(57)【要約】【課題】アルミニウム等の金属膜と酸化ケイ素のＣＭＰに際して、重金属による汚染や、スクラッチがなく、アルミニウム等の金属膜の研磨速度が速く、１以上の選択比を得ることができる研磨液、その貯蔵液及びこれらを用いた研磨方法を提供する。【解決手段】少なくともアルミニウムを含む金属膜と、酸化ケイ素を含む絶縁膜とを有する基体の化学機械研磨に用いられる研磨液であり、水と、コロイダルシリカと、リン酸及びリン酸塩からなる群から選択される少なくとも一種と、下記ａ及びｂからなる群から選択される少なくとも一種の含窒素化合物とを含み、該含窒素化合物の含有量が１質量％以下であり、ｐＨが２．０〜４．０である研磨液。  ａ：ベンゾトリアゾール及びその誘導体  ｂ：脂肪族１〜３級アミン【選択図】図１
2015225882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともアルミニウムを含む金属膜と、酸化ケイ素を含む絶縁膜とを有する基体の化学機械研磨に用いられる研磨液であり、水と、コロイダルシリカと、リン酸及びリン酸塩からなる群から選択される少なくとも一種と、下記ａ及びｂからなる群から選択される少なくとも一種の含窒素化合物とを含み、該含窒素化合物の含有量が１質量％以下であり、ｐＨが２．０〜４．０である研磨液。
ａ：ベンゾトリアゾール及びその誘導体
ｂ：脂肪族１〜３級アミン
【請求項２】
前記コロイダルシリカの平均粒径が１０〜１００ｎｍの範囲である請求項１に記載の研磨液。
【請求項３】
希釈することにより請求項１又は２に記載の研磨液を得るための貯蔵液。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の研磨液を用いて、少なくともアルミニウムを含む金属膜と、酸化ケイ素を含む絶縁膜とを有する基体を研磨する工程を備える研磨方法。
【請求項５】
請求項３に記載の貯蔵液を希釈し研磨液を得る工程、及び、該研磨液を用いて、少なくともアルミニウムを含む金属膜と、酸化ケイ素を含む絶縁膜とを有する基体を研磨する工程を備える研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体集積回路の製造工程において用いられるＣＭＰ用研磨液、貯蔵液及びそれを用いた研磨方法に関する。より詳細には半導体基板におけるメタルゲート電極形成に好適に使用できる研磨液、貯蔵液、及びそれを用いた研磨方法に関し、特に、アルミニウムからなるメタルゲート電極層を有する半導体基板をＣＭＰ（化学機械研磨）により研磨するための研磨液、貯蔵液及びそれを用いた研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ：Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）の高性能化のために、従来のシリコン酸化膜よりも比誘電率の高い金属酸化物（ｈｉｇｈ−Ｋ）材料をゲート絶縁膜に採用し、且つ、従来のポリシリコン膜に代えてアルミニウム等の金属材料をゲート電極に採用したｈｉｇｈ−Ｋメタルゲート構造を備えたトランジスタの開発が進められている。
【０００３】
メタルゲート電極を有するＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）の製造方法には、大きく分けて二つの方法がある。
【０００４】
第１の方法はゲートファースト法とよばれ、シリコン基板上にゲート絶縁膜となるｈｉｇｈ−Ｋ誘電体膜を隔ててゲート電極となる金属膜を堆積し、更に前記金属膜をパターニングした後、イオン注入法によりソース及びドレイン領域を形成する方法である。
【０００５】
しかし、この第１の方法では、ソース及びドレイン領域にイオン注入された不純物元素を活性化する熱処理の際に、すでに形成されているメタルゲート電極とゲート絶縁膜とが反応して、ＭＯＳＦＥＴの電気特性が変化する問題が発生してしまう。
【０００６】
第２の方法はゲートラスト法とよばれ、いったん通常のＭＯＳＦＥＴの製造方法と同じく、シリコン基板上にシリコン熱酸化膜等よりなる仮のゲート絶縁膜を介してポリシリコンよりなる仮のゲート電極を形成し、ソース及びドレイン領域のイオン注入及び熱活性化を行う方法である。
【０００７】
この方法では、その後、前記シリコン基板上において仮のゲート電極を絶縁膜中に埋め込み、前記絶縁膜を化学機械研磨（ＣＭＰ）法により研磨して前記仮のゲート電極を露出し、更に露出した仮のゲート電極及びその下の仮のゲート絶縁膜をウェットエッチングにより除去する。更に前記ウェットエッチングにより前記絶縁膜中に形成された凹部の内壁及び底面に沿ってｈｉｇｈ−Ｋ誘電体膜を形成し、前記ｈｉｇｈ−Ｋ誘電体膜を介して前記凹部をアルミニウム等の金属膜で充填し、その後、前記アルミニウム等の金属膜をＣＭＰ法により、前記絶縁膜表面が露出するまで研磨する。これにより、前記凹部をｈｉｇｈ−Ｋ誘電体膜を介して充填するメタルゲート電極が形成され、前記ｈｉｇｈ−Ｋ誘電体膜は前記メタルゲート電極の下においてゲート絶縁膜を構成する。
【０００８】
このようなゲートラスト法においては、メタルゲート電極として用いられる金属（アルミニウム等）のＣＭＰプロセスが必要になる。酸化ケイ素（ＳｉＯ２）は、絶縁膜として用いられ、また、前記金属のＣＭＰプロセスにおいて、研磨停止層として機能する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２６５１６１号公報
【特許文献２】特開平１０−１５８６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このようなアルミニウム等の金属膜をＣＭＰで研磨し、酸化ケイ素で研磨停止させる場合において、それぞれの膜に対する研磨速度を制御するのみならず、２つの研磨速度の比である選択比を制御することが重要である。選択比は、研磨液によりアルミニウム等の金属膜が研磨される速度を酸化ケイ素膜のそれで除することで求められる。選択比は、加工の目的により、研磨速度がほぼ同じとなること（すなわち選択比がおよそ１であること）が好ましい場合や、アルミニウム等の金属膜の研磨速度を高くする（すなわち選択比が１よりも大きい）方が好ましい場合もある。一方で選択比が１未満である（アルミニウム等の金属膜より酸化ケイ素の研磨速度が大きい）場合は、エロージョン等が発生しやすくなるため好ましくない。
【００１１】
したがって、選択比が１以上と成り得るように制御することが求められる。
【００１２】
更には、選択比が１以上でも、アルミニウム等の金属膜の研磨速度が著しく低いと、ＣＭＰ工程に時間がかかるようになるため、スループットが低下する。そのため一定以上のアルミニウム等の金属膜に対する研磨速度が求められていることは言うまでもない。
【００１３】
このようなアルミニウム等の金属膜と酸化ケイ素膜を研磨し、選択比を１以上に制御する特許としてはいくつかあり、例えば砥粒としてアルミナを含むものがある（例えば特許文献１）。しかし、アルミニウムは軟質であり、アルミナを含有するＣＭＰ研磨液を用いてＣＭＰを行うと、表面粗さが増大しやすくなったり、スクラッチが発生しやすかったりする。これらは歩留まりを著しく低下させる。
【００１４】
また、アルミナではなくコロイダルシリカを用いた研磨液も知られている（例えば特許文献２）。この研磨液は、選択比を得るために鉄化合物が添加されているが、このような金属イオンはアルミニウム等の金属膜、酸化ケイ素やシリコン基板を汚染する原因となりうる。このような汚染はトランジスタの性能を劣化させる。
【００１５】
本発明は、前記問題点に鑑み、アルミニウム等の金属膜と酸化ケイ素のＣＭＰに際して、重金属による汚染がなく、アルミニウム等の金属膜の研磨速度が速く、１以上の選択比を得ることができる研磨液、その貯蔵液及びこれらを用いた研磨方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、少なくともアルミニウムを含む金属膜と、酸化ケイ素を含む絶縁膜とを有する基体の化学機械研磨に用いられる研磨液であり、水と、コロイダルシリカと、リン酸及びリン酸塩から選ばれる少なくとも一種と、下記ａ及びｂからなる群から選択される少なくとも一種の含窒素化合物とを含み、該含窒素化合物の含有量が１質量％以下であり、ｐＨが２．０〜４．０である研磨液に関する。このような研磨液であることにより、スクラッチや重金属による汚染等なく、１の選択比を得ることができる。
ａ：ベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）及びその誘導体
ｂ:脂肪族１〜３級アミン
【００１７】
また本発明は、前記コロイダルシリカの平均粒径が１０〜１００ｎｍの範囲である研磨液に関する。これにより、所望の選択比を得ることができるとともに、コロイダルシリカが凝集、沈降せず、研磨速度が安定した研磨液を得ることができる。
【００１８】
また本発明は、希釈することにより前記研磨液を得るための貯蔵液に関する。このような貯蔵液によれば、ＣＭＰ用研磨液の貯蔵、運搬、保管等に係るコストを低減できる。
【００１９】
本発明は、前記の研磨液を用いて、少なくともアルミニウムを含む金属膜と、酸化ケイ素を含む絶縁膜を研磨する工程を備える研磨方法に関する。このような研磨方法によれば、所望の選択比により研磨することができる。
【００２０】
本発明は、前記の貯蔵液を希釈し研磨液を得る工程、該研磨液を用いて、少なくともアルミニウムを含む金属膜と、酸化ケイ素を含む絶縁膜を研磨する工程を備える研磨方法に関する。これにより、ＣＭＰ用研磨液の貯蔵、運搬、保管等に係るコストを抑制できるため、総合的な製造コストを低減できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、アルミニウム等の金属膜と酸化ケイ素のＣＭＰに際して、重金属による汚染がなく、アルミニウム等の金属膜の研磨速度が速く、１以上の選択比を得ることができる研磨液、その貯蔵液及びこれらを用いた研磨方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る研磨方法の一実施形態を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。ただし、本発明は下記実施形態に何ら限定されるものではない。
【００２４】
（研磨液）
本実施形態に係る研磨液は、少なくともアルミニウムを含む金属膜と、酸化ケイ素を含む絶縁膜とを有する基体の化学機械研磨に用いられる研磨液であり、水と、コロイダルシリカと、リン酸及びリン酸塩から選ばれる少なくとも一種と、下記ａ及びｂからなる群から選択される少なくとも一種の含窒素化合物とを含み、該含窒素化合物の含有量が１質量％以下であり、ｐＨが２．０〜４．０である研磨液。
ａ：ベンゾトリアゾール及びその誘導体
ｂ：脂肪族１〜３級アミン
【００２５】
（コロイダルシリカ）
本実施形態に係る研磨液は、砥粒としてコロイダルシリカを含有する。砥粒としては、このほかにアルミナ、炭化ケイ素、ジルコニア、ダイアモンド等を含んでもよいが、これらはコロイダルシリカと比較して、硬度が高く、アルミニウム等の金属膜に対してスクラッチの原因となりやすい。また、セリア等を含んでもよいが、コロイダルシリカよりも硬度は低いが、比較的粒径が大きいものが多く、粒径が大きいとスクラッチの原因となりやすい。そのため砥粒としてはコロイダルシリカからなることが好ましい。
【００２６】
コロイダルシリカの平均粒径は、１０〜１００ｎｍが好ましく、より好ましくは１５ｎｍから９０ｎｍであり、更に２０ｎｍ〜８０ｎｍが好ましい。平均粒径が、１０ｎｍ以上であると、砥粒としての機械的研磨力が低下せず、アルミニウム等の金属膜及び絶縁膜のどちらも充分な研磨速度が得られる。また、１００ｎｍを以下であると、スクラッチの発生を抑制することができる。
【００２７】
研磨液におけるコロイダルシリカの含有率は、研磨液の全質量を基準として０．１〜２０質量％であることが好ましく、０．３〜１５質量％であることがより好ましい。０．１質量％以上であると、機械的研磨力が低下せず、アルミニウム等の金属膜及び絶縁膜のどちらも充分な研磨速度が得られる。また、２０質量％を以下であると、コロイダルシリカの研磨液中における分散安定性が良好である。
【００２８】
（リン酸又はリン酸塩）
本実施形態に係る研磨液は、リン酸及びリン酸塩からなる群から選択される少なくとも一種を含有する。リン酸又はリン酸塩を含むことにより、特に酸化ケイ素の研磨速度を変化させることができる。リン酸塩としては、例えば、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸カルシウム等が挙げられる。これらは一種類単独で又は二種類以上混合して用いることができる。
【００２９】
前記リン酸又はリン酸塩の含有量は、研磨液１００質量％に対して、０．０１〜１０質量％とすることが好ましい。前記含有量は、優位性のある選択比を得る観点から０．０２質量％以上が好ましく、０．０５質量％以上がより好ましい。リン酸又はリン酸塩の含有率が１０質量％以下であると、研磨液中の砥粒の分散安定性が良好であり、安定した研磨速度が得られる。
【００３０】
（窒素化合物）
本実施形態に係る研磨液は、ベンゾトリアゾール及びその誘導体、及び、脂肪族１〜３級アミンからなる群から選択される含窒素化合物を少なくとも一種含む。これらは、特にアルミニウムの研磨速度を変化させることができる。
【００３１】
これら脂肪族アミンの具体例としては、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ｎ−ブチルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン、ｔｅｒｔ−ブチルアミン、シクロヘキシルアミン、ピペリジン等の第１級アミン；ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−ｓｅｃ−ブチルアミン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルアミン、ピペラジン等の第二級アミン；トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン等の第三級アミンが挙げられる。
【００３２】
前記含窒素化合物の含有量は、研磨液１００質量％に対して、１質量％以下とすることが好ましい。含窒素化合物の含有率が１質量％以下であると、研磨液中の砥粒の分散安定性が良好であり、安定した研磨速度が得られる。含有量の下限は、０．００１質量％以上が好ましく、０．０１質量％以上がより好ましい。
【００３３】
（酸化剤）
本実施形態に係る研磨液は、更に酸化剤を含有してもよい。酸化剤を含有することによって特にアルミニウムの研磨速度を向上させ、選択比を向上させることができる。
酸化剤としては、例えば、過酸化水素、硝酸、過ヨウ素酸カリウム、次亜塩素酸、オゾン水等が挙げられ、中でも過酸化水素がより好ましい。これらは一種類単独で又は二種類以上混合して用いることができる。過酸化水素は、通常過酸化水素水として入手できるため、本発明のＣＭＰ用研磨液の希釈液として使用することができる。
【００３４】
前記酸化剤の含有量は、ＣＭＰ用研磨液１００質量％に対して、０．０１〜２０質量％とすることが好ましい。前記含有量は、実質的なアルミニウム研磨速度の向上及び選択比の向上が得られやすい観点から、０．０２質量％以上が好ましく、０．０５質量％以上がより好ましい。また同様の観点から２０質量％以下が好ましく、１５質量％以下がより好ましい。なお、酸化剤として過酸化水素水を使用する場合、過酸化水素が最終的に前記範囲になるように換算して、過酸化水素水を配合する。
【００３５】
（ｐＨ）
本実施形態に係る研磨液のｐＨは、２．０〜４．０以下の範囲であることが好ましい。ｐＨがこの範囲であることにより、選択比を任意に変えることが可能になる上に、研磨液の砥粒が分散安定し、研磨特性の安定な研磨液が得られる。同様の観点からｐＨは３．７以下が好ましく、３．５以下であることがより好ましい。
【００３６】
（ｐＨ調整）
ｐＨは、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸等の無機酸、酢酸、シュウ酸、クエン酸等の有機酸、又はアンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、イミダゾール等のアルカリ成分などの添加によって調整可能である。また、ｐＨを安定化させるため、研磨液が緩衝液であってもよい。このような緩衝液としては、例えば、酢酸塩緩衝液、フタル酸塩緩衝液等が挙げられる。
【００３７】
研磨液のｐＨは、ｐＨメーター（例えば、電気化学計器株式会社製、型番：ＰＨＬ−４０）で測定することができる。ｐＨの測定値としては、標準緩衝液（フタル酸塩ｐＨ緩衝液  ｐＨ：４．０１（２５℃）、中性リン酸塩ｐＨ緩衝液  ｐＨ：６．８６（２５℃）、ホウ酸塩ｐＨ緩衝液  ｐＨ：９．１８（２５℃））を用いて、３点校正した後、電極を研磨液に入れて、２分以上経過して安定した後の値を採用する。
【００３８】
（貯蔵液）
本実施形態に係る研磨液は、貯蔵、運搬、保管等に係るコストを抑制できる観点で、使用時に水で希釈されて使用される貯蔵液として保管することができる。貯蔵液は、研磨の直前に水で希釈されて研磨液としてもよいし、アルミニウム膜を含む金属膜と酸化ケイ素を研磨する場合は、研磨定盤上に貯蔵液と水を供給し、研磨定盤上で研磨液を調製するようにしてもよい。
【００３９】
貯蔵液の希釈倍率としては、倍率が高いほど貯蔵、運搬、保管等に係るコストの抑制効果が高いため、２倍以上が好ましく、３倍以上がより好ましい。また、希釈倍率の上限としては、特に制限はないが、１０倍以下が好ましく、７倍以下がより好ましく、５倍以下が更に好ましい。希釈倍率がこれらの上限値以下である場合、貯蔵液に含まれる砥粒やリン酸又はリン酸塩、含窒素化合物の含有率が高くなり過ぎることを抑制し、保管中の貯蔵液の安定性を維持しやすい傾向がある。なお、希釈倍率をｄとするとき、貯蔵液中の砥粒及びリン酸又はリン酸塩、含窒素化合物の各含有率は、研磨液中の砥粒及びリン酸又はリン酸塩、含窒素化合物の各含有率のｄ倍である。
【００４０】
（アルミニウム含む金属膜）
アルミニウムを含む金属膜としては、純アルミニウム以外に、アルミニウム−銅、アルミニウム−シリコン、アルミニウム−シリコン−銅等のアルミニウム合金が挙げられる。特にアルミニウムのエレクトロマイグレーションを抑える観点から、アルミニウム−銅が好ましい。
【００４１】
（研磨方法）
本実施形態に係る研磨方法では、公知の研磨装置を広く用いることができる。例えば基板を研磨する場合、使用できる研磨装置としては、被研磨物を保持するホルダーと、研磨布（研磨パッド）を貼り付けた定盤（プラテン）とを有する一般的な研磨装置が挙げられる。定盤には、その回転数を変更するためのモータ等が取り付けられている。
【００４２】
研磨パッドとしては、特に限定されないが、一般的な不織布、発泡ポリウレタン、多孔質フッ素樹脂等が挙げられる。被研磨物の研磨条件に制限はないが、被研磨物の飛び出しを防止しやすい観点において、定盤の回転数は２００ｍｉｎ−１以下であることが好ましい。研磨後の被研磨物表面における傷の発生を抑制しやすい観点において、研磨荷重は５ｐｓｉ（３４．５ｋＰａ）以下であることが好ましい。
【００４３】
本実施形態に係る研磨方法では、定盤に貼り付けられた研磨パッドに、アルミニウムを含む金属膜及び酸化ケイ素を含む絶縁膜とを有する基体を押圧した状態で、研磨液を被研磨物と研磨パッドとの間にポンプ等により供給しながら、被研磨物と定盤とを相対的に動かす。これらの操作により、被研磨物表面に対する研磨を行う。研磨液を研磨装置に供給する方法は、研磨の間、研磨液を研磨パッドに連続的に供給できるものであれば、特に限定されない。研磨液の供給量に制限はないが、研磨パッドの表面が常に研磨液で覆われていることが好ましい。貯蔵液と水等の液状媒体とを被研磨物と研磨布との間に供給し、研磨定盤上で貯蔵液を２倍以上に希釈しながら研磨を行ってもよい。前記基体としては、特に制限はないが、半導体基板等の基板、航空機部品、自動車部品等の部品、鉄道車両等の車両、電子機器、携帯型電子機器等の筐体などが挙げられる。
【００４４】
研磨終了後の被研磨物は、水、エタノール、イソプロピルアルコールやその他洗浄剤等で洗浄後、スピンドライヤ等を用いて被研磨物上に付着した水滴を払い落としてから乾燥させることが好ましい。
【００４５】
本実施形態に係る研磨方法の具体例の一つとして、前記研磨液を、半導体基板のゲートラスト法に適用する工程について、図面を用いて説明する。図１（ａ）に示すように、シリコン基板１上にシリコン熱酸化膜からなる仮のゲート絶縁膜２及びポリシリコンからなる仮のゲート電極３を形成する。次いで、図１（ｂ）に示すように、イオン注入、熱活性化等の方法により、ソース領域４及びドレイン領域５を形成する。
【００４６】
その後、半導体基板全面に酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等の絶縁膜６を形成し（図示せず）前記絶縁膜６を化学機械研磨（ＣＭＰ）法により研磨して前記仮のゲート電極３を露出して図１（ｃ）に示す構造を得る。
【００４７】
次に、仮のゲート電極３及びその下の仮のゲート絶縁膜２をウェットエッチングにより除去して、図１（ｄ）に示す構造を得る。更に前記ウェットエッチングにより前記絶縁膜６中に形成された凹部７の内壁及び底面に沿ってｈｉｇｈ−Ｋ誘電体膜８を形成し、その上にアルミニウム等の金属９を堆積して図１（ｅ）に示す構造を得る。この構造は、少なくともアルミニウムを含む金属膜と、酸化ケイ素を含む絶縁膜とを有する基体に該当する。
【００４８】
その後、前記アルミニウム等の金属９及びｈｉｇｈ−Ｋ誘電体膜８を、本発明の実施形態の研磨液を用いたＣＭＰにより除去する。これにより、前記凹部７をｈｉｇｈ−Ｋ誘電体膜８を介して金属９で充填したメタルゲート電極が形成された、図１（ｆ）に示す構造が得られる。前記ｈｉｇｈ−Ｋ誘電体膜８は前記メタルゲート電極（金属９）の下においてゲート絶縁膜を構成する。
【実施例】
【００４９】
以下に、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明の技術思想を逸脱しない限り、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
【００５０】
（実験１：リン酸、含窒素化合物の評価）
（実施例１）
脱イオン水にコロイダルシリカ（平均粒径５０ｎｍ）とリン酸を添加し、実施例１のＣＭＰ研磨液１に対応する貯蔵液１を作製した。この貯蔵液１の調製工程では、貯蔵液中のコロイダルシリカの含有率を貯蔵液１の全質量を基準として９質量％に、リン酸の含有率を貯蔵液１の全質量を基準として１．３質量％に調製した。
【００５１】
実施例１の貯蔵液を水で３倍に希釈する（貯蔵液を貯蔵液に対し２倍の質量の脱イオン水と混合する）ことによって、実施例１のＣＭＰ用研磨液１を調製した。すなわち、実施例１のＣＭＰ用研磨液１中のコロイダルシリカの含有率は研磨液の全質量を基準として３質量％、リン酸のＣＭＰ用研磨液１中の含有率は研磨液の全質量を基準として０．４３質量％であった。また、研磨液１はアンモニアを０．０５質量％加えて調整し、ｐＨを２．５とした。
【００５２】
（実施例２）
実施例２では、含窒素化合物としてベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）を貯蔵液２に対し０．１５質量％加えた以外は実施例１と同様に実験を行った。すなわち、実施例２のＣＭＰ用研磨液２中のコロイダルシリカの含有率は研磨液の全質量を基準として３質量％、リン酸のＣＭＰ用研磨液２中の含有率は研磨液の全質量を基準として０．４３質量％、ベンゾトリアゾールの研磨液２中の含有率は研磨液の全質量を基準として０．０５質量％であった。また、研磨液２はアンモニアを０．０５質量％加えて調整し、ｐＨを２．５とした。
【００５３】
（実施例３）
実施例３では、含窒素化合物としてベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）を貯蔵液３に対し０．３質量％加えた以外は実施例１と同様に実験を行った。すなわち、実施例３のＣＭＰ用研磨液３中のコロイダルシリカの含有率は研磨液の全質量を基準として３質量％、リン酸のＣＭＰ用研磨液３中の含有率は研磨液の全質量を基準として０．４３質量％、ベンゾトリアゾールの研磨液３中の含有率は研磨液の全質量を基準として０．１０質量％であった。また、研磨液３はアンモニアを０．０５質量％加えて調整し、ｐＨを２．５とした。
【００５４】
（実施例４）
実施例４では、含窒素化合物としてピペラジンを貯蔵液４に対し０．０３質量％加えた以外は実施例１と同様に実験を行った。すなわち、実施例４のＣＭＰ用研磨液４中のコロイダルシリカの含有率は研磨液の全質量を基準として３質量％、リン酸のＣＭＰ用研磨液４中の含有率は研磨液の全質量を基準として０．４３質量％、ピペラジンの研磨液４中の含有率は研磨液の全質量を基準として０．０１質量％であった。また、研磨液４はアンモニアを０．０５質量％加えて調整し、ｐＨを２．５とした。
【００５５】
（比較例１）
比較例１では、リン酸を添加しなかったこと以外は実施例４と同様に実験を行った。すなわち、比較例１のＣＭＰ用研磨液５中のコロイダルシリカの含有率は研磨液の全質量を基準として３質量％、ピペラジンの研磨液５中の含有率は研磨液の全質量を基準として０．０１質量％であった。また、研磨液５はリンゴ酸を０．３３質量％加えて調整し、ｐＨを２．７とした。
【００５６】
（ＣＭＰ方法及び研磨特性評価方法）
以下の手順で、研磨装置を用いてＣＭＰ用研磨液による被研磨物の化学機械研磨を行った。
【００５７】
［研磨条件］
研磨装置：ＣＭＰ用研磨機（アプライドマテリアルズ社製、商品名：Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ（「Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ」は、登録商標。））
被研磨物：アルミニウム（０．５質量％の銅を含有するアルミニウム−銅合金）ウエハ、酸化ケイ素ウエハ
研磨パッド：ＩＣ１０１０（同心円状の溝を有する）（ニッタ・ハース株式会社製、商品名）
研磨定盤回転数：９０ｍｉｎ−１
ウエハを装着したヘッド回転数：９３ｍｉｎ−１
研磨荷重面圧：１．６ｐｓｉ（１１．０ｋＰａ）
半導体研磨用組成物の流量：２５０ｍｌ／ｍｉｎ
研磨時間：１ｍｉｎ
【００５８】
（研磨液の評価項目）
（１）アルミニウム研磨速度：アルミニウムウエハを上記研磨液及び条件でＣＭＰ研磨し、研磨前後でのアルミニウム膜厚差を抵抗測定器ＶＲ−１２０／０８Ｓ（株式会社日立国際電気製、商品名）を用いてシート抵抗値から換算して求めた。そして、このアルミニウム膜厚差と研磨時間とからアルミニウムの研磨速度を求めた。
（２）酸化ケイ素の研磨速度：酸化ケイ素ウエハを上記研磨液及び条件でＣＭＰ研磨し、研磨前後での酸化ケイ素膜厚差を光干渉式膜厚測定器Ｆ８０（フィルメトリクス株式会社製、商品名）を用いて測定し求めた。そして、この酸化ケイ素の膜厚差と研磨時間から酸化ケイ素の研磨速度を求めた。
（３）アルミニウムの研磨速度が３０ｎｍ／ｍｉｎ以上であり、選択比が１以上である研磨液を良好、それ以外を不良とした。
【００５９】
上記評価項目（１）〜（３）の評価結果を表１に示す。
【００６０】
【表１】
2015225882.tif 000003
【００６１】
（評価結果）
表１から明らかなように、リン酸を含む研磨液を用いることで良好な研磨速度、選択比が得られた。また、含窒素化合物の添加の有無により、所望の研磨速度を維持しながら選択比を１．５〜５．５まで変化させることができた。
【００６２】
（実験２：ｐＨの評価）
（実施例５）
実施例５では、実施例２と同様に貯蔵液６を作製し、貯蔵液６を水で３倍に希釈し、更にアンモニアを０．１質量％加えてｐＨを３．０に合わせ研磨液６を作製した。
【００６３】
（実施例６）
実施例６では、実施例２と同様に貯蔵液７を作製し、貯蔵液７を水で３倍に希釈し、更にアンモニアを０．１５質量％加えてｐＨを３．５に合わせ研磨液７を作製した。
【００６４】
実施例５、６について実施例１と同様にアルミニウム研磨速度、酸化ケイ素研磨速度、選択比を評価した。評価結果を表２に示した。
【００６５】
【表２】
2015225882.tif 000004
【００６６】
（評価結果）
表２から明らかなように、ｐＨを２〜４とすることで所望の研磨速度を維持しながら選択比を４．４〜８．１まで変化させることができた。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
このように、アルミニウムの研磨速度が３０ｎｍ／ｍｉｎを超えつつ、酸化ケイ素の研磨速度を３０ｎｍ／ｍｉｎ以下に低く抑えられるような研磨材は、アルミニウム配線を形成する用途、特にメタルゲート電極形成用途に最適である。
【符号の説明】
【００６８】
１…シリコン基板、２…仮のゲート絶縁膜、３…仮のゲート電極、４…ソース領域、５…ドレイン領域、６…絶縁膜、７…凹部、８…ｈｉｇｈ−Ｋ誘電体膜、９…金属（メタルゲート電極）。
【図１】
2015225882.tif 000005