JP6445004B2 - セリアを含有する研磨粒子を含むcmp組成物 - Google Patents
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Description
(i)二酸化ケイ素の高い材料除去速度(MRR)、又は
(ii)二酸化ケイ素及び窒化ケイ素の間の調整可能な選択性、又は
(iii)二酸化ケイ素及び多結晶シリコンの間の調整可能な選択性、
(iv)研磨された表面の高い表面品質、
(v)好ましくは(i)、(ii)、(iii)及び(vi)の組み合わせ、
を示す化学的機械研磨(CMP)組成物、及びCMPプロセスを提供することである。
(A)セリアを含有する研磨粒子、
(B)1種以上のポリマーであり、前記ポリマー(B)の各高分子が、
(i)1個以上のアニオン性官能基、
及び
(ii)1個以上の構造単位−(AO)a−R
[ただし、各構造単位−(AO)a−Rにおいては、互いに他の構造単位−(AO)a−Rから独立して、
Aは、CxH2xであり、前記構造単位−(AO)a−Rにおける各Aについて、xは、互いに他のxから独立して2〜4の整数の範囲から選択され、xは、好ましくは2又は3であり、さらに好ましくはx=2であり、
各構造単位−(AO)a−Rにおいて、基Aは同一又は異なっており、
aは、5〜200の範囲から、好ましくは8〜150の範囲から、最も好ましくは20〜135の範囲から選択される整数であり、
Rは、水素、又は1〜4個の炭素原子を有する分岐若しくは直鎖のアルキル基であり、前記ポリマー(B)において、全ての構造単位(ii)のモル質量の合計が、前記ポリマー(B)のモル質量の少なくとも50%である]、
を含むポリマー、
を含むことを特徴とする化学的機械研磨(CMP)組成物が提供される。
本発明に従うCMP組成物は、成分(A)としてセリアを含有する研磨粒子を含む。前記CMPプロセスにおいて、前記セリア粒子(A)は、研磨される表面に対する研磨剤としての機能を果たす。
本発明に従うCMP組成物は、1種以上のポリマー(B)であり、前記ポリマー(B)の各高分子が、
(i)1個以上のアニオン性官能基、
及び
(ii)1個以上の構造単位−(AO)a−R
[ただし、各構造単位−(AO)a−Rにおいては、互いに他の構造単位−(AO)a−Rから独立して、
Aは、CxH2xであり、前記構造単位−(AO)a−Rにおける各Aについて、xは(互いに他のxから独立して)、2〜4の整数の範囲から選択され、xは、好ましくは2又は3であり、さらに好ましくはx=2であり、
各構造単位−(AO)a−Rにおいて、基Aは同一又は異なっており、
aは、5〜200の範囲から、好ましくは8〜150の範囲から、最も好ましくは20〜135の範囲から選択される整数であり、
Rは、水素、又は1〜4個の炭素原子を有する分岐若しくは直鎖のアルキル基であり、前記ポリマー(B)において、全ての構造単位(ii)のモル質量の合計が、前記ポリマー(B)のモル質量の少なくとも50%である]、
を含むポリマー、
を含む。
及び/又は
全ての前記構造単位(ii)−(AO)a−Rのモル質量の合計が、前記ポリマー(B)のモル質量の60%以上、好ましくは70%以上、最も好ましくは80%以上
である。
(i)1個以上のアニオン性官能基が結合した主鎖、
及び
(ii)構造単位−(AO)a−R(A、a、及びRは上記規定の意味を有する)をそれぞれ含む、又は構造単位−(AO)a−Rからなる1個以上の側鎖
を含む櫛形ポリマーであり、
前記櫛形ポリマーにおいて、全ての構造単位(ii)−(AO)a−Rのモル質量の合計が、前記櫛形ポリマーのモル質量の少なくとも50%である。
・1個以上のアニオン性官能基をそれぞれ含む基礎単位(building unit)、
及び
・構造単位(ii)−(AO)a−R
[ただし、Aは、CxH2xであり、前記構造単位−(AO)a−Rにおける各Aについて、xは(互い他のxから独立して)、2〜4の整数の範囲から選択され、xは、好ましくは2又は3であり、さらに好ましくはx=2であり、
各構造単位−(AO)a−Rにおいて、基Aは同一又は異なっており、
aは、5〜200の範囲から、好ましくは8〜150の範囲から、最も好ましくは20〜135の範囲から選択される整数であり、
Rは、水素、又は1〜4個の炭素原子を有する分岐若しくは直鎖のアルキル基である]
をそれぞれ含む側鎖
を含み、
アニオン性官能基を含む1個以上の前記基礎単位が、一般式(7.1)、(7.2)、(7.3)、及び(7.4):
R1は、H、又は非分岐若しくは分岐のC1〜C4のアルキル基、CH2COOH又はCH2CO−X−R2であり;
R2は、PO3M2、O−PO3M2、O−PO3M2、(C6H4)−PO3M2又は(C6H4)−OPO3M2であり;
Xは、NR7−(CnH2n)又はO−(CnH2n)[n=1、2、3又は4]、それぞれCO基に結合した窒素原子、又は酸素原子であり;
R7は、H、C1〜C6のアルキル、(CnH2n)−OH、(CnH2n)−PO3M2、(CnH2n)−OPO3M2、(C6H4)−PO3M2、(C6H4)−OPO3M2又は(CnH2n)−O−(A2O)α−R9[n=1、2、3又は4]であり;
A2は、CzH2z[z=2、3、4又は5]であるか、又は CH2CH(C6H5)であり;
αは、1〜350の整数であり;且つ
R9は、H、又は非分岐若しくは分岐のC1〜C4のアルキル基であるか;
又はXは、化学結合であり、且つR2がOMである];
R3は、H、又は非分岐若しくは分岐のC1〜C4のアルキル基であり;
nは、0、1、2、3又は4;
R4は、PO3M2、又はO−PO3M2である];
R5は、H、又は非分岐若しくは分岐のC1〜C4のアルキル基であり;
Zは、O又はNR7であり;且つ
R7は、H、(CnH2n)−OH、(CnH2n)−PO3M2、(CnH2n)−OPO3M2、 (C6H4)−PO3M2、又は(C6H4)−OPO3M2であり、ただし、
nは、1、2、3又は4である];
R6は、H、又は非分岐若しくは分岐のC1〜C4のアルキル基であり;
Qは、NR7又はOであり;
R7は、H、(CnH2n)−OH、(CnH2n)−PO3M2、(CnH2n)−OPO3M2、(C6H4)−PO3M2、(C6H4)−OPO3M2、又は(CnH2n)−O−(A2O)α−R9であり、
nは、1、2、3又は4であり;
A2は、CzH2z[z=2、3、4又は5]、又はCH2CH(C6H5)であり;
αは、1〜350の整数であり;
R9は、H、又は非分岐若しくは分岐のC1〜C4のアルキル基である];
から選択され、
式(7.1)、(7.2)、(7.3)、及び(7.4)において、各Mは、他のいかなるMからも独立して、H、又は1個のカチオン当量であり、
及び/又は構造単位(ii)−(AO)a−Rを含む1個以上の側鎖が、一般式(7.5)、(7.6)、(7.7)、及び(7.8):
R10 、R11及びR12は、互いに独立して、H、又は非分岐若しくは分岐のC1〜C4のアルキル基であり;
nは、0、1、2、3、4及び/又は5であり;
Eは、非分岐若しくは分岐のC1−C6アルキレン基、シクロヘキシレン基、CH2−C6H10、1,2−フェニレン、1,3−フェニレン又は1,4−フェニレンであり;
Gは、O、NH又はCO−NHであるか;又は
E及びGは、一緒に化学結合である];
R16 、R17及びR18は、互いに独立して、H、又は非分岐若しくは分岐のC1〜C4のアルキル基であり;
nは、0、1、2、3、4又は5であり;
Eは、非分岐若しくは分岐のC1−C6アルキレン基、シクロヘキシレン基、CH2−C6H10、1,2−フェニレン、1,3−フェニレン又は1,4−フェニレンであるか、又は化学結合であり;
Lは、CzH2z[z=2、3、4又は5]、又はCH2CH(C6H5)であり;
dは、1〜350の整数であり;
R20は、H、又は非分岐のC1〜C4のアルキル基である];
R21 、R22及びR23は、互いに独立して、H、又は非分岐若しくは分岐のC1〜C4のアルキル基であり;
Wは、O、NR25、又はNであり、
R25は、H、又は非分岐若しくは分岐のC1〜C4のアルキル基であり;
Yは、W=O又はNR25の場合は、1であり、W=Nの場合は、2である];
R6は、H、又は非分岐若しくは分岐のC1〜C4のアルキル基であり;
Qは、NR10、N又はOであり;
R10は、H、又は非分岐若しくは分岐のC1〜C4のアルキル基であり;
Yは、Q=O又はNR10の場合は、1であり、Q=Nの場合は、2である];
から選択される。
(8.1)アクリル酸、並びに
(8.2)それぞれ重合性二重結合、好ましくはビニル基、アリル基、イソプレニル基、アクリレート基、メタアクリレート基、又はマレイン酸エステル基の二重結合、
及び構造単位(ii)−(AO)a−R
[ただし、Aは、CxH2xであり、前記構造単位−(AO)a−Rにおける各Aについて、xは、互い他のxから独立して2〜4の整数の範囲から選択され、xは、好ましくは2又は3であり、さらに好ましくはx=2であり、
各構造単位−(AO)a−Rにおいて、基Aは同一又は異なっており、
aは、5〜200の範囲から、好ましくは8〜150の範囲から、最も好ましくは20〜135の範囲から選択される整数であり、
Rは、水素、又は1〜4個の炭素原子を有する分岐若しくは直鎖のアルキル基である]
を含む1種以上のマクロマー、
の共重合によって得られ、
前記モノマー(8.1)及び(8.2)の量が、前記櫛形ポリマーにおいて、全ての前記構造単位(ii)−(AO)a−Rのモル質量の合計が、前記櫛形ポリマーのモル質量の少なくとも70%である櫛形ポリマーが得られるように選択される櫛形ポリマーである。
(9.1)芳香族又は複素環式芳香族系Ar1、及び構造単位(ii)−(AO)a−Rを含む、又は構造単位(ii)−(AO)a−Rからなる側鎖を含む少なくとも1個の基礎単位であり、
各基礎単位(9.1)においては、互いに他の基礎単位(9.1)から独立して、
Aは、CxH2xであり、前記構造単位−(AO)a−Rにおける各Aについて、xは、互い他のxから独立して2〜4の整数の範囲から選択され、xは、好ましくは2又は3であり、さらに好ましくはx=2であり、
各構造単位−(AO)a−Rにおいて、基Aは同一又は異なっており、
aは、5〜200の範囲から、好ましくは8〜150の範囲から、最も好ましくは20〜135の範囲から選択される整数であり、
Rは、水素、又は1〜4個の炭素原子を有する分岐若しくは直鎖のアルキル基であり、
好ましくは、基礎単位(9.1)は、一般式(9.1)
Ar1は、それぞれの場合、5〜10個の炭素原子を有する非置換の芳香族又は複素環式芳香族系からなる群から選択され、
E1は、N、NH、及びOからなる群から選択され、好ましくはOであり、
E1=Nの場合、n=2であり、E1=NH、又はOの場合、n=1であり、
A、a、及びRは、上記で規定した通りである]
によって表される基礎単位、
(9.2)芳香族又は複素環式芳香族系Ar1、及びリン酸基を含む少なくとも1個の基礎単位であり、
好ましくは、1個以上の基礎単位(9.2)は、一般式(9.2)
Ar2は、それぞれの場合、5〜10個の炭素原子を有する非置換の芳香族又は複素環式芳香族系からなる群から選択され、
E2は、N、NH、及びOからなる群から選択され、好ましくはOであり、
E2=Nの場合、m=2であり、E2=NH、又はOの場合、m=1であり、
Aは、基礎単位(9.1)のために上記で規定した通りであり、
bは、0〜300の範囲、好ましくは1〜5の範囲から選択される整数であり、
Mは、他のいかなるMからも独立して、H、又は1個のカチオン当量であり、
R26は、M、又はAr1−O−(AO)a−である]
によって表される基礎単位、
(9.3)芳香族又は複素環式芳香族系Ar2を含む少なくとも1個の基礎単位であり、
基礎単位(9.3)は、基礎単位(9.2)とは、単に基礎単位(9.2)のリン酸基が、基礎単位(9.3)においては、Hに置換されていることのみ異なり、且つ基礎単位(9.3)は基礎単位(9.1)と同一ではなく、
好ましくは、基礎単位(9.3)は、一般式(9.3)
Ar2、E2、m、A及びbは、基礎単位(9.2)のために規定した通りである]
によって表される基礎単位、
を含む重縮合物である櫛形ポリマーである。
Yは、互いに独立して、同一又は異なっており、基礎単位(9.1)、(9.2)、(9.3)又は前記重縮合物のさらなる成分であり、
R5は、同一又は異なっており、H、CH3、COOH、又は5〜10個の炭素原子を有する置換若しくは非置換の芳香族又は複素環式芳香族系で表され、
R6は、同一又は異なっており、H、CH3、COOH、又は5〜10個の炭素原子を有する置換若しくは非置換の芳香族又は複素環式芳香族系で表される]で表されるさらなる基礎単位(9.4)を含む。好ましくは基礎単位(9.4)におけるR5及びR6は、互いに独立して、同一又は異なっており、H、COOH、及び/又はメチルで表される。
基礎単位[(9.1)+(9.2)+(9.3)]:(9.4)のモル比は、1:0.8〜3の範囲、好ましくは1:0.9〜2の範囲、特に好ましくは1:0.95〜1.2の範囲であり、
及び/又は
基礎単位(9.1):[(9.2)+(9.3)]のモル比は、1:10〜10:1の範囲、好ましくは1:7〜5:1の範囲、特に好ましくは1:5〜3:1の範囲であり、
及び/又は
基礎単位(9.2):(9.3)のモル比は、1:0.005〜1:10の範囲、好ましくは1:0.01〜1:1の範囲、特に1:0.01〜1:0.2の範囲、特に好ましくは1:0.01〜1:0.1の範囲である。
(9.1a)芳香族及び複素環式芳香族系Ar1、及び構造単位(ii)−(AO)a−Rを含む、又は構造単位(ii)−(AO)a−Rからなる側鎖を有するモノマー、
(9.3a)芳香族又は複素環式芳香族系を有するモノマーであり、前記モノマー(9.3a)は、反応中に部分的にリン酸塩化され、したがってモノマー(9.2a)及び/又は、重縮合物において、基礎単位(9.2)を形成するモノマー、
(9.4a)アルデヒド基、例えばホルムアルデヒドを有するモノマー、及びリン酸塩化剤、例えばポリリン酸、及び/又は五酸化リン
を含有する。
・Aは、CxH2xであり、前記構造単位−(AO)a−Rにおける各Aについて、xは(互いに他のxから独立して)、2〜4の整数の範囲から選択され、xは、好ましくは2又は3であり、さらに好ましくはx=2であり、各構造単位−(AO)a−Rにおいて、基Aは同一又は異なっており、
・aは、5〜200の範囲から、好ましくは8〜150の範囲から、最も好ましくは20〜135の範囲から選択される整数であり、
・Rは、水素、又は1〜4個の炭素原子を有する分岐若しくは直鎖のアルキル基であり、Rは、好ましくは水素及びメチルからなる群から選択され、
・Q1は、2〜18個の炭素原子、及び場合により1個以上のヘテロ原子を含む炭化水素基であり、
・A1は、1〜5個の炭素原子を含むアルキレン基であり、
・前記Rj基は、互いに独立して、
・A1−PO3H2基[ただし、A1は、上記規定の意味を有する]、
・1〜18個の炭素原子を含み、且つ−(AO)a−R基を担持することができるアルキル基、
及び
・基
からなる群から選択され、
・rは、全ての前記Rj基によって担持される構造単位−(AO)a−Rの数であり、
・qは、Qによって担持される構造単位−(AO)a−Rの数であり、
・合計「r+q」は、前記ポリマー(B)において、全ての構造単位−(AO)a−Rのモル質量の合計が、前記ポリマー(B)のモル質量の少なくとも50%、好ましくは前記ポリマーのモル質量に基づいて90%以上であるように選択され、
yは、1〜3の範囲の整数であり、y>1の場合、基
・Q1、N及び前記Rj基は、一緒に1個以上の環を形成してもよく、この環、又はこれらの環はさらに1個以上のほかのヘテロ原子を含むことができる]
の構造を有する。
・セリア含有粒子(A)の軟凝集が、6〜10の範囲の、好ましくは最大10.8のpHで発生しない、
及び/又は
・6〜10の範囲のpHで、セリアを含有する粒子のゼータ電位が、+30mV及び−30mVの間、好ましくは+20mV及び−20mVの間の範囲であるように選択される。
・上記で規定したポリマー(B)の、水性溶媒中に分散されたセリア含有粒子の凝集を抑制するため、及び/又はセリア含有粒子のゼータ電位を調整するための使用方法、
並びに
・水性溶媒中に分散されたセリア含有粒子の凝集を抑制する、及び/又はゼータ電位を調整する方法であって、前記セリア含有粒子が分散される前記水性溶媒に、上記で規定した有効量の1種以上のポリマー(B)を添加する工程を含む前記方法、
を対象にする。
特定の用途のため、本発明に従う化学的機械研磨(CMP)組成物は、好ましくは、さらに、
(C)1種以上のポリヒドロキシ化合物、
を含む。
R1は、アルキル、アリール、又はアルキルアリールであり、
R2は、H、X1、X2、X3、X4、X5、X6、アルキル、アリール、又はアルキルアリールであり、
R3は、H、X1、X2、X3、X4、X5、X6、アルキル、アリール、又はアルキルアリールであり、
R4は、H、X1、X2、X3、X4、X5、X6、アルキル、アリール、又はアルキルアリールであり、
R5は、H、X1、X2、X3、X4、X5、X6、アルキル、アリール、又はアルキルアリールであり、
前記配糖体における単糖単位(X1、X2、X3、X4、X5、又はX6)の総数は、1〜20個の範囲であり、
且つX1〜X6は、対応する式1〜6で長方形の中に示した構造単位である。
R1は、アルキル、アリール、又はアルキルアリールであり、
R12は、H、アルキル、アリール、又はアルキルアリール、好ましくはHであり、
R13は、H、アルキル、アリール、又はアルキルアリール、好ましくはHであり、
R14は、H、アルキル、アリール、又はアルキルアリール、好ましくはHであり、
R15は、H、アルキル、アリール、又はアルキルアリール、好ましくはHであり、
且つkは、1〜20の整数、好ましくは1〜5の整数である]の配糖体である。
R1は、
R1は、CH2R18であり、R18は、H、アルキル、アリール、又はアルキルアリールである。
さらに好ましくは、本発明に従う化学的機械研磨(CMP)組成物は、さらに、
(D)1種以上のpH調整剤、
を含む。
(A)セリアを含有する研磨粒子の総量が、いずれの場合にも、各CMP組成物の総質量に基づいて、0.01質量%〜5質量%の範囲、好ましくは0.1質量%〜1.0質量%の範囲、例えば0.5質量%であり、
且つ
(B)上記で規定したポリマー(B)の総量が、いずれの場合にも、各CMP組成物の総質量に基づいて、0.0002〜1.0質量%の範囲、好ましくは0.001質量%〜0.1質量%の範囲、さらに好ましくは0.005質量%〜0.025質量%の範囲、さらに好ましくは0.0075質量%〜0.01質量%の範囲であり、
且つ
(C)ポリヒドロキシ化合物(C)の総量が、いずれの場合にも、各CMP組成物の総質量に基づいて、0.001〜2質量%の範囲、好ましくは0.01質量%〜1質量%の範囲であることが、
特に好ましい。
本発明に従うCMP組成物は、さらに必要に応じて、制限されないが、殺生物剤を含む、種々のさらなる成分を含んでもよい。殺生物剤は、上記で規定した成分(A)、(B)、(C)及び(D)と異なる。一般に、殺生物剤は、化学的又は生物学的手段によって、任意の有害生物に対して、抑止するか、無害化するか、又は制御効果を発揮する化合物である。好ましくは、前記殺生物剤は、第四級アンモニウム化合物、イソチアゾリノン系(isothiazolinone-based)化合物、N−置換されたジアゼニウム二酸化物(N-substituted diazenium dioxide)、又はN−ヒドロキシ−ジアゼニウム酸化物(N-hydroxy-diazenium oxide)塩である。さらに好ましくは、前記殺生物剤は、N−置換されたジアゼニウム二酸化物、又はN−ヒドロキシ−ジアゼニウム酸化物塩である。
さらなる態様において、本発明は、(上記で規定した)本発明に従うCMP組成物を調製する方法に関する。前記方法は、
(A)セリアを含有する研磨粒子
(B)上記で規定した1種以上のポリマー
を水性溶媒中で混ぜ合わせる工程を含む。
さらなる態様において、本発明は、上記で規定した本発明に従う化学的機械研磨(CMP)組成物の存在下で、基板の化学的機械研磨の工程を含む半導体デバイスの製造方法に関する。化学的機械研磨の工程において、CMP組成物のpH値は、5〜10.8の範囲、好ましくは6〜10の範囲、さらに好ましくは6.5〜9.5の範囲、さらに好ましくは7〜9の範囲、さらにいっそう好ましくは7.5〜8.5の範囲、例えば8である。
・二酸化ケイ素からなる表面領域又は層、
及び
・窒化ケイ素又は多結晶シリコンからなる表面領域又は層、
を含む。
以下で規定したポリマー(B)、及び任意に以下で規定したポリヒドロキシ化合物(C)を、市販のコロイド状セリア溶液に添加する。
いくつかの比較CMP組成物(結果の節における表を参照のこと)を、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、及び多結晶シリコンのいずれかでコーティングした200mm径のウェハを化学的機械研磨するために使用した。
CMP装置:Strasbaugh nSpire(Model 6EC) (ViPRR 浮動保持リングキャリア(floating retaining ring Carrier)付属);
下方圧力: 13.9kPa(2psi(140mbar));
裏面圧力: 3.45kPa(0.5psi(34.5mbar));
保持リング圧力: 17.2kPa(2.5psi(172mbar));
研磨テーブル/キャリア速度: 95/85rpm;
スラリー流速: 200ml/分;
研磨時間: 60秒;
パッド調節: 原位置で(in situ)(17.8N(4lbs));
研磨パッド: IC1000 A2 stacked pad、x、y k又はk溝つき(grooved)(R&H);
裏張フィルム(backing film): Strasbaugh、DF200(136穴);
調節ディスク: 3M S60;
二酸化ケイ素(SiO2)の材料除去速度を研究するため、前駆体としてテトラエチルオルトシリケート(TEOS)を用いるプラズマ化学気相堆積法(plasma-enhanced chemical vapor deposition)によって得られた二酸化ケイ素層でコーティングされた基板を用いた。
前記CMP実験の結果を、以下の表1〜8に示す。
本発明に従うCMP組成物についても、本発明に従わない比較CMP組成物についても、ゼータ電位を、Zetasizer Nano(供給元:Malvern)を用いて、4〜10のpH範囲で、pH値に応じて測定する。測定は、10mmol/lKClの存在下で、0.1質量%のセリア含有量への希釈の後に、各CMP組成物が有するpH値で、開始する。さらなる測定について、各CMP組成物のpHを、NaOH又はHClで自動滴定によって調整する。
1.ポリマーなし(比較組成)
2.0.002質量%ポリアスパラギン酸(比較組成物)
3.0.002質量%Melpers0045
4.0.002質量%EPPR312
5.0.001質量%EPPR312
6.0.002質量%Stab100。
(A)セリア含有粒子を含むCMP組成物を、以下の通り調製した:100mlの超純水に、セリア含有粒子(Rhodia HC60)を撹拌下で添加する。セリア含有粒子(A)の最終濃度は0.5質量%である。pHを以下の表9に示す値にアンモニアで調整する。
(A)セリア含有粒子を含むCMP組成物を、以下の通り調製した:100mlの超純水に、セリア含有粒子(Rhodia HC60)を撹拌下で添加する。セリア含有粒子(A)の最終濃度は0.5質量%である。pHを以下の表10に示す値にアンモニアで調整するか、又はpHを以下の表12に示す値にKOHで調整する。
Claims (26)
- 化学的機械研磨(CMP)組成物であって、以下の成分:
(A)セリアを含有する研磨粒子、
(B)1種以上のポリマーであって、前記ポリマー(B)の各高分子が、式(10)
aは、5〜200の範囲から選択される整数であり、
Rは、水素、又は1〜4個の炭素原子を有する分岐若しくは直鎖のアルキル基であり、
Q1は、2〜18個の炭素原子、及び場合により1個以上のヘテロ原子を含む炭化水素基であり、
A1は、1〜5個の炭素原子を含むアルキレン基であり、
前記Rj基は、互いに独立して、
A1−PO3H2基[ただし、A1は、上記規定の意味を有する]、
1〜18個の炭素原子を含み、且つ−(AO)a−R基を担持することができるアルキル基、及び
基
からなる群から選択され、
rは、全ての前記Rj基によって担持される構造単位−(AO)a−Rの数であり、
qは、Q1によって担持される構造単位−(AO)a−Rの数であり、
合計「r+q」は、前記ポリマー(B)において、全ての構造単位(ii)−(AO)a−Rのモル質量の合計が、前記ポリマーのモル質量に基づいて前記ポリマー(B)のモル質量の少なくとも50%であるように選択され、
yは、1〜3の範囲の整数であり、y>1の場合、基
Q1、N及び前記Rj基は、一緒に1個以上の環を形成してもよく、この環、又はこれらの環はさらに1個以上のほかのヘテロ原子を含むことができる]
に相当するポリマー、を含むことを特徴とする化学的機械研磨(CMP)組成物。 - xが2または3である、請求項1に記載の化学的機械研磨(CMP)組成物。
- xが2である、請求項1に記載の化学的機械研磨(CMP)組成物。
- aが8〜150の範囲から選択される整数である、請求項1に記載の化学的機械研磨(CMP)組成物。
- aが20〜135の範囲から選択される整数である、請求項1に記載の化学的機械研磨(CMP)組成物。
- 合計「r+q」が、前記ポリマー(B)において、全ての構造単位(ii)−(AO)a−Rのモル質量の合計が、前記ポリマーのモル質量に基づいて少なくとも90%以上であるように選択される、請求項1に記載の化学機械研磨(CMP)組成物。
- 前記1種以上のポリマー(B)の濃度が、
セリア含有粒子(A)の軟凝集が、6〜10の範囲のpHで発生しない、
及び/又は
6〜10の範囲のpHで、セリアを含有する粒子のゼータ電位が、+30mV及び−30mVの間の範囲であるように選択される請求項1に記載の化学的機械研磨(CMP)組成物。 - 前記ポリマー(B)において、又は前記ポリマー(B)の少なくとも1種において、
前記1個以上の構造単位(ii)−(AO)a−Rの各モル質量が、500g/mol以上であり、
及び/又は
全ての前記構造単位(ii)−(AO)a−Rのモル質量の合計が、前記ポリマー(B)のモル質量の60%以上である請求項1〜7のいずれか1項に記載の化学的機械研磨(CMP)組成物。 - 前記1個以上の構造単位(ii)−(AO)a−Rの各モル質量が、1000g/mol以上である、請求項8に記載の化学機械研磨(CMP)組成物。
- 前記1個以上の構造単位(ii)−(AO)a−Rの各モル質量が、2000g/mol以上である、請求項8に記載の化学機械研磨(CMP)組成物。
- 前記1個以上の構造単位(ii)−(AO)a−Rの各モル質量が、3000g/mol以上である、請求項8に記載の化学機械研磨(CMP)組成物。
- 全ての前記構造単位(ii)−(AO)a−Rのモル質量の合計が、前記ポリマー(B)のモル質量の70%以上である、請求項8に記載の化学機械研磨(CMP)組成物。
- 全ての前記構造単位(ii)−(AO)a−Rのモル質量の合計が、前記ポリマー(B)のモル質量の80%以上である、請求項8に記載の化学機械研磨(CMP)組成物。
- さらに、
(C)1種以上のポリヒドロキシ化合物、
を含む請求項1〜7のいずれか1項に記載の化学的機械研磨(CMP)組成物。 - さらに、
(C)1種以上のポリヒドロキシ化合物、
を含む請求項9〜13のいずれか1項に記載の化学的機械研磨(CMP)組成物。 - さらに、
(D)1種以上のpH調整剤、
を含む請求項1〜7のいずれか1項に記載の化学的機械研磨(CMP)組成物。 - さらに、
(D)1種以上のpH調整剤、
を含む請求項15に記載の化学的機械研磨(CMP)組成物。 - 前記組成物が、5〜10.8の範囲のpHを有する請求項1〜7のいずれか1項に記載の化学的機械研磨(CMP)組成物。
- 前記組成物が、5〜10.8の範囲のpHを有する請求項17に記載の化学的機械研磨(CMP)組成物。
- 前記組成物が、6〜10の範囲のpHを有する請求項19に記載の化学的機械研磨(CMP)組成物。
- (A)各CMP組成物の総質量に基づいて、0.01質量%〜5質量%の範囲のセリアを含有する研磨粒子の総量、
及び/又は
(B)各CMP組成物の総質量に基づいて、0.0002質量%〜1質量%の範囲の請求項1〜13のいずれか1項に規定したポリマー(B)の総量、
及び/又は
(C)各CMP組成物の総質量に基づいて、0.001質量%〜2質量%の範囲のポリヒドロキシ化合物の総量、
を含む請求項1〜7のいずれか1項に記載の化学的機械研磨(CMP)組成物。 - (A)各CMP組成物の総質量に基づいて、0.01質量%〜5質量%の範囲のセリアを含有する研磨粒子の総量、
及び/又は
(B)各CMP組成物の総質量に基づいて、0.0002質量%〜1質量%の範囲の請求項1〜13のいずれか1項に規定したポリマー(B)の総量、
及び/又は
(C)各CMP組成物の総質量に基づいて、0.001質量%〜2質量%の範囲のポリヒドロキシ化合物の総量、
を含む請求項20に記載の化学的機械研磨(CMP)組成物。 - 請求項1〜22のいずれか1項に規定した化学的機械研磨(CMP)組成物の存在下で、基板の化学的機械研磨を含む半導体デバイスの製造方法。
- 前記基板が、
二酸化ケイ素からなる表面領域又は層、
及び
窒化ケイ素又は多結晶シリコンからなる表面領域又は層、
を含む請求項23に記載の方法。 - 請求項1〜13のいずれか1項に規定したポリマー(B)の、
水性溶媒中に分散されたセリア含有粒子の凝集を抑制するため、
及び/又は
セリア含有粒子のゼータ電位を調整するための
使用方法。 - 水性溶媒中に分散されたセリア含有粒子の凝集を抑制する、及び/又はゼータ電位を調整する方法であって、前記セリア含有粒子が分散される前記水性溶媒に、請求項1〜13のいずれか1項に規定した、有効量の1種以上のポリマー(B)を添加する工程を含む前記方法。
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