JP2003507895A - 停止化合物を伴う化学機械的研磨系及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、第１の金属層及び第２の層を有する多層基体の１又は複数の層を研磨する系を提供する。この系は、（ｉ）液体キャリア、（ｉｉ）少なくとも１種の酸化剤、（ｉｉｉ）系が基体の少なくとも１つの層を研磨する速度を増加させる少なくとも１種の研磨添加剤、並びに（ｖ）研磨パッド及び／又は研磨材を含み、研磨添加剤が、ピロリン酸塩、縮合リン酸塩、ホスホン酸及びそれらの塩、アミン、アミノアルコール、アミド、イミン、イミノ酸、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、チオカルボキシル酸、チオサリチル酸、及びそれらの混合からなる群より選択される。また本発明は、系を基体の表面に接触させること、及びこの系によって基体の少なくとも一部を研磨することを含む、基体の研磨方法を提供する。更に本発明は、（ａ）請求項１〜２６のいずれかに記載の系を、第１の金属層に接触させること、及び（ｂ）基体から第１の金属層の少なくとも一部が除去されるまで、第１の金属層を系で研磨することを含む、第１の金属層及び第２の層を有する多層基体の１又は複数の層を研磨する方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 ［発明の技術的分野］ 本発明は、基体、特に第１の金属層及び第２の層を有する多層基体を研磨する
研磨系及び方法に関する。

【０００２】 ［発明の背景］ 集積回路は、シリコンウェハーのような基体上の又はその中に作られた何百万
もの活性デバイスでできている。活性デバイスは化学的及び物理的に基体に接続
され、多層相互接続の使用によって相互接続されて機能回路を作っている。典型
的な多層相互接続は、第１の金属層、層間誘電体、並びに場合によっては第３及
び更なる金属層を有する。層間誘電体、例えばドープされている及びドープされ
ていない二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）及び／又は低ｋ誘電体を使用して、異なる金
属層を電気的に絶縁している。

【０００３】 異なる相互接続層間の電気的接続は、金属バイアを使用して作っている。例え
ば米国特許第５，７４１，６２６号明細書は、ＴａＮ誘電体層の調製方法を説明
している。更に、米国特許第４，７８９，６４８号明細書は、複数の金属化層及
び金属化バイアを絶縁体膜に調製する方法を開示している。同様な様式で、金属
接触を使用して、相互接続層とウェルに作られたデバイスとの間の電気的接続を
作っている。金属バイア及び接触は、様々な金属及び合金、例えばチタン（Ｔｉ
）、窒化チタン（ＴｉＮ）、アルミニウム銅（Ａｌ−Ｃｕ）、アルミニウムシリ
コン（Ａｌ−Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）及びそれらの組み合わせ
（以下では「バイア金属」として言及する）で満たすことができる。

【０００４】 バイア金属は一般に付着層（すなわちバリアーフィルム）、例えばチタン（Ｔ
ｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、タ
ングステン（Ｗ）、又は窒化タングステン（ＷＮ）のバリアーフィルムを使用し
て、バイア金属をＳｉＯ₂基体に付着させている。接触層では、バリアーフィル
ムが拡散バリアーとして機能して、バイア金属がＳｉＯ₂と反応するのを防いで
いる。

【０００５】 半導体製造プロセスでは、金属バイア及び／又は接触を、ブランケット金属堆
積とそれに続く化学機械研磨（ＣＭＰ）工程によって作っている。典型的なプロ
セスでは、相互接続ライン又は半導体基体まで、層間誘電体（ＩＬＤ）を通るバ
イアホールをエッチングする。続いて、ＩＬＤ上にバリアーフィルムを形成し、
エッチングしたバイアホール内にまで入れる。その後バイア金属を、バリアーフ
ィルム上及びバイアホール内にブランケット堆積させる。バイアホールがブラン
ケット堆積金属によって満たされるまで、堆積を継続する。最後に、過剰な金属
を化学機械研磨（ＣＭＰ）によって除去して、金属バイアを作る。バイアの製造
及び／又はＣＭＰ方法は、米国特許第４，６７１，８５１号、同第４，９１０，
１５５号及び同第４，９４４，８３６号明細書で開示されている。

【０００６】 典型的な金属ＣＭＰ系は、酸化水性媒体中に懸濁される研磨材、例えばシリカ
又はアルミナを含有している。例えば米国特許第５，２４４，５３４号明細書は
、アルミナ、過酸化水素、及び水酸化カリウム又はアンモニウムのいずれかを含
有する系を報告している。この系は、下側の絶縁層の除去を少なくして、タング
ステンを除去するのに有益である。米国特許第５，２０９，８１６号明細書は、
水性媒体中に過塩素酸、過酸化水素及び固体研磨材を含有する系を開示している
。これは、アルミニウムを研磨するのに有益である。米国特許第５，３４０，３
７０号明細書は、フェリシアン化カリウム、酢酸カリウム、酢酸及びシリカを含
有するタングステン研磨系を開示している。米国特許第５，３９１，２５８号及
び同第５，４７６，６０６号明細書は、金属とシリカの組み合わせを研磨するた
めの系を開示している。これは、水性媒体、砥粒、及びシリカ除去速度を制御す
るアニオンを含有している。米国特許第５，７７０，０９５号明細書は、酸化剤
、化学剤、並びにアミノ酢酸及びアミド硫酸から選択されるエッチング剤を含有
する研磨系を開示している。ＣＭＰの用途で使用される他の研磨系は、米国特許
第４，９５６，３１３号、同第５，１３７，５４４号、同第５，１５７，８７６
号、同第５，３５４，４９０号、及び同第５，５２７，４２３号明細書で説明さ
れている。

【０００７】 チタン、窒化チタン、及び同様な金属、例えばタングステンのバリアーフィル
ムは、一般に化学的に活性である。従ってそのようなバリアーフィルムの性質は
、バイア金属の化学的性質と同様である。従って単一系を使用して、Ｔｉ／Ｔｉ
Ｎバリアーフィルムとバイア金属との両方を同じ速度で効果的に研磨することが
できる。しかしながらＴａ及びＴａＮバリアーフィルムは、Ｔｉ、ＴｉＮ及び同
様なバリアーフィルムとは有意に異なっている。Ｔｉ及びＴｉＮと比較すると、
Ｔａ及びＴａＮは比較的化学的に不活性である。従ってタンタル層の研磨におい
ては、上述の系はチタン層を研磨する場合と比較してあまり効果的でない（例え
ばタンタル除去速度はチタン除去速度に比べて有意に小さい）。バイア金属及び
バリアー金属は同様に除去速度が大きかったので従来単一の系で研磨されていた
が、従来の研磨系を使用するバイア金属とタンタル及び同様な材料との組み合わ
せの研磨は、望ましくない影響、例えば酸化物エロージョン及びバイア金属ディ
ッシッングをもたらす。

【０００８】 従って、平坦化効果、均一性及び除去速度を最大化し、且つ望ましくない効果
、例えば表面不完全性及び下側形状への損傷を最少化する様式で、第１の金属層
及び第２の層を有する基体を研磨する系及び／又は方法がまだ必要とされている
。本発明は、そのような系及び方法を提供する。本発明のこれらの及び他の特徴
は、本明細書の詳細な説明から明らかになる。

【０００９】 ［発明の概略］ 本発明は、第１の金属層及び第２の層を有する多層基体の１又は複数の層を研
磨する系を提供する。この系は、（ｉ）液体キャリア、（ｉｉ）少なくとも１種
の酸化剤、（ｉｉｉ）系が基体の少なくとも１つの層を研磨する速度を増加させ
る少なくとも１種の研磨添加剤、並びに（ｉｖ）研磨パッド及び／又は研磨材を
含み、前記研磨添加剤が、ピロリン酸塩、縮合リン酸塩、ホスホン酸及びそれら
の塩、アミン、アミノアルコール、アミド、イミン、イミノ酸、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、カルボチオン
酸、チオカルボキシル酸、チオサリチル酸、及びそれらの混合からなる群より選
択される。

【００１０】 また本発明は、上述の系を基体の表面に接触させ、そしてそれによって基体の
少なくとも一部を研磨することを含む、基体の研磨方法を提供する。更に本発明
は、第１の金属層及び第２の層を有する多層基体の１又は複数の層を研磨する方
法を提供する。この方法は、（ａ）第１の金属層に系を接触させること、及び（
ｂ）第１の金属層の少なくとも一部が基体から除去されるまで、前記系で第１の
金属層を研磨すること、を含む。

【００１１】 ［発明の詳細な説明］ 本発明は、第１の金属層及び第２の層を有する多層基体の１又は複数の層を研
磨する系及び方法を提供する。この系は、（ｉ）液体キャリア、（ｉｉ）少なく
とも１種の酸化剤、（ｉｉｉ）系が基体の少なくとも１つの層を研磨する速度を
増加させる少なくとも１種の研磨添加剤、並びに（ｉｖ）研磨パッド及び／又は
研磨材を含み、前記研磨添加剤は、ピロリン酸塩、縮合リン酸塩、ホスホン酸及
びそれらの塩、アミン、アミノアルコール、アミド、イミン、イミノ酸、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、カル
ボチオン酸、チオカルボキシル酸、チオサリチル酸、及びそれらの混合からなる
群より選択される。本発明の系の成分（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）は、以下
では、まとめて「系の液体部分」として言及する。研磨材が存在して液体キャリ
アに懸濁されている場合、研磨材は系の液体部分の一部を構成する。

【００１２】 本発明の系を使用して、任意の適当な基体、特に多層基体の１又は複数の層を
研磨することができる。好ましくは本発明の系を使用して、第１の金属層、第２
の層、及び随意に１又は複数の追加の層を有する多層基体を研磨する。適当な第
１の金属層としては例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム
銅（Ａｌ−Ｃｕ）、アルミニウムシリコン（Ａｌ−Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、窒
化チタン（ＴｉＮ）、タングステン（Ｗ）、窒化タングステン（ＷＮ）、貴金属
（例えばイリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、
及び白金（Ｐｔ））、及びそれらの組み合わせを挙げることができる。適当な第
２の層としては例えば、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、タンタル（Ｔ
ａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、タングステン（Ｗ）、窒化タングステン（ＷＮ
）、酸化物（例えば二酸化ケイ素）、低ｋ材料及び誘電体（例えば多孔質シリカ
、フッ素ドープしたガラス、炭素ドープしたガラス及び有機ポリマー）、並びに
それらの組み合わせを挙げることができる。本発明の系は、銅又は銅合金（すな
わち銅と１又は複数の金属との組み合わせ）の第１の金属層、Ｔａ又はＴａＮの
付着層、並びに１又は複数の酸化物層を有する基体を研磨するのに特に適当であ
る。

【００１３】 液体キャリアは任意の適当なキャリア（例えば溶媒）でよい。適当な液体キャ
リアとしては例えば、水性キャリア（例えば水）及び非水性キャリアを挙げるこ
とができる。好ましくは液体キャリアは水である。

【００１４】 酸化剤は、任意の適当な酸化剤でよい。適当な酸化剤としては例えば、少なく
とも１つのペルオキシ基（−Ｏ−Ｏ−）を有する１又は複数の過酸化化合物を挙
げることができる。適当な過酸化化合物としては例えば、過酸化物（ペルオキシ
ド）、過硫酸塩（例えば一過硫酸塩及び二過硫酸塩）、過炭酸塩、並びにそれら
の酸、及びそれらの塩、並びにそれらの混合を挙げることができる。他の適当な
酸化剤としては例えば、酸化ハロゲン（例えば塩素酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩
、過塩素酸塩、過臭素酸塩、過ヨウ素酸塩、及びそれらの酸、及びそれらの混合
等）、過ホウ素酸、過ホウ素酸塩、過炭酸塩、ペルオキシ酸（例えば過酢酸、過
安息香酸、ｍ−クロロ過安息香酸、それらの塩、それらの混合等）、過マンガン
酸塩、クロム酸塩、セリウム化合物、フェリシアン化物（例えばフェリシアン化
カリウム）、それらの混合等を挙げることができる。好ましい酸化剤としては例
えば、過酸化水素、尿素−過酸化水素、過酸化ナトリウム、過酸化ベンジル、ジ
−ｔ−ブチルペルオキシド、過酢酸、一過硫酸、二過硫酸、ヨウ素酸、及びそれ
らの塩、及びそれらの混合を挙げることができる。

【００１５】 任意の適当な量の酸化剤を、本発明の系で使用することができる。好ましくは
酸化剤は、約０．１〜約３０．０ｗｔ％の量で系の液体部分に存在している。よ
り好ましくは酸化剤は、約０．３〜約１７．０ｗｔ％の量で、系の液体部分に存
在する。最も好ましくは酸化剤は、約０．５〜約１０．０ｗｔ％の量で、系の液
体部分に存在する。

【００１６】 研磨添加剤は、系が基体の少なくとも１つの層を研磨する速度を増加させる任
意の適当な化合物でよい。適当な研磨添加剤としては例えば、銅に結合する化合
物を挙げることができる。好ましくは少なくとも１種の研磨添加剤は、有機研磨
添加剤である。研磨添加剤が、リン含有化合物、窒素含有化合物、硫黄含有化合
物、酸素含有化合物、及びそれらの混合からなる群より選択される少なくとも１
種の化合物であることも好ましい。

【００１７】 研磨添加剤は任意の適当なリン含有化合物でよい。適当なリン含有化合物とし
ては例えば、リン酸塩（例えばピロリン酸塩、トリリン酸塩、縮合リン酸塩）、
ホスホン酸（モノ−ホスホン酸、ジ−ホスホン酸、トリ−ホスホン酸、ポリ−ホ
スホン酸）、及びホスホン酸の塩を挙げることができる。好ましいリン含有化合
物としては例えば、ピロリン酸塩、ホスホノ酢酸、エチレンジ−ホスホン酸、１
−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジ−ホスホン酸、及びそれらの混合を挙げる
ことができる。また好ましいリン含有化合物としては例えば、Ｍ_n ⁺¹Ｈ_3-nＰＯ₄
及びＭ_m ⁺¹Ｈ_4-mＰ₂Ｏ₇を挙げることができる。ここでＭ⁺¹はカチオン性種（例え
ばＮａ、Ｋ、Ｃｓ、Ｒｂ、ＮＨ₄ ⁺）、ｎは１〜３、且つｍは０〜４である。更に
、好ましいリン含有化合物はＲ−Ｏ−ＰＯ₃であり、ここでＲは、炭素原子が１
〜１８のアルキル、アリール、環及び芳香族からなる群より選択される有機部分
である。

【００１８】 研磨添加剤は、任意の適当な窒素含有化合物であってもよい。適当な窒素含有
化合物は例えば、アミン、アミド、アミノ酸、イミン、イミド、イミノ酸、ニト
リル、ニトロ（Ｒ−ＮＯ₂）、及びそれらの混合から選択される１又は複数の基
を有する。従って適当な窒素含有化合物は例えば、第１アミン、第２アミン、第
３アミン、アミノアルコール、水酸化アミン、及びそれらの混合から選択される
１又は複数の基を有することができる。

【００１９】 好ましい少なくとも１種の研磨添加剤は、構造ＸＹ−ＮＣＲ¹Ｒ²ＣＲ³Ｒ⁴Ｎ−
Ｘ’Ｙ’を有する。ここでＸ、Ｙ、Ｘ’、Ｙ’、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³及びＲ⁴は、水素
（Ｈ）原子、ヘテロ原子含有官能基、アルキル基、ヘテロ原子含有アルキル基、
環状基、ヘテロ原子含有環状基、芳香族基、ヘテロ原子含有芳香族基、及びそれ
らの組み合わせからなる群より選択される。より好ましくは少なくとも１種の研
磨添加剤は、構造ＸＹ−ＮＣＲ¹Ｒ²ＣＲ³Ｒ⁴Ｎ−Ｘ’Ｙ’を有し、ここでＸ及び
Ｘ’がＨ原子であり、Ｙ、Ｙ’、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³及びＲ⁴が水素（Ｈ）原子、ヘテ
ロ原子含有官能基、アルキル基、ヘテロ原子含有アルキル基、環状基、ヘテロ原
子含有環状基、芳香族基、ヘテロ原子含有芳香族基、及びそれらの組み合わせか
らなる群より選択される。更により好ましくは、少なくとも１種の研磨添加剤は
、構造ＸＹ−ＮＣＲ¹Ｒ²ＣＲ³Ｒ⁴Ｎ−Ｘ’Ｙ’を有し、ここでＸ、Ｙ、Ｘ’及び
Ｙ’がＨ原子であり、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³及びＲ⁴が水素（Ｈ）原子、ヘテロ原子含有
官能基、アルキル基、ヘテロ原子含有アルキル基、環状基、ヘテロ原子含有環状
基、芳香族基、ヘテロ原子含有芳香族基、及びそれらの組み合わせからなる群よ
り選択される。これに関して、第１アミン基からなる窒素含有化合物は、単独の
又は第１アミン基と組み合わせた第２アミン基及び／又は第３アミン基を含む窒
素含有化合物より好ましい。更に、少なくとも１種の研磨添加剤が上述のような
構造を有して、この構造が、約４若しくはそれよりも多数（例えば約１０若しく
はそれよりも多数、約１５若しくはそれよりも多数、約２０若しくはそれよりも
多数、約３０若しくはそれよりも多数、約４０若しくはそれよりも多数、又は約
５０若しくはそれよりも多数）の同様でない、同様な又は同一の結合した構造を
有するポリマーであることは適当である。最も好ましくは、窒素含有化合物は、
ポリエチレンイミン、１，３−ジアミノ−２−プロパノール、イミノ−ジ−酢酸
、２−アミノ−１−ブタノール、エチレンジアミン、アミノエチルエタノールア
ミン、２，２’−アミノエトキシ−エタノール、及びそれらの混合からなる群よ
り選択される。

【００２０】 「ヘテロ原子」とは本明細書の記載において、炭素及び水素原子以外の任意の
原子に言及している。適当なヘテロ原子含有官能基としては例えば、ヒドロキシ
ル基、カルボキシル酸基、エステル基、ケトン基、アミノ基（第１、第２、及び
第３アミノ基）、アミド基、イミド基、チオールエステル基、チオエーテル基、
ニトリル基、ニトロ基、ハロゲン基、及びそれらの組み合わせを挙げることがで
きる。「アルキル基」とは本明細書の記載において、任意の適当なアルキル基（
例えばＣ₁〜Ｃ₃₀のアルキル基、Ｃ₁〜Ｃ₂₄のアルキル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₈のアルキル
基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂のアルキル基、又はＣ₁〜Ｃ₆のアルキル基）、例えば直鎖の、枝
分かれした、環状の、飽和又は不飽和の、芳香族又はヘテロ芳香族のアルキル基
を示している。「環状基」とは本明細書の記載において、任意の適当な環状基（
例えばＣ₄〜Ｃ₂₀の環状基のような４〜２０員環の環状基）を示している。

【００２１】 研磨添加剤は任意の適当な硫黄含有化合物であってよい。適当な硫黄含有化合
物としては例えば、チオール、チオエステル、チオエーテル、（Ｒ’Ｃ）（Ｏ）
（ＳＲ”）カルボチオール酸、（ＲＣ）（Ｏ）（ＳＨ）カルボチオン酸、（ＲＣ
Ｓ）（ＯＨ）チオカルボキシル酸、スルホン酸、チオサリチル酸、それらの塩、
及びそれらの混合を挙げることができ、ここでＲ，Ｒ’及びＲ”は、１〜１８の
炭素原子を有するアルキル、アリール、環状及び芳香族基からなる群より選択さ
れる。好ましい硫黄含有化合物としては例えば、チオジ酢酸、チオサリチル酸及
びそれらの混合を挙げることができる。

【００２２】 研磨添加剤は、任意の適当な酸素含有化合物でよい。適当な酸素含有化合物と
しては例えば、ヒドロキシル酸塩、カルボニル酸塩、カルボキシル酸塩、及びそ
れらの酸を挙げることができる。適当なカルボキシル酸としては例えば、ジカル
ボキシル酸、トリカルボキシル酸、及びポリカルボキシル酸を挙げることができ
る。好ましい酸素含有化合物としては例えば、マロン酸、シュウ酸、クエン酸、
酒石酸、コハク酸、リンゴ酸、アジピン酸、それらの塩及びそれらの混合を挙げ
ることができる。

【００２３】 また適当な研磨添加剤としては、（ｉ）リン及び窒素の両方を含有する化合物
、（ｉｉ）リン及び硫黄の両方を含有する化合物、（ｉｉｉ）窒素及び硫黄の両
方を含有する化合物、並びに（ｉｖ）リン、窒素及び硫黄を含有する化合物から
なる群より選択される１又は複数の化合物を挙げることができる。好ましい研磨
添加剤としては例えば、２−アミノエチルホスホン酸、アミノ（トリメチレンホ
スホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレン−ホスホン酸）、ヘキサメ
チレンジアミン−テトラ（メチレンホスホン酸）、及びそれらの混合からなる群
より選択される化合物を挙げることができる。更に、好ましい研磨添加剤として
は例えば、第１、第２及び／又は第３アミンを含有するホスホン酸化合物、例え
ばＮ−（ホスホノメチル）イミノジ酢酸、２−アミノエチル二水素ホスフェート
、２−アミノエチルホスホン酸、２−アミノエチルホスホン酸、アミノトリ（メ
チレンホスホン酸）（すなわちＤｅｑｕｅｓｔ（商標）２０００製品）、１−ヒ
ドロキシエチリデン−１，１−ジ−ホスホン酸（すなわちＤｅｑｕｅｓｔ（商標
）２０１０製品）、及びジエチレントリ−アミンペンタ（メチレンホスホン酸）
（すなわちＤｅｑｕｅｓｔ（商標）２０６０製品）を挙げることができる。

【００２４】 研磨添加剤は、本発明の系に任意の適当な濃度で存在していてよい。好ましく
は研磨添加剤は、約０．０５〜１０ｗｔ％の量で系の液体部分に存在している。
より好ましくは、研磨添加剤は約０．３〜５ｗｔ％の量で系の液体部分に存在し
ている。

【００２５】 本発明の系は、任意の適当な停止化合物を含有することもできる。適当な停止
化合物としては例えば、多層基体の１又は複数の層の少なくとも一部を系が研磨
する能力を抑制する任意の適当な化合物を挙げることができる。適当な停止化合
物は、上述のように、第１の金属層、第２の層、及び／又は多層基体の１又は複
数の追加の層に作用（例えば付着）し、本発明の系による１又は複数の層の除去
を少なくとも部分的に抑制する。好ましくは停止化合物は、上述のように、多層
基体の第２の層に作用（例えば付着）し、系による第２の層の除去を少なくとも
部分的に抑制する。「少なくとも部分的に抑制」とは、本明細書の記載において
、系による第１の金属層：第２の層（例えばＣｕ：Ｔａ／ＴａＮ）の研磨選択性
が、少なくとも約１０：１、好ましくは少なくとも約３０：１、より好ましくは
少なくとも約５０：１、最も好ましくは少なくとも約１００：１であることを意
味している。

【００２６】 停止化合物は、アミン、イミン、アミド、イミド、それらのポリマー、及びそ
れらの混合含む化合物の群より選択される任意の適当なカチオン性の窒素含有化
合物でよい。本明細書の記載において「カチオン性」という用語は、系の液体部
分中の停止化合物の一部（例えば約５％又はそれよりも多く、約１０％又はそれ
よりも多く、約１５％又はそれよりも多く、又は約２０％又はそれよりも多く）
が、本発明の系を使用するｐＨにおいてカチオンであることを意味している。好
ましくは停止化合物のｐＫａ値は、系の液体部分の使用ｐＨよりも１単位大きく
、又はそれよりも大きい。例えばｐＨが６．５の系では、好ましい停止化合物の
ｐＫａ値は約７．５又はそれよりも大きい。また好ましい停止化合物は、基体層
の第２の層の表面と反対に帯電している。適当な停止化合物としては例えば、第
１アミン、第２アミン、第３アミン、第４アミン（すなわち第４アンモニウム塩
）、エーテルアミン、オリゴマーアミン、オリゴマーイミン、オリゴマーアミド
、オリゴマーイミド、ポリマーアミン、ポリマーイミン、ポリマーアミド、ポリ
マーイミド、又はそれらの混合を有する化合物を挙げることができる。更に、適
当な停止化合物としては例えば、アミノ酸、アミノアルコール、アミノエーテル
アルコール、又はそれらの混合物を挙げることができる。また好ましい停止化合
物としては例えば、ポリエーテルアミン、ポリエチレンイミン、Ｎ₄−アミン（
Ｎ，Ｎ’−ビス−［３−アミノプロピル］エチレンジアミン）、４，７，１０−
トリオキサトリデカン−１，１３−ジアミン、３，３−ジメチル−４，４−ジア
ミノジシクロ−ヘキシルメタン、２−フェニルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル
ジ−プロピレントリアミン、３−［２−メトキシエトキシ］プロピルアミン、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
、及びそれらの混合を挙げることができる。更に好ましい停止化合物としては例
えば、イソホロンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、シクロヘキシル−１，３
−プロパンジアミン、チオアミン（ｔｈｉｏｍｉｃａｍｉｎｅ）、（アミノプロ
ピル）−１，３−プロパンジアミン、テトラエチレン−ペンタアミン、テトラメ
チルブタンジアミン、プロピルアミン、ジアミノプロパノール、アミノブタノー
ル、（２−アミノエトキシ）エタノール、又はそれらの混合を挙げることができ
る。

【００２７】 停止化合物は、本発明の系に任意の適当な濃度で存在していてよい。停止化合
物は例えば本発明の系の液体部分に、約５ｗｔ％又はそれ未満（例えば０．００
１〜５ｗｔ％）の濃度で存在することが適当である。好ましくは停止化合物は、
約３ｗｔ％又はそれ未満（例えば約０．０５〜約３ｗｔ％）の濃度で系の液体部
分に存在している。

【００２８】 本発明の系は、少なくとも１種の研磨添加剤と少なくとも１種の停止化合物の
任意の適当な組み合わせを含むことができる。例えば系は、ポリエチレンイミン
と、カルボキシル酸（好ましくはジ−、トリ−又はポリ−カルボキシル酸）、リ
ン酸塩（好ましくはピロリン酸塩、トリ−リン酸塩、又は縮合リン酸塩）、それ
らの酸、及びホスホン酸（好ましくはジ−、トリ−又はポリ−ホスホン酸）から
なる群より選択される少なくとも１種の研磨添加剤とを含むことができる。また
系は、カルボキシル酸（好ましくはジ−、トリ−又はポリ−カルボキシル酸）、
リン酸塩（好ましくはピロリン酸塩、トリ−リン酸塩、又は縮合リン酸塩）、そ
れらの酸、及びホスホン酸（好ましくはジ−、トリ−又はポリ−ホスホン酸）か
らなる群より選択される少なくとも１種の研磨添加剤と、２若しくはそれよりも
多数、３若しくはそれよりも多数、４若しくはそれよりも多数、５若しくはそれ
よりも多数、又は６若しくはそれよりも多数の窒素原子を有する少なくとも１種
の停止化合物（例えば２若しくはそれよりも多数のアミン基を有する少なくとも
１種の停止化合物、２若しくはそれよりも多数のアミノ基及び４若しくはそれよ
りも多数の炭素原子を有する少なくとも１種の停止化合物、又は２若しくはそれ
よりも多数の第１アミン基及び３若しくはそれよりも多数の炭素原子を有する少
なくとも１種の停止化合物）とを含むことができる。更に系は、カルボキシル酸
（好ましくはジ−、トリ−又はポリ−カルボキシル酸）、リン酸塩（好ましくは
ピロリン酸塩、トリ−リン酸塩、又は縮合リン酸塩）、それらの酸、及びホスホ
ン酸（好ましくはジ−、トリ−又はポリ−ホスホン酸）からなる群より選択され
る少なくとも１種の研磨添加剤と、構造ＮＲ¹Ｒ²Ｒ³Ｒ⁴を有する第４アンモニウ
ム塩を含むことができる。ここでＲ¹及びＲ²はメチル基であり、且つＲ³及びＲ⁴ は水素（Ｈ）原子、ヘテロ原子含有官能基、アルキル基、ヘテロ原子含有アルキ
ル基、環状基、ヘテロ原子含有環状基、芳香族基、ヘテロ原子含有芳香族基、及
びそれらの組み合わせからなる群より選択される。更に系は、カルボキシル酸（
好ましくはジ−、トリ−又はポリ−カルボキシル酸）、リン酸塩酸（好ましくは
ピロリン酸塩、トリ−リン酸塩、又は縮合リン酸塩）、それらの酸、及びホスホ
ン酸（好ましくはジ−、トリ−又はポリ−ホスホン酸）からなる群より選択され
る少なくとも１種の研磨添加剤と、アミノプロピル基を有する少なくとも１種の
停止化合物及び／又は分子量（ＭＷ）が約８０又はそれよりも大きい（例えばＭ
Ｗが約１００又はそれよりも大きい、ＭＷが約２５０又はそれよりも大きい）少
なくとも１種の停止化合物とを含むことができる。更に系は、ペルオキシド、ア
ミノトリ（メチレンホスホン酸）、及び１，４−ビス（３−アミノプロピル）ピ
ペラジン、並びに随意に１又は複数の５〜６員ヘテロ窒素含有環を有する少なく
とも１種の不動態フィルム形成剤を含むことができる。また系は、ペルオキシド
、酒石酸、及びポリエチレンイミン、並びに随意に１又は複数の５〜６員ヘテロ
窒素含有環を有する少なくとも１種の不動態フィルム形成剤を含むことができる
。

【００２９】 本発明の系は、任意の研磨パッド及び／又は研磨材を含むことができる。例え
ば本発明の系は研磨パッド（例えば研磨性のパッド又は非研磨性のパッド）及び
／又は系の液体キャリア（例えば水）中に懸濁されて系の液体部分の一部となっ
た研磨材を含むことが適当である。更に本発明の系が研磨パッド（例えば研磨性
のパッド又は非研磨性のパッド）を含み、系の液体キャリア中に研磨材が懸濁さ
れていないことが適当である。

【００３０】 研磨パッドは、任意の適当な研磨性の又は非研磨性のパッドでよい。適当な研
磨パッドは例えば、米国特許第５，８４９，０５１号及び同第５，８４９，０５
２号明細書で説明されている。適当な研磨パッドとしては例えば、織物の又は不
織の研磨パッドを挙げることができる。更に適当な研磨パッドは、様々な密度、
堅さ、厚さ、圧縮性、圧縮に対する戻り性、及び圧縮弾性の任意の適当なポリマ
ーを含むことができる。適当なポリマーとしては例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ
フッ素化ビニル、ナイロン、フルオロカーボン、ポリカーボネート、ポリエステ
ル、ポリアクリレート、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリアミド、ポリウレタ
ン、ポリスチレン、ポリプロピレン、及びそれらの共生成物、並びにそれらの混
合を挙げることができる。系の研磨パッド上又はその中に完全に又は部分的に研
磨材を固定する（例えば埋め込む）場合、そのような研磨パッドへの固定は、任
意の適当な様式で行うことができる。

【００３１】 適当な研磨材としては例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、ゲ
ルマニア、セリア、及びそれらの共生成物、並びにそれら混合のような金属酸化
物研磨材を挙げることができる。研磨材はフュームド生成物であってよい。好ま
しくは系の研磨材は、アルミナ（例えばフュームドアルミナ）及び／又はシリカ
（例えばフュームドシリカ）である。

【００３２】 上述のような研磨材は、系の研磨パッド上又はその中に完全に又は部分的に固
定することができる。更に研磨材は、任意の適当な量で系の液体部分中に存在し
ていてよい。好ましくは研磨材は、系の液体部分に約０．１〜３０．０ｗｔ％の
量で存在する。より好ましくは研磨材は、系の液体部分に約０．５〜６．０ｗｔ
％の量で存在する。

【００３３】 本発明の系は更に、系の性能を改良又は促進する１又は複数の追加の添加剤を
含有することができる。適当な追加の添加剤としは例えば、不動態フィルム形成
添加剤、基体の少なくとも１つの層の研磨速度を低下させるポリマー化合物、分
散剤、界面活性剤、安定化剤、ｐＨ調整剤、調節剤、緩衝剤、及び／又は金属及
び酸化物の研磨を促進及び／又は制御する他の添加剤を挙げることができる。そ
のような追加の添加剤は、当業者に既知である。

【００３４】 適当な不動態フィルム形成剤としては例えば、金属層及び／又は金属酸化物層
において不動態フィルム（すなわち溶解抑制層）の形成を促進することができる
任意の化合物又は化合物の混合を挙げることができる。適当な不動態フィルム形
成剤としては例えば、窒素含有ヘテロ環化合物を挙げることができる。好ましく
は、不動態フィルム形成剤は、１又は複数の５〜６員ヘテロ窒素含有環を含む。
より好ましくは、不動態フィルム形成剤は、１，２，３−トリアゾール、１，２
，４−トリアゾール、ベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾチアゾ
ール及びそれらの誘導体、例えばそれらのヒドロキシ−、アミノ−、イミノ−、
カルボキシ−、メルカプト−、ニトロ−及び尿素−、チオ尿素−、又はアルキル
−置換誘導体からなる群より選択される。最も好ましくは不動態フィルム形成剤
は、ベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）、１，２，３−トリアゾール、１，２，４−
トリアゾール、及びそれらの混合からなる群より選択される。

【００３５】 本発明の系には任意の適当な濃度の不動態フィルム形成剤が存在していてよい
。好ましくは不動態フィルム形成剤は、本発明の系の液体部分に、約０．００５
〜１．０ｗｔ％の量で存在している。好ましくは不動態フィルム形成剤は、系の
液体部分に、約０．０１〜０．２ｗｔ％の量で存在している。

【００３６】 本発明の系は更に、アンモニア源（例えばアンモニア又はアンモニウム塩）を
含有することができる。アンモニア及び／又はアンモニウム塩は、系の１又は複
数の成分（例えば研磨添加剤）と作用することによって、系の除去速度及び／又
は除去選択性（例えばＣｕ：Ｔａの除去選択性）を促進する。好ましくは本発明
の系は、アンモニア及び／又はアンモニウム塩と、１又は複数の研磨添加剤を含
有する。好ましくは系は、アンモニア源と、カルボキシル酸（好ましくはジ−、
トリ−又はポリ−カルボキシル酸）、リン酸塩（好ましくはピロリン酸塩、トリ
−リン酸塩、又は縮合リン酸塩）、それらの酸、及びホスホン酸（好ましくはジ
−、トリ−又はポリ−ホスホン酸）からなる群より選択される少なくとも１種の
研磨添加剤を含有する。例えば系は、アミノトリ（メチレン−ホスホン酸）と、
アンモニア源（例えばアンモニア及び／又はアンモニウム塩）を含有することが
できる。

【００３７】 適当なポリマー化合物としては例えば、基体に結合した少なくとも１つの層の
研磨速度を減少させる任意の適当なポリマー化合物を挙げることができる。好ま
しくは系は、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオ
キシド、スルホン酸ポリマー、スルホン酸塩ポリマー、又はそれらの混合を含む
少なくとも１種のポリマー化合物を含有する。

【００３８】 適当な界面活性剤としては例えば、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活
性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、フッ素化界面活性剤、それらの
混合等を挙げることができる。適当なｐＨ調整剤、調節剤又は緩衝剤としては例
えば、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、クエン
酸、リン酸カリウム、それらの混合等を挙げることができる。

【００３９】 また本発明は、本明細書で示される系で基体を研磨する方法を提供する。更に
本発明は、系で上述のような多層基体を研磨する方法を提供する。本発明の系は
、比較的大きい速度で基体（例えば多層基体）を研磨すること、例えば比較的大
きい速度で基体の第１の金属層、第２の層、及び／又は１又は複数の追加の層を
除去することができる。

【００４０】 研磨パッドの使用を包含する任意の適当な技術によって、本発明の系で基体を
処理することができる。好ましくは系を基体表面に適用し、基体の１又は複数の
層の少なくとも一部が除去されるようにして研磨する。より好ましくは、第１の
金属層及び第２の層を有する多層基体の第１の金属層に系を適用し、そして第１
の金属層の少なくとも一部が基体から除去されるまで、系で第１の金属層を研磨
する。第２の研磨系、組成物及び／又はスラリーを続く研磨工程で使用して、多
層基体の第２の層、誘電体層、及び／又は多層基体の１又は複数の追加の層の少
なくとも一部を除去する。好ましくは第２の研磨系は、多層基体の第２の層（例
えばＴａ又はＴａＮ）に対する研磨選択性が、基体の第１の金属層（例えばＣｕ
）に対する研磨選択性よりも大きい。更に、一連の研磨工程の一部又は全ての後
で清浄化組成物を使用して、研磨された基体の断片、及び／又は研磨系、組成物
及び／又はスラリーの断片を除去することができる。

【００４１】 系の液体部分を、例えばバッチ又は連続プロセスで、研磨パッド又は基体の表
面に供給する前に配合することは適当である。また２又はそれよりも多くの別個
の供給源から系の液体部分の複数の成分を供給し、これらの成分が研磨パッドの
表面又は基体の表面において出合うようにすることによって、研磨パッドの表面
又は基体の表面で、系の液体部分を配合（例えば混合）することも適当である。
これに関して、系の液体部分の成分を研磨パッド又は基体の表面に供給する流量
（すなわち系の特定の成分の供給量）を、研磨プロセスの前に及び／又は研磨プ
ロセスの間に変化させ、それによって系の研磨選択性及び／又は粘度を変化させ
ることができる。更に、系の液体部分の特定の成分を２又はそれよりも多くの別
個の供給源から供給して、研磨パッドの表面又は基体の表面への供給の前に、異
なるｐＨ値、実質的に同じｐＨ値又は等しいｐＨ値を有するようにすることが適
当である。また、特定の成分を２又はそれよりも多くの別個の供給源から供給し
て、研磨パッドの表面又は基体の表面に達する前に、それぞれ独立にろ過し又は
組み合わせて（例えば共に）ろ過することも適当である。

【００４２】 例 以下の例は、本発明を更に説明するものであるが、本発明の範囲をいかように
も限定するものではないことを理解すべきである。

【００４３】 以下の全ての例において言及されているタンタルウェハー及び以下の例のうち
の１つ（すなわち例４）を除いて言及されている銅ウェハーは、それぞれタンタ
ルブランケットフィルム及び銅ブランケットフィルムであった。以下の全ての例
において言及されている二酸化ケイ素ウェハーは、厚さ約９，０００Åのブラン
ケットフィルムであった。全てのブランケットフィルムは、シリコン基体に体積
させたものである。

【００４４】 以下の例における銅、タンタル及び二酸化ケイ素ウェハー（以下ではまとめて
「試験ウェハー」として言及する）は、それぞれＩＰＥＣ４７２研磨装置で研磨
した。以下の例のうちの１つ（すなわち例４）を除く全ての例で使用されている
研磨パッドは、Ｒｏｄｅｌ（商標）ＳＵＢＡ ＩＶパッドに重ねられたＲｏｄｅ
ｌ（商標）ＩＣ１０００研磨パッドであった。例４で使用した研磨パッドは、Ｒ
ｏｄｅｌ（商標）ＩＣ１０００研磨パッドであり、Ｒｏｄｅｌ（商標）ＳＵＢＡ
ＩＶパッドに重ねられていないものであった。以下の例のうちの１つ（すなわ
ち例４）を除く全ての例の試験ウェハーは、約２０ｋＰａ（３ｐｓｉ）の押しつ
け力、０ｋＰａ（０ｐｓｉ）の背圧、５０ｒｐｍの定盤速度、及び３０ｒｐｍの
ウェハーホルダー速度を使用して研磨した。例４の試験ウェハーは、約２０ｋＰ
ａ（３ｐｓｉ）の押しつけ力、約１４ｋＰａ（２ｐｓｉ）の背圧、５５ｒｐｍの
定盤速度、及び３０ｒｐｍのウェハーホルダー速度を使用して研磨した。

【００４５】 ウェハー除去速度は、Ｔｅｎｃｏｒ Ｓｕｒｆｓｃａｎ（商標）ＵＶ１０５０
装置及びＴｅｎｃｏｒＲＳ−７５を使用して、研磨の前後でそれぞれの試験ウェ
ハーの厚さを直接に測定することによって決定した。

【００４６】 以下の例のうちの１つ（すなわち例７）を除く全ての例の系は、特に示さない
場合は水酸化アンモニウム（ＮＨ₄ＯＨ）で目標ｐＨに調節した。

【００４７】 例１ この例は、本発明の系によって達成可能な第１の金属層の研磨速度が、系の研
磨添加剤の種類及び存在によって影響を受けることを示している。

【００４８】 銅ウェハーを、以下の成分を含有する３つの異なる研磨系（系１Ａ〜１Ｃとす
る）でそれぞれ研磨した：２ｗｔ％のアルミナ（具体的にはＣａｂｏｔ社のＳｅ
ｍｉ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）Ｗ−Ａ３５５製品）、１ｗｔ％の酸化剤（具体的に
はＨ₂Ｏ₂）、２．２ｗｔ％の研磨添加剤（具体的にはアミノトリ（メチレンホス
ホン酸）（すなわちＤｅｑｕｅｓｔ（商標）２０００製品））、０Ｍ、０．０３
７Ｍ又は０．３３Ｍのアンモニア（すなわちそれぞれ０ｗｔ％のＮＨ₃、約０．
０６ｗｔ％のＮＨ₃及び約０．５６ｗｔ％のＮＨ₃）、及び０．０８ｗｔ％のフィ
ルム形成剤（具体的にはトリアゾール）。ここで、それぞれの系は、ＨＮＯ₃又
はＫＯＨでｐＨを８．５に調節した。

【００４９】 比較のために、試験ウェハーを、以下の成分を含有する比較系（「比較」）に
よっても研磨した：２ｗｔ％のアルミナ（具体的にはＣａｂｏｔ社のＳｅｍｉ−
Ｓｐｅｒｓｅ（商標）Ｗ−Ａ３５５製品）、ｗｔ％の酸化剤（具体的にはＨ₂Ｏ₂ ）、０．３３Ｍのアンモニア（すなわち約０．５６ｗｔ％のＮＨ₃）、及び０．
０８ｗｔ％のフィルム形成剤（具体的にはトリアゾール）。ここで、系は、ＨＮ
Ｏ₃でｐＨを８．５に調節した。

【００５０】 系の使用の後で、それぞれの系による銅、タンタル及びＳｉＯ₂の除去速度（
ＲＲ）、並びに銅のタンタルに対する相対的な除去速度（「Ｃｕ：Ｔａ」）を測
定した。試験結果のデータは表１に示している。

【００５１】

【表１】

【００５２】 表１に挙げたデータから明らかなように、研磨添加剤を含有する系（系１Ａ〜
１Ｃ）によって示される銅除去速度は、研磨添加剤を含有しない比較系の銅除去
速度よりも大きかった。更に、研磨添加剤及び０．３３ＭのＮＨ₃を含有する系
（系１Ｃ）によって示される銅除去速度は、研磨添加剤及び０．０３７ＭのＮＨ ₃ を含有する系（系１Ｂ）によって示される銅除去速度よりも大きかった。また
この系１Ｂよって示される銅除去速度は、研磨添加剤を含有しＮＨ₃を含有して
いない系（系１Ａ）によって示される銅除去速度よりも大きかった。

【００５３】 これらの結果は、本発明の系に含まれる研磨添加剤の重要性、並びに特定の濃
度のアンモニア源と組み合わせた特定の研磨添加剤が、本発明の系及び方法によ
って達成可能な研磨速度に重要な影響を与えることを示している。

【００５４】 例２ この例では、本発明の系によって達成可能な第１の金属層の研磨速度が、系に
おける研磨添加剤の存在及び種類に依存していることを示す。

【００５５】 銅ウェハーを、以下の成分を含む５つの異なる研磨系（系２Ａ〜２Ｅとする）
でそれぞれ研磨した：２ｗｔ％のアルミナ（具体的にはＣａｂｏｔ社のＳｅｍｉ
−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）Ｗ−Ａ３５５製品）、１ｗｔ％の酸化剤（具体的にはＨ ₂ Ｏ₂）、様々な濃度の第１の研磨添加剤（具体的には０．１６Ｍのエチレンジア
ミン、０．３３Ｍの２−アミノ−１−ブタノール、０．３３Ｍのアミノエチルエ
タノールアミン、０．３３Ｍの２，２’−アミノエトキシエタノール、又は０．
３３Ｍの低分子量エチレンイミンコポリマー（すなわちＬｕｐａｓｏｌ（商標）
ＦＧ））、２．２ｗｔ％の第２の研磨添加剤（具体的にはアミノトリ（メチレン
ホスホン酸）（すなわちＤｅｑｕｅｓｔ（商標）２０００製品））、及び０．０
８ｗｔ％のフィルム形成剤（具体的にはトリアゾール）。ここで、それぞれの系
はｐＨが８．５であった。系の使用の後で、それぞれの系による銅の除去速度（
ＲＲ）を測定した。試験結果のデータは表２に示している。それぞれの系におけ
る第１の研磨添加剤の一部の分子構造も表２に示しており、上述のＸＹ−ＮＣＲ ¹ Ｒ²ＣＲ³Ｒ⁴Ｎ−Ｘ’Ｙ’部分が研磨添加剤に存在する場合には、表２の分子構
造において太字で示している。

【００５６】

【表２】

【００５７】 表２に挙げたデータから明らかなように、ＸＹ−ＮＣＲ¹Ｒ²ＣＲ³Ｒ⁴Ｎ−Ｘ’
Ｙ’部分を有する研磨添加剤を含有する系（系２Ａ〜２Ｃ）によって示される銅
除去速度は、ＸＹ−ＮＣＲ¹Ｒ²ＣＲ³Ｒ⁴Ｎ−Ｘ’Ｙ’部分がない研磨添加剤を含
有する系（系２Ｄ〜２Ｅ）の銅除去速度よりも大きかった。更に、ＸＹ−ＮＣＲ ¹ Ｒ²ＣＲ³Ｒ⁴Ｎ−Ｘ’Ｙ’部分を有する研磨添加剤を含有する系（系２Ａ〜２Ｃ
）の中では、Ｘ、Ｙ、Ｘ’及びＹ’が水素原子（すなわち２つの第１アミノ基）
である系（系２Ａ）によって示される銅除去速度は、Ｘ、Ｙ及びＸ’が水素原子
でありＹ’がエタノール（すなわち１つの第１アミノ基と第２アミノ基）である
系（系２Ｂ）によって示される銅除去速度よりも大きかった。また、この系２Ｂ
によって示される銅除去速度は、第１アミノ基：第２アミノ基：第３アミノ基の
比が約１：０．８２：０．５３である系（系２Ｃ）によって示される銅除去速度
よりも大きかった。

【００５８】 これらの結果は、本発明の系におけるＸＹ−ＮＣＲ₂ＣＲ₂Ｎ−Ｘ’Ｙ’部分を
有する研磨添加剤、及び研磨添加剤のＸＹ−ＮＣＲ₂ＣＲ₂Ｎ−Ｘ’Ｙ’部分の第
１アミノ基：第２アミノ基：第３アミノ基の比が、本発明の系及び方法によって
達成可能な研磨速度に重要な影響を与えることを示している。

【００５９】 例３ この例では、本発明の系によって達成可能な第１の金属層の研磨速度が、系の
研磨添加剤の存在及び種類に依存していることを示す。

【００６０】 銅ウェハー及びタンタルウェハーを、以下の成分を含む１６の異なる研磨系（
系３Ａ〜３Ｐとする）でそれぞれ研磨した：３ｗｔ％のアルミナ（具体的にはＣ
ａｂｏｔ社のＳｅｍｉ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）Ｗ−Ａ３５５製品）、２．５ｗｔ
％の酸化剤（具体的にはＨ₂Ｏ₂）、及び０．５ｗｔ％又は１ｗｔ％の研磨添加剤
（具体的には１−ジ−ホスホン酸（すなわちＤｅｑｕｅｓｔ（商標）２０１０製
品）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）（すなわちＤｅｑｕ
ｅｓｔ（商標）２０６０製品）、Ｎ−ホスホノ−メチルイミノジ酢酸、Ｌｕｐａ
ｓｏｌ（商標）ＦＧ、１，３−ジアミノ−２−プロパノール、２−イミノ−４−
チオビウレット、イミノジ酢酸、ジメチルグロキシム（ｄｉｍｅｔｈｙｌｇｌｏ
ｘｉｍｅ）、ジピリジンアミン、イミノジアセトニトリル、グアニジンニトレー
ト、ピラジンカルボニトリル、チオグリコール（メルカプト酢酸）酸、チオジプ
ロパニオン酸、１ｗｔ％のエトキシ化高分子量ポリエチルイミン（すなわちＬｕ
ｐａｓｏｌ（商標）ＳＣ−６１Ｂ）、又は改質高分子量エチレンイミンポリマー
（すなわちＬｕｐａｓｏｌ（商標）ＳＫＡ））。ここで、それぞれの系は、ｐＨ
が５（系３Ｃ、３Ｆ、３Ｈ、３Ｉ、３Ｋ、３Ｌ、３Ｏ及び３Ｐ）、又はｐＨが７
．７（系３Ａ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｊ、３Ｍ及び３Ｎ）であった。

【００６１】 比較のために、試験ウェハーを、以下の成分を含有する標準対照系（「標準対
照」）によっても研磨した：３ｗｔ％のアルミナ（具体的にはＣａｂｏｔ社のＳ
ｅｍｉ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）Ｗ−Ａ３５５製品）及び２．５ｗｔ％の酸化剤（
具体的にはＨ₂Ｏ₂）。ここでこの標準対照系のｐＨは７．７であった。

【００６２】 系の使用の後で、それぞれの系による銅及びタンタルの除去速度（ＲＲ）、並
びに銅のタンタルに対する相対的な除去速度（「Ｃｕ：Ｔａ」）を測定した。試
験結果のデータは表３に示している。

【００６３】

【表３】

【００６４】 表３に挙げたデータから明らかなように、研磨添加剤を含有する系（系３Ａ〜
３Ｄ）によって示される銅のタンタルに対する相対的な除去速度（すなわちＣｕ
：Ｔａ除去選択性）は、標準対照組成物のＣｕ：Ｔａ除去選択性よりも大きかっ
た。更に、Ｌｕｐａｓｏｌ（商標）ＦＧを含有する系（系３Ｄ）のＣｕ：Ｔａ除
去選択性は、表３の系の中で最大であった。

【００６５】 これらの結果は、本発明の系における研磨添加剤の存在及び種類が、本発明の
系及び方法によって達成可能な研磨速度及び選択性に重要な影響を与えることを
示している。

【００６６】 例４ この例では、本発明の系によって達成可能な第１の金属層の研磨速度が、系の
研磨添加剤の存在及び種類に依存していることを示す。

【００６７】 銅ウェハー及びタンタルウェハーを、以下の成分を含む６つの異なる研磨系（
系４Ａ〜４Ｆとする）でそれぞれ研磨した：５ｗｔ％のシリカ（具体的にはＣａ
ｂｏｔ社のＳｅｍｉ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）ＳＣ−Ｅ製品）、２．５ｗｔ％の酸
化剤（具体的にはＨ₂Ｏ₂）、及び０．５ｗｔ％又は１ｗｔ％の研磨添加剤（具体
的にはピロリン酸カリウム（Ｋ₄Ｐ₂Ｏ₇）、ホスホノ酢酸、１−ジ−ホスホン酸
（すなわちＤｅｑｕｅｓｔ（商標）２０１０製品）、アミノトリ（メチレンホス
ホン酸）（すなわちＤｅｑｕｅｓｔ（商標）２０００製品））、低分子量エチレ
ンイミンコポリマー（すなわちＬｕｐａｓｏｌ（商標）ＦＧ）、又は高分子量エ
チレンイミンホモポリマー（すなわちＬｕｐａｓｏｌ（商標）Ｐ））。ここで、
それぞれの系は、ｐＨが５（系４Ａ、４Ｄ、４Ｅ及び４Ｆ）、又はｐＨが７．７
（系４Ｂ及び４Ｃ）であった。

【００６８】 比較のために、試験ウェハーを、以下の成分を含有する標準対照系（「標準対
照」）によっても研磨した：５ｗｔ％のシリカ（具体的にはＣａｂｏｔ社のＳｅ
ｍｉ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）ＳＣ−Ｅ製品）、２．５ｗｔ％の酸化剤（具体的に
はＨ₂Ｏ₂）。ここでこの標準対照系のｐＨは７．７であった。

【００６９】 系の使用の後で、それぞれの系による銅及びタンタルの除去速度（ＲＲ）、並
びに銅のタンタルに対する相対的な除去速度（「Ｃｕ：Ｔａ」）を測定した。試
験結果のデータは表４に示している。

【００７０】

【表４】

【００７１】 表４に挙げたデータから明らかなように、研磨添加剤を含有する系（系４Ａ〜
４Ｆ）によって示される銅の除去とタンタルの除去との比（すなわちＣｕ：Ｔａ
除去選択性）は、標準対照組成物のＣｕ：Ｔａ除去選択性よりも大きかった。更
に、Ｌｕｐａｓｏｌ（商標）ＦＧ及びＬｕｐａｓｏｌ（商標）Ｐを含有する系（
それぞれ系４Ｅ及び４Ｆ）のＣｕ：Ｔａ除去選択性は、Ｋ₄Ｐ₂Ｏ₇、ホスホノ酢
酸、Ｄｅｑｕｅｓｔ（商標）２０１０製品、及びＤｅｑｕｅｓｔ（商標）２００
０製品を含有する系（それぞれ系４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び４Ｄ）のＣｕ：Ｔａ除去
選択性よりも大きかった。

【００７２】 これらの結果は、本発明の系に含まれる研磨添加剤の存在及び種類の、本発明
の系及び方法によって達成可能な研磨速度及び選択性への影響を示している。

【００７３】 例５ この例では、本発明の系によって達成可能な多層基体の研磨選択性が、系の研
磨添加剤及び停止化合物の存在及び種類に依存していることを示す。

【００７４】 銅ウェハー、タンタルウェハー及び二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）ウェハーを、以
下の成分を含む８つの異なる研磨系（系５Ａ〜５Ｇとする）でそれぞれ研磨した
：５ｗｔ％のアルミナ（具体的にはＣａｂｏｔ社のＳｅｍｉ−Ｓｐｅｒｓｅ（商
標）Ｗ−Ａ３５５製品）、２．５ｗｔ％の酸化剤（具体的にはＨ₂Ｏ₂）、様々な
濃度の研磨添加剤（具体的には１．２５ｗｔ％の酒石酸、０．５ｗｔ％の１−ジ
−ホスホン酸（すなわちＤｅｑｕｅｓｔ（商標）２０１０製品）、０．７５ｗｔ
％のアミノトリ（メチレンホスホン酸）（すなわちＤｅｑｕｅｓｔ（商標）２０
００製品））、０．８ｗｔ％のＤｅｑｕｅｓｔ（商標）２０１０製品、又は２．
５ｗｔ％のＤｅｑｕｅｓｔ（商標）２０００製品）、及び様々な濃度の停止化合
物（具体的には０．２５ｗｔ％の、２５％のエチレンイミンポリマーを含有する
Ｌｕｐａｓｏｌ（商標）ＳＫＡ（すなわち０．０６ｗｔ％のポリエチレンイミン
）、０．１ｗｔ％のジシアノイミダゾール、０．５ｗｔ％のＬｕｐａｓｏｌ（商
標）ＳＫＡ（すなわち０．１２ｗｔ％のポリエチレンイミン）、０．５ｗｔ％の
ポリアクリルアミド、又は０．５ｗｔ％の１，４−ビス（３−アミノプロピル）
ピペラジン、又は０．５ｗｔ％の、セチルトリメチル塩化アンモニウムを含有し
ているＶａｒｉｓｏｆｔ（商標）３００）。ここで、それぞれの系は、ｐＨが５
（系５Ｅ）、又はｐＨが７．７（系５Ａ〜５Ｄ、５Ｆ〜５Ｇ）であった。更に、
系５Ｃは０．００５ｗｔ％の界面活性剤（具体的にはＴｒｉｔｏｎＤＦ−１６）
を含有していた。

【００７５】 比較のために、試験ウェハーを、以下の成分を含有する標準対照系（「標準対
照」）によっても研磨した：３ｗｔ％のアルミナ（具体的にはＣａｂｏｔ社のＳ
ｅｍｉ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）Ｗ−Ａ３５５製品）及び２．５ｗｔ％の酸化剤（
具体的にはＨ₂Ｏ₂）。ここでこの標準対照系のｐＨは７．７であった。また更に
比較のために、試験ウェハーを、以下の比較系によっても研磨した：（ｉ）３ｗ
ｔ％のアルミナ（具体的にはＣａｂｏｔ社のＳｅｍｉ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）Ｗ
−Ａ３５５製品）、２．５ｗｔ％の酸化剤（具体的にはＨ₂Ｏ₂）及び１．２５ｗ
ｔ％の研磨添加剤（具体的には酒石酸）を含む比較系（「比較１」）、並びに（
ｉｉ）３ｗｔ％のアルミナ（具体的にはＣａｂｏｔ社のＳｅｍｉ−Ｓｐｅｒｓｅ
（商標）Ｗ−Ａ３５５製品）、２．５ｗｔ％の酸化剤（具体的にはＨ₂Ｏ₂）及び
１ｗｔ％の研磨添加剤（具体的にはＤｅｑｕｅｓｔ（商標）２０１０製品）を含
む比較系（「比較２」）。ここでそれぞれ比較系のｐＨは７．７であった。

【００７６】 系の使用の後で、それぞれの系による銅、タンタル及びＳｉＯ₂の除去速度（
ＲＲ）、並びに銅のタンタルに対する相対的な除去速度（「Ｃｕ：Ｔａ」）を測
定した。試験結果のデータは表５に示している。

【００７７】

【表５】

【００７８】 表５に挙げたデータから明らかなように、研磨添加剤及び停止化合物を含有す
る系（系５Ａ〜５Ｇ）によって示される銅の除去とタンタルの除去との比（すな
わちＣｕ：Ｔａ除去選択性）は、標準対照系及び比較２の研磨系のＣｕ：Ｔａ除
去選択性よりも大きく、また比較１の研磨系のＣｕ：Ｔａ除去選択性と同様又は
それよりも大きかった。また更に、研磨添加剤及び停止化合物を含有する系（系
５Ａ〜５Ｇ）によって示されるＳｉＯ₂除去速度は、比較１の研磨系によって示
されるＳｉＯ₂除去速度と同様又はそれよりも小さかった。

【００７９】 これらの結果は、本発明の系に含まれる研磨添加剤及び停止化合物の組み合わ
せの重要性、並びに本発明の系及び方法によって達成可能な研磨速度及び選択性
への、特定の停止化合物と組み合わせた特定の研磨添加剤の影響を示している。

【００８０】 例６ この例では、本発明の系によって達成可能な多層基体の研磨選択性が、系の研
磨添加剤及び停止化合物の存在及び種類に依存していることを示す。

【００８１】 銅ウェハー、タンタルウェハー及び二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）ウェハーを、以
下の成分を含む３つの異なる研磨系（系６Ａ〜６Ｃとする）でそれぞれ研磨した
：５ｗｔ％のシリカ（具体的にはＣａｂｏｔ社のＣａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商
標）ＳＣ−Ｅ製品）、２．５ｗｔ％の酸化剤（具体的にはＨ₂Ｏ₂）、様々な濃度
の研磨添加剤（具体的には０．８ｗｔ％の１−ジ−ホスホン酸（すなわちＤｅｑ
ｕｅｓｔ（商標）２０１０製品）、０．７５ｗｔ％のアミノトリ（メチレンホス
ホン酸）（すなわちＤｅｑｕｅｓｔ（商標）２０００製品）又は０．７５ｗｔ％
のジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）（すなわちＤｅｑｕｅｓ
ｔ（商標）２０６０製品））、及び０．５ｗｔ％の停止化合物（具体的には０．
５ｗｔ％の、２５％のエチレンイミンポリマーを含有するＬｕｐａｓｏｌ（商標
）ＳＫＡ（すなわち０．１２ｗｔ％のポリエチレンイミン））。ここで、それぞ
れの系はｐＨが７．７であった。比較のために、試験ウェハーを、以下の成分を
含有する標準対照系（「標準対照」）によっても研磨した：５ｗｔ％のシリカ（
具体的にはＣａｂｏｔ社のＣａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）ＳＣ−Ｅ製品）及
び２．５ｗｔ％の酸化剤（具体的にはＨ₂Ｏ₂）。ここでこの標準対照系のｐＨは
８であった。系の使用の後で、それぞれの系による銅、タンタル及びＳｉＯ₂の
除去速度（ＲＲ）、並びに銅のタンタルに対する相対的な除去速度（「Ｃｕ：Ｔ
ａ」）を測定した。試験結果のデータは表６に示している。

【００８２】

【表６】

【００８３】 表６に挙げたデータから明らかなように、研磨添加剤及び停止化合物を含有す
る系（系６Ａ〜６Ｃ）によって示される銅の除去とタンタルの除去との比（すな
わちＣｕ：Ｔａ除去選択性）は、研磨化合物又は停止化合物を含有していない標
準対照系のＣｕ：Ｔａ除去選択性よりも大きかった。停止化合物及びＤｅｑｕｅ
ｓｔ（商標）２０６０製品を含有している系（系６Ｃ）の銅除去速度及びＣｕ：
Ｔａ除去選択性は、停止化合物及びＤｅｑｕｅｓｔ（商標）２０００製品を含有
している系（系６Ｂ）の銅除去速度及びＣｕ：Ｔａ除去選択性よりも大きかった
。またこの系６Ｂの銅除去速度及びＣｕ：Ｔａ除去選択性は、停止化合物及びＤ
ｅｑｕｅｓｔ（商標）２０１０製品を含有している系（系６Ａ）の銅除去速度及
びＣｕ：Ｔａ除去選択性よりも大きかった。また更に、研磨添加剤及び停止化合
物を含有する系（系６Ａ〜６Ｃ）によって示されるＳｉＯ₂除去速度は、研磨化
合物又は停止化合物を含有していない標準対照系のＳｉＯ₂除去速度よりも小さ
かった。

【００８４】 これらの結果は、本発明の系に含まれる研磨添加剤及び停止化合物の組み合わ
せの重要性、並びに本発明の方法によって達成可能な研磨速度及び選択性への、
停止化合物と組み合わせた特定の研磨添加剤の影響を示している。

【００８５】 例７ この例では、本発明の系によって達成可能な多層基体の研磨選択性が、系の停
止化合物の種類に依存していることを示す。

【００８６】 銅ウェハー、タンタルウェハー及び二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）ウェハーを、以
下の成分を含む１４の異なる研磨組成物でそれぞれ研磨した：３ｗｔ％のアルミ
ナ（具体的にはＣａｂｏｔ社のＳｅｍｉ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）Ｗ−Ａ３５５製
品）、２．５ｗｔ％の酸化剤（具体的にはＨ₂Ｏ₂）、１ｗｔ％の研磨添加剤（具
体的にはシュウ酸アンモニウム（（ＮＨ₄）₂Ｃ₂Ｏ₄））、及び様々な濃度の停止
化合物（具体的には０．２ｗｔ％のイソホロンジアミン、０．２ｗｔ％のヘキサ
メチレンジアミン、０．２ｗｔ％のＮ−シクロヘキシル−１，３−プロパンジア
ミン、０．２ｗｔ％のＮ−（３−アミノプロピル）−１，３−プロパンジアミン
、０．２ｗｔ％のテトラエチレンペンタアミン、０．２ｗｔ％のＮ，Ｎ，Ｎ’，
Ｎ’−テトラメチル−１，４−ブタンジアミン、０．５ｗｔ％のプロピルアミン
、０．２ｗｔ％の２−（２−アミノエトキシ）エタノール、２．０ｗｔ％の１，
３−ジアミノ−２−プロパノール、１．０ｗｔ％のチオアミン、３．０ｗｔ％の
２−アミノ−１−ブタノール、０．２ｗｔ％の４，７，１０−トリオキサ−１，
１３−トリデカンジアミン、０．２ｗｔ％のリシン、０．２ｗｔ％のポリ［ビス
（２−クロロエーテル）−アルト−１，３−ビス（３−ジメチルアミノ）プロピ
ル］）。ここでそれぞれの系のｐＨは７．６であった。比較のために、試験ウェ
ハーを、以下の成分を含有する標準対照系（「標準対照」）によっても研磨した
：３ｗｔ％のアルミナ（具体的にはＣａｂｏｔ社のＳｅｍｉ−Ｓｐｅｒｓｅ（商
標）Ｗ−Ａ３５５製品）、２．５ｗｔ％の酸化剤（具体的にはＨ₂Ｏ₂）及び１ｗ
ｔ％の研磨添加剤（具体的にはシュウ酸アンモニウム（（ＮＨ₄）₂Ｃ₂Ｏ₄））。
ここでこの標準対照系のｐＨは７．６であった。研磨組成物の使用の後で、それ
ぞれの系による相対的なタンタル（Ｔａ）除去速度及び相対的な二酸化ケイ素（
ＳｉＯ₂）除去速度を、標準対照系による除去速度に対して得た。試験結果のデ
ータは表７に示している。

【００８７】

【表７】

【００８８】 表７に挙げたデータから明らかなように、研磨添加剤及び停止化合物を含有す
る系によって示される相対的タンタル除去速度は、研磨添加剤及び停止化合物の
いずれかを含有しない標準対照研磨組成物の相対的タンタル除去速度よりも望ま
しく小さかった。更に、研磨添加剤及び停止化合物を含有する評価した研磨系の
うちの１つを除く全てによって示される相対的ＳｉＯ₂除去速度は、研磨添加剤
及び停止化合物のいずれかを含有しない標準対照研磨系の相対的ＳｉＯ₂除去速
度よりも望ましく小さかった。

【００８９】 これらの結果は、本発明の系に含まれる停止化合物の存在の重要性、並びに本
発明の方法によって達成可能な除去速度及び選択性への、特定の停止化合物の影
響を示している。

【００９０】 例８ この例では、本発明の系によって達成可能な多層基体の研磨選択性及び系によ
る表面欠陥の最少化が、系の停止化合物の種類に依存していることを示す。

【００９１】 銅ウェハー、タンタルウェハー、及び二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）ウェハーを、
以下の成分を含む２つの異なる研磨系（系８Ａ及び８Ｂとする）でそれぞれ研磨
した：３ｗｔ％のアルミナ（具体的にはＣａｂｏｔ社のＳｅｍｉ−Ｓｐｅｒｓｅ
（商標）Ｗ−Ａ３５５製品）、２．５ｗｔ％の酸化剤（具体的にはＨ₂Ｏ₂）、１
．２５ｗｔ％研磨添加剤（具体的には酒石酸）、及びそれぞれ０ｗｔ％又は０．
０６ｗｔ％の停止化合物（具体的にはエチレンイミンポリマー（すなわちＬｕｐ
ａｓｏｌ（商標）ＳＫＡ））。ここで、それぞれの系は、ｐＨが７．７であった
。系の使用の後で、銅のタンタルに対する相対的な除去（「Ｃｕ：Ｔａ」）、銅
のディッシッング、及びＳｉＯ₂のエロージョンを測定した。この結果のデータ
は下記の表８に示している。銅ラインのウェハーディッシッング（すなわち銅デ
ィッシッング）及びＳｉＯ₂のエロージョンは、Ｔｅｎｃｏｒ Ｐ−２０ Ｌｏ
ｎｇ Ｓｃａｎ Ｐｒｏｆｉｌｅｒを使用して測定した。銅ディッシッングは、
１０μｍ構造寸法及び５０μｍ構造寸法（「１０μｍ／５０μｍ」）で測定した
。ＳｉＯ₂エロージョンは、２μｍライン及び４μｍピッチのアレー（「２μｍ
／４μｍアレー」）に関して測定した。

【００９２】

【表８】

【００９３】 表８に挙げたデータから明らかなように、研磨添加剤及び停止化合物を含有す
る研磨系（系８Ｂ）によって示される銅除去とタンタル除去との比（すなわちＣ
ｕ：Ｔａ除去選択性）は、研磨添加剤のみを含有する系（系８Ａ）によって示さ
れるＣｕ：Ｔａ除去選択性よりも大きかった。更に、研磨添加剤及び停止化合物
を含有する系（系８Ｂ）によって示されるＣｕディッシッング及びＳｉＯ₂エロ
ージョンは、研磨添加剤のみを含有する系（系８Ａ）によって示されるＣｕディ
ッシッング及びＳｉＯ₂エロージョンよりも小さかった。

【００９４】 これらの結果は、本発明の系によって達成可能な研磨選択性並びに本発明の系
によって研磨される基体の表面欠陥の最少化に関して、本発明の系における停止
化合物の存在の重要性を示している。

【００９５】 特許公報、特許出願、及び公開文献を包含する本明細書で示されている全ての
参考文献は、ここで参照してその記載の全てを本明細書の記載に含める。

【００９６】 本発明を好ましい態様に関して説明してきたが、これらの好ましい態様の変形
が使用できること、及び本明細書で特定した以外でも本発明を実施できることは
当業者に明らかである。従って本発明は、特許請求の範囲に示される範囲及び本
質内の全ての変形を包含している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｋ 3/14 Ｃ０９Ｋ 3/14 ５５０Ｚ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ， ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ， ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ， ＺＷ (72)発明者 グランバイン，スティーブン ケー． アメリカ合衆国，イリノイ 60504，オー ロラ，クレストビュー ドライブ 2523 (72)発明者 チョウ，レンジエ アメリカ合衆国，イリノイ 60504，オー ロラ，ウォルコット ロード 2181 ＃102 (72)発明者 ケリアン，アイザック ケー． アメリカ合衆国，イリノイ 60504，オー ロラ，レイクストーン レーン 1036 Ｆターム(参考） 3C058 AA07 CA01 CB01 CB03 3C063 AA10 AB09 BA16 BB01 BB03 BD01 BG03 EE10

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ｉ）液体キャリア、（ｉｉ）少なくとも１種の酸化剤、（
   ｉｉｉ）系が基体の少なくとも１つの層を研磨する速度を増加させる少なくとも
   １種の研磨添加剤、並びに（ｉｖ）研磨パッド及び／又は研磨材を含み、前記研
   磨添加剤が、ピロリン酸塩、縮合リン酸塩、ホスホン酸及びそれらの塩、アミン
   、アミノアルコール、アミド、イミン、イミノ酸、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、カルボチオン酸、チオカル
   ボキシル酸、チオサリチル酸、及びそれらの混合からなる群より選択される、第
   １の金属層及び第２の層を有する多層基体の１又は複数の層を研磨する系。
2. 【請求項２】 前記液体キャリアが非水性溶媒である、請求項１に記載の系
   。
3. 【請求項３】 前記液体キャリアが水である、請求項１に記載の系。
4. 【請求項４】 前記液体キャリアに懸濁される研磨材を含有している、請求
   項１〜３のいずれかに記載の系。
5. 【請求項５】 前記研磨材が前記研磨パッドに固定されている、請求項１〜
   ３のいずれかに記載の系。
6. 【請求項６】 研磨材が存在せず、且つ前記研磨パッドが非研磨性パッドで
   ある、請求項１〜３のいずれかに記載の系。
7. 【請求項７】 前記少なくとも１種の研磨添加剤が、ジホスホン酸、トリホ
   スホン酸、ポリホスホン酸、ホスホノ酢酸、及びそれらの混合をからなる群より
   選択される、請求項１〜６のいずれかに記載の系。
8. 【請求項８】 前記少なくとも１種の研磨添加剤が、エチレンジホスホン酸
   、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、及びそれらの混合からな
   る群より選択される、請求項１〜７のいずれかに記載の系。
9. 【請求項９】 前記少なくとも１種の研磨添加剤が、第１アミン、第２アミ
   ン、第３アミン、水酸化アミン、及びそれらの混合からなる群より選択される、
   請求項１〜８のいずれかに記載の系。
10. 【請求項１０】 前記少なくとも１種の研磨添加剤が、構造ＸＹ−ＮＣＲ¹
    Ｒ²ＣＲ³Ｒ⁴Ｎ−Ｘ’Ｙ’を有し、ここでＸ、Ｙ、Ｘ’、Ｙ’、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³及
    びＲ⁴が、水素（Ｈ）原子、ヘテロ原子含有官能基、Ｃ₁〜Ｃ₂₀アルキル基、ヘテ
    ロ原子含有Ｃ₁〜Ｃ₂₀アルキル基、環状基、ヘテロ原子含有環状基、芳香族基、
    ヘテロ原子含有芳香族基、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１〜９のいずれかに記載の系。
11. 【請求項１１】 前記少なくとも１種の研磨添加剤が、構造ＸＹ−ＮＣＲ¹
    Ｒ²ＣＲ³Ｒ⁴Ｎ−Ｘ’Ｙ’を有し、ここでＸ及びＸ’がＨ原子であり、Ｙ、Ｙ’
    、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³及びＲ⁴が水素（Ｈ）原子、ヘテロ原子含有官能基、アルキル基
    、ヘテロ原子含有アルキル基、環状基、ヘテロ原子含有環状基、芳香族基、ヘテ
    ロ原子含有芳香族基、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１〜１０のいずれかに記載の系。
12. 【請求項１２】 前記少なくとも１種の研磨添加剤が、構造ＸＹ−ＮＣＲ¹
    Ｒ²ＣＲ³Ｒ⁴Ｎ−Ｘ’Ｙ’を有し、ここでＸ、Ｙ、Ｘ’及びＹ’がＨ原子であり
    、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³及びＲ⁴が水素（Ｈ）原子、ヘテロ原子含有官能基、アルキル基
    、ヘテロ原子含有アルキル基、環状基、ヘテロ原子含有環状基、芳香族基、ヘテ
    ロ原子含有芳香族基、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１〜１１のいずれかに記載の系。
13. 【請求項１３】 前記少なくとも１種の研磨添加剤が、アミノエチルエタノ
    ールアミン、ポリエチレンイミン、及びそれらの混合からなる群より選択される
    、請求項１〜１２のいずれかに記載の系。
14. 【請求項１４】 前記少なくとも１種の研磨添加剤がエチレンジアミンであ
    る、請求項１〜１３のいずれかに記載の系。
15. 【請求項１５】 前記少なくとも１種の研磨添加剤が、（ａ）ピロリン酸塩
    、縮合リン酸塩、ホスホン酸及びそれらの塩からなる群より選択される化合物、
    並びに（ｂ）アミン、アミノアルコール、アミド、イミン、イミノ酸、ニトリル
    及びニトロからなる群より選択される化合物の両方である、請求項１〜１４のい
    ずれかに記載の系。
16. 【請求項１６】 前記少なくとも１種の研磨添加剤が、（ａ）アミン、アミ
    ノアルコール、アミド、イミン、イミノ酸、ニトリル及びニトロからなる群より
    選択される化合物、並びに（ｂ）チオール、チオエステル及びチオエーテル、カ
    ルボチオール酸、カルボチオン酸、チオカルボキシル酸、及びチオサリチル酸か
    らなる群より選択される化合物の両方である、請求項１〜１５のいずれかに記載
    の系。
17. 【請求項１７】 前記少なくとも１種の研磨添加剤が、２−アミノエチルホ
    スホン酸、アミノ（トリメチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（
    メチレンホスホン酸）、ヘキサメチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）
    、及びそれらの混合からなる群より選択される、請求項１〜１６のいずれかに記
    載の系。
18. 【請求項１８】 アンモニア源を更に含有している、請求項１〜１７のいず
    れかに記載の系。
19. 【請求項１９】 （ｉ）アミノトリ（メチレンホスホン酸）及び（ｉｉ）ア
    ンモニア又はアンモニウム塩を含有している、請求項１〜１８のいずれかに記載
    の系。
20. 【請求項２０】 少なくとも１種の停止化合物を更に含有している、請求項
    １〜１９のいずれかに記載の系。
21. 【請求項２１】 前記基体に結合した少なくとも１つの層の研磨速度を低下
    させる少なくとも１種のポリマー化合物を更に含有している、請求項１〜２０の
    いずれかに記載の系。
22. 【請求項２２】 少なくとも１種の不動態フィルム形成剤を更に含有してい
    る、請求項１〜２１のいずれかに記載の系。
23. 【請求項２３】 前記研磨材が金属酸化物研磨材である、請求項１〜２２の
    いずれかに記載の系。
24. 【請求項２４】 前記研磨材が、アルミナ、セリア、ゲルマニア、シリカ、
    チタニア、ジルコニア、及びそれらの共生成物、並びにそれらの混合からなる群
    より選択される、請求項２３に記載の系。
25. 【請求項２５】 前記研磨材がアルミナである、請求項２４に記載の系。
26. 【請求項２６】 前記少なくとも１種の酸化剤がペルオキシドである、請求
    項１〜２５のいずれかに記載の系。
27. 【請求項２７】 請求項１〜２６のいずれかに記載の系を基体の表面に接触
    させること、及びこの系によって前記基体の少なくとも一部を研磨することを含
    む、基体の研磨方法。
28. 【請求項２８】 （ａ）請求項１〜２６のいずれかに記載の系を、第１の金
    属層に接触させること、及び （ｂ）前記基体から前記第１の金属層の少なくとも一部が除去されるまで、前
    記第１の金属層を前記系で研磨すること、 を含む、第１の金属層及び第２の層を有する多層基体の１又は複数の層を研磨す
    る方法。