(57)【要約】 【課題】  より高速研磨が可能な研磨組成物を提供する。【解決手段】  本発明の研磨組成物は、金属膜、特に銅（Ｃｕ）膜に好適な研磨組成物であって、アンモニアとアンモニウム塩とを含み、残部が水である。アンモニウム塩としては、塩化アンモニウム、炭酸アンモニウムが好ましい。さらに、本発明の研磨組成物には、砥粒を含んでいてもよく、特に研磨後の表面平滑性が望まれるような用途では、砥粒を含むほうが好ましい。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニアとアンモニウム塩とを含むことを特徴とする研磨組成物。
【請求項２】
砥粒を含むことを特徴とする請求項１記載の研磨組成物。
【請求項３】
前記アンモニウム塩が、塩化アンモニウム、炭酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、二硫酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、亜硫酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、酢酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウム、ペルオキソ酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、ピロリン酸アンモニウムおよびアジピン酸アンモニウムから選ばれる１種または２種以上であることを特徴とする請求項１または２記載の研磨組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属膜研磨用、特に銅膜研磨用の研磨組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路（ＬＳＩ）の高集積化および小型化への要求に応えるため、メモリ機能、ロジック機能などの種々の機能を有する複数の半導体素子を一つの半導体基板上に３次元的に搭載する、システムインパッケージ（ＳＩＰ）と呼ばれる手法が開発されている。これに伴い、基板上に形成される配線数が増加し、各配線の径が小さくなって配線抵抗が増加し、信号の伝達速度が低下するという問題が生じている。
【０００３】
このため、従来から配線材料として用いられてきたアルミニウムに代えて、アルミニウムよりも電気抵抗の低い銅、銅合金などが代替利用される。ところが、銅は、その特性上、アルミニウムのようなドライエッチングによる配線形成が困難であるため、ダマシン法と呼ばれる配線形成法が確立されている。
【０００４】
ダマシン法によれば、たとえば、二酸化シリコン膜で被覆された基板表面に、形成しようとする配線パターンに対応する溝および形成しようとするプラグ（基板内部の配線との電気的接続部分）に対応する孔を形成した後、溝および孔の内壁面にチタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、タングステンなどからなるバリアメタル膜（絶縁膜）を形成し、次いでめっきなどにより基板表面の全面に銅膜を被覆して溝および孔に銅を埋め込み、さらに溝および孔以外の領域の余分な銅膜を化学的機械的研磨法（ＣＭＰ、chemical
mechanical polishing）によって除去することにより、基板表面に配線およびプラグが形成される。ダマシン法によって製造される多層ＬＳＩは、集積度の高いものでは６層にも及び、高集積化および小型化が著しく進んでいる。
【０００５】
ダマシン法においては、基板表面に被覆される銅膜などの金属膜の膜厚が５μｍ以上にも及ぶ場合が多々あるので、ＣＭＰの研磨性能が低いと、研磨速度が低くなって単位時間当たりの研磨量が小さくなり、研磨に非常に長い時間を要し、多層ＬＳＩの製造コストを増大させる原因になる。
【０００６】
金属層に対するＣＭＰにおいては、酸性領域において化学反応により金属表面に生じた化合物を研磨砥粒によって研磨するといったプロセスで研磨が進行していると考えられることから、金属層に対するＣＭＰに用いられるスラリーは通常酸性である（特許文献１参照）。
【０００７】
しかし、酸性スラリーは、研磨枚数が増加するにつれて研磨速度が低下する傾向にあり、また、研磨後に砥粒を除去するためのアルカリ性洗浄液を使用すると、ｐＨショックによって砥粒が凝集してしまうことなどから、酸性スラリーに代わって高速研磨可能なアルカリ性スラリーが望まれている。
【０００８】
アルカリ性スラリーとしては、たとえばアセトアセトキシ基を有する有機粒子と水、さらに錯化剤および酸化剤を含有し、錯化剤としてカルボン酸類、アミン類、アミノ酸類およびアンモニアのうちから選ばれる少なくとも１種類を用いる研磨用スラリーが検討されている（特許文献２参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２７０５４５号公報
【特許文献２】特開２００５−０１９４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ＣＭＰによる銅を研磨する場合、特許文献２記載の研磨用スラリーに代表されるアルカリ性スラリーでは、錯化剤として主にアンモニアが用いられるが、これ以上の研磨速度の高速化は困難である。
本発明の目的は、より高速研磨が可能な研磨組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、アンモニアとアンモニウム塩とを含むことを特徴とする研磨組成物である。
また本発明は、砥粒を含むことを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記アンモニウム塩が、塩化アンモニウム、炭酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、二硫酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、亜硫酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、酢酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウム、ペルオキソ酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、ピロリン酸アンモニウムおよびアジピン酸アンモニウムから選ばれる１種または２種以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、アンモニアとアンモニウム塩とを含むことを特徴とする。これにより、従来に比べてさらに高速研磨を実現することが可能である。
【００１４】
また本発明によれば、研磨組成物にさらに砥粒を含むことを特徴とし、これにより、高速かつ表面平滑性に優れた研磨組成物が実現できる。
【００１５】
また本発明によれば、前記アンモニウム塩として、塩化アンモニウム、炭酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、二硫酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、亜硫酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、酢酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウム、ペルオキソ酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、ピロリン酸アンモニウムおよびアジピン酸アンモニウムから選ばれる１種または２種以上を用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の研磨組成物は、金属膜、特に銅（Ｃｕ）膜に好適な研磨組成物であって、アンモニアとアンモニウム塩とを含み、残部が水である。アンモニアとアンモニウム塩とを含むことで、アンモニアだけでは達成し得ない高速な研磨速度を実現することができる。
【００１７】
アンモニウム塩としては、塩化アンモニウム、炭酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、二硫酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、亜硫酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、酢酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウム、ペルオキソ酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、ピロリン酸アンモニウムおよびアジピン酸アンモニウムなどがあげられる。これらの中でも塩化アンモニウム、炭酸アンモニウムが好ましい。
【００１８】
アルカリ領域では、アンモニア（ＮＨ３）は、Ｃｕに対する錯化剤および酸化剤として働き、（１）式のように反応して錯体を形成する。
Ｃｕ  ＋  ４ＮＨ４＋  →  ［Ｃｕ（ＮＨ３）４］２＋                …（１）
【００１９】
銅膜のＣＭＰでは、このテトラアンミン銅錯体が研磨パッドとの接触によって除去され、研磨が進行すると考えられている。
【００２０】
研磨組成物中にアンモニウム塩が存在すると、アンモニウム塩から遊離したアニオンが研磨を促進するように機能する。
【００２１】
アンモニウム塩を、たとえば塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）とすると、塩素イオン（Ｃｌ−）が、テトラアンミン銅錯体または銅表面に作用し、その結果、低荷重であっても研磨速度が大幅に上昇することになる。たとえば、荷重３５ｇｆ／ｃｍ２で研磨速度が７μｍ／ｍｉｎ、荷重１４０ｇｆ／ｃｍ２で研磨速度が９．５μｍ／ｍｉｎを達成する。
【００２２】
さらに研磨屑などによる研磨パッドの目詰まりも抑えられ、研磨速度の安定化、研磨パッドの長寿命化が実現できる。
【００２３】
このように、アンモニウム塩は、研磨促進剤として働くとともに、ｐＨ調整剤としても働く。
【００２４】
本発明の研磨組成物におけるアンモニアの含有量は、研磨組成物全量の１〜３０重量％であり、好ましくは５〜１０重量％である。アンモニアの含有量が１重量％未満および、３０重量％を越えると十分な研磨速度が得られない。
【００２５】
また、本発明の研磨組成物におけるアンモニウム塩の含有量は、研磨組成物全量の０．１〜２５重量％であり、０．１重量％未満では、所望のｐＨを維持することができず、研磨速度が低下し、２５重量％を越えると十分な研磨速度が得られない。
【００２６】
本発明の研磨組成物において、そのｐＨは中性およびアルカリ性、すなわち７〜１４の範囲であればよく、好ましくは９〜１１である。
【００２７】
本発明の研磨組成物においては、砥粒を含んでもよい。特に研磨後の表面平滑性が望まれるような用途では、砥粒を含むほうが好ましい。
【００２８】
砥粒としては、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカ、コロイダルアルミナ、ヒュームドアルミナおよびセリアなどが挙げられる。
【００２９】
本発明の研磨組成物における砥粒の含有量は、研磨組成物全量の０．０１〜１０重量％であり、好ましくは０．０１〜７重量％である。砥粒の含有量が０．０１重量％未満では、十分に表面が平滑化されず、１０重量％を越えると粒子の凝集、スクラッチの発生、廃液処理の負荷増大、コストアップなど種々の不具合が発生する。
【００３０】
本発明の研磨組成物には、上記のアンモニア、アンモニウム塩および砥粒に加えてさらに、防食材、表面平滑剤およびｐＨ調整剤などを含んでいてもよい。
【００３１】
防食材としては、りん酸二水素アンモニウム、ピロリン酸カリウム、ピロリン酸、トリポリリン酸カリウムなどのリン酸化合物、ベンゾトリアゾール（BTA）、エチレンジアミン四酢酸（EDTA）などが挙げられる。
【００３２】
防食剤の含有量は特に制限されず、各種研磨条件に応じて広い範囲から適宜選択できるが、本発明の研磨組成物に悪影響を及ぼすことなくその性能を充分に発揮させるという点を考慮すると、通常は研磨組成物全量の０．００１〜１０．０重量％、好ましくは０．００１〜５．０重量％である。
【００３３】
ｐＨ調整剤としては、酸性成分として硝酸（ＨＮＯ３）、硫酸、塩酸、酢酸、乳酸などが挙げられ、アルカリ性成分として水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化カルシウム、水酸化リチウムなどが挙げられる。
【００３４】
本発明の研磨組成物は、その好ましい特性を損なわない範囲で、従来からこの分野の研磨用組成物に常用される各種の添加剤の１種または２種以上を含むことができる。
【００３５】
本発明の研磨組成物で用いられる水としては特に制限はないが、半導体デバイスなどの製造工程での使用を考慮すると、たとえば、純水、超純水、イオン交換水、蒸留水などが好ましい。
【００３６】
本発明の研磨組成物の製造方法について説明する。
研磨組成物が、砥粒を含まず、アンモニアとアンモニウム塩、および水溶性の他の添加剤のみからなる場合は、これらの化合物をそれぞれ適量、さらに全量が１００重量％になる量の水を用い、これらの成分を一般的な手順に従って、所望のｐＨとなるように水中に均一に溶解または分散させることによって製造することができる。
【００３７】
まず、水にアンモニウム塩を混合させることでｐＨを４．０〜１１．０に調整した水溶液を作製し、濃度３０％のアンモニア水溶液を所定の質量だけ混合してアルカリ溶液を得る。さらにｐＨが４．０〜１０．０に調整されたシリカ分散液を所定の濃度になるように上記アルカリ溶液に混合することで本発明の研磨組成物が得られる。
【００３８】
本発明の研磨組成物は、ＬＳＩ製造工程における各種金属膜の研磨に好適に使用することができ、特にダマシン法によって金属配線を形成する際のＣＭＰ工程において、金属膜を研磨するための研磨スラリーとして好適に使用できる。より具体的には、ＳＩＰにおいてＬＳＩチップを積層するための金属配線、半導体デバイスの上層銅配線（この銅配線の形成には膜厚５μｍ以上の銅膜を研磨する必要がある）などを形成する際の金属膜研磨スラリーとして非常に好適に使用できる。すなわち、本発明の組成物は、ダマシン法によるＣＭＰ工程用金属膜研磨組成物として特に有用である。
【００３９】
また、ここで研磨対象になる金属膜としては、基板表面に被覆される銅、銅合金などの金属膜、タンタル、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、タングステンなどが挙げられる。この中でも、特に銅の金属膜が好ましい。
【実施例】
【００４０】
以下では、本発明の実施例および比較例について説明する。
（１）砥粒レススラリー
砥粒を含まず、アンモニアとアンモニウム塩、およびｐＨ調整剤を含み、残部が水である砥粒レススラリーについて検討した。その組成および研磨条件を以下に示す。
【００４１】
（実施例１）
アンモニア                                ５重量％
アンモニウム塩：塩化アンモニウム          ５重量％
ｐＨ調整剤：水酸化カリウム                ２．４重量％
水                                        残部
ｐＨは、１０．５に調整した。
【００４２】
［研磨条件］
被研磨基板：φ１００ｍｍ銅めっき基板
研磨装置：ＥＣＯＭＥＴ４（BUEHLER社製）
研磨パッド：ＩＣ１４００ Ｋ-Ｇｒｖ.（ニッタ・ハース社製）
研磨定盤回転速度：３００ｒｐｍ
キャリア回転速度：６５ｒｐｍ
研磨荷重面圧：１５０ｇｆ/ｃｍ２
半導体研磨用組成物の流量：２０ｍｌ/ｍｉｎ
研磨時間：１２０秒間
コンディショニング：ｅｘ  ｓｉｔｕ（研磨と非同時）
【００４３】
［研磨速度］
研磨速度は、単位時間当たりに研磨によって除去されたウエハの厚み（μｍ／ｍｉｎ）で表される。研磨によって除去されたウエハの厚みは、ウエハ重量の減少量を測定し、ウエハの研磨面の面積で割ることで算出した。
【００４４】
図１は、砥粒レススラリー（実施例１）使用時の研磨速度安定性を示すグラフである。縦軸は研磨速度［μｍ／ｍｉｎ］を示し、横軸は研磨枚数［枚］を示す。
【００４５】
図１のグラフからわかるように、実施例１を用いた銅膜研磨では、研磨枚数が増加しても研磨速度の低下は見られず、５枚研磨する間９μｍ／ｍｉｎ以上という高い研磨速度を維持した。
【００４６】
図２は、実施例１使用時の研磨速度に対する荷重の影響を示すグラフである。縦軸は研磨速度［μｍ／ｍｉｎ］を示し、横軸は荷重［ｐｓｉ］を示す。なお、１ｐｓｉは約７０．３ｇｆ／ｃｍ２である。
【００４７】
図２に示すように、荷重が０．２５ｐｓｉ（１７．６ｇｆ／ｃｍ２）という非常に小さな荷重であっても、研磨速度としては３μｍ／ｍｉｎ以上を達成しており、荷重が０．５ｐｓｉ（３５ｇｆ／ｃｍ２）で研磨速度が７μｍ／ｍｉｎ、荷重が２ｐｓｉ（１４０ｇｆ／ｃｍ２）で研磨速度が９．５μｍ／ｍｉｎを達成した。
【００４８】
このように、砥粒レススラリーであっても、非常に高い研磨速度を達成し、さらに研磨枚数が増加しても速度の低下は見られなかった。
【００４９】
以下では、砥粒を含む研磨組成物についての検討結果を示す。
（２）アンモニウム塩の添加効果
上記の砥粒レススラリーに砥粒を加えた研磨組成物について検討を行った。
【００５０】
実施例として、アンモニアと塩化アンモニウムを含む組成物（実施例２）、アンモニアと炭酸アンモニウムを含む組成物（実施例３）を用いた。
【００５１】
比較例として、アンモニウム塩を含まずアンモニアを含む組成物（比較例１）、アンモニアを含まず塩化アンモニウムを含む組成物（比較例２）、アンモニアを含まず炭酸アンモニウムを含む組成物（比較例３）を用いた。これらの組成および研磨条件を以下に示す。
【００５２】
（実施例２）
アンモニア                                ２重量％
アンモニウム塩：塩化アンモニウム          ５重量％
砥粒：コロイダルシリカ                    ５重量％
ｐＨ調整剤：水酸化カリウム                ４．０重量％
水                                        残部
ｐＨは、１０．５に調整した。
【００５３】
（実施例３）
アンモニア                                ２重量％
アンモニウム塩：炭酸アンモニウム          ５重量％
砥粒：コロイダルシリカ                    ５重量％
ｐＨ調整剤：水酸化カリウム                ４．０重量％
水                                        残部
ｐＨは、１０．５に調整した。
【００５４】
（比較例１）
アンモニア                                ２重量％
砥粒：コロイダルシリカ                    ５重量％
ｐＨ調整剤：水酸化カリウム                ０．２重量％
水                                        残部
ｐＨは、１０．５に調整した。
【００５５】
（比較例２）
アンモニウム塩：塩化アンモニウム          ５重量％
砥粒：コロイダルシリカ                    ５重量％
ｐＨ調整剤：水酸化カリウム                ２．４重量％
水                                        残部
ｐＨは、１０．５に調整した。
【００５６】
（比較例３）
アンモニウム塩：炭酸アンモニウム          ５重量％
砥粒：コロイダルシリカ                    ５重量％
ｐＨ調整剤：水酸化カリウム                ４．０重量％
水                                        残部
ｐＨは、１０．５に調整した。
【００５７】
［研磨条件］
被研磨基板：３００ｍｍ銅めっき基板
研磨装置：ＥＣＯＭＥＴ４（BUEHLER社製）
研磨パッド：ＩＣ１４００（ニッタ・ハース社製）
研磨定盤回転速度：３００ｒｐｍ
キャリア回転速度：６５ｒｐｍ
研磨荷重面圧：１５０ｇｆ／ｃｍ２
半導体研磨用組成物の流量：３０ｍｌ／ｍｉｎ
研磨時間：６０秒間
コンディショニング：ｅｘ  ｓｉｔｕ（研磨と非同時）
【００５８】
図３は、実施例２，３および比較例１〜３使用時の研磨速度を示すグラフである。縦軸は研磨速度［μｍ／ｍｉｎ］を示す。
【００５９】
図３からわかるように、アンモニウム塩が含まれない比較例１では、研磨速度が１μｍ／ｍｉｎ以下と低く、アンモニアが含まれない比較例２，３では、０．７μｍ／ｍｉｎ以下とさらに低かった。これに対してアンモニアと塩化アンモニウムを含む実施例２およびアンモニアと炭酸アンモニウムを含む実施例３では、１．７μｍ／ｍｉｎ、１．２μｍ／ｍｉｎとそれぞれ比較例１〜３を上回った。
【００６０】
このようにアンモニアとアンモニウム塩とが含まれることで、それぞれが単独で含まれる場合に比べて高速な研磨速度を実現できることがわかる。
【００６１】
（３）アンモニア濃度の影響
砥粒、アンモニア、アンモニウム塩、およびｐＨ調整剤を含み、残部が水である研磨組成物についてアンモニア濃度の影響を検討した。
【００６２】
実施例として、実施例２に基づいてアンモニア濃度を５〜１０重量％としたもの（実施例４〜６）を用いた。
【００６３】
比較例として、比較例１に基づいてアンモニア濃度を５〜１０重量％としたもの（比較例４〜６）を用いた。これらの組成および研磨条件を以下に示す。
【００６４】
（実施例４）
アンモニア                                ５重量％
アンモニウム塩：塩化アンモニウム          ５重量％
砥粒：コロイダルシリカ                    ５重量％
ｐＨ調整剤：水酸化カリウム                ２．４重量％
水                                        残部
ｐＨは、１０．５に調整した。
【００６５】
（実施例５）
アンモニア                                ７重量％
アンモニウム塩：塩化アンモニウム          ５重量％
砥粒：コロイダルシリカ                    ５重量％
水                                        残部
ｐＨは、１０．５に調整した。
【００６６】
（実施例６）
アンモニア                              １０重量％
アンモニウム塩：塩化アンモニウム          ５重量％
砥粒：コロイダルシリカ                    ５重量％
ｐＨ調整剤：水酸化カリウム                ２．４重量％
水                                        残部
ｐＨは、１０．５に調整した。
【００６７】
（比較例４）
アンモニア                                ５重量％
砥粒：コロイダルシリカ                    ５重量％
ｐＨ調整剤：水酸化カリウム                ２．４重量％
水                                        残部
ｐＨは、１０．５に調整した。
【００６８】
（比較例５）
アンモニア                                ７重量％
砥粒：コロイダルシリカ                    ５重量％
水                                        残部
ｐＨは、１０．５に調整した。
【００６９】
（比較例６）
アンモニア                              １０重量％
砥粒：コロイダルシリカ                    ５重量％
ｐＨ調整剤：水酸化カリウム                ２．４重量％
水                                        残部
ｐＨは、１０．５に調整した。
【００７０】
［研磨条件］
被研磨基板：φ100ｍｍ銅めっき基板
研磨装置：ＥＣＯＭＥＴ４（BUEHLER社製）
研磨パッド：ＩＣ１４００（ニッタ・ハース社製）
研磨定盤回転速度：３００ｒｐｍ
キャリア回転速度：６５ｒｐｍ
研磨荷重面圧：１５０ｇｆ／ｃｍ２
半導体研磨用組成物の流量：２０ｍｌ／ｍｉｎ
研磨時間：６０秒間
コンディショニング：ｅｘ  ｓｉｔｕ（研磨と非同時）
【００７１】
図４は、実施例４〜６および比較例４〜６使用時の研磨速度を示すグラフである。縦軸は研磨速度［μｍ／ｍｉｎ］を示す。
【００７２】
図４からわかるように、実施例４〜６および比較例４〜６のいずれもアンモニア濃度が増加すると、研磨速度が高くなるが、同じアンモニア濃度であれば実施例が比較例よりも必ず高速であった。
【００７３】
さらに、実施例２に基づいてアンモニア濃度を１〜１０重量％としたものを用いて、アンモニア濃度の影響について詳細に検討した。各組成については、実施例２と、アンモニア濃度が異なるだけであるので省略する。
【００７４】
［研磨条件］
被研磨基板：φ１００ｍｍ銅めっき基板
研磨装置：ＥＣＯＭＥＴ４（BUEHLER社製）
研磨パッド：ＩＣ１４００（ニッタ・ハース社製）
研磨定盤回転速度：３００ｒｐｍ
キャリア回転速度：６５ｒｐｍ
研磨荷重面圧：１５０ｇｆ／ｃｍ２
半導体研磨用組成物の流量：３０ｍｌ／ｍｉｎ
研磨時間：６０秒間
コンディショニング：ｉｎ  ｓｉｔｕ（研磨と同時）
【００７５】
図５は、研磨速度に対するアンモニア濃度の影響を示すグラフである。縦軸は研磨速度［μｍ／ｍｉｎ］を示し、横軸はアンモニア濃度［重量％］を示す。
【００７６】
図５からわかるように、アンモニア濃度が増加するにつれて研磨速度が高くなり、特に３重量％から急激に高くなる傾向があった。なお、上記の実施例４〜６使用時の研磨速度よりも高い研磨速度を達成しているのは、研磨パッドのコンディショニングを、研磨と同時にｉｎ  ｓｉｔｕで行っているからである。
【００７７】
（４）ｐＨの影響
実施例４に基づいてｐＨを７〜１４としたもの、実施例４に基づいてアンモニア濃度を３重量％とし、ｐＨ７〜１４としたものを用いて、研磨組成物のｐＨの影響について検討した。各組成については、実施例４と、アンモニア濃度、ｐＨが異なるだけであるので省略する。
【００７８】
［研磨条件］
被研磨基板：φ１００ｍｍ銅めっき基板
研磨装置：ＥＣＯＭＥＴ４（BUEHLER社製）
研磨パッド：ＩＣ１４００（ニッタ・ハース社製）
研磨定盤回転速度：１２０ｒｐｍ
キャリア回転速度：６５ｒｐｍ
研磨荷重面圧：１５０ｇｆ／ｃｍ２
半導体研磨用組成物の流量：２０ｍｌ／ｍｉｎ
研磨時間：６０秒間
コンディショニング：ｅｘ  ｓｉｔｕ（研磨と非同時）
【００７９】
図６は、研磨速度に対するｐＨの影響を示すグラフである。縦軸は研磨速度［μｍ／ｍｉｎ］を示し、横軸はｐＨ［−］を示す。
【００８０】
図６からわかるように、ｐＨの変化に対しては、アンモニア濃度にかかわらず、同様の挙動を示した。すなわち、研磨速度が最大となる最適ｐＨ１０．５を有する。
したがって、研磨組成物のｐＨとしては９〜１１の範囲とすることが好ましい。
【００８１】
（５）表面粗さ
塩化アンモニウムの有無が、表面粗さに与える影響について検討した。
【００８２】
図７は、塩化アンモニウムを含む実施例７、塩化アンモニウムを含まない比較例７を用いた研磨後の基板表面を示す図である。紙面向かって右側が実施例７使用時、左側が比較例７使用時である。
【００８３】
実施例７は、実施例４のコロイダルシリカをヒュームドシリカに変更したものであり、比較例７は、比較例６のコロイダルシリカをヒュームドシリカに変更したものであるので、詳細は省略する。
【００８４】
図からわかるように、塩化アンモニウムを含むことで研磨後の表面が鏡面となっており、表面粗さが非常に小さくなった。
【００８５】
さらに、砥粒の有無が、表面粗さに与える影響についても検討した。
図８は、砥粒を含まない実施例１、砥粒を含む実施例４，７を用いた研磨後の表面粗さを（Ｒａ）示すグラフである。縦軸は表面粗さＲａ［μｍ］を示す。
【００８６】
［表面粗さ］
表面粗さＲａは、株式会社ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ製プロファイラー（Ｐ−１２）を用いて、測定距離１００μｍ、探針荷重４ｍｇ、測定速度５μｍ／ｓｅｃの条件で測定した。また、参考データとして研磨前の表面粗さについても示した。
【００８７】
実施例１を用いて研磨した場合、研磨前に比べて、Ｒａは小さくなった。また、実施例４（コロイダルシリカ含有）を用いた場合は、実施例１よりもＲａが小さくなり、実施例７（ヒュームドシリカ含有）を用いるとＲａはさらに小さくなった。
【００８８】
このように、特に研磨後の表面平滑性が望まれるような用途では、砥粒を含むほうが好ましいことがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】砥粒レススラリー（実施例１）使用時の研磨速度安定性を示すグラフである。
【図２】実施例１使用時の研磨速度に対する荷重の影響を示すグラフである。
【図３】実施例２，３および比較例１〜３使用時の研磨速度を示すグラフである。
【図４】実施例４〜６および比較例４〜６使用時の研磨速度を示すグラフである。
【図５】研磨速度に対するアンモニア濃度の影響を示すグラフである。
【図６】研磨速度に対するｐＨの影響を示すグラフである。
【図７】塩化アンモニウムを含む実施例７、塩化アンモニウムを含まない比較例７を用いた研磨後の基板表面を示す図である。
【図８】砥粒を含まない実施例１、砥粒を含む実施例４，７を用いた研磨後の表面粗さを（Ｒａ）示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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