TWI410469B - 金屬用研磨液以及研磨方法 - Google Patents

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Description

金屬用研磨液以及研磨方法
本發明是有關於一種金屬用研磨液以及研磨方法。
近年來，隨著半導體積體電路(以下記作LSI)的高集積化、高性能化而開發出一些新的微細加工技術。化學機械研磨(以下記作CMP)法也是其中之一，此項技術在LSI製造製程中、特別是在多層配線形成製程中的層間絕緣膜的平坦化、金屬插塞(plug)形成、埋入式配線形成中頻繁使用。此項技術例如公開在美國專利第4944836號公報中。
最近，為了使LSI高性能化，人們嘗試著使用銅或銅合金作為成為配線材料的導電性物質。但在銅或銅合金難以利用在以往的鋁合金配線形成中頻繁使用的乾式蝕刻法進行微細加工。因此，主要採用所謂的鑲嵌(damascene)法，即在預先形成有溝槽的絕緣膜上堆積埋入銅或銅合金的薄膜，之後利用CMP除去溝槽以外的上述薄膜，以形成埋入式配線。此項技術例如公開在日本專利特開平2-278822號公報中。
研磨銅或銅合金等配線部用金屬的CMP的一般方法，是在圓形研磨盤(platen)上貼附研磨墊，以金屬用研磨液浸漬研磨墊表面，並按壓基板的形成有金屬膜的一面，從研磨墊的背面施加預定的壓力(以下記作研磨壓力)，在此狀態下轉動研磨盤，利用研磨液與金屬膜的凸部間的機械摩擦除去凸部的金屬膜。
用於CMP的金屬用研磨液一般由氧化劑、磨粒和水組成，根據需要進一步添加氧化金屬溶解劑、金屬防蝕劑等。認為其基本機製是：首先利用氧化劑將金屬膜表面氧化以形成氧化層，再利用磨粒磨去該氧化層。由於凹部的金屬膜表面的氧化層不太接觸研磨墊，不會產生利用磨粒磨去氧化層的效果，因此在進行CMP的同時，去除凸部的金屬層而使基板表面平坦化。關於其詳細內容公開在《電化學會誌》第138卷11號(1991年發行)的3460~3464頁上。
作為提高CMP的研磨速度的方法，添加氧化金屬溶解劑是有效的。其原因是由於：使被磨粒磨去的金屬氧化物顆粒溶解於研磨液中，從而提高了磨粒的磨去效果。雖然藉由添加氧化金屬溶解液提高了CMP的研磨速度，但是另一方面，一旦凹部的金屬膜表面的氧化層也被溶解而使金屬膜表面露出，則金屬膜表面就會被氧化劑進一步氧化，若上述情況反覆發生，就會使凹部的金屬膜溶解。因此，研磨後埋入的金屬配線的表面中央部分出現象凹皿一樣窪陷的現象(以下記作「碟陷(dishing)」)，損及平坦化效果。
為了防止上述現象發生，進一步向金屬用研磨液中添加金屬防蝕劑。金屬防蝕劑在金屬膜表面的氧化層上形成保護膜，防止氧化層被腐蝕。
希望該保護膜可藉由磨粒容易地磨去，而不使CMP的研磨速度降低。
為了抑制金屬膜的碟陷或腐蝕而形成可靠性高的LSI配線，提倡使用含有氧化金屬溶解劑以及作為金屬防蝕劑用的苯並三唑的金屬用研磨液的方法，其中氧化金屬溶解劑由甘氨酸等胺基乙酸或醯胺基硫酸組成。此項技術例如記載在日本專利特開平8-83780號公報中。
在銅或銅合金等配線部用金屬的下層形成有例如由鉭、鉭化合物等導體形成的層作為阻障層，以防止金屬向層間絕緣膜中擴散或提高與層間絕緣膜的密合性。因此，除了埋入銅或銅合金等配線部用金屬的配線部分以外，露出的阻障層必須藉由CMP加以去除。但是，由於這些阻障層的導體與銅或銅合金相比硬度要高，即使將銅或銅合金用研磨材料組合使用也得不到足夠的研磨速度，且被研磨面的平坦性常常變差。因此，正在研究包括研磨銅或銅合金等配線部用金屬的第一CMP研磨製程和研磨阻障層的第二CMP研磨製程的兩階段研磨方法。
在研磨阻障層的第二CMP研磨製程中使用的金屬用研磨液中，為了提高被研磨面的平坦性，有時要求研磨作為層間絕緣膜的矽系覆膜或有機聚合物膜。為了提高層間絕緣膜的研磨速度，提出了增大金屬用研磨液中所含的磨粒粒徑而進行研磨的方法，但是該方法的問題在於：被研磨面上產生研磨損傷，從而導致電特性不良。還存在著因CMP後的洗滌不足而產生上述電特性不良的問題。
本發明之目的在於提供一種層間絕緣膜的研磨速度 快、被研磨面上不會產生研磨損傷、被研磨面的平坦性高的金屬用研磨液。本發明之目的還在於提供一種使用該金屬用研磨液進行的、適用於細微化、薄膜化、尺寸精度及電特性優異、可靠性高、成本低的半導體元件的研磨方法。
(1)本發明是有關於一種金屬用研磨液，其中含有磨粒、氧化金屬溶解劑和水，該研磨液的特徵在於：上述磨粒包括兩種或兩種以上的平均二次粒徑(secondary particle size)不同的磨粒。
(2)本發明是有關於如上述(1)所記載之金屬用研磨液，其特徵在於：上述磨粒的平均二次粒徑為1~1000 nm。
(3)本發明是有關於如上述(1)所記載之金屬用研磨液，其特徵在於：上述磨粒包括平均二次粒徑為5~39 nm的第一磨粒和平均二次粒徑為40~300 nm的第二磨粒。
(4)本發明是有關於如上述(1)所記載之金屬用研磨液，其特徵在於：上述磨粒包括平均一次粒徑為2~100 nm的磨粒。
(5)本發明是有關於如上述(1)~(4)中任一項所記載之金屬用研磨液，其pH為2~5。
(6)本發明是有關於如上述(1)~(5)中任一項所記載之金屬用研磨液，其中上述磨粒為選自氧化矽、氧化鋁、氧化鈰、氧化鈦、氧化鋯及氧化鍺中的至少一種。
(7)本發明是有關於如上述(1)~(6)中任一項所記載之金屬用研磨液，其中上述氧化金屬溶解劑為選自有機酸、有機酸酯、有機酸的銨鹽及無機酸中的至少一種。
(8)本發明是有關於如上述(1)~(7)中任一項所記載之金屬用研磨液，更包含金屬氧化劑。
(9)本發明是有關於如上述(8)所記載之金屬用研磨液，其中上述金屬氧化劑為選自過氧化氫、硝酸、過碘酸鉀、次氯酸及臭氧水中的至少一種。
(10)本發明是有關於如上述(1)~(9)中任一項所記載之金屬用研磨液，更包含金屬防蝕劑。
(11)本發明是有關於如上述(1)~(10)中任一項所記載之金屬用研磨液，更包含有機溶劑。
(12)本發明是有關於如上述(11)所記載之金屬用研磨液，其中上述有機溶劑為選自二醇醚化合物、醇化合物及碳酸酯化合物中的至少一種。
(13)本發明是有關於如上述(1)~(12)中任一項所記載之金屬用研磨液，更包含重量平均分子量大於等於500的聚合物。
(14)本發明是有關於如上述(1)~(13)中任一項所記載之金屬用研磨液，其中藉由金屬用研磨液研磨的被研磨膜包括導電性物質層及金屬阻障層。
(15)本發明是有關於如上述(1)~(13)中任一項所記載之金屬用研磨液，其中藉由金屬用研磨液所研磨的被研磨膜包括導電性物質層及層間絕緣膜。
(16)本發明是有關於如上述(1)~(13)中任一項所記載之金屬用研磨液，其中藉由金屬用研磨液所研磨的被研磨膜包括金屬阻障層及層間絕緣膜。
(17)本發明是有關於如上述(1)~(13)中任一項所記載之金屬用研磨液，其中藉由金屬用研磨液所研磨的被研磨膜包括導電性物質層、金屬阻障層及層間絕緣膜。
(18)本發明是有關於如上述(14)、(15)或(17)中任一項所記載之金屬用研磨液，其中上述導電性物質層為選自銅、銅合金、銅的氧化物及銅合金的氧化物中的至少一種。
(19)本發明是有關於如上述(14)、(16)或(17)中任一項所記載之金屬用研磨液，其中上述金屬阻障層為選自鉭、鉭化合物、鈦、鈦化合物、鎢、鎢化合物、釕、釕化合物、銅與錳的合金、銅與錳與氧化矽的合金中的至少一種所形成的1層或2層或2層以上的積層。
(20)本發明是有關於如上述(15)~(17)中任一項所記載之金屬用研磨液，其中上述層間絕緣膜為矽系覆膜或有機聚合物膜。
(21)本發明是有關於如上述(1)~(20)中任一項所記載之金屬用研磨液，其中相對於100重量份的金屬用研磨液總量，上述磨粒為0.001~50重量份。
(22)本發明是有關於如上述(15)、(17)~(21)中任一項所記載之金屬用研磨液，其中導電性物質層與層間絕緣膜的研磨速度比為小於等於0.72。
(23)本發明是有關於一種研磨方法，包括一邊向固定研磨盤的研磨布上供應如上述(1)~(22)中任一項所記載之金屬用研磨液，一邊將具有被研磨膜的基板按壓在上述研磨布上，在此狀態下藉由使上述固定研磨盤和上述基板相 對移動來研磨上述被研磨膜。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
本發明中的被研磨物為經由第一CMP研磨製程而得到的圖案基板。即，針對具有表面包括凹部和凸部的層間絕緣膜、沿表面覆蓋上述層間絕緣膜的金屬阻障層、及填充上述凹部而覆蓋金屬阻障層的導電性物質層之基板，藉由第一CMP研磨製程研磨其導電性物質層，使上述凸部的金屬阻障層露出，上述凹部的導電性物質層殘留而形成的所需的圖案基板。本發明之金屬用研磨液用於第二CMP研磨製程。
本發明之金屬用研磨液含有磨粒、氧化金屬溶解劑以及水，該研磨液的特徵在於：上述磨粒包括兩種或兩種以上的平均二次粒徑不同的磨粒。在本發明中，根據需要可以添加金屬氧化劑、金屬防蝕劑、有機溶劑、重量平均分子量大於等於500的聚合物。
本發明之金屬用研磨液中使用的磨粒可以列舉如：氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈰、氧化鈦、氧化鍺、碳化矽等無機物磨粒；以及聚苯乙烯、聚丙烯酸、聚氯乙烯等有機物磨粒等。其中較佳的是氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈰、氧化鈦、氧化鍺，更佳的是氧化矽或氧化鋁，特別佳的是膠體氧化矽或膠體氧化鋁。
從金屬用研磨液中的分散穩定性良好、因CMP產生的研磨損傷(擦傷)的發生次數少方面考慮，較佳的是平均二次粒徑為1~1000 nm的磨粒，更佳的是平均二次粒徑為3~300 nm的磨粒，進一步更佳的是平均二次粒徑為1~1000 nm的膠體氧化矽或膠體氧化鋁，特別佳的是平均二次粒徑為3~300 nm的膠體氧化矽或膠體氧化鋁。
在本發明中，上述磨粒的特徵在於包括兩種或兩種以上的平均二次粒徑不同的磨粒，籍此可以提高層間絕緣膜的研磨速度。作為包括兩種或兩種以上的平均二次粒徑不同的磨粒之較佳的一個例子，可以列舉出：包括平均二次粒徑為5~39 nm的第一磨粒和平均二次粒徑為40~300 nm的第二磨粒之磨粒。更佳的一個例子可以列舉出：包括平均二次粒徑為10~39 nm的第一磨粒和平均二次粒徑為40~150 nm的第二磨粒之磨粒。進一步更佳的一個例子可以列舉出：包括平均二次粒徑為12~39 nm的第一磨粒和平均二次粒徑為40~90 nm的第二磨粒之磨粒。磨粒不僅包括兩種平均二次粒徑不同的磨粒，較佳的形態是包括三種或三種以上，這種情況下從平均二次粒徑小的次序起定義為第一磨粒、第二磨粒、第三磨粒...等。應說明的是，當加入第三磨粒等時，較佳的也是各平均二次粒徑及磨粒整體的平均二次粒徑為1~1000 nm。藉由將兩種或兩種以上的具有上述範圍的平均二次粒徑的磨粒組合，研磨中磨粒在與被研磨面接觸時形成細密填充的狀態，因此可以進一步提高層間絕緣膜的研磨速度，並且可以防止發生研磨 損傷。兩種或兩種以上的平均二次粒徑不同的磨粒可以是同種磨粒的組合，也可以是不同種磨粒的組合。
在使用兩種平均二次粒徑不同的磨粒的情況下，當第一磨粒的平均二次粒徑小於等於5 nm時，相對於層間絕緣層有可能無法得到足夠的研磨速度。而當第二磨粒的平均二次粒徑大於等於300 nm時，分散性惡化，還有可能發生研磨損傷，從此觀點考慮，第二磨粒的平均二次粒徑的最大值較佳的是小於等於150 nm，特別佳的是小於等於90 nm。
本發明中使用的磨粒，雖然含有兩種或兩種以上的平均二次粒徑不同的磨粒，但較佳的是平均二次粒徑大的第二磨粒的含量多。例如，適合的磨粒為相對於全體磨粒含有1~50重量百分比(wt%)平均二次粒徑為5~39 nm的第一磨粒和50~99 wt%平均二次粒徑為40~300 nm的第二磨粒。上述平均二次粒徑為5~39 nm的第一磨粒小於1 wt%時，形成有用作層間絕緣膜的有機矽酸鹽玻璃或二氧化矽的膠版基板的研磨速度可能會小。當上述平均二次粒徑為5~39 nm的第一磨粒超過50 wt%時，形成有用作層間絕緣膜的矽系覆膜或有機聚合物膜的膠版基板(blanket substrate)的研磨速度也可能會小。
另外，當本發明中使用的磨粒含有三種或三種以上的平均二次粒徑不同的磨粒時，從機械作用變大、研磨速度變大的角度考慮，較佳的是含有大量平均二次粒徑為1~1000 nm範圍的大磨粒。
本發明中，磨粒的平均一次粒徑較佳的是2~100 nm。磨粒的1級平均粒徑更佳的是5~40 nm，進一步較佳的是2~39 nm。若磨粒的平均一次粒徑小於2 nm，則層間絕緣膜的研磨速度趨於降低。而當磨粒的平均一次粒徑超過100 nm時，研磨損傷趨於增加。
平均二次粒徑的測定方法沒有特別限定，可以列舉出現有的平均二次粒徑的測定方法，特別是可以使用基於動態散射法的次微米粒子分析儀進行測定。平均一次粒徑的測定方法沒有特別限定，可以列舉出現有的平均一次粒徑的測定方法，例如實測TEM或SEM照片的方法。還可以採用測定BET比表面積並對其進行換算的方法(比表面積換算法)。
應說明的是，在本發明中，「平均二次粒徑」是指一級粒子聚集而形成的二級粒子的平均粒徑。「平均一次粒徑」是指一級粒子的平均粒徑。
適合作為磨粒的膠體氧化矽可以利用矽烷氧化物水解或矽酸鈉離子交換等習知的製造方法而得到，從粒徑可控性和鹼金屬雜質方面考慮，膠體氧化矽最常使用利用矽烷氧化物水解法製得的產物。矽烷氧化物一般使用TEMS(四甲氧基矽烷)或TEOS(四乙氧基矽烷)。在醇溶劑中進行水解的方法中，影響粒徑的參數有：矽烷氧化物的濃度、用作催化劑的氨濃度和pH、反應溫度、醇溶劑的種類(分子量)以及反應時間等。藉由調整這些參數，可以得到所需粒徑和聚集度的膠體氧化矽分散液。另外，膠體氧化鋁可以 利用習知的硝酸鋁水解法等製造方法而得到。
本發明中使用的氧化金屬溶解劑沒有特別限定，可以列舉出：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、2-甲基丁酸、正己酸、3,3-二甲基丁酸、2-乙基丁酸、4-甲基戊酸、正庚酸、2-甲基己酸、正辛酸、2-乙基己酸、苯甲酸、羥基乙酸、水楊酸、甘油酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、馬來酸、鄰苯二甲酸、蘋果酸、酒石酸、枸櫞酸等有機酸及上述有機酸酯；特別佳的是不含胺基的氧化金屬溶解劑。使用含有胺基的氧化金屬溶解劑時pH為中性區，很有可能難以將pH調低，而pH為中性區時有可能得不到足夠的金屬類(金屬阻障層及/或導電性物質層)的研磨速度。本發明中使用的氧化金屬溶解劑可以列舉出上述有機酸的銨鹽等，還可以列舉出：鹽酸、硫酸、硝酸等無機酸；上述無機酸的銨鹽類，例如過硫酸銨、硝酸銨、氯化銨等；鉻酸銨等。上述氧化金屬溶解劑中，從既能維持實用的CMP速度又能有效控制腐蝕速度方面考慮，較佳的是甲酸、丙二酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸等有機酸，對含有選自銅、銅合金、銅的氧化物以及銅合金的氧化物中的至少一種的導電性物質層而言，上述物質更適用。上述氧化金屬溶解劑可以單獨使用一種，或者是兩種或兩種以上混合使用。
本發明之金屬用研磨液的pH沒有特別限製，較佳的是2~5，更佳的是2~4。上述pH小於2時，導電性物質層的金屬發生腐蝕，有可能導致配線電阻的惡化。上述pH 超過5時，有時無法充分得到導電性物質層的研磨速度。
本發明之金屬用研磨液可以含有金屬氧化劑。金屬氧化劑沒有特別限定，可以列舉如：過氧化氫(H2 O2 )、硝酸、過碘酸鉀、次氯酸、臭氧水等。其中特別佳的是過氧化氫。上述金屬氧化劑可以單獨使用一種，或者是兩種或兩種以上混合使用。
在本發明之金屬用研磨液所應用的基板是包括積體電路用元件的矽基板的情況下，由於不希望被鹼金屬、鹼土金屬、鹵化物等污染，所以希望使用不含非揮發成分的氧化劑。但是，由於臭氧水的組成隨時間變化劇烈，所以過氧化氫最為適用。然而，當適用對象的基板是不含半導體元件的玻璃基板等的情況下，即使是含非揮發成分的氧化劑也無妨。
本發明之金屬用研磨液可以含有金屬防蝕劑。金屬防蝕劑沒有特別限定，可以列舉如：具有三唑骨架的化合物、具有吡唑骨架的化合物、具有嘧啶骨架的化合物、具有咪唑骨架的化合物、具有胍骨架的化合物、具有噻唑骨架的化合物等。
具有三唑骨架的化合物可以列舉如：1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、3-胺基-1H-1,2,4-三唑、苯並三唑、1-羥基苯並三唑、1-羥丙基苯並三唑、2,3-二羧基丙基苯並三唑、4-羥基苯並三唑、4-羧基(-1H-)苯並三唑、4-羧基(-1H-)苯並三唑甲酯、4-羧基(-1H-)苯並三唑丁酯、4-羧基(-1H-)苯並三唑辛酯、5-己基苯並三唑、[1,2,3-苯並三唑-1-甲基][1,2,4-三唑-1-甲 基][2-乙基己基]胺、甲苯基三唑、萘並三唑、雙[(1-苯並三唑基)甲基]膦酸等。
具有吡唑骨架的化合物可以列舉如：3,5-二甲基吡唑、3-甲基-5-吡唑啉酮、3-胺基-5-甲基吡唑、3-胺基-5-羥基吡唑、3-胺基-5-甲基吡唑等。
具有嘧啶骨架的化合物可以列舉如：嘧啶、1,2,4-三氮雜[1,5-a]嘧啶、1,3,4,6,7,8-六氫-2H-嘧啶並[1,2-a]嘧啶、1,3-二苯基-嘧啶-2,4,6-三酮、1,4,5,6-四氫嘧啶、2,4,5,6-四胺基嘧啶硫酸酯、2,4,5-三羥基嘧啶、2,4,6-三胺基嘧啶、2,4,6-三氯嘧啶、2,4,6-三甲氧基嘧啶、2,4,6-三苯基嘧啶、2,4-二胺基-6-羥基嘧啶、2,4-二胺基嘧啶、2-乙醯胺嘧啶、2-胺基嘧啶、2-甲基-5,7-二苯基-(1,2,4)三氮雜(1,5-a)嘧啶、2-甲基磺胺醯-5,7-二苯基-(1,2,4)三氮雜(1,5-a)嘧啶、2-甲基磺胺醯-5,7-二苯基-4,7-二氫-(1,2,4)三氮雜(1,5-a)嘧啶、4-胺基吡唑並[3,4-d]嘧啶等。
具有咪唑骨架的化合物可以列舉如：咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-異丙基咪唑、2-丙基咪唑、2-丁基咪唑、4-甲基咪唑、2,4-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-胺基咪唑、巰基苯並咪唑等。
具有胍骨架的化合物可以列舉如：1,3-二苯基胍、1-甲基-3-硝基胍等。
具有噻唑骨架的化合物可以列舉如：2-胺基噻唑、4，5-二甲基噻唑、2-胺基-2-噻唑啉、2,4-二甲基噻唑、2-胺基-4-甲基噻唑等。
上述化合物中，較佳的是具有三唑骨架的化合物，特別佳的是苯並三唑。另外，上述金屬防蝕劑可以單獨使用一種，或者是兩種或兩種以上混合使用。
本發明之金屬用研磨液可包括有機溶劑。有機溶劑沒有特別限定，可以列舉如：碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲基乙酯等碳酸酯化合物；丁內酯、丙內酯等內酯化合物；乙二醇、丙二醇、二甘醇、二丙二醇、三甘醇、三丙二醇等二醇化合物；乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚、二甘醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、三甘醇單甲醚、三丙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、丙二醇單乙醚、二甘醇單乙醚、二丙二醇單乙醚、三甘醇單乙醚、三丙二醇單乙醚、乙二醇單丙醚、丙二醇單丙醚、二甘醇單丙醚、二丙二醇單丙醚、三甘醇單丙醚、三丙二醇單丙醚、乙二醇單丁醚、丙二醇單丁醚、二甘醇單丁醚、二丙二醇單丁醚、三甘醇單丁醚、三丙二醇單丁醚、乙二醇二甲醚、丙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚、二丙二醇二甲醚、三甘醇二甲醚、三丙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、丙二醇二乙醚、二甘醇二乙醚、二丙二醇二乙醚、三甘醇二乙醚、三丙二醇二乙醚、乙二醇二丙醚、丙二醇二丙醚、二甘醇二丙醚、二丙二醇二丙醚、三甘醇二丙醚、三丙二醇二丙醚、乙二醇二丁醚、丙二醇二丁醚、二甘醇二丁醚、二丙二醇二丁醚、三甘醇二丁醚、三丙二醇二丁醚、四氫呋喃、二惡烷、二甲氧基乙烷、聚氧化乙烯、乙二醇單甲基乙酸酯、二甘醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯等二醇醚 化合物；甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、異丙醇等醇化合物；丙酮、丁酮等酮化合物；其他酚、二甲基甲醯胺、n-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、乳酸乙酯、環丁碸等。
本發明之金屬用研磨液可以含有重量平均分子量大於等於500的聚合物。上述重量平均分子量更佳的是大於等於1500，特別佳的是大於等於5000。重量平均分子量的上限沒有特別規定，但從溶解性的角度考慮，上限小於等於500萬。重量平均分子量小於500時，由於對金屬的保護效果太高，存在著相對於金屬阻障層沒有表現出高研磨速度的趨勢。在本發明中，較佳的是使用至少一種或一種以上重量平均分子量大於等於500的水溶性聚合物。上述重量平均分子量大於等於500的聚合物沒有特別限定，可以列舉如：海藻酸、果膠酸、羧甲基纖維素、寒天、卡特蘭多醣(curdlan)以及聚三葡萄糖(pullulan)等多糖類；聚天冬氨酸、聚谷氨酸、聚賴氨酸、聚蘋果酸、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸銨鹽、聚甲基丙烯酸鈉鹽、聚醯胺酸、聚馬來酸、聚衣康酸、聚富馬酸、聚(對苯乙烯羧酸)、聚丙烯酸、聚丙烯醯胺、胺基聚丙烯醯胺、聚丙烯酸銨鹽、聚丙烯酸鈉鹽、聚醯胺酸、聚醯胺酸銨鹽、聚醯胺酸鈉鹽以及聚乙醛酸等聚羧酸及其鹽；聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮以及聚丙烯醛等乙烯基系聚合物等。上述物質可以單獨使用一種，或者是兩種或兩種以上混合使用。
但是，當應用本發明之金屬用研磨液的基板為半導體 積體電路用矽基板等時，由於不希望被鹼金屬、鹼土金屬、鹵化物等污染，因此上述聚合物最好不包括鹼金屬、鹼土金屬、鹵化物，特別佳的是果膠酸、寒天、聚蘋果酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸、聚丙烯酸銨鹽、聚丙烯醯胺、聚乙烯醇以及聚乙烯吡咯烷酮、它們的酯以及它們的銨鹽等。但是，當基板為玻璃基板等時，沒有這種限定。
上述聚合物的重量平均分子量可以利用凝膠滲透層析法(gel permeation chromatography)，使用標準聚苯乙烯檢量線進行測定。
相對於100重量份的磨粒、氧化金屬溶解劑以及水的總量，本發明中使用的磨粒的添加量較佳的是0.001~50重量份，更佳的是0.01~45重量份，特別佳的是0.1~40重量份。上述磨粒的添加量小於0.001重量份時，形成有用作層間絕緣膜的矽系覆膜或有機聚合物膜的膠版基板的研磨速度可能會小。上述磨粒的添加量超過50重量份時，存在經常發生研磨損傷的趨勢。
相對於100重量份的磨粒、氧化金屬溶解劑以及水的總量，本發明中使用的氧化金屬溶解劑的添加量較佳的是0.001~20重量份，更佳的是0.002~15重量份，特別佳的是0.005~15重量份。上述氧化金屬溶解劑的添加量小於0.001重量份時，導電性物質層的研磨速度趨於降低；超過20重量份時，難以抑制腐蝕，被研磨面上可能會出現褶皺。
相對於100重量份的磨粒、氧化金屬溶解劑以及水的 總量，本發明中使用的金屬氧化劑的添加量較佳的是0~50重量份，更佳的是0.001~45重量份，特別佳的是0.002~40重量份。上述金屬氧化劑的添加量超過50重量份時，被研磨面上可能會出現褶皺。
相對於100重量份的磨粒、氧化金屬溶解劑以及水的總量，本發明中使用的金屬防蝕劑的添加量較佳的是0~10重量份，更佳的是0.001~8重量份，特別佳的是0.002~5重量份。上述金屬防蝕劑的添加量超過10重量份時，導電性物質層的研磨速度趨於降低。
相對於100重量份的磨粒、氧化金屬溶解劑以及水的總量，本發明中使用的有機溶劑的添加量較佳的是0~95重量份，更佳的是0.2~60重量份，特別佳的是0.5~50重量份。上述有機溶劑的添加量超過95重量份時，有可能起火，在製備工藝上不佳。
相對於100重量份的磨粒、氧化金屬溶解劑以及水的總量，本發明中使用的重量平均分子量大於等於500的聚合物的添加量較佳的是0~10重量份，更佳的是0.01~8重量份，特別佳的是0.02~5重量份。上述聚合物的添加量超過10重量份時，導電性物質層、金屬阻障層、層間絕緣膜的所有膜的研磨速度都趨於降低。
本發明之金屬用研磨液，除了含有上述材料以外，還可以含有介面活性劑、維多利亞純藍(Victoria pure blue)等染料、酞菁綠(phthalocyanine green)等顏料等著色劑。
藉由本發明之金屬用研磨液研磨的被研磨膜包括選自 導電性物質層、金屬阻障層、層間絕緣膜的至少兩種，例如是：包括導電性物質層及金屬阻障層的被研磨膜；包括導電性物質層及層間絕緣膜的被研磨膜；包括金屬阻障層及層間絕緣膜的被研磨膜；包括導電性物質層、金屬阻障層及層間絕緣膜的被研磨膜。
本發明之金屬用研磨液用於以第一CMP研磨製程後的圖案基板為對象的第二CMP研磨製程。具體而言，本發明之金屬用研磨液以下述基板為對象，即，如圖1所示，針對具有表面包括凹部和凸部的層間絕緣膜3、沿表面覆蓋上述層間絕緣膜3的金屬阻障層2、以及填充上述凹部而覆蓋金屬阻障層2的導電性物質層1之基板(圖1中的(a))，藉由第一CMP研磨製程研磨其導電性物質層1，使上述凸部的金屬阻障層2露出，上述凹部的導電性物質層1殘留而形成的所需的圖案基板(圖1中的(b))。應說明的是，用於第一CMP研磨製程的研磨液通常可以使用用於第一CMP研磨製程的研磨液，例如氧化鋁系研磨液、氧化矽系研磨液等。
使用本發明之金屬用研磨液研磨圖1中的(b)之圖案基板的金屬阻障層2，保持原樣繼續研磨層間絕緣膜3、金屬阻障層2以及導電性物質層1的表面，消除具有於導電性物質層1上產生的碟陷4的圖案基板(圖1中的(c1))，從而可以使圖案基板平坦化(圖1中的(c2))。應說明的是，欲回避碟陷而結束層間絕緣膜的研磨時，可以一邊調整研磨速度比，一邊適當調整研磨時間。關於研磨時間，例如預先 算出膠版晶圓等的研磨速度，測定層間絕緣膜磨去約500~1000 Å的時間，根據該時間來調整研磨時間。
導電性物質層可以列舉如：銅、銅合金、銅的氧化物或銅合金的氧化物、鎢、鎢合金、銀、金等，上述物質中較佳的是銅、銅合金、銅的氧化物、銅合金的氧化物等。導電性物質層可以使用將上述物質藉由習知的濺鍍法、電鍍法形成的膜。
金屬阻障層是用於防止導電性物質向層間絕緣膜中擴散以及提高層間絕緣膜與導電性物質的密合性而形成。金屬阻障層的組成較佳的是從鎢、氮化鎢、鎢合金等鎢化合物、鈦、氮化鈦、鈦合金等鈦化合物、鉭、氮化鉭、鉭合金等鉭化合物、釕、釕合金等釕化合物、銅與錳的合金、銅與錳與氧化矽的合金等中選擇。阻障層可以是由上述一種物質形成的單層結構，也可以是由兩種或兩種以上形成的層合結構。
層間絕緣膜可以列舉如：矽系覆膜和有機聚合物膜。矽系覆膜可以列舉出：以二氧化矽、氟代矽酸鹽玻璃、三甲基矽烷或二甲氧基二甲基矽烷為原始原料而得到的有機矽酸鹽玻璃、氮氧化矽、氫化倍半矽氧烷(hydrogen silsesquioxane)等氧化矽系覆膜，或碳化矽以及氮化矽。另外，有機聚合物膜可以列舉出全芳香族系低介電常數的層間絕緣膜。其中特別佳的是有機矽酸鹽玻璃。
上述膜是藉由CVD法、旋轉塗佈法、浸漬塗佈法或噴霧法而形成。層間絕緣膜的具體例子可以列舉出：LSI 製造製程、特別是多層配線形成製程中的層間絕緣膜等。
本發明之研磨方法，是一邊向固定研磨盤的研磨布上供應本發明之金屬用研磨液，一邊將具有被研磨膜的基板按壓在研磨布上，在此狀態下藉由使固定研磨盤與基板相對移動來研磨被研磨膜。
研磨裝置可以使用具有保持基板的支架和貼附有研磨布的固定研磨盤(設有轉數可調的馬達等)的一般研磨裝置。研磨布可以使用一般的不織布、發泡聚氨酯、多孔氟樹脂等，沒有特別限定。
對研磨條件沒有特別限定，但是固定研磨盤的旋轉速度較佳的是小於等於200 rpm的低轉速，以使基板不至於飛出。具有被研磨膜的基板壓在研磨布上的壓力較佳的是1~100 kPa，為了滿足研磨速度在被研磨面內的均一性以及圖案的平坦性要求，上述壓力更佳的是5~50 kPa。在研磨期間，用泵等連續地向研磨布供應本發明之金屬用研磨液。對該供給量沒有限定，較佳的是研磨布表面經常被金屬用研磨液所覆蓋。研磨結束後的基板，較佳的是在流水中充分洗淨後，使用旋轉式乾燥機等將附著在基板上的水滴抖落後進行乾燥。
本發明之目的在於：研磨圖1(a)所示的導電性物質層1(例如銅膜)直至金屬阻障層2露出，形成圖1(b)的狀態(第一CMP研磨製程)後，產生的碟陷藉由隨後的金屬阻障層2的研磨製程(第二CMP研磨製程)而消除。作為研磨銅等配線金屬形成的導電性物質層1的第一CMP研磨 製程中使用的研磨液，迄今為止提出了各種研磨液，近年來提出了減少碟陷量的研磨液，但是實質上不可能完全消除碟陷。即，如圖1(b)所示，無論使用哪一種研磨液、無論如何改變研磨條件，多多少少都會發生銅的過剩研磨而產生碟陷4。
本發明之金屬用研磨液，可以藉由第二CMP研磨製程改善上述碟陷。針對圖1(b)中的圖案基板，使用本發明之金屬用研磨液進行第二CMP研磨製程，研磨溝槽部以外的金屬阻障層，雖然在研磨過程中暫且得到具有第一CMP研磨製程中產生的碟陷4的圖案基板(圖1中的(c1))，但是藉由繼續研磨，可以得到圖1(c2)所示的表面平坦化的圖案基板。為了研磨成這種狀態，重要的是調節導電性物質層(銅膜)及層間絕緣膜的研磨速度之比。
即，為了消除碟陷，重要的是導電性物質層的研磨速度要小於層間絕緣膜的研磨速度，就其選擇比而言，較佳的是導電性物質層/層間絕緣膜的研磨速度之比小於等於0.72，特別佳的是其研磨速度之比為0.35~0.70。
在本發明中，為了調整導電性物質層(例如銅膜)的研磨速度，可以列舉出以氧化劑(例如過氧化氫)的量進行調整的方法，具體而言，例如加入的氧化劑越多，導電性物質層(銅膜)的研磨速度越快。更具體的例子有：30%過氧化氫水的量為1%左右，銅膜的研磨為約300 Å/分鐘。應說明的是，若氧化劑增多，則金屬阻障層的研磨速度也變大。
另一方面，層間絕緣膜的研磨速度可以藉由磨粒粒徑 或磨粒的添加量進行調整，具體而言，粒徑大，則研磨速度趨於提高；磨粒的添加量多，則研磨速度趨於提高。另外，為了高速研磨矽系覆膜或有機聚合物膜，較佳的是添加有機溶劑來提高潤濕性的方法；為了抑制矽系覆膜或有機聚合物膜的研磨速度，有效的方法是不添加有機溶劑或減少有機溶劑的添加量。
另外，以上說明的構成中，為了具有像上述那樣的研磨速度比及研磨特性，較佳的是滿足以下任一種情形：研磨液中含有兩種或兩種以上的平均二次粒徑不同的磨粒，並且研磨液的pH值為2~5；適當選擇氧化金屬溶解劑(具體有不含氨基酸的氧化金屬溶解劑，特別佳的是甲酸、丙二酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸)；以及含有氧化劑。或者，更佳的是研磨液中含有兩種或兩種以上的平均二次粒徑不同的磨粒，並且將上述情形中的兩種或兩種以上組合。
以下，藉由實施例來說明本發明。本發明並不受限於這些實施例。
<實施例1~8、比較例1~2> (研磨液製作方法)
將表1所示之材料按照各自的配比(重量份)進行混合，製備實施例1~8及比較例1~2中使用的金屬用研磨液。使用此金屬用研磨液，按下述研磨條件進行下述所得之基板的研磨。
(平均二次粒徑的測定方法)
磨粒的平均二次粒徑使用基於動態散射法的次微米粒 子分析儀(BECKMAN COULTER公司製，機種名：N5 Submicron Particle Size Analyzer)進行測定。
(平均一次粒徑的測定方法)
關於磨粒的平均一次粒徑，使用超高解析度電子顯微鏡(SEM)(日立協和Engineering(股)公司製，機種名：日立S-4800)進行拍照，實測其大小。
(基板)
準備以下基板。
(A)膠版基板：
膠版基板(a1)：於矽基板上形成以三甲基矽烷作為原始原料、利用CVD法成膜的有機矽酸鹽玻璃(厚度：1000 nm)。
膠版基板(a2)：於矽基板上形成1000 nm厚的二氧化矽。
膠版基板(a3)：於矽基板上形成200 nm厚的鉭。
膠版基板(a4)：於矽基板上形成1600 nm厚的銅。
(B)圖案基板：
圖案基板(b1)：於矽基板上以三甲基矽烷作為原始原料、按照CVD法成膜成有機矽酸鹽玻璃作為層間絕緣膜層。利用習知的方法於此有機矽酸鹽玻璃上形成0.5 μm深的溝槽(凹部)，藉由濺鍍法沿其表面形成200 nm厚的鉭膜作為金屬阻障層。利用濺鍍法於上述鉭膜上形成1.0 μm的銅膜作為導電性物質層，使埋入上述溝槽。使用氧化矽系研磨液(日立化成公司製，產品名：HS-C500-10)，僅對突 出的該銅膜進行第一CMP製程中的研磨，使凸部的阻障層露出被研磨面，得到圖案基板(b1)。
圖案基板(b2)：除了使用二氧化矽，將層間絕緣膜層改變成有機矽酸鹽玻璃以外，按照與上述相同之方式進行操作，得到圖案基板(b2)。
(研磨條件)
研磨墊：發泡聚氨酯樹脂(Rodel社製 型號：IC1000)
研磨壓力：140 g/cm2 (13.73 kPa)
固定研磨盤及晶圓支架的轉數：90 rpm
研磨液的供給量：150 ml/分鐘
(評價項目)
(1)研磨速度：使用金屬用研磨液，按照上述條件研磨各膠版基板(a1)~(a4)60秒鐘。關於有機矽酸鹽玻璃及二氧化矽的研磨速度，使用大日本SCREEN製造(股)公司製的膜厚測定裝置(產品名：)測定研磨前後的厚度差而求得。另外，關於鉭及銅的研磨速度，由電阻率值換算求出研磨前後的膜厚差而求得。
(2)平坦性(碟陷量)：使用金屬用研磨液，按照上述條件研磨各圖案基板(b1)~(b2)90秒鐘。使用觸針式段差計，測定形成於圖案基板上的寬為100 μm的配線金屬部、寬為100 μm的絕緣膜部相互平行排列的條紋狀圖案部的表面形狀，求出配線金屬部相對於層間絕緣膜部的膜減少量，作為平坦性的指標。
(3)平坦性(侵蝕量)：使用金屬用研磨液，按照上述條 件研磨各圖案基板(b1)~(b2)90秒鐘。使用觸針式段差計，測定形成於圖案基板上的寬4.5 μm的配線金屬部、寬0.5 μm的絕緣膜部相互平行排列的總寬為2.5 mm的條紋狀圖案部的表面形狀，求出圖案中央附近的層間絕緣膜部相對於條紋狀圖案部周邊的層間絕緣膜部的膜減少量，作為平坦性的指標。
使用實施例1~8及比較例1~2的金屬用研磨液進行上述評價。結果如表1及表2所示。
應說明的是，表1及表2所示的膠體氧化矽A~E的粒徑如下。
膠體氧化矽A：平均二次粒徑：22 nm；平均一次粒徑：11 nm
膠體氧化矽B：平均二次粒徑：28 nm；平均一次粒徑：13 nm
膠體氧化矽C：平均二次粒徑：50 nm；平均一次粒徑：26 nm
膠體氧化矽D：平均二次粒徑：70 nm；平均一次粒徑：43 nm
膠體氧化矽E：平均二次粒徑：90 nm；平均一次粒徑：50 nm
在比較例1及比較例2中，由於相對於形成有作為層間絕緣膜的有機矽酸鹽玻璃或二氧化矽的膠版基板(a1)或(a2)的研磨速度小，因此碟陷量及侵蝕量變大。相對於此，在實施例1~8中，由於相對於形成有作為層間絕緣膜的有機矽酸鹽玻璃或二氧化矽的膠版基板(a1)或(a2)的研磨速度大，因此碟陷量及侵蝕量少。由此可知：在該實施例中發現的金屬用研磨液，可以適用於細微化、薄膜化、尺寸精度、電特性優異、可靠性高、低成本的半導體元件。
產業實用性
根據本發明，可以得到層間絕緣膜的研磨速度快、被研磨面的平坦性高的金屬用研磨液。此金屬用研磨液適用於細微化、薄膜化、尺寸精度、電特性優異、可靠性高、低成本的半導體元件。
根據本發明，除上述發明效果以外，由於可以維持層間絕緣膜的研磨速度而不降低金屬阻障層的研磨速度，因此還可以得到被研磨面的平坦性高、生產效率良好的金屬用研磨液。
根據本發明，除上述發明效果以外，由於研磨後的洗滌性優異，因此還可以得到被研磨面的平坦性高、生產效率良好的金屬用研磨液。
根據本發明，除上述發明效果以外，由於金屬阻障層的研磨速度及層間絕緣膜的研磨速度快，因此還可以得到被研磨面的平坦性高、生產效率良好的金屬用研磨液。
根據本發明，除上述發明效果以外，還可以得到抑制 發生研磨損傷的金屬用研磨液。
根據本發明，除上述發明效果以外，還可以得到能夠調整銅或銅合金等導電性物質層的研磨速度的金屬用研磨液。
根據本發明，除上述發明效果以外，還可以得到能夠調整銅或銅合金等導電性物質層的研磨速度、除去銅等導電性物質的殘渣的金屬用研磨液。
根據本發明，除上述發明效果以外，還可以得到銅或銅合金等導電性物質層、金屬阻障層及層間絕緣膜的研磨均勻性優異的金屬用研磨液。
根據本發明，還可以得到作為銅或銅合金等導電性物質層用具有上述發明效果的金屬用研磨液。
根據本發明，還可以得到作為選自鉭、鉭化合物、鈦、鈦化合物、鎢、鎢化合物的金屬阻障層用具有上述發明效果的金屬用研磨液。
根據本發明，還可以得到細微化、薄膜化、尺寸精度、電特性優異、可靠性高、低成本的半導體元件的製造中的研磨方法。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為准。
1‧‧‧導電性物質層
2‧‧‧金屬阻障層
3‧‧‧層間絕緣膜
4‧‧‧碟陷
圖1中(a)、(b)、(c1)、(c2)是說明使用本發明之金屬 用研磨液進行的研磨製程的圖。
1‧‧‧導電性物質層
2‧‧‧金屬阻障層
3‧‧‧層間絕緣膜

Claims (47)

  1. 一種金屬用研磨液，包含磨粒、氧化金屬溶解劑和水，該磨粒為膠體氧化矽，該磨粒包括平均二次粒徑為5~39 nm的第一磨粒和平均二次粒徑為40~150 nm的第二磨粒，且pH為2~5。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之金屬用研磨液，其中該磨粒包括平均一次粒徑為2~100 nm的磨粒。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之金屬用研磨液，其中該氧化金屬溶解劑為選自有機酸、有機酸酯、有機酸的銨鹽及無機酸中的至少一種。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之金屬用研磨液，更包含金屬氧化劑。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之金屬用研磨液，其中該金屬氧化劑為選自過氧化氫、硝酸、過碘酸鉀、次氯酸及臭氧水中的至少一種。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之金屬用研磨液，更包含金屬防蝕劑。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之金屬用研磨液，更包含有機溶劑。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之金屬用研磨液，其中該有機溶劑為選自二醇醚化合物、醇化合物及碳酸酯化合物中的至少一種。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之金屬用研磨液，更包含重量平均分子量大於等於500的聚合物。
  10. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之金屬用研磨液，其中該金屬用研磨液所研磨的被研磨膜包括導電性物質層及金屬阻障層。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之金屬用研磨液，其中該導電性物質層為選自銅、銅合金、銅的氧化物及銅合金的氧化物中的至少一種。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之金屬用研磨液，其中該金屬阻障層為選自鉭、鉭化合物、鈦、鈦化合物、鎢、鎢化合物、釕、釕化合物、銅與錳的合金、銅與錳與氧化矽的合金中的至少一種所形成的1層或2層或2層以上的積層。
  13. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之金屬用研磨液，其中該金屬用研磨液所研磨的被研磨膜包括導電性物質層及層間絕緣膜。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之金屬用研磨液，其中該導電性物質層為選自銅、銅合金、銅的氧化物及銅合金的氧化物中的至少一種。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之金屬用研磨液，其中該層間絕緣膜為矽系覆膜或有機聚合物膜。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之金屬用研磨液，其中導電性物質層與層間絕緣膜的研磨速度比為小於等於0.72。
  17. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之金屬用研磨液，其中該金屬用研磨液所研磨的被研磨膜包括金屬阻障 層及層間絕緣膜。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之金屬用研磨液，其中該金屬阻障層為選自鉭、鉭化合物、鈦、鈦化合物、鎢、鎢化合物、釕、釕化合物、銅與錳的合金、銅與錳與氧化矽的合金中的至少一種所形成的1層或2層或2層以上的積層。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之金屬用研磨液，其中該層間絕緣膜為矽系覆膜或有機聚合物膜。
  20. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之金屬用研磨液，其中該金屬用研磨液所研磨的被研磨膜包括導電性物質層、金屬阻障層及層間絕緣膜。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之金屬用研磨液，其中該導電性物質層為選自銅、銅合金、銅的氧化物及銅合金的氧化物中的至少一種。
  22. 如申請專利範圍第20項所述之金屬用研磨液，其中該金屬阻障層為選自鉭、鉭化合物、鈦、鈦化合物、鎢、鎢化合物、釕、釕化合物、銅與錳的合金、銅與錳與氧化矽的合金中的至少一種所形成的1層或2層或2層以上的積層。
  23. 如申請專利範圍第20項所述之金屬用研磨液，其中該層間絕緣膜為矽系覆膜或有機聚合物膜。
  24. 如申請專利範圍第20項所述之金屬用研磨液，其中導電性物質層與層間絕緣膜的研磨速度比為小於等於0.72。
  25. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之金屬用研磨液，其中相對於100重量份的金屬用研磨液總量，該磨粒為0.001~50重量份。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之金屬用研磨液，其中導電性物質層與層間絕緣膜的研磨速度比為小於等於0.72。
  27. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之金屬用研磨液，其中該磨粒包含平均二次粒徑為12~39 nm的第一磨粒和平均二次粒徑為40~90 nm的第二磨粒。
  28. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之金屬用研磨液，其中該磨粒包含1~50 wt%平均二次粒徑為5~39 nm的第一磨粒和50~99 wt%平均二次粒徑為40~150 nm的第二磨粒。
  29. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之金屬用研磨液，其中該磨粒包含平均一次粒徑為5~40 nm的磨粒。
  30. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之金屬用研磨液，其中該磨粒包含平均一次粒徑為2~39 nm的磨粒。
  31. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之金屬用研磨液，其中該金屬用研磨液的pH為2~4。
  32. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之金屬用研磨液，其中該氧化金屬溶解劑為選自以下化合物的至少一種：選自甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、2-甲基丁酸、正己酸、3,3-二甲基丁酸、2-乙基丁酸、4-甲基戊酸、正庚酸、2-甲基己酸、正辛酸、2-乙基己酸、苯甲酸、羥基乙 酸、水楊酸、甘油酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、馬來酸、鄰苯二甲酸、蘋果酸、酒石酸及枸櫞酸的有機酸，及該等有機酸的有機酸酯，以及該等有機酸的銨鹽。
  33. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之金屬用研磨液，其中該氧化金屬溶解劑為選自以下化合物的至少一種：選自鹽酸、硫酸及硝酸的無機酸，以及該等無機酸的銨鹽類。
  34. 如申請專利範圍第4項所述之金屬用研磨液，其中該金屬氧化劑為過氧化氫。
  35. 如申請專利範圍第6項所述之金屬用研磨液，其中該金屬防蝕劑進一步為選自具有三唑骨架的化合物、具有吡唑骨架的化合物、具有嘧啶骨架的化合物、具有咪唑骨架的化合物、具有胍骨架的化合物及具有噻唑骨架的化合物的至少一種。
  36. 如申請專利範圍第6項所述之金屬用研磨液，其中該金屬防蝕劑為具有三唑骨架的化合物。
  37. 如申請專利範圍第6項所述之金屬用研磨液，其中該金屬防蝕劑為苯並三唑。
  38. 如申請專利範圍第6項所述之金屬用研磨液，其中該金屬防蝕劑為選自1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、3-胺基-1H-1,2,4-三唑、苯並三唑、1-羥基苯並三唑、1-羥丙基苯並三唑、2,3-二羧基丙基苯並三唑、4-羥基苯並三唑、4-羧基(-1H-)苯並三唑、4-羧基(-1H-)苯並三唑甲酯、4-羧基 (-1H-)苯並三唑丁酯、4-羧基(-1H-)苯並三唑辛酯、5-己基苯並三唑、[1,2,3-苯並三唑-1-甲基][1,2,4-三唑-1-甲基][2-乙基己基]胺、甲苯基三唑、萘並三唑及雙[(1-苯並三唑基)甲基]膦酸的至少一種。
  39. 如申請專利範圍第6項所述之金屬用研磨液，其中該金屬防蝕劑為選自3,5-二甲基吡唑、3-甲基-5-吡唑啉酮、3-胺基-5-甲基吡唑、3-胺基-5-羥基吡唑及3-胺基-5-甲基吡唑的至少一種。
  40. 如申請專利範圍第6項所述之金屬用研磨液，其中該金屬防蝕劑為選自嘧啶、1,2,4-三氮雜[1,5-a]嘧啶、1,3,4,6,7,8-六氫-2H-嘧啶並[1,2-a]嘧啶、1,3-二苯基-嘧啶-2,4,6-三酮、1,4,5,6-四氫嘧啶、2,4,5,6-四胺基嘧啶硫酸酯、2,4,5-三羥基嘧啶、2,4,6-三胺基嘧啶、2,4,6-三氯嘧啶、2,4,6-三甲氧基嘧啶、2,4,6-三苯基嘧啶、2,4-二胺基-6-羥基嘧啶、2,4-二胺基嘧啶、2-乙醯胺嘧啶、2-胺基嘧啶、2-甲基-5,7-二苯基-(1,2,4)三氮雜(1,5-a)嘧啶、2-甲基磺胺醯-5,7-二苯基-(1,2,4)三氮雜(1,5-a)嘧啶、2-甲基磺胺醯-5,7-二苯基-4,7-二氫-(1,2,4)三氮雜(1,5-a)嘧啶及4-胺基吡唑並[3,4-d]嘧啶的至少一種。
  41. 如申請專利範圍第6項所述之金屬用研磨液，其中該金屬防蝕劑為選自咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-異丙基咪唑、2-丙基咪唑、2-丁基咪唑、4-甲基咪唑、2,4-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-胺基咪唑及巰基苯並咪唑的至少一種。
  42. 如申請專利範圍第6項所述之金屬用研磨液，其中該金屬防蝕劑為選自1,3-二苯基胍及1-甲基-3-硝基胍的至少一種。
  43. 如申請專利範圍第6項所述之金屬用研磨液，其中該金屬防蝕劑為選自2-胺基噻唑、4,5-二甲基噻唑、2-胺基-2-噻唑啉、2,4-二甲基噻唑及2-胺基-4-甲基噻唑的至少一種。
  44. 如申請專利範圍第7項所述之金屬用研磨液，其中該有機溶劑為選自碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲基乙酯、丁內酯、丙內酯、乙二醇、丙二醇、二甘醇、二丙二醇、三甘醇、三丙二醇、乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚、二甘醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、三甘醇單甲醚、三丙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、丙二醇單乙醚、二甘醇單乙醚、二丙二醇單乙醚、三甘醇單乙醚、三丙二醇單乙醚、乙二醇單丙醚、丙二醇單丙醚、二甘醇單丙醚、二丙二醇單丙醚、三甘醇單丙醚、三丙二醇單丙醚、乙二醇單丁醚、丙二醇單丁醚、二甘醇單丁醚、二丙二醇單丁醚、三甘醇單丁醚、三丙二醇單丁醚、乙二醇二甲醚、丙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚、二丙二醇二甲醚、三甘醇二甲醚、三丙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、丙二醇二乙醚、二甘醇二乙醚、二丙二醇二乙醚、三甘醇二乙醚、三丙二醇二乙醚、乙二醇二丙醚、丙二醇二丙醚、二甘醇二丙醚、二丙二醇二丙醚、三甘醇二丙醚、三丙二醇二丙醚、乙二醇二丁醚、丙二醇二丁醚、二甘醇二丁醚、二丙 二醇二丁醚、三甘醇二丁醚、三丙二醇二丁醚、四氫呋喃、二惡烷、二甲氧基乙烷、聚氧化乙烯、乙二醇單甲基乙酸酯、二甘醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、異丙醇、丙酮、丁酮、酚、二甲基甲醯胺、n-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、乳酸乙酯及環丁碸的至少一種。
  45. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之金屬用研磨液，其中相對於該金屬用研磨液的總量100重量份，該磨粒為0.01~45重量份。
  46. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之金屬用研磨液，其中相對於該金屬用研磨液的總量100重量份，該磨粒為0.1~40重量份。
  47. 一種研磨方法，包括：一邊向固定研磨盤的研磨布上供應如申請專利範圍第1項至第46項中任一項所述之金屬用研磨液，一邊將具有被研磨膜的基板按壓在該研磨布上，在此狀態下藉由使該固定研磨盤和該基板相對移動來研磨該被研磨膜。
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