JP2000252244A - 金属用研磨液及びそれを用いた研磨方法 - Google Patents
金属用研磨液及びそれを用いた研磨方法Info
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- JP2000252244A JP2000252244A JP36884899A JP36884899A JP2000252244A JP 2000252244 A JP2000252244 A JP 2000252244A JP 36884899 A JP36884899 A JP 36884899A JP 36884899 A JP36884899 A JP 36884899A JP 2000252244 A JP2000252244 A JP 2000252244A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 貯蔵、運搬、保管などの面から要請される金
属用研磨液の濃縮化をはかると共にそれを希釈して用い
て研磨した際に信頼性の高い金属膜の埋め込みパターン
形成を可能とする金属用研磨液及びそれを用いた研磨方
法を提供する。 【解決手段】 金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２５℃
での水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成剤、
２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護膜形
成剤及び水を含有する金属用研磨液を使用する際に水ま
たは水溶液を加え希釈して使用する金属用研磨液。前記
の希釈した金属用研磨液を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研磨方法。
属用研磨液の濃縮化をはかると共にそれを希釈して用い
て研磨した際に信頼性の高い金属膜の埋め込みパターン
形成を可能とする金属用研磨液及びそれを用いた研磨方
法を提供する。 【解決手段】 金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２５℃
での水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成剤、
２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護膜形
成剤及び水を含有する金属用研磨液を使用する際に水ま
たは水溶液を加え希釈して使用する金属用研磨液。前記
の希釈した金属用研磨液を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研磨方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に半導体デバイ
スの配線工程において用いる金属用研磨液及びその金属
用研磨液を用いた研磨方法に関する。
スの配線工程において用いる金属用研磨液及びその金属
用研磨液を用いた研磨方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路（以下ＬＳＩと記
す）の高集積化、高性能化に伴って新たな微細加工技術
が開発されている。化学機械研磨（以下ＣＭＰと記す）
法もその一つであり、ＬＳＩ製造工程、特に多層配線形
成工程における層間絶縁膜の平坦化、金属プラグ形成、
埋め込み配線形成において頻繁に利用される技術であ
る。この技術は、例えば米国特許第４９４４８３６号に
開示されている。
す）の高集積化、高性能化に伴って新たな微細加工技術
が開発されている。化学機械研磨（以下ＣＭＰと記す）
法もその一つであり、ＬＳＩ製造工程、特に多層配線形
成工程における層間絶縁膜の平坦化、金属プラグ形成、
埋め込み配線形成において頻繁に利用される技術であ
る。この技術は、例えば米国特許第４９４４８３６号に
開示されている。
【０００３】また、最近はＬＳＩを高性能化するため
に、配線材料として銅合金の利用が試みられている。し
かし、銅合金は従来のアルミニウム合金配線の形成で頻
繁に用いられたドライエッチング法による微細加工が困
難である。そこで、あらかじめ溝を形成してある絶縁膜
上に銅合金薄膜を堆積して埋め込み、溝部以外の銅合金
薄膜をＣＭＰにより除去して埋め込み配線を形成する、
いわゆるダマシン法が主に採用されている。この技術
は、例えば特開平２−２７８８２２号公報に開示されて
いる。
に、配線材料として銅合金の利用が試みられている。し
かし、銅合金は従来のアルミニウム合金配線の形成で頻
繁に用いられたドライエッチング法による微細加工が困
難である。そこで、あらかじめ溝を形成してある絶縁膜
上に銅合金薄膜を堆積して埋め込み、溝部以外の銅合金
薄膜をＣＭＰにより除去して埋め込み配線を形成する、
いわゆるダマシン法が主に採用されている。この技術
は、例えば特開平２−２７８８２２号公報に開示されて
いる。
【０００４】金属の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
ッド表面を金属用研磨液で浸し、基体の金属膜を形成し
た面を押し付けて、その裏面から所定の圧力（以下研磨
圧力と記す）を加えた状態で研磨定盤を回し、研磨液と
金属膜の凸部との機械的摩擦によって凸部の金属膜を除
去するものである。
磨定盤（プラテン）上に研磨パッドを貼り付け、研磨パ
ッド表面を金属用研磨液で浸し、基体の金属膜を形成し
た面を押し付けて、その裏面から所定の圧力（以下研磨
圧力と記す）を加えた状態で研磨定盤を回し、研磨液と
金属膜の凸部との機械的摩擦によって凸部の金属膜を除
去するものである。
【０００５】ＣＭＰに用いられる金属用研磨液は、一般
には酸化剤及び固体砥粒からなっており必要に応じてさ
らに酸化金属溶解剤、保護膜形成剤が添加される。まず
酸化によって金属膜表面を酸化し、その酸化層を固体砥
粒によって削り取るのが基本的なメカニズムと考えられ
ている。凹部の金属表面の酸化層は研磨パッドにあまり
触れず、固体砥粒による削り取りの効果が及ばないの
で、ＣＭＰの進行とともに凸部の金属層が除去されて基
体表面は平坦化される。この詳細についてはジャーナル
・オブ・エレクトロケミカルソサエティ誌（Journal of
ElectrochemicalSociety）の第１３８巻１１号（１９
９１年発行）の３４６０〜３４６４頁に開示されてい
る。
には酸化剤及び固体砥粒からなっており必要に応じてさ
らに酸化金属溶解剤、保護膜形成剤が添加される。まず
酸化によって金属膜表面を酸化し、その酸化層を固体砥
粒によって削り取るのが基本的なメカニズムと考えられ
ている。凹部の金属表面の酸化層は研磨パッドにあまり
触れず、固体砥粒による削り取りの効果が及ばないの
で、ＣＭＰの進行とともに凸部の金属層が除去されて基
体表面は平坦化される。この詳細についてはジャーナル
・オブ・エレクトロケミカルソサエティ誌（Journal of
ElectrochemicalSociety）の第１３８巻１１号（１９
９１年発行）の３４６０〜３４６４頁に開示されてい
る。
【０００６】ＣＭＰによる研磨速度を高める方法として
酸化金属溶解剤を添加することが有効とされている。固
体砥粒によって削り取られた金属酸化物の粒を研磨液に
溶解させてしまうと固体砥粒による削り取りの効果が増
すためであるためと解釈できる。酸化金属溶解剤の添加
によりＣＭＰによる研磨速度は向上するが、一方、凹部
の金属膜表面の酸化層もエッチング（溶解）されて金属
膜表面が露出すると、酸化剤によって金属膜表面がさら
に酸化され、これが繰り返されると凹部の金属膜のエッ
チングが進行してしまう。このため研磨後に埋め込まれ
た金属配線の表面中央部分が皿のように窪む現象（以下
ディシングと記す）が発生し、平坦化効果が損なわれ
る。これを防ぐためにさらに保護膜形成剤が添加され
る。酸化金属溶解剤と保護膜形成剤の効果のバランスを
取ることが重要であり、凹部の金属膜表面の酸化層はあ
まりエッチングされず、削り取られた酸化層の粒が効率
良く溶解されＣＭＰによる研磨速度が大きいことが望ま
しい。
酸化金属溶解剤を添加することが有効とされている。固
体砥粒によって削り取られた金属酸化物の粒を研磨液に
溶解させてしまうと固体砥粒による削り取りの効果が増
すためであるためと解釈できる。酸化金属溶解剤の添加
によりＣＭＰによる研磨速度は向上するが、一方、凹部
の金属膜表面の酸化層もエッチング（溶解）されて金属
膜表面が露出すると、酸化剤によって金属膜表面がさら
に酸化され、これが繰り返されると凹部の金属膜のエッ
チングが進行してしまう。このため研磨後に埋め込まれ
た金属配線の表面中央部分が皿のように窪む現象（以下
ディシングと記す）が発生し、平坦化効果が損なわれ
る。これを防ぐためにさらに保護膜形成剤が添加され
る。酸化金属溶解剤と保護膜形成剤の効果のバランスを
取ることが重要であり、凹部の金属膜表面の酸化層はあ
まりエッチングされず、削り取られた酸化層の粒が効率
良く溶解されＣＭＰによる研磨速度が大きいことが望ま
しい。
【０００７】このように酸化金属溶解剤と保護膜形成剤
を添加して化学反応の効果を加えることにより、ＣＭＰ
速度（ＣＭＰによる研磨速度）が向上すると共に、ＣＭ
Ｐされる金属層表面の損傷（ダメージ）も低減される効
果が得られる。
を添加して化学反応の効果を加えることにより、ＣＭＰ
速度（ＣＭＰによる研磨速度）が向上すると共に、ＣＭ
Ｐされる金属層表面の損傷（ダメージ）も低減される効
果が得られる。
【０００８】しかしながら、従来の固体砥粒を含む金属
用研磨液を用いてＣＭＰによる埋め込み配線形成を行う
場合には、（１）埋め込まれた金属配線の表面中央部分
が等方的に腐食されて皿の様に窪む現象（以下ディッシ
ングと記す）の発生、（２）固体砥粒に由来する研磨傷
（スクラッチ）の発生、（３）研磨後の基体表面に残留
する固体砥粒を除去するための洗浄プロセスが複雑であ
ること、（４）固体砥粒そのものの原価や廃液処理に起
因するコストアップ、等の問題が生じる。また、固体砥
粒を含む金属用研磨液や固体砥粒を含まない金属用研磨
液は、その大部分が水であるため、それを入れて運搬す
るための容器、運送及び研磨を行う側での保管、研磨装
置のタンク等の容量を大きくしなければならないなどの
ため、貯蔵、製造のためのスペースが必要であり、ま
た、金属用研磨液の研磨装置への供給自動化の障害とな
っていた。また、運搬容器のリサイクルに伴う費用の増
大などが大きな問題となっている。
用研磨液を用いてＣＭＰによる埋め込み配線形成を行う
場合には、（１）埋め込まれた金属配線の表面中央部分
が等方的に腐食されて皿の様に窪む現象（以下ディッシ
ングと記す）の発生、（２）固体砥粒に由来する研磨傷
（スクラッチ）の発生、（３）研磨後の基体表面に残留
する固体砥粒を除去するための洗浄プロセスが複雑であ
ること、（４）固体砥粒そのものの原価や廃液処理に起
因するコストアップ、等の問題が生じる。また、固体砥
粒を含む金属用研磨液や固体砥粒を含まない金属用研磨
液は、その大部分が水であるため、それを入れて運搬す
るための容器、運送及び研磨を行う側での保管、研磨装
置のタンク等の容量を大きくしなければならないなどの
ため、貯蔵、製造のためのスペースが必要であり、ま
た、金属用研磨液の研磨装置への供給自動化の障害とな
っていた。また、運搬容器のリサイクルに伴う費用の増
大などが大きな問題となっている。
【０００９】上記問題点は、固体砥粒を多量に含まない
金属用研磨液の濃縮液を用いることにより改善ができ、
研磨液メーカの生産コストを低減し、結果として濃縮液
を希釈したもののコストも下げることができる。また、
濃縮液使用により研磨液生産設備のスケールを上げる必
要がなくなるため、新たな設備投資を行わずに量産化に
対応できる利点がある。濃縮液使用によって得られる効
果を考慮すると１０倍以上の濃縮液作製が可能であるこ
とが望ましい。
金属用研磨液の濃縮液を用いることにより改善ができ、
研磨液メーカの生産コストを低減し、結果として濃縮液
を希釈したもののコストも下げることができる。また、
濃縮液使用により研磨液生産設備のスケールを上げる必
要がなくなるため、新たな設備投資を行わずに量産化に
対応できる利点がある。濃縮液使用によって得られる効
果を考慮すると１０倍以上の濃縮液作製が可能であるこ
とが望ましい。
【００１０】ディッシングや研磨中の銅合金の腐食を抑
制し、信頼性の高いＬＳＩ配線を形成するために、グリ
シン等のアミノ酢酸又はアミド硫酸からなる酸化金属溶
解剤及び保護膜形成剤ＢＴＡ（ベンゾトリアゾール）を
含有する金属用研磨液を用いる方法が提唱されている。
この技術は例えば特開平８−８３７８０号公報に記載さ
れている。
制し、信頼性の高いＬＳＩ配線を形成するために、グリ
シン等のアミノ酢酸又はアミド硫酸からなる酸化金属溶
解剤及び保護膜形成剤ＢＴＡ（ベンゾトリアゾール）を
含有する金属用研磨液を用いる方法が提唱されている。
この技術は例えば特開平８−８３７８０号公報に記載さ
れている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＢＴＡの水に
対する溶解度は低いため（２ｇ／２０℃水１００ｃ
ｃ）、一部金属用研磨液においては１０倍濃縮ができな
かった（例えばＢＴＡ０．２重量％を含む金属用研磨液
の濃縮は５倍まで可能、１０倍では室温が１０℃以下で
析出）。従って、研磨液を１０倍以上濃縮可能で、且つ
室温が０℃以上の通常の環境で濃縮液中のＢＴＡを析出
させないような金属用研磨液が望まれていた。本発明
は、金属用研磨液の濃縮液を希釈することを特徴とし、
信頼性の高い金属膜の埋め込みパターン形成を可能とす
る金属用研磨液及びそれを用いた研磨方法を提供するも
のである。
対する溶解度は低いため（２ｇ／２０℃水１００ｃ
ｃ）、一部金属用研磨液においては１０倍濃縮ができな
かった（例えばＢＴＡ０．２重量％を含む金属用研磨液
の濃縮は５倍まで可能、１０倍では室温が１０℃以下で
析出）。従って、研磨液を１０倍以上濃縮可能で、且つ
室温が０℃以上の通常の環境で濃縮液中のＢＴＡを析出
させないような金属用研磨液が望まれていた。本発明
は、金属用研磨液の濃縮液を希釈することを特徴とし、
信頼性の高い金属膜の埋め込みパターン形成を可能とす
る金属用研磨液及びそれを用いた研磨方法を提供するも
のである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の金属用研磨液
は、（１）金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２５℃での
水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成剤、２５
℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護膜形成剤
及び水を含有する金属用研磨液を使用する際に水または
水溶液を加え希釈して使用することを特徴とする金属用
研磨液を提供する。（２）水溶液が、金属の酸化剤、酸
化金属溶解剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％
未満の保護膜形成剤、２５℃での水に対する溶解度が５
重量％以上の保護膜形成剤のうち少なくとも１つ以上の
水溶液である上記（１）に記載の金属用研磨液、（３）
金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２５℃での水に対する
溶解度が５重量％未満の保護膜形成剤、２５℃での水に
対する溶解度が５重量％以上の保護膜形成剤及び水を含
有する金属用研磨液を少なくとも２つの構成成分に分け
て、それらを使用する際に水または水溶液を加え希釈し
て使用することを特徴とする金属用研磨液、（４）金属
の酸化剤を１つの構成成分とし、酸化金属溶解剤、２５
℃での水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成
剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護
膜形成剤及び水を１つの構成成分とし、それらを使用す
る際に水または水溶液を加え希釈して使用する上記
（３）に記載の金属用研磨液、（５）金属の酸化剤、２
５℃での水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成
剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護
膜形成剤を１つの成分とし、酸化金属溶解剤、２５℃で
の水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成剤、２
５℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護膜形成
剤及び水を１つの成分とし、それらを使用する際に水ま
たは水溶液を加え希釈して使用する上記（３）に記載の
金属用研磨液、（６）金属の酸化剤を含む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ま
た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℃以下となるようにした上記（３）ない
し（５）のいずれかに記載の金属用研磨液、（７）２５
℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護膜形成剤
が、アミン、アミノ酸、イミン、アゾールのうちいずれ
か１つ以上である上記（１）ないし（６）のいずれかに
記載の金属用研磨液、（８）平均粒径１００μｍ以下の
固形の保護膜形成剤を少なくとも１つの構成成分に溶解
ないし分散させた上記（１）ないし（７）のいずれかに
記載の金属用研磨液、（９）金属用研磨液に砥粒を含有
させた上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の金属
用研磨液である。
は、（１）金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２５℃での
水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成剤、２５
℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護膜形成剤
及び水を含有する金属用研磨液を使用する際に水または
水溶液を加え希釈して使用することを特徴とする金属用
研磨液を提供する。（２）水溶液が、金属の酸化剤、酸
化金属溶解剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％
未満の保護膜形成剤、２５℃での水に対する溶解度が５
重量％以上の保護膜形成剤のうち少なくとも１つ以上の
水溶液である上記（１）に記載の金属用研磨液、（３）
金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２５℃での水に対する
溶解度が５重量％未満の保護膜形成剤、２５℃での水に
対する溶解度が５重量％以上の保護膜形成剤及び水を含
有する金属用研磨液を少なくとも２つの構成成分に分け
て、それらを使用する際に水または水溶液を加え希釈し
て使用することを特徴とする金属用研磨液、（４）金属
の酸化剤を１つの構成成分とし、酸化金属溶解剤、２５
℃での水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成
剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護
膜形成剤及び水を１つの構成成分とし、それらを使用す
る際に水または水溶液を加え希釈して使用する上記
（３）に記載の金属用研磨液、（５）金属の酸化剤、２
５℃での水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成
剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護
膜形成剤を１つの成分とし、酸化金属溶解剤、２５℃で
の水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成剤、２
５℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護膜形成
剤及び水を１つの成分とし、それらを使用する際に水ま
たは水溶液を加え希釈して使用する上記（３）に記載の
金属用研磨液、（６）金属の酸化剤を含む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ま
た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℃以下となるようにした上記（３）ない
し（５）のいずれかに記載の金属用研磨液、（７）２５
℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護膜形成剤
が、アミン、アミノ酸、イミン、アゾールのうちいずれ
か１つ以上である上記（１）ないし（６）のいずれかに
記載の金属用研磨液、（８）平均粒径１００μｍ以下の
固形の保護膜形成剤を少なくとも１つの構成成分に溶解
ないし分散させた上記（１）ないし（７）のいずれかに
記載の金属用研磨液、（９）金属用研磨液に砥粒を含有
させた上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の金属
用研磨液である。
【００１３】また、本発明の金属用研磨液を用いた研磨
方法は、（１０）金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２５
℃での水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成
剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護
膜形成剤及び水を含有する金属用研磨液を使用する際
に、水また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ことを特徴とする研磨方
法であり、（１１）金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２
５℃での水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成
剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護
膜形成剤及び水を含有する金属用研磨液を少なくとも２
つの構成成分に分けて、それらを使用する際に、水また
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ことを特徴とする研磨方法であり、
（１２）上記（４）ないし（９）のいずれかに記載の金
属用研磨液を用いて研磨する上記（１１）に記載の研磨
方法である。
方法は、（１０）金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２５
℃での水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成
剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護
膜形成剤及び水を含有する金属用研磨液を使用する際
に、水また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ことを特徴とする研磨方
法であり、（１１）金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２
５℃での水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成
剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護
膜形成剤及び水を含有する金属用研磨液を少なくとも２
つの構成成分に分けて、それらを使用する際に、水また
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ことを特徴とする研磨方法であり、
（１２）上記（４）ないし（９）のいずれかに記載の金
属用研磨液を用いて研磨する上記（１１）に記載の研磨
方法である。
【００１４】本発明の金属用研磨液は、金属の酸化剤、
酸化金属溶解剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量
％未満の保護膜形成剤、２５℃での水に対する溶解度が
５重量％以上の保護膜形成剤及び水を含有する。保護膜
形成剤は金属表面に保護膜を形成するもので、保護膜形
成剤としては、アンモニア、アルキルアミン、アミノ
酸、イミン、アゾール等の含窒素化合物及びその塩、及
びメルカプタン、及び多糖類、ポリカルボン酸並びにそ
の塩、及びビニル系ポリマ等の水溶性ポリマから選ばれ
た少なくとも一種が好ましい。
酸化金属溶解剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量
％未満の保護膜形成剤、２５℃での水に対する溶解度が
５重量％以上の保護膜形成剤及び水を含有する。保護膜
形成剤は金属表面に保護膜を形成するもので、保護膜形
成剤としては、アンモニア、アルキルアミン、アミノ
酸、イミン、アゾール等の含窒素化合物及びその塩、及
びメルカプタン、及び多糖類、ポリカルボン酸並びにそ
の塩、及びビニル系ポリマ等の水溶性ポリマから選ばれ
た少なくとも一種が好ましい。
【００１５】酸化剤としては、過酸化水素、硝酸、過ヨ
ウ素酸カリウム、次亜塩素酸及びオゾン水から選ばれた
少なくとも一種が好ましい。酸化金属溶解剤としては、
有機酸、そのアンモニウム塩及び硫酸から選ばれた少な
くとも一種が好ましい。本発明の研磨方法は、上記の金
属用研磨液を用いて好ましくは、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
含む積層膜からなる金属膜を研磨する工程によって少な
くとも金属膜の一部を除去する研磨方法である。
ウ素酸カリウム、次亜塩素酸及びオゾン水から選ばれた
少なくとも一種が好ましい。酸化金属溶解剤としては、
有機酸、そのアンモニウム塩及び硫酸から選ばれた少な
くとも一種が好ましい。本発明の研磨方法は、上記の金
属用研磨液を用いて好ましくは、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
含む積層膜からなる金属膜を研磨する工程によって少な
くとも金属膜の一部を除去する研磨方法である。
【００１６】本発明者等は、抑制すべきエッチング速度
の値としては１０ｎｍ／ｍｉｎ以下に抑制できれば好ま
しい平坦化効果が得られることが分かった。ＣＭＰ速度
の低下が許容できる範囲であればエッチング速度はさら
に低い方が望ましく、５ｎｍ／ｍｉｎ以下に抑制できれ
ば例えば５０％程度の過剰ＣＭＰ（金属膜をＣＭＰ除去
するに必要な時間の１．５倍のＣＭＰを行うこと）を行
ってもディッシングは問題とならない程度に留まる。さ
らにエッチング速度を１ｎｍ／ｍｉｎ以下に抑制できれ
ば、１００％以上の過剰ＣＭＰを行ってもディッシング
は問題とならない。エッチング速度は、金属用研磨液中
に被研磨基板（表面に凹部を有する基体上に金属膜を形
成・充填した基板）を浸し、室温（２５℃）で１００ｒ
ｐｍで攪拌したときの、金属膜のエッチング速度であ
り、金属膜厚差を電気抵抗値から換算して求める。
の値としては１０ｎｍ／ｍｉｎ以下に抑制できれば好ま
しい平坦化効果が得られることが分かった。ＣＭＰ速度
の低下が許容できる範囲であればエッチング速度はさら
に低い方が望ましく、５ｎｍ／ｍｉｎ以下に抑制できれ
ば例えば５０％程度の過剰ＣＭＰ（金属膜をＣＭＰ除去
するに必要な時間の１．５倍のＣＭＰを行うこと）を行
ってもディッシングは問題とならない程度に留まる。さ
らにエッチング速度を１ｎｍ／ｍｉｎ以下に抑制できれ
ば、１００％以上の過剰ＣＭＰを行ってもディッシング
は問題とならない。エッチング速度は、金属用研磨液中
に被研磨基板（表面に凹部を有する基体上に金属膜を形
成・充填した基板）を浸し、室温（２５℃）で１００ｒ
ｐｍで攪拌したときの、金属膜のエッチング速度であ
り、金属膜厚差を電気抵抗値から換算して求める。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明においては、表面に凹部を
有する基体上に銅、銅合金（銅／クロム等）を含む金属
膜を形成・充填する。この基体を本発明による金属用研
磨液を用いてＣＭＰすると、基体の凸部の金属膜が選択
的にＣＭＰされて、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。本発明の金属用研磨液では、実質
的に固体砥粒を含まなくとも良く、固体砥粒よりもはる
かに機械的に柔らかい研磨パッドとの摩擦によってＣＭ
Ｐが進むために研磨傷は劇的に低減される。本発明の金
属用研磨液は、金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２５℃
での水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成剤、
２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護膜形
成剤及び水を必須成分とする。固体砥粒は実質的に含ま
れなくとも良いが、使用することもできる。
有する基体上に銅、銅合金（銅／クロム等）を含む金属
膜を形成・充填する。この基体を本発明による金属用研
磨液を用いてＣＭＰすると、基体の凸部の金属膜が選択
的にＣＭＰされて、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。本発明の金属用研磨液では、実質
的に固体砥粒を含まなくとも良く、固体砥粒よりもはる
かに機械的に柔らかい研磨パッドとの摩擦によってＣＭ
Ｐが進むために研磨傷は劇的に低減される。本発明の金
属用研磨液は、金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２５℃
での水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成剤、
２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護膜形
成剤及び水を必須成分とする。固体砥粒は実質的に含ま
れなくとも良いが、使用することもできる。
【００１８】金属の酸化剤としては、過酸化水素（Ｈ2
Ｏ2 ）、硝酸、過ヨウ素酸カリウム、次亜塩素酸、オゾ
ン水等が挙げられ、その中でも過酸化水素が特に好まし
い。基体が集積回路用素子を含むシリコン基板である場
合、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ハロゲン化物な
どによる汚染は望ましくないので、不揮発成分を含まな
い酸化剤が望ましい。但し、オゾン水は組成の時間変化
が激しいので過酸化水素が最も適している。但し、適用
対象の基体が半導体素子を含まないガラス基板などであ
る場合は不揮発成分を含む酸化剤であっても差し支えな
い。
Ｏ2 ）、硝酸、過ヨウ素酸カリウム、次亜塩素酸、オゾ
ン水等が挙げられ、その中でも過酸化水素が特に好まし
い。基体が集積回路用素子を含むシリコン基板である場
合、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ハロゲン化物な
どによる汚染は望ましくないので、不揮発成分を含まな
い酸化剤が望ましい。但し、オゾン水は組成の時間変化
が激しいので過酸化水素が最も適している。但し、適用
対象の基体が半導体素子を含まないガラス基板などであ
る場合は不揮発成分を含む酸化剤であっても差し支えな
い。
【００１９】酸化金属溶解剤は、水溶性のものが望まし
い。以下の群から選ばれたものの水溶液が適している。
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、クエン酸等、及びそれらの有機酸のアン
モニウム塩等の塩、硫酸、硝酸、アンモニア、アンモニ
ウム塩類、例えば過硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウ
ム、塩化アンモニウム等、クロム酸等又はそれらの混合
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。特に、リンゴ酸、酒石酸、
クエン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。
い。以下の群から選ばれたものの水溶液が適している。
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、クエン酸等、及びそれらの有機酸のアン
モニウム塩等の塩、硫酸、硝酸、アンモニア、アンモニ
ウム塩類、例えば過硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウ
ム、塩化アンモニウム等、クロム酸等又はそれらの混合
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。特に、リンゴ酸、酒石酸、
クエン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。
【００２０】２５℃での水に対する溶解度が５重量％未
満の保護膜形成剤は、以下の群から選ばれたものが好適
である。ベンズイミダゾール−２−チオール、２−［２
−（ベンゾチアゾリル）］チオプロピオン酸、２−［２
−（ベンゾチアゾリル）チオブチル酸、２−メルカプト
ベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール、１−ヒドロキ
シベンゾトリアゾール、１−ジヒドロキシプロピルベン
ゾトリアゾール、２，３−ジカルボキシプロピルベンゾ
トリアゾール、４−ヒドロキシベンゾトリアゾール、４
−カルボキシル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、４−メト
キシカルボニル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、４−ブト
キシカルボニル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、４−オク
チルオキシカルボニル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、５
−ヘキシルベンゾトリアゾール、Ｎ−（１，２，３−ベ
ンゾトリアゾリル−１−メチル）−Ｎ−（１，２，４−
トリアゾリル−１−メチル）−２−エチルヘキシルアミ
ン、トリルトリアゾール、ナフトトリアゾール、ビス
［（１−ベンゾトリアゾリル）メチル］ホスホン酸等の
アゾール；ノニルメルカプタン、ドデシルメルカプタ
ン、トリアジンチオール、トリアジンジチオール、トリ
アジントリチオール等のチオール；；及びグルコース、
セルロース等の糖類が挙げられる。その中でもベンゾト
リアゾール、４−ヒドロキシベンゾトリアゾール、４−
カルボキシルベンゾトリアゾールブチルエステル、トリ
ルトリアゾール、ナフトトリアゾールが高いＣＭＰ速度
と低いエッチング速度を両立する上で好ましい。
満の保護膜形成剤は、以下の群から選ばれたものが好適
である。ベンズイミダゾール−２−チオール、２−［２
−（ベンゾチアゾリル）］チオプロピオン酸、２−［２
−（ベンゾチアゾリル）チオブチル酸、２−メルカプト
ベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール、１−ヒドロキ
シベンゾトリアゾール、１−ジヒドロキシプロピルベン
ゾトリアゾール、２，３−ジカルボキシプロピルベンゾ
トリアゾール、４−ヒドロキシベンゾトリアゾール、４
−カルボキシル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、４−メト
キシカルボニル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、４−ブト
キシカルボニル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、４−オク
チルオキシカルボニル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、５
−ヘキシルベンゾトリアゾール、Ｎ−（１，２，３−ベ
ンゾトリアゾリル−１−メチル）−Ｎ−（１，２，４−
トリアゾリル−１−メチル）−２−エチルヘキシルアミ
ン、トリルトリアゾール、ナフトトリアゾール、ビス
［（１−ベンゾトリアゾリル）メチル］ホスホン酸等の
アゾール；ノニルメルカプタン、ドデシルメルカプタ
ン、トリアジンチオール、トリアジンジチオール、トリ
アジントリチオール等のチオール；；及びグルコース、
セルロース等の糖類が挙げられる。その中でもベンゾト
リアゾール、４−ヒドロキシベンゾトリアゾール、４−
カルボキシルベンゾトリアゾールブチルエステル、トリ
ルトリアゾール、ナフトトリアゾールが高いＣＭＰ速度
と低いエッチング速度を両立する上で好ましい。
【００２１】２５℃での水に対する溶解度が５重量％以
上の保護膜形成剤としては、以下の群から選ばれたもの
が好適である。アンモニア；ジメチルアミン、トリメチ
ルアミン、トリエチルアミン、プロピレンジアミン等の
アルキルアミンや、エチレンジアミン、エチレンジアミ
ンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチルジチオカルバミン
酸ナトリウム及びキトサン等のアミン；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−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；ジチゾン、クプロイン（２，２’−ビ
キノリン）、ネオクプロイン（２，９−ジメチル−１，
１０−フェナントロリン）、バソクプロイン（２，９−
ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナント
ロリン）及びキュペラゾン（ビスシクロヘキサノンオキ
サリルヒドラゾン）等のイミン；１，２，３−トリアゾ
ール、１，２，４−トリアゾール、３−アミノ−１Ｈ−
１，２，４−トリアゾール等のアゾール；アルギン酸、
ペクチン酸、カルボキシメチルセルロ−ス、カ−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；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−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；が挙げら
れる。その中でも、Ｌ−トリプトファン、キュペラゾ
ン、１，２，３−トリアゾール、１，２，４−トリアゾ
ール、３−アミノ−１Ｈ−１，２，４−トリアゾール、
ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸アンモニウム塩、
ポリビニルアルコ−ルがより好ましい。
上の保護膜形成剤としては、以下の群から選ばれたもの
が好適である。アンモニア；ジメチルアミン、トリメチ
ルアミン、トリエチルアミン、プロピレンジアミン等の
アルキルアミンや、エチレンジアミン、エチレンジアミ
ンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチルジチオカルバミン
酸ナトリウム及びキトサン等のアミン；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−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；ジチゾン、クプロイン（２，２’−ビ
キノリン）、ネオクプロイン（２，９−ジメチル−１，
１０−フェナントロリン）、バソクプロイン（２，９−
ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナント
ロリン）及びキュペラゾン（ビスシクロヘキサノンオキ
サリルヒドラゾン）等のイミン；１，２，３−トリアゾ
ール、１，２，４−トリアゾール、３−アミノ−１Ｈ−
１，２，４−トリアゾール等のアゾール；アルギン酸、
ペクチン酸、カルボキシメチルセルロ−ス、カ−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；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−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；が挙げら
れる。その中でも、Ｌ−トリプトファン、キュペラゾ
ン、１，２，３−トリアゾール、１，２，４−トリアゾ
ール、３−アミノ−１Ｈ−１，２，４−トリアゾール、
ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸アンモニウム塩、
ポリビニルアルコ−ルがより好ましい。
【００２２】本発明を適用する金属膜としては、銅、銅
合金及び銅又は銅合金の酸化物（以下銅合金という）か
ら選ばれた少なくとも１種を含む積層膜であると好まし
い。
合金及び銅又は銅合金の酸化物（以下銅合金という）か
ら選ばれた少なくとも１種を含む積層膜であると好まし
い。
【００２３】金属の酸化剤成分の配合量は、水または水
溶液を加え希釈した状態で金属用研磨液を使用する際
に、金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２５℃での水に対
する溶解度が５重量％未満の保護膜形成剤、２５℃での
水に対する溶解度が５重量％以上の保護膜形成剤及び水
の総量１００ｇに対して、０．００３〜０．７ｍｏｌと
することが好ましく、０．０３〜０．５ｍｏｌとするこ
とがより好ましく、０．２〜０．３ｍｏｌとすることが
特に好ましい。この配合量が、０．００３ｍｏｌ未満で
は、金属の酸化が不十分でＣＭＰ速度が低く、０．７ｍ
ｏｌを超えると、研磨面に荒れが生じる傾向がある。
溶液を加え希釈した状態で金属用研磨液を使用する際
に、金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２５℃での水に対
する溶解度が５重量％未満の保護膜形成剤、２５℃での
水に対する溶解度が５重量％以上の保護膜形成剤及び水
の総量１００ｇに対して、０．００３〜０．７ｍｏｌと
することが好ましく、０．０３〜０．５ｍｏｌとするこ
とがより好ましく、０．２〜０．３ｍｏｌとすることが
特に好ましい。この配合量が、０．００３ｍｏｌ未満で
は、金属の酸化が不十分でＣＭＰ速度が低く、０．７ｍ
ｏｌを超えると、研磨面に荒れが生じる傾向がある。
【００２４】本発明における酸化金属溶解剤の配合量
は、水または水溶液を加え希釈した状態で金属用研磨液
を使用する際に、金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２５
℃での水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成
剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護
膜形成剤及び水の総量１００ｇに対して０．００００１
〜０．００５ｍｏｌとすることが好ましく、０．０００
０５ｍｏｌ〜０．００２５ｍｏｌとすることがより好ま
しく、０．０００５〜０．００１５ｍｏｌとすることが
特に好ましい。この配合量が０．００５ｍｏｌを超える
と、エッチングの抑制が困難となる傾向がある。
は、水または水溶液を加え希釈した状態で金属用研磨液
を使用する際に、金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２５
℃での水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成
剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護
膜形成剤及び水の総量１００ｇに対して０．００００１
〜０．００５ｍｏｌとすることが好ましく、０．０００
０５ｍｏｌ〜０．００２５ｍｏｌとすることがより好ま
しく、０．０００５〜０．００１５ｍｏｌとすることが
特に好ましい。この配合量が０．００５ｍｏｌを超える
と、エッチングの抑制が困難となる傾向がある。
【００２５】２５℃での水に対する溶解度が５重量％未
満の保護膜形成剤及び２５℃での水に対する溶解度が５
重量％以上の保護膜形成剤の配合量は、水または水溶液
を加え希釈した状態で金属用研磨液を使用する際に、金
属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２５℃での水に対する溶
解度が５重量％未満の保護膜形成剤、２５℃での水に対
する溶解度が５重量％以上の保護膜形成剤及び水の総量
１００ｇに対して０．０００１〜０．０５ｍｏｌとする
ことが好ましく０．０００３〜０．００５ｍｏｌとする
ことがより好ましく、０．０００５〜０．００３５ｍｏ
ｌとすることが特に好ましい。この配合量が０．０００
１ｍｏｌ未満では、エッチングの抑制が困難となる傾向
があり、０．０５ｍｏｌを超えるとＣＭＰ速度が低くな
ってしまう傾向がある。また、濃縮液作製時に使用する
保護膜形成剤の内、２５℃での水に対する溶解度が５重
量％未満のものの配合量は、室温での水に対する溶解度
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。この配合量が２倍以上では濃縮品
を５℃に冷却した際の析出を防止するのが困難となる。
満の保護膜形成剤及び２５℃での水に対する溶解度が５
重量％以上の保護膜形成剤の配合量は、水または水溶液
を加え希釈した状態で金属用研磨液を使用する際に、金
属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２５℃での水に対する溶
解度が５重量％未満の保護膜形成剤、２５℃での水に対
する溶解度が５重量％以上の保護膜形成剤及び水の総量
１００ｇに対して０．０００１〜０．０５ｍｏｌとする
ことが好ましく０．０００３〜０．００５ｍｏｌとする
ことがより好ましく、０．０００５〜０．００３５ｍｏ
ｌとすることが特に好ましい。この配合量が０．０００
１ｍｏｌ未満では、エッチングの抑制が困難となる傾向
があり、０．０５ｍｏｌを超えるとＣＭＰ速度が低くな
ってしまう傾向がある。また、濃縮液作製時に使用する
保護膜形成剤の内、２５℃での水に対する溶解度が５重
量％未満のものの配合量は、室温での水に対する溶解度
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。この配合量が２倍以上では濃縮品
を５℃に冷却した際の析出を防止するのが困難となる。
【００２６】２５℃での水に対する溶解度が５重量％以
上の保護膜形成剤の配合量に特に制限はないが、水また
は水溶液を加え希釈する前の各成分の金属用研磨液の濃
縮液の総量１００ｇに対して５０ｇ未満とすることが好
ましく２５ｇ未満とすることがより好ましい。この配合
量が５０ｇ以上では研磨界面の状態が水系の場合とは異
なり、ＣＭＰ速度が低下する恐れがある。
上の保護膜形成剤の配合量に特に制限はないが、水また
は水溶液を加え希釈する前の各成分の金属用研磨液の濃
縮液の総量１００ｇに対して５０ｇ未満とすることが好
ましく２５ｇ未満とすることがより好ましい。この配合
量が５０ｇ以上では研磨界面の状態が水系の場合とは異
なり、ＣＭＰ速度が低下する恐れがある。
【００２７】本発明においては、金属の酸化剤、酸化金
属溶解剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％未満
の保護膜形成剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量
％以上の保護膜形成剤及び水を含有する金属用研磨液を
使用する際に水または水溶液を加え希釈して使用する
が、水または水溶液を加え希釈した状態で金属用研磨液
が、実際に使用する金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２
５℃での水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成
剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護
膜形成剤及び水を含有した組成となるように予め濃縮し
ておく。水で希釈する場合は、金属の酸化剤、酸化金属
溶解剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％未満の
保護膜形成剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％
以上の保護膜形成剤及び水を含有する金属用研磨液を予
め高濃度の状態にしておき、実際に研磨する際に水を加
え希釈して所望の組成となるようにする。また、水溶液
で希釈して使用する場合は、予め金属の酸化剤、酸化金
属溶解剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％未満
の保護膜形成剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量
％以上の保護膜形成剤のうち少なくとも１つ以上を水溶
液とし、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。こうすることによ
り、溶解しにくい成分を水溶液の形で配合することがで
き、より金属用研磨液を濃縮することができる。この目
的のため、水溶液には、２５℃での水に対する溶解度が
５重量％未満の保護膜形成剤及び２５℃での水に対する
溶解度が５重量％以上の保護膜形成剤を含有させること
が好ましい。
属溶解剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％未満
の保護膜形成剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量
％以上の保護膜形成剤及び水を含有する金属用研磨液を
使用する際に水または水溶液を加え希釈して使用する
が、水または水溶液を加え希釈した状態で金属用研磨液
が、実際に使用する金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２
５℃での水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成
剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護
膜形成剤及び水を含有した組成となるように予め濃縮し
ておく。水で希釈する場合は、金属の酸化剤、酸化金属
溶解剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％未満の
保護膜形成剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％
以上の保護膜形成剤及び水を含有する金属用研磨液を予
め高濃度の状態にしておき、実際に研磨する際に水を加
え希釈して所望の組成となるようにする。また、水溶液
で希釈して使用する場合は、予め金属の酸化剤、酸化金
属溶解剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％未満
の保護膜形成剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量
％以上の保護膜形成剤のうち少なくとも１つ以上を水溶
液とし、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。こうすることによ
り、溶解しにくい成分を水溶液の形で配合することがで
き、より金属用研磨液を濃縮することができる。この目
的のため、水溶液には、２５℃での水に対する溶解度が
５重量％未満の保護膜形成剤及び２５℃での水に対する
溶解度が５重量％以上の保護膜形成剤を含有させること
が好ましい。
【００２８】本発明では、金属用研磨液として、金属の
酸化剤、酸化金属溶解剤、２５℃での水に対する溶解度
が５重量％未満の保護膜形成剤、２５℃での水に対する
溶解度が５重量％以上の保護膜形成剤及び水を含有する
金属用研磨液を少なくとも２つの構成成分に分けて、そ
れらを使用する際に水または水溶液を加え希釈して使用
する。希釈の方法としては、１つの構成成分に水または
水溶液を加え、更に別の構成成分と混合し希釈したり、
多数の構成成分に水または水溶液を加え更に残りの構成
成分を混合して希釈したり、多数の構成成分に水または
水溶液を加えこれらを混合して希釈したり、多数の構成
成分を混合し、水または水溶液を加え希釈するなどの多
くの方法を採用することができる。具体的には、例え
ば、金属の酸化剤を１つの構成成分（Ａ）とし、酸化金
属溶解剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％未満
の保護膜形成剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量
％以上の保護膜形成剤及び水を１つの構成成分（Ｂ）と
し、それらを使用する際に水また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。希釈の
方法としては、構成成分（Ａ）と構成成分（Ｂ）を混合
し、その混合液に水または水溶液を加え希釈する方法、
構成成分（Ａ）に水または水溶液を加え希釈し、これを
構成成分（Ｂ）と混合し希釈する方法、構成成分（Ｂ）
に水または水溶液を加え希釈し、これを構成成分（Ａ）
と混合し希釈する方法、構成成分（Ａ）と構成成分
（Ｂ）に水または水溶液をそれぞれ加え、希釈した構成
成分（Ａ）と構成成分（Ｂ）を混合し希釈する方法、ほ
ぼ同時に構成成分（Ａ）、構成成分（Ｂ）、水または水
溶液を加えて希釈する方法が例示される。溶解度の低い
保護膜形成剤を２つの構成成分（Ａ）と（Ｂ）に分け、
金属の酸化剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％
未満の保護膜形成剤及び２５℃での水に対する溶解度が
５重量％以上の保護膜形成剤を１つの構成成分（Ａ）と
し、酸化金属溶解剤、２５℃での水に対する溶解度が５
重量％未満の保護膜形成剤、２５℃での水に対する溶解
度が５重量％以上の保護膜形成剤及び水を１つの構成成
分（Ｂ）とし、それらを使用する際に水または水溶液を
加え構成成分（Ａ）と構成成分（Ｂ）を希釈して使用す
る。 また、前記した２つの構成成分だけでなく金属の
酸化剤を１つの構成成分（Ａ）、酸化金属溶解剤を１つ
の構成成分（Ｂ）、２５℃での水に対する溶解度が５重
量％未満の保護膜形成剤及び２５℃での水に対する溶解
度が５重量％以上の保護膜形成剤を１つの構成成分
（Ｃ）とすることもでき、それらを使用する際に水また
は水溶液を加え希釈して使用することもできる。これら
の場合、同じ配合成分を複数の成分に分けて使用するこ
ともできる。こうすることにより、溶解度の低い保護膜
形成剤の濃度を低減することができるので、高濃度の濃
縮した金属用研磨液とすることができる。本発明は、上
記の例示のみでなく、金属用研磨液の各成分を分けて濃
縮し、それを希釈する方法であれば採用することができ
る。
酸化剤、酸化金属溶解剤、２５℃での水に対する溶解度
が５重量％未満の保護膜形成剤、２５℃での水に対する
溶解度が５重量％以上の保護膜形成剤及び水を含有する
金属用研磨液を少なくとも２つの構成成分に分けて、そ
れらを使用する際に水または水溶液を加え希釈して使用
する。希釈の方法としては、１つの構成成分に水または
水溶液を加え、更に別の構成成分と混合し希釈したり、
多数の構成成分に水または水溶液を加え更に残りの構成
成分を混合して希釈したり、多数の構成成分に水または
水溶液を加えこれらを混合して希釈したり、多数の構成
成分を混合し、水または水溶液を加え希釈するなどの多
くの方法を採用することができる。具体的には、例え
ば、金属の酸化剤を１つの構成成分（Ａ）とし、酸化金
属溶解剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％未満
の保護膜形成剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量
％以上の保護膜形成剤及び水を１つの構成成分（Ｂ）と
し、それらを使用する際に水また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。希釈の
方法としては、構成成分（Ａ）と構成成分（Ｂ）を混合
し、その混合液に水または水溶液を加え希釈する方法、
構成成分（Ａ）に水または水溶液を加え希釈し、これを
構成成分（Ｂ）と混合し希釈する方法、構成成分（Ｂ）
に水または水溶液を加え希釈し、これを構成成分（Ａ）
と混合し希釈する方法、構成成分（Ａ）と構成成分
（Ｂ）に水または水溶液をそれぞれ加え、希釈した構成
成分（Ａ）と構成成分（Ｂ）を混合し希釈する方法、ほ
ぼ同時に構成成分（Ａ）、構成成分（Ｂ）、水または水
溶液を加えて希釈する方法が例示される。溶解度の低い
保護膜形成剤を２つの構成成分（Ａ）と（Ｂ）に分け、
金属の酸化剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％
未満の保護膜形成剤及び２５℃での水に対する溶解度が
５重量％以上の保護膜形成剤を１つの構成成分（Ａ）と
し、酸化金属溶解剤、２５℃での水に対する溶解度が５
重量％未満の保護膜形成剤、２５℃での水に対する溶解
度が５重量％以上の保護膜形成剤及び水を１つの構成成
分（Ｂ）とし、それらを使用する際に水または水溶液を
加え構成成分（Ａ）と構成成分（Ｂ）を希釈して使用す
る。 また、前記した２つの構成成分だけでなく金属の
酸化剤を１つの構成成分（Ａ）、酸化金属溶解剤を１つ
の構成成分（Ｂ）、２５℃での水に対する溶解度が５重
量％未満の保護膜形成剤及び２５℃での水に対する溶解
度が５重量％以上の保護膜形成剤を１つの構成成分
（Ｃ）とすることもでき、それらを使用する際に水また
は水溶液を加え希釈して使用することもできる。これら
の場合、同じ配合成分を複数の成分に分けて使用するこ
ともできる。こうすることにより、溶解度の低い保護膜
形成剤の濃度を低減することができるので、高濃度の濃
縮した金属用研磨液とすることができる。本発明は、上
記の例示のみでなく、金属用研磨液の各成分を分けて濃
縮し、それを希釈する方法であれば採用することができ
る。
【００２９】金属用研磨液の金属の酸化剤として好適で
ある過酸化水素は、温度が４０℃以上になると分解を始
めるようになり、この温度以上で保管したり使用した場
合、金属の酸化剤の濃度が変化し、研磨速度に悪影響す
る恐れがある。一方、溶解度の低いものは、液温を高め
ると溶解度が高くなるため高濃度の液を作製するうえで
好ましい。これらのため、金属の酸化剤を含む１つの構
成成分を４０℃以下にし、他の構成成分を室温（２５
℃）から１００℃の範囲に加温し、且つ１つの構成成分
と他の構成成分また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℃以下となるようにす
ることが好ましい。溶解度を高くするため温度を上げて
溶解した成分は、温度が低下すると溶解成分が一部析出
するが、再度、温度を上げると溶解するので、使用の際
は温度を上げて用いる。
ある過酸化水素は、温度が４０℃以上になると分解を始
めるようになり、この温度以上で保管したり使用した場
合、金属の酸化剤の濃度が変化し、研磨速度に悪影響す
る恐れがある。一方、溶解度の低いものは、液温を高め
ると溶解度が高くなるため高濃度の液を作製するうえで
好ましい。これらのため、金属の酸化剤を含む１つの構
成成分を４０℃以下にし、他の構成成分を室温（２５
℃）から１００℃の範囲に加温し、且つ１つの構成成分
と他の構成成分また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℃以下となるようにす
ることが好ましい。溶解度を高くするため温度を上げて
溶解した成分は、温度が低下すると溶解成分が一部析出
するが、再度、温度を上げると溶解するので、使用の際
は温度を上げて用いる。
【００３０】本発明では、保護膜形成剤が固形である場
合、平均粒径１００μｍ以下のものを少なくとも１つの
構成成分に溶解ないし分散させるとより好ましい。溶解
度の低い保護膜形成剤が、固体の場合、溶解に時間を要
するので粉砕して表面積を大きくすることで溶解速度を
速めることができる。また、溶解しきれない状態で小さ
な粒子として分散させていても、他の構成成分及び水ま
たは水溶液と混合し、希釈された場合に、粒子が小さ
く、表面積が大きいので溶解しやすくなる。このため平
均粒径は、５０μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下がさ
らに好ましい。
合、平均粒径１００μｍ以下のものを少なくとも１つの
構成成分に溶解ないし分散させるとより好ましい。溶解
度の低い保護膜形成剤が、固体の場合、溶解に時間を要
するので粉砕して表面積を大きくすることで溶解速度を
速めることができる。また、溶解しきれない状態で小さ
な粒子として分散させていても、他の構成成分及び水ま
たは水溶液と混合し、希釈された場合に、粒子が小さ
く、表面積が大きいので溶解しやすくなる。このため平
均粒径は、５０μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下がさ
らに好ましい。
【００３１】本発明では、金属用研磨液のいずれか１つ
以上の構成成分に砥粒を含有させることができる。砥粒
としては、シリカ、アルミナ、セリア、チタニア、ジル
コニア、ゲルマニア、炭化珪素等の無機物砥粒、ポリス
チレン、ポリアクリル、ポリ塩化ビニル等の有機物砥粒
のいずれでもよいが、研磨液中での分散安定性が良く、
ＣＭＰにより発生する研磨傷（スクラッチ）の発生数の
少ない、平均粒径が１００ｎｍ以下のコロイダルシリ
カ、コロイダルアルミナが好ましい。平均粒径は、例え
ば、バリア層の研磨速度がより大きくなり、二酸化シリ
コンの研磨速度がより小さくなる２０ｎｍ以下がより好
ましい。コロイダルシリカはシリコンアルコキシドの加
水分解または珪酸ナトリウムのイオン交換による製造方
法が知られており、コロイダルアルミナは硝酸アルミニ
ウムの加水分解による製造方法が知られている。砥粒
は、使用する際の金属用研磨液の全重量に対して０．０
１〜１０重量％であることが好ましく、０．０５〜５重
量％の範囲であることがより好ましい。０．０１重量％
以下では、砥粒を含有する効果が見られず、１０重量％
以上ではＣＭＰによる研磨速度は飽和し、それ以上加え
ても増加は見られない。
以上の構成成分に砥粒を含有させることができる。砥粒
としては、シリカ、アルミナ、セリア、チタニア、ジル
コニア、ゲルマニア、炭化珪素等の無機物砥粒、ポリス
チレン、ポリアクリル、ポリ塩化ビニル等の有機物砥粒
のいずれでもよいが、研磨液中での分散安定性が良く、
ＣＭＰにより発生する研磨傷（スクラッチ）の発生数の
少ない、平均粒径が１００ｎｍ以下のコロイダルシリ
カ、コロイダルアルミナが好ましい。平均粒径は、例え
ば、バリア層の研磨速度がより大きくなり、二酸化シリ
コンの研磨速度がより小さくなる２０ｎｍ以下がより好
ましい。コロイダルシリカはシリコンアルコキシドの加
水分解または珪酸ナトリウムのイオン交換による製造方
法が知られており、コロイダルアルミナは硝酸アルミニ
ウムの加水分解による製造方法が知られている。砥粒
は、使用する際の金属用研磨液の全重量に対して０．０
１〜１０重量％であることが好ましく、０．０５〜５重
量％の範囲であることがより好ましい。０．０１重量％
以下では、砥粒を含有する効果が見られず、１０重量％
以上ではＣＭＰによる研磨速度は飽和し、それ以上加え
ても増加は見られない。
【００３２】本発明の金属用研磨液を用いた研磨方法
は、金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２５℃での水に対
する溶解度が５重量％未満の保護膜形成剤、２５℃での
水に対する溶解度が５重量％以上の保護膜形成剤及び水
を含有する金属用研磨液を使用する際に、水または水溶
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
せて研磨する研磨方法である。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。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。研磨条件には制限はないが、研磨定盤の
回転速度は基板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）を有する半
導体基板の研磨パッドへの押しつけ圧力が９．８〜９
８．１ＫＰａ（１００〜１０００ｇｆ／ｃｍ2）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、９．８〜４９．０Ｋ
Ｐａ（１００〜５００ｇｆ／ｃｍ2）であることがより
好ましい。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ことが好
ましい。本発明の研磨方法では、希釈する水溶液は、上
記した水溶液と同じであり、予め金属の酸化剤、酸化金
属溶解剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％未満
の保護膜形成剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量
％以上の保護膜形成剤のうち少なくとも１つ以上を水溶
液とし、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。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、より金属用研磨液を濃縮することがで
きる。濃縮された金属用研磨液を水または水溶液を加え
希釈する方法としては、濃縮された金属用研磨液を供給
する配管と水また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。また、濃縮された金属用研磨液
に水または水溶液を加え希釈する方法としては、金属用
研磨液を供給する配管と水また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する方
法である。さらに、濃縮された金属用研磨液に水または
水溶液を加え希釈する方法としては、１つの容器に、所
定量の濃縮された金属用研磨液と水または水溶液を入れ
混合してから、研磨パッドにその混合した金属用研磨液
を供給する方法がある。
は、金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２５℃での水に対
する溶解度が５重量％未満の保護膜形成剤、２５℃での
水に対する溶解度が５重量％以上の保護膜形成剤及び水
を含有する金属用研磨液を使用する際に、水または水溶
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
せて研磨する研磨方法である。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。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。研磨条件には制限はないが、研磨定盤の
回転速度は基板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）を有する半
導体基板の研磨パッドへの押しつけ圧力が９．８〜９
８．１ＫＰａ（１００〜１０００ｇｆ／ｃｍ2）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、９．８〜４９．０Ｋ
Ｐａ（１００〜５００ｇｆ／ｃｍ2）であることがより
好ましい。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ことが好
ましい。本発明の研磨方法では、希釈する水溶液は、上
記した水溶液と同じであり、予め金属の酸化剤、酸化金
属溶解剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％未満
の保護膜形成剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量
％以上の保護膜形成剤のうち少なくとも１つ以上を水溶
液とし、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。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、より金属用研磨液を濃縮することがで
きる。濃縮された金属用研磨液を水または水溶液を加え
希釈する方法としては、濃縮された金属用研磨液を供給
する配管と水また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。また、濃縮された金属用研磨液
に水または水溶液を加え希釈する方法としては、金属用
研磨液を供給する配管と水また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する方
法である。さらに、濃縮された金属用研磨液に水または
水溶液を加え希釈する方法としては、１つの容器に、所
定量の濃縮された金属用研磨液と水または水溶液を入れ
混合してから、研磨パッドにその混合した金属用研磨液
を供給する方法がある。
【００３３】また、本発明の別の研磨方法は、金属の酸
化剤、酸化金属溶解剤、２５℃での水に対する溶解度が
５重量％未満の保護膜形成剤、２５℃での水に対する溶
解度が５重量％以上の保護膜形成剤及び水を含有する金
属用研磨液を少なくとも２つの構成成分に分けて、それ
らを使用する際に、水また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ことを方
法である。前記したように、例えば、金属の酸化剤を１
つの構成成分（Ａ）とし、酸化金属溶解剤、２５℃での
水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成剤、２５
℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護膜形成剤
及び水を１つの構成成分（Ｂ）とし、それらを使用する
際に水また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、溶解度の低い保護膜形成剤
を２つの構成成分（Ａ）と（Ｂ）に分け、金属の酸化
剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％未満の保護
膜形成剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上
の保護膜形成剤を１つの構成成分（Ａ）とし、酸化金属
溶解剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％未満の
保護膜形成剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％
以上の保護膜形成剤及び水を１つの構成成分（Ｂ）と
し、それらを使用する際に水また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。この例
の場合、構成成分（Ａ）と構成成分（Ｂ）と水または水
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、溶解しにくい保護膜形成
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、さらに水または水溶
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、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
法である。上記した研磨方法において、金属の酸化剤を
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、且つ金属の酸化剤を
含む１つの構成成分と他の構成成分または水もしくは水
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。金属の酸化
剤を含まない他の構成成分を室温（２５℃）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構成成分を
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。加温した成分が金属の酸化剤を含む１つの構成成分
の温度を４０℃以上に高めると金属の酸化剤が分解して
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金属の酸化剤を含む１つの構成成分
等で混合した場合、４０℃以下となるようにする。
化剤、酸化金属溶解剤、２５℃での水に対する溶解度が
５重量％未満の保護膜形成剤、２５℃での水に対する溶
解度が５重量％以上の保護膜形成剤及び水を含有する金
属用研磨液を少なくとも２つの構成成分に分けて、それ
らを使用する際に、水また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ことを方
法である。前記したように、例えば、金属の酸化剤を１
つの構成成分（Ａ）とし、酸化金属溶解剤、２５℃での
水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成剤、２５
℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護膜形成剤
及び水を１つの構成成分（Ｂ）とし、それらを使用する
際に水また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、溶解度の低い保護膜形成剤
を２つの構成成分（Ａ）と（Ｂ）に分け、金属の酸化
剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％未満の保護
膜形成剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上
の保護膜形成剤を１つの構成成分（Ａ）とし、酸化金属
溶解剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％未満の
保護膜形成剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％
以上の保護膜形成剤及び水を１つの構成成分（Ｂ）と
し、それらを使用する際に水また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。この例
の場合、構成成分（Ａ）と構成成分（Ｂ）と水または水
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、溶解しにくい保護膜形成
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、さらに水または水溶
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、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
法である。上記した研磨方法において、金属の酸化剤を
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、且つ金属の酸化剤を
含む１つの構成成分と他の構成成分または水もしくは水
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。金属の酸化
剤を含まない他の構成成分を室温（２５℃）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構成成分を
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。加温した成分が金属の酸化剤を含む１つの構成成分
の温度を４０℃以上に高めると金属の酸化剤が分解して
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金属の酸化剤を含む１つの構成成分
等で混合した場合、４０℃以下となるようにする。
【００３４】本発明は、従来の金属用研磨液とは異な
り、金属用研磨液の濃縮液を用いることにより金属用研
磨液の生産コストを低減したり、運搬するための容器、
運送及び研磨を行う側での保管、研磨装置のタンク等の
容量を小さくすることができる。この金属用研磨液にお
いては主として溶解度の低い保護膜形成剤の効果を補
い、保護膜形成剤の２種以上を用いることで研磨速度を
高め、デッシング、エロージョン等の抑制を目的に、金
属用研磨液に２５℃での水に対する溶解度が５重量％以
上の保護膜形成剤を添加する。これにより、研磨特性に
応じたより広範で且つ高濃度の金属用研磨液の濃縮液作
製が可能となる。
り、金属用研磨液の濃縮液を用いることにより金属用研
磨液の生産コストを低減したり、運搬するための容器、
運送及び研磨を行う側での保管、研磨装置のタンク等の
容量を小さくすることができる。この金属用研磨液にお
いては主として溶解度の低い保護膜形成剤の効果を補
い、保護膜形成剤の２種以上を用いることで研磨速度を
高め、デッシング、エロージョン等の抑制を目的に、金
属用研磨液に２５℃での水に対する溶解度が５重量％以
上の保護膜形成剤を添加する。これにより、研磨特性に
応じたより広範で且つ高濃度の金属用研磨液の濃縮液作
製が可能となる。
【００３５】
【実施例】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。 （実施例１）２５℃での水に対する溶解度が５重量％未
満の保護膜形成剤としてベンゾトリアゾール１重量部に
水６２．５重量部を加え、さらに２５℃での水に対する
溶解度が５重量％以上の保護膜形成剤として１，２，３
−トリアゾール５重量部を加え、４０℃湯浴中攪拌羽根
で攪拌し溶解させた。この溶液に、さらに酸化金属溶解
剤としてＤＬ−リンゴ酸（試薬特級）１．５重量部を加
えて溶かし得られたものを金属用研磨液１０倍濃縮液と
した。この金属用研磨液１０倍濃縮液７重量部に、過酸
化水素水（試薬特級、３０％水溶液）３３．２重量部を
加え、更に希釈剤として水６３重量部を加えて希釈し実
際に金属用研磨液を使用するときの金属用研磨液とし
た。上記の金属用研磨液を用いて、下記の研磨条件でＣ
ＭＰした。 《研磨条件》 基体：厚さ１μｍの銅膜を形成したシリコン基板 研磨パッド：ＩＣ１０００（ロデ−ル社製商品名） 研磨圧力：２０．６ＫＰａ（２１０ｇ／ｃｍ2） 基体と研磨定盤との相対速度：３６ｍ／ｍｉｎ 《研磨品評価項目》 ＣＭＰ速度：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。 エッチング速度：２５℃、１００ｒｐｍで攪拌した金属
用研磨液への浸漬前後の銅層膜厚差を電気抵抗値から換
算して求めた。 また、実際のＣＭＰ特性を評価するため、絶縁層中に深
さ０．５μｍの溝を形成して公知のスパッタ法によって
銅膜を形成して公知の熱処理によって埋め込んだシリコ
ン基板を基体として用いてＣＭＰを行った。ＣＭＰ後の
基体の目視、光学顕微鏡観察、及び電子顕微鏡観察によ
りエロ−ジョン及び研磨傷発生の有無を確認した。上記
の金属用研磨液を用いてＣＭＰした結果、ＣＭＰ速度が
１８０ｎｍ／ｍｉｎ、エッチング速度が０．８ｎｍ／ｍ
ｉｎといずれも良好で、且つ濃縮工程の有無によるＣＭ
Ｐ速度及びエッチング速度には差が生じなかった。ま
た、エロ−ジョン及び研磨傷の発生も見られなかった。
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。 （実施例１）２５℃での水に対する溶解度が５重量％未
満の保護膜形成剤としてベンゾトリアゾール１重量部に
水６２．５重量部を加え、さらに２５℃での水に対する
溶解度が５重量％以上の保護膜形成剤として１，２，３
−トリアゾール５重量部を加え、４０℃湯浴中攪拌羽根
で攪拌し溶解させた。この溶液に、さらに酸化金属溶解
剤としてＤＬ−リンゴ酸（試薬特級）１．５重量部を加
えて溶かし得られたものを金属用研磨液１０倍濃縮液と
した。この金属用研磨液１０倍濃縮液７重量部に、過酸
化水素水（試薬特級、３０％水溶液）３３．２重量部を
加え、更に希釈剤として水６３重量部を加えて希釈し実
際に金属用研磨液を使用するときの金属用研磨液とし
た。上記の金属用研磨液を用いて、下記の研磨条件でＣ
ＭＰした。 《研磨条件》 基体：厚さ１μｍの銅膜を形成したシリコン基板 研磨パッド：ＩＣ１０００（ロデ−ル社製商品名） 研磨圧力：２０．６ＫＰａ（２１０ｇ／ｃｍ2） 基体と研磨定盤との相対速度：３６ｍ／ｍｉｎ 《研磨品評価項目》 ＣＭＰ速度：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。 エッチング速度：２５℃、１００ｒｐｍで攪拌した金属
用研磨液への浸漬前後の銅層膜厚差を電気抵抗値から換
算して求めた。 また、実際のＣＭＰ特性を評価するため、絶縁層中に深
さ０．５μｍの溝を形成して公知のスパッタ法によって
銅膜を形成して公知の熱処理によって埋め込んだシリコ
ン基板を基体として用いてＣＭＰを行った。ＣＭＰ後の
基体の目視、光学顕微鏡観察、及び電子顕微鏡観察によ
りエロ−ジョン及び研磨傷発生の有無を確認した。上記
の金属用研磨液を用いてＣＭＰした結果、ＣＭＰ速度が
１８０ｎｍ／ｍｉｎ、エッチング速度が０．８ｎｍ／ｍ
ｉｎといずれも良好で、且つ濃縮工程の有無によるＣＭ
Ｐ速度及びエッチング速度には差が生じなかった。ま
た、エロ−ジョン及び研磨傷の発生も見られなかった。
【００３６】（実施例２）ベンゾトリアゾール１重量部
に水６７重量部を加え、続いてポリアクリル酸アンモニ
ウム０．５重量部を加え、４０℃湯浴中攪拌羽根で攪拌
し溶解させた。さらにＤＬ−酒石酸（試薬特級）１．５
重量部を加えて溶かし得られたものを金属用研磨液１０
倍濃縮液とした。次に、得られた金属用研磨液１０倍濃
縮液７重量部に水６３重量部を加えて希釈し、これに過
酸化水素水（試薬特級、３０％水溶液）３３．２重量部
を加えて得られたものを金属用研磨液とした。上記金属
用研磨液を用いて、実施例１と同様のＣＭＰ条件でＣＭ
Ｐを施した。その結果、ＣＭＰ速度が１８５ｎｍ／ｍｉ
ｎ、エッチング速度が０．９ｎｍ／ｍｉｎといずれも良
好で、且つ濃縮工程の有無によるＣＭＰ速度及びエッチ
ング速度には差が生じなかった。また、エロ−ジョン及
び研磨傷の発生も見られなかった。
に水６７重量部を加え、続いてポリアクリル酸アンモニ
ウム０．５重量部を加え、４０℃湯浴中攪拌羽根で攪拌
し溶解させた。さらにＤＬ−酒石酸（試薬特級）１．５
重量部を加えて溶かし得られたものを金属用研磨液１０
倍濃縮液とした。次に、得られた金属用研磨液１０倍濃
縮液７重量部に水６３重量部を加えて希釈し、これに過
酸化水素水（試薬特級、３０％水溶液）３３．２重量部
を加えて得られたものを金属用研磨液とした。上記金属
用研磨液を用いて、実施例１と同様のＣＭＰ条件でＣＭ
Ｐを施した。その結果、ＣＭＰ速度が１８５ｎｍ／ｍｉ
ｎ、エッチング速度が０．９ｎｍ／ｍｉｎといずれも良
好で、且つ濃縮工程の有無によるＣＭＰ速度及びエッチ
ング速度には差が生じなかった。また、エロ−ジョン及
び研磨傷の発生も見られなかった。
【００３７】（実施例３）トリルトリアゾール０．０４
重量部とキュペラゾン０.２重量部と過ヨウ素酸カリウ
ム１０重量部を水２０重量部に加え４０℃湯浴中攪拌羽
根で攪拌し溶解させて得られたものをＡ液とした。次
に、ＤＬ−酒石酸（試薬特級）０．０５重量部に水３０
重量部を加えて溶解し、これにトリルトリアゾール０．
０７重量部とキュペラゾン０.３重量部を加え４０℃湯
浴中攪拌羽根で攪拌し溶解させて得られたものをＢ液と
した。また、ＤＬ−酒石酸０．１重量部に水４０重量部
を加え溶解して水溶液とした。そして、得られたＡ液と
Ｂ液と水溶液を重量比３／３／４で混合して得られたも
のを金属用研磨液とした。上記金属用研磨液を用いて、
実施例１と同様のＣＭＰ条件でＣＭＰを施した。その結
果、ＣＭＰ速度が１６２ｎｍ／ｍｉｎ、エッチング速度
が０．８ｎｍ／ｍｉｎといずれも良好で、且つ濃縮工程
の有無によるＣＭＰ速度及びエッチング速度には差が生
じなかった。また、エロ−ジョン及び研磨傷の発生も見
られなかった。
重量部とキュペラゾン０.２重量部と過ヨウ素酸カリウ
ム１０重量部を水２０重量部に加え４０℃湯浴中攪拌羽
根で攪拌し溶解させて得られたものをＡ液とした。次
に、ＤＬ−酒石酸（試薬特級）０．０５重量部に水３０
重量部を加えて溶解し、これにトリルトリアゾール０．
０７重量部とキュペラゾン０.３重量部を加え４０℃湯
浴中攪拌羽根で攪拌し溶解させて得られたものをＢ液と
した。また、ＤＬ−酒石酸０．１重量部に水４０重量部
を加え溶解して水溶液とした。そして、得られたＡ液と
Ｂ液と水溶液を重量比３／３／４で混合して得られたも
のを金属用研磨液とした。上記金属用研磨液を用いて、
実施例１と同様のＣＭＰ条件でＣＭＰを施した。その結
果、ＣＭＰ速度が１６２ｎｍ／ｍｉｎ、エッチング速度
が０．８ｎｍ／ｍｉｎといずれも良好で、且つ濃縮工程
の有無によるＣＭＰ速度及びエッチング速度には差が生
じなかった。また、エロ−ジョン及び研磨傷の発生も見
られなかった。
【００３８】（実施例４）ＤＬ−リンゴ酸（試薬特級）
０．１５重量部に水５０重量部を加えて溶解し、４５℃
に加温して、これにトリルトリアゾール０．１５重量部
及び３−アミノ−１Ｈ−１，２，４−トリアゾール０．
５重量部を加え溶解させ得られたものをＡ液とした。こ
の４５℃のＡ液に４５℃に加温した水２０重量部を加え
希釈して、２０℃の過酸化水素水（試薬特級、３０％水
溶液）３３．２重量部をＡ液中に注ぎ込んで３６℃とな
った液を金属用研磨液とした。上記金属用研磨液を用い
て、実施例１と同様のＣＭＰ条件でＣＭＰを施した。そ
の結果、ＣＭＰ速度が１５０ｎｍ／ｍｉｎ、エッチング
速度が０．６ｎｍ／ｍｉｎといずれも良好で、且つ濃縮
工程の有無によるＣＭＰ速度及びエッチング速度には差
が生じなかった。また、エロ−ジョン及び研磨傷の発生
も見られなかった。
０．１５重量部に水５０重量部を加えて溶解し、４５℃
に加温して、これにトリルトリアゾール０．１５重量部
及び３−アミノ−１Ｈ−１，２，４−トリアゾール０．
５重量部を加え溶解させ得られたものをＡ液とした。こ
の４５℃のＡ液に４５℃に加温した水２０重量部を加え
希釈して、２０℃の過酸化水素水（試薬特級、３０％水
溶液）３３．２重量部をＡ液中に注ぎ込んで３６℃とな
った液を金属用研磨液とした。上記金属用研磨液を用い
て、実施例１と同様のＣＭＰ条件でＣＭＰを施した。そ
の結果、ＣＭＰ速度が１５０ｎｍ／ｍｉｎ、エッチング
速度が０．６ｎｍ／ｍｉｎといずれも良好で、且つ濃縮
工程の有無によるＣＭＰ速度及びエッチング速度には差
が生じなかった。また、エロ−ジョン及び研磨傷の発生
も見られなかった。
【００３９】（実施例５）実施例１の金属用研磨液作製
工程で用いるベンゾトリアゾールの溶解前の処理方法を
下記の通り変えた。まずベンゾトリアゾールを乳鉢に入
れて乳棒で５分間粉砕した。粉砕後のベンゾトリアゾー
ルを光学顕微鏡で観察した結果、平均粒径は８０μｍで
あった。以下実施例１と同様の方法で金属用研磨液を作
製した。ベンゾトリアゾールを粉砕したことにより、ベ
ンゾトリアゾールが完全に溶解するのに要する時間が１
５分から５分に低減された。上記金属用研磨液を用い
て、実施例１と同様のＣＭＰ条件でＣＭＰを施した。そ
の結果、ＣＭＰ速度が１７８ｎｍ／ｍｉｎ、エッチング
速度が０．８ｎｍ／ｍｉｎといずれも良好で、且つ濃縮
工程の有無によるＣＭＰ速度及びエッチング速度には差
が生じなかった。また、エロ−ジョン及び研磨傷の発生
も見られなかった。
工程で用いるベンゾトリアゾールの溶解前の処理方法を
下記の通り変えた。まずベンゾトリアゾールを乳鉢に入
れて乳棒で５分間粉砕した。粉砕後のベンゾトリアゾー
ルを光学顕微鏡で観察した結果、平均粒径は８０μｍで
あった。以下実施例１と同様の方法で金属用研磨液を作
製した。ベンゾトリアゾールを粉砕したことにより、ベ
ンゾトリアゾールが完全に溶解するのに要する時間が１
５分から５分に低減された。上記金属用研磨液を用い
て、実施例１と同様のＣＭＰ条件でＣＭＰを施した。そ
の結果、ＣＭＰ速度が１７８ｎｍ／ｍｉｎ、エッチング
速度が０．８ｎｍ／ｍｉｎといずれも良好で、且つ濃縮
工程の有無によるＣＭＰ速度及びエッチング速度には差
が生じなかった。また、エロ−ジョン及び研磨傷の発生
も見られなかった。
【００４０】（実施例６）実施例１の金属用研磨液に平
均粒径１００ｎｍのコロイダルシリカ１重量部を加え分
散させて得られる金属用研磨液を用いて、実施例１と同
様のＣＭＰ条件でＣＭＰを施した。その結果、ＣＭＰ速
度が２５６ｎｍ／ｍｉｎ、エッチング速度が０．９ｎｍ
／ｍｉｎといずれも良好で、且つ濃縮工程の有無による
ＣＭＰ速度及びエッチング速度には差が生じなかった。
また、エロ−ジョン及び研磨傷の発生も見られなかっ
た。
均粒径１００ｎｍのコロイダルシリカ１重量部を加え分
散させて得られる金属用研磨液を用いて、実施例１と同
様のＣＭＰ条件でＣＭＰを施した。その結果、ＣＭＰ速
度が２５６ｎｍ／ｍｉｎ、エッチング速度が０．９ｎｍ
／ｍｉｎといずれも良好で、且つ濃縮工程の有無による
ＣＭＰ速度及びエッチング速度には差が生じなかった。
また、エロ−ジョン及び研磨傷の発生も見られなかっ
た。
【００４１】（実施例７）実施例１の金属用研磨液を用
いて、実施例１と同様のＣＭＰ条件でＣＭＰを施した。
その際、金属用研磨液は１つの容器に入れて定量ポンプ
を用いて装置内部に供給した。その結果、ＣＭＰ速度が
１７９ｎｍ／ｍｉｎ、エッチング速度が０．８ｎｍ／ｍ
ｉｎといずれも良好で、且つ濃縮工程の有無によるＣＭ
Ｐ速度及びエッチング速度には差が生じなかった。ま
た、エロ−ジョン及び研磨傷の発生も見られなかった。
いて、実施例１と同様のＣＭＰ条件でＣＭＰを施した。
その際、金属用研磨液は１つの容器に入れて定量ポンプ
を用いて装置内部に供給した。その結果、ＣＭＰ速度が
１７９ｎｍ／ｍｉｎ、エッチング速度が０．８ｎｍ／ｍ
ｉｎといずれも良好で、且つ濃縮工程の有無によるＣＭ
Ｐ速度及びエッチング速度には差が生じなかった。ま
た、エロ−ジョン及び研磨傷の発生も見られなかった。
【００４２】（実施例８）実施例１の金属用研磨液を用
いて、実施例１と同様のＣＭＰ条件でＣＭＰを施した。
その際、金属用研磨液１０倍濃縮液７重量部に水６３重
量部を加えて希釈したものを１番目の容器に入れ、過酸
化水素水（試薬特級、３０％水溶液）を２番目の容器に
入れ、各々の容器から定量ポンプで液を送り１番目／２
番目＝７／３の供給速度比（単位ｍｌ／ｍｉｎ）で合流
させ、合流させた後の配管内に長さ３ｍｍのガラス管を
多数充填させ、それを通過させて装置内部の研磨パッド
に供給して研磨した。その結果、ＣＭＰ速度が１７４ｎ
ｍ／ｍｉｎ、エッチング速度が０．９ｎｍ／ｍｉｎとい
ずれも良好で、且つ濃縮工程の有無によるＣＭＰ速度及
びエッチング速度には差が生じなかった。また、エロ−
ジョン及び研磨傷の発生も見られなかった。
いて、実施例１と同様のＣＭＰ条件でＣＭＰを施した。
その際、金属用研磨液１０倍濃縮液７重量部に水６３重
量部を加えて希釈したものを１番目の容器に入れ、過酸
化水素水（試薬特級、３０％水溶液）を２番目の容器に
入れ、各々の容器から定量ポンプで液を送り１番目／２
番目＝７／３の供給速度比（単位ｍｌ／ｍｉｎ）で合流
させ、合流させた後の配管内に長さ３ｍｍのガラス管を
多数充填させ、それを通過させて装置内部の研磨パッド
に供給して研磨した。その結果、ＣＭＰ速度が１７４ｎ
ｍ／ｍｉｎ、エッチング速度が０．９ｎｍ／ｍｉｎとい
ずれも良好で、且つ濃縮工程の有無によるＣＭＰ速度及
びエッチング速度には差が生じなかった。また、エロ−
ジョン及び研磨傷の発生も見られなかった。
【００４３】（実施例９）実施例３の金属用研磨液を用
いて、実施例１と同様のＣＭＰ条件でＣＭＰを施した。
その際、Ａ液を一つの容器に、また、Ｂ液に水溶液を加
えたものを別の容器に入れ、各々の容器から別々に定量
ポンプで液を送りＡ液／（Ｂ液＋水溶液）＝３／７の供
給速度比（体積比）で合流させ、装置内部の研磨パッド
に供給した。その結果、ＣＭＰ速度が１６０ｎｍ／ｍｉ
ｎ、エッチング速度が０．８ｎｍ／ｍｉｎといずれも良
好で、且つ濃縮工程の有無によるＣＭＰ速度及びエッチ
ング速度には差が生じなかった。また、エロ−ジョン及
び研磨傷の発生も見られなかった。
いて、実施例１と同様のＣＭＰ条件でＣＭＰを施した。
その際、Ａ液を一つの容器に、また、Ｂ液に水溶液を加
えたものを別の容器に入れ、各々の容器から別々に定量
ポンプで液を送りＡ液／（Ｂ液＋水溶液）＝３／７の供
給速度比（体積比）で合流させ、装置内部の研磨パッド
に供給した。その結果、ＣＭＰ速度が１６０ｎｍ／ｍｉ
ｎ、エッチング速度が０．８ｎｍ／ｍｉｎといずれも良
好で、且つ濃縮工程の有無によるＣＭＰ速度及びエッチ
ング速度には差が生じなかった。また、エロ−ジョン及
び研磨傷の発生も見られなかった。
【００４４】（比較例１）実施例１の金属用研磨液で、
１，２，３−トリアゾールの添加量を５重量部から３０
重量部に増やして１０倍濃縮液を作製し、これを希釈し
て金属用研磨液とした。上記金属用研磨液を用いて、実
施例１と同様のＣＭＰ条件でＣＭＰを施した。その結
果、エッチング速度は０．８ｎｍ／ｍｉｎと実施例１と
差が生じなっかったが、ＣＭＰ速度が９４ｎｍ／ｍｉｎ
と実施例１に比べて大きく低下した。
１，２，３−トリアゾールの添加量を５重量部から３０
重量部に増やして１０倍濃縮液を作製し、これを希釈し
て金属用研磨液とした。上記金属用研磨液を用いて、実
施例１と同様のＣＭＰ条件でＣＭＰを施した。その結
果、エッチング速度は０．８ｎｍ／ｍｉｎと実施例１と
差が生じなっかったが、ＣＭＰ速度が９４ｎｍ／ｍｉｎ
と実施例１に比べて大きく低下した。
【００４５】（比較例２）実施例１の金属用研磨液で、
１，２，３−トリアゾールの添加を省いて１０倍濃縮液
を作製した。しかし、これを５℃で冷蔵保存したとこ
ろ、析出分が生じてしまい、金属用研磨液としての評価
が困難となった。なお、実施例１の濃縮液は、０℃に保
存しても析出は生じなかった。
１，２，３−トリアゾールの添加を省いて１０倍濃縮液
を作製した。しかし、これを５℃で冷蔵保存したとこ
ろ、析出分が生じてしまい、金属用研磨液としての評価
が困難となった。なお、実施例１の濃縮液は、０℃に保
存しても析出は生じなかった。
【００４６】
【発明の効果】本発明の金属用研磨液及びそれを用いた
研磨方法は、金属用研磨液の濃縮を可能とし、金属用研
磨液の製造コストを低減し、研磨液貯蔵・運搬容器を使
用する個数が減り、また、保管場所が少なくてすみ、研
磨装置のタンク等の容量を大きくする必要もなく、且つ
信頼性の高い金属膜の埋め込みパタ−ンを形成すること
ができる。
研磨方法は、金属用研磨液の濃縮を可能とし、金属用研
磨液の製造コストを低減し、研磨液貯蔵・運搬容器を使
用する個数が減り、また、保管場所が少なくてすみ、研
磨装置のタンク等の容量を大きくする必要もなく、且つ
信頼性の高い金属膜の埋め込みパタ−ンを形成すること
ができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺崎 裕樹 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式 会社総合研究所内 (72)発明者 上方 康雄 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式 会社総合研究所内 (72)発明者 小山 直之 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式 会社総合研究所内
Claims (12)
- 【請求項１】 金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２５℃
での水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成剤、
２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護膜形
成剤及び水を含有する金属用研磨液を使用する際に水ま
たは水溶液を加え希釈して使用することを特徴とする金
属用研磨液。 - 【請求項２】 水溶液が、金属の酸化剤、酸化金属溶解
剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％未満の保護
膜形成剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上
の保護膜形成剤のうち少なくとも１つ以上の水溶液であ
る請求項１に記載の金属用研磨液。 - 【請求項３】 金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２５℃
での水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成剤、
２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護膜形
成剤及び水を含有する金属用研磨液を少なくとも２つの
構成成分に分けて、それらを使用する際に水または水溶
液を加え希釈して使用することを特徴とする金属用研磨
液。 - 【請求項４】 金属の酸化剤を１つの構成成分とし、酸
化金属溶解剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％
未満の保護膜形成剤、２５℃での水に対する溶解度が５
重量％以上の保護膜形成剤及び水を１つの構成成分と
し、それらを使用する際に水または水溶液を加え希釈し
て使用する請求項３に記載の金属用研磨液。 - 【請求項５】 金属の酸化剤、２５℃での水に対する溶
解度が５重量％未満の保護膜形成剤、２５℃での水に対
する溶解度が５重量％以上の保護膜形成剤を１つの構成
成分とし、酸化金属溶解剤、２５℃での水に対する溶解
度が５重量％未満の保護膜形成剤、２５℃での水に対す
る溶解度が５重量％以上の保護膜形成剤及び水を１つの
成分とし、それらを使用する際に水または水溶液を加え
希釈して使用する請求項３に記載の金属用研磨液。 - 【請求項６】 金属の酸化剤を含む１つの構成成分を４
０℃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または水
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℃以下となるようにした請求項３ないし請求項
５のいずれかに記載の金属用研磨液。 - 【請求項７】 ２５℃での水に対する溶解度が５重量％
以上の保護膜形成剤が、アミン、アミノ酸、イミン、ア
ゾールのうちいずれか１つ以上である請求項１ないし請
求項６のいずれかに記載の金属用研磨液。 - 【請求項８】 平均粒径１００μｍ以下の固形の保護膜
形成剤を少なくとも１つの構成成分に溶解ないし分散さ
せた請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の金属用
研磨液。 - 【請求項９】 金属用研磨液に砥粒を含有させた請求項
１ないし請求項８のいずれかに記載の金属用研磨液。 - 【請求項１０】 金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２５
℃での水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成
剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護
膜形成剤及び水を含有する金属用研磨液を使用する際
に、水また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ことを特徴とする研磨方
法。 - 【請求項１１】 金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、２５
℃での水に対する溶解度が５重量％未満の保護膜形成
剤、２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上の保護
膜形成剤及び水を含有する金属用研磨液を少なくとも２
つの構成成分に分けて、それらを使用する際に、水また
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ことを特徴とする研磨方法。 - 【請求項１２】 請求項４ないし請求項９のいずれかに
記載の金属用研磨液を用いて研磨する請求項１１に記載
の研磨方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36884899A JP2000252244A (ja) | 1998-12-28 | 1999-12-27 | 金属用研磨液及びそれを用いた研磨方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-372606 | 1998-12-28 | ||
| JP37260698 | 1998-12-28 | ||
| JP36884899A JP2000252244A (ja) | 1998-12-28 | 1999-12-27 | 金属用研磨液及びそれを用いた研磨方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000252244A true JP2000252244A (ja) | 2000-09-14 |
| JP2000252244A5 JP2000252244A5 (ja) | 2007-02-15 |
Family
ID=26582043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36884899A Pending JP2000252244A (ja) | 1998-12-28 | 1999-12-27 | 金属用研磨液及びそれを用いた研磨方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000252244A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001048114A1 (fr) * | 1999-12-27 | 2001-07-05 | Showa Denko K.K. | Composition destinee au polissage d'un substrat de disque magnetique, procede de polissage, et substrat de disque magnetique poli au moyen de ladite composition |
| JP2006203188A (ja) * | 2004-12-22 | 2006-08-03 | Showa Denko Kk | 研磨組成物及び研磨方法 |
| US7250369B1 (en) * | 1998-12-28 | 2007-07-31 | Hitachi, Ltd. | Materials for polishing liquid for metal, polishing liquid for metal, method for preparation thereof and polishing method using the same |
-
1999
- 1999-12-27 JP JP36884899A patent/JP2000252244A/ja active Pending
Cited By (5)
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