JP6185578B2

JP6185578B2 - Ｃｍｐ組成物及びそれを使用する方法、半導体装置の製造方法

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Publication number: JP6185578B2
Application number: JP2015519449A
Authority: JP
Inventors: ライヒャルト，ロベルト; リー，ユーチュオ; ラオター，ミヒャエル
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2017-08-23
Anticipated expiration: 2033-06-27
Also published as: EP2870599A4; EP2682441A1; IL236194B; EP2870599B1; RU2636511C2; RU2015103812A; WO2014006546A3; IL236194A0; JP2015530420A; TWI601794B; EP2870599A2; CN104412316A; SG11201408785VA; KR20150036422A; KR102147073B1; MY170292A; TW201406889A; CN104412316B; WO2014006546A2

Description

本発明は、本質的に、非イオン性界面活性剤と、少なくとも１つの酸基を含む芳香族化合物とを有する化学機械研磨（以下ＣＭＰと略記する）組成物に関する。

半導体産業では、化学機械研磨は半導体ウェハのような発展した光学的、微小電子機械及び微小電子材料並びに装置の製造に適用される公知の技術である。

半導体産業での材料及び装置の製造では、ＣＭＰは金属及び酸化物表面を平坦化するために用いられる。ＣＭＰは、研磨対象表面の平坦化のために、化学的及び機械的作用の相互作用を利用する。化学的作用は、ＣＭＰ組成物又はＣＭＰスラリーとも称する化学的組成物により提供される。機械的作用は、通常、可動盤上に搭載された研磨対象表面に通常押圧される研磨パッドにより行われる。その盤の移動は、通常、直線的、回転的又は軌道的（オービタル）である。

典型的なＣＭＰプロセス工程では、回転ウェハホルダーが、研磨対象のウェハを研磨パッドに押し当てる。ＣＭＰ組成物は、通常、研磨対象ウェハと研磨パッドの間に供給される。

最新技術では、界面活性剤及び／又は少なくとも１つの酸基を含む芳香族化合物を有するＣＭＰ組成物が公知であり、例えば、以下の参考文献に記載されている。

ＵＳ２００９／０３２７６５Ａ１は、銅インターコネクトを持つ半導体基板を化学機械研磨に有効な水性スラリーを開示しており、そのスラリーは、質量パーセントで、酸化剤0〜25、研磨粒子0.1〜30、ベンゼンカルボン酸0.001〜5、多成分界面活性剤0.00002〜5、銅インターコネクトの静的エッチングを抑制する阻害剤0.001〜10、銅インターコネクトの除去速度を加速するリン含有0〜5、研磨の間に形成される錯化剤0〜10及びバランス用の水を含み、多成分界面活性剤が疎水性末端部（尾部）、非イオン性親水性部分及びアニオン性親水性部分とを持ち、疎水性末端部が炭素原子6〜30を持ち、非イオン性親水性部分が炭素原子10〜300を持つ。実施例スラリー１〜７はｐＨが8又は9であって、特に下記成分を含むものが開示されている。

（ａ）ベンゼン-1,2,4-トリカルボン酸、
（ｂ）界面活性剤として、Disponil（登録商標）FES 界面活性剤（脂肪アルコールポリグリコールエーテル硫酸塩、Na-塩、すなわちアニオン性界面活性剤）Cognis Chemical Group社製、
（ｃ）ベンゾトリアゾール、
（ｄ）研磨剤としてシリカ、及び、
（ｅ）酸化剤として過酸化水素

ＵＳ２００９／３１１８６４Ａ１は、半導体集積回路でのバリア層及び中間誘電体層の化学機械研磨に使用される研磨スラリーを開示しており、当該研磨スラリーは、研磨剤；酸化剤；防食剤；酸；界面活性剤及び包接化合物を含み、研磨スラリーのｐＨは５未満である。下記成分を含む実施例EX17及びEXも開示されている。

- 研磨剤としてコロイダルシリカ
- 1-[N,N-ビス（ヒドロキシエチル）アミノメチル]ベンゾトリアゾール（HEABTA）,
- 2,5-フラン-ジカルボン酸、
- 界面活性剤としてアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸
- 特定のジ-四級カチオン（A17及びA27）、
- 酸化剤として過酸化水素及び
- 包接化合物としてのシクロデキストリン。

ＵＳ２００９／０３２７６５Ａ１ＵＳ２００９／３１１８６４Ａ１

本発明の目的の一つは、半導体産業で使用される基板の化学機械研磨用に適したＣＭＰ組成物及びＣＭＰプロセスを提供することであり、特に、その基板は、（１）銅、及び／又は、
（２）タンタル、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、ルテニウム、コバルト又はそれらの合金を含み、
特に下記のような改善された研磨性能を示す：
（ｉ）研磨するのが好ましい基板（例えば窒化タンタル）の高材料除去速度（ＭＲＲ）
（ＩＩ）研磨するのが好ましくない基板（例えば銅及び／又は低ｋ材料）の低材料除去速度（ＭＲＲ）
（ｉｉｉ）有害な副生成物の生成を最小化し、安全な取り扱い性、又は
（ｉｖ）上記（ｉ）、（ＩＩ）、（ｉｉｉ）の組合せ。

更に、ＣＭＰ組成物は、分離が起こらない安定した製剤又は分散でなければならない。また、ＣＭＰ工程は、可能な限り少ない工程を必要とし、かつ、容易に適用可能であることが要求される。

バリア層と低ｋ又は超低ｋ材料が使用する半導体基板中に存在する限り、本発明のＣＭＰ組成物は、好ましくはバリア層を除去し、低ｋ及び超低ｋ材料などを無傷に維持する必要があり、すなわち、ＭＲＲに関し、低ｋ又は超低ｋ材料を超えてバリア層の高い選択性を持たなければならない。特に、銅層、バリア層及び低ｋ又は超低ｋ材料が研磨対象の基板に存在する限り、本発明のＣＭＰ組成物は、下記特性の可能な限り多くの組合せを示すべきである: （ａ）バリア層の高ＭＲＲ、（ｂ）銅層の低ＭＲＲ、（ｃ）低ｋ又は超低ｋ材料の低ＭＲＲ、（ｄ）ＭＲＲに関し銅層を超えるバリア層の高選択性、（ｅ）ＭＲＲに関し低ｋ及び超低ｋ材料を超えるバリア層の高選択性。特に、銅層、タンタル又は窒化タンタル層及び低ｋ又は超低ｋ材料が研磨対象の基板に存在する限り、本発明のＣＭＰ組成物は、可能な限り多い下記特性の組合せを示すべきである:（ａ’）タンタル又は窒化タンタルの高ＭＲＲ、（ｂ’）銅層の低ＭＲＲ、（ｃ’）低ｋ又は超低ｋ材料の低ＭＲＲ、（ｄ’）ＭＲＲに関し銅を超えるタンタル又は窒化タンタルの高選択性、及び、（ｅ’）ＭＲＲに関し、低ｋ又は超低ｋ材料を超える窒化タンタルの高選択性。更に、本発明のＣＭＰ組成物は、バリア層の高ＭＲＲを維持しながら、長い棚時間を示さなければならない。

従って、以下の成分を含む化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物（Ｑ）が見出された。

（Ａ）粒子が繭形状（コクーン形状）の無機粒子、有機粒子又はそれらの複合物若しくは混合物
（Ｂ）非イオン性界面活性剤
（Ｃ）少なくとも１つの酸基（Ｙ）を含む芳香族化合物又はそれらの塩、及び
（Ｍ）水性媒体。

加えて、本発明の目的を充足する、ＣＭＰ組成物（Ｑ）の存在下で化学機械研磨する工程を含む半導体装置の製造方法が見出された。

更に、本発明の目的を充足する、半導体産業で使用される、基板研磨用のＣＭＰ組成物（Ｑ）の使用方法も見出した。

形状係数の３つの異なる値の概略図。真球度の３つの異なる値の概略図。円相当径（ＥＣＤ）の概略図。炭素箔上の乾燥した２０質量％固形量繭形状シリカ粒子分散液のエネルギーフィルタ型透過電子顕微鏡（EF-TEM）（120キロボルト）画像。

好ましい実施形態を請求項と明細書で説明する。好ましい実施形態の組合せは、本発明の範囲内であると考えられる。

ＣＭＰ組成物（Ｑ）の存在下で基板を化学機械研磨する工程を含む半導体装置の製造方法が見出された。本発明の更なる方法は、ＣＭＰ組成物（Ｑ）の存在下で半導体産業で使用される基板（Ｓ）の化学機械研磨用の方法である。ＣＭＰ組成物（Ｑ）は、半導体産業で使用される基板（Ｓ）の化学機械研磨に使用される。前記基板（Ｓ）は、好ましくは下記成分を含む基板である：
（ｉ）銅、及び／又は、
（ｉｉ）タンタル、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、ルテニウム、コバルト又はそれらの合金。

前記基板（Ｓ）は、より好ましくは下記成分を含む基板である：
（ｉ）銅、及び、
（ｉｉ）タンタル、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、ルテニウム、コバルト又はそれらの合金、及び、
（ｉｉｉ）低ｋ材料。

前記基板（Ｓ）は、最も好ましくは、下記成分を含む基板である：
（ｉ）銅、及び、
（ｉｉ）タンタル又は窒化タンタル、及び、
（ｉｉｉ）低ｋ材料。

低ｋ材料は、ｋ値（誘電率）が3.5未満、好ましくは3.0未満、より好ましくは2.7未満の材料である。超低ｋ材料はｋ値（誘電率）が2.4未満の材料である。

ＣＭＰ組成物（Ｑ）は、成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｍ）及び任意に下記の更なる成分を含有する。

ＣＭＰ組成物（Ｑ）は、無機粒子、有機粒子又はこれらの複合物若しくは混合物を有し、これらの粒子は繭形状（Ａ）である。（Ａ）は、
・１種類の繭形状の無機粒子、
・異なる種類の繭形状の無機粒子の複合物又は混合物、
・１種類の繭形状の有機粒子、
・異なる種類の繭形状の有機粒子の複合物又は混合物、又は、
・１種以上の繭形状の有機粒子と、１種以上の繭形状の無機粒子の複合物又は混合物、
とすることができる。

複合物は、機械的、化学的又は他の方法で互いに接続された２種以上の粒子を含む複合繭形状粒子である。複合物の一例は、外殻（シェル）の１種の粒子と、内殻（コア）の他の種類の粒子とを含むコアシェル粒子である。

通常、繭形状粒子（Ａ）は、ＣＭＰ組成物（Ｑ）中に多様な量で含有可能である。好ましくは、（Ａ）の量は、組成物（Ｑ）の全質量に対し、10質量％（質量％は、質量パーセントを意味する）以下、より好ましくは7質量%以下、最も好ましくは5質量%以下、特に、3質量％以下であり、例えば、2.2質量%以下である。好ましくは、（Ａ）の量は、組成物（Ｑ）の全質量に対し、少なくとも0.002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0.08質量％、特に少なくとも0.5質量％、例えば、少なくとも1質量％である。

通常、繭形状粒子（Ａ）は、多様な粒径分布で含有可能である。繭形状粒子（Ａ）の粒径分布は、単頂（monomodal）又は多頂（multimodal）とすることができる。多頂粒径分布の場合、二頂（bimodal）がしばしば好ましい。特性プロファイルの容易に再現性と、本発明のＣＭＰプロセスの間の、条件の容易な再現性を得るために、単頂粒径分布が（Ａ）について好ましい。（Ａ）が単頂粒径分布を持つことが最も好ましい。

繭形状粒子（Ａ）の平均粒径（平均直径）は、広い範囲で変化可能である。平均粒径は、水性媒体（Ｍ）中の（Ａ）の粒径分布のｄ_５０値であり、動的光散乱法により測定される。そして、ｄ_５０値は、粒子が原則球形であると仮定して算出される。平均粒径分布の幅は、粒径分布曲線が相対粒子数の５０％高さと交差する２つの交差点との間の距離（ｘ軸の単位とする）であり、最大粒子数の高さが１００％高さとして定義される。

好ましくは、繭形状粒子（Ａ）の平均粒径は、5〜500ｎｍの範囲、より好ましくは10〜400ｎｍの範囲、最も好ましくは20〜300ｎｍの範囲、特に、30〜160ｎｍの範囲、例えば、35〜135ｎｍの範囲にある（Malvern Instruments, Ltd. 又はHoriba LB550製の High Performance Particle Sizer （HPPS）を用いた動的光散乱法により測定）。

本発明によれば、粒子（Ａ）は繭形状（cocoon-shaped）である。繭は、突起やギザギザが有る又は無いものである。繭形状粒子は、短軸が10ｎｍ〜200ｎｍ、長軸／短軸の比が1.4〜2.2、より好ましくは1.6〜2.0である。好ましくは、それらは、平均形状係数（averaged shape factor、平均形状要因）が0.7〜0.97、より好ましくは0.77〜0.92、好ましくは平均真球度（averaged sphericity）が0.4〜0.9、より好ましくは0.5〜0.7、好ましくは平均円相当径（averaged equivalent circle diameter、平均円相当直径）が41ｎｍ〜66ｎｍ、より好ましくは48ｎｍ〜60ｎｍである（走査型電子顕微鏡で測定可）。

平均形状係数は、粒子のギザギザ（鋸歯状態）と、真球度についての情報をもたらし（図１）、以下の式により算出可能である。

形状係数＝４π（面積／周囲の長さ^２）

平均真球度は、平均（mean）に関するモーメント（図２）を用い、粒子の伸長についての情報をもたらし、以下の式により算出可能である（Ｍは各粒子の重心（centers of gravity）である）。

真球度＝（Ｍ_ｘｘ−Ｍ_ｙｙ）−[４Ｍ_ｘｙ ^２＋（Ｍ_ｙｙ−Ｍ_ｘｘ）^２] ^０．５／（Ｍ_ｘｘ−Ｍ_ｙｙ）＋[４Ｍ_ｘｙ ^２＋（Ｍ_ｙｙ−Ｍ_ｘｘ）^２] ^０．５
伸長＝（１／真球度）^０．５

円相当径（以下、ＥＣＤとも称する）は、非円形粒子と同じ面積を持つ円の直径についての情報をもたらす（図３）。

平均形状係数、平均真球度及び平均ＥＣＤは、粒子の分析数に関するそれぞれの特性の算術上の平均である。

例えば、繭形状粒子は、平均一次粒子サイズ（ｄ１）（平均一次粒子径）が35ｎｍであり、平均二次粒子サイズ（ｄ２）（平均二次粒子径）が70ｎｍの、扶桑化学社のFUSO PL-3である（図４）。

繭形状粒子（Ａ）の化学的性質は、特に制限されない。（Ａ）は、同じ化学的性質又は異なる化学的性質の粒子の複合物若しくは混合物である。該して、同じ化学的性質の繭形状粒子が好ましい。

通常、（Ａ）は：
・メタライド、メタライド酸化物又は炭化物を含む、金属、金属酸化物又は炭化物などの繭形状無機粒子；
・ポリマー粒子などの繭形状有機粒子；
・繭形状無機粒子と繭形状有機粒子の混合物又は複合物
である。

繭形状粒子（Ａ）は：
・好ましくは無機粒子又はそれらの複合物若しくは混合物；
・より好ましくは、金属若しくはメタロイドの酸化物及び炭化物、又は、それらの混合物若しくは複合物；
・最も好ましくは、アルミナ、セリア、酸化銅、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化マンガン、シリカ、窒化シリコン、炭化シリコン、酸化錫、チタニア、炭化チタン、酸化タングステン、酸化イットリウム、ジルコニア又はそれらの混合物若しくは複合物；
・特に好ましくはアルミナ、セリア、シリカ、チタニア、ジルコニア又はそれらの混合物若しくは複合物；
・特にシリカ粒子；
・例えばコロイダルシリカ粒子である。

典型的には、コロイダルシリカ粒子は湿沈殿法で製造される。（Ａ）が繭形状有機粒子又は繭形状無機粒子と繭形状有機粒子との複合物若しくは混合物である他の実施形態では、ポリマー粒子が繭形状有機粒子として好ましい。

本発明によれば、繭形状無機粒子が好ましい。最も好ましくは、粒子（Ａ）は繭形状シリカ粒子である。

本発明によれば、ＣＭＰ組成物（Ｑ）は、非イオン性界面活性剤（Ｂ）（あ性界面活性剤）を含有する。通常、ＣＭＰ組成物で使用される界面活性剤は、液体の表面張力、２種の液体の間の界面張力、又は液体と固体との間の界面張力を低下させる表面活性化合物である。通常、いかなる非イオン性界面活性剤も使用可能である。

非イオン性界面活性剤（B）は、好ましくは、水溶性及び／又は水分散性であり、より好ましくは、水溶性である。「水溶性」の意味は、本発明の組成物に関連する成分又は原料が、分子レベルで水相中に溶解可能なことである。「水分散性」の意味は、本発明の組成物の関連する成分又は原料が、水相に分散して、安定したエマルジョン又は懸濁液を形成することである。

非イオン性界面活性剤（Ｂ）は、好ましくは両親媒性非イオン性界面活性剤、すなわち、少なくとも１種の疎水性基（ｂ１）と少なくとも１種の親水性基（ｂ２）とを含む界面活性剤である。この意味は、非イオン性界面活性剤（Ｂ）が、１を超える疎水性基（ｂ１）すなわち、２、３又はそれ以上の基（ｂ１）を含有可能であり、以下で述べるように、それらの基が少なくとも１つの親水性基（ｂ２）で互いに分離される。これはまた、非イオン性界面活性剤（Ｂ）が、１以上の親水性基（ｂ２）、すなわち、２、３又はそれ以上の基（ｂ２）を含有可能であり、これらが以下に述べるように、疎水性基（ｂ１）により互いに分離されることも意味する。

従って、非イオン性界面活性剤（Ｂ）は、異なるブロック状一般構造を持つ。このような一般ブロック状構造の例は：
- b1-b2、
- b1-b2-b1、
- b2-b1-b2、
- b2-b1-b2-b1、
- b1-b2-b1-b2-b1、及び
- b2-b1-b2-b1-b2
である。

非イオン性界面活性剤（Ｂ）は、より好ましくはポリオキシアルキレン基を含む両親媒性界面活性剤である。

疎水性基（ｂ１）は、好ましくは、アルキル基、より好ましくは4〜40、最も好ましくは5〜20、特に好ましくは7〜18、特に10〜16、例えば、11〜14の炭素原子を持つアルキル基である。

親水性基（ｂ２）は、好ましくは、ポリオキシアルキレン基である。前記ポリオキシアルキレン基は、オリゴマー（多重合）又はポリマー（高分子）とすることができる。より好ましくは、親水性基（ｂ２）は、ポリオキシアルキレン基からなる群より選択される親水性基であって、当該ポリオキシアルキレン基は：
（ｂ２１）オキシアルキレンモノマー単位、及び、
（ｂ２２）オキシエチレンモノマー単位以外のオキシアルキレンモノマー単位
を含み、前記モノマー単位（ｂ２１）はモノマー単位（ｂ２２）とは同一ではなく、（ｂ２）のポリオキシアルキレン基は、モノマー単位（ｂ２１）、（ｂ２２）をランダム、交互、勾配及び／又はブロック状分布で含む。

最も好ましくは、親水性基（ｂ２）は、ポリオキシアルキレン基からなる群より選択される親水性基であって、当該ポリオキシアルキレン基は：
（ｂ２１）オキシエチレンモノマー単位、及び、
（ｂ２２）オキシエチレンモノマー単位以外のオキシアルキレンモノマー単位とを含み、
（ｂ２）のポリオキシアルキレン基は、モノマー単位（ｂ２１）及び（ｂ２２）を、ランダム、交互、勾配及び／又はブロック状分布で含む。

好ましくは、オキシエチレンモノマー単位以外のオキシアルキレンモノマー単位（ｂ２２）は、置換オキシアルキレンモノマー単位であり、その置換基はアルキル、シクロアルキル、アリール、アルキル‐シクロアルキル、アルキル‐アリール、シクロアルキル‐アリール及びアルキル‐シクロアルキル‐アリール基からなる群より選択される。オキシエチレンモノマー単位以外のオキシアルキレンモノマー単位（ｂ２２）は、
・より好ましくは、置換基がアルキル、シクロアルキル、アリール、アルキル-シクロアルキル、アルキル-アリール、シクロアルキル-アリール及びアルキル-シクロアルキル-アリール基からなる群より選択される置換オキシラン（Ｘ）から誘導され、
・最も好ましくはアルキル‐置換オキシラン（Ｘ）から誘導され、
・特に好ましくは、置換基が炭素原子１〜１０を持つアルキル基からなる群より選択される置換オキシラン（Ｘ）から誘導され、
・例えば、メチルオキシラン（プロピレンオキシド）及び／又はエチルオキシラン（ブチレンオキシド）から誘導される。

置換オキシラン（Ｘ）の置換基それ自身は、不活性な置換基、すなわち、オキシラン（Ｘ）の共重合と、非イオン性界面活性剤（Ｂ）の表面活性に悪影響を与えない置換基となるものである。そのような不活性置換基の例は、フッ素及び塩素原子、ニトロ基及びニトリル基である。そのような不活性基が存在する場合、それらは非イオン性界面活性剤（Ｂ）の親水‐疎水性バランスに悪影響を与えないような量で使用する。好ましくは、置換オキシラン（Ｘ）の置換基は、そのような不活性基ではない。

置換オキシラン（Ｘ）の置換基は、好ましくは、炭素原子１〜１０を持つアルキル基、スピロ環状、環外及び／又はアニールされた配列（annealed configuration）の炭素原子５〜１０を持つシクロアルキル基、炭素原子６〜１０を持つアリール基、炭素原子６〜２０を持つアルキル-シクロアルキル基、炭素原子７〜２０を持つアルキル-アリール基、炭素原子１１〜２０を持つシクロアルキル-アリール基及び炭素原子１２〜３０を持つアルキル-シクロアルキル-アリール基からなる群より選択される。最も好ましくは、置換オキシラン（Ｘ）の置換基は、炭素原子１〜１０のアルキル基からなる群より選択される。特に、置換オキシラン（Ｘ）の置換基は、炭素原子１〜６を持つアルキル基からなる群より選択される。

最も好ましくは置換オキシラン（Ｘ）の例は、メチルオキシラン（プロピレンオキシド）及び／又はエチルオキシラン（ブチレンオキシド）、特にメチルオキシランである。

最も好ましくは、親水性基（ｂ２）は、モノマー単位（ｂ２１）及び（ｂ２２）からなる。他の実施形態では、親水性基（ｂ２）は、好ましくは、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン又はポリオキシブチレン基であり、より好ましくはポリオキシエチレン基である。

親水性基（ｂ２）がモノマー単位（ｂ２１）及び（ｂ２２）を含む／からなる実施形態では、親水性基（ｂ２）として機能するポリオキシアルキレン基は、モノマーユニット（ｂ２１）及び（ｂ２２）を、ランダム、交互に、勾配して及び／又はブロック状分布で含有する。これは、一つの親水性基（ｂ２）が、ただ１種類の分布のみを含有可能であることを意味する、すなわち、
-ランダム:…-b21-b21-b22-b21-b22-b22-b22-b21-b22-…;
-交互:…-b21-b22-b21-b22-b21-…;
-勾配:…b21-b21-b21-b22-b21-b21-b22-b22-b21-b22-b22-b22-…;又は
-ブロック状:…-b21-b21-b21-b21-b22-b22-b22-b22-…である。

あるいは、親水性基（ｂ２）は、少なくとも２種の分布を持つことも可能である。例えば、ランダム分布を持つオリゴマー又は又はポリマー部分と、交互分布を持つオリゴマー又はポリマー部分である。最も好ましくは、親水性基（ｂ２）は、好ましくは１種類のみの分布を持ち、最も好ましくはその分布はランダム又はブロック状である。

親水性基（ｂ２）がモノマー単位（ｂ２１）及び（ｂ２２）を含む／からなる実施形態では、（ｂ２１）の（ｂ２２）に対するモル比は広範囲で変化可能であり、従って、本発明の使用、方法及び組成物の特定の要求に対し、最も効果的に調節可能である。好ましくは、モル比（ｂ２１）：（ｂ２２）は、１００：１〜１：１であり、より好ましくは６０：１〜１．５：１、最も好ましくは５０：１〜１．５：１、特に好ましくは２５：１〜１．５：１であり、特に１５：１〜２：１、例えば９：１〜２：１である。

親水性基（ｂ２）として機能する、オリゴマー及びポリマーポリオキシアルキレン基の重合度も、広範囲で変化可能であり、従って、本発明の使用、方法及び組成物の特定の要求に対し、最も効果的に調整することができる。好ましくは、重合度は、5〜100、好ましくは5〜90、最も好ましくは5〜80である。

特に、非イオン性界面活性剤（Ｂ）は、両親媒性非イオン性ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンアルキルエーテル界面活性剤であり、当該界面活性剤は、平均で、炭素原子１０〜１６を持つアルキル基と、５〜２０オキシエチレンモノマー単位（ｂ２１）と、２〜８オキシプロピレンモノマー単位とをランダム分布で持つ分子の混合物である。例えば、非イオン性界面活性剤（Ｂ）は、両親媒性非イオン性ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンアルキルエーテル界面活性剤であって、当該界面活性剤は、平均で、炭素原子１１〜１４を持つアルキル基と、１２〜２０オキシエチレンモノマー単位と、３〜５オキシプロピレンモノマー単位とをランダム分布で含む分子の混合物である。

非イオン性界面活性剤（Ｂ）は、ＣＭＰ組成物（Ｑ）中に多様な量で含有可能である。好ましくは、（Ｂ）の量は、ＣＭＰ組成物（Ｑ）の全質量に対し、10質量％以下、より好ましくは3質量％以下、最も好ましくは1質量%以下、特に好ましくは0.5質量%以下、特に0.1質量%以下、例えば、0.05質量％以下である。好ましくは、（Ｂ）の量は、組成物（Ｑ）の全質量に対し、少なくとも0.00001質量％、より好ましくは少なくとも0.0001質量％、最も好ましくは少なくとも0.0008質量％、特に好ましくは少なくとも0.002質量％、特に少なくとも0.005質量％、例えば少なくとも0.008質量％である。

通常、非イオン性界面活性剤（Ｂ）は、異なる質量平均分子量を持つことができる。（Ｂ）の質量平均分子量は、好ましくは少なくとも300、より好ましくは少なくとも500、最も好ましくは少なくとも700、特に少なくとも800、例えば少なくとも900である。（Ｂ）の質量平均分子量は、好ましくは15,000以下、より好ましくは6,000以下、最も好ましくは3,000以下、特に2,000以下、例えば1,400以下である（単位はg/mol、以下ＧＰＣと略記するゲル透過クロマトグラフィーにより測定）。特に、（Ｂ）の質量平均分子量は、900〜1,400[g/mol]である（ＧＰＣにより測定）。このＧＰＣは、当業者に公知の標準的なＧＰＣ技術である。

通常、非イオン性界面活性剤（Ｂ）の水性媒体中の溶解性は、広い範囲で変化可能である。大気圧下、ｐＨ７、２５℃の水での（Ｂ）の溶解性は、好ましくは少なくとも1 g/L、より好ましくは少なくとも5 g/L、最も好ましくは少なくとも20 g/L、特に好ましくは少なくとも50 g/L、例えば少なくとも150 g/Lである。この溶解性は、溶媒を蒸発させ、飽和溶液中での残留質量を測定することにより判定される。

本発明によれば、ＣＭＰ組成物（Ｑ）は、少なくとも１つの酸基（Ｙ）を含む（Ｃ）芳香族化合物又はその塩を含む。通常、いかなるこのような芳香族化合物を使用可能である。酸基（Ｙ）は、（Ｙ）それ自身またはその脱プロトン化した形態として定義される。芳香族化合物（Ｃ）が含む酸基（Ｙ）は、好ましくは、
反応H-（C） ⇔ （C）^- + H⁺又は
反応[H-（C）]⁺ ⇔ （C） + H⁺
のpK_a値（酸解離定数の対数尺度）が７以下、より好ましくは６以下、もっとも好ましくは５．５以下、特に好ましくは５以下（大気圧、２５℃の脱イオン水中で測定）になるような、いかなる酸基でもよい。

芳香族化合物（C）が含む酸基（Y）は、好ましくはカルボン酸（-COOH）、炭酸（-O-COOH）、スルホン酸（-SO_３H）、硫酸（-O-SO_３H）、ホスホネート（-P（=O）（OH）（OR^１））、ホスフェート（-O-P（=O）（OH）（OR^２））、ホスホン酸（-P（=O）（OH）_２）、リン酸（-O-P（=O）（OH）_２）単位又はそれらの脱プロトン化体である。ここで、R^１は、アルキル、アリール、アルキルアリール又はアリールアルキルであり、R^２はアルキル、アリール、アルキルアリール又はアリールアルキルである。好ましくは、前記酸基（Y）は、カルボン酸（-COOH）もしくは硫酸（-SO_３H）単位、又はそれらの脱プロトン体である。最も好ましくは、前記酸基’（Y）は、カルボン酸（-COOH）単位又はその脱プロトン体である。

好ましくは、前記酸基（Y）は、芳香族化合物（C）の芳香族環系に直接共有結合している。

他の実施形態によれば、芳香族化合物（C）は、好ましくは、少なくとも１つ、より好ましくは１〜２、最も好ましくは丁度１つの更なる官能基（Z）を含み、当該官能基（Z）は酸基（Y）とは異なるものである。更なる官能基（Y）は、酸基（Y）以外であればいかなる官能基でもよく、当該官能基（Y）は、
・好ましくはエステル（-COO R^３）、ヒドロキシル、アルコキシ、アルキル、アリール、アルキルアリール、アリールアルキル、ニトロ、アミノ、チオ又はハロゲン単位であり、
・より好ましくはエステル（-COO R^３）、ヒドロキシル、アルコキシ、ニトロ、アミノ、チオ又はハロゲン単位であり、
・最も好ましくはエステル（-COO R^３）、ニトロ又はハロゲン単位であり、
・特に好ましくはヒドロキシル単位であり、
ここで、R^３は、アルキル、アリール、アルキルアリール又はアリールアルキルである。

好ましくは、芳香族化合物（C）は、
・芳香族環毎（芳香族環一つあたり）に少なくとも２つの酸基（Y）を含み、又は、
・芳香族環毎に少なくとも１つの酸基（Y）と、当該酸基（Y）とは異なる少なくとも１つの更なる官能基（Z）を含む。

芳香族化合物（Ｃ）は、少なくとも１つ、好ましくは少なくとも２つ、最も好ましくは少なくとも２〜６、特に２〜４、たとえば２つの酸基（Ｙ）を含む。芳香族化合物（Ｃ）は、好ましくは、（芳香族環毎に）少なくとも１つの、より好ましくは少なくとも２つの、最も好ましくは２〜４の、例えば２つの酸基（Ｙ）を含む。

好ましい一実施形態では、芳香族化合物（Ｃ）は、少なくとも１つのベンゼン環を含み、（Ｃ）は好ましくは、ベンゼン環毎に、少なくとも１つの、より好ましくは少なくとも２つの、最も好ましくは２〜４の、例えば２つの酸基’（Ｙ）を含む。

更に好ましい実施形態では、芳香族化合物（Ｃ）は、少なくとも１つのベンゼン環を含み、（Ｃ）は、好ましくは、ベンゼン環毎に、少なくとも１つの、より好ましくは少なくとも２つの、最も好ましくは２〜４の、例えば２つのカルボン酸（-COOH）基又はそれらの脱プロトン体を含む。

更なる好ましい実施形態では、芳香族化合物（Ｃ）は、少なくとも１つのベンゼン環を含み、（Ｃ）は、好ましくはベンゼン環毎に少なくとも１つの酸基（Ｙ）、例えば１つのカルボン酸（-COOH）と、酸基（Ｙ）とは異なる少なくとも１つの更なる官能基（Ｚ）とを含有する。

更なる好ましい実施形態では、芳香族化合物（Ｃ）は、少なくとも１つのベンゼン環を有し、（Ｃ）は、好ましくは、ベンゼン環ごとに、少なくとも１つの酸基（Ｙ）を含有し、より好ましくは少なくとも２つ、最も好ましくは２〜４、例えば２つのカルボン酸（-COOH）と、酸基とは異なる少なくとも１つの更なる官能基（Ｚ）を含有する。

また更なる好ましい実施形態では、芳香族化合物（C）は、少なくとも１つ、好ましくは少なくとも２つ、最も好ましくは２〜４、例えば２つのカルボン酸（-COOH）基含むベンゼンカルボン酸又はその塩である。更なる好ましい実施形態では、芳香族化合物（Ｃ）は、直接ベンゼン環に共有結合された少なくとも１つ、より好ましくは少なくとも２つ、最も好ましくは２〜４、例えば２つのカルボン酸（-COOH）基を含むベンゼンカルボン酸又はその塩である。更なる好ましい実施形態では、芳香族化合物（Ｃ）は、ベンゼン環に直接共有結合した少なくとも１つのカルボン酸（-COOH）基又はその塩と、酸性（-COOH）基とは異なる少なくとも１つの更なる官能基（Ｚ）とを含むベンゼンカルボン酸であり、好ましくは、官能基（Ｚ）は、水酸基である。更なる好ましい実施形態では、芳香族化合物（Ｃ）は、ベンゼン環に直接共有結合した少なくとも１つのカルボン酸（-COOH）基、より好ましくは少なくとも２つ、最も好ましくは２〜４、例えば２つのカルボン酸（-COOH）又はその塩と、酸性基（-COOH）とは異なる少なくとも１つの更なる官能基とを含むベンゼンカルボン酸であり、より好ましくは官能基（Ｚ）は水酸基である。更なる好ましい実施形態では、芳香族化合物（Ｃ）は、最も好ましくはフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、3-ヒドロキシ-安息香酸、4-ヒドロキシ-安息香酸、5-ヒドロキシ-イソフタル酸、ベンゼン-1,2,3-トリカルボン酸、ベンゼン-1,2,3,4-テトラカルボン酸又はそれらの誘導体もしくはそれらの塩、特に、テレフタル酸、イソフタル酸、3-ヒドロキシ-安息香酸、4-ヒドロキシ-安息香酸、5-ヒドロキシ-イソフタル酸、ベンゼン-1,2,3,4-テトラカルボン酸又はそれらの塩もしくはそれらの誘導体であり、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、又は、5-ヒドロキシ-イソフタル酸である。

芳香族化合物（Ｃ）は、ＣＭＰ組成物（Ｑ）中に多様な量で含有可能である。好ましくは、（Ｃ）の量は、組成物（Ｑ）の全質量に対し、10質量％以下、より好ましくは6質量％以下、最も好ましくは4質量％以下、特に好ましくは3質量％以下、特に2質量％以下、例えば1.3質量％以下である。好ましくは、（Ｃ）の量は、組成物（Ｑ）の全質量に対し、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％、特に好ましくは少なくとも0.1質量％、特に少なくとも0.4質量％、例えば少なくとも0.7質量％である。

通常、水性媒体中の芳香族化合物（Ｃ）の溶解性は、広い範囲で変化可能である。ｐＨ７、２５℃、大気圧下の水中の（Ｃ）の溶解性は、好ましくは少なくとも1g/L、より好ましくは少なくとも5g/L、最も好ましくは少なくとも20g/L、特に少なくとも50g/L、例えば少なくとも150g/Lである。その溶解性は、溶剤を蒸発させ、飽和溶液中の残留質量を測定することにより決定される。

本発明によれば、ＣＭＰ組成物（Ｑ）は、水性媒体（Ｍ）を含有する。（Ｍ）は、１種又は異なる種類の水性媒体の混合物とすることができる。

通常、水性媒体（Ｍ）は、水を含むいかなる媒体とすることができる。好ましくは、水性媒体（Ｍ）は、水と、水と混和可能な有機溶媒（すなわち、アルコール、好ましくはＣ_１〜Ｃ_３アルコール又はアルキレングリコール誘導体）との混合物である。より好ましくは、水性媒体（Ｍ）は水である。最も好ましくは、水性媒体（Ｍ）は脱イオン水である。

（Ｍ）以外の成分の量が全体でＣＭＰ組成物のy 質量％である場合、（Ｍ）の量は、ＣＭＰ組成物の（100-y）質量％である。

水性媒体（Ｍ）は、ＣＭＰ組成物（Ｑ）中で多様な量で含有させることができる。好ましくは、（Ｍ）の量は、組成物（Ｑ）の全質量に対し、99.9質量%以下、より好ましくは99.6質量%以下、最も好ましくは99質量%以下、特に好ましくは98質量%以下、特に97質量%以下、例えば95質量%以下である。好ましくは、（Ｍ）の量は、組成物（Ｑ）の全質量に対し、少なくとも60質量%、より好ましくは少なくとも70質量%、最も好ましくは少なくとも80質量%、特に好ましくは少なくとも85質量%、特に少なくとも90質量%、例えば少なくとも93質量%である。

ＣＭＰ組成物（Ｑ）は、更に任意にアルコール（Ｄ）を含有する。通常、いかなるアルコールも、（Ｄ）として使用可能である。アルコール（Ｄ）は、成分（Ａ）、（B）、（C）及び（M）とは異なるものである。

アルコール（Ｄ）は、好ましくは、水性媒体中で解離（分離）しない、少なくとも２つの水酸基を持つアルコールである。より好ましくは、（Ｄ）は、２つの水酸基を持ち、水性媒体中で解離しないアルコールである。「解離しない」とは、中性水相中のヒドロキシル基の反応：
アルコール（Ｄ）→脱プロトン化アルコール（Ｄ）+Ｈ⁺
についてのｐＫ_ａ値（酸解離定数の対数評価）が、9.9を超え、より好ましくは11を超え、最も好ましくは12を超え、特に好ましくは13を超え、例えば14を超えることを意味する（大気圧、２５℃の脱イオン水中で測定）。例えば、プロパン-1,2-ジオール（アルファ-プロピレングリコール）は、ｐＫ_ａ値 14.9を持つ（大気圧、２５℃の脱イオン水中で測定）。

より好ましくは、アルコール（Ｄ）は、ジオール、トリオール、テトラオール、ペンタオール、ヘキサオール、ヘプタオール、オクタオール、ノナオール、デカオール又はポリオールである。最も好ましくは、（Ｄ）は、ジオール、トリオール、テトラオール、ペンタオール又はヘキサオールである。特に好ましくは、（Ｄ）はジオールである。特に最も好ましくは、（Ｄ）は、エタンジオール（エチレングリコール）、プロパンジオール（プロピレングリコール）又はブタンジオール（ブチレングリコール）である。特に、（Ｄ）は、プロパンジオール（プロピレングリコール）である。例えば、（Ｄ）は、プロパン-1,2-ジオール（アルファ-プロピレングリコール）である。

アルコール（Ｄ）は、好ましくは、炭素原子2〜50を持つアルコール、より好ましくは炭素原子2〜20を持つアルコール、最も好ましくは炭素原子2〜11を持つアルコール、特に好ましくは炭素原子2〜7を持つアルコール、特に、炭素原子2〜4を持つアルコール、例えば炭素原子3を持つアルコールである。

アルコール（Ｄ）は、ＣＭＰ組成物（Ｑ）中で多様な量で含有されることができる。好ましくは、（Ｄ）の量は、組成物（Ｑ）の全質量に対し、10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、最も好ましくは3質量%以下、特に好ましくは2質量%以下、特に1.2質量%以下、例えば0.8質量%以下である。好ましくは、（Ｄ）の量は、組成物（Ｑ）の全質量に対し、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%、特に好ましくは少なくとも0.1質量%、特に少なくとも0.3質量%、例えば少なくとも0.5質量%である。

通常、アルコール（Ｄ）の水性媒体中での溶解性は広い範囲で変化させることができる。大気圧、２５℃、ｐＨ７の水中での（Ｄ）の溶解性は、好ましくは少なくとも1 g/L、より好ましくは少なくとも5 g/L、より好ましくは少なくとも20 g/Lであり、特に少なくとも50 g/L、例えば少なくとも150 g/Lである。この溶解性は、溶媒を蒸発させ、飽和溶液中での残留質量を測定することで判定可能である。

ＣＭＰ組成物（Ｑ）は、更に任意に少なくとも１種類の酸化剤（Ｅ）を含有可能であり、好ましくは１〜２種の酸化剤（Ｅ）、より好ましくは１種類の酸化剤（Ｅ）を含有可能である。酸化剤（Ｅ）は、成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｍ）とは異なる。通常、酸化剤は、研磨対象の基板又はその層を酸化可能な化合物である。好ましくは、（Ｅ）は、過（per）-型酸化剤である。最も好ましくは、（Ｅ）は、パーオキサイド（過酸化物）、過硫酸塩、過塩素酸塩、過臭素酸塩、過ヨウ素酸塩、過マンガン酸塩又はそれらの誘導体である。最も好ましくは、（Ｅ）は、パーオキサイド又は過硫酸塩である。特に、（Ｅ）は、パーオキサイドである。例えば、（Ｅ）は、過酸化水素である。

存在する場合、酸化剤（Ｅ）は、ＣＭＰ組成物（Ｑ）中に多様な量で含有可能である。好ましくは、（Ｅ）の量は、組成物（Ｑ）の全質量に対し、20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、最も好ましくは5質量%以下、特に2.5質量%以下、例えば1.5質量%以下である。好ましくは、（Ｅ）の量は、組成物（Ｑ）の全質量に対し、少なくとも0.01質量％、より好ましくは少なくとも0.08質量％、最も好ましくは少なくとも0.4質量％、特に少なくとも0.75質量％、例えば少なくとも1質量％である。過酸化水素が酸化剤（Ｅ）として使用される場合、（Ｅ）の量は、組成物（Ｑ）の全質量に対し、好ましくは、0.5質量％〜4質量％、より好ましくは1質量％〜2質量％、例えば、1.2質量％〜1.3質量％である。

ＣＭＰ組成物（Ｑ）は、更に、任意に少なくとも１種の腐食防止剤（Ｆ）、例えば１種の腐食防止剤を含有可能である。腐食防止剤（Ｆ）は、成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｍ）とは異なる。通常、金属（例えば銅）の表面上に保護的分子層を形成する全ての化合物が、腐食防止剤として使用可能である。好ましい腐食防止剤（Ｆ）は、チオール、フィルム形成ポリマー、ポリオール、ジアゾール、トリアゾール、テトラゾール及びそれらの誘導体であり、最も好ましくはイミダゾール、1,2,4-トリアゾール、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール及びこれらの誘導体であり、例えばベンゾトリアゾールである。

存在する場合、腐食防止剤（Ｆ）は、多様な量で含有可能である。存在する場合、（Ｆ）の量は、対応する組成物の全質量に対し、好ましくは10質量％以下、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0.15質量％以下、例えば0.04質量％以下である。存在する場合、（Ｆ）の量は、対応する組成物（Ｑ）の全質量に対し、少なくとも0.0001質量％、より好ましくは少なくとも0.001質量％、最も好ましくは少なくとも0.005質量％、特に少なくとも0.01質量％、例えば少なくとも0.02質量％である。

ＣＭＰ組成物（Ｑ）は、更に、任意に少なくとも１種のキレート剤（Ｇ）、好ましくは１種類のキレート剤を含有可能である。通常、ＣＭＰ組成物で使用されるキレート剤は、中心金属イオンと溶解可能な錯体分子を形成してそのイオンを不活性化し、沈殿物やスケールを生成するような他の元素やイオンと通常反応不可能にする化学化合物である。キレート剤（Ｇ）は、成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｍ）とは異なる。

存在する場合、キレート剤（Ｇ）は、多様な量で含有可能である。存在する場合、（Ｇ）の量は、対応する組成物の全質量に対し、好ましくは10質量％以下、より好ましくは5質量％以下、最も好ましくは3質量％以下、特に2質量％以下、例えば1.5質量％以下である。存在する場合、（Ｇ）の量は、対応する組成物（Ｑ）の全質量に対し、好ましくは少なくとも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0.07質量％、特に少なくとも0.2質量％、例えば少なくとも0.7質量％である。

好ましくは、キレート剤（Ｇ）は、無機又は有機酸である。より好ましくは、キレート剤（Ｇ）は、少なくとも２つのカルボン酸（-COOH）又はカルボキシレート（-COO^-）基を含有する化合物である。最も好ましくは、キレート剤（Ｇ）は、マロン酸、クエン酸、酢酸、アジピン酸、酪酸、グルタル酸、グリコール酸、蟻酸、フマル酸、乳酸、ラウリン酸、リンゴ酸、マレイン酸、ミリスチン酸、シュウ酸、パルミチン酸、プロパン酸、ピルビン酸、ステアリン酸、こはく酸、酒石酸、吉草酸、2-メチル酪酸（methylburyric acid）、n-ヘキサン酸、3,3-ジメチル酪酸、2-エチル酪酸、4-メチルペンタン酸、n-ヘプタン酸、2-メチルヘキサン酸、n-オクタン酸、2-エチルヘキサン酸、プロパン-1,2,3-トリカルボン酸、ブタン-1,2,3,4-テトラカルボン酸、ペンタン-1,2,3,4,5-ペンタカルボン酸、トリメリト酸、トリミシニック酸（trimesinic acid）、ピロメリト酸、メリト酸、オリゴマー又はポリマーポリカルボン酸からなる群より選択される。特に好ましくは、（Ｇ）は、マロン酸、クエン酸、アジピン酸、プロパン-1,2,3-トリカルボン酸、ブタン-1,2,3,4-テトラカルボン酸及びペンタン-1,2,3,4,5-ペンタカルボン酸からなる群より選択される。特に最も好ましくは、（Ｇ）は、マロン酸、クエン酸及び酸基（Ｙ）を含む芳香族化合物からなる群より選択される。特に、（Ｇ）は、マロン酸及びクエン酸からなる群より選択される。例えば、（Ｇ）は、マロン酸である。

安定性や研磨性能などのＣＭＰ組成物（Ｑ）の特性は、対応する組成物のｐＨに依存する。通常、ＣＭＰ組成物（Ｑ）は、いかなるｐＨ値とすることができる。組成物（Ｑ）のｐＨ値は、好ましくは、14以下、より好ましくは13以下、最も好ましくは12以下、特に好ましくは11.5以下、特に最も好ましくは11以下、特に10.5以下、例えば、10.2以下である。組成物（Ｑ）のｐＨ値は、好ましくは少なくとも6、より好ましくは少なくとも7、最も好ましくは少なくとも8、特に好ましくは少なくとも8.5、特に最も好ましくは少なくとも9、特に少なくとも9.5、例えば少なくとも9.7である。組成物（Ｑ）のｐＨ値は、好ましくは、6〜14の範囲、より好ましくは7〜13、最も好ましくは8〜12、特に、好ましくは8.5〜11.5、特に最も好ましくは9〜11、特に9.5〜10.5、例えば、9.7〜10.2である。

ＣＭＰ組成物（Ｑ）は、更に、任意に少なくとも１種のｐＨ調整剤（Ｈ）を含有可能である。ｐＨ調整剤（Ｈ）は、成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｍ）とは異なる。通常、ｐＨ調整剤（Ｈ）は、ＣＭＰ組成物（Ｑ）にそのｐＨを要求される値に調整するために添加される化合物である。好ましくは、ＣＭＰ組成物（Ｑ）は、少なくとも１種のｐＨ調整剤（Ｈ）を含有する。好ましいｐＨ調整剤は、無機酸、カルボン酸、アミン塩基、アルカリ水酸化物、アンモニウム水酸化物（テトラアルキルアンモニウムヒドロキシドを含む）である。特に、ｐＨ調整剤（Ｈ）は、硝酸、硫酸、アンモニア、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムである。例えば、ｐＨ調整剤（Ｈ）は、水酸化カリウムである。

存在する場合、ｐＨ調整剤（Ｈ）は、多様な量で含有可能である。存在する場合、（Ｈ）の量は、対応する組成物の全質量に対し、好ましくは10質量％以下、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0.1質量％以下、例えば、0.05質量％以下である。存在する場合、（Ｈ）の量は、対応する組成物（Ｑ）の全質量に対し、好ましくは、少なくとも0.0005質量％、より好ましくは少なくとも0.005質量％、最も好ましくは少なくとも0.025質量％、特に少なくとも0.1質量％、例えば少なくとも0.4質量％である。

ＣＭＰ組成物（Ｑ）は、更に任意に少なくとも１種の殺生物剤（Ｊ）、例えば、１種の殺生物剤を含有することができる。殺生物剤（Ｊ）は、成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｍ）とは異なる。通常、殺生物剤は、化学的又は生物的手段により、いかなる有害な生物をも阻止し、無害化し、調整効果を作用させる化合物である。好ましくは、（Ｊ）は、第四級アンモニウム化合物、イソチアゾリノンを主とする化合物、Ｎ-置換ジアゼニウムジオキシド又はＮ’-ヒドロキシ-ジアゼニウムオキシド塩である。より好ましくは、（Ｊ）は、Ｎ-置換ジアゼニウムジオキシド又はＮ’-ヒドロキシ-ジアゼニウムオキシド塩である。

存在する場合、殺生物剤（Ｊ）は、多様な量で含有可能である。存在する場合、（Ｊ）の量は、対応する組成物の全質量に対し、好ましくは、0.5質量％以下、より好ましくは0.1質量％以下、最も好ましくは0.05質量％以下、特に0.02質量％以下、例えば0.008質量％以下である。存在する場合、（Ｊ）の量は、対応する組成物（Ｑ）の全質量に対し、好ましくは少なくとも0.0001質量％、より好ましくは少なくとも0.0005質量％、最も好ましくは少なくとも0.001質量％、特に少なくとも0.003質量％、例えば、少なくとも0.006質量％である。

ＣＭＰ組成物（Ｑ）は、必要であれば、少なくとも１種の他の添加剤も含有する場合がある。その添加剤は特に限定されないが、例えば、安定剤、摩擦低下剤などである。前記他の添加剤は、成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｍ）とは異なる。前記他の添加剤は、例えば、ＣＭＰ組成物に通常用いられ、当業者に公知のものである。このような添加剤は、例えば、懸濁液を安定化させ、又は、研磨性能を改善し、若しくは、異なる層の選択性を改善する。

存在する場合、前記他の添加剤は、多様な量で含有可能である。存在する場合、前記他の添加剤の全質量は、対応するＣＭＰ組成物の全質量に対し、好ましくは、10質量％以下、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0.1質量％以下、例えば0.01質量％以下である。存在する場合、前記他の添加剤の全質量は、対応する組成物（Ｑ）の全質量に対し、好ましくは少なくとも0.0001質量％、より好ましくは少なくとも0.001質量％、最も好ましくは少なくとも0.008質量％、特に少なくとも0.05質量％、例えば少なくとも0.3質量％である。

好ましい実施形態（ＰＥ１）によれば、組成物（Ｑ）は下記成分を含む：
（Ａ）繭形状シリカ粒子、
（Ｂ）ポリオキシアルキレン基を含有する両親媒性非イオン性界面活性剤、
（Ｃ）芳香族化合物又はこの芳香族化合物の塩であって、
芳香環ごとに（芳香環１つ当たり）少なくとも２つの酸基（Y）を含み、あるいは、
芳香環ごとに少なくとも１つの酸基（Y）と、その酸基（Y）とは異なる少なくとも１つの更なる官能基（Z）を含むもの、
（Ｍ）水性媒体。

好ましい実施形態（ＰＥ２）によれば、組成物（Ｑ）は、下記成分を含む：
（Ａ）繭形状シリカ粒子、
（Ｂ）ポリオキシアルキレン基を含有する両親媒性非イオン性界面活性剤、
（Ｃ）少なくとも１つのベンゼン環を含み、ベンゼン環ごとに少なくとも１つのカルボン酸（-COOH）基又はその脱プロトン体を含む芳香族化合物、及び、
（Ｍ）水性媒体。

好ましい実施形態（ＰＥ３）によれば、組成物（Ｑ）は下記成分を含む：
（Ａ）繭形状シリカ粒子、
（Ｂ）ポリオキシアルキレン基を含有する両親媒性非イオン性界面活性剤、
（Ｃ）少なくとも１つの酸基（Y）を含む芳香族化合物又はその塩、
（Ｄ）アルコール
（Ｅ）酸化剤、
（Ｆ）腐食防止剤、及び、
（Ｍ）水性媒体。

好ましい実施形態（ＰＥ４）によれば、組成物（Ｑ）は下記成分を含む：
（Ａ）繭形状シリカ粒子、
（Ｂ）ポリオキシアルキレン基を含有する両親媒性非イオン性界面活性剤、
（Ｃ）少なくとも２つのカルボン酸基（-COOH）を含むベンゼンカルボン酸又はその塩、
（Ｄ）水性媒体中で分離しない、少なくとも２つの水酸基を持つアルコール、
（Ｅ）酸化剤、
（Ｆ）腐食防止剤、及び、
（Ｍ）水性媒体。

好ましい実施形態（ＰＥ５）によれば、組成物（Ｑ）は下記成分を含む：
（Ａ）CMP組成物の全質量に対し、0.5〜3質量％の繭形状シリカ粒子、
（Ｂ）CMP組成物の全質量に対し、0.001〜0.1質量％のポリオキシアルキレン基を含有する両親媒性非イオン性界面活性剤、
（Ｃ）CMP組成物の全質量に対し、0.2〜3質量％の、ベンゼン環に直接共有結合した少なくとも１つのカルボン酸（-COOH）基又はその塩と、水酸基である少なくとも１つの更なる官能基（Z）を含むベンゼンカルボン酸、
（Ｄ）CMP組成物の全質量に対し、0.2〜1.5質量％の、水性媒体中で分離しない、少なくとも２つの水酸基を持つアルコール、
（Ｅ） CMP組成物の全質量に対し、0.2〜2質量％の過酸化水素、
（Ｆ）CMP組成物の全質量に対し、0.01〜0.05質量％の腐食防止剤、及び、
（Ｍ）CMP組成物の全質量に対し、90.35〜98.889質量％の水。

ＣＭＰ組成物の製造方法は、通常公知のものである。それらのプロセスは、ＣＭＰ組成物（Ｑ）の製造に適用できる。これは、上記成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び任意に他の成分を、水性媒体（Ｍ）、好ましくは水に分散又は溶解させ、任意に酸、塩基、緩衝剤又はｐＨ調整剤を添加してｐＨ値を調整することで実行可能である。特に好ましくは、ＣＭＰ組成物（Ｑ）は、6質量％以上の粒子（Ａ）、例えば、繭形状シリカを含む水性分散液、1質量％以上の非イオン性界面活性剤（Ｂ）を含む水性分散液、5質量％の芳香族化合物（Ｃ）を混合し、脱イオン水で希釈して製造することができる。この目的のために、通常の標準的な混合プロセスと混合装置、例えば、攪拌槽、高せん断インペラ、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を使用可能である。

ＣＭＰ組成物（Ｑ）は、好ましくは、水性媒体（Ｍ）中に、繭形状粒子（Ａ）を分散させ、非イオン性界面活性剤（Ｂ）、芳香族化合物（Ｃ）、アルコール（Ｄ）及び任意に他の添加剤を分散及び／又は溶解させて製造される。

研磨プロセスは、通常、公知であって、集積回路を備えたウェハの製造でのＣＭＰに通例使用される条件下での装置及びプロセスで実行可能である。研磨プロセスを行うことができる装置に特に制限はない。

公知であるように、ＣＭＰプロセス用の典型的な装置は、研磨パッドで覆われた回転盤を有する。オービタル研磨機もまた使用されてきた。ウェハはキャリア又はチャック上に載置される。ウェハの処理される側は、研磨パッドに対向する（シングルサイド研磨プロセス）。保持リングがウェハを水平位置に保持する。

キャリア下には、より大径の盤が通常水平に維持され、研磨対象ウェハの表面に対し、平行な表面を提供する。盤上の研磨パッドが、平坦化プロセスの間、ウェハ表面に接触する。

材料を除去するため、ウェハを研磨パッドへ押し当てる。キャリアと盤の両方が、通常、当該キャリア及び盤から垂直に延びるそれらの各軸の周りを回転する。回転キャリア軸は、回転盤に相対的に固定されるか、その盤に対し水平に振動する。キャリアの回転方向は、通常、必ずしも必要ではないが、盤の回転方向と同じである。キャリアと盤の回転速度は、通常、必ずしも必要ではないが、異なる値に設定される。本発明のＣＭＰプロセスの間、ＣＭＰ組成物（Ｑ）は、通常、連続した流れとして、又は、液滴法で研磨パッド上に供給される。通例、盤の温度は、１０〜７０℃の温度に設定される。

ウェハ上の負荷は、例えば、ソフトパッド（バッキングフィルムとも称する）で覆われた鋼製の平坦板による付与される。より進歩した装置が使用される場合、空気又は窒素圧で負荷される柔軟性膜が、ウェハをパッドへ押し付ける。硬質盤設計を備えたキャリアのそれと比較して、ウェハ上の下向き圧力分布がより均一になるので、このような膜キャリアは、硬質研磨パッドを使用するときの低ダウンフォース（下向きの力）について好ましい。ウェハ上の圧力分布を調整するオプションを備えたキャリアも、本発明で使用可能である。それらは、通常、互いに独立して一定の角度で搭載可能な複数の異なるチャンバーで設計される。

更なる詳細が、ＷＯ２００４／０６３３０１Ａ１、特に、16頁、段落[0036]〜18頁、段落[0040]と、それに関連した図２に開示されている。

本発明のＣＭＰ方法によれば、誘電体層を含み、集積回路を備えたウェハが、良好な機能を持って得られる。

ＣＭＰ組成物（Ｑ）は、即時使用可能なスラリーとしてＣＭＰプロセスで使用可能であり、それらは長い棚時間を持ち、長時間に亘って安定した粒径分布を示す。従って、それらは取り扱いと貯蔵が容易である。それらは良好な研磨性能を示し、特に、（ａ’）窒化タンタルの高ＭＲＲ、（ｂ’）銅層の低ＭＲＲ、（ｃ’）低ｋ又は超低ｋ材料の低ＭＲＲ、（ｄ’）ＭＲＲに関し銅を超えた窒化タンタルの高選択性、及び、（ｅ’）ＭＲＲに関し、低ｋ又は超低ｋ材料を超えた窒化タンタルの高選択性を示す。更に、本発明のＣＭＰ組成物は、バリア層の高ＭＲＲが維持される一方で、より長い棚時間を示し、本発明のＣＭＰ組成物内での沈殿凝集が防止可能である。その成分の量は最小に抑えられるため、本発明に係るＣＭＰ組成物（Ｑ）及びＣＭＰ方法は、コスト的に効果が高い方法で使用し、塗布可能である。

＜ＣＭＰ試験用の通常の工程＞
研磨機での研磨性能の評価のため、以下のパラメータを選択した。

研磨機: ストラスバーｎスパイヤー（Strasbaugh nSpire、Model 6EC）、 ViPRR フローティング保持リングキャリア（硬質盤設計）;
下方圧力: 2.0 psi （140 mbar）;
バックサイド圧力: 1.5 psi （100 mbar）;
保持リング圧力: 3.0 psi （210 mbar）;
研磨テーブル/キャリアスピード: 112/115rpm;
スラリー流速: 200 ml/分;
主研磨工程時間: 60秒;
パッド条件: 外（ex situ ）（2 Ibs （=0.907 kg）、 8.9 N）;
リンス: １０秒、水
研磨パッド: Fujibo H800 NW;
バッキングフィルム: Strasbaugh, DF200 （136穴）;
コンディショニングディスク: Diamonex CMP 4S830CF6;

ＣＭＰ用の新しい種類のスラリーを使用する前に、パッドは２回ふいて調整した。スラリーはその場所の供給部内で撹拌した。

・（半）透明ブランケットウェハ用の標準分析工程
ＣＭＰ前及び後に、異なる４９点直径スキャン（5 mm ee）の手段としてFilmmetrics F50リフレクトメーターにより除去速度を測定した。

Filmmetrics F50 （5 mm ee）を用いたCMP前及び後の異なる４９点直径スキャンの相対標準偏差により、除去速度の放射非均一性を評価した。

（半）透明被覆ウェハのＣＭＰ用の標準消耗品：
ＳｉＯ_２フィルム:プラズマ成膜テトラエチルオルトシリケート（以下“PETEOS”と称する）;
窒化タンタル:CVD;
低ｋ材料:ＢｌａｃｋｄｉａｍｏｎｄＩ（ブラックダイアモンド第１世代、以下“BD1”と称する）；
銅:電解メッキ;

ストック除去速度の評価は８インチ（=20.32ｃｍ）ブランケットウェハにより行った。研磨６０秒間の前と後の層厚は、シート抵抗メータ（Resmap 273、Creative Design Engineering社製）により測定した。

分散安定性試験:
200ｍｌスラリーをオーブンに入れ、６０℃で１４日間保存し、時間によりｐHと平均粒子径を測定した。
ｐＨ:Knick Portamess 911xpH、電極: Schott instruments Blue Line 28 pH
校正（Calibration）:Bernd Kraft社（pH4 - Art.Nr. 03083.3000 and pH7 - Art.Nr. 03086.3000）
平均粒径:Malvern Instruments社、HPPS 5001

ポットライフ試験:
350ｇのスラリーと14ｇのＨ_２Ｏ_２（31%）を混合し、２４時間大気に開放して撹拌した;この試験の前と後のｐＨと、動的光散乱法による平均粒径とを測定し、比較した。

本発明に係る実施例で使用した繭形状粒子（Ａ）:
粒子（Ａ）として使用したシリカ粒子は、Fuso PL-3タイプのものである。 Fuso PL-3は、繭形状コロイダルシリカ粒子であり、平均１次粒子径（ｄ１）が35nmで、平均２次粒子径（ｄ２）が70nmである。

比較例３〜５で使用したシリカ粒子:
比較例３〜５用の粒子として使用したシリカ粒子は、球状カリウム安定化コロイダルシリカ粒子であり、典型的な粒子径が50nmで、典型的な表面積が55m^２/g（例えばNexSil^TN85K）である。

（Ｂ１）は、両親媒性非イオン性ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンアルキルエーテル界面活性剤であって、平均で、炭素原子11〜14を持つアルキル基と、12〜20オキシエチレンモノマー単位と、3〜5オキシプロピレンモノマー単位とをランダム分布で含む分子の混合物である。（Ｂ１）の質量平均分子量は900〜1,500[g/mol]である。

粒子形状特徴付けの工程
２０質量％固形分の水性繭形状シリカ粒子分散を、炭素箔上に分散させ、乾燥させた。乾燥分散物を、エネルギーフィルタ型透過電子顕微鏡（EF-TEM）（120キロボルト）画像と、走査電子顕微鏡二次電子像（SEM-SE）（5キロボルト）を用いて分析した。２ｋ、１６ビット、0.6851 nm/ピクセルの解像度のEF-TEM像（図４）を、分析に用いた。ノイズ抑制後の閾値を用いてこれらの像をバイナリコード化した。その後、粒子を手動で分離した。重なり、縁の粒子を区別し、分析には使用しなかった。それより前に測定したECD、形状係数及び真球度を算出し、統計学的に分類した。

スラリー調整の工程:
実施例１〜６並びに比較例Ｖ１〜Ｖ５の組成物500ｇの作成:
キレート剤（Ｇ）又は芳香族化合物（C）5.00ｇを380ｇの水（Ｍ）に溶解し、次いで、3.21ｇのアルコール（Ｄ）、0.50ｇの非イオン性界面活性剤（Ｂ）（10質量％水溶液）及び12.5ｇの腐食防止剤（Ｆ）（1質量％水溶液）をゆっくり添加した。ＫＯＨを、ｐＨが10.5になるよう調整するために使用した後、20.0ｇの研磨剤繭形状粒子（Ａ）（20質量％水分散液）を添加した。水は、480gの量まで添加し、ｐＨは10.5に調整し、１時間モニタリングした。20.0ｇの酸化剤（Ｅ）（31質量％水溶液）を、研磨前に添加し、表２に示すｐＨ値を得た。最終ＣＭＰ組成物は、成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）及び任意に（Ｇ）または他の添加剤を、表２に示す量で含有する。

実施例１〜６（本発明の組成物）及び比較例Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４及びＶ５（比較組成物）
表２に示す成分を含有する水性分散液を作成し、実施例１〜６、比較例Ｖ１〜Ｖ５のＣＭＰ組成物とした。実施例１〜６及び比較例Ｖ１〜Ｖ５のＣＭＰ組成物の組成及び研磨性能を表２に示す。

表２:実施例１〜６、比較例Ｖ１〜Ｖ５のＣＭＰ組成物、それらのｐＨ値、それらの組成物を用いた８インチ（=20.32 cm）ブランケットウェハの化学機械研磨プロセスでのＭＲＲデータ及び分散安定性データ、ここでＣＭＰ組成物の水性媒体（Ｍ）は脱イオン水である。成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）及び任意に（Ｇ）又は他の添加剤の量は、対応するＣＭＰ組成物の質量パーセント（質量％）で特定する。（Ｍ）以外の成分の量が、合計でＣＭＰ組成物のｙ質量％だとすると、（Ｍ）の量はＣＭＰ組成物の（100-y）質量％である。組成物のｐＨは水酸化カリウムを使用して調整した。

表３:６０℃での加速度的な経過による、実施例１〜４及び比較例Ｖ１〜Ｖ５のＣＭＰ組成物の平均粒子径（動的光散乱法、例えばMalvern Instruments社のHPPS 5001）

実施例１〜６のＣＭＰ組成物は、改善された研磨性能と改善された棚時間を示し、特に窒化タンタルの高ＭＲＲと、ＭＲＲについて銅を超える窒化タンタルの高い選択性と、そして、ＭＲＲについてＢｌａｃｋｄｉａｍｏｎｄＩを超える窒化タンタルの高い選択性を示す。水酸基を含む芳香族化合物（C）を用いた実施例４〜６のＣＭＰ組成物は、安定性、ポットライフ試験及び減少したｐH変動に示されるように、非常に安定した挙動を示した。

Claims

（Ａ）ＣＭＰ組成物の全質量に対し、０．５〜３質量％の繭形状シリカ粒子、
（Ｂ）ＣＭＰ組成物の全質量に対し、０．００１〜０．１質量％のポリオキシアルキレン基を含有する両親媒性非イオン性界面活性剤、
（Ｃ）ＣＭＰ組成物の全質量に対し、０．２〜３質量％の、ベンゼン環に直接共有結合した少なくとも１つのカルボン酸（−ＣＯＯＨ）基又はその塩と、水酸基である少なくとも１つの更なる官能基（Ｚ）を含むベンゼンカルボン酸、
（Ｄ）ＣＭＰ組成物の全質量に対し、０．２〜１．５質量％の、水性媒体中で分離しない、少なくとも２つの水酸基を持つアルコール、
（Ｅ）ＣＭＰ組成物の全質量に対し、０．２〜２質量％の過酸化水素、
（Ｆ）ＣＭＰ組成物の全質量に対し、０．０１〜０．０５質量％の腐食防止剤、及び、
（Ｍ）ＣＭＰ組成物の全質量に対し、９０．３５〜９８．８８９質量％の水
を含み、
組成物のｐＨが９〜１１の範囲である化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物（Ｑ）。
ベンゼンカルボン酸（Ｃ）は、少なくとも２つのカルボン酸（−ＣＯＯＨ）基又はその塩を含む請求項１に記載のＣＭＰ組成物。
請求項１又は請求項２に記載のＣＭＰ組成物の存在下で、基板（Ｓ）を化学機械研磨する工程を含む、半導体装置の製造方法。
請求項１又は請求項２に記載のＣＭＰ組成物を、半導体産業で使用される基板（Ｓ）の化学機械研磨に使用する方法。
基板（Ｓ）が、
（ｉ）銅、及び／又は、
（ｉｉ）タンタル、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、ルテニウム、コバルト又はそれらの合金を含む請求項４に記載の方法。