JP2013540850A - Ｎ−置換ジアゼニウムジオキシド及び／又はｎ’−ヒドロキシジアゼニウムオキシド塩を含有する水性研磨剤組成物 - Google Patents

Abstract

（Ａ）Ｎ−置換ジアゼニウムジオキシド及びＮ’−ヒドロキシジアゼニウムオキシド塩からなる群から選択される少なくとも１種の水溶性又は水分散性化合物と、
（Ｂ）少なくとも一種の研磨粒子と、
を含む水性研磨剤組成物。

Description

本発明は、水性研磨用組成物に関し、特に、Ｎ−置換ジアゼニウムジオキシド及び／又はＮ’−ヒドロキシジアゼニウムオキシド塩を含有する化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物に関する。

また、本発明は、電気、機械、及び光学デバイス製造用のＮ−置換ジアゼニウムジオキシド及び／又はＮ’−ヒドロキシジアゼニウムオキシド塩の新規な使用方法に関する。
さらに、本発明は、電気、機械及び光学デバイスの製造のために基板材料を研磨する新規な方法に関する。

引用された文献
本出願で引用した文献は、それら全てが本明細書に参考として組み込まれる。

化学的・機械的な平面化又は研磨（ＣＭＰ）は、集積回路（ＩＣ）デバイスの局所的及び全体的な平面度を実現するための主要なプロセスである。この技術は、一般的には、回転基板の表面と研磨パッドとの間において、研磨剤及び活性化学物質である他の添加剤を含有する組成物又はＣＭＰスラリーを、負荷の下で施す。従って、ＣＭＰプロセスは、研磨等の物理的方法に、例えば、酸化又はキレート化等の化学的方法を組み合わせる。基板材料の除去又は研磨においては、単純に物理的な作用或いは単純に化学的な作用を含むべきであるが、上記技術は、高速で均一な除去を実現するために、むしろ両者の相乗的組み合わせで構成されるので望ましくない。

この方法では、所望の平面度が達成されるまで、又はバリアサブレイヤー若しくは停止層が露出するまで、基板材料が取り除かれる。最終的には、平面状の欠陥のない表面が得られる。この表面は、その後のフォトリソグラフィー、パターニング、エッチング及び薄膜処理によって、適切な多層ＩＣデバイスの製造が可能となす。

シャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）は、一般的にパターニングされたウェーハ基板上において、二酸化ケイ素を選択的に取り除き、窒化ケイ素とすることを要求する特定のＣＭＰ用途の一つである。この場合、エッチングされたトレンチは、絶縁体材料（二酸化ケイ素）で過剰に充填され、例えば、停止層としての窒化ケイ素バリア膜を用いて研磨される。ＣＭＰプロセスでは、露出した窒化ケイ素及びトレンチの酸化ケイ素の除去を最小限としつつ、バリア膜から二酸化ケイ素を取り除いて終了する。

この方法では、窒化ケイ素の除去量に対する二酸化ケイ素材料の除去量の比を高くすることのできるＣＭＰスラリーが要求される。当該技術分野ではこの比は、窒化物に対する酸化物の選択度とも呼ばれている。

セリア系ＣＭＰスラリーは、セリアの二酸化ケイ素への化学的親和性が高いことにより相当に高い窒化物に対する酸化物の選択度を実現するので、ＳＴＩ用途において相当の注目を受けている。なお、当該技術分野において、上記化学的親和性は、セリアの化学歯作用（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｔｏｏｔｈ ａｃｔｉｏｎ）とも呼ばれている。

それにもかかわらず、セリア系ＣＭＰスラリーの窒化物に対する酸化物の選択度は、該選択度を調整する添加剤により改善されなければならない。

したがって、Ｐ．Ｗ．Ｃａｔｅｒらは、「Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｌｅｔｔｅｒｓ， ８ （８） Ｇ２１８−Ｇ２２１ （２００５） ， Ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ Ｒｅａｃｔｉｖｉｔｙ Ｂｅｔｗｅｅｎ Ｃｅｒｉａ ａｎｄ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｄｉｏｘｉｄｅ ａｎｄ ＳｉｌｉｃｏＮ，Ｎｉｔｒｉｄｅ Ｓｕｒｆａｃｅｓ， Ｏｒｇａｎｉｃ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｅｆｆｅｃｔｓ，」において、窒化物に対する酸化物の選択度における、グルタミン酸、ピコリン酸、４−ヒドロキシ安息香酸、イミダゾール、酢酸、ギ酸、３−ヒドロキシピコリン酸、アントラニル酸、ピロールカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、ピペラジン、ピリジン、２−フェニル酢酸、安息香酸、３−アミノフェノール、コハク酸、ベタイン、グリシン、プロリン、ベンゼンスルホン酸、モルホリン、サリチル酸、テレフタル酸、リンゴ酸、イソプロパノール、クエン酸、及びシュウ酸の影響を開示している。

Ｙ．Ｎ．Ｐｒａｓａｄらは、「Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｌｅｔｔｅｒｓ， ９ （１２） Ｇ３３７−Ｇ３３９ （２００６）， Ｒｏｌｅ ｏｆ Ａｍｉｎｏ−Ａｃｉｄ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｎ Ｓｉｌｉｃａ ａｎｄ ＳｉｌｉｃｏＮ，Ｎｉｔｒｉｄｅ Ｓｕｒｆａｃｅｓ ｄｕｒｉｎｇ ＳＴＩ ＣＭＰ」において、プロリン及びアルギニンの影響を開示している。

Ｈｙｕｎ−Ｇｏｏ Ｋａｎｇらは、「Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， ｖｏｌｕｍｅ ２２−Ｎｏ． ３， ２００７， ｐａｇｅｓ ７７７ ｔｏ ７８７，」では、シャロートレンチ内における化学的・機械的平面化によるＳｉＯ_２膜／Ｓｉ_３Ｎ_４膜の除去選択度において、研磨粒子のサイズ、及びセリアスラリー中のポリ（アクリル酸）の分子量による影響について開示している。

Ｓ．Ｋｉｍらは、「Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｌｌｏｉｄ ａｎｄ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ， ３１９ （２００８）」の４８〜５２ページにおいて、化学機械研磨（ＣＭＰ）におけるアニオン性高分子電解質の吸収挙動を開示している。

Ｓ．Ｖ．Ｂａｂｕらは、「Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｌｅｔｔｅｒｓ， ７ （１２） Ｇ３２７−Ｇ３３０ （２００４）， Ｓｌｕｒｒｙ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ＳｉｌｉｃｏＮ，Ｎｉｔｒｉｄｅ Ｒｅｍｏｖａｌ ｄｕｒｉｎｇ ＣＭＰ」において、アルギニン、リジン、プロリン、Ｎ−メチルグリシン、アラニン、グリシン、ピコリン酸、Ｎ，Ｎ−ジメチルグリシン、３−アミノ酪酸、及びイソニコチン酸の影響に関する調査が開示されている。

Ｊａｅ−Ｄｏｎｇ Ｌｅｅらは、「Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ， １４９ （８） Ｇ４７７−Ｇ４８１， ２００２−Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｎｏｎｉｏｎｉｃ Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ ｏｎ Ｏｘｉｄｅ−Ｔｏ−Ｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ ｄｕｒｉｎｇ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ」において、酸化物からポリシリコンへの選択度における、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）やエチレンオキシド−プロピレンオキシド−エチレンオキシドトリブロックコポリマー等の界面活性剤の影響について開示されている。しかしながら、窒化物に対する酸化物の選択度については対処されていない。

ＵＳ５７３８８００Ｂ、ＵＳ６０４２７４１Ｂ、ＵＳ６１３２６３７Ｂ、及びＵＳ６２１８３０５Ｂには、錯化剤を含有するセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。この錯化剤は、例えば、リンゴ酸、酒石酸、グルコン酸、クエン酸、オルトジ−及びポリヒドロキシ安息香酸、フタル酸、ピロカテコール、ピロガロール、没食子酸、タンニン酸、及びそれらの塩である。また、セリア系ＣＭＰスラリーは、アニオン性、カチオン性、両性、又は非イオン性界面活性剤を含んでいる。セリア系ＣＭＰスラリーは、高い窒化物に対する酸化物の選択度を有することが主張されている。

ＵＳ５７５９９１７Ｂ１、ＵＳ６６８９６９２Ｂ１、及びＵＳ６９８４５８８Ｂ２には、カルボン酸を含有するセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。このカルボン酸は、例えば、酢酸、アジピン酸、酪酸、カプリン酸、カプロン酸、カプリル酸、クエン酸、グルタル酸、グリコール酸、ギ酸、フマル酸、乳酸、ラウリン酸、リンゴ酸、マレイン酸、マロン酸、ミリスチン酸、シュウ酸、パルミチン酸、フタル酸、プロピオン酸、ピルビン酸、ステアリン酸、コハク酸、酒石酸、吉草酸、２−（２−メトキシエトキシ）酢酸、２−［２−（２−メトキシエトキシ）エトキシ］酢酸、ポリ（エチレングリコール）ｂｉｓ（カルボキシメチル）エーテル、並びにこれらの誘導体及び塩である。また、セリア系ＣＭＰスラリーは、例えば、硝酸塩、リン酸塩、及び硫酸塩等の水溶性の有機塩及び無機塩を含有する。セリア系ＣＭＰスラリーは、酸化ケイ素を研磨して窒化ケイ素膜で過剰充填することが主張されている。

ＵＳ６２９９６５９Ｂ１には、セリア系ＣＭＰスラリーが開示されており、このセリア系ＣＭＰスラリーでは、窒化物に対する酸化物の選択度を向上させるために、研磨粒子が、シラン、チタネート、シクロエート、アルミニウム、及びリン酸の塩カップリング剤で処理される。

ＵＳ２００２／００３４８７５Ａ１、及びＵＳ６６２６９６８Ｂ２には、界面活性剤、ｐＨ調整剤及び疎水性官能基を含むセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。ｐＨ調整剤は、例えば、水酸化カリウム、硫酸、硝酸、塩酸又はリン酸、並びに親水性官能基及び疎水性官能基を含有するポリマーである。ポリマーは、例えば、ビニルメチルエーテル（ＰＶＭＥ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリオキシエチレン２３ラウリルエーテル（ＰＯＬＥ）、ポリプロパン酸（ＰＰＡ）、ポリアクリル酸（ＰＭ）、及びポリエーテルグリコールビスエーテル（ＰＥＧＢＥ）である。しかし、このセリア系ＣＭＰスラリーは、窒化物に対する酸化物の選択度を向上させる。

ＵＳ６４３６８３５Ｂ１には、水溶性のカルボン酸又はカルボン酸塩又はスルホン酸又はスルホン酸基を有する有機化合物を含有する、シャロートレンチアイソレーションプロセスのためのセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。上記カルボン酸又はカルボン酸塩又はスルホン酸又はスルホン酸基は、例えば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、リンゴ酸、乳酸、酒石酸、グルコン酸、クエン酸、コハク酸、アジピン酸、フマル酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、グリシン４−アミノ酪酸、６−アミノヘキサン酸、１２−アミノラウリン酸、アルギニン、グリシルグリシン、ラウリルベンゼンスルホン酸、及びこれらのアンモニウム塩である。このセリア系ＣＭＰスラリーは高い窒化物に対する酸化物の選択度を有することが主張されている。

ＵＳ６４９１８４３Ｂ１、ＵＳ６５４４８９２Ｂ２、及びＵＳ６６２７１０７Ｂ２には、窒化物に対する酸化物の選択度を改善するために、例えばリジン、アラニン、及びプロリン等のα−アミノ酸を含むセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。

ＵＳ６６１６５１４Ｂには、水性媒体中で解離しない少なくとも３つのヒドロキシル基を有する有機ポリオールを含有するセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。或いは、少なくとも３つのヒドロキシル基を有する少なくとも一種のモノマーから形成されるポリマーが開示されており、このポリマーは、マンニトール、ソルビトール、マンノース、キシリトール、ソルボース、スクロース、及びデキストリン等の水性媒体で解離しない。これにより、窒化物に対する酸化物の選択度が改善される。

ＪＰ２００５−３３６４００Ａには、水溶性縮合リン酸塩、水溶性炭酸塩、及び炭酸水素塩を含有するセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。水溶性縮合リン酸塩は、例えば、ピロリン酸塩、トリポリリン酸塩、及びヘキサメタリン酸塩である。セリア系ＣＭＰスラリーは、更に、水溶性有機溶媒を含んでいてもよい。水溶性有機溶媒は、例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、及び１，２，３−プロパントリオール、アセトン及びメチルエチルケトン等のケトン、テトラヒドロフラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、並びに１，４−ジオキサンである。

ＵＳ７０７１１０５Ｂ２及びＵＳ２００６／０１４４８２４Ａ１には、４〜９のｐＫａを有する官能基を含む研磨添加剤を含有するセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。研磨添加剤は、アリールアミン、アミノアルコール、脂肪族アミン、複素環アミン、ヒドロキサム酸、アミノカルボン酸、環式モノカルボン酸、不飽和モノカルボン酸、置換フェノール、スルホンアミド、チオール及びこれらの塩からなる群から選択され、特に、塩化物、臭化物、硫酸塩、スルホン酸塩、トリフルオロメチルスルホン酸塩、酢酸塩、トリフルオロ酢酸塩、ピクリン酸塩、ペルフルオロ酪酸塩、並びにナトリウム塩、カリウム塩及びアンモニウム塩である。

上述のアリールアミンとしては、アニリン、４−クロロアニリン、３−メトキシアニリン、Ｎ−メチルアニリン、４−メトキシアニリン、ｐ−トルイジン、アントラニル酸、３−アミノ−４−ヒドロキシベンゼンスルホン酸、アミノベンジルアルコール、アミノベンジルアミン、１−（−アミノフェニル）ピロール、１−（３−アミノフェニル）エタノール、２−アミノフェニルエーテル、２，５−ビス−（４−アミノフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−（２−アミノフェニル）−１Ｈ−１、３，４−トリアゾール、２−アミノフェニル、３−アミノフェニル、４−アミノフェニル、ジメチルアミノフェノール、２−アミノチオフェノール、３−アミノチオフェノール、４−アミノメチルスルフィド、２−アミノベンゼンスルホンアミド、オルタニル酸、３−アミノベンゼンボロン酸、５−アミノイソフタル酸、スルファセタミド、スルファニル酸、ｏ−又はｐ−アルサニル酸、及び（３Ｒ）−３−（４−トリフルオロメチルフェニルアミノ）ペンタン酸である
上述したアミノアルコールは、トリエタノールアミン、ベンジルジエタノールアミン、ｔｒｉｓ（ヒドロキシメチル）アミノメタン、ヒドロキシルアミン、及びテトラサイクリンである。

上述した脂肪族アミンは、例えばメトキシアミン、ヒドロキシアミン、Ｎ−メチルヒドロキシルアミン、Ｎ、Ｏ−ジメチルヒドロキシルアミン、β−ジフルオロエチレンアミン、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン、ジエチル（（ブチルアミノ）（２−ヒドロキシフェニル）メチル）ホスホネート、イミノエタン、イミノブタン、トリアリルアミン、シアノアミン（アミノアセトニトリル、ジメチルアミノアセトニトリル、２−アミノ−２−シアノプロパン、イソプロピルアミノプロピオンニトリル、ジエチルアミノプロピオンニトリル、アミノプロピオニトリル、ジシアノジエチルアミン）、ヒドラジン、メチルヒドラジン、テトラメチルヒドラジン、Ｎ、Ｎ−ジメチルヒドラジン、フェニルヒドラジン、Ｎ、Ｎ−ジエチルヒドラジン、トリメチルヒドラジン、エチルヒドラジン及びこれらの塩である。

上述した複素環式アミンは、イミダゾール、１−メチルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−ヒドロキシメチルイミダゾール、１−メチル−２−ヒドロキシメチルイミダゾール、ベンゾイミダゾール、キノリン、イソキノリン、ヒドロキシキノリン、メラミン、ピリジン、ビピリジン、２−メチルピリジン、４−メチルピリジン、２−アミノピリジン、３−アミノピリジン、２，３−ピリジンジカルボン酸、２，５−ピリジンジカルボン酸、２，６−ピリジンジカルボン酸、５−ブチル−２−ピリジンカルボン酸、２−ピリジンカルボン酸、３−ヒドロキシ−２−ピリジンカルボン酸、４−ヒドロキシ−２−ピリジンカルボン酸、３−ベンゾイル−２−ピリジンカルボン酸、６−メチル−２−ピリジンカルボン酸、３−メチル−２−ピリジンカルボン酸、６−ブロモ−２−ピリジンカルボン酸、６−クロロ−２−ピリジンカルボン酸、３，６−ジクロロ−２−ピリジンカルボン酸、４−ヒドラジノ−３，５，６−トリクロロ−２−ピリジンカルボン酸、２−キノリンカルボン酸、４−メトキシ−２−キノリンカルボン酸、８−ヒドロキシ−２−キノリンカルボン酸、４，８−ヒドロキシ−２−キノリンカルボン酸、７−クロロ−４−ヒドロキシ−２−キノリンカルボン酸、５，７−ジクロロ−４−ヒドロキシ−２−キノリンカルボン酸、５−ニトロ−２−キノリンカルボン酸、１−イソキノリンスルホン酸、３−イソキノリンカルボン酸、アクリジン、ベンゾキノリン、ベンゾアクリジン、クロニジン、アナバシン、ノルニコチン、トリアゾロピリジン、ピリドキシン、セロトニン、ヒスタミン、ベンゾジアゼピン、アジリジン、モルホリン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、ＤＡＢＣＯ、ヘキサメチレンテトラミン、ピペラジン、Ｎ−ベンゾイルピペラジン、１−トシルピペラジン、Ｎ−カルボキシエチルピペラジン，１，２，３−トリアゾール、１，２，４−トリアゾール、２−アミノチアゾール、ピロール、ピロール−２−カルボン酸、３−ピロリン−２−カルボン酸、エチルピロリン、シクロヘキシルピロリン、トリルピロリン、テトラゾール、５−シクロプロピルテトラゾール、５−ヒドロキシテトラゾール、５−フェノキシテトラゾール、５−フェニルテトラゾール、フルオプラテンシル、メチルチオウラシル、５，５−ジフェニルヒドントイン、５，５−ジメチル−２，４−オキサゾリジンジオン、フタルイミド、スクシンイミド、３，３−メチルフェニルグルタルイミド、３，３−ジメチルスクシンイミド、イミダゾール［２，３−Ｂ〕チオキサゾール、ヒドロキシエミダゾ［２，３−ａ］インドール、５，５−メチルフェニルバルビツル酸、１，５，５−トリメチルバルビツル酸、ヘキソバルビタール、５，５−ジメチルバルビツル酸、１，５−ジメチル−５−フェニルバルビツル酸、およびその塩である。

特にヒドロキサム酸は、ホルモヒドロキサム酸、アセトヒドロキサム酸、ベンゾヒドロキサム酸、サリチルヒドロキサム酸、２−アミノベンゾヒドロキサム酸、２−クロロベンゾヒドロキサム酸、２−フルオロベンゾヒドロキサム酸、２−ニトロベンゾヒドロキサム酸、３−ニトロベンゾヒドロキサム酸、４−アミノベンゾヒドロキサム酸、４−クロロベンゾヒドロキサム酸、４−フルオロベンゾヒドロキサム酸、４−ニトロベンゾヒドロキサム酸、及びこれらの塩である。

上述したアミノカルボン酸は、グルタミン酸、β−ヒドロキシグルタミン酸、アスパラギン酸、アスパラギン、アザセリン、システイン、ヒスチジン、３−メチルヒスチジン、シトシン、７−アミノセファロ酸、及びカルノシンある。

上述した環状モノカルボン酸は、ナフタレン−２−カルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロヘキシル酢酸、２−フェニル乳酸、４−ヒドロキシ安息香酸、３−ヒドロキシ安息香酸、２−ピリジンカルボン酸、シス−及びトランス−シクロヘキサンカルボン酸、安息香酸、並びにこれらの塩である。

上述した不飽和モノカルボン酸は、桂皮酸、アクリル酸、３−クロロプロパ−２−エンカルボン酸、クロトン酸、４−Ｂｕｔ−２−エンカルボン酸、シス−又はトランス−２−ペンタン酸、２−メチル−２−ペンタン酸、２−ヘキセン酸及び３−エチル−２−ヘキセン酸、並びにこれらの塩である。

上述したフェノールは、ニトロフェノール、２，６−ジハロ−４−ニトロフェノール、２，６−ジ−Ｃ_{１―１２−}アルキル−４−ニトロフェノール、２，４−ジニトロフェノール、３，４−ジニトロフェノール、２−Ｃ_１―１２−アルキル−４，６−ジニトロフェノール、２−ハロ−４，６−ジニトロフェノール、ジニトロ−ｏ−クレゾール、ピクリン酸、及びこれらの塩である。

上述したスルホンアミドは、Ｎ−クロロトリルスルホンアミド、ジクロロフェンアミド、マフェニド、ニメスリド、スルファメチゾール、スルファペリン、スルファセタミド、スルファジアジン、スルファジメトキシン、スルファメタジン、スルファピリジン、スルファキノキサリン、及びこれらの塩である。

上述のチオール類は、二硫化水素、システアミン、Ｎ−（Ｌ−システイニル）−Ｌ−システイン、メチルシステイン、チオフェノール、ｐ−クロロチオフェノール、Ｏ−アミノチオフェノール、Ｏ−メルカプトフェニル酢酸、ｐ−ニトロベンゼンチオール、２−メルカプトエタンスルホン酸塩、Ｎ−ジメチルシステアミン、ジプロピルシステアミン、ジエチルシステアミン、メルカプトエチルモルホリン、メチルチオグリコール酸塩、メルカプトエチルアミン、Ｎ−トリメチルシステイン、グルタチオン、メルカプトエチルピペリジン、ジエチルアミノプロパンチオール及びこれらの塩である。

研磨添加剤は、窒化物に対する酸化物の選択度を増大させると考えられている。

ＵＳ２００６／０２０７１８８Ａ１には、ポリマーの反応生成物を含有するセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。当該ポリマーは、例えば、ポリアクリル酸又はポリ（アルキルメタクリレート）、並びにアクリルアミド、メタクリルアミド、エチルメタクリルアミド、ビニルピリジン又はビニルピロリドン等のモノマーである。また、反応生成物は、窒化物に対する酸化物の選択度を増大させると考えられている。

ＵＳ２００６／０２１６９３５Ａ１には、タンパク質、リジン及び／又はアルギニン並びにピロリドン化合物を含有するセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。なお、ピロリドン化合物は、例えば、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、Ｎ−オクチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、Ｎ−シクロヘキシル−２−ピロリドン、Ｎ−ブチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヘキシル−２−ピロリドン、Ｎ−デシル−２−ピロリドン、Ｎ−オクタデシル−２−ピロリドン、及びＮ−ヘキサデシル−２−ピロリドンである。さらに、セリア系ＣＭＰスラリーは、ポリアクリル酸、グリコール、及びポリグリコールのような分散剤を含んでいても良い。具体例としては、プロリン、ポリビニルピロリドン又はＮ−オクチル−２−ピロリドン、ＰＰＯ／ＰＥＯブロックコポリマー、及びグルタルアルデヒドである。セリア系ＣＭＰスラリーは、積極的に、トレンチの二酸化ケイ素を除去することが無いと考えられ、これにより、最小段の高さをほぼ増加させることなく、端点を超えて拡張された研磨が可能となる。

ＵＳ２００７／００７７８６５Ａ１には、ポリエチレンオキシド／ポリプロピレンオキシドコポリマー（ＢＡＳＦ社によりＰｌｕｒｏｎｉｃシリーズとして販売されている）を含むセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。また、このセリア系ＣＭＰスラリーは、例えば、２−ジメチルアミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＤＭＡＭＰ）、２−アミノ−２−エチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）、２−（２−アミノエチルアミノ）エタノール、２−（イソプロピルアミノ）エタノール、２−（メチルアミノ）エタノール、２−（ジエチルアミノ）エタノール、２−（２−ジメチルアミノ）エトキシ）エタノール、１，１’−［［３−（ジメチルアミノ）プロピル］イミノ］−ｂｉｓ−２−プロパノール、２−（２−ブチルアミノ）エタノール、２−（ｔｅｒｔ−ブチルアミノ）エタノール、２−（ジイソプロピルアミノ）エタノール、及びＮ−（３−アミノプロピル）モルホリンを含む。

さらに、セリア系ＣＭＰスラリーは、水酸化テトラメチルアンモニウム等の第四級アンモニウム化合物、塗膜形成剤、及び錯化剤を含む。塗膜形成剤は、例えば、アルキルアミン、アルカノールアミン、ヒドロキシルアミン、リン酸エステル、ラウリル硫酸ナトリウム、脂肪酸、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリビニルホスホン酸塩、ポリリンゴ酸塩、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリビニル硫酸塩、ベンゾトリアゾール、トリアゾール、及びベンゾイミダゾールである。また、錯化剤は、例えば、アセチルアセトン、酢酸塩、グリコール酸塩、乳酸塩、グルコン酸塩、没食子酸、シュウ酸塩、フタル酸塩、クエン酸塩、コハク酸塩、酒石酸塩、リンゴ酸塩、エチレンジアミン四酢酸、エチレングリコール、ピロカテコール、ピロガロール、タンニン酸、ホスホニウム塩、及びホスホン酸である。セリア系ＣＭＰスラリーは、ポリシリコンに対して、酸化ケイ素及び／又は窒化ケイ素の良好な選択度を提供すると考えられる。

ＵＳ２００７／０１７５１０４Ａ１には、水溶性ポリマー類から選択されるポリシリコン摩耗抑制剤を含むセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。上記水溶性ポリマー類は、アクリルアミド、メタクリルアミド、及びこれらのα−置換誘導体から選択される群からなる要素により置換される、Ｎ−モノ置換又はＮ，Ｎ−ジ−置換された骨格を有する。

また、水溶性ポリマー類は、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、アルキルオキシレート直鎖脂肪族アルコール、及びアセチレン系ジオールのエチレンオキシド付加物である。更に、セリア系ＣＭＰスラリーは、アルギン酸、ペクチン酸、カルボキシメチルセルロース、寒天、カードラン、プルラン等の多糖類；ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、ポリリシン、ポリリンゴ酸、ポリメタクリル酸、ポリイミド酸、ポリマレイン酸、ポリイタコン酸、ポリフマル酸、ポリ（ｐ−スチレンカルボン酸）、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、アミノポリアクリルアミド、ポリグリオキザル酸、及びこれらの塩等のポリカルボン酸；ポリビニルアルコール等のビニルポリマー；並びにポリアクロレインである。セリア系ＣＭＰスラリーは、ポリシリコンにおける酸化ケイ素の選択度が非常に高い。

ＵＳ２００７／０１９１２４４Ａ１には、重量平均分子量が３０〜５００であり、ヒドロキシル基若しくはカルボキシル基又はこの両方を含むセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。ヒドロキシル基又はカルボキシル基は、クエン酸塩、リンゴ酸塩、グルコン酸塩、酒石酸塩、２−ヒドロキシイソ酪酸塩、アジピン酸塩、オクタン酸、コハク酸、ＥＤＴＡ含有化合物、グルタン酸塩、メチレンコハク酸塩、マンノース、グリセロ−ガラクトヘプトース、エリスロ−マンノ−オクトース、アラビノ−ガラクトノノース、及びグルタミンである。さらに、セリア系ＣＭＰスラリーは、直鎖ポリマー酸又はアルコキシグリコール側鎖を有するグラフト型ポリマー酸を含有してもよい。セリア系ＣＭＰスラリーは、研磨されたウェーハの全体的平面度の改善を実現すると記載されている。

ＵＳ２００７／０２１８８１１Ａ１には、ｐＨが４〜７．５であり、分散剤、ポリカルボン酸、及び１００〜１０００ｐｐｍの濃度での３．２以下のｐＫａを有する第一の非解離性酸性基を有する強酸を含有したセリア系ＣＭＰスラリーが開示されている。この例によれば、アクリル酸及びメタクリル酸のポリマーが、アニオン性分散剤として挙げられ、ポリオキシエチレン誘導体は、ノニオン性分散剤として挙げられており、及びポリビニルピロリドンがカチオン性分散剤として記載されている。特に上述の強酸は、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、シュウ酸、マレイン酸、ピクリン酸、亜硫酸、チオ亜硫酸、アミド硫酸、塩素酸、過塩素酸、亜塩素酸、ヨウ化水素酸、過ヨウ素酸、ヨウ素酸、臭化水素酸、過臭素酸、クロム酸、亜硝酸、ジホスホン酸、トリポリリン酸、ホスフィン酸、ピコリン酸、ホスホン酸、イソニコチン酸、ニコチン酸、トリクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、クロロ酢酸、シアノ酢酸、オキサロ酢酸、ニトロ酢酸、ブロモ酢酸、フルオロ酢酸、フェノキシ酢酸、ｏ−ブロモ安息香酸、ｏ−ニトロ安息香酸、ｏ−クロロ安息香酸、ｐ−アミノ安息香酸、アントラニル酸、フタル酸、フマル酸、マロン酸、酒石酸、クエン酸、ｏ−クロロアニリン、２，２’−ビピリジン、４，４’−ビピリジン、２，６−ピリジンジカルボン酸、ピルビン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリスルホン酸、グルタミン酸、サリチル酸、アスパラギン酸、２−アミノエチルホスホン酸、リジン、アルギニン、イソロイシン、サルコシン、オルニチン、グアノシン、シトルリン、チロシン、バリン、ヒポキサンチン、メチオニン、リジン、及びロイシンである。上記セリア系ＣＭＰスラリーによれば、効率的な高速操作、及び容易なプロセス管理が可能となり、パターン密度の差に起因する膜厚における変動を小さくすることができる。

電子デバイスの製造、特に、半導体集積回路（ＩＣｓ）の製造においては、とりわけ高い選択度のＣＭＰを用いた高精度な方法を必要とする。

従来技術のセリア系ＣＭＰスラリーは、十分な窒化物に対する酸化物の選択度、ウェーハ面内の不均一性（ＷＩＷＮＵ）、及びウェーハとウェーハの間の不均一性（ＷＴＷＮＵ）によって例示される良好な全体及び局所的平面度を有するが、ＩＣアーキテクチャの大きさが減少する場合であっても、特にＬＳＩ（大規模集積回路）又はＶＬＳＩ（超大規模集積回路）を伴うＩＣにおいては、集積回路装置における製造者に対して増加する技術的かつ経済的な要求を満たすために、セリア系ＣＭＰスラリーの一定の改善を必要とする。

しかし、従来のセリア系ＣＭＰスラリーに対する差し迫った要求は、集積回路装置の分野にのみ当てはまるものではなく、他の電子機器の分野においても研磨及び平面化効果の改良が必要である。なお、他の電子機器とは、例えば、液晶パネル、有機エレクトロルミネッセンスパネル、プリント回路基板、マイクロマシン、ＤＮＡチップ、マイクロプラント、光電池、及び磁気ヘッドである。また、高精度の機械装置、及び光学デバイスとして、フォトマスク、レンズ及びプリズム、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の無機材料の導電性フィルム、光集積回路、光スイッチング素子、光導波管、例えば光ファイバ及びシンチレータの端面における光学単結晶、固体レーザ単結晶、青色レーザＬＥＤ用のサファイア基板、半導体単結晶、及び磁気ディスク用のガラス基板である。

また、高精度機械装置の製造においては、高精度なＣＭＰプロセス工程が要求される。従来技術セリア系ＣＭＰスラリーの主な欠点の１つは、それらが微生物や菌による攻撃を受けやすいということである。したがって、ＣＭＰスラリーは、細菌及び真菌が増殖することによりセリア研磨粒子に対して不可逆的凝集及び沈降がもたらされることで、当該セリア研磨粒子の粒度分布に悪影響を与えて保管について不安定になる。

一つの試みは、殺生物剤を添加することにより、この深刻な問題を改善することである。しかしながら、従来の殺生物剤は、また予測し得ない態様で、研磨剤の粒径分布を不安定にする恐れがある。

ドイツ特許公開ＤＥ３８３５３７０Ａ１、ＵＳ特許５３９３８７４、欧州特許公開ＥＰ０５８８２４９Ａ１、及び国際公開ＷＯ９０／０１０３３には、Ｎ−置換ジアゼニウムジオキシド及びＮ’−ヒドロキシジアゼニウムオキシド塩、これらの製造方法、並びにこれらの使用方法が記載されている。当該使用方法では、これら物質を、繊維、プラスチック、建物の材料や塗料系の仕上げに適した消毒剤として、殺菌剤及び防カビ剤ととともに木材防腐剤として使用することが記載されている。Ｎ−置換ジアゼニウムジオキシド及びＮ’−ヒドロキシジアゼニウムオキシド酸塩は、研磨用組成物中、特にセリア系ＣＭＰスラリー中において使用することができる。

ＵＳ５，７３８，８００Ｂ ＵＳ６，０４２，７４１Ｂ ＵＳ６，１３２，６３７Ｂ ＵＳ６，２１８，３０５Ｂ ＵＳ５，７５９，９１７Ｂ ＵＳ６，６８９，６９２ Ｂ１ ＵＳ６，９８４，５８８ Ｂ２ ＵＳ６，２９９，６５９ Ｂ１ ＵＳ２００２／００３４８７５ Ａ１ ＵＳ６，６２６，９６８ Ｂ２ ＵＳ６，４３６，８３５ Ｂ１ ＵＳ６，４９１，８４３ Ｂ１ ＵＳ６，５４４，８９２ Ｂ２ ＵＳ６，６２７，１０７ Ｂ２ ＵＳ６，６１６，５１４ Ｂ１ ＵＳ７，０７１，１０５ Ｂ２ 特開２００５−３３６４００ ＵＳ２００６／０１４４８２４ Ａ１ ＵＳ２００６／０２０７１８８ Ａ１ ＵＳ２００６／０２１６９３５ Ａ１ ＵＳ２００７／００７７８６５ Ａ１ ＵＳ２００７／０１７５１０４ Ａ１ ＵＳ２００７／０１９１２４４ Ａ１ ＵＳ２００７／０２１８８１１ Ａ１ ＤＥ３８ ３５ ３７０ Ａ１ ＵＳ５，３９３，８７４Ｂ ＥＰ０５８８２４９Ａ１ ＷＯ９０／０１０３３Ａ

従って、本発明の目的は、新規な水性研磨用組成物を提供すること、特に、新規な化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物、特に従来の研磨剤組成物の不利益及び欠点を示さない新規なセリア系ＣＭＰスラリーを提供することである。

特に、新規な水性研磨剤組成物、より詳細には新規な化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物、より詳細には新規なセリア系ＣＭＰスラリーは、大幅に改善された窒化物に対する酸化物の選択度を示し、良好な全体的及び局所的平面度を有する研磨ウェーハが得られる。このウェーハの良好な全体的及び局所的平面度は、ウェーハ内の不均一性（ＷＩＷＮＵ）及びウェーハ間の不均一性（ＷＴＷＮＵ）により例示されるものである。従って、ウェーハは、５０ｎｍ以下のサイズを有する構造のＩＣアーキテクチャ、特にＬＳＩ（大規模集積回路）又はＶＬＳＩ（超大規模集積回路）を有するＩＣｓの製造において極めて好適である。

また、新規な水性研磨剤組成物、より詳細には新規な化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物、より詳細には新規なセリア系ＣＭＰスラリーは、集積回路装置の分野において非常に有用であるだけでなく、他の電気デバイスの製造の分野においても最も効率的かつ有利となるべきである。なお、他の電気デバイスとは、例えば、液晶パネル、有機エレクトロルミネッセンスパネル、プリント回路基板、マイクロマシン、ＤＮＡチップ、マイクロプラント、及び磁気ヘッドであり、並びに高精度機械デバイス及び光学デバイス、特に光学ガラスとして、フォトマスク、レンズ及びプリズム、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の無機材料の導電性フィルム、光集積回路、光スイッチング素子、光導波管、光ファイバ及びシンチレータの端面等の光学単結晶は、固体レーザ単結晶、青色ＬＥＤレーザ用のサファイア基板、半導体単結晶、並びに磁気ディスク用のガラス基板である。

最も具体的には、新規なセリア系ＣＭＰスラリーは、微生物及び真菌による攻撃を受けるべきではなく、したがって、長期の保管の間に細菌及び真菌の増殖が生じず、研磨セリア粒子の粒度分布が不安定とならないべきである。この結果として、セリア粒子の不可逆凝集及び沈降が生じるべきではない。

また、本発明の他の目的は、Ｎ−置換ジアゼニウムジオキシド及びＮ’−ヒドロキシジアゼニウムオキシド塩の新規な使用方法を提供することである。

更に、本発明の目的は、機械デバイス、電気デバイス及び光学デバイスの基板材料を研磨するための新規な方法を提供することである。

従って、新規な水性研磨剤組成物を発見した。この研磨用組成物は、
（Ａ）Ｎ−置換ジアゼニウムジオキシド及びＮ’−ヒドロキシジアゼニウムオキシド塩からなる群から選択される少なくとも１種の水溶性又は水分散性化合物と、
（Ｂ）少なくとも一種の研磨粒子と、
を含む。

以下では、新規な水性研磨剤組成物は、「本発明の組成物」と記載する。

更に、機械、電気、及び光学デバイスの基板材料を研磨するための新規な方法を発見した。この方法では、本発明の組成物を用いる。

最後に、特に、機械デバイス、電気デバイス、及び光学デバイスを製造するためのＮ−置換ジアゼニウムジオキシド及びＮ’−ヒドロキシジアゼニウムオキシド塩の新規な使用方法を発見した。この使用方法を以下では本発明の使用方法と記載する。

本発明の目的が、本発明の組成物、本発明の方法及び本発明の使用方法によって解決できることは、驚きべきことであり、当業者にとって従来技術から容易に予測できものではない。

本発明の組成物は、驚くべきことに、窒化物に対する酸化物の選択度、並びにウェーハ面内の不均一性（ＷＩＷＮＵ）及びウェーハ間の不均一性（ＷＴＷＮＵ）によって例示される良好な全体的平面度及び局所的平面度を有する研磨ウェーハの収率について大幅な改善を示す。したがって、本発明の組成物は、５０ｎｍ以下の大きさの構造を有するＩＣアーキテクチャ、特にＬＳＩ（大規模集積回路）又はＶＬＳＩ（超大規模集積回路）を備えるＩＣｓの製造に極めて適している。

さらに、本発明の組成物は、集積回路装置の分野において非常に有用であるだけでなく、他の電気デバイスの製造の分野においても最も効率的かつ有利となる。なお、他の電気デバイスとは、例えば、液晶パネル、有機エレクトロルミネッセンスパネル、プリント回路基板、マイクロマシン、ＤＮＡチップ、マイクロプラント、及び磁気ヘッドであり、並びに高精度機械デバイス及び光学デバイス、特に光学ガラスとして、フォトマスク、レンズ及びプリズム、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の無機材料の導電性フィルム、光集積回路、光スイッチング素子、光導波管、光ファイバ及びシンチレータの端面等の光学単結晶は、固体レーザ単結晶、青色ＬＥＤレーザ用のサファイア基板、半導体単結晶、並びに磁気ディスク用のガラス基板である。

最も具体的には、本発明の組成物は、微生物及び真菌による攻撃を受けず、したがって、長期の保管の間に細菌及び真菌の増殖が生じず、研磨セリア粒子の粒度分布のが不安定とならない。この結果として、セリア粒子の不可逆凝集及び沈降が生じない。

従って、本発明の組成物は、特に、本発明の方法にもっとも有用である。本発明の方法は、電気デバイス用の基板材料の研磨、特に化学的機械研磨に最も好適に用いられる。なお、電気デバイスは、例えば、液晶パネル、有機エレクトロルミネッセンスパネル、プリント回路基板、マイクロマシン、ＤＮＡチップ、マイクロプラント、及び磁気ヘッドであり、並びに高精度機械デバイス及び光学デバイス、特に光学ガラスとして、フォトマスク、レンズ及びプリズム、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の無機材料の導電性フィルム、光集積回路、光スイッチング素子、光導波管、光ファイバ及びシンチレータの端面等の光学単結晶は、固体レーザ単結晶、青色ＬＥＤレーザ用のサファイア基板、半導体単結晶、並びに磁気ディスク用のガラス基板である。

本発明の組成物は、水性組成物である。これは、組成物が主溶媒及び分散剤として水、特に超純水を含有することを意味する。それにもかかわらず、本発明の組成物は、本発明の組成物は、当該組成物の水性の性質を変えない程度の少量で少なくとも１種の水混和性有機溶媒を含有してもよい。

本発明の組成物は、当該組成物の全質量を基準として、好ましくは、６０〜９９．９５質量％、より好ましくは７０〜９９．９質量％、さらに好ましくは９０〜９９．９質量％の水を含む。

本発明の組成物は、第一の必須成分又は要素の少なくとも一種として、好ましくは、一種の水溶性若しくは水分散性の化合物を含む。この化合物は、Ｎ−置換されたジアゼニウムジオキシド（Ａ）、及びＮ’−ヒドロキシジアゼニウムオキシド塩からなる群から選択される。

「水溶性」とは、関連する化合物（Ａ）が、水溶性媒体に分子レベルで分散することを意味する。一方で、「水分散性」とは、化合物（Ａ）が水性媒体中に微細に分散し、安定した状態の懸濁液又は乳濁液、好ましくは安定した懸濁液を形成することができることを意味する。最も好ましくは、化合物（Ａ）は水溶性である。

好ましくは、Ｎ−置換ジアゼニウムジオキシド（Ａ）は、一般式Ｉのものである。

一般式Ｉにおいて、Ｒは、少なくとも一種の残基を含む部分を表す。当該残基は、モノマー、オリゴマー、及びポリマー、置換及び非置換、飽和及び不飽和の脂肪族及び脂環式の基からなる群から選択され、これらの基は、少なくとも１個のヘテロ原子及び／又は少なくとも１つの二官能性又は三官能性架橋基を含まないか或いは含んでおり、モノマー、オリゴマー、及びポリマー、置換及び非置換、飽和及び不飽和の脂肪族及び脂環式の基は、少なくとも１個のヘテロ原子を含まないか或いは含んでいる。

一般式Ｉにおいて、ｎは１〜１０００、好ましくは１〜５００、より好ましくは１〜１００、及びより好ましくは、１〜５０、最も好ましくは、１〜１０の数である。残基Ｒがオリゴマー又はポリマー部分である場合には、数ｎは必ずしも整数である必要はなく、端数があっても良い。これは、オリゴマー及びポリマー部分の統計的性質によるものである。残基Ｒは、モノマー部分である場合には、数ｎは、通常、整数である。

したがって、ジアゼニウムジオキシド基に関して、残基Ｒは、単官能又は多官能であっても良く、これは、残基Ｒが一種以上のジアゼニウムジオキシド基を含むことを意味する。

残基Ｒは、少なくとも１個のヘテロ原子及び／又は少なくとも１つの二官能性又は三官能性の架橋基を含む場合には、ジアゼニウムジオキシド基が、残基Ｒの炭素原子と結合していることが好ましい。

与えられた残基Ｒが、後により詳細に説明する上述の部分の一つからなっていても良く、また、残基Ｒは、後により詳細に説明する上述の部分を２種以上含んでいても良い。これら基が相互に異なっていても良く、少なくとも一つの共有結合により相互に連結されているか、及び／又は後に詳細に説明する上述の一種以上の架橋基により相互に結合されていても良い。

本発明において「モノマー」とは、関連する残基Ｒが、１つの特徴的な構造単位又は２つの特徴的な構造単位を含むか、これら構造単位から成るモノマー化合物Ｒ’から生じるものであることを意味する。モノマー化合物Ｒ’は、好ましくは４０〜１０００ダルトンの範囲の分子量を有する。

本発明において「オリゴマー」とは、関連する残基Ｒが、３〜約１２個の特徴的な繰り返し構造単位を含むか、これら構造単位から成るオリゴマー化合物Ｒ’から生じるものであることを意味する。オリゴマー化合物Ｒ’は、好ましくは、１００〜２５００ダルトンの範囲の重量平均分子量Ｍｗを有する。

本発明において「ポリマー」とは、関連する残基Ｒが、少なくとも１２個の特徴的な繰り返し構造単位を含むか、これら構造単位から成るポリマー化合物Ｒ’から生じるものであることを意味する。ポリマー化合物Ｒ’は、好ましくは、５００〜２００００００ダルトン、より好ましくは１０００〜１００００００ダルトン、及び最も好ましくは５０００〜５０００００ダルトンの範囲の重量平均分子量Ｍｗを有する。

「非置換」とは、関連する残基Ｒが、下記のヘテロ原子を除き、炭素原子及び水素原子のみから成ることを意味する。

「置換」とは、関連する残基Ｒが、不活性、すなわち、本発明の組成物における化合物（Ａ）の製造、処理、貯蔵、及び使用をする条件下で反応しない少なくとも一つの置換基を含むことを意味する。

好適な不活性置換基の例としては、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボン酸基、スルホン酸基、ホスフィン酸基、ニトロ基、及びニトリル基、好ましくはフッ素原子及び塩素原子及びニトリル基である。

「飽和」とは、関連する残基Ｒが、任意のオレフィン系又はアセチレン系不飽和基を含まないことを意味する。従って、「不飽和」とは、関連する残基Ｒが、少なくとも１つのオレフィン系及び／又はアセチレン系不飽和基を含有することを意味する。

ヘテロ原子は、ホウ素、酸素、硫黄、窒素、リン、及びケイ素からなる群から選択されることが好ましく、最も好ましくは酸素及び窒素からなる群から選択される。

二官能性及び三官能性の架橋基は、上記の意味で不活性であることが好ましい。好適な二官能性及び三官能性架橋基の例は、炭酸エステル、チオ炭酸エステル、炭酸塩、チオ炭酸塩、リン酸エステル、チオリン酸エステル、ホスフィン酸エステル、チオホスホン酸エステル、亜リン酸塩、チオホスホン酸エステル、スルホン酸エステル、アミド、アミン、チオアミド、リン酸アミド、チオリン酸アミド、ホスホン酸アミド、チオホスホン酸アミド、スルホン酸アミド、イミド、ヒドラジド、ウレタン、尿素、チオ尿素、カルボニル、チオカルボニル、スルホン、及びスルホキシド基であり、特に好ましくは、炭酸塩、ウレタン、カルボニル及びカルボン酸エステル基、最も好ましくは炭酸エステル基である。

好ましくは、飽和、モノマー、脂肪族の部分Ｒが、直鎖又は分岐の脂肪族炭化水素Ｒ’から派生するものであり、より好ましくは直鎖又は分岐の脂肪族炭化水素Ｒ’は、１〜２０、より好ましくは１〜１６、さらに好ましくは１〜１２、最も好ましくは１〜４個の炭素原子を分子中に有している。脂肪族炭化水素Ｒ’は、特に、メタン、エタン、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、及びドデカン、特にメタン、エタン、プロパン、ブタン、及びイソブタンである。

好ましくは、置換、飽和、モノマー、脂肪族の部分Ｒは、直鎖又は分岐の脂肪族炭化水素Ｒ’から派生し、より好ましくは直鎖又は分岐の脂肪族炭化水素Ｒ’は、１〜２０、より好ましくは１〜１６、さらに好ましくは１〜１２、最も好ましくは１〜４個の炭素原子を分子中に有しており、フッ素及び塩素からなる群から選択される少なくとも１個のハロゲン原子を有している。

好適には置換、飽和、モノマー、脂肪族の部分Ｒは、例えば、フルオロ、クロロ、ジフルオロ、ジクロロ、クロロフルオロ、トリフルオロ、トリクロロ、ジフルオロクロロ、及びフルオロジクロロメタン、並びに１，１−及び１，２−ジフルオロ、１，１−及び１，２−ジクロロ、１−クロロ−１−フルオロ、１−クロロ−２−フルオロ、１−ジフルオロ−２−フルオロ、２−トリフルオロ、１−ジクロロ−２−クロロ、２−トリクロロ、１−ジフルオロ−２−クロロ、２−ジフルオロクロロ、１−フルオロ−２−ジクロロ及び２−フルオロジクロロエタン、フルオロ、クロロ、ジフルオロ、ジクロロ、トリフルオロ、トリクロロ、テトラフルオロ、テトラクロロ、ペンタフルオロ、ペンタクロロ、ヘキサフルオロ、ヘキサクロロ、ヘプタフルオロ及びヘプタクロロプロパン、並びに混合フルオロクロロ置換プロパン、フルオロ、クロロ、ジフルオロ、ジクロロ、トリフルオロ、トリクロロ、テトラフルオロ、テトラクロロ、ペンタフルオロ、ペンタクロロ、ヘキサフルオロ、ヘキサクロロ、ヘプタフルオロ、ヘプタクロロ、オクタフルオロ、オクタクロロ、ノナフルオロ及びノナクロロブタン及びイソブタン、同様の混合フルオロクロロ置換ブタン及びイソブタンから派生するものである。

好ましくは、非置換、置換、モノマー、脂肪族の部分Ｒ（少なくとも１個のヘテロ原子を有する）は、直鎖又は分岐の脂肪族炭化水素Ｒ’から派生するものであり、より好ましくは直鎖又は分岐の脂肪族炭化水素Ｒ’は、２〜２０、より好ましくは２〜１６、さらに好ましくは２〜１２、最も好ましくは２〜６個の炭素原子を分子中に有しており、２個の炭素原子の間に、少なくとも１個の窒素原子及び／又は酸素原子を有している。

特に好適な非置換、置換、モノマー、脂肪族の部分Ｒ（少なくとも１個のヘテロ原子を有する）は、例えば、ジメチルエーテル、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、２，４−ジオキサペンタン、２，４−オキサヘキサン、３，６−ジオキサオクタン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ジプロピルアミン、及び２−オキサ−４−アザ−ペンタンから生じる。

好ましくは、置換、飽和、モノマー、脂肪族の部分Ｒ（少なくとも１個のヘテロ原子を有する）は、直鎖又は分岐の脂肪族炭化水素Ｒ’から派生し、より好ましくは直鎖又は分岐の脂肪族炭化水素Ｒ’は、２〜２０、より好ましくは２〜１６、さらに好ましくは２〜１２、最も好ましくは２〜６個の炭素原子を分子中に有しており、２個の炭素原子の間に、少なくとも１個の窒素原子及び／又は酸素原子を有し、少なくとも１個のフッ素原子及び／又は塩素原子を有している。

例えば、置換、飽和、モノマー、脂肪族の部分Ｒ（少なくとも１個のヘテロ原子を有する）は、ジメチルエーテル、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、２，４−ジオキサペンタン、２，４−オキサヘキサン、３，６−ジオキサオクタン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ジプロピルアミン、及び２−オキサ−４−アザ−ペンタンから派生することが好適である。なお、これらは、少なくとも１個のフッ素原子及び／又は塩素原子及び／又はニトリル基で置換されてもよい。

好ましくは、置換又は非置換、飽和、モノマー、脂肪族の部分Ｒは、少なくとも一つの二官能性又は三官能性架橋基を有し、直鎖又は分岐の脂肪族炭化水素Ｒ’から派生し、より好ましくは直鎖又は分岐の脂肪族炭化水素Ｒ’は、２〜２０、より好ましくは２〜１６、さらに好ましくは２〜１２、最も好ましくは２〜６個の炭素原子を分子中に有しており、さらに少なくとも一つの二官能性又は三官能性の架橋基を有する。関連する炭化水素Ｒ’は、少なくとも１つの置換基を有していてもよい。

置換又は非置換、飽和、モノマー、脂肪族の部分Ｒは、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルブチルケトン、エチルブチルケトン、アセチルアセトン、ギ酸メチル、エチル、プロピル、ブチル及びペンチルエステル、酢酸メチル、エチル、プロピル及びブチルエステル、プロピオン酸メチル、エチル及びプロピルエステル、並びに酪酸メチル及びエチルエステルから派生する。なお、これらは、少なくとも１個のフッ素原子及び／又は塩素原子で置換されてもよい。

好ましくは、置換又は非置換の、飽和の、オリゴマー又はポリマーの、脂肪族の部分Ｒは、直鎖状、分岐鎖状、超分岐鎖状、星型状、デンドリマー状、及び櫛歯状のホモポリマー及びコポリマーから派生する。このホモポリマー及びコポリマーは、エチレン、プロピレン、ブチレン、及びイソブチレンからなる。コポリマーは、ヘキセン及びオクテン等の共重合された高級オレフィンを少量含んでいても良い。上記ホモポリマー及びコポリマーは、少なくとも１個のフッ素原子及び／又は塩素原子により置換されてもよい。

置換又は非置換の、飽和の、オリゴマー又はポリマーの、脂肪族の部分Ｒ（少なくとも１個のヘテロ原子、特に酸素原子を有する）は、例えば、アルキレンイミン（特にエチレンイミン）、アルキレンオキシド（特にエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド）、テトラヒドロフラン、並びにビニルエーテル及びエステル（特にビニルメチル、エチル、プロピル及びブチルエーテル及びエステル）の、直鎖状、分岐鎖状、超分岐鎖状、星型状、デンドリマー状、及び櫛歯状のホモポリマー及びコポリマーから派生する。上記ホモポリマー及びコポリマーは、二官能性又は三官能性の上述の架橋基を含んでいても良い。

置換又は非置換の、飽和の、オリゴマー又はポリマーの、脂肪族の部分Ｒ（少なくとも一つの二官能性又は三官能性、好ましくは二官能性の架橋基を含む）は、直鎖状、分岐鎖状、超分岐鎖状、星型状、デンドリマー状、及び櫛歯状のポリカーボネート、ポリウレタン、及び（メタ）アクリレート（コ）ポリマー、特にポリメチルアクリレート及びポリメチルメタアクリレートＰＭＭＡから派生することが好ましい。上記ホモポリマー及びコポリマーは、好ましくは少なくとも１個のフッ素及び／又は塩素原子により置換されてもよい。

置換又は非置換の、飽和の、オリゴマー又はポリマーの、脂肪族の部分Ｒは、好ましくは、例えば、オレフィン、アセチレン、アクリレート、メタクリレート、ビニルエステル、ビニルエステル、アリルエーテル、アリルエステル等の慣用及び公知のオレフィン系又はアセチレン系不飽和モノマーから派生する。また、Ｒは、「Ｒoeｍｐｐ Ｏｎｌｉｎｅ ２０１０， Ｔｈｉｅｍｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， ｗｗｗ．ｒｏｅｍｐｐ．ｃｏｍ， “Ｔｅｒｐｅｎｅ”， “Ｓｅｓｑｕｉｔｅｒｐｅｎｅ”， “Ｄｉｔｅｒｐｅｎｅ”， ａｎｄ “Ｔｒｉｔｅｒｐｅｎｅ”」に記載されているモノテルペン、セスキテルペン、ジテルペン、及びトリテルペンから派生しても良い。さらに、Ｒは、モノテルペン、セスキテルペン、ジテルペン、及びトリテルペンを少なくとも１個のフッ素及び／又は塩素原子及び／又はニトリル基により置換したものから派生することが好ましい。

置換又は非置換の、飽和の、オリゴマー又はポリマーの、脂肪族の部分Ｒは、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン、アセチレン、プロピン、メチル及びエチルアクリレート、メチルメタクリレート、ビニルエーテル及びエステルであり、特にビニルメチル、エチル、プロピル、及びブチルビニルエーテル及びエステル、並びにアリルメチル、エチル、プロピル、及びブチルエーテル及びエステル、並びにオシメン、ミルセン、シトラール、α−及びβ−イオノン及びプソイドイオノンである。上記モノマーは、少なくとも１個のフッ素及び／又は塩素原子及び／又はニトリル基により置換されてもよい。

好ましくは、置換又は非置換の、飽和の、脂環式の部分Ｒは、飽和の単環、二環、三環、四環の炭化水素から生じ、これら炭化水素は、少なくとも１個のフッ素及び／又は塩素原子及び／又はニトリル基により置換されてもよい。

特に好適な置換又は非置換の、飽和の、脂環式の部分Ｒの例は、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロデカン、ｏ−、ｍ−及びｐ−メンタン、メントン、カラン、ピナン、カロン、ボルニルクロリド、イソボルニルクロリド、樟脳、ボルナン、ノルボルナン、８．９．１０−トリノルボルナン、スピロ［３．３］ヘプタン、スピロビシクロヘキサン、デカリン、ヒドリンダン、ノルカンファン、ビシクロ［２．２．１］オクタン、アダマンタン、ツイスタン、及びコングレサンである。これらは、少なくとも１個のフッ素及び／又は塩素原子及び／又はニトリル基により置換されてもよい。

好ましくは、置換又は非置換の、飽和の、脂環式の部分Ｒ（少なくとも１個のヘテロ原子を含む）は、少なくとも１個のヘテロ原子を含む飽和の単環、二環、四環の炭化水素から生じる。この炭化水素は、少なくとも１個のフッ素原子及び／又は塩素原子及び／又はニトリル基により置換されてもよい。

置換又は非置換の、飽和の、脂環式の部分Ｒ（少なくとも１個のヘテロ原子、特に少なくとも１つのフッ素原子及び／又は酸素原子を含む）は、例えば、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、γ−ブチプラテンクトン、ε−カププラテンクタム、モルホリン、ウレチジン、イソオキサゾリジン、ピロリジン、イミダゾリン、ピラゾリジン、ピペリジン、ピペラジン、及びキヌクリジンから派生することが好ましい。なお、これらは、少なくとも１個のフッ素原子及び／又は特定の塩素原子及び／又はニトリル基により置換されてもよい。

好ましくは、置換又は非置換の、不飽和の、脂環式の部分Ｒは、少なくとも１個のフッ素原子及び／又は塩素原子及び／又はニトリル基により置換することが可能な、不飽和の単環、二環、三環、四環の炭化水素から派生する。

置換又は非置換の、不飽和の、脂環式の部分Ｒは、例えば、シクロプロペン、シクロブテン、シクロペンテン、シクロペンタジエン、シクロヘキサ−１，３−１，２−ジエン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロデセン、α−及びγ−テルピネン、テルピネン、α−及びβ−フェランドレン、リモネン、ジペンテン、プレゴン、カルボン、カルベノン、α−及びβ−ピネン、ビサボレンカジネン、β−セリネン、カンフェン、及びスピロ［４．５］デカ−１，６−ジエンから派生し、これらは、少なくとも１個のフッ素原子及び／又は塩素原子及び／又はニトリル基により置換されてもよい。

置換又は非置換の、飽和の、脂環式の部分Ｒ（少なくとも１個のヘテロ原子を含む）は、少なくとも１個のヘテロ原子を含む不飽和、単環、二環、三環、四環の炭化水素からから派生し、この炭化水素は、少なくとも１個のフッ素原子及び／又は塩素原子及び／又はニトリル基により置換されてもよい。

置換又は非置換の、不飽和脂環式の部分Ｒ（少なくとも１個のヘテロ原子、特に少なくとも１個の窒素原子及び／又は酸素原子を含む）は、例えば、２Ｈ−ピラン、２Ｈ−ピロール、Δ^２−イミダゾリン、Δ^２−ピロリン、Δ^３−ピラゾール、ピロレニン（ｐｙｒｒｏｌｅｎｉｎｅ）、及びΔ^４−イソオキサゾリン（ｉｓｏｘａｚｏｎｉｎｅ）から生じる。なお、炭化水素を、少なくとも１個のフッ素原子及び／又は塩素原子及び／又はニトリル基により置換してもよい。

好ましくは、置換及び非置換の、モノマーの、芳香族部分Ｒは、単環式及び多環式の芳香族化合物、特に、ベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、ジフェニルエーテル、ジフェニルアミン、ジフェニルケトン、ジフェニルスルフィド、ジフェニルスルホキシド、ジフェニルスルホン、ナフタレン、インダン、フルオラン、フルオレノン、アントラセン、及びフェナントレンから派生する。なお、炭化水素を、少なくとも１個のフッ素原子及び／又は塩素原子及び／又はニトリル基により置換してもよい。

好ましくは、置換及び非置換の、オリゴマー及びポリマーの、芳香族部分Ｒは、オリゴマー及びポリマーを含有する芳香族基から生じる。オリゴマー及びポリマーは、例えば、ポリエステル、特にポリ（エチレンテレフタレート）ＰＥＴ、及びポリ（ブチレンテレフタレート）ＰＢＴ、ポリエーテル、特にポリ（２，６−ジメチルフェニレンオキシド）等のポリ（フェニレンオキシド）、並びにスチレンのホモポリマー及びコポリマーである。なお、オリゴマー及びポリマーを、好ましくは、少なくとも１個のフッ素原子及び／又は塩素原子及び／又はニトリル基により置換してもよい。

好ましくは、置換及び非置換の、モノマーの、芳香族部分Ｒ（少なくとも１個のヘテロ原子を含む）は、単環式及び多環式の複素環式芳香族化合物から派生する。なお、単環式及び多環式の複素環式芳香族化合物は、特に酸素、硫黄及び／又は窒素を含む複素環式芳香族化合物であり、複素環式芳香族化合物は、少なくとも１個のフッ素原子及び／又は塩素原子及び／又はニトリル基により置換されたものでも良い。

好ましくは置換及び非置換の、モノマーの、芳香族部分Ｒは、例えば、フラン、チオフェン、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、イソチアゾール、イソオキサゾール、トリアゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、ベンゾチオフェン、チアントレン、イソゼンゾフラン、フェノキサチイン、インドリジン、イソインドール、インドール、プリン、イソキノリン、キノリン、フタラジン、１，８−ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、プテリジン、カルバゾール、アクリジン、及びフェナントリジンから派生する。これらは、少なくとも１個のフッ素原子及び／又は塩素原子及び／又はニトリル基により置換されたものでも良い。

上述のように、部分Ｒは、一般式ＩのＲを構成するように相互に任意に組み合わせることができる。従って、例えば、ベンゼンから派生する部分Ｒは、Ｎ−置換ジアゼニウムジオキシド（Ａ）がより水溶性を持つように、エチレンオキシドのコポリマーからエーテル基を介して派生する部分Ｒと組み合わせることができる。

より好ましくは、部分Ｒは、モノマーの、飽和の、脂肪族及び脂環式及びモノマー芳香族化合物、さらに好ましくは、非置換の、モノマーの、飽和の、脂肪族及び脂環式及び無置換のモノマー芳香族化合物、特に、メタン、エタン、プロパン、ブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、及びベンゼンから派生するものである。

最も好ましくは、Ｎ−置換ジアゼニウムジオキシド炭素（Ａ）が、Ｎ−メチル−、Ｎ−エチル−、Ｎ−プロピル−、Ｎ−ブチル、Ｎ−シクロヘキシル−、及びＮ−フェニル−ジアゼニウムジオキサイドからなる群から選択される。

好ましくは、Ｎ−置換Ｎ’−ヒドロキシジアゼニウムオキシド塩（Ａ）は、一般式ＩＩで表される。

なお、式中、Ｒは、上述した部分であり、ｎ及びｍは、ともに１〜１０００であり、好ましくは１〜５００であり、より好ましくは１〜１００であり、さらにより好ましくは、１〜５０であり、最も好ましくは、１〜１０である。

残基Ｒは、オリゴマー又はポリマー部分であり、数ｎ及びｍは、必ずしも整数である必要はなく、端数でも良い。これは、オリゴマー及びポリマー部分の統計的性質によるものである。残基Ｒは、モノマー部分である場合には、ｎ及びｍは通常は整数である。

Ｍは、有機及び無機の、モノマー、オリゴマー及びポリマーのカチオンからなる群から選択されるカチオンである。

好適なモノマー有機カチオンは、例えば、第一級、第二級、第三級及び第四級アンモニウムカチオン、第一級、第二級、第三級及び第四級ホスホニウムカチオン、並びに第一級及び第二級スルホニウムカチオン、特に、テトラメチルアンモニウムカチオンである。

好適なオリゴマー及びポリマーカチオンは、例えば、第一級、第二級、第三級及び第四級アンモニウムカチオン、第一級、第二級、第三級及び第四級ホスホニウムカチオン、並びに第一級及び第二級スルホニウムカチオン、特に、カチオン性ポリエチレンイミンである。

好適な無機カチオンは、例えば、アンモニア、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ゲルマニウム、スズ、鉛、アンチモン、ビスマス、スカンジウム、イットリウム、ランタン、希土類金属、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛、及びカドミウムのカチオン、好ましくは、アンモニア、リチウム、ナトリウム、及びカリウムのカチオンである。

最も特に好ましく、Ｎ’−ヒドロキシ−ジアゼニウムジオキシド塩（Ａ）は、Ｎ−メチル−、Ｎ−エチル−、Ｎ−プロピル−、Ｎ−ブチル、Ｎ−シクロヘキシル−、及び−Ｎフェニル−Ｎ’−ヒドロキシ−ジアゼニウムジオキシドアンモニウム、リチウム、ナトリウム、及びカリウムの塩から成る群から選択される。

本発明の組成物において、Ｎ−置換ジアゼニウムジオキシド塩（Ａ）の濃度及び／又はＮ’−ヒドロキシジアゼニウムオキシド塩（Ａ）の濃度は、大きく変更することができ、したがって、当該濃度は、本発明の特定の組成物、方法、及び使用方法に合わせて、有利に調整することができる。好ましくは、本発明の組成物は、その全質量を基準として、０．０１〜１０００ｐｐｍ、より好ましくは０．０５〜７５０ｐｐｍ、さらに好ましくは０．０７５〜５００ｐｐｍ、最も好ましくは０．１〜５００ｐｐｍの濃度で化合物（Ａ）を含む。

本発明の組成物における第二の必須成分は、少なくとも一種の研磨粒子（Ｂ）である。

基本的に、研磨（特に、化学的・機械的な研磨又は平面化（ＣＭＰ））の分野で従来使用される任意の天然又は合成研磨粒子材料を、構成要素（Ｂ）として用いることができる。研磨粒子（Ｂ）は、好ましくは、アルミナ、シリカ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、チタニア、ジルコニア、セリア、酸化亜鉛、及びこれらの混合物からなる群から選択される。

研磨粒子（Ｂ）の平均粒径は大きく変更することができ、したがって、当該平均粒径は、本発明の特定の組成物、方法、及び使用方法に合わせて、有利に調整することができる。

動的レーザ光散乱により測定される平均粒径は、好ましく、１〜２０００ｎｍ、好ましくは１〜１０００ｎｍ、より好ましくは１〜７５０ｎｍ、最も好ましくは１〜５００ｎｍである。

最も好ましくは、研磨粒子（Ｂ）がセリアを含有するか、セリアから成る。

セリアを含有する研磨粒子（Ｂ）は、他の希土類金属酸化物を少量含有していても良い。

セリアを含有する研磨粒子（Ｂ）は、好ましくは、少なくとも一種の他の研磨粒子を含む又は他の研磨粒子から成る複合粒子（Ｂ）である。なお、この研磨粒子は、特にアルミナ、シリカチタニア、ジルコニア、酸化亜鉛、及びこれらの混合物とは異なる材料である。

上述の複合粒子（Ｂ）は、例えば、ＷＯ２００５／０３５６８８Ａ１、ＵＳ６１１０３９６、ＵＳ６２３８４６９Ｂ１、ＵＳ６６４５２６５Ｂ１、Ｋ．Ｓ．Ｃｈｏｉらによる「Ｍａｔ． Ｒｅｓ． Ｓｏｃ． Ｓｙｍｐ． Ｐｒｏｃ． Ｖｏｌ． ６７１， ２００１ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｏｃｉｅｔｙ， Ｍ５．８．１ ｔｏ Ｍ５．８．１０，」、Ｓ．−Ｈ．Ｌｅｅらによる「Ｊ． Ｍａｔｅｒ． Ｒｅｓ．， Ｖｏｌ． １７， Ｎｏ． １０， （２００２）， ｐａｇｅｓ ２７４４ ｔｏ ２７４９」、Ａ． Ｊｉｎｄａｌらによる「Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ， １５０ （５） Ｇ３１４−Ｇ３１８ （２００３）」、Ｚ． Ｌｕによる「Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， Ｖｏｌ． １８， Ｎｏ． １０， ＯｃｔｏＢｅｒ ２００３， Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｏｃｉｅｔｙ」、又はＳ． Ｈｅｄｇｅらによる「Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｌｅｔｔｅｒｓ， ７ （１２） Ｇ３１６−Ｇ３１８ （２００４）」により知られている。

最も好ましくは、複合粒子（Ｂ）が、アルミナ、シリカチタニア、ジルコニア、酸化亜鉛、及びこれらの混合物から成る群から選択されるコアを含むラズベリー形の被覆粒子であり、コアの径は２０〜１００ｎｍである。コアは、１０ｎｍ未満の粒子径を有するセリア粒子により被覆される。

本発明の組成物における研磨粒子（Ｂ）の量は大きく変更することができ、したがって、当該平均粒径は、本発明の組成物、方法、及び使用方法の特定の要求に合わせて、有利に調整することができる。本発明の組成物は、当該組成物の全質量を基準として、好ましく、０．００５〜１０質量％、より好ましくは０．０１〜８質量％、最も好ましくは０．０１〜６質量％の研磨粒子（Ｂ）を含む。

本発明の組成物は、構成要素又は成分（Ａ）及び（Ｂ）とは異なる少なくとも一種の官能性成分（Ｃ）を含んでいても良い。

官能性成分（Ｃ）は、好ましくは、通常、セリア系ＣＭＰスラリーに使用される化合物の群から選択される。このような化合物（Ｃ）の例は、冒頭に記載されているように、例えば、Ｙ．Ｎ．Ｐｒａｓａｄらによる「Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｌｅｔｔｅｒｓ， ９ （１２） Ｇ３３７−Ｇ３３９ （２００６）」、Ｈｙｕｎ−Ｇｏｏ Ｋａｎｇらによる「Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， ｖｏｌｕｍｅ ２２， Ｎｏ． ３， ２００７の ７７７〜７８７ページ」、Ｓ．Ｋｉｍらによる「Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｌｌｏｉｄ ａｎｄ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ， ３１９ （２００８）の４８〜５２ページ」、Ｓ．Ｖ．Ｂａｂｕらによる「Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｌｅｔｔｅｒｓ， ７ （１２） Ｇ３２７−Ｇ３３０ （２００４）」、Ｊａｅ−Ｄｏｎｇ Ｌｅｅらによる「Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ， １４９ （８） Ｇ４７７−Ｇ４８１， ２００２」、ＵＳ５７３８８００、ＵＳ６０４２７４１、ＵＳ６１３２６３７、ＵＳ６２１８３０５Ｂ、ＵＳ５７５９９１７、ＵＳ６６８９６９２Ｂ１、ＵＳ６９８４５８８Ｂ２、ＵＳ６２９９６５９Ｂ１、ＵＳ６６２６９６８Ｂ２、ＵＳ６４３６８３５Ｂ１、ＵＳ６４９１８４３Ｂ１、ＵＳ６５４４８９２Ｂ２、ＵＳ６６２７１０７Ｂ２、ＵＳ６６１６５１４Ｂ１、ＵＳ７０７１１０５Ｂ２、ＵＳ２００２／００３４８７５Ａ１、ＵＳ２００６／０１４４８２４Ａ１、ＵＳ２００６／０２０７１８８Ａ１、ＵＳ２００６／０２１６９３５Ａ１、ＵＳ２００７／００７７８６５Ａ１、ＵＳ２００７／０１７５１０４Ａ１、ＵＳ２００７／０１９１２４４Ａ１、ＵＳ２００７／０２１８８１１Ａ１、及びＪＰ２００５−３３６４００Ａに開示されている。

また、官能性成分（Ｃ）は、粒子（Ｂ）とは異なる有機、無機、及び有機−無機混合の研磨粒子、下限臨界溶液温度ＬＣＳＴ及び上限臨界溶液温度ＵＣＳＴを有する材料、酸化剤、不動態化剤、電荷反転剤、有機ポリオール、オリゴマー及びポリマー、錯化剤又はキレート剤、摩擦調整剤、安定化剤、レオロジー調整剤、界面活性剤、金属カチオン、並びに有機溶媒から成る群から選択される。また、上記有機ポリオールは、水性媒体中で解離しない少なくとも３つのヒドロキシ基を有する。更に、オリゴマー及びポリマーは、水性媒体中で解離しない少なくとも３つのヒドロキシ基を有する少なくとも一種のモノマーから形成される。

好適な有機研磨粒子（Ｃ）及びその有効量は、例えば、ＵＳ２００８／０２５４６２８Ａ１の４ページにおける段落［００５４］に、又はＷＯ２００５／０１４７５３Ａ１に記載されている。当該文献においては、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン及びジシアンジアミド等のメラミン及びメラミン誘導体から成る固体粒子が開示されている。

好適な無機研磨粒子（Ｃ）及びその有効量は、例えばＷＯ２００５／０１４７５３Ａ１の１２ページにおける１〜８行目、又はＵＳ６０６８７８７Ｂの第６欄４１行目〜第７欄６５行目において開示されている。

好適な機−無機混合の研磨粒子（Ｃ）及びその有効量は、例えば、ＵＳ２００８／０２５４６２８Ａ１の４ページの段落［００５４］、又はＵＳ２００９／００１３６０９Ａ１の３ページの段落［００４７］〜６ページの段落［００８７］に開示されている。

好適な酸化剤（Ｃ）及びその有効量は、例えば、ＥＰ１０３６８３６Ａ１の８ページの段落［００７４］〜［００７５］、又はＵＳ６０６８７８７Ｂの第４欄４０行目〜第７欄４５行目、又はＵＳ７３００６０１Ｂ２の第４欄１８行目〜３４行目において開示されている。好ましく、有機及び無機過酸化物、より好ましくは無機過酸化物が使用される。特に、過酸化水素が使用されている。

好適な不動態化剤（Ｃ）及びその有効量は、例えば、ＵＳ７３００６０１Ｂ２の第３欄５９行〜第４欄９行目、又はＵＳ２００８／０２５４６２８Ａ１の段落［００５８］の４〜５ページに亘って記載されている。

摩擦調整剤（ＵＳ２００８／０２５４６２８Ａ１の５ページの段落［００６１］参照）、又はエッチング剤若しくはエッチャント剤（ＵＳ２００８／０２５４６２８Ａ１の４ページの段落［００５４］）として指定されることのある錯化剤又はキレート剤（Ｃ）及びその有効量は、例えば、ＵＳ７３００６０１Ｂ２の第４欄の３５行目〜４８行目に記載されている。アミノ酸、特にグリシン、さらには、ジシアンジアミド及びトリアジンであり、少なくとも１つ、好ましくは２つ、さらに好ましくは３つの第１級アミン基を含むものが、最も好ましく使用される。この３つの第１級アミン基を含むものは、例えば、メラミン及び水溶性グアナミン、特にメラミン、ホルモグアナミン、アセトグアナミン、及び２，４−ジアミノ−６−エチル−１，３，５−トリアジンである。

好適な安定化剤（Ｃ）及びその有効な量は、例えば、ＵＳ６０６８７８７Ｂの第８欄の４行目〜５６行目に開示されている。

好適なレオロジー調整剤（Ｃ）及びその有効な量は、例えば、ＵＳ２００８／０２５４６２８Ａ１の５ページの段落［００６５］〜６ページの段落［００６９］に開示されている。

好適な界面活性剤（Ｃ）及びその有効な量は、例えば、ＷＯ２００５／０１４７５３Ａ１の８ページの２３行目〜１０ページの１７行目、又はＵＳ７３００６０１Ｂ２の第５欄の４行目〜第６欄の８行目に開示されている。

好適な多価金属イオン（Ｃ）及びその有効な量は、例えば、ＥＰ１０３６８３６Ａ１の８ページの段落［００７６］〜９ページの段落［００７８］に開示されている。

好適な有機溶媒（Ｃ）及びその有効な量は、例えば、ＵＳ７３６１６０３Ｂ２の第７欄の行３２行目〜４８行目、又はＵＳ２００８／０２５４６２８Ａ１の５ページの段落［００５９］に開示されている。

下限臨界溶液温度ＬＣＳＴ又は上限臨界溶液温度ＵＣＳＴを示す好適な材料（Ｃ）は、例えば、Ｈ． Ｍｏｒｉ、 Ｈ． Ｉｗａｙａ、Ａ． Ｎａｇａｉ 、及びＴ． Ｅｎｄｏによる論文「Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅｒｍｏｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ ｐｏｌｙｍｅｒｓ ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ Ｌ−ｐｒｏｌｉｎｅ ｖｉａ ＲＡＦＴ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ， ｉｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ， ２００５， ４８７２−４８７４」、若しくはＤ． Ｓｃｈｍａｌｊｏｈａｎｎによる論文「Ｔｈｅｒｍｏ− ａｎｄ ｐＨ−ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ ｐｏｌｙｍｅｒｓ ａｎｄ ｄｒｕｇ ｄｅｌｉｖｅｒｙ， Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｒｅｖｉｅｗｓ， ｖｏｌｕｍｅ ５８ （２００６）， １６５５−１６７０」、ＵＳ２００２／０１９８３２８Ａ１、ＵＳ２００４／０２０９０９５Ａ１、ＵＳ２００４／０２１７００９Ａ１、ＵＳ２００６／０１４１２５４Ａ１、ＵＳ２００７／００２９１９８Ａ１、ＵＳ２００７／０２８９８７５Ａ１、ＵＳ２００８／０２４９２１０Ａ１、ＵＳ２００８／００５０４３５Ａ１、若しくはＵＳ２００９／００１３６０９Ａ１、ＵＳ５０５７５６０Ｂ、ＵＳ５７８８８２Ｂ、及びＵＳ６６８２６４２Ｂ２、ＷＯ０１／６０９２６Ａ１、ＷＯ２００４／０２９１６０Ａ１、ＷＯ２００４／０５２１９４６Ａ１、ＷＯ２００６／０９３２４２Ａ２、若しくはＷＯ２００７／０１２７６３Ａ１、ＥＰ０５８３８１４Ａ１、ＥＰ１１９７５８７Ｂ１、及びＥＰ１９４２１７９Ａ１、若しくはＤＥ２６１０７０５に記載されている。また、上記材料は、商標名「Ｐｌｕｒｏｎｉｃ」「Ｔｅｔｒｏｎｉｃ」、及び「Ｂａｓｅｎｓｏｌ」として、ＢＡＳＦ社及びＢＡＳＦ ＳＥによって販売されている。この販売については、ＢＡＳＦ社の会社パンフレット「Ｐｌｕｒｏｎｉｃ^TM ＆ Ｔｅｔｒｏｎｉｃ^TM Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ， １９９６」、又はＵＳ２００６／０２１３７８０Ａ１に記載されている。

第１の有利なかつ好ましい実施形態においては、本発明の組成物は、少なくとも１つの電荷反転剤（Ｃ）を含む。

原則として、従来においてＣＭＰの分野で使用される任意の公知の電荷反転剤（Ｃ）を用いることができる。電荷反転剤（Ｃ）は、好ましくは、モノマーの、オリゴマーの及びポリマーの化合物から成る群から選択される。また、この化合物は、カルボン酸塩、スルフィン酸、硫酸塩、ホスホン酸塩、及びリン酸基からなる群から選択される少なくとも１つのアニオン性基を含む。特に好適な電荷反転剤（Ｃ）は、例えば、ＵＳ７２０６５０５５Ｂ２、第４欄の２４行目〜は４５行目、又はＪＰ２００５−３３６４００Ａ（請求項１〜６参照）に記載されている。

本発明の組成物における電荷反転剤（Ｃ）の濃度は大きく変更することができ、したがって、当該濃度は、本発明の特定の組成物、方法、及び使用方法に合わせて、有利に調整することができる。好ましくは、電荷反転剤（Ｃ）は、該電荷反転剤（Ｃ）に対するセリアの質量比が、１０〜２０００、及び２０〜１０００となるような量で使用される。

第２の有利なかつ好ましい実施形態においては、本発明の組成物は、少なくとも一種の有機ポリオール（Ｃ）、より好ましくは、水性媒体中で解離しない少なくとも３つのヒドロキシ基を有する少なくとも２種の有機ポリオール（Ｃ）、及び／又は水性媒体中で解離しない少なくとも３つのヒドロキシ基を有する少なくとも一種のモノマーから構成されるオリゴマー及びポリマーを含む。

より好ましくは、有機ポリオール又はポリオール（Ｃ）は、単糖類、二糖類、オリゴ糖類、多糖類、デオキシ糖、アミノ糖、アルドン酸、ケトアルドン酸、ウロン酸、アルダル酸、糖アルコール、及びシクリトールから成る群から選択される。さらに好ましくは、有機ポリオール又はポリオール（Ｃ）は、単糖類、及びシクリトールから成る群から選択され、特に好ましくは、ガラクトース、並びにｍｙｏ−、 ｓｃｙｌｌｏ−、 ｍｕｃｏ−、 ｃｈｉｒｏ−、 ｎｅｏ−、 ａｌｌｏ−、 ｅｐｉ− 、及びｃｉｓ−イノシトールから成る群から選択される。最も好ましくは、ガラクトース及びｍｙｏ−イノシトールは、有機ポリオール（Ｃ）として使用される。

本発明の組成物における有機ポリオール（Ｃ）の濃度は、大きく変更することができ、したがって、当該濃度は、本発明の特定の組成物、方法、及び使用方法に合わせて、有利に調整することができる。好ましくは、本発明の組成物は、その全質量を基準として、０．００１〜５質量％、より好ましくは０．００５〜４質量％、さらに好ましくは０．０１〜２質量％、及び最も好ましくは０．０１〜１質量％の量で有機ポリオール（Ｃ）を含有する。

第３の最も有利なかつ最も好ましい実施形態においては、本発明の組成物は、上述の電荷反転剤（Ｃ）及び有機ポリオール（Ｃ）を含有する。

存在する場合には、官能性成分（Ｃ）の含有量を様々に変更することができる。好ましくは、（Ｃ）の合計量が、対応する組成物の全質量に対して１０ｗｔ％以下（ｗｔ％は質量％を意味する）、より好ましくは２質量％以下、最も好ましくは、０．５質量％以下、特に好ましくは０．１質量％以下、例えば０．０１質量％以下である。

本発明の組成物は、任意に、構成要素（Ａ）及び（Ｂ）とは物質的に異なる少なくとも一種のｐＨ調節剤、又は緩衝剤（Ｄ）を含有していても良い。

好適なｐＨ調節剤又は緩衝剤（Ｄ）及びその有効な量は、例えば、ＥＰ１０３６８３６Ａ１の８ページの段落［００８０］、［００８５］、及び［００８６］、ＷＯ２００５／０１４７５３Ａ１の１２ページの１９行目〜２４行目、ＵＳ２００８／０２５４６２８Ａ１の６ページの段落［００７３］又はＵＳ７３００６０１Ｂ２の第５欄の３３行目〜６３行目に記載されている。ｐＨ調整剤又は緩衝剤（Ｄ）は、例えば、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、硝酸、及び硫酸である。

存在する場合には、ｐＨ調節剤又は緩衝剤（Ｄ）の含有量を様々に変更することができる。好ましくは、（Ｄ）の合計量が、対応する組成物の全質量に対して２０質量％以下、より好ましくは７質量％以下、最も好ましくは２質量％以下、特に０．５質量％以下、例えば０．１質量％以下である。好ましくは、（Ｄ）の合計量は、対応する組成物の全質量に対して少なくとも０．００１質量％、より好ましくは少なくとも０．０１質量％、最も好ましくは少なくとも０．０５質量％、特に少なくとも０．１質量％、例えば少なくとも０．５質量である。

好ましくは、本発明の組成物のｐＨは、好ましくは上記ｐＨ調整剤（Ｄ）を用いて、３〜１０、より好ましくは４〜８、さらにより好ましくは４〜７、最も好ましくは５〜７に設定される。

本発明の組成物の製造について詳細は示さないが、当該製造は、上述の成分（Ａ）及び（Ｂ）並びに（Ｃ）及び／又は（Ｄ）を、水性媒体（特に脱イオン水）中で溶解又は分散させることで実行することができる。このために、撹拌槽、インライン溶解機、高剪断インペラ、超音波ミキサー、ホモジナイザーノズル又は向流ミキサー等の従来の標準的な混合方法及び混合装置を使用することができる。従って、好ましくは、得られた本発明の組成物は、固体の塊又は凝集体等の粗い粒子を除去して細かく分散された研磨粒子（Ｂ）を得るために、適切なメッシュ開口のフィルターを通して濾過することができる。

最も驚くべきことに、Ｎ−置換ジアゼニウムジオキシド及びＮ’−ヒドロキシジアゼニウムオキシド塩（Ａ）は、本発明の使用方法、すなわち、機械、電気、光学デバイスの製造に最も適している。

特に、電気デバイスとしては、集積回路装置、液晶パネル、有機エレクトロルミネッセンスパネル、プリント回路基板、マイクロマシン、ＤＮＡチップ、マイクロプラント、及び磁気ヘッドであり、機械装置としての高精度機械装置であり、及び光学デバイスが、フォトマスク等の光学ガラス、レンズ及びプリズム、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の無機材料の導電性フィルム、光集積回路、光スイッチング素子、光導波管、例えば光ファイバ及びシンチレータの端面における光学単結晶、固体レーザ単結晶、青色レーザＬＥＤ用のサファイア基板、半導体単結晶、及び磁気ディスク用のガラス基板である。

より好ましくは、Ｎ−置換ジアゼニウムジオキシド、Ｎ’−ヒドロキシジアゼニウムオキシド塩（Ａ）、及びこれらが含まれる本発明の組成物は、特に大規模集積回路又は超大規模集積回路をともなう集積回路（５０ｎｍ未満の大きさの構造を有する）の製造に使用される。

最も好ましくは、本発明の組成物は本発明の方法に極めて適している。

本発明の方法においては、電気、機械、及び光学デバイス用、特に電気デバイス、最も好ましくは集積回路装置用の基板材料を、本発明の組成物に１回以上接触させて研磨（特に機械及び化学研磨）し、所望の平面度が実現される。

本発明における方法は、ｌｏｗ−ｋ材料又はｕｌｔｒａ−ｌｏｗ−ｋ材料及び窒化ケイ素層及び／又はポリシリコン層から成る絶縁層を有するシリコン半導体ウェーハのＣＭＰに対して特に有効である。

好適なｌｏｗ−ｋ材料又はｕｌｔｒａ−ｌｏｗ−ｋ材料、及び好適な絶縁性絶縁体層を製造する方法は、例えば、ＵＳ２００５／０１７６２５９Ａ１の２ページの段落［００２５］〜［００２７］、ＵＳ２００５／００１４６６７Ａ１の１ページの段落［０００３］、ＵＳ２００５／０２６６６８３Ａ１の１ページの段落［０００３］及び２ページの段落［００２４］、ＵＳ２００８／０２８０４５２Ａ１の段落［００２４］〜［００２６］、ＵＳ７２５０３９１Ｂ２の第１欄の４９行目〜５４行目、又はＥＰ１３０６４１５Ａ２の４ページの段落［００３１］に記載されている。

本発明の方法は、特にパターン化されたウェーハ基板で二酸化ケイ素を選択的に除去して窒化ケイ素とするシャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）に適している。この方法においては、エッチングされたトレンチが、停止層としての窒化ケイ素バリア膜を用いて研磨される二酸化ケイ素等の絶縁体材料で過剰充填される。好ましい実施の形態において、本発明の方法が、さらされた窒化ケイ素及びトレンチの酸化ケイ素の除去を最小限に抑えつつ、バリア膜から二酸化ケイ素を除去して終了する。

本発明における方法の詳細は示さないが、本発明の方法は、ＩＣｓとともに半導体ウェーハを製造する際におけるＣＭＰに従来使用されていた方法及び設備を用いて行うことができる。

当技術分野で知られているように、ＣＭＰ用の典型的な装置は、研磨パッドで覆われて回転するプラテンから構成される。ウェーハは、その上面側が研磨パッドに対向するようにキャリア又はチャックに取付けられる。このキャリアは、ウェーハを水平に固定する。

デバイスの研磨及び保持におけるこの特定の配置は、硬質プラテン設計として知られている。キャリアは、キャリアの保持面と研磨されていないウェーハの表面との間に位置するキャリアパッドを保持することができる。このパッドは、ウェーハ用のクッションとして機能させることができる。

キャリアの下方には、より大きな直径のプラテンが概ね水平に配置され、研磨されるウェーハの面に対して平行な面を呈している。平面化プロセス中に、プラテンの研磨パッドにウェーハ表面が接触する。本発明のＣＭＰプロセスの間に、本発明の組成物は、連続流又は滴下方式で研磨パッドに塗布される。

キャリアとプラテンは双方とも、該キャリアとプラテンに対して直交して延びるそれぞれのシャフトの周りを回転するようになっている。回転キャリアのシャフトは、回転プラテンに対して固定されたままであるか、又はプラテンに対して水平に振動するようになっていても良い。キャリアの回転方向は、通常、プラテンの回転方向と同一であるが、必ずしもこれに限られない。キャリアとプラテンの回転速度は、通常、異なる値に設定されるが、必ずしもこれに限られない。

慣例的には、プラテンの温度は１０〜７０℃の間の温度に設定される。

さらなる詳細は、ＷＯ２００４／０６３３０１Ａ１において、図１とともに、特に１６ページの段落［００３６］〜１８ページの段落［００４０］に記載されている。

本発明の方法によれば、パターン化されたｌｏｗ−ｋ材料及びｕｌｔｒａ−ｌｏｗ−ｋ材料の層、特に二酸化ケイ素層を含み、極めて良好な平面度を有するＩＣｓの半導体ウェーハが得られる。従って、完成後のＩＣに優れた平面度及び優れた電気的機能を与える銅のダマシン模様が得られる。

（実施例）
Ｎ−シクロヘキシル−Ｎ’−ヒドロキシジアゼニウムジオキシドカリウム塩を含む組成物１〜３（実施例１〜３）、並びに組成物Ｃ１及びＣ２（比較実験Ｃ１及びＣ２）の製造。

実施例１〜３及び比較実験Ｃ１及びＣ２のために、組成物１〜３、Ｃ１、及びＣ２を、超純脱イオン水中に成分を溶解及び分散させることにより製造した。表１には、使用される成分の量を示す。

表１：組成物１〜３、Ｃ１、及びＣ２の製造のために使用される成分の量

ａ）ポリリン酸：ポリリン酸対するセリアの質量比は２００
ｂ）Ｎ−シクロヘキシル−Ｎ’−ヒドロキシジアゼニウムオキシドカリウム塩

実施例４〜６、並びに比較実験Ｃ３及びＣ４
Ｎ−シクロヘキシル−Ｎ’−ヒドロキシジアゼニウムジオキシドカリウム塩（実施例４〜６）を含む組成物、及び塩を含まない組成物（比較実験Ｃ３及びＣ４）についての、窒化ケイ素における酸化ケイ素の選択度

実施例１の組成物１を実施例４で使用し、実施例２の組成物２を実施例５で使用し、実施例３の組成物３を実施例６で使用した。

比較実験Ｃ１の組成物Ｃ１を比較実験Ｃ３で使用し、比較実験Ｃ２の組成物Ｃ２を比較実験Ｃ４で使用した。

窒化ケイ素における酸化ケイ素の選択度を測定するために、酸化物層又は窒化ケイ素物層を含むシリコンウェーハを、実施例４〜６並びに比較実験Ｃ３及びＣ４に使用した。

研磨速度（すなわち、材料除去率、ＭＲＲ）の質量差によって測定した。これについては、Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ ＬＡ３１０ Ｓ ｓｃａｌｅ又はＦｉｌｍｍｅｔｒｉｃｓ Ｆ５０反射率計を用いてＣＭＰ前後のウェーハのＭＲＲＳを計算するために、熱二酸化シリコンの濃度として１．９ｋｇ／Ｌを使用し、の濃度として１．９ｋｇ／Ｌを使用し、窒化ケイ素の濃度として３．４４ｋｇ／Ｌを使用した。研磨実験を、Ｓｔｒａｓｂａｕｇｈ ｎＳｐｉｒｅ （Ｍｏｄｅｌ ６ＥＣ）、ＶｉＰＲＲフローティングリテーニングリングキャリアを用いて次のパラメータで行った：
−下部圧力：３．５ ＰＳＩ（２４０ミリバール）；
−背側圧力：０．５ ＰＳＩ（３４．５ミリバール）；
−リテーニングリング圧力：２．５ ＰＳＩ（１７２ミリバール）；
−研磨テーブル／キャリア速度：９５／８５ｒｐｍ；
−スラリー流量：２００ ｍｌ／分；
−研磨時間：６０秒；
−パッド調整：原位置（９．２〜９．０ Ｉｂｓ、４１ Ｎ）；
−研磨パッド：ＩＣ１０００ Ａ２積み重ねパッド、xy k溝（Ｒ＆Ｈ）；
−バッキングフィルム：ストラスボー、ＤＦ２００（１３６穴）；
−調整ディスク：ストラスボーサソール。

すなわち、表２において、得られたＭＲＲＳ及び計算された窒化ケイ素における酸化ケイ素の選択度の概要を示す。

表２：材料除去率及び組成物１〜３（実施例４〜６）、並びにＣ１及びＣ２（比較実験Ｃ３及びＣ４）の窒化ケイ素における酸化ケイ素の選択度

ａ）材料除去率［オングストローム／分］
ｂ）ＭＲＲ（ＴＥＯＳ（オルトケイ酸テトラエチル）の材料除去率［オングストローム／分］）
ｃ）選択度ＴＥＯＳ／Ｓｉ３Ｎ４

表２示されている結果により、特に単糖又は単糖及びシクリトールを組み合わせて、Ｎ−置換Ｎ’−ヒドロキシジアゼニウムジオキシド塩を使用することにより、窒化ケイ素における酸化ケイ素の選択度が顕著に増加していることがわかる。

組成物Ｃ２は、Ｎ−置換Ｎ’−ヒドロキシジアゼニウムオキシド塩を含まないが、単糖が比較的高い窒化ケイ素における酸化ケイ素の選択度を示す。しかし、組成物Ｃ２は、保存中に、細菌及び真菌により攻撃を受けた。

Claims (18)

1. （Ａ）Ｎ−置換ジアゼニウムジオキシド及びＮ’−ヒドロキシジアゼニウムオキシド塩からなる群から選択される少なくとも１種の水溶性又は水分散性化合物と、
   （Ｂ）少なくとも一種の研磨粒子と、
   を含む水性研磨剤組成物。
2. Ｎ−置換ジアゼニウムジオキシド（Ａ）が、一般式Ｉ：
   

   

   で表され、
   Ｒは、少なくとも一種の残基を含む部分を表し、該残基は、モノマーの、オリゴマーの、及びポリマーの、置換及び非置換の、飽和及び不飽和の脂肪族及び脂環式の基からなる群から選択され、該残基は、少なくとも１個のヘテロ原子及び／又は少なくとも１つの二官能性又は三官能性架橋基を含まないか又は含み、並びにモノマーの、オリゴマーの、及びポリマーの、置換及び非置換の、飽和及び不飽和の脂肪族及び脂環式の基は、少なくとも１個のヘテロ原子を含まないか又は含み、数ｎは１〜１０００であり、
   更に、Ｎ−置換Ｎ’−ヒドロキシジアゼニウムオキシド塩（Ａ）が、一般式ＩＩ：
   

   

   で表され、
   式中、Ｒは、上記の意味であり、Ｍが、有機及び無機の、モノマーの、オリゴマーの、及びポリマーのカチオンからなる群から選択され、数ｎ及びｍが、ともに１〜２０００である請求項１に記載の水性研磨剤組成物。
3. ｎ及びｍが、ともに１〜１０の整数である請求項２に記載の水性研磨剤組成物。
4. 研磨剤組成物の全質量を基準として、０．０１〜１０００ｐｐｍの化合物（Ａ）を含む請求項３に記載の水性研磨剤組成物。
5. 研磨粒子（Ｂ）が、アルミナ、シリカ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、チタニア、ジルコニア、セリア、酸化亜鉛、及びこれらの混合物からなる群から選択される請求項１〜４の何れか１項に記載の水性研磨剤組成物。
6. 研磨粒子（Ｂ）が、セリアを含有するか、又はセリアから成る請求項５に記載の水性研磨剤組成物。
7. 研磨粒子（Ｂ）が、動的レーザ光散乱により測定して１〜１０００ｎｍの平均粒径を有する請求項５又は６に記載の水性研磨剤組成物。
8. 研磨剤組成物の全質量を基準として、０．００５〜１０質量％の研磨粒子（Ｂ）を含む請求項１〜７の何れか１項に記載の水性研磨剤組成物。
9. 成分（Ａ）及び（Ｂ）とは異なる少なくとも一種の官能性成分（Ｃ）を含む請求項１〜７の何れか１項に記載の水性研磨剤組成物。
10. 官能性成分（Ｃ）が、有機、無機、及び有機−無機混合の研磨粒子、下限臨界溶液温度ＬＣＳＴ及び上限臨界溶液温度ＵＣＳＴを有する材料、酸化剤、不動態化剤、電荷反転剤、水性媒体中で解離しない少なくとも３つのヒドロキシ基を有する有機ポリオール、水性媒体中で解離しない少なくとも３つのヒドロキシ基を有する少なくとも一種のポリマーから構成されるオリゴマー及びポリマー、錯化剤又はキレート剤、摩擦調整剤、安定化剤、レオロジー調整剤、界面活性剤、金属カチオン、及び有機溶媒から成る群から選択される請求項９に記載の水性研磨剤組成物。
11. 電荷反転剤（Ｃ）が、少なくとも１つのアニオン性基を含むモノマー、オリゴマー、及びポリマーの化合物から成る群から選択され、該化合物が、カルボン酸塩、スルフィン酸塩、硫酸塩、ホスホン酸塩、及びリン酸の基からなる群から選択され、
    水性媒体中で解離しない少なくとも３つのヒドロキシ基を有する有機ポリオール（Ｃ）、及び／又は水性媒体中で解離しない少なくとも３つのヒドロキシ基を有する少なくとも一種のモノマーから構成されるオリゴマー及びポリマーが、単糖類、二糖類、オリゴ糖類、多糖類、デオキシ糖、アミノ糖、アルドン酸、ケトアルドン酸、ウロン酸、アルダル酸、糖アルコール、及びシクリトールから成る群から選択される請求項１０に記載の水性研磨剤組成物。
12. 成分（Ａ）及び（Ｂ）とは異なる少なくとも一種のｐＨ調節剤、又は緩衝剤（Ｄ）を含有する請求項１〜８の何れか１項に記載の水性研磨剤組成物。
13. ｐＨ値が３〜１０である請求項１２に記載の水性研磨剤組成物。
14. 電気、機械、及び光学デバイス用の基板材料を、水性研磨剤組成物に１回以上接触させ、所望の平面度が実現されるまで研磨する方法であって、
    請求項１〜１３の何れか１項に記載の水性研磨剤組成物を使用する方法。
15. 基板材料が、少なくとも一種の絶縁体材料を含むか、或いは該絶縁体材料から成る少なくとも一層の層を有する請求項１４に記載の方法。
16. Ｎ−置換ジアゼニウムジオキシド及びＮ’−ヒドロキシジアゼニウムオキシド塩を、機械、電気、光学デバイスの製造に使用する方法。
17. 電気デバイスが、
    集積回路装置、液晶パネル、有機エレクトロルミネッセンスパネル、プリント回路基板、マイクロマシン、ＤＮＡチップ、マイクロプラント、及び磁気ヘッドであり、機械装置が高精度機械装置であり、及び光学デバイスが、フォトマスク等の光学ガラス、レンズ及びプリズム、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の無機材料の導電性フィルム、光集積回路、光スイッチング素子、光導波管、光ファイバ及びシンチレータの端面等の光学単結晶、固体レーザ単結晶、青色レーザＬＥＤ用のサファイア基板、半導体単結晶、及び磁気ディスク用のガラス基板である請求項１６に記載の方法。
18. 集積回路装置が、５０ｎｍ未満の大きさの構造を有し、大規模集積回路又は超大規模集積回路を有する集積回路を含む請求項１７に記載の方法。