JP5029189B2

JP5029189B2 - 化学機械的研磨スラリー

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Publication number: JP5029189B2
Application number: JP2007192130A
Authority: JP
Inventors: 章史八尾
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 2006-11-13
Filing date: 2007-07-24
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2027-07-24
Also published as: JP2008147617A

Description

本発明は、半導体デバイスの製造工程における研磨に用いられる化学機械的研磨（以下、ＣＭＰと記載する）用の研磨スラリーに関するものである。

携帯電話やパーソナルコンピュータなどの爆発的な普及により、半導体デバイスの高集積化、高速化は目覚ましい発展を遂げている。これに伴い、デバイスの回路パターンは年々微細化が進み、半導体市場では微細化に対応した製造技術が常に要求されている。微細化された回路パターンの製造技術の一つであるＣＭＰは、絶縁膜上に配線用の金属を形成する際、余分な金属の除去や、金属配線や絶縁膜の平坦化、埋め込み配線の形成などに用いられる製造技術である（例えば特許文献１）。一般的にＣＭＰには、研磨砥粒を分散した研磨スラリーが用いられている。この研磨砥粒には、その性状が、研磨速度や仕上がり面の状態に大きく影響し、生産性を向上するため、一般的にはアルミナ、シリカ、ジルコニア、セリアなどの金属酸化物や、ダイヤモンドなどの比較的硬度の高い物質が選択される。しかし、これらの物質を研磨砥粒として用い、銅などの研磨砥粒よりも硬度の低い金属膜を研磨する場合、スクラッチ（金属表面に発生する研磨傷）、ディッシング（金属研磨面が凹状に形成される現象）、あるいは金属層の剥離などを引き起こし、配線形成を阻害する問題がある。これは、今後、より微細化された回路パターンの製造において、改善すべき問題である。特に、ダイヤモンドはすべての物質中で最も高いモース硬度を持つ物質であるため、研磨速度の面では研磨砥粒として最も期待される物質であるが、上記スクラッチ発生などの問題により、ＣＭＰ用の研磨砥粒として現在までほとんど使用されていない。

トリニトロトルエン（ＴＮＴ）、ヘキソゲン（ＲＤＸ）などの酸素欠乏型爆薬を用いた衝撃加圧の爆射法（衝撃法）により得られるダイヤモンド、通称ナノダイヤモンド（ＮＤ）は、一次粒子の大きさが３〜２０ｎｍであり、現状での回路パターンのサイズと比較しても極端に小さいことから、上記スクラッチなどの問題が発生しにくい、あるいは発生しても無視できるほど小さいと考えられ、今後、より微細化された回路パターンのＣＭＰ用研磨砥粒としての利用が期待される。しかし、ＮＤ微粒子表面は、非黒鉛質、黒鉛質皮膜などが融着し、粒子径が５０ｎｍ〜７５００ｎｍ程度の二次、三次凝集体、さらに、これらの凝集体からなる数十μｍの巨大な集合体として製造されているため、クラスターダイヤモンド（ＣＤ）とも呼ばれている（例えば、非特許文献１、非特許文献２）。このＮＤをＣＭＰ研磨砥粒として工業的に利用する場合には、ＣＤの凝集体を解砕し、粒子径がナノオーダーから数百ナノオーダーの微細な粒子で液体中に分散した分散液としての提供が求められる。しかし、このＣＤの凝集体は非常に強固であり、凝集体を解砕して、一次粒子まで解砕したＮＤを得ることは容易ではない。また、解砕したＮＤ粒子を溶液中に分散して取り扱う場合、粒径が小さいほど粒子同士の凝集が起こりやすく、凝集した粒子が沈降するため、安定な分散液を得ることは非常に難しい。これを解決するため、ＣＤをビーズミル湿式解砕機などで、液体中に一次粒子のＮＤのまま安定に分散させる方法が種々検討されている（例えば、特許文献２、特許文献３）。この方法で処理したＣＤは、凝集体の殆どが解砕し、平均粒径４〜８ｎｍ程度のＮＤ分散液として得ることが可能であり、分散液の長期的な安定性にも優れていると報告されている。しかし、この方法で用いる装置は一回の処理量が少なく、また、装置の原理上、スケールアップは困難であることから、生産性が低いことが課題となっている。また、この処理方法では、装置の原理上、ＣＤに含まれるＮＤ微粒子表面の非黒鉛質、黒鉛質皮膜や、ＮＤ以外のジルコニアやシリカなど成分が不純物として混入するため、純度の低下を招く恐れがあり、市場の要求には十分に応えられていない。

一方、ＣＤの二次、三次凝集体の解砕を目的に、ＣＤとフッ素ガスとを反応させる方法が報告されている。例えば、ＣＤを反応温度：３００〜５００℃、フッ素ガス圧：０．１ＭＰａ、反応時間：５〜１０日にてフッ素と接触させると、ダイヤモンド構造を保持したままで、Ｆ／Ｃモル比が０．２程度（ＸＰＳ、元素分析）のフッ素化ＣＤが得られる（非特許文献３）。このフッ素処理により、二次、三次凝集体の粒子径が５０ｎｍ〜７５００ｎｍ程度のＣＤは、その凝集が部分的に解けて粒子径が２００ｎｍ程度になることがＴＥＭにより観測されており、さらには、このフッ素化ＣＤをエタノール中に入れ、超音波を照射すると、粒径１０ｎｍ前後の粒径からなる分散液が得られるため、ＣＤの凝集体が解砕したフッ素化ＮＤが生成したと考えられる。フッ素化によるＣＤの凝集体解砕方法では、反応器のスケールアップが比較的容易であり、上記ビーズミル湿式解砕機による解砕方法よりも生産性に優れると考えられる。また、ＴＥＭ観察において、ＮＤの格子模様が明瞭になっていることから、高温での反応によりＮＤ表面の非黒鉛質炭素も除去されていることが明らかであり、さらには、ビーズミル湿式解砕機による解砕方法の様なＮＤ以外の不純物が混入する可能性も極めて低い。また、フッ素化ＮＤの摩擦係数は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）との混合粉末での回転式摩擦試験により、著しく低下することが確認されている（非特許文献４）。これは、ＮＤ表面のＣＦ基、ＣＦ_２基、ＣＦ_３基などの形成により表面エネルギーが低下したためと報告されている（非特許文献５）。この表面エネルギーの低下はＣＭＰにおいては、スクラッチなどの発生を抑止する効果が期待できる。しかし、一般的に無機の炭素系材料とフッ素との化合物は撥水性であり、フッ素化ＮＤも例外なく撥水性を示す。そのため、一般的にＣＭＰ用の研磨スラリーに用いられている水性媒質とフッ素化ＮＤを混合し、強力に撹拌しても濡れることすらない。
米国特許第４９４４８３６号明細書特開２００５−１９８３号公報特開２００５−９７３７５号公報大澤映二：砥粒加工学会誌,47,414(2003). 花田幸太郎：砥粒加工学会誌,47,422(2003). 大井辰巳、米本暁子、川崎晋司、沖野不二雄、東原秀和：第２６回フッ素化学討論会要旨集（２００２年１１月）米本暁子、大井辰巳、川崎晋司、沖野不二雄、片岡文昭、大澤映二、東原秀和：日本化学会第８３回春季年会予稿集（２００３年３月） H.Touhara, K.Komatsu, T.Ohi, A.Yonemoto, S.Kawasaki, F.Okino and H.Kataura: Third French-Japanese Seminar on Fluorine in Inorganic Chemistry and Electrochemistry (April, 2003)

上述のように、ＣＭＰにおいて研磨速度をより速くするためにダイヤモンドなどの硬度の高い材料を研磨砥粒とするには、スクラッチや、ディッシングなどの発生を伴うため、配線形成を阻害する問題がある。一方、スクラッチなどの発生を抑制するため、被研磨材と同等の硬度を持つ材料を研磨砥粒とした場合、研磨砥粒自身が摩耗し、安定した研磨効果（一定の研磨速度、面の平坦性など）が得られない。

本発明の目的は、このスクラッチなどの発生を抑制し、かつ、安定した研磨効果が得られる研磨スラリーを提供することである。

本発明者らは、上記目的を達成するために、鋭意検討を重ねた結果、水性媒質に、フッ素化ＮＤと分散させるための界面活性剤としてフッ素系界面活性剤を添加した分散液が、研磨スラリーとして、２００時間以上の長期にわたり沈殿を生じることなく安定に存在し、スクラッチなどのＣＭＰにおける問題を殆ど発生しないことを見いだし、本発明に至ったものである。

すなわち本発明は、ＣＭＰ用の研磨スラリーであって、水性媒質にフッ素化ナノダイヤモンドとフッ素系界面活性剤を含有させることを特徴とする研磨スラリーを提供するものである。また、フッ素系界面活性剤の含有量が、水性媒質とフッ素系界面活性剤の合計重量に対し０．１〜５重量％であり、かつ、フッ素化ナノダイヤモンドの含有量が、研磨スラリーの総重量に対して０．１〜５重量％である研磨スラリーを提供するものである。

本発明のＣＭＰ用の研磨スラリーは、既存のＣＭＰ装置との互換性を有しつつ、研磨速度を向上させ、かつスクラッチなどの問題をほとんど発生せず、安定した研磨効果が得られることが可能となる。また、本発明により、半導体デバイスにおける、金属配線部分以外の絶縁膜材料においても研磨が効率よく行える。

以下、本発明をさらに詳述する。

本発明において含有させるフッ素化ＮＤは、ＮＤとフッ素ガスとの直接反応、あるいはフッ素プラズマによるフッ素化などにより生成するフッ素化ＮＤを用いる。このフッ素化ＮＤのフッ素含有量は、１０重量％以上であることが好ましく、フッ素含有量が１０重量％未満である場合、ＣＭＰ工程において化学的研磨効果が低下し、十分な研磨速度が得られない可能性がある。また、フッ素化はＮＤの最表面のみが反応し、表面一層にフッ素が付加していることが好ましく、もし、表面一層より内部にフッ素が付加している場合、ダイヤモンド構造の一部、あるいは全体が崩壊している可能性があり、粒径のばらつきや、粒子強度の低下を引き起こす場合がある。表面一層にフッ素が付加した場合の最大フッ素含有量は、一次粒子の粒径によるが、例えばＮＤの結晶構造が、八面体型の単結晶であると仮定した場合、最大フッ素含有量は、一次粒子の粒径がすべて３ｎｍでは最大フッ素含有量は約３４重量％、１０ｎｍでは１４．５重量％となる。

本発明で用いられるフッ素系界面活性剤は、フッ素化ＮＤの撥水性によって水性媒質に濡れない状態を改善し、さらには媒質中に粒子を均一に分散させるために用いられる。フッ素系界面活性剤とは、疎水性基にハイドロカーボン鎖ではなく、フルオロカーボン鎖を持つ界面活性剤の総称であり、ハイドロカーボン鎖を持つ一般的な界面活性剤（炭化水素系界面活性剤）と比較して、はるかに高い界面活性を示す特徴がある。炭化水素系界面活性剤でも、種類によっては、フッ素化ＮＤの水性媒質へ濡れない状態を改善するものもあるが、得られるスラリーの長期安定性等に乏しいため、フッ素系界面活性剤を用いる必要がある。フッ素系界面活性剤として具体的には、フルオロアルキル（Ｃ２〜Ｃ１０）カルボン酸、Ｎ−パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、３−［フルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ］−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［ω−フルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）−Ｎ−エチルアミノ］−１−プロパンスルホン酸ナトリウム、Ｎ−［３−（パーフルオロオクタンスルホンアミド）プロピル］−Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−カルボキシメチレンアンモニウムベタイン、フルオロアルキル（Ｃ１１〜Ｃ２０）カルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸（Ｃ７〜Ｃ１３）、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸リチウム、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸カリウム、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸ナトリウム、Ｎ−プロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）−Ｎ−エチルスルホニルグリシンカリウム、リン酸ビス（Ｎ−パーフルオロオクチルスルホニル−Ｎ−エチルアミノエチル）、モノパーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１６）エチルリン酸エステル、などが挙げられる（括弧内のＣと数字の組み合わせは、アルキル鎖の炭素数を示している）。

また、これらの物質を用いた実際の商品名としては、住友３Ｍ社製のノベック（ＦＣ−４４３０、ＦＣ−４４３２）及びフロラード（ＦＣ−９３、ＦＣ−９５、ＦＣ−９８）、デュポン社製のゾニール（２１０、２２５、３２１、８８３４Ｌ、ＦＳ−３００、ＦＳ−５００、ＦＳ−５１０、ＦＳＡ、ＦＳＯ、ＦＳＯ−１００、ＦＳＪ、ＦＳＥ、ＦＴＳ）、セイミケミカル社製のサーフロン（Ｓ−１１１Ｎ、Ｓ−１１３、Ｓ−１２１、Ｓ−１３１、Ｓ−１３２、Ｓ−１４１、Ｓ−１４５、Ｓ−３８１、Ｓ−３８３、ＳＡ−１００）、大日本インキ社製のメガファック（Ｆ−１１４、Ｆ−４１０、Ｆ−４９４、Ｆ−４４３、Ｆ−４７２ＳＦ、Ｆ−４７７、Ｆ−４７９）、ジェムコ社製のエフトップ（ＥＦ−１０１、ＥＦ−１０５、ＥＦ−１１２、ＥＦ−１２２Ａ、ＥＦ−１２２Ｂ）、ネオス社製のフタージェント（１００Ｃ、１１０、１５０ＣＨ、Ａ−Ｋ、５０１）などが挙げられる。

本発明の研磨スラリーの作製方法は、水にフッ素系界面活性剤を添加した混合液に、フッ素化ＮＤを混合し、超音波照射によりフッ素化ＮＤを水性媒質に懸濁させ、この懸濁液を遠心分離により分級することにより研磨スラリーを作製する。さらに場合によっては、スラリーに含まれるフッ素化ＮＤの含有量を増加させるため、エバポレーターなどによる濃縮工程を追加して研磨スラリーを作製する。

添加するフッ素系界面活性剤の種類や量は、得られるスラリー中のフッ素化ＮＤ含有量に大きく影響する。スラリー中のフッ素化ＮＤ含有量は、得られるスラリー全量の０．１〜５重量％の範囲内にあることが好ましい。フッ素化ＮＤ含有量が０．１重量％未満では、研磨スラリーに含まれるフッ素化ＮＤの粒子数が少ないため、十分な研磨効果が発揮できず、フッ素化ＮＤ含有量が５重量％超では、スラリーがゲル状になり、流動性の低下や、沈殿の生成などの現象が発生し、研磨工程でのスクラッチの発生の原因を招く可能性がある。このようなフッ素化ＮＤ含有量のスラリーを得るためにフッ素系界面活性剤の含有量は、フッ素系界面活性剤の種類によって異なるが、水性媒質とフッ素系界面活性剤の合計重量に対して、０．１〜５重量％の範囲が好ましく、より好ましくは０．８〜５重量％の範囲である。含有量が水性媒質とフッ素系界面活性剤の合計重量に対し０．１重量％未満では、フッ素化ＮＤの撥水性が大きいために水性媒質に濡れず、十分に分散させることが困難となる。また、５重量％超の場合、含有量が増加してもフッ素化ＮＤの濡れ性はほとんど変化しない。そればかりか、含有量の増加に伴い、水性媒質とフッ素系界面活性剤の混合液の粘性が高くなるため、フッ素化ＮＤの分散性の低下（すなわち、フッ素化ＮＤ含有量の低下または平均粒子径の増大）や流動性の低下を引き起こし、研磨工程でのスクラッチの発生の原因となる可能性がある。

研磨スラリーのフッ素化ＮＤ含有量が少なくとも０．１重量％以上の分散液を得るためには、超音波の出力は４００Ｗ以上、照射時間は０．５時間以上の照射が好ましい。超音波の出力が４００Ｗ未満あるいは照射時間が０．５時間未満である場合や、超音波照射を行わずスターラーなどによる撹拌で分散を行った場合、フッ素化ＮＤの分散が不十分なため、分散粒子濃度が０．１重量％以上の分散液を得られにくい。

さらに、水性媒質中にフッ素化ＮＤを分散させた懸濁液を分級処理して作製したスラリー中の粒子径は最大でも３００ｎｍ程度で、かつ平均粒子径は１０〜１５０ｎｍ程度が好ましい。スラリー中の最大粒子径お及び、平均粒子径がこの範囲を超えると。研磨の際にスクラッチやディッシングを引き起こす可能性がある。

超音波照射後の懸濁液は、相対遠心加速度が１８００Ｇ以上で、０．５時間以上の遠心分離による分級処理を行うことが好ましい。相対遠心加速度が１８００Ｇ未満または０．５時間未満の場合、粒子径３００ｎｍ超の粒子が十分に除去できず、良好な分散液が得られない。また、その他の分級処理方法としてフィルターなどを用いて濾過する方法があるが、この方法では、粒子径が３００ｎｍ以下の粒子もフィルターで除去され、分散粒子濃度が０．１重量％以上の分散液を得られにくい。

また本発明の研磨スラリーは、場合によっては研磨特性改善のための添加剤を含んでもよい。添加剤とは、例えばｐＨ調整剤、酸化剤、消泡剤、帯電防止剤、酸化防止剤、防腐剤、着色剤などである。これらの種類、添加量については、本発明の目的を達成することができる限り、特に限定されない。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

研磨スラリーの作製
実施例１〜６
あらかじめ、ＮＤ（甘粛凌云納米材料有限公司製、ナノダイヤモンド精製粉、粒径：３〜１０ｎｍ）を圧力1ｋＰａで３時間、４００℃に加熱して、ＮＤに含まれる水分を除去した。乾燥処理を行ったＮＤを２０ｇ、ニッケル製の反応管に入れ、これに２０℃で、フッ素ガスを流量２０ｍｌ／ｍｉｎ、アルゴンガスを流量３８０ｍｌ／ｍｉｎで流通した。そして、試料を４００℃に加熱し、１４０時間、アルゴンガスとフッ素ガスの流通を継続し、ＮＤとフッ素ガスを反応させ、フッ素化ＮＤを作製した。なお、作製したフッ素化ＮＤのフッ素含有量は元素分析により１２重量％であった。

超純水に添加するフッ素系界面活性剤として、ゾニールＦＳＯ（デュポン社製、実施例１〜３）、ＦＣ−４４３０（住友３Ｍ社製、実施例４、５）、またはＦＣ−４４３２（住友３Ｍ社製、実施例６）を用いた。これらフッ素系界面活性剤を、超純水と添加するフッ素系界面活性剤の合計重量に対する含有量が、ゾニールＦＳＯを用いる場合０．２重量％（実施例１）、０．８重量％（実施例２）、４．０重量％（実施例３）、ＦＣ−４４３０を用いる場合０．８重量％（実施例４）、４．０重量％（実施例５）、ＦＣ−４４３２を用いる場合０．８重量％（実施例６）となるように超純水に添加した混合液をそれぞれ１００ｍｌ作製した。

作製した各混合液１００ｍｌにそれぞれフッ素化ＮＤを１ｇ投入し、超音波ホモジナイザー（ＶＣＸ-７５０、Ｓｏｎｉｃｓ＆ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製）によって、出力４００Ｗの超音波照射を０．５時間行い、フッ素化ＮＤが分散した懸濁液を作製した。次に、得られた懸濁液を遠心機（ＣＮ−２０６０、ＨＳＩＡＮＧＴＡＩ社製）により、回転数４３００ｒｐｍ（相対遠心加速度２０００Ｇ）で１時間分級処理し、遠心分離後の上澄み液を採取して研磨スラリーを得た。この研磨スラリーについて、粒子濃度は、分散液を１０ｇ秤量し、乾燥機により５０℃で乾燥して分散媒を除去後、残存した粒子の重量を秤量した値から算出し、最大粒子径と平均粒子径は動的光散乱法による粒度分布測定器（ＦＰＡＲ１０００、大塚電子製）により測定した。

実施例７
超純水にフッ素系界面活性剤として、ゾニールＦＳＯ（デュポン社製）を用い、このフッ素系界面活性剤を、超純水と添加するフッ素系界面活性剤の合計重量に対する含有量が５．５重量％となるように超純水に添加した混合液を１００ｍｌ作製した。

作製した混合液１００ｍｌに、上記実施例１〜６と同様に、フッ素化ＮＤを１ｇ投入し、超音波照射、遠心分離を行い、遠心分離後の上澄み液を採取して研磨スラリーを得た。得られた研磨スラリーの粒子濃度は０．４重量％、最大粒子径は３１０ｎｍ、平均粒子径は１８９ｎｍであった。

実施例８
超純水にフッ素系界面活性剤として、ゾニールＦＳＯ（デュポン社製）を用い、このフッ素系界面活性剤を、超純水と添加するフッ素系界面活性剤の合計重量に対する含有量が１．０重量％となるように超純水に添加した混合液を１００ｍｌ作製した。

作製した混合液１００ｍｌにフッ素化ＮＤを１ｇ投入し、出力４００Ｗの超音波照射を０．１時間行い、上記実施例１〜６と同様の条件で遠心分離を行い、遠心分離後の上澄み液を採取して研磨スラリーを得た。得られた研磨スラリーの粒子濃度は０．０３重量％、最大粒子径は２５５ｎｍ、平均粒子径は１０４ｎｍであった。

比較例１
超純水に炭化水素系界面活性剤として、アデカノール（ＡＤＥＫＡ社製）を用い、この炭化水素系界面活性剤を、超純水と添加する炭化水素系界面活性剤の合計重量に対する含有量が０．８重量％となるように超純水に添加した混合液を１００ｍｌ作製した。

作製した混合液１００ｍｌに、上記実施例１〜６と同様に、フッ素化ＮＤを１ｇ投入し、超音波照射、遠心分離を行い、遠心分離後の上澄み液を採取して研磨スラリーを作製した。作製直後の研磨スラリーの粒子濃度は０．２重量％であった。しかし、その後２４時間以内に、沈殿が発生し粒子が分散状態を保持した研磨スラリーは得られなかった。

比較例２
ＮＤ１ｇを超純水１００ｍｌに投入し、上記実施例１〜６と同条件で、超音波照射、遠心分離を行い、遠心分離後の上澄み液を採取して研磨スラリーを作製した。得られた研磨スラリーの粒子濃度は０．８重量％、最大粒子径は２８０ｎｍ、平均粒子径は７９ｎｍであった。

比較例３
市販のダイヤモンド粉末（ニラコ社製、＃４０００）０．５ｇを超純水１００ｍｌに投入し、上記実施例１〜６と同じ条件で超音波照射を行った。得られた懸濁液は０．１時間以内に殆どの粒子が沈殿し、その上澄み部を研磨スラリーとして採取し粒子濃度を確認したところ０．０１重量％以下であり、粒子が分散状態を保持した研磨スラリーは得られなかった。

上記の結果については、表１にまとめて記載した。

研磨試験
Ｓｉ基板上にスパッタ法で銅を堆積させた試料を作製し、あらかじめコロイダルシリカを砥粒とする市販のＣＭＰスラリー（最大粒子径７００ｎｍ、平均粒子径１２０ｎｍ）で、研磨面の表面粗さ（Ｒａ）が１０ｎｍとなるように予備研磨を行ったものを被研磨物とした。この被研磨物に対して、ＣＭＰ装置により、上記実施例１〜８と比較例２で得られた研磨スラリー、及び上記予備研磨で使用したコロイダルシリカを砥粒とする市販のＣＭＰスラリー（比較例４）を用いて研磨試験を行った。

研磨試験は、被研磨物を、研磨加重１５０ｇｆ／ｃｍ^２、スラリー供給量２５ｍｌ／分、定盤回転速数１２０ｒｐｍ、基板側回転１２０ｒｐｍで３０分間研磨を行い、研磨速度及び表面粗さ（Ｒａ）を測定し、スクラッチの有無を観察した。

研磨速度は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により、研磨試験前後の膜厚変化を観察し、研磨試験時間で割ることで算出した。また、同条件での研磨試験を１０回行い、それぞれの研磨速度を算出し、その平均を平均研磨速度とし、さらに研磨速度の変動を測定した。研磨速度の変動は、１０回中の最大研磨速度と最小研磨速度の差により以下の基準で評価した。

◎：最大研磨速度と最小研磨速度の差が１０ｎｍ／分未満
○：最大研磨速度と最小研磨速度の差が１０ｎｍ／分以上２０ｎｍ／分未満
×：最大研磨速度と最小研磨速度の差が２０ｎｍ／分以上２００ｎｍ／分未満
また、研磨表面の表面粗さ（Ｒａ）は、ＡＦＭ及び、光干渉法による表面形状測定器により測定した（測定範囲：２μｍ×２μｍ）。また、研磨試験後の被研磨物について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で任意の１０カ所を観察し（１カ所の観察範囲：１００μｍ×１００μｍ）、スクラッチの有無を目視により確認して、以下の基準で評価した。

◎：スクラッチ０〜２個
○：スクラッチ３〜５個
×：スクラッチ多数により、計測不能
結果を表２にまとめて記載する。

本発明の研磨スラリー（実施例１〜８）は、一定の研磨速度を持ち、スクラッチを殆ど発生することなく平坦性に優れた研磨が可能であることがわかる。

Claims

化学機械的研磨用の研磨スラリーであって、水性媒質にフッ素化ナノダイヤモンドとフッ素系界面活性剤を含有させることを特徴とする研磨スラリー。
フッ素系界面活性剤の含有量が、水性媒質とフッ素系界面活性剤の合計重量に対し０．１〜５重量％であり、かつ、フッ素化ナノダイヤモンドの含有量が、研磨スラリーの総重量に対して０．１〜５重量％である、請求項１に記載の研磨スラリー。