JP2003324083A - 金属基板研磨用粒子および研磨材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 研磨材中に酸化剤を配合せずとも十分な
研磨速度、優れた研磨精度で研磨することができる。 【解決手段】 酸化能を有する成分として、過酸化水
素、過酢酸、尿素−過酸化水素、過酸化尿素、ペルオキ
ソチタン酸およびこれらの混合物が好適に用いられ、特
に、ペルオキソチタン酸およびその混合物が好ましい。
上記酸化能を有する成分の含有量は、金属基板研磨用粒
子中に０. １〜２０重量％の範囲にあることが好ましく
０. １重量％未満の場合は、酸化能力が低く、充分な研
磨速度が得られにくく、他方、含有量が２０重量％を越
えては無機酸化物粒子への吸着、担持が困難となった
り、また当該成分の種類によっては、研磨材中で研磨用
粒子から分散媒中に脱離する虞がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、平均粒子径５〜３００ｎ
ｍの無機酸化物粒子からなる研磨用粒子および該研磨用
粒子を含んでなる金属基板研磨材に関する。

【０００２】

【発明の技術的背景】コンピューター、各種電子機器に
は各種の集積回路が用いられており、これらの小型化、
高性能化に伴い回路の高密度化と高性能化が求められて
いる。この中で、例えば半導体集積回路は、従来、半導
体集積回路の集積度を高めるために多層配線が用いられ
ており、このような多層配線は、通常、シリコンなどの
基板上に、第１絶縁膜としての熱酸化膜を形成した後、
アルミニウム膜などからなる第１配線層を形成し、この
上にＣＶＤ法あるいはプラズマＣＶＤ法等によって、シ
リカ膜、窒化ケイ素膜などの層間絶縁膜を被着させ、こ
の層間絶縁膜上に、該層間絶縁膜を平坦化するためのシ
リカ絶縁膜をＳＯＧ法により形成し、このシリカ絶縁膜
上に必要に応じてさらに第２絶縁膜を被着させた後、第
２配線層を形成することによって、製造されている。上
記アルミニウム膜からなる配線は、多層配線を形成する
際のスパッタリング時にアルミニウム等の配線が酸化さ
れて抵抗値が増大して導電不良を起こすことがあった。
また、配線幅を小さくすることができないためにより高
密度の集積回路を形成するには限界があった。さらに、
近年クロック線やデータバス線のような長距離配線で
は、チップサイズ増大に伴い配線抵抗が増大し電気信号
の伝播遅延時間（ＲＣ遅延時間＝抵抗×容量）の増大が
問題となっている。このため配線をより低抵抗の材料に
置き換えていく必要が生じている。

【０００３】従来のＡｌやＡｌ合金による配線に代えて
Ｃｕ配線を行うことも提案されており、例えば、基板上
の絶縁膜に予め配線溝を形成した後、電解メッキ法、Ｃ
ＶＤ法等によりＣｕ配線を形成する方法が公知である。
この銅等の配線パターン形成においては、ドライエッチ
プロセスによる加工が困難なため、化学機械研磨方法
（以下、ＣＭＰと言うこともある。）を用いたダマシン
プロセスが適用されており、基板上の絶縁膜に予め配線
溝を形成し、電解メッキ法やＣＶＤ法等により銅を配線
溝に埋め込んだ後、ＣＭＰにより上端面を研磨し、平坦
化して配線を形成している。例えば、シリコンウェハー
等の基材上に配線層間膜（絶縁膜）を成膜し、その配線
層間膜（絶縁膜）上に金属配線用の溝パターンを形成
し、必要に応じてスパッタリング法などによってＴａＮ
等のバリアメタル層を形成し、ついで金属配線用の銅を
ＣＶＤ法等により成膜する。ここで、ＴａＮ等のバリア
メタル層を設けた場合には層間絶縁膜への銅や不純物な
どの拡散や浸食に伴う層間絶縁膜の絶縁性の低下などを
防止することができ、また層間絶縁膜と銅の接着性を高
めることができる。

【０００４】次いで、配線溝内以外に成膜された不要な
銅及びバリアメタル（犠牲層ということがある。）をＣ
ＭＰにより研磨して除去するとともに上部表面を可能な
限り平坦化して、溝内にのみ金属膜を残して銅の配線・
回路パターンを形成する。ＣＭＰは、一般的に回転機構
を有する円形プラテン上に研磨パッドを搭載し、研磨パ
ッドの中心上部から研磨材を滴下供給した状態で被研磨
材を回転させ、加重を掛けながら研磨パッドに接触させ
ることによって、共面の上部部分の銅及びバリアメタル
を研磨して除去するものである。被研磨材の表面には下
地の絶縁膜に形成した配線用の溝パターンに起因した段
差（凹凸）が存在するので、主に凸部を研磨除去しなが
ら共面まで研磨し、平坦な研磨面とすることが求められ
ている。

【０００５】ＣＭＰで使用される研磨材には、通常、研
磨用粒子としてヒュームドシリカやヒュームドアルミナ
等、平均粒子径が２００ｎｍ程度の球状粒子が用いられ
ており、このような研磨用粒子と共に、被研磨材の種類
により、金属の研磨速度を高めるために過酸化水素など
の酸化剤や、金属の腐食や酸化を抑制するためにベンゾ
トリアゾール（ＢＴＡ）や、更に、酸または塩基からな
るｐＨ調整剤等が添加されている。しかしながら、研磨
材中の酸化剤の酸化力または添加量によっては、所定の
研磨を終えた後になお酸化層が残ることがあり、このた
め配線抵抗が増加したり、配線遅延を生じるなどの問題
があった。更に、酸化層に異物や不純物が付着して残存
するなどの問題も指摘されている。

【０００６】

【発明の目的】本発明の目的は、金属配線層等、金属基
板を研磨するための研磨材中に酸化剤を配合せずとも十
分な研磨速度、優れた研磨精度で研磨することができ、
しかも、研磨後の金属基板に酸化層を実質的に残すこと
なく研磨可能な研磨用粒子および該金属基板研磨用粒子
を含んでなる研磨材を提供することにある。

【０００７】

【発明の概要】本発明の金属基板研磨用粒子は、平均粒
子径５〜３００ｎｍの無機酸化物粒子が、金属基板に対
する酸化能を有する成分を含有してなることを特徴とす
るものである。前記金属基板に対する酸化能を有する成
分は、過酸化水素、過酢酸、尿素−過酸化水素、過酸化
尿素、ペルオキソチタン酸から選ばれる１種または２種
以上であることが好ましい。前記酸化能を有する成分
は、少なくとも前記無機酸化物粒子の外部表面に存在す
ることが好ましい。前記無機酸化物は、ＳｉＯ₂ 、Ａｌ
₂ Ｏ₃ 、ＺｒＯ₂ 、ＳｎＯ₂ 、ＺｎＯ、ＣｅＯ₂ 、Ｔｉ
Ｏ₂ 、ＭｎＯから選ばれる１種または２種以上の無機酸
化物であることが好ましい。前記金属基板を構成する金
属がＣｕ、Ａｌ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｔａ、ＴａＮ、Ｗから
選ばれる１種または２種以上を主成分とする金属である
ことが好ましい。本発明の研磨材は、前記金属基板研磨
用粒子を含んでなることを特徴とするものである。

【０００８】

【発明の具体的説明】以下、本発明について具体的に説
明する。１．金属基板研磨用粒子 本発明の金属基板研磨用粒子を構成する無機酸化物粒子
の平均粒子径は、５〜３００ｎｍ、さらには１０〜２０
０ｎｍの範囲にあることが好ましい。前記平均粒子径が
５ｎｍ未満の場合は、金属基板研磨用粒子分散液あるい
は研磨材の安定性が不充分になることがあり、また粒子
が小さ過ぎて充分な研磨速度が得られないことがある。
前記平均粒子径が３００ｎｍを越えると後述する粒子表
面に存在する金属基板に対する酸化能を有する成分の量
が少なくなり金属基板を充分酸化できないために研磨速
度が低下することがあり、また充分な酸化能が得られた
としても金属基板表面にスクラッチが生成し、充分な平
滑性が得られないことがある。このため、要求される研
磨速度、研磨精度等を考慮して研磨用粒子の平均粒子径
を選択することが好ましい。前記無機酸化物は、ＳｉＯ
₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＺｒＯ₂ 、ＳｎＯ₂ 、ＺｎＯ、ＣｅＯ
₂ 、ＴｉＯ₂ 、ＭｎＯから選ばれる１種または２種以上
の無機酸化物であることが好ましい。これらの酸化物か
らなる無機酸化物粒子、特にシリカ粒子は、優れた研磨
性能を有するとともに、次に述べる酸化能を有する成分
を吸着したり、粒子表面に担持することができる。

【０００９】金属基板に対する酸化能を有する成分とし
ては、金属基板を酸化することができ、少なくとも無機
酸化物粒子の外部表面に吸着するなどして存在し、研磨
材の分散媒中に過度に溶出することがなければ特に制限
はない。当該酸化能を有する成分として、過酸化水素、
過酢酸、尿素−過酸化水素、過酸化尿素、ペルオキソチ
タン酸およびこれらの混合物が好適に用いられ、特に、
ペルオキソチタン酸およびその混合物が好ましい。

【００１０】ペルオキソチタン酸とは過酸化水和チタン
のことをいい、チタン化合物の水溶液、または水和酸化
チタンのゾルまたはゲルに過酸化水素を加え、加熱する
ことによって調製される。水和酸化チタンのゾルまたは
ゲルは、チタン化合物の水溶液に酸またはアルカリを加
えて加水分解し、必用に応じて洗浄し、加熱、熟成する
ことによって得られる。使用されるチタン化合物として
は特に制限はないが、ハロゲン化チタン、硫酸チタニル
等のチタン塩、テトラアルコキシチタン等のチタンアル
コキシド、水素化チタン等のチタン化合物を用いること
ができる。ペルオキソチタン酸を用いた場合の金属基板
の酸化は、次の化学反応式によって放出される酸素によ
るものと考えられる。 Ｔｉ−Ｏ−Ｏ−Ｈ → Ｔｉ−Ｏ−Ｈ ＋（Ｏ）

【００１１】上記酸化能を有する成分の含有量は、無機
酸化物粒子の種類や物理性状によっても異なるが、金属
基板研磨用粒子中に０. １〜２０重量％、特に１〜２０
重量％の範囲にあることが好ましい。この含有量が０.
１重量％未満の場合は、酸化能力が低く、充分な研磨速
度が得られにくい。他方、含有量が２０重量％を越えて
は無機酸化物粒子への吸着、担持が困難となったり、ま
た当該成分の種類によっては、研磨材中で研磨用粒子か
ら分散媒中に脱離する虞がある。

【００１２】なお、上記酸化能を有する成分の研磨材分
散媒への溶出濃度と、必用に応じて該分散媒中に添加で
きる酸化剤の濃度は、０. １重量％以下、さらに０. ０
５重量％以下であることが好ましい。研磨材分散媒中の
酸化剤の濃度が０. １重量％を越えると金属基板に酸化
層が残存して配線抵抗が増加したり、配線遅延を生じる
ことがある。本発明の研磨用粒子または研磨材では、研
磨材分散媒中の酸化剤の濃度が０. １重量％以下となる
範囲で酸化剤を添加すれば、金属基板に酸化層が残存す
ることなく研磨速度を維持、向上させることができる。
前記酸化能を有する成分は、特に、無機酸化物粒子の外
部表面に存在することが好ましく、外部表面に存在する
ことにより、金属基板と接触時に効率的に金属基板を酸
化することができる。

【００１３】２．金属基板研磨用粒子の製造方法 上記金属基板研磨用粒子の製造方法としては、前記無機
酸化物粒子の外部表面に前記酸化能を有する成分を吸着
または担持することができれば特に制限はない。例え
ば、過酸化水素、過酢酸、尿素−過酸化水素、過酸化尿
素、ペルオキソチタン酸等の溶液に前記無機酸化物粒子
を分散させ、これらの成分を粒子に吸着させて製造する
ことができる。

【００１４】３．研磨材 本発明の研磨材は前記した研磨用粒子を水系分散媒に分
散しさせたものである。水系分散媒とは、水分散媒の
他、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピ
ルアルコール等のアルコール類や、エーテル類、エステ
ル類、ケトン類など水溶性の有機溶媒と水の混合溶媒を
いう。研磨材中の研磨用粒子の濃度は２〜５０重量％、
特に５〜３０重量％の範囲にあることが好ましい。研磨
用粒子の濃度が２重量％未満の場合は、研磨用粒子の濃
度が低すぎて充分な研磨速度が得られないことがある。
研磨用粒子の濃度が５０重量％を越えると、研磨材の安
定性が不充分となり、また研磨材を供給する工程で乾燥
物が生成して付着することがあり、これがスクラッチ発
生の原因となることがある。

【００１５】本発明の研磨材には、金属基板の研磨速度
を向上すべく、さらに被研磨材の種類に応じて前記した
従来公知の酸化剤、即ち、過酸化水素、過酢酸、過酸化
尿素などおよびこれらの混合物を添加して用いることが
できる。また、複数種の成分からなる金属基板の研磨速
度を調整するために硫酸、硝酸、リン酸、フッ酸等の
酸、あるいはこれら酸のナトリウム塩、カリウム塩、ア
ンモニウム塩およびこれらの混合物などを添加して用い
ることができる。その他の添加剤として、例えば、金属
基板表面に不動態層あるいは溶解抑制層を形成して基材
の浸食を防止するためにイミダゾール、ベンゾトリアゾ
ール、ベンゾチアゾールなどを用いることができる。ま
た、上記不動態層を攪乱するためにクエン酸、乳酸、酢
酸、シュウ酸などの錯体形成材を用いることもできる。
研磨材スラリーの分散性や安定性を向上させるためにカ
チオン系、アニオン系、ノニオン系、両性系の界面活性
剤を適宜選択して添加することができる。さらに、上記
各添加剤の効果を高める等のため、酸または塩基を添加
して研磨材スラリーのｐＨを約２〜１１、好ましくは４
〜９、さらに好ましくは５〜８に調節してもよい。

【００１６】本発明において研磨対象となる金属基板を
構成する金属種としては、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、ＴｉＮ、
Ｔａ、ＴａＮ、Ｗから選ばれる１種または２種以上を主
成分とする金属であることが好ましい。更に、これら金
属の複数が積層した金属基板であってもよい。また、金
属基板を構成する主成分以外の金属成分としては、前記
主成分と合金を形成し得る成分、例えばＺｎ、Ｓｎ、Ａ
ｌ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ｃｏ等を用いることができる。金属基
板がこのような成分からなるものであれば、本発明の研
磨用粒子により金属基板の表面を選択的に酸化すること
ができ、充分な研磨速度が得られると共に金属基板に酸
化層が残存して配線抵抗が増加したり、配線遅延を生じ
ることがない。

【００１７】

【発明の効果】本発明の金属基板研磨用粒子によれば、
粒子に含まれる酸化能を有する成分により金属基板を酸
化して研磨速度を高めることができる。また、当該酸化
能を有する成分は研磨材の分散媒中に溶出することが少
ないので、分散媒中における酸化剤の濃度が０. １重量
％を越えることがなく、このため金属基板に過度の酸化
層が残存することがない。従って、金属基板の配線抵抗
が増加したり、配線遅延を生じることもない。本発明の
研磨材によれば、前記した金属基板研磨用粒子が含まれ
ているので、金属基板に過度の酸化層が残存することが
なく、配線抵抗が増加したり、配線遅延を生じることが
ない。また、研磨後の金属基板の表面は平坦性に優れ、
スクラッチがなく平滑であり、効率的に積層した集積回
路を形成することができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。

【００１９】

【実施例１】研磨用粒子（Ａ）分散液の調製 シリカゾル（触媒化成工業（株）製：ＳＩ−４５Ｐ、平
均粒子径４５ｎｍ、ＳｉＯ₂ 濃度４０重量％）８０. ０
ｇに超純水７２０ｇを加えて希釈し、ＳｉＯ₂濃度４重
量％の微粒子分散液８００ｇを調製した。この分散液の
ｐＨを陽イオン交換樹脂で４. ０に調整し、５０℃に昇
温した後、これにチタンラクテート（松本製薬（株）
製：オルガチックスＴＣ−３１０、ＴｉＯ₂ 濃度３０.
７重量％）２６. １ｇとイソプロピルアルコール（ＩＰ
Ａ）２３. ９ｇとの混合溶液を３０分間で添加してチタ
ンラクテートを加水分解し、微粒子表面にチタン水和物
を析出させ、５０℃で４時間撹拌して熟成した。つい
で、ロータリーエバポレーターにてアルコール類を除去
して固形分濃度１５重量％に調整した後、濃度３５重量
％の過酸化水素水２９. １ｇを加え、最終固形分濃度が
１０重量％となるように水を加えて研磨用粒子（Ａ）分
散液４００ｇを調製した。研磨用粒子（Ａ）と同分散液
の性状を表１に示す。研磨材（Ａ）の調製 上記で得た固形分濃度１０重量％の研磨用粒子（Ａ）分
散液に、クエン酸および超純水を加え、固形分濃度２重
量％、クエン酸濃度０. ５重量％の研磨材（Ａ）を調製
した。

【００２０】研磨用基板 絶縁膜として、窒化ケイ素からなる絶縁膜（厚さ０. ２
μｍ）の表面に、シリカからなる絶縁膜（厚さ０. ４μ
ｍ）が積層され、さらに窒化ケイ素からなる絶縁膜（厚
さ０. ２μｍ）が順次形成されたシリコンウェーハー
（８インチウェーハー）基板上にポジ型フォトレジスト
を塗布し、０. ３μｍのラインアンドスペースの露光処
理を行った。テトラメチルアンモニウムハイドライド
（ＴＭＡＨ）の現像液で露光部分を除去した後、ＣＦ₄
とＣＨＦ₃ の混合ガスを用いて、下層の絶縁膜にパター
ンを形成し、ついでＯ₂ プラズマによりレジストを除去
し、幅が０. ３μｍで、深さが０. ６μｍの配線溝を形
成した。次に、配線溝を形成した基板にＣＶＤ法で薄層
の銅（Ｃｕ）を製膜し、さらに電解メッキ法で製膜を行
い絶縁膜上の銅層（犠牲層）の合計厚さが０. ２μｍの
銅の製膜を行い、研磨用基板を準備した。

【００２１】研磨試験 上記研磨用基板を、研磨装置（ナノファクター（株）
製：ＮＦ３００）にセットし、基板荷重５ｐｓｉ、テー
ブル回転速度５０ｒｐｍ、スピンドル速度６０ｒｐｍ
で、上記研磨材（Ａ）を６０ｍｌ／分の供給速度で供給
し、絶縁膜上の犠牲層（厚さが０. ２μｍ）が無くなる
まで研磨を行った。研磨前後の厚みを求めて研磨速度を
算出し、また研磨後の基板の平滑性および酸化層の有無
を評価し、結果を表２に示した。なお平滑性および酸化
層有無は、研磨後の表面を光学顕微鏡で観察し、以下の
評価基準で評価した。 ＜平滑性の評価基準＞ ○：研磨前の傷、筋等が殆ど無くなり、表面が平滑であ
る。 △：研磨前の傷、筋等が半分以下に減少し、表面が平滑
である。 ×：研磨前の傷、筋等が僅かに減少しているが、表面は
粗い。 ＜酸化層有無の評価基準＞ ◎：表面が全面にわたって鮮明な金属光沢を有してい
る。 ○：鮮明さはないが、表面が全面にわたって金属光沢を
有している。 △：表面の一部に腐食様箇所（酸化層）が認められる。 ×：表面の全面に腐食様箇所（酸化層）が認められる。

【００２２】

【実施例２】研磨用粒子（Ｂ）分散液の調製 シリカゾル（触媒化成工業（株）製：ＳＩ−４５Ｐ、平
均粒子径４５ｎｍ、ＳｉＯ₂ 濃度４０重量％）８５ｇに
超純水７１５ｇを加えて希釈し、ＳｉＯ₂ 濃度４．２５
重量％の微粒子分散液８００ｇを調製した。この分散液
のｐＨを陽イオン交換樹脂にて４. ０に調整し、５０℃
に昇温した後、これにチタンラクテート（松本製薬
（株）製：オルガチックスＴＣ−３１０、ＴｉＯ₂ 濃度
３０. ７重量％）１９. ５ｇとイソプロピルアルコール
（ＩＰＡ）３０. ５ｇとの混合溶液を３０分間で添加し
てチタンラクテートを加水分解し微粒子の表面にチタン
水和物を析出させ、５０℃で４時間撹拌して熟成した。
ついで、ロータリーエバポレーターにてアルコール類を
除去して固形分濃度１５重量％に調整した後、濃度３５
重量％の過酸化水素水２１. ９ｇを加え、最終固形分濃
度が１０重量％となるように水を加えて研磨用粒子
（Ｂ）分散液４００ｇを調製した。研磨材（Ｂ）の調製 研磨用粒子（Ｂ）分散液を用いた以外は実施例１と同様
にして研磨材（Ｂ）を調製し、被研磨基板を研磨し、研
磨後の基板の平滑性、酸化層の有無の観察、研磨速度の
測定を行い、結果を表２に示した。

【００２３】

【実施例３】研磨用粒子（Ｃ）分散液の調製 シリカゾル（触媒化成工業（株）製：ＳＩ−４５Ｐ、平
均粒子径４５ｎｍ、ＳｉＯ₂ 濃度４０重量％）９０ｇに
超純水８１０ｇを加えて希釈し、ＳｉＯ₂ 濃度４．５重
量％の微粒子分散液８００ｇを調製した。この分散液の
ｐＨを陽イオン交換樹脂にて４. ０に調整し、５０℃に
昇温した後、これにチタンラクテート（松本製薬（株）
製：オルガチックスＴＣ−３１０、ＴｉＯ₂ 濃度３０.
７重量％）１３. ０ｇとイソプロピルアルコール（ＩＰ
Ａ）３７. ０ｇとの混合溶液を３０分間で添加してチタ
ンラクテートを加水分解し微粒子の表面にチタン水和物
を析出させ、５０℃で４時間撹拌して熟成した。つい
で、ロータリーエバポレーターにてアルコール類を除去
して固形分濃度１５重量％に調整した後、濃度３５重量
％の過酸化水素水１４. ６ｇを加え、最終固形分濃度が
１０重量％となるように水を加えて研磨用粒子（Ｃ）分
散液４００ｇを調製した。研磨材（Ｃ）の調製 研磨用粒子（Ｃ）分散液を用いた以外は実施例１と同様
にして研磨材（Ｃ）を調製し、被研磨基板を研磨し、研
磨後の基板の平滑性、酸化層の有無の観察、研磨速度の
測定を行い、結果を表２に示した。

【００２４】

【実施例４】研磨用粒子（Ｄ）分散液の調製 実施例１において、無機酸化物粒子としてテトラメトキ
シシランを加水分解して得たシリカ粒子（平均粒子径２
４ｎｍ）の水分散ゾル（ＳｉＯ₂ 濃度２０重量％）１６
０ｇに超純水６４０ｇを加えて希釈した、ＳｉＯ₂ 濃度
４重量％の微粒子分散液８００ｇを用いた以外は実施例
１と同様にして、固形分濃度が１０重量％の研磨用粒子
（Ｄ）分散液４００ｇを調製した。研磨材（Ｄ）の調製 研磨用粒子（Ｄ）分散液を用いた以外は実施例１と同様
にして研磨材（Ｄ）を調製し、被研磨基板を研磨し、研
磨後の基板の平滑性、酸化層の有無の観察、研磨速度の
測定を行い、結果を表２に示した。

【００２５】

【実施例５】研磨用粒子（Ｅ）分散液の調製 実施例４において、シリカ粒子（平均粒子径２４ｎｍ）
の水分散ゾル（ＳｉＯ ₂ 濃度２０重量％）１７０ｇ、超
純水６３０ｇ、チタンラクテート（松本製薬（株）製：
オルガチックスＴＣ−３１０、ＴｉＯ2 濃度３０. ７重
量％）１９. ５ｇとイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）
３０. ５ｇとの混合溶液を用いた以外は実施例４と同様
にして、固形分濃度が１０重量％の研磨用粒子（Ｅ）分
散液４００ｇを調製した。研磨材（Ｅ）の調製 研磨用粒子（Ｅ）分散液を用いた以外は実施例１と同様
にして研磨材（Ｅ）を調製し、被研磨基板を研磨し、研
磨後の基板の平滑性、酸化層の有無の観察、研磨速度の
測定を行い、結果を表２に示した。

【００２６】

【実施例６】研磨用粒子（Ｆ）分散液の調製 シリカゾル（触媒化成工業（株）製：ＳＩ−４５Ｐ、平
均粒子径４５ｎｍ、ＳｉＯ₂ 濃度４０重量％）９５ｇに
超純水７０５ｇを加えて希釈し、ＳｉＯ₂ 濃度４．７５
重量％の微粒子分散液８００ｇを調製した。ついで、陽
イオン交換樹脂にて分散液をｐＨ４. ０に調整した後、
５０℃に昇温した。ペルオキソチタン酸の調製 別途、１９. ０ｇの四塩化チタンをイソプロピルアルコ
ールで希釈して、ＴｉＯ₂ 換算で１. ０重量％含有する
アルコール溶液を得た。このアルコール溶液を撹拌しな
がら、濃度１５重量％のアンモニア水を添加し、ｐＨ
９．５の白色スラリーを得た。このスラリーを濾過洗浄
し、ＴｉＯ₂ 換算で、１０．２重量％の水和酸化チタン
ゲルのケーキを得た。このケーキと濃度３５重量％の過
酸化水素水２９. １ｇと超純水１６. ０ｇとを混合した
後、８０℃に加熱して溶解し、ペルオキソチタン酸の水
溶液を調製した。このペルオキソチタン酸の水溶液１２
３. ５ｇを、上記５０℃に昇温した微粒子分散液に１０
分間で添加し、５０℃で４時間撹拌して熟成した。つい
で、ロータリーエバポレーターにて濃縮し、固形分濃度
が１０重量％の研磨用粒子（Ｆ）分散液４００ｇを調製
した。研磨材（Ｆ）の調製 研磨用粒子（Ｆ）分散液を用いた以外は実施例１と同様
にして研磨材（Ｆ）を調製し、被研磨基板を研磨し、研
磨後の基板の平滑性、酸化層の有無の観察、研磨速度の
測定を行い、結果を表２に示した。

【００２７】

【実施例７】研磨材（Ｇ）の調製 研磨用粒子（Ｆ）分散液５００ｇに、分散媒中の過酸化
水素の濃度が０. ０５重量％となるように濃度３５重量
％の過酸化水素水０. ７１ｇを加えて研磨材(Ｇ) を調
製し、被研磨基板を研磨し、研磨後の基板の平滑性、酸
化層の有無の観察、研磨速度の測定を行い、結果を表２
に示した。

【００２８】

【比較例１】研磨材（Ｈ）の調製 シリカゾル（触媒化成工業（株）製：ＳＩ−４５Ｐ、平
均粒子径４５ｎｍ、ＳｉＯ₂ 濃度４０重量％）１００ｇ
に、過酸化水素水、クエン酸および超純水を加え、Ｓｉ
Ｏ₂ 濃度２重量％、過酸化水素濃度５重量％、クエン酸
濃度０. ５重量％の研磨材（Ｈ）を調製した。ついで、
この研磨材（Ｈ）を用いた以外は実施例１と同様にして
被研磨基板を研磨し、研磨後の基板の平滑性、酸化層の
有無の観察、研磨速度の測定を行い、結果を表２に示し
た。

【００２９】

【比較例２】研磨材（Ｉ）の調製 比較例１において、無機酸化物粒子としてテトラメトキ
シシランを加水分解して得たシリカ粒子（平均粒子径２
４ｎｍ）の水分散ゾル（ＳｉＯ₂ 濃度２０重量％）２０
０ｇを用いた以外は比較例１と同様にして、研磨材
（Ｉ) を調製した。ついで、この研磨材（Ｉ）を用いた
以外は実施例１と同様にして被研磨基板を研磨し、研磨
後の基板の平滑性、酸化層の有無の観察、研磨速度の測
定を行い、結果を表２に示した。

【００３０】

【表１】 研 磨 用 粒 子 研磨用粒子分散液 酸化物粒子 ペルオキソチタン酸 粒径 SiO ₂ H ₂ O ₂ TiO ₂ 固形分 分散媒中 割合 割合 割合 濃度 H ₂ O ₂ 濃度 (nm) (wt%) (wt%) (wt%) (wt%) (wt%) 実施例１ 45 63.7 20.3 15.9 10 0 実施例２ 45 71.4 16.1 12.6 10 0 実施例３ 45 79.8 11.3 8.9 10 0 実施例４ 24 63.7 20.3 15.9 10 0 実施例５ 24 71.4 16.1 12.6 10 0 実施例６ 45 63.7 20.3 15.9 10 0 実施例７ 45 63.7 20.3 15.9 10 0 比較例１ 45 100 − − − − 比較例２ 24 100 − − − −

【００３１】

【表２】 研 磨 材 研 磨 結 果 固形分 添 加 剤 濃度 クエン酸 H ₂ O ₂ 研磨速度 酸化層 平滑性 (wt%) (wt%) (wt%) (Å/min) 実施例１ 2 0.5 0 150 ○ ○ 実施例２ 2 0.5 0 140 ○ ○ 実施例３ 2 0.5 0 120 ○ ○ 実施例４ 2 0.5 0 100 ◎ ○ 実施例５ 2 0.5 0 90 ◎ ○ 実施例６ 2 0.5 0 160 ◎ ○ 実施例７ 2 0.5 0.05 180 ◎ ○ 比較例１ 2 0.5 0 240 × △ 比較例２ 2 0.5 0 140 △ △

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小松 通郎 福岡県北九州市若松区北湊町13−２ 触媒 化成工業株式会社若松工場内 Ｆターム(参考） 3C058 AA07 CA01 CB03 DA02 DA12

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均粒子径５〜３００ｎｍの無機酸化物
   粒子が、金属基板に対する酸化能を有する成分を含有し
   てなることを特徴とする金属基板研磨用粒子。
2. 【請求項２】 前記金属基板に対する酸化能を有する成
   分が、過酸化水素、過酢酸、尿素−過酸化水素、過酸化
   尿素、ペルオキソチタン酸から選ばれる１種または２種
   以上である請求項１記載の金属基板研磨用粒子。
3. 【請求項３】 前記酸化能を有する成分が、少なくとも
   前記無機酸化物粒子の外部表面に存在する請求項１また
   は請求項２記載の金属基板研磨用粒子。
4. 【請求項４】 前記無機酸化物が、ＳｉＯ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ
   ₃ 、ＺｒＯ₂ 、ＳｎＯ₂ 、ＺｎＯ、ＣｅＯ₂ 、Ｔｉ
   Ｏ₂ 、ＭｎＯから選ばれる１種または２種以上の無機酸
   化物である請求項１〜請求項３のいずれかに記載の金属
   基板研磨用粒子。
5. 【請求項５】 前記金属基板を構成する金属がＣｕ、Ａ
   ｌ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｔａ、ＴａＮ、Ｗから選ばれる１種
   または２種以上を主成分とする金属である請求項１〜請
   求項４のいずれか記載の金属基板研磨用粒子。
6. 【請求項６】 請求項１〜請求項５のいずれか記載の金
   属基板研磨用粒子を含んでなる研磨材。