(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）白金、イリジウム、レニウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、及び金からなる群より選択される貴金属を有する基材を、下記の（ａ）〜（ｃ）を含有し且つｐＨが２〜１２である化学機械的研磨系と接触させること：
（ａ）研磨材、研磨パッド又はそれらの組合せ、
（ｂ）液体キャリヤ、及び
（ｃ）ピリジンエタンスルホン酸、ピリジンスルホン酸、１−（３−スルホプロピル）ピリジニウムヒドロキシド、スルファニル酸、ドデシルジメチル（３−スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド、２−（Ｎ−モルホリノ）エタンスルホン酸、Ｎ−２−アセトアミド−２−アミノエタンスルホン酸、３−（Ｎ−モルホリン）プロパンスルホン酸、Ｎ−トリス（ヒドロキシメチル）メチル−２−アミノエタンスルホン酸、Ｎ−２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−２−エタンスルホン酸、Ｎ−２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−３−プロパンスルホン酸、シクロヘキシルアミノエタンスルホン酸、３−（シクロヘキシルアミノ）プロパンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ヒドロキノンスルホン酸、ヒドロキノリンスルホン酸、イセチオン酸、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンジスルホン酸、１，２−ナフトキノン−４−スルホン酸、アミノアントラキノンスルホン酸、２−ホルミルベンゼンスルホン酸、３−アミノ−４−ヒドロキシベンゼンスルホン酸、４−ヒドロキシベンゼンスルホン酸、６−アミノトルエン−３−スルホン酸、ベンジジン−３−スルホン酸、ジフェニルアミン−４−スルホン酸、ヒドロキシルアミン−Ｏ−スルホン酸、ピペリジンスルホン酸、ｐ−アニシジン−３−スルホン酸、ｐ−キシレン−２−スルホン酸、メタンスルホン酸、３−シクロヘキシルアミノ−１−プロパンスルホン酸、５−ホルミル−２−フランスルホン酸、これらの塩、及びそれらの組み合わせからなる群より選択されるスルホン酸化合物、又はその塩；並びに
（ｉｉ）前記基材を研磨すること；
を含む、基材の研磨方法。
【請求項２】
前記スルホン酸化合物が、２−ピリジンエタンスルホン酸、４−ピリジンエタンスルホン酸、１−（３−スルホプロピル）ピリジニウムヒドロキシド、スルファニル酸、ピリジンスルホン酸、ドデシルジメチル（３−スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド、２−（Ｎ−モルホリノ）エタンスルホン酸、Ｎ−２−アセトアミド−２−アミノエタンスルホン酸、３−（Ｎ−モルホリン）プロパンスルホン酸、Ｎ−トリス（ヒドロキシメチル）メチル−２−アミノエタンスルホン酸、Ｎ−２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−２−エタンスルホン酸、Ｎ−２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−３−プロパンスルホン酸、シクロヘキシルアミノエタンスルホン酸、３−（シクロヘキシルアミノ）プロパンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、これらの塩、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に記載の方法。
【請求項３】
前記スルホン酸化合物が、ヒドロキノンスルホン酸、Ｎ−トリス（ヒドロキシメチル）メチル−２−アミノエタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、イセチオン酸、５−ホルミル−２−フランスルホン酸、これらの塩、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に記載の方法。
【請求項４】
前記化学機械的研磨系が研磨材を含有している、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記研磨材が、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、ゲルマニア、マグネシア、これらと共に生成される生成物、及びそれらの組み合わせからなる群より選択される金属酸化物である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記研磨材がα−アルミナを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記α−アルミナが２００ｎｍ又はそれよりも大きい平均粒径を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記研磨材がヒュームドアルミナを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記系が、前記キャリヤ中に懸濁されている０．０５重量％又はそれよりも多くの研磨材、及び０．０１〜１０重量％のスルホン酸化合物を含有している、請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
前記研磨材が研磨パッドに固定されている、請求項４に記載の方法。
【請求項１１】
前記研磨材が粒子の形態であり、且つ前記キャリヤ中に懸濁されている、請求項４に記載の方法。
【請求項１２】
前記液体キャリヤが水を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記貴金属が、白金、イリジウム、二酸化イリジウム、ルテニウム、又は二酸化ルテニウムである、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記貴金属が白金である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記系が２〜７のｐＨを有する、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貴金属を有する基材を研磨する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基材表面を平坦化又は研磨するための組成物及び方法は当業界でよく知られている。研磨組成物（研磨スラリーとしても知られる）は一般に、水溶液中に研磨材を含有しており、このスラリー組成物を染みこませた研磨パッドを基材表面と接触させることによって、基材表面に適用される。典型的な研磨材としては、二酸化ケイ素、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、及び酸化スズが挙げられる。例えば米国特許第５，５２７，４２３号は、水性媒体中に高純度の金属酸化物微粒子を含有する研磨スラリーを表面と接触させることによって金属層を化学機械的に研磨する方法について記載している。別法では研磨材は、研磨パッド中に組み込むこともできる。米国特許第５，４８９，２３３号は、表面の組織すなわちパターンを有する研磨パッドの使用について開示しており、また米国特許第５，９５８，７９４号は、固定研磨材研磨パッドを開示している。
【０００３】
一般に従来の研磨系及び研磨方法は、半導体ウェハーの平坦化において完全には満足のいくものではない。特に研磨組成物及び研磨パッドは、望ましいとはいえない研磨速度を有する場合があり、また半導体表面の化学機械的な研磨にそれらを使用したときに、低品位の表面品質をもたらすことがある。半導体ウェハーの性能は、その表面の平坦性に直接に関係しているので、高い研磨効率、均一性、及び除去速度をもたらし、且つ表面欠陥が最少の高品質の研磨をもたらす研磨組成物及び方法を用いることが、非常に重要である。
【０００４】
半導体ウェハー用の効果的な研磨系を作り出すことの難しさは、その半導体ウェハーの複雑性に由来する。一般に半導体ウェハーは、その上に複数のトランジスタが形成されている基材からなる。集積回路は、基材中の領域及び基材上の層にパターンを形成することによって、その基材に化学的且つ物理的に接続される。使用可能な半導体ウェハーを生産し、且つウェハーの収率、性能、及び信頼性を最大にするためには、下側の構造又は形状に悪影響を及ぼすことなく、ウェハーの選択された表面を研磨することが望ましい。実際に、半導体製造工程段階が十分に平坦化されたウェハー表面に対して行われない場合には、半導体製作において様々な問題が起こることがある。
【０００５】
チタン、窒化チタン、アルミニウム−銅、アルミニウム−ケイ素、銅、タングステン、白金、白金−タングステン、白金−スズ、ルテニウム、及びこれらの組み合わせを含む様々な金属及び金属合金が、相互接続層とデバイスとの間の電気的接続を形成するために用いられてきた。貴金属類は、機械的には硬く且つ化学的には耐薬品性であり、化学機械的研磨によってそれらを効率的に除去することが困難である点で、特別の課題を提示する。
【０００６】
下記の複数の特許は、貴金属用の研磨組成物を開示している。米国特許第５，６９１，２１９号は、貴金属導電層を備える半導体メモリデバイス、及びこの貴金属を研磨するためのハロゲン化合物を含有する研磨組成物を開示している。米国特許第６，２７４，０６３号は、化学的エッチング液（例えば窒化アルミニウム）、砥粒、及び酸化剤を含有するニッケル基材用研磨組成物を開示している。米国特許第６，２９０，７３６号は、塩基性水溶液中に研磨材及びハロゲンを含有している貴金属用の化学的に活性な研磨組成物を開示している。特開昭６３−０９６５９９号は、金属ルテニウムを溶解する方法を開示している。特開平１１−１２１４１１号は、白金族金属の酸化物の微粒子を含有している白金族金属（例えばＲｕ、Ｐｔ）用研磨組成物を開示している。特開平１−２７０５１２号は、過酸化水素、アルカリシアニド、リン酸イオン及び／又はホウ酸イオンを含有している貴金属用溶解液を開示している。国際公開第００／７７１０７Ａ１号は、研磨材；液体キャリヤ；酸化剤；ＥＤＴＡ、含窒素大環状分子（例えばテトラアザシクロテトラデカン）、クラウンエーテル、ハロゲン化物、シアニド、クエン酸、ホスフィン、及びホスホン酸塩を含めた研磨添加剤を含有している貴金属（例えばＲｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ）用研磨組成物を開示している。国際公開第０１／４４３９６Ａ１号は、イオウ含有化合物、砥粒、及び水溶性有機添加剤を含有している貴金属用研磨組成物を開示しており、その称するところでは、この添加剤は、砥粒の分散性を改善し、また金属除去速度及び選択性を向上させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、研磨及び平坦化の間に、表面欠陥や、下にある構造物及び形状などの欠陥を最少にすると同時に、基材の研磨及び平坦化中の間の望ましい平坦化効率、均一性、及び除去速度を示す研磨系及び研磨法がまだ必要とされている。研磨系の改良は、化学的に安定で且つ機械的に硬い貴金属を有する基材の研磨のために特に必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、このような化学機械的研磨系及び方法を提供するものである。本発明のこれらの及び他の利点は、本明細書中で提供する本発明の説明から明らかになるはずである。
【０００９】
本発明は、（ｉ）（ａ）研磨材及び／又は研磨パッド、（ｂ）液体キャリヤ、（ｃ）スルホン酸化合物又はその塩を含有し、且つｐＨが２〜１２である化学機械的研磨系を、貴金属を有する基材と接触させること、及び（ｉｉ）この基材の少なくとも一部分を削って、基材を研磨すること、を含む基材の研磨方法を提供する。
【００１０】
本発明は、貴金属を有する基材を研磨する方法を対象とする。この基材を、（ａ）研磨材及び／又は研磨パッド、（ｂ）液体キャリヤ、及び任意選択で（ｃ）少なくとも１種類（すなわち１又は複数種類）の研磨添加剤を含有する化学機械的研磨系（「ＣＭＰ」）と接触させる。この研磨添加剤は、系が基材の少なくとも１つの貴金属層を研磨する速度を望ましく増加させる任意の適切な化合物であることができる。基材表面を研磨するために、その基材の少なくとも一部を削る。この研磨材（液体キャリヤ中に存在し、懸濁している場合）、液体キャリヤ、任意選択の研磨添加剤、及びこの液体キャリヤ中に懸濁している他の成分が、このＣＭＰ系の研磨組成物を形成する。
【００１１】
本明細書中で記述するＣＭＰ系は、研磨材、研磨パッド、又はその両方を含む。好ましくはこのＣＭＰ系は、研磨材及び研磨パッドの両方を含む。研磨材は、研磨パッド上に固定されていてもよく、及び／又は粒子形態で存在し、液体キャリヤ中に懸濁していてもよい。この研磨パッドは、任意の適切な研磨パッドであることができる。
【００１２】
この研磨材は、その多くが当業界で周知の任意の適切な研磨材であることができる。例えばこの研磨材は、天然又は合成であることができ、またダイヤモンド（例えば多結晶ダイヤモンド）、ガーネット、ガラス、カーボランダム、金属酸化物、窒化物、炭化物、ポリマー、複合体（例えば、ポリマー複合体又はポリマー／金属酸化物複合体）などを含むことができる。研磨材の選択は、研磨される基材の特定の性質に依存する。研磨材は好ましくは、金属酸化物、ダイヤモンド、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、又はこれらの組み合わせを含む。金属酸化物は望ましくは、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、ゲルマニア、マグネシア、これらと共に生成される生成物、及びそれらの組み合わせからなる群より選択される。より好ましくは研磨材は、シリカ、アルミナ（例えば、α−アルミナ、ヒュームドアルミナ）、窒化ケイ素、及び／又は炭化ケイ素を含む。幾つかの実施形態では研磨材は好ましくは、１５０ｎｍ又はそれよりも大きい（例えば、２００ｎｍ又はそれよりも大きい、又は２５０ｎｍ又はそれよりも大きい）平均粒径を有するα−アルミナを含む。一般にはこのα−アルミナは、より柔らかい研磨材（例えばヒュームドアルミナ）と組み合わせて使用される。この研磨材は任意の適切な粒径を有することができる。幾つかの実施形態では、１５０ｎｍ又はそれよりも大きい（例えば、２００ｎｍ又はそれよりも大きい、又は２５０ｎｍ又はそれよりも大きい）平均粒径を有するα−アルミナの使用が好ましい。平均粒径は、例えば計測器Ｈａｒｉｂａ  ＬＡ−９１０を用いて、光散乱によって求められるものとして報告されている。
【００１３】
研磨材が、ＣＭＰ系中に存在し、液体キャリヤ中に懸濁している場合（すなわち、研磨材が研磨組成物の成分である場合）、その研磨組成物中に任意の適切な量の研磨材が、存在していてよい。一般には研磨組成物中に、０．０１重量％又はそれよりも多量（例えば、０．０３重量％又はそれよりも多量、又は０．０５重量％又はそれよりも多量）の研磨材が存在する。より一般には、０．１重量％又はそれよりも多量の研磨材が研磨組成物中に存在する。研磨組成物中の研磨材の量は、一般には５０重量％を超えず、より一般には２０重量％を超えない。好ましくは研磨組成物中の研磨材の量は、０．５重量％〜１０重量％である。幾つかの実施形態では研磨組成物中の研磨材の量は、望ましくは０．１重量％〜５重量％である。
【００１４】
液体キャリヤは、研磨材（存在する場合）、１種類又は複数種類の研磨添加剤、及びいずれかの任意選択の添加剤を、研磨又は平坦化すべき適切な基材の表面へ適用するこを容易にするために用いられる。この液体キャリヤは、一般には水性キャリヤであり、また水単独であってもよく、水及び適切な水混和性溶剤を含んでもよく、あるいはエマルションであってもよい。好適な水混和性溶剤としては、メタノール、エタノールなどのアルコールが挙げられる。好ましくはこの水性キャリヤは、水、より好ましくは脱イオン水からなる。
【００１５】
本発明の第一の実施形態では、化学機械的研磨系中に研磨添加剤が存在する。この研磨添加剤は貴金属表面と相互に作用し、化学機械的研磨の間にその溶解を促進させる。好適な研磨添加剤としては、ジケトン、ジケトン酸塩、尿素化合物、ヘテロ環式窒素含有化合物、ヘテロ環式酸素含有化合物、ヘテロ環式リン含有化合物、両性イオン化合物であってもよい窒素含有化合物、スルホン酸化合物、これらの塩、及びそれらの組み合わせが挙げられる。本発明において用いられる化学機械研磨系は、スルホン酸化合物又はその塩を必須の成分として含有している。
【００１６】
好適なジケトン及びジケトン酸塩としては例えば、シクロペンタンジオン、シクロヘキサンジオン、シクロブタンジオン、シクロへプタンジオン、直鎖ジケトン、及びアルキルアンモニウム−２，４−ペンタンジオン酸塩が挙げられる。好適なヘテロ環式窒素含有化合物としては例えば、ピリジン、ビピリジン、キノリン、フェナントロリン、ピリミジン、ヒドロピリミジン、ピラジン、ピラゾール、イミダゾール、イミダゾリン、イミダゾリジン、ピペラジン、トリアジン、プリン、オキサゾール、オキサジン、ピロール、ピロリン、ピロリジン、インドール、インドリン、イソインドール、カルバゾール、及びこれらの組み合わせが挙げられる。好適なヘテロ環式酸素含有化合物としては例えば、ジオキソラン、トリオキソラン、フラン、ピロン、モルホリン、クマリン、ベンゾピロン、ジオキサン、トリオキサン、及びオゾニドが挙げられる。好適なヘテロ環式リン含有化合物としては例えば、ホスホール、ホスホラン、ホスホレン、及びホスホリジンが挙げられる。このヘテロ環式窒素、酸素、及びリン含有化合物は、更に１又は複数のアルコール、アミド、ケトン、カルボン酸、又はスルホン酸の基を有することができる。例えば、ヘテロ環式窒素含有研磨添加剤は、ピコリン酸、２−ピリジンカルボキシアルデヒド、３−ピリジンカルボキシアルデヒド、４−ピリジンカルボキシアルデヒド、２−ピリジンメタノ−ル、２，３−ピリジンジカルボン酸、２，６−ピリジンジカルボン酸、２−ピリジル酢酸ＨＣｌ、３−ピリジル酢酸ＨＣｌ、２−ピリジンエタンスルホン酸、４−ピリジンエタンスルホン酸、１−（３−スルホプロピル）ピリジニウムヒドロキシド、アデニン、グアニン、シトシン、及びチミンであることができる。
【００１７】
両性イオン化合物であってもよい窒素含有化合物は、ある特定のｐＨにおいて両性イオン化合物であることができる窒素含有化合物である。両性イオン化合物は、非隣接原子上に形式上反対の電荷を有する中性化合物である。両性イオン化合物は一般に、酸部分と塩基部分の両方を有し、その酸部分のｐＫａが塩基部分のｐＫａと異なっており、それによってｐＨが酸部分のｐＫａと塩基部分のｐＫａとの間にあるときに、この化合物は両性イオン性となる。両性イオン化合物はまた、分子内塩とも呼ばれる。例えばアミノ酸は、両性イオン化合物であることができる窒素含有化合物である。但し、両性イオン化合物であることができる窒素含有化合物は、アミノ酸である必要はない。この点で、上記で特定した研磨添加剤に関しては、ピリジンエタンスルホン酸、ピリジンスルホン酸、ピリジル酢酸、３−（３−ピリジル）プロピオン酸、ピラジンカルボン酸、１−（３−スルホプロピル）ピリジニウムヒドロキシド、及びピコリン酸は、両性イオン化合物であることができる窒素含有化合物である。本発明の研磨組成物において役立つ両性イオン化合物であることができる別の窒素含有化合物としては、スルファニル酸、ドデシルジメチル（３−スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド（ラウリルスルホベタイン）、（カルボキシメチル）トリメチルアンモニウムヒドロキシド（ベタイン）、２−（Ｎ−モルホリノ）エタンスルホン酸、Ｎ−２−アセトアミドイミノ二酢酸、１，３−ビス［トリス（ヒドロキシメチル）メチルアミノ］プロパン、Ｎ−２−アセトアミド−２−アミノエタンスルホン酸、３−（Ｎ−モルホリン）プロパンスルホン酸、Ｎ−トリス（ヒドロキシメチル）メチル−２−アミノエタンスルホン酸、Ｎ−２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−２−エタンスルホン酸、Ｎ−２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−３−プロパンスルホン酸、Ｎ−トリス（ヒドロキシメチル）メチルグリシン、シクロヘキシルアミノエタンスルホン酸、３−（シクロヘキシルアミノ）プロパンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、これらの塩、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
【００１８】
スルホン酸化合物は、モノスルホン酸、ジスルホン酸、トリスルホン酸又はポリスルホン酸化合物、又はこれらの塩である。好ましくはこのスルホン酸化合物は、モノスルホン酸、ジスルホン酸又はトリスルホン酸の化合物、又はこれらの塩である。一般にはこのスルホン酸化合物は、アリールスルホン酸、アルキルスルホン酸、ヘテロ環式スルホン酸、又はこれらの塩からなる群より選択される。好適なスルホン酸化合物としては、上記のスルホン酸化合物のいずれか、例えばピリジンエタンスルホン酸、ピリジンスルホン酸、１−（３−スルホプロピル）ピリジニウムヒドロキシド、スルファニル酸、ドデシルジメチル（３−スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド、２−（Ｎ−モルホリノ）エタンスルホン酸、Ｎ−２−アセトアミド−２−アミノエタンスルホン酸、３−（Ｎ−モルホリン）プロパンスルホン酸、Ｎ−トリス（ヒドロキシメチル）メチル−２−アミノエタンスルホン酸、Ｎ−２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−２−エタンスルホン酸、Ｎ−２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−３−プロパンスルホン酸、シクロヘキシルアミノエタンスルホン酸、３−（シクロヘキシルアミノ）プロパンスルホン酸、及び２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸が挙げられる。これに加えてスルホン酸化合物は、ベンゼンスルホン酸、ヒドロキノンスルホン酸、イセチオン酸、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンジスルホン酸、１，２−ナフトキノン−４−スルホン酸、アミノアントラキノンスルホン酸、２−ホルミルベンゼンスルホン酸、３−アミノ−４−ヒドロキシベンゼンスルホン酸、４−ヒドロキシベンゼンスルホン酸、６−アミノトルエン−３−スルホン酸、ベンジジン−３−スルホン酸、ジフェニルアミン−４−スルホン酸、ヒドロキシルアミン−Ｏ−スルホン酸、ピペリジンスルホン酸、ｐ−アニシジン−３−スルホン酸、ｐ−キシレン−２−スルホン酸、メタンスルホン酸、３−シクロヘキシルアミノ−１−プロパンスルホン酸、５−ホルミル−２−フランスルホン酸、これらの塩、及びそれらの組み合わせからなる群より選択することができる。
【００１９】
好ましくは研磨添加剤は、ピコリン酸、２−ピリジンカルボキシアルデヒド、２−ピリジンメタノール、２，３−ピリジンジカルボン酸、２，６−ピリジンジカルボン酸、２−ピリジル酢酸ＨＣｌ、２−ピリジンエタンスルホン酸、４−ピリジンエタンスルホン酸、１，１０−フェナントロリン、１，２−ペンタジオン、スルファニル酸、ピリジンスルホン酸、１−（３−スルホプロピル）ピリジニウムヒドロキシド、ヒドロキノンスルホン酸、Ｎ−トリス（ヒドロキシメチル）メチル−２−アミノエタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、イセチオン酸、これらの塩、及びそれらの組み合わせからなる群より選択される。
【００２０】
研磨添加剤がスルホン酸化合物である場合、望ましくは研磨材は、アルミナ、特にα−アルミナを含む。好ましくは研磨材は、α−アルミナとヒュームドアルミナの混合物（例えば、α−アルミナ６０％とヒュームドアルミナ４０％）を含む。より好ましくは研磨材は、１５０ｎｍ又はそれよりも大きい（例えば、２００ｎｍ又はそれよりも大きい、又は２５０ｎｍ又はそれよりも大きい）平均粒径を有するα−アルミナを含む。
【００２１】
このＣＭＰ系は、任意の適切な量の第一の実施形態の研磨添加剤を含有することができ、一般にはこのような研磨添加剤を０．０１重量％又はそれよりも多い量で含有する。好ましくはＣＭＰ系は、このような研磨添加剤を０．０１重量％〜１０重量％（例えば、０．１重量％〜１０重量％）含有する。より好ましくはＣＭＰ系は、このような研磨添加剤を０．１重量％〜５重量％（例えば、０．１重量％〜２重量％）含有する。
【００２２】
本発明の第二の実施形態では、化学機械的研磨系中に研磨添加剤とペルオキシ型酸化剤が存在する。この研磨添加剤は、２又はそれよりも多くの酸化状態を有する金属化合物である。この研磨添加剤は、金属塩又は金属リガンド錯体であることができる。例えばこの研磨添加剤は、式ＭＸ、ＭＸ２、ＭＸ３、又はＭ２Ｘ３の鉄、銅、又はマンガンの化合物であることができる。ここで式中、ＭはＦｅ、Ｃｕ、又はＭｎであり、Ｘは硝酸基、フッ素基、塩素基、臭素基、ヨウ素基、酸素基、ヒドロキシ基、硫酸基、酢酸基、シュウ酸基、アセチルアセトン酸基、クエン酸基、酒石酸基、マロン酸基、グルコン酸基、フタル酸基、コハク酸基、過塩素酸基、過臭素酸基、過ヨウ素酸基、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される。この研磨添加剤はまた、式ＣｅＸ２のセリウムの化合物であることもできる。ここで式中Ｘは、酸素基、ヒドロキシ基、及びこれらの組み合わせから選択される。好ましくはこの研磨添加剤は、硫酸鉄、硝酸鉄、硝酸銅、又は過塩素酸マンガンである。ＣＭＰ系は、１種類又は複数種類の研磨添加剤を含有し、また上記の研磨添加剤の混合物を含有することができる。
【００２３】
このＣＭＰ系は、任意の適切な量の第二の実施形態の研磨添加剤を含むことができ、一般にはこのような研磨添加剤を０．０００１重量％又はそれよりも多量に含有する。好ましくはこのＣＭＰ系は、このような研磨添加剤を０．００１重量％〜５重量％含有する。より好ましくはこのＣＭＰ系は、このような研磨添加剤を０．００１重量％〜２重量％含有する。
【００２４】
第三の実施形態では、化学機械的研磨系中に研磨材が存在し、この研磨材が、液体キャリヤ中に懸濁されている。研磨材混合物は、α−アルミナ及びヒュームドアルミナを含む。一般にはα−アルミナとヒュームドアルミナとの重量比は、０．６：１〜９：１である。好ましくはこのα−アルミナとヒュームドアルミナとの重量比は、１：１〜４：１（例えば１．５：１〜３：１）である。
【００２５】
第三の実施形態のＣＭＰ系は、任意選択で更に研磨添加剤を含有する。この研磨添加剤は任意の適切な研磨添加剤であることができる。例えばこの研磨添加剤は、第一及び第二の実施形態に関して上記で考察した研磨添加剤のいずれかであることができる。好適な研磨添加剤としては更に、カルボン酸塩とそれらの酸、ヒドロキシ酸塩とそれらの酸、カルボニレートとそれらの酸、ピロリン酸塩、縮合リン酸塩、ホスホン酸とそれらの塩、アミン、アミノアルコール、アミド、イミン、イミノ酸とそれらの塩、ニトリル、ニトロ、チオール、チオエステル、チオエーテル、カルボチオール酸とそれらの塩、カルボチオン酸とそれらの塩、チオカルボン酸とそれらの塩、スルホン酸とそれらの塩、チオサリチル酸とそれらの塩、及びこれらの混合物が挙げられる。
【００２６】
これらのＣＭＰ系は、任意選択で更にペル型（ｐｅｒ−ｔｙｐｅ）酸化剤を含む。第二の実施形態のＣＭＰ系はペルオキシ型酸化剤を含む。このペル型酸化剤は任意の適切なペル型酸化剤であることができる。好適なペル型酸化剤としては、無機及び有機ペル化合物が挙げられる。ペル化合物（Ｈａｗｌｅｙ’ｓ  Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙにより定義される）は、少なくとも１つのペルオキシ基（−−Ｏ−−Ｏ−−）を有する化合物、又はその最も高い酸化状態にある元素を有する化合物である。少なくとも１つのペルオキシ基を有する化合物の例としては、過酸化水素と、尿素過酸化水素や過炭酸塩などのそのアダクト、過酸化ベンゾイルや過酢酸や過酸化ジ−ｔｅｒｔ−ブチルなどの有機過酸化物、モノ過硫酸塩（ＳＯ５２−）、ジ過硫酸塩（Ｓ２Ｏ８２−）、及び過酸化ナトリウムが挙げられるが、これらには限定されない。その最も高い酸化状態にある元素を有する化合物の例としては、過ヨウ素酸、過ヨウ素酸塩、過臭素酸、過臭素酸塩、過塩素酸、過塩素酸塩、過ホウ酸、過ホウ酸塩及び過マンガン酸塩が挙げられるが、これらには限定されない。ペル型酸化剤は好ましくは、過酸化水素、過硫酸塩（例えば過硫酸アンモニウム）、過ヨウ素酸塩、及び過マンガン酸塩からなる群より選択される。より好ましくはこのペル型酸化剤は、過硫酸アンモニウム又は過酸化水素である。
【００２７】
ペルオキシ型酸化剤は、少なくとも１つのペルオキシ基を有する化合物であり、有機過酸化物、無機過酸化物、及びこ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つのペルオキシ基を有する化合物の例としては、過酸化水素、及び尿素過酸化水素や過炭酸塩などのそのアダクト、過酸化ベンゾイルや過酢酸や過酸化ジ−ｔｅｒｔ−ブチルなどの有機過酸化物、モノ過硫酸塩（ＳＯ５２−）、ジ過硫酸塩（Ｓ２Ｏ８２−）、及び過酸化ナトリウムが挙げられるが、これらには限定されない。好ましくはペルオキシ型酸化剤は、過酸化水素である。
【００２８】
これらのＣＭＰ系は、任意の適切な量のペル型又はペルオキシ型酸化剤を含有することができる。ＣＭＰ系は好ましくは、第一の実施形態の研磨添加剤と共に、ペル型酸化剤を０．５〜２０重量％含有する。ＣＭＰ系は好ましくは、第二の実施形態の研磨添加剤と共に、ペルオキシ型酸化剤を０．１〜２０重量％（例えば１重量％〜１０重量％）含有する。ＣＭＰ系は好ましくは、第三の実施形態の研磨材と共に、ペル型酸化剤を０．５〜２０重量％含有する。
【００２９】
上記実施形態のいずれかのＣＭＰ系は望ましくは、ｐＨが２〜１２である。実際のｐＨ範囲は少なくとも、研磨される基材の種類に依存する。このＣＭＰ系を用いて白金含有基材を研磨する場合、そのｐＨは望ましくは２〜７である。このＣＭＰ系がルテニウム含有基材を研磨するためのものである場合、そのｐＨは望ましくは５又はそれよりも大きく、好ましくは７〜１１である。このＣＭＰ系を用いてイリジウム含有基材を研磨する場合、そのｐＨは望ましくは５〜１２、好ましくは７〜９である。より高いｐＨの使用は、貴金属の除去速度を増加させる傾向があるが、二酸化ケイ素層の除去速度も同様に増加させ、その結果として研磨選択性の全体的な低下を招く。
【００３０】
上記実施形態のいずれかのＣＭＰ系は任意選択で、二酸化ケイ素層の除去速度を低下させるのに役立つアミン含有モノマー、オリゴマー、又はポリマー化合物を更に含む。好適なアミン含有化合物としては、ポリエチレンイミン、ジメチルアミノプロピルアミン、１，４−ビス（３−アミノプロピル）ピペラジンなどが挙げられる。
【００３１】
望ましくは上記実施形態のいずれかのＣＭＰ系は、少なくとも１層の貴金属層と任意選択で絶縁層とを有する基材を研磨する方法で使用し、それによってその基材をこの化学機械的研磨系と接触させ、基材の金属層又は絶縁層（存在する場合）が研磨されるようにして、この金属層又は絶縁層の少なくとも一部を削る。この基材は任意の適切な基材（例えば、集積回路、メモリー又はハードディスク、金属、ＩＬＤ層、半導体、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、強誘電体、磁気ヘッド、ポリマー膜、及び低又は高誘電率膜）であることができ、また任意の適切な貴金属又は貴金属合金層（例えば、金属導電層）を有することができる。この絶縁層は、金属酸化物、多孔性金属酸化物、ガラス、有機ポリマー、フッ素化有機ポリマー、あるいは任意の他の適切な高又は低κ絶縁材料などの任意の適切な絶縁材料を含むことができる。この絶縁層は好ましくは、ケイ素に基づく金属酸化物を含む。貴金属、貴金属合金、又は貴金属酸化物の層は、好ましくは白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）レニウム（Ｒｅ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｄ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、オスミウム（Ｏｓ）、又は金（Ａｕ）を含む。好ましくはこの貴金属又は貴金属合金の層は、白金、ルテニウム（例えば、ＲｕＯ２）、又はイリジウム（例えば、ＩｒＯ２）を含む。
【００３２】
下記の実施例は本発明を更に例示するが、当然にいかなる形でも本発明の範囲を限定するものと解釈すべきではない。
【実施例】
【００３３】
〈実施例１（参考例）〉
この実施例では、白金の溶解速度に及ぼす研磨添加剤の効果を実証する。
【００３４】
白金の溶解及び腐食速度を、異なる研磨組成物（研磨組成物１Ａ〜１Ｌ（表１）及び１Ａ〜１Ｌ（表２））の存在下で、白金の回転円板電極（ＲＤＥ）を用いて電気化学的に求めた。この白金電極を５００ｒｐｍで回転させ、９０ｋＰａ（１３ｐｓｉ）の下向きの力で研磨パッドと接触を保った。金属溶解速度を、電極表面を削っている間（溶解速度）及び削った後（腐食速度）に評価した。白金の活量を電流密度として測定し、次いでファラデーの法則を用いて溶解又は腐食速度（単位Å／分）に計算し直した。酸化剤として過酸化水素を用いる場合、その溶解及び腐食の計算速度には、電極での過酸化水素の電気化学的活量に由来する追加の電流密度が含まれている。従って過酸化水素の存在下での記録されたこれらの白金の溶解及び腐食速度は、白金の真の溶解及び腐食速度よりも大きい可能性がある。
【００３５】
これらの各研磨組成物は、α−アルミナ６重量％と、過硫酸アンモニウム１重量％（研磨組成物１Ａ〜１Ｌ（表１））か、又は過酸化水素１重量％及び０．１ＮのＫ２ＳＯ４支持電解質（研磨組成物１Ａ〜１Ｌ（表２））のいずれかとを含有していた。研磨組成物１Ａ（表１）及び１Ａ（表２）（対照）は、研磨添加剤を含有しなかった。研磨組成物１Ｂ〜１Ｊ（表１）と１Ｂ〜１Ｊ（表２）（比較）はそれぞれ、グリシン、メチオニン、ヒスチジン、プロリン、メルカプトコハク酸、２−イミノ−４−チオビュレット、２−アミノ−２−メチルプロパノール、及びＫＢｒを、各１重量％含有していた。研磨組成物１Ｋ〜１Ｌ及び１Ｋ’〜１Ｌ’はそれぞれ、ピコリン酸、２，５−シクロペンタンジオン、及びピラゾールを各１重量％含有していた。白金に対する溶解及び腐食速度を、各化学機械的研磨系について測定した。過硫酸アンモニウム及び過酸化水素の存在下での白金に対する溶解及び腐食速度を、それぞれ表１及び２にまとめている。
【００３６】
【表１】
0004709136.tif 000002
【００３７】
【表２】
0004709136.tif 000003
【００３８】
これらの結果は、特定の化学機械的研磨組成物を用いると、貴金属の大きい溶解速度が得られることを実証している。
【００３９】
〈実施例２（参考例）〉
この実施例では、ルテニウムの溶解速度への研磨添加剤の効果を実証する。
【００４０】
ルテニウムの溶解及び腐食速度を、異なる研磨組成物（研磨組成物２Ａ〜２Ｇ（表３）及び２Ａ〜２Ｇ（表４））の存在下において、ルテニウムの回転円板電極（０．３２ｃｍ２）を用いて電気化学的に求めた。このルテニウム電極を５００ｒｐｍで回転させ、９０ｋＰａ（１３ｐｓｉ）の下向きの力で研磨パッドとの接触を保った。金属溶解速度を、電極表面を削っている間（溶解速度）及び削った後（腐食速度）に評価した。ルテニウムの活量を電流密度として測定し、次いでファラデーの法則を用いて、溶解又は腐食速度（単位Å／分）に計算し直した。酸化剤として過酸化水素を用いる場合、その溶解及び腐食の計算速度には、電極での過酸化水素の電気化学的活量に由来する追加の電流密度が含まれている。従って過酸化水素の存在下での記録されたこれらのルテニウムの溶解及び腐食速度は、ルテニウムの真の溶解及び腐食速度よりも大きい可能性がある。
【００４１】
これら各研磨組成物は、α−アルミナ６重量％と、過硫酸アンモニウム１重量％（研磨組成物２Ａ〜２Ｇ（表３））か、又は過酸化水素１重量％及び０．１ＮのＫ２ＳＯ４支持電解質（研磨組成物２Ａ〜２Ｇ（表４））のいずれかとを含有していた。研磨組成物２Ａ（表３）及び２Ａ（表４）（対照）は、研磨添加剤を含有していなかった。研磨組成物２Ｂ〜２Ｅ（表３）と２Ｂ〜２Ｅ（表４）（比較）はそれぞれ、グリシン、メルカプトコハク酸、シュウ酸カリウム、及び１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸（すなわち、Ｄｅｑｕｅｓｔ（登録商標）２０１０製品）を、各１重量％含有していた。各研磨組成物２Ｆ〜２Ｇ（表３）及び２Ｆ〜２Ｇ（表４）はそれぞれ、ピコリン酸及び２，５−シクロペンタンジオンを各１重量％含有していた。ルテニウムに対する溶解及び腐食速度を、各化学機械的研磨系について測定した。過硫酸アンモニウム酸化剤及び過酸化水素の存在下でのルテニウムに対する溶解及び腐食速度を、それぞれ表３及び４にまとめている。
【００４２】
【表３】
0004709136.tif 000004
【００４３】
【表４】
0004709136.tif 000005
【００４４】
これらの結果は、特定の化学機械的研磨組成物を用いると、貴金属の大きい溶解速度が得られることを実証している。
【００４５】
〈実施例３〉
この実施例では、白金及びルテニウムの溶解速度への様々な研磨添加剤の効果を実証する。
【００４６】
白金及びルテニウムの溶解及び腐食速度を、異なる研磨組成物（研磨組成物３Ａ〜３ＡＡ）の存在下において、白金又はルテニウムの回転円板電極を用いて電気化学的に求めた。この白金及びルテニウムの金属電極を５００ｒｐｍで回転させ、９０ｋＰａ（１３ｐｓｉ）の下向きの力で研磨パッドとの接触を保った。白金及びルテニウムの溶解速度を、電極表面を削っている間（溶解速度）及び削った後（腐食速度）に評価した。白金及びルテニウムの活量を電流密度として測定し、次いでファラデーの法則を用いて溶解又は腐食速度（単位Å／分）に計算し直した。酸化剤として過酸化水素を用いる場合、その溶解及び腐食の計算速度には、電極での過酸化水素の電気化学的活量に由来する追加の電流密度が含まれている。従って過酸化水素の存在下において記録された白金又はルテニウムの溶解及び腐食速度は、白金又はルテニウムの真の溶解及び腐食速度よりも大きい可能性がある。
【００４７】
これら研磨組成物に対する溶解及び腐食速度を、２つのグループで評価した。記録された第一のデータは、研磨組成物３Ａ〜３Ｑからなる。記録された第二のデータは、研磨組成物３Ｒ〜３ＡＡからなる。
【００４８】
各研磨組成物３Ａ〜３Ｑは、α−アルミナ６重量％、過酸化水素１重量％、及び０．１ＮのＫ２ＳＯ４支持電解質を含有していた。研磨組成物３Ａ（対照）は、研磨添加剤を含有していなかった。研磨組成物３Ｂ〜３Ｇ（比較）はそれぞれ、シクロブタンジカルボン酸、乳酸、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸（すなわちＤｅｑｕｅｓｔ（登録商標）２０１０製品）、グリシン、スクロース、及びエタノールを、各１重量％含有していた。研磨組成物３Ｈ〜３Ｑはそれぞれ、３−（３−ピリジル）プロピオン酸、２−ピリジンメタノール、２−ピリジンカルボキシアルデヒド、２−ピリジンカルボキシアミド、２，３−ピリジンジカルボン酸、２−ピリジル酢酸ＨＣｌ、４−ピリジンエタンスルホン酸、２，５−シクロペンタンジオン、ＦｅＳＯ４、及びＦｅ（ＮＯ３）３を、各１重量％含有していた。
【００４９】
過酸化水素を含有していない研磨組成物３Ｓ及び３Ｗ以外の各研磨組成物３Ｒ〜３ＡＡは、α−アルミナ６重量％、過酸化水素１重量％、及び０．１ＮのＫ２ＳＯ４支持電解質を含有していた。研磨組成物３Ｒ〜３ＡＡはそれぞれ、スルファニル酸、２−ピリジンエタンスルホン酸（ＨＰＯなし）、２−ピリジンエタンスルホン酸、２−ピリジンスルホン酸、３−ピリジル酢酸ＨＣｌ、４−ピリジル酢酸ＨＣｌ（ＨＰＯなし）、４−ピリジル酢酸ＨＣｌ、２−ピラジンカルボン酸、１−（３−スルホプロピル）ピリジニウムヒドロキシド、及び４−ピリジンエタンスルホン酸を、各１重量％含有していた。
【００５０】
白金及びルテニウムに対する溶解及び腐食速度を、各化学機械的研磨系について測定した。化学機械的研磨系のそれぞれについての白金及びルテニウムに対する溶解及び腐食速度を、表５及び６にまとめている。
【００５１】
【表５】
0004709136.tif 000006
【００５２】
【表６】
0004709136.tif 000007
【００５３】
これらの結果は、本発明の化学機械的研磨組成物を用いると、貴金属の大きい溶解速度が得られることを実証している。
【００５４】
〈実施例４（参考例）〉
この実施例では、白金の溶解速度への研磨添加剤の効果を実証する。
【００５５】
白金の溶解及び腐食速度を、２種類の異なる研磨組成物（研磨組成物４Ａ及び４Ｂ）の存在下において、白金の回転円板電極を用いて電気化学的に求めた。この白金電極は５００ｒｐｍで回転させ、９０ｋＰａ（１３ｐｓｉ）の下向きの力で研磨パッドとの接触を保った。白金溶解速度を、電極表面を削っている間（溶解速度）及び削った後（腐食速度）に評価した。白金の活量を電流密度として測定し、次いでファラデーの法則を用いて溶解又は腐食速度（単位Å／分）に計算し直した。
【００５６】
これら各研磨組成物は、α−アルミナ６重量％、過硫酸アンモニウム１重量％、及び研磨添加剤１重量％を含有していた。研磨組成物４Ａ（比較）は、研磨添加剤としてトリエチルアミン１重量％を含有していた。研磨組成物４Ｂは、研磨添加剤として１，１０−フェナントロリン１重量％を含有していた。白金に対する溶解及び腐食速度を、５〜１０の範囲のｐＨ値において、これら各化学機械的研磨系について測定した。これら各化学機械的研磨系についての白金に対する溶解及び腐食速度を、表７にまとめている。
【００５７】
【表７】
0004709136.tif 000008
【００５８】
これらの結果は、特定の化学機械的研磨組成物を用いると、貴金属の大きい溶解速度が得られることを実証している。
【００５９】
〈実施例５〉
この実施例では、白金又はルテニウムの除去速度への、複素環式窒素含有化合物を含有する研磨組成物の効果を比較する。
【００６０】
白金層又はルテニウム層を有する同様な基材を、異なる研磨組成物（研磨組成物５Ａ〜５Ｇ）を用いて、卓上研磨装置で研磨した。研磨組成物５Ａ（比較）及び５Ｂ〜５Ｇのそれぞれは、アルミナ（α−アルミナ６０重量％／ヒュームドアルミナ４０重量％）８重量％、過酸化水素１重量％、及びそれぞれシクロブタンジカルボン酸、２−ピリジンカルボキシアルデヒド、２−ピリジンメタノール、２，３−ピリジンジカルボン酸、２，６−ピリジンジカルボン酸、２−ピリジル酢酸ＨＣｌ、又は２−ピリジンエタンスルホン酸のいずれかの１重量％を含有していた。白金又はルテニウムに対する除去速度を、２つの異なるｐＨ値（４．９〜５．５及び９〜９．８の範囲内）において、これら研磨組成物について測定した。これら化学機械的研磨系についての白金及びルテニウムの除去速度を、表８にまとめている。
【００６１】
【表８】
0004709136.tif 000009
【００６２】
これらの結果は、研磨添加剤として複素環式窒素含有化合物を含有している化学機械的研磨組成物を用いると、貴金属の大きい除去速度が得られることを実証している。
【００６３】
〈実施例６〉
この実施例では、白金又はルテニウムの除去速度への、複素環式窒素含有化合物を含有している研磨組成物の効果を、研磨添加剤を含有していない研磨組成物と比較する。
【００６４】
白金又はルテニウム、シリカ及びチタンの層を有するほぼ同じ基材を、異なる研磨組成物（研磨組成物６Ａ〜６Ｆ）を用いて、卓上研磨装置で研磨した。各研磨組成物は、アルミナ４重量％（α−アルミナ６０重量％、ヒュームドアルミナ４０重量％）、及び過酸化水素１重量％を含有していた。研磨組成物６Ａ及び６Ｆ（対照）は、研磨添加剤も酸化剤も含有していなかった。研磨組成物６Ｂ及び６Ｇ（対照）は、研磨添加剤を含有せず、過酸化水素１重量％を含有していた。研磨組成物６Ｃ、６Ｄ及び６Ｅはそれぞれ、１重量％の２−ピリジル酢酸ＨＣｌ（酸化剤無し及び有り）か、又はピコリン酸のいずれかを含有していた。研磨組成物６Ｈ、６Ｉ及び６Ｊは、アルミナ（α−アルミナ６０重量％、ヒュームドアルミナ４０重量％）６重量％と、それぞれ４−ピリジンエタンスルホン酸（酸化剤無し及び有り）か、又は２−ピリジル酢酸ＨＣｌのいずれかを含有していた。ルテニウムの除去速度は、ｐＨ９．５において、これら各化学機械的研磨系について測定した。白金の除去速度は、ｐＨ２において、これら各化学機械的研磨系について測定した。これら化学機械的研磨系についてのルテニウム及び白金の除去速度を、表９及び１０にまとめている。
【００６５】
【表９】
0004709136.tif 000010
【００６６】
【表１０】
0004709136.tif 000011
【００６７】
これらの結果は、研磨添加剤として複素環式窒素含有化合物を含有している化学機械的研磨組成物を用いると、貴金属の大きい除去速度が得られることを実証している。
【００６８】
〈実施例７（参考例）〉
この実施例では、白金及びルテニウムの除去速度への、金属化合物及び塩を含有している研磨組成物の効果を、研磨添加剤を含有していない研磨組成物と比較する。
【００６９】
白金又はルテニウムの層を有するほぼ同じ基材を、異なる研磨組成物（研磨組成物７Ａ〜７Ｆ）を用いて、卓上研磨装置で研磨した。各研磨組成物は、アルミナ（α−アルミナ６０重量％、ヒュームドアルミナ４０重量％）５重量％、及び過酸化水素１重量％を含有していた。研磨組成物７Ａ（対照）は、鉄塩又は研磨添加剤を含有していなかった。研磨組成物７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ及び７Ｆはそれぞれ、硝酸Ｆｅ（ＩＩＩ）０．０１重量％、硫酸Ｆｅ（ＩＩ）０．０１重量％、過塩素酸Ｍｎ（ＩＩ）１００ｐｐｍ、硝酸Ｃｕ（ＩＩ）１００ｐｐｍ、及び酸化Ｃｅ（ＩＶ）１００ｐｐｍを含有していた。白金又はルテニウムに対する除去速度を、ｐＨ２、５及び／又は９．５で、これら各化学機械的研磨系について測定した。これら化学機械的研磨系についての白金及びルテニウムに対する除去速度を、表１１にまとめている。
【００７０】
【表１１】
0004709136.tif 000012
【００７１】
これらの結果は、ペルオキシ型酸化剤と共に金属化合物又は塩を含有している化学機械的研磨組成物を用いると、貴金属の高い除去速度が得られることを実証している。
【００７２】
〈実施例８〉
この実施例では、両性イオン化合物となることができる複素環式窒素含有化合物を含有している研磨組成物が、白金又はルテニウムの除去速度に及ぼす効果を比較する。
【００７３】
白金、ルテニウム又は酸化物の層を有するほぼ同じ基材を、異なる研磨組成物（研磨組成物８Ａ〜８Ｃ）を用いて、卓上研磨装置で研磨した。各研磨組成物８Ａ〜８Ｃは、アルミナ（α−アルミナ６０重量％、ヒュームドアルミナ４０重量％）８重量％、過酸化水素１重量％、及びそれぞれ３−ピリジンスルホン酸、１−（３−スルホプロピル）ピリジニウムヒドロキシド、又はスルファニル酸のいずれか１重量％を含有していた。これら各化学機械的研磨系について、白金、ルテニウム、及び酸化物に対する除去速度を求め、その結果を表１２にまとめている。
【００７４】
【表１２】
0004709136.tif 000013
【００７５】
これらの結果は、両性イオン化合物となることができる複素環式窒素含有化合物を研磨添加剤として含有している化学機械的研磨組成物を用いると、貴金属の大きい除去速度が得られることを実証している。
【００７６】
〈実施例９（参考例）〉
この実施例では、α−アルミナとヒュームドアルミナを異なる比率で含有している研磨組成物が、白金又はルテニウムの除去速度に及ぼす効果を比較する。
【００７７】
白金、チタン又は酸化物の層を有するほぼ同じ基材を、異なる研磨組成物（研磨組成物９Ａ〜９Ｆ）を用いて、卓上研磨装置で研磨した。各研磨組成物９Ａ及び９Ｆ（比較）及び９Ｂ〜９Ｅは、８重量％のアルミナを、それぞれα−アルミナ２０％、４０％、５０％、６０％、８０％、及び１００％、ヒュームドアルミナ８０％、６０％、５０％、４０％、２０％、及び０％で含有していた。これら各化学機械的研磨系について、白金、チタン、及び二酸化ケイ素に対する除去速度を求め、その結果を表１３にまとめている。
【００７８】
【表１３】
0004709136.tif 000014
【００７９】
これらの結果は、α−アルミナ対ヒュームドアルミナの重量比０．６：１〜４：１を反映するα−アルミナ４０％〜９０％とヒュームドアルミナ６０％〜１０％を含有している化学機械的研磨組成物を用いると、貴金属の大きい除去速度が得られることを実証している。
【００８０】
〈実施例１０〉
この実施例では、スルホン酸化合物を含有している研磨組成物が白金の除去速度に及ぼす効果を比較する。
【００８１】
白金層を有するほぼ同じ基材を、異なる研磨組成物（研磨組成物１０Ａ〜１０Ｌ）を用いて、ＩＰＥＣ  ４７２研磨装置で研磨した。これら研磨組成物は、アルミナ（α−アルミナ６０重量％、ヒュームドアルミナ４０重量％）３重量％を含有し、ｐＨが３であった。研磨組成物１０Ａ（対照）は、研磨添加剤を含有していなかった。研磨組成物１０Ｂ〜１０Ｉはそれぞれ、４．４ｍＭヒドロキノンスルホン酸、１−（３−スルホプロピル）ピリジニウムヒドロキシド、ベンゼンスルホン酸、４−ピリジンエタンスルホン酸、スルファニル酸、Ｎ−トリス（ヒドロキシメチル）メチル−２−アミノエタンスルホン酸、イセチオン酸、及びトリフルオロメタンスルホン酸カリウムを含有していた。研磨組成物１０Ｊ〜１０Ｌ（比較）はそれぞれ、硫酸カリウム、２，５−ジヒドロキシ安息香酸、及びヒドロキノンを含有していた。
【００８２】
白金の除去速度（ＲＲ）及びウェハー内の不均一性（ＷＩＷＮＵ）を、これら各化学機械的研磨系について求め、それら結果を表１４にまとめている。
【００８３】
【表１４】
0004709136.tif 000015
【００８４】
これらの結果は、スルホン酸化合物を含有している化学機械的研磨組成物を用いると、貴金属の大きい除去速度が得られることを実証している。
【００８５】
〈実施例１１〉
この実施例では、スルホン酸化合物を異なる研磨材と共に含有している研磨組成物が、貴金属除去速度に及ぼす効果を比較する。
【００８６】
白金を含むほぼ同じ基材を、異なる研磨組成物（研磨組成物１１Ａ〜１１Ｇ）を用いて、ＩＰＥＣ  ４７２研磨装置で研磨した。各研磨組成物１１Ａ及び１１Ｂは、ヒドロキノンスルホン酸（ＨＱＳＡ）１重量％を含有し、ｐＨが３であった。研磨組成物１１Ａは、ヒュームドアルミナ８重量％を含有していた。研磨組成物１１Ｂは、ヒュームドシリカ８重量％を含有していた。各研磨組成物１１Ｃ〜１１Ｇは、アルミナ（α−アルミナ６０重量％、ヒュームドアルミナ４０重量％）３重量％を含有し、ｐＨが３であった。研磨組成物１１Ｃ及び１１Ｄは、平均粒径１００ｎｍのα−アルミナを含有し、またそれぞれヒドロキノンスルホン酸（ＨＱＳＡ）０及び１重量％を含有していた。研磨組成物１１Ｅ〜１１Ｇは、平均粒径２５０ｎｍのα−アルミナを含有し、またそれぞれヒドロキノンスルホン酸（ＨＱＳＡ）０、０．５、及び１重量％を含有していた。
【００８７】
白金の除去速度（ＲＲ）及びウェハー内の不均一性（ＷＩＷＮＵ）を、これら各化学機械的研磨系について求め、それら結果を表１５にまとめている。
【００８８】
【表１５】
0004709136.tif 000016
【００８９】
これらの結果は、α−アルミナをスルホン酸化合物と組み合わせて含有している化学機械的研磨組成物を用いると、貴金属の大きい除去速度が得られることを実証している。
【００９０】
〈実施例１２〉
この実施例では、白金除去速度への、スルホン酸化合物を含有している研磨組成物の効果を、ホスホン酸化合物を含有している研磨組成物と比較する。
【００９１】
白金を含むほぼ同じ基材を、異なる研磨組成物（研磨組成物１２Ａ〜１２Ｅ）を用いて、ＩＰＥＣ  ４７２研磨装置で研磨した。各研磨組成物１２Ａ〜１２Ｅは、アルミナ（α−アルミナ６０重量％、ヒュームドアルミナ４０重量％）３重量％を含有し、ｐＨが３であった。研磨組成物１２Ａ（対照）は、研磨添加剤を含有していなかった。研磨組成物１２Ｂ及び１２Ｃはそれぞれ、５−ホルミル−２−フランスルホン酸及び１−（３−スルホプロピル）ピリジニウムヒドロキシドを１重量％含有していた。研磨組成物１２Ｄ及び１２Ｅはそれぞれ、フェニルホスホン酸及び２−カルボキシエチルホスホン酸を含有していた。
【００９２】
白金の除去速度（ＲＲ）及びウェハー内の不均一性（ＷＩＷＮＵ）を、これら各化学機械的研磨系について求め、それら結果を表１６にまとめている。
【００９３】
【表１６】
0004709136.tif 000017
【００９４】
これらの結果は、スルホン酸化合物を含有している化学機械的研磨組成物を用いると、貴金属の大きい除去速度が得られることを実証している。