(57)【要約】【課題】、迅速なＣＭＰ速度を有し、ディッシングが少なく被研磨面の平坦性を向上させることが可能な金属用研磨液及び研磨方法を提供する。【解決手段】半導体デバイス製造工程において、銅又は銅合金からなる導体膜を化学的機械的に研磨する際に用いられ、（１）下記一般式（Ｉ）で表されるアミノ酸誘導体、（２）側鎖にアミド基、ヒドロキシ基、ウレア基、カルボキシル基、及び、スルホ基からなる群より選択される少なくとも１つの置換基を有する水溶性高分子、及び（３）砥粒を含むことを特徴とする金属用研磨液、及び該金属用研磨液を用いた研磨方法である。一般式（Ｉ）中、Ｒ１は炭素数１〜４のアルキル基を示し、Ｒ２は炭素数１〜４のアルキレン基を示す。2008251939.tif 000011【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイス製造工程において、銅又は銅合金からなる導体膜を化学的機械的に研磨する際に用いられ、下記（１）、（２）、及び（３）の成分を含むことを特徴とする金属用研磨液。
（１）下記一般式（Ｉ）で表されるアミノ酸誘導体
【化１】
2008251939.tif 000009
［一般式（Ｉ）中、Ｒ１は炭素数１〜４のアルキル基を表す。Ｒ２は炭素数１〜４のアルキレン基を表す。］
（２）側鎖に、アミド基、ヒドロキシ基、ウレア基、カルボキシル基、及び、スルホ基からなる群より選択される少なくとも１つの置換基を有する水溶性高分子
（３）酸化剤
【請求項２】
前記（１）一般式（Ｉ）で表されるアミノ酸誘導体が、Ｎ−メチルグリシンであることを特徴とする請求項１に記載の金属用研磨液。
【請求項３】
前記（２）側鎖にアミド基、ヒドロキシ基、ウレア基、カルボキシル基、及び、スルホ基からなる群より選択される少なくとも１つの置換基を有する水溶性高分子が、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、又は、ポリ尿素であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の金属用研磨液。
【請求項４】
前記（２）側鎖にアミド基、ヒドロキシ基、ウレア基、カルボキシル基、及び、スルホ基からなる群より選択される少なくとも１つの置換基を有する水溶性高分子が、ポリビニルピロリドンであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の金属用研磨液。
【請求項５】
さらに、テトラゾール、１，２，３−トリアゾール及びそれらの誘導体から選択される１種以上の化合物を含有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の金属用研磨液。
【請求項６】
半導体デバイスの製造工程において、銅又は銅合金からなる導体膜を有する基板を、（１）下記一般式（Ｉ）で表される化合物、（２）側鎖にアミド基、ヒドロキシ基、ウレア基、カルボキシル基、及び、スルホ基からなる群より選択される少なくとも１つの置換基を有する水溶性高分子を含有する金属用研磨液を用いて、化学的機械的に研磨することを特徴とする研磨方法。
【化２】
2008251939.tif 000010
［一般式（Ｉ）中、Ｒ１は炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｒ２は炭素数１〜４のアルキレン基を表す。］
【請求項７】
研磨定盤上に貼付した研磨パッドに、前記金属用研磨液を供給しながら、前記基板の被研磨面を研磨パッドに２０ｋＰａ以下の圧力で押圧した状態で、該研磨パッドと該被研磨面とを相対的に移動させて当該被研磨面を研磨することを特徴とする請求項６に記載の研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属用研磨液及びそれを用いた研磨方法に関するものであり、より詳細には、半導体デバイス製造において配線工程に用いられる金属用研磨液及びそれを用いた研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路（以下、適宜「ＬＳＩ」と称する。）で代表される半導体デバイスの開発においては、小型化・高速化のため、配線の微細化と積層化による高密度化・高集積化が求められている。このための技術としては、化学的機械的研磨（Chemical Mechanical Polishing、以下、適宜「ＣＭＰ」と称する。）等の種々の技術が用いられてきている。ＣＭＰは、半導体デバイスの製造において、絶縁性薄膜（ＳｉＯ2など）や配線に用いられる金属薄膜の研磨に用いられ、基板の平滑化や配線形成時の余分な金属薄膜の除去を行う方法である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ＣＭＰに用いる金属用研磨溶液は、一般には、砥粒（例えばアルミナ）と酸化剤（例えば過酸化水素）とを含むものである。ＣＭＰによる研磨のメカニズムとしては、酸化剤によって金属表面を酸化し、その酸化皮膜を砥粒で除去することで研磨していると考えられている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
しかしながら、このような固体砥粒を含む金属用研磨液を用いてＣＭＰを行うと、研磨傷（スクラッチ）、研磨面全体が必要以上に研磨される現象（シニング）、研磨金属面が平面状ではなく、中央のみがより深く研磨されて皿状のくぼみを生ずる現象（ディッシング）、金属配線間の絶縁体が必要以上に研磨されたうえ、複数の配線金属面表面が皿状の凹部を形成する現象（エロージョン）などが発生することがある。また、固体砥粒を含有する金属用研磨液の使用は、研磨後に半導体面に残留する研磨液を除去するために通常行なわれる洗浄工程において、その洗浄工程が複雑となり、さらにその洗浄後の液（廃液）を処理するには固体砥粒を沈降分離する必要があるなどコスト面での問題点が存在する。
【０００５】
このような従来の固体砥粒における問題点を解決するために、例えば、砥粒を含まない研磨液とドライエッチングとの組み合わせによる金属表面研磨方法が開示されている（例えば、非特許文献２参照。）。また、砥粒を含まない金属用研磨液として、例えば、過酸化水素／リンゴ酸／ベンゾトリアゾール／ポリアクリル酸アンモニウム及び水からなる金属用研磨液、及びそれを用いた研磨方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。これら文献に記載の研磨方法によれば、半導体基体の凸部の金属膜が選択的にＣＭＰされ、凹部に金属膜が残されて所望の導体パターンが得られるものの、従来の固体砥粒を含むよりもはるかに機械的に柔らかい研磨パッドとの摩擦によってＣＭＰが進むため、充分な研磨速度が得難いという問題点がある。
【０００６】
配線用の金属としては、従来からタングステン及びアルミニウムがインターコネクト構造体に汎用されてきた。しかしながら、更なる高性能化を目指し、これらの金属より配線抵抗の低い銅を用いたＬＳＩが開発されるようになった。この銅を配線する方法としては、例えば、ダマシン法が知られている（例えば、特許文献３参照。）。また、コンタクトホールと配線用溝とを同時に層間絶縁膜に形成し、両者に金属を埋め込むデュアルダマシン法が広く用いられるようになってきた。このような銅配線用のターゲット材としては、ファイブナイン以上の高純度銅ターゲット材が用いられてきた。しかしながら、近年は、更なる高密度化を目指す配線の微細化に伴って、銅配線の導電性や電子特性などの向上が必要となり、それに伴って高純度銅に第３成分を添加した銅合金を用いることも検討されはじめてきている。同時に、これらの高精細で高純度の材料を汚染させることなく高生産性を発揮し得る高速金属研磨手段が求められている。
【０００７】
また、最近は生産性向上のため、ＬＳＩ製造時のウエハ径が大型化しており、現在は直径２００ｍｍ以上が汎用されており、３００ｍｍ以上の大きさでの製造も開始され始めた。このようなウエハの大型化に伴い、ウエハ中心部と周辺部とでの研磨速度の差が生じ易くなり、研磨の均一性を達成することが重要になってきている。
【０００８】
銅及び銅合金に対して機械的研磨手段を用いない化学研磨方法として、化学的溶解作用を利用した方法が知られている（例えば、特許文献４参照）。しかしながら、化学的溶解作用のみによる化学研磨方法は、凸部の金属膜が選択的に化学的機械的に研磨されるＣＭＰに比べ、凹部の削れ込み、即ち、ディッシングなどの発生によりその平面性に大きな課題が残っている。
【０００９】
また、研磨パッドの劣化を抑える有機化合物を含有する化学機械研磨用水系分散体が開示されている（例えば、特許文献５参照）。しかしながら、この研磨用水系分散体によっても、配線部金属が過剰に研磨されて皿状に窪むディッシング現象に対する懸念が残る
【００１０】
その他にも研磨面の平坦化を目的として、ウエハ表面を修正するのに有用なイミノニ酢酸とその塩から選ばれるキレート剤を含有する加工液（例えば、特許文献６参照。）、α−アミノ酸を含有する化学機械研磨組成物（例えば、特許文献７参照。）などが提案されている。これらの技術により、銅配線における研磨性能の向上が見られる。
さらに、ポリビニルピロリドンを用い、研磨の低摩擦化によって銅配線部分と絶縁部分の欠陥を抑える加工液（例えば、特許文献８参照）が開示されている。
これらの技術によれば、平坦性向上や欠陥抑制については、改良が見られるものの、研磨速度が十分に得られないという問題がある。
このため、高い平坦性と少ない欠陥を実現し、かつ高い研磨速度を有する研磨液の実現が望まれているのが現状である。
【特許文献１】米国特許４９４４８３６号公報
【特許文献２】特開２００１−１２７０１９号公報
【特許文献３】特開平２−２７８８２２号公報
【特許文献４】特開昭４９−１２２４３２号公報
【特許文献５】特開２００１−２７９２３１号公報
【特許文献６】特表２００２−５３８２８４号公報
【特許文献７】特開２００３−５０７８９４号公報
【特許文献８】特開２００６−３１０５９６号公報
【非特許文献１】ジャーナル・オブ・エレクトロケミカルソサエティ誌（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ）、１９９１年、第１３８巻、第１１号、３４６０〜３４６４頁
【非特許文献２】ジャーナル・オブ・エレクトロケミカルソサエティ誌（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ）、２０００年、第１４７巻、第１０号、３９０７〜３９１３頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、前記従来技術における問題点に鑑みてなされたものであり、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明の目的は、配線構造を持つ金属に対しても迅速なＣＭＰ速度を保ち、かつ被研磨面の平坦性を向上させることが可能な金属用研磨液、及びそれを用いた研磨方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は鋭意検討した結果、下記の金属用研磨液及びそれを用いた研磨方法により、前記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の金属用研磨液及びそれを用いた研磨方法は、以下の通りである。
【００１３】
＜１＞  半導体デバイス製造工程において、銅又は銅合金からなる導体膜を化学的機械的に研磨する際に用いられ、下記（１）、（２）、及び（３）の成分を含むことを特徴とする金属用研磨液。
（１）下記一般式（Ｉ）で表されるアミノ酸誘導体
【００１４】
【化１】
2008251939.tif 000002
【００１５】
［一般式（Ｉ）中、Ｒ１は炭素数１〜４のアルキル基を表す。Ｒ２は炭素数１〜４のアルキレン基を表す。］
（２）側鎖に、アミド基、ヒドロキシ基、ウレア基、カルボキシル基、及び、スルホ基からなる群より選択される少なくとも１つの置換基を有する水溶性高分子
（３）酸化剤
＜２＞  前記（１）一般式（Ｉ）で表されるアミノ酸誘導体が、Ｎ−メチルグリシンであることを特徴とする＜１＞に記載の金属用研磨液。
＜３＞  前記（２）側鎖にアミド基、ヒドロキシ基、ウレア基、カルボキシル基、及び、スルホ基からなる群より選択される少なくとも１つの置換基を有する水溶性高分子が、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、又は、ポリ尿素であることを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載の金属用研磨液。
＜４＞  前記（２）側鎖にアミド基、ヒドロキシ基、ウレア基、カルボキシル基、及び、スルホ基からなる群より選択される少なくとも１つの置換基を有する水溶性高分子が、ポリビニルピロリドンであることを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載の金属用研磨液。
【００１６】
＜５＞  さらに、テトラゾール、１，２，３−トリアゾール及びそれらの誘導体から選択される１種以上の化合物を含有することを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載の金属用研磨液。
＜６＞  半導体デバイスの製造工程において、銅又は銅合金からなる導体膜を有する基板を、（１）下記一般式（Ｉ）で表される化合物、（２）側鎖にアミド基、ヒドロキシ基、ウレア基、カルボキシル基、及び、スルホ基からなる群より選択される少なくとも１つの置換基を有する水溶性高分子を含有する金属用研磨液を用いて、化学的機械的に研磨することを特徴とする研磨方法。
【００１７】
【化２】
2008251939.tif 000003
【００１８】
［一般式（Ｉ）中、Ｒ１は炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｒ２は炭素数１〜４のアルキレン基を表す。］
＜７＞  研磨定盤上に貼付した研磨パッドに、前記金属用研磨液を供給しながら、前記基板の被研磨面を研磨パッドに２０ｋＰａ以下の圧力で押圧した状態で、該研磨パッドと該被研磨面とを相対的に移動させて当該被研磨面を研磨することを特徴とする＜６＞に記載の研磨方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、配線構造を持つ金属に対しても迅速なＣＭＰ速度を保ち、かつ、被研磨面の平坦性を向上させることが可能な金属用研磨液、及びそれを用いた研磨方法を提供することにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の具体的態様について説明する。
［金属用研磨液］
本発明の金属用研磨液は、半導体デバイス製造工程において、銅又は銅合金からなる導体膜を化学的機械的に研磨する際に用いられる研磨液であって、下記（１）、（２）、及び（３）の成分を含むことを特徴とする。
（１）下記一般式（Ｉ）で表されるアミノ酸誘導体
【００２１】
【化３】
2008251939.tif 000004
【００２２】
［一般式（Ｉ）中、Ｒ１は水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基を表す。Ｒ２は炭素数１〜４のアルキレン基を表す。］
（２）側鎖に、アミド基、ヒドロキシ基、ウレア基、カルボキシル基、及び、スルホ基からなる群より選択される少なくとも１つの置換基を有する水溶性高分子
（３）酸化剤
【００２３】
以下、本発明の金属用研磨液及びそれに含まれる各成分について順次説明する。
本発明の金属用研磨液は、前記（１）、（２）、及び（３）の各成分を必須成分として含有し、通常、水等を含んで構成される。本発明の金属用研磨液は、所望により、さらに他の成分を含有してもよい。好ましい他の成分としては、いわゆる不動態膜形成剤として添加される化合物（複素芳香環化合物など）、砥粒、界面活性剤、酸、アルカリ、緩衝剤、等の添加剤を挙げることができる。金属用研磨液が含有する上記各成分（必須成分及び任意成分）は、１種単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【００２４】
なお、本発明において、「金属用研磨液」とは、研磨に使用する際の研磨液（即ち、必要により希釈された研磨液）のみならず、金属用研磨液の濃縮液をも包含する意である。
金属用研磨液の濃縮液とは、研磨に使用する際の研磨液よりも、溶質の濃度が高く調整された研磨液を意味し、研磨に使用する際に、水又は水溶液などで希釈して、研磨に使用されるものである。希釈倍率は、一般的には１〜２０体積倍である。
なお、本明細書において「濃縮」及び「濃縮液」とは、使用状態よりも「濃厚」及び「濃厚な液」を意味する慣用表現にしたがって用いており、蒸発などの物理的な濃縮操作を伴う一般的な用語の意味とは異なる用法で用いている。
【００２５】
以下、本発明の金属用研磨液に含有される各構成成分について説明する。まず、本発明の金属用研磨液における必須成分である前記（１）、（２）、及び（３）の各成分について順次説明する。
【００２６】
＜一般式（Ｉ）で表されるアミノ酸誘導体＞
本発明の金属用研磨液は、下記一般式（Ｉ）で表されるアミノ酸誘導体（以下、適宜、「特定アミノ酸誘導体」と称する。）を含有する。
【００２７】
【化４】
2008251939.tif 000005
【００２８】
前記一般式（Ｉ）中、Ｒ１は、炭素数１〜４のアルキル基を表し、具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｔ−ブチル基が挙げられ、これらの中でもメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基が好ましく、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基がより好ましく、メチル基、エチル基がより好ましい。
【００２９】
Ｒ２は炭素数１〜４のアルキレン基を表し、該アルキレン基は直鎖であっても分岐状であってもよい。Ｒ２で表されるアルキレン基として具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、例えば、イソブチレン基、ｎ−ブチレン基、ｓ−ブチレン基、ｔ−ブチレン基が挙げられ、これらの中でもメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ｎ−ブチレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ｎ−ブチレン基がより好ましく、メチレン基、エチレン基が更に好ましい。
Ｒ２は、更に置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、カルボキシ基、ヒドロキシ基、スルホ基、アルコキシ基等が挙げられる。
【００３０】
一般式（Ｉ）におけるＲ１及びＲ２の組み合わせとしては、Ｒ１がメチル基，エチル基，ｎ−プロピル基，ｎ−ブチル基であり、Ｒ２がメチレン基、エチレン基、プロピレン基，ｎ−ブチレン基である組み合わせが好ましく、Ｒ１がメチル基，エチル基，ｎ−プロピル基であり、Ｒ２がメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基である組み合わせがより好ましく、Ｒ１がメチル基、エチル基であり、Ｒ２がメチレン基、エチレン基である組み合わせが更に好ましい。
【００３１】
特定アミノ酸誘導体としては、充分な研磨速度が得られるという観点からは、Ｎ−メチルグリシン、Ｎ−メチルアラニン、及びＮ−エチルグリシンから選択される少なくとも１種であることが好ましく、Ｎ−メチルグリシン、Ｎ−エチルグリシンであることがより好ましい。
【００３２】
特定アミノ酸誘導体は、公知の方法によりにより得ることができる。また、特定アミノ酸誘導体としては、市販品を用いることもできる。
【００３３】
本発明の金属用研磨液における特定アミノ酸誘導体の含有量は、総量として、研磨に使用する際の金属用研磨液（即ち、水又は水溶液で希釈する場合は希釈後の研磨液を指す。以降の「研磨に使用する際の研磨液」も同義である。）の１Ｌ中、好ましくは０．０１〜１０質量％、より好ましくは０．０５〜５質量％である。
【００３４】
＜（２）側鎖に、アミド基、ヒドロキシ基、ウレア基、カルボキシル基、及び、スルホ基からなる群より選択される少なくとも１つの置換基を有する水溶性高分子＞
本発明の金属用研磨液は、側鎖に、アミド基、ヒドロキシ基、ウレア基、カルボキシル基、及び、スルホ基からなる群より選択される少なくとも１つの置換基を有する水溶性高分子（以下、適宜、特定水溶性高分子と称する）を含有する。
特定高分子化合物の主鎖構造には特に制限はなく、炭素−炭素結合を主鎖とするポリマー（例えば、ポリオレフィン、ポリスチレン）、主鎖に酸素原子を含むポリマー（例えば、ポリエーテル、ポリアセタール、ポリエステル、ポリカルボナート）、主鎖に窒素原子を含むポリマー（例えば、ポリアミン、ポリアミド、ポリペプチド、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリイミド、ポリイミダゾール、ポリオキサゾール）、主鎖に硫黄原子を含むポリマー（例えば、ポリスルフィド、ポリスルホン）、主鎖にリン原子を含むポリマー（例えば、ポリホスフィン、ポリホスホナート、ポリホスファート、ポリホスファゼン）、ケイ素−酸素結合を主鎖とするポリマー（例えば、ポリシロキサン）等が挙げられる。好ましくは炭素−炭素結合を主鎖とするポリマーである。
【００３５】
本発明の特定水溶性高分子は、これらのポリマーの側鎖に、アミド基、ヒドロキシ基、ウレア基、カルボキシル基、及び、スルホ基からなる群より選択される少なくとも１つの置換基を有する。側鎖に導入されるこれらの置換基は、主鎖に直接結合してもよく、あるいは適切な２価の連結基、具体的には、例えば、アルキレン基、フェニレン基、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＮＨ−、あるいはこれらの組合せからなる２価の連結基など、を介して主鎖に連結していてもよい。
また、側鎖にこれらの置換基を導入する方法を、アミド基を導入する態様を例として述べれば、各種アミド基を有するモノマーを重合させてポリマーを合成する方法、適切な水溶性高分子に官能基変換により導入する方法が挙げられる。官能基置換とは、例えば、−ＣＯ２Ｒ１の如き官能基を側鎖に有するポリマーにおいて、該官能基を−ＣＯＮＲ２Ｒ３に変換させる方法である。ここで、Ｒ１、Ｒ２、及び、Ｒ３はそれぞれ独立に水素原子又はアルキル基を表す。これらの方法の中でも、特定の置換基を有するモノマーを重合させる方法が好ましい。
【００３６】
アミド基、ヒドロキシ基、ウレア基、カルボキシル基、及び、スルホ基からなる群より選択される少なくとも１つの置換基を有する重合成分を重合させて特定水溶性高分子を得る場合には、単独重合体であっても、共重合体であってもよいが、これらの置換基を共重合成分として含む場合の導入量としては、共重合成分のモル比で５０％〜１００％程度が好ましく、７０％〜１００％の範囲であることがより好ましい。
これらの置換基のなかでも、アミド基、ヒドロキシ基、ウレア基などが好ましく、アミド基がより好ましい。
本発明に用いうる特定水溶性高分子としては、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリ尿素が好ましく、ポリビニルピロリドンが特に好ましい。
【００３７】
前記特定水溶性高分子の、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（溶媒は水であり、以下、「水系ＧＰＣ」という。）で測定したポリエチレングリコール換算の重量平均分子量は、好ましくは１０，０００以上、１００,０００以下であり、この範囲の分子量の高分子化合物を用いた場合において、適切な平滑性と優れた研磨速度が達成される。分子量としては、１０，０００以上、８０，０００以下であることがより好ましい。
特定含窒素水溶性高分子は、１種単独であるいは２種以上併用してもよい。特定窒素水溶性高分子の含有量は、使用時における金属用研磨液に対して、１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍであることが好ましく、１０ｐｐｍ〜５００ｐｐｍの範囲であることがより好ましい。
この含有量の範囲で、研磨面の平坦性と高い研磨速度が実現できる。
【００３８】
＜（３）酸化剤＞
本発明の金属用研磨液は、酸化剤（研磨対象の金属を酸化できる化合物）を含有する。
酸化剤としては、例えば、過酸化水素、過酸化物、硝酸塩、ヨウ素酸塩、過ヨウ素酸塩、次亜塩素酸塩、亜塩素酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩、過硫酸塩、重クロム酸塩、過マンガン酸塩、オゾン水及び銀（ＩＩ）塩、鉄（ＩＩＩ）塩が挙げられる。
【００３９】
鉄（ＩＩＩ）塩としては、例えば、硝酸鉄（ＩＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩＩ）、臭化鉄（ＩＩＩ）など無機の鉄（ＩＩＩ）塩の他、鉄（ＩＩＩ）の有機錯塩が好ましく用いられる。
【００４０】
鉄（ＩＩＩ）の有機錯塩を用いる場合、鉄（ＩＩＩ）錯塩を構成する錯形成化合物としては、例えば、酢酸、クエン酸、シュウ酸、サリチル酸、ジエチルジチオカルバミン酸、コハク酸、酒石酸、グリコール酸、グリシン、アラニン、アスパラギン酸、チオグリコール酸、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−エタンジチオール、マロン酸、グルタル酸、３−ヒドロキシ酪酸、プロピオン酸、フタル酸、イソフタル酸、３−ヒドロキシサリチル酸、３，５−ジヒドロキシサリチル酸、没食子酸、安息香酸、マレイン酸などやこれらの塩の他、アミノポリカルボン酸及びその塩が挙げられる。
【００４１】
アミノポリカルボン酸及びその塩としては、エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、１，３−ジアミノプロパン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四酢酸、１，２−ジアミノプロパン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四酢酸、エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ’−ジコハク酸（ラセミ体）、エチレンジアミンジコハク酸（ＳＳ体）、Ｎ−（２−カルボキシラートエチル）−Ｌ−アスパラギン酸、Ｎ−（カルボキシメチル）−Ｌ−アスパラギン酸、β−アラニンジ酢酸、メチルイミノジ酢酸、ニトリロ三酢酸、シクロヘキサンジアミン四酢酸、イミノジ酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、エチレンジアミン１−Ｎ，Ｎ’−二酢酸、エチレンジアミンオルトヒドロキシフェニル酢酸、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシベンジル）エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ−ジ酢酸など及びその塩が挙げられる。対塩の種類は、アルカリ金属塩及びアンモニウム塩が好ましく、特にはアンモニウム塩が好ましい。
【００４２】
中でも、過酸化水素、ヨウ素酸塩、次亜塩素酸塩、塩素酸塩、過硫酸塩、鉄（ＩＩＩ）の有機錯塩が好ましく、鉄（ＩＩＩ）の有機錯塩を用いる場合の好ましい錯形成化合物は、クエン酸、酒石酸、アミノポリカルボン酸（具体的には、エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、１，３−ジアミノプロパン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四酢酸、エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ’−ジコハク酸（ラセミ体）、エチレンジアミンジコハク酸（ＳＳ体）、Ｎ−（２−カルボキシラートエチル）−Ｌ−アスパラギン酸、Ｎ−（カルボキシメチル）−Ｌ−アスパラギン酸、β−アラニンジ酢酸、メチルイミノジ酢酸、ニトリロ三酢酸、イミノジ酢酸）を挙げることができる。
【００４３】
前記酸化剤の中でも、過酸化水素、過硫酸塩、並びに鉄（ＩＩＩ）のエチレンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四酢酸、１，３−ジアミノプロパン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四酢酸及びエチレンジアミンジコハク酸（ＳＳ体）の錯体が最も好ましい。
【００４４】
酸化剤の添加量は、研磨に使用する際の金属用研磨液の１Ｌあたり、０．００３ｍｏｌ〜８ｍｏｌの範囲とすることが好ましく、０．０３ｍｏｌ〜６ｍｏｌの範囲とすることがより好ましく、０．１ｍｏｌ〜４ｍｏｌの範囲とすることが特に好ましい。即ち、酸化剤の添加量は、金属の酸化が充分で高いＣＭＰ速度を確保する点で０．００３ｍｏｌ以上であることが好ましく、研磨面の荒れ防止の点から８ｍｏｌ以下であることが好ましい。
【００４５】
酸化剤は、研磨液を使用して研磨を行う際に、酸化剤以外の他の成分を含む組成物に混合して使用することが好ましい。酸化剤を混合する時期としては、研磨液を使用する直前の１時間以内が好ましく、更に好ましくは５分以内、特に好ましくは、研磨装置にて研磨液を供給する直前に混合器を設け、被研磨面へ供給する直前５秒以内に混合することである。
【００４６】
＜（４）砥粒＞
本発明の金属用研磨液には、必要に応じて砥粒を含有することができる。この砥粒は研磨速度の向上に有用である。
本発明の金属用研磨液に用いうる砥粒としては、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、セリア、アルミナ、チタニア等の無機粒子、樹脂粒子などの有機粒子、樹脂被覆無機粒子などの複合粒子、表面の珪素原子の少なくとも一部が、アルミニウム原子で修飾されているコロイダルシリカなどの表面改質粒子などを目的に応じて使用することができるが、なかでも好ましくは、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、セリア、アルミナ、チタニアなどが挙げられ、特に好ましくはコロイダルシリカである。
【００４７】
砥粒のサイズは、目的に応じて選択されるが、一般的には、一次粒子径が、２０ｎｍ〜４０ｎｍが好ましく、２５ｎｍ〜３５ｎｍが更に好ましい。即ち、砥粒の一次粒子径は、充分な研磨速度を達成する観点から、２０ｎｍ以上の粒子が好ましく、また、エロージョン及びスクラッチの発生を防ぐ点から観点から、４０ｎｍ以下が好ましい。
【００４８】
ここで、本発明における砥粒一次粒子径とは、砥粒の粒子径と、その粒子径を持つ粒子数を積算した累積度数と、の関係を示す粒度累積曲線を求め、この曲線の累積度数が５０％のポイントでの粒子径を意味するものである。
なお、砥粒の粒子径は、動的光散乱法から得られた粒度分布において求められる平均粒子径を表す。例えば、粒度分布を求める測定装置しては堀場製作所製ＬＢ−５００等が用いられる。
【００４９】
一般に、砥粒はスクラッチの発生を防ぐという観点から、会合度が５以下であることが好ましく、４以下であることがより好ましい。
ここで、会合度とは、一次粒子が凝集してなる二次粒子の径を一次粒子の径で除した値（二次粒子の径／一次粒子の径）を意味する。会合度が１とは、単分散した一次粒子のみのものを意味する。
【００５０】
上記のように、砥粒はその一部が会合していてもよい。なお、砥粒のうちこれらが２以上会合してなる二次粒子は、エロージョン及びスクラッチの発生を防ぐ点から、二時粒子の粒子径は３００ｎｍ以下であることが好ましい。一方、十分な研磨速度を達成する点から、その下限値は、２０ｎｍ以上であることが好ましい。
なお、二次粒子径は電子顕微鏡等で測定することができる。
【００５１】
本発明の金属用研磨液に砥粒を使用する場合の含有量は、スクラッチなどの研磨傷・欠陥を減少させる観点から、研磨に使用する際の金属用研磨液の全質量に対して、１質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．０００１質量％以上０．９質量％以下であり、さらに好ましくは０．００１質量％以上０．７質量％以下である。
【００５２】
＜複素芳香環化合物＞
本発明の金属用研磨液は、研磨対象の金属表面に不動態膜を形成する化合物として、少なくとも１種の複素芳香環化合物を含有することが好ましい。
【００５３】
ここで、「複素芳香環化合物」とは、ヘテロ原子を１個以上含んだ複素環を有する化合物である。ヘテロ原子とは、炭素原子、及び水素原子以外の原子を意味する。複素環とはヘテロ原子を少なくとも一つ持つ環状化合物を意味する。ヘテロ原子は複素環の環系の構成部分を形成する原子のみを意味し、環系に対して外部に位置していたり、少なくとも一つの非共役単結合により環系から分離していたり、環系のさらなる置換基の一部分であるような原子は意味しない。
【００５４】
ヘテロ原子として好ましくは、窒素原子、硫黄原子、酸素原子、セレン原子、テルル原子、リン原子、ケイ素原子、及びホウ素原子であり、さらに好ましくは、窒素原子、硫黄原子、酸素原子、及びセレン原子であり、特に好ましくは、窒素原子、硫黄原子、及び酸素原子であり、最も好ましくは窒素原子、及び硫黄原子である。そして、被研磨面への吸着力の観点から、分子内に３つ以上の窒素原子を有する縮環構造である複素芳香環化合物が好ましい。
【００５５】
まず、母核となる複素芳香環について述べる。
本発明で用いうる複素芳香環化合物の複素環の環員数は特に限定されず、単環化合物あっても縮合環を有する多環化合物であってもよい。単環の場合の員数は、好ましくは３〜８であり、さらに好ましくは５〜７であり、特に好ましくは５及び６である。また、縮合環を有する場合の環数は、好ましくは２〜４であり、さらに好ましくは２又は３である。
【００５６】
これらの複素芳香環として、具体的には以下のものが挙げられる。但し、これらに限定されるものではない。
例えば、ピロール環、チオフェン環、フラン環、ピラン環、チオピラン環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピロリジン環、ピラゾリジン環、イミダゾリジン環、イソオキサゾリジン環、イソチアゾリジン環、ピペリジン環、ピペラジン環、モルホリン環、チオモルホリン環、クロマン環、チオクロマン環、イソクロマン環、イソチオクロマン環、インドリン環、イソインドリン環、ピリンジン環、インドリジン環、インドール環、インダゾール環、プリン環、キノリジン環、イソキノリン環、キノリン環、ナフチリジン環、フタラジン環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、プテリジン環、アクリジン環、ペリミジン環、フェナントロリン環、カルバゾール環、カルボリン環、フェナジン環、アンチリジン環、チアジアゾール環、オキサジアゾール環、トリアジン環、トリアゾール環、テトラゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾチアジアゾール環、ベンゾフロキサン環、ナフトイミダゾール環、ベンゾトリアゾール環、テトラアザインデン環等が挙げられ、より好ましくはトリアゾール環、テトラゾール環が挙げられる。
【００５７】
次に、複素芳香環が有しうる置換基について述べる。
本発明において、特定の部分を「基」と称した場合には、当該部分はそれ自体が置換されていなくても、一種以上の（可能な最多数までの）置換基で置換されていてもよいことを意味する。例えば、「アルキル基」とは置換又は無置換のアルキル基を意味する。
【００５８】
複素芳香環化合物が有しうる置換基としては、例えば、以下のものが挙げられる。但し、これらに限定されるものではない。
例えば、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又は沃素原子）、アルキル基（直鎖、分岐又は環状のアルキル基であり、ビシクロアルキル基のように多環アルキル基であっても、活性メチン基を含んでもよい）、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロ環基（置換する位置は問わない）、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、ヘテロ環オキシカルボニル基、カルバモイル基（置換基を有するカルバモイル基としては、例えば、Ｎ−ヒドロキシカルバモイル基、Ｎ−アシルカルバモイル基、Ｎ−スルホニルカルバモイル基、Ｎ−カルバモイルカルバモイル基、チオカルバモイル基、Ｎ−スルファモイルカルバモイル基）、カルバゾイル基、カルボキシル基又はその塩、オキサリル基、オキサモイル基、シアノ基、カルボンイミドイル基、ホルミル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基（エチレンオキシ基もしくはプロピレンオキシ基単位を繰り返し含む基を含む）、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、（アルコキシもしくはアリールオキシ）カルボニルオキシ基、カルバモイルオキシ基、スルホニルオキシ基、アミノ基、（アルキル、アリール、又はヘテロ環）アミノ基、アシルアミノ基、スルホンアミド基、ウレイド基、チオウレイド基、Ｎ−ヒドロキシウレイド基、イミド基、（アルコキシもしくはアリールオキシ）カルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、セミカルバジド基、チオセミカルバジド基、ヒドラジノ基、アンモニオ基、オキサモイルアミノ基、Ｎ−（アルキルもしくはアリール）スルホニルウレイド基、Ｎ−アシルウレイド基、Ｎ−アシルスルファモイルアミノ基、ヒドロキシアミノ基、ニトロ基、４級化された窒素原子を含むヘテロ環基（例えば、ピリジニオ基、イミダゾリオ基、キノリニオ基、イソキノリニオ基）、イソシアノ基、イミノ基、メルカプト基、（アルキル、アリール、又はヘテロ環）チオ基、（アルキル、アリール、又はヘテロ環）ジチオ基、（アルキル又はアリール）スルホニル基、（アルキル又はアリール）スルフィニル基、スルホ基又はその塩、スルファモイル基（置換基を有するスルファモイル基としては、例えばＮ−アシルスルファモイル基、Ｎ−スルホニルスルファモイル基）又はその塩、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、シリル基等が挙げられる。
【００５９】
なお、ここで、「活性メチン基」とは、２つの電子求引性基で置換されたメチン基を意味する。「電子求引性基」とは、例えば、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルファモイル基、トリフルオロメチル基、シアノ基、ニトロ基、カルボンイミドイル基を意味する。また、２つの電子求引性基は互いに結合して環状構造をとっていてもよい。また、「塩」とはアルカリ金属、アルカリ土類金属、重金属などの陽イオンや、アンモニウムイオン、ホスホニウムイオンなどの有機の陽イオンを意味する。
【００６０】
これらの中でも、複素芳香環化合物における好ましい置換基としては、例えばハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又は沃素原子）、アルキル基（直鎖、分岐又は環状のアルキル基であり、ビシクロアルキル基のように多環アルキル基であっても、活性メチン基を含んでもよい）、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロ環基（置換する位置は問わない）、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、ヘテロ環オキシカルボニル基、カルバモイル基、Ｎ−ヒドロキシカルバモイル基、Ｎ−アシルカルバモイル基、Ｎ−スルホニルカルバモイル基、Ｎ−カルバモイルカルバモイル基、チオカルバモイル基、Ｎ−スルファモイルカルバモイル基、カルバゾイル基、オキサリル基、オキサモイル基、シアノ基、カルボンイミドイル基、ホルミル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基（エチレンオキシ基もしくはプロピレンオキシ基単位を繰り返し含む基を含む）、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、（アルコキシもしくはアリールオキシ）カルボニルオキシ基、カルバモイルオキシ基、スルホニルオキシ基、（アルキル、アリール、又はヘテロ環）アミノ基、アシルアミノ基、スルホンアミド基、ウレイド基、チオウレイド基、Ｎ−ヒドロキシウレイド基、イミド基、（アルコキシもしくはアリールオキシ）カルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、セミカルバジド基、チオセミカルバジド基、ヒドラジノ基、アンモニオ基、オキサモイルアミノ基、Ｎ−（アルキルもしくはアリール）スルホニルウレイド基、Ｎ−アシルウレイド基、Ｎ−アシルスルファモイルアミノ基、ヒドロキシアミノ基、ニトロ基、４級化された窒素原子を含むヘテロ環基（例えばピリジニオ基、イミダゾリオ基、キノリニオ基、イソキノリニオ基）、イソシアノ基、イミノ基、メルカプト基、（アルキル、アリール、又はヘテロ環）チオ基、（アルキル、アリール、又はヘテロ環）ジチオ基、（アルキル又はアリール）スルホニル基、（アルキル又はアリール）スルフィニル基、スルホ基又はその塩、スルファモイル基、Ｎ−アシルスルファモイル基、Ｎ−スルホニルスルファモイル基又はその塩、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、シリル基等が挙げられる。
なおここで活性メチン基とは２つの電子求引性基で置換されたメチン基を意味し、ここに電子求引性基とはアシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルファモイル基、トリフルオロメチル基、シアノ基、ニトロ基、カルボンイミドイル基が挙げられる。
【００６１】
さらに好ましくは、例えばハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又は沃素原子）、アルキル基（直鎖、分岐又は環状のアルキル基であり、ビシクロアルキル基のように多環アルキル基であっても、活性メチン基を含んでもよい）、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロ環基（置換する位置は問わない）が挙げられる。
【００６２】
また、上記した置換基の２つが共同して環（芳香族又は非芳香族の炭化水素環、又は複素芳香環）これらは、さらに組み合わされて多環縮合環を形成することができ、その例として、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フルオレン環、トリフェニレン環、ナフタセン環、ビフェニル環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キノキサゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、クロメン環、キサンテン環、フェノキサチイン環、フェノチアジン環、フェナジン環、が挙げられる）を形成することもできる。
【００６３】
本発明で特に好ましく用いることができる複素芳香環化合物の具体例としては、これらに限定されるものではないが、以下のものが挙げられる。
すなわち、１，２，３，４−テトラゾール、５−アミノ−１，２，３，４−テトラゾール、５−メチル−１，２，３，４−テトラゾール、１，２，３−トリアゾール、４−アミノ−１，２，３−トリアゾール、４，５−ジアミノ−１，２，３−トリアゾール、１，２，４−トリアゾール、３−アミノ−１，２，４−トリアゾール、３，５−ジアミノ−１，２，４−トリアゾール、ベンゾトリアゾール、等である。
【００６４】
＜（５）テトラゾール、１，２，３−トリアゾール及びそれらの誘導体から選択される１種以上の化合物＞
本発明の金属用研磨液においては、これら複素芳香環化合物のなかでも、テトラゾール及びその誘導体、１，２，３−トリアゾール及びその誘導体から選ばれる化合物を含有することが、効果の観点から特に好ましい。
本発明で特に好ましく用いることができる１，２，３，４−テトラゾール、１，２，３−トリアゾールについて、その代表的な誘導体を以下に示す。
【００６５】
（ａ）１，２，３，４−テトラゾール誘導体として好ましくは、環を形成する窒素原子上に置換基を有さず、且つ５位に特定の置換基を有するものが挙げられる。
（ｂ）１，２，３−トリアゾール誘導体として好ましくは、環を形成する窒素原子上に置換基を有さず、且つ４位及び／又は５位に特定の置換基を有するものが挙げられる。
【００６６】
（ａ）１，２，３，４−テトラゾールが５位に有する置換基としては、スルホ基、アミノ基、カルバモイル基、カルボンアミド基、スルファモイル基、及びスルホンアミド基からなる群より選択された置換基、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、スルホ基、アミノ基、カルバモイル基、カルボンアミド基、スルファモイル基、及びスルホンアミド基からなる群より選択された少なくとも１つの置換基で置換されたアルキル基を挙げることができる。より好ましくは、ヒドロキシ基、カルボキシル基、スルホ基、アミノ基及びカルバモイル基からなる群より選択された少なくとも１つの置換基で置換されたアルキル基である。このアルキル基は、前述の置換基を少なくとも１つ有していれば、他の置換基を有していてもよい。
【００６７】
５位に置換基を有する（ａ）１，２，３，４−テトラゾール誘導体としてより好ましくはヒドロキシ基又はカルボキシル基の少なくとも１つで置換されたアルキル基を置換基として含有することを特徴としたテトラゾール誘導体である。より好ましくは、少なくとも１つのカルボキシル基で置換されたアルキル基を置換基として含有することを特徴としたテトラゾール誘導体である。このような１，２，３，４−テトラゾール誘導体としては、例えば、１Ｈ−テトラゾール−５−酢酸、１Ｈ−テトラゾール−５−コハク酸が挙げられる。
【００６８】
１，２，３−トリアゾールが４位及び／又は５位に有しうる置換基としては、ヒドロキシ基、カルボキシル基、スルホ基、アミノ基、カルバモイル基、カルボンアミド基、スルファモイル基、及びスルホンアミド基からなる群より選択された置換基、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、スルホ基、アミノ基、カルバモイル基、カルボンアミド基、スルファモイル基、及びスルホンアミド基からなる群より選択された少なくとも１つの置換基で置換されたアルキル基又はアリール基を挙げることができる。より好ましくは、ヒドロキシ基、カルボキシル基、スルホ基及びアミノ基からなる群より選択された置換基、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、スルホ基及びアミノ基からなる群より選択された少なくとも１つの置換基で置換されたアルキル基である。このアルキル基及びアリール基は、前述の置換基を少なくとも１つ有していれば、他の置換基を有していてもよい。また、１，２，３−トリアゾールの４位と５位のいずれか一方に置換しているものがより好ましい。
【００６９】
４位及び／又は５位に置換基を有する（ｂ）１，２，３−トリアゾール誘導体として好ましくは、ヒドロキシ基及びカルボキシル基からなる群より選択された置換基、又はそれらの置換基の少なくとも１つで置換されたアルキル基を置換基として含有することを特徴とした１，２，３−トリアゾール誘導体である。より好ましくは、カルボキシル基、又は少なくとも１つのカルボキシル基で置換されたアルキル基を置換基として少なくとも１つ含有することを特徴とした１，２，３−トリアゾール誘導体である。このような１，２，３−トリアゾール誘導体としては、例えば、４−カルボキシ−１Ｈ−１，２，３−トリアゾール、４，５−ジカルボキシ−１Ｈ−１，２，３−トリアゾール、１Ｈ−１，２，３−トリアゾール−４−酢酸、４−カルボキシ−５−カルボキシメチル−１Ｈ−１，２，３−トリアゾールが挙げられる。
【００７０】
以下に、（ａ）１，２，３，４−テトラゾール誘導体、及び、（ｂ）１，３，４−トリアゾール誘導体の具体例を挙げるが、本発明はこれらに制限されるものではない。
【００７１】
【化５】
2008251939.tif 000006
【００７２】
【化６】
2008251939.tif 000007
【００７３】
複素芳香環化合物、特に好ましくは、テトラゾール、１，２，３−トリアゾール及びそれらの誘導体から選ばれる化合物等は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。また、当該複素芳香環化合物は、常法に従って合成できるほか、市販品を使用してもよい。
【００７４】
本発明で用いる複素芳香環化合物の添加量は、総量として、研磨に使用する際の金属用研磨液（即ち、水又は水溶液で希釈する場合は希釈後の金属用研磨液）１Ｌ中、０．０００１〜１．０ｍｏｌの範囲が好ましく、より好ましくは０．０００５〜０．５ｍｏｌの範囲、更に好ましくは０．０００５〜０．０５ｍｏｌの範囲である。
【００７５】
＜金属用研磨液のｐＨ＞
本発明の金属用研磨液のｐＨは４以上であることが好ましく、より好ましくはｐＨ４〜９の範囲、さらに好ましくはｐＨ５〜８の範囲である。この範囲において本発明の金属用研磨液は特に優れた効果を発揮する。本発明の研磨液は、研磨に際し、水を含まない形態であってもよいし、水又は水溶液により希釈してもよい。水又は水溶液により希釈される場合、本発明におけるｐＨとは、水又は水溶液により希釈後の値を表す。
【００７６】
本発明における金属用研磨液のｐＨは、研磨面へ砥粒の吸着性や反応性、研磨金属の溶解性、被研磨面の電気化学的性質、化合物官能基の解離状態、液としての安定性などを考慮して設定することできる。
ｐＨは、例えば、後述するアルカリ剤の添加、さらには成分（１）以外の有機酸の添加などにより調整することができる。
【００７７】
＜その他の成分＞
本発明の金属用研磨液には、目的に応じて種々の添加剤を併用することができる。
−キレート剤−
本発明の金属用研磨液は、混入する多価金属イオンなどの悪影響を低減させるために、必要に応じてキレート剤（すなわち硬水軟化剤）を含有することが好ましい。
キレート剤としては、カルシウムやマグネシウムの沈澱防止剤である汎用の硬水軟化剤やその類縁化合物であり、例えば、ニトリロ三酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、エチレンジアミン四酢酸、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチレンホスホン酸、エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチレンスルホン酸、トランスシクロヘキサンジアミン四酢酸、１，２−ジアミノプロパン四酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、エチレンジアミンオルトヒドロキシフェニル酢酸、エチレンジアミンジ琥珀酸（ＳＳ体）、Ｎ−（２−カルボキシラートエチル）−Ｌ−アスパラギン酸、β−アラニンジ酢酸、２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカルボン酸、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−ヒドロキシベンジル）エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ’−ジ酢酸、１，２−ジヒドロキシベンゼン−４，６−ジスルホン酸等が挙げられる。
【００７８】
キレート剤は必要に応じて２種以上併用してもよい。
キレート剤の添加量は混入する多価金属イオンなどの金属イオンを封鎖するのに充分な量であればよく、例えば、研磨に使用する際の金属用研磨液の１Ｌ中、０．０００３ｍｏｌ〜０．０７ｍｏｌの範囲になるように添加する。
【００７９】
−界面活性剤−
本発明の金属用研磨液は、界面活性剤を含有することが好ましい。界面活性剤は、被研磨面への接触角を低下させる作用を有して、均一な研磨を促す作用を有する。
本発明に用いうる界面活性剤としては、酸型が望ましく、塩としては、アンモニウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩等が挙げられ、特にアンモニウム塩及びカリウム塩が好ましく、以下の群から選ばれたものが好適である。
【００８０】
陰イオン界面活性剤として、カルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル塩が挙げられ、カルボン酸塩として、石鹸、Ｎ−アシルアミノ酸塩、ポリオキシエチレン又はポリオキシプロピレンアルキルエーテルカルボン酸塩、アシル化ペプチド；スルホン酸塩として、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼン及びアルキルナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、Ｎ−アシルスルホン酸塩；硫酸エステル塩として、硫酸化油、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレン又はポリオキシプロピレンアルキルアリルエーテル硫酸塩、アルキルアミド硫酸塩；リン酸エステル塩として、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレン又はポリオキシプロピレンアルキルアリルエーテルリン酸塩を挙げることができる。
【００８１】
陽イオン界面活性剤として、脂肪族アミン塩、脂肪族４級アンモニウム塩、塩化ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩；両性界面活性剤として、カルボキシベタイン型、スルホベタイン型、アミノカルボン酸塩、イミダゾリニウムベタイン、レシチン、アルキルアミンオキサイドを挙げることができる。
【００８２】
非イオン界面活性剤として、エーテル型、エーテルエステル型、エステル型、含窒素型が挙げられ、エーテル型として、ポリオキシエチレンアルキル及びアルキルフェニルエーテル、アルキルアリルホルムアルデヒド縮合ポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルが挙げられ、エーテルエステル型として、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビトールエステルのポリオキシエチレンエーテル、エステル型として、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、グリセリンエステル、ポリグリセリンエステル、ソルビタンエステル、プロピレングリコールエステル、ショ糖エステル、含窒素型として、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルアミド等が例示される。
その他に、本発明に用いうる界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。
【００８３】
さらに、本発明に用いうるその他の界面活性剤や親水性化合物等としては、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、メトキシ酢酸、エトキシ酢酸、３−エトキシプロピオン酸及びアラニンエチルエステル等のエステル；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、ポリエチレングリコールアルケニルエーテル、アルキルポリエチレングリコール、アルキルポリエチレングリコールアルキルエーテル、アルキルポリエチレングリコールアルケニルエーテル、アルケニルポリエチレングリコール、アルケニルポリエチレングリコールアルキルエーテル、アルケニルポリエチレングリコールアルケニルエーテル、ポリプロピレングリコールアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールアルケニルエーテル、アルキルポリプロピレングリコール、アルキルポリプロピレングリコールアルキルエーテル、アルキルポリプロピレングリコールアルケニルエーテル、アルケニルポリプロピレングリコール、アルケニルポリプロピレングリコールアルキルエーテル及びアルケニルポリプロピレングリコールアルケニルエーテル等のエーテル；グリシンアンモニウム塩及びグリシンナトリウム塩等のアミノ酸塩；メチルタウリン酸アンモニウム塩、メチルタウリン酸ナトリウム塩、硫酸メチルナトリウム塩、硫酸エチルアンモニウム塩、硫酸ブチルアンモニウム塩、ビニルスルホン酸ナトリウム塩、１−アリルスルホン酸ナトリウム塩、２−アリルスルホン酸ナトリウム塩、メトキシメチルスルホン酸ナトリウム塩、エトキシメチルスルホン酸アンモニウム塩、３−エトキシプロピルスルホン酸ナトリウム塩、メトキシメチルスルホン酸ナトリウム塩、エトキシメチルスルホン酸アンモニウム塩、３−エトキシプロピルスルホン酸ナトリウム塩及びスルホコハク酸ナトリウム塩等のスルホン酸及びその塩等が挙げられる。
【００８４】
但し、適用する基板が半導体集積回路用シリコン基板などの場合は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ハロゲン化物等による汚染は望ましくないため、酸もしくはそのアンモニウム塩が望ましい。基板がガラス基板等である場合はその限りではない。
【００８５】
界面活性剤及び／又は親水性ポリマーの添加量は、総量として、研磨に使用する際の金属用研磨液の１Ｌ中、０．００１〜１０ｇの範囲とすることが好ましく、０．０１〜５ｇの範囲とすることがより好ましく、０．１〜３ｇの範囲とすることが特に好ましい。即ち、界面活性剤及び／又は親水性ポリマーの添加量は、充分な効果を得る上で、０．００１ｇ以上が好ましく、ＣＭＰ速度の低下防止の点から１０ｇ以下が好ましい。
【００８６】
また、これらの界面活性剤及び／又は親水性ポリマーの重量平均分子量としては、５００〜１０００００の範囲が好ましく、特には２０００〜５００００の範囲が好ましい。
界面活性剤は１種のみでもよいし、２種以上を使用してもよく、異なる種類の活性剤を併用することもできる。
【００８７】
−アルカリ剤、緩衝剤、前記成分（１）以外の有機酸−
本発明においては、効果を損なわない範囲において、目的に応じ、アルカリ剤、緩衝剤、前記成分（１）以外の有機酸を添加することができる。以下に、本発明に用いうるアルカリ剤、緩衝剤、前記成分（１）以外の有機酸についてについて説明する。
【００８８】
（アルカリ剤、緩衝剤）
また、本発明の金属用研磨液は、必要に応じて、ｐＨ調整のためにアルカリ剤、さらにはｐＨの変動抑制の点から緩衝剤を含有することができる。
【００８９】
アルカリ剤及び緩衝剤としては、水酸化アンモニウム及びテトラメチルアンモニウムハイドロキサイドなどの有機水酸化アンモニウム、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミンなどのようなアルカノールアミン類などの非金属アルカリ剤、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ金属水酸化物、炭酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩、四ホウ酸塩、ヒドロキシ安息香酸塩、グリシル塩、Ｎ，Ｎ−ジメチルグリシン塩、ロイシン塩、ノルロイシン塩、グアニン塩、３，４−ジヒドロキシフェニルアラニン塩、アラニン塩、アミノ酪酸塩、２−アミノ−２−メチル−１，３−プロパンジオール塩、バリン塩、プロリン塩、トリスヒドロキシアミノメタン塩、リシン塩などを用いることができる。
【００９０】
アルカリ剤及び緩衝剤の具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸三カリウム、リン酸二ナトリウム、リン酸二カリウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、四ホウ酸ナトリウム（ホウ砂）、四ホウ酸カリウム、ｏ−ヒドロキシ安息香酸ナトリウム（サリチル酸ナトリウム）、ｏ−ヒドロキシ安息香酸カリウム、５−スルホ−２−ヒドロキシ安息香酸ナトリウム（５−スルホサリチル酸ナトリウム）、５−スルホ−２−ヒドロキシ安息香酸カリウム（５−スルホサリチル酸カリウム）、水酸化アンモニウムなどを挙げることができる。
特に好ましいアルカリ剤としては、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム及びテトラメチルアンモニウムハイドロキサイドである。
【００９１】
アルカリ剤及び緩衝剤の添加量としては、ｐＨが好ましい範囲に維持される量であればよく、研磨に使用する際の研磨液の１Ｌ中、０．０００１ｍｏｌ〜１．０ｍｏｌの範囲とすることが好ましく、０．００３ｍｏｌ〜０．５ｍｏｌの範囲とすることがより好ましい。
【００９２】
本発明においては、液の流動性や研磨性能の安定性等の点から、金属用研磨液の比重は０．８〜１．５の範囲とすることが好ましく、０．９５〜１．３５の範囲とすることが特に好ましい。
【００９３】
（他の有機酸）
また、本発明の金属用研磨液は、必要に応じて、ｐＨ調整のために他の有機酸を含有することができる。ここにいう「他の有機酸」は、本発明に係る特定アミノ酸誘導体及び酸化剤とは構造が異なる化合物であり、前述の酸化剤として機能する酸を包含するものではない。
【００９４】
他の有機酸としては、以下の群から選ばれたものがより適している。
即ち、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、２−メチル酪酸、ｎ−ヘキサン酸、３，３−ジメチル酪酸、２−エチル酪酸、４−メチルペンタン酸、ｎ−ヘプタン酸、２−メチルヘキサン酸、ｎ−オクタン酸、２−エチルヘキサン酸、安息香酸、グリコール酸、サリチル酸、グリセリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、乳酸、及びそれらのアンモニウム塩やアルカリ金属塩等の塩、硫酸、硝酸、アンモニア、アンモニウム塩類、又はそれらの混合物等が挙げられる。
【００９５】
他の有機酸の添加量は、研磨に使用する際の金属用研磨液（使用液）の１Ｌ中、０．００００５〜０．０００５ｍｏｌとすることができる。
【００９６】
［研磨方法］
本発明の研磨方法は、半導体デバイスの製造工程において、銅又は銅合金からなる導体膜を有する基板を、本発明の金属用研磨液を用いて、化学的機械的に研磨することを特徴とする。
【００９７】
本発明の研磨方法で使用する金属用研磨液は、濃縮液であって使用する際に水を加えて希釈して使用液とする場合、又は、各成分が後述する水溶液の形態でこれらを混合し、必要により水を加え希釈して使用液とする場合、あるいは使用液として調製されている場合がある。本発明における金属用研磨液としては、特に制限されないが、本発明では上記いずれの態様も適用できる。
【００９８】
本発明の研磨方法としては、研磨定盤上に貼付した研磨パッドに、前記金属用研磨液を供給しながら、前記基板の被研磨面を研磨パッドに２０ｋＰａ以下の圧力で押圧した状態で、該研磨パッドと該被研磨面とを相対的に移動させて当該被研磨面を研磨することが好ましい態様である。
【００９９】
研磨する装置としては、被研磨面を有する半導体基板等を保持するホルダーと研磨パッドとを貼り付けた（回転数が変更可能なモータ等を取り付けてある）研磨定盤を有する一般的な研磨装置が使用できる。
【０１００】
研磨パッドとしては、一般的な不織布、発泡ポリウレタン、多孔質フッ素樹脂などが使用でき、特に制限がない。また、研磨用のパッドは、無発泡構造パッドでも発泡構造パッドでもよい。前者はプラスチック板のように硬質の合成樹脂バルク材をパッドに用いるものである。後者は更に独立発泡体（乾式発泡系）、連続発泡体（湿式発泡系）、２層複合体（積層系）の３つがあり、特には２層複合体（積層系）が好ましい。発泡は、均一でも不均一でもよい。
【０１０１】
さらに、研磨パッドは、研磨に用いる砥粒（例えば、セリア、シリカ、アルミナ、樹脂など）を含有したものでもよい。
また、研磨パッドについては、それぞれに硬さは軟質のものと硬質のものがあり、どちらでもよく、積層系ではそれぞれの層に異なる硬さのものを用いることが好ましい。材質としては不織布、人工皮革、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネート等が好ましい。また、研磨面と接触する面には、格子溝／穴／同心溝／らせん状溝などの加工を施してもよい。
【０１０２】
研磨条件には制限はないが、研磨定盤の線速度は１ｍ／ｓ以上が望ましい。
被研磨面（被研磨膜）を有する半導体基板を研磨パッドに押圧した時の圧力（押しつけ圧力）は、２０ｋＰａ以下であることが好ましく、さらに１３ｋＰａ以下の低圧条件下にすることによって、高研磨速度を維持したままの状態で、研磨速度のウエハ面内均一性及びパターンの平坦性を向上させることが可能であるためより好ましい。
なお、押しつけ圧力が２０ｋＰａを超えると、平坦性が悪化する場合がある。
また、押しつけ圧力の下限としては、特に限定されないが、２ｋＰａ程度である。
【０１０３】
研磨している間、研磨パッドには金属用研磨液をポンプ等で連続的に供給する。こ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。研磨終了後の半導体基板は、流水中で良く洗浄した後、スピンドライヤ等を用いて半導体基板上に付着した水滴を払い落としてから乾燥させる。
【０１０４】
本発明の研磨方法では、金属用研磨液を希釈する水溶液は、次に述べる水溶液と同じである。水溶液は、予め、酸化剤、酸、添加剤、界面活性剤のうち少なくとも１つ以上を含有した水で、水溶液中に含有した成分と希釈される金属用研磨液の成分を合計した成分が、金属用研磨液を使用して研磨する際の成分となるようにする。金属用研磨液を水溶液で希釈して使用する場合は、溶解しにくい成分を水溶液の形で配合することができ、より濃縮した金属用研磨液を調製することができる。
【０１０５】
濃縮された金属用研磨液に水又は水溶液を加え希釈する方法としては、濃縮された金属用研磨液を供給する配管と水又は水溶液を供給する配管を途中で合流させて混合し、混合し希釈された金属用研磨液を研磨パッドに供給する方法がある。混合は、圧力を付した状態で狭い通路を通して液同士を衝突混合する方法、配管中にガラス管などの充填物を詰め液体の流れを分流分離、合流させることを繰り返し行う方法、配管中に動力で回転する羽根を設ける方法など通常に行われている方法を採用することができる。
【０１０６】
導体膜の研磨中に、研磨パッドへ供給される研磨液の流量としては、金属用研磨液の供給速度は、０．０７０〜０．３０ｍｌ／（ｍｉｎ・ｃｍ２）の範囲であることが好ましく、充分な研磨速度を得る点からは、０．１〜０．２５ｍｌ／（ｍｉｎ・ｃｍ２）の範囲であることがより好ましい。
【０１０７】
濃縮された金属用研磨液を水又は水溶液などにより希釈し、研磨する方法としては、金属用研磨液を供給する配管と水又は水溶液を供給する配管を独立に設け、それぞれから所定量の液を研磨パッドに供給し、研磨パッドと被研磨面の相対運動で混合しつつ研磨する方法が挙げられる。又は、１つの容器に、所定量の濃縮された金属用研磨液と水又は水溶液を入れ混合してから、研磨パッドにその混合した金属用研磨液を供給し、研磨をする方法も適用可能である。
【０１０８】
本発明においては、金属用研磨液が含有すべき成分を少なくとも２つの構成成分に分けて、それらを使用する際に、水又は水溶液を加え希釈して研磨定盤上の研磨パッドに供給し、被研磨面と接触させて被研磨面と研磨パッドを相対運動させて研磨する方法も用いることができる。
【０１０９】
例えば、酸化剤を１つの構成成分（Ａ）とし、酸、添加剤、界面活性剤及び水を１つの構成成分（Ｂ）とし、それらを使用する際に水又は水溶液で構成成分（Ａ）と構成成分（Ｂ）を希釈して使用する。
また、溶解度の低い添加剤を２つの構成成分（Ｃ）と（Ｄ）とに分け、酸化剤、添加剤及び界面活性剤を１つの構成成分（Ｃ）とし、酸、添加剤、界面活性剤及び水を１つの構成成分（Ｄ）とし、それらを使用する際に水又は水溶液を加え構成成分（Ｃ）と構成成分（Ｄ）とを希釈して使用する。
【０１１０】
この例の場合、構成成分（Ｃ）と構成成分（Ｄ）と水又は水溶液をそれぞれ供給する３つの配管が必要であり、希釈混合は、３つの配管を、研磨パッドに供給する１つの配管に結合し、その配管内で混合する方法があり、この場合、２つの配管を結合してから他の１つの配管を結合することも可能である。
例えば、溶解しにくい添加剤を含む構成成分と他の構成成分とを混合し、混合経路を長くして溶解時間を確保してから、さらに水又は水溶液の配管を結合する方法である。
【０１１１】
その他の混合方法は、上記したように直接に３つの配管をそれぞれ研磨パッドに導き、研磨パッドと被研磨面の相対運動により混合する方法、１つの容器に３つの構成成分を混合して、そこから研磨パッドに希釈された金属用研磨液を供給する方法が挙げられる。上記した研磨方法において、酸化剤を含む１つの構成成分を４０℃以下にし、他の構成成分を室温から１００℃の範囲に加温し、且つ１つの構成成分と他の構成成分又は水もしくは水溶液を加え希釈して使用する際に、混合した後に４０℃以下とするようにすることもできる。温度が高いと溶解度が高くなるため、金属用研磨液の溶解度の低い原料の溶解度を上げるために好ましい方法である。
【０１１２】
酸化剤を含まない他の成分を室温から１００℃の範囲で加温して溶解させた原料は、温度が下がると溶液中に析出するため、温度が低下したその成分を用いる場合は、予め加温して析出したものを溶解させる必要がある。これには、加温し溶解した構成成分液を送液する手段と、析出物を含む液を攪拌しておき、送液し配管を加温して溶解させる手段を採用することができる。加温した成分が酸化剤を含む１つの構成成分の温度を４０℃以上に高めると酸化剤が分解してくる恐れがあるので、加温した構成成分とこの加温した構成成分を冷却する酸化剤を含む１つの構成成分で混合した場合、４０℃以下となるようにする。
【０１１３】
また、本発明においては、上述したように金属用研磨液の成分を二分割以上に分割して、研磨面に供給してもよい。この場合、酸化剤を含む成分と酸を含有する成分とに分割して供給することが好ましい。また、金属用研磨液を濃縮液とし、希釈水を別にして研磨面に供給してもよい。
【０１１４】
本発明の研磨方法により研磨される対象は、凹部を有する層間絶縁膜の表面に一面に形成されたバリア金属膜と、該バリア金属膜の表面に前記凹部が埋まるように形成された銅又は銅合金からなる導体膜と、を有する基板であるが、この基板は半導体基板であり、銅金属及び／又は銅合金からなる配線を持つＬＳＩであることが好ましく、特に配線が銅合金であることが好ましい。
【０１１５】
研磨対象である被加工体としては、支持体基板上に導電性材料膜が形成されたウエハ、支持体基板上に形成された配線上に設けられた層間絶縁膜に導電性材料膜が形成された積層体など、半導体デバイス製造工程において平坦化を必要とする全ての段階の材料を挙げることができる。
【０１１６】
更には、銅合金の中でも銀を含有する銅合金が好ましい。銅合金に含有される銀含量は、４０質量％以下が好ましく、より好ましくは１０質量％以下、さらに好ましくは１質量％以下であり、０．００００１〜０．１質量％の範囲である銅合金において最も優れた効果を発揮する。
【０１１７】
本発明においては、研磨する対象である半導体基板が、例えば、ＤＲＡＭデバイス系ではハーフピッチで０．１５μｍ以下が好ましく、０．１０μｍ以下がより好ましく、０．０８μｍ以下がさらに好ましい。一方、ＭＰＵデバイス系では０．１２μｍ以下が好ましく、０．０９μｍ以下がより好ましく、０．０７μｍ以下の配線を持つＬＳＩであることがさらに好ましい。これらのＬＳＩに対して、本発明の金属用研磨液を用いることにより、特に優れた効果を発揮する。
【０１１８】
（基板）
本発明に用いられる基板の例としては、８インチ、１２インチ半導体用ウエハ製造工程、あるいは、マイクロマシン製造工程に用いられるものが挙げられる。その種類としては、半導体用シリコンウエハやＳＯＩウエハ、半導体レーザなどに使用される化合物半導体のサファイヤ基板なども含まれる。他には、高分子のフィルム基板上に配線パターンを形成し、平坦化する用途にも用いられる。
本発明の金属用研磨液でＣＭＰを行う対象ウエハは、直径が２００ｍｍ以上であることが好ましく、特には３００ｍｍ以上が好ましい。３００ｍｍ以上である時に顕著に本発明の効果を発揮する。
【０１１９】
（層間絶縁膜）
本発明における層間絶縁膜としては、誘電率が２．６以下の特性を有するものであることが好ましく、例えば、シリカ系被膜、有機系層間絶縁膜などを挙げることができ、特に炭素をドープしたシリカ系被膜を用いることが好ましい。
本発明における層間絶縁膜の厚さは、多層配線における配線の上部と下部、又は世代間（ノード）により適宜調整可能である。
【０１２０】
（バリア金属膜）
バリア金属膜とは、半導体基板上に設けられる銅又は銅合金からなる導体膜（配線）と層間絶縁膜との間に、銅の拡散を防ぐための膜（層）である。
バリア層膜の材料としては、低抵抗のメタル材料であることが好ましく、具体的には、タンタル又はタンタル化合物、チタン又はチタン化合物、タングステン又はタングステン化合物、及びルテニウムから選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましく、ＴｉＮ、ＴｉＷ、Ｔａ、ＴａＮ、Ｗ、ＷＮ、Ｒｕを含むことがより好ましく、中でもＴａ、ＴａＮが特に好ましい。
バリア金属膜の厚さとしては、２０〜３０ｎｍ程度とすることが好ましい。
【実施例】
【０１２１】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、研磨条件等は次の通りである。
【０１２２】
［研磨条件］
研磨装置として、ラップマスター社製装置「ＬＧＰ−６１２」を使用し、下記の条件で研磨を行った。具体的には、研磨装置の研磨定盤の研磨パッド上に、後述する金属用研磨液のスラリーを供給しながら、研磨基板を研磨パッドに押し当てた状態で研磨定盤と基板とを相対的に動かして金属膜を研磨した。
テ−ブル回転数：６４ｒｐｍ
ヘッド回転数：６５ｒｐｍ
研磨圧力：１３ｋＰａ
研磨パッド：ロデール・ニッタ株式会社製  品番ＩＣ−１４００
スラリー供給速度：２００ｍｌ／分
【０１２３】
基板としては、フォトリソグラフィー工程と反応性イオンエッチング工程によりシリコン酸化膜（絶縁膜）をパターニングして、幅０．０９〜１００μｍ、深さ６００ｎｍの配線用溝と接続孔（凹部）を形成し、さらに、スパッタリング法により厚さ２０ｎｍのＴａ膜（バリア金属膜）を形成し、続いてスパッタリング法により厚さ５０ｎｍの銅膜を形成後、メッキ法により合計厚さ１０００ｎｍの銅膜（導体膜）を形成した８ｉｎｃｈウエハを使用した。
【０１２４】
［評価項目］
１．研磨速度
−銅膜−
導体膜である、銅膜のＣＭＰ前後での膜厚差を電気抵抗値から換算して求めた。
膜厚差測定は国際電気アルファ株式会社製ＶＲ−２００を用いて行った。具体的には、研磨速度（ｎｍ／分）＝〔（研磨前の銅膜の厚さ）−（研磨後の銅の厚さ）〕／研磨時間で測定し、以下の基準で評価した。
○：研磨速度４００ｎｍ／分以上
×：研磨速度４００ｎｍ／分未満
【０１２５】
２．ディッシング
研磨装置としてラップマスター社製装置「ＬＧＰ−６１２」を使用し、前記した研磨条件及び基板を用いて、スラリーを供給しながらパターン形成された各ウエハに設けられた膜を研磨し、その時の段差を以下のように測定した。
段差の測定：触針式の段差測定計を用い、１００μｍ／１００μｍのＬ／Ｓでの段差を測定し、以下の基準で評価した。
○：段差７０ｎｍ以下
×：段差が７０ｎｍを超える
【０１２６】
［実施例１］
−金属用研磨液組成−
成分（１）：Ｎ−メチルグリシン                                  ０．０１質量％
成分（２）：ポリビニルピロリドン（Ｍｗ：４００００）            ０．０１質量％
成分（３）：Ｈ２Ｏ２（酸化剤）                                          １質量％
砥粒（種類：コロイダルシリカ  粒径：３０ｎｍ）                    ０．５質量％
複素芳香環化合物：テトラゾール                                  ０．０１質量％
ｐＨ（アンモニア水と硝酸で調整）                                        ７．５
【０１２７】
各成分が上記の濃度となるよう水溶液を調製し、高速ホモジナイザーで撹拌して均一に分散させて実施例１の金属用研磨液を得た。
【０１２８】
［実施例２〜４］
成分（１）、成分（２）及び複素芳香環化合物の種類を下記表１のように変更した以外は実施例１と同様にして、実施例２〜４の金属用研磨液を得た。
得られた金属用研磨液を用いて、前記条件で研磨を行い、前記の項目について評価した。評価結果を表１に示す。
［比較例１］
成分（２）特定水溶性高分子であるポリビニルピロリドンを含まない他は、実施例１と同様に調製し、比較例１の金属用研磨液を得た。
［比較例２］
成分（１）の特定アミノ酸誘導体（Ｎ−メチルグリシン）に代えて、比較アミノ酸誘導体であるグリシンを用いた以外は実施例１と同様に調製し、比較例２の金属用研磨液を得た。
得られた比較例１、２の金属用研磨液を用いて、前記条件で研磨を行い、前記の項目について評価した。評価結果を表１に示す。
【０１２９】
実施例１〜４及び比較例１、２の金属用研磨液を使用して、前記の研磨条件にて、各種評価を行った。結果を下記表１に示す。
【０１３０】
【表１】
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【０１３１】
表１に示すように、実施例の各金属用研磨液を用いた場合には、一定の研磨速度を確保しつつ、ディッシングが少なく平坦性が良好な研磨面を得ることができることがわかった。特に、実施例と比較例との対比において、特定水溶性高分子を用いることによって、ディッシングを低下させずに、研磨速度を改善しうることがわかる。