JP2008060460A - 金属研磨方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被研磨体を研磨する際に、該被研磨体の被研磨面と研磨パッドとの接触圧力、被研磨面が接触する研磨パッド表面の温度、又は、被研磨面の温度が、高い条件であっても、高研磨速度で、且つ、低ディッシングを可能とする金属研磨方法を提供する。
【解決手段】金属用研磨液を研磨定盤上の研磨パッドに供給し、該研磨定盤を回転させることで、該研磨パッドを被研磨体の被研磨面と接触させつつ相対運動させて研磨する金属研磨方法であって、該金属用研磨液が、長径と短径の比（平均長径／平均短径）が１．２〜５．０である研磨粒子、２級の窒素原子又は３級の窒素原子を含む有機酸、及び複素環化合物を含有し、該被研磨面と該研磨パッドとの接触圧力が、４０００〜１２０００Ｐａであり、且つ、該被研磨面が接触する該研磨パッド表面の温度、あるいは該被研磨面の温度が、３５℃以上、７５℃未満の条件で該被研磨面を研磨することを特徴とする金属研磨方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、半導体デバイスの製造に関するものであり、特に半導体デバイスの配線工程における化学的機械的平坦化を行う方法に関する。

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を行っている（例えば、特許文献１参照）。

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、研磨パッドに基盤（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、研磨定盤及び基盤の双方を回転させ、発生する機械的摩擦により基盤の表面を平坦化するものである。
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おり、例えば、下記の非特許文献１に記載されている。

配線用の金属としては従来からタングステンおよびアルミニウムがインターコネクト構造体に汎用されてきた。しかしながら更なる高性能化を目指し、これらの金属より配線抵抗の低い銅を用いたＬＳＩが開発されるようになった。この銅を配線する方法としては、例えば、下記の特許文献２に記載されている、ダマシン法が知られている。また、コンタクトホールと配線用溝とを同時に層間絶縁膜に形成し、両者に金属を埋め込むデュアルダマシン法が広く用いられるようになってきた。銅金属の研磨においては、特に軟質の金属であるがため、益々高精度の研磨技術が要求されてきている。また、同時に、高生産性を発揮し得る高速金属研磨手段が求められている。

特に、昨今は半導体デバイスの小型・高速化のため、配線の微細化と積層化によるいっそうの高密度化・高集積化が求められており、配線部金属が過剰に研磨されて皿状に窪むディッシング現象の低減への要求がますます強くなりつつある。さらに、将来のＵｌｔｒａ Ｌｏｗ−Ｋ絶縁材料（誘電率が２．３以下）の導入に向けて、機械的強度の弱い絶縁材料を用いても膜剥離の発生しにくい研磨方法、すなわちウエハの被研磨面と研磨パッドの接触圧と定盤の回転数が低い条件で研磨を行っても高い研磨速度と低ディッシングが得られるような方法が望まれている。

ウエハの被研磨面と研磨パッドの接触圧と定盤の回転数が低い条件で金属の研磨を行う技術については、下記の特許文献３に開示されており、高研磨速度とスクラッチの低減を両立する方法が記載されている。
本発明者は金属の配線工程のＣＭＰにおいて、ウエハの被研磨面と研磨パッドの接触圧と定盤の回転数が低い条件で高速研磨とディッシングの低減の両立に取り組んできたが、上記の従来技術ではこれらの両立が不十分であった。
米国特許４９４４８３６号公報 特開平２−２７８８２２号公報 特開２００３−２８９０５５号公報 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

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、本発明の目的は、被研磨体（ウエハ）を研磨する際に、該被研磨体の被研磨面と研磨パッドとの接触圧力、及び被研磨面が接触する研磨パッド表面の温度、あるいは被研磨面の温度が、高い条件であっても、高研磨速度で、且つ、低ディッシングを可能とする金属研磨方法を提供することにある。

本発明者は鋭意検討した結果、下記の本発明の方法をより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。

（１） 金属用研磨液を研磨定盤上の研磨パッドに供給し、該研磨定盤を回転させることで、該研磨パッドを被研磨体の被研磨面と接触させつつ相対運動させて研磨する金属研磨方法であって、該金属用研磨液が、長径と短径の比（平均長径／平均短径）が１．２〜５．０である研磨粒子、２級の窒素原子又は３級の窒素原子を含む有機酸、及び複素環化合物を含有し、該被研磨面と該研磨パッドとの接触圧力が、４０００〜１２０００Ｐａであり、且つ、該被研磨面が接触する該研磨パッド表面の温度、あるいは該被研磨面の温度が、３５℃以上、７５℃未満の条件で該被研磨面を研磨することを特徴とする金属研磨方法。
（２） 前記被研磨面と前記研磨パッドとの接触圧力が７０００〜１００００Ｐａであることを特徴とする（１）に記載の金属研磨方法。
（３） 前記研磨粒子の平均長径が、３０〜７０ｎｍであることを特徴とする（１）又は（２）に記載の金属研磨方法。
（４） 前記研磨粒子の濃度が、前記金属用研磨液に対して０．１〜１．５重量％であることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の金属研磨方法。

なお、研磨対象である前記被研磨体としては、支持体基板上に導電性材料膜が形成されたウエハ、支持体基板上に形成された配線上に設けられた層間絶縁膜に導電性材料膜が形成された積層体など、半導体デバイス製造工程において平坦化を必要とする全ての材料を挙げることができる。

本発明によれば、被研磨体（ウエハ）を研磨する際に、該被研磨体の被研磨面と研磨パッドとの接触圧力、及び被研磨面が接触する研磨パッド表面の温度、あるいは被研磨面の温度が、高い条件であっても、高研磨速度で、且つ、低ディッシングを可能とする金属研磨方法を提供することができる。

以下、本発明の具体的態様について説明する。
金属用研磨液を研磨定盤上の研磨パッドに供給し、該研磨定盤を回転させることで、該研磨パッドを被研磨体の被研磨面と接触させつつ相対運動させて研磨する金属研磨方法であって、該金属用研磨液が、長径と短径の比（平均長径／平均短径）が１．２〜５．０である研磨粒子、２級の窒素原子又は３級の窒素原子を含む有機酸、及び複素環化合物を含有し、該被研磨面と該研磨パッドとの接触圧力が、４０００〜１２０００Ｐａであり、且つ、該被研磨面が接触する該研磨パッド表面の温度、あるいは該被研磨面の温度が、３５℃以上、７５℃未満の条件で該被研磨面を研磨することを特徴とする金属研磨方法。
この方法により、被研磨体としての、例えば、導電性材料膜（例えば、金属層）が形成されたウエハを、化学的機械的に平坦化することができるものである。
ここで、本発明における金属用研磨液は、以下、単に「研磨液」と称する場合がある。
以下、本発明について詳細に説明する。

＜金属研磨方法＞
〔研磨装置〕
まず、本発明の金属研磨方法を実施できる装置について説明する。
本発明に適用可能な研磨装置としては、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、を備える一般的な研磨装置が使用でき、例えば、ＦＲＥＸ３００（荏原製作所）を用いることができる。

〔被研磨面と研磨パッドとの接触圧力〕
本発明の金属研磨方法は、被研磨面と研磨パッドとの接触圧力が４０００〜１２０００Ｐａで研磨を行うものであり、７０００〜１００００Ｐａで研磨を行うことがより好ましい。これらの範囲外では本発明の効果、即ち、高研磨速度及び低ディッシングが十分に発現せず、好ましくない。

〔被研磨面が接触する研磨パッド表面の温度、あるいは被研磨面の温度〕
本発明の金属研磨方法は、被研磨面が接触する研磨パッド表面の温度、あるいは被研磨面の温度（以下、適宜、「表面温度」と称する）が３５℃以上、７５℃未満の条件で研磨を行うものであり、これらの範囲外では本発明の効果が十分得られにくく、好ましくない。

（表面温度の測定）
表面温度の測定は、前述の被研磨面に接触した研磨パッド表面の放射温度、あるいは被研磨面の直接の放射温度を測定してもよい。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、研磨中に被研磨面温度を測定する装置のモデル図である。測定方法は、図１（Ａ）に示すようにウエハの下面に熱放射温度計を配置する方法、又は、図１（Ｂ）に示すようにウエハの上面に熱放射温度計を配置する方法があり、研磨装置に合わせていずれの方法もとることができる。

図１（Ａ）について説明すれば、研磨装置１０に配置された研磨パッド１３及び研磨定盤１２に温度測定用の開口部１４を設け、該開口部１４が回転周期ごとに放射温度計１６Ａを設置した部分を通過するように、研磨定盤１２と研磨ヘッド２２とを揺動及び回転させる。研磨ヘッド２２にウエハ２３が取り付けられており、金属用研磨液（スラリー）２４を、金属用研磨液の供給口２６から研磨パッド１３上に供給しながら研磨が実施される。このように開口部１４が放射温度計１６Ａを設置した部分を通過する際に、放射温度計１６Ａでウエハ２３表面の熱放射温度を測定できる。また、放射温度計１６Ｂを、研磨中に一定周期、あるいはウエハ２３が研磨パッド１３からはみ出す部分に配置し、下部からウエハ２３の表面温度を測定することも可能である。また、間接的ではあるが、実験の簡易性を向上するために、研磨パッド１３表面の温度を直接測定することもできる。
同様に、図１（Ｂ）に示すように、下方に設置された研磨ヘッド２２上にウエハ２３を配置し、上方に研磨定盤１２に固定化された研磨パッド１３を設置し、研磨パッド１３及び研磨定盤１２に温度測定用の開口部１４を設け、上方に放射温度計１６Ａ、１６Ｂを配置することで、被研磨面を上にして前述と同様な測定を行うことができ、この方法によっても、同様に研磨ウエハ表面の温度の測定が可能である。

（表面温度の制御方法）
表面温度は、例えば、研磨定盤、研磨ヘッドあるいは被研磨面の温度の制御、被研磨体の研磨速度により制御してもよい。また、金属用研磨液の温度の調整により制御してもよい。あるいは、金属用研磨液中の研磨粒子の含有量の調整、有機酸の種類、複素環化合物の種類を適宜選択することにより制御してもよい。
ここで、研磨定盤、研磨ヘッドあるいは被研磨面としては、例えば、研磨定盤、又は研磨ヘッドに、発熱体又は冷却機構を設けることにより温度を制御する方法、研磨定盤、研磨ヘッド、又はウエハをヒーター、クーラー等により外的に制御する方法、あるいは、研磨装置、スラリー、純水を含む研磨系、例えば研磨装置が設置してある部屋全体を温度制御する方法が挙げられる。
被研磨体の研磨速度の制御方法としては、研磨ヘッドと被研磨面の接触圧力、回転数により制御する方法が挙げられる。この接触圧力、回転数を上げることで摩擦熱が増加し表面温度が上昇し、接触圧力、回転数を下げることで摩擦熱が抑制し表面温度が低下する。
金属用研磨液の温度を制御する方法としては、金属用研磨液の供給タンク、給液パイプなどに取り付けた温度制御装置より制御する方法、あるいは、供給系と研磨系ごと恒温室に入れる方法により制御する方法が挙げられる。
また、金属用研磨液の研磨粒子の含有量を制御することにより、研磨粒子と被研磨体の摩擦熱により表面温度を制御できる。すなわち、研磨粒子の含有量を増やすと被研磨体の摩擦熱が増加し表面温度を上げることができ、含有量を減らすと摩擦熱が減少し表面温度を下げることができる。さらに、有機酸の種類、複素環化合物の種類を適宜選択することで、被研磨面の酸化による脆化促進の程度、及び不動態膜の形成により被研磨体の表面状態の調整が可能となり、被研磨面と研磨パッドとの摩擦熱で表面温度を制御することができる。

上記表面温度は、非接触式温度計で測定しながら、所定の温度を保つように上記方法等により表面温度を適宜制御することができる。また、表面温度を実験的に決められた条件で制御することができる。

〔金属用研磨液の供給方法〕
本発明では、濃縮された金属用研磨液に水または水溶液を加え希釈して用いることもできる。希釈方法としては、例えば、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、希釈された金属用研磨液を研磨パッドに供給する方法などを挙げることができる。その場合の混合は、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通常に行われている方法を用いることができる。

また、他の希釈方法としては、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により混合する方法も本発明に用いることが出来る。
さらに、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て混合し、所定の濃度に希釈した後に、その混合液を研磨パッドに供給する方法も本発明に適用することが出来る。

これらの方法以外に、金属用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、水または水溶液を加え希釈して研磨パッドに供給する方法も本発明に用いることが出来る。この場合、酸化剤を含む成分と酸を含有する成分とに分割して供給する事が好ましい。
例えば、酸化剤を１つの構成成分（Ａ）とし、酸、添加剤、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。この場合、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、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、その配管内で混合してもよく、２つの配管を結合してから他の１つの配管を結合して混合してもよい。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、さらに水または水溶液の配管を結合することで金属用研磨液を供給することも可能である。
また、上記の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して供給してもよいし、１つの容器に３つの構成成分を混合した後に、その混合液を研磨パッドに供給してもよい。さらに、金属用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。

〔金属用研磨液の供給量〕
本発明の金属研磨方法において、金属用研磨液の研磨定盤上への供給量は、研磨速度、面内均一性を安定させるために、５０〜５００ｍｌ／ｍｉｎ．とすることができ、１００〜３００ｍｌ／ｍｉｎ．であることがより好ましい。

〔研磨パッド〕
本発明の金属用研磨液を用いて化学的機械的研磨方法を実施する際に用いる研磨パッドには特に制限はなく、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研磨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。
更に研磨に用いる粒子（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、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。

次に、金属用研磨液について説明する。
＜金属用研磨液＞
本発明で用いる金属用研磨液は、構成成分として複素環化合物を必須成分とし、有機酸、酸化剤、及び研磨粒子などを含有することが好ましく、通常は、各成分を溶解してなる水溶液に研磨粒子を分散させてなるスラリーの形態をとる。
金属用研磨液が含有する各成分については、以下に詳述するが、それぞれの成分は１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

本発明において「金属用研磨液」とは、研磨に使用する組成（濃度）の研磨液のみならず、使用時に必要により希釈して用いる研磨濃縮液も、本発明では特に断りのない限り、研磨液と称する。濃縮液は研磨に使用する際に、水または水溶液などで希釈して、研磨に使用されるもので、希釈倍率は一般的には１〜２０体積倍である。

本発明における金属用研磨液は、１．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場合、２．各成分が次項に述べる水溶液の形態でこれらを混合し、必要により水を加え希釈して使用液とする場合、３．使用液として調製されている場合がある。
本発明の金属研磨方法には、いずれの場合の金属用研磨液も適用できる。

次に、本発明に係る金属用研磨液の成分について説明する。
〔研磨粒子〕
本発明に使用する金属用研磨液は、研磨粒子として、研磨粒子の長径と短径の比（平均長径／平均短径）が１．２〜５．０である研磨粒子（以下、適宜、「特定粒子」と称する）を少なくとも１種含む。
本発明において長径とは、特定粒子における最も大きな粒径部分を指す。
本発明において短径とは、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。

本発明における成分の研磨粒子としては、シリカ（沈降シリカ、フュームドシリカ、コロイダルシリカ、合成シリカ）の中でも、銅含有金属に対する研磨速度が高いためにコロイダルシリカまたはフュームドシリカが好ましく、特にコロイダルシリカが好ましい。その中でも、繭型形状を有するコロイダルシリカがさらに望ましい。
ここで、「繭型形状」とは、研磨粒子の中央部付近又は端部が凹んだ形状、もしくは、所謂俵状の形状を指す。

特定粒子としては市販品を用いることもでき、具体的な市販品としては、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）等が好ましく用いられる。

また、本発明に規定されるような平均長径、及び平均短径を有する研磨粒子を得る方法としては、例えば、ゾル-ゲル法を使用した製造方法や、遠心分離による分離方法が挙げられる。

本発明で用いられる研磨粒子の平均長径、平均短径は以下の方法により求めることができる。
すなわち、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、研磨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研磨粒子を観察し、任意の１００個以上の研磨粒子においてその長径と短径を測定し、それぞれ相加平均から求め、本発明における特定粒子の「平均長径」及び「平均短径」とする。

本発明で用いる金属用研磨液に含有される長径と短径の比（平均長径／平均短径）が１．２〜５．０である研磨粒子の好ましい平均長径の範囲は、１０〜２００ｎｍであり、３０〜１００ｎｍであることがより好ましく、３０〜７０ｎｍであることが特に好ましい。

本発明で用いる金属用研磨液において、研磨粒子の長径と短径の比（平均長径／平均短径）が１．２〜５．０である研磨粒子の好ましい含有量は使用する際の金属用研磨液の全質量に対して０．０１〜１０質量％であり、０．１〜１．５質量％であることがより好ましい。

〔２級の窒素原子又は３級の窒素原子を含む有機酸〕
本発明に使用される研磨液は、２級の窒素原子又は３級の窒素原子を含む有機酸（以下、特定窒素含有有機酸と称する場合がある。）を少なくとも１種含むことを特徴とする。
本発明における特定窒素含有有機酸は、下記一般式（Ａ）又は下記一般式（Ｂ）で表される化合物が好ましいものとして挙げられる。

前記一般式（Ａ）及び前記一般式（Ｂ）において、Ｒ^ａ、Ｒ^ｂ、Ｒ^ｃは、各々独立に、炭素数１〜１０のアルキル基を表す。
このアルキル基は、炭素数１〜８であることが好ましく、より好ましくは炭素数２〜７である。なお、このアルキル基は、置換基を有していても無置換であってもよく、直鎖、分岐又は環状のいずれでもよい。導入しうる置換基としては、−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ_２、−ＳＯ_３Ｈ、−ＰＯ_３Ｈ_２等が好ましいものとして挙げられる。また、導入された置換基同士が結合して環構造を形成してもよい。
なお、このアルキル基には、アルキル基を構成する炭素原子の一部が他の原子（例えば、窒素原子）に置換されたものも含む。

具体的な好ましい２級又は３級の窒素原子を含む有機酸の例としては、以下示すような化合物〔例示化合物（Ｉ−１）〜（Ｉ−２１）〕が挙げられる。但し、本発明における好ましい特定窒素含有有機酸はこれらの例示化合物に限定されない。

これらの本発明における特定窒素含有有機酸の中でも、より好ましくは、化合物Ｉ−３、Ｉ−５、Ｉ−７、Ｉ−１０、Ｉ−２１等が挙げられる。
また、本発明における特定窒素含有有機酸は単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
これらの特定窒素含有有機酸は、常法に従って合成できるほか、市販品を使用してもよい。

本発明における特定窒素含有有機酸の添加量は、研磨に使用する際の金属用研磨液の１Ｌ中、０．０００５〜０．５ｍｏｌとすることが好ましく、０．００５ｍｏｌ〜０．３ｍｏｌとすることがより好ましく、０．０１ｍｏｌ〜０．１ｍｏｌとすることが特に好ましい。即ち、特定窒素含有有機酸の添加量は、研磨速度を高くする点で０．０００５ｍｏｌ以上が好ましく、ディッシングを抑制する点で０．５ｍｏｌ以下が好ましい。

〔複素環化合物〕
本発明の金属用研磨液は、研磨対象の金属表面に不動態膜を形成する化合物として少なくとも１種の複素環化合物を含有する。
ここで、「複素環化合物」とはヘテロ原子を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。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。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、環系のさらなる置換基の一部分であるような原子は意味しない。

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、さらに好ましくは、窒素原子、硫黄原子、酸素原子、及びセレン原子であり、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。

まず、母核となる複素環について述べる。
本発明で用いる複素環化合物の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良い。単環の場合の員数は、好ましくは３〜８であり、さらに好ましくは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数は、好ましくは２〜４であり、さらに好ましくは２または３である。
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。

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、ベンズイミダゾール環、ベンズオキサゾール環、ベンズチアゾール環、ベンズチアジアゾール環、ベンズフロキサン環、ナフトイミダゾール環、ベンズトリアゾール環、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、テトラゾール環が挙げられる。

次に、上記複素環が有しうる置換基について述べる。
本発明において、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良いことを意味する。例えば、「アルキル基」とは置換または無置換のアルキル基を意味する。
本発明で用いる複素環化合物に使用できる置換基は、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、または沃素原子）、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、カルボキシ基またはその塩、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（エチレンオキシ基も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、（アルコキシも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、アリール、またはヘテロ環）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、（アルコキシも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−（アルキルもしくはアリール）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、またはヘテロ環）チオ基、（アルキル、アリール、またはヘテロ環）ジチオ基、（アルキルまたはアリール）スルホニル基、（アルキルまたはアリール）スルフィニル基、スルホ基またはその塩、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）またはその塩、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。

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。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。また塩とは、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を意味する。

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、または沃素原子）、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（エチレンオキシ基も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、（アルコキシも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、（アルキル、アリール、またはヘテロ環）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、（アルコキシも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−（アルキルもしくはアリール）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、またはヘテロ環）チオ基、（アルキル、アリール、またはヘテロ環）ジチオ基、（アルキルまたはアリール）スルホニル基、（アルキルまたはアリール）スルフィニル基、スルホ基またはその塩、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またはその塩、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。なおここで活性メチン基とは２つの電子求引性基で置換されたメチン基を意味し、ここに電子求引性基とはアシル基、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が挙げられる。

さらに好ましくは、例えばハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、または沃素原子）、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。

また、上記置換基の２つが共同して環（芳香族、又は非芳香族の炭化水素環、又は複素環。これらは、さらに組み合わされて多環縮合環を形成することができる。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。）を形成することもできる。

本発明で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、１Ｈ−テトラゾール、５−アミノ−１Ｈ−テトラゾール、５−メチル−１Ｈ−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−トリアゾールである。

本発明で用いる複素環化合物は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。また、本発明で用いる複素環化合物は、常法に従って合成できるほか、市販品を使用してもよい。

本発明で用いる複素環化合物の添加量は、総量として、研磨に使用する際の金属用研磨液（即ち、水または水溶液で希釈する場合は希釈後の金属用研磨液）１Ｌ中、０．０００１〜１．０ｍｏｌが好ましく、より好ましくは０．０００５〜０．５ｍｏｌ、更に好ましくは０．０００５〜０．０５ｍｏｌである。

〔酸化剤〕
本発明の金属用研磨液は、研磨対象の金属を酸化できる化合物（酸化剤）を含有することが好ましい。
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、オゾン水および銀（ＩＩ）塩、鉄（ＩＩＩ）塩が挙げられるが、過酸化水素がより好ましく用いられる。
酸化剤の添加量は、研磨に使用する際の金属用研磨液の１Ｌ中、０．００３ｍｏｌ〜８ｍｏｌとすることが好ましく、０．０３ｍｏｌ〜６ｍｏｌとすることがより好ましく、０．１ｍｏｌ〜４ｍｏｌとすることが特に好ましい。即ち、酸化剤の添加量は、金属の酸化が十分で高いＣＭＰ速度を確保する点で０．００３ｍｏｌ以上が好ましく、被研磨面の荒れ防止の点から８ｍｏｌ以下が好ましい。

〔その他の有機酸〕
本発明に係る金属用研磨液は、特定窒素含有有機酸以外に少なくとも１種の有機酸又はアミノ酸を含有することが好ましい。ここでいうその他の有機酸は、金属の酸化剤ではなく、酸化の促進、ｐＨ調整、緩衝剤としての作用を有する。

有機酸としては、水溶性のものが望ましい。以下の群から選ばれたものがより適している。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、乳酸、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、イミノ二酢酸、ジヒドロキシエチルグリシン、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、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、イミノ二酢酸、ジヒドロキシエチルグリシン等が好適である。

アミノ酸としては、水溶性のものが好ましい。以下の群から選ばれたものがより適している。
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。
特に、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、グリシン、グリコール酸、β−アラニン、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、イミノ二酢酸、ジヒドロキシエチルグリシン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。

〔界面活性剤／親水性ポリマー〕
本発明の金属用研磨液は、さらに他の成分を含有してもよく、例えば、界面活性剤、親溶性ポリマー、及び、その他の添加剤を挙げることができる。
本発明の研磨液は、界面活性剤や親水性ポリマーを含有することが好ましい。
界面活性剤と親水性ポリマーは、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。用いられる界面活性剤や親水性ポリマーとしては、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、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、陽イオン界面活性剤として、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、両性界面活性剤として、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ることができ、非イオン界面活性剤として、エーテル型、エーテルエステル型、エステル型、含窒素型が挙げられ、また、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。
さらに、親水性ポリマーとしては、ポリエチレングリコール等のポリグリコール類、ポリビニルアルコール、ポロビニルピロリドン、アルギン酸等の多糖類、ポリメタクリル酸等のカルボン酸含有ポリマー等が挙げられる。

なお、上記のものは、酸もしくはそのアンモニウム塩の方が、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がなく望ましい。上記例示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。

これらの界面活性剤や親水性ポリマー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。

界面活性剤及び／又は親水性ポリマーの添加量は、総量として、研磨に使用する際の金属用研磨液の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０．１〜３ｇとすることが特に好ましい。

〔ｐＨ調整剤〕
本発明の金属用研磨液は、所定のｐＨとするため、ｐＨ調整剤としてアルカリ剤、緩衝剤、無機酸を添加することができる。
アルカリ剤（及び緩衝剤）としては、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などを挙げることができる。
特に好ましいアルカリ剤として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。
無機酸としては、硫酸、硝酸、ホウ酸、燐酸などが挙げられ、中でも燐酸、硫酸が好ましい。

ｐＨ調整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金属用研磨液の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。
研磨に使用する際の金属用研磨液のｐＨは３〜１２が好ましく、より好ましくは４〜９であり、特に５〜８が好ましい。この範囲において本発明に用いる金属用研磨液は特に優れた効果を発揮する。上記ｐＨ調整剤によって研磨液のｐＨを上記好ましい範囲に調整するものである。

〔キレート剤〕
本発明に係る金属用研磨液は、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）を含有していてもよい。
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を用いることができ、必要に応じてこれらを２種以上併用しても良い。
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金属用研磨液の１Ｌ中、０．０００３ｍｏｌ〜０．０７ｍｏｌになるように添加する。

＜被研磨体＞
次に、本発明の研磨方法において研磨が施される被研磨体（基板、ウエハ）について説明する。

〔配線金属材料〕
本発明における被研磨体は、銅又は銅合金からなる配線を持つ基板（ウエハ）であり、銅合金の中でも銀を含有する銅合金が適している。銅合金に含有される銀含量は、１０質量％以下、さらには１質量％以下で優れた効果を発揮し、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。

〔配線の太さ〕
本発明における被研磨体は、例えばＤＲＡＭデバイス系では、ハーフピッチで、好ましくは０．１５μｍ以下、より好ましくは０．１０μｍ以下、更に好ましくは０．０８μｍ以下の配線を有することが好ましい。
一方、ＭＰＵデバイス系では、好ましくは０．１２μｍ以下、より好ましくは０．０９μｍ以下、更に好ましくは０．０７μｍ以下の配線を有することが好ましい。
このような配線を有する被研磨体に対して、本発明に使用される金属用研磨液は特に優れた効果を発揮する。

〔バリア金属〕
本発明における被研磨体において、銅配線と絶縁膜との間には、銅の拡散を防ぐ為のバリア層が設けられ、バリア層としては低抵抗のメタル材料例えばＲｕ、ＴｉＮ、ＴｉＷ、Ｔａ、ＴａＮ、Ｗ、ＷＮが好ましく、中でもＴａ、ＴａＮが特に好ましい。

〔層間絶縁膜〕
前記層間絶縁膜としては、誘電率が２．６以下の特性を有するものであることが好ましく、例えば、シリコン系被膜、有機系層間絶縁膜などを挙げることができ、特に炭素をドープしたシリコン系被膜を用いることが好ましい。

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。
［実施例１−１〜１−４、比較例１−１、１−２］
（金属用研磨液の調製）
研磨粒子：繭型非真球状砥粒コロイダルシリカ ３ｇ／Ｌ
（平均長径、平均短径およびそれらの比は表１に示す。）
特定窒素含有有機酸：（表１に示す化合物） ０．２５ｍｏｌ／Ｌ
その他の有機酸：ジヒドロキシエチルグリシン ０．２４ｍｏｌ／Ｌ
複素環化合物：（表１に示す化合物） １．７ｍｍｏｌ／Ｌ
酸化剤：過酸化水素 ９．０ｇ／Ｌ
純水を加えた全量： １０００ｍＬ
ｐＨ（アンモニア水と硫酸で調整） ６．５
−研磨粒子の粒径制御方法−
表１に示す研磨粒子の平均長径及び平均短径の調整は、遠心分離による分離方法による。

（研磨試験）
以下の条件で研磨を行い、研磨速度及びディッシングの評価を行った。
研磨装置：ＦＲＥＸ３００（荏原製作所）
被研磨体（ウエハ）：
（１） 研磨速度算出用；シリコン基板上に厚み１μｍのＣｕ膜を形成した直径 ３００ｍｍのブランケットウエハ
（２） ディッシング評価用；直径３００ｍｍの銅配線ウエハ
（パターンウエハ：マスクパターン７５４ＣＭＰ（ＡＴＤＦ社））
研磨パッド：ＩＣ１４００Ｋ−ＸＹ Ｇｒｏｏｖｅ（ニッタハース社）
研磨条件；
研磨圧力（被研磨面と研磨パッドの接触圧力）： 表１に示す
研磨液供給速度： ２００ｍｌ／ｍｉｎ．
研磨定盤回転数： １０８ｒｐｍ
研磨ヘッド回転数： ９５ｒｐｍ

（評価方法）
−研磨粒子の平均長径、平均短径−
日立ハイテクノロジー製Ｓ４８００ ＳＥＭを使用し、透過電子顕微鏡モードにて、１００個の粒子を測定し、その平均値を求めた。
−接触圧力−
ロードセルにより測定した。
−表面温度−
表面温度は、放射温度測定装置（ＮＥＣ三栄製 ＴＨ７１０２）を使用し、測定した。
−研磨速度−
前記（１）のブランケットウエハを６０秒間研磨し、ウエハ面上の均等間隔の４９箇所に対し、研磨前後での金属膜厚を電気抵抗値から換算して求め、それらを研磨時間で割って求めた値の平均値を研磨速度とした。
−ディッシング−
前記（２）のパターンウエハに対し、非配線部の銅が完全に研磨されるまでの時間に加え、更にその時間の２０％分だけ余分に研磨を行い、ラインアンドスペース部（ライン１００μｍ、スペース１００μｍ）の段差を接触式段差計ＤｅｋｔａｋＶ３２０−Ｓｉ（Ｖｅｅｃｏ社製）で測定した。
なお、実施例１−１〜１−４、比較例１−１、１−２の表面温度は、研磨粒子の平均長径、平均短径を調整することにより制御した。
表１に、結果を示す。

表１から明らかなように、本発明の要件を満たした実施例１−１〜１−４では、高い研磨速度と低いディッシングを示すことがわかる。しかし、比較例１−１及び比較例１−２のように、研磨粒子の平均長径と平均短径が本発明で規定した範囲外であると、研磨速度が低下し、ディッシングが悪化する。

［実施例２−１、２−２、比較例２−１、２−２］
実施例１を用いて、ウエハ被研磨面と研磨パッドの接触圧力を表２に示す条件に変更する以外は実施例１と同様にしてそれぞれ研磨試験を行い、研磨速度とディッシングについて評価を行った。
なお、実施例２−１、２−２、比較例２−１、２−２の表面温度は、被研磨面と研磨パッドとの接触圧力を調整することにより制御した。
結果は以下の表２に示した。

表２から明らかなように、本発明の要件を満たした実施例２−１、２−２及び１−３では、高い研磨速度と低いディッシングを示すことがわかる。しかし、比較例２−１のように、接触圧力が本発明で規定する範囲より低いと、研磨速度が低下し、且つディッシングも悪化することがわかる。また、比較例２−２のように、接触圧力が本発明で規定する範囲より高いと、研磨速度は高い値を示すが、ディッシングが悪化することがわかる。

［実施例３−１、比較例３−１〜３−４］
実施例１を用いて、有機酸を表３に示す条件に変更する以外は実施例１と同様にしてそれぞれ研磨試験を行い、研磨速度とディッシングについて評価を行った。
なお、実施例３−１、比較例３−１〜３−４の表面温度は、特定窒素含有有機酸の種類により制御した。
結果は以下の表３に示した。

表３から明らかなように、本発明の要件を満たした実施例１−３及び実施例３−１では、高い研磨速度、低いディッシングを示すことが分かる。しかし、本発明で規定する特定窒素含有機酸を含有しない金属用研磨液では、研磨速度が低下し、ディッシングが悪化することがわかる。

［実施例４−１、４−２、比較例４−１、４−２］
実施例１において研磨粒子の濃度を表４に示す量に変更する以外は実施例１の実施例１−３と同様にして研磨液を調製し、実施例１と同様にそれぞれ研磨試験を行い、研磨速度とディッシングについて評価を行った。
なお、実施例４−１、４−２、比較例４−１、４−２の表面温度は、研磨粒子の含有量を調整することにより制御した。
結果は以下の表４に示した。

表４から明らかなように、本発明の要件を満たす実施例４−１、４−２及び１−３では、高い研磨速度、低いディッシングを示すことがわかる。しかし、比較例４−１のように、研磨粒子の濃度が本発明で規定する範囲より低いと、研磨速度が低下し、ディッシングも悪化することが分かる。また、研磨粒子の濃度が本発明で規定する範囲より高いと、研磨速度は高い値を示すが、ディッシングは悪化することが分かる。つまり、研磨粒子の濃度が０．１〜１．５重量％の範囲外では、本発明の効果が発揮されないことがわかる。

各実験項目では、被研磨面の温度を前述の方法を用いて測定している。表１〜表４までを並べると、高研磨速度、低ディッシングを達成する被研磨面の温度は、３５℃以上７５℃未満の範囲が最適であることがわかる。

（Ａ）、（Ｂ）は、研磨中にウエハの表面温度を測定する装置のモデル図を示す。

符号の説明

１０ 研磨装置
１２ 研磨定盤
１３ 研磨パッド
１４ 開口部
１６Ａ、１６Ｂ 放射温度計
２２ 研磨ヘッド
２３ ウエハ
２４ 金属用研磨液
２６ 金属用研磨液の供給口

Claims (4)

1. 金属用研磨液を研磨定盤上の研磨パッドに供給し、該研磨定盤を回転させることで、該研磨パッドを被研磨体の被研磨面と接触させつつ相対運動させて研磨する金属研磨方法であって、
   該金属用研磨液が、長径と短径の比（平均長径／平均短径）が１．２〜５．０である研磨粒子、２級の窒素原子又は３級の窒素原子を含む有機酸、及び複素環化合物を含有し、
   該被研磨面と該研磨パッドとの接触圧力が、４０００〜１２０００Ｐａであり、且つ、該被研磨面が接触する該研磨パッド表面の温度、あるいは該被研磨面の温度が、３５℃以上、７５℃未満の条件で該被研磨面を研磨することを特徴とする金属研磨方法。
2. 前記被研磨面と前記研磨パッドとの接触圧力が７０００〜１００００Ｐａであることを特徴とする請求項１に記載の金属研磨方法。
3. 前記研磨粒子の平均長径が、３０〜７０ｎｍであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の金属研磨方法。
4. 前記研磨粒子の濃度が、前記金属用研磨液に対して０．１〜１．５重量％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項に記載の金属研磨方法。

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