(57)【要約】本発明は、ニッケル／リン合金で使用するためのＣＭＰ組成物に関する。この本発明のＣＭＰ組成物は、研磨材粒子及び酸化剤、酸化剤の作用を調節する調節剤、それぞれホスホン酸基及びアンモニウム基又はアミン基を有し、且つ随意に有機カルボン酸基を有する、除去された物質を封鎖する第１及び第２の促進剤を含有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）酸化剤、
（ｂ）リン酸基又は亜リン酸基を有する、前記酸化剤の作用の調節剤、
（ｃ）ホスホン酸基を有する第一促進剤、
（ｄ）アミン基又はアンモニウム基を有する第二促進剤、及び
（ｅ）水、
を含有するｐＨ２．４〜２．６の組成物中に、粒径１５〜８０ｎｍのシリカ、アルミナ、チタニア、セリア、ジルコニア、及びそれらの混合物からなる群から選択される研磨材粒子が分散している分散液を含む、ＣＭＰ組成物。
【請求項２】
前記組成物が更に有機カルボン酸を含有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記有機カルボン酸が、クエン酸、シュウ酸、乳酸、酒石酸、グリシン、及びこれらの酸の混合物からなる群から選択される、請求項２に記載の組成物。
【請求項４】
前記有機カルボン酸が、前記組成物の２〜１０重量％の量で存在する、請求項３に記載の組成物。
【請求項５】
前記研磨材粒子が、平均粒径１５〜５０ｎｍのシリカ粒子である、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
前記組成物中の研磨材の量が、組成物重量の２〜１０重量％である、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
前記酸化剤が、過酸化物、過ヨウ素化物、過カルバミン酸塩、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
前記酸化剤が、組成物重量の０．１〜６重量％の濃度の過酸化水素である、請求項７に記載の組成物。
【請求項９】
前記調節剤が、−ＰＯx基（ｘは１〜４）を有する化合物及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
前記調節剤が、組成物重量の０．１〜６重量％に相当する量で組成物中に存在する、請求項９に記載の組成物。
【請求項１１】
前記第一促進剤が、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）、アミノトリ（メチレンホスホン酸）（ＡＴＭＰ）、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−Ｎ，Ｎ−ジ（メチレンホスホン酸）（ＨＥＭＰＡ）、２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカルボン酸（ＰＢＴＣ）、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項１２】
前記第一促進剤が、組成物重量の０．１〜６重量％の量で組成物中に存在する、請求項１１に記載の組成物。
【請求項１３】
前記第二促進剤が、水酸化アンモニウム、硝酸アンモニウムなどのアンモニウム塩、尿素、酢酸ホルムアミド、ビウレット、エチレンジアミン、グリシン、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項１４】
前記第二促進剤が、組成物重量の０．１〜６重量％の量で組成物中に存在する、請求項１３に記載の組成物。
【請求項１５】
（ａ）酸化剤、
（ｂ）リン酸基又は亜リン酸基を有する、前記酸化剤の作用の調節剤、
（ｃ）ホスホン酸基を有する第一促進剤、
（ｄ）アミン基又はアンモニウム基を有する第二促進剤、及び
（ｅ）水、
を含有するｐＨ２．４〜２．６の組成物中に、粒径１５〜５０ｎｍのシリカ、アルミナ、チタニア、セリア、ジルコニア、及びそれらの混合物からなる群から選択される研磨材粒子が分散している分散液を含むスラリーの存在下において、リンを９〜１２％含有するニッケル／リン合金の表面を研磨する工程を含む、リンを９〜１２％含有するニッケル／リン合金の表面の化学機械的平坦化方法。
【請求項１６】
有機カルボン酸を前記組成物に加える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記有機カルボン酸が、クエン酸、シュウ酸、乳酸、酒石酸、グリシン、及びこれらの酸の混合物からなる群から選択される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記有機カルボン酸を、前記組成物の２〜１０重量％の量で組成物に加える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記研磨材粒子が平均粒径１５〜５０ｎｍのシリカ粒子である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記組成物中に含有されている研磨材の量が、組成物重量の２〜１０％である、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記酸化剤が、過酸化物、過ヨウ素化物、過カルバミン酸塩、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記酸化剤が、組成物重量の０．１〜６重量％の濃度の過酸化水素である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記調節剤が、−ＰＯx基（ｘは１〜４）を有する化合物及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２４】
前記調節剤が、組成物重量の０．１〜６重量％に相当する量で組成物中に存在する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第一促進剤が、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）、アミノトリ（メチレンホスホン酸）（ＡＴＭＰ）、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−Ｎ，  Ｎ−ジ（メチレンホスホン酸）（ＨＥＭＰＡ）、２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカルボン酸（ＰＢＴＣ）及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２６】
前記第一促進剤が、組成物重量の０．１〜６重量％の量で組成物中に存在する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第二促進剤が、水酸化アンモニウム、硝酸アンモニウムなどのアンモニウム塩、尿素、酢酸ホルムアミド、ビウレット、エチレンジアミン、グリシン、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２８】
前記第二促進剤が、組成物重量の０．１〜６重量％の量で組成物中に存在する、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
（ｆ）酸化剤、
（ｇ）リン酸基又は亜リン酸基を有する、前記酸化剤の作用の調節剤、
（ｈ）ホスホン酸基を有する第一促進剤、
（ｉ）アミン基又はアンモニウム基を有する第二促進剤、及び
（ｊ）水、
を含有するｐＨ２．４〜２．６の組成物中に、粒径１５〜５０ｎｍのシリカ、アルミナ、チタニア、セリア、ジルコニア、及びそれらの混合物からなる群から選択される研磨材粒子が分散している分散液を含むスラリーの存在下において、リンを９〜１２％含有するニッケル／リン合金の表面を研磨する工程を含む、リンを９〜１２％含有するニッケル／リン合金の表面の化学機械的平坦化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＭＰ（「化学機械的平坦化」（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ））材料、特にニッケル−リン合金の処理に使用するＣＭＰ材料に関する。本発明が対象にする特定の合金は、高リン合金として知られ、リンを９〜１２重量％含有する。このような合金は従来、一般に無電解ニッケルめっきと呼ばれる自己触媒ニッケルめっき法によって堆積されている。特にハードディスク・ドライブ用のハードディスク（記憶装置媒体）の製造では、上記ニッケル−リン合金をアルミニウム基板上に堆積させる。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク・ドライブを製造するには、幾つかの方法は、高度に平坦な表面を実現するために無電解ニッケルめっき基板を必要とする。「平坦性」は、「うねり」、「平坦度」、及び「粗さ」の測定により定量化される。平坦性に加えて幾つかの判断基準により、無電解ニッケルめっき後のアルミニウム基板の更なる加工が決められる。全体としてこれらの判断基準は、「うねり」、「粗さ」、「外径曲率」「平坦度」、及び表面欠陥である。うねり、粗さ、外径曲率、及び平坦度は、最小であるべきである。「点食（ピット）」、「隆起」、及び「スクラッチ」などの表面欠陥は、ニッケル−リン格子中の１２Å以上の深さ又は高さを有する任意の切れ目として定義される。無電解ニッケルめっきアルミニウム基板のＣＭＰプロセスは、表面欠陥のない平坦面を得ようとすることに加えて、サイクルタイム及び労働集約度に関して効率的に遂行されなければならない。
【０００３】
現在利用可能なＣＭＰ組成物は、十分に平坦な面を達成することと矛盾しない研磨材粒子を用いた場合、十分な速度でＮｉ−Ｐ層を取り去ることに成功していない。実際にはこれは１５〜１２０ｎｍの研磨材粒子粒径を意味する。従って、きわめて速やかにニッケル−リン表面全体にわたって「山」から「谷」までの平均距離を低減させるためにより大きな粒径を有する研磨材を使用し、その後で、平坦度及び表面欠陥に関して「精巧な」仕上げを得るために１５〜１２０ｎｍの範囲の粒子を用いたプロセスを行う傾向があった。この「精巧な」仕上げは、この特定のプロセスで得られる最適な表面状態として定義される。
【０００４】
本発明のＣＭＰ組成物は特に、すぐれた電子構成品の製造における更なる操作のためにすべての点で適したニッケル−リン層の表面が得られるように設計される。具体的にはこの組成物は、１回の操作で高度に均一な最小のうねりの表面を生成することができる。この操作は、通常は後の研磨操作と関連する粒径の研磨材の材料除去効率を著しく高めているＣＭＰ組成物を用いて行う。
【０００５】
普通、ＣＭＰ表面形成プロセスは、２つの操作で遂行される。すなわち第一の操作が、おおよそのレベルを達成するまでの果敢な材料除去プロセスを含み、その後は低い表面粗さ及び微小なうねりという観点から望ましい表面仕上げを追求する穏やかなプロセスを行う。この第一の研磨段階に使用する溶液は多くは、約０．３〜０．４４μｍの粒径を有する研磨材粒子（普通はアルミナ）、及び化学反応促進剤を含有する。第二の操作は、第一の材料除去操作によって生じた表面欠陥を取り除き、また許容できる所定の平滑度及び最小のうねりを有する表面を創り出す平坦化操作である。この研磨の第二の段階は、一般に酸化剤の存在下で、比較的微細な研磨材（コロイダルシリカ）及び化学反応促進剤を用いて遂行される。
【０００６】
これら２つの一連の操作は、かなりの時間を要し、かつ労働集約的である可能性がある。また２段階プロセスでは基板の取扱い回数が比較的多くなるので、人間による取扱い及び製品の輸送によって表面欠陥がもたらされる。したがって基板を１回の操作でＣＭＰにより、また単一の装置で適切に加工するプロセスを得ることが望ましい。そこで、これらの基準を満たし、同じ時間枠又は短い時間内に、従来の２段階プロセスを用いて得られるものと同等の仕上がりが得られるようにニッケル／リン合金表面で使用することが可能な好適な組成物を考案した。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、
（ａ）酸化剤、
（ｂ）下記の（１）〜（４）を含む化学反応促進剤：
（１）ホスホン酸塩、
（２）カルボン酸、
（３）リン酸塩又は亜リン酸塩、
（４）アミン、
（ｃ）水
を含有するｐＨが２．４〜２．６の組成物中に、粒径１５〜８０ｎｍのシリカ、アルミナ、チタニア、セリア、ジルコニア、及びそれらの混合物からなる群から選択される研磨材粒子が分散している分散液を含む、ニッケル／リン合金処理用のＣＭＰ組成物を提供する。
【０００８】
本発明は更に、基板上に堆積した９〜１２％のリンを含有するニッケル−リン合金を、上記組成物を用いたＣＭＰプロセスで処理することを含む単一工程のプロセスを含む。
【０００９】
本発明による好ましい組成物では、この組成物は有機カルボン酸を含む。この化合物は表面を侵し、合金の除去をより容易に遂行させる。好適な酸の例には、クエン酸、シュウ酸、乳酸、酒石酸、グリシン、及びこれらの酸の混合物が挙げられる。
【００１０】
本発明の組成物は、酸化剤（及び存在する任意のカルボン酸）によるニッケル−リン合金表面の侵食が、促進剤中のホスホン酸基による十分な隔離が不可能な制御しきれない量の材料を除去するほど激しくないことを可能にするように、注意深く均衡させる。ここでこの促進剤は、ニッケル−リン合金の表面から取り除かれたニッケルをキレート化し、再堆積を妨げるのに有効なキレート剤であるか、又は組成物中に成分を与えるリガンドと反応することによって溶解度を増大させる。この均衡の重要な要素は、ｐＨを上記レベルに維持することであり、また第二促進剤のレベルは、これに関して重要な役割を果たす。
【００１１】
酸化剤の選択において最も好ましい例は、製品の純度の理由で、またそれがほとんど、あるいはまったく残渣を残さないという理由で、過酸化水素である。しかしながら、過酸化水素と過ヨウ素酸カリウムの混合物の場合のような相溶性の問題がないかぎり、過酸化水素を一部又は完全に置換して、過ヨウ素酸塩、亜硫酸、過カルバミン酸塩などの他の周知の酸化剤を使用することができる。しかしながら好ましい酸化剤は過酸化水素であり、また最も好ましくは３５重量％の水溶液の形態である。
【００１２】
酸化剤の活性の調整剤には、ＰＯx基（ｘは１〜４）を有する亜リン酸塩又はリン酸塩が含まれる。好ましい例は、リン酸（メタ、オルト、及びピロリン酸異形体を含む）である。
【００１３】
促進剤はまた、キレート性ホスホン酸基を含み、好適な例には１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）、アミノトリ（メチレンホスホン酸）（ＡＴＭＰ）、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−Ｎ，Ｎ−ジ（メチレンホスホン酸）（ＨＥＭＰＡ）、及び２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカルボン酸（ＰＢＴＣ）が挙げられる。これらのなかではＨＥＤＰが好ましい。この成分は、表面から除去されたニッケルの溶解度を増大し、全てのＣＭＰ残渣が簡単に洗い流される清浄な面を生成するのを助ける。
【００１４】
また促進剤は、アミン、アミド、又はアンモニウム基を含み、このような化合物の好適な例には、水酸化アンモニウム、硝酸アンモニウムのようなアンモニウム塩、尿素、酢酸ホルムアミド、ビウレット、エチレンジアミン、及びグリシンが挙げられる。このような化合物の混合物もまた使用することができる。この化合物はまた、表面から除去された後のニッケルを可溶な形態に保つリガンドとしても働く。
【００１５】
組成物中のこれら成分の量は、好ましくは次のとおりである。
研磨材：  ２〜１０重量％、より好ましくは３〜６重量％、
酸化剤：  活性なオキシダントが１〜６重量％、好ましくは１〜４重量％、
リン酸塩又は亜リン酸塩：  ０．１〜６重量％、より好ましくは０．１〜４重量％、
ホスホン酸塩：  ０．１〜６重量％、より好ましくは０．１〜４重量％、
アミン、アミド（Ａｍｉｄ）、アミド、又はアンモニウム：  ０．１〜６重量％、より好ましくは０．１〜４重量％、
有機カルボン酸：  ０．１〜６重量％、より好ましくは０．１〜４重量％、
水：  １００重量％までの残部。
【００１６】
ニッケル−リン基板に使用される混合物の最も好ましい研磨材成分は、平均粒径が１５〜１２０ｎｍ、好ましくは１５〜８０ｎｍ、最も好ましくは１５〜６０ｎｍのシリカである。最も好適なシリカは、単分散性で本質的に球形の粒子である。次の２種類の適切なシリカ溶液が３０重量％の固形分散液として入手できる。Ａ−Ｇｒｅｅｎ  Ｃｏｒｐ．及びＤｕＰｏｎｔ  ＡｉｒＰｒｏｄｕｃｔｓ  ＮａｎｏＭａｔｅｒｉａｌｓ社が、これらをそれぞれ商品名ＢＥＳＩＬ−３８Ａ及びＳｙｔｏｎ  ＨＤ−７００で製造している。これらの溶液のなかでは、Ｓｙｔｏｎ  ＨＤ−７００が好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＜実施例＞
本発明を表すために統計分析の手法を利用した。この開発プロセスにおける余分な変数をなくすために、特定の装置及びパラメータを一定に保った。これらの装置及びそれらのパラメータは次のとおりである。
【００１８】
表Ａ
○研磨機                                  Ｓｐｅｅｄｆａｍ  ９ｂ−５
下側プラテンの速さ                    ４０ｒｐｍ
太陽歯車半径                          ３．５インチ
太陽歯車の速さ                        ９．５ｒｐｍ
リングギアの速さ                      ８．５ｒｐｍ
キャリアの直径                        ９インチ
加工物の個数                          ６
全押しつけ圧力                        ４８ｋｇ
加工時間                              ６分
押しつけ圧力への移行（ｒａｍｐ）      ２０秒
全スラリー流量                        １２６ｍＬ／分
研磨パッド                            Ｒｏｄｅｌ−ＤＰＭ  １０００
○粗さの測定                              Ｓｃｈｍｉｔｔ−ＴＭＳ
○除去量の測定                            Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ  ３１００Ｓ  Ｂａｌａｎｃｅ
○洗浄機                                  Ｏｌｉｖｅｒ  Ｓｉｎｇｌｅ−Ｒａｉｌ
ダブルスペース
加工物の個数                          １０
ブラシ圧（空気）                      ４０ｐｓｉ
せっけん時間                          １秒
すすぎ時間（ＤＩスプレー）            １秒
洗剤                                  ＡｍｂｅｒＣｌｅａｎ  ５２７−Ｌ
○乾燥機                                  Ｓｅｍｉｔｏｏｌ  Ｓｔａｎｄ−Ａｌｏｎｅ  Ｄｒｙｅｒ
ロータの速さ                          ２７００ｒｐｍ
すすぎサイクル                        ３０秒
ＤＩ流量                              ０．５ｇｐｍ
乾燥サイクル                          １８０秒
空気圧                                ６０ｐｓｉ
【００１９】
この開発プロセスを通じてスラリーを評価する手順を、下記の工程図に示す。
【００２０】
【表１】
2005518473.tif 000002
【００２１】
手順、及び加工装置とそのパラメータを一定に保つのに加えて、コロイダルシリカの濃度を５．７１重量％で一定に保った。すなわち、スラリーの各繰返しにおいて、コロイダルシリカの濃度を５．７１重量％で一定に保った。
【００２２】
実施例１
この実施例は、酸化剤の存在下での、除去率に対する個々の化学基の寄与を例示する。４８種類の異なる構成成分に関係する最初のスクリーニングを行った。試験のこの最初の段階において、３５重量％溶液としての過酸化水素の濃度を２．５７で一定に保った。すなわち、スラリー開発プロセスの最初の段階の間、３５重量％溶液の形態の過酸化水素を、スラリーの各繰返しにおいて総重量百分比２．５７で一定に保った。残りの４７種類の構成成分のそれぞれを、上記のシリカ、上記の過酸化水素、その特定構成成分、及び残部の水の重量％からなる１重量％溶液として評価した。これらの構成成分及びこれらに割り振った生成物コードの一覧は、表１ａで示している。これらの構成成分それぞれの評価手順は、表Ｂに示した工程図による。全除去グラム数で表した除去率のデータを、評価した各スラリーについて集めた。次いでこのデータを、分散及び得られたｐ値により分析した。個々のスラリーについて得られるデータ・セット内の除去データの差よりもスラリーごとの差の方が大きいことを示す０．００のｐ値が観察された。すなわち、各スラリーの性能について結論を下すのに十分な統計データが存在する。各スラリーによって促進されるニッケル−リン層の全除去に関するデータを表１ｂに示す。
【００２３】
【表２】
2005518473.tif 000003
【００２４】
【表３】
2005518473.tif 000004
【００２５】
表１ｂは、適切な除去率をもつスラリーの候補としての多数の考えうる構成成分を示す。コロイダルシリカスラリー技術の現状は、ニッケル−リン層をディスク当たり１分当たり７ｍｇ〜１２ｍｇの速度で除去し、これはこの評価と比べた場合、０．２５２ｇ〜０．４３２ｇの全除去量に相当することになる。表１ｂは、この現在の水準点を凌ぐ、Ａ６、Ａ１７、Ａ１９、Ａ２０、Ａ２３、Ａ２７、Ａ２９、Ａ３０、Ａ３１、Ａ３２、Ａ４１、Ａ４３及びＡ４４の符合を付けた１３種のスラリーを示す。符合ではなく示すと、これらの構成成分はそれぞれ、硝酸アルミニウム、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）、フッ化リン酸ナトリウム、ヒドロキシホスホノ酢酸塩、リン酸、クエン酸、グリシン、乳酸、シュウ酸、酒石酸、酢酸ホルムアミド、アミノトリ（メチレンホスホン酸）（ＡＴＭＰ）、及び２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカルボン酸（ＰＢＴＣ）である。これらの構成成分は、それぞれ酸化剤（この特定の例では過酸化水素）の存在下で、当技術の現状よりもすぐれた除去率の性能を示す。
【００２６】
実施例２
この実施例は、１０種類の特定の構成成分の効果及び交互作用を例示する。実験モデルの一部実施法を用いて、１０種類の構成成分の交互作用の大きさを、３次まで近似した。すなわち、除去データの統計分析により、個々の効果及び任意の１又は２種類の他の構成成分との交互作用を評価した。表Ａ及びＢに記載のとおり加工手順、パラメータ、及び装置を一定に保って、符合Ａ０、Ａ５、Ａ６、Ａ１７、Ａ２０、Ａ２３、Ａ２７、Ａ２９、Ａ３１及びＡ３２に関して構成成分を評価した。符合を用いないで示すとこれらの構成成分はそれぞれ、過酸化水素、エチレンジアミン、硝酸アルミニウム、ＨＥＤＰ、ＨＰＡ、リン酸、クエン酸、グリシン、シュウ酸、及び酒石酸である。４分解（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｆｏｕｒ）の実験モデル計画を使用し、表２ａに従って４２種類のスラリーを配合した。更にこの表には、所与のスラリー中に存在する各構成成分の実際の重量パーセントが記載されている。すなわち、実施順序１で表される第一のスラリー中には、構成成分Ａ２９、Ａ３１、Ａ３２、Ａ５それぞれが溶液全体の重量に対して１％の濃度で存在し、またＡ０が溶液全体の重量に対して２．５７％の濃度で存在する。シリカは上記のとおり５．７１重量％で一定に保ち、残りの重量パーセントは水であった。
【００２７】
【表４】
2005518473.tif 000005
【００２８】
この評価の推定効果及び係数に関する定量的結果は表２ｂに見られる。表２ｂ中で「Ｃｏｅｆ」で表される係数は、個々の構成成分又は交互作用の効果の大きさを示す。これらの結果の統計的有意性は、表２ｂ中に「Ｐ」で表されるｐ値で記述される。０．０５未満のｐ値は、統計的に有意であることを表す。すなわち、０．０５未満のｐ値が観察される場合、除去率に関してこの系に対する個々の構成成分又は交互作用の寄与について結論を下すのに十分な統計的根拠が存在する。
【００２９】
【表５】
2005518473.tif 000006
【００３０】
【表６】
2005518473.tif 000007
【００３１】
この評価から得られた有益な二次交互作用は次のとおりである。
有益な交互作用
ＨＥＤＰ：エチレンジアミン（僅かに有意）
硝酸アルミニウム：酒石酸
硝酸アルミニウム：グリシン
硝酸アルミニウム：リン酸
硝酸アルミニウム：グリシン
リン酸：ＨＰＡ（僅かに有意）
クエン酸：ＨＥＤＰ
ＨＰＡ：グリシン
硝酸アルミニウム：エチレンジアミン（僅かに有意）
クエン酸：エチレンジアミン
ＨＰＡ：グリシン
クエン酸：ＨＰＡ：グリシン
ＨＰＡ：エチレンジアミン
リン酸：クエン酸
クエン酸：グリシン（僅かに有意）
【００３２】
実施例３
実施例３は、符合Ａ１７、Ａ２０、Ａ２３、Ａ２７及びＡ２９の構成成分の効果及び交互作用をより具体的に例示する。符合を用いずに表すと、これらの構成成分は、それぞれＨＥＤＰ、ＨＰＡ、リン酸、クエン酸、及びグリシンである。この場合も加工手順、パラメータ、及び装置は、表Ａ及びＢに記載のように一定に保った。シリカは、各スラリー中に溶液全体の重量に対して５．７１％の濃度で存在した。過酸化水素の３５重量％溶液は、各スラリーにおいて溶液全体の重量に対して２．５７％のレベルに保った。実験モデルの一部実施法を、これらの化学薬品について行った。こうして１９種類のスラリーを配合し、除去率データを検定することによって定量分析を行った。この実験モデルの計画は、表３ａで規定される。このデータの統計分析は表３ｂに見られ、ここでは４次までの個々の構成成分及び交互作用の推定効果及び係数を表示する。
【００３３】
【表７】
2005518473.tif 000008
【００３４】
【表８】
2005518473.tif 000009
【００３５】
【表９】
2005518473.tif 000010
【００３６】
表３ａは、これらの水準で各構成成分が評価されたことを示す。例えば前述のシリカ及び過酸化水素に加えて、実施順序３により示されるスラリー番号３は、０．１％のＡ１７、１．１％のＡ２７、０．１％のＡ２９、０．１％のＡ２０、及びＡ２３無しから構成される。上記の各割合は、スラリー全体の重量に対するパーセントを表わす。この実施例の重要な点は、Ａ２９及びＡ２０が、この特定の評価においてその他の構成成分がすべて存在している場合、除去率に悪影響を与えることを示して点である。この特定の系における上記マイナスの影響の概算の値は表３ｂ中に見ることができ、「Ｃｏｅｆ」で表されるこれら推定係数によって特徴づけられる。
【００３７】
実施例４
実施例４は、個々の構成成分の効果及び本発明における好ましい構成成分の交互作用を示す。符号で表すと、これらの構成成分はＡ０、Ａ１７、Ａ２３、及びＡ２７である。符合を用いずに表わすと、これらの構成成分はそれぞれ、過酸化水素、ＨＥＤＰ、リン酸、及びクエン酸である。すべての手順、パラメータ、及び装置は、表Ａ及びＢに記載のとおり一定に保った。実験モデルの一部実施法を使用し、各構成成分の除去率に対する寄与率の大きさを求めた。この実験モデルの要因計画の一部実施法を表４ａに示す。シリカは、各スラリーの全重量に対して５．７１％存在した。水酸化アンモニウムを用いて、この評価を通じてｐＨを２．５に標準化した。この実施例の結果の定量的統計分析は、表４ｂで得られる。各スラリー中の各構成成分の濃度を表４ａに示す。例えば、実施順序１で表される評価した第一スラリーは、０．２５重量％のＡ１７、０．２５重量％のＡ２３、０．２７重量％のＡ２７、及び１．２９重量％のＡ０から構成された。上記重量パーセントの値は、総重量パーセントを示す。
【００３８】
【表１０】
2005518473.tif 000011
【００３９】
【表１１】
2005518473.tif 000012
【００４０】
【表１２】
2005518473.tif 000013
【００４１】
この実施例は、本発明における好ましい構成成分間の有意な交互作用を２次まで例示する。
【００４２】
実施例５
この実施例は、本発明の性能を例示する。過酸化水素、クエン酸、ＨＥＤＰ、リン酸、水酸化アンモニウム、シリカ、及び水を含むスラリーを評価するときに、すべての加工パラメータ及び装置を表Ａ及びＢに記載のとおり一定に保った。表Ａ及びＢに従って異なる３０回の実験を行った。これら３０回の実験で得られた除去及び表面粗さのデータを統計的に分析した。除去率のデータは表５ａにグラフで示し、表面粗さのデータは表５ｂに示す。この実施例から得られたデータは、１８．３７ｍｇ／分／ディスクの平均除去率を示す。この平均除去率には、０．７９９ｍｇ／分／ディスクの標準偏差が付随する。本発明により研磨した後のニッケル−リンの表面には欠陥が何もない。欠陥は、１２Åより大きい深さ又は高さを有するニッケル−リン格子中の任意の切れ目として定義される。これは、この評価から得られる表面粗さを介して観察される。０．１７Åの標準偏差を伴う１．４７Åの平均表面粗さが観察された。この１．４７Åの値は、基板の表面状態を示している。Ｓｃｈｍｉｔｔ  Ｉｎｃ．製のＴＭＳ  ２０００で測定したところ、実測のディスクの表面の山から谷までの平均差は１．４７Åであった。
【００４３】
【表１３】
2005518473.tif 000014
【００４４】
【表１４】
2005518473.tif 000015
【００４５】
表５ａ及び５ｂに示したデータを得るために使用した化学物質は、添付の特許請求の範囲を構成するものに基づいている。
【手続補正書】
【提出日】平成16年9月17日(2004.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）酸化剤、
（ｂ）リン酸基又は亜リン酸基を有する、前記酸化剤の作用の調節剤、
（ｃ）ホスホン酸基を有する第一促進剤、
（ｄ）アミン基又はアンモニウム基を有する第二促進剤、及び
（ｅ）水、
を含有するｐＨ２．４〜２．６の組成物中に、粒径１５〜８０ｎｍのシリカ、アルミナ、チタニア、セリア、ジルコニア、及びそれらの混合物からなる群から選択される研磨材粒子が分散している分散液を含む、ＣＭＰ組成物。
【請求項２】
前記組成物が更に有機カルボン酸を含有する、請求項１に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項３】
前記有機カルボン酸が、クエン酸、シュウ酸、乳酸、酒石酸、グリシン、及びこれらの酸の混合物からなる群から選択される、請求項２に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項４】
前記有機カルボン酸が、前記組成物の２〜１０重量％の量で存在する、請求項３に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項５】
前記研磨材粒子が、平均粒径１５〜５０ｎｍのシリカ粒子である、請求項１に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項６】
前記組成物中の研磨材の量が、組成物重量の２〜１０重量％である、請求項１に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項７】
前記酸化剤が、過酸化物、過ヨウ素化物、過カルバミン酸塩、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項８】
前記酸化剤が、組成物重量の０．１〜６重量％の濃度の過酸化水素である、請求項７に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項９】
前記調節剤が、−ＰＯx基（ｘは１〜４）を有する化合物及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項１０】
前記調節剤が、組成物重量の０．１〜６重量％に相当する量で組成物中に存在する、請求項９に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項１１】
前記第一促進剤が、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）、アミノトリ（メチレンホスホン酸）（ＡＴＭＰ）、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−Ｎ，Ｎ−ジ（メチレンホスホン酸）（ＨＥＭＰＡ）、２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカルボン酸（ＰＢＴＣ）、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項１２】
前記第一促進剤が、組成物重量の０．１〜６重量％の量で組成物中に存在する、請求項１１に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項１３】
前記第二促進剤が、水酸化アンモニウム、アンモニウム塩、尿素、酢酸ホルムアミド、ビウレット、エチレンジアミン、グリシン、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項１４】
前記第二促進剤が、組成物重量の０．１〜６重量％の量で組成物中に存在する、請求項１３に記載のＣＭＰ組成物。
【請求項１５】
（ａ）酸化剤、
（ｂ）リン酸基又は亜リン酸基を有する、前記酸化剤の作用の調節剤、
（ｃ）ホスホン酸基を有する第一促進剤、
（ｄ）アミン基又はアンモニウム基を有する第二促進剤、及び
（ｅ）水、
を含有するｐＨ２．４〜２．６の組成物中に、粒径１５〜５０ｎｍのシリカ、アルミナ、チタニア、セリア、ジルコニア、及びそれらの混合物からなる群から選択される研磨材粒子が分散している分散液を含むスラリーの存在下において、リンを９〜１２％含有するニッケル／リン合金の表面を研磨する工程を含む、リンを９〜１２％含有するニッケル／リン合金の表面の化学機械的平坦化方法。
【請求項１６】
有機カルボン酸を前記組成物に加える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記有機カルボン酸が、クエン酸、シュウ酸、乳酸、酒石酸、グリシン、及びこれらの酸の混合物からなる群から選択される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記有機カルボン酸を、前記組成物の２〜１０重量％の量で組成物に加える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記研磨材粒子が平均粒径１５〜５０ｎｍのシリカ粒子である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記組成物中に含有されている研磨材の量が、組成物重量の２〜１０％である、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記酸化剤が、過酸化物、過ヨウ素化物、過カルバミン酸塩、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記酸化剤が、組成物重量の０．１〜６重量％の濃度の過酸化水素である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記調節剤が、−ＰＯx基（ｘは１〜４）を有する化合物及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２４】
前記調節剤が、組成物重量の０．１〜６重量％に相当する量で組成物中に存在する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第一促進剤が、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）、アミノトリ（メチレンホスホン酸）（ＡＴＭＰ）、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−Ｎ，  Ｎ−ジ（メチレンホスホン酸）（ＨＥＭＰＡ）、２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカルボン酸（ＰＢＴＣ）及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２６】
前記第一促進剤が、組成物重量の０．１〜６重量％の量で組成物中に存在する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第二促進剤が、水酸化アンモニウム、アンモニウム塩、尿素、酢酸ホルムアミド、ビウレット、エチレンジアミン、グリシン、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２８】
前記第二促進剤が、組成物重量の０．１〜６重量％の量で組成物中に存在する、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
（ｆ）酸化剤、
（ｇ）リン酸基又は亜リン酸基を有する、前記酸化剤の作用の調節剤、
（ｈ）ホスホン酸基を有する第一促進剤、
（ｉ）アミン基又はアンモニウム基を有する第二促進剤、及び
（ｊ）水、
を含有するｐＨ２．４〜２．６の組成物中に、粒径１５〜５０ｎｍのシリカ、アルミナ、チタニア、セリア、ジルコニア、及びそれらの混合物からなる群から選択される研磨材粒子が分散している分散液を含むスラリーの存在下において、リンを９〜１２％含有するニッケル／リン合金の表面を研磨する工程を含む、リンを９〜１２％含有するニッケル／リン合金の表面の化学機械的平坦化の方法。
【請求項３０】
（ａ）酸化剤、
（ｂ）リン酸基又は亜リン酸基を有する、前記酸化剤の作用の調節剤、
（ｃ）ホスホン酸基を有する第一促進剤、
（ｄ）アミン基又はアンモニウム基を有する第二促進剤、及び
（ｅ）水、
を含有する組成物中に、粒径１５〜８０ｎｍのシリカ、アルミナ、チタニア、セリア、ジルコニア、及びそれらの混合物からなる群から選択される研磨材粒子が分散している分散液を含む、ＣＭＰ組成物。
【国際調査報告】
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