モノマー単位、スルホン酸モノマー単位、ホスホン酸モノマー単位、およびそれらの組み合わせから選択される繰り返しモノマー単位を含む、上記態様２１に記載の方法。
＜態様２３＞
前記アニオン性ポリマーが、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、コハク酸、テレフタル酸、アスパラギン酸、無水マレイン酸、４－ビニルベンゼンスルホン酸、ビニルスルホン酸、２－スルホエチルアクリレート、２－スルホエチルメタクリレート、３－スルホプロピルアクリレート、３－スルホプロピルメタクリレート、２－プロペン－１－スルホン酸、スチレンスルホン酸、２－アクリルアミド－２－メチル－１－プロパンスルホン酸、ビニリデン－１，１－ジホスホン酸、ジメチル－ｐ－ビニルベンジルホスホネート、ビスジエチルホスホネート（メタ）アクリレートアンモニウム、アクリルアミドホスホネートモノマー、ビニルホスホン酸、２－（メタクロイルオキシ）エチルホスフェート、およびそれらの組み合わせから選択される繰り返しモノマー単位を含む、上記態様２２に記載の方法。
＜態様２４＞
前記アニオン性ポリマーが、スルホン酸モノマー単位とカルボン酸モノマー単位との組み合わせを含むコポリマーを含むか、またはスルホン酸モノマー単位とホスホン酸モノマー単位との組み合わせを含むコポリマーを含む、上記態様２１に記載の方法。
＜態様２５＞
前記アニオン性ポリマーが、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸モノマー単位およびアクリル酸モノマー単位からなる、上記態様２４に記載の方法。
＜態様２６＞
前記アニオン性ポリマーが、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸モノマー単位からなる、上記態様２１に記載の方法。
＜態様２７＞
前記研磨組成物が、酸化剤、腐食防止剤、安定剤、有機ホスホン酸、またはそれらの任意の組み合わせをさらに含む、上記態様２１に記載の方法。
＜態様２８＞
前記基板が、前記基板の表面上に酸化ケイ素層を含み、前記酸化ケイ素層の少なくとも一部を研削して、前記基板を研磨する、上記態様２１に記載の方法。
＜態様２９＞
前記基板が、前記基板の表面上に窒化物層を含み、前記窒化物層の少なくとも一部を研削して、前記基板を研磨する、上記態様２１に記載の方法。