JP5843093B2 - 安定化されたケミカルメカニカルポリッシング組成物及び基板を研磨する方法 - Google Patents

安定化されたケミカルメカニカルポリッシング組成物及び基板を研磨する方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5843093B2
JP5843093B2 JP2011133174A JP2011133174A JP5843093B2 JP 5843093 B2 JP5843093 B2 JP 5843093B2 JP 2011133174 A JP2011133174 A JP 2011133174A JP 2011133174 A JP2011133174 A JP 2011133174A JP 5843093 B2 JP5843093 B2 JP 5843093B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chemical mechanical
mechanical polishing
formula
anion
polishing composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011133174A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2012039087A5 (ja
JP2012039087A (ja
Inventor
イ・グォ
チェントン・リウ
カンチャーラ−アルン・クマール・レディ
グアンユン・ツァン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc
Original Assignee
Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc filed Critical Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc
Publication of JP2012039087A publication Critical patent/JP2012039087A/ja
Publication of JP2012039087A5 publication Critical patent/JP2012039087A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5843093B2 publication Critical patent/JP5843093B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/31051—Planarisation of the insulating layers
    • H01L21/31053—Planarisation of the insulating layers involving a dielectric removal step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/04—Aqueous dispersions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
    • C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321—After treatment
    • H01L21/32115—Planarisation
    • H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Description

本発明は、一般に、ケミカルメカニカルポリッシングの分野に関する。詳細には、本発明は、安定化されたケミカルメカニカルポリッシング組成物及び半導体材料のケミカルメカニカルポリッシングの方法を対象とし、より詳細には、例えば層間絶縁（ＩＬＤ）及びシャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）プロセスにおける、半導体構造の絶縁層のケミカルメカニカルポリッシングの方法を対象とする。
近年の集積回路は、半導体デバイスで構成された電子回路を小型半導体構造上に一体として形成させる精巧なプロセスにより製造される。半導体構造上に形成される従来の半導体デバイスとしては、キャパシタ、レジスタ、トランジスタ、コンダクタ、ダイオードなどが挙げられる。集積回路の先進の製造では、多量のこれら半導体デバイスが、単一の半導体構造上に形成される。
加えて集積回路を、半導体構造の共通するシリコン基板上に、隣接するダイとして配列させる場合がある。典型的には、表面層スクライブ領域がダイの間に存在し、そこでダイが切り離されて、分離した集積回路を形成している。ダイの内部では、半導体構造の表面は、半導体デバイスの形成により生じる隆起した領域で特徴付けられる。これらの隆起領域は、アレイを形成していて、半導体構造のシリコン基板上の低い下部領域により分離されている。
アクティブデバイスは、絶縁体により絶縁して、デバイス間のクロストーク及びシグナル干渉を防ぐ必要がある。従来から、主要な絶縁技術が２種類存在する。一方は、層間絶縁（ＩＬＤ）である。他方は、シャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）と呼ばれる。
ＩＬＤ構造は、主として集積回路内の金属ワイヤ又はプラグを分離するのに用いられる。誘電絶縁材料（例えば、シリカ及び窒化ケイ素）が、典型的には溝の間及び金属線又はプラグの最上部に成長又は堆積されて、アレイの上部に上向きに延在する高い部分が垂直方向に突起した形状と、低いオープンントラフ（open troughs）で特徴付けられる非平坦面を作り出す。その後、ＣＭＰプロセスを用いて、垂直方向の突起形状の高さを目的の高さまで、典型的にはアレイの最上部より上の所定の距離まで低下させて、理想的には平坦面が形成される。
ＳＴＩは、絶縁構造を形成させて、集積回路内で形成される様々な活性成分を電気的に絶縁するのに広く用いられる半導体組立法である。ＳＴＩ技術において、最初のステップは、通常は異方性エッチングにより、基板内の所定の位置に複数のトレンチを形成させることである。次に、シリカをこれらのトレンチそれぞれの中に堆積させる。その後、シリカをＣＭＰにより窒化ケイ素（ストップ層）まで研磨して、ＳＴＩ構造を形成させる。効率的な研磨を実現するために、研磨スラリーが、典型的には窒化ケイ素に対するシリカの除去速度（選択比）に関係して高い選択比を提供する。
ＩＬＤ及びＳＴＩプロセスでの従来のＣＭＰスラリーは、高濃度の砥粒を含むことで、その有効性が高まる。不幸にも砥粒は高価であり、砥粒を多量に使用すれば、コストが法外に高くなる。
酸化ケイ素を除去する砥粒の含量が低い一研磨組成物が、Liu他への米国特許第７，０１８，５６０号に開示されている。Liu他は、相互接続金属の除去を制限するためのコロージョンインヒビター；酸性pH；砥粒粒子；及び
Figure 0005843093
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、基であり、Ｒ１は、炭素原子２〜１５個の炭素鎖長を有する非置換のアリール、アルキル、アラルキル、又はアルカリール基である）で形成された有機アンモニウム含有塩、を含む水性研磨組成物を開示しており、その有機アンモニウム含有塩は、二酸化ケイ素除去を促進し、そして２１．７kPa未満で少なくとも１種の研磨圧でＳｉＣ、ＳｉＣＮ、Ｓｉ３Ｎ４及びＳｉＣＯからなる群から選択される少なくとも１種のコーティングの除去を減少させる濃度を有する。
それにもかかわらず、ケミカルメカニカルポリッシング組成物、及び改善された除去速度を有し砥粒濃度の低い絶縁層のケミカルメカニカルポリッシングの方法が、依然として求められている。詳細には、低い砥粒濃度による改善された絶縁層除去速度のみならず、改善された貯蔵安定性を示す、ＩＬＤ及びＳＴＩプロセスにおいて絶縁層を研磨する組成物及び方法が、求められている。
本発明は、初期成分として、水；平均粒径５〜１５０nmを有する砥粒０．１〜４０重量％；式（II）：
Figure 0005843093
（式中、Ａは、Ｎ及びＰから選択され；各Ｒ８は、独立して、水素、飽和又は不飽和Ｃ１−１５アルキル基、Ｃ６−１５アリール基、Ｃ６−１５アラルキル基、Ｃ６−１５アルカリール基から選択され；そして式（II）中のアニオンは、式（II）中のカチオンの＋電荷と釣り合う任意のアニオンであってもよい）で示されるアダマンチル物質０．００１〜１重量％；式（Ｉ）：
Figure 0005843093
（式中、各Ｘは、独立して、Ｎ及びＰから選択され；Ｒ１は、飽和又は不飽和Ｃ１−Ｃ１５アルキル基、Ｃ６−Ｃ１５アリール基及びＣ６−Ｃ１５アラルキル基であり；Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７は、それぞれ独立して、水素、飽和又は不飽和Ｃ１−Ｃ１５アルキル基、Ｃ６−Ｃ１５アリール基、Ｃ６−Ｃ１５アラルキル基及びＣ６−Ｃ１５アルカリール基から選択され；そして式（Ｉ）中のアニオンは、式（Ｉ）中のカチオンの２＋電荷と釣り合う任意のアニオン又はアニオンの組合せであってもよい）で示される二価第四級物質（diquaternary substance）０〜１重量％；ならびに水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトライソプロピルアンモニウム、水酸化テトラシクロプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化テトライソブチルアンモニウム、水酸化テトラtert−ブチルアンモニウム、水酸化テトラsec−ブチルアンモニウム、水酸化テトラシクロブチルアンモニウム、水酸化テトラペンチルアンモニウム、水酸化テトラシクロペンチルアンモニウム、水酸化テトラヘキシルアンモニウム、水酸化テトラシクロヘキシルアンモニウム、及びそれらの混合物から選択される第四級アンモニウム化合物０〜１重量％、を含むケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供する。
本発明は、初期成分として、水；平均粒径５〜１５０nmを有する砥粒０．１〜４０重量％；式（II）：
Figure 0005843093
（式中、Ａが、Ｎ及びＰから選択され；各Ｒ８が、独立して、水素、飽和又は不飽和Ｃ１−１５アルキル基、Ｃ６−１５アリール基、Ｃ６−１５アラルキル基、Ｃ６−１５アルカリール基から選択され；そして式（II）中のアニオンが、式（II）中のカチオンの＋電荷と釣り合う任意のアニオンであってもよい）で示されるアダマンチル物質０．００１〜１重量％；ならびに（ａ）式（Ｉ）：
Figure 0005843093
（式中、各Ｘが、独立して、Ｎ及びＰから選択され；Ｒ１が、飽和又は不飽和Ｃ１−Ｃ１５アルキル基、Ｃ６−Ｃ１５アリール基及びＣ６−Ｃ１５アラルキル基であり；Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７が、それぞれ独立して、水素、飽和又は不飽和Ｃ１−Ｃ１５アルキル基、Ｃ６−Ｃ１５アリール基、Ｃ６−Ｃ１５アラルキル基及びＣ６−Ｃ１５アルカリール基から選択され；そして式（Ｉ）中のアニオンが、式（Ｉ）中のカチオンの２＋電荷と釣り合う任意のアニオン又はアニオンの組合せであってもよい）で示される二価第四級物質０．００１〜１重量％と、（ｂ）水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトライソプロピルアンモニウム、水酸化テトラシクロプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化テトライソブチルアンモニウム、水酸化テトラtert−ブチルアンモニウム、水酸化テトラsec−ブチルアンモニウム、水酸化テトラシクロブチルアンモニウム、水酸化テトラペンチルアンモニウム、水酸化テトラシクロペンチルアンモニウム、水酸化テトラヘキシルアンモニウム、水酸化テトラシクロヘキシルアンモニウム、及びそれらの混合物から選択される第四級アンモニウム化合物０．００５〜１重量％、の少なくとも一方を含むケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供する。
本発明は、初期成分として、水；平均粒径５〜１５０nmを有する砥粒０．１〜４０重量％；式（Ｉ）：
Figure 0005843093
（式中、各Ｘが、独立して、Ｎ及びＰから選択され；Ｒ１が、飽和又は不飽和Ｃ１−Ｃ１５アルキル基、Ｃ６−Ｃ１５アリール基及びＣ６−Ｃ１５アラルキル基であり；Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７が、それぞれ独立して、水素、飽和又は不飽和Ｃ１−Ｃ１５アルキル基、Ｃ６−Ｃ１５アリール基、Ｃ６−Ｃ１５アラルキル基及びＣ６−Ｃ１５アルカリール基から選択され；そして式（Ｉ）中のアニオンが、式（Ｉ）中のカチオンの２＋電荷と釣り合う任意のアニオン又はアニオンの組合せであってもよい）で示される二価第四級物質０．００１〜１重量％；ならびに式（II）：
Figure 0005843093
（式中、Ａが、Ｎ及びＰから選択され；各Ｒ８が、独立して、水素、飽和又は不飽和Ｃ１−１５アルキル基、Ｃ６−１５アリール基、Ｃ６−１５アラルキル基、Ｃ６−１５アルカリール基から選択され；そして式（II）中のアニオンが、式（II）中のカチオンの＋電荷と釣り合う任意のアニオンであってもよい）で示されるアダマンチル物質０．００１〜１重量％、を含むケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供する。
本発明は、初期成分として、水；平均粒径５〜１５０nmを有する砥粒０．１〜４０重量％；式（II）：
Figure 0005843093
（式中、Ａが、Ｎ及びＰから選択され；各Ｒ８が、独立して、水素、飽和又は不飽和Ｃ１−１５アルキル基、Ｃ６−１５アリール基、Ｃ６−１５アラルキル基、Ｃ６−１５アルカリール基から選択され；そして式（II）中のアニオンが、式（II）中のカチオンの＋電荷と釣り合う任意のアニオンであってもよい）で示されるアダマンチル物質０．００１〜１重量％；ならびに水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトライソプロピルアンモニウム、水酸化テトラシクロプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化テトライソブチルアンモニウム、水酸化テトラtert−ブチルアンモニウム、水酸化テトラsec−ブチルアンモニウム、水酸化テトラシクロブチルアンモニウム、水酸化テトラペンチルアンモニウム、水酸化テトラシクロペンチルアンモニウム、水酸化テトラヘキシルアンモニウム、水酸化テトラシクロヘキシルアンモニウム、及びそれらの混合物から選択される第四級アンモニウム化合物０．００５〜１重量％、を含むケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供する。
本発明は、二酸化ケイ素を含む基板を提供すること；本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の界面にダウンフォース０．６９〜３４．５kPaの動的接触を生成すること；及びケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の界面又はその付近で、ケミカルメカニカルポリッシング組成物をケミカルメカニカルポリッシングパッド上へ分配すること、を含み、ここでそのケミカルメカニカルポリッシング組成物が、２〜６のpHを有する、基板のケミカルメカニカルポリッシングの方法を提供する。
本発明は、二酸化ケイ素を含む基板を提供すること；本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の界面にダウンフォース０．６９〜３４．５kPaの動的接触を生成すること；及びケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の界面又はその付近で、ケミカルメカニカルポリッシング組成物をケミカルメカニカルポリッシングパッド上へ分配すること、を含み、ここでそのケミカルメカニカルポリッシング組成物が、２〜６のpHを有し、そしてそのケミカルメカニカルポリッシング組成物が、少なくとも１，５００Å/分の二酸化ケイ素除去速度を示す、基板のケミカルメカニカルポリッシングの方法を提供する。
詳細な説明
ケミカルメカニカルポリッシング組成物への式（II）で示されるアダマンチル物質の添加から得られる酸化ケイ素の除去速度（Å/分で測定される除去速度）の変動に関連して、本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる用語「最小効果」は、酸化ケイ素の除去速度が１０％以下で変動することを意味する。即ち、ケミカルメカニカルポリッシング組成物への式（II）で示されるアダマンチル物質の添加が、酸化ケイ素除去速度に対して最小効果を有する場合に、以下の式が適合される：
（（Ａ０−Ａ）／Ａ０の絶対値）×１００≦１０
（式中、Ａは、実施例で示された研磨条件下で測定された、初期成分として式（II）で示されるアダマンチル物質を含む本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物の、Å/分での酸化ケイ素除去速度であり、Ａ０は、式（II）で示されるアダマンチル物質がケミカルメカニカルポリッシング組成物中に存在しないことを除き同一条件下で得られたÅ/分での酸化ケイ素除去速度である）。
本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法で用いられるケミカルメカニカルポリッシング組成物の具体的な配合の選択は、目的の二酸化ケイ素除去速度を提供するための鍵となる。
ケミカルメカニカルポリッシングのための本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法での使用に適した基板は、その表面に堆積された二酸化ケイ素を有する半導体基板を含む。場合によりその基板は、ＳｉＣ、ＳｉＣＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣＯ及びポリシリコンの少なくとも１種（最も好ましくはＳｉ３Ｎ４）に堆積された二酸化ケイ素を有する。
本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物中での使用に適した砥粒としては、例えば、無機酸化物、無機水酸化物、無機水酸化酸化物（inorganic hydroxide oxides）、金属ホウ化物、金属炭化物、金属窒化物、高分子粒子及び前述のものの少なくとも１種を含む混合物が挙げられる。適切な無機酸化物としては、例えば、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、セリア（ＣｅＯ２）、酸化マンガン（ＭｎＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、又は前述の酸化物の少なくとも１種を含む混合物が挙げられる。所望なら、これらの無機酸化物の改良形態、例えば、有機ポリマーでコーティングされた無機酸化物粒子及び無機物コーティング粒子を用いることもできる。適切な金属炭化物、ホウ化物及び窒化物としては、例えば、炭化ケイ素、窒化ケイ素、炭窒化ケイ素（ＳｉＣＮ）、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化ジルコニウム、ホウ化アルミニウム、炭化タンタル、炭化チタン、又は前述の金属炭化物、ホウ化物及び窒化物の少なくとも１種を含む混合物が挙げられる。好ましくは、砥粒は、コロイダルシリカ砥粒である。
本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物中の砥粒は、好ましくは５〜１５０nm、より好ましくは２０〜１００nm、更により好ましくは２０〜６０nm、最も好ましくは２０〜５０nmの平均粒径を有する。
本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物の砥粒は、好ましくは砥粒を０．１〜４０重量％、より好ましくは０．１〜２０重量％、更により好ましくは１〜２０重量％、最も好ましくは１〜１０重量％含む。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、平均粒径２０〜６０nmを有するコロイダルシリカ砥粒を含む。更により好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、平均粒径２０〜６０nmを有するコロイダルシリカ砥粒を１〜１０重量％含む。最も好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、平均粒径２０〜５０nmを有するコロイダルシリカ砥粒を１〜１０重量％含む。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、式（II）：
Figure 0005843093
（式中、Ａが、Ｎ及びＰ（好ましくはＮ）から選択され；各Ｒ８が、独立して、水素、飽和又は不飽和Ｃ１−Ｃ１５アルキル基、Ｃ６−Ｃ１５アリール基、Ｃ６−Ｃ１５アラルキル基及びＣ６−Ｃ１５アルカリール基（好ましくは水素及びＣ１−Ｃ４アルキル基；より好ましくは水素及びメチル基；最も好ましくはメチル基）から選択され；そして式（II）中のアニオンが、式（II）中のカチオンの＋電荷と釣り合う任意のアニオンであってもよい（好ましくは式（II）中のアニオンが、ハロゲンアニオン、水酸化物アニオン、及び亜硝酸アニオンから；より好ましくはハロゲンアニオン及び水酸化物アニオンから；最も好ましくは水酸化物アニオンから選択される））で示されるアダマンチル物質を０．００１〜１重量％、より好ましくは０．０１〜０．１重量％、最も好ましくは０．０１〜０．０５重量％含む。より好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、アダマンチル物質を０．００１〜１重量％、より好ましくは０．０１〜０．１重量％、最も好ましくは０．０１〜０．０５重量％含み、ここでアダマンチル物質は、式（II）で示されるアダマンチルアンモニウム物質であり、ここでＡが、Ｎであり；各Ｒ８が、独立して、水素、飽和又は不飽和Ｃ１−Ｃ１５アルキル基、Ｃ６−Ｃ１５アリール基、Ｃ６−Ｃ１５アラルキル基及びＣ６−Ｃ１５アルカリール基（好ましくは水素及びＣ１−Ｃ４アルキル基；より好ましくは水素及びメチル基；最も好ましくはメチル基）から選択され；そして式（II）中のアニオンが、式（II）中のカチオンの＋電荷と釣り合う任意のアニオンであってもよい（好ましくは式（II）中のアニオンが、ハロゲンアニオン、水酸化物アニオン、及び亜硝酸アニオンから；より好ましくはハロゲンアニオン及び水酸化物アニオンから；最も好ましくは水酸化物アニオンから選択される）。最も好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、以下の式：
Figure 0005843093
を有するアダマンチルアンモニウム物質を０．０１〜０．０５重量％含む。式（II）で示されるアダマンチル物質を含むことで、酸化ケイ素の除去速度に対する最小効果により、本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物の安定性が向上する。好ましくは、実施例で示された研磨条件下で測定された、本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物により示されたÅ/分での酸化ケイ素除去速度（Ａ）は、式（II）で示されるアダマンチル物質がケミカルメカニカルポリッシング組成物中に存在しないことを除き同一条件下で得られた酸化ケイ素除去速度（Ａ０）の９５％以上（より好ましくは９８％以上、最も好ましくは９９％以上）である。
本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物に含まれる水は、好ましくは脱イオン及び蒸留の少なくとも一方を施されているため、不可避不純物が制限される。
場合により、本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として、式（Ｉ）：
Figure 0005843093
（式中、各Ｘが、独立して、Ｎ及びＰから選択され、好ましくは各Ｘが、Ｎであり；Ｒ１が、飽和又は不飽和Ｃ１−Ｃ１５アルキル基、Ｃ６−Ｃ１５アリール基及びＣ６−Ｃ１５アラルキル基（好ましくはＣ４−Ｃ１０アルキル基；より好ましくはＣ２−Ｃ６アルキル基；最も好ましくは−（ＣＨ２）６−基）であり；Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７が、それぞれ独立して、水素、飽和又は不飽和Ｃ１−Ｃ１５アルキル基、Ｃ６−Ｃ１５アリール基、Ｃ６−Ｃ１５アラルキル基及びＣ６−Ｃ１５アルカリール基（好ましくは水素及びＣ１−Ｃ４アルキル基；より好ましくは水素及びメチル基；最も好ましくはメチル基）から選択され；そして式（Ｉ）中のアニオンが、式（Ｉ）中のカチオンの２＋電荷と釣り合う任意のアニオン又はアニオンの組合せであってもよい（好ましくは式（Ｉ）中のアニオンが、ハロゲンアニオン、水酸化物アニオン、硝酸アニオン、硫酸アニオン及びリン酸アニオンから；より好ましくはハロゲンアニオン及び水酸化物アニオンから；最も好ましくは水酸化物アニオンから選択される））で示される二価第四級物質を含む。好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として、式（Ｉ）で示される二価第四級物質を０．００１〜１重量％（好ましくは０．０１〜０．１重量％、最も好ましくは０．０１〜０．０５重量％）含む。最も好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、式（Ｉ）で示される二価第四級物質を０．０１〜０．０５重量％含み、ここで各Ｘが、Ｎであり；Ｒ１が、−（ＣＨ２）６−基であり、そしてＲ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７が、それぞれ−（ＣＨ２）３ＣＨ３基である。式（Ｉ）で示される二価第四級物質を含むことで、二酸化ケイ素除去速度が促進される。
場合により、本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトライソプロピルアンモニウム、水酸化テトラシクロプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化テトライソブチルアンモニウム、水酸化テトラtert−ブチルアンモニウム、水酸化テトラsec−ブチルアンモニウム、水酸化テトラシクロブチルアンモニウム、水酸化テトラペンチルアンモニウム、水酸化テトラシクロペンチルアンモニウム、水酸化テトラヘキシルアンモニウム、水酸化テトラシクロヘキシルアンモニウム、及びそれらの混合物から選択される（最も好ましくは水酸化テトラエチルアンモニウム（ＴＥＡＨ）、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）及び水酸化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＨ）から選択される）第四級アンモニウム化合物を０〜１重量％（好ましくは０．００５〜１重量％、より好ましくは０．００５〜０．７５重量％、最も好ましくは０．００５〜０．０５重量％）含む。
本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、場合により更に、分散剤、界面活性剤、緩衝剤及び殺生物剤から選択される追加の添加剤を含む。
本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、場合により、コロージョンインヒビター剤を含まない。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる用語「コロージョンインヒビター剤を含まない」は、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、ベンゾトリアゾール；１，２，３−ベンゾトリアゾール；５，６−ジメチル−１，２，３−ベンゾトリアゾール；１−（１，２−ジカルボキシエチル）ベンゾトリアゾール；１−［Ｎ，Ｎ−ビス（ヒドロキシルエチル）アミノメチル］ベンゾトリアゾール；又は１−（ヒドロキシルメチル）ベンゾトリアゾールを含有しないことを意味する。
本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、酸化剤を含まない。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる用語「酸化剤を含まない」は、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、酸化剤、例えば、過酸化水素、過硫酸塩（例えば、モノ過硫酸アンモニウム、及びジ過硫酸カリウム）及び過ヨウ素酸塩（例えば、過ヨウ素酸カリウム）を含有しないことを意味する。
本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、pH２〜６にわたり有効性を提供する。好ましくは、用いられるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、pH２〜５にわたり有効性を提供する。最も好ましくは、用いられるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、pH２〜４にわたり有効性を提供する。そのケミカルメカニカルポリッシング組成物のpHを調整するための使用に適した酸としては、例えば、リン酸、硝酸、硫酸及び塩酸が挙げられる。そのケミカルメカニカルポリッシング組成物のpHを調整するための使用に適した塩基としては、例えば、水酸化アンモニウム及び水酸化カリウムが挙げられる。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、１，５００Å/分以上、より好ましくは１，８００Å/分以上、最も好ましくは２，０００Å/分以上の二酸化ケイ素除去速度を示す。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として、水；平均粒径５〜１５０nm（好ましくは２０〜１００nm、より好ましくは２０〜６０nm、最も好ましくは２０〜５０nm）を有する砥粒０．１〜４０重量％（好ましくは０．１〜２０重量％、更により好ましくは１〜２０重量％、最も好ましくは１〜１０重量％）；式（Ｉ）：
Figure 0005843093
（式中、各Ｘが、独立して、Ｎ及びＰから選択され、好ましくは各Ｘが、Ｎであり；Ｒ１が、飽和又は不飽和Ｃ１−Ｃ１５アルキル基、Ｃ６−Ｃ１５アリール基及びＣ６−Ｃ１５アラルキル基（好ましくはＣ４−Ｃ１０アルキル基；より好ましくはＣ２−Ｃ６アルキル基；最も好ましくは−（ＣＨ２）６−基）であり；Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７が、それぞれ独立して、水素、飽和又は不飽和Ｃ１−Ｃ１５アルキル基、Ｃ６−Ｃ１５アリール基、Ｃ６−Ｃ１５アラルキル基及びＣ６−Ｃ１５アルカリール基（好ましくは水素及びＣ１−Ｃ４アルキル基；より好ましくは水素及びメチル基；最も好ましくはメチル基）から選択され；そして式（Ｉ）中のアニオンが、式（Ｉ）中のカチオンの２＋電荷と釣り合う任意のアニオン又はアニオンの組合せであってもよい（好ましくは式（Ｉ）中のアニオンが、ハロゲンアニオン、水酸化物アニオン、硝酸アニオン、硫酸アニオン及びリン酸アニオンから；より好ましくはハロゲンアニオン及び水酸化物アニオンから；最も好ましくは水酸化物アニオンから選択される））で示される二価第四級物質０．００１〜１重量％（好ましくは０．０１〜０．１重量％、より好ましくは０．０２〜０．０６重量％）；式（II）：
Figure 0005843093
（式中、Ａが、Ｎ及びＰ（好ましくはＮ）から選択され；各Ｒ８が、独立して、水素、飽和又は不飽和Ｃ１−Ｃ１５アルキル基、Ｃ６−Ｃ１５アリール基、Ｃ６−Ｃ１５アラルキル基及びＣ６−Ｃ１５アルカリール基（好ましくは水素及びＣ１−Ｃ４アルキル基；より好ましくは水素及びメチル基；最も好ましくはメチル基）から選択され；そして式（II）中のアニオンが、式（II）中のカチオンの＋電荷と釣り合う任意のアニオンであってもよい（好ましくは式（II）中のアニオンが、ハロゲンアニオン、水酸化物アニオン、及び亜硝酸アニオンから；より好ましくはハロゲンアニオン及び水酸化物アニオンから；最も好ましくは水酸化物アニオンから選択される））で示されるアダマンチル物質０．００１〜１重量％（好ましくは０．０１〜０．１重量％、最も好ましくは０．０１〜０．０５重量％）；ならびに第四級アルキルアンモニウム化合物０〜１重量％（好ましくは０．００５〜１重量％、より好ましくは０．００５〜０．０７５重量％、最も好ましくは０．００５〜０．０５重量％）を含み、ここでそのケミカルメカニカルポリッシング組成物は、１，５００Å/分以上、好ましくは１，８００Å/分以上、より好ましくは２，０００Å/分以上の二酸化ケイ素除去速度を示す。
本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、好ましくは貯蔵安定性を有する。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる用語「貯蔵安定性」は、１００rpmに設定されたBrookfield #S00スピンドル使用の２０℃のBrookfield DV-I+粘度計を用いて測定された、表題のケミカルメカニカルポリッシング組成物の粘度が、５５℃で１週間貯蔵した後に５％未満上昇することを意味する。より好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、長期貯蔵安定性を有する。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる用語「長期貯蔵安定性」は、１００rpmに設定されたBrookfield #S00スピンドル使用の２０℃のBrookfield DV-I+粘度計を用いて測定された、表題のケミカルメカニカルポリッシング組成物の粘度が、５５℃で４週間貯蔵した後に１５％未満上昇することを意味する。
本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法は、二酸化ケイ素（場合により二酸化ケイ素ならびにＳｉＣ、ＳｉＣＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣＯ及びポリシリコンの少なくとも１種；好ましくは窒化ケイ素上に堆積された二酸化ケイ素）を含む基板を提供すること；初期成分として、水；平均粒径５〜１５０nm（好ましくは２０〜６０nm、最も好ましくは２０〜５０nm）を有する砥粒０．１〜４０重量％（好ましくは０．１〜２０重量％、最も好ましくは１〜１０重量％）；式（Ｉ）：
Figure 0005843093
（式中、各Ｘが、独立して、Ｎ及びＰから選択され、好ましくは各Ｘが、Ｎであり；Ｒ１が、飽和又は不飽和Ｃ１−Ｃ１５アルキル基、Ｃ６−Ｃ１５アリール基及びＣ６−Ｃ１５アラルキル基（好ましくはＣ４−Ｃ１０アルキル基；より好ましくはＣ２−Ｃ６アルキル基；最も好ましくは−（ＣＨ２）６−基）であり；Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７が、それぞれ独立して、水素、飽和又は不飽和Ｃ１−Ｃ１５アルキル基、Ｃ６−Ｃ１５アリール基、Ｃ６−Ｃ１５アラルキル基及びＣ６−Ｃ１５アルカリール基（好ましくは水素及びＣ１−Ｃ４アルキル基；より好ましくは水素及びメチル基；最も好ましくはメチル基）から選択され；そして式（Ｉ）中のアニオンが、式（Ｉ）中のカチオンの２＋電荷と釣り合う任意のアニオン又はアニオンの組合せであってもよい（好ましくは式（Ｉ）中のアニオンが、ハロゲンアニオン、水酸化物アニオン、硝酸アニオン、硫酸アニオン及びリン酸アニオンから；より好ましくはハロゲンアニオン及び水酸化物アニオンから；最も好ましくは水酸化物アニオンから選択される））で示される二価第四級物質０〜１重量％（好ましくは０．０１〜１重量％、より好ましくは０．０１〜０．１重量％、最も好ましくは０．０１〜０．０５重量％）；式（II）：
Figure 0005843093
（式中、Ａが、Ｎ及びＰ（好ましくはＮ）から選択され；各Ｒ８が、独立して、水素、飽和又は不飽和Ｃ１−Ｃ１５アルキル基、Ｃ６−Ｃ１５アリール基、Ｃ６−Ｃ１５アラルキル基及びＣ６−Ｃ１５アルカリール基（好ましくは水素及びＣ１−Ｃ４アルキル基；より好ましくは水素及びメチル基；最も好ましくはメチル基）から選択され；そして式（II）中のアニオンが、式（II）中のカチオンの＋電荷と釣り合う任意のアニオンであってもよい（好ましくは式（II）中のアニオンが、ハロゲンアニオン、水酸化物アニオン、及び亜硝酸アニオンから；より好ましくはハロゲンアニオン及び水酸化物アニオンから；最も好ましくは水酸化物アニオンから選択される））で示されるアダマンチル物質０．００１〜１重量％（好ましくは０．０１〜０．１重量％、最も好ましくは０．０１〜０．０５重量％）；ならびに第四級アルキルアンモニウム化合物０〜１重量％（好ましくは０．００５〜１重量％、より好ましくは０．００５〜０．０７５重量％、最も好ましくは０．００５〜０．０５重量％）、を含む本発明のケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の界面にダウンフォース０．６９〜３４．５kPa（０．１〜５psi）、好ましくは０．６９〜２０．７kPa（０．１〜３psi）の動的接触を生成すること；ならびにケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の界面又はその付近で、ケミカルメカニカルポリッシング組成物をケミカルメカニカルポリッシングパッド上へ分配すること、を含み、ここでそのケミカルメカニカルポリッシング組成物は、２〜６、好ましくは２〜５、最も好ましくは２〜４のpHを有し、その二酸化ケイ素及び窒化ケイ素は、そのケミカルメカニカルポリッシング組成物に曝され、そしてそのケミカルメカニカルポリッシング組成物は、１，５００Å/分以上、好ましくは１，８００Å/分以上、より好ましくは２，０００Å/分以上の二酸化ケイ素除去速度を示す。好ましくは、用いられたケミカルメカニカルポリッシング組成物は、更に、窒化ケイ素に対する二酸化ケイ素の選択比≧５：１、より好ましくは≧６：１を示す。好ましくはケミカルメカニカルポリッシング組成物中で用いられる砥粒は、コロイダルシリカであり、用いられるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、２００mm研磨機（例えば、Applied Materials Mirra（登録商標）研磨機）でプラテン速度９３rpm、キャリア速度８７rpm、ケミカルメカニカルポリッシング組成物の流速２００ml/分、及び名目ダウンフォース（nominal down force）２０．７kPa（３psi）で、少なくとも１，５００Å/分、より好ましくは少なくとも１，８００Å/分、最も好ましくは少なくとも２，０００Å/分の二酸化ケイ素除去速度を示し、そのケミカルメカニカルポリッシングパッドは、高分子中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含む（例えば、Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.から入手されるIC1010研磨パッド）。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法は、二酸化ケイ素及び窒化ケイ素、好ましくは窒化ケイ素上に堆積された二酸化ケイ素を含む基板を提供すること；初期成分として、水；平均粒径２０〜６０nmを有するコロイダルシリカ砥粒１〜１０重量％；式（Ｉ）：
Figure 0005843093
（式中、各Ｘが、Ｎであり；Ｒ１が、Ｃ４−Ｃ１０アルキル基から選択され；Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７が、独立してＣ２−Ｃ６アルキル基から選択され；そして式（Ｉ）中のアニオンが、式（Ｉ）中のカチオンの２＋電荷と釣り合う任意のアニオン又はアニオンの組合せであってもよい（好ましくは式（Ｉ）中のアニオンが、ハロゲンアニオン、水酸化物アニオン、硝酸アニオン、硫酸アニオン及びリン酸アニオンから；より好ましくはハロゲンアニオン及び水酸化物アニオンから；最も好ましくは水酸化物アニオンから選択される））で示される二価第四級物質０．０１〜０．０５重量％；式（II）：
Figure 0005843093
（式中、Ａが、Ｎであり；各Ｒ８が、独立して、水素及びＣ１−Ｃ４アルキル基から選択され；そして式（II）中のアニオンが、式（II）中のカチオンの＋電荷と釣り合う任意のアニオンであってもよい（好ましくは式（II）中のアニオンが、ハロゲンアニオン、水酸化物アニオン、及び亜硝酸アニオンから；より好ましくはハロゲンアニオン及び水酸化物アニオンから；最も好ましくは水酸化物アニオンから選択される））で示されるアダマンチル物質０．０１〜０．０５重量％；ならびに第四級アルキルアンモニウム化合物０〜１重量％（好ましくは０．００５〜１重量％、より好ましくは０．００５〜０．０７５重量％、最も好ましくは０．００５〜０．０５重量％）、を含むケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の界面にダウンフォース０．６９〜３４．５kPa（０．１〜５psi）、好ましくは０．６９〜２０．７kPa（０．１〜３psi）の動的接触を生成すること；ならびにケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の界面又はその付近で、ケミカルメカニカルポリッシング組成物をケミカルメカニカルポリッシングパッド上へ分配すること、を含み、ここでそのケミカルメカニカルポリッシング組成物は、２〜６、好ましくは２〜５、最も好ましくは２〜４のpHを有し、その二酸化ケイ素及び窒化ケイ素は、そのケミカルメカニカルポリッシング組成物に曝され、そしてそのケミカルメカニカルポリッシング組成物は、貯蔵安定性（好ましくは長期貯蔵安定性）を示す。好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法で用いられるケミカルメカニカルポリッシング組成物中で用いられる砥粒は、コロイダルシリカであり、用いられるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、２００mm研磨機（例えば、Applied Materials Mirra（登録商標）研磨機）でプラテン速度９３rpm（revolutions per minute）、キャリア速度８７rpm、ケミカルメカニカルポリッシング組成物の流速２００ml/分、及び名目ダウンフォース２０．７kPa（３psi）で、少なくとも１，５００Å/分、より好ましくは少なくとも１，８００Å/分、最も好ましくは２，０００Å/分の二酸化ケイ素除去速度を示し、そのケミカルメカニカルポリッシングパッドは、高分子中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含む（例えば、Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.から入手されるIC1010研磨パッド）。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法は、二酸化ケイ素及び窒化ケイ素、好ましくは窒化ケイ素上に堆積された二酸化ケイ素を含む基板を提供すること；初期成分として、水；平均粒径２０〜６０nmを有するコロイダルシリカ砥粒１〜１０重量％；式（Ｉ）：
Figure 0005843093
（式中、各Ｘが、Ｎであり；Ｒ１が、−（ＣＨ２）６−基であり；Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７が、それぞれ−（ＣＨ２）３ＣＨ３基であり；そして式（Ｉ）中のアニオンが、２個の水酸化物アニオンである）で示される二価第四級物質０．０１〜０．０５重量％；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−１−アダマンチルアンモニウム水酸化物である式（II）で示されるアダマンチル物質０．０１〜０．０５重量％；及びテトラエチルアンモニウム水酸化物及びテトラブチルアンモニウム水酸化物から選択される第四級アルキルアンモニウム化合物０〜０．０５重量％、を含むケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の界面にダウンフォース０．６９〜２０．７kPa（０．１〜３psi）の動的接触を生成すること；ならびにケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の界面又はその付近で、ケミカルメカニカルポリッシング組成物をケミカルメカニカルポリッシングパッド上へ分配すること、を含み、ここでそのケミカルメカニカルポリッシング組成物は、２〜４のpHを有し、その二酸化ケイ素及び窒化ケイ素は、そのケミカルメカニカルポリッシング組成物に曝され、そしてそのケミカルメカニカルポリッシング組成物は、貯蔵安定性（好ましくは長期貯蔵安定性）を示す。好ましくは本発明のケミカルメカニカルポリッシングで用いられるケミカルメカニカルポリッシング組成物中で用いられる砥粒は、コロイダルシリカであり、用いられるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、２００mm研磨機（例えば、Applied Materials Mirra（登録商標）研磨機）でプラテン速度９３rpm、キャリア速度８７rpm、ケミカルメカニカルポリッシング組成物の流速２００ml/分、及び名目ダウンフォース２０．７kPa（３psi）で、少なくとも１，５００Å/分、より好ましくは少なくとも１，８００Å/分、最も好ましくは少なくとも２，０００Å/分の二酸化ケイ素除去速度を示し、そのケミカルメカニカルポリッシングパッドは、高分子中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含む（例えば、Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.から入手されるIC1010研磨パッド）。
本発明の幾つかの実施態様を、ここに以下の実施例において詳細に記載する。
比較例Ｃ１及び実施例Ａ１〜Ａ２
ケミカルメカニカルポリッシング組成物の製造
表１に列挙された量で成分を混和し、そして組成物のpHを表示されたリン酸又は硝酸で表１に列挙された最終pHに調整することにより、比較の研磨実施例ＰＣ１及び研磨実施例ＰＡ１〜ＰＡ２（即ち、ケミカルメカニカルポリッシング組成物Ｃ１及びＡ１〜Ａ２それぞれ）において用いられたケミカルメカニカルポリッシング組成物を製造した。
Figure 0005843093
Figure 0005843093
Figure 0005843093
比較例ＰＣ１及び実施例ＰＡ１〜ＰＡ２
ケミカルメカニカルポリッシング実験
二酸化ケイ素除去速度研磨試験を、比較例Ｃ１及び実施例Ａ１〜Ａ２により製造されたケミカルメカニカルポリッシング組成物を用いて実施した。具体的には、ケミカルメカニカルポリッシング組成物Ｃ１及びＡ１〜Ａ２のそれぞれの二酸化ケイ素除去速度を、表１において確認した。これらの二酸化ケイ素除去速度実験を、シリコン基板上に二酸化ケイ素フィルムを有する８インチブランケットウェーハで、Applied Materials Mirra（登録商標）研磨機及びIC1010（商標）ポリウレタン研磨パッド（Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.から市販）を用いて、ダウンフォース２０．７kPa（３psi）、ケミカルメカニカルポリッシング組成物の流速２００ml/分、テーブル回転速度９３rpm及びキャリア回転速度８７rpmで実施した。KLA-Tencor FX200計測ツールを用いて研磨前及び後のフィルム厚を測定することにより、二酸化ケイ素除去速度を決定した。二酸化ケイ素除去速度実験の結果を、表２に示す。
Figure 0005843093
安定性促進試験
比較例Ｃ１及び実施例Ａ１〜Ａ２により製造された研磨組成物を、加速劣化実験に供試して、それらの組成物の安定性を評価した。具体的には、研磨組成物を５５℃に設定されたオーブンに４週間静置した。１００rpmに設定されたBrookfield #S00スピンドル使用の２０℃のBrookfield DV-1＋粘度計を用いて、各研磨組成物の粘度を毎週測定した。結果を表３に示す。データから、本発明の研磨組成物が、有意に高い安定性を示すことが示された。
Figure 0005843093

Claims (8)

  1. 初期成分として、
    水；
    平均粒径５〜１５０nmを有する砥粒０．１〜４０重量％；
    式（II）：
    Figure 0005843093
    （式中、Ａは、Ｎであり；各Ｒ８は、独立して、水素、及びＣ １ −Ｃ ４ アルキル基から選択され；そして式（II）中のアニオンは、式（II）中のカチオンの＋電荷と釣り合う任意のアニオンであってもよい）で示されるアダマンチル物質０．０１〜０．１重量％；ならびに
    式（Ｉ）：
    Figure 0005843093
    （式中、各Ｘは、Ｎであり；Ｒ１は、Ｃ ２ −Ｃ ６ アルキレン基であり；Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７は、それぞれ独立して、Ｃ ２ −Ｃ ６ アルキル基から選択され；そして式（Ｉ）中のアニオンは、式（Ｉ）中のカチオンの２＋電荷と釣り合う任意のアニオン又はアニオンの組合せであってもよい）で示される二価第四級物質０．０２〜０．０６重量％；
    を含むケミカルメカニカルポリッシング組成物。
  2. Ｒ １が、−（ＣＨ２）６−基であり；そしてＲ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７が、それぞれ−（ＣＨ２）３ＣＨ３基である、請求項１記載のケミカルメカニカルポリッシング組成物。
  3. 各Ｒ８が、−ＣＨ３基である、請求項１記載のケミカルメカニカルポリッシング組成物。
  4. 各Ｒ８が、−ＣＨ３基である、請求項２記載のケミカルメカニカルポリッシング組成物。
  5. 二酸化ケイ素を含む基板を提供すること；
    請求項１記載のケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供すること；
    ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；
    そのケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の界面にダウンフォース０．６９〜３４．５kPaの動的接触を生成すること；及び
    そのケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板の間の界面又はその付近で、ケミカルメカニカルポリッシング組成物をケミカルメカニカルポリッシングパッド上へ分配すること、を含み、
    ここでそのケミカルメカニカルポリッシング組成物が、２〜６のpHを有する、基板のケミカルメカニカルポリッシングの方法。
  6. ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、初期成分として、平均粒径２０〜６０nmを有するコロイダルシリカ砥粒１〜１０重量％；式（Ｉ）で示される二価第四級物質０．０２〜０．０６重量％；ならびに、式（II）で示されるアダマンチル物質０．０１〜０．０５重量％を含み、ここで、式中、Ｒ １ が、−（ＣＨ ２ ） ６ −基であり；Ｒ ２ 、Ｒ ３ 、Ｒ ４ 、Ｒ ５ 、Ｒ ６ 及びＲ ７ が、それぞれ−（ＣＨ ２ ） ３ ＣＨ ３ 基であり；式（Ｉ）のアニオンが、２個の水酸化物アニオンであり；各Ｒ８が、−ＣＨ３基であり；式（II）中のアニオンが、水酸化物アニオンである、請求項５記載の方法。
  7. 砥粒が、コロイダルシリカであり、そしてケミカルメカニカルポリッシング組成物が、２００mm研磨機でプラテン速度９３rpm、キャリア速度８７rpm、ケミカルメカニカルポリッシング組成物の流速２００ml/分、及び名目ダウンフォース２０．７kPaで、少なくとも１，５００Å/分の二酸化ケイ素除去速度を示し、ケミカルメカニカルポリッシングパッドが、高分子中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含む、請求項６記載の方法。
  8. 基板が、更に、ＳｉＣ、ＳｉＣＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣＯ及びポリシリコンの少なくとも１種を含む、請求項５記載の方法。
JP2011133174A 2010-06-15 2011-06-15 安定化されたケミカルメカニカルポリッシング組成物及び基板を研磨する方法 Active JP5843093B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/815,564 2010-06-15
US12/815,564 US8232208B2 (en) 2010-06-15 2010-06-15 Stabilized chemical mechanical polishing composition and method of polishing a substrate

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2012039087A JP2012039087A (ja) 2012-02-23
JP2012039087A5 JP2012039087A5 (ja) 2014-07-24
JP5843093B2 true JP5843093B2 (ja) 2016-01-13

Family

ID=45047467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011133174A Active JP5843093B2 (ja) 2010-06-15 2011-06-15 安定化されたケミカルメカニカルポリッシング組成物及び基板を研磨する方法

Country Status (7)

Country Link
US (2) US8232208B2 (ja)
JP (1) JP5843093B2 (ja)
KR (1) KR101718798B1 (ja)
CN (1) CN102363713B (ja)
DE (1) DE102011104161B4 (ja)
FR (1) FR2961214B1 (ja)
TW (1) TWI480368B (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8232208B2 (en) * 2010-06-15 2012-07-31 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Stabilized chemical mechanical polishing composition and method of polishing a substrate
US8865013B2 (en) * 2011-08-15 2014-10-21 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Method for chemical mechanical polishing tungsten
US9293339B1 (en) * 2015-09-24 2016-03-22 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Method of polishing semiconductor substrate
US9803108B1 (en) 2016-10-19 2017-10-31 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Aqueous compositions of stabilized aminosilane group containing silica particles
CN111318956A (zh) * 2018-12-13 2020-06-23 夏泰鑫半导体(青岛)有限公司 聚氨酯研磨垫及其制造方法、及化学机械研磨装置

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6533832B2 (en) * 1998-06-26 2003-03-18 Cabot Microelectronics Corporation Chemical mechanical polishing slurry and method for using same
KR100378180B1 (ko) 2000-05-22 2003-03-29 삼성전자주식회사 화학기계적 연마 공정용 슬러리 및 이를 이용한 반도체소자의 제조방법
JP3440419B2 (ja) * 2001-02-02 2003-08-25 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法
US7316603B2 (en) * 2002-01-22 2008-01-08 Cabot Microelectronics Corporation Compositions and methods for tantalum CMP
US7005382B2 (en) * 2002-10-31 2006-02-28 Jsr Corporation Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing, chemical mechanical polishing process, production process of semiconductor device and material for preparing an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing
US7018560B2 (en) * 2003-08-05 2006-03-28 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Composition for polishing semiconductor layers
EP1686957B1 (en) * 2003-11-17 2012-03-07 Sederma Compositions containing mixtures of tetrapeptides and tripeptides
US20050108947A1 (en) * 2003-11-26 2005-05-26 Mueller Brian L. Compositions and methods for chemical mechanical polishing silica and silicon nitride
KR100611064B1 (ko) * 2004-07-15 2006-08-10 삼성전자주식회사 화학 기계적 연마 공정용 슬러리 조성물, 상기 슬러리조성물을 이용한 화학 기계적 연마 방법 및 상기 방법을이용한 게이트 패턴의 형성 방법
JP4814502B2 (ja) * 2004-09-09 2011-11-16 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法
US20060205219A1 (en) 2005-03-08 2006-09-14 Baker Arthur R Iii Compositions and methods for chemical mechanical polishing interlevel dielectric layers
WO2007029465A1 (ja) * 2005-09-09 2007-03-15 Asahi Glass Company, Limited 研磨剤、被研磨面の研磨方法および半導体集積回路装置の製造方法
US20070077865A1 (en) 2005-10-04 2007-04-05 Cabot Microelectronics Corporation Method for controlling polysilicon removal
US7842192B2 (en) 2006-02-08 2010-11-30 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Multi-component barrier polishing solution
US20080220610A1 (en) 2006-06-29 2008-09-11 Cabot Microelectronics Corporation Silicon oxide polishing method utilizing colloidal silica
CN101168647A (zh) * 2006-10-27 2008-04-30 安集微电子（上海）有限公司 一种用于抛光多晶硅的化学机械抛光液
KR100827591B1 (ko) * 2006-11-27 2008-05-07 제일모직주식회사 화학적 기계적 연마용 슬러리 조성물 및 그 전구체 조성물
JP5322455B2 (ja) 2007-02-26 2013-10-23 富士フイルム株式会社 研磨液及び研磨方法
US20080314872A1 (en) * 2007-06-19 2008-12-25 Ferro Corporation Chemical-Mechanical Polishing Compositions Containing Aspartame And Methods Of Making And Using The Same
CN101451049A (zh) * 2007-11-30 2009-06-10 安集微电子（上海）有限公司 一种化学机械抛光液
JP5403922B2 (ja) * 2008-02-26 2014-01-29 富士フイルム株式会社 研磨液および研磨方法
JP2009278061A (ja) * 2008-04-16 2009-11-26 Hitachi Chem Co Ltd Ｃｍｐ用研磨液及び研磨方法
CN101665662A (zh) * 2008-09-05 2010-03-10 安集微电子科技(上海)有限公司 一种化学机械抛光液
US8735293B2 (en) * 2008-11-05 2014-05-27 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing composition and methods relating thereto
US8119529B2 (en) 2009-04-29 2012-02-21 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Method for chemical mechanical polishing a substrate
US8232208B2 (en) * 2010-06-15 2012-07-31 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Stabilized chemical mechanical polishing composition and method of polishing a substrate
US8568610B2 (en) 2010-09-20 2013-10-29 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Stabilized, concentratable chemical mechanical polishing composition and method of polishing a substrate
US8513126B2 (en) 2010-09-22 2013-08-20 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Slurry composition having tunable dielectric polishing selectivity and method of polishing a substrate

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011104161A1 (de) 2012-01-26
US20120258598A1 (en) 2012-10-11
DE102011104161B4 (de) 2022-12-15
KR101718798B1 (ko) 2017-03-22
KR20110136742A (ko) 2011-12-21
US8232208B2 (en) 2012-07-31
JP2012039087A (ja) 2012-02-23
CN102363713A (zh) 2012-02-29
US20110306211A1 (en) 2011-12-15
FR2961214A1 (fr) 2011-12-16
TWI480368B (zh) 2015-04-11
FR2961214B1 (fr) 2015-02-27
US8444728B2 (en) 2013-05-21
TW201204816A (en) 2012-02-01
CN102363713B (zh) 2014-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6128161B2 (ja) 基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法
KR102427996B1 (ko) 화학적 기계 연마 조성물 및 텅스텐의 연마 방법
JP6137793B2 (ja) タングステンをケミカルメカニカルポリッシングするための方法
JP5957777B2 (ja) ポリシリコン、酸化ケイ素および窒化ケイ素を含む基体を研磨する方法
JP6019523B2 (ja) 安定化した濃縮可能なケミカルメカニカルポリッシング組成物および基板研磨方法
JP6002983B2 (ja) 調整可能な絶縁体研磨選択比を有するスラリー組成物及び基板研磨方法
KR102639156B1 (ko) 연마 조성물 및 이를 사용하는 방법
JP5843093B2 (ja) 安定化されたケミカルメカニカルポリッシング組成物及び基板を研磨する方法
KR20200077373A (ko) 연마 조성물 및 이를 사용하는 방법
TWI629324B (zh) 研磨基板之方法
JP2006253695A (ja) 薄膜及び絶縁材料をケミカルメカニカルポリッシングするための組成物及び方法
TW202330818A (zh) 提高多晶矽的移除速率之方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140604

A524 Written submission of copy of amendment under article 19 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524

Effective date: 20140604

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140604

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150709

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150728

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150928

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151020

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151104

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5843093

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150