JP2019525972A

JP2019525972A - アミン含有界面活性剤を含むポリッシング加工用組成物

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Publication number: JP2019525972A
Application number: JP2018566862A
Authority: JP
Inventors: ダブリュ．ハインスアレクサンダー; リーティナ
Original assignee: Cabot Microelectronics Corp
Current assignee: CMC Materials Inc
Priority date: 2016-06-22
Filing date: 2017-06-21
Publication date: 2019-09-12
Anticipated expiration: 2037-06-21
Also published as: EP3475375B1; EP3475375A1; KR20190011814A; US10344186B2; US20170369742A1; CN109415597B; TW201811974A; EP3475375A4; CN109415597A; JP7021123B2; WO2017223225A1; KR102444627B1; TWI631209B

Abstract

本発明は、化学機械ポリッシング加工用組成物であって、（ａ）湿式法セリア研磨剤と、（ｂ）アミン含有アンカー基およびエチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基を含む界面活性剤であって、約１０００ダルトン〜約５０００ダルトンの分子量を有する、界面活性剤と、（ｃ）芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸と、（ｄ）水とを含み、ポリッシング加工用組成物が約３〜約６のｐＨを有する、ポリッシング加工用組成物を提供する。本発明はさらに、本発明の化学機械ポリッシング加工用組成物を用いて、基板を化学機械的にポリッシング加工する方法も提供する。典型的には、基板は、酸化ケイ素を含有する。【選択図】図１

Description

集積回路および他の電子デバイスの製造において、導電性、半導体、および誘電体材料の複数の層が基板表面上に堆積され、または基板表面から除去される。材料の層が基板上に順次堆積され、基板から除去されるにつれて、基板の最上面は非平面状になり得、平坦化を必要とし得る。表面を平坦化すること、または表面を「ポリッシング加工すること」は、材料が基板の表面から除去されて、概して均一で平坦な表面を形成するプロセスである。平坦化は、粗い表面、凝集した材料、結晶格子損傷、スクラッチ、および汚染された層または材料などの望ましくない表面微細構成および表面欠陥を除去するのに有用である。平坦化はまた、フィーチャを充填するために使用される過剰に堆積された材料を除去することによって基板上にフィーチャを形成し、メタライズおよび加工の後続の平面のための均一な表面を提供するのに有用である。

基板の表面を平坦化またはポリッシング加工するための組成物および方法は、当該技術分野において周知である。化学機械平坦化、または化学機械ポリッシング加工（ＣＭＰ）は、基板を平坦化するために使用される一般的な技術である。ＣＭＰは、基板から材料を選択的に除去するために、ＣＭＰ組成物またはポリッシング加工用組成物（ポリッシング加工スラリーとも称される）として既知の化学組成物を利用する。ポリッシング加工用組成物は、典型的には、他の化学成分と共に液体担体中に研磨材料を含有し、表面にポリッシング加工用組成物で飽和された回転するポリッシング加工用パッドを接触させることによって表面に適用される。基板のポリッシング加工は、典型的には、ポリッシング加工用組成物の化学的活性、および／またはポリッシング加工用組成物中に懸濁した、もしくはポリッシング加工用パッド（例えば、固定研磨剤ポリッシング加工用パッド）に組み込まれている研磨剤の機械的活性によってさらに補助される。場合によっては、化学成分はまた、材料の除去を促進し得る。

集積回路のサイズが縮小され、チップ上の集積回路の数が増加するにつれて、回路を構成する部品は、典型的なチップ上で利用可能な限られたスペースに適合するために、互いにより接近して配置されなければならない。最適な半導体性能を確保するには、回路間の効果的な分離が重要である。そのために、浅いトレンチが半導体基板内にエッチングされ、絶縁材料で充填されて、集積回路の活性領域を隔離する。より具体的には、浅いトレンチ分離（ＳＴＩ）は、窒化ケイ素層がシリコン基板上に形成され、浅いトレンチがエッチングまたはフォトリソグラフィを介して形成され、誘電体層が堆積されてトレンチを充填するプロセスである。このようにして形成されたトレンチの深さの変化に起因して、全トレンチの完全な充填を確実にするために、基板の上に過剰の誘電体材料を堆積させることが通常は必要である。誘電体材料（例えば、酸化ケイ素）は、下層にある基盤の微細構成に適合する。したがって、基板の表面は、パターン酸化物と称されるトレンチ間の上層にある酸化物の隆起部分によって特徴付けられる。パターン酸化物は、トレンチの外側に位置する過剰の誘電体材料の段差によって特徴付けられる。過剰の誘電体材料は、典型的にはＣＭＰプロセスによって除去され、それによってさらに追加の加工のための平坦な表面が提供される。パターン酸化物が研磨され、表面の平坦性が近づくにつれて、酸化物層は、次いでブランケット酸化物と称される。

ポリッシング加工用組成物は、そのポリッシング加工速度（すなわち、除去速度）およびその平坦化効率に従って特徴付けることができる。ポリッシング加工速度は、基板の表面から材料を除去する速度を指し、通常単位時間当たりの長さ（厚さ）の単位で表される（例えば、オングストローム（Å）／分）。平坦化効率は、段差の減少対トレンチの損失、または基板から除去される材料の量に関連する。具体的には、ポリッシング加工表面、例えばポリッシング加工用パッドは、最初に表面の「高い点」に接触し、平坦な表面を形成するために材料を除去しなければならない。最も低いトレンチ損失を有する平坦な表面の達成をもたらすプロセスは、平坦性を達成するためにより多くの材料を除去する必要があるプロセスよりも効率的であると考えられる。

多くの場合、酸化ケイ素パターンの除去速度は、ＳＴＩプロセスにおける誘電体ポリッシング加工工程の律速であり得、したがって、デバイススループットを増加させるために、酸化ケイ素パターンの高い除去速度が望ましい。しかし、ブランケット除去速度が速すぎる場合、露出したトレンチ内の酸化物の過剰ポリッシング加工は、トレンチの侵食、窒化ケイ素の損失、およびデバイス欠陥の増加を引き起こす可能性がある。したがって、迅速な除去速度を有するポリッシング加工用組成物は、本質的に十分な平坦化効率をもたらさない。

シリコン基板、特に改善された平坦化効率も提供しながら有用な除去速度を提供する酸化ケイ素含有基板の化学機械ポリッシング加工のための組成物および方法の必要性が依然として残っている。本発明は、このようなポリッシング加工用組成物および方法を提供する。本発明のこれらの利点および他の利点、ならびに追加の発明的特徴は、本明細書で提供される本発明の説明から明らかになるであろう。

本発明は、化学機械ポリッシング加工用組成物であって、（ａ）湿式法セリア研磨剤と、（ｂ）アミン含有アンカー基およびエチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基を含む界面活性剤であって、約１０００ダルトン〜約５０００ダルトンの分子量を有する、界面活性剤と、（ｃ）芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸と、（ｄ）水とを含み、ポリッシング加工用組成物が約３〜約６のｐＨを有する、ポリッシング加工用組成物を提供する。

本発明はまた、（ｉ）基板を用意することと、（ｉｉ）ポリッシング加工用パッドを用意することと、（ｉｉｉ）化学機械ポリッシング加工用組成物を用意することであって、化学機械ポリッシング加工用組成物が（ａ）湿式法セリア研磨剤と、（ｂ）アミン含有アンカー基およびエチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基を含む界面活性剤であって、約１０００ダルトン〜約５０００ダルトンの分子量を有する、界面活性剤と、（ｃ）芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸と、（ｄ）水とを含み、ポリッシング加工用組成物が約３〜約６のｐＨを有する、ポリッシング加工用組成物を用意することと、（ｉｖ）基板をポリッシング加工用パッドおよび化学機械ポリッシング加工用組成物と接触させることと、（ｖ）ポリッシング加工用パッドおよび化学機械ポリッシング加工用組成物を基板に対して移動させて、基板の表面の少なくとも一部を研磨して、基板をポリッシング加工することと、を含む、基板を化学機械的にポリッシング加工する方法も提供する。

ポリッシング加工用パッドから保護層を提供する、トレンチ内に結合されている櫛形ポリマーを示す図である。９００μｍ×９００μｍのパターン形成された基板のポリッシング加工において、セリアおよび任意選択で櫛形ポリマー分散剤であるＪｅｆｆｓｐｅｒｓｅ（商標）Ｘ３５０３を含む一対のポリッシング加工用組成物によって示される、平坦化効率、すなわち段差対トレンチ損失を示すグラフである。１０ｍｍ×１０ｍｍのパターン形成された基板のポリッシング加工において、セリア、および任意選択で櫛形ポリマー分散剤であるＪｅｆｆｓｐｅｒｓｅ（商標）Ｘ３５０３を含む一対のポリッシング加工用組成物によって示される、平坦化効率、すなわち段差対トレンチ損失を示すグラフである。９００μｍ×９００μｍのパターン形成された基板のポリッシング加工において、新たに調製されたセリアおよびＪｅｆｆｓｐｅｒｓｅ（商標）Ｘ３５０３を含むポリッシング加工用組成物、ならびに６週間前に調製されたセリアおよびＪｅｆｆｓｐｅｒｓｅ（商標）Ｘ３５０３を含むポリッシング加工用組成物によって示される、平坦化効率、すなわち段差対トレンチ損失を示すグラフである。Ｊｅｆｆｓｐｅｒｓｅ（商標）Ｘ３５０３を含む溶液中に浸漬されたＴＥＯＳウェーハによって示されるゼータ電位を示すグラフである。ＩＣ１０１０パッドを用いる、９００μｍ×９００μｍのパターン形成された基板のポリッシング加工において、セリアおよび任意選択でＳｏｌｓｐｅｒｓｅ（商標）２００００を含む一対のポリッシング加工用組成物によって示される、平坦化効率、すなわち段差対トレンチ損失を示すグラフである。ＮｘＰＥ６０８８パッドを用いる、９００μｍ×９００μｍのパターン形成された基板のポリッシング加工において、セリアおよび任意選択であるＳｏｌｓｐｅｒｓｅ（商標）２００００を含む一対のポリッシング加工用組成物によって示される、平坦化効率、すなわち段差対トレンチ損失を示すグラフである。ＩＣ１０１０パッドを用いる、３ＤＮＡＮＤウェーハのポリッシング加工において、セリアおよび任意選択でＳｏｌｓｐｅｒｓｅ（商標）２００００を含む一対のポリッシング加工用組成物によって示される、平坦化効率、すなわち段差対トレンチ損失を示すグラフである。

本発明は、化学機械ポリッシング加工用組成物であって、（ａ）湿式法セリア研磨剤と、（ｂ）アミン含有アンカー基およびエチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基を含む界面活性剤であって、約１０００ダルトン〜約５０００ダルトンの分子量を有する、界面活性剤と、（ｃ）芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸と、（ｄ）水とを含む、それらから本質的になる、またはそれらからなり、ポリッシング加工用組成物が約３〜約６のｐＨを有する、ポリッシング加工用組成物を提供する。

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

セリア研磨剤は、任意の好適な種類のものあり得る。本明細書で使用される場合、「湿式法」セリアは、（例えば、ヒュームドまたは発熱性セリアとは対照的に）沈殿、縮重合、または同様のプロセスによって調製されるセリアを指す。例示的な湿式法セリアは、ＲｈｏｄｉａＩｎｃ．（Ｃｒａｎｂｕｒｙ，ＮＪ）から市販されているＨＣ−６０（商標）セリアである。別の例示的な湿式法セリアは、同時係属出願の米国特許出願第１５／０５６，１９８号に記載されている。

湿式法セリア粒子は、任意の好適なプロセスによって生成することができる。一実施形態では、湿式法セリア粒子は、まずセリア前駆体を水に溶解することによって調製することができる。セリア前駆体は、任意の好適なセリア前駆体であり得、任意の好適な電荷を有するセリア塩、例えばＣｅ^３＋またはＣｅ^４＋を含むことができる。好適なセリア前駆体としては、例えば、硝酸セリウム（ＩＩＩ）、硝酸アンモニウムセリウム（ＩＶ）、炭酸セリウム（ＩＩＩ）、硫酸セリウム（ＩＶ）、および塩化セリウム（ＩＩＩ）が挙げられる。セリア前駆体としては、硝酸セリウム（ＩＩＩ）が好ましい。

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

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

ポリッシング加工用組成物は、任意の好適な量のセリア研磨剤を含むことができる。本発明のポリッシング加工用組成物のセリア研磨剤が少なすぎる場合、組成物は、十分な除去速度を示さない可能性がある。対照的に、ポリッシング加工用組成物のセリア研磨剤が多すぎる場合、ポリッシング加工用組成物は、望ましくないポリッシング加工性能を示す可能性があり、かつ／または費用効果がない可能性があり、かつ／または安定性に欠ける可能性がある。ポリッシング加工用組成物は、約１０重量％以下のセリア、例えば約９重量％以下、約８重量％以下、約７重量％以下、約６重量％以下、約５重量％以下、約４重量％以下、約３重量％以下、約２重量％以下、約１重量％以下、約０．９重量％以下、約０．８重量％約０．７重量％以下、約０．６重量％以下、または約０．５重量％以下を含むことができる。あるいは、または加えて、ポリッシング加工用組成物は、約０．０１重量％以上のセリア、例えば約０．０５重量％以上、約０．１重量％以上、約０．２重量％以上、約０．３重量％以上、約０．４重量％以上、約０．５重量％以上、または約１重量％以上を含むことができる。したがって、ポリッシング加工用組成物は、上記の終点のいずれか２つによって境界が定められた量のセリアを含むことができる。例えば、ポリッシング加工用組成物は、約０．０１重量％〜約１０重量％のセリア、約０．０５重量％〜約１０重量％、約０．０５重量％〜約９重量％、約０．０５重量％〜約８重量％、約０．０５重量％〜約７重量％、約０．０５重量％〜約６重量％、約０．０５重量％〜約５重量％、約０．０５重量％〜約４重量％、約０．０５重量％〜約３重量％、約０．０５重量％〜約２重量％、約０．０５重量％〜約１重量％、約０．２重量％〜約２重量％、約０．２重量％〜約１重量％、または約０．３重量％〜約０．５重量％を含むことができる。一実施形態では、ポリッシング加工用組成物は、使用時点で、約０．０５重量％〜約２重量％のセリア（例えば、約０．３重量％のセリア）を含む。

ポリッシング加工用組成物は、界面活性剤を含む。界面活性剤は、任意の好適な界面活性剤であり得る。好ましくは、ポリッシング加工用組成物は、アミン含有アンカー基およびエチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基を含む界面活性剤を含み、界面活性剤は、約１０００ダルトン〜約５０００ダルトン、例えば約１５００ダルトン、約２０００ダルトンダルトン、約２５００ダルトン、約３０００ダルトン、約３５００ダルトン、約４０００ダルトン、または約４５００ダルトンの平均分子量を有する。

一実施形態では、界面活性剤は、式：
（式中、Ａｒは、１，４−二置換アリーレンまたは
であり、ｎは、約２〜約１０、例えば約３、約４、約５、約６、約７、約８、または約９の整数である）のアミン含有アンカー基を含むカチオン性櫛型ポリマーである。カチオン性櫛形ポリマーは、骨格窒素原子に結合したエチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基をさらに含み、エチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基は、式：−（ＣＨ（ＣＨ_３）ＣＨ_２Ｏ）_ｘ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｙＣＨ_３（式中、ｘおよびｙは、独立して選択される約２〜約２５の整数である）を有する。好ましい実施形態では、界面活性剤は、ＨｕｎｔｓｍａｎＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｗｏｏｄｌａｎｄｓ，ＴＸ）から市販されているＪｅｆｆｓｐｅｒｓｅ（商標）Ｘ３５０３である。

当該技術分野で十分に理解されているように、アミン官能基は塩基性であり、アミン官能基を含むポリッシング加工用組成物のｐＨに応じてプロトン化され得る。したがって、界面活性剤は、ポリッシング加工用組成物のｐＨに応じてカチオン性である。例えば、カチオン性櫛型ポリマーは、約２〜約７のｐＨ値、例えば約６のｐＨ、約５のｐＨ、約４のｐＨ、または約３のｐＨでカチオン性であると見なすことができる。

別の実施形態では、界面活性剤は、式：
の１つのモノ（（ジエチルアミノ）アルキル）エーテルアンカー基および１つのエチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基を含む、請求項１０または１１に記載の方法。
界面活性剤は、式：−Ｃ_２Ｈ_４（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_ｘ（ＯＣＨ（ＣＨ_３）ＣＨ_２）_ｙＯＨ（式中、ｘおよびｙは、独立して選択される約２〜約２５の整数である）のエチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基をさらに含み、安定化基は、約１：１〜約１：３、例えば約１：２のエチレンオキシド単位対プロピレンオキシド単位の比を有する。好ましい実施形態では、界面活性剤は、ＬｕｂｒｉｚｏｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｗｉｃｋｌｉｆｆｅ，ＯＨ）から市販されているＳｏｌｓｐｅｒｓｅ（商標）２００００である。

いかなる特定の理論にも拘束されることを望むものではないが、界面活性剤は、図１に記載のポリッシング加工用パッドのアクセスを阻止するためにポリッシング加工される基板のトレンチ内にあると考えられている。加えて、界面活性剤のわずかに親水性の部分は、トレンチ内の負に帯電したテトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）表面へのクーロン引力を維持し、潜在的な水素結合をもたらす。その上、界面活性剤は、ＴＥＯＳの表面電位を負から正に反転させ、クーロン引力をセリアに還元する。したがって、トレンチ内のポリマーの蓄積は、保護層の形成をもたらし、ＴＥＯＳ侵食を低減し、平坦化効率を高める。

ポリッシング加工用組成物は、任意の好適な量の界面活性剤を含むことができる。ポリッシング加工用組成物は、約５００ｐｐｍ以下の界面活性剤、例えば約４００ｐｐｍ以下、約３００ｐｐｍ以下、約２００ｐｐｍ以下、約１００ｐｐｍ以下、または約７５ｐｐｍ以下を含むことができる。あるいは、または加えて、ポリッシング加工用組成物は、約１０ｐｐｍ以上の界面活性剤、例えば、約１５ｐｐｍ以上、約２０ｐｐｍ以上、約２５ｐｐｍ以上、約３０ｐｐｍ以上、約３５ｐｐｍ以上、約４０ｐｐｍ以上、約４５ｐｐｍ以上、または約５０ｐｐｍ以上を含むことができる。したがって、界面活性剤は、ポリッシング加工用組成物中に、上記の終点のいずれか２つによって境界が定められた量で存在することができる。例えば、ポリッシング加工用組成物は、約１０ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍの界面活性剤、例えば、約１５ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍ、約２０ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍ、約２５ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍ、約３０ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍ、約３５ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍ、約４０ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍ、約４５ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍ、約５０ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍ、約５０ｐｐｍ〜約４００ｐｐｍ、約５０ｐｐｍ〜約３００ｐｐｍ、約５０ｐｐｍ〜約２００ｐｐｍ、約５０ｐｐｍ〜約１００ｐｐｍ、約５０ｐｐｍ〜約７５ｐｐｍ、約１０ｐｐｍ〜約７５ｐｐｍ、または約５０ｐｐｍ〜約３００ｐｐｍを含むことができる。

ポリッシング加工用組成物は、芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸を含む。芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸は、任意の好適な芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸であり得る。芳香族カルボン酸およびヘテロ芳香族カルボン酸の非限定的な例としては、安息香酸、１，２−ベンゼンジカルボン酸、１，３−ベンゼンジカルボン酸、１，４−ベンゼンジカルボン酸、サリチル酸、ピコリン酸、ジピコリン酸などが挙げられる。好ましくは、芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸は、ピコリン酸である。

ポリッシング加工用組成物は、任意の好適な量の芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸を含むことができる。ポリッシング加工用組成物は、約１０００ｐｐｍ以下の芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸、例えば約９００ｐｐｍ以下、約８００ｐｐｍ以下、約７００ｐｐｍ以下、約６００ｐｐｍ以下、または約５００を含むことができる。あるいは、または加えて、ポリッシング加工用組成物は、約１ｐｐｍ以上の芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸、例えば約５０ｐｐｍ以上、約１００ｐｐｍ以上、約２００ｐｐｍ以上、約３００ｐｐｍ、または約４００ｐｐｍ以上を含むことができる。したがって、芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸は、ポリッシング加工用組成物中に、上記の終点のいずれか２つによって境界が定められた量で存在することができる。例えば、ポリッシング加工用組成物は、約１ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍの芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸、例えば約５０ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍ、約１００ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍ、約２００ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍ、約３００ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍ、約４００ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍ、約４００ｐｐｍ〜約６００ｐｐｍ、約４００ｐｐｍ〜約７００ｐｐｍ、約４００ｐｐｍ〜約８００ｐｐｍ、約４００ｐｐｍ〜約９００ｐｐｍ、約４００ｐｐｍ〜約１０００ｐｐｍ、または約１ｐｐｍ〜約１０００ｐｐｍを含むことができる。

ポリッシング加工用組成物は、任意の好適なｐＨを有することができる。典型的には、ポリッシング加工用組成物は、約２以上のｐＨ、例えば、約２．５以上、約３以上、約３．５以上、約４以上、または約４．５以上を有する。あるいは、または加えて、ポリッシング加工用組成物は、約７以下のｐＨ、例えば約６．５以下、約６以下、約５．５以下、または約５以下を有することができる。したがって、ポリッシング加工用組成物は、上記の終点のいずれか２つによって限定されたｐＨを有することができる。例えば、ポリッシング加工用組成物は、約２〜約７のｐＨ、例えば、約２．５〜約７、約３〜約７、約３．５〜約７、約４〜約７、約４．５〜約７、約２．５〜約６．５、約２．５〜約６、約２．５〜約５．５、約２．５〜約５、約３〜約６．５、約３〜約６、約３〜約５、または約３．５〜約５．５を有することができる。

ポリッシング加工用組成物のｐＨは、任意の好適な酸または塩基を用いて調整することができる。好適な酸の非限定的な例としては、硝酸、硫酸、リン酸、および酢酸などの有機酸が挙げられる。好適な塩基の非限定的な例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、および水酸化アンモニウム、ならびにエタノールアミン、ジエタノールアミンおよびトリエタノールアミンなどの有機塩基が挙げられる。

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

ポリッシング加工用組成物は、金属を酸化する酸化剤を含まないか実質的に酸化剤を含まないことができる。本明細書で使用される場合、「酸化剤を含まない」という語句は、ポリッシング加工用組成物が、微量の汚染物質量以下の酸化物質しか含まず、その量は、ＣＭＰ中に組成物で得られる金属除去速度に影響を及ぼすには不十分である。本明細書で使用される場合、「実質的に酸化剤を含まない」とは、酸化剤の１重量％未満、好ましくは酸化剤の０．１重量％未満、より好ましくは酸化剤の０．０１重量％未満を意味する。特定の実施形態では、ポリッシング加工用組成物は、過酸化水素、硝酸第二鉄、ヨウ素酸カリウム、過酢酸、および過マンガン酸カリウムを含まないか実質的に含まない。

ポリッシング加工用組成物は、長期間安定である。例えば、ポリッシング加工用組成物は、約２週間より長く安定である。好ましくは、ポリッシング加工用組成物は、約４週間より長く安定である。より好ましくは、ポリッシング加工用組成物は、約６週間より長く安定である。本明細書で使用される場合、「安定」とは、任意の種類の安定性を指す。例えば、安定は、コロイド安定性、組成物安定性、および性能安定性（すなわち、繰り返しの結果を生む）を指すことができる。

ポリッシング加工用組成物は、その多くが当業者には既知である任意の好適な技術によって調製することができる。ポリッシング加工用組成物は、バッチプロセスまたは連続プロセスで調製することができる。一般に、ポリッシング加工用組成物は、その成分を任意の順序で組み合わせることによって調製することができる。本明細書で使用される場合、「成分」という用語は、個々の構成成分（例えば、湿式セリア、界面活性剤、芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸、任意のｐＨ調整剤など）、ならびに構成成分（例えば、湿式法セリア、界面活性剤、芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸、任意のｐＨ調整剤など）の任意の組み合わせを含む。

例えば、湿式法セリアは、水に分散させることができる。次に、界面活性剤および芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸が添加され、成分をポリッシング加工用組成物に組み込むことができる任意の方法によって混合され得る。ポリッシング加工用組成物はまた、ポリッシング加工作業中に基板の表面で成分を混合することによっても調製することができる。

ポリッシング加工用組成物は、湿式法セリア、界面活性剤、芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸、任意のｐＨ調整剤、および水を含む１パッケージ系として供給することができる。あるいは、湿式法セリアは、水中の分散液として第１の容器中に供給することができ、界面活性剤、芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸、および任意のｐＨ調整剤は、乾燥形態で、または水中の溶液もしくは分散液として第２の容器中に供給し、添加剤溶液を形成することができる。第１または第２の容器中の成分は、乾燥形態であり得、他方の容器中の成分は、水性分散液の形態であり得る。その上、第１および第２の容器中の成分が異なるｐＨ値、あるいは実質的に同様、または同等のｐＨ値を有することが好適である。ポリッシング加工用組成物の成分の他の２つの容器または３つ以上の容器の組み合わせは、当業者の知識の範囲内である。

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

本発明のポリッシング加工用組成物はまた、使用前に適切な量の水で希釈されることが意図される濃縮物として提供することもできる。このような実施形態では、ポリッシング加工用組成物濃縮物は、湿潤式セリア、界面活性剤、芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸、および任意のｐＨ調整剤を、適切な量の水で濃縮物を希釈すると、ポリッシング加工用組成物の各成分が、上に列挙された各成分の適切な範囲内の量でポリッシング加工用組成物中に存在するようになる量で含むことができる。例えば、湿式法セリア、界面活性剤、芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸、および任意のｐＨ調整剤はそれぞれ、ポリッシング加工用組成物中に上に列挙された各成分の濃度よりも約２倍（例えば、約３倍、約４倍、または約５倍）を超える量で存在することができ、その結果、濃縮物が等量の水（例えば、それぞれ２等量の水、３等量の水、または４等量の水）で希釈されると、各成分は、各成分について上記の範囲内の量でポリッシング加工用組成物中に存在するようになる。その上、当業者には理解されるように、濃縮物は、他の成分が少なくとも部分的にまたは完全に濃縮物中に確実に溶解することを確実にするために、最終ポリッシング加工用組成物中に存在する水の適切な部分を含有することができる。

本発明の方法を用いてポリッシング加工される基板は、任意の好適な基板であり得る。好適な基板としては、フラットパネルディスプレイ、集積回路、メモリまたはリジッドディスク、金属、半導体、層間誘電体（ＩＬＤ）デバイス、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）、強誘電体、および磁気ヘッドが挙げられるが、これらに限定されない。ポリッシング加工用組成物は、浅いトレンチ分離（ＳＴＩ）加工を受けた基板を平坦化またはポリッシング加工するのに特に適している。基板は、少なくとも１つの他の層、例えば絶縁層をさらに含むことができる。絶縁層は、金属酸化物、多孔質金属酸化物、ガラス、有機ポリマー、フッ素化有機ポリマー、または任意の他の好適な高または低κ絶縁層であり得る。絶縁層は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、またはこれらの組み合わせ、を含む、それから本質的になる、またはそれからなることができる。酸化ケイ素層は、その多くが当該技術分野で既知である任意の好適な酸化ケイ素、を含む、それから本質的になる、またはそれからなることができる。例えば、酸化ケイ素層は、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、高密度プラズマ（ＨＤＰ）酸化物、ボロフォスフォシリケートガラス（ＢＰＳＧ）、高アスペクト比プロセス（ＨＡＲＰ）酸化物、スピンオン誘電体（ＳＯＤ）酸化物、化学気相成長法（ＣＶＤ）酸化物、プラズマ強化テトラエチルオルトシリケート（ＰＥＴＥＯＳ）、熱酸化物、またはドープされていないシリケートガラスを含むことができる。基板は、金属層をさらに含むことができる。金属は、例えば、銅、タンタル、タングステン、チタン、白金、ルテニウム、イリジウム、アルミニウム、ニッケル、またはこれらの組み合わせなどのその多くが当該技術分野で既知である任意の好適な金属、を含む、それらから本質的になる、またはそれらからなることができる。

本発明は、以下の実施形態により例示される。
（１）実施形態（１）では、化学機械ポリッシング加工用組成物が提供され、ポリッシング加工用組成物は
（ａ）湿式法セリア研磨剤と、
（ｂ）アミン含有アンカー基およびエチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基を含む界面活性剤であって、約１０００ダルトン〜約５０００ダルトンの平均分子量を有する、界面活性剤と、
（ｃ）芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸と、
（ｄ）水と、を含み、
前記ポリッシング加工用組成物が、約３〜約６のｐＨを有する、ポリッシング加工用組成物。
（２）実施形態（２）では、湿式法セリア研磨剤が、ポリッシング加工用組成物中に約０．０５重量％〜約２重量％の量で存在する、実施形態（１）に記載のポリッシング加工用組成物が提供される。
（３）実施形態（３）では、界面活性剤が、式：
（式中、Ａｒは、１，４−二置換アリーレンまたは
であり、ｎは、約２〜約１０の整数である）のアミン含有アンカー基を含むカチオン性櫛型ポリマーである、請求項１０または１１に記載の方法。
（４）実施形態（４）では、エチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基が、式：−（ＣＨ（ＣＨ_３（ＣＨ_２Ｏ）_ｘ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｙＣＨ_３（式中、ｘおよびｙは、独立して選択される約２〜約２５の整数である）を有する、実施形態（３）に記載のポリッシング加工用組成物が提供される。
（５）実施形態（５）では、界面活性剤が、式：
の１つのモノ（（ジエチルアミノ）アルキル）エーテルアンカー基および１つのエチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基を含む、請求項１０または１１に記載の方法。
（６）実施形態（６）では、エチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基が、式：−Ｃ_２Ｈ_４（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_ｘ（ＯＣＨ（ＣＨ_３）ＣＨ_２）_ｙＯＨ（式中、ｘおよびｙは、独立して選択される約２〜約２５の整数である）を有する、実施形態（５）に記載のポリッシング加工用組成物が提供される。
（７）実施形態（７）では、エチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基が、約１：１〜約１：３のエチレンオキシド単位対プロピレンオキシド単位の比を有する、実施形態（６）に記載のポリッシング加工用組成物が提供される。
（８）実施形態（８）では、界面活性剤が、ポリッシング加工用組成物中に約１０ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍの量で存在する、実施形態（１）〜（７）のいずれか１つに記載のポリッシング加工用組成物が提供される。
（９）実施形態（９）では、芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸がピコリン酸である、実施形態（１）〜（８）のいずれか１つに記載のポリッシング加工用組成物が提供される。
（１０）実施形態（１０）では、基板を化学機械的にポリッシング加工する方法であって、
（ｉ）基板を用意することと、
（ｉｉ）ポリッシング加工用パッドを用意することと、
（ｉｉｉ）化学機械ポリッシング加工用組成物を用意することであって、前記化学機械ポリッシング加工用組成物が、
（ａ）湿式法セリアと、
（ｂ）アミン含有アンカー基およびエチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基を含む界面活性剤であって、約１０００ダルトン〜約５０００ダルトンの平均分子量を有する、界面活性剤と、
（ｃ）芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸と、
（ｄ）水と、を含み、
前記ポリッシング加工用組成物が、約３〜約６のｐＨを有する、化学機械ポリッシング加工用組成物を用意することと、
（ｉｖ）前記基板を前記ポリッシング加工用パッドおよび前記化学機械ポリッシング加工用組成物と接触させることと、
（ｖ）前記ポリッシング加工用パッドおよび前記化学機械ポリッシング加工用組成物を前記基板に対して移動させて、前記基板の表面の少なくとも一部を研磨して、前記基板をポリッシング加工することと、を含む、方法。

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

実施例で使用されるパターン化されたウェーハは、その表面にエッチングされたラインを有するパターン形成されたシリコン基板上に堆積されたＴＥＯＳのブランケット層を含んでいた。基板は、本明細書において別段の指定がない限り、（１）基板のエッチングされていない領域上に位置する表面の「上」領域の幅が９００μｍであり、およびラインの上に位置する表面の「下」領域の幅が９００μｍである、９００μｍ×９００μｍのパターン、または（２）基板のエッチングされていない領域上に位置する表面の「上」領域の幅が１０ｍｍであり、およびラインの上に位置する表面の「下」領域の幅が１０ｍｍである、１０ｍｍ×１０ｍｍのパターンのいずれかを有すると称される。残りの段差は、表面のエッチングされていない領域上に位置するＴＥＯＳの厚さを指す。トレンチ損失は、ライン内および上領域間のＴＥＯＳの除去に関する測定値である。

実施例１
この実施例は、湿式法セリアを含むポリッシング加工用組成物によって示されるＴＥＯＳ平坦化効率に対する界面活性剤添加剤の効果を実証する。

９００μｍ×９００μｍパターン化シリコン試片上のＴＥＯＳ層を含む基板を、ポリッシング加工用組成物１Ａ（「ＰＣ１Ａ」）およびポリッシング加工用組成物１Ｂ（「ＰＣ１Ｂ」）の２つの異なるポリッシング加工用組成物を用いて、ＩＣ１０１０パッドでポリッシング加工した。ポリッシング加工用組成物１Ａおよび１Ｂのそれぞれは、必要に応じて、トリエタノールアミンまたは酢酸を用いてｐＨを４．０に調整して、水中に０．２８６重量％の湿式法セリアおよび５００ｐｐｍのピコリン酸を含んでいだ。ポリッシング加工用組成物１Ａ（対照）は、界面活性剤をさらに含まなかった。ポリッシング加工用組成物１Ｂ（本発明）は、Ｊｅｆｆｓｐｅｒｓｅ（商標）Ｘ３５０３（ＨｕｎｔｓｍａｎＣｏｒｐ．，Ｗｏｏｄｌａｎｄｓ，ＴＸ）２５ｐｐｍをさらに含有していた。基板を２００ｍｍのＭｉｒｒａ（商標）ポリッシング加工工具（ＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＳａｎｔａＣｌａｒａ，ＣＡ）でポリッシング加工した。

ポリッシング加工に次いで、ＴＥＯＳ除去速度を決定し、残りの段差およびトレンチ損失を測定した。結果を表１および図２に記載する。

表１および図２に記載されている結果から明らかなように、Ｊｅｆｆｓｐｅｒｓｅ（商標）Ｘ３５０３を含有していたポリッシング加工用組成物１Ｂの使用は、Ｊｅｆｆｓｐｅｒｓｅ（商標）Ｘ３５０３を含有していなかったポリッシング加工用組成物１Ａよりも、段差の所与の減少に対してトレンチ損失はより少なかった。特に、ポリッシング加工用組成物１Ｂ（本発明）は、対照ポリッシング加工用組成物１Ａに対して、処理しやすい段差除去および有意に減少したトレンチ損失を示した。

実施例２
この実施例は、湿式法セリアを含むポリッシング加工用組成物によって示されるＴＥＯＳ平坦化効率に対する界面活性剤添加剤の効果を実証する。

１０ｍｍ×１０ｍｍパターン化シリコン試片上のＴＥＯＳ層を含む基板を、実施例１において記載されているようなポリッシング加工用組成物１Ａ（対照）およびポリッシング加工用組成物１Ｂ（本発明）の２つの異なるポリッシング加工用組成物を用いて、Ｒ２００−０１パッドでポリッシング加工した。基板を２００ｍｍのＭｉｒｒａ（商標）ポリッシング加工工具（ＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＳａｎｔａＣｌａｒａ，ＣＡ）でポリッシング加工した。

ポリッシング加工に次いで、ＴＥＯＳ除去速度を決定し、残りの段差およびトレンチ損失を測定した。結果を表２および図３に記載する。

表２および図３に記載されている結果から明らかなように、Ｊｅｆｆｓｐｅｒｓｅ（商標）Ｘ３５０３を含有するポリッシング加工用組成物１Ｂ（本発明）は、対照ポリッシング加工用組成物１Ａに対して、ＴＥＯＳ平坦化効率において有意な改善を実証した。

実施例３
この実施例は、６週間の期間後にＴＥＯＳ平坦化効率を測定することによって、界面活性剤を含有するポリッシング加工用組成物の安定性および長寿命を実証する。

９００μｍ×９００μｍパターン化シリコン試片上のＴＥＯＳ層を含む基板を、実施例１において記載されているようなポリッシング加工用組成物１Ａ（対照）およびポリッシング加工用組成物１Ｂ（本発明）の２つの異なるポリッシング加工用組成物を用いて、ＩＣ１０１０パッドでポリッシング加工した。ポリッシング加工用組成物１Ｂ（本発明）を、新しく調製した後、および６週間エージングした後に評価した。基板を２００ｍｍのＭｉｒｒａ（商標）ポリッシング加工工具（ＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＳａｎｔａＣｌａｒａ，ＣＡ）でポリッシング加工した。

ポリッシング加工に次いで、ＴＥＯＳ除去速度を決定し、残りの段差およびトレンチ損失を測定した。結果を表３および図４に記載する。

表３および図４で実証されるように、Ｊｅｆｆｓｐｅｒｓｅ（商標）Ｘ３５０３を含有する新たに調製されたポリッシング加工用組成物１Ｂおよび６週間前に調製されたポリッシング加工用組成物１Ｂの両方は、対照ポリッシング加工用組成物１Ａより優れていた。加えて、新たに調製されたポリッシング加工用組成物１Ｂおよび６週間前に調製されたポリッシング加工用組成物１Ｂは、同様の結果をもたらし、ポリッシング加工用組成物１Ｂの安定性および長寿命を例示した。

実施例４
この実施例は、ＴＥＯＳゼータ電位に対する界面活性剤溶液の効果を実証する。

ＴＥＯＳウェーハから切り取られた一片を含むＴＥＯＳウェーハ断片を、３つの別個の溶液、対照としてのＪｅｆｆｓｐｅｒｓｅ（商標）Ｘ３５０３（ＨｕｎｔｓｍａｎＣｏｒｐ．Ｗｏｏｄｌａｎｄｓ，ＴＸ）を含有しない溶液４Ａ（「Ｓ４Ａ」）、０．６当量のＪｅｆｆｓｐｅｒｓｅ（商標）Ｘ３５０３を含有する溶液４Ｂ（「Ｓ４Ｂ」）、および１当量のＪｅｆｆｓｐｅｒｓｅ（商標）Ｘ３５０３を含有する溶液４Ｃ（「Ｓ４Ｃ」）中に浸漬した。各溶液をｐＨ値４．０に維持し、ウェーハ表面のゼータ電位を測定した。結果を表４および図５に記載する。

表４および図５に記載されている結果から明らかなように、対照溶液４Ａ中に浸漬されたＴＥＯＳウェーハの表面電位は、−２４．１ｍＶであると判定された。１当量のＪｅｆｆｓｐｅｒｓｅ（商標）Ｘ３５０３の添加（溶液４Ｃ）は、４．０のｐＨ値で表面電位を３１．４ｍＶへの完全な反転をもたらす。

実施例５
この実施例は、湿式法セリアを含むポリッシング加工用組成物によって示されるＴＥＯＳ平坦化効率に対する界面活性剤添加剤の効果を実証する。

９００μｍ×９００μｍパターン化シリコン試片上のＴＥＯＳ層を含む基板を、実施例１において記載されているようなポリッシング加工用組成物１Ａ（「ＰＣ１Ａ」）、およびポリッシング加工用組成物５（「ＰＣ５」）の２つの異なるポリッシング加工用組成物を用いて、ＩＣ１０１０パッドでポリッシング加工した。ポリッシング加工用組成物１Ａおよび５のそれぞれは、必要に応じて、トリエタノールアミンまたは酢酸を用いてｐＨを４．０に調整して、水中に０．２８６重量％の湿式法セリアおよび５００ｐｐｍのピコリン酸を含んでいだ。ポリッシング加工用組成物１Ａ（対照）は、界面活性剤をさらに含まなかった。ポリッシング加工用組成物５（本発明）は、３００ｐｐｍのＳｏｌｓｐｅｒｓｅ（商標）２００００（ＬｕｂｒｉｚｏｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｗｉｃｋｌｉｆｆｅ，ＯＨ）をさらに含有していた。基板をＲｅｆｌｅｘｉｏｎ（商標）ＬＫポリッシング加工工具（ＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＳａｎｔａＣｌａｒａ，ＣＡ）でポリッシング加工した。

ポリッシング加工に次いで、ＴＥＯＳ除去速度を決定し、残りの段差およびトレンチ損失を測定した。結果を表５および図６に記載する。

表５および図６に記載されている結果から明らかなように、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ（商標）２００００を含んだポリッシング加工用組成物５の使用は、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ（商標）２００００を含まなかったポリッシング加工用組成物１Ａよりも、段差の所与の減少に対してトレンチ損失はより少なかった。特に、ポリッシング加工用組成物５（本発明）は、対照ポリッシング加工用組成物１Ａに対して、処理しやすい段差除去および有意に減少したトレンチ損失を示した。

実施例６
この実施例は、実施例５で使用されたものとは異なるポリッシング加工用パッドを用いて、湿式法セリアを含むポリッシング加工用組成物によって示されるＴＥＯＳ平坦化効率に対する界面活性剤添加剤の効果を実証する。

９００μｍ×９００μｍパターン化シリコン試片上のＴＥＯＳ層を含む基板を、実施例１において記載されているようなポリッシング加工用組成物１Ａ（「ＰＣ１Ａ」）、およびポリッシング加工用組成物５（「ＰＣ５」）の２つの異なるポリッシング加工用組成物を用いて、ＮｅｘＰｌａｎａｒ（商標）Ｅ６０８８パッドでポリッシング加工した。ポリッシング加工用組成物１Ａおよび５のそれぞれは、必要に応じて、トリエタノールアミンまたは酢酸を用いてｐＨを４．０に調整して、水中に０．２８６重量％の湿式法セリアおよび５００ｐｐｍのピコリン酸を含んでいだ。ポリッシング加工用組成物１Ａ（対照）は、界面活性剤をさらに含まなかった。ポリッシング加工用組成物５（本発明）は、３００ｐｐｍのＳｏｌｓｐｅｒｓｅ（商標）２００００（ＬｕｂｒｉｚｏｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｗｉｃｋｌｉｆｆｅ，ＯＨ）をさらに含有していた。基板をＲｅｆｌｅｘｉｏｎ（商標）ＬＫポリッシング加工工具（ＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＳａｎｔａＣｌａｒａ，ＣＡ）でポリッシング加工した。

ポリッシング加工に次いで、ＴＥＯＳ除去速度を決定し、残りの段差およびトレンチ損失を測定した。結果を表６および図７に記載する。

表６および図７に記載されている結果から明らかなように、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ（商標）２００００を含んだポリッシング加工用組成物５の使用は、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ（商標）２００００を含まなかったポリッシング加工用組成物１Ａよりも、段差の所与の減少に対してトレンチ損失はより少なかった。特に、ポリッシング加工用組成物５（本発明）は、対照ポリッシング加工用組成物１Ａに対して、処理しやすい段差除去および有意に減少したトレンチ損失を示した。実施例６は、ポリッシング加工用組成物５が、様々な組成物のパッド（すなわち、ＩＣ１０１０パッドおよびＮｘＰＥ６０８８パッド）について、対照に対して改善されたトレンチ損失および段差除去を提供することをさらに実証する。

実施例７
この実施例は、湿式法セリアを含むポリッシング加工用組成物によって示されるＴＥＯＳ平坦化効率に対する界面活性剤添加剤の効果を実証する。

１０ｍｍ×５ｍｍパターン化３ＤＮＡＮＤウェーハ上のＴＥＯＳ層を含む基板を、実施例１において記載されているようなポリッシング加工用組成物１Ａ（「ＰＣ１Ａ」）、およびポリッシング加工用組成物５（「ＰＣ５」）の２つの異なるポリッシング加工用組成物を用いて、ＩＣ１０１０パッドでポリッシング加工した。ポリッシング加工用組成物１Ａおよび５のそれぞれは、必要に応じて、トリエタノールアミンまたは酢酸を用いてｐＨを４．０に調整して、水中に０．２８６重量％の湿式法セリアおよび５００ｐｐｍのピコリン酸を含んでいだ。ポリッシング加工用組成物１Ａ（対照）は、界面活性剤をさらに含まなかった。ポリッシング加工用組成物５（本発明）は、３００ｐｐｍのＳｏｌｓｐｅｒｓｅ（商標）２００００（ＬｕｂｒｉｚｏｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｗｉｃｋｌｉｆｆｅ，ＯＨ）をさらに含有していた。基板を２００ｍｍのＭｉｒｒａ（商標）ポリッシング加工工具（ＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＳａｎｔａＣｌａｒａ，ＣＡ）でポリッシング加工した。

ポリッシング加工に次いで、ＴＥＯＳ除去速度を決定し、残りの段差およびトレンチ損失を測定した。結果を表７および図８に記載する。

表７および図８に記載されている結果から明らかなように、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ（商標）２００００を含んだポリッシング加工用組成物５の使用は、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ（商標）２００００を含まなかったポリッシング加工用組成物１Ａよりも、段差の所与の減少に対してトレンチ損失はより少なかった。特に、ポリッシング加工用組成物５（本発明）は、対照ポリッシング加工用組成物１Ａに対して、処理しやすい段差除去および有意に減少したトレンチ損失を示した。

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

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

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

Claims

化学機械ポリッシング加工用組成物であって、
（ａ）湿式法セリア研磨剤と、
（ｂ）アミン含有アンカー基およびエチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基を含む界面活性剤であって、約１０００ダルトン〜約５０００ダルトンの平均分子量を有する、界面活性剤と、
（ｃ）芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸と、
（ｄ）水と、を含み、
前記ポリッシング加工用組成物が、約３〜約６のｐＨを有する、化学機械ポリッシング加工用組成物。
前記湿式法セリア研磨剤が、前記ポリッシング加工用組成物中に約０．０５重量％〜約２重量％の量で存在する、請求項１に記載のポリッシング加工用組成物。
前記界面活性剤が、式：
（式中、Ａｒは、１，４−二置換アリーレンまたは
であり、ｎは、約２〜約１０の整数である）のアミン含有アンカー基を含むカチオン性櫛型ポリマーである、請求項１または２に記載のポリッシング加工用組成物。
前記エチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基が、式：−（ＣＨ（ＣＨ_３）ＣＨ_２Ｏ）_ｘ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｙＣＨ_３（式中、ｘおよびｙは、独立して選択される約２〜約２５の整数である）を有する、請求項３に記載のポリッシング加工用組成物。
前記界面活性剤が、式：
の１つのモノ（（ジエチルアミノ）アルキル）エーテルアンカー基および１つのエチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基を含む、請求項１または２に記載のポリッシング加工用組成物。
前記エチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基が、式：−Ｃ_２Ｈ_４（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_ｘ（ＯＣＨ（ＣＨ_３）ＣＨ_２）_ｙＯＨ（式中、ｘおよびｙは、独立して選択される約２〜約２５の整数である）を有する、請求項５に記載のポリッシング加工用組成物。
前記エチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基が、約１：１〜約１：３のエチレンオキシド単位対プロピレンオキシド単位の比を有する、請求項６に記載のポリッシング加工用組成物。
前記界面活性剤が、前記ポリッシング加工用組成物中に約１０ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍの量で存在する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のポリッシング加工用組成物。
前記芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸がピコリン酸である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のポリッシング加工用組成物。
基板を化学機械的にポリッシング加工する方法であって、
（ｉ）基板を用意することと、
（ｉｉ）ポリッシング加工用パッドを用意することと、
（ｉｉｉ）化学機械ポリッシング加工用組成物を用意することであって、前記化学機械ポリッシング加工用組成物が、
（ａ）湿式法セリアと、
（ｂ）アミン含有アンカー基およびエチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基を含む界面活性剤であって、約１０００ダルトン〜約５０００ダルトンの平均分子量を有する、界面活性剤と、
（ｃ）芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸と、
（ｄ）水と、を含み、
前記ポリッシング加工用組成物が、約３〜約６のｐＨを有する、化学機械ポリッシング加工用組成物を用意することと、
（ｉｖ）前記基板を前記ポリッシング加工用パッドおよび前記化学機械ポリッシング加工用組成物と接触させることと、
（ｖ）前記ポリッシング加工用パッドおよび前記化学機械ポリッシング加工用組成物を前記基板に対して移動させて、前記基板の表面の少なくとも一部を研磨して、前記基板をポリッシング加工することと、を含む、方法。
前記湿式法セリア研磨剤が、前記ポリッシング加工用組成物中に約０．０５重量％〜約２重量％の量で存在する、請求項１０に記載の方法。
前記界面活性剤が、式：
（式中、Ａｒは、１，４−二置換アリーレンまたは
であり、ｎは、約２〜約１０の整数である）のアミン含有アンカー基を含むカチオン性櫛型ポリマーである、請求項１０または１１に記載の方法。
前記エチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基が、式：−（ＣＨ（ＣＨ_３）ＣＨ_２Ｏ）_ｘ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｙＣＨ_３（式中、ｘおよびｙは、独立して選択される約２〜約２５の整数である）を有する、請求項１２に記載の方法。
前記界面活性剤が、式：
の１つのモノ（（ジエチルアミノ）アルキル）エーテルアンカー基および１つのエチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基を含む、請求項１０または１１に記載の方法。
前記エチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基が、式：−Ｃ_２Ｈ_４（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_ｘ（ＯＣＨ（ＣＨ_３）ＣＨ_２）_ｙＯＨ（式中、ｘおよびｙは、独立して選択される約２〜約２５の整数である）を有する、請求項１４に記載の方法。
前記エチレンオキシド−プロピレンオキシド安定化基が、約１：１〜約１：３のエチレンオキシド単位対プロピレンオキシド単位の比を有する、請求項１５に記載の方法。
前記界面活性剤が、前記ポリッシング加工用組成物中に約１０ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍの量で存在する、請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の方法。
前記芳香族カルボン酸またはヘテロ芳香族カルボン酸がピコリン酸である、請求項１０〜１７のいずれか一項に記載の方法。
前記基板が酸化ケイ素を含み、前記酸化ケイ素の少なくとも一部が前記基板から除去されて、前記基板をポリッシング加工する、請求項１０〜１８のいずれか一項に記載の方法。