特表 2024-522472 イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）及びその使用

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-06-21

(54)【発明の名称】イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）及びその使用

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20240614BHJP

   B24B 37/00 20120101ALI20240614BHJP

   C09K 3/14 20060101ALI20240614BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 622D

B24B37/00 H

C09K3/14 550D

C09K3/14 550C

C09K3/14 550Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023571735

(86)(22)【出願日】2022-05-16

(85)【翻訳文提出日】2024-01-16

(86)【国際出願番号】 US2022072336

(87)【国際公開番号】W WO2022246381

(87)【国際公開日】2022-11-24

(31)【優先権主張番号】63/191,047

(32)【優先日】2021-05-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】517114182

【氏名又は名称】バーサム マテリアルズ ユーエス，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】

【識別番号】100202441

【弁理士】

【氏名又は名称】岩田 純

(72)【発明者】

【氏名】グレゴール ラービグ

(72)【発明者】

【氏名】ピア カーシュ

(72)【発明者】

【氏名】マティアス ステンダー

(72)【発明者】

【氏名】シアオポー シー

【テーマコード（参考）】

3C158

5F057

【Ｆターム（参考）】

3C158AA07

3C158CA04

3C158DA12

3C158EB01

3C158ED10

3C158ED22

3C158ED26

5F057AA02

5F057AA03

5F057AA09

5F057BA11

5F057BB02

5F057BC01

5F057CA12

5F057DA03

5F057EA07

5F057EA10

5F057EA22

5F057EA23

5F057EA24

5F057EA25

5F057EA26

5F057EA27

5F057EA28

5F057EA29

5F057EA30

5F057EA32

(57)【要約】

イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の合成が開示される。化学機械的平坦化（ＣＭＰ）スラリーは、研磨剤、活性化剤、酸化剤、イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む添加剤、及び水を含む。ＣＭＰスラリーにおける合成イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の使用は、高選択性タングステンスラリーにおけるディッシング及びエロージョンを低減する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

構造（Ｉ）を有する少なくとも１つのイミダゾリウム基を有する少なくとも１種のモノマーを含むイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）であって、

【化1】

（ａ）構造（Ｉ）を有する前記少なくとも１つのイミダゾリウム基が、前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の１つの側鎖又は複数の側鎖中にあり、
式中、
Ｌ_１及びＬ_２の一方が、イミダゾリウム環を前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の主鎖に接続する共有結合又はスペーサーであり、置換若しくは非置換脂肪族、環状若しくは分岐脂肪族、芳香族、ヘテロ芳香族又はシロキサン部分を含み、前記主鎖が、ビニル、アリル、スチレン、アクリル、メタクリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、シロキサン、マレイミド、ノルボルネン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される重合性基の重合後に形成され、
Ｌ_１及びＬ_２の他方が、直鎖、分岐、及び環状アルキル基からなる群から選択されるアルキル基であり、そのＣＨ_２が、ヘテロ原子が互いに結合しないようにＯ、Ｓ又はＮによって置き換えられていてもよく、水素が、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮによって置き換えられてもよく、
Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３の各々が、独立して、Ｈ、又は直鎖、分岐、及び環状アルキル基からなる群から選択されるアルキル基であってもよく、そのＣＨ_２が、ヘテロ原子が互いに結合しないようにＯ、Ｓ又はＮによって置き換えられていてもよく、水素が、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮによって置き換えられていてもよく、Ｒ_２及びＲ_３がまた、環状単位に結合していてもよく、好ましくは、Ｒ_１＝Ｒ_２＝Ｈであり、
並びに
アニオンＸ^－が、ハライド（Ｆ－、Ｃｌ－、Ｂｒ－、Ｉ－）、ＢＦ_４－、ＰＦ_６－、［Ｃ_２Ｆ_５ＢＦ_３］－、Ｒ＝Ｈ、アルキル又はアリールのカルボキシレートＲＣＯＯ－、マロネート、シトレート、フマレート、ＭｅＯＳＯ_３－、ＭｅＳＯ_３－、ＣＦ_３ＣＯＯ－、ＣＦ_３ＳＯ_３－、ニトレート、及びスルフェートからなる群から選択され、Ｍｅが、メチルであり、
（ｂ）構造（Ｉ）を有する前記少なくとも１つのイミダゾリウム基が、前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の主鎖中にあり、
式中、
Ｌ_１及びＬ_２が、各々独立して、置換又は非置換脂肪族、環状又は分岐脂肪族、芳香族、ヘテロ芳香族、及びシロキサン部分を含み、そのＣＨ_２が、ヘテロ原子が互いに結合しないようにＯ、Ｓ又はＮによって置き換えられていてもよく、水素が、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮによって置き換えられてもよく、
Ｌ_１、Ｌ_２、又はＬ_１及びＬ_２の両方が、前記少なくとも１つのイミダゾリウム基を好適な官能基を介して前記主鎖に結合して、前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を形成することができ、前記好適な官能基が、エステル、アミド、ウレタン、エーテル、チオエーテル、イミド、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、
Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３の各々が、独立して、Ｈ、又は直鎖、分岐、及び環状アルキル基からなる群から選択されるアルキル基であってもよく、ＣＨ_２が、ヘテロ原子が互いに結合しないようにＯ、Ｓ又はＮによって置き換えられていてもよく、水素が、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮによって置き換えられていてもよく、Ｒ_２及びＲ_３がまた、環状単位に結合していてもよく、好ましくは、Ｒ_１＝Ｒ_２＝Ｈであり、
並びに
アニオンＸ^－が、ハライド（Ｆ－、Ｃｌ－、Ｂｒ－、Ｉ－）、ＢＦ_４－、ＰＦ_６－、［Ｃ_２Ｆ_５ＢＦ_３］－、Ｒ＝Ｈ、アルキル又はアリールのカルボキシレートＲＣＯＯ－、マロネート、シトレート、フマレート、ＭｅＯＳＯ_３－、ＭｅＳＯ_３－、ＣＦ_３ＣＯＯ－、ＣＦ_３ＳＯ_３－、ニトレート、及びスルフェートからなる群から選択され、Ｍｅが、メチルであり、
並びに
（ｃ）構造（Ｉ）を有する前記少なくとも１つのイミダゾリウム基が、上記（ａ）で定義された前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の前記１つの側鎖又は前記複数の側鎖及び上記（ｂ）で定義された前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の前記主鎖の両方にある、
イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。

【請求項2】

前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）が、（ａ）のＬ_１及びＬ_２のための重合性基を有する架橋性モノマーを含む、請求項１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。

【請求項3】

前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）が、（ａ）、（ｂ）、並びに（ｅ）（ａ）のモノマー又は（ｂ）のモノマーとコポリマーを形成することができる、アクリレート又はメタクリレート、アクリルアミド又はメタクリルアミド、マレイミド、ビニルベンゼン、ビニル型モノマー、エチレングリコール、シロキサン、ノルボルネン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、非イオン性モノマーから選択される少なくとも２つの異なるモノマーを含むコポリマーである、請求項１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。

【請求項4】

前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）が、ブロックコポリマーである、請求項１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。

【請求項5】

前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）が、還元剤又は錯化剤として少なくとも１つの官能性アニオンを含む、請求項１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。

【請求項6】

前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の重合が、フリーラジカル重合、可逆的付加開裂連鎖移動重合（ＲＡＦＴ）、ニトロキシド媒介重合（ＮＭＰ）、原子移動反応重合（ＡＴＲＰ）、開環重合（ＲＯＭＰ）、重縮合反応、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。

【請求項7】

前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）が、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド、ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、及びポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリド、ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）アセテート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）マロネート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ニトレート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか一項に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む添加剤と、
水と、
任意選択で
研磨剤と、
活性化剤と、
酸化剤と、
腐食防止剤と、
ディッシング低減剤と、
安定剤と、
ｐＨ調整剤と、
を含む、化学機械的平坦化組成物。

【請求項9】

前記研磨剤が、無機酸化物粒子、金属酸化物被覆無機酸化物粒子、有機ポリマー粒子、金属酸化物被覆有機ポリマー粒子、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記酸化剤が、過酸化水素、過酸化尿素、パーオキシギ酸、過酢酸、プロパンパーオキソ酸、置換又は非置換ブタンパーオキソ酸、ヒドロパーオキシアセトアルデヒド、過ヨウ素酸カリウム、パーオキシ一硫酸アンモニウムからなる群から選択されるパーオキシ化合物、及び亜硝酸第二鉄、ＫＣｌＯ_４、ＫＢｒＯ_４、ＫＭｎＯ_４からなる群から選択される非パーオキシ化合物、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記活性化剤が、（１）表面に遷移金属が被覆された無機酸化物粒子であって、前記遷移金属が、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｅ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、無機酸化物粒子、（２）シュウ酸鉄（ＩＩＩ）アンモニウム三水和物、三塩基性クエン酸鉄（ＩＩＩ）一水和物、鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトネート及びエチレンジアミン四酢酸、鉄（ＩＩＩ）ナトリウム塩水和物からなる群から選択される可溶性触媒、（３）Ａｇ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｖ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される複数の酸化状態を有する金属化合物、からなる群から選択され、
前記腐食防止剤が、１，２，３－トリアゾール、１，２，４－トリアゾール、１，２，３－ベンゾトリアゾール、５－メチルベンゾトリアゾール、ベンゾトリアゾール、１－ヒドロキシベンゾトリアゾール、４－ヒドロキシベンゾトリアゾール、３－アミノ－１，２，４－トリアゾール、４－アミノ－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール、５アミノトリアゾール、ベンゾイミダゾール、２，１，３－ベンゾチアジアゾール、トリアジンチオール、トリアジンジチオール、及びトリアジントリチオール、ピラゾール、イミダゾール、１，３，５－トリス（２－ヒドロキシエチル）イソシアヌレートなどのイソシアヌレート、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記ディッシング低減剤が、サルコシネート及び関連カルボン酸化合物、炭化水素置換サルコシネート、アミノ酸、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）などのエチレンオキシド繰り返し単位を含有する分子を有する有機ポリマー及びコポリマー、エトキシ化界面活性剤、窒素－水素結合を含まない窒素含有複素環、スルフィド、オキサゾリジン又は１つの化合物中の官能基の混合物、アルキルアンモニウムイオンを形成する３個以上の炭素原子を有する窒素含有化合物、３個以上の炭素原子を有するアミノアルキル、少なくとも１つの窒素含有複素環又は第三級若しくは第四級窒素原子の繰り返し基を含むポリマー腐食防止剤、ポリカチオン性アミン化合物、シクロデキストリン化合物、ポリエチレンイミン化合物、グリコール酸、キトサン、糖アルコール、多糖類、アルギネート化合物、ホスホニウム化合物、及びスルホン酸ポリマー、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記安定剤が、アジピン酸、フタル酸、クエン酸、マロン酸、オルトフタル酸、リン酸、置換又は非置換ホスホン酸、ニトリル、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、
請求項８に記載の化学機械的平坦化組成物。

【請求項10】

前記研磨剤が、０．０１重量％～３０重量％、０．０５重量％～２０重量％、０．０１重量％～１０重量％、又は０．１重量％～２重量％の範囲であり、
イミダゾリウム系カチオン性ポリマーを含む前記添加剤が、０．００００１重量％～１重量％、０．０００１重量％～０．５重量％、又は０．０００５重量％～０．１重量％の範囲であり、
前記酸化剤が、０．０１重量％～３０重量％、０．１重量％～２０重量％、又は０．５重量％～１０重量％の範囲であり、
前記活性化剤が、０．００００１重量％～５．０重量％、０．０００１重量％～２．０重量％、０．０００５重量％～１．０重量％、又は０．００１重量％～０．５重量％の範囲であり、
前記腐食防止剤が、１．０重量％未満、０．５重量％未満、又は０．２５重量％未満の範囲であり、
前記ディッシング低減剤が、０．００１重量％～２．０重量％、０．００５重量％～１．５重量％、又は０．０１重量％～１．０重量％の範囲であり、
及び
前記安定剤が、０．０００１～５重量％、０．０００５～２重量％、又は０．００１～１重量％の範囲である、
請求項８に記載の化学機械的平坦化組成物。

【請求項11】

前記ｐＨ調整剤が、（ａ）前記ｐＨを低下させるための硝酸、硫酸、酒石酸、コハク酸、クエン酸、リンゴ酸、マロン酸、様々な脂肪酸、様々なポリカルボン酸、及びこれらの混合物、並びに（ｂ）前記ｐＨを上昇させるための水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化テトラエチルアンモニウム、エチレンジアミン、ピペラジン、ポリエチレンイミン、修飾ポリエチレンイミン、及びこれらの混合物からなる群から選択され、前記組成物のｐＨが、１～１４、１～７、１～６、又は１～４である、請求項８に記載の化学機械的平坦化組成物。

【請求項12】

前記化学機械的平坦化組成物が、
シリカ粒子、並びにポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド、ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、及びポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリド、ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）アセテート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）マロネート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ニトレート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む、請求項８に記載の化学機械的平坦化組成物。

【請求項13】

前記化学機械的平坦化組成物が、シリカ粒子、硝酸第二鉄、マロン酸、過酸化水素、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド、ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、及びポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリド、ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）アセテート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）マロネート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ニトレート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む、請求項８に記載の化学機械的平坦化組成物。

【請求項14】

タングステンを含有する少なくとも１つの表面を備える半導体基板の化学機械的平坦化のための研磨方法であって、
ａ）研磨パッドを提供する工程と、
ｂ）化学機械的研磨組成物を提供する工程であって、
請求項１～７のいずれか一項に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む添加剤と、
水と、任意選択で
無機酸化物粒子、金属酸化物被覆無機酸化物粒子、有機ポリマー粒子、金属酸化物被覆有機ポリマー粒子、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される研磨剤と、
活性化剤と、
酸化剤と、
腐食防止剤と、
ディッシング低減剤と、
安定剤と、
ｐＨ調整剤と、を含む、
化学機械的研磨組成物を提供する工程と、
ｃ）タングステンを含有する前記少なくとも１つの表面を、前記化学機械的平坦化組成物で研磨する工程と、
を含む、研磨方法。

【請求項15】

前記化学機械的研磨組成物において、
前記研磨剤が、０．０１重量％～３０重量％、０．０５重量％～２０重量％、０．０１重量％～１０重量％、又は０．１重量％～２重量％の範囲であり、
イミダゾリウム系カチオン性ポリマーを含む前記添加剤が、０．００００１重量％～１重量％、０．０００１重量％～０．５重量％、又は０．０００５重量％～０．１重量％の範囲であり、
前記酸化剤が、０．０１重量％～３０重量％、０．１重量％～２０重量％、又は０．５重量％～１０重量％の範囲であり、
前記活性化剤が、０．００００１重量％～５．０重量％、０．０００１重量％～２．０重量％、０．０００５重量％～１．０重量％、又は０．００１重量％～０．５重量％の範囲であり、
前記腐食防止剤が、１．０重量％未満、０．５重量％未満、又は０．２５重量％未満の範囲であり、
前記ディッシング低減剤が、０．００１重量％～２．０重量％、０．００５重量％～１．５重量％、又は０．０１重量％～１．０重量％の範囲であり、
及び
前記安定剤が、０．０００１～５重量％、０．０００５～２重量％、又は０．００１～１重量％の範囲である、
請求項１４に記載の研磨方法。

【請求項16】

前記化学機械的研磨組成物において、
前記酸化剤が、過酸化水素、過酸化尿素、パーオキシギ酸、過酢酸、プロパンパーオキソ酸、置換又は非置換ブタンパーオキソ酸、ヒドロパーオキシアセトアルデヒド、過ヨウ素酸カリウム、パーオキシ一硫酸アンモニウムからなる群から選択されるパーオキシ化合物、及び亜硝酸第二鉄、ＫＣｌＯ_４、ＫＢｒＯ_４、ＫＭｎＯ_４からなる群から選択される非パーオキシ化合物、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記活性化剤が、（１）表面に遷移金属が被覆された無機酸化物粒子であって、前記遷移金属が、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｅ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、無機酸化物粒子、（２）シュウ酸鉄（ＩＩＩ）アンモニウム三水和物、三塩基性クエン酸鉄（ＩＩＩ）一水和物、鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトネート及びエチレンジアミン四酢酸、鉄（ＩＩＩ）ナトリウム塩水和物からなる群から選択される可溶性触媒、（３）Ａｇ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｖ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される複数の酸化状態を有する金属化合物、からなる群から選択され、
前記腐食防止剤が、１，２，３－トリアゾール、１，２，４－トリアゾール、１，２，３－ベンゾトリアゾール、５－メチルベンゾトリアゾール、ベンゾトリアゾール、１－ヒドロキシベンゾトリアゾール、４－ヒドロキシベンゾトリアゾール、３－アミノ－１，２，４－トリアゾール、４－アミノ－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール、５アミノトリアゾール、ベンゾイミダゾール、２，１，３－ベンゾチアジアゾール、トリアジンチオール、トリアジンジチオール、及びトリアジントリチオール、ピラゾール、イミダゾール、１，３，５－トリス（２－ヒドロキシエチル）イソシアヌレートなどのイソシアヌレート、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記ディッシング低減剤が、サルコシネート及び関連カルボン酸化合物、炭化水素置換サルコシネート、アミノ酸、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）などのエチレンオキシド繰り返し単位を含有する分子を有する有機ポリマー及びコポリマー、エトキシ化界面活性剤、窒素－水素結合を含まない窒素含有複素環、スルフィド、オキサゾリジン又は１つの化合物中の官能基の混合物、アルキルアンモニウムイオンを形成する３個以上の炭素原子を有する窒素含有化合物、３個以上の炭素原子を有するアミノアルキル、少なくとも１つの窒素含有複素環又は第三級若しくは第四級窒素原子の繰り返し基を含むポリマー腐食防止剤、ポリカチオン性アミン化合物、シクロデキストリン化合物、ポリエチレンイミン化合物、グリコール酸、キトサン、糖アルコール、多糖類、アルギネート化合物、ホスホニウム化合物、及びスルホン酸ポリマー、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記安定剤が、アジピン酸、フタル酸、クエン酸、マロン酸、オルトフタル酸、リン酸、置換又は非置換ホスホン酸、ニトリル、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、
請求項１４に記載の研磨方法。

【請求項17】

前記化学機械的研磨組成物において、
前記ｐＨ調整剤が、（ａ）前記ｐＨを低下させるための硝酸、硫酸、酒石酸、コハク酸、クエン酸、リンゴ酸、マロン酸、様々な脂肪酸、様々なポリカルボン酸、及びこれらの混合物、並びに（ｂ）前記ｐＨを上昇させるための水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化テトラエチルアンモニウム、エチレンジアミン、ピペラジン、ポリエチレンイミン、修飾ポリエチレンイミン、及びこれらの混合物からなる群から選択され、前記組成物のｐＨが、１～１４、１～７、１～６、又は１～４である、請求項１４に記載の研磨方法。

【請求項18】

前記化学機械的平坦化組成物が、前記研磨剤、並びに
ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド、ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、及びポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリド、ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）アセテート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）マロネート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ニトレート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む、請求項１４に記載の研磨方法。

【請求項19】

前記化学機械的平坦化組成物が、シリカ粒子、硝酸第二鉄、マロン酸、過酸化水素、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド、ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリド、ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）アセテート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）マロネート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ニトレート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む、請求項１４に記載の研磨方法。

【請求項20】

タングステンを含有する少なくとも１つの表面が、２０００オングストローム未満又は１０００オングストローム未満のディッシングトポグラフィ及び２０００オングストローム未満又は１０００オングストローム未満のエロージョントポグラフィを含む、請求項１４に記載の研磨方法。

【請求項21】

タングステンを含有する少なくとも１つの表面を備える半導体基板の化学機械的平坦化のためのシステムであって、
ａ）研磨パッドと、
ｂ）化学機械的研磨組成物であって、
請求項１～７のいずれか一項に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む添加剤と、
水と、任意選択で
無機酸化物粒子、金属酸化物被覆無機酸化物粒子、有機ポリマー粒子、金属酸化物被覆有機ポリマー粒子、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される研磨剤と、
活性化剤と、
酸化剤と、
腐食防止剤と、
ディッシング低減剤と、
安定剤と、
ｐＨ調整剤と、
を含む、化学機械的研磨組成物を含み、
前記タングステンを含有する少なくとも１つの表面が、前記研磨パッド及び前記化学機械的平坦化組成物と接触しており、前記タングステンを含有する少なくとも１つの表面を前記化学機械的平坦化組成物で研磨する、
システム。

【請求項22】

前記化学機械的研磨組成物において、
前記研磨剤が、０．０１重量％～３０重量％、０．０５重量％～２０重量％、０．０１重量％～１０重量％、又は０．１重量％～２重量％の範囲であり、
イミダゾリウム系カチオン性ポリマーを含む前記添加剤が、０．００００１重量％～１重量％、０．０００１重量％～０．５重量％、又は０．０００５重量％～０．１重量％の範囲であり、
前記酸化剤が、０．０１重量％～３０重量％、０．１重量％～２０重量％、又は０．５重量％～１０重量％の範囲であり、
前記活性化剤が、０．００００１重量％～５．０重量％、０．０００１重量％～２．０重量％、０．０００５重量％～１．０重量％、又は０．００１重量％～０．５重量％の範囲であり、
前記腐食防止剤が、１．０重量％未満、０．５重量％未満、又は０．２５重量％未満の範囲であり、
前記ディッシング低減剤が、０．００１重量％～２．０重量％、０．００５重量％～１．５重量％、又は０．０１重量％～１．０重量％の範囲であり、
及び
前記安定剤が、０．０００１～５重量％、０．０００５～２重量％、又は０．００１～１重量％の範囲である、
請求項２１に記載のシステム。

【請求項23】

前記化学機械的研磨組成物において、
前記酸化剤が、過酸化水素、過酸化尿素、パーオキシギ酸、過酢酸、プロパンパーオキソ酸、置換又は非置換ブタンパーオキソ酸、ヒドロパーオキシアセトアルデヒド、過ヨウ素酸カリウム、パーオキシ一硫酸アンモニウムからなる群から選択されるパーオキシ化合物、及び亜硝酸第二鉄、ＫＣｌＯ_４、ＫＢｒＯ_４、ＫＭｎＯ_４からなる群から選択される非パーオキシ化合物、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記活性化剤が、（１）表面に遷移金属が被覆された無機酸化物粒子であって、前記遷移金属が、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｅ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、無機酸化物粒子、（２）シュウ酸鉄（ＩＩＩ）アンモニウム三水和物、三塩基性クエン酸鉄（ＩＩＩ）一水和物、鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトネート及びエチレンジアミン四酢酸、鉄（ＩＩＩ）ナトリウム塩水和物からなる群から選択される可溶性触媒、（３）Ａｇ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｖ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される複数の酸化状態を有する金属化合物、からなる群から選択され、
前記腐食防止剤が、１，２，３－トリアゾール、１，２，４－トリアゾール、１，２，３－ベンゾトリアゾール、５－メチルベンゾトリアゾール、ベンゾトリアゾール、１－ヒドロキシベンゾトリアゾール、４－ヒドロキシベンゾトリアゾール、３－アミノ－１，２，４－トリアゾール、４－アミノ－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール、５アミノトリアゾール、ベンゾイミダゾール、２，１，３－ベンゾチアジアゾール、トリアジンチオール、トリアジンジチオール、及びトリアジントリチオール、ピラゾール、イミダゾール、１，３，５－トリス（２－ヒドロキシエチル）イソシアヌレートなどのイソシアヌレート、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記ディッシング低減剤が、サルコシネート及び関連カルボン酸化合物、炭化水素置換サルコシネート、アミノ酸、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）などのエチレンオキシド繰り返し単位を含有する分子を有する有機ポリマー及びコポリマー、エトキシ化界面活性剤、窒素－水素結合を含まない窒素含有複素環、スルフィド、オキサゾリジン又は１つの化合物中の官能基の混合物、アルキルアンモニウムイオンを形成する３個以上の炭素原子を有する窒素含有化合物、３個以上の炭素原子を有するアミノアルキル、少なくとも１つの窒素含有複素環又は第三級若しくは第四級窒素原子の繰り返し基を含むポリマー腐食防止剤、ポリカチオン性アミン化合物、シクロデキストリン化合物、ポリエチレンイミン化合物、グリコール酸、キトサン、糖アルコール、多糖類、アルギネート化合物、ホスホニウム化合物、及びスルホン酸ポリマー、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記安定剤が、アジピン酸、フタル酸、クエン酸、マロン酸、オルトフタル酸、リン酸、置換又は非置換ホスホン酸、ニトリル、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、
請求項２１に記載のシステム。

【請求項24】

前記化学機械的研磨組成物において、前記ｐＨ調整剤が、（ａ）前記ｐＨを低下させるための硝酸、硫酸、酒石酸、コハク酸、クエン酸、リンゴ酸、マロン酸、様々な脂肪酸、様々なポリカルボン酸、及びこれらの混合物、並びに（ｂ）前記ｐＨを上昇させるための水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化テトラエチルアンモニウム、エチレンジアミン、ピペラジン、ポリエチレンイミン、修飾ポリエチレンイミン、及びこれらの混合物からなる群から選択され、前記組成物のｐＨが、１～１４、１～７、１～６、又は１～４である、請求項２１に記載のシステム。

【請求項25】

前記化学機械的平坦化組成物が、
シリカ粒子、並びに
ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド、ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、及びポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリド、ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）アセテート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）マロネート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ニトレート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む、請求項２１に記載のシステム。

【請求項26】

前記化学機械的平坦化組成物が、シリカ粒子、硝酸第二鉄、マロン酸、過酸化水素、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド、ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリド、ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）アセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）マロネート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ニトレート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む、請求項２１に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年５月２０日に出願された米国仮出願第６３／１９１，０４７号の利益を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

本開示は、イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の合成、及びその使用に関する。

【0003】

本開示はまた、半導体デバイスの製造における化学機械的平坦化又は研磨（「ＣＭＰ」）スラリー（又は組成物、又は配合物）中の添加剤としてのイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の使用、化学機械的平坦化を行うための研磨方法及び研磨システムに関する。特に、本開示は、タングステンを含有する金属材料を含む、パターニングされた半導体ウエハを研磨するために好適に使用される研磨スラリーに関する。

【0004】

集積回路は、周知の多層相互配線の使用によって相互配線される。相互配線構造は、通常、メタライゼーションの第１の層、相互配線層、メタライゼーションの第２の層、及び典型的にはメタライゼーションの第３及び後続の層を有する。シリコン基板又はウェル内の異なる層のメタライゼーションを電気的に絶縁するために、二酸化ケイ素などの層間絶縁材料、及び時にはｌｏｗ－ｋ材料が使用される。異なる相互配線層間の電気的接続は、金属化ビア、特にタングステンビアを使用することによって行われる。米国特許第４，７８９，６４８号には、絶縁膜中に複数の金属化（メタライゼーション化）層及び金属化ビアを調製する方法が記載されている。同様に、金属コンタクトは、相互配線層とウェル内に形成されたデバイスとの間の電気的接続を形成するために使用される。金属ビア及びコンタクトは、概してタングステンで充填され、概して窒化チタン（ＴｉＮ）及び／又はチタンなどの接着層を用いて、タングステン金属層などの金属層を絶縁材料に接着する。

【0005】

１つの半導体製造プロセスでは、金属化ビア又はコンタクトは、ブランケットタングステン堆積とそれに続くＣＭＰ工程によって形成される。典型的なプロセスでは、層間絶縁膜（ＩＬＤ）を通して相互配線の線又は半導体基板までビアホールがエッチングされる。次に、窒化チタン及び／又はチタンなどの薄い接着層が、概してＩＬＤの上に形成され、エッチングされたビアホール内に向けられる。次いで、タングステン膜が、接着層上及びビア内にブランケット堆積される。堆積は、ビアホールがタングステンで充填されるまで継続される。最後に、過剰なタングステンをＣＭＰによって除去して、金属ビアを形成する。

【0006】

別の半導体製造プロセスでは、タングステンは、Ａ．Ｙａｇｉｓｈｉｔａ ｅｔ ａｌ，ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＤＥＶＩＣＥＳ，ＶＯＬ．４７，ＮＯ．５，ＭＡＹ ２０００に教示されるように、従来ゲート電極材料として使用されてきたポリシリコンよりも電気的特性が優れているため、トランジスタのゲート電極材料として使用される。

【0007】

典型的なＣＭＰプロセスでは、基板を、回転する研磨パッドに直接接触させる。キャリアは、基板の裏側に対して圧力を加える。研磨プロセス中、パッド及びテーブルは回転され、その間、下向きの力が基板裏面に対して維持される。一般に研磨「スラリー」、研磨「組成物」又は研磨「配合物」と呼ばれる研磨剤及び化学反応性溶液が、研磨中にパッド上に堆積され、ウエハに対するパッドの回転及び／又は運動によって、当該スラリーが研磨パッドと基板表面との間の空間に運ばれる。スラリーは、研磨される膜と化学的に反応することによって研磨プロセスを開始する。研磨プロセスは、スラリーがウエハ／パッド界面に供給されるときに、基板に対するパッドの回転運動によって促進される。絶縁体上の所望の膜が除去されるまで、この方法で研磨が続けられる。ＣＭＰにおけるタングステンの除去は、機械的研磨とタングステン酸化とそれに続く溶解との相乗作用によると考えられている。

【0008】

その比較的単純な外観にもかかわらず、化学機械的平坦化（ＣＭＰ）は、非常に複雑なプロセスである。半導体産業におけるデバイススケーリング及び新しいトレンドに対する過去及び将来の要求のための技術を可能にすることの重要性は、議論の余地がない。ウエハ、スラリー及びパッドの間の多数の相互作用並びに全般的なプロセスパラメータが、ＣＭＰの結果を決定する。最後に、ＣＭＰにおける材料除去は、化学的力と機械的力との間の複雑な相互作用の結果である。多数の材料が半導体デバイス製造において使用されており、それらの全ては、最適化されたＣＭＰプロセスを必要とする。絶縁材料、バリア及び金属層などの完全に異なる材料の組み合わせを同時に研磨することは、ＣＭＰの真の課題である。

【0009】

高選択性スラリーは、金属の除去速度対絶縁膜の除去速度において大きな差を有し、将来の産業ニーズにとって大きな関心が持たれている。しかしながら、これらの高選択性スラリーの使用に関連する不完全性が存在する。金属層は容易に過剰研磨され、「ディッシング」効果を生じ得る。別の許容できない欠陥は、「エロージョン（腐食）」と呼ばれ、これは、絶縁膜を有する領域と金属ビア又はトレンチの密なアレイとの間のトポグラフィの差を表す。

【0010】

ＣＭＰにおいて、特にタングステンなどの金属用途において一般的に遭遇する問題の１つは、エロージョン及びディッシングなどのトポロジー欠陥をどのように制御するかである。

【0011】

水系スラリーは、将来のデバイスのためのＣＭＰ性能を改善する際の主な推進要因と考えられる。スラリーの開発によると、異なる層間の除去速度及び選択性に影響を及ぼすだけでなく、研磨プロセス中の欠陥を制御する。概して、スラリー組成物は、異なる機能を有する研磨剤及び化学成分の複雑な組み合わせである。

【0012】

米国特許第５，８７６，４９０号は、研磨粒子を含み、垂直応力効果を示し、当該研磨粒子に関連するものとは異なる電荷のイオン部分を有する高分子電解質を更に含み、当該高分子電解質の濃度が当該研磨粒子の約５～約５０重量％であり、当該高分子電解質が約５００～約１０，０００の分子量を有する、研磨スラリーの使用を記載している。

【0013】

米国特許第６，７７６，８１０号は、金属基板上で使用するためのシリカ又はアルミナ粒子を含むＣＭＰスラリー中で使用するための、１５，０００以上の分子量を有する、正に荷電した高分子電解質の使用を記載している。様々な異なるカチオン性ホモポリマー及びコポリマーが、この特許において言及されている。

【0014】

米国特許第７，２４７，５６７号は、タングステンエッチング剤、タングステンエッチングの阻害剤、及び水を含む組成物の使用によって、タングステンを含む基板を化学機械的研磨する方法を記載しており、タングステン研磨の阻害剤は、少なくとも１つの窒素含有複素環又は第三級若しくは第四級窒素原子を含む少なくとも１つの繰り返し基を含む、ポリマー、コポリマー、又はポリマーブレンドである。本発明は、タングステン含有基板を研磨するのに特に有用な化学機械的研磨組成物を更に提供する。

【0015】

米国特許第７，９９４，０５７号は、液体キャリア、カチオン性ポリマー、及びアミノシラン化合物で処理された研磨粒子を含む本発明の研磨組成物で基板を化学機械的研磨することを含む、方法を開示している。

【0016】

米国特許第８，８５８，８１９号は、タングステンスラリー中の抑制剤として、大きな正電荷密度を有するポリマーである（ポリアルキレンイミン）の使用を記載している。

【0017】

米国特許第８，４９２，２７６号は、酸性（ｐＨ１～３）タングステンスラリー中で使用するためのカチオン性水溶性ポリマーの使用を記載している。様々な異なるタイプのカチオン性ポリマーが列挙されており、配合物をパターン化されたウエハ上で評価していた。トポグラフィに対する良好な性能が報告されたが、特定のディッシング値は示されていない。

【0018】

米国特許第８，４８０，９２０号は、タングステンを含有する配線層を含む研磨対象を研磨するために使用される化学機械的研磨水性分散体を記載しており、化学機械的研磨水性分散体は、（Ａ）カチオン性水溶性ポリマーと、（Ｂ）鉄（ＩＩＩ）化合物と、（Ｃ）ＢＥＴ法によって決定される比表面積から算出される平均粒子径が１０～６０ｎｍであるコロイダルシリカと、を含み、カチオン性水溶性ポリマー（Ａ）の含有量（Ｍ_Ａ）（質量％）と、コロイダルシリカ（Ｃ）の含有量（Ｍ_Ｃ）（質量％）とが、「Ｍ_Ａ／Ｍ_Ｃ＝０．０００１～０．００３」の関係を満たし、化学機械的研磨用水系分散体のｐＨが１～３である。

【0019】

米国特許第８，８０８，５７３号及び米国特許第９，６３３，８６３号は、化学機械的研磨（ＣＭＰ）プロセスにおいて窒化ケイ素含有基板を研磨するのに好適な酸性水性研磨組成物を記載している。組成物は、使用時に、約０．０１～約２重量％の粒状焼成セリア研磨剤、約１０～約１０００ｐｐｍの少なくとも１つのカチオン性ポリマー、任意選択で約１０～約２０００ｐｐｍのポリオキシアルキレンポリマー、及びそれらのための水性キャリアを含む。少なくとも１つのカチオン性ポリマーは、ポリ（ビニルピリジン）ポリマー、及びポリ（ビニルピリジン）ポリマーと第四級アンモニウム置換ポリマーとの組み合わせから選択される。組成物を使用して、基板を研磨する方法、及びポリシリコンの除去に優先して基板から窒化ケイ素を選択的に除去する方法も提供される。

【0020】

米国特許第９，３５８，６５９号は、（ａ）研磨粒子、（ｂ）ポリマー、及び（ｃ）水を含有する化学機械的研磨組成物であって、（ｉ）ポリマーが全電荷を有し、（ｉｉ）研磨粒子がポリマーの非存在下で測定されるゼータ電位Ｚａを有し、研磨粒子がポリマーの存在下で測定されるゼータ電位Ｚｂを有し、ゼータ電位Ｚａがポリマーの全電荷と同じ符号である数値であり、（ｉｉｉ）｜ゼータ電位Ｚｂ｜＞｜ゼータ電位Ｚａ｜である、化学機械的研磨組成物を記載している。本発明はまた、研磨組成物で基板を研磨する方法を提供する。

【0021】

米国特許第９，６３１，１２２号は、化学機械的研磨組成物、及びタングステンを含有する基板の表面を平坦化するために組成物を使用する方法を記載しており、組成物はシリカ研磨粒子及びカチオン性界面活性剤を含有する。

【0022】

米国特許第６，０８３，８３８号明細書は、金属、特にタングステン表面を平坦化するためにＣＭＰスラリーに界面活性剤を添加することを記載している。一実施形態において、本方法は、研磨剤及び酸化剤の従来の成分を含有するスラリーを選択することを含む。酸化剤は、既知の酸化速度を有することが知られており、金属を酸化することができる。この実施形態は、スラリーの特性を変えることによって酸化剤への金属の曝露速度を低下させることと、低下した速度で金属を酸化させて金属の酸化物を形成することと、研磨剤で酸化物を除去して半導体ウエハの平坦化された表面を生成することと、を更に含む。

【0023】

ＣＭＰにおいて、特にタングステンなどの金属用途において一般的に遭遇する問題の１つは、タングステン配線のディッシング及び金属配線のアレイのエロージョンである。ディッシング及びエロージョンは、研磨されたウエハの平坦性を規定する重要なＣＭＰパラメータである。配線のディッシングは、典型的には、より広い配線について増加する。アレイのエロージョンは、典型的には、パターン密度の増加とともに増加する。

【0024】

タングステンＣＭＰスラリーは、デバイスが機能するために重要な特定の設計目標を満たすように、ディッシング及びエロージョンを最小限に抑えることができるように配合されるべきである。

【0025】

エロージョン及びディッシングなどのトポロジー欠陥を制御するための解決策を見出すことは、将来のＣＭＰ要件にとって重要である。研磨において望ましい除去速度を維持しながら、ディッシング及びエロージョンを低減することができる新規なタングステンＣＭＰスラリーが依然として必要とされている。

【発明の概要】

【0026】

本発明は、金属層、特にタングステン膜の望ましい研磨を維持しながら、ディッシング及びエロージョンの表面欠陥を最小限に抑えるために、インテリジェントデザインされたタングステンＣＭＰスラリー、ＣＭＰスラリーを使用するシステム及び方法を提供することによって、この必要性を満たす。

【0027】

本発明は、イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）及びタングステンＣＭＰにおけるそれらの使用に関する。

【0028】

より具体的には、本発明は、特定のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の合成を開示し、高選択性タングステンスラリーにおけるディッシング及びエロージョンの記載された問題を低減するための、ＣＭＰスラリーにおける合成イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の使用を示す。

【0029】

イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）は、モノマーの主鎖、側鎖、又は主鎖及び側鎖の両方にイミダゾリウム基を有するカチオン性ポリマーである。

【0030】

加えて、本発明のいくつかの特定の態様を以下に概説する。
態様１：構造（Ｉ）を有する少なくとも１つのイミダゾリウム基を有する少なくとも１種のモノマーを含むイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）であって、

【化1】

（ａ）構造（Ｉ）を有する少なくとも１つのイミダゾリウム基が、イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の１つの側鎖又は複数の側鎖中にあり、
式中、
Ｌ_１及びＬ_２の一方が、イミダゾリウム環をイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の主鎖に接続する共有結合又はスペーサーであり、置換若しくは非置換脂肪族、環状若しくは分岐脂肪族、芳香族、ヘテロ芳香族又はシロキサン部分を含み、主鎖が、ビニル、アリル、スチレン、アクリル、メタクリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、シロキサン、マレイミド、ノルボルネン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される重合性基の重合後に形成され、
Ｌ_１及びＬ_２の他方が、直鎖、分岐、及び環状アルキル基からなる群から選択されるアルキル基であり、そのＣＨ_２が、ヘテロ原子が互いに結合しないようにＯ、Ｓ又はＮによって置き換えられていてもよく、水素が、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮによって置き換えられてもよく、
Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３の各々が、独立して、Ｈ、又は直鎖、分岐、及び環状アルキル基からなる群から選択されるアルキル基であってもよく、そのＣＨ_２が、ヘテロ原子が互いに結合しないようにＯ、Ｓ又はＮによって置き換えられていてもよく、水素が、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮによって置き換えられていてもよく、Ｒ_２及びＲ_３がまた、環状単位に結合していてもよく、好ましくは、Ｒ_１＝Ｒ_２＝Ｈであり、
並びに
アニオンＸ^－が、ハライド（Ｆ－、Ｃｌ－、Ｂｒ－、Ｉ－）、ＢＦ_４－、ＰＦ_６－、［Ｃ_２Ｆ_５ＢＦ_３］－、Ｒ＝Ｈ、アルキル又はアリールのカルボキシレートＲＣＯＯ－、マロネート、シトレート、フマレート、ＭｅＯＳＯ_３－、ＭｅＳＯ_３－、ＣＦ_３ＣＯＯ－、ＣＦ_３ＳＯ_３－、ニトレート、及びスルフェートからなる群から選択され、Ｍｅが、メチルであり、
（ｂ）構造（Ｉ）を有する少なくとも１つのイミダゾリウム基が、イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の主鎖中にあり、
式中、
Ｌ_１及びＬ_２が、各々独立して、置換又は非置換脂肪族、環状又は分岐脂肪族、芳香族、ヘテロ芳香族、及びシロキサン部分を含み、そのＣＨ_２が、ヘテロ原子が互いに結合しないようにＯ、Ｓ又はＮによって置き換えられていてもよく、水素が、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮによって置き換えられてもよく、
Ｌ_１、Ｌ_２、又はＬ_１及びＬ_２の両方が、少なくとも１つのイミダゾリウム基を好適な官能基を介して主鎖に結合して、イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を形成することができ、好適な官能基が、エステル、アミド、ウレタン、エーテル、チオエーテル、イミド、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、
Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３の各々が、独立して、Ｈ、又は直鎖、分岐、及び環状アルキル基からなる群から選択されるアルキル基であってもよく、ＣＨ_２が、ヘテロ原子が互いに結合しないようにＯ、Ｓ又はＮによって置き換えられていてもよく、水素が、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮによって置き換えられていてもよく、Ｒ_２及びＲ_３がまた、環状単位に結合していてもよく、好ましくは、Ｒ_１＝Ｒ_２＝Ｈであり、
並びに
アニオンＸ^－が、ハライド（Ｆ－、Ｃｌ－、Ｂｒ－、Ｉ－）、ＢＦ_４－、ＰＦ_６－、［Ｃ_２Ｆ_５ＢＦ_３］－、Ｒ＝Ｈ、アルキル又はアリールのカルボキシレートＲＣＯＯ－、マロネート、シトレート、フマレート、ＭｅＯＳＯ_３－、ＭｅＳＯ_３－、ＣＦ_３ＣＯＯ－、ＣＦ_３ＳＯ_３－、ニトレート、及びスルフェートからなる群から選択され、Ｍｅが、メチルであり、
並びに
（ｃ）構造（Ｉ）を有する少なくとも１つのイミダゾリウム基が、上記（ａ）で定義されたイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の１つの側鎖又は複数の側鎖及び上記（ｂ）で定義されたイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の主鎖の両方にある、
イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。
態様２：イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）が、（ａ）のＬ_１及びＬ_２のための重合性基を有する架橋性モノマーを有する、態様１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。
態様３：イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）が、（ａ）、（ｂ）、並びに（ｅ）アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイミド、ビニルベンゼン、他のビニル型モノマー、エチレングリコール、シロキサン、ノルボルネン、これらの組み合わせ、又は（ａ）及び（ｂ）とコポリマーを形成することができる、他のモノマーからなる群から選択される、非イオン性モノマーから選択される少なくとも２つの異なるモノマーを含むコポリマーである、態様１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。
態様４：イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の重合が、フリーラジカル重合、可逆的付加開裂連鎖移動重合（ＲＡＦＴ）、ニトロキシド媒介重合（ＮＭＰ）、原子移動反応重合（ＡＴＲＰ）、開環重合（ＲＯＭＰ）、及び重縮合反応からなる群から選択される方法である、態様１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。
態様５：イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）が、ブロックコポリマーである、態様１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。
態様６：イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）が、還元剤又は錯化剤として少なくとも１つの官能性アニオンを有する、態様１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。
態様７：イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）が、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド、ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、及びポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリド、ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミドからなる群から選択される、態様１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。
態様８：態様１～７のいずれか１つに記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む添加剤を含む、化学機械的平坦化組成物。
態様９：
無機酸化物粒子、金属酸化物被覆無機酸化物粒子、有機ポリマー粒子、金属酸化物被覆有機ポリマー粒子、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される研磨剤と、
態様１～７のいずれか１つに記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む添加剤と、
水と、任意選択で
活性化剤と、
酸化剤と、
腐食防止剤と、
ディッシング低減剤と、
安定剤と、
ｐＨ調整剤と、
を含む、化学機械的平坦化組成物。
態様１０：化学機械的平坦化のためのシステムであって、
タングステンを含有する少なくとも１つの表面を備える半導体基板と、
研磨パッドと、
態様８～９のいずれか１つに記載の化学機械的平坦化組成物と、を含み、
タングステンを含有する少なくとも１つの表面が、研磨パッド及び化学機械的平坦化組成物と接触している、
化学機械的平坦化のためのシステム。
態様１０：タングステンを含有する少なくとも１つの表面を備える半導体基板の化学機械的平坦化のための研磨方法であって、
ａ）タングステンを含有する前記少なくとも１つの表面を研磨パッドと接触させる工程と、
ｂ）態様８～９のいずれか１つに記載の化学機械的平坦化組成物を送達する工程と、
ｃ）タングステンを含有する少なくとも１つの表面を、化学機械的平坦化組成物で研磨する工程と、
を含む、研磨方法。

【0031】

研磨剤としては、無機酸化物粒子、金属酸化物被覆無機酸化物粒子、有機ポリマー粒子、金属酸化物被覆有機ポリマー粒子、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。

【0032】

無機金属酸化物粒子としては、セリア、コロイダルシリカ、高純度コロイダルシリカ、ヒュームドシリカ、コロイダルセリア、アルミナ、チタニア、ジルコニア粒子が挙げられるが、これらに限定されない。

【0033】

金属酸化物被覆無機金属酸化物粒子としては、セリア被覆無機金属酸化物粒子、例えば、セリア被覆コロイダルシリカ、セリア被覆高純度コロイダルシリカ、セリア被覆アルミナ、セリア被覆チタニア、セリア被覆ジルコニア、又は任意の他のセリア被覆無機金属酸化物粒子が挙げられるが、これらに限定されない。

【0034】

有機ポリマー粒子としては、ポリスチレン粒子、ポリウレタン粒子、ポリアクリレート粒子、又は任意の他の有機ポリマー粒子が挙げられるが、これらに限定されない。

【0035】

金属酸化物被覆有機ポリマー粒子は、セリア被覆有機ポリマー粒子、ジルコニア被覆有機ポリマーからなる群から選択される。

【0036】

研磨剤の濃度は、約０．０１重量％～約３０重量％の範囲であり得、好ましくは約０．０５重量％～約１０重量％であり、より好ましくは約０．１～約２重量％である。重量％は、組成物に対するものである。

【0037】

酸化剤としては、過酸化水素、過酸化尿素、パーオキシギ酸、過酢酸、プロパンパーオキソ酸、置換又は非置換ブタンパーオキソ酸、ヒドロパーオキシアセトアルデヒド、過ヨウ素酸カリウム、パーオキシ一硫酸アンモニウムからなる群から選択されるパーオキシ化合物、及び亜硝酸第二鉄、ＫＣｌＯ_４、ＫＢｒＯ_４、ＫＭｎＯ_４からなる群から選択される非パーオキシ化合物が挙げられるが、これらに限定されない。

【0038】

酸化剤濃度は、約０．０１重量％～約３０重量％の範囲であり得るが、より好ましいのは約０．５重量％～約１０重量％である。重量％は、組成物に対するものである。

【0039】

イミダゾリウム系カチオン性ポリマーを含む添加剤としては、イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）が挙げられるが、これに限定されない。

【0040】

添加剤の全般的な量は、０．１～１０，０００ｐｐｍ、１ｐｐｍ～５，０００ｐｐｍ、５～１，０００ｐｐｍ、又は１０～６００ｐｐｍの範囲である。

【0041】

研磨組成物のｐＨを低下させるのに好適なｐＨ調整剤としては、硝酸、硫酸、酒石酸、コハク酸、クエン酸、リンゴ酸、マロン酸、様々な脂肪酸、様々なポリカルボン酸、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。研磨組成物のｐＨを上昇させるのに好適なｐＨ調整剤としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化テトラエチルアンモニウム、エチレンジアミン、ピペラジン、ポリエチレンイミン、修飾ポリエチレンイミン、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。

【0042】

スラリーのｐＨは、１～１４であり、好ましくは１～７であり、より好ましくは１～６であり、最も好ましくは１～４である。

【0043】

ＣＭＰスラリーは、界面活性剤、分散剤、キレート剤、膜形成腐食防止剤、及び殺生物剤を更に含んでもよい。

【0044】

上述の巨大分子は、タングステン表面と相互作用し、金属の除去を阻害することが見出され、全体的なトポグラフィ制御、特にディッシング及びエロージョンを低減するための有望な候補となった。

【0045】

本発明の他の態様、特徴及び実施形態は、以下の開示及び添付の特許請求の範囲からより完全に明らかになるであろう。

【0046】

本発明の実施形態は、単独で、又は互いに組み合わせて使用することができる。

【発明を実施するための形態】

【0047】

本発明は、タングステン含有半導体デバイス、基板、又は膜の化学機械的平坦化（ＣＭＰ）において使用することができる、スラリー、システム、及び方法に関する。本発明のＣＭＰスラリーは、研磨における望ましい除去速度を維持しながら、ディッシング及びエロージョンを低減する。本発明は、イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）及びタングステンＣＭＰにおけるそれらの使用に関する。

【0048】

より具体的には、本発明は、イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の合成を開示し、高選択性タングステンスラリーにおけるディッシング及びエロージョンの記載された問題を低減するための、ＣＭＰスラリーにおける合成イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の使用を示す。

【0049】

本明細書に引用される刊行物、特許出願、及び特許を含む全ての参考文献は、各参考文献が、参照により組み込まれることが個々にかつ具体的に示され、その全体が本明細書に記載されているのと同程度に、参照により本明細書に組み込まれる。

【0050】

本発明を説明する文脈において（特に以下の特許請求の範囲の文脈において）「ａ」及び「ａｎ」及び「ｔｈｅ」という用語の使用並びに同様の言及は、本明細書において別段の指示がない限り、又は文脈によって明確に否定されない限り、単数形及び複数形の両方を網羅すると解釈されるべきである。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」という用語は、別段の記載がない限り、オープンエンドの用語（すなわち、「挙げられるが、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、その範囲内に入る各個別の値を個々に言及する省略法としての役割を果たすことが単に意図されており、各個別の値は、本明細書において個々に列挙されているのと同様に本明細書に組み込まれる。本明細書に記載される全ての方法は、本明細書に別段の指示がない限り、又は文脈によって明確に否定されない限り、任意の好適な順序で実行することができる。本明細書で提供される任意の及び全ての例、又は例示的な言語（例えば、「など」）の使用は、単に本発明をよりよく解明することを意図しており、別様に特許請求されない限り本発明の範囲で限定を課すものではない。本明細書中のいかなる言語も、本発明の実施に不可欠な任意の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。本明細書及び特許請求の範囲における「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語の使用は、「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」及び「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」というより狭い言葉を含む。

【0051】

本発明を実施するために本発明者らに知られている最良の形態を含む実施形態が、本明細書に記載されている。これらの実施形態の変形は、前述の説明を読めば、当業者には明らかになり得る。本発明者らは、当業者が必要に応じてそのような変形形態を使用することを予想し、本発明者らは、本発明が本明細書に具体的に記載されているものとは別の方法で実施されることを意図する。したがって、本発明は、適用可能な法によって許容されるように、本明細書に添付された特許請求の範囲で記載された主題の全ての修正形態及び均等物を含む。更に、その全ての可能な変形形態における上記要素の任意の組み合わせは、本明細書において別段の指示がない限り、又は文脈によって明確に否定されない限り、本発明によって包含される。

【0052】

参照を容易にするために、「マイクロ電子デバイス」は、半導体基板、フラットパネルディスプレイ、相変化メモリデバイス、ソーラーパネル、並びにマイクロエレクトロニクス、集積回路、又はコンピュータチップ用途における使用のために製造されたソーラー基板、光起電装置、及び微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）を含む他の製品に対応する。ソーラー基板としては、シリコン、アモルファスシリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコン、ＣｄＴｅ、セレン化銅インジウム、硫化銅インジウム、及びガリウム上のヒ化ガリウムが挙げられるが、これらに限定されない。ソーラー基板は、ドープ処理であっても未ドープ処理であってもよい。「マイクロ電子デバイス」という用語は、決して限定することを意味するものではなく、最終的にマイクロ電子デバイス又はマイクロ電子アセンブリになる任意の基板を含むことを理解されたい。

【0053】

「実質的に含まない」とは、本明細書では０．００１重量％未満として定義される。「実質的に含まない」はまた、０．０００重量％を含む。「含まない」という用語は、０．０００重量％を意味する。

【0054】

本明細書で使用される場合、「約」は、述べられた値の±５％、好ましくは±２％に対応することが意図される。

【0055】

一態様において、本発明は、構造（Ｉ）を有する少なくとも１つのイミダゾリウム基を有する少なくとも１種のモノマーを含むイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）であって、

【化2】

（ａ）構造（Ｉ）を有する少なくとも１つのイミダゾリウム基が、イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の１つの側鎖又は複数の側鎖中にあり、
式中、
Ｌ_１及びＬ_２の一方が、イミダゾリウム環をイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の主鎖に接続する共有結合又はスペーサーであり、置換若しくは非置換脂肪族、環状若しくは分岐脂肪族、芳香族、ヘテロ芳香族又はシロキサン部分を含み、主鎖が、ビニル、アリル、スチレン、アクリル、メタクリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、シロキサン、マレイミド、ノルボルネン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される重合性基の重合後に形成され、
Ｌ_１及びＬ_２の他方が、直鎖、分岐、及び環状アルキル基からなる群から選択されるアルキル基であり、そのＣＨ_２が、ヘテロ原子が互いに結合しないようにＯ、Ｓ又はＮによって置き換えられていてもよく、水素が、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮによって置き換えられてもよく、
Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３の各々が、独立して、Ｈ、又は直鎖、分岐、及び環状アルキル基からなる群から選択されるアルキル基であってもよく、そのＣＨ_２が、ヘテロ原子が互いに結合しないようにＯ、Ｓ又はＮによって置き換えられていてもよく、水素が、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮによって置き換えられていてもよく、Ｒ_２及びＲ_３がまた、環状単位に結合していてもよく、好ましくは、Ｒ_１＝Ｒ_２＝Ｈであり、
並びに
アニオンＸ^－が、ハライド（Ｆ－、Ｃｌ－、Ｂｒ－、Ｉ－）、ＢＦ_４－、ＰＦ_６－、［Ｃ_２Ｆ_５ＢＦ_３］－、Ｒ＝Ｈ、アルキル又はアリールのカルボキシレートＲＣＯＯ－、マロネート、シトレート、フマレート、ＭｅＯＳＯ_３－、ＭｅＳＯ_３－、ＣＦ_３ＣＯＯ－、ＣＦ_３ＳＯ_３－、ニトレート、及びスルフェートからなる群から選択され、Ｍｅが、メチルであり、
（ｂ）構造（Ｉ）を有する少なくとも１つのイミダゾリウム基が、イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の主鎖中にあり、
式中、
Ｌ_１及びＬ_２が、各々独立して、置換又は非置換脂肪族、環状又は分岐脂肪族、芳香族、ヘテロ芳香族、及びシロキサン部分を含み、そのＣＨ_２が、ヘテロ原子が互いに結合しないようにＯ、Ｓ又はＮによって置き換えられていてもよく、水素が、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮによって置き換えられてもよく、
Ｌ_１、Ｌ_２、又はＬ_１及びＬ_２の両方が、少なくとも１つのイミダゾリウム基を好適な官能基を介して主鎖に結合して、イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を形成することができ、好適な官能基が、エステル、アミド、ウレタン、エーテル、チオエーテル、イミド、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、
Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３の各々が、独立して、Ｈ、又は直鎖、分岐、及び環状アルキル基からなる群から選択されるアルキル基であってもよく、ＣＨ_２が、ヘテロ原子が互いに結合しないようにＯ、Ｓ又はＮによって置き換えられていてもよく、水素が、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮによって置き換えられていてもよく、Ｒ_２及びＲ_３がまた、環状単位に結合していてもよく、好ましくは、Ｒ_１＝Ｒ_２＝Ｈであり、
並びに
アニオンＸ^－が、ハライド（Ｆ－、Ｃｌ－、Ｂｒ－、Ｉ－）、ＢＦ_４－、ＰＦ_６－、［Ｃ_２Ｆ_５ＢＦ_３］－、Ｒ＝Ｈ、アルキル又はアリールのカルボキシレートＲＣＯＯ－、マロネート、シトレート、フマレート、ＭｅＯＳＯ_３－、ＭｅＳＯ_３－、ＣＦ_３ＣＯＯ－、ＣＦ_３ＳＯ_３－、ニトレート、及びスルフェートからなる群から選択され、Ｍｅが、メチルであり、
並びに
（ｃ）構造（Ｉ）を有する少なくとも１つのイミダゾリウム基が、上記（ａ）で定義されたイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の１つの側鎖又は複数の側鎖及び上記（ｂ）で定義されたイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の主鎖の両方にある、イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）である。

【0056】

イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）は、対応するモノマーの好適な重縮合反応によって形成することができる。加えて、イミダゾリウム基は、ジアミン、ジカルボニル及びアルデヒドに基づくＤｅｂｕｓ－Ｒａｄｚｉｓｚｅｗｓｋｉイミダゾール反応などの好適な反応によって重合プロセス中に形成することができる。

【0057】

イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）は、（ａ）のＬ_１及びＬ_２のための重合性基を有する架橋性モノマーを有することができる。

【0058】

イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）は、（ａ）、（ｂ）、並びに（ｅ）アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイミド、ビニルベンゼン、他のビニル型モノマー、エチレングリコール、シロキサン、ノルボルネン、これらの組み合わせ、又は（ａ）及び（ｂ）とコポリマーを形成することができる他のモノマーからなる群から選択される非イオン性モノマーから選択される少なくとも２つの異なるモノマーを含むコポリマーであってもよい。

【0059】

イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）は、ブロックコポリマーであってもよい。

【0060】

イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）は、還元剤又は錯化剤として少なくとも１つの官能性アニオンを有することができる。

【0061】

イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の重合は、フリーラジカル重合、可逆的付加開裂連鎖移動重合（ＲＡＦＴ）、ニトロキシド媒介重合（ＮＭＰ）、原子移動反応重合（ＡＴＲＰ）、開環重合（ＲＯＭＰ）、及び重縮合反応からなる群から選択される方法であってもよい。

【0062】

別の態様において、本発明は、イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を添加剤として含む、化学機械的平坦化（ＣＭＰ）研磨組成物である。

【0063】

ＣＭＰスラリーは、研磨剤、任意選択で酸化剤（すなわち、フリーラジカル発生剤ではない酸化剤）、活性化剤又は触媒、腐食防止剤、ディッシング低減剤、安定剤、及びｐＨ調整剤を含むことができる。

【0064】

ＣＭＰスラリーは、界面活性剤、分散剤、キレート剤、膜形成腐食防止剤、殺生物剤、及び研磨増強剤を更に含むことができる。

【0065】

スラリーのｐＨは、１～１４であり、好ましくは１～７であり、より好ましくは１～６であり、最も好ましくは１～４である。

【0066】

組成物の特定の成分が０の下限を含む重量パーセント範囲を参照して論じられる全てのそのような組成物において、そのような成分は、組成物の様々な特定の実施形態において存在しても存在しなくてもよく、そのような成分が存在する場合、そのような成分は、そのような成分が使用される組成物の総重量に基づいて、０．００００１重量パーセント程度の低い濃度で存在してもよいことが理解されるであろう。

【0067】

更に別の態様において、本発明は、イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む化学機械的平坦化（ＣＭＰ）研磨組成物を使用する方法である。

【0068】

更に別の態様において、本発明は、イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む化学機械的平坦化（ＣＭＰ）研磨組成物を使用するシステムである。

【0069】

研磨剤
任意の好適な研磨剤を使用することができる。

【0070】

ＣＭＰスラリーに使用される研磨剤としては、無機酸化物粒子、金属酸化物被覆無機酸化物粒子、有機ポリマー粒子、金属酸化物被覆有機ポリマー粒子、表面改質研磨剤粒子、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。

【0071】

ＣＭＰスラリーに使用される研磨剤は、活性化剤含有粒子（すなわち、活性化剤コーティングを有する研磨剤）、又は非活性化剤含有粒子であってもよい。

【0072】

無機酸化物粒子としては、セリア、シリカ、アルミナ、チタニア、ゲルマニア、スピネル、タングステンの酸化物若しくは窒化物、ジルコニア粒子、又は１つ以上の他の鉱物若しくは元素でドープされた上記のいずれか、及びこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。酸化物研磨剤は、ゾル－ゲル法、水熱法、加水分解法、プラズマ法、熱分解法、エアロゲル法、発煙法及び沈殿法、並びにこれらの任意の組み合わせを含む様々な技術のいずれかによって製造することができる。

【0073】

沈殿無機酸化物粒子は、金属塩及び酸又は他の沈殿剤の反応による既知の方法によって得ることができる。熱分解金属酸化物及び／又はメタロイド酸化物粒子は、酸素／水素火炎中での好適な蒸発可能な出発材料の加水分解によって得られる。一例は、四塩化ケイ素からの熱分解二酸化ケイ素である。酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、二酸化ケイ素、酸化セリウム、酸化ゲルマニウム及び酸化バナジウムの熱分解酸化物並びにそれらの化学的及び物理的混合物が好適である。

【0074】

金属酸化物被覆無機金属酸化物粒子としては、セリア被覆若しくはアルミナ被覆無機酸化物粒子、例えば、セリア被覆コロイダルシリカ、アルミナ被覆コロイダルシリカ、セリア被覆高純度コロイダルシリカ、アルミナ被覆高純度コロイダルシリカ、セリア被覆アルミナ、セリア被覆チタニア、アルミナ被覆チタニア、セリア被覆ジルコニア、アルミナ被覆ジルコニア、又は任意の他のセリア被覆若しくはアルミナ被覆無機金属酸化物粒子が挙げられるが、これらに限定されない。

【0075】

金属酸化物被覆有機ポリマー粒子は、セリア被覆有機ポリマー粒子、ジルコニア被覆有機ポリマーからなる群から選択される。

【0076】

有機ポリマー粒子としては、ポリスチレン粒子、ポリウレタン粒子、ポリアクリレート粒子、又は任意の他の有機ポリマー粒子が挙げられるが、これらに限定されない。

【0077】

コロイダルシリカ粒子及び高純度コロイダルシリカ粒子は、好ましい研磨粒子である。シリカは、沈降シリカ、ヒュームドシリカ、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、１つ以上の助剤（ａｄｊｕｔａｎｔ）でドープされたシリカ、又は任意の他のシリカ系化合物のいずれであってもよい。

【0078】

研磨剤として使用されるコロイダルシリカ粒子及び高純度コロイダルシリカ粒子はまた、そのようなシリカ粒子表面が異なる化学官能基を有し、ＣＭＰスラリー中の異なる適用ｐＨ条件で正電荷又は負電荷を有することを可能にする、化学カップリング反応を介して表面化学修飾されたシリカ粒子を含む。そのような表面化学修飾シリカ粒子の例としては、ＳｉＯ_２－Ｒ－ＮＨ_２、－ＳｉＯ－Ｒ－ＳＯ_３Ｍが挙げられるが、これらに限定されず、式中、Ｒは、例えば、（ＣＨ２）_ｎ基であってもよく、ｎは、１～１２の範囲であってもよく、Ｍは、例えば、ナトリウム、カリウム、又はアンモニウムであってもよい。

【0079】

代替的実施形態において、シリカは、例えば、ゾル－ゲル法、水熱法、プラズマ法、発煙法、沈殿法、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるプロセスによって製造することができる。

【0080】

研磨剤は、概して、１つの材料又は異なる材料の組み合わせの研磨粒子、典型的には多くの研磨粒子の形態である。概して、好適な研磨粒子は、ほぼ球状であり、約１０～７００ｎｍ、約２０～５００ｎｍ、又は約３０～３００ナノメートル（ｎｍ）の有効直径を有するが、個々の粒径は変動し得る。強凝集又は弱凝集粒子の形態の研磨剤は、好ましくは更に処理されて、個々の研磨粒子を形成する。

【0081】

研磨粒子は、コロイド安定性の改善に役立ち得る金属不純物を除去するために、イオン交換などの好適な方法を使用して精製されてもよい。あるいは、高純度研磨粒子が使用される。

【0082】

概して、上述の研磨剤は、単独で又は互いに組み合わせて使用することができる。優れた性能を得るために、異なるサイズを有する２つ以上の研磨粒子又は異なる種類の研磨剤を組み合わせることが、有利であり得る。

【0083】

研磨剤の濃度は、０．０１重量％～３０重量％の範囲であり得、好ましい範囲は、約０．０５重量％～約２０重量％であり、より好ましい範囲は約０．０１～約１０重量％であり、最も好ましい範囲は、０．１重量％～２重量％である。重量％は、組成物に対するものである。

【0084】

添加剤
本発明のＣＭＰスラリーは、イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）である添加剤を含む。

【0085】

ポリマーイオン液体は、材料科学の様々な分野において重要な要素と考えられる。ポリ（イオン液体）は、イオン液体の固有の特性をポリマー構造の柔軟性及び特性と組み合わせて、様々な用途に対して大きな可能性がある新規の特性及び機能を提供する。

【0086】

イミダゾリウム塩は、複素環における両方の窒素原子のアルキル化を介したイミダゾール環からの誘導体である。イミダゾールは、リガンドとして金属に結合し、また他の好適な結合パートナーと水素結合を形成する強い能力を有するが、イミダゾリウム塩は、それらの金属結合挙動を失っており、Ｒｉｄｕａｎ，Ｓ．Ｎ．；Ｚｈａｎｇ，Ｙ．Ｉｍｉｄａｚｏｌｉｕｍ ｓａｌｔｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ Ｒｅｖｉｅｗｓ ２０１３，４２（２３），９０５５によって記載されるようにはるかに弱い水素結合の能力を示す。

【0087】

イミダゾリウム塩は、イオン液体の一種であり、高い化学的及び熱的安定性を有する。加えて、イミダゾリウム基は、ビニル型だけでなく、多くの他のポリマー主鎖に導入することができる。これらの特性により、ポリイミダゾリウム化合物は、ＣＭＰ用途において前述したポリビニルイミダゾールと区別される。

【0088】

エロージョン及びディッシングに影響を及ぼすための重要な要素は、ポリマー添加剤と異なって帯電した表面との静電相互作用である。１－ビニルイミダゾール又はイミダゾリウム化合物に基づくポリマーは、対応するカチオンに対するそれらのｐＨ依存性において明確に区別することができる。ｐＫａ値を使用して、イミダゾリウムカチオン又はイミダゾールカチオンの酸性の性質を明らかにすることができる。ビニルイミダゾールモノマーのｐＫａ値は６．７９として与えられている一方、ポリビニルイミダゾールのｐＫａは３．６～４．９の範囲の値を有する。Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ２００９，２４（５），１７００。

【0089】

一方、ＤＭＳＯ又は水中の単純な１，３－ジアルキルイミダゾリウムカチオンのｐＫａ値を測定したところ、２１～２４の範囲であった。Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ２００９，１４（９），３７８０。これらの数が部分的にのみ比較可能であり、いくつかの要因に依存するという事実にもかかわらず、ポリイミダゾールとポリイミダゾリウム系ポリマーとの間の全般的な差異は明らかになるべきものであり、イミダゾリウム基の性質は、はるかに広いｐＨ範囲にわたってＣＭＰにおいてこれらの添加剤を使用することを可能にする。言い換えれば、ポリイミダゾリウム系化合物は、それらの親ポリイミダゾール材料よりもはるかに広いｐＨ範囲で静電的に相互作用する。タングステンＣＭＰが典型的に実施される酸性条件下であっても、ポリビニルイミダゾールのイオン化の程度は、ポリマーネットワーク中のイミダゾール基のアクセス性に依存して、完全ではないことが多い。Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｂ ２００８，１１２（３３），１０１２３。ポリイミダゾリウムポリマーは、すでにカチオンを有しており、ＣＭＰ用途における不完全なイオン化挙動によって影響を受けない。

【0090】

原理的に、イミダゾリウム基がどのポリマー主鎖に結合しているか、又はどのタイプの重合反応が使用されるかは、作用様式にとって重要ではない。加えて、ランダムに又はブロック様に結合したコポリマーは、それらが主鎖、側鎖、又は主鎖及び側鎖の両方にイミダゾリウム基を有する場合、現在の解決策の一部である。

【0091】

ＣＭＰスラリー中のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）は、タングステン表面に付着して保護膜を形成することができると考えられる。タングステンの酸化が抑制され、それによってタングステン除去速度が低下し、それにより、過剰研磨、すなわちディッシング又はエロージョンが防止される。

【0092】

更に、本発明は、可逆的付加開裂連鎖移動重合（ＲＡＦＴ）などのいくつかの制御されたラジカル重合技術を包含し、これらは関連特許文献に網羅されていない。そのような制御されたプロセスを使用することによって、最適化された分子量及び多分散性を有する材料の特定の設計が可能であり、これは、ＣＭＰ用途における他の記載されたポリマーとは明確に区別される特徴である。

【0093】

イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）は、上述したように、主鎖（主鎖イミダゾリウムポリマー）若しくは側鎖（側鎖イミダゾリウムポリマー）のいずれか、又は主鎖及び側鎖の両方にイミダゾリウム基を有するカチオン性ポリマーである。

【0094】

上述の巨大分子は、タングステン表面と相互作用し、金属の除去を阻害することが見出され、全体的なトポグラフィ制御、特にディッシング及びエロージョンを低減するための有望な候補となった。

【0095】

イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の例としては、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド、ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、及びポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテートが挙げられるが、これらに限定されない。

【0096】

合成イミダゾリウム系カチオン性ポリマーの例は、以下のとおりである：
（１）ポリ（ビニルベンゼン１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド：

【化3】

式中、ｎが、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００であるもの、
（２）ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド：

【化4】

式中、ｎが、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００であるもの、
（３）ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド：

【化5】

式中、ｎ、ｍが、各々独立して、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００であるもの、
（４）ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド：

【化6】

式中、ｎ、ｍが、各々独立して、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００であるもの、
（５）ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド：

【化7】

式中、ｎ、ｍが、各々独立して、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００であるもの、
（６）ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド：

【化8】

式中、ｎ、ｍが、各々独立して、５～１０００、１０～７５０又は２０～５００であるもの、
（７）ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート：

【化9】

式中、ｎが、５～１０００、１０～５００又は２０～２５０であるもの、
（８）ポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート：

【化10】

式中、ｎが、５～１０００、１０～５００又は２０～２５０であるもの、
（９）ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド：

【化11】

式中、ｎが、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００であるもの、
（１０）ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド：

【化12】

式中、ｎが、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００であるもの、
（１１）ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド：

【化13】

式中、ｎが、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００であり、ｍが、１～１００又は１～２５であるもの、
（１２）ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリド：

【化14】

式中、ｎ、ｍが、各々独立して、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００であるもの、
（１３）ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミド

【化15】

式中、ｎが、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００であるもの、
（１４）ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド

【化16】

式中、ｎが、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００であるもの、
（１５）ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド

【化17】

式中、ｎ、ｍが、各々独立して、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００であるもの、
（１６）ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド

【化18】

式中、ｎ、ｍが、各々独立して、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００であるもの、
（１７）ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）アセテート

【化19】

式中、ｎが、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００であるもの、
（１８）ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）マロネート

【化20】

式中、ｎが、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００であるもの、
（１９）ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ニトレート

【化21】

式中、ｎが、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００であるもの。

【0097】

添加剤は、約０．００００１重量％～１．０重量％、好ましくは約０．０００１重量％～０．５重量％、より好ましくは０．０００５重量％～０．１重量％の範囲の濃度を有する。

【0098】

酸化剤
本発明のＣＭＰスラリーは、材料の化学エッチングのための酸化剤（ｏｘｉｄｉｚｉｎｇ ａｇｅｎｔ）又は酸化剤（ｏｘｉｄｉｚｅｒ）を含む。任意の好適な酸化剤を使用することができる。

【0099】

ＣＭＰスラリーの酸化剤は、基板と接触している、基板表面上の標的物質の化学的除去を助ける、流体組成物中にある。したがって、酸化剤成分は、組成物の材料除去速度を向上又は増加させると考えられる。好ましくは、組成物中の酸化剤の量は、化学除去プロセスを補助するのに十分であるが、取扱い、環境の問題、又はコストなどの類似若しくは関連する問題を最小限に抑えるために、可能な限り少ない。

【0100】

有利なことに、本発明の一実施形態において、酸化剤は、少なくとも１つの活性化剤に曝露されると、少なくとも選択された構造上でエッチング速度を増加させるフリーラジカルを生成する成分である。以下に記載されるフリーラジカルは、ほとんどの金属を酸化し、表面を他の酸化剤からの酸化に対してより感受性にする。しかしながら、いくつかの酸化剤は、活性化剤に曝露されたときに容易にフリーラジカルを形成せず、いくつかの実施形態において、基板上に見出され得る金属の様々な組み合わせに対して適合したエッチング速度又は優先的なエッチング速度を提供する１つ以上の酸化剤を有することが有利であるため、酸化剤は、以下で議論される「フリーラジカルを生成する化合物」とは別個に列挙される。

【0101】

当該技術分野において知られているように、いくつかの酸化剤は、他の成分よりも特定の成分により適している。本発明のいくつかの実施形態において、当該技術分野で知られているように、別の金属とは対照的に１つの金属に対するＣＭＰシステムの選択性が最大化される。しかしながら、本発明の特定の実施形態において、酸化剤の組み合わせは、導体及びバリアの組み合わせに対して実質的に同様のＣＭＰ速度（単なるエッチング速度とは異なり）を提供するように選択される。

【0102】

一実施形態において、酸化剤は、無機又は有機過化合物である。

【0103】

過化合物は、全般的に、過塩素酸などの最も高い酸化状態にある元素を含有する化合物、又は過酢酸及び過クロム酸などの少なくとも１つのパーオキシ基（－Ｏ－Ｏ－）を含有する化合物として定義される。

【0104】

少なくとも１つのパーオキシ基を含有する好適な過化合物としては、過酢酸又はその塩、過炭酸塩、及び有機過酸化物、例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化尿素、及び／又は過酸化ジ－ｔ－ブチルが挙げられるが、これらに限定されない。

【0105】

少なくとも１つのパーオキシ基を含有する好適な過化合物としては、過酸化物が挙げられる。本明細書で使用される場合、「過酸化物」という用語は、Ｒ－Ｏ－Ｏ－Ｒ’を包含し、式中、Ｒ及びＲ’は、各々独立して、Ｈ、Ｃ_１～Ｃ_６直鎖若しくは分岐アルキル、アルカノール、カルボン酸、ケトン（例えば）、又はアミンであり、上記の各々は、独立して、それ自体がＯＨ又はＣ_１－Ｃ_５アルキルで置換されていてもよい１つ以上のベンジル基（例えば過酸化ベンゾイル）、並びにそれらの塩及び付加物で置換されていてもよい。したがって、この用語は、過酸化水素、パーオキシギ酸、過酢酸、プロパンパーオキソ酸、置換又は非置換ブタンパーオキソ酸、ヒドロパーオキシ－アセトアルデヒドなどの一般的な例を含み、過酸化物、例えば過酸化尿素の一般的な複合体もこの用語に包含される。

【0106】

少なくとも１つのパーオキシ基を含有する好適な過化合物としては、過硫酸塩が挙げられる。本明細書で使用される場合、「過硫酸塩」という用語は、一過硫酸塩、二過硫酸塩、並びにその酸及び塩及び付加物を包含する。例えば、パーオキシ二硫酸塩、パーオキシ一硫酸及び／又はパーオキシ一硫酸塩、カロ－酸（Ｃａｒｏ’ｓ ａｃｉｄ）が挙げられ、例えば、パーオキシ一硫酸カリウムなどの塩が挙げられるが、好ましくはパーオキシ一硫酸アンモニウムなどの非金属塩である。

【0107】

少なくとも１つのパーオキシ基を含有する好適な過化合物としては、上記のように定義された、パーオキシジホスフェートを含むパーホスフェートが挙げられる。

【0108】

また、オゾンは、単独で、又は１つ以上の他の好適な酸化剤と組み合わせて、好適な酸化剤である。

【0109】

パーオキシ基を含有しない好適な過化合物としては、過ヨウ素酸及び／又は任意の過ヨウ素酸塩（以下「過ヨウ素酸塩」）、過塩素酸及び／又は任意の過塩素酸塩（以下「過塩素酸塩」）、過臭素酸及び／又は任意の過臭素酸塩（以下「過臭素酸塩」）、並びに過ホウ酸及び／又は任意の過ホウ酸塩（以下「過臭素酸塩」）が挙げられるが、これらに限定されない。

【0110】

他の酸化剤も、本発明の組成物の好適な成分である。ヨウ素酸塩は有用な酸化剤である。

【0111】

２つ以上の酸化剤を組み合わせて、相乗的な性能利益を得ることもできる。

【0112】

本発明のほとんどの実施形態において、酸化剤は、過酸化水素、過酸化尿素、パーオキシギ酸、過酢酸、プロパンパーオキソ酸、置換又は非置換ブタンパーオキソ酸、ヒドロパーオキシアセトアルデヒド、過ヨウ素酸カリウム、パーオキシ一硫酸アンモニウムからなる群から選択されるパーオキシ化合物、及び亜硝酸第二鉄、ＫＣｌＯ_４、ＫＢｒＯ_４、ＫＭｎＯ_４からなる群から選択される非パーオキシ化合物からなる群から選択される。

【0113】

いくつかの実施形態において、好ましい酸化剤は、過酸化水素である。

【0114】

酸化剤濃度は、約０．０１重量％～３０重量％の範囲であり得るが、酸化剤の好ましい濃度は、約０．１重量％～２０重量％であり、酸化剤のより好ましい濃度は、約０．５重量％～約１０重量％である。重量％は、組成物に対するものである。

【0115】

活性化剤
活性化剤又は触媒は、酸化剤と相互作用する、流体中に存在する少なくとも１つのフリーラジカル生成化合物によるフリーラジカルの形成を促進する材料である。

【0116】

活性化剤は、金属含有化合物、特に、過酸化水素などの酸化剤の存在下でフェントン反応プロセスを活性化することが知られている金属からなる群から選択される金属であってもよい。

【0117】

活性化剤は、非金属含有化合物であってもよい。ヨウ素は、例えば過酸化水素とともにフリーラジカルを形成するのに有用である。

【0118】

活性化剤が金属イオン又は金属含有化合物である場合、活性化剤は、流体と接触する固体の表面に結合した薄層中に存在する。活性化剤が非金属含有物質である場合、活性化剤は、流体中に溶解することができる。活性化剤は、所望の反応を促進するのに十分な量で存在することが好ましい。

【0119】

活性化剤としては、（１）表面に遷移金属が被覆された無機酸化物粒子であって、遷移金属が、鉄、銅、マンガン、コバルト、セリウム、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、無機酸化物粒子、（２）シュウ酸鉄（ＩＩＩ）アンモニウム三水和物、三塩基性クエン酸鉄（ＩＩＩ）一水和物、鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトネート及びエチレンジアミン四酢酸、鉄（ＩＩＩ）ナトリウム塩水和物、Ａｇ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｖからなる群から選択される複数の酸化状態を有する金属化合物並びにこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない可溶性触媒、が挙げられるが、これらに限定されない。

【0120】

スラリー中の活性化剤の量は、約０．００００１重量％～５重量％、好ましくは約０．０００１重量％～２．０重量％、より好ましくは約０．０００５重量％～１．０重量％、最も好ましくは０．００１重量％～０．５重量％の範囲である。

【0121】

水
研磨組成物は、水系であり、したがって水を含む。組成物において、水は、例えば、組成物の１つ以上の固体成分を溶解するため、成分のキャリアとして、研磨残渣の除去における助剤として、及び希釈剤としてなど、様々な方法で機能する。好ましくは、洗浄組成物に用いられる水は、脱イオン（ＤＩ）水である。

【0122】

ほとんどの用途について、水は、例えば、約１０～約９０重量％又は９０重量％の水を含むと考えられる。他の好ましい実施形態は、約３０～約９５重量％の水を含むことができる。更に他の好ましい実施形態は、約５０～約９０重量％の水を含むことができる。更に他の好ましい実施形態は、他の成分の所望の重量パーセントを達成する量で水を含むことができる。

【0123】

腐食防止剤（任意選択）
本明細書に開示されるＣＭＰ組成物に使用される腐食防止剤としては、１，２，３－トリアゾール、１，２，４－トリアゾール、１，２，３－ベンゾトリアゾール、５－メチルベンゾトリアゾール、ベンゾトリアゾール、１－ヒドロキシベンゾトリアゾール、４－ヒドロキシベンゾトリアゾール、３－アミノ－１，２，４－トリアゾール、４－アミノ－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール、５アミノトリアゾール、ベンゾイミダゾールなどの窒素環状化合物、２，１，３－ベンゾチアジアゾール、トリアジンチオール、トリアジンジチオール、及びトリアジントリチオールなどのベンゾチアゾール、ピラゾール、イミダゾール、１，３，５－トリス（２－ヒドロキシエチル）イソシアヌレートなどのイソシアヌレート、並びにこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。好ましい抑制剤は、１，２，４－トリアゾール、５－アミノトリアゾール及び１，３，５－トリス（２－ヒドロキシエチル）イソシアヌレートである。

【0124】

本明細書に開示されるＣＭＰ組成物は、好ましくは１．０重量％未満、好ましくは０．５重量％未満、又はより好ましくは０．２５重量％未満を含有する。

【0125】

ディッシング低減剤（任意選択）
ＣＭＰ組成物は、サルコシネート及び関連カルボン酸化合物、炭化水素置換サルコシネート、アミノ酸、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）などのエチレンオキシド繰り返し単位を含有する分子を有する有機ポリマー及びコポリマー、エトキシ化界面活性剤、窒素－水素結合を含まない窒素含有複素環、スルフィド、オキサゾリジン又は１つの化合物中の官能基の混合物、アルキルアンモニウムイオンを形成する３個以上の炭素原子を有する窒素含有化合物、３個以上の炭素原子を有するアミノアルキル、少なくとも１つの窒素含有複素環又は第三級若しくは第四級窒素原子の繰り返し基を含むポリマー腐食防止剤、ポリカチオン性アミン化合物、シクロデキストリン化合物、ポリエチレンイミン化合物、グリコール酸、キトサン、糖アルコール、多糖類、アルギネート化合物、ホスホニウム化合物、スルホン酸ポリマーからなる群から選択されるディッシング低減剤（ｄｉｓｈｉｎｇ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ａｇｅｎｔ）、又はディッシング低減剤（ｄｉｓｈｉｎｇ ｒｅｄｕｃｅｒ）を更に含むことができる。グリシンは、好ましいディッシング低減剤である。

【0126】

ディッシング低減剤が存在する場合、ディッシング低減剤の量は、ＣＭＰ組成物全体の重量当たりの重量に基づいて、約０．００１重量％～２．０重量％、好ましくは０．００５重量％～１．５重量％、より好ましくは０．０１重量％～１．５重量％の範囲である。

【0127】

安定剤（任意選択）
組成物はまた、１つ以上の様々な任意選択の添加剤を含んでもよい。好適な任意選択の添加剤としては、安定剤が挙げられる。これらの任意選択の添加剤は、概して、沈降、凝集（粒子の沈殿、強凝集又は弱凝集などを含む）、及び分解に対する組成物の安定化を容易にする又は促進するために使用される。安定剤は、活性化剤材料を単離することによって、フリーラジカルを消滅させることによって、又は別様にフリーラジカルを形成する化合物を安定化することによって、フリーラジカルを生成する化合物を含む酸化剤の可使時間を延長するために使用することができる。

【0128】

いくつかの材料は、過酸化水素を安定化するのに有用である。金属混入に対する１つの例外は、スズなどの選択された安定化金属の存在である。本発明のいくつかの実施形態において、スズは、少量、典型的には約２５ｐｐｍ未満、例えば約３～約２０ｐｐｍで存在することができる。同様に、亜鉛は、安定剤として使用されることが多い。本発明のいくつかの実施形態において、亜鉛は、少量、典型的には約２０ｐｐｍ未満、例えば約１～約２０ｐｐｍで存在することができる。別の好ましい実施形態において、基板と接触する流体組成物は、複数の酸化状態を有する、スズ及び亜鉛を除く溶解金属を５００ｐｐｍ未満、例えば１００ｐｐｍ未満有する。本発明の最も好ましい商業的実施形態において、基板に接触する流体組成物は、スズ及び亜鉛を除いて、複数の酸化状態を有する９ｐｐｍ未満の溶解金属、例えば、複数の酸化状態を有する２ｐｐｍ未満の溶解金属を有する。本発明のいくつかの好ましい実施形態において、基板に接触する流体組成物は、スズ及び亜鉛を除いて、５０ｐｐｍ未満、好ましくは２０ｐｐｍ未満、より好ましくは１０ｐｐｍ未満の溶解した総金属を有する。

【0129】

溶液中の金属は概して阻止されるので、塩形態、例えば過硫酸塩で典型的に存在する非金属含有酸化剤は、酸形態及び／又はアンモニウム塩形態、例えば過硫酸アンモニウムであることが好ましい。

【0130】

他の安定剤としては、フリーラジカルクエンチャーが挙げられる。上述したように、これらは生成されたフリーラジカルの有用性を損なう。したがって、安定剤が存在する場合、少量で存在することが好ましい。ほとんどの抗酸化剤、すなわちビタミンＢ、ビタミンＣ、クエン酸などは、フリーラジカルクエンチャーである。ほとんどの有機酸はフリーラジカルクエンチャーであるが、有効であり他の有益な安定化特性を有する３つは、ホスホン酸、結合剤シュウ酸、及び非ラジカル捕捉性金属イオン封鎖剤没食子酸である。

【0131】

加えて、炭酸塩及びリン酸塩は活性化剤に結合し、流体のアクセスを妨げると考えられる。炭酸塩は、スラリーを安定化させるために使用することができるので、特に有用であるが、少量の酸は安定化イオンを迅速に除去することがある。吸収された活性化剤に有用な安定剤は、シリカ粒子上に膜を形成する膜形成剤であってもよい。

【0132】

好適な安定剤としては、アジピン酸、フタル酸、クエン酸、マロン酸、オルトフタル酸、及びリン酸、置換又は非置換ホスホン酸、すなわち、ホスホネート化合物、ニトリルなどの有機酸、並びに他のリガンド、例えば、活性化剤材料に結合し、それにより酸化剤を分解する反応を低減するもの、並びに前述の薬剤の任意の組み合わせが挙げられる。本明細書で使用される場合、酸安定剤（ａｃｉｄ ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ ａｇｅｎｔ）は、酸安定剤（ａｃｉｄ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ）及びその共役塩基の両方を指す。すなわち、様々な酸安定剤はまた、それらの共役形態で使用され得る。例として、本明細書において、上述の酸安定剤について、アジピン酸安定剤はアジピン酸及び／又はその共役塩基を包含し、カルボン酸安定剤はカルボン酸及び／又はその共役塩基、カルボキシレートなどを包含する。単独で又は１つ以上の他の安定剤と組み合わせて使用される好適な安定剤は、ＣＭＰスラリーに混合されたときに過酸化水素などの酸化剤が分解する速度を低下させる。

【0133】

一方、組成物中に安定剤が存在すると、活性化剤の有効性が損なわれる可能性がある。この量は、ＣＭＰシステムの有効性に対する悪影響が最も少ない状態で、必要な安定性に適合するように調整されるべきである。概して、これらの任意選択の添加剤はいずれも、組成物を実質的に安定化するのに十分な量で存在すべきである。必要な量は、選択される特定の添加剤及びＣＭＰ組成物の特定の構成、例えば研磨成分の表面の性質に依存して変化する。使用される添加剤が少なすぎる場合、添加剤は組成物の安定性にほとんど又は全く影響を及ぼさない。一方、使用される添加剤が多すぎる場合、添加剤は、組成物中の望ましくない泡及び／又は凝集剤の形成の一因となり得る。

【0134】

概ね、これらの安定剤の好適な量は、組成物に対して約０．０００１～５重量％、好ましくは約０．０００５～２重量％、より好ましくは約０．００１～約１重量％の範囲である。安定剤は、組成物に直接添加されてもよく、又は組成物の研磨成分の表面に適用されてもよい。

【0135】

ｐＨ調整剤（任意選択）
本明細書に開示される組成物は、ｐＨ調整剤を含む。ｐＨ調整剤は、典型的には、研磨組成物のｐＨを上昇又は低下させるために、本明細書に開示される組成物において使用される。ｐＨ調整剤は、必要に応じて、研磨組成物の安定性を改善するため、研磨組成物のイオン強度を調整するため、並びに取扱い及び使用における安全性を改善するために使用することができる。

【0136】

研磨組成物のｐＨを低下させるのに好適なｐＨ調整剤としては、硝酸、硫酸、酒石酸、コハク酸、クエン酸、リンゴ酸、マロン酸、様々な脂肪酸、様々なポリカルボン酸、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。研磨組成物のｐＨを上昇させるのに好適なｐＨ調整剤としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化テトラエチルアンモニウム、エチレンジアミン、ピペラジン、ポリエチレンイミン、修飾ポリエチレンイミン、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。

【0137】

使用される場合、ｐＨ調整剤の量は、好ましくは、研磨組成物の総重量に対して約０．０１重量％～約５．０重量％の範囲である。好ましい範囲は、約０．０１重量％～約１重量％又は約０．０５重量％～約０．１５重量％である。

【0138】

スラリーのｐＨは、１～１４であり、好ましくは１～７であり、より好ましくは１～６であり、最も好ましくは１～４である。

【0139】

界面活性剤（任意選択）
本明細書に開示される組成物は、任意選択で界面活性剤を含み、界面活性剤は、部分的に、研磨中及び研磨後にウエハ表面を保護してウエハ表面の欠陥を低減するのを助ける。界面活性剤を使用して、ｌｏｗ－Ｋ絶縁膜などの研磨に使用される膜のいくつかの除去速度を制御することもできる。好適な界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、及びこれらの混合物が挙げられる。

【0140】

非イオン性界面活性剤は、長鎖アルコール、エトキシ化アルコール、エトキシ化アセチレンジオール界面活性剤、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、プロピレングリコールアルキルエーテル、グルコシドアルキルエーテル、ポリエチレングリコールオクチルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールアルキルフェニルエーテル、グリセロールアルキルエステル、ポリオキシエチレングリコールソルビトンアルキルエステル、ソルビトンアルキルエステル、コカミドモノエタノールアミン、コカミドジエタノールアミンドデシルジメチルアミンオキシド、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールのブロックコポリマー、ポリエトキシ化タローアミン、フルオロ界面活性剤を含むがこれらに限定されない化学タイプの範囲から選択することができる。

【0141】

界面活性剤の分子量は、数百から百万を超える範囲であってよい。これらの材料の粘度も非常に広い分布を有する。

【0142】

アニオン性界面活性剤としては、アルキルカルボキシレート、アルキルポリアクリル酸塩、アルキルスルフェート、アルキルホスフェート、アルキルビカルボキシレート、アルキルビスルフェート、アルキルビホスフェート、例えばアルコキシカルボキシレート、アルコキシスルフェート、アルコキシホスフェート、アルコキシビカルボキシレート、アルコキシビスルフェート、アルコキシビホスフェート、例えば置換アリールカルボキシレート、置換アリールスルフェート、置換アリールホスフェート、置換アリールビカルボキシレート、置換アリールビスルフェート、及び置換アリールビホスフェートなどが挙げられるが、これらに限定されない。この種の界面活性剤の対イオンとしては、カリウムイオン、アンモニウムイオン、及び他の陽イオンが挙げられるが、これらに限定されない。これらのアニオン性表面湿潤剤の分子量は、数百から数十万の範囲である。

【0143】

カチオン性界面活性剤は、分子骨格の主要部分に正の正味電荷を有する。カチオン性界面活性剤は、典型的には、アミン、四級アンモニウム、ベンザルコニウム、及びアルキルピリジニウムイオンなどの、疎水性鎖及びカチオン性電荷中心を含む分子のハライドである。

【0144】

別の態様において、界面活性剤は、主分子鎖上に正（カチオン性）及び負（アニオン性）の両方の電荷を有し、それらの対応する対イオンを有する、両性界面活性剤であってもよい。カチオン性部分は、一級、二級若しくは三級アミン又は四級アンモニウムカチオンに基づく。アニオン性部分は、より可変であり得、スルタインＣＨＡＰＳ（３－［（３－コラミドプロピル）ジメチルアンモニオ］－１－プロパンスルホネート）及びコカミドプロピルヒドロキシスルタインにおけるように、スルホネートを含み得る。コカミドプロピルベタインなどのベタインは、アンモニウムと共にカルボキシレートを有する。両性界面活性剤のいくつかは、リン脂質ホスファチジルセリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルコリン、及びスフィンゴミエリンなどのアミン又はアンモニウムと共にホスフェートアニオンを有し得る。

【0145】

界面活性剤の例としては、ドデシル硫酸ナトリウム塩、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸アンモニウム塩、二級アルカンスルホネート、アルコールエトキシレート、アセチレン系界面活性剤、及びこれらの任意の組み合わせも挙げられるが、これらに限定されない。好適な市販の界面活性剤の例としては、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓによって製造されているＴＲＩＴＯＮ（登録商標）、Ｔｅｒｇｉｔｏｌ（商標）、ＤＯＷＦＡＸ（商標）ファミリーの界面活性剤、並びにＡｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓによって製造されているＳＵＲＦＹＮＯＬ（商標）、ＤＹＮＯＬ（商標）、Ｚｅｔａｓｐｅｒｓｅ（商標）、Ｎｏｎｉｄｅｔ（商標）、及びＴｏｍａｄｏｌ（商標）界面活性剤ファミリーの様々な界面活性剤が挙げられる。界面活性剤のうちの好適な界面活性剤としては、エチレンオキシド（ＥＯ）基及びプロピレンオキシド（ＰＯ）基を含むポリマーも挙げることができる。ＥＯ－ＰＯポリマーの例は、ＢＡＳＦ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製のＴｅｔｒｏｎｉｃ（商標）９０Ｒ４である。

【0146】

使用される場合、界面活性剤の量は、典型的には、バリアＣＭＰ組成物の総重量に対して０．０００１重量％～約１．０重量％の範囲である。使用される場合、好ましい範囲は、約０．０１０重量％～約０．１重量％である。

【0147】

キレート剤（任意選択）
キレート剤は、金属カチオンに対するキレートリガンドの親和性を増強するために、本明細書に開示される組成物において任意選択で使用されてもよい。キレート剤はまた、パッド汚れ及び除去速度の不安定性を引き起こすパッド上の金属イオンの蓄積を防止するために使用され得る。好適なキレート剤としては、例えば、エチレンジアミンなどのアミン化合物、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）などのアミノポリカルボン酸、ベンゼンスルホン酸、４－トリルスルホン酸、２，４－ジアミノ－ベンゾスルホン酸などの芳香族酸、イタコン酸、リンゴ酸、マロン酸、酒石酸、クエン酸、シュウ酸、グルコン酸、乳酸、マンデル酸、又はそれらの塩などの非芳香族有機酸、様々なアミノ酸及びそれらの誘導体、例えばグリシン、セリン、プロリン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニン、フェニルアラニン、トレオニン、トリプトファン、バリン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン酸、グルタミン、オルニチン、セレノシステイン、チロシン、サルコシン、ビシン、トリシン、アセグルタミド、Ｎ－アセチルアスパラギン酸、アセチルカルニチン、アセチルシステイン、Ｎ－アセチルグルタミン酸、アセチルロイシン、アシビシン、Ｓ－アデノシル－Ｌ－ホモシステイン、アガリチン、アラノシン、アミノ馬尿酸、Ｌ－アルギニンエチルエステル、アスパルターム、アスパルチルグルコサミン、ベンジルメルカプト尿酸、ビオサイチン、ブリバニブアラニン酸、カルボシステイン、Ｎ（６）－カルボキシメチルリジン、カルグルミン酸、シラスタチン、シチオロン、コプリン、ジブロモチロシン、ジヒドロキシフェニルグリシン、エフロルニチン、フェンクロニン、４－フルオロ－Ｌ－スレオニン、Ｎ－ホルミルメチオニン、γ－Ｌ－グルタミル－Ｌ－システイン、４－（γ－グルタミルアミノ）ブタン酸、グルタウリン、グリコシアミン、ハダシジン、ヘパプレシン、リシノプリル、リメサイクリン、Ｎ－メチル－Ｄ－アスパラギン酸、Ｎ－メチル－Ｌ－グルタミン酸、ミラセミド、ニトロソプロリン ノカルジシンＡ、ノパリン、オクトピン、オンブラブリン、オピン、オルサニル酸、オキサセプロール、ポリリジン、レマセミド、サリチル酸、シルクアミノ酸、スタンパイジン、タブトキシン、テトラゾリルグリシン、チオルファン、チメクタシン、チオプロニン、トリプトファントリプトフィルキノン、バラシクロビル、バルガンシクロビル、ホスホン酸及びその誘導体、例えば、オクチルホスホン酸、アミノベンジルホスホン酸など、並びにこれらの組み合わせ及びこれらの塩が挙げられるが、これらに限定されない。

【0148】

例えば、銅カチオン及びタンタルカチオンを化学的に結合させて、酸化銅及び酸化タンタルの溶解を促進し、銅線、ビア、又はトレンチ及びバリア層、又はバリア膜の望ましい除去速度を得る必要がある場合には、キレート剤を使用してもよい。

【0149】

使用される場合、キレート剤の量は、好ましくは、組成物の総重量に対して約０．０１重量％～約３．０重量％、より好ましくは約０．４重量％～約１．５重量％の範囲である。

【0150】

殺生物剤（任意選択）
本明細書に開示されるＣＭＰ配合物はまた、殺生物剤などの生物学的増殖を制御するための添加剤を含んでもよい。生物学的増殖を制御するための添加剤のいくつかは、米国特許第５，２３０，８３３号及び米国特許出願公開第２００２／００２５７６２号に開示されており、これらは参照により本明細書に組み込まれる。生物学的増殖阻害剤としては、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムクロリド、テトラプロピルアンモニウムクロリド、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロリド（アルキル鎖が１～約２０個の炭素原子の範囲である）、亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、メチルイソチアゾリノン、メチルクロロイソチアゾリノン及びベンズイソチアゾリノンなどのイソチアゾリノン化合物が挙げられるが、これらに限定されない。市販の防腐剤のいくつかとしては、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製のＫＡＴＨＯＮ（商標）及びＮＥＯＬＥＮＥ（商標）製品ファミリー、並びにＬａｎｘｅｓｓ製のＰｒｅｖｅｎｔｏｌ（商標）ファミリーが挙げられる。

【0151】

好ましい殺生物剤は、メチルイソチアゾリノン、メチルクロロイソチアゾリノン及びベンゾイソチアゾリノンなどのイソチオジオン化合物である。

【0152】

ＣＭＰ研磨組成物は、任意選択で、貯蔵中の細菌及び真菌の増殖を防止するために、０．０００１重量％～０．１０重量％、好ましくは０．０００１重量％～０．００５重量％、より好ましくは０．０００２重量％～０．００２５重量％の範囲の殺生物剤を含有する。

【0153】

本明細書に開示される組成物は、濃縮形態で製造され、その後、使用時にＤＩ水で希釈されてもよい。例えば、酸化剤などの他の成分は、濃縮物の形態で取り出されてもよく、濃縮物の形態における成分間の非相溶性を最小限にするために使用時に添加されてもよい。本明細書に開示される組成物は、使用前に混合することができる２つ以上の成分で製造されてもよい。

【実施例】

【0154】

全般的な実験手順
全ての百分率は、別段の指示がない限り、重量百分率である。

【0155】

パートＩ合成 イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）
本発明は、可逆的付加開裂連鎖移動重合（ＲＡＦＴ）などのいくつかの制御ラジカル重合技術を包含する。そのような制御されたプロセスを使用することによって、最適化された分子量及び多分散性を有する材料の特定の設計が可能であり、これは、ＣＭＰ用途における他の記載されたポリマーとは明確に区別される特徴である。

【0156】

全ての試薬及び溶媒は、最も高い商用グレードのものをＳｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｍｅｒｃｋ）から購入し、特に明記しない限り、受領したままの状態で使用した。

【0157】

特定方法

【0158】

ＮＭＲスペクトルは、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｍｅｒｃｋ）製の重水素化溶媒を使用して、５００ＭＨｚ Ｂｒｕｋｅｒ Ａｖａｎｃｅ ＩＩ＋スペクトル計で記録した。化学シフトはｄ値（ｐｐｍ）として報告され、内部標準Ｓｉ（ＯＭｅ）_４（０．００ｐｐｍ）に従って較正された。

【0159】

ポリマーを、１０ｍＭ酢酸ナトリウムを含有するＨ_２Ｏ／ＭｅＯＨ／ＥｔＯＡｃ（５４／２３／２３、ｖ／ｖ／ｖ）中、４０℃で実行するサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）によって分析した（流量：０．５ｍＬ／分）。ＰＳＳ Ｎｏｖｅｍａプレカラム及びＰＳＳ Ｎｏｖｅｍａ ＭＡＸ ｕｌｔｒａｈｅｉｇｈカラムからなるカラムセットを備えたＡｇｉｌｅｎｔ １２６０ ＨＰＬＣで測定を実施した。試料を、内部標準として０．１％エチレングリコールを含む溶離液に５０℃で溶解した。ポリマーの平均モル質量は、ポリ（２－ビニルピリジン）較正曲線に基づく屈折率シグナルから導出した。

【0160】

実施例１
ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリドの合成

【化22】

式中、ｎは、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００である。

【0161】

モノマーを以下に示すように合成した：

【化23】

【0162】

１－ブチルイミダゾール（ＣＡＳ：４３１６－４２－１、６．２ｇ、４９ｍｍｏｌ）、４－ビニルベンジルクロリド（ＣＡＳ：１５９２－２０－７、８．４ｇ、５５ｍｍｏｌ）及び２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－メチルフェノール（ＣＡＳ：１２８－３７－０、０．８ｇ、３．６ｍｍｏｌ）をアセトニトリル（５０ｍＬ）に溶解した。得られた溶液を６０℃で４８時間加熱した後、続いて真空中で濃縮した。粘性溶液をメチルｔｅｒｔ－ブチルエーテル（ＭＴＢＥ、２００ｍＬ）に添加した。白色固体を分離し、ＭＴＢＥですすぎ、真空乾燥させて、白色固体（１０．５ｇ、収率６９％）を得た。

【0163】

^１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，メタノール－ｄ_４）：δ＝９．１８（ｄ，Ｊ＝１．７Ｈｚ，１Ｈ），７．６８（ｄｔ，Ｊ＝１８．５，２．０Ｈｚ，２Ｈ），７．５５－７．５０（ｍ，２Ｈ），７．４５－７．４０（ｍ，２Ｈ），６．７７（ｄｄ，Ｊ＝１７．６，１１．０Ｈｚ，１Ｈ），５．８５（ｄｄ，Ｊ＝１７．６，０．９Ｈｚ，１Ｈ），５．４４（ｓ，２Ｈ），５．３１（ｄｄ，Ｊ＝１１．０，０．９Ｈｚ，１Ｈ），４．２６（ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ，２Ｈ），１．９４－１．８５（ｍ，２Ｈ），１．４４－１．３３（ｍ，２Ｈ），１．００（ｔ，Ｊ＝７．４Ｈｚ，３Ｈ）ｐｐｍ。

【0164】

ポリマーは、以下に示すプロセスから選択して合成した。

【0165】

実施例１－１：

【化24】

１－ブチル－３－（４－ビニルベンジル）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムクロリド（１０．５ｇ、３８ｍｍｏｌ）及びＡＩＢＮ（ＣＡＳ：７８－６７－１、３２ｍｇ、０．１９ｍｍｏｌ）を５４ｍＬのＤＭＦ／Ｈ_２Ｏ（１：１、ｖ／ｖ）に溶解した。溶液をＡｒで３０分間パージし、６５℃で２４時間加熱した後、続いて真空中で濃縮した。粗生成物をジクロロメタン（１０ｍＬ）に溶解し、ＴＨＦ（１００ｍＬ）を添加することによって沈殿させ、真空乾燥後に白色固体を得た（９．５ｇ、収率９０．５％）。

【0166】

^１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，メタノール－ｄ_４）δ：９．５８－９．４８（ｍ，１Ｈ），７．７５－７．６０（ｍ，２Ｈ），７．３６－７．１３（ｍ，２Ｈ），６．５０－６．３３（ｍ，２Ｈ），５．５５－５．４２（ｍ，２Ｈ），４．２９－４．２６（ｍ，２Ｈ），１．９３－１．８６（ｍ，２Ｈ），１．６５－１．２４（ｍ，５Ｈ），１．０２－０．９３（ｍ，３Ｈ）ｐｐｍ。

【0167】

ＳＥＣ：Ｍｎ：３５．３ｋＤａ、Ｍｗ：１０６ｋＤａ、ＰＤＩ：３．０。

【0168】

実施例１－２：

【化25】

シュレンクフラスコに、１－ブチル－３－（４－ビニルベンジル）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムクロリド（１０．５ｇ、３８ｍｍｏｌ）、ＡＩＢＮ（ＣＡＳ：７８－６７－１、３２ｍｇ、０．１９ｍｍｏｌ）及び２－（ドデシルチオカルボノチオイルチオ）－２－メチルプロピオン酸（ＤＤＭＡＴ、ＣＡＳ：４６１６４２－７８－４、０．２６ｇ、０．７ｍｍｏｌ）を充填した。混合物をアセトニトリル／水（１：１、ｖ／ｖ）に溶解し、Ａｒで３０分間パージし、次いで６５℃で１６時間加熱した。溶液を凍結乾燥し、得られた固体をアセトニトリルで数回洗浄し、再度凍結乾燥した（７．４ｇ、収率７０．５％）。

【0169】

ＳＥＣ：Ｍｎ：４．１ｋＤａ、Ｍｗ：５．６ｋＤａ、ＰＤＩ：１．３。

【0170】

実施例１－３：
０．０７７ｇ（０．２１ｍｍｏｌ）のＤＤＭＡＴを使用した以外、実施例１－１又は実施例１－２と同じ手順に従った。６．７ｇ（６４％）の白色ポリマーを得た。

【0171】

ＳＥＣ：Ｍｎ：１０．３ｋＤａ、Ｍｗ：１７．６ｋＤａ、ＰＤＩ：１．７。

【0172】

実施例１－４：
０．０２６ｇ（０．０７ｍｍｏｌ）のＤＤＭＡＴを使用した以外、実施例１－１又は実施例１－２と同じ手順に従った。８．２ｇ（７８％）の白色ポリマーを得た。

【0173】

ＳＥＣ：Ｍｎ：２１．９ｋＤａ、Ｍｗ：４０．３ｋＤａ、ＰＤＩ：１．８。

【0174】

実施例２
ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドの合成

【化26】

式中、ｎは、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００である。

【0175】

モノマーを以下に示すように合成した：

【化27】

【0176】

ブロモエタン（ＣＡＳ：７４－９６－４、４５．８ｇ、４２０．８ｍｍｏｌ）をアセトニトリル（１００ｍＬ）に溶解した。１－ビニルイミダゾール（ＣＡＳ：１０７２－６３－５、２０ｇ、２１０ｍｍｏｌ）を室温で滴下した。次いで、反応混合物を６０℃で１２時間撹拌し、室温に冷却し、酢酸エチル（１．２Ｌ）に添加し、それによって白色固体が沈殿した。固体を酢酸エチルで３回洗浄し、真空乾燥させた（３８ｇ、収率８９％）。

【0177】

^１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ－ｄ_６）δ：９．６０（ｔ，Ｊ＝１．６Ｈｚ，１Ｈ），８．２３（ｔ，Ｊ＝１．９Ｈｚ，１Ｈ），７．９８（ｔ，Ｊ＝１．８Ｈｚ，１Ｈ），７．３２（ｄｄ，Ｊ＝１５．７，８．７Ｈｚ，１Ｈ），５．９９（ｄｄ，Ｊ＝１５．７，２．４Ｈｚ，１Ｈ），５．４３（ｄｄ，Ｊ＝８．７，２．３Ｈｚ，１Ｈ），４．２５（ｑ，Ｊ＝７．３Ｈｚ，２Ｈ），１．４６（ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ，３Ｈ）ｐｐｍ。

【0178】

ポリマーは、以下に示すプロセスを使用して合成した。

【0179】

実施例２－１：

【化28】

３－エチル－１－ビニル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムブロミド（７ｇ、３４．５ｍｍｏｌ）及びＡＩＢＮ（ＣＡＳ：７８－６７－１、２３ｍｇ、０．１４ｍｍｏｌ）を４０ｍＬのＤＭＦ／Ｈ_２Ｏ（１：１、ｖ／ｖ）に溶解した。溶液をＡｒで３０分間パージし、６５℃で２４時間加熱し、室温に冷却し、酢酸エチルを添加することによって沈殿させ、真空乾燥後に白色固体を得た（６．４ｇ、収率９１％）。

【0180】

^１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ－ｄ_６）δ：９．４４（ブロードシグナル，１Ｈ），７．６１（ブロードシグナル，２Ｈ），４．３１（ブロードシグナル，３Ｈ），２．４２（ブロードシグナル，２Ｈ），１．４０（ブロードシグナル，３Ｈ）ｐｐｍ。

【0181】

ＳＥＣ：Ｍｎ：１９．６ｋＤａ、Ｍｗ：９６．８ｋＤａ、ＰＤＩ：５．０。

【0182】

実施例２－２：

【化29】

シュレンクフラスコに、３－エチル－１－ビニル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムブロミド（５ｇ、２４．６ｍｍｏｌ）、ＡＩＢＮ（ＣＡＳ：７８－６７－１、５．４ｍｇ、０．０３ｍｍｏｌ）及び２－（ドデシルチオカルボノチオイルチオ）－２－メチルプロピオン酸（ＤＤＭＡＴ、ＣＡＳ：４６１６４２－７８－４、３６．５ｍｇ、０．１ｍｍｏｌ）を充填した。混合物をアセトニトリル／水（３０ｍＬ、１：１、ｖ／ｖ）に溶解し、Ａｒで３０分間パージし、次いで６５℃で１８時間加熱した。アセトニトリルを除去し、ジクロロメタン（１０ｍＬ）を添加し、ＴＨＦを添加することによってポリマーを沈殿させた。沈殿物を真空下で乾燥させ、水に溶解し、クロスフロー濾過（ＰＥＳ、１０ｋＤａ ＭＷＣＯ）によって精製した。凍結乾燥後、生成物を白色固体として得た（４ｇ、収率８０％）。

【0183】

ＳＥＣ：Ｍｎ：１９．４ｋＤａ、Ｍｗ：３２．１ｋＤａ、ＰＤＩ：１．７。

【0184】

実施例２－３：
０．０１８ｇ（０．０５ｍｍｏｌ）のＤＤＭＡＴを用いて、実施例２－２と同じ手順に従った。２．９ｇ（５８％）の白色ポリマーを得た。

【0185】

ＳＥＣ：Ｍｎ：２７．８ｋＤａ、Ｍｗ：４７．８ｋＤａ、ＰＤＩ：１．７。

【0186】

実施例３
ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリドの合成

【化30】

式中、ｎ、ｍは、各々独立して、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００である。

【0187】

実施例１で得られたモノマーを使用した。

【0188】

ポリマーは、以下に示すプロセスを使用して合成した。

【0189】

実施例３－１：

【化31】

シュレンクフラスコに、１－ブチル－３－（４－ビニルベンジル）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムクロリド（６ｇ、２１．７ｍｍｏｌ）、アクリルアミド（ＣＡＳ：７９－０６－１、１．５６ｇ、２１．７ｍｍｏｌ）、ＡＩＢＮ（ＣＡＳ：７８－６７－１、３６ｍｇ、０．２１７ｍｍｏｌ）及び２－（ドデシルチオカルボノチオイルチオ）－２－メチルプロピオン酸（ＤＤＭＡＴ、ＣＡＳ：４６１６４２－７８－４、０．１８ｇ、０．５ｍｍｏｌ）を充填した。混合物をアセトニトリル／水（１：１、ｖ／ｖ）に溶解し、Ａｒで３０分間パージし、次いで６５℃で１６時間加熱した。溶液を凍結乾燥し、得られた固体をアセトニトリルで数回洗浄し、再度凍結乾燥した（５．２ｇ、収率６９％）。

【0190】

ＳＥＣ：Ｍｎ：４．１ｋＤａ、Ｍｗ：５．９ｋＤａ、ＰＤＩ：１．４。

【0191】

実施例３－２：
０．０５５ｇ（０．１５ｍｍｏｌ）のＤＤＭＡＴを用いて、実施例３－１と同じ手順に従った。７．１ｇ（９４．２％）の白色ポリマーを得た。

【0192】

ＳＥＣ：Ｍｎ：１５．１ｋＤａ、Ｍｗ：２７．４ｋＤａ、ＰＤＩ：１．８。

【0193】

実施例３－３：
０．０２８ｇ（０．０７７ｍｍｏｌ）のＤＤＭＡＴを用いて、実施例３－１と同じ手順に従った。７．５ｇ（９９．５％）の白色ポリマーを得た。

【0194】

ＳＥＣ：Ｍｎ：２０．９ｋＤａ、Ｍｗ：４３．９ｋＤａ、ＰＤＩ：２．１。

【0195】

実施例４
ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリドの合成

【化32】

式中、ｎ、ｍは、各々独立して、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００である。

【0196】

実施例１で得られたモノマーを使用した。

【0197】

ポリマーは、以下に示すプロセスを使用して合成した。

【0198】

実施例４－１：

【化33】

シュレンクフラスコに、１－ブチル－３－（４－ビニルベンジル）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムクロリド（７ｇ、２５．３ｍｍｏｌ）、４－アクリロイルモルホリン（ＣＡＳ：５１１７－１２－４、３．６８ｇ、２５．３ｍｍｏｌ）、ＡＩＢＮ（ＣＡＳ：７８－６７－１、４１．３ｍｇ、０．２５ｍｍｏｌ）及び２－（ドデシルチオカルボノチオイルチオ）－２－メチルプロピオン酸（ＤＤＭＡＴ、ＣＡＳ：４６１６４２－７８－４、０．２６ｇ、０．７１ｍｍｏｌ）を充填した。混合物をアセトニトリル／水（１：１、ｖ／ｖ）に溶解し、Ａｒで３０分間パージし、次いで６５℃で１６時間加熱した。溶液を凍結乾燥し、得られた固体をアセトニトリルで数回洗浄し、再度凍結乾燥した（８．４ｇ、収率７９％）。

【0199】

ＳＥＣ：Ｍｎ：６．２ｋＤａ、Ｍｗ：１４．３ｋＤａ、ＰＤＩ：２．３。

【0200】

実施例４－２：
０．０７８ｇ（０．２１ｍｍｏｌ）のＤＤＭＡＴを用いて、実施例４－１と同じ手順に従った。７．３ｇ（６８．９％）の白色ポリマーを得た。

【0201】

ＳＥＣ：Ｍｎ：２０．５ｋＤａ、Ｍｗ：４３．６ｋＤａ、ＰＤＩ：２．１。

【0202】

実施例４－３：
０．０３９ｇ（０．１ｍｍｏｌ）のＤＤＭＡＴを用いて、実施例４－１と同じ手順に従った。８．７ｇ（８２％）の白色ポリマーを得た。

【0203】

ＳＥＣ：Ｍｎ：２６．７ｋＤａ、Ｍｗ：７３．４ｋＤａ、ＰＤＩ：２．８。

【0204】

実施例５
ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミドの合成

【化34】

式中、ｎ、ｍは、各々独立して、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００である。

【0205】

実施例５－１：

【化35】

３－エチル－１－ビニル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムブロミド（５．２５ｇ、２５．８ｍｍｏｌ）、１－ビニル－２－ピロリドン（ＣＡＳ：８８－１２－０、０．９６ｇ、８．６ｍｍｏｌ）及びＡＩＢＮ（ＣＡＳ：７８－６７－１、１９ｍｇ、０．１２ｍｍｏｌ）を４０ｍＬのＤＭＦ／Ｈ_２Ｏ（１：１、ｖ／ｖ）に溶解した。溶液をＡｒで３０分間パージし、６５℃で２４時間加熱し、室温に冷却し、酢酸エチルを添加することによって沈殿させ、真空乾燥後に白色固体を得た（６ｇ、収率９７％）。

【0206】

^１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，重水）δ：９．２６－８．４３（ｍ），７．７６－７．０４（ｍ），４．４６－３．７４（ｍ），シグナル，２Ｈ），２．９１（ｓ），２．４４（ｓ），２．１８－１．７８（ｍ），１．５８－１．０２（ｍ）ｐｐｍ。

【0207】

ＳＥＣ：Ｍｎ：２０ｋＤａ、Ｍｗ：１０７ｋＤａ、ＰＤＩ：５．３

【0208】

実施例５－２：
４．６７ｇ（２３ｍｍｏｌ）の３－エチル－１－ビニル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムブロミド及び１．２８ｇ（１１．５ｍｍｏｌ）の１－ビニル－２－ピロリドン（ＣＡＳ：８８－１２－０）を用いて、実施例５－１と同じ手順に従った。５ｇ（８４％）の白色ポリマーを得た。

【0209】

ＳＥＣ：Ｍｎ：１６ｋＤａ、Ｍｗ：１１０ｋＤａ、ＰＤＩ：６．７

【0210】

実施例５－３：
４ｇ（１９．７ｍｍｏｌ）の３－エチル－１－ビニル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムブロミド及び２．１９ｇ（１９．７ｍｍｏｌ）の１－ビニル－２－ピロリドン（ＣＡＳ：８８－１２－０）を用いて、実施例５－１と同じ手順に従った。５．３ｇ（８６％）の白色ポリマーを得た。

【0211】

ＳＥＣ：Ｍｎ：２８ｋＤａ、Ｍｗ：１４４ｋＤａ、ＰＤＩ：５．１

【0212】

実施例５－４：
３ｇ（１４．８ｍｍｏｌ）の３－エチル－１－ビニル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムブロミド及び３．３ｇ（２９．５ｍｍｏｌ）の１－ビニル－２－ピロリドン（ＣＡＳ：８８－１２－０）を用いて、実施例５－１と同じ手順に従った。４．５ｇ（７１％）の白色ポリマーを得た。

【0213】

ＳＥＣ：Ｍｎ：２９ｋＤａ、Ｍｗ：１６０ｋＤａ、ＰＤＩ：５．６

【0214】

実施例５－５：
２ｇ（９．５ｍｍｏｌ）の３－エチル－１－ビニル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムブロミド及び４．４ｇ（３９．４ｍｍｏｌ）の１－ビニル－２－ピロリドン（ＣＡＳ：８８－１２－０）を用いて、実施例５－１と同じ手順に従った。５．２ｇ（８１％）の白色ポリマーを得た。

【0215】

ＳＥＣ：Ｍｎ：１６ｋＤａ、Ｍｗ：１９２ｋＤａ、ＰＤＩ：１１．７

【0216】

実施例５－６：
シュレンクフラスコに、３－ブチル－１－ビニル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムブロミド（５ｇ、２４．６ｍｍｏｌ）、１－ビニル－２－ピロリドン（ＣＡＳ：２．７４ｇ、２４．６ｍｍｏｌ）、ＡＩＢＮ（ＣＡＳ：７８－６７－１、４．２ｍｇ、０．０２６ｍｍｏｌ）及び２－（ドデシルチオカルボノチオイルチオ）－２－メチルプロピオン酸（ＤＤＭＡＴ、ＣＡＳ：４６１６４２－７８－４、２８ｍｇ、０．０７７ｍｍｏｌ）を充填した。混合物をアセトニトリル／水（６０ｍＬ、１：１、ｖ／ｖ）に溶解し、Ａｒで３０分間パージし、次いで７０℃で４８時間加熱した。アセトニトリルを除去し、ジクロロメタン（１０ｍＬ）を添加し、ＴＨＦを添加することによってポリマーを沈殿させた。沈殿物を真空下で乾燥させ、水に溶解し、クロスフロー濾過（ＰＥＳ、１０ｋＤａ ＭＷＣＯ）によって精製した。凍結乾燥後、生成物を白色固体として得た（６．７ｇ、収率８７％）。

【0217】

ＳＥＣ：Ｍｎ：２０．５ｋＤａ、Ｍｗ：８６．４ｋＤａ、ＰＤＩ：４．２。

【0218】

実施例５－７：
シュレンクフラスコに、３－ブチル－１－ビニル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムブロミド（５ｇ、２４．６ｍｍｏｌ）、ＡＩＢＮ（ＣＡＳ：７８－６７－１、４．２ｍｇ、０．０２６ｍｍｏｌ）及び２－（ドデシルチオカルボノチオイルチオ）－２－メチルプロピオン酸（ＤＤＭＡＴ、ＣＡＳ：４６１６４２－７８－４、２８ｍｇ、０．０７７ｍｍｏｌ）を充填した。混合物をアセトニトリル／水（６０ｍＬ、１：１、ｖ／ｖ）に溶解し、Ａｒで３０分間パージし、次いで７０℃で４８時間加熱した。反応物を室温に冷却し、アセトニトリルを除去し、残渣をジクロロメタン（１０ｍＬ）で処理し、ＴＨＦ（１００ｍＬ）中に沈殿させた。沈殿物を真空下で乾燥させ、水に溶解し、クロスフロー濾過（ＰＥＳ、１０ｋＤａ ＭＷＣＯ）によって精製した。得られたポリマーを約３０ｍＬの溶液に濃縮し、アセトニトリル（３０ｍＬ）で処理した。１－ビニル－２ピロリドン（ＣＡＳ：、２．７４ｇ、２４．６ｍｍｏｌ）及びＡＩＢＮ（ＣＡＳ：７８－６７－１、４．２ｍｇ、０．０２６ｍｍｏｌ）を添加し、混合物をＡｒで３０分間パージし、次いで７０℃で４８時間加熱した。アセトニトリルを除去し、残渣をジクロロメタンで処理し、ＴＨＦ（１００ｍＬ）中に沈殿させた。粗生成物をクロスフロー濾過（ＰＥＳ、１０ｋＤａ ＭＷＣＯ）によって精製し、凍結乾燥して５．６ｇ、７３％）を得た。

【0219】

ＳＥＣ：Ｍｎ：１７．８ｋＤａ、Ｍｗ：３９．７ｋＤａ、ＰＤＩ：２．２。

【0220】

実施例６
ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリドの合成

【化36】

式中、ｎ、ｍは、各々独立して、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００である。

【0221】

実施例６－１：

【化37】

１－ブチル－３－（４－ビニルベンジル）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムクロリド（３．８ｇ、１３．７ｍｍｏｌ）、Ｎ－メチルマレイミド（ＣＡＳ：９３０－８８－１、１．５３ｇ、１３．７ｍｍｏｌ）及びＡＩＢＮ（１７．５ｍｇ、０．１１ｍｍｏｌ）を３２ｍＬのアセトニトリル／Ｈ_２Ｏ（１：１、ｖ／ｖ）に溶解した。溶液をＡｒで３０分間パージし、６５℃で２４時間加熱し、続いて真空中で濃縮した。粗生成物をジクロロメタン（１０ｍＬ）に溶解し、ＴＨＦ（１００ｍＬ）を添加することによって沈殿させ、４．８ｇ（９０％）のポリマーを白色固体として得た。

【0222】

^１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ－ｄ_６）δ：８．５４－７．８２（ｍ），７．４７－７．３８（ｍ），７．０８－６．２４（ｍ），５．９９－５．３０（ｍ），４．２３（ｓ），１．２２（ｓ），０．８３（ｓ）ｐｐｍ。

【0223】

ＳＥＣ：Ｍｎ：３７．７ｋＤａ、Ｍｗ：２４２ｋＤａ、ＰＤＩ：６．４

【0224】

実施例７
ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテートの合成

【化38】

式中、ｎは、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００である。

【0225】

実施例７－１：

【化39】

グリオキサール（ＣＡＳ：１０７－２２－２、水中４０％、４．９ｇ、３４ｍｍｏｌ）、ホルムアルデヒド（ＣＡＳ：５０－００－０、水中３６．５～３８％、２．７６ｇ、３４ｍｍｏｌ）、酢酸（ＣＡＳ：６４－１９－７、４．１ｇ、６８ｍｍｏｌ）及び水（３５ｍＬ）の溶液を調製し、Ａｒで３０分間パージした。１，４－ジアミノブタン（ＣＡＳ：１１０－６０－１、２．８５ｇ、３２．３ｍｍｏｌ）をゆっくり添加し、その後、反応混合物を１００℃で１８時間加熱する。室温に冷却した後、混合物を凍結乾燥し、粗ポリマーを、クロスフロー濾過（ＰＥＳ、１０ｋＤａ ＭＷＣＯ）を用いて精製し、暗色油を得た（５．２ｇ、追加の凍結乾燥後９８％）。

【0226】

^１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ－ｄ_６）δ：１０．２５（ｓ），７．９３（ｄ，Ｊ＝１７．４Ｈｚ），４．３７－４．１６（ｍ），１．８１（ｈ，Ｊ＝７．８，５．９Ｈｚ），１．６５（ｓ）ｐｐｍ。

【0227】

ＳＥＣ：Ｍｎ：２．７ｋＤａ、Ｍｗ：８．４ｋＤａ、ＰＤＩ：３．１

【0228】

実施例７－２：
２．５５ｇの１，４－ジアミノ－ブタン（ＣＡＳ：１１０－６０－１、２８．９ｍｍｏｌ）を用いて、実施例７－１と同じ手順に従った。４．８ｇ（７９％）の暗色油を得た。

【0229】

ＳＥＣ：Ｍｎ：２２．１ｋＤａ、Ｍｗ：３４．９ｋＤａ、ＰＤＩ：１．６

【0230】

実施例８
ポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテートの合成

【化40】

式中、ｎは、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００である。

【0231】

実施例８－１：

【化41】

２，２’（エチレンジオキシ）－ビス（エチルアミン）（ＣＡＳ：９２９－５９－９、４．３ｇ、２８．９ｍｍｏｌ）を用いて、実施例７－１と同じ手順に従った。５．２ｇ（８５％）の暗色油を得た。

【0232】

^１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ－ｄ_６）δ：１０．０１（ｓ），７．８７（ｄ，Ｊ＝１．６Ｈｚ），４．４２（ｔ，Ｊ＝５．０Ｈｚ），３．７６（ｔ，Ｊ＝５．１Ｈｚ），３．５２（ｄ，Ｊ＝４．１Ｈｚ），１．６１（ｓ）ｐｐｍ。

【0233】

ＳＥＣ：Ｍｎ：７．９ｋＤａ、Ｍｗ：３０．０ｋＤａ、ＰＤＩ：３．８

【0234】

実施例９
ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドの合成

【化42】

式中、ｎは、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００である。

【0235】

モノマーを以下に示すように合成した：

【化43】

【0236】

１－ブロモブタン（ＣＡＳ：１０９－６５－９、５９ｇ、４２１ｍｍｏｌ）をアセトニトリル（１００ｍＬ）に溶解した。１－ビニルイミダゾール（ＣＡＳ：１０７２－６３－５、２０ｇ、２１０ｍｍｏｌ）を室温で滴下した。次いで、反応混合物を６０℃で１２時間撹拌し、室温に冷却し、酢酸エチル（１Ｌ）に添加し、それによって油状残渣が形成された。残渣を酢酸エチルで３回洗浄し、真空乾燥させた（４０．８ｇ、収率８４％）。

【0237】

^１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ－ｄ_６）δ：９．８１（ｄ，Ｊ＝１．７Ｈｚ，１Ｈ），８．３１（ｔ，Ｊ＝１．８Ｈｚ，１Ｈ），８．０３（ｔ，Ｊ＝１．８Ｈｚ，１Ｈ），７．３６（ｄｄ，Ｊ＝１５．７，８．７Ｈｚ，１Ｈ），６．０３（ｄｄ，Ｊ＝１５．６，２．４Ｈｚ，１Ｈ），５．４１（ｄｄ，Ｊ＝８．８，２．４Ｈｚ，１Ｈ），４．２５（ｔ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，２Ｈ），１．８６－１．７６（ｍ，２Ｈ），１．３２－１．２１（ｍ，２Ｈ），０．８９（ｔ，Ｊ＝７．４Ｈｚ，３Ｈ）ｐｐｍ。

【0238】

ポリマーは、以下に示すプロセスを使用して合成した。

【0239】

実施例９－１：

【化44】

３－ブチル－１－ビニル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムブロミド（１０ｇ、４４ｍｍｏｌ）及びＡＩＢＮ（ＣＡＳ：７８－６７－１、４２．６ｍｇ、０．２６ｍｍｏｌ）を６０ｍＬのＤＭＦ／Ｈ_２Ｏ（１：１、ｖ／ｖ）に溶解した。溶液をＡｒで３０分間パージし、６５℃で２４時間加熱した。アセトニトリルを除去し、ジクロロメタン（１０ｍＬ）を添加し、ＴＨＦを添加することによってポリマーを沈殿させた。沈殿物を真空下で乾燥させ、水に溶解し、クロスフロー濾過（ＰＥＳ、１０ｋＤａ ＭＷＣＯ）によって精製した。凍結乾燥後、生成物を白色固体として得た（８．１ｇ、収率８０％）。

【0240】

ＳＥＣ：Ｍｎ：２５．０ｋＤａ、Ｍｗ：５２．５ｋＤａ、ＰＤＩ：２．１

【0241】

実施例１０
ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリドの合成

【化45】

式中、ｎは、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００である。

【0242】

モノマーを以下に示すように合成した：

【化46】

【0243】

１－エチルイミダゾール（ａｂｃｒ、ＣＡＳ：７０９８－０７－９、１４．５ｇ、１４７ｍｍｏｌ）、４－ビニルベンジルクロリド（ＣＡＳ：１５９２－２０－７、２５ｇ、１６４ｍｍｏｌ）及び２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－メチルフェノール（ＣＡＳ：１２８－３７－０、２．４ｇ、１０．７ｍｍｏｌ）をアセトニトリル（１５０ｍＬ）に溶解した。得られた溶液を６０℃で４８時間加熱した後、続いて真空中で濃縮した。粘性溶液をメチルｔｅｒｔ－ブチルエーテル（ＭＴＢＥ、２００ｍＬ）に添加した。白色固体を分離し、ＭＴＢＥですすぎ、真空乾燥させて、白色固体（３４．５ｇ、収率８５％）を得た。

【0244】

^１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，メタノール－ｄ_４）：δ＝９．３８（ｄ，Ｊ＝１．８Ｈｚ，１Ｈ），７．７７（ｔ，Ｊ＝１．８Ｈｚ，２Ｈ），７．７３（ｔ，Ｊ＝１．９Ｈｚ，１Ｈ），７．５１（ｓ，４Ｈ），６．７５（ｄｄ，Ｊ＝１７．７，１０．９Ｈｚ，１Ｈ），５．８３（ｄｄ，Ｊ＝１７．６，０．９Ｈｚ，１Ｈ），５．５２（ｓ，２Ｈ），５．２９（ｄｄ，Ｊ＝１１．０，０．９Ｈｚ，１Ｈ），４．３３（ｑ，Ｊ＝７．４Ｈｚ，２Ｈ），１．５５（ｔ，Ｊ＝７．４Ｈｚ，３Ｈ）ｐｐｍ。

【0245】

ポリマーは、以下に示すプロセスを使用して合成した。

【0246】

実施例１０－１：

【化47】

１－エチル－３－（４－ビニルベンジル）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムクロリド（７ｇ、２８ｍｍｏｌ）及びＡＩＢＮ（ＣＡＳ：７８－６７－１、４６ｍｇ、０．２８ｍｍｏｌ）を４０ｍＬのアセトニトリル／Ｈ_２Ｏ（１：１、ｖ／ｖ）に溶解した。溶液をＡｒで３０分間パージし、６５℃で２４時間加熱した後、続いて真空中で濃縮した。粗生成物をジクロロメタン（１０ｍＬ）に溶解し、ＴＨＦ（１００ｍＬ）を添加することによって沈殿させ、真空乾燥後に白色固体を得た（５．９ｇ、収率７９．５％）。

【0247】

^１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，メタノール－ｄ_４）δ＝９．４７（ブロードｓ），７．８７－７．５０（ｍ），７．４９－７．０４（ｍ），６．４３（ブロードｓ），５．５２（ブロードｓ），４．３１（ブロードｄ，Ｊ＝１３．４Ｈｚ），１．７１－１．１８（ｍ）ｐｐｍ。

【0248】

ＳＥＣ：Ｍｎ：２６．４ｋＤａ、Ｍｗ：８７．５ｋＤａ、ＰＤＩ：３．３。

【0249】

実施例１０－２：

【化48】

シュレンクフラスコに、１－エチル－３－（４－ビニルベンジル）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムクロリド（７ｇ、２８ｍｍｏｌ）、ＡＩＢＮ（ＣＡＳ：７８－６７－１、４６ｍｇ、０．２８ｍｍｏｌ）及び２－（ドデシルチオカルボノチオイルチオ）－２－メチルプロピオン酸（ＤＤＭＡＴ、ＣＡＳ：４６１６４２－７８－４、０．０５ｇ、０．１４ｍｍｏｌ）を充填した。混合物を４０ｍＬのアセトニトリル／水（１：１、ｖ／ｖ）に溶解し、Ａｒで３０分間パージし、次いで６５℃で１６時間加熱した。溶液を凍結乾燥し、得られた固体をアセトニトリルで数回洗浄し、再度凍結乾燥した（５．９ｇ、収率７９．５％）。

【0250】

^１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，メタノール－ｄ_４）δ＝９．４７（ブロードｓ），７．８０－７．５０（ｍ），７．４６－７．０２（ｍ），６．７２－６．２８（ｍ），５．６３－５．３４（ｍ），４．３１（ブロードｄ，Ｊ＝１１．１Ｈｚ），１．８０－１．０８（ｍ）ｐｐｍ。

【0251】

ＳＥＣ：Ｍｎ：１４．１ｋＤａ、Ｍｗ：２５．６ｋＤａ、ＰＤＩ：１．８１。

【0252】

実施例１１
ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドの合成

【化49】

式中、ｎ、ｍは、各々独立して、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００である。

【0253】

二官能性モノマーを以下に示すように合成した：

【化50】

【0254】

１，４－ジブロモブタン（ＣＡＳ：１１０－５２－１、１１．４ｇ、５２．６ｍｍｏｌ）をアセトニトリル（５０ｍＬ）に溶解した。１－ビニルイミダゾール（ＣＡＳ：１０７２－６３－５、１０ｇ、１０５ｍｍｏｌ）を室温で滴下した。次いで、反応混合物を６０℃で１２時間撹拌し、室温に冷却し、酢酸エチル（１．２Ｌ）に添加し、それによって油状残渣が形成された。残渣を酢酸エチルで３回洗浄し、真空乾燥させた（４０ｇ、収率９３％）。

【0255】

^１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ－ｄ_６）δ：９．６９（ｄ，Ｊ＝１．７Ｈｚ，２Ｈ），８．２６（ｔ，Ｊ＝１．９Ｈｚ，２Ｈ），８．００（ｔ，Ｊ＝１．９Ｈｚ，２Ｈ），７．３４（ｄｄ，Ｊ＝１５．６，８．７Ｈｚ，２Ｈ），６．００（ｄｄ，Ｊ＝１５．６，２．４Ｈｚ，２Ｈ），５．４４（ｄｄ，Ｊ＝８．８，２．４Ｈｚ，２Ｈ），４．３３－４．２５（ｍ，４Ｈ），１．９１－１．８４（ｍ，４Ｈ）ｐｐｍ。

【0256】

ポリマーは、以下に示すプロセスを使用して合成した。

【0257】

実施例１１－１：

【化51】

シュレンクフラスコに、３－エチル－１－ビニル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムブロミド（５ｇ、２４．６ｍｍｏｌ）、３，３’－（ブタン－１，４－ジイル）ビス（１－ビニル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド（０．１ｇ、０．２５ｍｍｏｌ）、ＡＩＢＮ（ＣＡＳ：７８－６７－１、５．５ｍｇ、０．０３３ｍｍｏｌ）及び２－（ドデシルチオカルボノチオイルチオ）－２－メチルプロピオン酸（ＤＤＭＡＴ、ＣＡＳ：４６１６４２－７８－４、０．０３６ｇ、０．４１ｍｍｏｌ）を充填した。混合物を３０ｍＬのアセトニトリル／水（１：１、ｖ／ｖ）に溶解し、Ａｒで３０分間パージし、次いで６５℃で１６時間加熱した。反応混合物を室温に冷却し、アセトニトリルを除去し、１００ｍＬのＴＨＦを添加することによって沈殿させた。粗ポリマーを水に溶解し、クロスフロー濾過（ＰＥＳ、１０ｋＤａ ＭＷＣＯ）によって精製し、凍結乾燥して、淡黄色固体（４．６ｇ、９０％）を得た。

【0258】

ＳＥＣ：Ｍｎ：１５．７ｋＤａ、Ｍｗ：３６．６ｋＤａ、ＰＤＩ：２．３。

【0259】

実施例１２
ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリドの合成

【化52】

式中、ｎ、ｍは、各々独立して、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００である。

【0260】

実施例２及び実施例１０で得られたモノマーを使用した。

【0261】

ポリマーは、以下に示すプロセスから合成した。

【0262】

実施例１２－１：

【化53】

シュレンクフラスコに、３－エチル－１－ビニル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムブロミド（３ｇ、１４．８ｍｍｏｌ）、１－エチル－３－（４－ビニルベンジル）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムクロリド（３．６８ｇ、１４．８ｍｍｏｌ）、ＡＩＢＮ（ＣＡＳ：７８－６７－１、３．７ｍｇ、０．０２ｍｍｏｌ）及び２－（ドデシルチオカルボノチオイルチオ）－２－メチルプロピオン酸（ＤＤＭＡＴ、ＣＡＳ：４６１６４２－７８－４、２４．３ｍｇ、０．０７ｍｍｏｌ）を充填した。混合物を５０ｍＬのアセトニトリル／水（１：１、ｖ／ｖ）に溶解し、Ａｒで３０分間パージし、次いで７０℃で４８時間加熱した。反応混合物を室温に冷却し、アセトニトリルを除去し、残渣をジクロロメタン（１０ｍＬ）で処理し、１００ｍＬのＴＨＦを添加することによって沈殿させた。粗ポリマーをクロスフロー濾過（ＰＥＳ、１０ｋＤａ ＭＷＣＯ）によって精製して、凍結乾燥後に５．２ｇ（７８％）の淡黄色固体を得た。

【0263】

ＳＥＣ：Ｍｎ：１９．３ｋＤａ、Ｍｗ：２７．２ｋＤａ、ＰＤＩ：１．４。

【0264】

実施例１３
ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミドの合成

【化54】

式中、ｎは、５～２０００、１０～１０００又は１０～５００である。

【0265】

モノマーを以下に示すように合成した：

【化55】

【0266】

３－ブロモ－１－プロパノール（ＣＡＳ：６２７－１８－９、４２．２ｇ、３０４ｍｍｏｌ）を３４５ｍＬのジクロロメタンに溶解し、トリエチルアミン（３８ｍＬ、２７６ｍｍｏｌ）と混合し、０℃で塩化アクリロイル（ＣＡＳ：８１４－６８－６、２５ｇを７０ｍＬのＤＣＭに溶解、２７６ｍｍｏｌ）を滴下して処理した。反応混合物を室温で４時間撹拌した。その後、有機層を水（３×２００ｍＬ）及びブライン（１×２００ｍＬ）で洗浄し、Ｎａ_２ＳＯ_４で乾燥させ、濾過し、最後に減圧下で還元して、４２ｇ（７９％）の液体を得た。
^１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ－ｄ_６）δ：６．３５（ｄｄ，Ｊ＝１７．３，１．５Ｈｚ，１Ｈ），６．１８（ｄｄ，Ｊ＝１７．３，１０．４Ｈｚ，１Ｈ），５．９５（ｄｄ，Ｊ＝１０．４，１．５Ｈｚ，１Ｈ），４．２２（ｑ，Ｊ＝６．１Ｈｚ，２Ｈ），３．５９（ｔ，Ｊ＝６．６Ｈｚ，２Ｈ），２．１７（ｐ，Ｊ＝６．４Ｈｚ，２Ｈ）ｐｐｍ。

【化56】

【0267】

３－ブロモプロピルアクリレート（生成物工程１、９．９ｇ、５１．５ｍｍｏｌ）をアセトニトリル（３０ｍＬ）に溶解し、１－エチルイミダゾール（ＣＡＳ：７０９８－０７－９、４．９ｇ、５１．５ｍｍｏｌ）と混合し、還流下で一晩撹拌した。混合物を室温に冷却し、５００ｍＬの酢酸エチルで処理すると、生成物が生じた。油状固体を酢酸エチル（各１００ｍＬ）で２回洗浄し、水に溶解し、凍結乾燥して１２．２ｇ（８２％）の油状固体を得た。

【0268】

^１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ－ｄ_６）δ：９．２５（ｓ，１Ｈ），７．８２（ｄ，Ｊ＝１．７Ｈｚ，２Ｈ），６．３１（ｄｄ，Ｊ＝１７．２，１．５Ｈｚ，１Ｈ），６．１２（ｄｄ，Ｊ＝１７．２，１０．５Ｈｚ，１Ｈ），５．９７（ｄｄ，Ｊ＝１０．４，１．６Ｈｚ，１Ｈ），４．２９（ｔ，Ｊ＝６．９Ｈｚ，２Ｈ），４．２２－４．１３（ｍ，４Ｈ），２．２０（ｐ，Ｊ＝６．６Ｈｚ，２Ｈ），１．４２（ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ，３Ｈ）ｐｐｍ。

【0269】

ポリマーは、以下に示すプロセスを使用して合成した。

【0270】

実施例１３－１：

【化57】

３－（３－アクリロイルオキシ）プロピル）－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムブロミド（３ｇ、１０．３ｍｍｏｌ）及びＡＩＢＮ（ＣＡＳ：７８－６７－１、９．９ｍｇ、０．０６ｍｍｏｌ）をＤＭＦ（４０ｍＬ）に溶解した。溶液をＡｒで３０分間パージし、６５℃で２４時間加熱し、室温に冷却し、クロスフロー濾過（１０ｋＤａ ＭＷＣＯ）によって精製した。保持液を凍結乾燥して、３ｇ（９７％）の淡黄色油を得た。

【0271】

^１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ－ｄ_６）δ：９．６７（ブロードシグナル），８．０３（ブロードシグナル），７．８７（ブロードシグナル），４．３９（ブロードシグナル），４．０４（ブロードシグナル），２．１８（ブロードシグナル），１．６４（ブロードシグナル）ｐｐｍ。

【0272】

ＳＥＣ：Ｍｎ：４．８ｋＤａ、Ｍｗ：１６．３ｋＤａ、ＰＤＩ：３．４。

【0273】

実施例１４（従来技術の材料）
ポリビニルイミダゾールの合成

【化58】

式中、ｎは、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００である。

【0274】

ポリマーは、以下に示すプロセスを使用して合成した。

【0275】

実施例１４－１：

【化59】

１－ビニルイミダゾール（ＣＡＳ：１０７２－６３－５、７ｇ、７５ｍｍｏｌ）を、ＡＩＢＮ（ＣＡＳ：７８－６７－１、６３ｍｇ、０．３９ｍｍｏｌ）とともにＤＭＦ（３０ｍＬ）に溶解した。溶液をＡｒで３０分間パージし、６５℃で４８時間加熱し、室温に冷却し、ＴＨＦ（２５０ｍＬ）を添加して、生成物を沈殿させた。沈殿したポリマーを濾過し、ＴＨＦで２回洗浄し、真空下で乾燥させた。収率は９６％であった。

【0276】

ＳＥＣ：Ｍｎ：１３．７ｋＤａ、Ｍｗ：３３．１ｋＤａ、ＰＤＩ：２．４。

【0277】

実施例１４－２：

【化60】

シュレンクフラスコに、１－ビニルイミダゾール（ＣＡＳ：１０７２－６３－５、６ｇ、６４ｍｍｏｌ）、ＡＩＢＮ（ＣＡＳ：７８－６７－１、２６ｍｇ、０．１６ｍｍｏｌ）及び２－（ドデシルチオカルボノチオイルチオ）－２－メチルプロピオン酸（ＤＤＭＡＴ、ＣＡＳ：４６１６４２－７８－４、０．０３ｇ、０．０８ｍｍｏｌ）を充填した。混合物を２６ｍＬの酢酸に溶解し、Ａｒで３０分間パージし、次いで７０℃で４８時間加熱した。溶液を室温に冷却し、アセトンを添加することによって沈殿させ、アセトンで洗浄し、真空乾燥させた（４．８ｇ、収率８０％）。

【0278】

ＳＥＣ：Ｍｎ：７．１ｋＤａ、Ｍｗ：１８．０ｋＤａ、ＰＤＩ：２．５。

【0279】

実施例１５
ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドの合成

【化61】

式中、ｎは、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００である。

【0280】

モノマーを以下に示すように合成した：

【化62】

【0281】

２－ブロモプロパン（ＣＡＳ：７５－２６－３、３６ｇ、２８９ｍｍｏｌ）をアセトニトリル（１２５ｍＬ）に溶解した。１－ビニルイミダゾール（ＣＡＳ：１０７２－６３－５、２５ｇ、２６３ｍｍｏｌ）を室温で滴下した。次いで、反応混合物を６０℃で１２時間撹拌し、室温に冷却し、酢酸エチル（１Ｌ）に添加し、それによって油状残渣が形成された。残渣を酢酸エチルで３回洗浄し、真空乾燥させた（４５．６ｇ、収率８０％）。

【0282】

^１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ－ｄ_６）δ：９．６７（ｔ，Ｊ＝１．７Ｈｚ，１Ｈ），８．２６（ｔ，Ｊ＝１．９Ｈｚ，１Ｈ），８．０９（ｔ，Ｊ＝１．９Ｈｚ，１Ｈ），７．３０（ｄｄ，Ｊ＝１５．７，８．７Ｈｚ，１Ｈ），５．４３（ｄｄ，Ｊ＝８．８，２．４Ｈｚ，１Ｈ），４．６８（ｈｅｐｔ，Ｊ＝６．７Ｈｚ，１Ｈ），１．５１（ｄ，Ｊ＝６．７Ｈｚ，６Ｈ）ｐｐｍ。

【0283】

ポリマーは、以下に示すプロセスを使用して合成した。

【0284】

実施例１５－１：

【化63】

３－イソプロピル－１－ビニル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムブロミド（５ｇ、２３ｍｍｏｌ）及びＡＩＢＮ（ＣＡＳ：７８－６７－１、２７ｍｇ、０．１２ｍｍｏｌ）を４０ｍＬのＤＭＦ／Ｈ_２Ｏ（１：１、ｖ／ｖ）に溶解した。溶液をＡｒで３０分間パージし、６５℃で２４時間加熱し、室温に冷却し、酢酸エチルを添加することによって沈殿させ、真空乾燥後に白色固体を得た（４．５ｇ、収率９０％）。

【0285】

^１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ－ｄ６）δ：９．６５（ブロードシグナル，１Ｈ），７．６１（ブロードシグナル，２Ｈ），４．５０（ブロードシグナル，２Ｈ），２．７４（ブロードシグナル，２Ｈ），１．５０（ブロードシグナル，６Ｈ）ｐｐｍ。

【0286】

ＳＥＣ：Ｍｎ：１６．３ｋＤａ、Ｍｗ：５６．６ｋＤａ、ＰＤＩ：３．５。

【0287】

実施例１６
ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミドの合成

【化64】

式中、ｎ、ｍは、各々独立して、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００である。

【0288】

実施例１６－１：

【化65】

３－イソプロピル－１－ビニル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムブロミド（４．９ｇ、２２．５ｍｍｏｌ）。１－ビニル－２－ピロリドン（ＣＡＳ：８８－１２－０、０．９ｇ、８ｍｍｏｌ）及びＡＩＢＮ（ＣＡＳ：７８－６７－１、１８．９ｍｇ、０．１２ｍｍｏｌ）を４０ｍＬのＤＭＦ／Ｈ_２Ｏ（１：１、ｖ／ｖ）に溶解した。溶液をＡｒで３０分間パージし、６５℃で２４時間加熱し、室温に冷却し、酢酸エチルを添加することによって沈殿させ、真空乾燥後に白色固体を得た（５．０ｇ、収率８６％）。

【0289】

^１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ－ｄ６）δ：９．７７－９．４５（ｍ），７．８４（ブロードシグナル），４．５２（ブロードシグナル），３．１１（ブロードシグナル），２．９１（ブロードシグナル），２．４４（ブロードシグナル），１．９７（ブロードシグナル），１．５０（ブロードシグナル）ｐｐｍ。

【0290】

ＳＥＣ：Ｍｎ：２４．８ｋＤａ、Ｍｗ：１３８．１ｋＤａ、ＰＤＩ：５．６。

【0291】

実施例１７
ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミドの合成

【化66】

式中、ｎ、ｍは、各々独立して、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００である。
実施例１７－１：

【化67】

３－ブチル－１－ビニル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムブロミド（６．２ｇ、２７ｍｍｏｌ）、１－ビニル－２－ピロリドン（ＣＡＳ：８８－１２－０、１ｇ、９ｍｍｏｌ）及びＡＩＢＮ（ＣＡＳ：７８－６７－１、１０ｍｇ、０．０６ｍｍｏｌ）を４０ｍＬのＤＭＦ／Ｈ_２Ｏ（１：１、ｖ／ｖ）に溶解した。溶液をＡｒで３０分間パージし、６５℃で２４時間加熱し、室温に冷却し、酢酸エチルを添加することによって沈殿させ、真空乾燥後に白色固体を得た（６．６ｇ、収率９０％）。

【0292】

^１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ－ｄ６）δ：９．６３（ブロードシグナル），７．７９（ブロードシグナル），４．４７－４．１０（ブロードシグナル），３．１３（ブロードシグナル），１．８２（ブロードシグナル），１．３１（ブロードシグナル），０．９３（ブロードシグナル）ｐｐｍ。

【0293】

ＳＥＣ：Ｍｎ：４４．４ｋＤａ、Ｍｗ：１５２．６ｋＤａ、ＰＤＩ：３．４。

【0294】

実施例１８
ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）アセテートの合成

【化68】

式中、ｎは、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００である。
モノマーを以下に示すように合成した：

【化69】

【0295】

３－エチル－１－ビニル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムブロミドの水溶液（モノマー実施例２、３０ｇを１００ｍＬの水に溶解）を、ヒドロキシド型のアニオン交換樹脂（１２０ｇ、ＳＵＰＥＬＣＯ Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ ＩＲＮ－７８）を充填したカラムに通した。続いて、調製した塩基性溶液を、酢酸をわずかに過剰に滴下することによって中和した。混合物を周囲温度で１２時間撹拌した。次いで過剰の水を凍結乾燥により除去した。得られた生成物を、未反応の酸を除去するために酢酸エチルで洗浄し、水に再溶解し、クロスフロー濾過（１０ ＭＷＣＯ、ＰＥＳ）によって更に精製し、凍結乾燥して、対応する３－エチル－１－ビニル－１Ｈ－イミダゾールアセテート（２４．３ｇ、９０％）を得た。

【0296】

^１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ－ｄ６）δ：１０．０７（ｔ，Ｊ＝１．７Ｈｚ，１Ｈ），８．２７（ｔ，Ｊ＝１．９Ｈｚ，１Ｈ），７．９９（ｔ，Ｊ＝１．９Ｈｚ），７．３９（ｄｄ，Ｊ＝１５．７，８．８Ｈｚ，１Ｈ），６．０１（ｄｄ，Ｊ＝１５．７，２．４，１Ｈ），５．３７（ｄｄ，Ｊ＝８．７，２．４ １Ｈ），４．２６（ｑ，Ｊ＝７．３Ｈｚ，２Ｈ），１．７４（ｓ，３Ｈ），１．４４（ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ，３Ｈ）ｐｐｍ。

【0297】

ポリマーは、以下に示すプロセスを使用して合成した。

【0298】

実施例１８－１：

【化70】

３－エチル－１－ビニル－１Ｈ－イミダゾールアセテート（７ｇ、３８．４ｍｍｏｌ）及び２，２’－アゾビス（２－メチルプロピオンアミジン）ジヒドロクロリド（Ｖ５０、ＣＡＳ：２９９７－９２－４、１９ｍｇ、０．０７ｍｍｏｌ）を４０ｍＬのＨ_２Ｏに溶解した。溶液をＡｒで１０分間パージし、７０℃で２４時間加熱し、室温に冷却し、ＴＨＦを添加することによって沈殿させ、水に溶解し、クロスフロー濾過（１０ ＭＷＣＯ、ＰＥＳ）によって精製した。精製したポリマーを凍結乾燥して、５．８ｇ（８３％）の白色固体を得た。

【0299】

^１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ－ｄ_６）δ：９．３３（ブロードシグナル），７．５５（ブロードシグナル），４．５７（ブロードシグナル），３．８９（ブロードシグナル），２．５１（ブロードシグナル），１．６６（ブロードシグナル），１．３１（ブロードシグナル）ｐｐｍ。

【0300】

ＳＥＣ：Ｍｎ：３６．０ｋＤａ、Ｍｗ：７３．５ｋＤａ、ＰＤＩ：２．０４。

【0301】

実施例１９
ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）マロネートの合成

【化71】

式中、ｎは、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００である。
実施例１９－１：

【化72】

ブロミドポリマーの水溶液（３０ｇを１００ｍＬの水に溶解）を、水酸化物形態のアニオン交換樹脂（ＳＵＰＥＬＣＯ Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ ＩＲＮ－７８）を充填したカラムに通した。続いて、調製した塩基性ポリマー溶液を、対応するカルボン酸（１０％マロン酸水溶液）をわずかに過剰に滴下することによって中和した。混合物を周囲温度で１２時間撹拌した。次いで過剰の水を凍結乾燥により除去した。得られた生成物を、未反応の酸を除去するために酢酸エチルで洗浄し、水に再溶解し、クロスフロー濾過によって更に精製し、凍結乾燥して、マロネート対イオンを伴う対応するポリマーを得た。

【0302】

ＳＥＣ：Ｍｎ：３９．８ｋＤａ、Ｍｗ：９９．７ｋＤａ、ＰＤＩ：２．５。

【0303】

実施例２０
ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ニトレートの合成

【化73】

式中、ｎは、５～２０００、１０～１０００又は２０～５００である。
実施例２０－１：

【化74】

ブロミドポリマーの水溶液（１００ｍＬの水に溶解した３０ｇ）を、水酸化物形態のアニオン交換樹脂（ＳＵＰＥＬＣＯ Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ ＩＲＮ－７８）を充填したカラムに通した。続いて、調製した塩基性ポリマー溶液を、対応するカルボン酸（１０％硝酸水溶液）をわずかに過剰に滴下することによって中和した。混合物を周囲温度で１２時間撹拌した。次いで過剰の水を凍結乾燥により除去した。得られた生成物を、水に再溶解し、クロスフロー濾過（１０ ＭＷＣＯ、ＰＥＳ）によって精製し、再度凍結乾燥して、ニトレート対イオンを伴う対応するポリマーを得た。

【0304】

ＳＥＣ：Ｍｎ：３５．４ｋＤａ、Ｍｗ：９１．８ｋＤａ、ＰＤＩ：２．６。

【0305】

パートＩＩ ＣＭＰ実験
パートＩにおける合成イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を使用
本明細書に記載の研磨組成物及び関連する方法は、ほとんどの基板を含む多種多様な基板のＣＭＰに有効であり、タングステン基板の研磨に特に有用である。

【0306】

以下に示す実施例では、以下に示す手順及び実験条件を用いて、ＣＭＰ実験を行った。
パラメータ
Å：オングストローム－長さの単位
ＢＰ：背圧、ｐｓｉ単位
ＣＭＰ：化学機械的平坦化＝化学機械的研磨
ＣＳ：キャリア速度
ＤＦ：ダウンフォース：ＣＭＰ中に加えられる圧力、単位：ｐｓｉ
ｍｉｎ：分
ｍＬ：ミリリットル
ｍＶ：ミリボルト
ｐｓｉ：ポンド／平方インチ
ＰＳ：研磨ツールのプラテン回転速度、単位：ｒｐｍ（毎分回転数）
ＳＦ：研磨組成物の流量、ｍＬ／分
ＴＥＯＳ：テトラエチルオルトシリケートを前駆体として用いた化学蒸着法（ＣＶＤ）による酸化ケイ素膜
重量％：（列挙された成分の）重量百分率
除去速度（ＲＲ）＝（研磨前の膜厚－研磨後の膜厚）／研磨時間。
除去速度及び選択性
タングステン除去速度：ＣＭＰツールの２．５ｐｓｉのダウン圧力で測定されたタングステン除去速度。
ＴＥＯＳ除去速度：所定のダウン圧力で測定されたＴＥＯＳ除去速度。ＣＭＰツールのダウン圧力は、２．５ｐｓｉであった。
ＳｉＮ除去速度：所定のダウン圧力で測定されたＳｉＮ除去速度。ＣＭＰツールのダウン圧力は、２．５ｐｓｉであった。

【0307】

実施例で使用したＣＭＰツールは、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ，Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，９５０５４によって製造されたＡＭＡＴ ２００ｍｍ Ｍｉｒｒａ（登録商標）である。Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓによって供給されるＩＣ１０１０研磨パッドを、研磨試験のためにプラテン上で使用した。

【0308】

タングステン膜、ＴＥＯＳ膜、ＳｉＮ膜又はタングステン含有ＳＫＷパターン化構造で被覆された直径２００ｍｍのシリコンウエハを、ＳＫＷ Ａｓｓｏｃｉａｔｅ，Ｉｎｃ．２９２０ Ｓｃｏｔｔ Ｂｌｖｄ，Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ，ＣＡ ９５０５４から入手した。ブランケット膜の研磨時間は、１分であった。シート抵抗測定技術を使用して、タングステン除去速度を測定した。ＴＥＯＳを使用して、ＴＥＯＳの除去を測定した。パターン化されたウエハを、Ｅｂａｒａ研磨機で渦電流技術に基づいて所定時間研磨した。パターン化されたウエハの研磨時間は、渦電流終点技術によって特定された終点を過ぎてから１５秒であった。パターン化されたウエハを、ＫＬＡ Ｔｅｎｃｏｒ Ｐ１５ Ｐｒｏｆｉｌｅｒ（大きいフィーチャサイズ）又はＡＦＭツール（小さいフィーチャサイズ）で分析した。

【0309】

研磨は、２．５ｐｓｉのダウンフォース、１１１ＲＰＭのテーブル速度、１１３ＲＰＭのキャリア速度、及び２００ｍＬ／分のスラリー流量を使用して実施した。

【0310】

研磨プロセスでは、基板（例えば、Ｗを有するウエハ）は、ＣＭＰ研磨機の回転可能なプラテンに固定して取り付けられた研磨パッド上に下向きに配置された。このようにして、研磨され平坦化される基板を研磨パッドと直接接触させて配置した。ウエハキャリアシステム又は研磨ヘッドを使用して、定位置に基板を保持し、ＣＭＰ処理中に基板の裏側に対して下向きの圧力を加え、プラテン及び基板を回転させた。研磨組成物（スラリー）は、材料の効果的な除去及び基板の平坦化のために、ＣＭＰ処理中にパッド上に（通常は連続的に）適用された。

【0311】

０．０１重量％の硝酸第２鉄、０．０８重量％のマロン酸（安定剤）、２．０重量％の過酸化水素、０．１重量％のグリシン及び０．２５重量％のＦｕｓｏ ＰＬ－２Ｃシリカ粒子を水中に含む、ｐＨを硝酸で２．３に調整したＣＭＰベーススラリー（添加剤なし）を調製した。ベーススラリーの性能を試験した。

【0312】

Ｗ、ＴＥＯＳ及びＳｉＮの除去速度（Å／分）、及びＷ：ＴＥＯＳ及びＷ：ＳｉＮの除去速度選択性を表Ａに示した。

【表1】

【0313】

渦電流測定を使用することによってパターンウエハ研磨終点が検出された後に、ウエハが１５秒間の追加の時間又は過剰研磨（ＯＰ）時間にわたって研磨されたとき、タングステンのディッシングが、５０×５０ミクロンアレイ（絶縁膜線幅／スペーサーによって分離されたタングステン線幅／トレンチ（ミクロン単位））（５０／５０μｍ）、１×１ミクロン（１／１μｍ）、０．５×０．５ミクロン（０．５／０．５μｍ）、０．２５×０．２５ミクロン（０．２５／０．２５μｍ）、及び０．１８×０．１８ミクロンアレイ（０．１８／０．１８μｍ）を含む異なるアレイ上で試験された。結果を表Ｂに示した。

【表2】

【0314】

７／３μｍ、１／１μｍ、０．５／０．５μｍ、０．２５／０．２５μｍ、０．１８／０．１８μｍアレイについて、様々な配合で２０％の過剰研磨にて、エロージョンを試験した。結果を表Ｃに示した。

【表3】

【0315】

以下の作業実施例では、異なる添加剤を異なる量でベーススラリーに添加して、作業実施例を作製した。

【0316】

パートＩの実施例１－１、実施例１－２、実施例１－３及び実施例１－４、実施例２．１、実施例３－２及び実施例３－３、並びに実施例５－１、実施例５－２、実施例５－３及び実施例５－４、実施例６－１、実施例８－１、実施例９－１、並びに実施例１２－１で作製された異なるイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を異なる濃度でベーススラリーに添加して、作業用スラリーを得た。

【0317】

タングステン除去、エロージョン及びディッシングに対するイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の効果を、ベーススラリーで試験したのと同じ条件下で試験した。

【0318】

タングステン除去結果を表１に示した。最初に、様々な量のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を使用して、全般的な濃度ウィンドウを特定し、次いで、これを試験に使用して、エロージョン及びディッシングに対する効果を特定した。

【表4】

【0319】

表１に示すように、少量の合成イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む作業用ＣＭＰスラリーは、高いタングステン除去速度を提供し、濃度の増加はタングステン除去に対する影響を抑制した。

【0320】

表２は、様々な量の合成イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む作業用ＣＭＰスラリーのタングステン、ＴＥＯＳ及びＳｉＮ除去速度をまとめたものである。

【0321】

表２に示すように、作業用ＣＭＰスラリーは、高いＷ：ＴＥＯＳ ＲＲ及びＷ：ＳｉＮ ＲＲ選択性を有する。ＴＥＯＳ又はＳｉＮの除去速度は非常に低いが、タングステンの除去速度は依然として高い。

【表5】

【0322】

渦電流測定を使用することによってパターンウエハ研磨終点が検出された後、ウエハが１５秒間の追加の時間又は過剰研磨（ＯＰ）時間にわたって研磨されたとき、タングステンのディッシングが、ベーススラリー上で試験されたのと同じ条件下で、すなわち、５０×５０ミクロンアレイ（絶縁膜線幅／スペーサーによって分離されたタングステン線幅／トレンチ（ミクロン単位））（５０／５０μｍ）、１×１ミクロン（１／１μｍ）、０．５×０．５ミクロン（０．５／０．５μｍ）、０．２５×０．２５ミクロン（０．２５／０．２５μｍ）、及び０．１８×０．１８ミクロンアレイ（０．１８／０．１８μｍ）を含む異なるアレイ上で試験された。

【0323】

Ｗ線ディッシングデータを表３に示した。

【表6】

【0324】

配線のディッシングは、典型的には、より広い配線について増加する。Ｗ線ディッシングの負の値は、基本的に、Ｗ線ディッシングが見られなかった（Ｗ線の突出）ことを意味する。

【0325】

典型的なタングステンＣＭＰプロセスでは、より広い線フィーチャ線のタングステンディッシングは、１５００オングストローム［Å］未満であることが望ましい。

【0326】

ベーススラリーで試験したのと同じ条件下で：すなわち７／３μｍ、１／１μｍ、０．５／０．５μｍ、０．２５／０．２５μｍ、０．１８／０．１８μｍのアレイ上で、様々な配合物について、２０％の過剰研磨でのエロージョンを試験した。

【0327】

結果を表４にまとめた。

【表7】

【0328】

アレイのエロージョンは、典型的には、パターン密度の増加とともに増加する。エロージョンにおける負の値は、突出を表す。基本的に、エロージョンは見られなかった。

【0329】

典型的なタングステンＣＭＰプロセスでは、７０％及び９０％密度＜１０００オングストロームなどの高密度フィーチャにエロージョンを有することが望ましい。

【0330】

表３及び表４にそれぞれ示される結果から明らかなように、イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の使用は、タングステンの研磨において望ましい除去速度を維持しながら、エロージョン及びディッシングの両方を著しく低減する。

【0331】

本発明の原理を好ましい実施形態に関連させて上記で説明してきたが、この説明は例としてのみ行われており、本発明の範囲を限定するものではないことを明確に理解されたい。むしろ、好ましい例示的な実施形態の詳細な説明は、本発明の好ましい例示的な実施形態を実施することを可能にする説明を当業者に提供するものである。添付の特許請求の範囲で記載されているように、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、要素の機能及び構成に様々な変更を加えることができる。

【手続補正書】

【提出日】2024-01-18

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０３３１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0331】

本発明の原理を好ましい実施形態に関連させて上記で説明してきたが、この説明は例としてのみ行われており、本発明の範囲を限定するものではないことを明確に理解されたい。むしろ、好ましい例示的な実施形態の詳細な説明は、本発明の好ましい例示的な実施形態を実施することを可能にする説明を当業者に提供するものである。添付の特許請求の範囲で記載されているように、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、要素の機能及び構成に様々な変更を加えることができる。以下の項目［態様１］～［態様２６］に本発明の実施形態の例を列記する。
［態様１］
構造（Ｉ）を有する少なくとも１つのイミダゾリウム基を有する少なくとも１種のモノマーを含むイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）であって、

【化1】

（ａ）構造（Ｉ）を有する前記少なくとも１つのイミダゾリウム基が、前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の１つの側鎖又は複数の側鎖中にあり、
式中、
Ｌ _１ 及びＬ _２ の一方が、イミダゾリウム環を前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の主鎖に接続する共有結合又はスペーサーであり、置換若しくは非置換脂肪族、環状若しくは分岐脂肪族、芳香族、ヘテロ芳香族又はシロキサン部分を含み、前記主鎖が、ビニル、アリル、スチレン、アクリル、メタクリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、シロキサン、マレイミド、ノルボルネン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される重合性基の重合後に形成され、
Ｌ _１ 及びＬ _２ の他方が、直鎖、分岐、及び環状アルキル基からなる群から選択されるアルキル基であり、そのＣＨ _２ が、ヘテロ原子が互いに結合しないようにＯ、Ｓ又はＮによって置き換えられていてもよく、水素が、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮによって置き換えられてもよく、
Ｒ _１ 、Ｒ _２ 、Ｒ _３ の各々が、独立して、Ｈ、又は直鎖、分岐、及び環状アルキル基からなる群から選択されるアルキル基であってもよく、そのＣＨ _２ が、ヘテロ原子が互いに結合しないようにＯ、Ｓ又はＮによって置き換えられていてもよく、水素が、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮによって置き換えられていてもよく、Ｒ _２ 及びＲ _３ がまた、環状単位に結合していてもよく、好ましくは、Ｒ _１ ＝Ｒ _２ ＝Ｈであり、
並びに
アニオンＸ ^－ が、ハライド（Ｆ－、Ｃｌ－、Ｂｒ－、Ｉ－）、ＢＦ _４ －、ＰＦ _６ －、［Ｃ _２ Ｆ _５ ＢＦ _３ ］－、Ｒ＝Ｈ、アルキル又はアリールのカルボキシレートＲＣＯＯ－、マロネート、シトレート、フマレート、ＭｅＯＳＯ _３ －、ＭｅＳＯ _３ －、ＣＦ _３ ＣＯＯ－、ＣＦ _３ ＳＯ _３ －、ニトレート、及びスルフェートからなる群から選択され、Ｍｅが、メチルであり、
（ｂ）構造（Ｉ）を有する前記少なくとも１つのイミダゾリウム基が、前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の主鎖中にあり、
式中、
Ｌ _１ 及びＬ _２ が、各々独立して、置換又は非置換脂肪族、環状又は分岐脂肪族、芳香族、ヘテロ芳香族、及びシロキサン部分を含み、そのＣＨ _２ が、ヘテロ原子が互いに結合しないようにＯ、Ｓ又はＮによって置き換えられていてもよく、水素が、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮによって置き換えられてもよく、
Ｌ _１ 、Ｌ _２ 、又はＬ _１ 及びＬ _２ の両方が、前記少なくとも１つのイミダゾリウム基を好適な官能基を介して前記主鎖に結合して、前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を形成することができ、前記好適な官能基が、エステル、アミド、ウレタン、エーテル、チオエーテル、イミド、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、
Ｒ _１ 、Ｒ _２ 、Ｒ _３ の各々が、独立して、Ｈ、又は直鎖、分岐、及び環状アルキル基からなる群から選択されるアルキル基であってもよく、ＣＨ _２ が、ヘテロ原子が互いに結合しないようにＯ、Ｓ又はＮによって置き換えられていてもよく、水素が、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮによって置き換えられていてもよく、Ｒ _２ 及びＲ _３ がまた、環状単位に結合していてもよく、好ましくは、Ｒ _１ ＝Ｒ _２ ＝Ｈであり、
並びに
アニオンＸ ^－ が、ハライド（Ｆ－、Ｃｌ－、Ｂｒ－、Ｉ－）、ＢＦ _４ －、ＰＦ _６ －、［Ｃ _２ Ｆ _５ ＢＦ _３ ］－、Ｒ＝Ｈ、アルキル又はアリールのカルボキシレートＲＣＯＯ－、マロネート、シトレート、フマレート、ＭｅＯＳＯ _３ －、ＭｅＳＯ _３ －、ＣＦ _３ ＣＯＯ－、ＣＦ _３ ＳＯ _３ －、ニトレート、及びスルフェートからなる群から選択され、Ｍｅが、メチルであり、
並びに
（ｃ）構造（Ｉ）を有する前記少なくとも１つのイミダゾリウム基が、上記（ａ）で定義された前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の前記１つの側鎖又は前記複数の側鎖及び上記（ｂ）で定義された前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の前記主鎖の両方にある、
イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。
［態様２］
前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）が、（ａ）のＬ _１ 及びＬ _２ のための重合性基を有する架橋性モノマーを含む、態様１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。
［態様３］
前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）が、（ａ）、（ｂ）、並びに（ｅ）（ａ）のモノマー又は（ｂ）のモノマーとコポリマーを形成することができる、アクリレート又はメタクリレート、アクリルアミド又はメタクリルアミド、マレイミド、ビニルベンゼン、ビニル型モノマー、エチレングリコール、シロキサン、ノルボルネン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、非イオン性モノマーから選択される少なくとも２つの異なるモノマーを含むコポリマーである、態様１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。
［態様４］
前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）が、ブロックコポリマーである、態様１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。
［態様５］
前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）が、還元剤又は錯化剤として少なくとも１つの官能性アニオンを含む、態様１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。
［態様６］
前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の重合が、フリーラジカル重合、可逆的付加開裂連鎖移動重合（ＲＡＦＴ）、ニトロキシド媒介重合（ＮＭＰ）、原子移動反応重合（ＡＴＲＰ）、開環重合（ＲＯＭＰ）、重縮合反応、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、態様１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。
［態様７］
前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）が、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド、ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、及びポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリド、ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）アセテート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）マロネート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ニトレート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、態様１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。
［態様８］
態様１～７のいずれか一つに記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む添加剤と、
水と、
任意選択で
研磨剤と、
活性化剤と、
酸化剤と、
腐食防止剤と、
ディッシング低減剤と、
安定剤と、
ｐＨ調整剤と、
を含む、化学機械的平坦化組成物。
［態様９］
前記研磨剤が、無機酸化物粒子、金属酸化物被覆無機酸化物粒子、有機ポリマー粒子、金属酸化物被覆有機ポリマー粒子、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記酸化剤が、過酸化水素、過酸化尿素、パーオキシギ酸、過酢酸、プロパンパーオキソ酸、置換又は非置換ブタンパーオキソ酸、ヒドロパーオキシアセトアルデヒド、過ヨウ素酸カリウム、パーオキシ一硫酸アンモニウムからなる群から選択されるパーオキシ化合物、及び亜硝酸第二鉄、ＫＣｌＯ _４ 、ＫＢｒＯ _４ 、ＫＭｎＯ _４ からなる群から選択される非パーオキシ化合物、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記活性化剤が、（１）表面に遷移金属が被覆された無機酸化物粒子であって、前記遷移金属が、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｅ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、無機酸化物粒子、（２）シュウ酸鉄（ＩＩＩ）アンモニウム三水和物、三塩基性クエン酸鉄（ＩＩＩ）一水和物、鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトネート及びエチレンジアミン四酢酸、鉄（ＩＩＩ）ナトリウム塩水和物からなる群から選択される可溶性触媒、（３）Ａｇ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｖ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される複数の酸化状態を有する金属化合物、からなる群から選択され、
前記腐食防止剤が、１，２，３－トリアゾール、１，２，４－トリアゾール、１，２，３－ベンゾトリアゾール、５－メチルベンゾトリアゾール、ベンゾトリアゾール、１－ヒドロキシベンゾトリアゾール、４－ヒドロキシベンゾトリアゾール、３－アミノ－１，２，４－トリアゾール、４－アミノ－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール、５アミノトリアゾール、ベンゾイミダゾール、２，１，３－ベンゾチアジアゾール、トリアジンチオール、トリアジンジチオール、及びトリアジントリチオール、ピラゾール、イミダゾール、１，３，５－トリス（２－ヒドロキシエチル）イソシアヌレートなどのイソシアヌレート、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記ディッシング低減剤が、サルコシネート及び関連カルボン酸化合物、炭化水素置換サルコシネート、アミノ酸、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）などのエチレンオキシド繰り返し単位を含有する分子を有する有機ポリマー及びコポリマー、エトキシ化界面活性剤、窒素－水素結合を含まない窒素含有複素環、スルフィド、オキサゾリジン又は１つの化合物中の官能基の混合物、アルキルアンモニウムイオンを形成する３個以上の炭素原子を有する窒素含有化合物、３個以上の炭素原子を有するアミノアルキル、少なくとも１つの窒素含有複素環又は第三級若しくは第四級窒素原子の繰り返し基を含むポリマー腐食防止剤、ポリカチオン性アミン化合物、シクロデキストリン化合物、ポリエチレンイミン化合物、グリコール酸、キトサン、糖アルコール、多糖類、アルギネート化合物、ホスホニウム化合物、及びスルホン酸ポリマー、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記安定剤が、アジピン酸、フタル酸、クエン酸、マロン酸、オルトフタル酸、リン酸、置換又は非置換ホスホン酸、ニトリル、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、
態様８に記載の化学機械的平坦化組成物。
［態様１０］
前記研磨剤が、０．０１重量％～３０重量％、０．０５重量％～２０重量％、０．０１重量％～１０重量％、又は０．１重量％～２重量％の範囲であり、
イミダゾリウム系カチオン性ポリマーを含む前記添加剤が、０．００００１重量％～１重量％、０．０００１重量％～０．５重量％、又は０．０００５重量％～０．１重量％の範囲であり、
前記酸化剤が、０．０１重量％～３０重量％、０．１重量％～２０重量％、又は０．５重量％～１０重量％の範囲であり、
前記活性化剤が、０．００００１重量％～５．０重量％、０．０００１重量％～２．０重量％、０．０００５重量％～１．０重量％、又は０．００１重量％～０．５重量％の範囲であり、
前記腐食防止剤が、１．０重量％未満、０．５重量％未満、又は０．２５重量％未満の範囲であり、
前記ディッシング低減剤が、０．００１重量％～２．０重量％、０．００５重量％～１．５重量％、又は０．０１重量％～１．０重量％の範囲であり、
及び
前記安定剤が、０．０００１～５重量％、０．０００５～２重量％、又は０．００１～１重量％の範囲である、
態様８に記載の化学機械的平坦化組成物。
［態様１１］
前記ｐＨ調整剤が、（ａ）前記ｐＨを低下させるための硝酸、硫酸、酒石酸、コハク酸、クエン酸、リンゴ酸、マロン酸、様々な脂肪酸、様々なポリカルボン酸、及びこれらの混合物、並びに（ｂ）前記ｐＨを上昇させるための水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化テトラエチルアンモニウム、エチレンジアミン、ピペラジン、ポリエチレンイミン、修飾ポリエチレンイミン、及びこれらの混合物からなる群から選択され、前記組成物のｐＨが、１～１４、１～７、１～６、又は１～４である、態様８に記載の化学機械的平坦化組成物。
［態様１２］
前記化学機械的平坦化組成物が、
シリカ粒子、並びにポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド、ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、及びポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリド、ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）アセテート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）マロネート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ニトレート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む、態様８に記載の化学機械的平坦化組成物。
［態様１３］
前記化学機械的平坦化組成物が、シリカ粒子、硝酸第二鉄、マロン酸、過酸化水素、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド、ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、及びポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリド、ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）アセテート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）マロネート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ニトレート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む、態様８に記載の化学機械的平坦化組成物。
［態様１４］
タングステンを含有する少なくとも１つの表面を備える半導体基板の化学機械的平坦化のための研磨方法であって、
ａ）研磨パッドを提供する工程と、
ｂ）化学機械的研磨組成物を提供する工程であって、
態様１～７のいずれか一つに記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む添加剤と、
水と、任意選択で
無機酸化物粒子、金属酸化物被覆無機酸化物粒子、有機ポリマー粒子、金属酸化物被覆有機ポリマー粒子、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される研磨剤と、
活性化剤と、
酸化剤と、
腐食防止剤と、
ディッシング低減剤と、
安定剤と、
ｐＨ調整剤と、を含む、
化学機械的研磨組成物を提供する工程と、
ｃ）タングステンを含有する前記少なくとも１つの表面を、前記化学機械的平坦化組成物で研磨する工程と、
を含む、研磨方法。
［態様１５］
前記化学機械的研磨組成物において、
前記研磨剤が、０．０１重量％～３０重量％、０．０５重量％～２０重量％、０．０１重量％～１０重量％、又は０．１重量％～２重量％の範囲であり、
イミダゾリウム系カチオン性ポリマーを含む前記添加剤が、０．００００１重量％～１重量％、０．０００１重量％～０．５重量％、又は０．０００５重量％～０．１重量％の範囲であり、
前記酸化剤が、０．０１重量％～３０重量％、０．１重量％～２０重量％、又は０．５重量％～１０重量％の範囲であり、
前記活性化剤が、０．００００１重量％～５．０重量％、０．０００１重量％～２．０重量％、０．０００５重量％～１．０重量％、又は０．００１重量％～０．５重量％の範囲であり、
前記腐食防止剤が、１．０重量％未満、０．５重量％未満、又は０．２５重量％未満の範囲であり、
前記ディッシング低減剤が、０．００１重量％～２．０重量％、０．００５重量％～１．５重量％、又は０．０１重量％～１．０重量％の範囲であり、
及び
前記安定剤が、０．０００１～５重量％、０．０００５～２重量％、又は０．００１～１重量％の範囲である、
態様１４に記載の研磨方法。
［態様１６］
前記化学機械的研磨組成物において、
前記酸化剤が、過酸化水素、過酸化尿素、パーオキシギ酸、過酢酸、プロパンパーオキソ酸、置換又は非置換ブタンパーオキソ酸、ヒドロパーオキシアセトアルデヒド、過ヨウ素酸カリウム、パーオキシ一硫酸アンモニウムからなる群から選択されるパーオキシ化合物、及び亜硝酸第二鉄、ＫＣｌＯ _４ 、ＫＢｒＯ _４ 、ＫＭｎＯ _４ からなる群から選択される非パーオキシ化合物、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記活性化剤が、（１）表面に遷移金属が被覆された無機酸化物粒子であって、前記遷移金属が、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｅ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、無機酸化物粒子、（２）シュウ酸鉄（ＩＩＩ）アンモニウム三水和物、三塩基性クエン酸鉄（ＩＩＩ）一水和物、鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトネート及びエチレンジアミン四酢酸、鉄（ＩＩＩ）ナトリウム塩水和物からなる群から選択される可溶性触媒、（３）Ａｇ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｖ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される複数の酸化状態を有する金属化合物、からなる群から選択され、
前記腐食防止剤が、１，２，３－トリアゾール、１，２，４－トリアゾール、１，２，３－ベンゾトリアゾール、５－メチルベンゾトリアゾール、ベンゾトリアゾール、１－ヒドロキシベンゾトリアゾール、４－ヒドロキシベンゾトリアゾール、３－アミノ－１，２，４－トリアゾール、４－アミノ－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール、５アミノトリアゾール、ベンゾイミダゾール、２，１，３－ベンゾチアジアゾール、トリアジンチオール、トリアジンジチオール、及びトリアジントリチオール、ピラゾール、イミダゾール、１，３，５－トリス（２－ヒドロキシエチル）イソシアヌレートなどのイソシアヌレート、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記ディッシング低減剤が、サルコシネート及び関連カルボン酸化合物、炭化水素置換サルコシネート、アミノ酸、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）などのエチレンオキシド繰り返し単位を含有する分子を有する有機ポリマー及びコポリマー、エトキシ化界面活性剤、窒素－水素結合を含まない窒素含有複素環、スルフィド、オキサゾリジン又は１つの化合物中の官能基の混合物、アルキルアンモニウムイオンを形成する３個以上の炭素原子を有する窒素含有化合物、３個以上の炭素原子を有するアミノアルキル、少なくとも１つの窒素含有複素環又は第三級若しくは第四級窒素原子の繰り返し基を含むポリマー腐食防止剤、ポリカチオン性アミン化合物、シクロデキストリン化合物、ポリエチレンイミン化合物、グリコール酸、キトサン、糖アルコール、多糖類、アルギネート化合物、ホスホニウム化合物、及びスルホン酸ポリマー、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記安定剤が、アジピン酸、フタル酸、クエン酸、マロン酸、オルトフタル酸、リン酸、置換又は非置換ホスホン酸、ニトリル、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、
態様１４に記載の研磨方法。
［態様１７］
前記化学機械的研磨組成物において、
前記ｐＨ調整剤が、（ａ）前記ｐＨを低下させるための硝酸、硫酸、酒石酸、コハク酸、クエン酸、リンゴ酸、マロン酸、様々な脂肪酸、様々なポリカルボン酸、及びこれらの混合物、並びに（ｂ）前記ｐＨを上昇させるための水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化テトラエチルアンモニウム、エチレンジアミン、ピペラジン、ポリエチレンイミン、修飾ポリエチレンイミン、及びこれらの混合物からなる群から選択され、前記組成物のｐＨが、１～１４、１～７、１～６、又は１～４である、態様１４に記載の研磨方法。
［態様１８］
前記化学機械的平坦化組成物が、前記研磨剤、並びに
ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド、ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、及びポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリド、ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）アセテート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）マロネート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ニトレート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む、態様１４に記載の研磨方法。
［態様１９］
前記化学機械的平坦化組成物が、シリカ粒子、硝酸第二鉄、マロン酸、過酸化水素、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド、ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリド、ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）アセテート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）マロネート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ニトレート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む、態様１４に記載の研磨方法。
［態様２０］
タングステンを含有する少なくとも１つの表面が、２０００オングストローム未満又は１０００オングストローム未満のディッシングトポグラフィ及び２０００オングストローム未満又は１０００オングストローム未満のエロージョントポグラフィを含む、態様１４に記載の研磨方法。
［態様２１］
タングステンを含有する少なくとも１つの表面を備える半導体基板の化学機械的平坦化のためのシステムであって、
ａ）研磨パッドと、
ｂ）化学機械的研磨組成物であって、
態様１～７のいずれか一つに記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む添加剤と、
水と、任意選択で
無機酸化物粒子、金属酸化物被覆無機酸化物粒子、有機ポリマー粒子、金属酸化物被覆有機ポリマー粒子、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される研磨剤と、
活性化剤と、
酸化剤と、
腐食防止剤と、
ディッシング低減剤と、
安定剤と、
ｐＨ調整剤と、
を含む、化学機械的研磨組成物を含み、
前記タングステンを含有する少なくとも１つの表面が、前記研磨パッド及び前記化学機械的平坦化組成物と接触しており、前記タングステンを含有する少なくとも１つの表面を前記化学機械的平坦化組成物で研磨する、
システム。
［態様２２］
前記化学機械的研磨組成物において、
前記研磨剤が、０．０１重量％～３０重量％、０．０５重量％～２０重量％、０．０１重量％～１０重量％、又は０．１重量％～２重量％の範囲であり、
イミダゾリウム系カチオン性ポリマーを含む前記添加剤が、０．００００１重量％～１重量％、０．０００１重量％～０．５重量％、又は０．０００５重量％～０．１重量％の範囲であり、
前記酸化剤が、０．０１重量％～３０重量％、０．１重量％～２０重量％、又は０．５重量％～１０重量％の範囲であり、
前記活性化剤が、０．００００１重量％～５．０重量％、０．０００１重量％～２．０重量％、０．０００５重量％～１．０重量％、又は０．００１重量％～０．５重量％の範囲であり、
前記腐食防止剤が、１．０重量％未満、０．５重量％未満、又は０．２５重量％未満の範囲であり、
前記ディッシング低減剤が、０．００１重量％～２．０重量％、０．００５重量％～１．５重量％、又は０．０１重量％～１．０重量％の範囲であり、
及び
前記安定剤が、０．０００１～５重量％、０．０００５～２重量％、又は０．００１～１重量％の範囲である、
態様２１に記載のシステム。
［態様２３］
前記化学機械的研磨組成物において、
前記酸化剤が、過酸化水素、過酸化尿素、パーオキシギ酸、過酢酸、プロパンパーオキソ酸、置換又は非置換ブタンパーオキソ酸、ヒドロパーオキシアセトアルデヒド、過ヨウ素酸カリウム、パーオキシ一硫酸アンモニウムからなる群から選択されるパーオキシ化合物、及び亜硝酸第二鉄、ＫＣｌＯ _４ 、ＫＢｒＯ _４ 、ＫＭｎＯ _４ からなる群から選択される非パーオキシ化合物、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記活性化剤が、（１）表面に遷移金属が被覆された無機酸化物粒子であって、前記遷移金属が、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｅ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、無機酸化物粒子、（２）シュウ酸鉄（ＩＩＩ）アンモニウム三水和物、三塩基性クエン酸鉄（ＩＩＩ）一水和物、鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトネート及びエチレンジアミン四酢酸、鉄（ＩＩＩ）ナトリウム塩水和物からなる群から選択される可溶性触媒、（３）Ａｇ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｖ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される複数の酸化状態を有する金属化合物、からなる群から選択され、
前記腐食防止剤が、１，２，３－トリアゾール、１，２，４－トリアゾール、１，２，３－ベンゾトリアゾール、５－メチルベンゾトリアゾール、ベンゾトリアゾール、１－ヒドロキシベンゾトリアゾール、４－ヒドロキシベンゾトリアゾール、３－アミノ－１，２，４－トリアゾール、４－アミノ－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール、５アミノトリアゾール、ベンゾイミダゾール、２，１，３－ベンゾチアジアゾール、トリアジンチオール、トリアジンジチオール、及びトリアジントリチオール、ピラゾール、イミダゾール、１，３，５－トリス（２－ヒドロキシエチル）イソシアヌレートなどのイソシアヌレート、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記ディッシング低減剤が、サルコシネート及び関連カルボン酸化合物、炭化水素置換サルコシネート、アミノ酸、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）などのエチレンオキシド繰り返し単位を含有する分子を有する有機ポリマー及びコポリマー、エトキシ化界面活性剤、窒素－水素結合を含まない窒素含有複素環、スルフィド、オキサゾリジン又は１つの化合物中の官能基の混合物、アルキルアンモニウムイオンを形成する３個以上の炭素原子を有する窒素含有化合物、３個以上の炭素原子を有するアミノアルキル、少なくとも１つの窒素含有複素環又は第三級若しくは第四級窒素原子の繰り返し基を含むポリマー腐食防止剤、ポリカチオン性アミン化合物、シクロデキストリン化合物、ポリエチレンイミン化合物、グリコール酸、キトサン、糖アルコール、多糖類、アルギネート化合物、ホスホニウム化合物、及びスルホン酸ポリマー、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記安定剤が、アジピン酸、フタル酸、クエン酸、マロン酸、オルトフタル酸、リン酸、置換又は非置換ホスホン酸、ニトリル、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、
態様２１に記載のシステム。
［態様２４］
前記化学機械的研磨組成物において、前記ｐＨ調整剤が、（ａ）前記ｐＨを低下させるための硝酸、硫酸、酒石酸、コハク酸、クエン酸、リンゴ酸、マロン酸、様々な脂肪酸、様々なポリカルボン酸、及びこれらの混合物、並びに（ｂ）前記ｐＨを上昇させるための水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化テトラエチルアンモニウム、エチレンジアミン、ピペラジン、ポリエチレンイミン、修飾ポリエチレンイミン、及びこれらの混合物からなる群から選択され、前記組成物のｐＨが、１～１４、１～７、１～６、又は１～４である、態様２１に記載のシステム。
［態様２５］
前記化学機械的平坦化組成物が、
シリカ粒子、並びに
ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド、ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、及びポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリド、ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）アセテート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）マロネート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ニトレート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む、態様２１に記載のシステム。
［態様２６］
前記化学機械的平坦化組成物が、シリカ粒子、硝酸第二鉄、マロン酸、過酸化水素、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド、ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリド、ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）アセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）マロネート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ニトレート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む、態様２１に記載のシステム。

【手続補正2】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

構造（Ｉ）を有する少なくとも１つのイミダゾリウム基を有する少なくとも１種のモノマーを含むイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）であって、

【化1】

（ａ）構造（Ｉ）を有する前記少なくとも１つのイミダゾリウム基が、前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の１つの側鎖又は複数の側鎖中にあり、
式中、
Ｌ_１及びＬ_２の一方が、イミダゾリウム環を前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の主鎖に接続する共有結合又はスペーサーであり、置換若しくは非置換脂肪族、環状若しくは分岐脂肪族、芳香族、ヘテロ芳香族又はシロキサン部分を含み、前記主鎖が、ビニル、アリル、スチレン、アクリル、メタクリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、シロキサン、マレイミド、ノルボルネン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される重合性基の重合後に形成され、
Ｌ_１及びＬ_２の他方が、直鎖、分岐、及び環状アルキル基からなる群から選択されるアルキル基であり、そのＣＨ_２が、ヘテロ原子が互いに結合しないようにＯ、Ｓ又はＮによって置き換えられていてもよく、水素が、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮによって置き換えられてもよく、
Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３の各々が、独立して、Ｈ、又は直鎖、分岐、及び環状アルキル基からなる群から選択されるアルキル基であってもよく、そのＣＨ_２が、ヘテロ原子が互いに結合しないようにＯ、Ｓ又はＮによって置き換えられていてもよく、水素が、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮによって置き換えられていてもよく、Ｒ_２及びＲ_３がまた、環状単位に結合していてもよく、好ましくは、Ｒ_１＝Ｒ_２＝Ｈであり、
並びに
アニオンＸ^－が、ハライド（Ｆ－、Ｃｌ－、Ｂｒ－、Ｉ－）、ＢＦ_４－、ＰＦ_６－、［Ｃ_２Ｆ_５ＢＦ_３］－、Ｒ＝Ｈ、アルキル又はアリールのカルボキシレートＲＣＯＯ－、マロネート、シトレート、フマレート、ＭｅＯＳＯ_３－、ＭｅＳＯ_３－、ＣＦ_３ＣＯＯ－、ＣＦ_３ＳＯ_３－、ニトレート、及びスルフェートからなる群から選択され、Ｍｅが、メチルであり、
（ｂ）構造（Ｉ）を有する前記少なくとも１つのイミダゾリウム基が、前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の主鎖中にあり、
式中、
Ｌ_１及びＬ_２が、各々独立して、置換又は非置換脂肪族、環状又は分岐脂肪族、芳香族、ヘテロ芳香族、及びシロキサン部分を含み、そのＣＨ_２が、ヘテロ原子が互いに結合しないようにＯ、Ｓ又はＮによって置き換えられていてもよく、水素が、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮによって置き換えられてもよく、
Ｌ_１、Ｌ_２、又はＬ_１及びＬ_２の両方が、前記少なくとも１つのイミダゾリウム基を好適な官能基を介して前記主鎖に結合して、前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を形成することができ、前記好適な官能基が、エステル、アミド、ウレタン、エーテル、チオエーテル、イミド、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、
Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３の各々が、独立して、Ｈ、又は直鎖、分岐、及び環状アルキル基からなる群から選択されるアルキル基であってもよく、ＣＨ_２が、ヘテロ原子が互いに結合しないようにＯ、Ｓ又はＮによって置き換えられていてもよく、水素が、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮによって置き換えられていてもよく、Ｒ_２及びＲ_３がまた、環状単位に結合していてもよく、好ましくは、Ｒ_１＝Ｒ_２＝Ｈであり、
並びに
アニオンＸ^－が、ハライド（Ｆ－、Ｃｌ－、Ｂｒ－、Ｉ－）、ＢＦ_４－、ＰＦ_６－、［Ｃ_２Ｆ_５ＢＦ_３］－、Ｒ＝Ｈ、アルキル又はアリールのカルボキシレートＲＣＯＯ－、マロネート、シトレート、フマレート、ＭｅＯＳＯ_３－、ＭｅＳＯ_３－、ＣＦ_３ＣＯＯ－、ＣＦ_３ＳＯ_３－、ニトレート、及びスルフェートからなる群から選択され、Ｍｅが、メチルであり、
並びに
（ｃ）構造（Ｉ）を有する前記少なくとも１つのイミダゾリウム基が、上記（ａ）で定義された前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の前記１つの側鎖又は前記複数の側鎖及び上記（ｂ）で定義された前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の前記主鎖の両方にある、
イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。

【請求項2】

前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）が、（ａ）のＬ_１及びＬ_２のための重合性基を有する架橋性モノマーを含む、請求項１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。

【請求項3】

前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）が、（ａ）、（ｂ）、並びに（ｅ）（ａ）のモノマー又は（ｂ）のモノマーとコポリマーを形成することができる、アクリレート又はメタクリレート、アクリルアミド又はメタクリルアミド、マレイミド、ビニルベンゼン、エチレングリコール、シロキサン、ノルボルネン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、非イオン性モノマーから選択される少なくとも２つの異なるモノマーを含むコポリマーである、請求項１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。

【請求項4】

前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）が、ブロックコポリマーである、請求項１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。

【請求項5】

前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）が、還元剤又は錯化剤として少なくとも１つの官能性アニオンを含む、請求項１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。

【請求項6】

前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）の重合が、フリーラジカル重合、可逆的付加開裂連鎖移動重合（ＲＡＦＴ）、ニトロキシド媒介重合（ＮＭＰ）、原子移動反応重合（ＡＴＲＰ）、開環重合（ＲＯＭＰ）、重縮合反応、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。

【請求項7】

前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）が、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド、ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、及びポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリド、ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）アセテート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）マロネート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ニトレート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）。

【請求項8】

請求項１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む添加剤と、
研磨剤と、
水と、
任意選択で
活性化剤と、
酸化剤と、
腐食防止剤と、
ディッシング低減剤と、
安定剤と、
ｐＨ調整剤と、
を含む、化学機械的平坦化組成物。

【請求項9】

前記添加剤が、０．０００５重量％～０．０１重量％の範囲であり、
前記研磨剤が、無機酸化物粒子、金属酸化物被覆無機酸化物粒子、有機ポリマー粒子、金属酸化物被覆有機ポリマー粒子、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記研磨剤が、０．５重量％～２０重量％の範囲であり、
前記酸化剤が、過酸化水素、過酸化尿素、パーオキシギ酸、過酢酸、プロパンパーオキソ酸、置換又は非置換ブタンパーオキソ酸、ヒドロパーオキシアセトアルデヒド、過ヨウ素酸カリウム、パーオキシ一硫酸アンモニウムからなる群から選択されるパーオキシ化合物、及び亜硝酸第二鉄、ＫＣｌＯ_４、ＫＢｒＯ_４、ＫＭｎＯ_４からなる群から選択される非パーオキシ化合物、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記酸化剤が、０．１重量％～１０重量％の範囲であり、
前記活性化剤が、（１）表面に遷移金属が被覆された無機酸化物粒子であって、前記遷移金属が、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｅ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、無機酸化物粒子、（２）シュウ酸鉄（ＩＩＩ）アンモニウム三水和物、三塩基性クエン酸鉄（ＩＩＩ）一水和物、鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトネート及びエチレンジアミン四酢酸、鉄（ＩＩＩ）ナトリウム塩水和物からなる群から選択される可溶性触媒、（３）Ａｇ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｖ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される複数の酸化状態を有する金属化合物、からなる群から選択され、前記活性化剤が、０．００００１重量％～５．０重量％の範囲であり、
前記腐食防止剤が、１，２，３－トリアゾール、１，２，４－トリアゾール、１，２，３－ベンゾトリアゾール、５－メチルベンゾトリアゾール、１－ヒドロキシベンゾトリアゾール、４－ヒドロキシベンゾトリアゾール、３－アミノ－１，２，４－トリアゾール、４－アミノ－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール、５アミノトリアゾール、ベンゾイミダゾール、２，１，３－ベンゾチアジアゾール、トリアジンチオール、トリアジンジチオール、及びトリアジントリチオール、ピラゾール、イミダゾール、イソシアヌレート、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記腐食防止剤が、１．０重量％未満の範囲であり、
前記ディッシング低減剤が、サルコシネート及び関連カルボン酸化合物、炭化水素置換サルコシネート、アミノ酸、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）などのエチレンオキシド繰り返し単位を含有する分子を有する有機ポリマー及びコポリマー、エトキシ化界面活性剤、窒素－水素結合を含まない窒素含有複素環、スルフィド、オキサゾリジン又は１つの化合物中の官能基の混合物、アルキルアンモニウムイオンを形成する３個以上の炭素原子を有する窒素含有化合物、３個以上の炭素原子を有するアミノアルキル、少なくとも１つの窒素含有複素環又は第三級若しくは第四級窒素原子の繰り返し基を含むポリマー腐食防止剤、ポリカチオン性アミン化合物、シクロデキストリン化合物、ポリエチレンイミン化合物、グリコール酸、キトサン、糖アルコール、多糖類、アルギネート化合物、ホスホニウム化合物、及びスルホン酸ポリマー、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記ディッシング低減剤が、０．００１重量％～２．０重量％の範囲であり、
前記安定剤が、アジピン酸、フタル酸、クエン酸、マロン酸、リン酸、置換又は非置換ホスホン酸、ニトリル、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記安定剤が、０．０００１～５重量％の範囲であり、
前記ｐＨ調整剤が、（ａ）前記ｐＨを低下させるための硝酸、硫酸、酒石酸、コハク酸、クエン酸、リンゴ酸、マロン酸、他の脂肪酸、ポリカルボン酸、及びこれらの混合物、並びに（ｂ）前記ｐＨを上昇させるための水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化テトラエチルアンモニウム、エチレンジアミン、ピペラジン、ポリエチレンイミン、修飾ポリエチレンイミン、及びこれらの混合物からなる群から選択され、前記組成物のｐＨが、１～１４、又は１～６である、
請求項８に記載の化学機械的平坦化組成物。

【請求項10】

前記化学機械的平坦化組成物が、
シリカ粒子、並びにポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド、ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、及びポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリド、ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）アセテート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）マロネート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ニトレート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む、請求項８に記載の化学機械的平坦化組成物。

【請求項11】

前記化学機械的平坦化組成物が、シリカ粒子、硝酸第二鉄、マロン酸、過酸化水素、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド、ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、及びポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリド、ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）アセテート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）マロネート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ニトレート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む、請求項８に記載の化学機械的平坦化組成物。

【請求項12】

タングステンを含有する少なくとも１つの表面を備える半導体基板の化学機械的平坦化のための研磨方法であって、
ａ）研磨パッドを提供する工程と、
ｂ）化学機械的研磨組成物を提供する工程であって、
請求項１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む添加剤と、
研磨剤と、
水と、任意選択で
活性化剤と、
酸化剤と、
腐食防止剤と、
ディッシング低減剤と、
安定剤と、
ｐＨ調整剤と、を含む、
化学機械的研磨組成物を提供する工程と、
ｃ）タングステンを含有する前記少なくとも１つの表面を、前記化学機械的平坦化組成物で研磨する工程と、
を含む、研磨方法。

【請求項13】

前記化学機械的研磨組成物において、
前記添加剤が、０．０００５重量％～０．０１重量％の範囲であり、
前記研磨剤が、無機酸化物粒子、金属酸化物被覆無機酸化物粒子、有機ポリマー粒子、金属酸化物被覆有機ポリマー粒子、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記研磨剤が、０．５重量％～２０重量％の範囲であり、
前記酸化剤が、過酸化水素、過酸化尿素、パーオキシギ酸、過酢酸、プロパンパーオキソ酸、置換又は非置換ブタンパーオキソ酸、ヒドロパーオキシアセトアルデヒド、過ヨウ素酸カリウム、パーオキシ一硫酸アンモニウムからなる群から選択されるパーオキシ化合物、及び亜硝酸第二鉄、ＫＣｌＯ_４、ＫＢｒＯ_４、ＫＭｎＯ_４からなる群から選択される非パーオキシ化合物、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記酸化剤が、０．１重量％～１０重量％の範囲であり、
前記活性化剤が、（１）表面に遷移金属が被覆された無機酸化物粒子であって、前記遷移金属が、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｅ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、無機酸化物粒子、（２）シュウ酸鉄（ＩＩＩ）アンモニウム三水和物、三塩基性クエン酸鉄（ＩＩＩ）一水和物、鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトネート及びエチレンジアミン四酢酸、鉄（ＩＩＩ）ナトリウム塩水和物からなる群から選択される可溶性触媒、（３）Ａｇ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｖ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される複数の酸化状態を有する金属化合物、からなる群から選択され、前記活性化剤が、０．００００１重量％～５．０重量％の範囲であり、
前記腐食防止剤が、１，２，３－トリアゾール、１，２，４－トリアゾール、１，２，３－ベンゾトリアゾール、５－メチルベンゾトリアゾール、１－ヒドロキシベンゾトリアゾール、４－ヒドロキシベンゾトリアゾール、３－アミノ－１，２，４－トリアゾール、４－アミノ－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール、５アミノトリアゾール、ベンゾイミダゾール、２，１，３－ベンゾチアジアゾール、トリアジンチオール、トリアジンジチオール、及びトリアジントリチオール、ピラゾール、イミダゾール、イソシアヌレート、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記腐食防止剤が、１．０重量％未満の範囲であり、
前記ディッシング低減剤が、サルコシネート及び関連カルボン酸化合物、炭化水素置換サルコシネート、アミノ酸、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）などのエチレンオキシド繰り返し単位を含有する分子を有する有機ポリマー及びコポリマー、エトキシ化界面活性剤、窒素－水素結合を含まない窒素含有複素環、スルフィド、オキサゾリジン又は１つの化合物中の官能基の混合物、アルキルアンモニウムイオンを形成する３個以上の炭素原子を有する窒素含有化合物、３個以上の炭素原子を有するアミノアルキル、少なくとも１つの窒素含有複素環又は第三級若しくは第四級窒素原子の繰り返し基を含むポリマー腐食防止剤、ポリカチオン性アミン化合物、シクロデキストリン化合物、ポリエチレンイミン化合物、グリコール酸、キトサン、糖アルコール、多糖類、アルギネート化合物、ホスホニウム化合物、及びスルホン酸ポリマー、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記ディッシング低減剤が、０．００１重量％～２．０重量％の範囲であり、
前記安定剤が、アジピン酸、フタル酸、クエン酸、マロン酸、リン酸、置換又は非置換ホスホン酸、ニトリル、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記安定剤が、０．０００１～５重量％の範囲であり、
前記ｐＨ調整剤が、（ａ）前記ｐＨを低下させるための硝酸、硫酸、酒石酸、コハク酸、クエン酸、リンゴ酸、マロン酸、他の脂肪酸、ポリカルボン酸、及びこれらの混合物、並びに（ｂ）前記ｐＨを上昇させるための水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化テトラエチルアンモニウム、エチレンジアミン、ピペラジン、ポリエチレンイミン、修飾ポリエチレンイミン、及びこれらの混合物からなる群から選択され、前記組成物のｐＨが、１～１４、又は１～６である、
請求項１２に記載の研磨方法。

【請求項14】

前記化学機械的平坦化組成物が、前記研磨剤、並びに
ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド、ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、及びポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリド、ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）アセテート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）マロネート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ニトレート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む、請求項１２に記載の研磨方法。

【請求項15】

前記化学機械的平坦化組成物が、シリカ粒子、硝酸第二鉄、マロン酸、過酸化水素、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド、ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリド、ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）アセテート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）マロネート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ニトレート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む、請求項１２に記載の研磨方法。

【請求項16】

タングステンを含有する少なくとも１つの表面が、２０００オングストローム未満又は１０００オングストローム未満のディッシングトポグラフィ及び２０００オングストローム未満又は１０００オングストローム未満のエロージョントポグラフィを含む、請求項１２に記載の研磨方法。

【請求項17】

タングステンを含有する少なくとも１つの表面を備える半導体基板の化学機械的平坦化のためのシステムであって、
ａ）研磨パッドと、
ｂ）化学機械的研磨組成物であって、
請求項１に記載のイミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む添加剤と、
研磨剤と、
水と、任意選択で
活性化剤と、
酸化剤と、
腐食防止剤と、
ディッシング低減剤と、
安定剤と、
ｐＨ調整剤と、
を含む、化学機械的研磨組成物を含み、
前記タングステンを含有する少なくとも１つの表面が、前記研磨パッド及び前記化学機械的平坦化組成物と接触しており、前記タングステンを含有する少なくとも１つの表面を前記化学機械的平坦化組成物で研磨する、
システム。

【請求項18】

前記化学機械的研磨組成物において、
前記添加剤が、０．０００５重量％～０．０１重量％の範囲であり、
前記研磨剤が、無機酸化物粒子、金属酸化物被覆無機酸化物粒子、有機ポリマー粒子、金属酸化物被覆有機ポリマー粒子、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記研磨剤が、０．５重量％～２０重量％の範囲であり、
前記酸化剤が、過酸化水素、過酸化尿素、パーオキシギ酸、過酢酸、プロパンパーオキソ酸、置換又は非置換ブタンパーオキソ酸、ヒドロパーオキシアセトアルデヒド、過ヨウ素酸カリウム、パーオキシ一硫酸アンモニウムからなる群から選択されるパーオキシ化合物、及び亜硝酸第二鉄、ＫＣｌＯ_４、ＫＢｒＯ_４、ＫＭｎＯ_４からなる群から選択される非パーオキシ化合物、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記酸化剤が、０．１重量％～１０重量％の範囲であり、
前記活性化剤が、（１）表面に遷移金属が被覆された無機酸化物粒子であって、前記遷移金属が、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｅ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、無機酸化物粒子、（２）シュウ酸鉄（ＩＩＩ）アンモニウム三水和物、三塩基性クエン酸鉄（ＩＩＩ）一水和物、鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトネート及びエチレンジアミン四酢酸、鉄（ＩＩＩ）ナトリウム塩水和物からなる群から選択される可溶性触媒、（３）Ａｇ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｖ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される複数の酸化状態を有する金属化合物、からなる群から選択され、前記活性化剤が、０．００００１重量％～５．０重量％の範囲であり、
前記腐食防止剤が、１，２，３－トリアゾール、１，２，４－トリアゾール、１，２，３－ベンゾトリアゾール、５－メチルベンゾトリアゾール、１－ヒドロキシベンゾトリアゾール、４－ヒドロキシベンゾトリアゾール、３－アミノ－１，２，４－トリアゾール、４－アミノ－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール、５アミノトリアゾール、ベンゾイミダゾール、２，１，３－ベンゾチアジアゾール、トリアジンチオール、トリアジンジチオール、及びトリアジントリチオール、ピラゾール、イミダゾール、イソシアヌレート、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記腐食防止剤が、１．０重量％未満の範囲であり、
前記ディッシング低減剤が、サルコシネート及び関連カルボン酸化合物、炭化水素置換サルコシネート、アミノ酸、エチレンオキシド繰り返し単位を含有する分子を有する有機ポリマー及びコポリマー、エトキシ化界面活性剤、窒素－水素結合を含まない窒素含有複素環、スルフィド、オキサゾリジン又は１つの化合物中の官能基の混合物、アルキルアンモニウムイオンを形成する３個以上の炭素原子を有する窒素含有化合物、３個以上の炭素原子を有するアミノアルキル、少なくとも１つの窒素含有複素環又は第三級若しくは第四級窒素原子の繰り返し基を含むポリマー腐食防止剤、ポリカチオン性アミン化合物、シクロデキストリン化合物、ポリエチレンイミン化合物、グリコール酸、キトサン、糖アルコール、多糖類、アルギネート化合物、ホスホニウム化合物、及びスルホン酸ポリマー、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記ディッシング低減剤が、０．００１重量％～２．０重量％の範囲であり、
前記安定剤が、アジピン酸、フタル酸、クエン酸、マロン酸、リン酸、置換又は非置換ホスホン酸、ニトリル、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記安定剤が、０．０００１～５重量％の範囲であり、
前記ｐＨ調整剤が、（ａ）前記ｐＨを低下させるための硝酸、硫酸、酒石酸、コハク酸、クエン酸、リンゴ酸、マロン酸、他の脂肪酸、ポリカルボン酸、及びこれらの混合物、並びに（ｂ）前記ｐＨを上昇させるための水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化テトラエチルアンモニウム、エチレンジアミン、ピペラジン、ポリエチレンイミン、修飾ポリエチレンイミン、及びこれらの混合物からなる群から選択され、前記組成物のｐＨが、１～１４、又は１～６である、
請求項１７に記載のシステム。

【請求項19】

前記化学機械的平坦化組成物が、
シリカ粒子、並びに
ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド、ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、及びポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリド、ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）アセテート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）マロネート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ニトレート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む、請求項１７に記載のシステム。

【請求項20】

前記化学機械的平坦化組成物が、シリカ粒子、硝酸第二鉄、マロン酸、過酸化水素、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリルアミド）クロリド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－アクリロモルホリン）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル１－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－メチルマレイミド）クロリド、ポリ３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ３－（２，２’－（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン）－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）クロリド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル３，３’－ブタン－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニルベンジル－１－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－ビニル－３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミドクロリド、ポリ（１－エチル－３－プロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウムアクリレート）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ブロミド、ポリ（ビニル３－イソプロピル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）アセテート、ポリ（ビニル３－ブチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム－コ－Ｎ－ビニルピロリドン）ブロミド、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）マロネート、ポリ（ビニル３－エチル－１Ｈ－イミダゾール－３－イウム）ニトレート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される前記イミダゾリウム系ポリ（イオン液体）を含む、請求項１７に記載のシステム。

【国際調査報告】