(57)【要約】【課題】エロージョン量を低減することができる研磨用組成物を提供する。【解決手段】研磨用組成物には、（Ａ）２０ｇ／リットルを超え、２００ｇ／リットル以下のヒュームドシリカ及び（Ｂ）５ｇ／リットルを超え、２５ｇ／リットル以下であり、過ヨウ素酸及びその塩から選ばれる少なくとも一種が含有されている。さらに、（Ｃ）下記一般式（１）で示されるテトラアルキルアンモニウム塩、（Ｄ）エチレングリコール及びプロピレングリコールから選ばれる少なくとも一種及び（Ｅ）水が含有され、ｐＨは１．８以上４．０未満である。そして、表面に凹部が形成された絶縁体層と、絶縁体層上に形成され、導体層を含むメタル層とを有し、メタル層を研磨する研磨工程に用いられように構成されている。【化１】2004123879.tif 000007（式中のＲ１は炭素数１〜４の炭化水素基を示し、Ｘは水酸基又はハロゲン原子を示す。）【選択図】　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に凹部が形成された絶縁体層と、絶縁体層上に形成され、導体層を含むメタル層とを有し、メタル層を研磨する研磨工程に用いられ、下記の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）の各成分を含有し、ｐＨが１．８以上４．０未満であることを特徴とする研磨用組成物。
（Ａ）：２０ｇ／リットルを超え、２００ｇ／リットル以下のヒュームドシリカ
（Ｂ）：５ｇ／リットルを超え、２５ｇ／リットル以下の過ヨウ素酸及びその塩から選ばれる少なくとも一種
（Ｃ）：下記一般式（１）で示されるテトラアルキルアンモニウム塩
【化１】
2004123879.tif 000006
（式中のＲ１は炭素数１〜４の炭化水素基を示し、Ｘは水酸基又はハロゲン原子を示す。）
（Ｄ）：エチレングリコール及びプロピレングリコールから選ばれる少なくとも一種
（Ｅ）：水
【請求項２】
さらに（Ｆ）硝酸アンモニウムを含有することを特徴とする請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項３】
さらに（Ｇ）ベンゾトリアゾール及びその誘導体から選ばれる少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の研磨用組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置等における配線構造を形成するための研磨に用いられる研磨用組成物に関するものである。より詳しくは、エロージョン量を低減することができる研磨用組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体装置等の配線構造はＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法を用いた方法等によって形成されている。ＣＭＰ法を用いた配線構造の形成方法では、まず凹部が形成された絶縁体層上に、導体層を含むメタル層を、少なくとも凹部内が完全に埋まるように形成する。次いで、凹部以外の箇所の絶縁体層が露出するまでメタル層を研磨除去し、凹部内に配線部を形成する。
【０００３】
従来の研磨用組成物は、アルミナを含むスラリーに、過硫酸アンモニウム、過ヨウ素酸カリウム及び水酸化ナトリウム等のｐＨ調節化合物が含有されていた（例えば特許文献１参照。）。そして、アルミナによってメタル層を機械的に研磨し、過硫酸アンモニウム及び過ヨウ素酸カリウムが相乗的に作用することによって導体層に対する研磨速度を向上させるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特表２０００−５０１７７１号公報（第５−３９頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来の研磨用組成物を用いてメタル層の大部分又は凹部以外の箇所の絶縁体層が露出するまでメタル層を研磨除去したときには、導体層に対する研磨速度が高くなるに伴って絶縁体層に対する研磨速度も高くなる。このため、近接する凹部により構成されている領域内の絶縁体層が研磨され、該領域の表面と他の領域の絶縁体層の表面との深さ方向の距離（高さの差）、即ちエロージョン量が増大するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、エロージョン量を低減することができる研磨用組成物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の研磨用組成物は、表面に凹部が形成された絶縁体層と、絶縁体層上に形成され、導体層を含むメタル層とを有し、メタル層を研磨する研磨工程に用いられ、下記の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）の各成分を含有し、ｐＨが１．８以上４．０未満である。
【０００８】
（Ａ）：２０ｇ／リットルを超え、２００ｇ／リットル以下のヒュームドシリカ
（Ｂ）：５ｇ／リットルを超え、２５ｇ／リットル以下の過ヨウ素酸及びその塩から選ばれる少なくとも一種
（Ｃ）：下記一般式（１）で示されるテトラアルキルアンモニウム塩
【０００９】
【化２】
2004123879.tif 000002
（式中のＲ１は炭素数１〜４の炭化水素基を示し、Ｘは水酸基又はハロゲン原子を示す。）
（Ｄ）：エチレングリコール及びプロピレングリコールから選ばれる少なくとも一種
（Ｅ）：水
請求項２に記載の発明の研磨用組成物は、請求項１に記載の発明において、さらに（Ｆ）硝酸アンモニウムを含有するものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明の研磨用組成物は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、さらに（Ｇ）ベンゾトリアゾール及びその誘導体から選ばれる少なくとも一種を含有するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
半導体装置の配線構造を形成するときには、図１に示すように、まず図示しない半導体基板上の絶縁体層１１の表面に、公知のリソグラフィ技術及びパターンエッチング技術等により回路設計に基づく所定のパターンの凹部１２を形成する。絶縁体層１１としては、ＴＥＯＳ膜、ＢＳＧ膜、ＰＳＧ膜、ＢＰＳＧ膜等のＳｉＯ２膜や、ＳｉＯＦ膜、ＳｉＯＣ膜等の半導体装置において一般的に用いられるものが挙げられる。凹部１２が形成される前の絶縁体層１１の表面は、できるだけ平坦であることが望ましい。
【００１２】
次に、少なくとも凹部１２内が完全に埋まるように、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等により導体層１３を絶縁体層１１上に形成する。ここで、導体層１３はタングステン（Ｗ）、ルテニウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）等を基とする導体金属により形成され、この導体層１３によるメタル層が構成されている。導体層１３の材質は、形成される配線部の導電率を向上させるために、好ましくはＷ、Ｒｕ、Ｐｔ又はＡｕであり、より好ましくはＷ又はＲｕであり、最も好ましくはＷである。そして、図２に示すように、凹部以外の箇所の絶縁体層１１が露出するまで導体層１３を研磨除去して凹部１２内に配線部１４を形成する。この実施形態では、導体層１３を研磨除去する研磨工程に用いられる研磨用組成物を示すものである。
【００１３】
この研磨工程に用いられる研磨用組成物は、（Ａ）ヒュームドシリカと、（Ｂ）過ヨウ素酸及びその塩から選ばれる少なくとも一種と、（Ｃ）下記一般式（１）で示されるテトラアルキルアンモニウム塩と、（Ｄ）エチレングリコール及びプロピレングリコールから選ばれる少なくとも一種と、（Ｅ）水とを含有している。
【００１４】
【化３】
2004123879.tif 000003
（式中のＲ１は炭素数１〜４の炭化水素基を示し、Ｘは水酸基又はハロゲン原子を示す。）
成分（Ａ）のヒュームドシリカは、その機械的研磨作用により被研磨面を研磨するために含有される。ヒュームドシリカは、一般に四塩化ケイ素を酸水素炎中で気相加水分解することによって製造される。こうして製造されるヒュームドシリカは数個から数十個の粒子が三次元的に凝集した鎖状構造を形成し、金属不純物の含有量が比較的低いという特徴を有している。
【００１５】
成分（Ａ）の気体吸着による粉体の比表面積測定法（ＢＥＴ法）により測定された比表面積と粒子密度から求められる平均粒子径は、好ましくは１０〜５０ｎｍ、より好ましくは２０〜４０ｎｍである。また、光散乱法により求められる平均粒子径は好ましくは８０〜２５０ｎｍ、より好ましくは１００〜２００ｎｍである。
【００１６】
１０ｎｍ又は８０ｎｍ未満では、導体層に対する研磨速度が十分得られない。一方、５０ｎｍ又は２５０ｎｍを超えると、絶縁体層に対する研磨速度が高くなって絶縁体層が研磨されることにより、図３に示すエロージョン量ｅが増大する傾向にある。ここで、エロージョンとは、近接する凹部１２により構成されている領域内の絶縁体層１１が研磨されることによって、該表面が他の領域の絶縁体層の表面に比べて内方へ後退する現象をいう。
【００１７】
研磨用組成物中の成分（Ａ）の含有量は２０ｇ／リットルを超えるとともに２００ｇ／リットル以下、好ましくは５０〜１００ｇ／リットルである。２０ｇ／リットル以下では、成分（Ａ）の含有量が低いために研磨用組成物の機械的研磨力が不足し、導体層に対する研磨速度が十分得られない。このため、研磨時間が長くなることによって絶縁体層が研磨され、エロージョン量ｅが増大する。一方、２００ｇ／リットルを超えると、フュームドシリカスラリの粘度が過大となり、取り扱いが困難になるほか、組成物の保存安定性が悪化するおそれがある。
【００１８】
成分（Ｂ）の過ヨウ素酸及びその塩から選ばれる少なくとも一種は、化学的研磨作用によって導体層に対する研磨速度を向上させるために含有される。過ヨウ素酸の具体例としては、オルト過ヨウ素酸（Ｈ５ＩＯ６）、メタ過ヨウ素酸（ＨＩＯ４）、二メソ過ヨウ素酸（Ｈ４Ｉ２Ｏ９）、メソ過ヨウ素酸（Ｈ３ＩＯ５）、二オルト過ヨウ素酸（Ｈ８Ｉ２Ｏ１１）等の形態が異なるものが挙げられるが、組成が安定しているとともに入手が容易なために、オルト過ヨウ素酸が好ましい。一方、過ヨウ素酸塩としてはいずれの種類の過ヨウ素酸塩も使用可能であるが、入手が容易なために、過ヨウ素酸アンモニウム、過ヨウ素酸カリウム又は過ヨウ素酸ナトリウムが好ましい。
【００１９】
研磨用組成物中の成分（Ｂ）の含有量は５ｇ／リットルを超えるとともに２５ｇ／リットル以下、好ましくは７．５〜１７．５ｇ／リットルである。５ｇ／リットル以下では、研磨を促進する効果が不足し、導体層に対する研磨速度が十分得られない。このため、研磨時間が長くなることによって絶縁体層が研磨され、エロージョン量ｅが増大する。一方、２５ｇ／リットルを超えると、研磨が促進されすぎることによって導体層に対する研磨速度が高くなりすぎるために、研磨を制御することができない。さらに、導体層に対する研磨速度が高くなるに伴って絶縁体層の対する研磨速度も高くなり、絶縁体層が研磨されることによりエロージョン量ｅが増大する。
【００２０】
成分（Ｃ）の上記一般式（１）で示されるテトラアルキルアンモニウム塩は、研磨用組成物のｐＨを調整するとともに、絶縁体層に対する研磨速度を抑制することによってエロージョン量ｅを低減するために含有される。ここで、上記式一般式（１）中のＲ１は飽和炭化水素、不飽和炭化水素、直鎖状炭化水素、分岐状炭化水素等があるが、入手が容易なためにメチルやエチル等の炭素数３未満の直鎖状飽和炭化水素が好ましい。
【００２１】
ここで、研磨用組成物のｐＨは１．８以上４．０未満であり、好ましくは２．０〜３．０である。このため、研磨用組成物中の成分（Ｃ）の含有量は、研磨用組成物のｐＨが１．８以上４．０未満となる量であり、ｐＨが２．０〜３．０となる量が好ましい。
【００２２】
研磨用組成物のｐＨが１．８未満である場合、絶縁体層に対する研磨速度を抑制する効果が低いために、エロージョン量ｅが増大する。さらに、研磨装置に腐食を起こすおそれがある等取り扱いに注意が必要である。一方、研磨用組成物のｐＨが４．０以上である場合、絶縁体層に対する研磨速度を抑制する効果が得られずにかえって低くなるために、エロージョン量ｅが増大する。さらに、研磨用組成物の分散安定性が低下し、組成物が分離、ゲル化するおそれがある。
【００２３】
成分（Ｄ）のエチレングリコール及びプロピレングリコールから選ばれる少なくとも一種は主に界面活性作用を有し、導体層に対する過度の化学的作用を抑制することによりエロージョン量ｅを低減するために含有される。ここで、成分（Ｄ）は、凹部以外の箇所の絶縁体層が露出するまで導体層を研磨するときに、導体層が過剰に研磨されて凹部内の導体層表面が内方へ後退し、導体層間の絶縁体層表面に研磨圧力が集中して絶縁体層が研磨されることによりエロージョン量ｅが増大するのを抑制すると推察される。ここで、ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールの重合体は、導体層に対する過度の化学的作用を抑制する効果が高すぎるために、導体層に対する研磨速度が十分得られない。
【００２４】
研磨用組成物中の成分（Ｄ）の含有量は好ましくは０．０３〜２．０ｇ／リットル、より好ましくは０．０８〜１．０ｇ／リットルである。０．０３ｇ／リットル未満では、導体層に対する過度の化学的作用を抑制する効果が低く、エロージョン量ｅが増大する傾向にある。さらに、研磨後の被研磨面に表面欠陥が発生するおそれがある。一方、２．０ｇ／リットルを超えると、導体層に対する過度の化学的作用を抑制する効果をこれ以上得ることが出来ないため、不経済である。さらに、研磨用組成物の安定性が低下し、添加剤の析出、分離を起こすおそれがある。
【００２５】
成分（Ｅ）の水は、他の成分の分散媒又は溶媒として作用するために含有される。成分（Ｅ）は、他の成分の作用を阻害するのを防止するために不純物をできるだけ含有しないものが好ましい。具体的には、イオン交換樹脂にて不純物イオンを除去した後にフィルタを通して異物を除去した純水や超純水、又は蒸留水等が好ましい。
【００２６】
研磨用組成物には、導体層に対する研磨速度を向上させるために、その他の添加成分として（Ｆ）硝酸アンモニウムを含有するのが好ましい。成分（Ｆ）の硝酸アンモニウムは、成分（Ｂ）の化学的研磨作用を促進させることによって導体層に対する研磨速度を向上させるために含有される。
【００２７】
研磨用組成物中の成分（Ｆ）の含有量は好ましくは５〜３０ｇ／リットル、より好ましくは１０〜２５ｇ／リットルである。５ｇ／リットル未満では、成分（Ｂ）の化学的研磨作用を促進する効果が低いために導体層に対する研磨速度を十分に向上させることができない。一方、３０ｇ／リットルを超えると、成分（Ｂ）の化学的研磨作用を促進する効果が高すぎるために導体層に対する研磨速度が高くなり、研磨後の被研磨面に表面欠陥が発生するおそれがある。
【００２８】
研磨用組成物には、導体層表面の腐食を防止するために、その他の添加成分としてさらに（Ｇ）ベンゾトリアゾール及びその誘導体から選ばれる少なくとも一種を含有するのが好ましい。成分（Ｇ）は、導体層表面を保護することによってその腐食を防止するために含有される。ここで、ベンゾトリアゾール及びその誘導体は、下記一般式（２）で示されるものである。
【００２９】
【化４】
2004123879.tif 000004
上記一般式（２）中のＲ２は水素原子、カルボキシル基を含有するアルキル基、水酸基及び３級アミノ基を含有するアルキル基、水酸基を含有するアルキル基又はアルキル基を示し、Ｒ３〜Ｒ６は水素原子又はアルキル基を示す。また、４位、５位、６位又は７位の炭素原子を窒素原子に置換してもよいし、１位の窒素原子を炭素原子に置換してもよい。
【００３０】
成分（Ｇ）は、導体層表面を保護する効果が高いことからベンゾトリアゾールが好ましい。研磨用組成物中の成分（Ｇ）の含有量は好ましくは０．０５〜３．５ｇ／リットル、より好ましくは０．１５〜１．５ｇ／リットルである。０．０５ｇ／リットル未満では、導体層表面を十分に保護することができないために、導体層表面が腐食されやすい。一方、３．５ｇ／リットルを超えると、導体層表面が過剰に保護されることによって導体層に対する研磨速度が十分得られないうえ、成分（Ｇ）の溶解安定性が低下し、組成物が析出、分離するおそれがある。
【００３１】
研磨用組成物は、（Ｆ）及び（Ｇ）の各成分以外のその他の添加成分として、消泡剤等の研磨用組成物で一般的に使用されている添加剤を含有してもよい。（Ｆ）及び（Ｇ）の各成分以外のその他の添加成分の研磨用組成物中の含有量は、研磨用組成物の常法に従って決定される。
【００３２】
研磨用組成物は、不純物をできるだけ含有しないことが好ましい。具体的には、周期律表の第２族〜第１２族に属する各元素、並びにアルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、スズ、鉛及びビスマスの濃度（質量分率）が、それぞれ１００ｐｐｂ以下であることが好ましく、５０ｐｐｂ以下であることがより好ましい。その中でも銅、鉄、ニッケル、クロム及びマンガンはＳｉＯ２膜等の絶縁体層中に拡散しやすく、半導体装置の歩留まりに影響を及ぼすため、特にこれらの元素の濃度は上記範囲内に抑えることが好ましい。
【００３３】
なお、上記の族番号の表記は、ＩＵＰＡＣ無機化学命名法改訂版（１９８９）に基づくものである。また、上記の不純物の濃度は、誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ）、誘導結合高周波プラズマ分光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）、原子吸光分析装置、全反射蛍光Ｘ線分析装置（ＴＸＲＦ）等を使って測定される。また、成分（Ａ）のヒュームドシリカが不純物として塩素を含有するときには、研磨用組成物中の塩素の濃度（質量分率）は好ましくは１０００ｐｐｍ以下、より好ましくは２００ｐｐｍ以下である。１０００ｐｐｍを超えると、研磨用組成物の安定性が低下し、ゲル化するおそれがある。この塩素の濃度はイオンクロマトグラフィで測定される塩素濃度（質量分率）から換算される値である。
【００３４】
研磨用組成物は、成分（Ｅ）の水に他の成分を混合し、例えば翼式撹拌機による撹拌や超音波分散等によって、各成分を分散又は溶解させることにより調製される。ここで、成分（Ｅ）の水に対する他の成分の混合順序は限定されない。
【００３５】
さて、配線部を形成するときには、図２に示すように、本実施形態の研磨用組成物を用い、凹部１２以外の箇所の絶縁体層１１が露出するまで導体層１３を研磨除去する。ここで、導体層１３に対する研磨速度は、好ましくは２００〜５００ｎｍ／ｍｉｎ、より好ましくは３００〜４００ｎｍ／ｍｉｎである。２００ｎｍ／ｍｉｎ未満では研磨時間が長くなる恐れがある。一方、５００ｎｍ／ｍｉｎを超えると、研磨速度を制御するのが困難になる。
【００３６】
このとき、成分（Ｃ）によって絶縁体層に対する研磨速度が抑制され、成分（Ｄ）によって導体層に対する過度の化学的作用、即ち成分（Ｂ）による過度の化学的研磨作用が抑制される。さらに、研磨用組成物のｐＨが１．８以上４．０未満に調整されることによって絶縁体層に対する研磨速度が適度に抑制され、エロージョン量ｅを低減することができる。
【００３７】
また、成分（Ａ）の機械的研磨作用と成分（Ｂ）の化学的研磨作用とが相乗的に作用することにより、導体層に対する研磨速度を向上させることができる。ここで、例えば導体層がタングステンにより形成されているときには、タングステン表面は成分（Ｂ）によって酸化されることにより、脆弱で成分（Ａ）の機械的研磨作用によって容易に研磨除去されうる三酸化タングステンに変化される。
【００３８】
以上詳述した本実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
・　本実施形態の研磨用組成物は（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）の各成分を含有し、ｐＨは１．８以上４．０未満である。さらに、研磨用組成物中の成分（Ａ）の含有量は１０ｇ／リットルを超え、２００ｇ／リットル以下であり、成分（Ｂ）の含有量は５ｇ／リットルを超え、２５ｇ／リットル以下である。このため、（Ｃ）及び（Ｄ）の各成分による作用と、（Ａ）及び（Ｂ）の各成分の含有量並びにｐＨが上記範囲となることによって、エロージョン量ｅを低減することができる。さらに、（Ａ）及び（Ｂ）の各成分によって導体層に対する研磨速度を向上させることができる。
【００３９】
・　成分（Ａ）はヒュームドシリカである。このため、コロイダルシリカ等に比べて、導体層に対する研磨速度を向上させることができるとともに絶縁体層に対する研磨速度を抑制することができる。この効果は、数個から数十個の粒子が三次元的に凝集した鎖状構造を形成するヒュームドシリカの独特の形態によるものと推測される。
【００４０】
・　研磨用組成物は成分（Ｆ）を含有するのが好ましい。この場合、成分（Ｂ）の化学的研磨作用を促進させることによって導体層に対する研磨速度を向上させることができる。
【００４１】
・　研磨用組成物は成分（Ｇ）を含有するのが好ましい。この場合、導体層表面を保護することによってその腐食を防止することができる。
・　研磨用組成物中の周期律表の第２族〜第１２族に属する各元素、並びにアルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、スズ、鉛及びビスマスの濃度（質量分率）は、それぞれ１００ｐｐｂ以下が好ましい。この場合、これら不純物元素による汚染に起因する表面欠陥が発生するのを抑制することができるとともに、半導体装置においては電気的特性が低下するのを抑制することができる。さらに、従来の研磨用組成物に比べて希フッ酸による表面洗浄を省略又は短縮することができるために、配線構造の製造コストを低減することができる。
【００４２】
なお、前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
・　前記実施形態において、配線構造を形成するときに、前記実施形態の研磨用組成物を用いて導体層の大部分を研磨除去した後、仕上げ研磨用組成物を用いて凹部以外の箇所の絶縁体層が露出するまで導体層を仕上げ研磨する等、複数段階に分けて研磨を施してもよい。ここで、凹部以外の箇所の導体層の厚さは例えば３００ｎｍ以上等のように厚く、導体層の大部分を研磨除去するとは、凹部以外の箇所の導体層の厚みが２００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下になるまで導体層を研磨することをいう。このように構成した場合は、導体層の大部分の研磨除去後に生じるエロージョン量を低減することにより、仕上げ研磨後のエロージョン量を低減することができる。
【００４３】
・　絶縁体層上に、チタン又は窒化チタンからなる下地層を一定の厚みで形成してもよい。このとき、下地層表面において、凹部に対応する箇所は凹部によって凹状に形成される。続いて、少なくとも凹部内が完全に埋まるように、導体層が下地層上に形成される。ここで、下地層及び導体層によりメタル層が構成されている。このように構成した場合は、下地層によって導体層の絶縁体層に対する接着性が向上するために、導体層、ひいては配線部が絶縁体層から剥離するのを防止することができる。
【００４４】
・　前記研磨用組成物を、濃縮されることにより成分（Ｅ）の水の含有量が低い状態で調製及び保管され、研磨に用いられるときに不足分の成分（Ｅ）が混合されて希釈されるように構成してもよい。このように構成した場合は、研磨用組成物の管理を容易にするとともに輸送コストを低減することができる。
【００４５】
・　前記研磨用組成物を、（Ａ）及び（Ｅ）の各成分を含有する第１剤と、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）の各成分を含有する第２剤とを別々に分けた状態で調製及び保管され、研磨に用いられるときに第１剤と第２剤とを混合して調製されるように構成してもよい。
【００４６】
【実施例】
次に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
（実施例１〜１７及び比較例１〜１０）
実施例１においては、まず成分（Ａ）のヒュームドシリカと、成分（Ｂ）としてのオルト過ヨウ素酸と、成分（Ｄ）としてのエチレングリコールと、成分（Ｅ）の水と、成分（Ｆ）の硝酸アンモニウムと、成分（Ｇ）としてのベンゾトリアゾールとを混合した。ここで、ヒュームドシリカの平均粒子径は、ＢＥＴ法により測定された比表面積と粒子密度とから求められる平均粒子径で３０ｎｍであり、光散乱法により求められる平均粒子径で１００ｎｍであった。ここで、コロイダルシリカの比表面積の測定には、ＦｌｏｗＳｏｒｂＩＩ２３００（ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製）で、光散乱法による平均粒子径の測定には、Ｎ４　Ｐｌｕｓ　Ｓｕｂｍｉｃｒｏｎ　Ｐａｒｔｉｃｌｅ　Ｓｉｚｅｒ（Ｂｅｃｋｍａｎ　Ｃｏｕｌｔｅｒ，　Ｉｎｃ．製）をそれぞれ用いた。
【００４７】
そして、成分（Ｃ）の水酸化テトラメチルアンモニウムを用いてｐＨを調整して研磨用組成物を調製した。（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）、（Ｆ）及び（Ｇ）の各成分の含有量及びｐＨを表１に示す。実施例２〜１７及び比較例１〜１０においては、各成分の含有量及びｐＨを表１に示すように変更した以外は実施例１と同様にして研磨用組成物を調製した。ここで、比較例６においては、成分（Ｃ）を用いたｐＨの調整を省略した。比較例１０においては、成分（Ａ）としてＢＥＴ法により測定された比表面積と粒子密度とから求められる平均粒子径で３０ｎｍであり、光散乱法により求められる平均粒子径で１００ｎｍのヒュームドアルミナを含有した。表１において、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）、（Ｆ）及び（Ｇ）の各成分の含有量の数値はｇ／リットルで示す。
【００４８】
実施例１〜１７及び比較例１〜１０の各例の研磨用組成物を用いて、タングステンのブランケットウエハを下記の研磨条件で１分間研磨した。そして、下記に示す計算式に基づいてタングステンに対する研磨速度を求めた。
【００４９】
さらに、５００ｎｍの厚みで成膜されたタングステンのパターンウエハを下記の研磨条件で研磨した。このとき、研磨時間については、終点検出器を用いて確認することにより、タングステンが完全に研磨除去できるまでの時間とした。そして、触針式のプロフィラ（ＨＲＰ３４０；ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）を用いて、５０％プラグ配線部におけるエロージョン量の測定を行った。それらの結果を表１に示す。
【００５０】
＜研磨条件＞
研磨機：片面ＣＭＰ用研磨機（Ｍｉｒｒａ；アプライドマテリアルズ社製）、研磨パッド：ポリウレタン製の積層研磨パッド（ＩＣ−１０００／Ｓｕｂａ４００；ロデール社製）、研磨圧力：４ｐｓｉ（＝約２８ｋＰａ）、定盤回転数：８０ｒｐｍ、研磨用組成物の供給速度：１５０ｍｌ／ｍｉｎ、キャリア回転数：８０ｒｐｍ
＜研磨速度の計算式＞
研磨速度［ｎｍ／ｍｉｎ］＝（研磨加工前のブランケットウエハの厚み［ｎｍ］−研磨加工後のブランケットウエハの厚み［ｎｍ］）÷研磨時間［ｍｉｎ］
尚、研磨加工前後のブランケットウエハの厚みはシート抵抗測定器（ＶＲ−１２０；国際電気システムサービス株式会社製）を用いて測定した。
【００５１】
【表１】
2004123879.tif 000005
表１に示すように、実施例１〜１７においては、研磨速度及びエロージョン量は低減され、優れた値となった。一方、比較例１及び比較例２においては、成分（Ａ）の含有量が２０ｇ／リットル以下であるために、エロージョン量が増大した。比較例３及び比較例４においては、成分（Ｂ）の含有量が５ｇ／リットル以下であるために研磨速度が低い値であるとともにエロージョン量が増大した。比較例５においては、成分（Ｄ）を含有しないためにエロージョン量が増大した。
【００５２】
比較例６及び比較例７においては、研磨用組成物のｐＨが１．８未満又は４．０以上であるために、エロージョン量が増大した。比較例８においては、研磨用組成物のｐＨが６．０と高い値であり安定性が低下してゲル化したために、ブランケットウエハ及びパターンウエハを研磨することができなかった。比較例９においては、成分（Ａ）を含有しないために、研磨速度が低い値となって研磨時間が長時間となり、さらにタングステンを完全に研磨除去することができずに研磨後にタングステンが一部残存した。このため、研磨されたパターンウエハから半導体装置を製造することができなかった。比較例１０においては、成分（Ａ）としてヒュームドアルミナを含有するために、エロージョン量が増大した。
【００５３】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
（１）周期律表の第２族〜第１２族に属する各元素、並びにアルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、スズ、鉛及びビスマスの濃度（質量分率）が、それぞれ１００ｐｐｂ以下である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の研磨用組成物。この構成によれば、不純物元素による汚染に起因する表面欠陥が発生するのを抑制することができるとともに、半導体装置においては電気的特性が低下するのを抑制することができる。
【００５４】
（２）表面に凹部が形成された絶縁体層と、絶縁体層上に形成され、導体層を含むメタル層とを有し、請求項１から請求項３及び上記（１）のいずれか一項に記載の研磨用組成物を用いて、絶縁体層が露出するまでメタル層を研磨することを特徴とする研磨方法。この構成によれば、エロージョン量を低減することができる。
【００５５】
（３）表面に凹部が形成された絶縁体層と、絶縁体層上に形成され、導体層を含むメタル層とを有し、請求項１から請求項３及び上記（１）のいずれか一項に記載の研磨用組成物を用いて、凹部以外の箇所のメタル層の厚みが２００ｎｍ以下になるとともに絶縁体層が露出する前に研磨を終了するようにメタル層を研磨する第１の研磨工程と、仕上げ研磨用組成物を用いて絶縁体層が露出するまでメタル層を研磨する第２の研磨工程とを備えていることを特徴とする研磨方法。この構成によれば、第１の研磨工程後に生じるエロージョン量を低減することにより、第２の研磨工程後のエロージョン量を低減することができる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明の研磨用組成物によれば、エロージョン量を低減することができる。
【００５７】
請求項２に記載の発明の研磨用組成物によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、成分（Ｂ）の化学的研磨作用を促進させることによって導体層に対する研磨速度を向上させることができる。
【００５８】
請求項３に記載の発明の研磨用組成物によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加え、導体層表面を保護することによってその腐食を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の研磨方法を模式的に示す要部拡大端面図。
【図２】本実施形態の研磨方法を模式的に示す要部拡大端面図。
【図３】エロージョンを模式的に示す要部拡大端面図。
【符号の説明】
１１…絶縁体層、１２…凹部、１３…導体層。
【図１】
2004123879.tif 000008
【図２】
2004123879.tif 000009
【図３】
2004123879.tif 000010