平坦化のための研磨工程およびスラリ
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はスラリ組成物に関するものである。このスラリ組成物は、研磨、特にマイクロエレクトロニクス産業における表面の平坦化に有用である。本発明はまた、鏡およびレンズの凸面および凹面など、フィーチャの大きさに対して曲率半径の大きい、または研磨される表面の変動を有する、平坦化されていない表面の研磨にきわめて有用である。本発明によれば、従来可能であったものより著しく高度の平坦化が達成される。本発明はまた、スクラッチを生じることなく、硬度の高い研磨パッドの使用を可能にする。
【０００２】
【従来の技術】歴史的には、研磨の目的はスクラッチがなければ平坦な表面からスクラッチを除去することにある。鋭いピークにおける研磨速度は、ピークに応力が集中するため、凹部における研磨速度より高い。このために自動的にピークが除去されることになる。
【０００３】上記に反して、マイクロエレクトロニクス産業における研磨の目的は、スクラッチのない表面を平坦化することにある。表面の形状は、大規模で考えた場合、ほとんどの付着工程のコンフォーマルな本質によって、広い谷に隣接した広い平坦部を有することが多い。広い平坦部には応力が著しく集中することがないので、広い谷より速く研磨されない。したがって、平坦化を達成するには不十分であり、最初の表面形状（段差）は、限られた範囲しか平坦化されない。
【０００４】フィーチャの幅が広くなるほど、平坦化は困難になる。軟質のパッドは硬質のパッドよりコンフォーマルであるため、軟質のパッドを使用したのでは平坦化の可能性はほとんどない。硬質（剛性）のパッドは、平坦化の見地からは軟質のパッドよりは好ましいが、コンフォーマル度は減少してもなくなることはないので、依然問題はなくならない。さらに、硬質のパッドは、研磨材または研磨用砕片によりスクラッチを起こさせ、これらのスクラッチがさらに欠点の原因となるため、許容できない。
【０００５】平坦化の必要条件はＳｉＯ2の浅いトレンチによる分離（ＳＴＩ）アプリケーションでもっとも厳しい。これは、このフィーチャが基本であり、これに続く各層がこの表面形状の非平坦性を複製するためである。真に平坦化する研磨法がないため、現在では谷の部分を平坦部の高さまで上げる「ダミー構造」または「研磨ストップ」を付着させることによりこの問題を解決している。このためには、余分な設計努力、余分なパターン形成、余分な付着、反応性イオン・エッチング、および研磨工程を必要とする。これらの高価な付帯的工程の数は６工程に及ぶが、もし元の研磨工程による平坦化が十分であれば、１工程で十分となるであろう。
【０００６】酸化物の平坦化に関しては、酸化物の研磨は金属の研磨より平坦化度が低いという事実を認識することが重要である。レベル間の誘電体については、酸化物の初期厚さを増大させれば、増大した量を除去することによって平坦化が改善されるため、この問題は少なくなる。この方法により平坦化の費用は増大するが、平坦化の程度は依然として大規模集積回路には十分に良好であるとはいえない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、凸部（平坦部）における研磨速度が凹部（谷）より著しく速く、したがって従来可能であったものより平坦化度が著しく大きい平坦化の方法を提供することにある。本発明はまた、スクラッチの原因となる研磨用破砕をコーティングすることにより、スクラッチを生じることなくこれまでより硬いパッドを使用することができる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】さらに詳細には、本発明は研磨剤粒子を含有し、垂直応力効果を有する研磨用スラリに関するものである。本発明のスラリ組成物は、懸濁した粒子の一部として、研磨作用および垂直応力効果が減少した粒子、たとえばパターン上のくぼみに侵入して、その部分の研磨速度を減少させる粒子を含有する。これは、研磨剤粒子および高分子電解質を含有するスラリにより達成される。高分子電解質は研磨剤粒子の一部に吸着し、くぼみにおける研磨速度を減少させる垂直応力効果を示す。高分子電解質の濃度は、研磨剤粒子の重量に対して約５ないし５０％である。
【０００９】代替実施例によれば、研磨用スラリは研磨剤粒子と水に不溶性の高分子の粒子を含有する。さらに他の実施例は、研磨剤粒子と界面活性剤のミセルを含有する研磨用スラリに関するものである。
【００１０】本発明はまた、表面の平坦化に関するものである。この方法は、平坦化すべき表面上に上述のスラリを供給することを含む。次に表面を研磨パッド、好ましくはプラテンおよびキャリアの回転速度を高くすることにより、スラリのせん断速度を高めるじん性の高い研磨パッドに接触させることにより平坦化させる。
【００１１】本発明はまた、鏡およびレンズの凸面および凹面など、フィーチャの大きさ、すなわち、研磨される表面の変動に対して曲率半径の大きい、平坦化されていない表面の研磨に使用することができる。重合体粒子がくぼみに侵入する（さらにその部分の研磨速度を減少させ、顕微鏡規模での平坦化を行う）垂直応力効果の成分を利用することに加えて、垂直応力効果の他の点、すなわち高分子の粒子は、研磨されている表面の中央に向かって横方向に移行する傾向があることを、たとえば湾曲を減少させるなどの、表面の巨視的な形状形成にも利用することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明によれば、研磨剤粒子を含有し、垂直応力効果を示す研磨用スラリが提供される。ある種の非ニュートン重合体溶液および重合体流体の非線形弾性は、せん断の方向に垂直に生じる垂直応力差の発生を示す。この効果を説明するため、２枚の剛性の平行ディスク間のねじり流動により研磨する状態を近似させ、円筒状座標系、ｚ、θ、ｒ（図１）を使用することができる。ここで、ｚ＝０におけるディスクの角速度はΩ0、ｚ＝ｄにおける他のディスクの角速度はΩd、ΔΩ＝Ωd−Ω0＝０とする。
【００１３】せん断速度Ｘ＝ｒΔΩ／ｄであり、ｒはディスクの中心からの半径方向の距離である。せん断応力Ｔzr＝Ｔθr＝０、Ｔzθ＝τ（Ｘ）である。ここで特に重要なことは、第１の垂直応力差、Ｔzz−Ｔrr＝σ1（Ｘ）である。
【００１４】第１の垂直応力差により、流体が２枚の回転板の間を放射状に内側に向かって流れ、回転板を分離する傾向が生じる。上側のディスクに複数の穴をあけ、この穴に毛細管を通すと、流体が毛細管を上昇する。このことを図２に示す。せん断速度が高いほど、σ1（Ｘ）が大きくなることに注目することが重要である。重合体溶液については、σ（Ｘ）はτ（Ｘ）より大きいことがあるが、ニュートン流体ではσ1 ０である。
【００１５】従来の技術で使用された研磨用スラリは、研磨剤粒子の水性懸濁液で、ニュートン流動を示す。すなわち第１の垂直応力が０である。しかし、このようなスラリに本発明による、それ自体が溶液中で垂直応力効果を示し、研磨剤粒子に吸着する高分子電解質を添加することにより、非ニュートン流動を示すようになる。この高分子電解質は、研磨剤粒子にも同様の挙動を与える。高分子電解質は、重合体分子鎖と官能基を含有し、これらは電子の移動により、電荷の異なる表面に化学吸着する。研磨剤粒子の表面に高度に吸引されたポリイオンは、ラングミュア型の吸着挙動を示し、重合体は「単分子層」による被覆が達成されるまで、研磨剤粒子の表面上に平滑に付着する。もちろん、ポリイオンは工作物（ウエーハ）の表面上にも単分子層の形状で吸着する。
【００１６】本発明の発明者が重合体をコーティングした研磨剤粒子に関して認識した点には、下記のようなものがある。
１．これらの粒子による研磨作用は大幅に減少し、研磨速度が低下する。
２．重合体をコーティングした研磨剤粒子は、重合体高分子として作用し、せん断の方向に垂直な凹部空間を上昇する（図２参照）。
【００１７】一方、本発明の発明者がコーティングしない研磨剤粒子に関して認識した点には、下記のようなものがある。
１．研磨速度はコーティングしない研磨剤粒子の容量濃度に依存する。
２．コーティングしない粒子は、せん断の方向に垂直な凹部空間を上昇しない。
【００１８】これらの観察を平坦化の達成に利用するため、研磨剤懸濁液中の高分子電解質の量は、粒子の一部が高分子電解質でコーティングされ、粒子の他の部分がコーティングされないような量とする。さらに、コーティングされた研磨剤粒子とコーティングされない研磨剤粒子の両方を含有するスラリに関して本発明の発明者が認識した点には、下記のようなものがある。
１．垂直応力効果は、コーティングされた粒子とコーティングされない粒子を分離する。コーティングされた粒子はパターンの凹部（谷）を上昇して蓄積するのに対して、コーティングされない粒子は、図３に示すように、スラリの下部、すなわちパターンの凸部（平坦部）に残留する。図３では、１はコーティングされた粒子、２はコーティングされない粒子を示す。平坦化すべき表面は、研磨パッド上に上下反対に置かれる。
２．重合体をコーティングした粒子はパターンの凹部に蓄積して、これらは研磨作用をほとんど行わないため、凹部における研磨速度は非常に遅い。
３．コーティングされない粒子はパターンの凸部、すなわち平坦部に蓄積して、これらは研磨作用が減少しないため、ここでは研磨速度は速い。
４．凸部における研磨速度が速く、凹部（谷）における研磨速度が遅いことにより、図４に示すように平坦化が行われる。図４で、点線は研磨前の断面形状を表し、実線は研磨後の断面形状を表す。
【００１９】また、本発明の好ましい態様によれば、研磨パッドは下記の性質を有するものでなければならない。
１．研磨パッドは剛性を有し、パターン凹部の形状に完全に変形しないことが好ましい。これは、変形した場合、コーティングされた研磨剤粒子とコーティングされない粒子を分離する余地がないためである。剛性が好ましいため、より硬いパッドの使用が必要となる。より硬いパッドは、研磨用砕片によるスクラッチを生じる傾向がある。この問題は、研磨材粒子の一部をコーティングし、研磨用砕片の分散剤としても機能する高分子電解質の使用により解決する。研磨用砕片を分散させると、スクラッチの発生が防止され、より硬いパッドを使用することができる。本発明による「より硬いパッド」とは、従来のスラリに対して平坦化比が３より大きいものをいう。ここで平坦化比とは、最初の段差の高さを最後の（研磨後の）段差の高さで割ったものをいう。したがって、本発明に使用するのに適した「より硬いパッド」は、本開示に注目すれば、必要以上に実験を行わなくても当業者は容易に決定することができる。
２．研磨パッドは平坦で、突起のないもことが好ましい。突起があると、コーティングされた粒子がそこに蓄積して、平坦化すべきウエーハ上のパターンの凹部にある粒子の数が減少する。
【００２０】スラリは、研磨剤粒子と高分子電解質を含有することが好ましい。電解質は研磨剤粒子に付随するイオン性電荷と異なるイオン性電荷を有する。たとえば、研磨剤粒子に付随するイオン性電荷が陰イオン性（すなわち負）の場合は、高分子電解質は陽イオン性であり、研磨剤粒子に付随するイオン性電荷が陽イオン性の場合は、高分子電解質は陰イオン性である。研磨剤粒子に付随するイオン性電荷が中性の場合は、高分子電解質は陰イオン性でも陽イオン性でもよい。
【００２１】高分子電解質とは、ポリイオンを含有し、多数のイオン化可能な基を有する高分子物質をいう。高分子電解質の電気的中性を保つため、ポリイオンの電荷は反対の電荷を有するイオン、代表的にはＨ＋またはＮａ＋などの低分子量のイオンで相殺されなければならない。ほとんどの帯電しない重合体と異なり、高分子電解質は、通常水などの極性溶媒に可溶である。水溶液中でのプロトン化平衡に関しては、高分子酸、高分子塩基として分類され、酸性基と塩基性基の両方が存在する場合は高分子両性物質と分類される。
【００２２】高分子電解質は、スラリに垂直応力効果を与える。溶液中では、高分子電解質は垂直応力効果を示し、研磨剤粒子に吸着されると粒子に同様の挙動を与える。これは、垂直応力効果を示さない従来のスラリと異なる点である。
【００２３】本発明によれば、平坦化を達成するためには、研磨剤懸濁液中の高分子電解質の量は、粒子の一部が高分子電解質でコーティングされ、粒子の他の部分がコーティングされないまま残存するような量とする。このためには、高分子電解質の量はスラリ中の研磨剤粒子の重量に対して約５ないし約５０重量％、好ましくは約１５ないし約３０重量％、最も好ましくは約２０重量％である。これらの比は、研磨剤粒子と高分子電解質の相対的大きさにもある程度依存する。
【００２４】ポリイオンを研磨剤粒子に結合させるイオン化可能な、またはアンカー作用を有する基には次のようなものがある。
１．たとえばポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリメチルメタクリル酸、ポリマレイン酸、飽和または不飽和のポリカルボン酸に存在するカルボキシル基などの酸性基。重合体に取り込まれたリン酸基またはスルホン酸基も、酸性官能基として機能する。
２．アミノ、アミド、イミド、ビニルピリジン、ピペリジン、およびピペラジン誘導体を有する重合体などの、窒素含有基を有する塩基性基。
【００２５】ポリイオンが研磨剤粒子の表面への高い結合エネルギーを有するためには、ポリイオンが高い帯電エネルギーを有することが望ましい。電解質を添加すると、たとえばポリアクリル酸のような弱い高分子酸の強度を増大させ、したがって研磨剤粒子への吸着を増大させる。たとえば、図２参照。
【００２６】高分子電解質が研磨剤表面への高い結合エネルギーを有するため、塩基性の性質を有する研磨剤をコーティングするには高分子酸を使用すべきである。たとえば、アルミナ研磨剤にはポリアクリル酸を使用する。一方、酸性の性質を有する研磨剤をコーティングするには高分子塩基を使用すべきである。たとえば、シリカ研磨剤にはポリエチレンイミンを使用する。ジルコニア、セリアなどの中性に近い性質を有する研磨剤は、酸性ポリイオン、塩基性ポリイオン、または高分子両性物質のいずれをコーティングしてもよい。
【００２７】本発明に適したいくつかのイオン化可能な鎖状分子を示す。平坦化用スラリに使用されるいくつかのイオン化可能な鎖状分子の例ポリアクリル酸
【化１】
ポリメタクリル酸
【化２】
ポリビニルスルホン酸
【化３】
アクリル酸マレイン酸共重合体
【化４】
ポリビニルアミン
【化５】
ポリエチレンイミン
【化６】
ポリ４−ビニルピリジン
【化７】
【００２８】特に、高分子電解質添加剤では、高分子電解質の好ましい分子量範囲である５００ないし１０，０００となるように、ｎすなわち単量体単位の繰り返し数は、５ないし２００の範囲が好ましい。
【００２９】マイクロエレクトロニクス産業で、ほとんどすべての酸化物による研磨には、ｐＨがアルカリ性領域のコロイド状シリカスラリを適用している。本発明によれば、平坦化ポリイオン添加剤は、アミノ、アミド、イミド、ビニルピリジン、ピペリジン、およびピペラジン誘導体を有する重合体などの、窒素含有基を有することが好ましい。最も好ましい添加剤は、分子量が約２，０００のポリエチレンイミンである。平坦化スラリのｐＨは９ないし１１とすべきである。コロイド状シリカ研磨スラリは、シリカ粒子と脱イオン水からなるため、平坦化用スラリの調製は、水性シリカスラリを所期の固形濃度になるように希釈し、必要量のポリエチレンイミン水溶液を添加し、使用前に少なくとも１時間撹拌して吸着平衡を確立することにより行う。これらの平坦化用スラリとともに、穴または凹部パターンのない硬質研磨パッドを使用することが好ましい。
【００３０】ＺｒＯ2およびＣｅＯ2研磨剤も、ＳｉＯ2の研磨に使用することができる。これらの等電点は中性に近いため、酸性ポリイオンも塩基性ポリイオンもこれらに吸着され、したがってポリアクリル酸もポリエチレンイミンもジルコニアおよびセリア・スラリの平坦化添加剤として機能する。同様に有用なものは、ポリアミノ酸やポリアクリル酸アンモニウムなど、その構造中に窒素含有基およびカルボキシル基の両方を有する高分子電解質である。これらの添加剤の分子量は、５００ないし１０，０００の範囲が好ましい。これらの平坦化用スラリとともに、穴または凹部パターンのない硬質研磨パッドを使用することが好ましい。
【００３１】金属の平坦化分野では、本発明の最も重要な適用分野はアルミニウムおよびアルミニウム合金の平坦化である。工程の例の詳細は、実施例の項で示す。
【００３２】タングステンの平坦化の場合、通常スラリはアルミナ研磨剤と硝酸第二鉄酸化剤を含有する。本発明によれば、ポリアクリル酸など、カルボキシル基を含有する高分子電解質を用いることが好ましい。ポリイオン添加剤は平坦化を改善し、このような研磨工程に見られるような酸化物のスクラッチを防止する。
【００３３】銅の平坦化の場合、通常アルミナ・スラリおよび酸性酸化剤を使用する。本発明によれば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸など、カルボキシル基を含有する高分子電解質を用いることが好ましい。ポリイオン添加剤は平坦化を改善し、硬質のパッドによるスクラッチを防止する。
【００３４】研磨剤粒子の一部をコーティングする高分子電解質の他に、スラリは研磨用砕片を分散させる分散剤を含有し、これによりスクラッチの発生を防止し、より硬い研磨パッドの使用を可能にすることが好ましい。電荷密度が高い低分子量ポリイオンは研磨用砕片の分散剤として機能するため、適切な高分子電解質を選択すれば、これは両方の機能を行うことができる。特に、高分子電解質添加剤では、高分子電解質の分子量範囲が５００ないし１０，０００、好ましくは約１，０００ないし約５，０００、最も好ましくは約２，０００となるように、ｎすなわち単量体単位の繰り返し数は、５ないし２００の範囲が好ましい。万一高分子電解質が分散剤として機能しない場合は、スラリは非晶質ポリリン酸塩、アクリルアミド重合体、ポリマレイン酸塩、タンニン、リグニン、アルギン酸塩などの従来の分散剤を含有させることができる。
【００３５】本出願の実施例に示すように、従来の研磨剤粒子と複数の原子価を持つ（dual-valent）希土類イオン、または希土類イオンの原子価がこれより高い希土類イオンのコロイド状水酸化物の懸濁液を含有する研磨用スラリとともに、使用する研磨剤粒子は、従来から使用されているものが含まれる。いくつかの適当な希土類の例は、Ｃｅ4+、Ｐｒ4+、Ｔｂ4+、またはＣｅ（ＯＨ）4など、これらのコロイド状水酸化物の懸濁液である。複数の原子価を持つ希土類または希土類の水酸化物は、酸化触媒、およびスラリ中のＯＨイオン源として機能する。
【００３６】共出願の米国特許出願第０８／７５６，３６１号（ＦＩ−９９６−１０６）明細書に開示されているような複数の原子価を持つ希土類が、研磨スラリの一部とすることができる。
【００３７】適当な研磨剤粒子の例には、アルミナ、セリア、シリカ、およびジルコニアがある。研磨剤は通常、粒径が約３０ないし約２００ｎｍ、好ましくは約７５ないし約１００ｎｍである。
【００３８】高分子電解質を含有するスラリ組成物は、すでに研磨剤粒子を含有するスラリに高分子電解質を添加して調製することが好ましく、これにより、研磨剤粒子の一部が「その場で」コーティングされる。代替方法によれば、研磨剤粒子の一部をプリコートした後、コーティングされていない残りの研磨剤粒子を含有するスラリと混合する。さらに、研磨剤粒子の一部を前処理して、スラリからの高分子電解質を吸着しやすくすることが望ましい。たとえば、複数の原子価を持つ希土類元素のうち、高い原子価のものの塩、または硝酸第二鉄など、他の酸化剤がこの目的に適している。
【００３９】代替実施例によれば、水に不溶性の重合体を、高分子電解質をコーティングした研磨剤粒子の代わりに、またはこれに加えて、非研磨粒子として使用することができる。適当な剛性有機重合体には、ポリスチレン、ブタジエンゴム、および水に分散する粉末ポリウレタンなどがある。これらの重合体は、形態が１μｍ未満の粉末粒子である。必要があれば、重合体粒子をラウリル硫酸ナトリウムなどの界面活性剤で処理して、親水性にしてもよい。
【００４０】使用する場合、重合体粒子は通常、スラリ中の研磨剤粒子の重量に対して、約５ないし約５０重量％、さらに代表的には約１５ないし約３０重量％、好ましくは約２０重量％含有する。
【００４１】さらに他の実施例では、界面活性剤のミセルを高分子電解質をコーティングした研磨剤粒子の代わりに非研磨粒子として使用することができる。臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）を超える濃度の界面活性剤分子またはイオンは、ミセルと称する凝集体に会合する。水溶液中のミセルにおける界面活性剤の配向は、親水性の分子またはイオンが水に露出するような向きである。ミセルは球形であることが多く、凝集数は２０ないし１００である。たとえばアルミナ・スラリに使用されるためには、ラウリル硫酸ナトリウム界面活性剤を、ＣＭＣを超える濃度、代表的には約０．１ないし約２重量％、好ましくは少なくとも約０．２５重量％で使用する。もちろん、界面活性剤は必要に応じて、陽イオン性でも、陰イオン性でも、非イオン性でもよい。界面活性剤の濃度は、研摩剤の濃度に依存しない。
【００４２】必要があれば、上記の２種類以上の非研磨粒子を混合して使用することもできる。
【００４３】スラリは水性スラリが好ましいが、ポリシロキサン流体、セタンに溶解したポリイソブチレンなどの非水ベースのスラリ、または水性スラリと非水性スラリの混合物も本発明に含まれる。
【００４４】研磨および平坦化のパラメータは、本開示に注目すれば、必要以上に実験を行わなくても当業者は容易に決定することができる。たとえば、研磨パッドおよびウエーハの回転速度は、毎分約１０ないし約１５０回転、圧力は約０．１４ないし約０．７ｋｇｆ／ｃｍ2（約２ないし約１０ｐｓｉ）である。ウエーハの直径は１００ないし３００ｍｍの範囲とすることができる。鏡またはレンズを研磨する場合は、最低限に近い速度を通常使用する。これは、非研磨粒子の増量および（または）低圧を使用することによって達成される。
【００４５】
【実施例】下記の非制限の例は、本発明をさらに詳細に説明するためのものである。
【００４６】比較例１磁気撹拌装置を有する容器に、脱イオン水約４リットルを入れた後、粒径のピークが７５ｎｍ、固形分が６重量％のコロイド状アルミナの水性スラリ約１リットルを入れる。（ＮＨ4）2Ｃｅ（ＮＯ3）6約２１ｇを脱イオン水約１リットルに溶解して上記容器に加える。次に、スラリを少なくとも２０分撹拌すると、アルミナ含有量１重量％のスラリ約６リットルが生成する。セリア塩は酸化剤として機能する。
【００４７】研磨すべきウエーハは、１００μｍ×１００μｍの寸法で、エッチング深さ０．８μｍのワイヤ・ボンディング用パッドを有する。研磨前の表面の断面形状は、表面上に０．８μｍの段差を示し、完全にコンフォーマルに付着していることを示す。これらは平坦化する必要のある段差である。
【００４８】より硬いパッドを使用すると、アルミニウム皮膜を傷つける「黒い砕片」を生成するため、軟質ポリウレタン・パッド、ローデル・コーポレーション（RodelCorporation）のポリテックス（PolytexTM）を使用する。他のメタライゼーション・レベルにスクラッチが生じると、収率が減少する。
【００４９】Ａｌ０．５重量％を含有する厚さ１．１μｍのＣｕ合金皮膜を、ウェステク（Westech）３７２研磨機を使用して、研磨パッドの上に研磨すべきウエーハを置き、０．４２ｋｇｆ／ｃｍ2（６ｐｓｉ）の下向きの力と０．１４ｋｇｆ／ｃｍ2（２ｐｓｉ）の背圧を用いて研磨した。プラテンの回転速度は毎分７５回転、キャリアの回転速度は毎分５０回転とした。スラリの流量は毎分２００ｍｌとした。
【００５０】図５は、アルミニウム合金を除去した後のパッドの表面の断面形状を示す。パターンの隅は丸められているが、段差の高さは同じく０．８μｍで、平坦化は行われなかった。
【００５１】例２磁気撹拌装置を有する容器に、脱イオン水約３リットルを入れた後、粒径のピークが７５ｎｍ、固形分が６重量％のコロイド状アルミナの水性スラリ約１リットルを入れる。（ＮＨ4）2Ｃｅ（ＮＯ3）6約２１ｇを脱イオン水約１リットルに溶解して上記容器に加え、少なくとも２０分撹拌する。次に、６５重量％の分子量２，０００のポリアクリル酸溶液約２０ｍｌをスラリに加え、ポリアクリル酸を計量したメスシリンダを脱イオン水１リットルで洗浄してスラリに加える。このスラリを少なくとも１時間撹拌し、吸着平衡に到達させる。
【００５２】生成するスラリは６リットルで、アルミナ１重量％と、ポリアクリル酸０．２重量％を含有する。セリア塩は酸化剤として機能するほかに、アルミナ研磨剤へのポリアクリル酸の吸着を促進させる。
【００５３】平坦化には、比較例１で使用したパッドより硬いパッドを使用する。このパッドはFreudenberg CompanyからPedroの名称で入手できる。３．８ないし７．５ｃｍ（１．５ないし３インチ）に切断したレイヨン繊維を敷いて作成した不織布のパッドである。次に、アクリル・ブタジエン・ゴムのバインダを繊維上に載せ、バインダを硬化させて所期の粘弾性特性を得る。比較例１で上述したものと同じ研磨条件およびウエーハを使用する。研磨中、黒い砕片は観察されない。研磨によりワイヤ・ボンディング用パッドの周囲からアルミニウム合金を除去した後の、パッドの表面の断面形状を図６に示す。図６は、段差の高さがわずか０．０６μｍで、本発明により従来の技術による０．８μｍから０．０６μｍへと、１桁以上平坦化が改善されたことを示している。
【００５４】比較例３より硬いペドロを使用した以外、比較例１を反復して行う。研磨中、大量の黒い砕片が観察され、アルミニウム皮膜は著しくスクラッチが発生して、マイクロエレクトロニクス用途としては使用不能となる。研磨後の段差の高さは０．２μｍで、ほとんどに適用分野ではまだ大きすぎる。
【００５５】例２を比較例３と比較すると、本発明の有用性がわかる。たとえば、高分子電解質は平坦化を改善するだけでなく、黒い砕片を分散させることにより、より硬いパッドが使用できるようになる。黒い砕片は、研磨により除去されたアルミニウム粒子からなる。これらは表面上に硬質の酸化物を生成し、ウエーハを傷つける。本発明によれば、高分子電解質はこれらの粒子と結合し、これらのスクラッチ生成作用を防止する。事実、例２の方法を第１レベルのメタライゼーションに使用すると、本発明による例２の収率は少なくとも９５％であったが、比較例３の方法を第１レベルのメタライゼーションに使用すると、比較例３の収率は激しいスクラッチのため０％であった。
【００５６】まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
【００５７】（１）研磨剤粒子を含有し、垂直応力効果を示すことを特徴とする研磨用スラリ。
（２）さらに、上記研磨剤粒子に関連する電荷とは異なるイオン性の電荷を有する高分子電解質を含有し、上記高分子電解質の濃度が上記研磨剤粒子に対して約５ないし約５０重量％であることを特徴とする、上記（１）に記載のスラリ。
（３）上記高分子電解質が、酸性基を有することを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（４）上記高分子電解質が、塩基性基を有することを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（５）上記高分子電解質が、高分子両性電解質であることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（６）上記高分子電解質の分子量が、約５００ないし約１０，０００であることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（７）上記高分子電解質が、ポリエチレンイミンであることを特徴とする、上記（６）に記載のスラリ。
（８）上記高分子電解質が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、およびポリマレイン酸からなるグループから選択されたものであることを特徴とする、上記（６）に記載のスラリ。
（９）上記研磨剤粒子の一部が、上記高分子電解質を吸収する能力を強化するための前処理が行われていることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（１０）上記研磨剤粒子の一部が、上記高分子電解質を吸収する能力を強化するのに十分な量の酸化剤により前処理が行われていることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（１１）上記酸化剤が硝酸第二鉄であることを特徴とする、上記（１０）に記載のスラリ。
（１２）さらに、水に不溶性の重合体粒子を含有することを特徴とする、上記（１）に記載のスラリ。
（１３）さらに、界面活性剤ミセルを含有することを特徴とする、上記（１）に記載のスラリ。
（１４）上記研磨剤粒子の粒径が約３０ないし約２００ｎｍであることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（１５）上記研磨剤粒子の粒径が約７５ないし約１００ｎｍであることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（１６）上記研磨剤粒子が、アルミナ、セリア、シリカ、およびジルコニアからなるグループから選択されたものであることを特徴とする、上記（１）に記載のスラリ。
（１７）水性スラリであることを特徴とする、上記（１）に記載のスラリ。
（１８）さらに、複数の原子価を持つ希土類イオンまたはそのコロイド状水酸化物の懸濁液を含有することを特徴とする、上記（１）に記載のスラリ。
（１９）上記研磨剤粒子が、アルミナ、セリア、シリカ、およびジルコニアからなるグループから選択されたものであることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（２０）水性スラリであることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（２１）非水性スラリであることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（２２）上記高分子電解質が、研磨用砕片を分散させることができることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（２３）上記高分子電解質の分子量が、約５００ないし約１０，０００であることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（２４）上記高分子電解質が陽イオン性であり、分子量が約１，０００ないし約５，０００であることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（２５）上記高分子電解質が陽イオン性であり、分子量が約２，０００であることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（２６）さらに、複数の原子価を持つ希土類イオンまたはそのコロイド状水酸化物の懸濁液を含有することを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（２７）上記高分子電解質分子量が約１，０００ないし約５，０００であり、陰イオン性であることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（２８）上記濃度が１５ないし約２５％であることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（２９）研磨剤粒子と、上記研磨剤粒子に関連する電荷とは異なるイオン性の電荷を有する高分子電解質を含有し、上記高分子電解質の濃度が上記研磨剤粒子に対して約５ないし約５０重量％であることを特徴とする、研磨用組成物。
（３０）上記粒子を含有するスラリに上記高分子電解質を添加し、これにより上記研磨剤粒子の一部をその場でコーティングする工程を含む、上記（２）のスラリを調製する方法。
（３１）上記研磨剤粒子の一部をプレコートした後、プレコートした研磨剤粒子を、上記研磨剤粒子の残部のスラリと混合する工程を含む、上記（２）のスラリを調製する方法。
（３２）上記研磨剤粒子の一部を、スラリからの高分子電解質を吸収しやすくするための前処理を行う工程を含む、上記（２）のスラリを調製する方法。
（３３）表面を研磨する方法において、上記表面上に、研磨剤粒子を含有し、垂直応力効果を示すスラリを供給し、上記表面を研磨パッドと接触させることによって平坦化することを特徴とする方法。
（３４）上記研磨パッドが、剛性の研磨パッドであることを特徴とする、上記（３３）に記載の方法。
（３５）表面を研磨する方法において、上記表面上に、研磨剤粒子と、上記研磨剤粒子に関連する電荷とは異なるイオン性の電荷を有する高分子電解質を含有し、上記高分子電解質の濃度が上記研磨剤粒子に対して約５ないし約５０重量％であるスラリを供給し、上記表面を研磨パッドと接触させることによって平坦化することを特徴とする方法。
（３６）上記研磨パッドが、剛性の研磨パッドであることを特徴とする、上記（３５）に記載の方法。
（３７）上記高分子電解質が、さらに研磨用砕片を分散し、これにより上記砕片によるかき傷を減少させることを特徴とする、上記（３５）に記載の方法。
（３８）上記表面が、微細電子回路用ウエーハであることを特徴とする、上記（３５）に記載の方法。
（３９）上記表面が、鏡またはレンズであることを特徴とする、上記（３５）に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】研磨の状態を示すための、円筒状座標系を示す図である。
【図２】σ1（Ｘ）が回転するディスク間のせん断によって、重合体流体中に発生する、第１の垂直応力差を示す図である。
【図３】ウエーハが研磨中上下が反対になる、本発明によるせん断のためコーティングされた粒子とコーティングされない粒子との相対位置を示す図である。
【図４】本発明により達成される平坦化を示す図である。
【図５】本発明によらずに得られた表面の断面形状を示す図である。
【図６】本発明によって得られた表面の断面形状を示す図である。
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はスラリ組成物に関するものである。このスラリ組成物は、研磨、特にマイクロエレクトロニクス産業における表面の平坦化に有用である。本発明はまた、鏡およびレンズの凸面および凹面など、フィーチャの大きさに対して曲率半径の大きい、または研磨される表面の変動を有する、平坦化されていない表面の研磨にきわめて有用である。本発明によれば、従来可能であったものより著しく高度の平坦化が達成される。本発明はまた、スクラッチを生じることなく、硬度の高い研磨パッドの使用を可能にする。
【０００２】
【従来の技術】歴史的には、研磨の目的はスクラッチがなければ平坦な表面からスクラッチを除去することにある。鋭いピークにおける研磨速度は、ピークに応力が集中するため、凹部における研磨速度より高い。このために自動的にピークが除去されることになる。
【０００３】上記に反して、マイクロエレクトロニクス産業における研磨の目的は、スクラッチのない表面を平坦化することにある。表面の形状は、大規模で考えた場合、ほとんどの付着工程のコンフォーマルな本質によって、広い谷に隣接した広い平坦部を有することが多い。広い平坦部には応力が著しく集中することがないので、広い谷より速く研磨されない。したがって、平坦化を達成するには不十分であり、最初の表面形状（段差）は、限られた範囲しか平坦化されない。
【０００４】フィーチャの幅が広くなるほど、平坦化は困難になる。軟質のパッドは硬質のパッドよりコンフォーマルであるため、軟質のパッドを使用したのでは平坦化の可能性はほとんどない。硬質（剛性）のパッドは、平坦化の見地からは軟質のパッドよりは好ましいが、コンフォーマル度は減少してもなくなることはないので、依然問題はなくならない。さらに、硬質のパッドは、研磨材または研磨用砕片によりスクラッチを起こさせ、これらのスクラッチがさらに欠点の原因となるため、許容できない。
【０００５】平坦化の必要条件はＳｉＯ2の浅いトレンチによる分離（ＳＴＩ）アプリケーションでもっとも厳しい。これは、このフィーチャが基本であり、これに続く各層がこの表面形状の非平坦性を複製するためである。真に平坦化する研磨法がないため、現在では谷の部分を平坦部の高さまで上げる「ダミー構造」または「研磨ストップ」を付着させることによりこの問題を解決している。このためには、余分な設計努力、余分なパターン形成、余分な付着、反応性イオン・エッチング、および研磨工程を必要とする。これらの高価な付帯的工程の数は６工程に及ぶが、もし元の研磨工程による平坦化が十分であれば、１工程で十分となるであろう。
【０００６】酸化物の平坦化に関しては、酸化物の研磨は金属の研磨より平坦化度が低いという事実を認識することが重要である。レベル間の誘電体については、酸化物の初期厚さを増大させれば、増大した量を除去することによって平坦化が改善されるため、この問題は少なくなる。この方法により平坦化の費用は増大するが、平坦化の程度は依然として大規模集積回路には十分に良好であるとはいえない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、凸部（平坦部）における研磨速度が凹部（谷）より著しく速く、したがって従来可能であったものより平坦化度が著しく大きい平坦化の方法を提供することにある。本発明はまた、スクラッチの原因となる研磨用破砕をコーティングすることにより、スクラッチを生じることなくこれまでより硬いパッドを使用することができる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】さらに詳細には、本発明は研磨剤粒子を含有し、垂直応力効果を有する研磨用スラリに関するものである。本発明のスラリ組成物は、懸濁した粒子の一部として、研磨作用および垂直応力効果が減少した粒子、たとえばパターン上のくぼみに侵入して、その部分の研磨速度を減少させる粒子を含有する。これは、研磨剤粒子および高分子電解質を含有するスラリにより達成される。高分子電解質は研磨剤粒子の一部に吸着し、くぼみにおける研磨速度を減少させる垂直応力効果を示す。高分子電解質の濃度は、研磨剤粒子の重量に対して約５ないし５０％である。
【０００９】代替実施例によれば、研磨用スラリは研磨剤粒子と水に不溶性の高分子の粒子を含有する。さらに他の実施例は、研磨剤粒子と界面活性剤のミセルを含有する研磨用スラリに関するものである。
【００１０】本発明はまた、表面の平坦化に関するものである。この方法は、平坦化すべき表面上に上述のスラリを供給することを含む。次に表面を研磨パッド、好ましくはプラテンおよびキャリアの回転速度を高くすることにより、スラリのせん断速度を高めるじん性の高い研磨パッドに接触させることにより平坦化させる。
【００１１】本発明はまた、鏡およびレンズの凸面および凹面など、フィーチャの大きさ、すなわち、研磨される表面の変動に対して曲率半径の大きい、平坦化されていない表面の研磨に使用することができる。重合体粒子がくぼみに侵入する（さらにその部分の研磨速度を減少させ、顕微鏡規模での平坦化を行う）垂直応力効果の成分を利用することに加えて、垂直応力効果の他の点、すなわち高分子の粒子は、研磨されている表面の中央に向かって横方向に移行する傾向があることを、たとえば湾曲を減少させるなどの、表面の巨視的な形状形成にも利用することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明によれば、研磨剤粒子を含有し、垂直応力効果を示す研磨用スラリが提供される。ある種の非ニュートン重合体溶液および重合体流体の非線形弾性は、せん断の方向に垂直に生じる垂直応力差の発生を示す。この効果を説明するため、２枚の剛性の平行ディスク間のねじり流動により研磨する状態を近似させ、円筒状座標系、ｚ、θ、ｒ（図１）を使用することができる。ここで、ｚ＝０におけるディスクの角速度はΩ0、ｚ＝ｄにおける他のディスクの角速度はΩd、ΔΩ＝Ωd−Ω0＝０とする。
【００１３】せん断速度Ｘ＝ｒΔΩ／ｄであり、ｒはディスクの中心からの半径方向の距離である。せん断応力Ｔzr＝Ｔθr＝０、Ｔzθ＝τ（Ｘ）である。ここで特に重要なことは、第１の垂直応力差、Ｔzz−Ｔrr＝σ1（Ｘ）である。
【００１４】第１の垂直応力差により、流体が２枚の回転板の間を放射状に内側に向かって流れ、回転板を分離する傾向が生じる。上側のディスクに複数の穴をあけ、この穴に毛細管を通すと、流体が毛細管を上昇する。このことを図２に示す。せん断速度が高いほど、σ1（Ｘ）が大きくなることに注目することが重要である。重合体溶液については、σ（Ｘ）はτ（Ｘ）より大きいことがあるが、ニュートン流体ではσ1 ０である。
【００１５】従来の技術で使用された研磨用スラリは、研磨剤粒子の水性懸濁液で、ニュートン流動を示す。すなわち第１の垂直応力が０である。しかし、このようなスラリに本発明による、それ自体が溶液中で垂直応力効果を示し、研磨剤粒子に吸着する高分子電解質を添加することにより、非ニュートン流動を示すようになる。この高分子電解質は、研磨剤粒子にも同様の挙動を与える。高分子電解質は、重合体分子鎖と官能基を含有し、これらは電子の移動により、電荷の異なる表面に化学吸着する。研磨剤粒子の表面に高度に吸引されたポリイオンは、ラングミュア型の吸着挙動を示し、重合体は「単分子層」による被覆が達成されるまで、研磨剤粒子の表面上に平滑に付着する。もちろん、ポリイオンは工作物（ウエーハ）の表面上にも単分子層の形状で吸着する。
【００１６】本発明の発明者が重合体をコーティングした研磨剤粒子に関して認識した点には、下記のようなものがある。
１．これらの粒子による研磨作用は大幅に減少し、研磨速度が低下する。
２．重合体をコーティングした研磨剤粒子は、重合体高分子として作用し、せん断の方向に垂直な凹部空間を上昇する（図２参照）。
【００１７】一方、本発明の発明者がコーティングしない研磨剤粒子に関して認識した点には、下記のようなものがある。
１．研磨速度はコーティングしない研磨剤粒子の容量濃度に依存する。
２．コーティングしない粒子は、せん断の方向に垂直な凹部空間を上昇しない。
【００１８】これらの観察を平坦化の達成に利用するため、研磨剤懸濁液中の高分子電解質の量は、粒子の一部が高分子電解質でコーティングされ、粒子の他の部分がコーティングされないような量とする。さらに、コーティングされた研磨剤粒子とコーティングされない研磨剤粒子の両方を含有するスラリに関して本発明の発明者が認識した点には、下記のようなものがある。
１．垂直応力効果は、コーティングされた粒子とコーティングされない粒子を分離する。コーティングされた粒子はパターンの凹部（谷）を上昇して蓄積するのに対して、コーティングされない粒子は、図３に示すように、スラリの下部、すなわちパターンの凸部（平坦部）に残留する。図３では、１はコーティングされた粒子、２はコーティングされない粒子を示す。平坦化すべき表面は、研磨パッド上に上下反対に置かれる。
２．重合体をコーティングした粒子はパターンの凹部に蓄積して、これらは研磨作用をほとんど行わないため、凹部における研磨速度は非常に遅い。
３．コーティングされない粒子はパターンの凸部、すなわち平坦部に蓄積して、これらは研磨作用が減少しないため、ここでは研磨速度は速い。
４．凸部における研磨速度が速く、凹部（谷）における研磨速度が遅いことにより、図４に示すように平坦化が行われる。図４で、点線は研磨前の断面形状を表し、実線は研磨後の断面形状を表す。
【００１９】また、本発明の好ましい態様によれば、研磨パッドは下記の性質を有するものでなければならない。
１．研磨パッドは剛性を有し、パターン凹部の形状に完全に変形しないことが好ましい。これは、変形した場合、コーティングされた研磨剤粒子とコーティングされない粒子を分離する余地がないためである。剛性が好ましいため、より硬いパッドの使用が必要となる。より硬いパッドは、研磨用砕片によるスクラッチを生じる傾向がある。この問題は、研磨材粒子の一部をコーティングし、研磨用砕片の分散剤としても機能する高分子電解質の使用により解決する。研磨用砕片を分散させると、スクラッチの発生が防止され、より硬いパッドを使用することができる。本発明による「より硬いパッド」とは、従来のスラリに対して平坦化比が３より大きいものをいう。ここで平坦化比とは、最初の段差の高さを最後の（研磨後の）段差の高さで割ったものをいう。したがって、本発明に使用するのに適した「より硬いパッド」は、本開示に注目すれば、必要以上に実験を行わなくても当業者は容易に決定することができる。
２．研磨パッドは平坦で、突起のないもことが好ましい。突起があると、コーティングされた粒子がそこに蓄積して、平坦化すべきウエーハ上のパターンの凹部にある粒子の数が減少する。
【００２０】スラリは、研磨剤粒子と高分子電解質を含有することが好ましい。電解質は研磨剤粒子に付随するイオン性電荷と異なるイオン性電荷を有する。たとえば、研磨剤粒子に付随するイオン性電荷が陰イオン性（すなわち負）の場合は、高分子電解質は陽イオン性であり、研磨剤粒子に付随するイオン性電荷が陽イオン性の場合は、高分子電解質は陰イオン性である。研磨剤粒子に付随するイオン性電荷が中性の場合は、高分子電解質は陰イオン性でも陽イオン性でもよい。
【００２１】高分子電解質とは、ポリイオンを含有し、多数のイオン化可能な基を有する高分子物質をいう。高分子電解質の電気的中性を保つため、ポリイオンの電荷は反対の電荷を有するイオン、代表的にはＨ＋またはＮａ＋などの低分子量のイオンで相殺されなければならない。ほとんどの帯電しない重合体と異なり、高分子電解質は、通常水などの極性溶媒に可溶である。水溶液中でのプロトン化平衡に関しては、高分子酸、高分子塩基として分類され、酸性基と塩基性基の両方が存在する場合は高分子両性物質と分類される。
【００２２】高分子電解質は、スラリに垂直応力効果を与える。溶液中では、高分子電解質は垂直応力効果を示し、研磨剤粒子に吸着されると粒子に同様の挙動を与える。これは、垂直応力効果を示さない従来のスラリと異なる点である。
【００２３】本発明によれば、平坦化を達成するためには、研磨剤懸濁液中の高分子電解質の量は、粒子の一部が高分子電解質でコーティングされ、粒子の他の部分がコーティングされないまま残存するような量とする。このためには、高分子電解質の量はスラリ中の研磨剤粒子の重量に対して約５ないし約５０重量％、好ましくは約１５ないし約３０重量％、最も好ましくは約２０重量％である。これらの比は、研磨剤粒子と高分子電解質の相対的大きさにもある程度依存する。
【００２４】ポリイオンを研磨剤粒子に結合させるイオン化可能な、またはアンカー作用を有する基には次のようなものがある。
１．たとえばポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリメチルメタクリル酸、ポリマレイン酸、飽和または不飽和のポリカルボン酸に存在するカルボキシル基などの酸性基。重合体に取り込まれたリン酸基またはスルホン酸基も、酸性官能基として機能する。
２．アミノ、アミド、イミド、ビニルピリジン、ピペリジン、およびピペラジン誘導体を有する重合体などの、窒素含有基を有する塩基性基。
【００２５】ポリイオンが研磨剤粒子の表面への高い結合エネルギーを有するためには、ポリイオンが高い帯電エネルギーを有することが望ましい。電解質を添加すると、たとえばポリアクリル酸のような弱い高分子酸の強度を増大させ、したがって研磨剤粒子への吸着を増大させる。たとえば、図２参照。
【００２６】高分子電解質が研磨剤表面への高い結合エネルギーを有するため、塩基性の性質を有する研磨剤をコーティングするには高分子酸を使用すべきである。たとえば、アルミナ研磨剤にはポリアクリル酸を使用する。一方、酸性の性質を有する研磨剤をコーティングするには高分子塩基を使用すべきである。たとえば、シリカ研磨剤にはポリエチレンイミンを使用する。ジルコニア、セリアなどの中性に近い性質を有する研磨剤は、酸性ポリイオン、塩基性ポリイオン、または高分子両性物質のいずれをコーティングしてもよい。
【００２７】本発明に適したいくつかのイオン化可能な鎖状分子を示す。平坦化用スラリに使用されるいくつかのイオン化可能な鎖状分子の例ポリアクリル酸
【化１】
ポリメタクリル酸
【化２】
ポリビニルスルホン酸
【化３】
アクリル酸マレイン酸共重合体
【化４】
ポリビニルアミン
【化５】
ポリエチレンイミン
【化６】
ポリ４−ビニルピリジン
【化７】
【００２８】特に、高分子電解質添加剤では、高分子電解質の好ましい分子量範囲である５００ないし１０，０００となるように、ｎすなわち単量体単位の繰り返し数は、５ないし２００の範囲が好ましい。
【００２９】マイクロエレクトロニクス産業で、ほとんどすべての酸化物による研磨には、ｐＨがアルカリ性領域のコロイド状シリカスラリを適用している。本発明によれば、平坦化ポリイオン添加剤は、アミノ、アミド、イミド、ビニルピリジン、ピペリジン、およびピペラジン誘導体を有する重合体などの、窒素含有基を有することが好ましい。最も好ましい添加剤は、分子量が約２，０００のポリエチレンイミンである。平坦化スラリのｐＨは９ないし１１とすべきである。コロイド状シリカ研磨スラリは、シリカ粒子と脱イオン水からなるため、平坦化用スラリの調製は、水性シリカスラリを所期の固形濃度になるように希釈し、必要量のポリエチレンイミン水溶液を添加し、使用前に少なくとも１時間撹拌して吸着平衡を確立することにより行う。これらの平坦化用スラリとともに、穴または凹部パターンのない硬質研磨パッドを使用することが好ましい。
【００３０】ＺｒＯ2およびＣｅＯ2研磨剤も、ＳｉＯ2の研磨に使用することができる。これらの等電点は中性に近いため、酸性ポリイオンも塩基性ポリイオンもこれらに吸着され、したがってポリアクリル酸もポリエチレンイミンもジルコニアおよびセリア・スラリの平坦化添加剤として機能する。同様に有用なものは、ポリアミノ酸やポリアクリル酸アンモニウムなど、その構造中に窒素含有基およびカルボキシル基の両方を有する高分子電解質である。これらの添加剤の分子量は、５００ないし１０，０００の範囲が好ましい。これらの平坦化用スラリとともに、穴または凹部パターンのない硬質研磨パッドを使用することが好ましい。
【００３１】金属の平坦化分野では、本発明の最も重要な適用分野はアルミニウムおよびアルミニウム合金の平坦化である。工程の例の詳細は、実施例の項で示す。
【００３２】タングステンの平坦化の場合、通常スラリはアルミナ研磨剤と硝酸第二鉄酸化剤を含有する。本発明によれば、ポリアクリル酸など、カルボキシル基を含有する高分子電解質を用いることが好ましい。ポリイオン添加剤は平坦化を改善し、このような研磨工程に見られるような酸化物のスクラッチを防止する。
【００３３】銅の平坦化の場合、通常アルミナ・スラリおよび酸性酸化剤を使用する。本発明によれば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸など、カルボキシル基を含有する高分子電解質を用いることが好ましい。ポリイオン添加剤は平坦化を改善し、硬質のパッドによるスクラッチを防止する。
【００３４】研磨剤粒子の一部をコーティングする高分子電解質の他に、スラリは研磨用砕片を分散させる分散剤を含有し、これによりスクラッチの発生を防止し、より硬い研磨パッドの使用を可能にすることが好ましい。電荷密度が高い低分子量ポリイオンは研磨用砕片の分散剤として機能するため、適切な高分子電解質を選択すれば、これは両方の機能を行うことができる。特に、高分子電解質添加剤では、高分子電解質の分子量範囲が５００ないし１０，０００、好ましくは約１，０００ないし約５，０００、最も好ましくは約２，０００となるように、ｎすなわち単量体単位の繰り返し数は、５ないし２００の範囲が好ましい。万一高分子電解質が分散剤として機能しない場合は、スラリは非晶質ポリリン酸塩、アクリルアミド重合体、ポリマレイン酸塩、タンニン、リグニン、アルギン酸塩などの従来の分散剤を含有させることができる。
【００３５】本出願の実施例に示すように、従来の研磨剤粒子と複数の原子価を持つ（dual-valent）希土類イオン、または希土類イオンの原子価がこれより高い希土類イオンのコロイド状水酸化物の懸濁液を含有する研磨用スラリとともに、使用する研磨剤粒子は、従来から使用されているものが含まれる。いくつかの適当な希土類の例は、Ｃｅ4+、Ｐｒ4+、Ｔｂ4+、またはＣｅ（ＯＨ）4など、これらのコロイド状水酸化物の懸濁液である。複数の原子価を持つ希土類または希土類の水酸化物は、酸化触媒、およびスラリ中のＯＨイオン源として機能する。
【００３６】共出願の米国特許出願第０８／７５６，３６１号（ＦＩ−９９６−１０６）明細書に開示されているような複数の原子価を持つ希土類が、研磨スラリの一部とすることができる。
【００３７】適当な研磨剤粒子の例には、アルミナ、セリア、シリカ、およびジルコニアがある。研磨剤は通常、粒径が約３０ないし約２００ｎｍ、好ましくは約７５ないし約１００ｎｍである。
【００３８】高分子電解質を含有するスラリ組成物は、すでに研磨剤粒子を含有するスラリに高分子電解質を添加して調製することが好ましく、これにより、研磨剤粒子の一部が「その場で」コーティングされる。代替方法によれば、研磨剤粒子の一部をプリコートした後、コーティングされていない残りの研磨剤粒子を含有するスラリと混合する。さらに、研磨剤粒子の一部を前処理して、スラリからの高分子電解質を吸着しやすくすることが望ましい。たとえば、複数の原子価を持つ希土類元素のうち、高い原子価のものの塩、または硝酸第二鉄など、他の酸化剤がこの目的に適している。
【００３９】代替実施例によれば、水に不溶性の重合体を、高分子電解質をコーティングした研磨剤粒子の代わりに、またはこれに加えて、非研磨粒子として使用することができる。適当な剛性有機重合体には、ポリスチレン、ブタジエンゴム、および水に分散する粉末ポリウレタンなどがある。これらの重合体は、形態が１μｍ未満の粉末粒子である。必要があれば、重合体粒子をラウリル硫酸ナトリウムなどの界面活性剤で処理して、親水性にしてもよい。
【００４０】使用する場合、重合体粒子は通常、スラリ中の研磨剤粒子の重量に対して、約５ないし約５０重量％、さらに代表的には約１５ないし約３０重量％、好ましくは約２０重量％含有する。
【００４１】さらに他の実施例では、界面活性剤のミセルを高分子電解質をコーティングした研磨剤粒子の代わりに非研磨粒子として使用することができる。臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）を超える濃度の界面活性剤分子またはイオンは、ミセルと称する凝集体に会合する。水溶液中のミセルにおける界面活性剤の配向は、親水性の分子またはイオンが水に露出するような向きである。ミセルは球形であることが多く、凝集数は２０ないし１００である。たとえばアルミナ・スラリに使用されるためには、ラウリル硫酸ナトリウム界面活性剤を、ＣＭＣを超える濃度、代表的には約０．１ないし約２重量％、好ましくは少なくとも約０．２５重量％で使用する。もちろん、界面活性剤は必要に応じて、陽イオン性でも、陰イオン性でも、非イオン性でもよい。界面活性剤の濃度は、研摩剤の濃度に依存しない。
【００４２】必要があれば、上記の２種類以上の非研磨粒子を混合して使用することもできる。
【００４３】スラリは水性スラリが好ましいが、ポリシロキサン流体、セタンに溶解したポリイソブチレンなどの非水ベースのスラリ、または水性スラリと非水性スラリの混合物も本発明に含まれる。
【００４４】研磨および平坦化のパラメータは、本開示に注目すれば、必要以上に実験を行わなくても当業者は容易に決定することができる。たとえば、研磨パッドおよびウエーハの回転速度は、毎分約１０ないし約１５０回転、圧力は約０．１４ないし約０．７ｋｇｆ／ｃｍ2（約２ないし約１０ｐｓｉ）である。ウエーハの直径は１００ないし３００ｍｍの範囲とすることができる。鏡またはレンズを研磨する場合は、最低限に近い速度を通常使用する。これは、非研磨粒子の増量および（または）低圧を使用することによって達成される。
【００４５】
【実施例】下記の非制限の例は、本発明をさらに詳細に説明するためのものである。
【００４６】比較例１磁気撹拌装置を有する容器に、脱イオン水約４リットルを入れた後、粒径のピークが７５ｎｍ、固形分が６重量％のコロイド状アルミナの水性スラリ約１リットルを入れる。（ＮＨ4）2Ｃｅ（ＮＯ3）6約２１ｇを脱イオン水約１リットルに溶解して上記容器に加える。次に、スラリを少なくとも２０分撹拌すると、アルミナ含有量１重量％のスラリ約６リットルが生成する。セリア塩は酸化剤として機能する。
【００４７】研磨すべきウエーハは、１００μｍ×１００μｍの寸法で、エッチング深さ０．８μｍのワイヤ・ボンディング用パッドを有する。研磨前の表面の断面形状は、表面上に０．８μｍの段差を示し、完全にコンフォーマルに付着していることを示す。これらは平坦化する必要のある段差である。
【００４８】より硬いパッドを使用すると、アルミニウム皮膜を傷つける「黒い砕片」を生成するため、軟質ポリウレタン・パッド、ローデル・コーポレーション（RodelCorporation）のポリテックス（PolytexTM）を使用する。他のメタライゼーション・レベルにスクラッチが生じると、収率が減少する。
【００４９】Ａｌ０．５重量％を含有する厚さ１．１μｍのＣｕ合金皮膜を、ウェステク（Westech）３７２研磨機を使用して、研磨パッドの上に研磨すべきウエーハを置き、０．４２ｋｇｆ／ｃｍ2（６ｐｓｉ）の下向きの力と０．１４ｋｇｆ／ｃｍ2（２ｐｓｉ）の背圧を用いて研磨した。プラテンの回転速度は毎分７５回転、キャリアの回転速度は毎分５０回転とした。スラリの流量は毎分２００ｍｌとした。
【００５０】図５は、アルミニウム合金を除去した後のパッドの表面の断面形状を示す。パターンの隅は丸められているが、段差の高さは同じく０．８μｍで、平坦化は行われなかった。
【００５１】例２磁気撹拌装置を有する容器に、脱イオン水約３リットルを入れた後、粒径のピークが７５ｎｍ、固形分が６重量％のコロイド状アルミナの水性スラリ約１リットルを入れる。（ＮＨ4）2Ｃｅ（ＮＯ3）6約２１ｇを脱イオン水約１リットルに溶解して上記容器に加え、少なくとも２０分撹拌する。次に、６５重量％の分子量２，０００のポリアクリル酸溶液約２０ｍｌをスラリに加え、ポリアクリル酸を計量したメスシリンダを脱イオン水１リットルで洗浄してスラリに加える。このスラリを少なくとも１時間撹拌し、吸着平衡に到達させる。
【００５２】生成するスラリは６リットルで、アルミナ１重量％と、ポリアクリル酸０．２重量％を含有する。セリア塩は酸化剤として機能するほかに、アルミナ研磨剤へのポリアクリル酸の吸着を促進させる。
【００５３】平坦化には、比較例１で使用したパッドより硬いパッドを使用する。このパッドはFreudenberg CompanyからPedroの名称で入手できる。３．８ないし７．５ｃｍ（１．５ないし３インチ）に切断したレイヨン繊維を敷いて作成した不織布のパッドである。次に、アクリル・ブタジエン・ゴムのバインダを繊維上に載せ、バインダを硬化させて所期の粘弾性特性を得る。比較例１で上述したものと同じ研磨条件およびウエーハを使用する。研磨中、黒い砕片は観察されない。研磨によりワイヤ・ボンディング用パッドの周囲からアルミニウム合金を除去した後の、パッドの表面の断面形状を図６に示す。図６は、段差の高さがわずか０．０６μｍで、本発明により従来の技術による０．８μｍから０．０６μｍへと、１桁以上平坦化が改善されたことを示している。
【００５４】比較例３より硬いペドロを使用した以外、比較例１を反復して行う。研磨中、大量の黒い砕片が観察され、アルミニウム皮膜は著しくスクラッチが発生して、マイクロエレクトロニクス用途としては使用不能となる。研磨後の段差の高さは０．２μｍで、ほとんどに適用分野ではまだ大きすぎる。
【００５５】例２を比較例３と比較すると、本発明の有用性がわかる。たとえば、高分子電解質は平坦化を改善するだけでなく、黒い砕片を分散させることにより、より硬いパッドが使用できるようになる。黒い砕片は、研磨により除去されたアルミニウム粒子からなる。これらは表面上に硬質の酸化物を生成し、ウエーハを傷つける。本発明によれば、高分子電解質はこれらの粒子と結合し、これらのスクラッチ生成作用を防止する。事実、例２の方法を第１レベルのメタライゼーションに使用すると、本発明による例２の収率は少なくとも９５％であったが、比較例３の方法を第１レベルのメタライゼーションに使用すると、比較例３の収率は激しいスクラッチのため０％であった。
【００５６】まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
【００５７】（１）研磨剤粒子を含有し、垂直応力効果を示すことを特徴とする研磨用スラリ。
（２）さらに、上記研磨剤粒子に関連する電荷とは異なるイオン性の電荷を有する高分子電解質を含有し、上記高分子電解質の濃度が上記研磨剤粒子に対して約５ないし約５０重量％であることを特徴とする、上記（１）に記載のスラリ。
（３）上記高分子電解質が、酸性基を有することを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（４）上記高分子電解質が、塩基性基を有することを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（５）上記高分子電解質が、高分子両性電解質であることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（６）上記高分子電解質の分子量が、約５００ないし約１０，０００であることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（７）上記高分子電解質が、ポリエチレンイミンであることを特徴とする、上記（６）に記載のスラリ。
（８）上記高分子電解質が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、およびポリマレイン酸からなるグループから選択されたものであることを特徴とする、上記（６）に記載のスラリ。
（９）上記研磨剤粒子の一部が、上記高分子電解質を吸収する能力を強化するための前処理が行われていることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（１０）上記研磨剤粒子の一部が、上記高分子電解質を吸収する能力を強化するのに十分な量の酸化剤により前処理が行われていることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（１１）上記酸化剤が硝酸第二鉄であることを特徴とする、上記（１０）に記載のスラリ。
（１２）さらに、水に不溶性の重合体粒子を含有することを特徴とする、上記（１）に記載のスラリ。
（１３）さらに、界面活性剤ミセルを含有することを特徴とする、上記（１）に記載のスラリ。
（１４）上記研磨剤粒子の粒径が約３０ないし約２００ｎｍであることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（１５）上記研磨剤粒子の粒径が約７５ないし約１００ｎｍであることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（１６）上記研磨剤粒子が、アルミナ、セリア、シリカ、およびジルコニアからなるグループから選択されたものであることを特徴とする、上記（１）に記載のスラリ。
（１７）水性スラリであることを特徴とする、上記（１）に記載のスラリ。
（１８）さらに、複数の原子価を持つ希土類イオンまたはそのコロイド状水酸化物の懸濁液を含有することを特徴とする、上記（１）に記載のスラリ。
（１９）上記研磨剤粒子が、アルミナ、セリア、シリカ、およびジルコニアからなるグループから選択されたものであることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（２０）水性スラリであることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（２１）非水性スラリであることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（２２）上記高分子電解質が、研磨用砕片を分散させることができることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（２３）上記高分子電解質の分子量が、約５００ないし約１０，０００であることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（２４）上記高分子電解質が陽イオン性であり、分子量が約１，０００ないし約５，０００であることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（２５）上記高分子電解質が陽イオン性であり、分子量が約２，０００であることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（２６）さらに、複数の原子価を持つ希土類イオンまたはそのコロイド状水酸化物の懸濁液を含有することを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（２７）上記高分子電解質分子量が約１，０００ないし約５，０００であり、陰イオン性であることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（２８）上記濃度が１５ないし約２５％であることを特徴とする、上記（２）に記載のスラリ。
（２９）研磨剤粒子と、上記研磨剤粒子に関連する電荷とは異なるイオン性の電荷を有する高分子電解質を含有し、上記高分子電解質の濃度が上記研磨剤粒子に対して約５ないし約５０重量％であることを特徴とする、研磨用組成物。
（３０）上記粒子を含有するスラリに上記高分子電解質を添加し、これにより上記研磨剤粒子の一部をその場でコーティングする工程を含む、上記（２）のスラリを調製する方法。
（３１）上記研磨剤粒子の一部をプレコートした後、プレコートした研磨剤粒子を、上記研磨剤粒子の残部のスラリと混合する工程を含む、上記（２）のスラリを調製する方法。
（３２）上記研磨剤粒子の一部を、スラリからの高分子電解質を吸収しやすくするための前処理を行う工程を含む、上記（２）のスラリを調製する方法。
（３３）表面を研磨する方法において、上記表面上に、研磨剤粒子を含有し、垂直応力効果を示すスラリを供給し、上記表面を研磨パッドと接触させることによって平坦化することを特徴とする方法。
（３４）上記研磨パッドが、剛性の研磨パッドであることを特徴とする、上記（３３）に記載の方法。
（３５）表面を研磨する方法において、上記表面上に、研磨剤粒子と、上記研磨剤粒子に関連する電荷とは異なるイオン性の電荷を有する高分子電解質を含有し、上記高分子電解質の濃度が上記研磨剤粒子に対して約５ないし約５０重量％であるスラリを供給し、上記表面を研磨パッドと接触させることによって平坦化することを特徴とする方法。
（３６）上記研磨パッドが、剛性の研磨パッドであることを特徴とする、上記（３５）に記載の方法。
（３７）上記高分子電解質が、さらに研磨用砕片を分散し、これにより上記砕片によるかき傷を減少させることを特徴とする、上記（３５）に記載の方法。
（３８）上記表面が、微細電子回路用ウエーハであることを特徴とする、上記（３５）に記載の方法。
（３９）上記表面が、鏡またはレンズであることを特徴とする、上記（３５）に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】研磨の状態を示すための、円筒状座標系を示す図である。
【図２】σ1（Ｘ）が回転するディスク間のせん断によって、重合体流体中に発生する、第１の垂直応力差を示す図である。
【図３】ウエーハが研磨中上下が反対になる、本発明によるせん断のためコーティングされた粒子とコーティングされない粒子との相対位置を示す図である。
【図４】本発明により達成される平坦化を示す図である。
【図５】本発明によらずに得られた表面の断面形状を示す図である。
【図６】本発明によって得られた表面の断面形状を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】研磨剤粒子、及び、上記研磨剤粒子に関連する電荷とは異なるイオン性の電荷を有する高分子電解質を含有し、上記高分子電解質の分子量が約５００ないし約１０，０００であり、上記高分子電解質の濃度が上記研磨剤粒子に対して約５ないし約５０重量％であることを特徴とする研磨用スラリ組成物。
【請求項２】上記スラリ組成物は、垂直応力効果を示すことをを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】上記高分子電解質が、酸性基を有することを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】上記高分子電解質が、塩基性基を有することを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】上記高分子電解質が、高分子両性電解質であることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】上記高分子電解質が、ポリエチレンイミンであることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】上記高分子電解質が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、およびポリマレイン酸からなるグループから選択されたものであることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】上記研磨剤粒子の一部が、上記高分子電解質を吸着する能力を強化するための前処理が行われていることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】上記研磨剤粒子の一部が、上記高分子電解質を吸着する能力を強化するのに十分な量の酸化剤により前処理が行われていることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】上記酸化剤が硝酸第二鉄であることを特徴とする、請求項９に記載の組成物。
【請求項１１】さらに、水に不溶性の重合体粒子を含有することを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項１２】さらに、界面活性剤ミセルを含有することを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項１３】上記研磨剤粒子の粒径が約３０ないし約２００ｎｍであることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項１４】上記研磨剤粒子が、アルミナ、セリア、シリカ、およびジルコニアからなるグループから選択されたものであることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項１５】水性スラリであることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項１６】さらに、複数の原子価を持つ希土類イオンまたはそのコロイド状水酸化物の懸濁液を含有することを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項１７】非水性スラリであることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項１８】上記濃度が１５ないし約２５％であることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項１９】研磨剤粒子を含有するスラリに上記研磨剤粒子に関連する電荷とは異なるイオン性の電荷を有する高分子電解質を添加し、これにより上記研磨剤粒子の一部をその場でコーティングする工程を含む、スラリ組成物を調製する方法であって、上記高分子電解質の分子量が約５００ないし約１０，０００であり、上記高分子電解質の濃度が上記研磨剤粒子に対して約５ないし約５０重量％であることを特徴とする、方法。
【請求項２０】上記研磨剤粒子の一部を前記高分子電解質でプレコートした後、プレコートした研磨剤粒子を、上記研磨剤粒子の残部のスラリと混合する工程を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】上記研磨剤粒子に上記高分子電解質を吸着しやすくするための前処理を行う工程を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】表面上に、研磨剤粒子及び上記研磨剤粒子に関連する電荷とは異なるイオン性の電荷を有する高分子電解質を含有し、上記高分子電解質の分子量が約５００ないし約１０，０００であり、上記高分子電解質の濃度が上記研磨剤粒子に対して約５ないし約５０重量％であるスラリ組成物を供給し、上記表面を研磨パッドと接触させることによって平坦化することを特徴とする、表面を研磨する方法。
【請求項２３】上記研磨パッドが、剛性の研磨パッドであることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】上記表面が、微細電子回路用ウエーハであることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】上記表面が、鏡またはレンズであることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
【請求項１】研磨剤粒子、及び、上記研磨剤粒子に関連する電荷とは異なるイオン性の電荷を有する高分子電解質を含有し、上記高分子電解質の分子量が約５００ないし約１０，０００であり、上記高分子電解質の濃度が上記研磨剤粒子に対して約５ないし約５０重量％であることを特徴とする研磨用スラリ組成物。
【請求項２】上記スラリ組成物は、垂直応力効果を示すことをを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】上記高分子電解質が、酸性基を有することを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】上記高分子電解質が、塩基性基を有することを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】上記高分子電解質が、高分子両性電解質であることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】上記高分子電解質が、ポリエチレンイミンであることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】上記高分子電解質が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、およびポリマレイン酸からなるグループから選択されたものであることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】上記研磨剤粒子の一部が、上記高分子電解質を吸着する能力を強化するための前処理が行われていることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】上記研磨剤粒子の一部が、上記高分子電解質を吸着する能力を強化するのに十分な量の酸化剤により前処理が行われていることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】上記酸化剤が硝酸第二鉄であることを特徴とする、請求項９に記載の組成物。
【請求項１１】さらに、水に不溶性の重合体粒子を含有することを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項１２】さらに、界面活性剤ミセルを含有することを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項１３】上記研磨剤粒子の粒径が約３０ないし約２００ｎｍであることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項１４】上記研磨剤粒子が、アルミナ、セリア、シリカ、およびジルコニアからなるグループから選択されたものであることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項１５】水性スラリであることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項１６】さらに、複数の原子価を持つ希土類イオンまたはそのコロイド状水酸化物の懸濁液を含有することを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項１７】非水性スラリであることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項１８】上記濃度が１５ないし約２５％であることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項１９】研磨剤粒子を含有するスラリに上記研磨剤粒子に関連する電荷とは異なるイオン性の電荷を有する高分子電解質を添加し、これにより上記研磨剤粒子の一部をその場でコーティングする工程を含む、スラリ組成物を調製する方法であって、上記高分子電解質の分子量が約５００ないし約１０，０００であり、上記高分子電解質の濃度が上記研磨剤粒子に対して約５ないし約５０重量％であることを特徴とする、方法。
【請求項２０】上記研磨剤粒子の一部を前記高分子電解質でプレコートした後、プレコートした研磨剤粒子を、上記研磨剤粒子の残部のスラリと混合する工程を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】上記研磨剤粒子に上記高分子電解質を吸着しやすくするための前処理を行う工程を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】表面上に、研磨剤粒子及び上記研磨剤粒子に関連する電荷とは異なるイオン性の電荷を有する高分子電解質を含有し、上記高分子電解質の分子量が約５００ないし約１０，０００であり、上記高分子電解質の濃度が上記研磨剤粒子に対して約５ないし約５０重量％であるスラリ組成物を供給し、上記表面を研磨パッドと接触させることによって平坦化することを特徴とする、表面を研磨する方法。
【請求項２３】上記研磨パッドが、剛性の研磨パッドであることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】上記表面が、微細電子回路用ウエーハであることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】上記表面が、鏡またはレンズであることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【特許番号】特許第３１３０２７９号（Ｐ３１３０２７９）
【登録日】平成１２年１１月１７日（２０００．１１．１７）
【発行日】平成１３年１月３１日（２００１．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平９−３１５０９３
【出願日】平成９年１１月１７日（１９９７．１１．１７）
【公開番号】特開平１０−１６８４３１
【公開日】平成１０年６月２３日（１９９８．６．２３）
【審査請求日】平成１０年１０月１６日（１９９８．１０．１６）
【出願人】（３９０００９５３１）インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレ−ション (4,084)
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＳＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【参考文献】
【文献】特開 平２−１５８６８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６３−３１８２５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平５−５９３５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平５−９４６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開９６／３８２６２（ＷＯ，Ａ１）
【登録日】平成１２年１１月１７日（２０００．１１．１７）
【発行日】平成１３年１月３１日（２００１．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成９年１１月１７日（１９９７．１１．１７）
【公開番号】特開平１０−１６８４３１
【公開日】平成１０年６月２３日（１９９８．６．２３）
【審査請求日】平成１０年１０月１６日（１９９８．１０．１６）
【出願人】（３９０００９５３１）インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレ−ション (4,084)
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＳＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【参考文献】
【文献】特開 平２−１５８６８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６３−３１８２５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平５−５９３５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平５−９４６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開９６／３８２６２（ＷＯ，Ａ１）
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