(57)【要約】【課題】半導体デバイスの製造工程において、バリア金属膜と、該バリア金属膜上に設けられた導体膜とを有する被研磨体を研磨する化学的機械的研磨方法であって、導体膜とバリア金属膜とを同じ研磨定盤上で連続的に研磨することができ、研磨処理の効率が向上しうる化学的機械的研磨方法を提供すること。【解決手段】バリア金属膜と、該バリア金属膜上に設けられた導体膜とを有する被研磨体を研磨する化学的機械的研磨方法であって、研磨液Ａを用いて前記導体膜を研磨する第１の研磨工程と、研磨液Ｂを用いて前記バリア金属膜を研磨する第２の研磨工程と、を研磨パッドが配置された同一の研磨定盤上で連続的に行い、且つ、前記研磨液Ａ及び前記研磨液Ｂが下記の（１）〜（３）の成分を含むことを特徴とする化学的機械的研磨方法。（１）長径と短径との比（長径／短径）が１．２〜３．０である非真球状粒子（２）有機酸（３）酸化剤【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
バリア金属膜と、該バリア金属膜上に設けられた導体膜とを有する被研磨体を研磨する化学的機械的研磨方法であって、
研磨液Ａを用いて前記導体膜を研磨する第１の研磨工程と、研磨液Ｂを用いて前記バリア金属膜を研磨する第２の研磨工程と、を研磨パッドが配置された同一の研磨定盤上で連続的に行い、且つ、前記研磨液Ａ及び前記研磨液Ｂが下記の（１）〜（３）の成分を含むことを特徴とする化学的機械的研磨方法。
（１）長径と短径との比（長径／短径）が１．２〜３．０である非真球状粒子
（２）有機酸
（３）酸化剤
【請求項２】
前記第１の研磨工程と前記第２の研磨工程とで用いられる研磨パッドが同一であることを特徴である請求項１に記載の化学的機械的研磨方法。
【請求項３】
前記研磨液Ａ及び前記研磨液ＢのｐＨが、それぞれ４〜１０の範囲であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の化学的機械的研磨方法。
【請求項４】
前記（１）の非真球状粒子がコロイダルシリカであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の化学的機械的研磨方法。
【請求項５】
前記（１）の非真球状粒子の含有量が、下記の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の化学的機械的研磨方法。
研磨液Ａ：研磨液Ａの質量に対して０．０１〜２．０質量％
研磨液Ｂ：研磨液Ｂの質量に対して１．０〜１０質量％
【請求項６】
前記（３）の酸化剤が、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、銀（II）塩、及び鉄（III）塩からなる群から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の化学的機械的研磨方法。
【請求項７】
前記（３）の酸化剤が過酸化水素であることを特徴とする請求項６に記載の化学的機械的研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスの製造工程における化学的機械的研磨方法に関する。更に詳しくは、本発明は、半導体デバイスの製造工程における研磨加工時に効率的な処理が可能な化学機械用研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細化・高密度化が加速する半導体集積回路の形成において、銅は低抵抗材料であり、非常に有用な電気的接続材料として近年非常に着目されている。
現在、銅及び銅を主成分とする合金を用いた配線の形成は、一般的に次のようにして形成される。
即ち、絶縁膜に溝や接続孔等の凹部を形成し、バリア金属膜を形成した後に、その凹部を埋め込むように銅膜をメッキ法により成膜して、続いて、化学的機械的研磨（以下、ＣＭＰと称する。）によって、凹部以外の絶縁膜表面が完全に露出するまで研磨して表面を平坦化し、凹部に銅が埋め込まれた埋め込み銅配線やビアプラグ、コンタクトプラグ等の電気的接続部を形成している。
【０００３】
以下、埋め込み銅配線を形成する方法について説明する。
シリコン基板上に下層配線を有する絶縁膜からなる下層配線層が形成され、この上に、化学気相成長法でシリコン窒化膜を、化学気相成長方式或いは塗布方式で絶縁膜を、この順に形成する。次いで、絶縁膜に、配線パターン形状を有しシリコン窒化膜に達する凹部を形成する。
続いて、バリア金属膜をスパッタリング法により形成する。その後、この上に電解メッキ法により銅膜（導体膜）を凹部が埋め込まれるように全面に形成する。
その後、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）により銅膜を研磨して基板表面を平坦化する。続いて、シリコン窒化膜上のバリア金属膜が完全に除去されるまでＣＭＰを継続する。
【０００４】
ＣＭＰの一般的な方法は、研磨パッドを貼り付けた円形の研磨定盤（プラテン）を回転させながら、研磨パッド表面へ研磨液を滴下して保持させ、更に、パッド表面に基板（ウエハ）の表面を押しつけ、その裏面から所定の圧力（研磨圧力）を加えた状態で基板を回転させ、研磨定盤／基板間の相対運動により発生する機械的摩擦により基板の表面を平坦化するものである。
ＣＭＰに用いる研磨液は、一般には、砥粒（例えば、アルミナ、シリカ）と酸化剤（例えば、過酸化水素、過硫酸）とが含まれる。基本的なメカニズムは、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おり、この技術は、例えば、非特許文献１に記述されている。
【０００５】
しかしながら、このような固体砥粒を含む研磨液を用いて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）、研磨金属面が皿状にたわむ現象（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上、複数の配線金属面が皿状にたわむ現象（エロージョン）などが発生することがある。
また、研磨後に、被研磨面である基板表面に残留する研磨液を除去するために、研磨終了後に、研磨液に続いて連続的に超純水を滴下／供給して洗い流す工程が必要となる（水ポリッシングと言う）。
【０００６】
更に、研磨中においては、固体砥粒や研磨屑（研磨生成物）が研磨パッド上に堆積し、研磨パッド表面への研磨液の保持力を低下させ、結果として、研磨効率を下げる原因となる。加えて、この堆積物は被研磨面へのキズの発生原因ともなり、研磨を行う上で大きな問題となる。
そこで、この堆積した固体砥粒や研磨屑は、ドレッシング又はコンディショニング（以下、コンディショニングと称する。）と呼ばれる処理により、次の研磨を行う前に除去する必要がある。
このように、研磨後には、水ポリッシングと研磨パッドのコンディショニングが必要であり、研磨処理の効率を考えた場合、これらの工程は省けることが望ましい。
【０００７】
一方、従来の主たる方法では、ＣＭＰは、前述の銅膜を研磨するＣｕ−ＣＭＰと、バリア金属膜を研磨するバリアＣＭＰの２段階に分かれており、通常それぞれ異なる研磨液と研磨パッドで研磨が行われる。
この主たる理由としては、研磨液によって最適な研磨パッドの種類、パッドコンディショニングの条件が異なるためである。ここで言う最適とは、研磨速度、平坦化特性、キズ発生の有無等の研磨特性を総合的に調整された状態を言う。
このように、Ｃｕ−ＣＭＰとバリアＣＭＰとを別々に行うことは、研磨パッド間の搬送時間や、各々の水ポリッシング時間、各々のコンディショニング時間等が余計にかかり、ＣＭＰ処理の効率化の上で好ましくない。
【０００８】
そこで、バリア金属膜と、該バリア金属膜上に設けられた銅膜などの導体膜とを有する被研磨体を研磨する化学的機械的研磨方法において、その研磨処理の効率化が望まれているのが現状である。
【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）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前記問題点に鑑み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、本発明は、半導体デバイスの製造工程において、バリア金属膜と、該バリア金属膜上に設けられた導体膜とを有する被研磨体を研磨する化学的機械的研磨方法であって、導体膜とバリア金属膜とを同じ研磨定盤上で連続的に研磨することができ、研磨処理の効率が向上しうる化学的機械的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】
【００１０】
本発明者は鋭意検討した結果、特定の組成を有する研磨液を用いることで、問題を解決できることを見出し、上記目的を達成するに至った。即ち、本発明は、
【００１１】
＜１＞  バリア金属膜と、該バリア金属膜上に設けられた導体膜とを有する被研磨体を研磨する化学的機械的研磨方法であって、
研磨液Ａを用いて前記導体膜を研磨する第１の研磨工程と、研磨液Ｂを用いて前記バリア金属膜を研磨する第２の研磨工程と、を研磨パッドが配置された同一の研磨定盤上で連続的に行い、且つ、前記研磨液Ａ及び前記研磨液Ｂが下記の（１）〜（３）の成分を含むことを特徴とする化学的機械的研磨方法。
（１）長径と短径との比（長径／短径）が１．２〜３．０である非真球状粒子
（２）有機酸
（３）酸化剤
【００１２】
＜２＞  前記第１の研磨工程と前記第２の研磨工程とで用いられる研磨パッドが同一であることを特徴である＜１＞に記載の化学的機械的研磨方法。
【００１３】
＜３＞  前記研磨液Ａ及び前記研磨液ＢのｐＨが、それぞれ４〜１０の範囲であることを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載の化学的機械的研磨方法。
【００１４】
＜４＞  前記（１）の粒子がコロイダルシリカであることを特徴とする＜１＞乃至＜３＞のいずれか１に記載の化学的機械的研磨方法。
【００１５】
＜５＞  前記（１）の粒子の含有量が、下記の範囲内であることを特徴とする＜１＞乃至＜４＞のいずれか１に記載の化学的機械的研磨方法。
研磨液Ａ：研磨液Ａの質量に対して０．０１〜２．０質量％
研磨液Ｂ：研磨液Ｂの質量に対して１．０〜１０質量％
【００１６】
＜６＞  前記（３）の酸化剤が、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、銀（II）塩、及び鉄（III）塩からなる群から選択される少なくとも１つであることを特徴とする＜１＞乃至＜５＞のいずれか１に記載の化学的機械的研磨方法。
【００１７】
＜７＞  前記（３）の酸化剤が過酸化水素であることを特徴とする＜６＞に記載の化学的機械的研磨方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、半導体デバイスの製造工程において、バリア金属膜と、該バリア金属膜上に設けられた導体膜とを有する被研磨体を研磨する化学的機械的研磨方法であって、導体膜とバリア金属膜とを同じ研磨定盤上で連続的に研磨することができ、研磨処理の効率が向上しうる化学的機械的研磨方法を提供することができる。
この研磨方法によれば、面状が良好であり、且つ、残留物が抑制された研磨面を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の化学的機械的研磨方法は、バリア金属膜と、該バリア金属膜上に設けられた導体膜とを有する被研磨体を研磨する化学的機械的研磨方法であって、
研磨液Ａを用いて前記導体膜を研磨する第１の研磨工程（以下、単に「第１の研磨工程」と称する場合がある。）と、研磨液Ｂを用いて前記バリア金属膜を研磨する第２の研磨工程（以下、単に「第２の研磨工程」と称する場合がある。）と、を研磨パッドが配置された同一の研磨定盤上で連続的に行い、且つ、前記研磨液Ａ及び前記研磨液Ｂが下記の（１）〜（３）の成分を含むことを特徴とする化学的機械的研磨方法である。
（１）長径と短径との比（長径／短径）が１．２〜３．０である非真球状粒子
（２）有機酸
（３）酸化剤
【００２０】
ここで、本発明において、「研磨液Ａを用いて導体膜を研磨する第１の研磨工程と、研磨液Ｂを用いてバリア金属膜を研磨する第２の研磨工程と、を研磨パッドが配置された同一の研磨定盤上で連続的に行う」とは、研磨定盤上で研磨液Ａを用いて導体膜の研磨を行った後、他の研磨定盤への移動や、コンディショニング等の処理を行うことなく、導体膜の研磨に用いたものと同一の研磨定盤上で、研磨液Ｂを用いてバリア金属膜の研磨を行うことを意味する。
【００２１】
まず、本発明の化学的機械的研磨方法に用いられる研磨液Ａ及び研磨液Ｂに以下について説明する。
なお、以下、研磨液Ａ及び研磨液Ｂを総じて、「研磨液」と称する場合がある。
本発明における研磨液Ａ及び研磨液Ｂは、前記（１）〜（３）の成分を含むことを要する。これら（１）〜（３）の成分の量をそれぞれ調整することで、研磨液Ａは導体膜を研磨するのに好適な組成とすることができ、研磨液Ｂはバリア金属膜を研磨するのに好適な組成とすることができる。これにより、同一の研磨定盤上において、第１の研磨工程と第２の研磨工程とを行っても、被研磨体の導体膜とバリア金属膜とを研磨することが可能になる。
なお、以下に示す研磨液に対する各種成分の含有量（添加量）は、いずれも「研磨に使用する際の研磨液（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）」に対する含有量（添加量）である。
これら（１）〜（３）の成分について、詳細に説明する。
【００２２】
〔（１）長径と短径との比（長径／短径）が１．２〜３．０である非真球状粒子〕
本発明に使用される研磨液Ａ及び研磨液Ｂは、構成成分として、（１）長径と短径との比（長径／短径）が１．２〜３．０である非真球状粒子（以下、適宜、特定粒子と称する。）を含有する。特定粒子は、砥粒として機能する粒子である。
ここで、本発明において「非真球状」とは、長径と短径の比が１．４以上であることを意味する。
【００２３】
特定粒子としては、高研磨速度且つ低ディッシングの観点から、長径と短径の比（長径／短径）が、１．２〜３．０の範囲であり、１．５〜２．４の範囲であることがより好ましい。
【００２４】
本発明において「長径」とは、特定粒子（一次粒子）における最も大きな粒径部分を指す。また、「短径」とは、長径と垂直方向に交わる径の内、最も大きな粒径部分を指す。
【００２５】
本発明における特定粒子の長径としては、高研磨速度と低ディッシングとの両立の点から、１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲であることが好ましく、３０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲であることがより好ましい。
【００２６】
本発明における特定粒子の長径及び短径は以下の方法により求めた。
即ち、「日立ハイテクノロジーズ社製  走査型電子顕微鏡  Ｓ４８００」を用いて、粒子全体の形状を把握した後、長径が確認できる方向から粒子を観察し、任意に選択した１００個以上の粒子においてその「長径」と「短径」を測定する。測定された「長径」又は「短径」の相加平均により求めた値を、本発明における特定粒子の「長径」及び「短径」とする。
【００２７】
特定粒子としては、ディッシング抑制の観点から、繭型の粒子であることが好ましい。
ここで、「繭型」とは、粒子の中央部付近又は端部が凹んだ形状、若しくは、所謂俵状の形状を指す。
【００２８】
特定粒子としては、シリカ粒子（沈降シリカ、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、合成シリカ）であることが好ましく、銅含有金属に対する研磨速度が高いことから、コロイダルシリカ又はヒュームドシリカがより好ましく、コロイダルシリカが更に好ましい。
特定粒子としては、繭型のコロイダルシリカ粒子であることが特に好ましい。
【００２９】
本発明に用いられる特定粒子の製造方法としては、例えば、ケイ酸メチル又はケイ酸メチルとメタノールの混合物を水、メタノール及びアンモニア又はアンモニアとアンモニウム塩からなる混合溶媒中に攪拌下に１０〜４０分で滴下し、ケイ酸メチルと水とを反応させるなどの方法が挙げられる。
かかる方法は、例えば、特許第３１９５５６９号公報等に詳細に記載され、この記載を本発明に適用することができる。
【００３０】
特定粒子としては市販品を用いることもでき、例えば、扶桑化学社製コロイダルシリカで、商品名：ＰＬ−１ＳＬ（長径：１５ｎｍ、短径：８ｎｍ、長径／短径：１．９）、ＰＬ−２（長径：２５ｎｍ、短径：１０ｎｍ、長径／短径：２．５）、ＰＬ−３（長径：３５ｎｍ、短径：１１ｎｍ、長径／短径：３．１）、ＰＬ−５（長径：５５ｎｍ、短径：１４ｎｍ、長径／短径：３．８）、ＰＬ−７（長径：７０ｎｍ、短径：１７ｎｍ、長径／短径：４．２）、ＰＬ−１０（長径：１００ｎｍ、短径：２０ｎｍ、長径／短径：５．０）が好ましいものとして挙げられる。
【００３１】
本発明における特定粒子は、その一部が会合していてもよい。
なお、特定粒子のうち会合してなる二次粒子は、粒子径が２０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲であることが好ましく、３０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲であることがより好ましい。
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。
【００３２】
本発明における（１）特定粒子は、導体膜を研磨する研磨液Ａの質量に対して、０．０１〜２．０質量％の割合で含有されることが好ましく、０．１質量％〜１．５質量％の割合で含有されることがより好ましい。即ち、研磨液Ａに対する特定粒子の含有量は、研磨速度の点で０．１質量％以上が好ましく、平坦化特性点から２．０質量％以下が好ましい。
一方、本発明における（１）特定粒子は、バリア金属膜導体膜を研磨する研磨液Ｂの質量に対して、１．０〜１０質量％の割合で含有されることが好ましく、
４．０質量％〜９．０質量％の割合で含有されることがより好ましい。即ち、研磨液Ｂに対する特定粒子の含有量は、研磨速度の点で１．０質量％以上が好ましく、平坦化特性点から１０質量％以下が好ましい。
【００３３】
〔（２）有機酸〕
本発明における研磨液は有機酸を含有することを要する。ここでいう有機酸は、金属を酸化するために用いる（３）酸化剤とは構造が異なる化合物であり、その酸化剤として機能する酸を包含するものではない。
ここでの有機酸は、酸化の促進、ｐＨ調整、緩衝剤としての作用を有する。
【００３４】
有機酸としては、具体的には、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。
【００３５】
また、アミノ酸も本発明における有機酸として好ましく用いられる。アミノ酸としては水溶性のものが好ましく、以下の群から選ばれたものがより適している。
即ち、例えば、グリシン、ジヒドロキシエチルグリシン、Ｌ−アラニン、β−アラニン、Ｌ−２−アミノ酪酸、Ｌ−ノルバリン、Ｌ−バリン、Ｌ−ロイシン、Ｌ−ノルロイシン、Ｌ−イソロイシン、Ｌ−アロイソロイシン、Ｌ−フェニルアラニン、Ｌ−プロリン、サルコシン、Ｌ−オルニチン、Ｌ−リシン、タウリン、Ｌ−セリン、Ｌ−トレオニン、Ｌ−アロトレオニン、Ｌ−ホモセリン、Ｌ−チロシン、３，５−ジヨード−Ｌ−チロシン、β−（３，４−ジヒドロキシフェニル）−Ｌ−アラニン、Ｌ−チロキシン、４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン、Ｌ−システィン、Ｌ−メチオニン、Ｌ−エチオニン、Ｌ−ランチオニン、Ｌ−シスタチオニン、Ｌ−シスチン、Ｌ−システィン酸、Ｌ−アスパラギン酸、Ｌ−グルタミン酸、Ｓ−（カルボキシメチル）−Ｌ−システィン、４−アミノ酪酸、Ｌ−アスパラギン、Ｌ−グルタミン、アザセリン、Ｌ−アルギニン、Ｌ−カナバニン、Ｌ−シトルリン、δ−ヒドロキシ−Ｌ−リシン、クレアチン、Ｌ−キヌレニン、Ｌ−ヒスチジン、１−メチル−Ｌ−ヒスチジン、３−メチル−Ｌ−ヒスチジン、エルゴチオネイン、Ｌ−トリプトファン、アクチノマイシンＣ１、アパミン、アンギオテンシンＩ、アンギオテンシンII、及びアンチパイン等のアミノ酸等が挙げられる。
【００３６】
これらの有機酸の中でも、導電膜を研磨する研磨液Ａには、グリシン、ジヒドロキシエチルグリシン、クエン酸、グリコール酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸、乳酸、トリシン、Ｌ−アラニン、β−アラニン、Ｌ−バリン、Ｌ−フェニルアラニン、Ｌ−リシン、Ｌ−セリン、Ｌ−ヒスチジンが好適であり、特に、グリシン、ジヒドロキシエチルグリシン、クエン酸、が好ましい。
また、バリア金属膜を研磨する研磨液Ｂには、グリコール酸、グリセリン酸、グルタル酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、乳酸、グリシン、ジヒドロキシエチルグリシン、トリシン、Ｌ−アラニン、β−アラニン、Ｌ−バリン、Ｌ−フェニルアラニン、Ｌ−リシン、Ｌ−セリン、Ｌ−ヒスチジンが好適であり、特に、グリコール酸、グリセリン酸、グルタル酸、が好ましい。
【００３７】
本発明における（２）有機酸は、導体膜を研磨する研磨液Ａ：１Ｌに対して、０．０１ｍｏｌ〜０．５ｍｏｌの割合で添加されることが好ましく、０．０５ｍｏｌ〜０．３
ｍｏｌの割合で含有されることがより好ましい。即ち、研磨液Ａに対する有機酸の添加量は、研磨速度の点で０．０１ｍｏｌ以上が好ましく、平坦化特性点から０．５ｍｏｌ以下が好ましい。
一方、本発明における（２）有機酸は、バリア金属膜導体膜を研磨する研磨液Ｂ：１Ｌに対して、０．０５ｍｏｌ〜０．７ｍｏｌの割合で添加されることが好ましく、０．１ｍｏｌ〜０．５ｍｏｌの割合で含有されることがより好ましい。即ち、研磨液Ｂに対する有機酸の添加量は、研磨速度の点で０．０５ｍｏｌ以上が好ましく、平坦化特性点から０．７ｍｏｌ以下が好ましい。
【００３８】
［（３）酸化剤］
本発明における研磨液Ａ及び研磨液Ｂは、研磨対象の金属を酸化できる化合物として、酸化剤を含有することを要する。
酸化剤として、具体的には、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、銀（II）塩、及び鉄（III）塩が好ましいものとして挙げられるが、不純物管理とコストの点から、過酸化水素がより好ましく用いられる。
【００３９】
前記鉄（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）などの無機の鉄（III）塩の他、鉄（III）の有機錯塩が好ましく用いられる。
また、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。
【００４０】
上記アミノポリカルボン酸及びその塩の具体例としては、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’−ニ酢酸、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。
【００４１】
前述した酸化剤の中でも、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い。特に、鉄（III）の有機錯塩を用いる場合、そ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。
【００４２】
更に、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。
【００４３】
本発明における（３）酸化剤は、導体膜を研磨する研磨液Ａ：１Ｌに対して、０．００１ｍｏｌ〜５ｍｏｌの割合で添加されることが好ましく、０．１ｍｏｌ〜４ｍｏｌの割合で含有されることがより好ましい。即ち、研磨液Ａに対する酸化剤の添加量は、研磨速度の点で０．１ｍｏｌ以上が好ましく、平坦化特性点から４ｍｏｌ以下が好ましい。
一方、本発明における（２）酸化剤は、バリア金属膜導体膜を研磨する研磨液Ｂ：１Ｌに対して、０．００１ｍｏｌ〜０．５ｍｏｌの割合で添加されることが好ましく、０．００５ｍｏｌ〜０．２ｍｏｌの割合で含有されることがより好ましい。即ち、研磨液Ｂに対する酸化剤の添加量は、研磨速度の点で０．００１ｍｏｌ以上が好ましく、平坦化特性点から０．５ｍｏｌ以下が好ましい。
【００４４】
本発明における研磨液は、上記（１）〜（３）の成分以外にも、下記に示すような、種々の成分を添加することができる。
以下、その他の成分について説明する。
【００４５】
〔不動態膜形成剤〕
本発明における研磨液は、研磨対象の金属表面に不動態膜を形成し、被研磨体上での化学反応を抑制する化合物として、不動態膜形成剤を添加することができる。この不動態膜形成剤としては、複素環化合物が用いられる。
ここで、「複素環化合物」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又は水素原子以外の原子を意味する。また、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。更に、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、環系の更なる置換基の一部分であるような原子は意味しない。
【００４６】
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、更に好ましくは、窒素原子、硫黄原子、酸素原子、及びセレン原子が挙げられ、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。
【００４７】
まず、本発明において、不動態膜形成剤として用いられる複素環化合物の母核となる複素環について述べる。
本発明で用いられる複素環化合物を構成する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、更に好ましくは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員数は、好ましくは２〜４であり、更に好ましくは２又は３である。
【００４８】
これらの複素環として具体的に、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。
即ち、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、テトラゾール環である。
【００４９】
次に、上記複素環に導入しうる置換基について述べる。
なお、本発明において、下記に示すように、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。
【００５０】
複素環に導入しうる置換基は、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。
即ち、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（エチレンオキシ基若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、（アルコキシ若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、（アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基）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、（アルコキシ若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−（アルキル若しくはアリール）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。
【００５１】
なお、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、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。
前述の置換基中における塩とは、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により形成された塩を意味する。
【００５２】
これらの中でも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（エチレンオキシ基若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、（アルコキシ若しくはアリールオキシ）カルボニルオキシ基、カルバモルオキシ基、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、（アルコキシ若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−（アルキル若しくはアリール）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。
【００５３】
更に好ましくは、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。
【００５４】
また、上記置換基の２つが互いに結合して環構造を形成していてもよい。形成される環構造としては、芳香族、又は非芳香族の炭化水素環、又は複素環が挙げられ、これらは、更に組み合わされて多環縮合環を形成することができる。
置換基により形成される環構造として、具体的には、例えば、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。
【００５５】
本発明において、特に好ましく用いることができる複素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。
即ち、ベンゾトリアゾール、１−Ｈ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−トリアゾール等である。
【００５６】
上述した複素環化合物（不動態膜形成剤）の中でも、高い研磨速度を保ちディッシングを低減させるという観点から、ベンゾトリアゾール、１−Ｈ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、２キノリンカルボン酸が好ましく、１Ｈ−テトラゾール、ベンゾトリアゾール、１，２，３−トリアゾールが特に好ましい。
【００５７】
本発明における複素環化合物は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
また、このような複素環化合物は、常法に従って合成できるほか、市販品を使用してもよい。
【００５８】
本発明における複素環化合物（不動態膜形成剤）は、導体膜を研磨する研磨液Ａ：１Ｌに対して、０．０１ｍｍｏｌ〜１００ｍｍｏｌの割合で添加されることが好ましく、０．１ｍｍｏｌ〜３０ｍｍｏｌの割合で含有されることがより好ましい。即ち、研磨液Ａに対する複素環化合物の添加量は、平坦化特性の点で０．０１ｍｍｏｌ以上が好ましく、研磨速度点から１００ｍｍｏｌ以下が好ましい。
一方、本発明における複素環化合物（不動態膜形成剤）は、バリア金属膜導体膜を研磨する研磨液Ｂ：１Ｌに対して、１．０ｍｍｏｌ〜１００ｍｍｏｌの割合で添加されることが好ましく、５．０ｍｍｏｌ〜５０ｍｍｏｌの割合で含有されることがより好ましい。即ち、研磨液Ｂに対する複素環化合物の添加量は、平坦化特性の点で１．０ｍｍｏｌｍｏｌ以上が好ましく、研磨速度点から、１００ｍｍｏｌ以下が好ましい。
【００５９】
〔ｐＨ調整剤〕
本発明における研磨液は、必要に応じて、ｐＨ調整のために酸剤、アルカリ剤を、更には、ｐＨの変動抑制の点から緩衝剤を含有することができる。
酸剤としては、無機酸が用いられる。この無機酸としては、硫酸、硝酸、ホウ酸、燐酸、炭酸などが挙げられ、中でも、硝酸、燐酸、炭酸が好ましい。
【００６０】
アルカリ剤及び緩衝剤としては、アンモニア、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。
【００６１】
アルカリ剤及び緩衝剤の具体例としては、アンモニア、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。
【００６２】
特に好ましいアルカリ剤及び緩衝剤として、アンモニア、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。
【００６３】
これらのｐＨ調整剤（酸剤、アルカリ剤、緩衝剤）の添加量としては、その総量が、ｐＨが好ましい範囲に維持される量であればよく、研磨液Ａ及び研磨液Ｂのいずれの場合であっても、研磨液１Ｌ中、０．０００１ｍｏｌ〜１．０ｍｏｌとすることが好ましく０．００３ｍｏｌ〜０．５ｍｏｌとすることがより好ましい。
【００６４】
上記のｐＨ調整剤により調整される研磨液のｐＨは、研磨に使用する際の研磨液において、研磨液Ａ及び研磨液Ｂのいずれの場合であっても、４〜１０の範囲であることが好ましい。また、導体膜を研磨する研磨液Ａの場合には、ｐＨが４〜７．０であることが好ましく、バリア金属膜を研磨する研磨液Ｂの場合には、ｐＨが４〜６．０であることが好ましい。
この範囲において本発明における研磨液は特に優れた効果を発揮する。
【００６５】
〔界面活性剤及び／又は親水性化合物〕
本発明における研磨液は、界面活性剤及び／又は親水性化合物を含有することが好ましい。界面活性剤及び親水性化合物（親水性ポリマーを含む）は、いずれも被研磨面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。
【００６６】
用いられる界面活性剤及び親水性化合物としては、以下の群から選ばれたものが好適である。
陰イオン界面活性剤としては、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が好ましいものとして例示される。
【００６７】
陽イオン界面活性剤としては、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が挙げられる。
両性界面活性剤としては、カルボキシベタイン型、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られる。
【００６８】
非イオン界面活性剤としては、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；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好ましいものとして例示される。
これらの他、フッ素系界面活性剤などを用いることもできる。
【００６９】
更に、その他の界面活性剤、親水性化合物（親水性ポリマーを含む）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；アルギン酸、ペクチン酸、カルボキシメチルセルロース、カードラン及びプルラン等の多糖類；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；
【００７０】
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、ポリメタク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ー；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；プロピオンアミド、アクリルアミド、メチル尿素、ニコチンアミド、コハク酸アミド及びスルファニルアミド等のアミド等が挙げられる。
【００７１】
上記の例示された化合物の中でも、シクロヘキサノール、ポリアクリル酸アンモニウム塩、ポリビニルアルコール、コハク酸アミド、ポロビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、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がより好ましい。
【００７２】
但し、上記のような化合物を含む研磨液を適用する被研磨体が、半導体集積回路用の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、酸若しくはそのアンモニウム塩を用いることが好ましい。一方、被研磨体がガラス基板等である場合はその限りではない。
【００７３】
これらの界面活性剤及び／又は親水性化合物の重量平均分子量としては、５００〜１０００００が好ましく、特には２０００〜５００００が好ましい。
【００７４】
界面活性剤及び／又は親水性化合物の添加量は、研磨液Ａ及び研磨液Ｂのいずれの場合であっても、研磨液１Ｌ中、０．００１ｇ〜１０ｇとすることが好ましく、０．０１ｇ〜５ｇとすることがより好ましく０．１ｇ〜３ｇとすることが特に好ましい。すなわち、界面活性剤及び／又は親水性化合物の添加量は、充分な添加効果を得る上で、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。
【００７５】
〔分散媒〕
本発明における研磨液には、分散媒として、水単独、又は水を主成分（分散媒中、５０〜９９質量％）とし、アルコ−ル、グリコ−ル等の水溶性有機溶媒を副成分（１〜３０質量％）として配合したものが使用できる。
水は、できる限り巨大粒子を含まない純水又はイオン交換水が好ましい。
アルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコールが、グリコ−ル類としては、エチレングリコール、テトラメチレングリコール、ジエチレングリコ−ル、プロピレングリコ−ル、ポリエチレングリコ−ル、等が挙げられる。
研磨液中に占める分散媒の含有量は、研磨液Ａ及び研磨液Ｂのいずれの場合であっても、７５〜９５質量％、好ましくは８５〜９０質量％である。研磨液の被研磨体への供給性の観点から７５質量％以上が好ましい。
【００７６】
本発明における研磨液Ａ及び研磨液Ｂは、研磨面への吸着性や反応性、研磨対象の金属の溶解性、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により、適時化合物種、添加量やｐＨ、分散媒を設定することが好ましい。
【００７７】
なお、研磨液の濃縮液作製時に添加する成分の内、室温での溶媒に対する溶解度が５％未満の物の配合量は、室温での溶媒に対する溶解度の２倍以内とすることが好ましく、１．５倍以内とすることがより好ましい。この添加量が２倍以上では濃縮液を５℃に冷却した際の析出を防止するのが困難となる。
【００７８】
〔バリア金属膜と導体膜とを有する被研磨体〕
本発明において、前述の研磨液に研磨される対象、すなわちバリア金属膜と導体膜とを有する被研磨体は、下記のような配線を有するものが好ましい。
本発明において、研磨する対象（被研磨体）は、銅金属及び／又は銅合金からなる配線を有することが好ましく、特に、銅合金からなる配線を有することが好ましい。配線を構成する材料は、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、特に、１０質量％以下、更には１質量％以下が好ましく、０．００００１〜０．１質量％の範囲で銀を含有する銅合金において最も優れた効果を発揮する。
【００７９】
（配線の太さ）
本発明においては、前述の研磨液で研磨する対象である被研磨体が、例えば、ＤＲＡＭデバイス系では、ハーフピッチで０．１５μｍ以下である配線を有するＬＳＩであることが好ましく、また、０．１０μｍ以下の配線を有することがより好ましく、０．０９μｍ以下の配線を有することが更に好ましい。
一方、ＭＰＵデバイス系では、ハーフピッチで０．１２μｍ以下である配線を有するＬＳＩであることが好ましく、また、０．０９μｍ以下の配線を有することがより好ましく、０．０７μｍ以下の配線を有することが更に好ましい。
これらのＬＳＩに対して、前述の研磨液は特に優れた効果を発揮する。
【００８０】
（バリア金属膜）
前述の研磨液が研磨する対象である被研磨体は、導体膜（例えば、銅金属及び／又は銅合金からなる配線）と後述の絶縁膜との間に、銅の拡散を防ぐためのバリア金属膜を有する。このバリア金属膜を構成する材料は、低抵抗のメタル材料がよく、複数の材料による積層構造でもよい。
バリア金属膜を構成する材料としては、ＴｉＮ、ＴｉＷ、Ｔａ、ＴａＮ、Ｗ、ＷＮ、Ｒｕの群より選ばれる少なくとも一種類以上が好ましく、中でも、Ｔａ及び／又はＴａＮが好ましい。
【００８１】
（絶縁膜）
前述の研磨液が研磨する対象である被研磨体は絶縁膜を有することが好ましい。この絶縁膜としては、無機絶縁膜や有機絶縁膜を適用することができる。本発明における絶縁膜としては、具体的には、定圧ＣＶＤ法やプラズマＣＶＤ法により作製される、酸化シリコン膜等の無機絶縁膜を用いることができる。また、テトラアルコキシランの加水分解生成物を主成分とし、塗布法により得られる有機絶縁膜や、有機ＳＯＧと呼ばれるポリオルガノシロキサンを主成分とする低比誘電率の有機絶縁膜を用いることもできる。
【００８２】
（ウエハ）
本発明における研磨液で研磨する対象である被研磨体（ウエハ）は、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。
【００８３】
〔化学的機械的研磨方法〕
本発明においては、第１の研磨工程として、研磨パッドが配置された研磨定盤上に、研磨液Ａを供給して導電膜を研磨した後、他の処理工程（水ポリッシュやコンディショニング）等を行うことなく、第２の研磨工程として、第１の研磨工程で用いたものと同一の研磨定盤上に、研磨液Ｂを供給してバリア金属膜を研磨する。これにより、バリア金属膜と導体膜とを一つの研磨定盤上で連続的に研磨することができる。
本発明において、第１の研磨工程は、バリア金属膜上の導体膜が全て除去され、更に３０％の過研磨を行った点を終点とした。この終点になった時点で研磨液Ａの供給を止め、これにより第１の研磨工程が終了する。その後、研磨定盤上への研磨液Ｂの供給が始まることで、第２の研磨工程が開始される。
第２の研磨工程は、絶縁膜上のバリア金属膜が除去され、更に絶縁膜を３０ｎｍ研磨した点を終点とした。
上記第１の研磨工程及び第２の研磨工程における終点は、いずれも、渦電流式終点検出器により検出することができる。
【００８４】
上述のように、本発明の研磨方法は、同一の研磨定盤上で第１の研磨工程と第２の研磨工程とが連続的に行われるが、この研磨定盤に配置された研磨パッドは、第１の研磨工程と第２の研磨工程とで同じものを用いてもよいし、異なるものを用いてもよい。研磨処理の効率化の点から、第１の研磨工程と第２の研磨工程とで同一の研磨パッドを用いることが好ましい。
以下、この化学的機械的研磨方法（以下、単に「研磨方法」と称する場合がある。）について説明する。
【００８５】
本発明における研磨液は、（ａ）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態様、（ｂ）各成分が次項に述べる水溶液の形態で準備され、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態様、（ｃ）最初から使用液として調製されている態様がある。
本発明の研磨方法は、このような態様により調整された研磨液の使用液を、研磨定盤に配置された研磨パッド上に供給し、該研磨パッドと被研磨体の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ることで、研磨を行う方法である。
【００８６】
研磨の際に用いられる装置としては、被研磨面を有する被研磨体（半導体基板等）を保持するホルダーと、研磨パッドが配置された研磨定盤（回転数が変更可能なモータ等を取り付けてある）と、を有する一般的な研磨装置が使用できる。
ここで、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、研磨条件には制限はないが、被研磨体の被研磨面を研磨パッドへ押しつける際の圧力は、０．６８〜３４．５ｋＰａであることが好ましく、研磨速度のウエハ面内均一性及びパターンの平坦性を満足するためには、３．４０〜２０．７ｋＰａであることがより好ましい。
【００８７】
ここで、研磨液の供給速度は、１０〜１０００ｍｌ／ｍｉｎが好ましく、研磨速度の面内均一性及びパターンの平坦性を満足するためには、１７０〜８００ｍｌ／ｍｉｎであることがより好ましい。
【００８８】
また、第１の研磨工程及び第２の研磨工程において、研磨が継続している間、装置内の研磨パッドには、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。
本発明における第１の研磨工程、及び第２の研磨工程が終了し、研磨が終了した後の被研磨体は、流水中で良く洗浄した後、スピンドライヤ等を用いて被研磨体（被研磨面）上に付着した水滴を払い落としてから乾燥させる。
【００８９】
前記（ａ）や（ｂ）の態様において、研磨液の使用液を得る際に用いられる希釈用の水溶液は、下記に示す水溶液と同様である。
水溶液は、予め、酸化剤、有機酸、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研磨液の成分を合計した成分が、実際の研磨に用いられる際の研磨液の使用液の成分となるようにする。
このように、使用液にする際に、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可能であるため、より濃縮した研磨液を調製することができる。
【００９０】
前記（ａ）の態様のように、濃縮された研磨液に、水又は水溶液を加え希釈する方法としては、研磨装置内で、濃縮された研磨液を供給する配管と水又は水溶液を供給する配管とを途中で合流させて混合することが好ましい。このようにして混合し希釈された研磨液の使用液が、研磨パッドに供給されて、研磨が行われる。この液体の混合には、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。
【００９１】
濃縮された研磨液を水又は水溶液などにより希釈しつつ、研磨する方法としては、研磨装置内に、研磨液を供給する配管と水又は水溶液を供給する配管とを独立に設け、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との相対運動で混合しつつ研磨する方法が用いられる。また、１つの容器に、所定量の濃縮された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研磨液を供給し、研磨をする方法を適用することもできる。
【００９２】
前記（ｂ）の態様のように、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、それらを使用する際に、必要に応じて、水又は水溶液を加え希釈して、研磨液の使用液を調製することも、本発明において好適である。
この場合、具体的には、例えば、（３）酸化剤を１つの構成成分（Ａ）とし、（２）有機酸、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、必要に応じて、水又は水溶液で構成成分（Ａ）と構成成分（Ｂ）を希釈する方法が用いられる。
また、溶解度の低い添加剤を２つの構成成分（Ａ）と（Ｂ）とに分け、（３）酸化剤、及び界面活性剤を１つの構成成分（Ａ）とし、（２）有機酸、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、水又は水溶液を加え構成成分（Ａ）と構成成分（Ｂ）を希釈して使用することも可能である。
【００９３】
上記の例のように研磨液の使用液を調製しつつ、研磨する方法の場合、研磨装置内に、構成成分（Ａ）と構成成分（Ｂ）と水又は水溶液とをそれぞれ供給する３つの配管が必要であり、希釈混合するには、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用いられる。
また、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。これは、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を混合し、混合経路を長くして溶解時間を確保してから、更に、水又は水溶液の配管を結合する方法に好適である。
このように混合されてなる研磨液の使用液は、引き続き、研磨定盤上の研磨パッドに供給され、被研磨面と接触させて被研磨面と研磨パッドとを相対運動させることで、研磨が行われる。
【００９４】
また、研磨装置内での他の混合方法としては、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との相対運動により混合する方法、１つの容器で、構成成分（Ａ）、構成成分（Ｂ）、及び水又は水溶液の３つを混合して、そこから研磨パッドに希釈された研磨液を供給する方法がある。
【００９５】
上述の（ｂ）の態様において、（３）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℃の範囲に加温したものを用い、これらを混合する際に、又は、これらを混合して、更に水若しくは水溶液を加え希釈する際に、液温を４０℃以下とするという方法を用いることもできる。この方法は、液温が高いと溶質の溶解度が高くなるため、研磨液を構成する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。
また、（３）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、上記のように、加温した他の構成成分と（３）酸化剤を含む１つの構成成分とを混合した際に、又は、これらを混合し、更に希釈する際に、４０℃以下となるようにすることが望ましい。
【００９６】
上記のように、酸化剤を含まない他の構成成分を、室温から１００℃の範囲で加温して溶解させたものは、温度が下がると溶解していた成分が溶液中に析出するため、研磨装置内には、加温して析出されうる成分を溶解させる手段が設けられることが好ましい。これには、加温し溶解した構成成分液を送液する手段や、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。
【００９７】
以上のように、本発明においては、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、（３）酸化剤を含む成分と（２）有機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、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。
【００９８】
（研磨パッド）
本発明において用いられる研磨パッドは、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。また、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。
【００９９】
更に、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、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。
【０１００】
本発明の研磨方法を実施できる装置は、特に限定されないが、Ｍｉｒｒａ  Ｍｅｓａ  ＣＭＰ、Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ  ＣＭＰ（アプライドマテリアルズ）、ＦＲＥＸ２００、ＦＲＥＸ３００  （荏原製作所）、ＮＰＳ３３０１、ＮＰＳ２３０１（ニコン）、Ａ−ＦＰ−３１０Ａ、Ａ−ＦＰ−２１０Ａ（東京精密）、２３００  ＴＥＲＥＳ（ラムリサーチ）、Ｍｏｍｅｎｔｕｍ（ノベラス）などを挙げることができる。
【実施例】
【０１０１】
以下、実施例により本発明を説明する。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。
【０１０２】
＜（１）特定粒子、及び他の砥粒＞
・非真球状コロイダルシリカ：特許第３１９５５６９号公報に記載の方法で調製されたコロイダルシリカ（平均長径７０ｎｍ、長径と短径の比２．２
・真球状コロイダルシリカ：扶桑化学工業（株））製の「ＰＬ−３Ｌ」（平均粒径３５ｎｍ）
・ヒュームドシリカ：日本エアロジル（株）製の「ＡＥＲＯＳＩＬ２００」（一次粒子径１２ｎｍ）
【０１０３】
＜研磨液Ａの調製＞
下記の組成を混合した後、高速ホモジナイザーで撹拌して均一に分散させて研磨液Ａ−１〜Ａ−９を得た。
・（１）特定粒子、又は他の砥粒                          ２．０ｇ／Ｌ
・（３）酸化剤：過酸化水素                      （表１の記載の濃度になる量）
・（２）有機酸：表１に記載の化合物              （表１の記載の濃度になる量）
・複素環化合物：ベンゾトリアゾール              （表１の記載の濃度になる量）
・純水                                          全量が１０００ｍｌとなる量
なお、研磨液Ａ−１〜Ａ−９のｐＨは、表１の記載の値になるようにアンモニア水と硝酸とを用いて調整した。
【０１０４】
＜研磨液Ｂの調製＞
下記の組成を混合した後、高速ホモジナイザーで撹拌して均一に分散させて研磨液Ｂ−１〜Ｂ−５を得た。
・（１）特定粒子、又は他の砥粒                        ９０ｇ／Ｌ
・（３）酸化剤：過酸化水素                      （表１の記載の濃度になる量）
・（２）有機酸：表１に記載の化合物              （表１の記載の濃度になる量）
・複素環化合物：ベンゾトリアゾール              （表１の記載の濃度になる量）
・純水                                          全量が１０００ｍｌとなる量
なお、研磨液Ｂ−１〜Ｂ−５のｐＨは、表１の記載の値になるようにアンモニア水と硝酸とを用いて調整した。
【０１０５】
【表１】
2007227670.tif 000002
【０１０６】
研磨液Ａ−１〜Ａ−９と、研磨液Ｂ−１〜Ｂ−５と、を下記表２のように組み合わせて、実施例１〜８、及び比較例１〜４とし、以下に示す各種の研磨試験を行った。
【０１０７】
＜研磨時間の測定＞
研磨装置として、荏原製作所製装置「ＦＲＥＸ−３００」を使用し、下記の条件で、スラリー（研磨液Ａ及び研磨液Ｂ）を供給しながら、下記の研磨対象ウエハに設けられた導体膜及びバリア金属膜を研磨した。
なお、研磨工程は下記に示す通りである。
即ち、研磨定盤に配置された研磨パッド上に、研磨液Ａを供給して導体膜を全て研磨した後（第１の研磨工程）、連続して、同じ研磨定盤に配置された同じ研磨パッド上に、研磨液Ｂを供給してバリア金属膜を研磨し（第２の研磨工程）、更に続けて、水ポリッシュで被研磨面を清浄化する、といった工程を経て研磨を行った。
なお、研磨液Ａを用いた第１の研磨工程の終点は、同研磨装置に付帯の渦電流式終点検出器を用いて、３０％相当の過研磨を行った点とした。ここで、研磨液Ａの供給を止め、研磨液Ｂの供給を開始して、連続的にバリア金属膜の研磨を行った。ここで、第２の研磨工程の終点は、バリア金属膜を除去し、更に酸化シリコン膜を３０ｎｍ相当研磨した点とした。
上記のようにして、研磨に要した時間（第１の工程の研磨時間＋第２の工程の研磨時間）を求めた。結果を下記表２に示す。
【０１０８】
（研磨対象）  研磨対象ウエハ：１２ｉｎｃｈ（φ３００ｍｍ）銅膜付きパターンウエハ  ７５４ＣＭＰ００３、ａｔｄｆ社製（シリコン基板上に、５００ｎｍの酸化膜を蒸着し、ここにパターンを形成した後、２５ｎｍのＴａ膜（バリア金属膜）と、４０００ｎｍのＣｕ膜（導体膜）と、をこの順に製膜したもの）
【０１０９】
（研磨条件）
・加工線速度：２．０ｍ／ｓ
・研磨圧力：１４０ｈＰａ
・研磨パッド：ロデール・ニッタ株式会社製  品番ＩＣ−１４００  Ｋ−ｇｒｖ＋Ａ２１
・スラリー供給速度：３００ｍｌ／分
【０１１０】
＜研磨速度評価＞
前記した組成の研磨液Ａ−１、研磨液Ａ−２、及び研磨液Ａ−３について、下記のようにして研磨速度を求め、これを評価した。
研磨速度は、研磨前後の電気抵抗から膜厚を換算し、この数値を基に算出した。具体的には、研磨速度（ｎｍÅ／分）＝（研磨前の導体膜の厚さ−研磨後の導体膜の厚さ）／研磨時間で測定した。
【０１１１】
この方法で３０秒間の研磨における研磨速度を求め、それを基に、厚さ７５０ｎｍ、１０００ｎｍ、１５００ｎｍの研磨相当時間を算出した。また、算出された研磨相当時間研磨したときの実研磨量を確認した。なお、この際の研磨装置及び研磨条件は上記と同様である。
上記の研磨速度から得られる「予想される研磨量」と、「実研磨量」と、の関係を示したものが、図１に示すグラフである。
これにより、特定粒子である非真球状コロイダルシリカ用いた研磨液（Ａ−１）では、長時間の研磨においても研磨速度の低下が見られず良好であることが分かる。
【０１１２】
＜導体膜及びバリア金属膜の研磨残りの観察＞
絶縁膜上に、銅およびバリア膜が残っていないか、上述の研磨時間の測定に記載の方法により研磨が終了した後のパターンウエハの露出した被研磨面に対して、導体膜及びバリア金属膜の研磨残りの有無を、微分干渉式光学顕微鏡（ＭＸ−８０，オリンパス社製）を用いて目視で観察した。なお、測定結果は以下の二段階で評価した。結果を下記表２に示す。
○：導体膜およびバリア金属膜の研磨残りなし
×：導体膜およびバリア金属膜の研磨残りあり
【０１１３】
＜キズの測定＞
キズの評価は、下記に示す研磨対象ウエハ（ブランケットウエハ）を、上述の研磨時間の測定に記載の方法により研磨し、その研磨が終了した後の露出した被研磨面に対して、ＫＬＡテンコール社製、異物検査装置ＳＰ１−ＴＢＩを用い、被研磨面に存在する０．２μｍ以上のキズを計測することで行った。
研磨対象ウエハ：１２ｉｎｃｈ（φ３００ｍｍ）銅膜付きブランケットウエハ（シリコン基板上に、５００ｎｍの酸化膜を蒸着し、その上に、２５ｎｍのＴａ膜（バリア金属膜）と、４０００ｎｍのＣｕ膜（導体膜）と、をこの順に製膜したもの）
【０１１４】
被研磨面に存在する０．２μｍ以上のキズの数を、下記の三段階で評価した。結果を下記表２に示す。
○：１０個未満
△：１０個以上５０個未満（許容の範囲）
×：５０個以上
【０１１５】
＜ディッシング及びエロージョンの測定＞
上述の研磨時間の測定に記載の方法により研磨が終了した後のパターンウエハの露出した被研磨面におけるディッシング及びエロージョンを、接触式段差測定装置  Ｄｅｋｔａｋ  Ｖ３２０Ｓｉ（Ｖｅｅｃｏ社）を用いて測定した。
【０１１６】
【表２】
2007227670.tif 000003
【０１１７】
表２に示すように、実施例１〜８のように、一つの研磨定盤及び一つの研磨パッドで導体膜とバリア金属膜とを連続的に研磨した場合であっても、その研磨面には、研磨残りの見られず、キズの問題もないことが分かる。また、実施例１〜８では、総研磨時間、ディッシング、及びエロージョンについては、比較例と同等以上の結果が得られることが分かる。
一方、真球状コロイダルシリカ又はヒュームドシリカを含有する研磨液Ａ及び／又は研磨液Ｂを用いた比較例１〜６は、一つの研磨定盤及び一つの研磨パッドで導体膜とバリア金属膜とを連続的に研磨した場合に、研磨面の研磨残り及び／又は研磨面にキズが発生することが分かる。
さらに、実施例１〜８では、比較例に比べて、ディッシング及びエロージョンのいずれもが抑制されていることが分かる。
以上のごとく、以上のように、本発明の化学的機械的研磨方法を用いれば、一つの研磨定盤及び一つの研磨パッドで導体膜とバリア金属膜とを連続的に研磨した場合であっても、高品質な研磨面が得られると共に、高効率な研磨処理が可能となり、工程処理時間を大幅に削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明における研磨液Ａによる「予想される研磨量」と、「実研磨量」と、の関係を示したグラフである。
【図１】
2007227670.tif 000004