(57)【要約】本発明によれば、支持体を研磨するための化学的機械的研磨スラリーが提供される。このスラリーは主に研磨粒子および酸化剤を含み、このスラリーは少なくとも３０日の貯蔵寿命を有するスラリー安定性を示す。【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカ、アルミナ、セリアおよびこれらの混合物からなる群から選択される研磨材；および
過酸化水素、フェロシアン化カリウム、二クロム酸カリウム、ヨウ素酸カリウム、臭素酸カリウム、三酸化バナジウム、次亜塩素酸、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸カルシウム、次亜塩素酸マグネシウム、硝酸鉄、過硫酸アンモニウム、過マンガン酸カリウムおよびこれらの混合物からなる群から選択される酸化剤
を含み、
少なくとも３０日の有効貯蔵寿命を有する、化学的機械的研磨スラリー組成物。
【請求項２】
スラリーが、約１４日の期間にわたり、該スラリーの初期ｐＨから約０．５ｐＨ単位のｐＨ安定性を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
研磨材が、スラリーの全重量に対して約１％〜２０％の量で存在するシリカである、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
シリカがヒュームドシリカである、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
酸化剤が過酸化水素である、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
有効貯蔵寿命が少なくとも６０日である、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
有効貯蔵寿命が少なくとも９０日である、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
さらに、スラリーの全重量に対して約０．１０％〜７％の量で存在する酸を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
酸がギ酸、酢酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、乳酸、塩酸、硝酸、リン酸、硫酸、フッ化水素酸、リンゴ酸、酒石酸、グルコン酸、クエン酸、フタル酸、ピロカテコール酸、ピロガロールカルボン酸、没食子酸、タンニン酸およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項８に記載の組成物。
【請求項１０】
さらに、スラリーの全重量に対して約５０ｐｐｍ〜２００ｐｐｍの量で存在する腐食防止剤を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】
腐食防止剤がベンゾトリアゾール、６−トリルトリアゾール、１−（２，３−ジカルボキシプロピル）ベンゼントリアゾールおよびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１０に記載の組成物。
【請求項１２】
腐食防止剤がベンゾトリアゾールである、請求項１１に記載の組成物。
【請求項１３】
さらに、スラリーの全重量に対して約１０ｐｐｍ〜５０ｐｐｍの量で存在する界面活性剤を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１４】
界面活性剤が非イオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１３に記載の組成物。
【請求項１５】
さらに、スラリーの全重量に対して約０．００１％〜１％の量で存在する安定剤を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１６】
安定剤が水酸化カリウム、水酸化アンモニウムおよびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１５に記載の組成物。
【請求項１７】
さらに、アミン、フッ素含有化合物、キレート化剤、塩およびこれらの混合物からなる群から選択される随意の添加剤を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１８】
アミンがヒドロキシルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエチレングリコールアミン、Ｎ−ヒドロキシルエチルピペラジンおよびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１７に記載の組成物。
【請求項１９】
フッ素含有化合物がフッ化水素、過フッ素酸、フッ化アルカリ金属塩、フッ化アルカリ土類金属塩、フッ化アンモニウム、フッ化テトラメチルアンモニウム、二フッ化アンモニウム、二フッ化エチレンジアンモニウム、三フッ化ジエチレントリアンモニウムおよびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１７に記載の組成物。
【請求項２０】
キレート化剤がエチレンジアミン四酢酸、Ｎ−ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、ニトリロ三酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、エタノールジグリシネートおよびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１７に記載の組成物。
【請求項２１】
塩が過硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、過硫酸カリウム、亜硫酸カリウム、炭酸カリウム、フタル酸水素カリウム、硫酸ヒドロキシルアミンおよびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１７に記載の組成物。
【請求項２２】
組成物のｐＨが約９〜１１である、請求項１に記載の組成物。
【請求項２３】
組成物のｐＨが約９〜１０である、請求項１に記載の組成物。
【請求項２４】
シリカ、アルミナ、セリアおよびこれらの混合物からなる群から選択される研磨材；
過酸化水素、フェロシアン化カリウム、二クロム酸カリウム、ヨウ素酸カリウム、臭素酸カリウム、三酸化バナジウム、次亜塩素酸、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸カルシウム、次亜塩素酸マグネシウム、硝酸鉄、過硫酸アンモニウム、過マンガン酸カリウムおよびこれらの混合物からなる群から選択される酸化剤；
酸；
腐食防止剤；
安定剤；および
水
を含み、少なくとも３０日の有効貯蔵寿命を有する、化学的機械的研磨スラリー組成物。
【請求項２５】
（ａ）少なくとも一つの金属層を有する支持体を用意する段階；
（ｂ）（１）シリカ、アルミナ、セリアおよびこれらの混合物からなる群から選択される研磨材；および（２）過酸化水素、フェロシアン化カリウム、二クロム酸カリウム、ヨウ素酸カリウム、臭素酸カリウム、三酸化バナジウム、次亜塩素酸、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸カルシウム、次亜塩素酸マグネシウム、硝酸鉄、過硫酸アンモニウム、過マンガン酸カリウムおよびこれらの混合物からなる群から選択される酸化剤を含み、少なくとも３０日の有効貯蔵寿命を有するスラリー組成物を適用する段階；および
（ｃ）上記の支持体を上記のスラリーで化学的機械的に研磨する段階
を含む、支持体の研磨方法。
【請求項２６】
スラリーが、約１４日の期間にわたり、該スラリーの初期ｐＨから約０．５ｐＨ単位のｐＨ安定性を示す、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
スラリーを段階（ｂ）で使用する前に約３日〜約２１日間貯蔵する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
有効貯蔵寿命が少なくとも６０日である、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
有効貯蔵寿命が少なくとも９０日である、請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
シリカ、アルミナ、セリアおよびこれらの混合物からなる群から選択される研磨材を、過酸化水素、フェロシアン化カリウム、二クロム酸カリウム、ヨウ素酸カリウム、臭素酸カリウム、三酸化バナジウム、次亜塩素酸、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸カルシウム、次亜塩素酸マグネシウム、硝酸鉄、過硫酸アンモニウム、過マンガン酸カリウムおよびこれらの混合物からなる群から選択される酸化剤と混合して化学的機械的研磨スラリーを形成する段階；および
上記のスラリーを使用前に貯蔵する段階を含み、
上記のスラリーが少なくとも３０日の有効貯蔵寿命を有する、化学的機械的研磨スラリーの製造方法。
【請求項３１】
スラリーが、約１４日の期間にわたり、該スラリーの初期ｐＨから約０．５ｐＨ単位のｐＨ安定性を示す、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
スラリーを、約３日〜約２１日間貯蔵する、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
研磨材が、スラリーの全重量に対して約１％〜１５％の量で存在するシリカである、請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
シリカがヒュームドシリカである、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
酸化剤が過酸化水素である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３６】
有効貯蔵寿命が少なくとも６０日である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３７】
有効貯蔵寿命が少なくとも９０日である、請求項３０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、一般的に、半導体ウェハー上の金属支持体の化学的機械的研磨（鏡面仕上げ磨き）（ｃｈｅｍｉｃａｌ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、ＣＭＰ）、およびそのためのスラリー組成物に関する。本発明は特に、低濃度の研磨粒子を含有する安定なＣＭＰスラリー組成物に関する。フュームドシリカ粒子は、スラリーを使用前に貯蔵する場合に、スラリー組成物に含まれる過酸化水素を安定化するのに役立つことを見出した。この概念を拡大すると、周囲条件での長期貯蔵に安定な、すぐ使用できる完全なフュームドシリカＣＭＰを創製することになる。
【０００２】
【発明の背景】
シリコン基材の半導体デバイス、例えば集積回路は、典型的には二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）誘電層を含む。典型的にはアルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されるマルチレベル回路トレースは、ＳｉＯ２支持体上に図形が形成される。
【０００３】
アルミニウム基材の回路トレースを銅基材の回路トレースに換えると、銅はアルミニウムよりも高い導電率を有し、少ない断面積の回路トレースの使用を可能にするので、デバイス表面上の回路トレースの密度を高めることができる。加えて、銅の電気移動は、所定の温度におけるアルミニウムの電気移動の約０．１である。
【０００４】
マルチレベル金属回路トレースを使用するためには、平版印刷の焦点合わせの拘束があるため、支持体表面が全体的および局部的の両方の規模で平面であることを必要とする。表面が平面でないと、露光機器の正しい焦点合わせができず、焦点のはずれた画像および質の劣った印刷が生じる。
【０００５】
二酸化シリコン支持体上に平面銅回路トレースを製作する一つの方法は、象嵌または食刻法（ｄａｍａｓｃｅｎｅ ｐｒｏｃｅｓｓ）と呼ばれる。この方法によれば、二酸化ケイ素誘電表面に従来の乾式エッチング法で図形を与え、垂直および水平の連絡部のための孔および溝を形成する。この図形を有する表面を、チタンまたはタンタルのような接着促進層および／または窒化チタンまたは窒化タンタルのような拡散遮断層で被覆する。次いで接着促進層および／または拡散遮断層の上に、銅の上層を施す。次に化学的機械的研磨を採用して、二酸化珪素表面の高い部分が露出した平らな表面が得られるまで、銅上層の厚み、ならびに接着促進層および／または拡散バリア層の厚みを減少させる。通路（ｖｉａｓ）および溝（ｔｒｅｎｃｈｅｓ）は、回路の内部連絡を形成する導電性銅で満たされたままである。
【０００６】
以前には、銅および接着促進層および／または拡散遮断層の除去速度は両方とも、二酸化ケイ素の高い部分が露出した時に研磨を効果的に停止するように、二酸化ケイ素の除去速度を大幅に上まわる必要があると信じられていた。銅の除去速度と二酸化ケイ素支持体の除去速度との比は、「選択性」と呼ばれる。選択性の高い銅用スラリーを用いると、銅層は過剰研磨されやすく、銅の通路または溝に窪みまたは「中低そり（ｄｉｓｈｉｎｇ）」効果が生じる。この特徴変形は、半導体製造において平版印刷および他の拘束があるために許容できない。
【０００７】
半導体製造に不適当な別の特徴変形は、「浸食（ｅｒｏｓｉｏｎ）」と呼ばれる。浸食は、二酸化ケイ素のフィールドと銅の通路または溝の密なアレイとの間のトポグラフィー差である。化学的機械的研磨において、密なアレイ中の材料は周囲の二酸化ケイ素フィールドよりも速い速度で除去または浸食される。これが、二酸化ケイ素フィールドと密な銅アレイとの間のトポグラフィー差を引き起こす。浸食の工業的基準は、典型的には５００オングストローム（Å）未満である。
【０００８】
典型的に用いられる化学的機械的研磨スラリーは、二つの作用、すなわち化学的成分および機械的成分を有する。スラリーを選択する際には、「受動エッチング速度」を考慮することが重要である。受動エッチング速度は、銅が化学的成分だけで溶解される速度であり、そして化学的成分との接触による溝および通路に含まれる銅のアンダーカットを防ぐために、化学的成分および機械的成分の両者が関連する場合の銅の除去速度よりも有意に低いことを要する。大きい受動エッチング速度は中低そりを生じさせるので、毎分１０ナノメートル未満であることが好ましい。
【０００９】
多数の銅の化学的機械的研磨方法が開示されている。Ｋｕｍａｒ らは、“Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｏｆ Ｃｏｐｐｅｒ ｉｎ Ｇｌｙｃｅｒｏｌ Ｂａｓｅｄ Ｓｌｕｒｒｉｅｓ” と題する論文 （Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｏｃｉｅｔｙ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ， １９９６） に、グリセロールおよび研磨材アルミニウム粒子を含むスラリーを開示している。Ｇｕｔｍａｎｎ らによる“Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｏｆ Ｃｏｐｐｅｒ ｗｉｔｈ Ｏｘｉｄｅ ａｎｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｉｎｔｅｒｌｅｖｅｌ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｓ” と題する論文 （Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ， １９９５） には、水酸化アンモニウムまたは硝酸に基づくスラリーが開示されており、このスラリーはベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）を銅溶解防止剤として含有することができる。Ｌｕｏ らは、“Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｌｕｍｉｎａ Ｓｌｕｒｒｙ ｆｏｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｏｆ Ｃｏｐｐｅｒ” と題する論文 （Ｌａｎｇｍｕｉｒ， １９９６） に、ポリマー界面活性剤およびＢＴＡを含むアルミナ−硝酸鉄スラリーを開示している。Ｃａｒｐｉｏ らの“Ｉｎｉｔｉａｌ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｃｏｐｐｅｒ ＣＭＰ Ｓｌｕｒｒｙ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｉｅｓ” と題する論文 （Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ， １９９５）には、酸化剤としての過酸化水素または過マンガン酸カリウムと共に、アルミナまたはシリカ粒子、硝酸または水酸化アンモニウムを含むスラリーが開示されている。
【００１０】
銅の化学的機械的研磨の機構については、多数の理論が存在する。Ｚｅｉｄｌｅｒ らによる論文 （Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， １９９７） では、化学的成分が銅の上に不動態層を形成し、銅を酸化銅に変えることが提案されている。酸化銅は、金属銅とは異なる機械的特性、例えば密度および硬度を有し、そして不動態化は研磨部分の研磨速度を変化させる。Ｇｕｔｍａｎｎ らによる上記の論文には、機械的成分が銅の高い部分を研磨し、次いで化学的成分がこの研磨された材料を溶解することが開示されている。化学的成分はまた、窪んだ銅領域を不動態化し、これらの部分の溶解を最小限にする。
【００１１】
今日の化学的機械的研磨システムは二酸化ケイ素支持体から銅上層を除去することができるが、これらのシステムは半導体工業の厳密な要求を満足しない。これらの要求は次のようにまとめることができる。第一に、処理量の要求を満たすために高い銅除去速度が必要である。第二に、支持体全体のトポグラフィーの一様性に優れているべきである。最後に、ＣＭＰは常に増大する平版印刷の要求を満たすために局部的中低そりおよび浸食効果を最小限にしなければならない。
【００１２】
現在、金属ＣＭＰスラリーが作用するためには、一定の化学薬品を加えて金属層の除去速度を高めることが必要である。ＡＲＣＨ Ｗａｃｋｅｒ は、銅、タンタルおよびＴＥＯＳ層のＣＭＰを行う基本的スラリーを開発した。これは、ＣＭＰ−ＭＩＣ会議、１９９９年２月の議事録における“Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａ １：１：１ Ｓｌｕｒｒｙ ｆｏｒ Ｔａｎｔａｌｕｍ Ｌａｙｅｒ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ” と題する刊行物に開示されている。この先行技術のスラリーは、四つの成分；すなわち有機酸、無機酸化剤、水性研磨材分散液および腐食防止剤を一緒に混合することにより製造される。これらの化学薬品は、Ｃｕの腐食防止、およびウェハーの種々の金属層および非金属層に要求される除去速度を達成するためのｐＨ調節のような目的に必要である。理論的には、これらの成分を希水溶液中で組み合わせることができ、この水溶液を研磨粒子含有水性分散液に加えて、出来上がったスラリーを形成することができるであろう。
【００１３】
先行技術の金属ＣＭＰスラリーは、典型的には、分散液および酸化剤からなる二つの部分の混合物である。この分散液は、研磨材、ｐＨを約２〜６に低下させる酸、場合により研磨材を懸濁状態に維持する界面活性剤、および研磨される金属に適合させる他の化学薬品を含む。その一例は、ＥＫＣにより製造された Ｂｉｐｌａｎａｒ （登録商標） と呼ばれるタングステン層用スラリーである。この分散液は酸性分散液（約３のｐＨ、５〜１５％のアルミナ粒子を含む）である。スラリーに用いられる報告された酸としては、カルボン酸または硝酸が挙げられる。使用の時点で、分散液を過酸化水素または硝酸鉄のような酸化剤と混合して、金属層の研磨に使用されるスラリーを形成する。
【００１４】
金属スラリー製造業者は、典型的には酸性分散液だけを販売する一方で、消費者は酸化剤を別に購入し、そして使用の時点でこれら二つの部分を混合する。この場合、酸化剤は標準バルク商品の溶液であり、この溶液は受注製産された種々の金属用分散溶液と混合することができる。銅ＣＭＰの場合、無機酸化剤は通常Ｈ２Ｏ２である。実際には、記載された銅用スラリーのための特定成分を組み合わせると、充分長い時間にわたってその特性を維持しない溶液が生成する（すなわち貯蔵寿命が短い）。特に、Ｈ２Ｏ２が分解することが見出された。これはスラリーの研磨性能を変化させるという最終的結果を生じ、末端ユーザーに不安定な処理をもたらし、そしてまた密閉貯蔵容器を破裂させることのある危険なガス発生の可能性を引き起こす。加えて、使用直前にスラリーを製造するまで、ＣＭＰスラリーの個々の化学的成分を、別個の容器で輸送および貯蔵する必要がある。製造業者が適切に予想せず、そして分散液がその貯蔵寿命に達すると、大量の分散液を廃棄せねばならないかもしれず、これには極めて費用がかかり、そして環境に優しくなく、末端ユーザーに追加の混乱をもたらす。
【００１５】
【発明の概要】
本発明は、周囲条件での長期貯蔵に安定な、すぐ使用できる完全なＣＭＰスラリーを提供する。本発明によれば、支持体を研磨するためのＣＭＰスラリーが提供される。このスラリーは研磨粒子および酸化剤を含み、このスラリーは少なくとも３０日の貯蔵寿命を有する安定性を示す。
本発明はまた、このスラリーをＣＭＰ法に使用する方法を提供し、この方法は高い除去速度、低い欠陥密度、および減少した中低そり量および浸食量に寄与する。
【００１６】
【好ましい発明の詳述】
シリカ（ＳｉＯ２）粒子と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）との組み合わせが、シリカ粒子を含まない溶液よりもいっそう安定な混合物を生成することを見出した。この混合物をその使用前に貯蔵すると、混合物の安定性が向上する。この観察は、化学薬品溶液中の粒状材料がＨ２Ｏ２の分解を促進するという、当該工業分野において長い間維持されてきた仮定とは反対である。金属粒子または種は分解を引き起こすことが知られているが、ＳｉＯ２粒子は混合物を使用前に貯蔵するとＨ２Ｏ２に対する安定化効果を有するようである。スラリーは、約１４日の期間にわたり、スラリーの初期ｐＨから約０．５ｐＨ単位のｐＨ安定性を示す。
【００１７】
本願の目的で、「粒子」という用語は、粒子のコロイド、凝結体および他の融合組み合わせ、ならびに粒子の凝集物および他の単に機械的に編成された組み合わせを包含するが、これらに限定されない。「直径」は、粒子の形状とは無関係に、粒子の一方の縁から直径の正反対の縁までの距離を意味することを意図している。
【００１８】
すぐ使用できるＣＭＰスラリー
すぐ使用できるＣＭＰスラリーは、シリカ粒子および過酸化水素を含む。場合により他の添加剤を含むこともできる。スラリー中の過酸化水素の安定性および有効濃度にさらに寄与するために、すぐ使用できるＣＭＰスラリーは、その使用前に約３日〜１日間その容器中で貯蔵される。貯蔵の結果として、ＣＭＰスラリーは少なくとも３０日、少なくとも６０日または少なくとも９０日の有効貯蔵寿命を有する安定性を示す。
【００１９】
研磨粒子は金属層およびシリカ層の除去に有効な任意の材料であってよい。シリカは、本発明に用いられる研磨材料である。シリカは、例えばコロイドシリカ、フュームドシリカ、および他のシリカ分散液であってよいが、好ましいシリカはフュームドシリカである。好ましくは、シリカはスラリー中に、スラリーの全重量の約０．５％〜４０％の濃度で存在する。より好ましくは、シリカはスラリーの全重量の約１％〜２０％の濃度で存在する。最も好ましくは、シリカはスラリーの全重量の約１％〜１５％の濃度で存在する。
【００２０】
加えて、他のセラミックス、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）およびセリア（ＣｅＯ２）などをスラリー組成物中の研磨材として利用することもできる。
本発明ではＨ２Ｏ２が酸化剤として用いられる。好ましくは、Ｈ２Ｏ２の濃度はスラリーの全重量の約０．０１％〜１０％である。シリカと共に用いる場合、Ｈ２Ｏ２はスラリーの全重量の約０．０３％〜４％の濃度で存在する。
【００２１】
他の適切な酸化剤を利用することができる。例えば、フェリシアン化カリウム、二クロム酸カリウム、ヨウ素酸カリウム、臭素酸カリウム、三酸化バナジウム、次亜塩素酸、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸カルシウム、次亜塩素酸マグネシウム、硝酸鉄、種々のアンモニウム塩、例えば過硫酸アンモニウム、ＫＭｇＯ４およびこれらの混合物は、好適な酸化剤である。
ＣＭＰスラリーに添加できる他の化学薬品としては、例えば安定剤、界面活性剤、酸、腐食防止剤、フッ素含有化合物、キレート化剤、アミンおよび塩が挙げられる。
【００２２】
スラリー組成物のｐＨを維持するために、スラリーのｐＨが約９〜１１、より好ましくは約９〜１０になるように安定剤を加えることができる。好適な安定剤としては、例えば水酸化アンモニウムおよび水酸化カリウムが挙げられる。これらの安定剤はスラリー中に、スラリーの全重量の約０．００１％〜１％の濃度、より好ましくは０．０１％〜０．１０％の濃度で存在することができる。
【００２３】
スラリー組成物に添加できる好適な界面活性化合物としては、例えば当業者に公知の多くの非イオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤または両性界面活性剤の全てが挙げられる。界面活性化合物はスラリー中に、スラリーの全重量の約０．０００１％〜１％の濃度、好ましくは約０．００１％〜０．１％の濃度で存在することができる。好ましい界面活性剤のタイプは非イオン界面活性剤、アニオン界面活性剤またはこれらの混合物であり、最も好ましくはスラリーの全重量の約１０ｐｐｍ〜５０ｐｐｍの濃度で存在する。
【００２４】
スラリー組成物に添加できる好適な酸化合物としては、例えばギ酸、酢酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、乳酸、塩酸、硝酸、リン酸、硫酸、フッ化水素酸、リンゴ酸、酒石酸、グルコン酸、クエン酸、フタル酸、ピロカテコール酸、ピロガロールカルボン酸、没食子酸、タンニン酸およびこれらの混合物が挙げられる。これらの酸化合物はスラリー中に、スラリーの全重量の約０．０１％〜１０％の濃度で存在することきる。好ましい酸はプロパン酸であり、最も好ましくはスラリーの全重量の約０．１０％〜７％の濃度である。
【００２５】
スラリー組成物に添加できる好適な腐食防止剤としては、例えばベンゾトリアゾール、６−トリルトリアゾール、１−（２，３−ジカルボキシプロピル）ベンゼントリアゾールおよびこれらの混合物が挙げられる。腐食防止剤はスラリー中に、スラリーの全重量の約１ｐｐｍ〜３００ｐｐｍの濃度で存在することができ、好ましくは約５０ｐｐｍ〜２００ｐｐｍの濃度で存在する。好ましい腐食防止剤はベンゾトリアゾールであり、最も好ましくはスラリーの全重量の約５０ｐｐｍ〜１５０ｐｐｍの濃度で存在する。
カルボン酸は、添加すれば、スラリー組成物に腐食防止特性を与えることもできる。
【００２６】
二酸化ケイ素に対するタンタルおよびタンタル化合物の選択性を高めるために、フッ素含有化合物をスラリー組成物に添加することができる。好適なフッ素含有化合物としては、例えばフッ化水素、過フッ素酸、アルカリ金属フッ化物塩、アルカリ土類金属フッ化物塩、フッ化アンモニウム、フッ化テトラメチルアンモニウム、二フッ化アンモニウム、二フッ化エチレンジアンモニウム、三フッ化ジエチレントリアンモニウムおよびこれらの混合物が挙げられる。フッ素含有化合物はスラリー組成物中に、スラリーの全重量の約０．０１％〜５％の濃度で存在することができ、好ましくは約０．１０％〜２％の濃度で存在する。好ましいフッ素含有化合物はフッ化アンモニウムであり、最も好ましくはスラリーの全重量の約０．１０％〜１％の濃度である。
【００２７】
スラリー組成物に添加できる好適なキレート化剤としては、例えばエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、Ｎ−ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸（ＮＨＥＤＴＡ）、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＰＴＡ）、エタノールジグリシネートおよびこれらの混合物が挙げられる。キレート化剤はスラリー組成物中に、スラリーの全重量の約０．０１％〜１％の濃度で存在することができ、好ましくは約０．０５％〜０．２０％の濃度で存在する。好ましいキレート化剤はＥＤＴＡであり、最も好ましくはスラリーの全重量の約０．０５％〜０．２０％の濃度で存在する。
【００２８】
スラリー組成物に添加できる好適なアミンとしては、例えばヒドロキシルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエチレングリコールアミン、Ｎ−ヒドロキシルエチルピペラジンおよびこれらの混合物が挙げられる。アミンはスラリー組成物中に、スラリーの全重量の約０．０１％〜１％の濃度で存在することができ、好ましくは約０．０１％〜０．２０％の濃度で存在する。好ましいアミンは水酸化アンモニウムであり、最も好ましくはスラリーの全重量の約０．０１％〜０．１％の濃度で存在する。
【００２９】
スラリー組成物に添加できる好適な塩としては、例えば過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、亜硫酸カリウム、炭酸カリウム、硝酸アンモニウム、フタル酸水素カリウム、硫酸ヒドロキシルアミンおよびこれらの混合物が挙げられる。塩はスラリー組成物中に、スラリーの全重量の約０．０１％〜１０％の濃度で存在することができ、好ましくは約０．０２％〜５％の濃度で存在する。好ましい塩は硝酸アンモニウムであり、最も好ましくはスラリーの全重量の約０．０５％〜０．１５％の濃度で存在する。
【００３０】
本発明のＣＭＰ方法は二段階方法に関し、この方法では、すぐ使用できるＣＭＰスラリーを第２段階で採用して、少なくとも一つの金属層を有する支持体を研磨する。このＣＭＰ方法は、銅の除去速度の高いスラリー単独を一つの段階で採用する方法と比較して、中低そり、浸食および窪みの量を減少させる。
【００３１】
この支持体研磨方法は、少なくとも一つの金属層を有する支持体を用意し、フュームドシリカおよびＨ２Ｏ２を含むすぐ使用できるＣＭＰスラリー（このスラリーはその使用前に少なくとも３日間貯蔵されている）を該支持体に適用する段階、および該支持体を該スラリーで化学的機械的に研磨する段階を含む。
本発明を以下の実施例によりさらに実証する。
【００３２】
実施例１
下記の実施例は、「ニート」対ＳｉＯ２含有活性化溶液の比較を示す。これらの溶液は１重量％のＳｉＯ２濃度を有する。Ｈ２Ｏ２の濃度は、フュームドＳｉＯ２粒子を含む混合物では、粒子を含まない混合物（「ニート」）よりも安定であると認めることができる。
【００３３】
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【００３４】
これらの混合物は、周囲温度で６日間の貯蔵後に過酸化物分解を示した。濃縮物では、分解は収容容器の加圧を引き起こすのに充分なほどひどかった。
【００３５】
2004502860.tif 000003
【００３６】
これらの混合物は、ＳｉＯ２粒子を含まなかった上記の混合物と比較して、改善された過酸化物安定性を示した。容器の加圧は認められなかった。
【００３７】
実施例２
下記の成分を含むスラリーを混合し、そして時間に対する除去速度について試験した：
Ｃｕ１０Ｋ−２ ＣＭＰスラリー
１０％のフュームドＳｉＯ２、ＫＯＨで安定化、
０．２％のＨ２Ｏ２、
．００５％のＢＴＡ、
残部はＲ．Ｏ．水。
【００３８】
種々の材料の除去速度を添付の図面においてグラフで示す。これらの速度は少なくとも３か月の期間にわたって安定なままであることを認めることができる。
【００３９】
スラリー中に残留するＨ２Ｏ２の分析は、それをスラリーに混合してから僅かしか衰退しなかったことを示す。
本発明をその実施態様と組み合わせて説明してきたが、多くの変法、変更および変化は上記の記載から見て当業者に明らかであろう。従って、このような全ての変法、変更および変化は添付の請求項の精神および広い範囲内に含まれることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】
種々の材料の除去速度をグラフで示す。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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