"基板の化学機械研磨CMPの方法であって、導電性材料層が上に形成された基板をリン酸、1つまたは複数のキレート剤、1つまたは複数の腐食防止剤、および1つまたは複数の酸化剤を含む研磨溶液にさらすステップと、前記導電性材料層の上にパッシベーション層を形成するステップと、前記基板と研磨パッドとの間に相対運動を生じさせ、前記パッシベーション層の少なくとも一部分を除去して、下の導電性材料層の一部分を露出させるステップと、化学溶解により前記露出された導電性材料層の一部分を除去するステップとを含む、方法。キャリアヘッドアセンブリを使用することにより前記基板と前記研磨パッドとの間に圧力を印加するステップをさらに含み、前記圧力は、0.5psi未満である、請求項1に記載の方法。前記基板は、上に導電性材料層が形成された基板を研磨溶液にさらす際に、前記キャリアヘッドアセンブリにより下向き配向で保持される、請求項2に記載の方法。前記基板は、上に導電性材料層が形成された基板を研磨溶液にさらす際に、前記キャリアヘッドアセンブリにより上向き配向で保持される、請求項2に記載の方法。前記露出された導電性材料層の一部分を除去する際に、キャリアヘッドアセンブリを使用することにより前記基板と前記研磨パッドとの間に圧力が印加されない、請求項1に記載の方法。前記1つまたは複数のキレート剤は、クエン酸アンモニウム、クエン酸カリウム、琥珀酸アンモニウム、琥珀酸カリウム、シュウ酸アンモニウム、シュウ酸カリウム、酒石酸カリウム、グリシン、およびそれらの組合せからなる群より選択される、請求項1に記載の方法。前記1つまたは複数の腐食防止剤は、ベンゾトリアゾールBTA、メルカプトベンゾトリアゾール、5-メチル-1-ベンゾトリアゾールTTA、トリルトリアゾールTTA、1,2,4トリアゾール、ベンゾイルイミダゾールBIA、ベンズイミダゾール、およびそれらの組合せからなる群より選択される、請求項6に記載の方法。前記1つまたは複数の酸化剤は、過酸化水素、過硫酸アンモニウムAPS、およびそれらの組合せからなる群より選択される、請求項7に記載の方法。前記キャリアヘッドアセンブリにより前記基板に対して加えられる圧力は、約0.3psi2.0kPa以下である、請求項2に記載の方法。前記キャリアヘッドアセンブリにより前記基板に対して加えられる圧力は、約0.005psi34.5Pa~約0.01psi68.9Paである、請求項9に記載の方法。前記研磨溶液は、研磨材非含有研磨溶液であり、処理の際に前記導電性材料層の溶解を増加させ、前記研磨溶液の構成要素の分解を低下させるために、1つまたは複数の界面活性剤をさらに含む、請求項1に記載の方法。前記研磨溶液は、研磨材粒子をさらに含む、請求項1に記載の方法。相対運動を生じさせる前記ステップは、約10回転/分rpm~約50rpmの速度で前記基板を回転させるステップと、約50rpm~約90rpmの速度で前記キャリアヘッドアセンブリを回転させるステップと、約20cm/秒~約160cm/秒の速度で前記キャリアヘッドアセンブリを線形に移動させるステップとを含む、請求項1に記載の方法。前記基板は、前記導電性材料層の前記導電性材料で充填された複数のビアを有し、前記導電性材料は、高オーバーバーデン区域および低オーバーバーデン区域を備える堆積プロファイルを有する、請求項1に記載の方法。前記基板は、シリコン基板であり、前記導電性材料は、銅含有材料である、請求項14に記載の方法。理解を容易にするために、可能な場合には、同一の参照数字を使用して、図面間で共通の同一要素を示している。ある実施形態の要素および特徴は、改めて列挙されることなく他の実施形態に有利に組み込まれ得るものと想定する。本明細書において説明する実施形態は、基板からの材料の除去に関する。より詳細には、本明細書において説明する実施形態は、化学機械研磨プロセスによる基板の研磨または平坦化に関する。いくつかの実施形態においては、基板の表面からの導電性材料の除去は、化学反応により達成され、平坦化は、導電性材料のトポグラフィの頂部と谷部との間におけるパッシベーションの相違により導電性材料の除去速度を均等化させることによって達成される。本明細書において説明するいくつかの実施形態においては、基板研磨プロセスの際に、基板は、キャリアヘッドアセンブリにより非常に低い研磨圧力または研磨圧力なしで下向きに保持されて、基板と研磨パッドの表面との間に所望の化学反応層を形成する。本明細書において説明するいくつかの実施形態においては、研磨圧力は、0.5psi未満であり、基板の材料除去プロファイルを調整するために、異なるキャリアヘッドアセンブリゾーン圧力が使用されてもよい。本明細書において説明する研磨プロセスのいくつかの実施形態は、概して、現行の市販のスラリを使用する最も一般的なプロセスよりも高速の材料除去速度を実現する。本明細書において説明する実施形態を使用して達成されるこの高速の材料除去速度は、プラテン回転およびスイープ距離などの従来的な研磨パラメータには殆ど左右されず、したがってこれに対応するハードウェア接地面積は、概して縮小され得る。例えば、本明細書において説明するいくつかの実施形態においては、より小さなプラテンを使用して、直径32インチから直径18インチにプラテンを縮小することができ、したがって所有コスト全体が低下する。一実施形態においては、研磨材非含有研磨溶液が用意される。別の実施形態においては、研磨材含有研磨溶液が用意される。両研磨溶液は、リン酸などの酸、クエン酸アンモニウムなどのキレート剤、腐食防止剤、および酸化剤を含む。いくつかの実施形態においては、研磨材非含有研磨溶液は、界面活性剤をさらに含む。本明細書において説明するいくつかの実施形態においては、導電性材料は、主に導電性材料と研磨溶液との間の化学反応によって除去され、平坦化は、低いトポグラフィがパッシベーション層により保護され、より高いトポグラフィが保護されないことにより、より低いトポグラフィに対してより高いトポグラフィ区域の化学溶解速度および除去速度がより高速になる、パッシベーション/ディパッシベーション作用に基づく。本明細書において説明するこれらの実施形態は、高速の除去速度を実現するために高い下方向力圧力および機械的摩耗に一般的に依拠する従来的なCMPプロセスとは異なる。本明細書において使用される語および句は、特に指定しない限り、当技術における通常のおよび通例の意味において当業者には理解されたい。本明細書においては、化学機械研磨CMPは、幅広く解釈されるべきであり、化学的活性例えば化学溶解、機械的活性、または、電気化学的活性の適用を伴わない化学的活性および機械的活性の両方の組合せによる基板からの材料の除去を含むが、これらに限定されない。本明細書においては、高オーバーバーデン区域という用語は、幅広の特徴輪郭を覆う最小の導電性材料堆積に比べて、幅狭の特徴輪郭を覆う厚さがより厚くなるように形成された導電性材料を指す。本明細書においては、低オーバーバーデン区域という用語は、幅狭の特徴輪郭を覆って形成されたより厚い厚さを有する導電性材料に比べて、幅広の特徴輪郭を覆う厚さがより薄くなるように形成された導電性材料を指す。本明細書においては、導電性材料層という用語は、特徴を充填してライン、接点、およびビアを形成するために使用される、銅、タングステン、アルミニウム、および/またはそれらの合金などの任意の導電性材料を指す。本明細書においては、上向き配向という用語は、導電性材料が上方を向くように配設された状態の基板の配向を指す。本明細書においては、下向き配向という用語は、導電性材料が下方を向くように配設された状態の基板の配向を指す。本明細書においては、幅狭の特徴輪郭および幅広の特徴輪郭という用語は、基板の表面上に形成される構造物に応じて多様であり得るが、幅狭の特徴輪郭を覆って形成される過剰な材料堆積または高オーバーバーデンおよび幅広の特徴輪郭を覆う最小または低い材料堆積最小オーバーバーデンまたは低オーバーバーデンの、それぞれの堆積プロファイルによって概して特徴付けることが可能である。例えば、幅狭の特徴輪郭が、1μm未満のサイズであってもよく、高オーバーバーデンを有してもよいのに対して、幅広の特徴輪郭が、約3μm以上のサイズであってもよく、最小オーバーバーデンまたは低オーバーバーデンを有してもよい。本明細書において説明する実施形態を実施することが可能なこれらの特定の装置は、限定されないが、米国カリフォルニア州SantaClare在のAppliedMaterials,inc.社から販売されているREFLEXIONGT商標システム、REFLEXION登録商標LKCMPシステム、およびMIRRAMESA登録商標システムにおいて、これらの実施形態を実施することが特に有利である。さらに、他の製造業者から市販されているCMPシステムが、本明細書において説明する実施形態から利益を享受する場合もある。また、本明細書において説明するいくつかの実施形態は、2009年4月9日に出願されたPOLISHINGSYSTEMHAVINGATRACKと題された同一出願人による米国特許出願第12/420,996号に記載されているオーバーヘッドトラック研磨システムを含む、オーバーヘッド円形トラック研磨システムにおいて実施されてもよい。該出願は、ここに参照によりその全体として本明細書に組み込まれる。図1は、本明細書において説明する実施形態を実施するために使用し得る研磨ステーション100の一実施形態の部分断面図である。この研磨ステーション100は、キャリアヘッドアセンブリ102およびプラテンアセンブリ120を備える。基板110は、研磨の際にはキャリアヘッドアセンブリ102の中に配設される。キャリアヘッドアセンブリ102は、概して、プラテンアセンブリ120上に配設された研磨表面132を有する研磨パッドアセンブリ130に基板110を当接させた状態に保持する。キャリアヘッドアセンブリ102またはプラテンアセンブリ120の少なくとも一方が、回転されるか、または別様に移動されることにより、基板110と研磨パッドアセンブリ130との間に相対運動が生じる。図1に示す実施形態においては、キャリアヘッドアセンブリ102は、少なくとも軸118を中心とした回転運動を基板110に与えるアクチュエータまたはモータ150に結合される。また、モータ150は、基板110が、研磨パッドアセンブリ130の表面132中にわたって側方に往復移動されるように、キャリアヘッドアセンブリ102を振動させてもよい。研磨パッドアセンブリ130は、パッドとしてプラテンアセンブリ120上に配設された発泡ポリマーなどの従来的な材料を含んでもよい。一実施形態においては、この従来的な研磨材料は、発泡ポリウレタンである。一実施形態においては、パッドは、米国デラウェア州Newark在のRodelInc.社から市販されているIC1010ポリウレタンパッドである。IC1010ポリウレタンパッドは、典型的には、約2.05mmの厚さおよび約2の圧縮性を有する。使用し得る他のパッドには、IC1000パッドの下方に追加の圧縮性底部層を有するIC1000パッドおよび有さないIC1000パッド、IC1010パッドの下方に追加の圧縮性底部層を有するIC1010パッド、ならびに他の製造業者から市販されている研磨パッドが含まれる。本明細書において説明する溶液は、基板の化学機械研磨に寄与するように、パッド上に配置される。一実施形態においては、キャリアヘッドアセンブリ102は、基板受容ポケットを画成するキャリアヘッド本体104を備える。基板受容ポケットは、中に基板110を配設することが可能である。いくつかの実施形態においては、膜114が、基板受容ポケットの中に配設されており、減圧されることによりキャリアヘッドアセンブリ102に対して基板110をチャック固定し、加圧されることにより研磨パッドアセンブリ130に押し付けられる際の基板110の下方向力を制御することができる。いくつかの実施形態においては、基板110および第2の基板112が、研磨の際にキャリアヘッドアセンブリ102の中に配設される。膜114は、支持リング106により外周部が包囲される。一実施形態においては、キャリアヘッドは、マルチゾーンキャリアヘッドであってもよい。1つの適切なキャリアヘッドアセンブリは、米国カリフォルニア州SantaClara在のAppliedMaterials,Inc.社から市販されているTITANHEAD商標キャリアヘッドである。プラテンアセンブリ120は、軸117を中心としたプラテンアセンブリ120の回転を促進する軸受156によりベース154上に支持される。モータ158が、プラテンアセンブリ120に結合され、研磨パッドアセンブリ130がキャリアヘッドアセンブリ102に対して移動されるように、プラテンアセンブリ120を回転させる。一体スラリ/リンスアームアセンブリまたは流体供給アームアセンブリ140を使用することにより、処理流体またはスラリの供給源160からチューブ163を経由して研磨パッドアセンブリ130の表面132にスラリが供給される。代替的な一実施形態においては、リンス流体および処理流体は、別個の供給アームアセンブリを介して研磨パッドアセンブリ130に供給されてもよい。図1に示す実施形態においては、流体供給アームアセンブリ140は、支柱144から延在するアーム142を備える。モータ146が、支柱144の中心線を中心とするアーム142の回転を制御するために設けられる。調節機構147が、研磨パッドアセンブリ130の作業表面に対するアーム142の遠位端148の上昇を制御するために設けられてもよい。調節機構147は、プラテンアセンブリ120に対するアーム142の遠位端148の上昇を制御するための、アーム142または支柱144の少なくとも一方に結合されたアクチュエータであってもよい。流体供給アームアセンブリ140は、研磨パッドアセンブリ130の表面に洗浄流体の噴霧液および/または流体流を均一に供給するように構成された複数のリンス出口ポート161を備えてもよい。ポート161は、流体供給アームアセンブリ140を通して配管されたチューブ162によって洗浄流体供給源164に結合される。一実施形態においては、流体供給アームアセンブリ140は、12~15個のポートを有してもよい。洗浄流体供給源164は、相変化合金含有基板の研磨前、研磨中、および/または研磨後に、および/または基板110を除去して研磨パッドアセンブリ130を洗浄した後に、研磨パッドアセンブリ130に洗浄流体を供給する。また、研磨パッドアセンブリ130は、ダイアモンドディスクまたはブラシ図示せずなどの調整要素を使用したパッドの調整後に、ポート161空の流体を使用して洗浄されてもよい。また、研磨ステーション100は、基板110を効果的に研磨するように研磨パッドアセンブリ130の状態を維持するために、パッドコンディショナー装置図示せずを備えることも可能である。パッドコンディショナーは、アーム142に結合されてもよく、または別個のアーム図示せずに結合されてもよい。ノズルアセンブリ166は、アーム142の遠位端に配設される。ノズルアセンブリ166は、流体供給アームアセンブリ140を通して配管されたチューブ168により処理流体供給源160に結合される。処理流体供給源は、研磨スラリまたは研磨材であってもよい。ノズルアセンブリ166は、アームに対して選択的に調節され得るノズル170を備え、それにより、ノズル170から出る流体は、研磨パッドアセンブリ130の指定区域に選択的に配向され得る。一実施形態においては、ノズル170は、スラリの噴霧液を発生させるように構成される。別の実施形態においては、ノズル170は、スラリの流体流を供給するように適合化される。別の実施形態においては、ノズル170は、研磨表面に対して、例えば約300ml/分など、約200~約500ml/分の速度でスラリの流体流および/または噴霧液を供給するように構成される。図1に示す実施形態においては、基板110は、シリコン貫通電極用途において使用される基板であってもよい。基板110は、典型的には、約100ミクロン以下の厚さの導電性材料を有する。基板が、薄く可撓性であるため、基板110は、支持用の第2の基板112に結合されてもよい。第2の基板112は、典型的には約700~800ミクロンの厚さを有してもよい。デバイス特徴が、基板110の表面上に形成されると、次いで、基板110および第2の基板は、例えばデバイス特徴が上に形成された基板110の表面が第2の基板の方向に配向されるなど、デバイス特徴がこれら2つの基板に位置決めされるように、共に結合される。このように基板を配向することにより、基板110上に形成されたデバイス特徴は、後のプロセスの際に保護される。第1の基板110および第2の基板112を結合する際に、これら2つの基板は、エポキシまたは基板に悪影響を及ぼさない任意の他の適切な材料により、固定的に結合されてもよい。第2の基板112は、一般的には、ガラスダミー基板または犠牲基板である。第1の基板110および第2の基板112を結合した後に、かつ第1の基板110の化学機械研磨の前に、第1の基板110の一部分が、除去されてもよい。第1の基板110の厚さは、機械研削またはエッチングを利用して薄くしてもよい。第1の基板110の厚さを薄くすることにより、TSV用途および積層チップ用途における使用が可能となる。一般的には、第1の基板は、厚さを薄くする前には第2の基板とほぼ等しい初期厚さを有する。第1の基板110の厚さを薄くするために利用されるプロセスは、典型的には、第1の基板の裏側に荒い表面を残す。第1の基板110の裏側の表面粗さを低下させるために、化学機械研磨を利用してもよい。第1の基板110の厚さを薄くすることにより、基板は可撓性および脆弱なものとなる。したがって、第1の基板110は、第1の基板110の研削および研磨の際に、追加の支持手段として第2の基板112に結合される。研磨プロセスおよび研磨溶液図2は、本明細書において説明する実施形態による研磨プロセス200の一実施形態を示す流れ図である。図3A~図3Eは、本明細書において説明する実施形態による研磨プロセスの際の基板の一実施形態の概略図である。ブロック210において、導電性材料310が上に配設された、一連の特徴輪郭またはビア304A、304Bならびに一連のフィールド区域305A、305B、および305Cを有する基板300が、研磨溶液を収容する研磨ステーション100と同様の研磨ステーション内に位置決めされる。図2に示す実施形態においては、ビア304A、304Bは、幅狭特徴輪郭を構成し、フィールド区域305A、305B、および305Cは、幅広特徴輪郭を構成する。研磨プロセスがTSV形成の一部である実施形態においては、基板は、シリコン基板であってもよい。基板300が誘電体材料を含むいくつかの実施形態においては、この誘電体材料は、半導体デバイスの製造において従来的に使用される1つまたは複数の誘電体材料を含んでもよい。例えば、誘電体材料は、二酸化ケイ素、リンケイ酸塩ガラスPSG、ホウ素リンケイ酸塩ガラスBPSG、およびプラズマ化学気相堆積PECVDによりオルトケイ酸テトラエチルTEOSまたはシランから誘導した二酸化ケイ素を含んでもよい。また、誘電体層は、フッ素ケイ酸塩ガラスFSG、ポリアミドなどのポリマー、ブラックダイアモンド登録商標誘電体材料などの炭素含有酸化ケイ素、および米国カリフォルニア州SantaClara在のAppliedMaterials,Inc.社から市販されているBLOk登録商標誘電体材料を含む窒素および/または酸素でドープされ得る炭化ケイ素を含む、低誘電率材料を含んでもよい。導電性材料層310は、基板300の上に配設される。図示しないが、導電性材料からなるシード層が、導電性材料層310の堆積前に基板上に配設されることにより、層間接着を向上させ、後の堆積プロセスを向上させることができる。シード層は、後に堆積すべき材料と同一の材料からなるものであってもよい。いくつかの実施形態においては、シード層および/または導電性材料層310の堆積前に、基板300を覆ってバリア層を堆積することが望ましい場合がある。あるタイプの導電性材料層310には、銅含有材料が含まれる。銅含有材料には、銅、銅合金例えば少なくとも約80重量パーセントの銅を含有する銅ベース合金、またはドープされた銅が含まれる。本開示全体において、銅含有材料という句、銅という語、およびCuという記号は、銅、銅合金、ドープされた銅、およびそれらの組合せを包含するように意図される。図3Aに示すように、ビア304A、304Bは、過剰な量の例えば銅などの導電性材料310で充填される。この過剰な材料の堆積プロファイルは、基板300を覆って形成された山部または頂部とも呼ばれる高オーバーバーデン区域320と、ビアを覆って形成された谷部とも呼ばれる最小オーバーバーデン区域または低オーバーバーデン区域330とを含む。図3Bに示すように、ブロック220で、基板300は、導電性材料層310の上にパッシベーション層340を形成する、本明細書において説明する研磨溶液にさらされる。パッシベーション層340は、堆積された導電性材料310中に形成された高オーバーバーデン320すなわち頂部と最小オーバーバーデン330すなわち谷部とを有する基板300の表面308の上の露出された導電性材料310の上に形成される。パッシベーション層340は、化学反応から基板の表面を化学的におよび/または電気的に絶縁する。パッシベーション層340は、腐食防止剤および/または例えばキレート剤などのパッシベーション膜または絶縁膜を形成可能な他の材料に基板300の表面308をさらすことにより形成される。パッシベーション層340の厚さおよび密度は、化学反応の度合いおよび/または化学溶解の量を決定し得る。例えば、より厚いまたはより高密度のパッシベーション層340は、より薄くより低密度のパッシベーション層に比べて、化学溶解量が少なくなることが判明している。したがって、安定化処理剤、腐食防止剤、および/またはキレート剤の組成を制御することにより、基板310の表面308から除去される材料の除去速度および除去量を制御することが可能となる。例えば、より低密度のパッシベーション層が存在する実施形態においては、このパッシベーション層は、パッドおよび基板の表面の相対運動、および/またはスラリ内の研磨材によってなど、非常に少量の化学的摩耗により容易に分解され得る。図3Cに示すように、基板300を覆うパッシベーション層340は、その表面が基板300の表面308と同一レベルまで平坦化されるまで、初めに摩耗によりディパッシベーションされる。一実施形態においては、研磨溶液は、酸、キレート剤、腐食防止剤、界面活性剤、および酸化剤を含む、研磨材非含有溶液である。別の実施形態においては、研磨溶液は、酸、キレート剤、腐食防止剤、酸化剤、および研磨材を含む溶液を含む研磨材である。本明細書において説明する研磨溶液は、CMPの際に、平坦化タイプの欠陥の低減およびより平滑な基板表面の生成を伴いつつ、銅などの基板の表面からの材料の有効除去速度を向上させると考えられる。これらの研磨溶液は、銅の除去に特に有効であるが、アルミニウム、白金、タングステン、チタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、コバルト、金、銀、ルテニウム、およびそれらの組合せなどの他の導電性材料の除去にも使用し得ると考えられる。研磨溶液は、化学溶解反応を促進するための酸を含む。適切な酸には、例えば硫酸、リン酸、過塩素酸、硝酸、酢酸、およびそれらの組合せなどが含まれる。また、酸は、基板を処理するために望ましいペーハーレベルを維持するために、溶液を酸性度調節してもよい。適切な酸の例には、リン酸、リン酸カリウムKxPO4x=1、2、3、リン酸銅、無水リン酸アンモニウムNH42H2PO4、リン酸水素二アンモニウムNH4HPO4などのリン酸基PO43-を有する化合物、および、硫酸H2SO4、硫酸水素アンモニウムNH4HSO4、硫酸アンモニウム、硫酸カリウム、硫酸銅、硝酸、またはそれらの組合せなどの硫酸基SO42-を有する化合物が含まれる。一実施形態においては、研磨溶液は、化学溶解反応を促進させるために、溶液全体の約1~約10重量パーセントwt.または体積パーセントvolを占め得る酸性成分を含む。別の実施形態においては、研磨溶液は、化学溶解反応を促進させるために、溶液全体の約2~約5重量パーセントwt.または体積パーセントvolを占め得る酸性成分を含む。研磨溶液の一態様または一構成要素は、基板の表面と共に複合体を形成して化学溶解プロセスを向上させるための、1つまたは複数のキレート剤の使用である。本明細書において説明する任意の実施形態において、キレート剤は、銅イオンなどの導電性材料に結合し、金属材料の除去速度を上昇させ、および/または基板表面中の溶解均一性を向上させることが可能である。銅などの除去される金属材料は、官能基との結合前、結合中、または結合後に、0、1、または2などの任意の酸化状態にあってもよい。官能基は、処理中に基板表面上に形成される金属材料と結合し、基板表面から金属材料を除去することが可能である。また、キレート剤は、基板の処理にとって望ましいペーハーレベルを維持するために、研磨溶液を酸性度調節するために使用されてもよい。また、キレート剤は、基板表面上にパッシベーション層を形成してもよく、またはこのパッシベーション層の形成を促進させてもよい。一実施形態においては、1つまたは複数のキレート剤が、カルボン酸官能基を有するキレート剤、および/またはアミン官能基もしくはアミド官能基を有するキレート剤を含む。カルボン酸官能基を有するキレート剤は、カルボン酸官能基、ジカルボン酸官能基、トリカルボン酸官能基、ヒドロキシル官能基およびカルボン酸官能基の混合物、またはそれらの組合せの群から選択される1つまたは複数の官能基を有する化合物を含む。また、1つまたは複数のキレート剤は、例えばキレート剤のアンモニア塩およびカリウム塩など、本明細書において説明するキレート剤の塩を含んでもよい。一実施形態においては、1つまたは複数のキレート剤は、溶液の約1重量~約2重量など、約0.4重量~約2.5重量の濃度で溶液内に存在してもよい。1つまたは複数のカルボン酸官能基を有する適切なキレート剤の例には、クエン酸、酒石酸、琥珀酸、シュウ酸、アミノ酸、それらの塩、またはそれらの組合せが含まれる。例えば、キレート剤に適した塩には、クエン酸アンモニウム、クエン酸カリウム、琥珀酸アンモニウム、琥珀酸カリウム、シュウ酸アンモニウム、シュウ酸カリウム、酒石酸カリウム、またはそれらの組合せが含まれ得る。これらの塩は、複数塩基状態を有してもよく、例えばクエン酸塩は、一塩基状態、二塩基状態、および三塩基状態を有する。1つまたは複数のカルボン酸官能基を有する他の適切なキレート剤には、アジピン酸、酪酸、カプリン酸、カプロン酸、カプリル酸、グルタル酸、グリコール酸、ギ酸、フマル酸、乳酸、ラウリン酸、リンゴ酸、マレイン酸、マロン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、フタル酸、プロピオン酸、ピルビン酸、ステアリン酸、バレリアン酸、それらの誘導体、それらの塩、またはそれらの組合せが含まれる。いくつかの実施形態においては、キレート剤は、アミン官能基またはアミド官能基を含まなくてもよい。1つまたは複数のキレート剤がアミン官能基またはアミド官能基を有するキレート剤を含む別の実施形態においては、この1つまたは複数のキレート剤は、エチレンジアミンEDA、ジエチレントリアミン、ジエチレントリアミン誘導体、ヘキサジアミン、グリシンなどのアミノ酸、メチルホルムアミド、イミノ二酢酸、それらの誘導体、それらの塩、またはそれらの組合せなどの化合物を含むことが可能である。一実施形態においては、1つまたは複数のキレート剤は、溶液の約1重量~約2重量など、約0.4重量~約2.5重量の濃度で溶液内に存在してもよい。研磨溶液の別の態様または構成要素は、1つまたは複数の腐食防止剤の使用である。腐食防止剤は、基板表面と周囲の研磨溶液との間の化学的相互作用を最小限に抑えるパッシベーション層を形成することにより、金属表面の酸化または腐食を低減させるために加えることが可能である。したがって、腐食防止剤により形成された材料からなるパッシベーション層は、基板表面からの導電性材料の化学溶解を抑制または最小限に抑える傾向を有する。適切な腐食防止剤の例には、アゾール基を有する腐食防止剤が含まれる。アゾール基を有する有機化合物の例には、ベンゾトリアゾールBTA、メルカプトベンゾトリアゾール、5-メチル-1-ベンゾトリアゾールTTA、トリルトリアゾールTTA、それらの誘導体、またはそれらの組合せが含まれる。他の適切な化合物には、1,2,4トリアゾール、ベンゾイルイミダゾールBIA、ベンズイミダゾール、それらの誘導体、またはそれらの組合せが含まれる。一実施形態においては、1つまたは複数の腐食防止剤は、溶液全体の約0.02重量~約0.05重量など、約0.01重量~約1.0重量の濃度で溶液中に存在してもよい。研磨溶液の別の態様または構成要素は、1つまたは複数の酸化剤である。適切な酸化剤の例には、過酸化水素、硝酸第二鉄、ヨウ素酸塩、および過硫酸アンモニウムAPSが含まれる。一実施形態においては、1つまたは複数の酸化剤は、約0.5重量~約3.0重量など、約0.1重量~約5重量の濃度で存在することが可能である。別の実施形態においては、溶液全体の1つまたは複数の酸化剤は、約0.5体積~約3.0体積など、約0.1体積~約5体積の濃度で存在することが可能である。研磨溶液が研磨材非含有研磨溶液である実施形態においては、研磨溶液は、1つまたは複数の界面活性剤をさらに含んでもよい。界面活性剤は、金属および金属イオンまたは処理中に生成される副生成物などの材料の溶解または可溶性を高め、化学的安定性を向上させ、研磨溶液の構成要素の分解を低減させるために使用することができる。一実施形態においては、1つまたは複数の界面活性剤は、研磨溶液の約1体積~約30体積、または約1重量~約30重量の濃度を有することが可能である。別の実施形態においては、1つまたは複数の界面活性剤は、研磨溶液の約5体積~約20体積、または約1重量~約30重量の濃度を有することが可能である。1つまたは複数の界面活性剤は、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤、および、双性イオン界面活性剤などの2つ以上のイオン官能基を有するイオン界面活性剤を含む、非イオン界面活性剤およびイオン界面活性剤を含んでもよい。研磨溶液の別の態様または構成要素は、約5nm~約100nmの粒径を有するシリカまたは変性シリカなどの、従来的な研磨材粒子を含んでもよい。本明細書において説明する研磨溶液の残りは、脱イオン水などの水を含む極性溶剤などの溶剤である。他の溶剤が、単独で、または有機溶剤などの水との組合せにおいて使用されてもよい。有機溶剤には、イソプロピルアルコールもしくはグリコールなどのアルコール、ジエチルエーテルなどのエーテル、テトラヒドロフランなどのフラン、ペンタンもしくはヘプタンなどの炭化水素、ベンゼンもしくはトルエンなどの芳香族炭化水素、塩カメチレンもしくは四塩化炭素などのハロゲン化溶剤、それらの誘導体、またはそれらの組合せが含まれる。本明細書における溶液は、例えば約4.0~約5.5など、約3.0~約7.0などの、約2.0~約7.0のペーハーを有してもよい。いくつかの実施形態においては、基板300は、上向き配向に位置決めされ、研磨溶液は、基板300の上面上に供給される。いくつかの実施形態においては、基板300は、下向き配向に位置決めされ、研磨溶液の中に浸漬される。ブロック230で、基板300は、図3Cに示すようなパッシベーション層340の少なくとも一部分を除去するために、0.5ポンド平方インチlb/in2またはpsi13.98kPa未満の研磨圧力で研磨溶液内において研磨される。また、パッシベーション層340のこの一部分の下の導電層310の部分が、除去されてもよい。研磨圧力は、キャリアヘッドアセンブリにより基板300に対して印加され得る。一実施形態においては、パッシベーション層340の少なくとも一部分の除去は、例えば約0.005psi34.5Pa~約0.01psi68.9Paなど、約0.3psi2.0kPaの研磨圧力を印加することにより、実施されてもよい。一実施形態においては、約0.05psi34.5Pa以下の研磨圧力が印加される。一実施形態においては、約0~約0.02psi0.14kPaの研磨圧力が印加される。一実施形態においては、研磨プロセスは、キャリアヘッドアセンブリにより基板300に対して研磨圧力が印加されない無圧力プロセスである。パッシベーション層340の除去の際に、プラテンアセンブリ120は、約10rpm回転/分~約50rpmの速度で回転されてもよく、キャリアヘッドアセンブリ102は、約50rpm~約90rpmの速度で回転されてもよく、また約20cm/秒センチメートル/秒~約160cm/秒の速度でそのベイスンに対してラジアル方向に線形に移動されてもよい。一実施形態においては、キャリアヘッドアセンブリ102は、約21.2cm/秒~約106.3cm/秒の速度で線形に移動されてもよい。300mm直径基板にとって好ましい範囲は、約25rpm~約35rpmのプラテンアセンブリ120の回転速度と、約55rpm~約75rpmのキャリアヘッドアセンブリ102の回転速度および約160cm/秒の線形例えばラジアル方向速度である。一実施形態においては、プラテンアセンブリ120は、約18インチ45.7cm~約32インチ81.3cmの直径を有する。キャリアヘッドアセンブリは、約6インチ15.2cm~約8インチ20.3cmの距離にわたって、プラテンアセンブリ120の半径に沿って移動してもよい。本明細書において用いられる低研磨圧力は、低誘電率lowk誘電体材料を含む基板に対する損傷を与える剪断力および摩擦力を低減または最小限に抑えるものである。低減または最小点に抑えられた力により、研磨による特徴の変形および欠陥形成が減少または最小限に抑えられ得る。さらに、より低い剪断力および摩擦力は、研磨の際のディッシングおよびスクラッチなどのトポグラフィ欠陥の形成ならびに層間剥離を低減または最小限に抑えることが判明している。機械的摩耗により基板の表面上のパッシベーション層を乱したまたは除去した後に、パッシベーションが実施されない導電性材料の領域が、露出され、化学溶解により除去されてもよい。ブロック240で、導電性材料310は、図3Dに示すように、化学溶解により基板300の表面308の少なくとも一部分から除去される。ブロック240の研磨プロセスは、研磨圧力がキャリアヘッドアセンブリにより基板300に対して印加されず、パッシベーションを実施されない区域からの導電性材料310の除去が化学溶解により行われる、無圧力プロセスであってもよい。ブロック240の研磨プロセスは、0.5ポンド平方インチlb/in2またはpsi13.98kPa未満の研磨圧力が印加されて導電層310の少なくとも一部分が除去されるブロック230の研磨プロセスと同様であってもよい。一実施形態においては、導電層310の少なくとも一部分の除去は、例えば約0.005psi34.5Pa~約0.01psi68.9Paなど、約0.3psi2.0kPaの研磨圧力を印加することにより実施されてもよい。一実施形態においては、約0.05psi34.5Pa以下の研磨圧力が印加される。一実施形態においては、約0~約0.02psi0.14kPaの研磨圧力が印加される。ブロック240の研磨プロセスの際に、プラテンアセンブリ120は、約10rpm回転/分~約50rpmの速度で回転されてもよく、キャリアヘッドアセンブリ102は、約50rpm~約90rpmの速度で回転されてもよく、また約20cm/秒センチメートル/秒~約160cm/秒の速度でそのベイスンに対してラジアル方向に線形に移動されてもよい。一実施形態においては、キャリアヘッドアセンブリ102は、約21.2cm/秒~約106.3cm/秒の速度で線形に移動されてもよい。300mm直径基板にとって好ましい範囲は、約25rpm~約35rpmのプラテンアセンブリ120の回転速度と、約55rpm~約75rpmのキャリアヘッドアセンブリ102の回転速度および約160cm/秒の線形例えばラジアル方向速度である。キャリアヘッドアセンブリは、約6インチ15.2cm~約8インチ20.3cmの距離にわたって、プラテンアセンブリ120の半径に沿って移動してもよい。ブロック230およびブロック240の研磨プロセスは、同一または同様の研磨条件例えば圧力、回転、線形速度、等々で実施されてもよい。ブロック230およびブロック240の研磨プロセスは、異なる研磨条件を利用して実施されてもよい。例えば、ブロック230の研磨プロセスは、パッシベーション層の一部分を除去するために、低い研磨圧力例えば0.5psi未満にて実施されてもよく、ブロック240の研磨プロセスは、化学溶解および導電性材料の除去が基板と研磨パッドとの間の相対運動により行われる無圧力プロセスであってもよい。最大で約10,000Å/分の導電性材料の除去速度が、本明細書に説明するプロセスにより達成され得る。一般的には、さらに高速の除去速度が望ましいが、プロセス均一性および他のプロセス変数例えば反応速度を最大化する目的により、化学溶解速度を約100Å/分~約15,000Å/分に制御することが一般的である。基板は、典型的には、上に配設された所望の材料の少なくとも一部分または全てを除去するのに十分な期間にわたって研磨溶液にさらされる。導電性材料の除去速度は、研磨溶液の構成要素を変更することにより調整され得る。例えば、除去速度は、キレート剤の濃度を上昇させることおよび研磨溶液のペーハーを低下させる例えば研磨溶液をさらに酸性にすることの少なくとも一方を高めることにより変更され得る。TSV構造体が形成される実施形態においては、基板は、図3Eに示すようにビアの導電性金属が基板300を完全に貫通して延在するまで、薄層化プロセス例えば化学機械研磨または化学エッチングもしくはプラズマエッチングを受けてもよい。図4は、本明細書において説明する実施形態により実施された研磨プロセスの銅の除去速度を示すグラフ400である。x軸は、基板の直径mmを示し、y軸は、導電性材料のトポグラフィまたは高さÅを示す。研磨プロセスは、表Iに記載のパラメータ、および本明細書に記載の摩耗研磨溶液を使用して実施した。この研磨溶液は、研磨溶液全体の0.25重量未満の研磨材100nm粒子によるコロイド性のSiO2を含むものであった。これらの条件下において、Cu除去速度は、図4に示すように1ミクロン/分であり、これは殆どの市販のスラリの除去速度よりも速かった。図5は、本明細書において説明する実施形態により実施される研磨プロセスを利用して研磨された2つの異なる基板W19およびW20についての平坦化効率を示すグラフ500である。x軸は、除去された銅材料の量Åを示し、y軸は、銅のディッシング量を示す。例えば、除去された銅材料の量がゼロである場合には、ディッシング量は、3,500Å~4,000Åの間の最高点となる。図5に示すように、除去される銅の量が増大するにつれ、ディッシングレベルは、それに対応して低下する。ディッシング低減/除去厚さの比として定義される平坦化効率PEは、60~90の範囲内となる。以下の非限定的な例は、本明細書において説明する実施形態をさらに説明するために提示する。しかし、これらの例は、完全に包含的なものとしては意図されず、本明細書において説明する実施形態の範囲を限定するようには意図されない。例1米国カリフォルニア州SantaClara在のAppliedMaterials,Inc.社から市販されているREFLEXION登録商標LKCMPシステム上の改変セル内において以下の研磨組成物を使用して、300mmの直径を有する銅めっきされたシリコン基板を研磨および平坦化した。約3,900Åのステップ高さを有する基板表面上に約8,000Åの銅層を有する基板を、プラテンアセンブリの上に配置し、約3.5のペーハーを実現するための約4体積のリン酸、約2体積のクエン酸アンモニウム、約0.03重量のベンゾトリアゾール、約1.0体積の過酸化水素、約0.25重量のシリカSiO2研磨材粒子、および脱イオン化水からなる研磨材含有研磨溶液にさらした。IC1010研磨パッドを、約0.2psiにて基板に接触させた。基板を研磨および検査した。前に基板表面上にあった過剰な銅層を除去して、銅が充填されたビアを有するシリコン表面を残した。例2米国カリフォルニア州SantaClara在のAppliedMaterials,Inc.社から市販されているREFLEXION登録商標LKCMPシステム上の改変セル内において以下の研磨組成物を使用して、300mmの直径を有する銅めっきされたシリコン基板を研磨および平坦化した。約3,900Åのステップ高さを有する基板表面上に約8,000Åの銅層を有する基板を、プラテンアセンブリの上に配置し、約3.5のペーハーを実現するための約4体積のリン酸、約2体積のクエン酸アンモニウム、約0.03重量のベンゾトリアゾール、約0.5の界面活性剤、約2.0体積の過酸化水素、および脱イオン化水からなる研磨材非含有研磨溶液にさらした。IC1010研磨パッドを、約0.1psiにて基板に接触させた。基板を研磨および検査した。前に基板表面上にあった過剰な銅層を除去して、銅が充填されたビアを有するシリコン表面を残した。前記は、本発明の複数の実施形態に関するものであるが、本発明の基本範囲から逸脱することなく本発明の他のおよびさらなる実施形態を考案することができ、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲により規定される。"