ニッケル−リン被覆アルミニウムハードディスクの研磨のための組成物および方法

专利摘要:
本発明は、ヒュームドアルミナ、アルファアルミナ、シリカ、１０〜１０００ｐｐｍのノニオン性界面活性剤、グリシン、アラニン、イミノ二酢酸、およびマレイン酸からなる群から選ばれる０．８質量％〜１．５質量％の添加剤化合物、過酸化水素、場合によっては、殺生物剤、および水、から本質的になる化学機械研磨組成物を提供する。本発明は更に、基材を、研磨パッドおよび、該研磨組成物と接触させること、該研磨パッドおよび該研磨組成物を該基材に対して動かすこと、ならびに該基材の少なくとも一部を削って該基材を研磨すること、を含む基材の化学機械研磨方法を提供する。
公开号:JP2011509836A
申请号:JP2010542268
申请日:2009-01-08
公开日:2011-03-31
发明作者:チンナサンビ，セルバライ パラニサミー；ユン，ピン−ハ；レイス，ブライアン
申请人:キャボット マイクロエレクトロニクス コーポレイション；
IPC主号:B24B37-00

专利说明:

[0001] メモリまたはリジッドディスクの記憶容量の増加についての要望、ならびにメモリまたはリジッドディスクの小型化への傾向（コンピュータ装置内のより小さいハードディスクドライブ（hard drives）のための要求による）は、最大性能を確保するためのこのようなディスクの平坦化もしくは研磨を含む、メモリまたはリジッドディスク製造プロセスの重要性を際立たせ続けている。]
背景技術

[0002] 半導体デバイス製造に関して使用するための、いくつかの化学的機械研磨（ＣＭＰ）組成物および方法があるが、従来のＣＭＰ法もしくは商業的に利用しうるＣＭＰ組成物には、メモリまたはリジッドディスクの平坦化もしくは研磨によく適合するものはほとんどない。]
[0003] 記憶容量の増加への要求が増大するにつれて、そのようなメモリまたはリジッドディスクの改善された研磨方法への必要性も増大して来ている。用語「メモリまたはリジッドディスク」は、電磁気の形式で情報を保持するための、いずれかの磁気ディスク、ハードディスク、リジッドディスク、またはメモリディスクを指している。このメモリまたはリジッドディスクは、通常はニッケル−リンを含む表面を有しているが、しかしながらこのメモリおよびリジッドディスク表面は、いずれかの他の好適な材料を含むことができる。記録密度の向上に伴って、メモリまたはリジッドディスクに対する磁気ヘッドの浮上高さがより低くなることが求められ、ディスクドライブの記録ヘッドとメモリまたはリジッドディスクの表面との距離が減少しているので、メモリまたはリジッドディスクの平坦性は、向上させなければならない。磁気ヘッドのより低い浮上高さを許容するためには、メモリまたはリジッドディスクの表面仕上げの向上が求められる。]
[0004] 磁気ヘッドの浮上高さに影響を及ぼすメモリまたはリジッドディスクの表面特性としては、うねり（waviness）、微小うねり（microwaviness）および表面粗さが挙げられる。うねりまたはそり（warp）は、全体のディスク表面にわたる平坦さからの総偏差である。うねりは、通常は、ディスクは、その非常に薄く、環状の形状の結果としてのそり、およびディスクの形成の間にもたらされる種々の内部応力の影響、を容易に受け易いということによる。ここでは微小うねりと称する、表面偏差の中間的な形態が存在する可能性がある。微小うねりは、回転当たりに２周期よりも多く、そして記録ヘッド長さ当たり３周期未満の頻度を有するディスク表面のゆがみである。ここで用いる微小うねりは、変換ヘッドの長さのオーダーの波長範囲の、ディスク表面のうねりである。最新のヘッド技術を用いると、これらの波長は概ね１０〜５０００ミクロンの範囲にある。低い浮上ヘッド高さでは、微小うねりはエアベアリング共振を生み出す可能性があり、それによってディスクに対するヘッドの間隙の過剰な調整をもたらす可能性がある。表面粗さは、更に小さな波長の表面特性である。微小うねりのためにもたらされる間隙調整は、ディスク表面上のデータの劣悪な重ね書きを生じる可能性があり、そして場合によっては、ヘッドのディスク表面上への衝突すら起こす可能性があり、ディスク表面および／または記録ヘッドへの損傷をもたらす。]
発明が解決しようとする課題

[0005] 従って、当技術分野においては、メモリまたはリジッドディスクの低減された微小うねりを示す研磨組成物および方法への要求が依然としてある。]
課題を解決するための手段

[0006] 本発明は、（ａ）ヒュームドアルミナ、（ｂ）アルファアルミナ、（ｃ）シリカ、（ｄ）１０〜１０００ｐｐｍのノニオン性界面活性剤、（ｅ）グリシン、アラニン、イミノ二酢酸、およびマレイン酸からなる群から選ばれる０．８質量％〜１．５質量％の添加剤化合物、（ｆ）過酸化水素、（ｇ）場合によっては、殺生物剤、および（ｈ）水、から本質的になる化学機械研磨組成物を提供する。本発明は更に、（ｉ）基材を、研磨パッドおよび、（ａ）ヒュームドアルミナ、（ｂ）アルファアルミナ、（ｃ）シリカ、（ｄ）１０〜１０００ｐｐｍのノニオン性界面活性剤、（ｅ）０．８質量％〜１．５質量％の、グリシン、アラニン、イミノ二酢酸、およびマレイン酸からなる群から選ばれる添加剤化合物、（ｆ）過酸化水素、（ｇ）場合によっては、殺生物剤、および（ｈ）水、から本質的になる化学機械研磨組成物と接触させること、（ｉｉ）該研磨パッドおよび該研磨組成物を、該基材に対して動かすこと、ならびに（ｉｉｉ）該基材の少なくとも一部を削って（abrading）該基材を研磨すること、を含む基材の化学機械研磨方法を提供する。]
[0007] 本発明は、（ａ）ヒュームドアルミナ、（ｂ）アルファアルミナ、（ｃ）シリカ、（ｄ）１０〜１０００ｐｐｍのノニオン性界面活性剤、（ｅ）０．８質量％〜１．５質量％の、グリシン、アラニン、イミノ二酢酸、およびマレイン酸からなる群から選ばれる添加剤化合物、（ｆ）過酸化水素、（ｇ）場合によっては殺生物剤、および（ｈ）水、から本質的になる化学機械研磨組成物を提供する。]
発明の効果

[0008] この研摩組成物は、好ましくは金属表面、例えばメモリまたはリジッドディスクの表面の研磨において、低減された微小うねりを可能にする。]
[0009] この研磨組成物は、ヒュームドアルミナ、アルファアルミナおよびシリカの混合物を含んでいる。ヒュームドシリカは、いずれかの好適な揮発性または不揮発性の前駆体から調製することができる。ヒュームドアルミナは、揮発性前駆体から、高温の火炎（Ｈ２／空気またはＨ２／ＣＨ４／空気）中でこの前駆体（例えば、塩化アルミニウム）を加水分解および／または酸化してヒュームドアルミナを生成することによって作ることができる。ヒュームドアルミナは不揮発性前駆体から、この前駆体を好適な溶媒、例えば水、アルコールまたは酸性の溶媒中に溶解もしくは分散することによって調製することができる。この前駆体を含む溶液は、液滴発生器を用いて、高温の火炎中に噴霧することができ、そして次いでアルミナ集合体を収集することができる。典型的な液滴発生器としては、二液噴霧器、高圧スプレーノズル、および超音波噴霧器が挙げられる。]
[0010] ヒュームドアルミナは、酸化アルミニウムの非晶形であり、一方でアルファアルミナは、１４００℃超の高温で形成された、酸化アルミニウムの結晶多形を指している。アルファアルミナは、通常は５０質量％以上のアルファ多形体を含むアルミナを指している。ヒュームドアルミナは、典型的にはアルファアルミナよりもり研摩性ではない。アルミナの両方の形態とも、当技術分野ではよく知られており、そして広範囲な粒子径および表面積で商業的に入手可能である。]
[0011] シリカは、いずれかの好適なシリカの形態であることができる。好ましくは、シリカはコロイド状シリカである。本発明に照らして好適なコロイド状シリカとしては、湿式法型のシリカ粒子、例えば沈降もしくは縮合重合したシリカ粒子が挙げられ、縮合重合したシリカ粒子が好ましい。縮合重合したシリカ粒子は、典型的にはＳｉ(ＯＨ)４を縮合して、１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲の平均粒子径を有する粒子を形成することによって調製される。このような研摩粒子は、米国特許第5,230,833号明細書に従って調製することができ、または種々の商業的に入手可能な製品、例えばAkzo-Nobel Bindzil 50/80製品、およびNalco 1050、2327、および2329製品、ならびにDuPont, Bayer、Applied Research、Nissan Chemical、およびClariantから入手可能な他の同様の製品のいずれかとして得ることができる。]
[0012] 本発明において有用な研摩粒子、すなわちヒュームドアルミナ、アルファアルミナおよびシリカは、好ましくは、これらの粒子を含む研摩剤のそれぞれに特有の平均粒子径を有している。ヒュームドアルミナは、好ましくは、５０ｎｍ以上（例えば、６０ｎｍ以上、または７５ｎｍ以上、または９０ｎｍ以上）の平均粒子径を有している。あるいは、もしくは加えて、ヒュームドアルミナは、好ましくは、２５０ｎｍ以下（例えば、２００ｎｍ以下、または１２５ｎｍ以下）の平均粒子径を有している。好ましくは、ヒュームドアルミナは５０ｎｍ〜２００ｎｍ（例えば７５ｎｍ〜１２５ｎｍ）の平均粒子径を有している。当技術分野でよく知られているように、ヒュームドアルミナは、ヒューミング過程の間に初期に形成された一次粒子の集合体からなっている。この集合体は、通常は機械的力、例えば高せん断混合の下での崩壊に耐性がある。この点に関して、ヒュームドアルミナの平均粒子径は、集合体粒子を取り囲む最も小さい球の直径を指している。]
[0013] アルファアルミナは、好ましくは１００ｎｍ以上（例えば１２５ｎｍ以上、または２５０ｎｍ以上）の粒子径を有している。あるいは、もしくは加えて、このアルファアルミナは、好ましくは１０００ｎｍ以下（例えば、７５０ｎｍ以下、または５００ｎｍ以下）の平均粒子径を有している。好ましくは、アルファアルミナは、１２５ｎｍ〜７５０ｎｍ（例えば２５０ｎｍ〜５００ｎｍ）の粒子径を有している。この点に関して、アルファアルミナの平均粒子径は、この粒子を取り囲む最も小さい球の直径を指している。]
[0014] シリカは、好ましくは、２０ｎｍ以上（例えば、２５ｎｍ以上）の平均粒子径を有している。あるいは、もしくは加えて、このシリカは、好ましくは、１５０ｎｍ以下（例えば１００ｎｍ以下）の平均粒子径を有している。好ましくは、このシリカは、２５ｎｍ〜１００ｎｍ（例えば、３５ｎｍ〜９０ｎｍ）の平均粒子径を有している。湿式法シリカ、例えば縮合重合したシリカは、一次粒子の集合体として存在していることが知られており、この集合体は、機械的な力、例えば高せん断混合の適用からのエネルギー入力に対して通常は安定である。この点に関して、シリカの平均粒子径は、この集合体粒子を取り囲む最少の球の直径を指している。]
[0015] 研磨組成物は、ヒュームドアルミナ、アルファアルミナ、およびシリカの混合物を、いずれかの好適な比率で含むことができる。この研磨組成物は、好ましくは、３質量％以下（例えば、２質量％以下）の、ヒュームドアルミナおよびアルファアルミナの組み合わせを含んでいる。あるいは、もしくは加えて、この研磨組成物は、好ましくは、０．０１質量％以上（例えば、０．０５質量％以上）のヒュームドアルミナ、０．０１質量％以上（例えば、０．０５質量％以上）のアルファアルミナ、および０．０１質量％以上（例えば、０．０５質量％以上）の縮合重合したシリカを含んでいる。好ましくは、この研磨組成物は、２質量％以下（例えば、１．５質量％以下）のヒュームドアルミナ、２質量％以下（例えば、１．５質量％以下）のアルファアルミナ、および１０質量％以下（例えば、５質量％以下）の縮合重合したシリカを含んでいる。より好ましくは、この研磨組成物は、０．２質量％〜１質量％のヒュームドアルミナ、０．１質量％〜１質量％のアルファアルミナ、および０．１質量％〜４質量％（例えば、１質量％〜３質量％）の縮合重合したシリカを含んでいる。]
[0016] 研摩粒子は、好ましくはコロイド状に安定である。用語コロイドは、研摩粒子の水中での懸濁液を指している。コロイド状の安定性は、経時でのこの懸濁液の持続を指している。本発明に照らせば、研摩剤を１００ｍＬの目盛付きシリンダー中に入れて、２時間にわたり攪拌せずに放置させ、目盛付きシリンダーの底部５０ｍＬ中の粒子濃度と（ｇ／ｍＬで［Ｂ］）、目盛付きシリンダーの最上部５０ｍＬ中の粒子濃度またとの間の差を、研摩組成物中の初期の粒子濃度（ｇ／ｍＬで［Ｃ］）で割った値が、０．５以下（すなわち、｛［Ｂ］−［Ｔ］｝／［Ｃ］≦０．５）である場合に、コロイド状で安定であると考えられる。より好ましくは、［Ｂ］−［Ｔ］／［Ｃ］の値は、０．３以下、そして最も好ましくは０．１以下である。]
[0017] 研磨組成物は、ノニオン性界面活性剤を含んでいる。金属表面の研磨においては、通常は、端部は、研磨用具からのより大きな下方に働く力を経験する。研摩は、部分的には、表面に適用される圧力の作用であるので、金属の端部は、表面の残部に対して、より速い速度の金属侵食を経験する。このような金属表面の不均質な研磨は、端部の侵食をもたらし、このことは当技術分野において摩擦落ち（rub-off）またはダブオフ（dub-off）として知られている。いずれかの特別な理論に拘束されることは望まないが、ノニオン性界面活性剤は、金属表面上に吸着され、そして潤滑膜を形成し、これが、金属表面の研磨において観察される端部研磨の量を低減すると信じられる。]
[0018] 典型的には、研磨組成物中に存在するノニオン性界面活性剤の量は、好ましくは１０ｐｐｍ以上（例えば、２５ｐｐｍ以上、または５０ｐｐｍ以上）である。あるいは、もしくは加えて、研磨組成物中に存在するノニオン性界面活性剤の量は、好ましくは１０００ｐｐｍ以下（例えば、８００ｐｐｍ以下、または６００ｐｐｍ以下、または４００ｐｐｍ以下、または更に１５０ｐｐｍ以下）である。好ましくは、ノニオン性界面活性剤の量は２５ｐｐｍ〜４００ｐｐｍ（例えば、５０ｐｐｍ〜１５０ｐｐｍ）である。ノニオン性界面活性剤の量が少な過ぎた場合には、ノニオン性界面活性剤を添加しても何も利点が観察されない。ノニオン性界面活性剤の量が過剰であれば、その場合には、摩擦落ち（rub-off）への有害な効果が観察される。]
[0019] ノニオン性界面活性剤は、いずれかの好適なノニオン性界面活性剤であることができる。好適なノニオン性界面活性剤としては、シロキサン単位、エチレンオキシド単位、およびプロピレンオキシド単位を含む共重合体界面活性剤が挙げられる。前記の共重合体界面活性剤の構造は、線状、ペンダント、またはトリシロキサン型であることができる。このような共重合体界面活性剤の好ましい例は、ペンダント構造を有する界面活性剤の一群のSILWET（登録商標）の一員として商業的に入手できる。シロキサン単位、エチレンオキシド単位、およびプロピレンオキシド単位を含む共重合体界面活性剤は、いずれかの好適な分子量または構造を有していることができる。SIL WET（登録商標）界面活性剤の特に好ましい例としては、GE Advanced Materials（Wilton、コネチカット州）から商業的に入手可能な、SILWET（登録商標）L7622、L77、SILWET（登録商標）L7200、およびSILWET（登録商標）L7602が挙げられるが、これらには限定されない。]
[0020] 研磨組成物は、グリシン、アラニン、イミド二酢酸、マレイン酸、それらの塩、およびそれらの組み合わせからなる群から選ばれる添加剤化合物を含んでいる。典型的には、研磨組成物は、０，８質量％以上（例えば、０．９質量％以上、または１質量％以上、または１．１質量％以上）の添加剤化合物を含んでいる。好ましくは、研磨組成物は、１．５質量％以下（例えば、１．４質量％以下、または１．３質量％以下、または１．２質量％以下）の添加剤化合物を含んでいる。この添加剤化合物の量が少な過ぎるか、または多過ぎる場合には、研磨組成物は、メモリまたはリジッドディスクの表面を研磨するのに用いられた場合、特にメモリまたはリジッドディスクの表面がニッケル−リンを含む場合に、低減された微小うねりを与えない。]
[0021] 研磨組成物は、いずれかの好適なｐＨを有していることができる。好ましくは、研磨組成物は、７以下（例えば、６以下）のｐＨを有しているであろう。好ましくは、研磨組成物は、１以上（例えば、２以上）のｐＨを有しているであろう。より好ましくは、研磨組成物は２〜５のｐＨを有しているであろう。]
[0022] 研磨組成物のｐＨは、いずれかの好適な方法によって達成および／または維持することができる。より具体的には、研磨組成物は、更にｐＨ調整剤、ｐＨ緩衝剤、またはそれらの組み合わせを含むことができる。ｐＨ調整剤は、いずれかの好適なｐＨ調整化合物であることができる。例えば、ｐＨ調整剤は、硝酸、水酸化カリウム、またはそれらの組み合わせであることができる。ｐＨ緩衝剤は、いずれかの好適な緩衝剤であることができ、例えば、リン酸塩、硫酸塩、酢酸塩、ホウ酸塩、アンモニウム塩などである。研磨組成物は、いずれかの量のｐＨ調整剤および／またはｐＨ緩衝剤を含むことができるが、但し、緩衝剤の好適な量が、研磨組成物のｐＨを上記で説明した範囲内に収める、および／または維持するように用いられる。]
[0023] 研磨組成物は更に、過酸化水素を含んでいる。研磨組成物は、典型的には１０質量％以下（例えば、８質量％以下、または６質量％以下）の過酸化水素を含んでいる。研磨組成物は、好ましくは０．１質量％以上（例えば、０．５質量％以上、または１質量％以上）の過酸化水素を含んでいる。過酸化水素の量は、研磨組成物中に存在している過酸化水素それ自身の量を指している。過酸化水素は、種々の濃度、例えば３０質量％、３５質量％、および５０質量％の水溶液として、商業的に入手可能である。従って、研磨組成物の調製において用いられる過酸化水素の水溶液の量は、ここで説明した範囲内の過酸化水素の量を与えるのに十分でなければならない。]
[0024] 研磨組成物は、場合によっては更に、殺生物剤を含んでいる。殺生物剤は、いずれかの好適な殺生物剤、例えばイソチアゾリノン殺生物剤であることができる。研磨組成物中で用いられる殺生物剤の量は、典型的には１ｐｐｍ〜５００ｐｐｍであり、そして好ましくは１０ｐｐｍ〜２００ｐｐｍである。]
[0025] 研磨組成物は、いずれかの好適な技術によって調製することができ、それらの多くは当業者には知られている。研磨組成物は、バッチ法、または連続法で調製することができる。通常は、研磨組成物は、その成分をいずれかの順番で混合することによって調製することができる。ここで用いられる用語「成分」は、個別の成分（例えば、ヒュームドアルミナ、アルファアルミナ、シリカ、添加剤化合物、ノニオン性界面活性剤など）ならびに成分（例えば、ヒュームドアルミナ、アルファアルミナ、シリカ、添加剤化合物、ノニオン性界面活性剤、過酸化水素、任意成分の殺生物剤など）のいずれかの組み合わせを含んでいる。]
[0026] 例えば、ヒュームドアルミナ、アルファアルミナ、およびシリカは、水中に分散することができる。ノニオン性界面活性剤、添加剤化合物、および任意成分の殺生物剤は、次いで、これらの成分を研磨組成粒中に混合することができるいずれかの方法によって、加え、そして混合することができる。過酸化水素は、研磨組成物の調製の間のいずれかの時間に加えることができる。研磨組成物は、１種または２種以上の成分、例えば過酸化水素を、使用の直前（例えば、使用の１分間以内、または使用の１時間以内、または使用の７日間以内）に、研磨組成物に加えて、使用の前に調製することができる。また、研磨組成物は、研磨操作の間に、基材の表面で、これらの成分を混合することによって調製することができる。]
[0027] 研磨組成物は、ヒュームドアルミナ、アルファアルミナ、シリカ、ノニオン性界面活性剤、添加剤化合物、任意成分の殺生物剤、および水を含む、ワンパッケージ系として供給することができる。あるいは、ヒュームドアルミナ、アルファアルミナ、およびシリカは、第１の容器中で水中の分散液として供給することができ、そしてノニオン性界面活性剤、添加剤化合物、および任意成分の殺生物剤は、第２の容器中で、乾燥形態でも、または水中の溶液もしくは分散液のいずれかとして供給することができる。更に、第１または第２の容器中のこれらの成分は、乾燥形態であり、一方で他の容器中の成分は水性の分散液の形態にあることができる。更に、第１および第２の容器中の成分は、異なるｐＨ値を有し、あるいは実質的に同一の、もしくは更には同一のｐＨ値を有していることが好ましい。過酸化水素は、好ましくは研磨組成物の他の成分とは別個に供給され、そして例えば、最終使用者によって、使用の直前（例えば、使用前の１週間以内、使用前の１日以内、使用前の１時間以内、使用前の１０分間以内、使用前の１分間以内）に、研磨組成物の他の成分と一体化される。他の２容器、または３もしくは４以上の容器、研磨組成物の成分の組み合わせは、当業者の知識の範囲内である。]
[0028] また、本発明の研磨組成物は、濃縮液として供給することができ、濃縮液は、使用の前に適切な量の水で希釈することを意図している。このような態様では、研磨組成物濃縮液は、ヒュームドアルミナ、アルファアルミナ、シリカ、ノニオン性界面活性剤、添加剤化合物、任意成分の殺生物剤、および水を、適切な量の水でこの濃縮液を希釈することによって、研磨組成物のそれぞれの成分が、研磨組成物中に、上記に列挙したそれぞれの成分についての適切な範囲内の量で存在することになるように、含むことができる。例えば、ヒュームドアルミナ、アルファアルミナ、シリカ、ノニオン性界面活性剤、添加剤化合物、および任意成分の殺生物剤は、それぞれの成分について上記で列挙した濃度の２倍（例えば、３倍、４倍、または５倍）の量の濃度で、それぞれ存在することができ、それ故、この濃縮液が同体積の（例えば、それぞれ、同体積の２倍の水、同体積の３倍の水、または同体積の４倍の水）で希釈されたときに、それぞれの成分が、それぞれの成分について、上記で説明した範囲内の量で研磨組成物中に存在するようになる。更に、当業者には理解されるであろうように、ノニオン性界面活性剤、添加剤化合物、および任意成分の殺生物剤が、この濃縮液中に、少なくとも部分的にもしくは完全に溶解することを確実にするために、この濃縮液は、最終的な研磨組成物中に存在する水の適当な部分を含むことができる。]
[0029] 研磨組成物は、使用のかなり前、または直前にでも調製することができる一方で、研磨組成物はまた、研磨組成物の成分を、使用の箇所で、または使用の箇所の近傍で、混合することによって生成することができる。ここで用いられる用語「使用の箇所」は、研磨組成物が基材表面に適用される箇所（例えば、研磨パッドまたは基材表面そのもの）を指す。研磨組成物が、使用の箇所での混合を用いて生成される場合には、研磨組成物のこれらの成分は、２つまたは３つ以上の貯蔵装置中に別々に貯蔵されている。]
[0030] 研磨組成物を、使用の箇所で、または使用の箇所の近傍で生成するように、貯蔵装置中に収容された成分を混合するためには、この貯蔵装置は、典型的には、それぞれの貯蔵装置から研磨組成物の使用の箇所（例えば、テーブル（platen）、研磨パッド、または基材表面）にまで導く１つまたは２つ以上の流動経路を与えられている。用語「流動経路」は、個々の貯蔵容器からの、その中に貯蔵されている成分の、使用の箇所への流路を意味している。１つまたは２つ以上の流動経路は、それぞれ直接に使用の箇所に導くことができるが、または２つ以上の流動経路が用いられる場合には、２つまたは３つ以上の流動経路は、いずれかの箇所で一体化されて、使用の箇所に導く単一の流動経路となることができる。更に、１つまたは２つ以上の流動経路のいずれか（例えば、個々の流動経路または一体化された流動経路）は、その成分の使用の箇所に到達する前に、先ず１つまたは２つ以上の他の装置（例えば、ポンプ装置、計量装置、混合装置など）へと導くことができる。]
[0031] 研磨組成物の成分は、使用の箇所に独立して供給することができ（例えば、これらの成分は基材表面に供給され、そこでこれらの成分は、研磨過程の間に混合される）、またはこれらの成分は使用の箇所に供給する前に、直ちに一体化することができる。もしも、成分が使用の箇所に到達する１０秒未満の前に、好ましくは使用の箇所に到達する５秒未満の前に、より好ましくは使用の箇所に到達する１秒未満の前に、またはこれらの成分が使用の箇所に供給されるのと同時に（例えば、これらの成分が分配装置で一体化される）、一体化されたならば、成分は「使用の箇所に供給される前に直ちに」一体化されている。また、もしも、これらの成分が使用の箇所の５ｍ以内で、例えば使用の箇所の１ｍ以内で、または更に使用の箇所の１０ｃｍ以内で（例えば、使用の箇所の１ｃｍ以内で）一体化されたならば、成分は「使用の箇所に供給される前に直ちに」一体化されている。]
[0032] 研磨組成物の２種または３種以上の成分が、使用の箇所に到達する前に一体化される場合には、この組成物は流動経路中で一体化されてよく、そして混合装置を用いることなく、使用の箇所に供給することができる。あるいは、２種もしくは３種以上の組成物の一体化を促進するために、１つまたは２つ以上の流動経路が、混合装置へと導くこともできる。いずれかの好適な混合装置を用いることができる。例えば、混合装置はノズルまたは噴射（jet）（例えば、高圧ノズルまたは噴射）であることができ、これを通して２種または３種以上の成分が流動する。あるいは、混合装置は、容器型の混合装置であることができ、１つまたは２つ以上の入口を含み、これによって研磨スラリーの２種または３種以上の成分を混合器へと導入することができ、そして少なくとも１つの出口を含み、これを通して混合された成分が混合器を出て、直接に、もしくはこの装置の他の要素を経由して（例えば、１つまたは２つ以上の流動経路を経由して）のいずれかで、使用の箇所に供給される。更に、混合装置は１つ以上のチャンバーを含むことができ、それぞれのチャンバーは、少なくとも１つの入口と少なくとも１つの出口を有しており、２種または３種以上の成分はそれぞれのチャンバー中で一体化される。もしも、容器型の混合装置が用いられるならば、この混合装置は好ましくは、これらの成分の一体化を更に促進するために混合機構を含んでいる。混合機構は、当技術分野で一般に知られており、そして攪拌機（stirrers）、混合機、攪拌機（agitators）、パドル邪魔板、ガススパージャー装置、振動器などが挙げられる。]
[0033] 本発明は、更に、（ｉ）基材を、研磨パッドおよびここに記載した研磨組成物を接触させること、（ｉｉ）この研磨パッドを、この基材に対して、それらの間にこの研磨組成物を備えて動かすこと、および（ｉｉｉ）この基材の少なくとも一部を削って、この基材を研磨すること、を含む基材の化学機械研磨方法を提供する。]
[0034] 本発明の方法を用いて研磨される基材は、いずれかの好適な基材であることができる。好ましい基材は、少なくとも１層の金属層を含んでいる。好ましい基材としては、メモリまたはリジッドディスク、集積回路、金属、層間誘電体（ＩＬＤ）装置、半導体、微小電子機械システム、強誘電体、および磁気ヘッドが挙げられるが、これらには限定されない。]
[0035] 金属層は、いずれかの好適な金属を含むことができる。例えば、この金属層は、銅、タンタル、チタン、タングステン、アルミニウム、ニッケル、ニッケル−リン、それらの組み合わせ、およびそれらの合金を含むことができる。特に好適な金属基材は、ニッケル−リン被覆アルミニウムを含んでいる。]
[0036] 本発明の研磨方法は、化学機械研磨（ＣＭＰ）装置と共に用いるのに特に好適である。典型的には、この装置は、テーブル（platen）（これは、使用の際には、動いており、そして、軌道を描く、直線の、または円形の動きからもたらされる速度を有している）、このテーブルと接触しており、そして動くときはこのテーブルと共に動く研磨パッド、および研磨パッドの表面に対して、接触させ、そして動かすことによって、研磨される基材を保持する支持体、を含んでいる。この基材の研磨は、この基材を研磨パッドと本発明の研磨組成物とに接触させ、そして次いでこの研磨パッドを基材に対して動かして、この基材の少なくとも一部を削って、この基材を研磨することによって起こる。]
[0037] 基材は、いずれかの好適な研摩パッド（例えば、研摩表面）を備えた、この化学機械研摩組成物で、平坦化する、または研摩することができる。好適な研摩パッドとしては、例えば織布のおよび不織の研摩パッドが挙げられる。更に、好適な研摩パッドは、種々の密度、硬度、厚さ、圧縮性、圧縮されて元に戻る能力、および圧縮弾性率の、いずれかのポリマーを含むことができる。好適なポリマーとしては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、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、それらの共形成された（coformed）製品、およびそれらの混合物が挙げられる。]
[0038] 好ましくは、ＣＭＰ装置は更に、その場での、研磨の終点の検出システムを含むことができ、これらの多くが当技術分野で知られている。ワークピースの表面から反射される光または他の輻射線を解析することによって研磨過程を検査し、そして監視する技術は、当技術分野で知られている。このような方法は、例えば米国特許第5,196,353号明細書、第5,433,651号明細書、第5,609,511号明細書、第5,643,046号明細書、第5,658,183号明細書、第5,730,642号明細書、第5,838,447号明細書、第5,872,633号明細書、第5,893,796号明細書、第5,949,927号明細書および第5,964,643号明細書中に記載されている。好ましくは、研磨されているワークピースについての研磨課程の進行の検査または監視は、研磨の終点、すなわち特定のワークピースについて研磨課程を何時停止するか、の決定を可能にする。]
[0039] 基材の微小うねりは、いずれかの好適な技術を用いて測定することができる。基材の微小うねりを測定するための好適な技術の例としては、光学的方法、例えばZygo Corp.（Middlefield、コネチカット州）から入手可能な機器を用いた、例えば入射干渉分光法が挙げられる。更に、微小うねりは、表面粗さと線形的に相関しており、表面粗さは、光学的または物理的技術を用いて測定することができる。表面粗さを測定する好適な技術としては、物理的技術、例えば表面形状測定法（profilometry）が挙げられ、これは触針を用いており、この触針は基材の表面と接触し、そして基材の表面を移動する。この触針の参照点からのずれが、例えばVeeco Instruments, Inc.（Woodbury、ニューヨーク州）から入手可能な機器を用いて、基材上の位置の関数として記録され、そして結果として得たデータは表面粗さを決めるために用いられる。表面粗さの値は、基材の微小うねりを計算するのに用いられる。]
[0040] 下記の例は、本発明を更に説明するが、しかしながら、もちろんのこと、本発明の範囲を限定するとは決して解釈されてはならない。]
[0041] 例１
この例は、ニッケル−リン被覆アルミニウムメモリディスクを含むそれぞれの基材の研磨における、本発明の研磨組成物によって生成される微小うねりへの、グリシンの影響を示している。]
[0042] ニッケル−リン被覆アルミニウムメモリディスクを含む３つのそれぞれの基材を、３種の異なった研磨組成物で別個に研磨した。それぞれの研磨組成物は、０．２質量％の、１００ｎｍの平均粒子径を備えたヒュームドアルミナ、０．８質量％の、３５０ｎｍの平均粒子径を備えたアルファアルミナ、３．０質量％のBindzil 50/80シリカ、１０８ｐｐｍのSILWET（登録商標）L-7200ノニオン性界面活性剤、添加剤化合物、および１．２質量％の過酸化水素を、２．４のｐＨで含んでいる。研磨組成物１Ａ（比較）は、添加剤化合物として０．４質量％のグリシンを含んでいる。研磨組成物１Ｂ（発明）は、添加剤化合物として０．８質量％のグリシンを含んでいる。研磨組成物１Ｃ（発明）は、添加剤化合物として１．２質量％のグリシンを含んでいる。]
[0043] 研磨の後に、それぞれの基材の微小うねりを測定し、そしてその結果を表１中にまとめた。]
[0044] ]
[0045] 表１中に記載された結果から明らかなように、研磨組成物中で、グリシンの量を０．４質量％から０．８質量％そして１．２質量％へと増加すると、研磨された基材の微小うねりが、それぞれ約９．２％および１２％減少する結果となる。]
[0046] 例２
この例は、ニッケル−リン被覆アルミニウムメモリディスクを含むそれぞれの基材の研磨において、従来技術の研磨組成物に比べた、本発明の研磨組成物の使用によって生成される低減された微小うねりを示している。]
[0047] ニッケル−リン被覆アルミニウムメモリディスクを含む３つのそれぞれの基材を、３種の異なった研磨組成物で別個に研磨した。それぞれの研磨組成物は、０．２質量％の、１００ｎｍの平均粒子径を備えたヒュームドアルミナ、０．８質量％の、３５０ｎｍの平均粒子径を備えたアルファアルミナ、３．０質量％のBindzil 50/80シリカ、１０８ｐｐｍのSILWET（登録商標）L-7200ノニオン性界面活性剤、添加剤化合物、および１．２質量％の過酸化水素を、２．４のｐＨで含んでいる。研磨組成物２Ａ（比較）は、添加剤化合物として０．８質量％の酒石酸を含んでいる。研磨組成物２Ｂ（発明）は、添加剤化合物として１．２質量％のグリシンを含んでいる。研磨組成物２Ｃ（発明）は、添加剤化合物として０．８質量％のアラニンを含んでいる。研磨組成物２Ｄ（発明）は、添加剤化合物として１．４質量％のアラニンを含んでいる。]
[0048] 研磨の後に、それぞれの基材の微小うねりを測定し、そしてその結果を表２中にまとめた。]
[0049] ]
[0050] 表２中に記載された結果から明らかなように、グリシンまたはアラニンを含む本発明の研磨組成物の使用は、酒石酸を含む比較の研磨組成物で観察される微小うねりよりも、約８．４％〜１３％小さい、研磨された基材中の微小うねりを生成した。更に、１．４質量％のアラニンを含む研磨組成物２Ｄで研磨した基材は、０．８質量％のアラニンを含む研磨組成物２Ｃで研磨した基材よりも、約５．０％大きな微小うねりを示した。]
[0051] この例は、ニッケル−リン被覆アルミニウムメモリディスクを含むそれぞれの基材の研磨において、従来技術の研磨組成物に比べた、本発明の研磨組成物の使用によって生成される低減された微小うねりを示している。]
[0052] ニッケル−リン被覆アルミニウムメモリディスクを含む同様の基材を、６つの異なる研磨組成物で、連続した順番で、別個に研磨した。それぞれの研磨組成物は、０．２質量％の、１００ｎｍの平均粒子径を備えたヒュームドアルミナ、０．８質量％の、３５０ｎｍの平均粒子径を備えたアルファアルミナ、３．０質量％のBindzil 50/80シリカ、１４４ｐｐｍのSILWET（登録商標）L-7200ノニオン性界面活性剤、添加剤化合物、および１．２質量％の過酸化水素を、２．４のｐＨで含んでいる。研磨組成物２Ａ（比較）は、添加剤化合物として０．８質量％の酒石酸を含んでいる。研磨組成物２Ｂ（発明）は、添加剤化合物として１．２質量％のグリシンを含んでいる。研磨組成物２Ｃ（発明）は、添加剤化合物として０．８質量％のマレイン酸を含んでいる。研磨組成物２Ｄ（発明）は、添加剤化合物として１．２質量％のマレイン酸を含んでいる。研磨組成物２Ｅ（発明）は、添加剤化合物として０．８質量％のイミノ二酢酸を含んでいる。研磨組成物２Ｆ（発明）は、添加剤化合物として１．２質量％のイミノ二酢酸を含んでいる。]
[0053] それぞれの基材は、同様の研磨パッドおよび同様の研磨パラメータを用いて研磨した。研磨実験の実施の順番は、表３中に記載してある。研磨組成物３Ａは、実施の順番の対照となるように、３回用いた。それぞれの研磨実験の後に、基材の微小うねりを測定し、そしてその結果を表３中にまとめた。]
[0054] ]
実施例

[0055] 表３中に記載された結果から明らかように、酒石酸を含む比較の研磨組成物を用いて生成された、研磨された基材中の微小うねりは、同じ研磨パッドを用いた研磨実験の合計数が増えるに連れて、減少した。１．２質量％のグリシンを含む研磨組成物３Ｂで研磨した基材は、比較の研磨組成物３Ａで観察された中で最も少ない微小うねりよりも、約７％小さい微小うねりを示した。０．８質量％のマレイン酸を含む研磨組成物３Ｃ、および１．２質量％のマレイン酸を含む研磨組成物３Ｄで研磨した基材は、比較の研磨組成物３Ａで観察された中で最も少ない微小うねりよりも、それぞれ約６％および５．３％小さい微小うねりを示した。０．８質量％のイミノ二酢酸を含む研磨組成物３Ｅ、および１．２質量％のイミノ二酢酸を含む研磨組成物３Ｆで研磨した基材は、比較の研磨組成物３Ａで観察された中で最も少ない微小うねりよりも、約１５％小さい微小うねりを示した。]

权利要求:

請求項1
（ａ）ヒュームドアルミナ、（ｂ）アルファアルミナ、（ｃ）シリカ、（ｄ）１０〜１０００ｐｐｍのノニオン性界面活性剤、（ｅ）０．８質量％〜１．５質量％の、グリシン、アラニン、イミノ二酢酸、およびマレイン酸からなる群から選ばれる添加剤化合物、（ｆ）過酸化水素、（ｇ）場合によっては殺生物剤、および（ｈ）水、から本質的になる化学機械研研磨組成物。
請求項2
前記の研磨組成物が、０．２〜１質量％のヒュームドアルミナ、０．１〜１質量％のアルファアルミナ、および０．１〜４質量％のシリカを含んでいる、請求項１記載の研磨組成物。
請求項3
前記のヒュームドアルミナが、７５〜１２５ｎｍの平均粒子径を有し、前記のアルファアルミナが２５０〜５００ｎｍの平均粒子径を有し、そして前記のシリカが２５〜１００ｎｍの平均粒子径を有する、請求項１記載の研磨組成物。
請求項4
前記のノニオン性界面活性剤が、シロキサン単位、エチレンオキシド単位、およびプロピレンオキシド単位を含む共重合体界面活性剤である、請求項１記載の研磨組成物。
請求項5
前記の研磨組成物が、５０〜１５０ｐｐｍの前記のノニオン性界面活性剤を含む、請求項１記載の研磨組成物。
請求項6
前記の研磨組成物が、１〜３質量％の過酸化水素を含む、請求項１記載の研磨組成物。
請求項7
前記の研磨組成物が、２〜５のｐＨを有する、請求項１記載の研磨組成物。
請求項8
前記の研磨組成物が、２〜４のｐＨを有する、請求項７記載の研磨組成物。
請求項9
（ｉ）基材を、研磨パッドおよび、（ａ）ヒュームドアルミナ、（ｂ）アルファアルミナ、（ｃ）シリカ、（ｄ）１０〜１０００ｐｐｍのノニオン性界面活性剤、（ｅ）０．８質量％〜１．５質量％の、グリシン、アラニン、イミノ二酢酸、およびマレイン酸からなる群から選ばれる添加剤化合物、（ｆ）過酸化水素、（ｇ）場合によっては、殺生物剤、および（ｈ）水、から本質的になる化学機械研磨組成物と接触させること、（ｉｉ）該研磨パッドおよび該研磨組成物を、該基材に対して動かすこと、ならびに（ｉｉｉ）該基材の少なくとも一部を削って該基材を研磨すること、を含む基材の化学機械研磨方法。
請求項10
前記の研磨組成物が、０．２〜１質量％のヒュームドアルミナ、０．１〜１質量％のアルファアルミナ、および０．１〜４質量％のシリカを含む、請求項９記載の方法。
請求項11
前記のヒュームドアルミナが、７５〜１２５ｎｍの平均粒子径を有し、前記のアルファアルミナが２５０〜５００ｎｍの平均粒子径を有し、そして前記のシリカが２５〜１００ｎｍの平均粒子径を有する、請求項９記載の方法。
請求項12
前記のノニオン性界面活性剤が、シロキサン単位、エチレンオキシド単位、およびプロピレンオキシド単位を含む共重合体界面活性剤である、請求項９記載の方法。
請求項13
前記の研磨組成物が、５０〜１５０ｐｐｍのノニオン性界面活性剤を含む、請求項９記載の方法。
請求項14
前記の研磨組成物が、１〜３質量％の過酸化水素を含む、請求項９記載の方法。
請求項15
前記の研磨組成物が、２〜５のｐＨを有する、請求項９記載の方法。
請求項16
前記の研磨組成物が、２〜４のｐＨを有する、請求項１５記載の方法。
請求項17
前記の基材が、ニッケル−リン被覆アルミニウムを含み、そして該ニッケル−リンの少なくとも一部が削られて基材が研磨される、請求項９記載の方法。