WO2021117689A1 - 化学機械研磨組成物及びそれを用いた化学機械研磨方法 - Google Patents

化学機械研磨組成物及びそれを用いた化学機械研磨方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2021117689A1
WO2021117689A1 PCT/JP2020/045532 JP2020045532W WO2021117689A1 WO 2021117689 A1 WO2021117689 A1 WO 2021117689A1 JP 2020045532 W JP2020045532 W JP 2020045532W WO 2021117689 A1 WO2021117689 A1 WO 2021117689A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
polishing composition
mechanical polishing
chemical mechanical
polyalkylene oxide
composition according
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.)
Ceased
Application number
PCT/JP2020/045532
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
啓 北村
明久 並木
増田　剛
義之 松村
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.)
CMC Materials KK
Original Assignee
CMC Materials KK
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 CMC Materials KK filed Critical CMC Materials KK
Priority to US17/784,228 priority Critical patent/US20240263039A1/en
Priority to CN202080086651.0A priority patent/CN114829521B/zh
Priority to EP20900201.3A priority patent/EP4074792B1/en
Priority to KR1020227023918A priority patent/KR20220113498A/ko
Publication of WO2021117689A1 publication Critical patent/WO2021117689A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • B24B37/044—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor characterised by the composition of the lapping agent
    • 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
    • C09K3/1409—Abrasive particles per se
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P52/00—Grinding, lapping or polishing of wafers, substrates or parts of devices
    • H10P52/40—Chemomechanical polishing [CMP]
    • H10P52/402—Chemomechanical polishing [CMP] of semiconductor materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P90/00—Preparation of wafers not covered by a single main group of this subclass, e.g. wafer reinforcement
    • H10P90/12—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H10P90/129—Preparing bulk and homogeneous wafers by polishing

Definitions

  • the present invention relates to a chemical mechanical polishing composition and a chemical mechanical polishing method using the same.
  • CMP chemical mechanical polishing
  • the finish polishing step after the pre-polishing step usually, by using a polishing composition (also called CMP slurry) having a weaker polishing power than the pre-polishing step, the surface quality of the base material, for example, the surface such as surface defects and haze characteristics, is used. Quality is improved.
  • a surface defect inspection device is generally used to manage surface defects of a base material such as a silicon wafer.
  • the defects detected by the surface defect inspection apparatus include foreign substances and residues on the substrate that could not be completely removed by the polishing step and the subsequent rinsing step.
  • a surface defect inspection device for example, by irradiating the surface of the base material with light such as laser light and detecting the reflected light or scattered light generated on the surface of the base material, defects existing on the surface of the base material are detected. Those that detect the above are generally known.
  • HEC which is one of the cellulose derivatives that can be used as a water-soluble polymer in a CMP slurry, can improve the wettability of the surface to be polished of a base material such as a silicon wafer and keep the surface of the base material hydrophilic. it can. Therefore, by using HEC, the interaction between the base material and the slurry occurs well, and the surface quality of the base material can be improved.
  • Such characteristics of HEC are extremely effective in CMP polishing of a base material, particularly finish CMP polishing of a silicon wafer, and combined with convenience such as high dispersibility in an aqueous solvent, HEC is used in a polishing composition. Is required.
  • the CMP slurry may be filtered by a filter immediately before CMP is performed.
  • POU Point Of Use
  • the polishing composition it is desirable for the polishing composition to perform POU filter filtration with a filter having a smaller pore size. That is, the polishing composition is required to have excellent filterability such that clogging of the filter is satisfactorily suppressed even when a filter having a small pore size is used.
  • the CMP slurry used for chemical mechanical polishing may be diluted from the state at the time of purchase or storage according to the polishing conditions desired by the user, the specifications required for the base material, and the like.
  • the above-mentioned filtration is performed with the diluted CMP slurry, it is important to suppress clogging with the filter and improve the POU filter filterability even after the dilution.
  • HEC Due to the characteristics of HEC as described above, it is strongly desired to use HEC especially in the slurry used for CMP of a silicon wafer.
  • HEC a CMP slurry containing an abrasive, HEC, and a basic component (for example, ammonia) generally used as an accelerator for mechanical polishing
  • HEC adsorbs to an abrasive such as silica to form aggregates. Since it tends to be formed, it tends to be inferior in dispersibility and filterability as compared with the slurry before dilution due to a change in the compounding ratio due to dilution and the like.
  • the polishing composition containing HEC is inferior in filterability as compared with the polishing composition not containing HEC, especially when the composition is diluted, and it becomes difficult to filter the POU filter with a smaller pore size.
  • the improvement of the surface quality of the base material is limited. Therefore, there is a need to solve the problem of deterioration of POU filter filterability after dilution that occurs in a CMP slurry containing an abrasive, HEC, and a basic component.
  • the present invention provides a chemical mechanical polishing composition containing HEC and a chemical mechanical polishing method using the same, which exhibits improved POU filter filterability that allows POU filter filtration even with a filter having a small pore size after dilution.
  • the purpose is to do.
  • the present invention that achieves the above object is as follows.
  • the chemical mechanical polishing composition according to (1) or (2), wherein the abrasive has a primary particle size of 20 to 40 nm.
  • the surfactant contains both an alkylene polyalkylene oxide amine polymer and a polyoxyalkylene alkyl ether.
  • the surfactant contains an alkylene polyalkylene oxide amine polymer, and the alkylene polyalkylene oxide amine polymer contains at least two repeating structural units containing an alkylene group and a tertiary amine in which a polyalkylene oxide group is bonded to an N atom.
  • the surfactant contains a polyoxyalkylene alkyl ether, and the polyoxyalkylene alkyl ether is represented by the formula (i) RO- (AO) n- H, in which R is a linear or branched C 1. ⁇ C 15 Alkyl group, A is an alkylene group selected from the group consisting of an ethylene group, a propylene group and a combination thereof, and n represents the average number of moles of AO added, which is a number of 2 to 30.
  • the chemical mechanical polishing composition according to any one of (1) to (7).
  • the polymer containing the polyvinyl alcohol structural unit is a polyvinyl alcohol-polyalkylene oxide graft copolymer containing a polyvinyl alcohol structural unit in the main chain and a polyalkylene oxide structural unit in the side chain, or a polyalkylene oxide in the main chain.
  • the abrasive is selected from the group consisting of alumina, silica, ceria, zirconia and combinations thereof.
  • the chemical mechanical polishing composition according to (1) which contains a water-soluble polymer containing a polymer containing a polyvinyl alcohol structural unit and an aqueous carrier.
  • a substrate of a substrate comprising a step of moving the polishing pad relative to the substrate by placing the chemical mechanical polishing composition between them, and a step of abrading at least a part of the substrate to polish the substrate.
  • Chemical mechanical polishing method (15) The chemical mechanical polishing method for a substrate according to (14), which comprises a step of diluting the chemical mechanical polishing composition before the contact step and then filtering the composition with a filter having a pore size of 5 ⁇ m or less.
  • a HEC having a small weight average molecular weight more specifically, a HEC having a weight average molecular weight of 200,000 or less is interfaced.
  • an activator eg, a nonionic surfactant
  • the surface quality (surface defects, nano) of the base material is compared with the case where the conventional polishing composition is used. Polishing defects) can be improved.
  • the chemical mechanical polishing composition of the present invention is for polishing a base material, and is used for polishing a base material.
  • Abrasive Hydroxyethyl cellulose having a weight average molecular weight of 200,000 or less, Basic ingredients, It is characterized by containing a surfactant and an aqueous carrier.
  • a cellulose derivative generally used as a water-soluble polymer is extremely useful for enhancing the wettability of the surface to be polished of the base material. ..
  • This improvement in wettability is brought about because the cellulose derivative has the property of being able to maintain the surface of the substrate as hydrophilic.
  • HEC hydroxyethyl cellulose
  • a surfactant for example, a nonionic surfactant
  • the use of HEC is strongly desired in the CMP of the base material, particularly in the CMP slurry used for CMP finish polishing of silicon wafers.
  • HEC is one of the cellulose derivatives, and since it is made from naturally occurring cellulose, it may bring about a water-insoluble matter derived from cellulose, and an abrasive such as silica is adsorbed on the water-insoluble matter and coagulated.
  • Aggregates may be generated. Further, since HEC itself also exhibits high adsorptivity to the abrasive, it has a property of causing aggregation of the abrasive. Polishing with a CMP slurry containing such aggregates adversely affects the surface quality of the base material, such as increasing defects on the surface to be polished and causing nano-sized polishing scratches (nano-polishing defects). obtain.
  • filtration can be performed by a filter immediately before chemical mechanical polishing is performed by the CMP device.
  • a filter can be installed between the slurry supply unit and the place where the CMP apparatus is used.
  • Such filter filtration near the place of use is called POU filter filtration and is an effective process for improving the surface quality of a substrate such as a silicon wafer.
  • POU filter filtration is an effective process for improving the surface quality of a substrate such as a silicon wafer.
  • the smaller the pore size of the filter the smaller the aggregate. Etc. can be removed by filtration, so that the surface quality of the base material is further improved.
  • the polishing composition used for chemical mechanical polishing may be diluted from the state at the time of purchase or storage according to the polishing conditions desired by the user, the specifications required for the base material, and the like. .. Therefore, it is possible to suppress clogging of the filter and improve the filterability of the POU filter even in the diluted slurry so that the polishing composition can be efficiently filtered using a filter having a smaller pore size. is important.
  • various developments have been made to improve the filterability of the polishing composition (that is, the filterability of the polishing composition before dilution).
  • the polishing composition may be diluted and used immediately before it is used in CMP.
  • polishing composition containing HEC an abrasive and a basic component (for example, ammonia), which is particularly useful for CMP of a silicon wafer, is diluted, the compounding ratio of the composition changes, and HEC polishes silica or the like.
  • the polishing composition containing HEC is inferior in filterability after dilution as compared with the polishing composition not containing HEC because it tends to be adsorbed on the agent to form aggregates or water-insoluble substances derived from cellulose are generated. It is known. Therefore, it is desired to develop a chemical mechanical polishing composition that exhibits improved POU filter filterability after dilution, and in particular, in addition to HEC, which provides excellent wettability but can adversely affect the filterability.
  • a chemical mechanical polishing composition containing an abrasive such as silica and a basic component such as ammonia, it is desired to have a high POU filter filterability that allows filtration using a filter having a smaller pore size. ..
  • the present inventors have conducted various studies on each component of the polishing composition so that the polishing composition containing HEC, an abrasive and a basic component has high POU filter filterability after being diluted.
  • HEC having a low weight average molecular weight, more specifically 200,000 or less, preferably 150,000 or less, in combination with a surfactant, the polishing composition can be obtained only before dilution.
  • HEC having a low weight average molecular weight, more specifically 200,000 or less, preferably 150,000 or less
  • the molecular size of the HEC itself is reduced, making it easier for the HEC and the HEC-attached abrasive to pass through the filter, and on top of that, the surfactant. It has been found that by adding the above to improve the dispersion stability of the polishing composition, it is possible to satisfactorily disperse the abrasive, HEC and the like, and make it easier for them to pass through the filter. Such an effect of the present invention is satisfactorily exhibited regardless of the size of the abrasive (particularly the primary particle size), but the effect is suitably used in the finishing CMP polishing step of a silicon substrate.
  • the chemical mechanical polishing composition according to the present invention is extremely practical, especially in the finish polishing step of a silicon base material.
  • the chemical mechanical polishing composition according to the present invention can also be used for other polishing steps and / or polishing of other base materials.
  • the abrasive in the present invention may be any suitable abrasive known to those skilled in the art in chemical mechanical polishing of semiconductor substrates such as silicon wafers.
  • Abrasives include, but are not limited to, alumina (eg, ⁇ -alumina, ⁇ -alumina, ⁇ -alumina, and fumed alumina), silica (eg, colloidal silica, precipitated silica, fumed silica), ceria, and the like. It may be an abrasive selected from the group consisting of titania, zirconia, germania, magnesia, their co-formed products, and any combination thereof.
  • the abrasive is selected from the group consisting of alumina, silica, ceria, zirconia and combinations thereof, more preferably silica, particularly colloidal silica or ceria, and most preferably colloidal silica.
  • the abrasive can have any suitable particle size.
  • the abrasive can have an average primary particle size of 5 nm or more, 10 nm or more, 15 nm or more, or 20 nm or more.
  • the abrasive preferably has an average primary particle size of 15 nm or more, preferably 20 nm or more, in order to sufficiently suppress the agglomeration of the abrasive and obtain improved POU filter filterability while ensuring the polishing rate. It is more preferable to have an average primary particle size.
  • the abrasive can have an average primary particle size of 200 nm or less, 150 nm or less, 100 nm or less, 80 nm or less, 60 nm or less, 50 nm or less, or 40 nm or less.
  • the abrasive preferably has an average primary particle size of 50 nm or less, more preferably 40 nm or less.
  • the abrasive is, for example, 5 to 200 nm, 10 to 200 nm, 20 to 200 nm, 5 to 100 nm, 10 to 100 nm, 20 to 100 nm, 5 to 50 nm, 10 to 50 nm, 20 to 50 nm, 5 to 40 nm, 10 to.
  • the abrasive can have an average primary particle size in the range of 40 nm or 20-40 nm, and it is particularly preferable that the abrasive has an average primary particle size in the range of 20-40 nm from the viewpoint of further improving the filterability of the POU filter. Therefore, the most preferable abrasive in the present invention is silica having an average primary particle size of 20 to 40 nm (for example, colloidal silica).
  • the abrasive is preferable from the viewpoint of improving the polishing rate and improving the surface quality of the base material to be polished.
  • the average primary particle size of the abrasive can be determined by observing with a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM) and performing image analysis. Further, the average secondary particle size can be measured as a volume average particle size by using a laser light scattering method.
  • the polishing agent is based on the mass of the aqueous carrier and all the components dissolved or suspended therein, for example, 0.01% by mass or more, 0.02% by mass or more, 0.05% by mass or more, or 0. It may be present in the chemical mechanical polishing composition in an amount of 1% by mass or more and 20% by mass or less, 15% by mass or less, 12% by mass or less, or 10% by mass or less.
  • the abrasive may be present in the chemical mechanical polishing composition in an amount of preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.05 to 15% by mass, and most preferably 0.1 to 10% by mass.
  • the chemical mechanical polishing composition in a concentrated state may contain, for example, 1 to 15% by mass, preferably 1 to 10% by mass of an abrasive. Further, the chemical mechanical polishing composition after dilution (when polishing is used) may contain, for example, 0.01 to 3% by mass, preferably 0.01 to 1% by mass of an abrasive.
  • HEC Hydroxyethyl cellulose
  • HEC Hydroxyethyl cellulose
  • Mw weight average molecular weight
  • HEC is, for example, 0.001% by mass or more, 0.002% by mass or more, 0.005% by mass or more, or 0.01 based on the mass of the aqueous carrier and all the components dissolved or suspended therein. It may be present in the chemical mechanical polishing composition in an amount of 2.0% by mass or less, 1.5% by mass or less, 1.2% by mass or less, or 1.0% by mass or less. HEC is preferably in an amount of 0.001 to 2.0% by weight, more preferably 0.005 to 1.5% by weight, most preferably 0.01 to 1.0% by weight in the chemical mechanical polishing composition. May exist.
  • the basic component in the present invention can chemically act on the surface of a semiconductor base material such as a silicon wafer to assist mechanical polishing with an abrasive.
  • the basic component is not particularly limited, but the basic component is, for example, ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide, ammonium carbonate, potassium carbonate, sodium carbonate, methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, ethylenediamine, monoethanolamine.
  • the basic component is selected from the group consisting of ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide, ammonium carbonate, potassium carbonate, and sodium carbonate. More preferably, the basic component is ammonia, potassium hydroxide, or sodium hydroxide, and most preferably ammonia.
  • the basic component is, for example, 0.001% by mass or more, 0.002% by mass or more, 0.005% by mass or more, 0. 01% by mass or more, or 0.1% by mass or more, and 5.0% by mass or less, 3.0% by mass or less, 1.5% by mass or less, 1.2% by mass or less, or 1.0% by mass It may be present in the chemical mechanical polishing composition in the following amounts.
  • the basic component is preferably 0.001 to 5.0% by mass, more preferably 0.005 to 1.5% by mass, and most preferably 0.01 to 1.0% by mass of the chemical mechanical polishing composition. May be present in.
  • the surfactant in the present invention is an essential component in the chemical mechanical polishing composition according to the present invention, but the type of the surfactant is arbitrary known to those skilled in the art in chemical mechanical polishing of semiconductor substrates such as silicon wafers. It may be a suitable surfactant.
  • the filterability of the POU filter of the polishing composition after dilution can be improved.
  • the surfactant can typically be an anionic surfactant or a nonionic surfactant, preferably a nonionic surfactant. It is preferable to use a nonionic surfactant as the surfactant because not only the pH can be easily adjusted but also the compatibility with HEC is excellent. Further, by polishing a substrate such as a silicon wafer with a chemical mechanical polishing composition containing a surfactant, excellent surface quality (for example, haze) can be achieved.
  • the nonionic surfactant is not particularly limited, and for example, polyoxyalkylene alkyl ether (for example, polyoxyethylene isopropyl ether, polyoxyethylene isobutyl ether, polyoxyethylene sec-butyl ether, polyoxyethylene-t-butyl ether, etc.
  • polyoxyalkylene alkyl ether for example, polyoxyethylene isopropyl ether, polyoxyethylene isobutyl ether, polyoxyethylene sec-butyl ether, polyoxyethylene-t-butyl ether, etc.
  • Polyoxyethylene isopentyl ether polyoxyethylene isohexyl ether, polyoxyethylene heptyl ether, polyoxyethylene isoheptyl ether, polyoxyethylene isooctyl ether, polyoxyethylene isononyl ether, polyoxyethylene isodecyl ether, polyoxy Ethethyleneoxypropylene 2-propyl heptyl ether, polyoxyethylene undecyl ether, polyoxyethylene isoundecyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene isolauryl ether, polyoxyethylene tridecyl ether, polyoxyethylene isotridecyl Ether, polyoxyethylene tetradecyl ether, polyoxyethylene isotetradecyl ether, polyoxyethylene pentadecyl ether, polyoxyethylene isopentadecyl ether, polyoxypropylene methyl ether, polyoxypropylene ethyl ether, polyoxypropylene butyl
  • Acid ester polyoxyethylene distearate, polyoxyethylene monooleic acid ester, polyoxyethylene dioleic acid ester, polyoxyethylene monolauric acid ester, etc.); Polyethylene glycol fatty acid ester (eg, polyethylene glycol monostearate, monoolein) Polyethylene glycol acid, etc.); Glycerin fatty acid esters (eg, lecithin, high molecular weight emulsifiers, glycerin monostearate, etc.); Polyglycerin fatty acid esters (eg, polyglyceryl monooleate, polyglyceryl pentaoleate, polyglyceryl decaoleate, etc.) Polyoxyethylene glycerin fatty acid esters (eg, polyoxyethylene glycerin monostearate); sorbitan fatty acid esters (eg, sorbitan monolaurate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate); polyoxyethylene sorbitan
  • the surfactant in the present invention is determined according to the type of surfactant used, but is, for example, 0.01 ppm or more, based on the mass of the aqueous carrier and all the components dissolved or suspended therein. Amounts of 0.05 ppm or more, 0.1 ppm or more, 0.5 ppm or more, 1 ppm or more, 2 ppm or more, 5 ppm or more, or 10 ppm or more, and 5000 ppm or less, 3000 ppm or less, 1000 ppm or less, 500 ppm or less, 300 ppm or less, 100 ppm or less. May be present in the chemical mechanical polishing composition.
  • the surfactant is preferably 0.1 to 5000 ppm (0.00001 to 0.5% by mass), more preferably 1 to 1000 ppm (0.0001 to 0.1% by mass), and most preferably 5 to 1000 ppm (0). 0005 to 0.1% by weight) may be present in the chemical mechanical polishing composition.
  • the surfactant in the present invention is among alkylene polyalkylene oxide amine polymers and polyoxyalkylene alkyl ethers. It is preferable to contain at least one kind. More preferably, the surfactant in the present invention may contain both an alkylene polyalkylene oxide amine polymer and a polyoxyalkylene alkyl ether. These surfactants are extremely effective surfactants for reducing the haze of the substrate.
  • the chemical mechanical polishing composition of the present invention preferably contains an alkylene polyalkylene oxide amine polymer as a surfactant in order to achieve improved POU filter filterability and / or excellent haze properties. Further, when the chemically mechanically polished composition of the present invention contains an alkylene polyalkylene oxide amine polymer, the alkylene polyalkylene oxide amine polymer contains a tertiary amine in which an alkylene group and a polyalkylene oxide group are bonded to N atoms. It is more preferable that it contains at least two repeating structural units.
  • the alkylene polyalkylene oxide amine polymer As described above, in the chemical mechanical polishing composition according to the present invention, by using the alkylene polyalkylene oxide amine polymer, a higher haze reduction effect is achieved while obtaining further improved POU filter filterability. It becomes possible. As a matter of course, when the alkylene polyalkylene oxide amine polymer is used in the chemical mechanical polishing composition, it can be used together with other surfactants.
  • R 1 is a linear or branched C 1 to C 10 alkylene group, preferably a linear or branched C 1 to C 4 alkylene group, and more preferably an ethylene group.
  • R 2 is an alkylene group selected from the group consisting of an ethylene group, a propylene group, a butylene group and a combination thereof, x is an integer of 2 to 1000, preferably 2 to 20, and y is 2 to 10000. It is preferably an integer of 2 to 500.
  • R 2 is preferably selected from an ethylene group and / or a propylene group. When R 2 contains both an ethylene group and a propylene group, the ethylene group and the propylene group are preferably in a molar ratio of 80:20 to 90:10.
  • the above-mentioned alkylene polyalkylene oxide amine polymer preferably has a solubility parameter (SP) of 9 to 10.
  • SP solubility parameter
  • the solubility parameter (SP) is referred to as Ueda et al., Research on Paints, No. 152, Oct. 2010, calculated using the Fedors method described on pages 41-46.
  • the alkylene polyalkylene oxide amine polymer can have, for example, an average molecular weight of 5,000 to 100,000 or 10,000 to 80,000. If the average molecular weight is less than 5,000, the haze may not be sufficiently improved. On the other hand, when the average molecular weight exceeds 100,000, the addition amount dependence on the effect obtained by the alkylene polyalkylene oxide amine polymer, for example, the effect of improving haze becomes too large, which is not preferable.
  • the alkylene polyalkylene oxide amine polymer is, for example, 1 ppm or more, 2 ppm or more, 5 ppm or more, or 10 ppm or more, and 5000 ppm or less, based on the mass of the aqueous carrier and all the components dissolved or suspended therein. It may be present in the chemical mechanical polishing composition in an amount of 3000 ppm or less, 1000 ppm or less, or 500 ppm or less.
  • the alkylene polyalkylene oxide amine polymer is preferably 1 to 5000 ppm (0.0001 to 0.5% by mass), more preferably 2 to 1000 ppm (0.0002 to 0.1% by mass), and most preferably 5 to 1000 ppm. It may be present in the chemical mechanical polishing composition in an amount of (0.0005-0.1% by weight).
  • an alkylene polyalkylene oxide amine polymer can be produced by any method known to those skilled in the art.
  • an alkylene polyalkylene oxide amine polymer is an active hydrogen of a polyamine compound having two or more primary amino groups and / or secondary amino groups in the molecule and containing 4 to 100 N atoms. It can be produced by addition polymerization of an alkylene oxide. More specifically, it can be produced by addition polymerization (graft polymerization) of an alkylene oxide to the polyamine compound at 100 to 180 ° C. and 1 to 10 atm under an alkali catalyst.
  • the mode of addition polymerization of the alkylene oxide to the polyamine compound is not particularly limited, and when two or more kinds of alkylene oxides are added, the form may be block-shaped or random.
  • polyamine compound giving the main chain structure examples include polyethylene polyamines such as triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine and hexaethyleneheptamine, and polyalkyleneimines such as polyethyleneimine obtained by polymerization of ethyleneimine. be able to. These compounds may be used alone or in combination of two or more to form a polyamine main chain structure.
  • alkylene oxide added to the main chain structure include ethylene oxide, propylene oxide, and butylene oxide. These alkylene oxides may be used alone or in combination of two or more.
  • the chemical mechanical polishing composition of the present invention preferably contains a polyoxyalkylene alkyl ether as a surfactant in order to achieve improved POU filter filterability and / or excellent haze properties.
  • the polyoxyalkylene alkyl ether may be contained as an alternative to the above-mentioned alkylene polyalkylene oxide amine polymer, or both may be contained, but both may be contained from the viewpoint of improving the filterability and / or haze characteristics of the POU filter. Most preferred.
  • polyoxyalkylene alkyl ethers are used in chemical mechanical polishing compositions, they can be used with other surfactants.
  • the polyoxyalkylene alkyl ether is represented by the formula (i) RO- (AO) n- H, where R is direct. It is a C 1 to C 15 alkyl group of a chain or a branched chain, A is an alkylene group selected from the group consisting of an ethylene group, a propylene group and a combination thereof, and n represents the average number of moles of AO added. It may contain a polyoxyalkylene alkyl ether having a number of up to 30.
  • the R group in the formula (i) has 16 or more carbon atoms, it is possible to reduce the haze on the surface of the base material for a specific polyoxyalkylene alkyl ether.
  • such polyoxyalkylene alkyl ethers such as polyoxyethylene cetyl ether or polyoxyethylene stearyl ether are likely to be accumulated in the polishing pad. , It may not be completely removed depending on the pad conditioning etc. performed before each polishing step. Therefore, there is a possibility that polyoxyalkylene alkyl ether is gradually accumulated on the polishing pad as the polishing of the base material is repeated.
  • the accumulated polyoxyalkylene alkyl ether reduces the wettability of the base material surface, and in some cases, itself can be a factor causing defects on the base material surface during polishing. Further, when the wettability of the surface of the base material is lowered, shavings and other foreign substances generated by polishing tend to adhere to the base material, and as a result, it may cause defects on the surface of the base material.
  • R in the formula (i) is preferably a linear or branched C 1 to C 15 alkyl group, which reduces haze on the surface of the base material and polyoxyalkylene alkyl into the polishing pad.
  • R is preferably a linear or branched C 1 to C 13 alkyl group.
  • R may be a C 11 to C 15 alkyl group of the branched chain, a C 12 to C 14 alkyl group of the branched chain, or C 13 of the branched chain. It may be an alkyl group (for example, an isotridecyl group).
  • a in the formula (i) may be either an ethylene group or a propylene group, or may be any combination of one or more ethylene groups and one or more propylene groups.
  • A is an ethylene group or a combination of an ethylene group and a propylene group.
  • N in the formula (i) represents the average number of moles of AO added, and may be appropriately determined within the range of, for example, 2 to 30.
  • n is preferably a larger value, for example, 5 or more, 6 or more. It may be 8 or more, 10 or more, 11 or more, or 12 or more. Further, n may be 28 or less, for example, 25 or less or 23 or less.
  • the average number of moles of AO added refers to the average number of moles of oxyalkylene units contained in 1 mole of polyoxyalkylene alkyl ether.
  • polyoxyalkylene alkyl ether examples are not particularly limited, but for example, polyoxyethylene isopropyl ether, polyoxyethylene isobutyl ether, polyoxyethylene sec-butyl ether, polyoxyethylene-t-butyl ether, polyoxyethylene.
  • Isopentyl ether polyoxyethylene isohexyl ether, polyoxyethylene heptyl ether, polyoxyethylene isoheptyl ether, polyoxyethylene isooctyl ether, polyoxyethylene isononyl ether, polyoxyethylene isodecyl ether, polyoxyethylene oxypropylene 2-propyl heptyl ether, polyoxyethylene undecyl ether, polyoxyethylene isoundecyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene isolauryl ether, polyoxyethylene tridecyl ether, polyoxyethylene isotridecyl ether, poly Examples thereof include oxyethylene tetradecyl ether, polyoxyethylene isotetradecyl ether, polyoxyethylene pentadecyl ether, and polyoxyethylene isopentadecyl ether.
  • the polyoxyalkylene alkyl ether is at least one of polyoxyethylene isodecyl ether, polyoxyethylene oxypropylene 2-propyl heptyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, and polyoxyethylene isotridecyl ether. Most preferably, it contains at least one of polyoxyethylene oxypropylene 2-propyl heptyl ether and polyoxyethylene isotridecyl ether.
  • These polyoxyalkylene alkyl ethers may be synthesized by any method known to those skilled in the art or may be commercially available.
  • HLB value 20 ⁇ (sum of formulas of hydrophilic part) / (molecular weight)
  • the hydrophilic part of the polyoxyalkylene alkyl ether corresponds to the polyoxyalkylene, that is, the n part (AO) in the formula (i)
  • the HLB value is the carbon number of the R group and the oxyalkylene (AO). It is clear that it changes depending on the average number of moles added.
  • the carbon number of the R group in the formula (i) is the dominant parameter, and therefore the wettability of the base material surface is determined by the HLB value. It doesn't really depend on it. Therefore, the polyoxyalkylene alkyl ether in the present invention can have any suitable HLB value. In general, the HLB value may be appropriately determined within the range of 12 to 18.
  • the polyoxyalkylene alkyl ether can have any suitable molecular weight. Although not particularly limited, the polyoxyalkylene alkyl ether can have an average molecular weight of about 100 to about 2,000.
  • the polyoxyalkylene alkyl ether is, for example, at 0.01 ppm or more, 0.02 ppm or more, 0.05 ppm or more, or 0.1 ppm or more, based on the mass of the aqueous carrier and all the components dissolved or suspended therein. Yes, and may be present in the chemical mechanical polishing composition in an amount of 5000 ppm or less, 3000 ppm or less, 1000 ppm or less, or 500 ppm or less.
  • the polyoxyalkylene alkyl ether is preferably 0.1 to 5000 ppm (0.00001 to 0.5% by mass), more preferably 0.1 to 1000 ppm (0.00001 to 0.1% by mass), and most preferably 0. It may be present in the chemical mechanical polishing composition in an amount of 1 to 500 ppm (0.00001 to 0.05% by weight).
  • Aqueous carrier are used to facilitate the application of all components dissolved or suspended in the aqueous carrier to a suitable substrate surface to be polished.
  • the aqueous carrier may typically consist of water alone, may contain water and a water-soluble solvent, or may be an emulsion.
  • Preferred water-soluble solvents include alcohols such as methanol and ethanol.
  • the aqueous carrier is preferably water, more preferably deionized water.
  • the chemical mechanical polishing composition of the present invention can have any suitable pH, and the specific pH value may be appropriately determined in consideration of the polishing rate and the like.
  • the chemical mechanical polishing composition can have a pH of 7-12, preferably 8-12, more preferably 8.5-12.
  • the pH value can be adjusted by adding a pH adjuster as needed.
  • the pH regulator may be any alkaline substance and may be the same as or different from the basic components described above.
  • the pH regulator is ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, ammonium hydrogencarbonate, ammonium carbonate, potassium hydrogencarbonate, potassium carbonate, sodium hydrogencarbonate, and sodium carbonate.
  • the pH adjuster is ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, or tetraethylammonium hydroxide, and most preferably potassium hydroxide.
  • the chemical mechanical polishing composition of the present invention may further contain a water-soluble polymer, optionally.
  • a water-soluble polymer is not particularly limited, but is selected from the group consisting of, for example, a polymer containing polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinylacetamide, a cellulose derivative (excluding HEC), and a polyvinyl alcohol structural unit. At least one type can be mentioned, and it is preferable to contain a polymer containing a polyvinyl alcohol structural unit.
  • the water-soluble polymer (excluding HEC) is determined depending on the type of water-soluble polymer used, and is, for example, 0 based on the mass of the aqueous carrier and all the components dissolved or suspended therein. .1 ppm or more, 1 ppm or more, 2 ppm or more, 5 ppm or more, 10 ppm or more, 20 ppm or more or 50 ppm or more, and present in the chemical mechanical polishing composition in an amount of 5000 ppm or less, 3000 ppm or less, 1000 ppm or less, or 500 ppm or less. Good.
  • the water-soluble polymer is preferably 0.1 to 5000 ppm (0.00001 to 0.5% by mass), more preferably 1 to 3000 ppm (0.0001 to 0.3% by mass), and most preferably 2 to 1000 ppm. It may be present in the chemical mechanical polishing composition in an amount of (0.0002 to 0.1% by weight).
  • the cellulose derivative When a cellulose derivative is used as the water-soluble polymer in addition to HEC, the cellulose derivative can be selected from methyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, and any combination thereof.
  • the chemical mechanical polishing composition in order to utilize the mechanical interaction between the base material and the polishing composition (slurry), polishing is performed by the abrasive contained in the slurry and / or other particles aggregated in the slurry. At this time, nano-polishing defects and continuous surface defects on the substrate such as PID may occur.
  • the chemical mechanical polishing composition in order to reduce nano-polishing defects and continuous surface defects on the substrate such as PID, can contain a polymer containing a polyvinyl alcohol structural unit.
  • the polymer containing the polyvinyl alcohol structural unit can also function as a wetting agent. Therefore, in the chemical mechanical polishing composition of the present invention, a polymer containing a polyvinyl alcohol structural unit may be used in addition to HEC in order to maintain the surface of the substrate as hydrophilic. Further, the polymer containing the polyvinyl alcohol structural unit is preferably used together with at least one of the above-mentioned alkylene polyalkylene oxide amine polymer and polyoxyalkylene alkyl ether in the polishing composition, and is preferably alkylene poly. More preferably, it is used with both alkylene oxide amine polymers and polyoxyalkylene alkyl ethers. By using the polymer together with these surfactants, the quality of the slurry is better stabilized.
  • the polymer containing a polyvinyl alcohol structural unit may be any polymer containing a polyvinyl alcohol structural unit.
  • the polymer containing a polyvinyl alcohol structural unit may be simply polyvinyl alcohol, or may contain a polyalkylene oxide such as polyethylene glycol in addition to polyvinyl alcohol.
  • the polymer containing a polyvinyl alcohol structural unit may contain, for example, a polyvinyl alcohol structural unit in the main chain or side chain of the polymer, and a part of the polyvinyl alcohol structural unit is further substituted with an acyloxy group. It may be a polymer.
  • polymers containing a polyvinyl alcohol structural unit in the main chain of the polymer include a polyvinyl alcohol-polyalkylene oxide graft copolymer containing a polyvinyl alcohol structural unit in the main chain and a polyalkylene oxide structural unit in the side chain.
  • the polyalkylene oxide structural unit may include at least one selected from the group consisting of ethylene oxide, propylene oxide and combinations thereof.
  • the polyvinyl alcohol structural unit and the polyalkylene oxide structural unit may be present in a molar ratio of, for example, 95: 5 to 60:40 or 90:10 to 70:30.
  • R 3 is a hydroxyl group or an acyloxy group represented by R'COO- (in the formula, R'is a C 1 to C 8 alkyl group) (for example, CH 3 COO- group, etc.).
  • R 4 is a hydrogen atom or an acyl group represented by R "CO-" (in the formula, R "is a C 1 to C 8 alkyl group) (for example, CH 3 CO- group, etc.).
  • a is an integer of 1 to 10,000
  • the copolymer of the above general formula may have a structure in which a hydroxyl group and an acyloxy group are mixed for R 3 , and more specifically, a structure in which a part of the acyloxy group is saponified into a hydroxyl group may be used.
  • the degree of saponification in this case is not particularly limited, but may be 70 to 100%, 80 to 100%, 90 to 100%, or 95 to 100%.
  • the values of M1 and M2 can be appropriately determined according to the abundance ratio of the polyvinyl alcohol structural unit constituting the main chain and the polyethylene oxide structural unit constituting the side chain.
  • a is an integer of 1 to 10,000
  • M1 and M2 are real numbers of more than 0 mol% and less than 100 mol%, respectively
  • M1 + M2 100 mol% of the polyvinyl alcohol-polyethylene oxide graft copolymer.
  • the hydroxyl group of the polyvinyl alcohol structural unit constituting the main chain in the above chemical formula is partially substituted with an acyloxy group represented by R'COO- (in the formula, R'is a C 1 to C 8 alkyl group).
  • the terminal hydroxyl group of the polyethylene oxide structural unit constituting the side chain in the general formula is an acyl group in which a part thereof is represented by R "CO-" (in the formula, R "is C 1. It may be substituted with ( ⁇ C 8 alkyl group).
  • a polymer containing a polyvinyl alcohol structural unit in the side chain of the polymer for example, a polyvinyl alcohol-polyalkylene oxide graft copolymer containing a polyalkylene oxide structural unit in the main chain and a polyvinyl alcohol structural unit in the side chain. Coalescence may be mentioned, and the polyalkylene oxide structural unit may contain at least one selected from the group consisting of ethylene oxide, propylene oxide and combinations thereof. In such a copolymer, the polyvinyl alcohol structural unit and the polyalkylene oxide structural unit may be present in a molar ratio of, for example, 95: 5 to 60:40 or 90:10 to 70:30.
  • R 5 is a hydroxyl group or an asyloxy group represented by R'COO- (in the formula, R'is a C 1 to C 8 alkyl group) (for example, CH 3 COO- group, etc.).
  • the copolymer of the above general formula may have a structure in which a hydroxyl group and an acyloxy group are mixed for R, and more specifically, a structure in which a part of the acyloxy group is saponified into a hydroxyl group may be used.
  • the degree of saponification in this case is not particularly limited, but may be 70 to 100%, 80 to 100%, 90 to 100%, or 95 to 100%.
  • the values of N1 and N2 can be appropriately determined according to the abundance ratio of the polyethylene oxide structural unit constituting the main chain and the polyvinyl alcohol structural unit constituting the side chain.
  • the hydroxyl group of the polyvinyl alcohol structural unit constituting the side chain in the above chemical formula is partially substituted with an asyloxy group represented by R'COO- (in the formula, R'is a C 1 to C 8 alkyl group). It may have been done.
  • the polyvinyl alcohol and polyalkylene oxide have an average of, for example, 1,000 to 10,000,000. It can have a molecular weight.
  • the polymer containing the polyvinyl alcohol structural unit is the above-mentioned polyvinyl alcohol-polyethylene oxide graft copolymer
  • the polyvinyl alcohol-polyethylene oxide graft copolymer is, for example, 5,000 to 500,000. It can have an average molecular weight of 10,000 to 300,000, or 10,000 to 200,000.
  • the polymer containing the polyvinyl alcohol structural unit is, for example, 0.1 ppm or more, 1 ppm or more, 2 ppm or more, or 5 ppm or more, and is based on the mass of the aqueous carrier and all the components dissolved or suspended therein. It may be present in the chemical mechanical polishing composition in an amount of 5000 ppm or less, 3000 ppm or less, 1000 ppm or less, or 500 ppm or less.
  • the polymer containing a polyvinyl alcohol structural unit is preferably 0.1 to 5000 ppm (0.00001 to 0.5% by mass), more preferably 1 to 3000 ppm (0.0001 to 0.3% by mass), and most preferably. It may be present in the chemical mechanical polishing composition in an amount of 2 to 1000 ppm (0.0002 to 0.1% by weight).
  • the chemical mechanical polishing composition according to the present invention may further contain other additives such as a polishing rate accelerator, a chelating agent and the like, optionally.
  • a polishing rate accelerator include hydroxamic acid (for example, acetohydroxamic acid), nitrogen-containing heterocyclic compounds (for example, triazoles such as 1,2,4-triazole), or a combination thereof.
  • chelating agents include organic acids such as oxalic acid, citric acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, tartaric acid and phthalic acid, glycine, serine, proline, leucine, alanine, asparagine and glutamine.
  • Examples include amino acids such as valine and lysine, and polyamine complexes such as ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid (HEDTA), nitrilotriacetic acid, iminodiacetic acid, and diethylenetriaminetetraacetic acid (DTPA).
  • EDTA ethylenediaminetetraacetic acid
  • HEDTA hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid
  • DTPA diethylenetriaminetetraacetic acid
  • the chemical mechanical polishing method for the base material of the present invention is The step of contacting the substrate with the polishing pad and the chemical mechanical polishing composition described above, It is characterized by including a step of moving the polishing pad with respect to the base material by placing the chemical mechanical polishing composition between them, and a step of polishing the base material by abrading at least a part of the base material. There is.
  • the method of the present invention for chemically mechanically polishing a substrate is particularly suitable for use with a chemical mechanical polishing (CMP) apparatus.
  • the device has a platen that moves in use and has a velocity resulting from orbital, linear or circular motion, a polishing pad that comes into contact with the platen and moves with it as the platen moves, and the surface of the polishing pad.
  • a carrier that holds the substrate to be polished by contacting and moving against. Polishing of the substrate is performed by contacting the substrate with the polishing pad and the chemical mechanical polishing composition of the present invention, and then moving the polishing pad against the substrate to abrade at least a portion of the substrate to polish the substrate. To polish.
  • the substrate can be flattened or polished with a chemical mechanical polishing composition with any suitable polishing pad.
  • the base material is not only a silicon base material, but also a silicon base material on which a polysilicon film, a SiO 2 film or a metal wiring film is formed, a sapphire base material, a SiC base material, a GaAs base material, a GaN base material, and a TSV forming material. It may be a base material or the like.
  • Suitable polishing pads include, for example, woven and non-woven polishing pads.
  • suitable polishing pads can include any suitable polymer of various densities, hardness, thickness, compressibility, repulsive force against compression, and compressibility.
  • Suitable polymers include, for example, polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, nylon, carbon fluoride, polycarbonate, polyester, polyacrylate, polyether, polyethylene, polyamide, polyurethane, polystyrene, polypropylene, their co-formed products, and theirs. Can be mentioned.
  • a diluted solution and a slurry stock solution are supplied onto the polishing pad.
  • it can also be carried out in a method of preparing a slurry for polishing in the vicinity of the polishing pad.
  • various chemical mechanical polishing compositions are prepared, and the POU filter filterability of each composition is examined by performing a filter filtration test using diluted ones, and some chemical mechanical polishing compositions are used.
  • the material the light point defect (LPD) and the nano-polishing defect of the surface to be polished when the silicon wafer was polished were also investigated.
  • polishing Composition of Comparative Example 1 In water, 5.0% by mass colloidal silica (average primary particle size: about 25 nm, average secondary particle size: about 45 nm), 0.20% by mass of ammonia, and 0.28% by mass of HEC (weight average molecular weight). : 250,000) was added to prepare the polishing composition of Comparative Example 1.
  • polishing composition of Comparative Example 2 A polishing composition of Comparative Example 2 similar to the polishing composition of Comparative Example 1 was prepared except that the weight average molecular weight of HEC of the polishing composition of Comparative Example 1 was changed from 250,000 to 120,000.
  • polishing composition of Comparative Example 3 The components of the polishing composition of Comparative Example 1 were 0.050% by mass of the alkylene polyalkylene oxide amine polymer used in Example 3, 0.005% by mass of polyoxyethylene isotridecyl ether, and 0.010% by mass.
  • the polishing composition of Comparative Example 3 was prepared in the same manner as the polishing composition of Comparative Example 1 except that the polyvinyl alcohol-polyethylene oxide graft copolymer was added.
  • polishing compositions of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 are shown in Table 1 below.
  • sica size is the average primary particle size of colloidal silica
  • HEC Mw is the weight average molecular weight of HEC
  • surfactant A is an alkylene polyalkylene oxide amine polymer
  • surfactant B is poly. Indicates oxyethylene isotridecyl ether.
  • polishing compositions of Examples 4 and 4 to 6 are prepared in the same manner as the polishing compositions of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 above.
  • the polishing compositions of Example 5 and Comparative Example 7 were prepared.
  • Example 3 20 g, and it can be seen that Examples 1 to 3 have excellent POU filter filterability as compared with Comparative Examples 1 to 3. In particular, when the alkylene polyalkylene oxide amine polymer was used, the POU filter filterability was remarkably improved.
  • Example 4 in which HEC of Mw of 200,000 or less was used together with the surfactant even when the average primary particle size of the abrasive was 35 nm was 200, It can be seen that the POU filter filterability was improved as compared to Comparative Examples 4-6 with and / or without surfactants with more than 000 Mw of HEC. More specifically, when the filtration amount (throughput) after 600 seconds is compared, it becomes Example 4: 479 g, Comparative Example 4: 18 g, Comparative Example 5: 276 g, Comparative Example 6: 232 g, and Example 4 is Comparative Examples 4 to 6. It can be seen that it has excellent POU filter filterability as compared with.
  • Example 5 in which HEC of Mw of 200,000 or less was used together with the surfactant even when the average primary particle size of the abrasive was 15 nm is It can be understood that the POU filter filterability was improved as compared with Comparative Example 7 in which no surfactant was used. More specifically, when the filtration amount (throughput) after 600 seconds is compared, it is Example 5: 199 g and Comparative Example 7: 40 g, and it can be seen that Example 5 has excellent POU filter filterability as compared with Comparative Example 7. ..
  • the polishing composition according to the present invention using HEC having a low weight average molecular weight and a surfactant can sufficiently suppress clogging of the filter even though it is a polishing composition containing HEC, and has a small pore size.
  • Sufficient POU filter filterability could be achieved when a filter was used.
  • the optimum particle size can be selected (used) according to the balance between the desired filtration performance and the polishing performance. For example, when the surface quality of the base material is more important, it is preferable to use one having a small primary particle size.
  • polishing composition of Example 3 and the polishing composition of Comparative Example 3 are diluted 20-fold with deionized water, each of the diluted polishing compositions is filtered through the above filter, and then silicon is used using the filtered slurry.
  • the substrate of the wafer was chemically mechanically polished (CMP), and the surface quality (light point defect (LPD), nanopolishing defect) of the silicon wafer after polishing was evaluated.
  • SC-1 ammonia (29% by mass aqueous solution
  • hydrogen peroxide (31% by mass aqueous solution): pure water 1: 4: 20 (volume ratio) solution using SC-200S manufactured by Shibaura Mechatronics.
  • a PVA brush at 23 ° C., followed by pure water cleaning.
  • LPD light point defects
  • DCO dark field composite oblique incident channel
  • the polishing composition of Example 3 improved the nano-polishing defect by about 8% and the LPD by about 2% while maintaining the polishing rate at the same level. Therefore, the chemical mechanical polishing composition according to the present invention not only has high POU filter filterability and is highly practical, but can also improve the surface quality of the base material.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

本発明の化学機械研磨組成物は、基材を研磨するためのものであり、研磨剤、２００，０００以下の重量平均分子量を有するヒドロキシエチルセルロース、塩基性成分、界面活性剤、及び水性キャリヤーを含有する。

Description

化学機械研磨組成物及びそれを用いた化学機械研磨方法
　本発明は、化学機械研磨組成物及びそれを用いた化学機械研磨方法に関する。
　半導体デバイスの製造に用いられるシリコンウェハ等の基材は、その表面品質が厳密に要求されるものであり、高い表面品質を確保するために、従来から化学機械研磨（ＣＭＰ）技術が利用されている。一般的に、シリコンウェハ等の基材のＣＭＰは複数の工程からなり、例えば、予備研磨工程と仕上げ研磨工程とを含む。予備研磨工程後の仕上げ研磨工程では、通常、予備研磨工程に比べて研磨力の弱い研磨組成物（ＣＭＰスラリーとも呼ばれる）を用いることで基材の表面品質、例えば表面欠陥やヘイズ特性等の表面品質が向上される。
　シリコンウェハ等の基材の表面欠陥の管理には一般的に表面欠陥検査装置が用いられる。当該表面欠陥検査装置によって検出される欠陥には、研磨工程やその後のリンス工程等で除去しきれなかった基材上の異物及び残渣が含まれる。このような表面欠陥検査装置としては、例えば、レーザー光などの光を基材表面に照射し、当該基材表面で発生した反射光又は散乱光を検出することにより、基材表面に存在する欠陥を検出するものが一般に知られている。
　一方で、基材表面にこのような強い光を照射すると、基材表面の粗さに起因する乱反射により曇りが見られることがある。この曇りはヘイズと呼ばれ、ヘイズは基材の表面粗さと密接に関係していることから、当該表面粗さの尺度として用いることができる。近年、表面欠陥検査装置の急速な進歩により、表面欠陥をナノレベルまで観察できるようになったものの、基材表面にヘイズがあると、当該ヘイズにより生じる乱反射光がバックグラウンドノイズとなって表面欠陥検査装置による欠陥検出の妨げになることがある。
　上述した表面欠陥やヘイズを低減するためには、特に、仕上げ研磨工程で用いる化学機械研磨組成物の管理、より具体的には、使用時（研磨時）において実際に基材に向けて供給されるＣＭＰスラリーの管理が重要である。シリコンウェハ等の基材のＣＭＰのための化学機械研磨組成物においては、シリカ等の研磨剤やアンモニア等の塩基性化合物の他に、基材表面の濡れ性を高める等の目的で、水溶性高分子としてヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）が使用されることが知られている（例えば、特許文献１及び２）。これに関連して、ＨＥＣの代替品として、別の水溶性高分子を使用する技術も開示されている（例えば、特許文献３）。
特開２０１５－１５９２５９号公報 特開２０１７－１１７８４７号公報 特開２０１３－２２２８６３号公報
　ＣＭＰスラリー中で水溶性高分子として使用することができるセルロース誘導体の１つのＨＥＣは、シリコンウェハ等の基材の被研磨面の濡れ性を高め、当該基材表面を親水性に維持することができる。そのため、ＨＥＣの使用により、基材とスラリーとの相互作用が良好に起こり、基材の表面品質を向上させることができる。このようなＨＥＣの特性は、基材のＣＭＰ、特にシリコンウェハの仕上げＣＭＰ研磨において極めて有効であり、水性溶媒への高い分散性のような利便性も相まって、研磨組成物中でＨＥＣを使用することが要求される。
　他方で、研磨組成物中に存在する凝集体や不純物等を除去するために、ＣＭＰを行う直前にＣＭＰスラリーをフィルタにより濾過する場合がある。これは、ＰＯＵ（Ｐｏｉｎｔ　Ｏｆ　Ｕｓｅ）フィルタ濾過と呼ばれ、研磨される基材の表面品質を向上させるために有効なプロセスである。また、フィルタの孔径が小さくなると、より小さな凝集体等を濾過により除去できるため、基材の表面品質がさらに向上する。よって、研磨組成物には、ＰＯＵフィルタ濾過をより小さい孔径のフィルタで行うことが望まれる。すなわち、研磨組成物には、小孔径のフィルタを使用した場合であっても、例えばフィルタの目詰まりが良好に抑制されるといった、優れた濾過性を有することが要求される。一方、化学機械研磨に使用されるＣＭＰスラリーは、ユーザーの所望の研磨条件や基材に要求される仕様等に応じて、購入時又は保管時の状態から希釈して使用されることがある。この場合、上記のような濾過は希釈されたＣＭＰスラリーで行われるため、希釈された後であっても、フィルタでの目詰まりを抑制してＰＯＵフィルタ濾過性を改善することが重要である。
　上述したようなＨＥＣの特性により、特にシリコンウェハのＣＭＰに用いるスラリー中でＨＥＣを使用することが強く望まれる。一方で、研磨剤と、ＨＥＣと、一般に機械研磨の促進剤として使用される塩基性成分（例えばアンモニア）とを含有するＣＭＰスラリーにおいては、ＨＥＣはシリカ等の研磨剤に吸着して凝集体を形成する傾向があるため、希釈による配合比の変化等により希釈前のスラリーに比べて分散性に劣り、濾過性が低下する傾向がある。よって、ＨＥＣを含有する研磨組成物は、特に当該組成物が希釈された場合に、ＨＥＣを含有しない研磨組成物に比べて濾過性に劣り、より小さい孔径でのＰＯＵフィルタ濾過が困難となるため、基材の表面品質の向上が制限される。そのため、研磨剤、ＨＥＣ及び塩基性成分を含有するＣＭＰスラリーに対して生じる希釈後のＰＯＵフィルタ濾過性の低下という課題を解決するためのニーズが存在している。
　そこで、本発明は、希釈後において、小孔径のフィルタでもＰＯＵフィルタ濾過可能な改善されたＰＯＵフィルタ濾過性を示す、ＨＥＣを含有する化学機械研磨組成物及びそれを用いた化学機械研磨方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成する本発明は下記のとおりである。
　（１）
　研磨剤、
　２００，０００以下の重量平均分子量を有するヒドロキシエチルセルロース、
　塩基性成分、
　界面活性剤、及び
　水性キャリヤーを含有する、基材を研磨するための化学機械研磨組成物。
　（２）
　前記ヒドロキシエチルセルロースが１５０，０００以下の重量平均分子量を有する、（１）に記載の化学機械研磨組成物。
　（３）
　前記研磨剤が５０ｎｍ以下の一次粒子サイズを有する、（１）又は（２）に記載の化学機械研磨組成物。
　（４）
　前記研磨剤が２０～４０ｎｍの一次粒子サイズを有する、（１）又は（２）に記載の化学機械研磨組成物。
　（５）
　前記界面活性剤が、アルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体及びポリオキシアルキレンアルキルエーテルのうち少なくとも１種を含む、（１）～（４）のいずれか１つに記載の化学機械研磨組成物。
　（６）
　前記界面活性剤が、アルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体及びポリオキシアルキレンアルキルエーテルの両方を含む、（５）に記載の化学機械研磨組成物。
　（７）
　前記界面活性剤がアルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体を含み、前記アルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体が、アルキレン基及びポリアルキレンオキシド基がＮ原子に結合した３級アミンを含む繰り返し構造単位を少なくとも２個含む、（１）～（６）のいずれか１つに記載の化学機械研磨組成物。
　（８）
　前記界面活性剤がポリオキシアルキレンアルキルエーテルを含み、前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが、式（ｉ）ＲＯ－（ＡＯ）n－Ｈで表され、式中、Ｒは直鎖又は分岐鎖のＣ1～Ｃ15アルキル基であり、Ａはエチレン基、プロピレン基及びそれらの組み合わせからなる群より選択されるアルキレン基であり、ｎはＡＯの平均付加モル数を表し、２～３０の数である、（１）～（７）のいずれか１つに記載の化学機械研磨組成物。
　（９）
　ポリビニルアルコール構造単位を含む重合体を含む水溶性高分子をさらに含有する、（１）～（８）のいずれか１つに記載の化学機械研磨組成物。
　（１０）
　前記ポリビニルアルコール構造単位を含む重合体が、主鎖にポリビニルアルコール構造単位を含み、側鎖にポリアルキレンオキシド構造単位を含むポリビニルアルコール－ポリアルキレンオキシドグラフト共重合体、又は、主鎖にポリアルキレンオキシド構造単位を含み、側鎖にポリビニルアルコール構造単位を含むポリビニルアルコール－ポリアルキレンオキシドグラフト共重合体である、（９）に記載の化学機械研磨組成物。
　（１１）
　前記研磨剤が、アルミナ、シリカ、セリア、ジルコニア及びそれらの組み合わせからなる群より選択される、（１）～（１０）のいずれか１つに記載の化学機械研磨組成物。
　（１２）
　２０～４０ｎｍの一次粒子サイズを有するシリカ、
　１５０，０００以下の重量平均分子量を有するヒドロキシエチルセルロース、
　アンモニア、
　アルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体及びポリオキシアルキレンアルキルエーテルのうち少なくとも１種を含む界面活性剤、
　ポリビニルアルコール構造単位を含む重合体を含む水溶性高分子、及び
　水性キャリヤーを含有する、（１）に記載の化学機械研磨組成物。
　（１３）
　前記基材がシリコン基材である、（１）～（１２）のいずれか１つに記載の化学機械研磨組成物。
　（１４）
　基材を研磨パッド及び（１）～（１３）のいずれか１つに記載の化学機械研磨組成物と接触させる接触工程、
　前記基材に対して前記研磨パッドを前記化学機械研磨組成物をそれらの間に置いて動かす工程、並びに
　前記基材の少なくとも一部をすり減らして前記基材を研磨する工程
を含む、基材の化学機械研磨方法。
　（１５）
　前記接触工程の前に、前記化学機械研磨組成物を希釈し、次いで、５μｍ以下の孔径のフィルタで濾過する工程を含む、（１４）に記載の基材の化学機械研磨方法。
　本発明によれば、研磨剤、塩基性成分及び水性キャリヤーを含有する化学機械研磨組成物において、重量平均分子量が小さいＨＥＣ、より具体的には２００，０００以下の重量平均分子量を有するＨＥＣを界面活性剤（例えばノニオン性界面活性剤）と組み合わせて使用することで、希釈後において、改善されたＰＯＵフィルタ濾過性を示すＨＥＣ含有化学機械研磨組成物を提供することが可能となる。また、本発明によれば、このような化学機械研磨組成物を使用して化学機械研磨を行うことで、従来の研磨組成物を使用した場合に比べて基材の表面品質（表面欠陥、ナノ研磨欠陥）を改善することが可能となる。
実施例で使用した研磨組成物についての濾過時間に対する濾過量を示すグラフである。 実施例で使用した研磨組成物についての濾過時間に対する濾過量を示すグラフである。 実施例で使用した研磨組成物についての濾過時間に対する濾過量を示すグラフである。
　＜化学機械研磨組成物＞
　本発明の化学機械研磨組成物は、基材を研磨するためのものであり、
　研磨剤、
　２００，０００以下の重量平均分子量を有するヒドロキシエチルセルロース、
　塩基性成分、
　界面活性剤、及び
　水性キャリヤーを含有することを特徴としている。
　シリコンウェハ等の基材を研磨するための化学機械研磨組成物において、水溶性高分子として一般的に使用されるセルロース誘導体は、基材の被研磨面の濡れ性を高めるのに極めて有用である。この濡れ性の向上は、セルロース誘導体が基材の表面を親水性に維持することができる性質を有するためにもたらされる。ＣＭＰスラリーの基材表面との濡れ性が高まると、スラリーと基材との間の相互作用が良好に起こり、研磨が良好かつ均一になされ、高い表面品質（表面欠陥、ナノ研磨欠陥）を得ることが可能となる。また、セルロース誘導体の中でも、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）は、水性溶媒への分散性が良好で高い溶解性を示すだけでなく、界面活性剤（例えばノニオン性界面活性剤）との相溶性にも優れるため、実用性が高い。そのため、基材のＣＭＰ、特にシリコンウェハのＣＭＰ仕上げ研磨で用いるＣＭＰスラリーでは、ＨＥＣの使用が強く望まれている。一方で、ＨＥＣはセルロース誘導体の１種であり、天然起源のセルロースを原料とするため、セルロース由来の水不溶物をもたらすことがあり、シリカ等の研磨剤が当該水不溶物に吸着して凝集体が生成される場合がある。また、ＨＥＣ自体も研磨剤に対して高い吸着性を示すため、研磨剤の凝集を生じさせるという性質を有する。このような凝集体が含まれるＣＭＰスラリーで研磨を行うと、被研磨表面の欠陥を増加させたり、ナノサイズの研磨傷（ナノ研磨欠陥）を生じたりと、基材の表面品質に悪影響を及ぼし得る。
　他方、研磨組成物中に存在する凝集体や不純物等を除去するために、ＣＭＰ装置により化学機械研磨を行う直前にフィルタにより濾過を行うことができる。例えば、スラリー供給部からＣＭＰ装置の使用場所までの間にフィルタを設置することができる。このような使用場所付近でのフィルタ濾過は、ＰＯＵフィルタ濾過と呼ばれ、シリコンウェハ等の基材の表面品質を向上させるために有効なプロセスであり、フィルタの孔径が小さくなるほど、より小さな凝集体等を濾過により除去できるため、基材の表面品質がさらに向上する。また、化学機械研磨に使用される研磨組成物は、ユーザーの所望の研磨条件や基材に要求される仕様等に応じて、購入時又は保管時の状態から希釈して使用されることがある。よって、より小孔径のフィルタを用いて研磨組成物の濾過を効率的に行うことができるように、希釈後スラリーにおいても、フィルタでの目詰まりを抑制してＰＯＵフィルタ濾過性を改善することが重要である。従来では、研磨組成物の濾過性（すなわち希釈する前の研磨組成物の濾過性）の改善のために様々な開発が行われてきた。しかし、上述したように、当該研磨組成物はＣＭＰに使用される直前に希釈されて使用されることがある。特にシリコンウェハのＣＭＰに有用な、ＨＥＣ、研磨剤及び塩基性成分（例えばアンモニア）を含有する研磨組成物が希釈されると、当該組成物の配合比等が変化し、ＨＥＣがシリカ等の研磨剤に吸着して凝集体を形成する又はセルロース由来の水不溶物が生じる傾向があるため、ＨＥＣを含有する研磨組成物は、ＨＥＣを含有しない研磨組成物に比べて希釈後の濾過性に劣ることが知られている。よって、希釈後において、改善されたＰＯＵフィルタ濾過性を示す化学機械研磨組成物の開発が望まれており、その中でも特に、優れた濡れ性をもたらすが濾過性に不利に働き得るＨＥＣに加えて、シリカ等の研磨剤とアンモニア等の塩基性成分とを含有する化学機械研磨組成物において、より小孔径のフィルタを使用して濾過が可能な高いＰＯＵフィルタ濾過性を有することが望まれている。
　そこで、本発明者らは、ＨＥＣ、研磨剤及び塩基性成分を含有する研磨組成物が希釈した後に高いＰＯＵフィルタ濾過性を有するように、研磨組成物の各構成成分について様々な検討を行った結果、低い重量平均分子量、より具体的には２００，０００以下、好ましくは１５０，０００以下の重量平均分子量を有するＨＥＣを界面活性剤と組み合わせて使用することで、研磨組成物が、希釈前だけでなく、例えば約２０倍程度に希釈した場合であっても高いフィルタ濾過性を示すことを見出した。より詳細には、より低い分子量のＨＥＣを用いることで、ＨＥＣ自体の分子サイズが小さくなり、ＨＥＣ及びＨＥＣが付着した研磨剤がフィルタを通過するのを容易にし、さらにその上で、界面活性剤を添加して研磨組成物の分散安定性を向上させることで、研磨剤やＨＥＣ等を良好に分散させこれらがフィルタを通過しやすくすることができることを見出した。このような本発明の効果は、研磨剤が如何なるサイズ（特に一次粒子サイズ）を有する場合であっても良好に発揮されるが、当該効果は、シリコン基材の仕上げＣＭＰ研磨工程で好適に使用される２０～４０ｎｍの平均一次粒子を有する研磨剤と組み合わせて使用する場合でも良好に発揮される。したがって、本発明に係る化学機械研磨組成物は、特にシリコン基材の仕上げ研磨工程において、極めて実用性の高いものである。なお、当然のことながら、本発明に係る化学機械研磨組成物は、他の研磨工程及び／又は他の基材の研磨にも使用することが可能である。
　［研磨剤］
　本発明における研磨剤は、シリコンウェハ等の半導体基材の化学機械研磨において当業者に公知の任意の適切な研磨剤であってよい。特に限定されないが、研磨剤は、例えば、アルミナ（例えば、α－アルミナ、γ－アルミナ、δ－アルミナ、及びヒュームドアルミナ）、シリカ（例えば、コロイダルシリカ、沈殿シリカ、ヒュームドシリカ）、セリア、チタニア、ジルコニア、ゲルマニア、マグネシア、それらの共形成された製品、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される研磨剤であってよい。好ましくは、研磨剤は、アルミナ、シリカ、セリア、ジルコニア及びそれらの組み合わせからなる群より選択され、より好ましくは、シリカ、特にはコロイダルシリカ又はセリアであり、最も好ましくはコロイダルシリカである。
　本発明においては、研磨剤は、任意の適切な粒子サイズを有することができる。特に限定されないが、例えば、研磨剤は、５ｎｍ以上、１０ｎｍ以上、１５ｎｍ以上、又は２０ｎｍ以上の平均一次粒子サイズを有することができる。研磨速度を確保しつつ、研磨剤の凝集を十分に抑制して、より改善されたＰＯＵフィルタ濾過性を得るために、研磨剤は１５ｎｍ以上の平均一次粒子サイズを有することが好ましく、２０ｎｍ以上の平均一次粒子サイズを有することがより好ましい。また、研磨剤は、２００ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、８０ｎｍ以下、６０ｎｍ以下、５０ｎｍ以下又は４０ｎｍ以下の平均一次粒子サイズを有することができる。より改善されたＰＯＵフィルタ濾過性を得て表面欠陥を低減するために、研磨剤は５０ｎｍ以下の平均一次粒子サイズを有することが好ましく、４０ｎｍ以下の平均一次粒子サイズを有することがより好ましい。したがって、研磨剤は、例えば、５～２００ｎｍ、１０～２００ｎｍ、２０～２００ｎｍ、５～１００ｎｍ、１０～１００ｎｍ、２０～１００ｎｍ、５～５０ｎｍ、１０～５０ｎｍ、２０～５０ｎｍ、５～４０ｎｍ、１０～４０ｎｍ又は２０～４０ｎｍの範囲の平均一次粒子サイズを有することができ、ＰＯＵフィルタ濾過性をさらに向上させる観点から、研磨剤は２０～４０ｎｍの範囲の平均一次粒子サイズを有することが特に好ましい。よって、本発明において最も好ましい研磨剤としては、２０～４０ｎｍの平均一次粒子サイズを有するシリカ（例えばコロイダルシリカ）である。
　さらに、一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合には、研磨速度を向上させるという観点及び被研磨物である基材の表面品質を改善させるという観点から、研磨剤は、好ましくは０．０２～３μｍ、より好ましくは０．０２～１．０μｍ、最も好ましくは０．０２～０．２μｍの平均二次粒子サイズを有する。研磨剤の平均一次粒子サイズは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）又は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察して画像解析を行うことにより求めることができる。また、平均二次粒子サイズは、レーザー光散乱法を用いて体積平均粒子サイズとして測定することができる。
　研磨剤は、水性キャリヤーとその中に溶解又は懸濁している全成分の質量に基づいて、例えば、０．０１質量％以上、０．０２質量％以上、０．０５質量％以上、又は０．１質量％以上であり、かつ２０質量％以下、１５質量％以下、１２質量％以下、又は１０質量％以下の量で化学機械研磨組成物中に存在してよい。研磨剤は、好ましくは０．０１～２０質量％、より好ましくは０．０５～１５質量％、最も好ましくは０．１～１０質量％の量で化学機械研磨組成物中に存在してよい。濃縮状態（希釈前）の化学機械研磨組成物は、例えば、１～１５質量％、好ましくは１～１０質量％の研磨剤を含んでもよい。また、希釈後（研磨使用時）の化学機械研磨組成物は、例えば、０．０１～３質量％、好ましくは０．０１～１質量％の研磨剤を含んでもよい。
　［ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）］
　本発明に係る化学機械研磨組成物において、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）は必須の成分である。ＨＥＣは主に濡れ剤として作用することができる。このような濡れ剤は、シリコンウェハ等の基材の表面を親水性に維持するのに有効である。本発明においては、改善されたＰＯＵフィルタ濾過性を得るために、ＨＥＣの重量平均分子量（Ｍｗ）を低く設定することが重要である。具体的には、本発明におけるＨＥＣは２００，０００以下のＭｗを有し、好ましくは１５０，０００以下のＭｗを有し、より好ましくは１２０，０００以下のＭｗを有する。低ＭｗのＨＥＣを、後述する界面活性剤と共に用いることで、研磨組成物が希釈された後において、改善されたＰＯＵフィルタ濾過性を示す化学機械研磨組成物を提供することが可能となる。一方で、ＨＥＣの分子量が大きくなる（例えば、Ｍｗ：２５０，０００）と、特に、研磨組成物が希釈された後の濾過時に、フィルタが目詰まりしてしまい、研磨組成物が十分に濾過されなくなり、ＰＯＵフィルタ濾過性が悪化する。このような場合、ＣＭＰに使用可能なスラリーの歩留まりが顕著に下がり、実用性に欠ける場合がある。さらに、その都度フィルタの洗浄又は交換が必要となり、循環的かつ連続的にスラリーを供給することができず使用上好ましくない。
　ＨＥＣは、水性キャリヤーとその中に溶解又は懸濁している全成分の質量に基づいて、例えば、０．００１質量％以上、０．００２質量％以上、０．００５質量％以上、又は０．０１質量％以上であり、かつ２．０質量％以下、１．５質量％以下、１．２質量％以下、又は１．０質量％以下の量で化学機械研磨組成物中に存在してよい。ＨＥＣは、好ましくは０．００１～２．０質量％、より好ましくは０．００５～１．５質量％、最も好ましくは０．０１～１．０質量％の量で化学機械研磨組成物中に存在してよい。
　［塩基性成分］
　本発明における塩基性成分は、シリコンウェハ等の半導体基材の表面に化学的に作用して研磨剤による機械研磨を助けることができる。特に限定されないが、塩基性成分は、例えば、アンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸アンモニウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、モノエタノールアミン、Ｎ－（β－アミノエチル）エタノールアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、無水ピペラジン、ピペラジン六水和物、１－（２－アミノエチル）ピペラジン、Ｎ－メチルピペラジン、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される化合物であってよい。好ましくは、塩基性成分は、アンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸アンモニウム、炭酸カリウム、及び炭酸ナトリウムからなる群より選択される。より好ましくは、塩基性成分は、アンモニア、水酸化カリウム、又は水酸化ナトリウムであり、最も好ましくはアンモニアである。
　塩基性成分は、水性キャリヤーとその中に溶解又は懸濁している全成分の質量に基づいて、例えば、０．００１質量％以上、０．００２質量％以上、０．００５質量％以上、０．０１質量％以上、又は０．１質量％以上であり、かつ５．０質量％以下、３．０質量％以下、１．５質量％以下、１．２質量％以下、又は１．０質量％以下の量で化学機械研磨組成物中に存在してよい。塩基性成分は、好ましくは０．００１～５．０質量％、より好ましくは０．００５～１．５質量％、最も好ましくは０．０１～１．０質量％の量で化学機械研磨組成物中に存在してよい。
　［界面活性剤］
　本発明における界面活性剤は、本発明に係る化学機械研磨組成物において必須の成分であるが、界面活性剤の種類は、シリコンウェハ等の半導体基材の化学機械研磨において当業者に公知の任意の適切な界面活性剤であってよい。上述した低い重量平均分子量を有するＨＥＣと界面活性剤を組み合わせて使用することで、希釈後の研磨組成物のＰＯＵフィルタ濾過性を向上させることができる。一方、界面活性剤を使用しないと、研磨組成物の分散性が十分でなく、低い重量平均分子量を有するＨＥＣを使用しても、希釈後の研磨組成物のＰＯＵフィルタ濾過性が不十分になるおそれがある。特に限定されないが、界面活性剤は、典型的に、アニオン性界面活性剤又はノニオン性界面活性剤であることができ、好ましくはノニオン性界面活性剤である。界面活性剤としてノニオン性界面活性剤を用いると、ｐＨの調整が容易になるだけでなく、ＨＥＣとの相溶性に優れるため好ましい。また、界面活性剤を含有する化学機械研磨組成物を用いてシリコンウェハ等の基材を研磨することで、優れた表面品質（例えばヘイズ）を達成することが可能となる。
　ノニオン性界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル（例えば、ポリオキシエチレンイソプロピルエーテル、ポリオキシエチレンイソブチルエーテル、ポリオキシエチレンｓｅｃ－ブチルエーテル、ポリオキシエチレン－ｔ－ブチルエーテル、ポリオキシエチレンイソペンチルエーテル、ポリオキシエチレンイソヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンヘプチルエーテル、ポリオキシエチレンイソヘプチルエーテル、ポリオキシエチレンイソオクチルエーテル、ポリオキシエチレンイソノニルエーテル、ポリオキシエチレンイソデシルエーテル、ポリオキシエチレンオキシプロピレン２－プロピルヘプチルエーテル、ポリオキシエチレンウンデシルエーテル、ポリオキシエチレンイソウンデシルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンイソラウリルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル、ポリオキシエチレンテトラデシルエーテル、ポリオキシエチレンイソテトラデシルエーテル、ポリオキシエチレンペンタデシルエーテル、ポリオキシエチレンイソペンタデシルエーテル、ポリオキシプロピレンメチルエーテル、ポリオキシプロピレンエチルエーテル、ポリオキシプロピレンブチルエーテル、ポリオキシプロピレン－２－エチルヘキシルエーテルなど）；ポリオキシアルキレンフェニルエーテル（例えば、ポリオキシエチレンフェニルエーテル、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテルなど）；アルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体；ポリオキシアルキレンアルキルアミン（例えば、ポリオキシエチレンベヘニルアミン、ポリオキシエチレンステアリルアミン、ポリオキシエチレンオレイルアミン、ポリオキシエチレンセチルアミン、ポリオキシエチレンラウリルアミンなど）；ポリオキシアルキレンアルキルアミド（例えば、ポリオキシエチレンラウリルアミド、ポリオキシエチレンステアリルアミド、ポリオキシエチレンオレイルアミドなど）；エチレンオキシド単位（ＥＯ）及びプロピレンオキシド単位（ＰＯ）を含む共重合体；ポリエーテルポリオール（例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ＥＯ及びＰＯの交互共重合体、ＥＯ及びＰＯのブロック共重合体、ＥＯ及びＰＯのランダム共重合体など）；ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル（例えば、ポリオキシエチレンモノステアリン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ポリオキシエチレンモノオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンモノラウリン酸エステルなど）；ポリエチレングリコール脂肪酸エステル（例えば、モノステアリン酸ポリエチレングリコール、モノオレイン酸ポリエチレングリコールなど）；グリセリン脂肪酸エステル（例えば、レシチン、高分子乳化剤、親油型モノステアリン酸グリセリンなど）；ポリグリセリン脂肪酸エステル（例えば、モノオレイン酸ポリグリセリル、ペンタオレイン酸ポリグリセリル、デカオレイン酸ポリグリセリルなど）；ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル（例えば、モノステアリン酸ポリオキシエチレングリセリンなど）；ソルビタン脂肪酸エステル類（例えば、モノラウリン酸ソルビタン、モノオレイン酸ソルビタン、トリオレイン酸ソルビタンなど）；ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類（例えば、モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、トリオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタンなど）；ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル（例えば、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビット、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビットなど）；ポリオキシエチレンヒマシ油・硬化ヒマシ油（ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油など）が挙げられる。これらの界面活性剤は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　本発明における界面活性剤は、使用する界面活性剤の種類に応じて決定されるが、水性キャリヤーとその中に溶解又は懸濁している全成分の質量に基づいて、例えば、０．０１ｐｐｍ以上、０．０５ｐｐｍ以上、０．１ｐｐｍ以上、０．５ｐｐｍ以上、１ｐｐｍ以上、２ｐｐｍ以上、５ｐｐｍ以上、又は１０ｐｐｍ以上であり、かつ５０００ｐｐｍ以下、３０００ｐｐｍ以下、１０００ｐｐｍ以下、５００ｐｐｍ以下、３００ｐｐｍ以下、１００ｐｐｍ以下の量で化学機械研磨組成物中に存在してよい。界面活性剤は、好ましくは０．１～５０００ｐｐｍ（０．００００１～０．５質量％）、より好ましくは１～１０００ｐｐｍ（０．０００１～０．１質量％）、最も好ましくは５～１０００ｐｐｍ（０．０００５～０．１質量％）の量で化学機械研磨組成物中に存在してよい。
　より改善されたＰＯＵフィルタ濾過性を達成し、表面品質をより向上させる、特にヘイズを低減する観点から、本発明における界面活性剤は、アルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体及びポリオキシアルキレンアルキルエーテルのうち少なくとも１種を含むことが好ましい。より好ましくは、本発明における界面活性剤は、アルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体及びポリオキシアルキレンアルキルエーテルの両方を含むとよい。これらの界面活性剤は、基材のヘイズを低減するのに極めて有効な界面活性剤である。
　（アルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体）
　本発明の化学機械研磨組成物は、より改善されたＰＯＵフィルタ濾過性及び／又は優れたヘイズ特性を達成するために、界面活性剤としてアルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体を含んでいると好ましい。さらに、本発明の化学機械研磨組成物がアルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体を含む場合、当該アルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体は、アルキレン基及びポリアルキレンオキシド基がＮ原子に結合した３級アミンを含む繰り返し構造単位を少なくとも２個含むものであるとより好ましい。上記のとおり、本発明に係る化学機械研磨組成物において、当該アルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体を使用することで、より改善されたＰＯＵフィルタ濾過性を得つつ、より高いヘイズの低減効果を達成することが可能となる。当然のことながら、化学機械研磨組成物においてアルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体を使用する場合、他の界面活性剤と共に使用することができる。
　上記のアルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体は、特に限定されないが、例えば、以下の式：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 で表され、式中、Ｒ1は、直鎖又は分岐鎖のＣ1～Ｃ10アルキレン基であり、好ましくは直鎖又は分岐鎖のＣ1～Ｃ4アルキレン基、より好ましくはエチレン基であり、Ｒ2はエチレン基、プロピレン基、ブチレン基及びそれらの組み合わせからなる群より選択されるアルキレン基であり、ｘは２～１０００、好ましくは２～２０の整数であり、ｙは２～１００００、好ましくは２～５００の整数である。Ｒ2は、好ましくはエチレン基及び／又はプロピレン基から選択される。Ｒ2がエチレン基とプロピレン基の両方を含む場合には、エチレン基とプロピレン基は、モル比で、８０：２０～９０：１０であることが好ましい。
　上記のアルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体は、９～１０の溶解性パラメータ（ＳＰ）を有することが好ましい。本発明において、溶解性パラメータ（ＳＰ）とは、上田ら、塗料の研究、Ｎｏ．１５２、Ｏｃｔ．２０１０年、第４１～４６頁において記載されているＦｅｄｏｒｓの方法を使用して計算したものを言う。
　アルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体は、例えば、５，０００～１００，０００又は１０，０００～８０，０００の平均分子量を有することができる。平均分子量が５，０００未満の場合には、十分にヘイズを改善することができないおそれがある。一方で、平均分子量が１００，０００を超える場合には、アルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体によって得られる効果、例えばヘイズ向上の効果に関する添加量依存性が大きくなりすぎるため好ましくない。
　アルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体は、水性キャリヤーとその中に溶解又は懸濁している全成分の質量に基づいて、例えば、１ｐｐｍ以上、２ｐｐｍ以上、５ｐｐｍ以上、又は１０ｐｐｍ以上であり、かつ５０００ｐｐｍ以下、３０００ｐｐｍ以下、１０００ｐｐｍ以下、又は５００ｐｐｍ以下の量で化学機械研磨組成物中に存在してよい。アルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体は、好ましくは１～５０００ｐｐｍ（０．０００１～０．５質量％）、より好ましくは２～１０００ｐｐｍ（０．０００２～０．１質量％）、最も好ましくは５～１０００ｐｐｍ（０．０００５～０．１質量％）の量で化学機械研磨組成物中に存在してよい。
　上記のアルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体は、当業者に公知の任意の方法により製造することができる。例えば、アルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体は、分子内に２個以上の第１級アミノ基及び／又は第２級アミノ基を有し、かつＮ原子を４～１００個を含むポリアミン化合物の活性水素に、アルキレンオキシドを付加重合させることにより製造することができる。より具体的には、当該ポリアミン化合物にアルカリ触媒下１００～１８０℃及び１～１０気圧でアルキレンオキシドを付加重合（グラフト重合）することにより製造することができる。ポリアミン化合物に対するアルキレンオキシドの付加重合の態様に特に制限はなく、２種以上のアルキレンオキシドが付加している場合、その形態はブロック状であってもランダム状であってもよい。
　主鎖構造を与えるポリアミン化合物としては、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ヘキサエチレンヘプタミンなどのポリエチレンポリアミン、及びエチレンイミンの重合によって得られるポリエチレンイミンなどのポリアルキレンイミンなどを挙げることができる。これらの化合物は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて使用して、ポリアミンの主鎖構造を形成してもよい。当該主鎖構造に付加させるアルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、及びブチレンオキシドなどを挙げることができる。これらのアルキレンオキシドは、単独で又は２種以上を組み合わせて使用してもよい。
　（ポリオキシアルキレンアルキルエーテル）
　本発明の化学機械研磨組成物は、より改善されたＰＯＵフィルタ濾過性及び／又は優れたヘイズ特性を達成するために、界面活性剤として、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを含んでいると好ましい。ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、上述したアルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体の代替として含んでもよく、その両方を含んでもよいが、ＰＯＵフィルタ濾過性及び／又はヘイズ特性の改善の観点から、両方含むことが最も好ましい。当然のことながら、化学機械研磨組成物においてポリオキシアルキレンアルキルエーテルを使用する場合、他の界面活性剤と共に使用することができる。さらに、本発明の化学機械研磨組成物がポリオキシアルキレンアルキルエーテルを含む場合、当該ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、式（ｉ）ＲＯ－（ＡＯ）n－Ｈで表され、式中、Ｒは直鎖又は分岐鎖のＣ1～Ｃ15アルキル基であり、Ａはエチレン基、プロピレン基及びそれらの組み合わせからなる群より選択されるアルキレン基であり、ｎはＡＯの平均付加モル数を表し、２～３０の数であるポリオキシアルキレンアルキルエーテルを含むものであってもよい。このようなポリオキシアルキレンアルキルエーテルを添加成分として含むことで、ＰＯＵフィルタ濾過性を改善するだけでなく、当該ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを含まない場合と比較して基材表面のヘイズを低減することができ、さらには、当該ポリオキシアルキレンアルキルエーテル等の添加成分が研磨パッド中に蓄積することによって生じ得る基材表面の濡れ性の低下を顕著に又は完全に防ぐことができる。したがって、当該ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを含む化学機械研磨組成物を用いた場合、基材表面の濡れ性の低下に起因する表面欠陥の発生を確実に排除することが可能となり、ひいては研磨パッドの寿命を向上させることも可能となる。
　式（ｉ）中のＲ基の炭素数が１６以上であっても、特定のポリオキシアルキレンアルキルエーテルについては、基材表面のヘイズを低減することは可能である。しかしながら、式（ｉ）中のＲ基の炭素数が１６以上になると、このようなポリオキシアルキレンアルキルエーテル、例えば、ポリオキシエチレンセチルエーテル又はポリオキシエチレンステアリルエーテルは研磨パッド中に蓄積されやすいため、各研磨工程の前に実施されるパッドコンディショニング等によっては完全に除去することができない場合がある。このため、基材の研磨を繰り返していくうちに研磨パッド上にポリオキシアルキレンアルキルエーテルが次第に蓄積されてしまう可能性がある。蓄積されたポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、基材表面の濡れ性を低下させ、場合によってはそれ自体が研磨の際に基材表面に欠陥を生じさせる要因となり得る。また、基材表面の濡れ性が低下すると、研磨により生じた削りかすや他の異物が基材に付着しやすくなり、その結果として、基材表面に欠陥を引き起こす要因となり得る。
　したがって、本発明においては、式（ｉ）中のＲは直鎖又は分岐鎖のＣ1～Ｃ15アルキル基であるとよく、基材表面のヘイズの低減及び研磨パッド中へのポリオキシアルキレンアルキルエーテルの蓄積に起因する基材表面の濡れ性の低下をより確実に防ぐためには、Ｒは直鎖又は分岐鎖のＣ1～Ｃ13アルキル基であることが好ましい。また、本発明の別の好ましい態様においては、Ｒは分岐鎖のＣ11～Ｃ15アルキル基であってもよく、分岐鎖のＣ12～Ｃ14アルキル基であるか、又は分岐鎖のＣ13アルキル基（例えば、イソトリデシル基）であってもよい。
　式（ｉ）中のＡは、エチレン基とプロピレン基のいずれであってもよく、１つ又は複数のエチレン基と１つ又は複数のプロピレン基の任意の組み合わせであってもよい。本発明の特定の好ましい態様においては、Ａはエチレン基であるか又はエチレン基とプロピレン基の組み合わせである。
　式（ｉ）中のｎはＡＯの平均付加モル数を表し、例えば、２～３０の範囲内で適切に決定すればよい。ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが研磨パッド中に蓄積されることによる基材表面の濡れ性の低下を改善するという観点からは、ｎはより大きな値であることが好ましく、例えば、５以上、６以上、８以上、１０以上、１１以上又は１２以上であってよい。また、ｎは２８以下であってもよく、例えば２５以下又は２３以下であってもよい。なお、本発明において、ＡＯの平均付加モル数とは、１モルのポリオキシアルキレンアルキルエーテル中に含まれるオキシアルキレン単位のモル数の平均値を言うものである。
　上記のポリオキシアルキレンアルキルエーテルの具体例としては、特に限定されないが、例えば、ポリオキシエチレンイソプロピルエーテル、ポリオキシエチレンイソブチルエーテル、ポリオキシエチレンｓｅｃ－ブチルエーテル、ポリオキシエチレン－ｔ－ブチルエーテル、ポリオキシエチレンイソペンチルエーテル、ポリオキシエチレンイソヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンヘプチルエーテル、ポリオキシエチレンイソヘプチルエーテル、ポリオキシエチレンイソオクチルエーテル、ポリオキシエチレンイソノニルエーテル、ポリオキシエチレンイソデシルエーテル、ポリオキシエチレンオキシプロピレン２－プロピルヘプチルエーテル、ポリオキシエチレンウンデシルエーテル、ポリオキシエチレンイソウンデシルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンイソラウリルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル、ポリオキシエチレンテトラデシルエーテル、ポリオキシエチレンイソテトラデシルエーテル、ポリオキシエチレンペンタデシルエーテル、及びポリオキシエチレンイソペンタデシルエーテル等が挙げられる。
　好ましくは、上記のポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、ポリオキシエチレンイソデシルエーテル、ポリオキシエチレンオキシプロピレン２－プロピルヘプチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、及びポリオキシエチレンイソトリデシルエーテルのうち少なくとも１種を含み、最も好ましくは、ポリオキシエチレンオキシプロピレン２－プロピルヘプチルエーテル、及びポリオキシエチレンイソトリデシルエーテルのうち少なくとも１種を含む。これらのポリオキシアルキレンアルキルエーテルは当業者に公知の任意の方法によって合成してもよいし又は商業的に入手することも可能である。
　本発明において、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルのＨＬＢ値は、グリフィン法に従って算出され、より具体的には以下の式によって算出される。
　ＨＬＢ値＝２０×（親水部の式量の総和）／（分子量）
　ここで、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの親水部は、ポリオキシアルキレンすなわち式（ｉ）中の（ＡＯ）n部に相当することから、ＨＬＢ値は、Ｒ基の炭素数とオキシアルキレン（ＡＯ）の平均付加モル数に依存して変化することが明らかである。しかしながら、本発明の効果、とりわけ基材表面の濡れ性の向上については、式（ｉ）中のＲ基の炭素数が支配的なパラメータであり、このためＨＬＢ値によって基材表面の濡れ性が大きく左右されることはない。したがって、本発明におけるポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、任意の好適なＨＬＢ値を有することができる。一般的には、ＨＬＢ値は１２～１８の範囲内において適宜決定すればよい。
　本発明において、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、任意の適切な分子量を有することができる。特に限定されないが、当該ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、約１００～約２，０００の平均分子量を有することができる。
　ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、水性キャリヤーとその中に溶解又は懸濁している全成分の質量に基づいて、例えば、０．０１ｐｐｍ以上、０．０２ｐｐｍ以上、０．０５ｐｐｍ以上、又は０．１ｐｐｍ以上であり、かつ５０００ｐｐｍ以下、３０００ｐｐｍ以下、１０００ｐｐｍ以下、又は５００ｐｐｍ以下の量で化学機械研磨組成物中に存在してよい。ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、好ましくは０．１～５０００ｐｐｍ（０．００００１～０．５質量％）、より好ましくは０．１～１０００ｐｐｍ（０．００００１～０．１質量％）、最も好ましくは０．１～５００ｐｐｍ（０．００００１～０．０５質量％）の量で化学機械研磨組成物中に存在してよい。
　［水性キャリヤー］
　水性キャリヤーは、当該水性キャリヤー中に溶解又は懸濁している全成分を研磨されるべき好適な基材表面に適用することを促進するのに用いられる。水性キャリヤーは、典型的には水のみから構成されてもよく、水と水溶性溶剤を含んでもよく、又はエマルジョンであってもよい。好ましい水溶性溶剤としては、アルコール、例えば、メタノール、エタノールなどが挙げられる。水性キャリヤーは、好ましくは水、より好ましくは脱イオン水である。
　本発明の化学機械研磨組成物は、任意の好適なｐＨを有することができ、具体的なｐＨ値は研磨速度等を考慮して適宜決定すればよい。例えば、化学機械研磨組成物は、７～１２のｐＨを有することができ、好ましくは８～１２、より好ましくは８．５～１２のｐＨを有する。ｐＨ値は、必要に応じてｐＨ調整剤を添加することにより調整することができる。ｐＨ調整剤は、任意のアルカリ性物質であってよく、上記の塩基性成分と同じであっても又は異なっていてもよい。好ましくは、ｐＨ調整剤は、アンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、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、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、及び炭酸ナトリウムからなる群より選択される。より好ましくは、ｐＨ調整剤は、アンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、又は水酸化テトラエチルアンモニウムであり、最も好ましくは水酸化カリウムである。
　［水溶性高分子］
　本発明の化学機械研磨組成物は、ＨＥＣの他に、任意選択で、水溶性高分子をさらに含んでもよい。このような水溶性高分子としては、特に限定されないが、例えば、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルアセトアミド、セルロース誘導体（ただしＨＥＣを除く）及びポリビニルアルコール構造単位を含む重合体からなる群より選択される少なくとも１種を挙げることができ、ポリビニルアルコール構造単位を含む重合体を含むことが好ましい。
　水溶性高分子（ＨＥＣを除く）は、使用する水溶性高分子の種類に応じて決定されるが、水性キャリヤーとその中に溶解又は懸濁している全成分の質量に基づいて、例えば、０．１ｐｐｍ以上、１ｐｐｍ以上、２ｐｐｍ以上、５ｐｐｍ以上、１０ｐｐｍ以上、２０ｐｐｍ以上又は５０ｐｐｍ以上であり、かつ５０００ｐｐｍ以下、３０００ｐｐｍ以下、１０００ｐｐｍ以下、又は５００ｐｐｍ以下の量で化学機械研磨組成物中に存在してよい。当該水溶性高分子は、好ましくは０．１～５０００ｐｐｍ（０．００００１～０．５質量％）、より好ましくは１～３０００ｐｐｍ（０．０００１～０．３質量％）、最も好ましくは２～１０００ｐｐｍ（０．０００２～０．１質量％）の量で化学機械研磨組成物中に存在してよい。
　（セルロース誘導体）
　ＨＥＣの他に、水溶性高分子としてセルロース誘導体を使用する場合、当該セルロース誘導体としては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、及びそれらの任意の組み合わせから選択することができる。
　（ポリビニルアルコール構造単位を含む重合体）
　化学機械研磨においては、基材と研磨組成物（スラリー）との間で機械的な相互作用を利用するため、スラリー中に含まれる研磨剤及び／又はスラリー中で凝集した他のパーティクルなどによって研磨の際にナノ研磨欠陥やＰＩＤ等の基材上の連続した表面欠陥が発生する場合がある。本発明においては、ナノ研磨欠陥やＰＩＤ等の基材上の連続した表面欠陥を低減するために、化学機械研磨組成物は、ポリビニルアルコール構造単位を含む重合体を含有することができる。
　ポリビニルアルコール構造単位を含む重合体はまた、濡れ剤として機能することもできる。したがって、本発明の化学機械研磨組成物において、基材表面を親水性に維持するために、ＨＥＣに加えて、ポリビニルアルコール構造単位を含む重合体を使用してもよい。また、当該ポリビニルアルコール構造単位を含む重合体は、研磨組成物中において、上述したアルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体及びポリオキシアルキレンアルキルエーテルのうちの少なくとも１種と共に使用されるのが好ましく、アルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体及びポリオキシアルキレンアルキルエーテルの両方と共に使用されるのがより好ましい。当該重合体をこれらの界面活性剤と共に使用することで、スラリーの品質がより良好に安定する。
　ポリビニルアルコール構造単位を含む重合体としては、ポリビニルアルコール構造単位を含む任意の重合体であってよい。例えば、ポリビニルアルコール構造単位を含む重合体は、単にポリビニルアルコールであってもよく、又はポリビニルアルコールに加えて、ポリエチレングリコール等のポリアルキレンオキシドを含むものであってもよい。さらに、ポリビニルアルコール構造単位を含む重合体は、例えば、重合体の主鎖又は側鎖にポリビニルアルコール構造単位を含むものであってよく、さらに当該ポリビニルアルコール構造単位の一部がアシロキシ基で置換されたものであってもよい。重合体の主鎖にポリビニルアルコール構造単位を含む重合体としては、例えば、主鎖にポリビニルアルコール構造単位を含み、側鎖にポリアルキレンオキシド構造単位を含むポリビニルアルコール－ポリアルキレンオキシドグラフト共重合体が挙げられ、当該ポリアルキレンオキシド構造単位は、エチレンオキシド、プロピレンオキシド及びそれらの組み合わせからなる群より選択される少なくとも１つを含むものであってよい。このような共重合体において、ポリビニルアルコール構造単位とポリアルキレンオキシド構造単位は、例えば、モル比で、９５：５～６０：４０又は９０：１０～７０：３０の範囲において存在してもよい。
　このような共重合体の好ましい例としては、例えば、下記一般式：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 で表され、式中、Ｒ3は、水酸基、又はＲ’ＣＯＯ－で表されるアシロキシ基（式中、Ｒ’はＣ1～Ｃ8アルキル基である）（例えばＣＨ3ＣＯＯ－基等）であり、Ｒ4は、水素原子、又はＲ”ＣＯ－で表されるアシル基（式中、Ｒ”はＣ1～Ｃ8アルキル基である）（例えばＣＨ3ＣＯ－基等）であり、ａは１～１０，０００の整数であり、Ｍ１及びＭ２はそれぞれ０ｍｏｌ％超１００ｍｏｌ％未満の実数であり、Ｍ１＋Ｍ２＝１００ｍｏｌ％であるポリビニルアルコール－ポリエチレンオキシドグラフト共重合体が挙げられる。上記一般式の共重合体は、Ｒ3について水酸基とアシロキシ基が混在した構造であってよく、より具体的にはアシロキシ基の一部が水酸基にケン化された構造であってよい。この場合のケン化度は、特に限定されないが、７０～１００％、８０～１００％、９０～１００％又は９５～１００％であってよい。Ｍ１及びＭ２の値は、主鎖を構成するポリビニルアルコール構造単位と側鎖を構成するポリエチレンオキシド構造単位の存在比に応じて適切に決定することができる。
　上記一般式のポリビニルアルコール－ポリエチレンオキシドグラフト共重合体のより具体的な例としては、下記一般式：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 で表され、式中、ａは１～１０，０００の整数であり、Ｍ１及びＭ２はそれぞれ０ｍｏｌ％超１００ｍｏｌ％未満の実数であり、Ｍ１＋Ｍ２＝１００ｍｏｌ％であるポリビニルアルコール－ポリエチレンオキシドグラフト共重合体が挙げられる。上記化学式中の主鎖を構成するポリビニルアルコール構造単位の水酸基は、その一部がＲ’ＣＯＯ－で表されるアシロキシ基（式中、Ｒ’はＣ1～Ｃ8アルキル基である）で置換されていてもよく、同様に、一般式中の側鎖を構成するポリエチレンオキシド構造単位の末端水酸基は、その一部がＲ”ＣＯ－で表されるアシル基（式中、Ｒ”はＣ1～Ｃ8アルキル基である）で置換されていてもよい。
　一方、重合体の側鎖にポリビニルアルコール構造単位を含む重合体としては、例えば、主鎖にポリアルキレンオキシド構造単位を含み、側鎖にポリビニルアルコール構造単位を含むポリビニルアルコール－ポリアルキレンオキシドグラフト共重合体が挙げられ、当該ポリアルキレンオキシド構造単位は、エチレンオキシド、プロピレンオキシド及びそれらの組み合わせからなる群より選択される少なくとも１つを含むものであってよい。このような共重合体において、ポリビニルアルコール構造単位とポリアルキレンオキシド構造単位は、例えば、モル比で、９５：５～６０：４０又は９０：１０～７０：３０の範囲において存在してもよい。
　このような共重合体の好ましい例としては、例えば、下記一般式：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 で表され、式中、Ｒ5は、水酸基、又はＲ’ＣＯＯ－で表されるアシロキシ基（式中、Ｒ’はＣ1～Ｃ8アルキル基である）（例えばＣＨ3ＣＯＯ－基等）であり、Ｒ6及びＲ7はそれぞれ独立して直鎖又は分岐鎖のＣ2～Ｃ3アルキレン基であり、ｂは２～１０，０００の整数であり、Ｎ１及びＮ２はそれぞれ０ｍｏｌ％超１００ｍｏｌ％未満の実数であり、Ｎ１＋Ｎ２＝１００ｍｏｌ％であるポリビニルアルコール－ポリエチレンオキシドグラフト共重合体が挙げられる。上記一般式の共重合体は、Ｒについて水酸基とアシロキシ基が混在した構造であってよく、より具体的にはアシロキシ基の一部が水酸基にケン化された構造であってよい。この場合のケン化度は、特に限定されないが、７０～１００％、８０～１００％、９０～１００％又は９５～１００％であってよい。Ｎ１とＮ２の値は、主鎖を構成するポリエチレンオキシド構造単位と側鎖を構成するポリビニルアルコール構造単位の存在比に応じて適切に決定することができる。
　上記一般式のポリビニルアルコール－ポリエチレンオキシドグラフト共重合体のより具体的な例としては、下記一般式：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 で表され、式中、ｂは２～１０，０００の整数であり、Ｎ１及びＮ２はそれぞれ０ｍｏｌ％超１００ｍｏｌ％未満の実数であり、Ｎ１＋Ｎ２＝１００ｍｏｌ％であるポリビニルアルコール－ポリエチレンオキシドグラフト共重合体が挙げられる。上記化学式中の側鎖を構成するポリビニルアルコール構造単位の水酸基は、その一部がＲ’ＣＯＯ－で表されるアシロキシ基（式中、Ｒ’はＣ1～Ｃ8アルキル基である）で置換されていてもよい。
　ポリビニルアルコール構造単位を含む重合体がポリビニルアルコールであるか、又はポリビニルアルコールとポリアルキレンオキシドの混合物である場合には、ポリビニルアルコール及びポリアルキレンオキシドは、例えば１，０００～１０，０００，０００の平均分子量を有することができる。一方、ポリビニルアルコール構造単位を含む重合体が上記のポリビニルアルコール－ポリエチレンオキシドグラフト共重合体である場合には、当該ポリビニルアルコール－ポリエチレンオキシドグラフト共重合体は、例えば、５，０００～５００，０００、１０，０００～３００，０００、又は１０，０００～２００，０００の平均分子量を有することができる。
　ポリビニルアルコール構造単位を含む重合体は、水性キャリヤーとその中に溶解又は懸濁している全成分の質量に基づいて、例えば、０．１ｐｐｍ以上、１ｐｐｍ以上、２ｐｐｍ以上、又は５ｐｐｍ以上であり、かつ５０００ｐｐｍ以下、３０００ｐｐｍ以下、１０００ｐｐｍ以下、又は５００ｐｐｍ以下の量で化学機械研磨組成物中に存在してよい。ポリビニルアルコール構造単位を含む重合体は、好ましくは０．１～５０００ｐｐｍ（０．００００１～０．５質量％）、より好ましくは１～３０００ｐｐｍ（０．０００１～０．３質量％）、最も好ましくは２～１０００ｐｐｍ（０．０００２～０．１質量％）の量で化学機械研磨組成物中に存在してよい。
　［他の添加剤］
　本発明に係る化学機械研磨組成物は、任意選択で、他の添加剤、例えば、研磨速度促進剤、キレート剤等をさらに含んでもよい。研磨速度促進剤としては、例えば、ヒドロキサム酸（例えばアセトヒドロキサム酸）、窒素含有ヘテロ環式化合物（例えば１，２，４－トリアゾール等のトリアゾール類）又はそれらの組み合わせを挙げることができる。また、キレート剤としては、例えば、シュウ酸、クエン酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、酒石酸、フタル酸等の有機酸、グリシン、セリン、プロリン、ロイシン、アラニン、アスパラギン、グルタミン、バリン、リジン等のアミノ酸、及び、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸（ＨＥＤＴＡ）、ニトリロ三酢酸、イミノ二酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）等のポリアミン複合物を挙げることができる。
　［化学機械研磨方法］
　本発明の基材の化学機械研磨方法は、
　基材を研磨パッド及び上で説明した化学機械研磨組成物と接触させる工程、
　前記基材に対して前記研磨パッドを前記化学機械研磨組成物をそれらの間に置いて動かす工程、並びに
　前記基材の少なくとも一部をすり減らして前記基材を研磨する工程
を含むことを特徴としている。
　基材を化学機械研磨する本発明の方法は、化学機械研磨（ＣＭＰ）装置とともに使用するのに特に適している。典型的には、この装置は、使用の際に動き、軌道、直線又は円運動から生じる速度を有するプラテンと、このプラテンと接触し、プラテンが動くとそれとともに動く研磨パッドと、研磨パッドの表面に対して接触し動くことにより研磨すべき基材を保持するキャリヤーとを含む。基材の研磨は、基材を研磨パッド及び本発明の化学機械研磨組成物と接触させることにより行われ、次いで研磨パッドを基材に対して動かして基材の少なくとも一部をすり減らして基材を研磨するようにする。
　基材は、任意の好適な研磨パッドとともに化学機械研磨組成物で平坦化又は研磨することができる。基材は、シリコン基材だけでなく、ポリシリコン膜、ＳｉＯ2膜又は金属配線膜が形成されたシリコン基材、サファイア基材、ＳｉＣ基材、ＧａＡｓ基材、ＧａＮ基材、及びＴＳＶ形成用基材などであってもよい。好適な研磨パッドとしては、例えば、織及び不織の研磨パッドが挙げられる。さらに、好適な研磨パッドは、種々の密度、硬度、厚さ、圧縮性、圧縮に対する反発力、及び圧縮弾性率の任意の好適なポリマーを含むことができる。好適なポリマーとしては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ナイロン、フッ化炭素、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレン、それらの共形成製品、及びそれらの混合物が挙げられる。
　本発明の方法は、事前に化学機械研磨組成物のスラリーを調製しておき、当該スラリーを基材に供給しながら研磨パッドで研磨する方法に加え、希釈液及びスラリー原液を研磨パッド上に供給し、研磨パッド近傍で研磨用のスラリーを調製する方法においても実施することができる。
　以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
　以下の実施例において、種々の化学機械研磨組成物を調製し、それらを希釈したものを用いてフィルタ濾過試験を行うことにより各組成物のＰＯＵフィルタ濾過性を調べ、一部の化学機械研磨組成物については、シリコンウェハを研磨したときの被研磨面のライトポイント欠陥（ＬＰＤ）及びナノ研磨欠陥についても調べた。
　［例１の研磨組成物の調製］
　水に、５．０質量％のコロイダルシリカ（平均一次粒子サイズ：約２５ｎｍ、平均二次粒子サイズ：約４５ｎｍ）、０．２０質量％のアンモニア、０．２８質量％のＨＥＣ（重量平均分子量：１２０，０００）、及び０．０５０質量％のアルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体（エチレンオキシド：プロピレンオキシド＝８：２、平均窒素数：５個、分子量＝４６，０００）を添加して、例１の研磨組成物を調製した。
　［例２の研磨組成物の調製］
　例１の研磨組成物のアルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体を０．００５質量％のポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル（炭素鎖長：１３個、分岐鎖、エチレンオキシド＝８個）に変えた以外は、例１の研磨組成物と同様にして例２の研磨組成物を調製した。
　［例３の研磨組成物の調製］
　例１の研磨組成物に、０．００５質量％のポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル（炭素鎖長：１３個、分岐鎖、エチレンオキシド＝８個）と、水溶性高分子として０．０１０質量％のポリビニルアルコール－ポリエチレンオキサイドグラフト共重合体（８０：２０ｍｏｌ％、分子量：９３，６００、ケン化度：９８．５％、主鎖：ポリビニルアルコール、側鎖：ポリエチレンオキサイド）とを加えた以外は、例１の研磨組成物と同様にして例３の研磨組成物を調製した。
　［比較例１の研磨組成物の調製］
　水に、５．０質量％のコロイダルシリカ（平均一次粒子サイズ：約２５ｎｍ、平均二次粒子サイズ：約４５ｎｍ）、０．２０質量％のアンモニア、及び０．２８質量％のＨＥＣ（重量平均分子量：２５０，０００）を添加して、比較例１の研磨組成物を調製した。
　［比較例２の研磨組成物の調製］
　比較例１の研磨組成物のＨＥＣの重量平均分子量を２５０，０００から１２０，０００に変えた以外は、比較例１の研磨組成物と同様の比較例２の研磨組成物を調製した。
　［比較例３の研磨組成物の調製］
　比較例１の研磨組成物の成分に、例３で用いた０．０５０質量％のアルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体、０．００５質量％のポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル及び０．０１０質量％のポリビニルアルコール－ポリエチレンオキサイドグラフト共重合体を加えた以外は、比較例１の研磨組成物と同様にして比較例３の研磨組成物を調製した。
　例１～３及び比較例１～３の研磨組成物の構成を以下の表１に示す。表中の「シリカサイズ」はコロイダルシリカの平均一次粒子サイズ、「ＨＥＣ　Ｍｗ」はＨＥＣの重量平均分子量、「界面活性剤Ａ」はアルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体、「界面活性剤Ｂ」はポリオキシエチレンイソトリデシルエーテルを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　次に、コロイダルシリカの平均一次粒子サイズを変更して、上記の例１～３及び比較例１～３の研磨組成物と同様に以下の例４及び比較例４～６の研磨組成物、並びに例５及び比較例７の研磨組成物を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　［ＰＯＵフィルタ濾過試験］
　上記の表１～３に記載の各研磨組成物を脱イオン水で２０倍希釈して、希釈後の研磨組成物のフィルタ濾過試験を行い、ＰＯＵフィルタ濾過性を評価した。フィルタは、日本ポール社製の「ウルチポア（登録商標）Ｎ６６」（直径４７ｍｍ、定格濾過精度０．２μｍ）を用い、試験温度：２０℃、濾過差圧：１００ｋＰａ（定圧濾過）の条件で行った。各研磨組成物について、上記条件でフィルタ濾過試験を実施し、濾過を開始してからの時間（秒）を関数とした濾過量（スループット）（ｇ）を調べた。表１～３の各研磨組成物について得られた結果をそれぞれ図１～３に示す。
　表１及び図１を参照すると、２００，０００以下のＭｗのＨＥＣが界面活性剤と共に使用された例１～３は、２００，０００超のＭｗのＨＥＣを用いた、及び／又は、界面活性剤を使用しなかった比較例１～３に比べて、経過時間に対して濾過量が多くなり、ＰＯＵフィルタ濾過性が改善されたことを理解することができる。より詳細には、各組成物について６００秒後の濾過量（スループット）を比較すると、例１：４０１ｇ、例２：２１９ｇ、例３：３５３ｇ、比較例１：１８ｇ、比較例２：１６５ｇ、比較例３：２０ｇとなり、例１～３は比較例１～３に比べて優れたＰＯＵフィルタ濾過性を有することがわかる。特に、アルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体を用いた場合にＰＯＵフィルタ濾過性が顕著に向上した。
　表２及び図２を参照すると、図１と同様に、研磨剤の平均一次粒子サイズが３５ｎｍの場合でも、２００，０００以下のＭｗのＨＥＣが界面活性剤と共に使用された例４は、２００，０００超のＭｗのＨＥＣを用いた、及び／又は、界面活性剤を使用しなかった比較例４～６に比べてＰＯＵフィルタ濾過性が改善されたことを理解することができる。より詳細には、６００秒後の濾過量（スループット）を比較すると、例４：４７９ｇ、比較例４：１８ｇ、比較例５：２７６ｇ、比較例６：２３２ｇとなり、例４は比較例４～６に比べて優れたＰＯＵフィルタ濾過性を有することがわかる。
　表３及び図３を参照すると、図１及び図２と同様に、研磨剤の平均一次粒子サイズが１５ｎｍの場合でも、２００，０００以下のＭｗのＨＥＣが界面活性剤と共に使用された例５は、界面活性剤を使用しなかった比較例７に比べてＰＯＵフィルタ濾過性が改善されたことを理解することができる。より詳細には、６００秒後の濾過量（スループット）を比較すると、例５：１９９ｇ、比較例７：４０ｇとなり、例５は比較例７に比べて優れたＰＯＵフィルタ濾過性を有することがわかる。
　低重量平均分子量のＨＥＣ及び界面活性剤を用いた本発明に係る研磨組成物では、ＨＥＣを含有する研磨組成物であるにもかかわらず、フィルタの目詰まりを十分に抑制でき、小孔径サイズのフィルタを用いた場合に十分なＰＯＵフィルタ濾過性が達成できた。また、同成分構成におけるシリカサイズ間の濾過性を比較すると、一次粒子サイズが大きいほど濾過性に優れる傾向が見られた。所望の濾過性能と研磨性能とのバランスに応じて、最適な粒子径サイズを選択（使用）することができる。例えば、基材の表面品質をより重視する場合は、一次粒子サイズを小さいものを用いるとよい。
　［ＣＭＰ後の表面品質の評価］
　例３の研磨組成物及び比較例３の研磨組成物を脱イオン水で２０倍希釈して、希釈後の各研磨組成物を上記のフィルタで濾過した後、その濾過後のスラリーを用いてシリコンウェハの基材を化学機械研磨（ＣＭＰ）して、研磨後のシリコンウェハの表面品質（ライトポイント欠陥（ＬＰＤ）、ナノ研磨欠陥）を評価した。
　［研磨操作］
　まず、抵抗率０．１～１００Ω・ｃｍ及び結晶方位＜１００＞の１２インチｐ型シリコンウェハ（シリコン基材）をフッ化水素酸（０．５％）を用いて２３℃で２分間洗浄して自然酸化膜を除去し、次いで、得られたシリコンウェハを、例３の研磨組成物及び比較例３の研磨組成物を純水で２０倍希釈（質量比）したスラリーを用いて以下の条件下で化学機械研磨処理した。希釈後のスラリーのｐＨは水酸化カリウムで約１０とした。
　（１）ＣＭＰ装置：１２インチ片面研磨機、岡本機械製作所製ＳＰＰ８００Ｓ
　（２）ウェハヘッド：テンプレート方式
　（３）研磨パッド：フジボウ愛媛社製ＰＯＬＹＰＡＳ　２７ＮＸ－ＰＳ
　（４）定盤回転数：３１ｒｐｍ
　（５）研磨ヘッド回転数：３３ｒｐｍ
　（６）研磨圧：２．２ｐｓｉ＝１５２ｇ／ｃｍ2＝１５ｋＰａ
　（７）スラリー供給量：５００ｍＬ／分（かけ流し）
　研磨後、シリコンウェハを、ＳＣ－１（アンモニア（２９質量％水溶液）：過酸化水素（３１質量％水溶液）：純水＝２：１：１０（体積比）の溶液）を用いて２３℃で２０分間バッチ洗浄した。次に、シリコンウェハを芝浦メカトロニクス製ＳＣ－２００Ｓにより、ＳＣ－１（アンモニア（２９質量％水溶液）：過酸化水素（３１質量％水溶液）：純水＝１：４：２０（体積比）の溶液）及びＰＶＡブラシを用いて２３℃でスクラブ洗浄し、次いで純水洗浄した。
　［欠陥の測定］
　さらに、研磨後のシリコンウェハのライトポイント欠陥（ＬＰＤ）の形成について調べた。より具体的には、ＬＰＤは、同じくＫＬＡ　Ｔｅｎｃｏｒ社製のＳｕｒｆｓｃａｎ　ＳＰ２を用い、暗視野コンポジット斜入射チャネル（ＤＣＯ）におけるＬＰＤの値を用いた。ナノ研磨欠陥は、ＬＰＤシグナルよりも強度が低く、表面からの散乱強度がベースライン強度よりも局所的に強いシグナルの量として定義した。設定した領域内において観測された該当するシグナルをカウントして判定した。
　例３の研磨組成物は、比較例３の研磨組成物に比べ、研磨速度は同等程度に維持しつつ、ナノ研磨欠陥が約８％改善し、ＬＰＤが約２％改善した。よって、本発明に係る化学機械研磨組成物は、高いＰＯＵフィルタ濾過性を有し実用性が高いだけでなく、基材の表面品質を向上させることができる。

Claims (15)

  1. 　研磨剤、
    　２００，０００以下の重量平均分子量を有するヒドロキシエチルセルロース、
    　塩基性成分、
    　界面活性剤、及び
    　水性キャリヤーを含有する、基材を研磨するための化学機械研磨組成物。
  2. 　前記ヒドロキシエチルセルロースが１５０，０００以下の重量平均分子量を有する、請求項１に記載の化学機械研磨組成物。
  3. 　前記研磨剤が５０ｎｍ以下の一次粒子サイズを有する、請求項１又は２に記載の化学機械研磨組成物。
  4. 　前記研磨剤が２０～４０ｎｍの一次粒子サイズを有する、請求項１又は２に記載の化学機械研磨組成物。
  5. 　前記界面活性剤が、アルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体及びポリオキシアルキレンアルキルエーテルのうち少なくとも１種を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の化学機械研磨組成物。
  6. 　前記界面活性剤が、アルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体及びポリオキシアルキレンアルキルエーテルの両方を含む、請求項５に記載の化学機械研磨組成物。
  7. 　前記界面活性剤がアルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体を含み、前記アルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体が、アルキレン基及びポリアルキレンオキシド基がＮ原子に結合した３級アミンを含む繰り返し構造単位を少なくとも２個含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の化学機械研磨組成物。
  8. 　前記界面活性剤がポリオキシアルキレンアルキルエーテルを含み、前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが、式（ｉ）ＲＯ－（ＡＯ）n－Ｈで表され、式中、Ｒは直鎖又は分岐鎖のＣ1～Ｃ15アルキル基であり、Ａはエチレン基、プロピレン基及びそれらの組み合わせからなる群より選択されるアルキレン基であり、ｎはＡＯの平均付加モル数を表し、２～３０の数である、請求項１～７のいずれか１項に記載の化学機械研磨組成物。
  9. 　ポリビニルアルコール構造単位を含む重合体を含む水溶性高分子をさらに含有する、請求項１～８のいずれか１項に記載の化学機械研磨組成物。
  10. 　前記ポリビニルアルコール構造単位を含む重合体が、主鎖にポリビニルアルコール構造単位を含み、側鎖にポリアルキレンオキシド構造単位を含むポリビニルアルコール－ポリアルキレンオキシドグラフト共重合体、又は、主鎖にポリアルキレンオキシド構造単位を含み、側鎖にポリビニルアルコール構造単位を含むポリビニルアルコール－ポリアルキレンオキシドグラフト共重合体である、請求項９に記載の化学機械研磨組成物。
  11. 　前記研磨剤が、アルミナ、シリカ、セリア、ジルコニア及びそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項１～１０のいずれか１項に記載の化学機械研磨組成物。
  12. 　２０～４０ｎｍの一次粒子サイズを有するシリカ、
    　１５０，０００以下の重量平均分子量を有するヒドロキシエチルセルロース、
    　アンモニア、
    　アルキレンポリアルキレンオキシドアミン重合体及びポリオキシアルキレンアルキルエーテルのうち少なくとも１種を含む界面活性剤、
    　ポリビニルアルコール構造単位を含む重合体を含む水溶性高分子、及び
    　水性キャリヤーを含有する、請求項１に記載の化学機械研磨組成物。
  13. 　前記基材がシリコン基材である、請求項１～１２のいずれか１項に記載の化学機械研磨組成物。
  14. 　基材を研磨パッド及び請求項１～１３のいずれか１項に記載の化学機械研磨組成物と接触させる接触工程、
    　前記基材に対して前記研磨パッドを前記化学機械研磨組成物をそれらの間に置いて動かす工程、並びに
    　前記基材の少なくとも一部をすり減らして前記基材を研磨する工程
    を含む、基材の化学機械研磨方法。
  15. 　前記接触工程の前に、前記化学機械研磨組成物を希釈し、次いで、５μｍ以下の孔径のフィルタで濾過する工程を含む、請求項１４に記載の基材の化学機械研磨方法。
PCT/JP2020/045532 2019-12-13 2020-12-07 化学機械研磨組成物及びそれを用いた化学機械研磨方法 Ceased WO2021117689A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/784,228 US20240263039A1 (en) 2019-12-13 2020-12-07 Chemical-mechanical polishing composition and chemical-mechanical polishing method using the same
CN202080086651.0A CN114829521B (zh) 2019-12-13 2020-12-07 化学机械抛光组合物及使用其的化学机械抛光方法
EP20900201.3A EP4074792B1 (en) 2019-12-13 2020-12-07 Chemical-mechanical polishing composition and chemical-mechanical polishing method in which same is used
KR1020227023918A KR20220113498A (ko) 2019-12-13 2020-12-07 화학-기계적 연마 조성물 및 이를 이용한 화학-기계적 연마 방법

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-225212 2019-12-13
JP2019225212A JP7477964B2 (ja) 2019-12-13 2019-12-13 化学機械研磨組成物及びそれを用いた化学機械研磨方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021117689A1 true WO2021117689A1 (ja) 2021-06-17

Family

ID=76330365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/045532 Ceased WO2021117689A1 (ja) 2019-12-13 2020-12-07 化学機械研磨組成物及びそれを用いた化学機械研磨方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20240263039A1 (ja)
EP (1) EP4074792B1 (ja)
JP (1) JP7477964B2 (ja)
KR (1) KR20220113498A (ja)
CN (1) CN114829521B (ja)
TW (1) TWI764415B (ja)
WO (1) WO2021117689A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4498403A4 (en) * 2022-03-23 2026-03-18 Fujimi Inc Polishing composition

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240006690A (ko) * 2021-08-31 2024-01-15 가부시끼가이샤 레조낙 연마액, 연마 방법, 부품의 제조 방법, 및, 반도체 부품의 제조 방법
CN115926629B (zh) * 2022-12-30 2023-12-05 昂士特科技(深圳)有限公司 具有改进再循环性能的化学机械抛光组合物
CN116814168A (zh) * 2023-06-30 2023-09-29 昂士特科技(深圳)有限公司 用于硅基材质的化学机械抛光组合物及方法
CN121909263A (zh) 2023-09-25 2026-04-21 福吉米株式会社 研磨用组合物及研磨方法
CN117921517A (zh) * 2023-12-25 2024-04-26 杭州中欣晶圆半导体股份有限公司 在硅片抛光中搭配使用的抛布和抛液及其使用方法
TWI908251B (zh) * 2024-08-12 2025-12-11 關東鑫林科技股份有限公司 研磨組成物及其檢測方式

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012102144A1 (ja) * 2011-01-26 2012-08-02 株式会社 フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物、それを用いた研磨方法及び基板の製造方法
JP2013222863A (ja) 2012-04-17 2013-10-28 Kao Corp シリコンウェーハ用研磨液組成物
JP2014151424A (ja) * 2013-02-13 2014-08-25 Fujimi Inc 研磨用組成物、研磨用組成物製造方法および研磨物製造方法
JP2015159259A (ja) 2014-02-25 2015-09-03 株式会社フジミインコーポレーテッド 半導体基板を連続的に製造する方法
JP2015174938A (ja) * 2014-03-17 2015-10-05 日本キャボット・マイクロエレクトロニクス株式会社 スラリー組成物および基板研磨方法
JP2017117847A (ja) 2015-12-21 2017-06-29 花王株式会社 シリカ分散液の製造方法
JP2017128638A (ja) * 2016-01-19 2017-07-27 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物及びシリコン基板の研磨方法
JP2017155198A (ja) * 2016-03-04 2017-09-07 Ａｔシリカ株式会社 研磨用組成物
WO2018043504A1 (ja) * 2016-08-31 2018-03-08 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研磨用組成物セット
JP2019127585A (ja) * 2018-01-22 2019-08-01 ニッタ・ハース株式会社 研磨用組成物
JP2020013824A (ja) * 2018-07-13 2020-01-23 日本キャボット・マイクロエレクトロニクス株式会社 化学機械研磨組成物、リンス組成物、化学機械研磨方法及びリンス方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8273142B2 (en) * 2010-09-02 2012-09-25 Cabot Microelectronics Corporation Silicon polishing compositions with high rate and low defectivity
KR101983868B1 (ko) * 2011-10-24 2019-05-29 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 연마용 조성물, 그것을 사용한 연마 방법 및 기판의 제조 방법
JP6069308B2 (ja) * 2012-04-26 2017-02-01 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物の製造方法
JP6259723B2 (ja) * 2014-06-18 2018-01-10 株式会社フジミインコーポレーテッド シリコンウェーハの研磨方法、研磨用組成物および研磨用組成物セット
JP6185432B2 (ja) * 2014-06-24 2017-08-23 株式会社フジミインコーポレーテッド シリコンウェーハ研磨用組成物
JP6160579B2 (ja) * 2014-08-05 2017-07-12 信越半導体株式会社 シリコンウェーハの仕上げ研磨方法
JP6559936B2 (ja) * 2014-09-05 2019-08-14 日本キャボット・マイクロエレクトロニクス株式会社 スラリー組成物、リンス組成物、基板研磨方法およびリンス方法
KR102645587B1 (ko) * 2016-02-29 2024-03-11 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 연마용 조성물 및 이것을 사용한 연마 방법
WO2018216733A1 (ja) * 2017-05-26 2018-11-29 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これを用いた研磨方法
JP6929239B2 (ja) * 2018-03-30 2021-09-01 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研磨方法
CN121909263A (zh) * 2023-09-25 2026-04-21 福吉米株式会社 研磨用组合物及研磨方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012102144A1 (ja) * 2011-01-26 2012-08-02 株式会社 フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物、それを用いた研磨方法及び基板の製造方法
JP2013222863A (ja) 2012-04-17 2013-10-28 Kao Corp シリコンウェーハ用研磨液組成物
JP2014151424A (ja) * 2013-02-13 2014-08-25 Fujimi Inc 研磨用組成物、研磨用組成物製造方法および研磨物製造方法
JP2015159259A (ja) 2014-02-25 2015-09-03 株式会社フジミインコーポレーテッド 半導体基板を連続的に製造する方法
JP2015174938A (ja) * 2014-03-17 2015-10-05 日本キャボット・マイクロエレクトロニクス株式会社 スラリー組成物および基板研磨方法
JP2017117847A (ja) 2015-12-21 2017-06-29 花王株式会社 シリカ分散液の製造方法
JP2017128638A (ja) * 2016-01-19 2017-07-27 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物及びシリコン基板の研磨方法
JP2017155198A (ja) * 2016-03-04 2017-09-07 Ａｔシリカ株式会社 研磨用組成物
WO2018043504A1 (ja) * 2016-08-31 2018-03-08 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研磨用組成物セット
JP2019127585A (ja) * 2018-01-22 2019-08-01 ニッタ・ハース株式会社 研磨用組成物
JP2020013824A (ja) * 2018-07-13 2020-01-23 日本キャボット・マイクロエレクトロニクス株式会社 化学機械研磨組成物、リンス組成物、化学機械研磨方法及びリンス方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4074792A4
UEDA ET AL., RESEARCH ON PAINTS, no. 152, October 2010 (2010-10-01), pages 41 - 46

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4498403A4 (en) * 2022-03-23 2026-03-18 Fujimi Inc Polishing composition

Also Published As

Publication number Publication date
TWI764415B (zh) 2022-05-11
US20240263039A1 (en) 2024-08-08
EP4074792A4 (en) 2023-12-06
CN114829521B (zh) 2024-04-09
TW202128944A (zh) 2021-08-01
JP2021095431A (ja) 2021-06-24
EP4074792A1 (en) 2022-10-19
KR20220113498A (ko) 2022-08-12
JP7477964B2 (ja) 2024-05-02
EP4074792B1 (en) 2025-04-02
CN114829521A (zh) 2022-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7477964B2 (ja) 化学機械研磨組成物及びそれを用いた化学機械研磨方法
JP6387032B2 (ja) 研磨用組成物、研磨用組成物製造方法および研磨物製造方法
US7204865B2 (en) Polishing composition
CN105264647B (zh) 硅晶圆研磨用组合物
KR102226501B1 (ko) 연마용 조성물 및 연마물 제조 방법
US11384257B2 (en) Chemical-mechanical polishing composition, rinse composition, chemical-mechanical polishing method, and rinsing method
JP7534283B2 (ja) 研磨用組成物
CN114258421A (zh) 化学机械抛光组合物、清洗组合物、化学机械抛光方法和清洗方法
JP2014151424A (ja) 研磨用組成物、研磨用組成物製造方法および研磨物製造方法
JP2017101248A (ja) 研磨用組成物、研磨用組成物製造方法および研磨物製造方法
JP7349309B2 (ja) シリコンウェーハ用研磨用組成物
JP2020027834A (ja) シリコンウェーハ研磨用組成物
JP5859055B2 (ja) シリコンウェーハ研磨用組成物
JP7588066B2 (ja) 研磨用組成物
JP7450532B2 (ja) 研磨用組成物
JP7792397B2 (ja) 研磨方法および半導体基板の製造方法、ならびに研磨用組成物セット
WO2025204118A1 (ja) 研磨用組成物
WO2023063027A1 (ja) 研磨用組成物

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20900201

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20227023918

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020900201

Country of ref document: EP

Effective date: 20220713

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 2020900201

Country of ref document: EP