(57)【要約】【課題】  チタンの研磨速度を高くすることが容易な研磨用組成物を提供する。又、導体金属の研磨速度を高めつつ、チタンの研磨速度を高くすることが容易な研磨用組成物を提供する。【解決手段】  研磨用組成物は、コロイダルシリカと、水とを含有している。更に、コロイダルシリカの濃度は０．１質量％であって、好ましくは０．２５〜０．７５質量％、より好ましくは０．３５〜０．６５質量％である。又、研磨用組成物のｐＨは６以下であって、好ましくは１．８〜４．０、より好ましくは２．０〜３．０である。更に、研磨用組成物は、フュームド酸化物粒子と、酸化剤とを含有するのが好ましい。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
チタンの研磨に用いられる研磨用組成物であって、０．１質量％を超えるコロイダルシリカと、水とを含有し、ｐＨが６以下である研磨用組成物。
【請求項２】
表面に配線溝を有する絶縁体層と、絶縁体層上に形成されチタンを含有するバリア層と、少なくとも配線溝内が完全に埋まるようにバリア層上に形成される導体金属製の導体層とを備える配線構造体の研磨に用いられる研磨用組成物であって、
酸化剤と、０．１質量％を超えるコロイダルシリカと、水とを含有し、ｐＨが６以下である研磨用組成物。
【請求項３】
更に、フュームド酸化物粒子を含有する請求項１又は２に記載の研磨用組成物。
【請求項４】
コロイダルシリカの平均粒子径が１〜２５ｎｍである請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半導体装置の導体配線を形成するための研磨用組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程においては、導体配線を形成する方法として、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）技術を用いた製造プロセス（ダマシンプロセス）が主流となっている。導体配線の形成工程では、まず、半導体基板上に積層形成された絶縁体層に配線溝を凹設する。次に、配線溝が形成された絶縁体層上に、チタン（Ｔｉ）や窒化チタン（ＴｉＮ）からなるバリア層を積層形成する。続いて、バリア層の表面に、導体配線を形成するための導体層を、少なくとも配線溝内が完全に埋まるように積層形成する。そして、配線溝以外の絶縁体層が露出するまで導体層及びバリア層を研磨し、バリア層に被覆された導体配線を配線溝内に形成する。こうして、半導体基板と、絶縁体層と、導体配線とを備えた配線構造体が形成される。この場合、研磨用組成物（スラリー）としては、特許文献１〜４に記載されたものがある。
【特許文献１】特表２０００−５０１７７１号公報
【特許文献２】特開平１０−６７９８６号公報
【特許文献３】特開平１０−２６５７６６号公報
【特許文献４】特開平１１−１１６９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、特許文献１〜４の研磨用組成物では、導体配線を形成する際に、バリア層を形成するチタンの研磨速度を十分に得られないという問題や、添加剤としてのフッ化物による安全性の問題や、金属触媒を用いることによる金属不純物残留の問題等がある。そこで、導体層及びバリア層を研磨する工程においては、導体層を研磨する際に使用される研磨用組成物とバリア層を研磨する際に使用される研磨用組成物とをそれぞれ使い分ける等の方法が通常行なわれている。しかしながら、上記方法によると、種類の異なる研磨用組成物を準備する必要があることや、研磨用組成物の交換作業に手間がかかる等の理由から、導体層及びバリア層の研磨作業が効率良く行われているとは言い難い。
【０００４】
本発明は、こ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、チタンの研磨速度を高くすることが容易な研磨用組成物を提供することにある。別の目的とするところは、導体金属の研磨速度を高めつつ、チタンの研磨速度を高くすることが容易な研磨用組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、チタンの研磨に用いられる研磨用組成物であって、０．１質量％を超えるコロイダルシリカと、水とを含有し、ｐＨが６以下であることを要旨とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、表面に配線溝を有する絶縁体層と、絶縁体層上に形成されチタンを含有するバリア層と、少なくとも配線溝内が完全に埋まるようにバリア層上に形成される導体金属製の導体層とを備える配線構造体の研磨に用いられる研磨用組成物であって、酸化剤と、０．１質量％を超えるコロイダルシリカと、水とを含有し、ｐＨが６以下であることを要旨とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又２に記載の発明において、更に、フュームド酸化物粒子を含有することを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、コロイダルシリカの平均粒子径が１〜２５ｎｍであることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、チタンの研磨速度を高くすることが容易な研磨用組成物を提供することができる。別の目的とするところは、導体金属の研磨速度を高めつつ、チタンの研磨速度を高くすることが容易な研磨用組成物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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。
半導体装置の導体配線を形成するときには、図１に示すように、まず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エッチング技術等により回路設計に基づく配線溝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膜等が挙げられる。
【００１０】
次に、配線溝１２の内壁に、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法等によりチタン（Ｔｉ）からなるバリア層１３を形成する。このバリア層１３は、導体配線１５と半導体基板との密着性を高めたり、導体金属が絶縁体層１１中に拡散するのを防ぐ。バリア層１３は、チタン合金、又はチタン及びチタン合金の複合体であってもよい。具体的には、ＴｉＮの単層構造、Ｔｉ／ＴｉＮの２層構造、Ｔｉ／ＴｉＮ／Ｔｉの３層構造等が挙げられる。続いて、少なくとも配線溝１２内が完全に埋まるように、バリア層１３の表面に、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、めっき法等により導体金属からなる導体層１４を形成する。ここで、導体金属としては、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、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）等が挙げられ、これらのうち導電率が高いことから、Ｗ、Ｃｕ、Ａｌが一般に使用される。
【００１１】
そして、図２に示すように、配線構造体１６の表面は、配線溝１２以外の箇所の絶縁体層１１が露出するまで導体層１４及びバリア層１３を研磨することにより、導体層１４、バリア層１３及び絶縁体層１１の露出面が平滑面として形成される。具体的には、第１の研磨工程で導体層１４が研磨される。この第１の研磨工程による導体層１４の研磨は、バリア層１３が露出する前に終了される。第１の研磨工程後、第２の研磨工程で配線溝１２以外の箇所のバリア層１３が露出するまで導体配線１５が研磨される。続いて、第３の研磨工程で絶縁体層１１が露出するまでバリア層１３が研磨されることにより、配線溝１２内には、バリア層１３に被覆された導体配線１５が形成される。本実施形態は、第１〜第３の研磨工程のうち、いずれの研磨工程においても使用可能な研磨用組成物を提供し、好ましくは第３の研磨工程にて使用される研磨用組成物を提供する。
【００１２】
研磨用組成物は、コロイダルシリカ、酸化剤及び水を含有しており、導体層１４を形成する導体金属の研磨速度、及びバリア層１３を形成するチタンの研磨速度を高めるのに優れている。
【００１３】
コロイダルシリカは、機械的研磨作用を有し、主に被研磨面を構成するチタンを研磨するための砥粒として含有されている。コロイダルシリカは、不純物元素が極めて少ないことから、ゾルゲル法で合成されたものが好ましい。ゾルゲル法とは、一般にメタノール、アンモニア及び水からなる溶媒中にケイ酸メチルを滴下し、加水分解させることによって行なわれる。但し、不純物元素の存在をそれほど問題としない場合、珪酸ソーダを出発原料とし、イオン交換にてコロイダルシリカを生成する、いわゆるイオン交換法にて製造してもよい。
【００１４】
コロイダルシリカの平均粒子径は、チタンの研磨速度を十分に得るという観点からは、１ｎｍ以上が好ましく、５ｎｍ以上がより好ましい。一方、絶縁体層１１の研磨速度を適度に制御し、エロージョンの発生を抑制するという観点からは、２５ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下がより好ましい。ここで平均粒子径は、気体吸着による粉体の比表面積測定法（ＢＥＴ法）で測定された比表面積と粒子密度とから求められた値を示し、エロージョンとは、配線溝１２が密集して形成された部分の絶縁体層１１が他の部分に比べて過剰に研磨され、凹みが生ずる現象をいう。
【００１５】
コロイダルシリカの濃度は、チタンの研磨速度を十分に得るという観点からは、０．１質量％以上必要であり、０．２質量％以上が好ましく、０．２５質量％以上がより好ましく、０．３５質量％以上が更に好ましい。一方、研磨用組成物を安定に分散させ、砥粒同士の凝集を抑制するという観点からは、１．０質量％以下が好ましく、０．７５質量％以下がより好ましく、０．６５質量％以下が更に好ましい。
【００１６】
酸化剤は、化学的研磨作用を有し、導体金属に対する研磨速度を高めるために含有される。特にタングステンや、ルテニウム、白金、ハフニウムに対する研磨速度を効果的に高めることができ、かつ不純物金属元素を有さないことから、過ヨウ素酸が好適である。過ヨウ素酸としては、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）等が挙げられるが、組成が安定しかつ入手が容易なことから、オルト過ヨウ素酸が好適である。酸化剤の濃度は、導体層１４の研磨を促進させるという観点からは、０．５質量％以上が好ましく、１．０質量％以上がより好ましい。一方、導体層１４及び絶縁体層１１の研磨速度を好適に制御し、エロージョンの発生を抑制するという観点からは、３．０質量％以下が好ましく、２．０質量％以下がより好ましい。
【００１７】
研磨用組成物は、導体金属の研磨を促進するために、フュームド酸化物粒子を含有するのが好ましい。フュームド酸化物粒子は、機械的研磨作用を有し、主に被研磨面を構成する導体金属を研磨する砥粒として含有されている。フュームド酸化物粒子は、一般に塩化物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、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。フュームド酸化物粒子としては、フュームドシリカ、フュームドアルミナ、フュームドチタニア、フュームドジルコニア等があるが、導体金属の研磨促進作用に優れたフュームドシリカ、フュームドアルミナが好ましく、更に良好な研磨面を奏し、かつ上記コロイダルシリカとの共存において安定性に優れていることから、フュームドシリカを用いることがより好ましい。
【００１８】
フュームド酸化物粒子の平均粒子径は、導体金属の研磨速度を十分に得るという観点からは、１５ｎｍ以上が好ましく、２１ｎｍ以上がより好ましい。一方、絶縁体層１１の研磨速度を好適に維持し、エロージョンの発生を抑制するという観点からは、４５ｎｍ以下が好ましく、３９ｎｍ以下がより好ましい。ここで平均粒子径は、コロイダルシリカの場合と同様の方法により測定された値を示している。フュームド酸化物粒子の濃度は、導体金属の研磨速度を十分に得るという観点からは、０．５質量％以上が好ましく、２．５質量％以上がより好ましく、３．５質量％以上が更に好ましい。一方、研磨用組成物を安定に分散させ、砥粒同士の凝集を抑制するという観点からは、１０質量％以下が好ましく、７．５質量％以下がより好ましく、６．５質量％以下が更に好ましい。
【００１９】
コロイダルシリカ及びフュームド酸化物粒子は、それらの機械的研磨作用を組み合わせることにより導体金属及びチタンを選択的に研磨する砥粒として含有されている。このとき、砥粒全体に占めるフュームド酸化物粒子の配合割合は、即ち、（フュームド酸化物粒子の重量）／（フュームド酸化物粒子の重量＋コロイダルシリカの重量）の値は、好ましくは７７〜９７％、より好ましくは８４〜９５％となるとよい。この配合割合が７７％未満の場合及び９７％を超える場合、導体金属の研磨速度を高くすることとチタンの研磨速度を高くすることとの両立が困難となる。
【００２０】
研磨用組成物は、酸化剤による化学的研磨作用を促進させるために、その他の添加成分として研磨助剤を含有するのが好ましい。研磨助剤としては、酸化力を持つ金属塩が好適に使用され、適度な酸化力を有し、かつ金属不純物を含有しないことから硝酸アンモニウムを使用するのが好ましい。研磨助剤の濃度は、酸化剤による化学的研磨作用を促進させる効果を呈するという観点から、０．２５質量％以上が好ましく、０．３５質量％以上がより好ましい。一方、導体金属の研磨速度を好適に制御し、被研磨面の腐食の発生を抑制するという観点からは、１．２５質量％以下が好ましく、０．７５質量％以下がより好ましく、０．６５質量％以下が更に好ましい。
【００２１】
研磨用組成物のｐＨは６以下であって、砥粒の非凝集性・分散性を高く保ち、砥粒が持つ機械的研磨作用を効果的に発揮させるには、４．５以下が好ましく、３．０以下がより好ましい。一方、エロージョンの発生量を抑制することや、研磨用組成物の取り扱い性、設備や配管等の腐食防止という観点から、研磨用組成物のｐＨは１．１以上が好ましく、２．０以上がより好ましい。
【００２２】
研磨用組成物は、酸化剤や研磨助剤等の影響で過度に低下したｐＨ値を最適なｐＨ値に調整するために、その他の添加成分としてｐＨ調整剤を含有するのが好ましい。ｐＨ調整剤としては、金属不純物を含有しない塩基性化合物が使用される。具体的には、アンモニア、アンモニウム塩、アミン、第四アンモニウム塩が挙げられ、取り扱いが容易な第四アンモニウム水酸化物が好適に使用される。
【００２３】
研磨用組成物は、導体金属の表面の腐食を防止するために、その他の添加成分として公知の防食剤を含有するのが好ましい。その中でも少量で効果的な防食効果を奏することや、不純物金属元素を含まないなどの理由から、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が好適に使用される。防食剤の濃度は、導体金属の腐食を防止する効果を十分に発揮するという観点からは、０．００１質量％以上が好ましく、０．００３質量％以上がより好ましい。一方、導体金属の研磨速度を損なわないという観点からは、０．２質量％以下が好ましく、０．１２質量％以下がより好ましい。
【００２４】
研磨用組成物は、導体配線１５の表面にディッシングが発生するのを抑制するために、その他の添加成分として界面活性剤を含有するのが好ましい。ここで、ディッシングとは、導体配線１５の表面部分が過剰に研磨され、皿状に凹みが生ずる現象をいう。界面活性剤としては、以下の群から選ばれたものが好ましい。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また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が例示される。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およ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、さらに、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；ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、ポリリシン、ポリリンゴ酸、ポリメタクリル酸、ポリメタ���リル酸アンモニウム塩、ポリメタクリル酸ナトリウム塩、ポリアミド酸、ポリマレイン酸、ポリイタコン酸、ポリフマル酸、ポリ（ｐ−スチレンカルボン酸）、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、アミノポリアクリルアミド、ポリアクリル酸アンモニウム塩、ポリアクリル酸ナトリウム塩、ポリアミド酸、ポリアミド酸アンモニウム塩、ポリアミド酸ナトリウム塩及びポリグリオキシル酸等のポリカルボン酸及びその塩；ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン及びポリアクロレイン等のビニル系ポリマ；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。なかでも、ディッシングを効果的に抑制することが出来るため、ポリカルボン酸塩又はそのアンモニウム塩がより好ましい。
【００２５】
水は、上述した成分の分散媒又は溶媒として含有される。水としては、研磨用組成物中に含まれる他の成分が持つ機能を阻害する不純物を含有しない純水や超純水、又は蒸留水を使用するのが好ましい。研磨用組成物は、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。又、研磨用組成物は、水に難溶性な成分に対する分散媒又は溶媒として有機溶剤を含有してもよい。有機溶剤は、メタノール、イソプロパノール等のアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類等が挙げられる。有機溶剤の含有量は、研磨用組成物中に含まれる他の成分が持つ機能を阻害しない程度の量であって、０．５質量％以下が好ましい。
【００２６】
又、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上記範囲内に抑えることが好ましい。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。
【００２７】
さて、図２に示す導体配線１５を形成する際には、本実施形態の研磨用組成物を用い、配線溝１２以外の箇所の絶縁体層１１が露出するまで、図１に示される導体層１４及びバリア層１３を研磨することにより、配線溝１２内には、バリア層１３により被覆された導体配線１５が形成される。ここで、例えば導体金属がタングステンであるとき、タングステン表面は、酸化剤で酸化されることにより脆弱な三酸化タングステンに変化する。この場合、平均粒子径が大きいフュームド酸化物粒子によって、導体金属の機械的研磨作用を促進させ、導体金属の研磨速度が高められる。
【００２８】
次に、導体層１４の研磨に引き続いて、バリア層１３の研磨が行われる。この場合、コロイダルシリカによって、バリア層１３を形成するチタンの機械的研磨作用を促進させ、チタンの研磨速度が高められる。又、界面活性剤によって、導体配線１５に対するエロージョンやディッシングの発生量が最小限に抑えられる。よって、導体配線１５の形成工程においては、余分な導体金属及びチタンのみが、選択的にかつ効率良く研磨され、更に、本実施の研磨用組成物を用いれば、導体金属を研磨する研磨用組成物と、チタンを研磨する研磨用組成物とをそれぞれ使い分ける必要が無い。このため、導体金属及びチタンの研磨作業が効率良く行われる。
【実施例】
【００２９】
次に、実施例及び比較例を挙げて実施形態をさらに具体的に説明する。
（実施例１〜３２及び比較例１〜５）
実施例１の研磨用組成物は、フュームドシリカ、コロイダルシリカ、酸化剤としてオルト過ヨウ素酸、水、研磨助剤として硝酸アンモニウム、その他の添加剤としてポリアクリル酸（界面活性剤）及びベンゾトリアゾール（防食剤）を混合した後、ｐＨ調整剤としての水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）を添加することによってｐＨを調整した。各成分の含有量及びｐＨを表１に示す。実施例２〜３２及び比較例１〜５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。次に、実施例１〜３２及び比較例１〜５の研磨用組成物を用いて、タングステン、チタン、窒化チタン、酸化ケイ素（ＴＥＯＳ）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各ウェハに対する研磨速度を求めた。その結果を表１に示す。
【００３０】
＜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−１４００  ｋ―ｇｒｏｏｖｅ；ロデール社製）、研磨圧力：２８ｋＰａ（＝約４ｐｓｉ）、定盤回転数：１２３回転／ｍｉｎ、研磨用組成物の供給速度：１２５ｍｌ／ｍｉｎ、キャリア回転数：１２１回転／ｍｉｎ
＜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。
【００３１】
【表１】
2005244123.tif 000002
Ｆ１は平均粒子径５５ｎｍのフュームドシリカ、Ｆ２は平均粒子径３０ｎｍのフュームドシリカ、Ｆ３は平均粒子径２０ｎｍのフュームドシリカ、Ｃ１は平均粒子径１０ｎｍのコロイダルシリカ、Ｃ２は平均粒子径２０ｎｍのコロイダルシリカ、Ｃ３は平均粒子径３５ｎｍのコロイダルシリカを示す。ＦＡはフュームドシリカの替わりに平均粒子径３０ｎｍのフュームドアルミナを添加した。ここで示す平均粒子径は、いずれもＢＥＴ法で測定された比表面積と粒子密度とから求められた値である。
Ａ１はポリアクリル酸、Ａ２はベンゾトリアゾールを示す。
【００３２】
表１に示すように、実施例１〜３２より、チタンの研磨速度について３０ｎｍ／ｍｉｎ以上の値を得ることができたが、比較例１〜５では、１５ｎｍ／ｍｉｎ以下の値しか得られなかった。これは、比較例１〜３ではコロイダルシリカが添加されないため、比較例４ではコロイダルシリカの含有量が不足していたため、チタンの研磨が十分に促進されなかったものと推定される。又、比較例５については、研磨用組成物のｐＨが１０．５と高いことから、チタンの研磨が十分に促進されなかったものと推定される。又、実施例３１、比較例１より、フュームドシリカはタングステンの研磨速度を高めており、一方、実施例３２、比較例３より、フュームドアルミナの機械的研磨力は、フュームドシリカの機械的研磨力と同等であることが確認された。
【００３３】
更に、実施例１〜５より、チタンの研磨速度を高くするには、フュームドシリカの含有量は２．５質量％以上が好ましく、タングステンの研磨速度を高くするには、フュームドシリカの含有量が４．０質量％以上が好ましいことが確認された。実施例３、実施例６〜８より、チタンの研磨速度を高くするには、コロイダルシリカの含有量は０．５質量％以上が好ましいことが確認された。実施例１４〜１６より、チタンの研磨速度を高くするには、コロイダルシリカの平均粒子径が１０ｎｍ、２０ｎｍ、３５ｎｍの順に好ましいことが確認された。実施例１７〜２０より、チタンの研磨速度を高くするには、過ヨウ素酸の含有量は１．０質量％以上が好ましく、タングステンの研磨速度を高くするには、過ヨウ素酸の含有量が１．５質量％以上が好ましいことが確認された。実施例３によると、選択比Ｗ／Ｔｉ、Ｗ／ＴｉＮがいずれも低く抑えられることが確認された。
【００３４】
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・研磨用組成物を、例えば、チタン製スパッタリング用ターゲット材、チタン製蒸着用材料、チタン製半導体用ダミーウェハ等の表面を研磨するときに使用してもよい。このように、研磨する対象物がチタンのみからなる場合においても、研磨速度を効果的に高めることができる。尚、このとき、研磨用組成物は酸化剤を省略してもよい。
【００３５】
・研磨用組成物は、調製時には水の含有量が研磨工程に用いられるときよりも少なくすることにより水以外の成分が濃縮され、使用時には水が加えられて希釈されるように構成してもよい。この場合、研磨用組成物の管理を容易に行なうとともに輸送効率を向上させることができる。更に、酸化剤と他の成分とを別々に分けた状態で研磨用組成物を調製及び保管し、使用する直前に酸化剤を他の成分に加えても良い。この場合、研磨用組成物を長期間保管するときに、酸化剤の分解を抑制することができる。
【００３６】
・研磨用組成物は、従来の研磨用組成物が一般的に含有する公知の添加剤、例えば水溶性ポリマーやキレート剤、防腐剤等を含有してもよい。
さらに、実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
【００３７】
・請求項１〜４のいずれか１項の研磨用組成物を用いてチタンを研磨する研磨方法。
・請求項１〜４のいずれか１項の研磨用組成物を用いて、表面に配線溝を有する絶縁体層と絶縁体層上に形成されるチタン製のバリア層と少なくとも配線溝内が完全に埋まるようにバリア層上に形成される導体金属製の導体層とを備えた配線構造体の表面を研磨する研磨方法。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【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】同じく研磨方法を模式的に示す要部拡大端面図。
【符号の説明】
【００３９】
１１…絶縁体層、１２…配線溝、１３…バリア層、１４…導体層、１５…導体配線、１６…配線構造体。
【図１】
2005244123.tif 000003
【図２】
2005244123.tif 000004