(57)【要約】【課題】絶縁膜に対する研磨速度が高く、かつ、ディッシングやエロージョンの発生を効果的に抑制することができる化学的機械的研磨用研磨液を提供する。【解決手段】半導体デバイスの製造工程において化学的機械的研磨に使用する研磨液であって、コロイダルシリカ粒子と、下記一般式（Ｉ）で示されるベンゾトリアゾール系化合物と、酸化剤と、２価以上のアンモニウムカチオン化合物と、を含有することを特徴とする化学的機械的研磨用研磨液。一般式（Ｉ）中、Ｒ１〜Ｒ５は、それぞれ独立に、水素原子、無置換の又は置換されたアルキル基を表す。2009088080.tif 000025【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイスの製造工程において化学的機械的研磨に使用する研磨液であって、コロイダルシリカ粒子と、下記一般式（Ｉ）で示されるベンゾトリアゾール系化合物と、酸化剤と、２価以上のアンモニウムカチオン化合物と、を含有することを特徴とする化学的機械的研磨用研磨液。
【化１】
2009088080.tif 000023
（一般式（Ｉ）中、Ｒ１〜Ｒ５は、それぞれ独立に、水素原子、無置換の又は置換されたアルキル基を表す。）
【請求項２】
前記２価以上のアンモニウムカチオン化合物が、下記一般式（II)で示される化合物であることを特徴とする請求項１に記載の化学的機械的研磨用研磨液。
【化２】
2009088080.tif 000024
（一般式（ＩＩ）において、Ｒ６〜Ｒ１１は、それぞれ独立に、炭素数１〜２０のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基を表し、Ｒ６〜Ｒ１１のうち２つが互いに結合してもよい。また、これらは更にアルキル基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基等の他の官能基で置換されていても良い。Ｘは炭素数１〜３０のアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、又はこれらの基を組み合わせた連結基を表し、この連結基は、更にアルキル基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基等の置換基を有しても良く、また、四級アミン窒素を更に含んでいても良い。ｎは２以上の整数を表す。）
【請求項３】
前記コロイダルシリカ粒子の含有量が、研磨液の全質量に対して０．０５質量％〜１５質量％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用研磨液。
【請求項４】
前記コロイダルシリカ粒子の一次平均粒径が、５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の化学的機械的研磨用研磨液。
【請求項５】
前記ベンゾトリアゾール系化合物が、無置換のベンゾトリアゾール又はアルキル置換基を有するベンゾトリアゾール誘導体から選ばれることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の化学的機械的研磨用研磨液。
【請求項６】
更に、ペクチン酸、寒天、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、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）、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリアミド酸、ポリアクリル酸ナトリウム塩、及びポリグリオキシル酸から選ばれる少なくとも一種の水溶性高分子を含有することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の化学的機械的研磨用研磨液。
【請求項７】
更に、分子内に少なくとも１つのカルボキシル基を有する化合物群より選ばれる少なくとも１種の有機酸を含有することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の化学的機械的研磨用研磨液。
【請求項８】
ｐＨが２以上５以下であることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の化学的機械的研磨用研磨液。
【請求項９】
更に、ノニオン界面活性剤又はアニオン界面活性剤を含有することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の化学的機械的研磨用研磨液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨液に関し、特に半導体デバイスの製造工程において好適に用いることができる化学的機械的研磨用研磨液に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路（以下ＬＳＩと記す）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、近年、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化学的機械的研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、以下ＣＭＰと記す）等の種々の技術が用いられてきている。このＣＭＰは層間絶縁膜等の被加工膜の表面平坦化、プラグ形成、埋め込み金属配線の形成等を行う場合に必須の技術であり、基板の平滑化や配線形成時の余分な金属薄膜の除去や絶縁膜上の余分なバリア層の除去を行っている。
【０００３】
ＣＭＰの一般的な方法は、円形の研磨定盤（プラテン）上に研磨パッドを貼り付け、研磨パッド表面を研磨液で浸して、パッドに基板（ウエハ）の表面（被研磨面）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、研磨定盤及び基板の双方を回転させ、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。
ＬＳＩなどの半導体デバイスを製造する際には、微細な配線を多層に形成することが行われており、その各層においてＣｕなどの金属配線を形成する際には層間絶縁膜への配線材料の拡散を防止することや、配線材料の密着性を向上させることを目的として、ＴａやＴａＮ、Ｔｉ、ＴｉＮなどのバリアメタルの膜を前もって形成することが行われている。
【０００４】
各配線層を形成するためには、まず、メッキ法などで盛付けられた余分な配線材を除去する金属膜のＣＭＰ（以下、金属膜ＣＭＰと呼ぶ）を１段若しくは多段に亘って行い、次に、これによって表面に露出したバリア金属材料（バリアメタル）を除去するＣＭＰ（以下、バリアメタルＣＭＰと呼ぶ）を行うことが一般的になされている。しかしながら、金属膜ＣＭＰによって、配線部が過研磨されてしまういわゆるディッシングや、更にエロージョンを引き起こしてしまうことが問題となっている。
ディッシングを軽減するため、金属膜ＣＭＰの次に行うバリアメタルＣＭＰでは、金属配線部の研磨速度とバリアメタル部の研磨速度とを調整して、最終的にディッシングやエロージョンなどの段差が少ない配線層を形成することが求められている。即ち、バリアメタルＣＭＰでは、金属配線材に比較してバリアメタルや層間絶縁膜の研磨速度が相対的に小さい場合は、配線部が早く研磨されるなどディッシングや、その結果としてのエロージョンが発生してしまうため、バリアメタルや絶縁膜層の研磨速度は適度に大きい方が望ましい。これはバリアメタルＣＭＰのスループットを上げるメリットがあることに加え、実際的には金属膜ＣＭＰによってディッシングが発生していることが多く、前述の理由からバリアメタルや絶縁膜層の研磨速度を相対的に高くすることが求められている点においても望ましいからである。
【０００５】
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、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いる。
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くぼむ現象（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くぼむ現象（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研磨液を用いることによって、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が複雑となり、更に、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。
【０００６】
このような固体砥粒を含有する研磨液については、以下のような種々の提案がなされている。例えば、研磨傷をほとんど発生させずに高速研磨することを目的としたＣＭＰ研磨剤及び研磨方法（例えば、特許文献１参照。）、ＣＭＰにおける洗浄性を向上させた研磨組成物及び研磨方法（例えば、特許文献２参照。）、及び、研磨砥粒の凝集防止を図った研磨用組成物（例えば、特許文献３参照。）がそれぞれ提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１７４４６公報
【特許文献２】特開２００３−１４２４３５公報
【特許文献３】特開２０００−８４８３２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、絶縁膜に対する研磨速度が高く、かつ、ディッシングやエロージョンの発生を効果的に抑制することができる化学的機械的研磨用研磨液を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
＜１＞  半導体デバイスの製造工程において化学的機械的研磨に使用する研磨液であって、コロイダルシリカ粒子と、下記一般式（Ｉ）で示されるベンゾトリアゾール系化合物と、酸化剤と、２価以上のアンモニウムカチオン化合物と、を含有することを特徴とする化学的機械的研磨用研磨液。
【０００９】
【化１】
2009088080.tif 000002
【００１０】
一般式（Ｉ）中、Ｒ１〜Ｒ５は、それぞれ独立に、水素原子、無置換の又は置換されたアルキル基を表す。
【００１１】
＜２＞  前記２価以上のアンモニウムカチオン化合物が、下記一般式（II)で示される化合物であることを特徴とする＜１＞に記載の化学的機械的研磨用研磨液。
【００１２】
【化２】
2009088080.tif 000003
【００１３】
一般式（ＩＩ）において、Ｒ６〜Ｒ１１は、それぞれ独立に、炭素数１〜２０のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基を表し、Ｒ６〜Ｒ１１のうち２つが互いに結合してもよい。また、これらは更にアルキル基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基等の他の官能基で置換されていても良い。Ｘは炭素数１〜３０のアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、又はこれらの基を組み合わせた連結基を表し、この連結基は、更にアルキル基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基等の置換基を有しても良く、また、四級アミン窒素を更に含んでいても良い。ｎは２以上の整数を表す。
【００１４】
＜３＞  前記コロイダルシリカ粒子の含有量が、研磨液の全質量に対して０．０５質量％〜１５質量％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用研磨液。
【００１５】
＜４＞  前記コロイダルシリカ粒子の一次平均粒径が、５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲であることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の化学的機械的研磨用研磨液。
【００１６】
＜５＞  前記ベンゾトリアゾール系化合物が、無置換のベンゾトリアゾール又はアルキル置換基を有するベンゾトリアゾール誘導体から選ばれることを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の化学的機械的研磨用研磨液。
【００１７】
＜６＞  更に、ペクチン酸、寒天、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、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）、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリアミド酸、ポリアクリル酸ナトリウム塩、及びポリグリオキシル酸から選ばれる少なくとも一種の水溶性高分子を含有することを特徴とする＜１＞〜＜５＞のいずれかに記載の化学的機械的研磨用研磨液。
【００１８】
＜７＞  更に、分子内に少なくとも１つのカルボキシル基を有する化合物群より選ばれる少なくとも１種の有機酸を含有することを特徴とする＜１＞〜＜６＞のいずれかに記載の化学的機械的研磨用研磨液。
【００１９】
＜８＞  ｐＨが２以上５以下であることを特徴とする＜１＞〜＜７＞のいずれかに記載の研磨液。
【００２０】
＜９＞  更に、ノニオン界面活性剤又はアニオン界面活性剤を含有することを特徴とする＜１＞〜＜８＞のいずれかに記載の化学的機械的研磨用研磨液。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、絶縁膜に対する研磨速度が高く、かつ、ディッシングやエロージョンの発生を効果的に抑制することができる化学的機械的研磨用研磨液が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の研磨液について具体的に説明する。なお、本発明において「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、研磨液の濃縮液をも包含する意である。濃縮液又は濃縮された研磨液とは、研磨に使用する際の研磨液よりも、溶質の濃度が高く調製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。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。
【００２３】
本発明の化学的機械的研磨用研磨液は、（１）コロイダルシリカ粒子と、（２）下記一般式（Ｉ）で示されるベンゾトリアゾール系化合物と、（３）酸化剤と、（４）２価以上のアンモニウムカチオン化合物と、を含有する。
【００２４】
【化３】
2009088080.tif 000004
【００２５】
上記一般式（Ｉ）において、Ｒ１〜Ｒ５は、それぞれ独立に、水素原子、無置換の又は置換されたアルキル基を表す。
【００２６】
（１）コロイダルシリカ粒子
本発明の研磨液は、砥粒の少なくとも一部として、コロイダルシリカを含有する。
このコロイダルシリカとしては、粒子内部にアルカリ金属などの不純物を含有しない、アルコキシシランの加水分解により得たコロイダルシリカであることが好ましい。一方、ケイ酸アルカリ水溶液からアルカリを除去する方法で製造したコロイダルシリカも用いることができるものの、この場合、粒子の内部に残留するアルカリ金属が徐々に溶出し、研磨性能に影響を及ぼす懸念がある。このような観点からは、アルコキシシランの加水分解により得られたものが原料としてはより好ましい。
コロイダルシリカの粒径は、砥粒の使用目的に応じて適宜選択されるが、研磨傷の発生を効果的に抑制する観点から、一次平均粒径が５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲であることが好ましく、１０ｎｍ〜７０ｎｍの範囲であることがより好ましい。
【００２７】
本発明の研磨液中のコロイダルシリカの含有量（濃度）は、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。以降の「研磨に使用する際の研磨液」も同意である。）の質量に対して、好ましくは０．０５質量％以上１５質量％以下であり、更に好ましくは３質量％以上１２質量％以下であり、特に好ましくは５質量％以上１２質量％以下である。即ち、コロイダルシリカの含有量は、充分な研磨速度で絶縁膜を研磨する点で０．０５質量％以上が好ましく、保存安定性の点で１５質量％以下が好ましい。
【００２８】
本発明の研磨液には、コロイダルシリカ以外の砥粒を、本発明の効果を損なわない限りにおいて併用することができるが、その場合でも、全砥粒のうち、コロイダルシリカの含有割合は、好ましくは５０質量％以上であり、特に好ましくは８０質量％以上である。含有される砥粒の全てがコロイダルシリカであってもよい。
本発明の研磨液に対し、コロイダルシリカと併用しうる砥粒としては、ヒュームドシリカ、セリア、アルミナ、チタニア等が挙げられる。これら併用砥粒のサイズは、コロイダルシリカと同等か、それ以上であって、かつ、２倍以下であることが好ましい。
【００２９】
（２）ベンゾトリアゾール系化合物
本発明の研磨液は、下記一般式（Ｉ）で示されるベンゾトリアゾール系化合物（ＢＴＡ系化合物を含有する。
【００３０】
【化４】
2009088080.tif 000005
【００３１】
式（Ｉ）中、Ｒ１〜Ｒ５は、それぞれ独立に、水素原子、無置換の又は置換されたアルキル基を表す。
【００３２】
一般式（Ｉ）で表されるＢＴＡ系化合物は、被研磨表面に吸着して皮膜を形成し、金属表面の腐食を制御する腐食抑制剤として作用する。本発明の研磨液に添加されるＢＴＡ系化合物としては、無置換のベンゾトリアゾール又はアルキル置換基を有するベンゾトリアゾール誘導体から選ばれたものが好ましく、具体的には、下記Ｂ１〜Ｂ１５に示した化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００３３】
【化５】
2009088080.tif 000006
【００３４】
上記一般式（Ｉ）で示されるＢＴＡ系化合物の添加量は、研磨に使用する際の研磨液の質量に対して、０.０００１質量％以上１質量％以下が好ましく、０．００１質量％以上０．５質量％以下が更に好ましい。即ち、このような腐食抑制剤の添加量は、ディッシングを拡大させない点で、０．０００１質量％以上が好ましく、保存安定性の点から、１質量％以下が好ましい。
【００３５】
（３）酸化剤
本発明の研磨液は、研磨対象の金属を酸化する化合物（酸化剤）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、中でも、過酸化水素が好ましく用いられる。
なお、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。
【００３６】
酸化剤の添加量は、バリアＣＭＰ初期のディッシング量によって調整できる。バリアＣＭＰ初期のディッシング量が大きい場合、即ち、バリアＣＭＰにおいて配線材をあまり研磨したくない場合には酸化剤を少ない添加量にすることが望ましく、ディッシング量が十分に小さく、配線材を高速で研磨したい場合は、酸化剤の添加量を多くすることが望ましい。このように、バリアＣＭＰ初期のディッシング状況によって酸化剤の添加量を変化させることが望ましく、具体的には、研磨に使用する際の研磨液の１Ｌ中に、０．０１ｍｏｌ〜１ｍｏｌとすることが好ましく、０．０５ｍｏｌ〜０．６ｍｏｌとすることが特に好ましい。
【００３７】
（４）２価以上のアンモニウムカチオン化合物
本発明の研磨液は、２価以上のアンモニウムカチオン化合物（以下、特定カチオン化合物と呼ぶ場合がある。）を含有する。本発明の研磨液に添加される２価以上のアンモニウムカチオン化合物は、２価以上であって、分子構造中に四級窒素を含む構造であれば、特に限定されないが、中でも、十分な研磨速度の向上を達成する観点から、下記一般式（ＩＩ）で表される２価以上のアンモニウムカチオン化合物が好適である。
【００３８】
【化６】
2009088080.tif 000007
【００３９】
一般式（ＩＩ）において、Ｒ６〜Ｒ１１は、それぞれ独立に、炭素数１〜２０のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基を表し、Ｒ６〜Ｒ１１のうち２つが互いに結合してもよい。また、これらは更にアルキル基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基等の他の官能基で置換されていても良い。Ｘは炭素数１〜３０のアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、又はこれらの基を組み合わせた連結基を表し、この連結基は、更にアルキル基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基等の置換基を有しても良く、また、四級アミン窒素を更に含んでいても良い。ｎは２以上の整数を表す。
【００４０】
前記炭素数１〜２０のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等が挙げられ、中でも、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が好ましい。
また、前記アルケニル基としては、炭素数２〜１０のものが好ましく、具体的には、エチニル基、プロピル基等が挙げられる。
【００４１】
前記シクロアルキル基としては、具体的には、シクロヘキシル基、シクロペンチル基等が挙げられ、中でも、シクロヘキシル基が好ましい。
前記アリール基としては、具体的には、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、フェニル基、ナフチル基等が挙げられ、中でも、フェニル基が好ましい。
前記アラルキル基としては、具体的には、ベンジル基、が挙げられ、中でも、ベンジル基が好ましい。
【００４２】
上記の各基は、更に置換基を有していてもよく、導入しうる置換基としては、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、リン酸基、イミノ基、チオール基、スルホ基、ニトロ基等が挙げられる。
【００４３】
上記一般式（ＩＩ）におけるＸは、炭素数１〜３０のアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、又はこれらの基を２以上組み合わせた連結基を表す。
なお、Ｘで表される連結基は、上記の有機連結基の他に、その鎖中に、−Ｓ−、−Ｓ（＝Ｏ）２−、−Ｏ−、−Ｃ（＝Ｏ）−を含んでいてもよい。
【００４４】
前記炭素数１〜１０のアルキレン基としては、具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基等が挙げられ、中でも、エチレン基、ペンチレン基が好ましい。
前記アルケニレン基としては、具体的には、エチニレン基、プロピニレン基等が挙げられ、中でも、プロピニレン基が好ましい。
前記シクロアルキレン基としては、具体的には、シクロヘキシレン基、シクロペンチレン基等が挙げられ、中でも、シクロヘキシレン基が好ましい。
前記アリーレン基としては、具体的には、フェニレン基、ナフチレン基が挙げられ、中でも、フェニレン基が好ましい。
【００４５】
上記の各連結基は更に置換基を有していてもよく、導入しうる置換基としては、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、リン酸基、イミノ基、チオール基、スルホ基、ニトロ基等が挙げられる。
【００４６】
以下、本発明の研磨液に含み得る２価以上のアンモニウムカチオン化合物の具体例〔例示化合物（Ｃ１）〜（Ｃ４５）〕を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４７】
【化７】
2009088080.tif 000008
【００４８】
【化８】
2009088080.tif 000009
【００４９】
【化９】
2009088080.tif 000010
【００５０】
【化１０】
2009088080.tif 000011
【００５１】
【化１１】
2009088080.tif 000012
【００５２】
【化１２】
2009088080.tif 000013
【００５３】
【化１３】
2009088080.tif 000014
【００５４】
上記例示した化合物において、ｎは２以上の整数である。Ｃ４４で示される化合物中のｘは１〜５０の整数であり、ｙは１〜５０の整数である。Ｃ４５で示される化合物のａは１〜５０の整数であり、ｂは１〜５０の整数である。
本発明における特定カチオン化合物は、例えば、アンモニアや各種アミンなどが求核剤としてはたらく置換反応により合成することができる。
また、一般販売試薬としての購入も可能である。
【００５５】
本発明における２価以上のアンモニウムカチオン化合物の添加量は、研磨に使用する際の研磨液に対して、０．０００１質量％以上１質量％以下が好ましく、０．００１質量％以上０．３質量％以下が更に好ましい。即ち、このような特定カチオン化合物の添加量は、研磨速度を十分に向上させる観点で、０．０００１質量％以上が好ましく、十分なスラリーの安定性の観点で、０．３質量％以下が好ましい。
【００５６】
（５）その他の成分
本発明の研磨液には、前記（１）〜（４）の成分のほかに、目的に応じて種々の成分を添加することができる。以下、本発明の研磨液に含有しうる成分について述べる。
【００５７】
−水溶性高分子−
本発明の研磨液は、更なる高平坦化を達成する観点から、更に、水溶性高分子を含んでもよく、好ましくは、ペクチン酸、寒天、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、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）、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリアミド酸、ポリアクリル酸ナトリウム塩、及びポリグリオキシル酸から選ばれる少なくとも一種の水溶性高分子を含有する。
【００５８】
水溶性高分子の添加量は、経時の安定性の観点から、研磨に使用する際の研磨液の１Ｌ中、０.００１ｇ〜１０ｇが好ましく、０.０１ｇ〜１ｇがより好ましい。
また、水溶性高分子の重量平均分子量は、経時の安定性の観点から、２００〜５００００が好ましく、１０００〜３００００がより好ましい。
【００５９】
−界面活性剤−
本発明の研磨液は、更に界面活性剤を含有してもよい。
本発明の研磨液において、界面活性剤の種類、量を調整することで、研磨速度を向上させることや、絶縁層の研磨速度をより好適に制御することが可能となる。界面活性剤としてはノニオン界面活性剤又はアニオン界面活性剤が好ましく用いられる。
中でも、絶縁層の研磨速度を向上させる観点から、下記一般式（III）で表される化合物が好ましく、絶縁層の研磨速度を抑制させる観点から、下記一般式（IV）で表される化合物が好ましい。
【００６０】
【化１４】
2009088080.tif 000015
【００６１】
上記一般式（III）における、Ｒは炭化水素基を表し、好ましくは、炭素数６〜２０の炭化水素基を表す。具体的には、例えば、炭素数６〜２０のアルキル基、アリール基（例えば、フェニル基、ナフチル基等）などが好ましく、このアルキル基やアリール基は、更にアルキル基等の置換基を有していてもよい。
【００６２】
一般式（III）で表される化合物の具体例としては、例えば、デシルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸（ＤＢＳＡ）、テトラデシルベンゼンスルホン酸、ヘキサデシルベンゼンスルホン酸、ドデシルナフタレンスルホン酸、テトラデシルナフタレンスルホン酸等の化合物が挙げられる。
【００６３】
【化１５】
2009088080.tif 000016
【００６４】
上記一般式（IV）において、Ｒａ〜Ｒｄはそれぞれ独立に炭素数１〜１８の炭化水素基を表す。但し、Ｒａ〜Ｒｄが全て同じ炭化水素基であることはない。
Ｒａ〜Ｒｄで表される炭化水素基としては、アルキル基、アリール基、フェニル基などが挙げられ、中でも、炭素数１〜２０の直鎖及び分鎖アルキル基が好ましく挙げられる。
なお、Ｒａ〜Ｒｄのうち２つが互いに結合し、ピリジン構造、ピロリジン構造、ピペリジン構造、ピロール構造などの環状構造を形成してもよい。
【００６５】
一般式（IV）で表される化合物の具体例としては、例えば、ラウリルトリメチルアンモニウム、ラウリルトリエチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウム、パルチミルトリメチルアンモニウム、オクチルトリメチルアンモニウム、ドデシルピリジニウム、デシルピリジニウム、オクチルピリジニウム等の化合物が挙げられる。
【００６６】
本発明における界面活性剤としては、前記一般式（III）、又は（IV）で表される化合物以外のものを用いてもよく、例えば、前記一般式（III）で表される化合物以外のアニオン界面活性剤としては、カルボン酸塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル塩が挙げられる。
より具体的には、カルボン酸塩としては、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；
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好ましく用いることができる。
【００６７】
界面活性剤の添加量は、総量として、研磨に使用する際の研磨液の１Ｌ中、０．００１〜１０ｇとすることが好ましく、０．０１〜５ｇとすることがより好ましく０．０１〜１ｇとすることが特に好ましい。即ち、界面活性剤の添加量は、充分な効果を得る上で、０．０１ｇ以上が好ましく、ＣＭＰ速度の低下防止の点から１ｇ以下が好ましい。
【００６８】
−カルボキシル基を有する化合物（有機酸）−
本発明の研磨液は、更に、分子内に少なくとも１つのカルボキシル基を有する化合物群より選ばれる少なくとも１種の有機酸を含有してもよい。
上記有機酸は、分子内に少なくとも１つのカルボキシル基を有する化合物であれば特に制限はないが、研磨速度構造の観点から、下記一般式（Ｖ)で表される化合物を選択することが好ましい。
なお、分子内に存在するカルボキシル基は、１〜４個であることが好ましく、安価に使用できる観点からは、１〜２個であることがより好ましい。
【００６９】
【化１６】
2009088080.tif 000017
【００７０】
上記一般式（Ｖ)において、Ｒ７及びＲ８はそれぞれ独立に炭化水素基を表し、好ましくは、炭素数１〜１０の炭化水素基を表す。
Ｒ７は、１価の炭化水素基である、例えば、炭素数１〜１０のアルキル基（例えば、メチル基、シクロアルキル基等）、アリール基（例えば、フェニル基等）、アルコキシ基、アリールオキシ基などが好ましい。
Ｒ８は、２価の炭化水素基である、例えば、炭素数１〜１０のアルキレン基（例えば、メチレン基、シクロアルキレン基等）、アリーレン基（例えば、フェニレン基等）、アルキレンオキシ基などが好ましい。
Ｒ７及びＲ８で表される炭化水素基は更に置換基を有していてもよく、導入可能な置換基としては、例えば、炭素数１〜３のアルキル基、アリール基、アルコキシ基、カルボキシル基、などが挙げられ、置換基としてカルボキシル基を有する場合、この化合物は複数のカルボキシル基を有することになる。
また、Ｒ７とＲ８は互いに結合して、環状構造を形成していてもよい。
【００７１】
本発明におけるカルボキシル基を有する化合物（有機酸）としては、例えば、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。
これらの中では、ギ酸、マロン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸が、銅、銅合金及び銅又は銅合金の酸化物から選ばれた少なくとも１種の金属層を含む積層膜に対して好適である。
【００７２】
本発明におけるカルボキシル基を有する化合物（有機酸）としては、アミノ酸等を好適なものとして挙げることができる。このアミノ酸等としては、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、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から少なくとも１種を含むことが望ましい。
これらの中でも、特に、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、グリシン、グリコール酸については実用的なＣＭＰ速度を維持しつつ、エッチング速度を効果的に抑制できるという点で好ましい。
【００７３】
本発明の研磨液において、カルボキシル基を有する化合物（好ましくは、一般式（Ｖ)で表される化合物）の添加量は、研磨に使用する際の研磨液の質量に対して、０．１質量％以上５質量％以下が好ましく、０．５質量％以上２質量％以下が更に好ましい。即ち、このようなカルボキシル基を有する化合物（有機酸）の含有量は、十分な研磨速度を達成する点で、０．１質量％以上が好ましく、過剰なディッシングを発生させない点から、５質量％以下が好ましい。
【００７４】
−ｐＨ調整剤−
本発明の研磨液は、ｐＨ２以上５以下であることが好ましい。研磨液のｐＨを２〜５の範囲に制御することで、層間絶縁膜の研磨速度の調整をより確実に行うことが可能となる。
そこで、ｐＨを上記好ましい範囲に調整するために、必要に応じてアルカリ／酸又は緩衝剤を用いることができる。
アルカリ／酸又は緩衝剤としては、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、硝酸、硫酸、りん酸などの無機酸、炭酸ナトリウムなどの炭酸塩、リン酸三ナトリウムなどのリン酸塩、ホウ酸塩、四ホウ酸塩、ヒドロキシ安息香酸塩等を好ましく挙げることができる。特に好ましいアルカリ剤は、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。
【００７５】
アルカリ／酸又は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。
【００７６】
−キレート剤−
本発明の研磨液は、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。
【００７７】
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良く、例えば、研磨に使用する際の研磨液の１Ｌ中、０．０００３ｍｏｌ〜０．０７ｍｏｌになるように添加する。
【００７８】
次に、本発明の研磨液を用いて研磨を行う場合の研磨対象について説明する。本発明の研磨液を用いる場合、その研磨対象は特に限定されないが、例えば、半導体デバイスの製造工程において、シリコン基板上に、層間絶縁膜、バリア層、及び銅又は銅合金の導電膜を設けた半導体基板（ウエハ）の表面を平坦化するときの研磨工程において好適に用いることができる。
【００７９】
〔バリア金属材料〕
上記研磨対象となる半導体基板のバリア層を構成する材料としては、一般に低抵抗のメタル材料がよく、特に、ＴｉＮ、ＴｉＷ、Ｔａ、ＴａＮ、Ｗ、ＷＮが好ましく、中でも、Ｔａ、ＴａＮが特に好ましい。
【００８０】
〔層間絶縁膜〕
層間絶縁膜（絶縁層）としては、ＴＥＯＳ等の通常用いられる層間絶縁膜の他、例えば、比誘電率が３．５〜２．０程度の低誘電率の材料（例えば、有機ポリマー系、ＳｉＯＣ系、ＳｉＯＦ系、等が挙げられ、通常、Ｌｏｗ−ｋ膜と略称される）を含む層間絶縁膜が挙げられる。
具体的には、低誘電率の絶縁層の形成に用いる材料として、HSG-R7（日立化成工業）、BLACKDIAMOND（Applied Materials, Inc）、SilK（The Dow Chemical Co）、Aurora（日本エー・エス・エム社製）、Coral（Novellus Systems,Inc）などがある。このようなＬｏｗ−ｋ膜は、通常、ＴＥＯＳ絶縁膜の下に位置し、ＴＥＯＳ絶縁膜上にバリア層及び金属配線が形成される。
本発明の研磨液は、特に、特定カチオン化合物とコロイダルシリカとの併用により、層間絶縁膜（絶縁層）の研磨速度を向上させることができる。
【００８１】
〔配線金属原材料〕
本発明において、研磨対象となる被研磨体は、例えば、ＬＳＩ等の半導体デバイスに適用されるような、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い。特にこの配線の原材料としては、銅合金が好ましい。更に、銅合金の中でも銀を含有する銅合金が好ましい。
なお、銅合金に含有される銀含量は、４０質量％以下が好ましく、特には１０質量％以下、更には１質量％以下が好ましく、０．００００１〜０．１質量％の範囲である銅合金において最も優れた効果を発揮する。
【００８２】
〔配線の太さ〕
本発明においては、研磨対象である被研磨体が、例えば、ＤＲＡＭデバイス系に適用される場合、ハーフピッチで０．１５μｍ以下である配線を有することが好ましく、より好ましくは０．１０μｍ以下、更に好ましくは０．０８μｍ以下である。
一方、被研磨体が、例えば、ＭＰＵデバイス系に適用される場合、０．１２μｍ以下である配線を有することが好ましく、より好ましくは０．０９μｍ以下、更に好ましくは０．０７μｍ以下である。
このような配線を有する被研磨体に対して、上述の本発明の研磨液は特に優れた効果を発揮する。
【００８３】
〔研磨方法〕
本発明の研磨液は、（ａ）濃縮液であって、使用する際に水又は水溶液を加えて希釈して使用液とする場合、（ｂ）各成分が後述する水溶液の形態で準備され、これらを混合し、必要により水で希釈して使用液とする場合、（ｃ）使用液として調製されている場合がある。
本発明の研磨液を用いた研磨方法にはいずれの形態の研磨液も適用可能であり、基本的には、研磨液を研磨定盤上の研磨パッドに供給し、被研磨体の被研磨面を研磨パッドに接触させて、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。
【００８４】
研磨に用いられる装置としては、被研磨面を有する被研磨体（例えば、導電性材料膜が形成されたウエハ等）を保持するホルダーと、研磨パッドを貼り付けた（回転数が変更可能なモータ等を取り付けてある）研磨定盤と、を有する一般的な研磨装置が使用できる。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、研磨定盤の回転速度は被研磨体が飛び出さないように２００ｒｐｍ以下の低回転が好ましい。被研磨面（被研磨膜）を有する被研磨体の研磨パッドへの押しつけ圧力は、０．６８〜３４．５ＫＰａであることが好ましく、研磨速度の被研磨体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、３．４０〜２０．７ＫＰａであることがより好ましい。
【００８５】
研磨している間、研磨パッドには、本発明の研磨液をポンプ等で連続的に供給する。
研磨終了後の被研磨体は、流水中でよく洗浄した後、スピンドライヤ等を用いて被研磨体上に付着した水滴を払い落としてから乾燥させる。
【００８６】
本発明において、前記（ａ）の方法のように、濃縮液を希釈する際には、下記に示す水溶液を用いることができる。例えば、予め、酸化剤、有機酸、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溶液を用意し、この水溶液中に含有している成分と、希釈される濃縮液中に含有している成分と、を合計した成分が、研磨する際に使用する研磨液（使用液）の成分となるようにする。
このように、濃縮液を水溶液で希釈して使用する場合には、溶解しにくい成分を水溶液の形で後から配合することができることから、より濃縮した濃縮液を調製することができる。
【００８７】
また、濃縮液に水又は水溶液を加えて希釈する方法としては、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し、混合により希釈された研磨液の使用液を研磨パッドに供給する方法がある。濃縮液と水又は水溶液との混合は、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の公知の方法を採用することができる。
【００８８】
研磨液の供給速度は１０〜１０００ｍｌ／ｍｉｎが好ましく、研磨速度の被研磨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。
【００８９】
更に、濃縮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の相対運動で混合しつつ研磨する方法がある。また、１つの容器に、所定量の濃縮液と水又は水溶液と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、研磨をする方法を用いることもできる。
【００９０】
また、別の研磨方法としては、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がある。
例えば、酸化剤を構成成分（Ａ）とし、有機酸、添加剤、界面活性剤、及び水を構成成分（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）及び構成成分（Ｂ）を希釈して使用することができる。
また、溶解度の低い添加剤を２つの構成成分（Ａ）と（Ｂ）に分け、例えば、酸化剤、添加剤、及び界面活性剤を構成成分（Ａ）とし、有機酸、添加剤、界面活性剤、及び水を構成成分（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）及び構成成分（Ｂ）を希釈して使用する。
【００９１】
上記のような例の場合、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。具体的には、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である。
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や、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研磨液を供給する方法がある。
【００９２】
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、１つの構成成分と他の構成成分とを混合する際、又は、水若しくは水溶液を加え希釈する際に、液温を４０℃以下とするようにすることができる。この方法は、一般的に、温度が高いと溶解度が高くなる現象を利用し、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。
【００９３】
上記の他の構成成分を室温から１００℃の範囲で加温することで溶解させた原料は、温度が下がると溶液中に析出するため、低温状態の他の構成成分を用いる場合は、予め加温して析出した原料を溶解させる必要がある。これには、加温し、原料が溶解した他の構成成分を送液する手段と、析出物を含む液を攪拌しておき、送液する配管を加温して溶解させる手段と、を採用することができる。加温した他の構成成分が、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する恐れがあるので、この加温した他の構成成分と酸化剤を含む１つの構成成分とを混合した場合、４０℃以下となるようにすることが好ましい。
【００９４】
このように、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、被研磨面に供給してもよい。この場合、酸化物を含む成分と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、希釈水を別にして被研磨面に供給してもよい。
本発明において、研磨液の成分を二分割以上に分割して、被研磨面に供給する方法を適用する場合、その供給量は、各配管からの供給量の合計を表すものである。
【００９５】
〔パッド〕
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。
更に、一般的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、被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。
【００９６】
〔ウエハ〕
本発明における研磨液でＣＭＰを行なう対象の被研磨体としてのウエハは、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。
【００９７】
〔研磨装置〕
本発明の研磨液を用いて研磨を実施する装置は特に限定されないが、例えば、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（Ｓｐｅｅｄｆａｍ  ＩＰＥＣ）などを挙げることができる。
【実施例】
【００９８】
以下、実施例及び比較例について説明するが、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。
【００９９】
〔実施例１〕
下記に示す組成及びｐＨを有する研磨液を調製した。
研磨粒子：コロイダルシリカ粒子Ａ１                  １００ｇ／Ｌ（＊紛体換算）
ＢＴＡ系化合物：ＢＴＡ誘導体Ｂ１                                  １．０ｇ／Ｌ
特定カチオン化合物：カチオン剤Ｃ１                                ０．２ｇ／Ｌ
酸化剤：過酸化水素                                                    ５ｇ／Ｌ
純水を加えて全量                                                  １０００ｍＬ
ｐＨ（アンモニア水と硝酸で調整）                                        ３．５
コロイダルシリカ粒子Ａ１の形状及び粒径は下記表１に示す通りであり、ＢＴＡ誘導体Ｂ１及びカチオン剤Ｃ１は前記した例示化合物である。
【０１００】
【表１】
2009088080.tif 000018
【０１０１】
上記研磨液を用いて研磨評価を行った。
（評価方法）
研磨装置としてムサシノ電子社製装置「ＭＡ−３００Ｄ」を使用し、下記の条件で、スラリーを供給しながら、下記に示すウエハを研磨した。
テ−ブル回転数：                                                  １１２ｒｐｍ
ヘッド回転数：                                                    １１３ｒｐｍ
研磨圧力：                                                      ９．１９ｋＰａ
研磨パッド：ロデール・ニッタ株式会社製  ＩＣ１４００  ＸＹ−Ｋ−Ｐａｄ
研磨液供給速度：                                              ５０ｍｌ／ｍｉｎ
【０１０２】
＜研磨速度評価＞
研磨速度評価用のウエハとして、Ｓｉ基板上に研磨対象物（ＴＥＯＳ：テトラエトキシシラン）を成膜した８インチウエハを６ｃｍ×６ｃｍにカットしたカットウエハを使用した。
【０１０３】
＜ディッシング及びエロージョン評価＞
ディッシング及びエロージョン評価用のウエハとして、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Ｓｉ基板上のシリコン酸化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を形成した。さらに、スッパタリング法により厚さ２０ｎｍのＴａ膜を形成し、続いてスッパタリング法により厚さ５０ｎｍの銅膜を形成した。その後、メッキ法により合計厚さ１０００ｎｍの銅膜を形成したウエハ（通称８５４ＰＴＮウエハ）を６×６ｃｍに切断して使用した。更に、Ｔａ膜表面が現れるまで銅膜を別途スラリーで研磨したウエハを評価用のウエハとした。用いたウエハの初期段差は全て１０ｎｍ以下であった。
上記ウエハを６０秒間研磨した時点を研磨終了点とした。研磨後のウエハを触針式の段差測定計を用い、ディッシング評価には幅１００μｍの孤立配線の段差を、エロージョン評価には９μｍ／１μｍのライン／スペースの段差をそれぞれ測定して評価を行った。
【０１０４】
〔実施例２〜４５、及び比較例１〜３〕
表２〜表５に示す組成及びｐＨの研磨液を調製し、実施例１と同様の研磨条件で研磨実験を行った。なお、研磨粒子Ａ１〜Ａ６は、表１に示す通りである。
実験結果も表２〜５に示す。
【０１０５】
【表２】
2009088080.tif 000019
【０１０６】
【表３】
2009088080.tif 000020
【０１０７】
【表４】
2009088080.tif 000021
【０１０８】
【表５】
2009088080.tif 000022
【０１０９】
表２〜表５に示す結果から、実施例１〜４５の研磨液は、絶縁膜の研磨速度が速い上、エロージョン及びディッシングが小さく抑えられている。