JP2010067681A - 研磨液及び研磨方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】シリコンを含有する被研磨面に対する研磨速度が速く、かつ、研磨による欠陥の発生が抑制できる研磨液、及び、研磨方法を提供すること。
【解決手段】（１）ホウ素原子（Ｂ）を化学構造中に有する化合物を含むことを特徴とする、Ｓｉを含有する被研磨面平坦化用の化学的機械的研磨液、さらに、前記研磨液を用いることを特徴とするＳｉを含有する被研磨面平坦化用の化学的機械的研磨方法。前記研磨液は、さらに（２）研磨粒子、及び、（３）酸を含むことが好ましい。
【選択図】なし
【解決手段】（１）ホウ素原子（Ｂ）を化学構造中に有する化合物を含むことを特徴とする、Ｓｉを含有する被研磨面平坦化用の化学的機械的研磨液、さらに、前記研磨液を用いることを特徴とするＳｉを含有する被研磨面平坦化用の化学的機械的研磨方法。前記研磨液は、さらに（２）研磨粒子、及び、（３）酸を含むことが好ましい。
【選択図】なし
Description
本発明は、研磨液及び研磨方法に関する。
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や絶縁膜上の余分なバリア層の除去を行っている。
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。
次世代の半導体デバイスの製作においては、デバイス構造における多層配線の方向が進んでおり、平滑なシリコンウエハ上に金属膜の配線と層間絶縁膜（酸化シリコン系膜）を幾層にも積み重ねることで、デバイス表面の凹凸が激しくなり、この凹凸の低減が重要となっている。これらの表面の平滑化手法として、ＣＭＰが使用されている（特許文献１参照）。
次世代の半導体デバイスの製作においては、デバイス構造における多層配線の方向が進んでおり、平滑なシリコンウエハ上に金属膜の配線と層間絶縁膜（酸化シリコン系膜）を幾層にも積み重ねることで、デバイス表面の凹凸が激しくなり、この凹凸の低減が重要となっている。これらの表面の平滑化手法として、ＣＭＰが使用されている（特許文献１参照）。
本発明の目的は、シリコンを含有する被研磨面に対する研磨速度が速く、かつ、研磨による欠陥の発生が抑制できる研磨液、及び、研磨方法を提供することである。
本発明の上記課題は、以下の＜１＞、＜１６＞に記載の手段により解決された。好ましい実施態様である＜２＞〜＜１５＞、＜１７＞、＜１８＞とともに以下に記載する。
＜１＞ （１）ホウ素原子（Ｂ）を化学構造中に有する化合物を含むことを特徴とする、Ｓｉを含有する被研磨面平坦化用の化学的機械的研磨液、
＜２＞ 前記（１）ホウ素原子（Ｂ）を化学構造中に有する化合物が、ホウ素原子に結合した少なくとも１つのヒドロキシ基を有する、＜１＞に記載の研磨液、
＜３＞ 前記（１）ホウ素原子（Ｂ）を化学構造中に有する化合物の濃度が、研磨液の全重量に対して０．００１重量％〜３重量％である、＜１＞又は＜２＞に記載の研磨液、
＜４＞ 前記研磨液がさらに、（２）研磨粒子、及び、（３）酸を含む、＜１＞〜＜３＞いずれか１つに記載の研磨液、
＜５＞ 前記（２）研磨粒子が正のζ電位を有する、＜４＞に記載の研磨液、
＜６＞ 前記（２）研磨粒子がシリカ、セリア、アルミナ及びチタニアよりなる群から選択された少なくとも１種である、＜４＞又は＜５＞に記載の研磨液、
＜７＞ 前記（２）研磨粒子の濃度が、研磨液の全重量に対して０．１重量％〜１０重量％である、＜４＞〜＜６＞いずれか１つに記載の研磨液、
＜８＞ 前記（２）研磨粒子の一次平均粒径が、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下である、＜４＞〜＜７＞いずれか１つに記載の研磨液、
＜９＞ 前記（３）酸が、化学構造中に少なくとも１つのカルボキシ基を有する、＜４＞〜＜８＞いずれか１つに記載の研磨液、
＜１０＞ 前記研磨液がさらに、（４）カチオン性添加剤を含む、＜１＞〜＜９＞いずれか１つに記載の研磨液、
＜１１＞ 前記（４）カチオン性添加剤が、下記式（Ｉ）又は式（II）で表される、＜１０＞に記載の研磨液、
＜１＞ （１）ホウ素原子（Ｂ）を化学構造中に有する化合物を含むことを特徴とする、Ｓｉを含有する被研磨面平坦化用の化学的機械的研磨液、
＜２＞ 前記（１）ホウ素原子（Ｂ）を化学構造中に有する化合物が、ホウ素原子に結合した少なくとも１つのヒドロキシ基を有する、＜１＞に記載の研磨液、
＜３＞ 前記（１）ホウ素原子（Ｂ）を化学構造中に有する化合物の濃度が、研磨液の全重量に対して０．００１重量％〜３重量％である、＜１＞又は＜２＞に記載の研磨液、
＜４＞ 前記研磨液がさらに、（２）研磨粒子、及び、（３）酸を含む、＜１＞〜＜３＞いずれか１つに記載の研磨液、
＜５＞ 前記（２）研磨粒子が正のζ電位を有する、＜４＞に記載の研磨液、
＜６＞ 前記（２）研磨粒子がシリカ、セリア、アルミナ及びチタニアよりなる群から選択された少なくとも１種である、＜４＞又は＜５＞に記載の研磨液、
＜７＞ 前記（２）研磨粒子の濃度が、研磨液の全重量に対して０．１重量％〜１０重量％である、＜４＞〜＜６＞いずれか１つに記載の研磨液、
＜８＞ 前記（２）研磨粒子の一次平均粒径が、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下である、＜４＞〜＜７＞いずれか１つに記載の研磨液、
＜９＞ 前記（３）酸が、化学構造中に少なくとも１つのカルボキシ基を有する、＜４＞〜＜８＞いずれか１つに記載の研磨液、
＜１０＞ 前記研磨液がさらに、（４）カチオン性添加剤を含む、＜１＞〜＜９＞いずれか１つに記載の研磨液、
＜１１＞ 前記（４）カチオン性添加剤が、下記式（Ｉ）又は式（II）で表される、＜１０＞に記載の研磨液、
＜１２＞ 前記（４）カチオン性添加剤の濃度が、研磨液の全重量に対して０．００００５重量％以上１重量％以下である、＜１０＞又は＜１１＞に記載の研磨液、
＜１３＞ 前記研磨液がさらに、（５）防食剤を含む、＜１＞〜＜１２＞いずれか１つに記載の研磨液、
＜１４＞ 前記（５）防食剤が、ヘテロ環を有する化合物である、＜１３＞に記載の研磨液、
＜１５＞ 前記研磨液がさらに、界面活性剤を含む、＜１＞〜＜１４＞いずれか１つに記載の研磨液、
＜１６＞ ＜１＞〜＜１５＞いずれか１つに記載の研磨液を用いることを特徴とするＳｉを含有する被研磨面平坦化用の化学的機械的研磨方法、
＜１７＞ 研磨定盤上に貼付した研磨パッドに、研磨液を供給する工程、及び、研磨パッドとＳｉを含有する被研磨面とを相対的に移動させて該被研磨面を研磨する工程を有する、＜１６＞に記載の研磨方法、
＜１８＞ 前記Ｓｉを含有する被研磨面が、少なくともＳｉとＯを含む被研磨面である、＜１６＞又は＜１７＞に記載の研磨方法。
＜１３＞ 前記研磨液がさらに、（５）防食剤を含む、＜１＞〜＜１２＞いずれか１つに記載の研磨液、
＜１４＞ 前記（５）防食剤が、ヘテロ環を有する化合物である、＜１３＞に記載の研磨液、
＜１５＞ 前記研磨液がさらに、界面活性剤を含む、＜１＞〜＜１４＞いずれか１つに記載の研磨液、
＜１６＞ ＜１＞〜＜１５＞いずれか１つに記載の研磨液を用いることを特徴とするＳｉを含有する被研磨面平坦化用の化学的機械的研磨方法、
＜１７＞ 研磨定盤上に貼付した研磨パッドに、研磨液を供給する工程、及び、研磨パッドとＳｉを含有する被研磨面とを相対的に移動させて該被研磨面を研磨する工程を有する、＜１６＞に記載の研磨方法、
＜１８＞ 前記Ｓｉを含有する被研磨面が、少なくともＳｉとＯを含む被研磨面である、＜１６＞又は＜１７＞に記載の研磨方法。
本発明によれば、シリコンを含有する被研磨面に対する研磨速度が速く、かつ、研磨による欠陥の発生が抑制できる研磨液、及び、研磨方法を提供することができた。
本発明の研磨液は、（１）ホウ素原子（Ｂ）を構造中に有する化合物を含み、Ｓｉを含有する被研磨面平坦化用の化学的機械的研磨液であることを特徴とする。前記研磨液は、（２）研磨粒子、（３）酸を含むことが好ましく、さらに（４）カチオン性添加剤を含むことが好ましい。本発明の研磨液は、（５）防食剤、界面活性剤を含有することが好ましい。
本発明の研磨液が含有する成分は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
本発明の研磨液が含有する成分は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
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、必要により稀釈された研磨液）のみならず、研磨液の濃縮液をも含有する意である。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稀釈して、研磨に使用されるものである。稀釈倍率は１〜２０体積倍であることが好ましい。本発明において、「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。
なお、以下の説明において、数値範囲を表す「Ａ〜Ｂ」の記載は、「Ａ以上Ｂ以下」を表す。即ち、端点であるＡ及びＢを含む数値範囲を表す。
以下、それぞれの成分について説明する。
なお、以下の説明において、数値範囲を表す「Ａ〜Ｂ」の記載は、「Ａ以上Ｂ以下」を表す。即ち、端点であるＡ及びＢを含む数値範囲を表す。
以下、それぞれの成分について説明する。
（１）ホウ素原子（Ｂ）を化学構造中に有する化合物
本発明の研磨液は、（１）ホウ素原子（Ｂ）を化学構造中に有する化合物（以下、ホウ素を有する化合物、又は、ホウ素化合物ともいう。）を含有する。
前記ホウ素化合物は、構造中に少なくとも１つのホウ素原子を有していれば特に限定されないが、研磨液に対して溶解性を有するものであることが好ましく、研磨液への溶解性の観点から、ホウ素原子に結合した少なくとも１つのヒドロキシ基を有することが好ましい。
前記ホウ素化合物は、好ましくは以下の式（Ａ）で表される。
本発明の研磨液は、（１）ホウ素原子（Ｂ）を化学構造中に有する化合物（以下、ホウ素を有する化合物、又は、ホウ素化合物ともいう。）を含有する。
前記ホウ素化合物は、構造中に少なくとも１つのホウ素原子を有していれば特に限定されないが、研磨液に対して溶解性を有するものであることが好ましく、研磨液への溶解性の観点から、ホウ素原子に結合した少なくとも１つのヒドロキシ基を有することが好ましい。
前記ホウ素化合物は、好ましくは以下の式（Ａ）で表される。
式（Ａ）中、Ｒ1及びＲ2はそれぞれ独立に水素原子、ヒドロキシ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数３〜１０のシクロアルキル基、炭素数６〜２０のアリール基又はこれらを組み合わせた基であり、複数の式（Ａ）で表される化合物がＲ1又はＲ2を介して、若しくは、ホウ素原子同士が直接に、結合していてもよい。
前記炭素数１〜２０のアルキル基は、炭素数１〜１０であることが好ましく、炭素数１〜８であることがより好ましく、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、ノニル基、デシル基が例示できる。前記アルキル基は直鎖状でも分岐状でもよい。
前記炭素数２〜２０のアルケニル基は、炭素数２〜１０であることが好ましく、エチニル基、プロペニル基が挙げられる。
前記炭素数２〜２０のアルケニル基は、炭素数２〜１０であることが好ましく、エチニル基、プロペニル基が挙げられる。
前記炭素数３〜１０のシクロアルキル基は、炭素数５〜１０であることが好ましく、シクロヘキシル基、シクロペンチル基が例示でき、シクロヘキシル基が好ましい。
前記炭素数６〜２０のアリール基は、炭素数６〜１０であることが好ましく、フェニル基、ナフチル基が例示できる。
前記炭素数６〜２０のアリール基は、炭素数６〜１０であることが好ましく、フェニル基、ナフチル基が例示できる。
以下に、本発明で好適に使用されるホウ素化合物を例示するが、本発明はこれに限定されるものではない。
これらの中でも、（Ａ−１）、（Ａ−２）、（Ａ−３）、（Ａ−４）、（Ａ−５）、（Ａ−９）が好ましく、より好ましくは（Ａ−１）、（Ａ−２）、（Ａ−４）であり、さらに好ましくは（Ａ−１）、（Ａ−４）である。
研磨に使用する際の研磨液（即ち、水又は水溶液で稀釈する場合は、稀釈後の研磨液。以降、「研磨に使用する際の研磨液」も同意である。）が、研磨液の全重量に対して、前記ホウ素化合物を０．００１〜３重量％含有することが好ましく、０．０１〜３重量％含有することがより好ましく、０．１〜３重量％含有することがさらに好ましい。
ホウ素化合物の含有量が０．００１重量％以上であると、研磨速度の向上の効果が得られるので好ましい。また、ホウ素化合物の含有量が３重量％以下であると、研磨液への溶解性に優れるので好ましい。
ホウ素化合物の含有量が０．００１重量％以上であると、研磨速度の向上の効果が得られるので好ましい。また、ホウ素化合物の含有量が３重量％以下であると、研磨液への溶解性に優れるので好ましい。
前記ホウ素化合物の水に対する溶解性は０．１ｇ／Ｌ以上であることが好ましく、０．１〜１０ｇ／Ｌであることがより好ましく、０．５〜１０ｇ／Ｌであることがさらに好ましい。
ホウ素化合物の水に対する溶解性が上記範囲内であると、研磨に使用する際の研磨液における析出が抑制され、高い研磨速度を得ることができるので好ましい。
ホウ素化合物の水に対する溶解性が上記範囲内であると、研磨に使用する際の研磨液における析出が抑制され、高い研磨速度を得ることができるので好ましい。
（２）研磨粒子
本発明の研磨液は、（２）研磨粒子を含有することが好ましい。
（２）研磨粒子（砥粒）としては、シリカ、セリア、アルミナ、チタニア、ジルコニア、ゲルマニア、炭化ケイ素等の無機物砥粒、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。
これらの中でも、シリカ、セリア、アルミナ、及びチタニアよりなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましく、研磨液中での分散安定性がよく、ＣＭＰにより発生する研磨傷（スクラッチ）の発生数の少ない点で、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）が好ましい。シリカとしては、研磨速度が高いためにコロイダルシリカ又はフュームドシリカが好ましく、さらに好ましくはコロイダルシリカである。さらに研磨速度向上の観点で、会合した研磨粒子を使用することがより好ましい。
本発明の研磨液は、（２）研磨粒子を含有することが好ましい。
（２）研磨粒子（砥粒）としては、シリカ、セリア、アルミナ、チタニア、ジルコニア、ゲルマニア、炭化ケイ素等の無機物砥粒、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。
これらの中でも、シリカ、セリア、アルミナ、及びチタニアよりなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましく、研磨液中での分散安定性がよく、ＣＭＰにより発生する研磨傷（スクラッチ）の発生数の少ない点で、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）が好ましい。シリカとしては、研磨速度が高いためにコロイダルシリカ又はフュームドシリカが好ましく、さらに好ましくはコロイダルシリカである。さらに研磨速度向上の観点で、会合した研磨粒子を使用することがより好ましい。
また、本発明の研磨液に含まれる研磨粒子は、動的光散乱法により求められる体積一次平均粒径が５〜２００ｎｍの範囲であることが好ましく、１０〜１００ｎｍであることがより好ましく、１０〜８０ｎｍであることがさらに好ましい。体積一次平均粒径が上記範囲内であると、研磨速度が速く、また、分散性に優れるので好ましい。
上記粒子の体積平均粒径は動的光散乱法によって求められる。具体的には、動的光散乱法を採用した粒度分布測定装置（堀場製作所社製、ＬＢ−５００）を用いて測定することができる。
上記粒子の体積平均粒径は動的光散乱法によって求められる。具体的には、動的光散乱法を採用した粒度分布測定装置（堀場製作所社製、ＬＢ−５００）を用いて測定することができる。
本発明の研磨液において、研磨粒子の濃度は、研磨に使用する際の研磨液の全重量に対して０．１〜１０重量％であることが好ましく、０．１〜８重量％であることがより好ましく、０．５〜５重量％であることがさらに好ましい。
研磨粒子の濃度が０．１重量％以上であると、充分な研磨速度が得られ、１０重量％以下であると保存安定性に優れるので好ましい。
研磨粒子の濃度が０．１重量％以上であると、充分な研磨速度が得られ、１０重量％以下であると保存安定性に優れるので好ましい。
本発明において、研磨粒子として好適に使用されるコロイダルシリカについて詳述する。上記コロイダルシリカはよく知られている製造法によって得ることができる。金属酸化物粒子の湿式製造法としては、例えば、金属アルコキシドを出発物質として、これを加水分解する方法によってコロイダル粒子が得られており、具体的には、アルコールを混合したアルカリ水溶液中に正珪酸メチルを、ある決まった速度で滴下して加水分解を起こさせ、粒成長の時期とクエンチによって粒成長を止める時期を経てコロイダルシリカを作製することができる。その他にアルミニウムやチタンなどのアルコキシドを用いてコロイド粒子が作製されている。この場合、一般的にはシリコンアルコキシドを用いるよりも加水分解速度が速く、超微細粒子を作製する際には都合がよい。
また、金属酸化物の乾式製造法としては、金属の塩化物を酸水素火炎中へ導入し、この脱塩素化された金属を酸化させる反応によってヒュームド粒子を得ることができる。さらには、目的物質に含有させたい金属あるいは合金を粉砕して粉体とし、支燃性ガスを含む酸素火炎中にこれを投入して、金属の酸化熱によって連続的な反応を起こさせ、微細な酸化物粒子を得る方法も実用化されている。これら燃焼法によって作製された粒子は、高熱にさらされた後急冷されるため粒子がアモルファス化しており、また湿式粒子に比較すると内部に水酸基などの不純物が少ないために一般的に固体の密度が高く、また表面の水酸基の密度も低いことが特徴である。
前述の窒化物は、例えば前記酸化物をカーボンなどの還元剤と共に窒素雰囲気中で昇温させることによって得ることができる。この場合、還元反応を起こさせながらも粒子間の溶着を起こさないように反応器内の温度分布を如何に均一にさせるかが非常に重要である。溶着を起こした粒子を含んでいる場合は、これらの粉体に速度エネルギーを与え、遮蔽版に衝突させることによって分散させる方法や、強固な凝集体の場合は、溶媒中に分散させてスラリー化したものを高圧ホモジナイザーなどの装置を用いて物理エネルギーを与え分散させる方法が一般的に行われている。
前記研磨粒子は、正のζ電位を有することが好ましい。研磨粒子は、表面が正のζ電位を示していることがより好ましく、後述する（４）カチオン性添加剤が表面に吸着していることがさらに好ましい。本発明において、研磨粒子は、（４）カチオン性添加剤が表面に吸着し、表面が正のζ電位を有するコロイダルシリカであることが特に好ましい。
研磨粒子の表面のζ電位は、例えば、電気泳動法、超音波振動法等の手段により測定することができる。具体的な測定機器としては、ＤＴ−１２００（日本ルフト社製）等を使用することができる。
本発明において、表面が正のζ電位を有するコロイダルシリカの含有量が、全研磨粒子の５０重量％以上であることが好ましく、より好ましくは８０重量％以上であり、含有される研磨粒子の全てが表面が正のζ電位を有するコロイダルシリカであることがさらに好ましい。
（３）酸
本発明の研磨液は、（３）酸を含有することが好ましい。前記酸は、化学構造中に少なくとも１つのカルボキシ基を有する化合物であることが好ましい。
本発明の研磨液は、（３）酸を含有することが好ましい。前記酸は、化学構造中に少なくとも１つのカルボキシ基を有する化合物であることが好ましい。
〔カルボキシ基を有する化合物〕
本発明の研磨液には、化学構造中に少なくとも１つのカルボキシ基を有する化合物（以下、適宜「有機酸」と称する。）を含有することが好ましい。カルボキシ基を有する化合物としては、分子内に少なくとも１つのカルボキシ基を有する化合物であれば特に制限はないが、研磨速度向上の観点から、下記式（IV）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。
本発明の研磨液には、化学構造中に少なくとも１つのカルボキシ基を有する化合物（以下、適宜「有機酸」と称する。）を含有することが好ましい。カルボキシ基を有する化合物としては、分子内に少なくとも１つのカルボキシ基を有する化合物であれば特に制限はないが、研磨速度向上の観点から、下記式（IV）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。
式（IV）中、Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立に炭化水素基を表す。Ｒ1及びＲ2は互いに結合して環状構造を形成していてもよい。
Ｒ1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）、炭素数６〜１０のアリール基（例えば、フェニル基等）、炭素数１〜１０のアルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基等）、炭素数６〜１０のアリールオキシ基（例えばフェノキシ基等）などが好ましい。
Ｒ2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）、炭素数６〜１０のアリーレン基（例えば、フェニレン基等）、炭素数１〜１０のアルキレンオキシ基（例えば、エチレンオキシ基等）などが好ましい。
Ｒ1及びＲ2で表される炭化水素基はさら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、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数１〜６のアルコキシ基、カルボキシ基、などが挙げられ、置換基としてカルボキシ基を有する場合、この化合物は複数のカルボキシ基を有することになる。
また、Ｒ1とＲ2は互いに結合して、環状構造を形成していてもよい。
Ｒ1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）、炭素数６〜１０のアリール基（例えば、フェニル基等）、炭素数１〜１０のアルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基等）、炭素数６〜１０のアリールオキシ基（例えばフェノキシ基等）などが好ましい。
Ｒ2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）、炭素数６〜１０のアリーレン基（例えば、フェニレン基等）、炭素数１〜１０のアルキレンオキシ基（例えば、エチレンオキシ基等）などが好ましい。
Ｒ1及びＲ2で表される炭化水素基はさら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、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数１〜６のアルコキシ基、カルボキシ基、などが挙げられ、置換基としてカルボキシ基を有する場合、この化合物は複数のカルボキシ基を有することになる。
また、Ｒ1とＲ2は互いに結合して、環状構造を形成していてもよい。
前記式（IV）で表される化合物としては、例えば、クエン酸、２−フランカルボン酸、ジグリコール酸、メトキシ酢酸、メトキシフェニル酢酸、フェノキシ酢酸、などが挙げられ、中でも、被研磨面を高速で研磨する観点から、クエン酸、２−フランジカルボン酸、ジグリコール酸、メトキシ酢酸が好ましい。
本発明の研磨液において、カルボキシ基を有する化合物（好ましくは、式（IV）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重量に対して、０．１重量％以上５重量％以下が好ましく、０．５重量％以上２重量％以下がより好ましい。即ち、このようなカルボキシ基を有する化合物（有機酸）の含有量は、十分な研磨速度を達成する点で、０．１重量％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重量％以下が好ましい。
（４）カチオン性添加剤
本発明の研磨液は、（４）カチオン性添加剤を含有することが好ましい。
本発明において、カチオン性添加剤としては、四級アンモニウムカチオンであることが好ましく、分子構造中に１つ又は２つの四級窒素を含む構造であれば、特に限定されない。
中でも、十分な研磨速度の向上を達成する観点から、下記式（Ｉ）又は式（II）で表されるカチオンであることが好ましい。
本発明の研磨液は、（４）カチオン性添加剤を含有することが好ましい。
本発明において、カチオン性添加剤としては、四級アンモニウムカチオンであることが好ましく、分子構造中に１つ又は２つの四級窒素を含む構造であれば、特に限定されない。
中でも、十分な研磨速度の向上を達成する観点から、下記式（Ｉ）又は式（II）で表されるカチオンであることが好ましい。
式（Ｉ）及び式（II）中、Ｒ1〜Ｒ10はそれぞれ独立に、炭素数２０以下のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基、又は、アラルキル基を表し、Ｒ1〜Ｒ10のうち２つが互いに結合して環状構造を形成していてもよい。Ｍは、炭素数１０以下ののアルキレン基、アルキニレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、又はこれらを２以上組み合わせた基を表す。ｎは２以上の整数を表す。
また、上記式（Ｉ）及び式（II）中、Ｒ1〜Ｒ4、Ｒ5〜Ｒ7、Ｒ8〜Ｒ10のうち２つが互いに結合して形成する環状構造は、脂環でも芳香環でもよい。
さらに、複数の式（Ｉ）で表される化合物が、Ｒ1〜Ｒ4のいずれかを介して互いに結合した化合物であってもよく、複数の式（II）で表される化合物が、Ｒ5〜Ｒ10のいずれかを介して互いに結合した化合物であってもよい。
さらに、複数の式（Ｉ）で表される化合物が、Ｒ1〜Ｒ4のいずれかを介して互いに結合した化合物であってもよく、複数の式（II）で表される化合物が、Ｒ5〜Ｒ10のいずれかを介して互いに結合した化合物であってもよい。
前記炭素数２０以下のアルキル基としては、炭素数１〜２０であり、好ましくは炭素数１〜１０であり、より好ましくは炭素数１〜６である。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、前記炭素数２０以下のアルケニル基としては、炭素数２〜２０であり、炭素数２〜１０のものが好ましく、具体的には、ビニル基、プロピニル基等が挙げられる。
また、前記炭素数２０以下のアルケニル基としては、炭素数２〜２０であり、炭素数２〜１０のものが好ましく、具体的には、ビニル基、プロピニル基等が挙げられる。
前記炭素数２０以下のアルキニル基としては、炭素数２〜２０であり、好ましくは炭素数２〜１０であり、より好ましくは炭素数２〜６である。具体的には、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基が挙げられる。
前記炭素数２０以下のシクロアルキル基としては、炭素数３〜２０であり、炭素数５〜１０であることが好ましく、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。
前記炭素数２０以下のアリール基は、炭素数６〜２０であり、炭素数６〜１０であることが好ましく、具体的には、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、メチルベンジル基、フェネチル基が挙げられ、中でも、ベンジル基が好ましい。
前記炭素数２０以下のシクロアルキル基としては、炭素数３〜２０であり、炭素数５〜１０であることが好ましく、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。
前記炭素数２０以下のアリール基は、炭素数６〜２０であり、炭素数６〜１０であることが好ましく、具体的には、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、メチルベンジル基、フェネチル基が挙げられ、中でも、ベンジル基が好ましい。
上記の各基は、さら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。
上記式（II）におけるＭは、炭素数１〜１０のアルキレン基、アルキニレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、又はこれらの基を２以上組み合わせた基を表す。
なお、Ｍ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）−、−Ｎ＋Ｒ’Ｒ”−を含んでいてもよい。
ここで、Ｒ’及びＲ”はそれぞれ独立に炭素数２０以下のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基、又は、アラルキル基を表し、好ましい範囲は式（Ｉ）におけるＲ1と同様である。
なお、Ｍ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）−、−Ｎ＋Ｒ’Ｒ”−を含んでいてもよい。
ここで、Ｒ’及びＲ”はそれぞれ独立に炭素数２０以下のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基、又は、アラルキル基を表し、好ましい範囲は式（Ｉ）におけるＲ1と同様である。
前記炭素数１０以下のアルキレン基は、炭素数１〜１０であり、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。
前記炭素数１０以下のアルキニレン基は、炭素数２〜１０であり、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。
前記炭素数１０以下のシクロアルキレン基は、炭素数３〜１０であり、炭素数５〜１０であることが好ましく、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。
前記炭素数１０以下のアリーレン基は、炭素数６〜１０であり、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。
前記炭素数１０以下のアルキニレン基は、炭素数２〜１０であり、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。
前記炭素数１０以下のシクロアルキレン基は、炭素数３〜１０であり、炭素数５〜１０であることが好ましく、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。
前記炭素数１０以下のアリーレン基は、炭素数６〜１０であり、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。
上記の各連結基はさら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。
Ｘは、カウンターアニオン（対アニオン）を表し、典型的なアニオンとしては、硝酸イオン、硫酸イオン、ハロゲン化物イオン（たとえば臭化物イオン、塩化物イオン、フッ化物イオン及びヨウ化物イオン）、クエン酸イオン、リン酸イオン、シュウ酸イオン、フタル酸イオン、マレイン酸イオン、グルコン酸イオン、フマル酸イオン、酒石酸イオン、リンゴ酸イオン、グリコール酸イオン、水酸化物イオン、酢酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、ホウ酸イオン、乳酸イオン、チオシアン酸イオン、シアン酸イオン、硫酸イオン、ケイ酸イオン、過ハロゲン化物イオン（たとえば過臭素酸イオン、過塩素酸イオン及び過ヨウ素酸イオン）、クロム酸イオン等、ｐ−トルエンスルホン酸イオン、ベンゼンスルホン酸イオン、メタンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、エタンスルホン酸イオン、ジグリコール酸イオン、２、５−フランカルボン酸イオン、２−テトラヒドロフランカルボン酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオンが挙げられる。
この中で特に、研磨後の腐食を抑制する観点から対アニオンとしてはジ四級アンモニウムカチオンの対アニオンが硝酸イオン、クエン酸イオン、リン酸イオン、シュウ酸イオン、フタル酸イオン、マレイン酸イオン、フマル酸イオン、酒石酸イオン、リンゴ酸イオン、グリコール酸イオン、水酸化物イオン、酢酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、乳酸イオン、硫酸イオン、ケイ酸イオン、ｐ−トルエンスルホン酸イオン、ベンゼンスルホン酸イオン、メタンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、エタンスルホン酸イオン、ジグリコール酸イオン、２、５−フランカルボン酸イオン、２−テトラヒドロフランカルボン酸イオン、ホウ酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオンが好ましい。
この中で特に、研磨後の腐食を抑制する観点から対アニオンとしてはジ四級アンモニウムカチオンの対アニオンが硝酸イオン、クエン酸イオン、リン酸イオン、シュウ酸イオン、フタル酸イオン、マレイン酸イオン、フマル酸イオン、酒石酸イオン、リンゴ酸イオン、グリコール酸イオン、水酸化物イオン、酢酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、乳酸イオン、硫酸イオン、ケイ酸イオン、ｐ−トルエンスルホン酸イオン、ベンゼンスルホン酸イオン、メタンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、エタンスルホン酸イオン、ジグリコール酸イオン、２、５−フランカルボン酸イオン、２−テトラヒドロフランカルボン酸イオン、ホウ酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオンが好ましい。
以下、カチオン性添加剤の具体例〔例示化合物（Ａ１）〜（Ａ７７）〕を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下の例では対アニオンの記載を省略しているが、電気的に中性となるように、上記の対アニオンから適宜選択することができる。
上記例示化合物におけるｎは０〜１００の整数を、ａ、ｂ、ｘ及びｙは０以上の整数を示す。
上述のようなカチオン性添加剤の中でも、研磨液中の分散安定性の点から、Ａ１〜Ａ８、Ａ１１、Ａ１２、Ａ２２、Ａ５１、Ａ６６がより好ましく、Ａ１〜Ａ８、Ａ５１、Ａ６６がさらに好ましい。
本発明におけるカチオン性添加剤は、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。
また、一般販売試薬としての購入も可能である。
本発明において、カチオン性添加剤の添加量は、研磨に使用する際の研磨液に対して、０．００００５重量％以上１０重量％以下が好ましく、０．００００５重量％以上１重量％以下がより好ましい。即ち、このような特定カチオンの添加量は、研磨速度を十分に向上させる観点で、０．００００５重量％以上が好ましく、十分なスラリーの安定性の観点で、１０重量％以下が好ましい。
（５）防食剤
本発明の研磨液は、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（５）防食剤（腐食抑制剤ともいう。）を含有することが好ましい。本発明に用いることができる防食剤としては、研磨対象の金属表面に不動態膜を形成する化合物が選択され、具体的には、複素環化合物を挙げることができる。
本発明の研磨液は、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（５）防食剤（腐食抑制剤ともいう。）を含有することが好ましい。本発明に用いることができる防食剤としては、研磨対象の金属表面に不動態膜を形成する化合物が選択され、具体的には、複素環化合物を挙げることができる。
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、及び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１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する。
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。
本発明で用いうる複素環化合物の複素環の環員数は特に限定されず、単環化合物で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、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又は３である。
本発明で用いうる複素環化合物の複素環の環員数は特に限定されず、単環化合物で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、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又は３である。
これらの複素環として、具体的には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。
例えば、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、テトラゾール環が挙げられる。
例えば、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、テトラゾール環が挙げられる。
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。
例えば、１，２，３，４−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、１Ｈ−テトラゾール−５−酢酸、１Ｈ−テトラゾール−５−コハク酸、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、４−カルボキシ−１Ｈ−１，２，３−トリアゾール、４，５−ジカルボキシ−１Ｈ−１，２，３−トリアゾール、１Ｈ−１，２，３−トリアゾール−４−酢酸、４−カルボキシ−５−カルボキシメチル−１Ｈ−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、３−カルボキシ−１，２，４−トリアゾール、３，５−ジカルボキシ−１，２，４−トリアゾール、１，２，４−トリアゾール−３−酢酸、１Ｈ−ベンゾトリアゾール、１Ｈ−ベンゾトリアゾール−５−カルボン酸、ベンゾトリアゾール、１，２，３−ベンゾトリアゾール、５，６−ジメチル−１，２，３−ベンゾトリアゾール、１−（１，２−ジカルボキシエチル）ベンゾトリアゾール、１−［Ｎ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）アミノメチル］ベンゾトリアゾール、１−（ヒドロキシメチル）ベンゾトリアゾール等が挙げられる。中でも、１，２，３−ベンゾトリアゾール、５−メチル−１，２，３−ベンゾトリアゾール、５，６−ジメチル−１，２，３−ベンゾトリアゾール、１−（１，２−ジカルボキシエチル）ベンゾトリアゾール、１−［Ｎ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）アミノメチル］ベンゾトリアゾール、及び１−（ヒドロキシメチル）ベンゾトリアゾールから選ばれることがより好ましい。
これらの防食剤は、単独で使用することも、２種以上併用することも可能である。
例えば、１，２，３，４−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、１Ｈ−テトラゾール−５−酢酸、１Ｈ−テトラゾール−５−コハク酸、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、４−カルボキシ−１Ｈ−１，２，３−トリアゾール、４，５−ジカルボキシ−１Ｈ−１，２，３−トリアゾール、１Ｈ−１，２，３−トリアゾール−４−酢酸、４−カルボキシ−５−カルボキシメチル−１Ｈ−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、３−カルボキシ−１，２，４−トリアゾール、３，５−ジカルボキシ−１，２，４−トリアゾール、１，２，４−トリアゾール−３−酢酸、１Ｈ−ベンゾトリアゾール、１Ｈ−ベンゾトリアゾール−５−カルボン酸、ベンゾトリアゾール、１，２，３−ベンゾトリアゾール、５，６−ジメチル−１，２，３−ベンゾトリアゾール、１−（１，２−ジカルボキシエチル）ベンゾトリアゾール、１−［Ｎ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）アミノメチル］ベンゾトリアゾール、１−（ヒドロキシメチル）ベンゾトリアゾール等が挙げられる。中でも、１，２，３−ベンゾトリアゾール、５−メチル−１，２，３−ベンゾトリアゾール、５，６−ジメチル−１，２，３−ベンゾトリアゾール、１−（１，２−ジカルボキシエチル）ベンゾトリアゾール、１−［Ｎ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）アミノメチル］ベンゾトリアゾール、及び１−（ヒドロキシメチル）ベンゾトリアゾールから選ばれることがより好ましい。
これらの防食剤は、単独で使用することも、２種以上併用することも可能である。
本発明の研磨液における複素環化合物の含有量としては、総量として、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）１Ｌ中、０．０００１〜１．５ｍｏｌの範囲が好ましく、より好ましくは０．０００５〜１．０ｍｏｌの範囲、さらに好ましくは０．０００５〜０．８ｍｏｌの範囲である。上記範囲内であれば、研磨速度がより優れ、かつスクラッチもより抑制される。
（６）その他の成分
本発明の研磨液は、（６）その他の成分を含有することができる。その他の成分としては、界面活性剤、酸化剤、ｐＨ調整剤、キレート剤等が例示できる。
本発明の研磨液は、（６）その他の成分を含有することができる。その他の成分としては、界面活性剤、酸化剤、ｐＨ調整剤、キレート剤等が例示できる。
＜界面活性剤＞
本発明の研磨液は、界面活性剤を含有するのが好ましい。
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制御することができる。界面活性剤としては、陰イオン系界面活性剤、又は陽イオン界面活性剤が好ましく用いられる。
本発明の研磨液は、界面活性剤を含有するのが好ましい。
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制御することができる。界面活性剤としては、陰イオン系界面活性剤、又は陽イオン界面活性剤が好ましく用いられる。
陰イオン系界面活性剤の具体例としては、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、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。
陽イオン系界面活性剤の具体例としては、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。
本発明に使用しうる陰イオン系界面活性剤としては、前記スルホン酸塩以外にも、カルボン酸塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル塩が好ましく挙げられる。
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。
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。
界面活性剤の添加量は、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とすることがさらに好ましい。即ち、界面活性剤の添加量は、充分な効果を得る上で、０．００１ｇ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。
＜酸化剤＞
本発明の研磨液は、酸化剤を含有することができる。
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。
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。
本発明の研磨液は、酸化剤を含有することができる。
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。
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。
酸化剤の添加量は、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。
＜ｐＨ調整剤＞
本発明の研磨液は、ｐＨ２．０〜５．５であることが好ましく、ｐＨ２．０〜４．５の範囲であることがより好ましい。研磨液のｐＨをこの範囲に制御することで、層間絶縁膜の研磨速度調整をより顕著に行うことが可能になる。
ｐＨを上記好ましい範囲に調整するために、アルカリ／酸又は緩衝剤が用いられる。本発明の研磨液は、ｐＨがこの範囲において優れた効果を発揮する。
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。
本発明の研磨液は、ｐＨ２．０〜５．５であることが好ましく、ｐＨ２．０〜４．５の範囲であることがより好ましい。研磨液のｐＨをこの範囲に制御することで、層間絶縁膜の研磨速度調整をより顕著に行うことが可能になる。
ｐＨを上記好ましい範囲に調整するために、アルカリ／酸又は緩衝剤が用いられる。本発明の研磨液は、ｐＨがこの範囲において優れた効果を発揮する。
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。
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。
＜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（即ち硬水軟化剤）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。
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（即ち硬水軟化剤）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。
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よく、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。
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よく、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。
（研磨方法）
本発明の研磨方法は、Ｓｉを含有する被研磨面平坦化用の化学的機械的研磨方法であり、本発明の研磨液を用いることを特徴とする。
また、被研磨面は、少なくともＳｉ及びＯを含む被研磨面であることが好ましい。
本発明の研磨液は、１．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、２．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。
本発明の研磨液を用いた研磨方法にはいずれの場合の研磨液も適用可能である。
この研磨方法は、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と接触させて、被研磨面と研磨パッドを相対運動させる方法である。
本発明の研磨方法は、Ｓｉを含有する被研磨面平坦化用の化学的機械的研磨方法であり、本発明の研磨液を用いることを特徴とする。
また、被研磨面は、少なくともＳｉ及びＯを含む被研磨面であることが好ましい。
本発明の研磨液は、１．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、２．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。
本発明の研磨液を用いた研磨方法にはいずれの場合の研磨液も適用可能である。
この研磨方法は、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と接触させて、被研磨面と研磨パッドを相対運動させる方法である。
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、絶縁膜（熱酸化膜）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。
研磨している間、研磨パッドには、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、流水中でよく洗浄された後、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。
研磨終了後の被研磨体は、流水中でよく洗浄された後、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。
本発明において、前記１．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。水溶液は、予め、ホウ素化合物、研磨粒子、酸、カチオン性添加剤等のうち少なくとも１つ以上を含有した水であり、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。
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。
また、濃縮液に水又は水溶液を加え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、混合し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通常に行われている方法を採用することができる。
研磨液の供給速度は１０〜１，０００ｍｌ／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。
さらに、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。
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。
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。
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、さらに、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。
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。
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。
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。
〔パッド〕
本発明の研磨方法に適用しうる研磨用の研磨パッドは、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、後者はさらに独立発泡体（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。
さらに、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。
本発明の研磨方法に適用しうる研磨用の研磨パッドは、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、後者はさらに独立発泡体（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。
さらに、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。
〔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。
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。
〔被研磨面（被研磨膜）〕
本発明の研磨液は、Ｓｉを含有する被研磨面を平坦化するに好適である。該Ｓｉを含有する被研磨面としては、ＳｉとＯを含む被研磨面であることが好ましく、酸化シリコンを主成分とするものであることがさらに好ましい。
具体的には、シリコンフェア上の絶縁膜（熱酸化膜、プラズマ酸化膜）、光学素子、ディスク基板、ガラス基板等が例示でき、特に限定されない。
本発明の研磨液は、Ｓｉを含有する被研磨面を平坦化するに好適である。該Ｓｉを含有する被研磨面としては、ＳｉとＯを含む被研磨面であることが好ましく、酸化シリコンを主成分とするものであることがさらに好ましい。
具体的には、シリコンフェア上の絶縁膜（熱酸化膜、プラズマ酸化膜）、光学素子、ディスク基板、ガラス基板等が例示でき、特に限定されない。
〔研磨装置〕
本発明の研磨液を用いて研磨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（Ｓｐｅｅｄｆａｍ ＩＰＥＣ）などを挙げることができる。
本発明の研磨液を用いて研磨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（Ｓｐｅｅｄｆａｍ ＩＰＥＣ）などを挙げることができる。
以下、実施例によって本発明をより詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔実施例１〕
下記に示す組成の研磨液を調製し、研磨実験を行った。
＜組成（１）＞
・（１）ホウ酸 ３．０ｇ／Ｌ
・（２）研磨粒子１（コロイダルシリカ） １００ｇ／Ｌ
（二次粒子径：６５ｎｍ、ＰＬ３スラリー、扶桑化学工業社製）
・（３）カルボキシ基を有する化合物：クエン酸 ０．５ｇ／Ｌ
（和光純薬工業（株）製）
・純水を加えた全量 １，０００ｍＬ
ｐＨ（アンモニア水と硝酸で調整） ２．０
下記に示す組成の研磨液を調製し、研磨実験を行った。
＜組成（１）＞
・（１）ホウ酸 ３．０ｇ／Ｌ
・（２）研磨粒子１（コロイダルシリカ） １００ｇ／Ｌ
（二次粒子径：６５ｎｍ、ＰＬ３スラリー、扶桑化学工業社製）
・（３）カルボキシ基を有する化合物：クエン酸 ０．５ｇ／Ｌ
（和光純薬工業（株）製）
・純水を加えた全量 １，０００ｍＬ
ｐＨ（アンモニア水と硝酸で調整） ２．０
（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：６４ｒｐｍ
ヘッド回転数：６５ｒｐｍ
研磨圧力：１８．３８ｋＰａ
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
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：６４ｒｐｍ
ヘッド回転数：６５ｒｐｍ
研磨圧力：１８．３８ｋＰａ
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
＜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（熱酸化膜ＳｉＯ）を成膜した８インチウエハをそれぞれ６ｃｍ×６ｃｍにカットしたカットウエハを使用した。
研磨速度は、ＣＭＰ前後における熱酸化膜ＳｉＯの膜厚をそれぞれ測定し、以下の式から換算することで求めた。
研磨速度（ｎｍ／分）＝（研磨前の膜厚−研磨後の膜厚）／研磨時間
結果を以下に示す。
研磨速度評価用のウエハとして、Ｓｉ基板上に研磨対象物（熱酸化膜ＳｉＯ）を成膜した８インチウエハをそれぞれ６ｃｍ×６ｃｍにカットしたカットウエハを使用した。
研磨速度は、ＣＭＰ前後における熱酸化膜ＳｉＯの膜厚をそれぞれ測定し、以下の式から換算することで求めた。
研磨速度（ｎｍ／分）＝（研磨前の膜厚−研磨後の膜厚）／研磨時間
結果を以下に示す。
〔実施例２〜５、比較例１〜３〕
実施例２〜５、比較例１〜３では、ホウ素を含む化合物の添加量及びｐＨを表１のように変更した以外は実施例１と同様にしてＳｉ熱酸化膜の研磨を行った。結果を表１に示す。
実施例２〜５、比較例１〜３では、ホウ素を含む化合物の添加量及びｐＨを表１のように変更した以外は実施例１と同様にしてＳｉ熱酸化膜の研磨を行った。結果を表１に示す。
表１の結果から、実施例１〜５において、ホウ素を含む化合物（表１においては、ホウ酸）が添加された研磨液では、研磨速度が大きく向上した。これに対し、ホウ酸が添加されていない比較例１〜３の研磨液では、研磨速度が遅かった。
また、研磨粒子としてコロイダルシリカを使用した上記の実施例及び比較例では、ｐＨを下げると研磨粒子のζ電位が正になる傾向があり、特にζ電位が正である実施例１〜３では、高い研磨速度が得られた。
また、研磨粒子としてコロイダルシリカを使用した上記の実施例及び比較例では、ｐＨを下げると研磨粒子のζ電位が正になる傾向があり、特にζ電位が正である実施例１〜３では、高い研磨速度が得られた。
〔実施例６〜１０、比較例４〜９〕
使用する研磨粒子及びホウ素を含む化合物の使用量を表２に記載の研磨粒子に変更した以外は実施例１と同様にしてＳｉ熱酸化膜の研磨速度を測定した。実施例１の結果とともに、結果を表２に示す。
また、表２で使用した研磨粒子１〜６を表３に示す。
使用する研磨粒子及びホウ素を含む化合物の使用量を表２に記載の研磨粒子に変更した以外は実施例１と同様にしてＳｉ熱酸化膜の研磨速度を測定した。実施例１の結果とともに、結果を表２に示す。
また、表２で使用した研磨粒子１〜６を表３に示す。
ホウ素化合物を含有する研磨液を使用した実施例１、６〜１０では、ホウ素化合物（ホウ酸）の添加によって研磨速度が大きく向上した。一方、ホウ素を含む化合物が未添加である比較例４〜９では、研磨速度が遅かった。
また、実施例１、６〜１０の結果から、特に研磨粒子として会合した研磨粒子（ＰＬ３Ｈ）を使用した場合に研磨速度が向上した。
また、実施例１、６〜１０の結果から、特に研磨粒子として会合した研磨粒子（ＰＬ３Ｈ）を使用した場合に研磨速度が向上した。
〔実施例１１〜１５、比較例１０〜１４〕
実施例１１〜１５は、使用する研磨粒子、ｐＨを表４に示すように変更した以外は実施例１と同様にして評価を行った。また、比較例１０〜１４は、使用する研磨粒子及びｐＨを表４に示すように変更した以外は比較例４と同様にして評価を行った。実施例１及び比較例４とともに、結果を以下の表４に示す。また、表４で使用した研磨粒子を表５に示す。
実施例１１〜１５は、使用する研磨粒子、ｐＨを表４に示すように変更した以外は実施例１と同様にして評価を行った。また、比較例１０〜１４は、使用する研磨粒子及びｐＨを表４に示すように変更した以外は比較例４と同様にして評価を行った。実施例１及び比較例４とともに、結果を以下の表４に示す。また、表４で使用した研磨粒子を表５に示す。
使用する研磨粒子をセリア、アルミナ、チタニアに変更した場合であっても、ホウ素化合物を含有する研磨液を使用した実施例１、１１〜１５では、ホウ素化合物（ホウ酸）の添加によって研磨速度が大きく向上した。一方、ホウ素を含む化合物が未添加である比較例４、１０〜１４では、研磨速度が遅かった。
〔実施例１６〜１９〕
使用するホウ素化合物の量を表６に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして評価を行った。実施例１及び比較例４とともに、結果を以下の表６に示す。
使用するホウ素化合物の量を表６に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして評価を行った。実施例１及び比較例４とともに、結果を以下の表６に示す。
ホウ素化合物（ホウ酸）を添加した実施例１、１６〜１９では、Ｓｉ熱酸化膜の研磨速度が向上した。これに対しホウ素化合物を未添加の比較例４では、研磨速度が遅かった。
〔実施例２０〜３５、比較例１５、１６〕
研磨液を表７に示す成分を含有し、所定のｐＨに調整した研磨液に変更した以外は実施例１と同様にして評価を行った。
なお、表７中ＤＢＳＡは、ドデシルベンゼンスルホン酸を意味する。
研磨液を表７に示す成分を含有し、所定のｐＨに調整した研磨液に変更した以外は実施例１と同様にして評価を行った。
なお、表７中ＤＢＳＡは、ドデシルベンゼンスルホン酸を意味する。
〔実施例３６〜４１、比較例１６〜２０〕
研磨液は、表８に示す各成分を含有し、ｐＨを表８に記載のように調整した研磨液を使用した。
続いて、Ｓｉ基板上に研磨対象物（ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）及びＣｕ）を成膜した１２インチウエハを用意し、評価を行った。
（評価方法）
研磨装置として荏原製作所社製装置「ＦＲＥＸ３００」を使用し、下記の条件で、スラリーを供給しながら、研磨対象物として上記ウエハを研磨した。
テ−ブル回転数： ９０ｒｐｍ
ヘッド回転数： ８５ｒｐｍ
研磨圧力： ７０ｈＰａ
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： ３００ｍｌ／ｍｉｎ
研磨液は、表８に示す各成分を含有し、ｐＨを表８に記載のように調整した研磨液を使用した。
続いて、Ｓｉ基板上に研磨対象物（ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）及びＣｕ）を成膜した１２インチウエハを用意し、評価を行った。
（評価方法）
研磨装置として荏原製作所社製装置「ＦＲＥＸ３００」を使用し、下記の条件で、スラリーを供給しながら、研磨対象物として上記ウエハを研磨した。
テ−ブル回転数： ９０ｒｐｍ
ヘッド回転数： ８５ｒｐｍ
研磨圧力： ７０ｈＰａ
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： ３００ｍｌ／ｍｉｎ
＜欠陥検査評価＞
上記ウエハを、ケーエルエーテンコール社製装置「ＳＰ−１」を用いてウエハ全面の欠陥数を測定した（欠陥の大きさはそれぞれ０．１５μｍ以上の欠陥数を観測した。）。得られた結果を以下の表８に示す。
表中に示す欠陥数とは以下の式で表される。
欠陥数＝（研磨後の欠陥数−研磨前の欠陥数）
上記ウエハを、ケーエルエーテンコール社製装置「ＳＰ−１」を用いてウエハ全面の欠陥数を測定した（欠陥の大きさはそれぞれ０．１５μｍ以上の欠陥数を観測した。）。得られた結果を以下の表８に示す。
表中に示す欠陥数とは以下の式で表される。
欠陥数＝（研磨後の欠陥数−研磨前の欠陥数）
表７及び表８で使用したホウ素を含む化合物、カチオン性添加剤、防食剤を以下に示す。
ホウ素化合物を添加した研磨液では、未添加の場合に比べ、ＴＥＯＳに対する研磨速度を同程度とした場合にも研磨粒子の濃度を低下でき、及び／又は、研磨圧力を低下できることにより、研磨後の欠陥の発生を相対的に減らすことができた。
Claims (18)
- （１）ホウ素原子（Ｂ）を化学構造中に有する化合物を含むことを特徴とする、
Ｓｉを含有する被研磨面平坦化用の化学的機械的研磨液。 - 前記（１）ホウ素原子（Ｂ）を化学構造中に有する化合物が、ホウ素原子に結合した少なくとも１つのヒドロキシ基を有する、請求項１に記載の研磨液。
- 前記（１）ホウ素原子（Ｂ）を化学構造中に有する化合物の濃度が、研磨液の全重量に対して０．００１重量％〜３重量％である、請求項１又は２に記載の研磨液。
- 前記研磨液がさらに、（２）研磨粒子、及び、（３）酸を含む、請求項１〜３いずれか１つに記載の研磨液。
- 前記（２）研磨粒子が正のζ電位を有する、請求項４に記載の研磨液。
- 前記（２）研磨粒子がシリカ、セリア、アルミナ及びチタニアよりなる群から選択された少なくとも１種である、請求項４又は５に記載の研磨液。
- 前記（２）研磨粒子の濃度が、研磨液の全重量に対して０．１重量％〜１０重量％である、請求項４〜６いずれか１つに記載の研磨液。
- 前記（２）研磨粒子の一次平均粒径が、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下である、請求項４〜７いずれか１つに記載の研磨液。
- 前記（３）酸が、化学構造中に少なくとも１つのカルボキシ基を有する、請求項４〜８いずれか１つに記載の研磨液。
- 前記研磨液がさらに、（４）カチオン性添加剤を含む、請求項１〜９いずれか１つに記載の研磨液。
- 前記（４）カチオン性添加剤が、下記式（Ｉ）又は式（II）で表される、請求項１０に記載の研磨液。
- 前記（４）カチオン性添加剤の濃度が、研磨液の全重量に対して０．００００５重量％以上１重量％以下である、請求項１０又は１１に記載の研磨液。
- 前記研磨液がさらに、（５）防食剤を含む、請求項１〜１２いずれか１つに記載の研磨液。
- 前記（５）防食剤が、ヘテロ環を有する化合物である、請求項１３に記載の研磨液。
- 前記研磨液がさらに、界面活性剤を含む、請求項１〜１４いずれか１つに記載の研磨液。
- 請求項１〜１５いずれか１つに記載の研磨液を用いることを特徴とするＳｉを含有する被研磨面平坦化用の化学的機械的研磨方法。
- 研磨定盤上に貼付した研磨パッドに、研磨液を供給する工程、及び、
研磨パッドとＳｉを含有する被研磨面とを相対的に移動させて該被研磨面を研磨する工程を有する、請求項１６に記載の研磨方法。 - 前記Ｓｉを含有する被研磨面が、少なくともＳｉとＯを含む被研磨面である、請求項１６又は１７に記載の研磨方法。
Priority Applications (1)
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130048162A (ko) * | 2011-10-27 | 2013-05-09 | 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스 인코포레이티드 | 기판의 폴리싱 방법 |
| JP2013098557A (ja) * | 2011-10-27 | 2013-05-20 | Rohm & Haas Electronic Materials Cmp Holdings Inc | 調整可能な研磨配合物を用いて研磨する方法 |
| WO2017204035A1 (ja) * | 2016-05-26 | 2017-11-30 | 富士フイルム株式会社 | 研磨液、研磨液の製造方法、研磨液原液、及び化学的機械的研磨方法 |
| CN109476954A (zh) * | 2016-08-26 | 2019-03-15 | 福禄公司 | 选择性硅石抛光的浆料组合物和方法 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005101545A (ja) * | 2003-08-05 | 2005-04-14 | Rohm & Haas Electronic Materials Cmp Holdings Inc | 半導体層を研磨するための組成物 |
| JP2007251141A (ja) * | 2006-02-08 | 2007-09-27 | Rohm & Haas Electronic Materials Cmp Holdings Inc | 多成分障壁研磨液 |
| JP2007317714A (ja) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Fujifilm Corp | 金属用研磨液 |
| JP2008074990A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Nihon Micro Coating Co Ltd | 研磨スラリー及び方法 |
| JP2008091524A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Fujifilm Corp | 金属用研磨液 |
| JP2008109081A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-05-08 | Fujifilm Corp | 研磨用組成物及び研磨方法 |
| JP2008166568A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Fujifilm Corp | 研磨液 |
| JP2008181955A (ja) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Fujifilm Corp | 金属用研磨液及びそれを用いた研磨方法 |
| JP2008182009A (ja) * | 2007-01-24 | 2008-08-07 | Fujifilm Corp | 金属用研磨液 |
| JP2008181954A (ja) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Fujifilm Corp | 研磨液 |
| JP2008192930A (ja) * | 2007-02-06 | 2008-08-21 | Fujifilm Corp | 金属研磨用組成物及びそれを用いた化学的機械的研磨方法 |
| JP2008198645A (ja) * | 2007-02-08 | 2008-08-28 | Fujifilm Corp | 金属用研磨液及び研磨方法 |
| JP2010087454A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-04-15 | Hitachi Chem Co Ltd | Ｃｍｐ研磨剤及びこれを用いた研磨方法 |
-
2008
- 2008-09-09 JP JP2008230839A patent/JP2010067681A/ja active Pending
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005101545A (ja) * | 2003-08-05 | 2005-04-14 | Rohm & Haas Electronic Materials Cmp Holdings Inc | 半導体層を研磨するための組成物 |
| JP2007251141A (ja) * | 2006-02-08 | 2007-09-27 | Rohm & Haas Electronic Materials Cmp Holdings Inc | 多成分障壁研磨液 |
| JP2007317714A (ja) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Fujifilm Corp | 金属用研磨液 |
| JP2008074990A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Nihon Micro Coating Co Ltd | 研磨スラリー及び方法 |
| JP2008091524A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Fujifilm Corp | 金属用研磨液 |
| JP2008109081A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-05-08 | Fujifilm Corp | 研磨用組成物及び研磨方法 |
| JP2008166568A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Fujifilm Corp | 研磨液 |
| JP2008181955A (ja) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Fujifilm Corp | 金属用研磨液及びそれを用いた研磨方法 |
| JP2008181954A (ja) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Fujifilm Corp | 研磨液 |
| JP2008182009A (ja) * | 2007-01-24 | 2008-08-07 | Fujifilm Corp | 金属用研磨液 |
| JP2008192930A (ja) * | 2007-02-06 | 2008-08-21 | Fujifilm Corp | 金属研磨用組成物及びそれを用いた化学的機械的研磨方法 |
| JP2008198645A (ja) * | 2007-02-08 | 2008-08-28 | Fujifilm Corp | 金属用研磨液及び研磨方法 |
| JP2010087454A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-04-15 | Hitachi Chem Co Ltd | Ｃｍｐ研磨剤及びこれを用いた研磨方法 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130048162A (ko) * | 2011-10-27 | 2013-05-09 | 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스 인코포레이티드 | 기판의 폴리싱 방법 |
| JP2013098557A (ja) * | 2011-10-27 | 2013-05-20 | Rohm & Haas Electronic Materials Cmp Holdings Inc | 調整可能な研磨配合物を用いて研磨する方法 |
| JP2013118361A (ja) * | 2011-10-27 | 2013-06-13 | Rohm & Haas Electronic Materials Cmp Holdings Inc | 基板を研磨する方法 |
| KR101917314B1 (ko) | 2011-10-27 | 2018-11-09 | 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스 인코포레이티드 | 가변형 폴리싱 제제를 이용하는 폴리싱 방법 |
| KR102005254B1 (ko) | 2011-10-27 | 2019-07-30 | 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스 인코포레이티드 | 기판의 폴리싱 방법 |
| WO2017204035A1 (ja) * | 2016-05-26 | 2017-11-30 | 富士フイルム株式会社 | 研磨液、研磨液の製造方法、研磨液原液、及び化学的機械的研磨方法 |
| JPWO2017204035A1 (ja) * | 2016-05-26 | 2019-04-25 | 富士フイルム株式会社 | 研磨液、研磨液の製造方法、研磨液原液、及び化学的機械的研磨方法 |
| CN109476954A (zh) * | 2016-08-26 | 2019-03-15 | 福禄公司 | 选择性硅石抛光的浆料组合物和方法 |
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