WO2004111157A1 - 金属用研磨液及び研磨方法 - Google Patents

Abstract

金属用研磨液は、酸化剤、酸化金属溶解剤、金属防食剤及び水を含有し、前記金属防食剤がアミノ−トリアゾール骨格を有する化合物及びイミダゾール骨格を有する化合物の少なくとも一方である。前記研磨液を用いることにより、半導体デバイスの配線形成工程において、エッチング速度を低く保ちつつ、研磨速度を充分上昇させ、金属表面の腐食とディッシングの発生を抑制し、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。

Description

明 細 書 金属用研磨液及び研磨方法 技術分野

本発明は、 半導体デバイスの配線形成工程に好適な金属用研磨 液及びそれを用いた研磨方法に関する。 背景技術

近年、 半導体集積回路 （L S I ) の高集積化、 高性能化に伴つ て新たな微細加工技術が開発されている。 化学機械研磨 （ C M P ) 法もその一つであ り、 L S I 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 N o . 4 9 4 4 8 3 6号明細書に開示されている。

近年、 L S I 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 C M P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、 例えば日本特開平 2 — 2 7 8 8 2 2号公報に開示されている。

金属の C M P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 （研磨圧力或いは研磨荷重） 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。

C M P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、 金属防 食剤が添加される。 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、 C M P 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 · ォプ · エレク 卜ロケミカ レソサエティ 誌 （ J o u r n a l o f E l e c t r o c h e m i c a l S o c i e t y ) の第 1 3 8卷 1 1号 （ 1 9 9 1年 発行） の 3 4 6 0〜 3 4 6 4頁に開示されている。

C M P 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と解釈できる。

伹し、 問題点と して、 金属膜表面の溶解 （以下、 エッチングと いう 。） が挙げられる。 凹部の金属膜表面の酸化層もエッチング 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 が進行してしまい、 平坦化効果が損なわれる こ とが懸念される。 例えば、 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 れて皿のよう に窪む現象 （デイ ツ シング） が懸念される。 また、 エッチングにより金属表面の荒れ （コ ロージヨ ン） も生じる こと がある。

これを防ぐためにさ らに金属防食剤が添加される。 デイ ツ シン グゃ研磨中の銅合金の腐食を抑制し、 信頼性の高い L S I 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 B T A (ベンゾ ト リ アゾ一ル） 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 日本特開平 8 — 8 3 7 8 0 号公報に記載されている。

しかし、 金属防食剤の添加によ り、 研磨速度が低下する ことが ある。 平坦化特性を維持するためには、 酸化金属溶解剤と金属防 食剤の効果のパランスを取る こ とが重要であ り、 削り取られた酸 化層の粒が効率良く溶解されて C M P による研磨速度が大き く 、 かつ凹部の金属膜表面の酸化層はあま り エッチングされない こ とが望ましい。

このよ う に酸化金属溶解剤と金属防食剤を添加して化学反応 の効果を加える こ とによ り 、 C M P による研磨速度が向上する と 共に、 C M 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。

一方、 配線の銅或いは銅合金等の下層には、 層間絶縁膜中への 銅拡散防止のためにパリ ア層と して、 タングステン、 窒化タ ンダ ステン、 タ ングステン合金及びその他のタ ングステン化合物等の 導体膜が形成される。 したがって、 銅或いは銅合金を埋め込む配 線部分以外では、 露出したパリ ア層を C M P によ り取り除く必要 がある。 しかし、 これらのパリ ア層用導体膜は、 銅或いは銅合金 に比べ硬度が高いために、 銅または銅合金用の研磨材料の組み合 わせでは十分な C M P速度が得られず、 ノ リ ア層を C M P によ り 取り 除く 間に銅または銅合金等がエッチングされ配線厚さが低 下する という問題が生じる。

本発明は、 エッチング速度を低く保ちつつ、 研磨速度を充分上 昇させ、 金属表面の腐食とデイ ツ シングの発生を抑制し、 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 液を提供するものである。

また、 本発明は、 エッチング速度を低く保ちつつ、 研磨速度を 充分上昇させ、 金属表面の腐食とデイ ツ シングの発生を抑制し、 信頼性の高い金属膜の埋め込みパターン形成を生産性、 作業性、 歩留ま り良く 、 行う ことのできる金属の研磨方法を提供する もの である。 発明の開示

本発明の研磨液は、 以下の （ 1 ) 〜 （ 2 0 ) の金属用研磨液及 び研磨方法に関する。

( 1 ) 酸化剤、 酸化金属溶解剤、 金属防食剤及び水を含有し、 前記金属防食剤がアミ ノ - ト リ ァゾール骨格を有する化合物及 びイ ミ ダゾール骨格を有する化合物の少な く と も一方である金 属用研磨液。

( 2 ) アミ ノ ー ト リ アゾール骨格を有する化合物が、 ト リ ァゾ ール環の炭素にァミ ノ基が結合した化合物である上記 （ 1 ) 記載 の金属用研磨液。

( 3 ) ァミ ノ — 卜 リ アゾール骨格を有する化合物が、 3 —アミ ノ — 1 ， 2 , 4 — ト リ ァゾールである上記 （ 1 ) または （ 2 ) 記 載の金属用研磨液。

( 4 ) イ ミ ダゾール骨格を有する化合物が、 下記一般式 （ I )

(一般式 （ I ) 中、 R ₂及び R ₃は、 それぞれ独立して水素 原子、 アミ ノ基、 又は C i C i aのアルキル鎖を示す。 ただし、 R！ , R ₂及び R ₃のすべてが水素原子である場合を除く 。） で表 される化合物である上記 （ 1 ) 記載の金属用研磨液。

( 5 ) イ ミ ダゾール骨格を有する化合物が、 2 —メチルイ ミ ダ ゾ一ル、 2 —ェチルイ ミダゾール、 2 — （イ ソプロ ピル） イ ミ ダ ゾ一ル、 2 — プロ ピルイ ミ ダゾール、 2 —ブチルイ ミダゾ―ル、 4 ーメチルイ ミダゾール、 2， 4 一ジメチルイ ミダゾール及び 2 一ェチル— 4 — メチルイ ミ ダゾ一ルか らなる群よ り 選ばれる少 なく と も一種である上記 （ 1 ) または （ 4 ) 記載の金属用研磨液。

( 6 ) 金属防食剤が、 アミ ノ基を有さない ト リ ァゾ一ル骨格を 有する化合物をさ ら に含む上記 （ 1 ) 〜 （ 5 ) のいずれか記載の 金属用研磨液。

( 7 ) ア ミ ノ基を有さない ト リ ァゾール骨格を有する化合物が 1， 2 , 3 — ト リ ァゾール、 1 , 2 , 4 — ト リ ァゾ一ル、 ベンゾ ト リ ァゾール及び 1 ー ヒ ド ロキシベンゾ ト リ アゾールか らなる 群よ り選ばれる少なく とも一種である上記 （ 6 ) 記載の金属用研 磨液。

( 8 ) 金属防食剤が、 ア ミ ノ ー ト リ アゾール骨格を有する化合 物及びア ミ ノ基を有さない 卜 リ ァゾ一ル骨格を有する化合物の 少なく とも一方と、 イ ミ ダゾ一ル骨格を有する化合物とを含む上 記 （ 6 ) または （ 7 ) 記載の金属用研磨液。 ( 9 ) 金属防食剤が、 アミ ノ ー ト リ アゾール骨格を有する化合 物とア ミ ノ 基を有さない ト リ ァゾール骨格を有する化合物と を 含む上記 （ 6 ) 〜 （ 8 ) のいずれか記載の金属用研磨液。

( 1 0 ) さ ら に水溶性ポリ マを含む上記 （ 1 ) 〜 （ 9 ) のいず れか記載の金属用研磨液。

( 1 1 ) 水溶性ポリ マが、 多糖類、 ポリ カルボン酸、 ポリ カル ボン酸のエステル、 ポリ カルボン酸の塩、 ポリ アク リルアミ ド及 びビニル系ポ リ マか らなる群よ り選ばれた少な く と も一種であ る上記 （ 1 0 ) 記載の金属用研磨液。

( 1 2 ) 金属の酸化剤が、 過酸化水素、 硝酸、 過ヨウ素酸カ リ ゥ厶、 次亜塩素酸、 過硫酸塩及びオゾン水か らなる群よ り選ばれ る少なく とも一種である上記 （ 1 ) 〜 （ 1 1 ) のいずれか記載の 金属用研磨液。

( 1 3 ) 酸化金属溶解剤が、 有機酸、 有機酸エステル、 有機酸 のア ンモニゥム塩及び硫酸か らなる群よ り 選ばれる少な く と も 一種である上記 （ 1 ) 〜 （ 1 2 ) のいずれか記載の金属用研磨液。

( 1 4 ) さ ら に、 砥粒を含む上記 （ 1 ) 〜 （ 1 3 ) のいずれか 記載の金属研磨液。

( 1 5 ) 研磨される金属膜が、 銅、 銅合金、 銅酸化物、 銅合金 の酸化物、 タ ンタル及びその化合物、 チタン及びその化合物、 夕 ングステン及びその化合物か らなる群よ り選ばれる少なく と も 一種である上記 （ 1 ) 〜 （ 1 4 ) のいずれか記載の金属用研磨液。

( 1 6 ) 研磨定盤の研磨布上に上記 （ 1 ) 〜 （ 1 5 ) のいずれ か記載の金属用研磨液を供給しながら、 金属膜を有する基体を研 磨布に押圧した状態で研磨定盤と基体と を相対的に動かすこ と によって金属膜を研磨する研磨方法。 ( 1 7 ) 金属膜が、 銅、 銅合金、 銅の酸化物、 銅合金の酸化物、 タ ンタル及びその化合物、 チタ ン及びその化合物、 タ ングステン 及びその化合物か らなる群よ り選ばれる少な く と も一種である 上記 （ 1 6 ) 記載の研磨方法。

( 1 8 ) 二種以上の金属膜の積層を連続して研磨する上記 （ 1 6 ) または （ 1 7 ) 記載の研磨方法。

( 1 9 ) 二種以上の金属の積層膜のう ち、 初めに研磨される第 一の膜が銅、 銅合金、 銅酸化物、 銅合金の酸化物から選ばれる一 種以上であ り 、 次に研磨される第二の膜がタ ンタル及びその化合 物、 チタ ン及びその化合物、 タングステン及びその化合物から選 ばれる一種以上である上記 （ 1 8 ) 記載の研磨方法。

( 2 0 ) 表面が凹部および凸部からなる層間絶縁膜と、 前記層 間絶縁膜を表面に沿って被覆するバリ ア層と、 前記凹部を充填し てバリ ァ層を被覆する配線金属層と を有する基板の配線金属層 を研磨して前記凸部のバリ ア層を露出させる第 1 研磨工程と、 該 第 1研磨工程後に、 少なく ともバリ ア層および凹部の配線金属層 を研磨して凸部の層間絶縁膜を露出させる第 2 研磨工程と を含 み、 少なく とも第 2研磨工程で上記 （ 1 ) 〜 （ 1 5 ) のいずれか 記載の金属用研磨液を用いて研磨する研磨方法。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明を詳細に説明する。

本発明の金属用研磨液は、 主要構成成分と して酸化剤、 酸化金 属溶解剤、 金属防食剤及び水を含有してなり 、 前記金属防食剤は、 ア ミ ノ ー ト リ アゾール骨格を有する化合物及びイ ミ ダゾール骨 格を有する化合物の少なく とも一方である。 本発明におけるイ ミダゾール骨格を有する化合物は、 特に制限 はなく 、 例えば下記一般式 （ I ) で表される化合物を挙げる こと ができる。

一般式 （ I ) 中、 R ₂及び R ₃は、 それぞれ独立して水素 原子、 アミ ノ基、 又は C 〜 C i ₂のアルキル鎖を示す。 ただし、 R X , R ₂及び R ₃のすべてが水素原子である場合を除く 。

イ ミ ダゾール骨格を有する化合物と しては、 具体的には、 2 — メチルイ ミ ダゾール、 2 —ェチルイ ミダゾール、 2 —イ ソプロ ピ ルイ ミ ダゾール、 2 —プロ ピルイ ミ ダゾ一ル、 2 —プチルイ ミ ダ ゾ一ル、 4 —メチルイ ミ ダゾール、 2 , 4 一ジメチルイ ミダゾ一 ル、 2 —ェチル— 4—メチルイ ミダゾール、 2 —ゥンデシルイ ミ ダゾール、 2 —ァミ ノイ ミ ダゾール等を例示する こ とができる。 これらは 1 種類単独で、 もし く は 2種類以上組み合わせて用いる こ とができる。 特に 2 —メチルイ ミダゾール、 2 —ェチルイ ミ ダ ゾ一ル、 2 — (イ ソプロ ピル） イ ミ ダゾール、 2 —プロ ピルイ ミ ダゾ一ル、 2 —プチルイ ミ ダゾール、 4 ー メチルイ ミダゾール、 2 , 4一ジメチルイ ミ ダゾール及び 2 —ェチルー 4一メチルイ ミ ダゾールから選ばれるのが好ましい。

本発明におけるアミ ノ ー ト リ ァゾール骨格を有する化合物は、 ト リ ァゾール骨格の炭素原子にア ミ ノ基が結合 している化合物 であるのが好ましく 、 工業的に生産されている こ とを考慮する と 3 —アミ ノ ー ：！ ， 2 , 4 — ト リ アゾールがよ り好適である。

本発明の金属用研磨液には、 さ らに、 アミ ノ基を有さない ト リ ァゾ一ル骨格を有する化合物を、 金属防食剤と して含有する こ と ができる。

ア ミ ノ 基を有さない ト リ ァゾ一ル骨格を有する化合物と して は、 例えば、 1 , 2 , 3 — ト リ ァゾ一ル、 1 , 2 ， 4 一 ト リ ァゾ —ル、 ベンゾ ト リ アゾール、 1 ー ヒ ドロキシベンゾ ト リ アゾール、 1 —ジヒ ドロキシプロ ピルべンゾ ト リ ァゾール、 2 ， 3 —ジカル ポキシプロ ピルべンゾ ト リ ァゾール、 4 — ヒ ド ロキシベンゾ ト リ ァゾ一ル、 4 —力ルポキシル （— 1 H — ) ベンゾ ト リ ァゾール、 4 一力ルポキシル （— 1 H — ) ベンゾ ト リ アゾールメチルエステ ル、 4 —力ルポキシル （— 1 H — ) ベンゾ ト リ アゾ一ルブチルェ ステル、 4 —カルボキシル （— 1 H —） ベンゾ ト リ アゾールォク チルエステル、 5 —へキシルベンゾ ト リ アゾール、 [ 1 ， 2 ， 3 —ベンゾ ト リ アゾリ ル一 1 一 メチル ] [ 1 ， 2 ， 4 .— ト リ アゾリ ルー 1 —メチル】 [ 2 —ェチルへキシル] ァミ ン、 ト リ ル ト リ ァ ゾール、 ナフ ト ト リ ァゾール、 ビス [ ( 1 —ベンゾ ト リ アゾリル） メチル] ホスホン酸等を例示できる。 これら金属防食剤は 1 種類 単独で、 も し く は 2 種類以上組み合わせて用いる こ とができる。

金属防食剤は、 アミ ノ ー ト リ アゾール骨格を有する化合物及び ァ ミ ノ基を有さない ト リ ァゾール骨格を有する化合物の少なく とも一方と、 イ ミダゾール骨格を有する化合物とを併用する こ と がよ り好ましい。 また、 アミ ノ ー ト リ アゾール骨格を有する化合 物とアミ ノ基を有さない ト リ ァゾ一ル骨格を有する化合物と を 併用する こともよ り好ま しい。

本発明における金属防食剤の総配合量は、 金属用研磨液の総量 に対して 0. 0 0 1 〜 1 0重量％ とする こ とが好ましく 、 0 . 0 1〜 8重量％ とする ことがよ り好ましく 、 0. 0 2〜 5重量％ と する こ とが特に好ましい。 この配合量が 0. 0 0 1重量％未満で は、 エッチングの抑制が困難となった り 、 充分な研磨速度の向上 が得られなかったりする傾向があ り 、 1 0重量％を超える と研磨 速度が飽和した り低く なつた りする傾向がある。 金属防食剤と し てア ミ ノ ー ト リ ァゾール骨格を有する化合物のみを用 いる場合 は 0. 0 5〜 5重量％とする こ とが特に好ま しい。

本発明における酸化剤と しては、 過酸化水素 （ H ₂ O ₂ )、 硝酸、 過ヨウ素酸カ リ ウム、 次亜塩素酸、 過硫酸塩及びオゾン水等が挙 げられ、 その中でも過酸化水素が特に好ま しい。 これらは 1種類 単独で、 も し く は 2種類以上組み合わせて用いる こ とができる。

研磨の適用対象である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著しいので 過酸化水素が適している。 なお、 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。

酸化剤の配合量は、 金属用研磨液の総量に対して、 0 . 1 〜 5 0重量％ とする こ とが好まし く 、 0. 2〜 2 5重量％ とする こと がよ り好ま しく、 0. 3 ~ 1 5重量％とする こ とが特に好ま しい。 配合量が 0. 1重量％未満では、 金属の酸化が不充分で C M P速 度が低く なる傾向があ り、 5 0重量％を超える と、 研磨面に荒れ が生じる傾向がある。

本発明における酸化金属溶解剤は、 水溶性のものであれば特に 制限はなく 、 ギ酸、 酢酸、 プロ ピオン酸、 酪酸、 吉草酸、 2 —メ チル酪酸、 n —へキサン酸、 3 ， 3 —ジメチル酪酸、 2 —ェチル 酪酸、 4 —メチルペンタ ン酸、 n 〜ヘプタ ン酸、 2 —メチルへキ サン酸、 n —オクタ ン酸、 2 —ェチルへキサン酸、 安息香酸、 グ リ コール酸、 サリ チル酸、 グリ セ リ ン酸、 シユウ酸、 マロ ン酸、 コハク酸、 ダルタル酸、 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、 クェン酸等の有機酸、 これら有機 酸のエステル及びこれら有機酸のアンモニゥム塩等が例示でき る。 また塩酸、 硫酸、 硝酸等の無機酸、 これら無機酸のア ンモニ ゥム塩類、 例えば過硫酸アンモニゥム、 硝酸アンモニゥム、 塩化 アンモニゥム等、 ク ロム酸等が挙げられる。 これらの中で特に、 効果的に研磨できる という点でギ酸、 マロ ン酸、 リ ンゴ酸、 酒石 酸、 クェン酸が金属層の C M P に対して好適である。 これらは 1 種類単独で、 も しく は 2種類以上組み合わせて用いる こ とができ る。

酸化金属溶解剤成分の配合量は、 金属用研磨液の総量に対して 0 . 0 0 1 〜 1 0重量％ とする こ とが好まし く 、 0 . 0 1 〜 8重 量％ とする こ とがよ り好ま し く 、 0 . 0 2 〜 5 重量％とする こ と が特に好ま しい。 この配合量が 0 . 0 0 1 重量％未満になる と研 磨速度が極端に減少する傾向があ り 、 1 0 重量％を超える と、 ェ ツチングの抑制が困難となる傾向がある。

本発明の金属用研磨液は、 さ らに水溶性ポリ マを含むこ とがで きる。 水溶性ポリ マとしては、 例えば、 アルギン酸、 ぺクチン酸、 カルボキシメチルセルロース、 寒天、 カー ド ラン及びプルラン等 の多糖類；ポリ アスパラギン酸、 ポリ グルタ ミ ン酸、 ポリ リ シン、 ポリ リ ンゴ酸、 ポリ メタ ク リ ル酸、 ポリ アミ ド酸、 ポリ マレイ ン 酸、 ポリ イ タコン酸、 ポリ フマル酸、 ポリ （ P —スチレン力ルポ ン酸）、 ポリ アク リ ル酸、 及びポ リ ダリ オキシル酸等のポ リ カル ボン酸 ； ポリ メタク リル酸アンモニゥム塩、 ポリ メタク リル酸ナ ト リ ウム塩、 ポリ アク リルアミ ド、 ポ リ アミ ノ アク リルアミ ド、 ポリ アク リ ル酸アンモニゥム塩、 ポ リ アク リ ル酸ナ ト リ ウム塩、 ポリ アミ ド酸アンモニゥム塩、 ポリ アミ ド酸ナ ト リ ウム塩等に例 示されるポリ カルボン酸の塩及びエステル及び誘導体 ； ポリ ビニ ルアルコール、 ポリ ビニルピロ り ド ン及びポ リ アク ロ レイ ン等の ビエル系ポリ マ等が挙げられる。 また、 これらのエステル及びこ れらのアンモニゥム塩も挙げられる。

その中でも多糖類、 ポリカルボン酸、 ポリ カルボン酸のエステ ル、 ポリ カルボン酸の塩、 ポリ アク リルアミ ド及びビニル系ポリ マからなる群よ り選ばれた少なく とも一種が好ましく 、 具体的に はべクチン酸、 寒天、 ポリ リ ンゴ酸、 ポリ メ夕ク リル酸、 ポリ ア ク リ ル酸、 ポリ アク リ ルアミ ド、 ポリ ビニルアルコール及びポリ ビニルピロ リ ドン、 それらのエステル及びそれらのアンモニゥム 塩が好ま しい。 但し、， 適用する基体が半導体集積回路用シリ コ ン 基板などの場合はアルカ リ 金属、 アルカ リ 土類金属、 八ロゲン化 物等による汚染は望ま しくないため、 酸も し く はそのアンモニゥ ム塩が望ましい。 なお、 基体がガラス基板等である場合はその限 りではない。

水溶性ポ リ マの配合量は、 研磨液の総量に対して 0 〜 1 0 重 量％ とする こ とが好ましく 、 0 . 0 1 〜 8 重量％がよ り好ましく 、 0 . 0 2 〜 5 重量％が特に好ま しい。 この配合量が 1 0 重量％を 超える と研磨速度が低下する傾向がある。

水溶性ポリ マの重量平均分子量 （ G P C測定、 標準ポリ スチレ ン換算） は 5 0 0 以上とする こ とが好ま し く 、 1 , 5 0 0 以上と する こ とがよ り好まし く 、 5 , 0 0 0 以上とする こ とが特に好ま しい。 重量平均分子量の上限は特に規定する ものではないが、 溶 解性の観点か ら 5 0 0万以下が好ましい。 重量平均分子量が 5 0 0 未満では高い研磨速度が発現しない傾向にある。 本発明では、 重量平均分子量が 5 0 0 以上である少な く と も一種の水溶性ポ リ マを用いる こ とが好ましい。

本発明の研磨液は、 砥粒を含有しても良い。 L S I 等の銅また は銅合金配線の絶縁膜層と して二酸化珪素膜が用い られるが、 こ の場合パリ ア層であるタ ンタル等の研磨に引き続き、 本発明の研 磨液で二酸化珪素膜を研磨する場合には、 砥粒を含有するのが好 ましい。

本発明における砥粒としては、 シリ 力、 アルミナ、 ジルコニァ、 セリ ア、 チタニア、 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、 シリ カ、 アルミナ、 セリ ア、 チタニア、 ジルコ二 ァ、 ゲルマニアから選ばれた 1 種以上であるのが好ましい。 さ ら に、 研磨液中での分散安定性が良く 、 C M P 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 1 5 0 n m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。 こ こで、 平均粒径は、 パリ ア層の研磨速度がよ り大きく なる 1 0 0 n m以 下がよ り好ま しく 、 7 O n m以下がさ ら に好ま しい。 コ ロイダル シ リ 力はシリ コ ンアルコキシ ドの加水分解または珪酸ナ ト リ ゥ 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。 砥粒を配合する場合、砥粒の濃度は、研磨液総重量に対し、 0 .

0 1 〜 2 0 . 0 重量％が好まし く 、 0 . 0 5 〜 ： L 5 . 0 重量％が よ り好ましく 、 0 . 1 〜 8 . 0 重量％が最も好ましい。 砥粒濃度 が 0 . 0 1 重量％未満では、 砥粒を添加する効果がみられず、 2 0 . 0 重量％を超えて添加する と、 砥粒が凝集しやすく なるだけ でなく 、 研磨速度に差が見られないためである。

本発明の金属用研磨液には、 上述した材料のほかに必要に応じ て、 界面活性剤等の分散剤、 ビク ト リ ア ピュアブル一等の染料、 フタ ロシアニングリ ーン等の顔料等の着色剤などを 0 . 0 1 〜 1 重量％程度、 よ り好まし く は 0 . 1 〜 0 . 8 重量％程度含有させ てもよい。 なお、 水の配合量は残部でよ く 、 含有されていれば特 に制限はない。

本発明を適用する被研磨膜である金属膜と しては、 銅、 銅合金、 銅酸化物、 銅合金の酸化物 （以下、 銅及びその化合物という。）、 タ ンタル、 窒化タ ンタル、 タ ンタル合金等 （以下、 タンタル及び その化合物という。）、 チタン、 窒化チタン、 チタ ン合金等 （以下、 チタン及びその化合物という。）、 タ ングステン、 窒化タ ンダステ ン、 タ ングステン合金等 （以下、 タ ングステン及びその化合物と いう。） などを例示する こ とができ、 公知のスパッ 夕法、 メ ツキ 法によ り成膜できる。 さ らに、 金属膜は、 二種以上の上記金属を 組み合わせた積層膜であってもよい。

上記積層膜と しては、 上層 （初めに研磨される第一の膜） が銅 及びその化合物から選ばれ、 下層 （続いて研磨される第二の膜） がタンタル及びその化合物、 チタン及びその化合物、 タ ンダステ ン及びその化合物から選ばれるものが例示できる。

本発明の金属用研磨液を用いる こ とによ り 上記の二種以上の 金属膜の積層膜を連続して研磨する こ とができる。 換言すれば、 金属膜毎に研磨液を変更する手間が省ける。

本発明の第 1 の研磨方法は、 研磨定盤の研磨布上に前記の金属 用研磨液を供給しながら、 被研磨膜である金属膜を有する基体を 研磨布に押圧した状態で、 研磨定盤と基体とを相対的に動かすこ とによって被研磨膜である金属膜を研磨する研磨方法である。 研 磨する装置としては、 金属層を有する基体を保持するホルダーと 研磨布 （研磨パッ ド） を貼り付ける こ とができ、 回転数が変更可 能なモ一夕等を取 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。

研磨布と しては、 一般的な不織布、 発泡ポリ ウレタン、 多孔質 フッ素樹脂等が使用でき、 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体が飛び出さないよう に 2 0 0 r p m以下の低回転が好ま しい。 被研磨膜を有する基体の研磨布 への押し付け圧力 （研磨圧力） は 1 〜 ： L O O k P aが好ま し く 、 C M P 速度のゥェ Λ面内均一性及びパターンの平坦性を満足す るためには、 5〜 5 0 k P aがよ り好ま しい。

研磨方法は、 研磨定盤と基体とを相対的に動かすのであれば、 被研磨膜や研磨装置によ り適宜選択できる。 例えば、 研磨定盤を 回転させる他に、 ホルダーを回転や揺動させる研磨方法、 研磨定 盤を遊星回転させる研磨方法、 ベル ト状の研磨布を長尺方向の一 方向に直線状に動かす研磨方法等が挙げられる。 なお、 ホルダー は固定、 回転、 揺動のいずれの状態でも良い。

研磨している間、 研磨布表面と基体の被研磨面との間には金属 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、 研磨布の表面が常に研磨液で覆われている こ とが好ましい 研磨終了後の基体は、 流水中でよく洗浄後、 スピン ド ライ等を 用いて基体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。

本発明の金属用研磨液及びこの研磨液を用いる研磨方法は、 金 属の研磨速度が充分に高く 、 且つエッチング速度が小さいため、 生産性が高く 、 金属表面の腐食及びディ ッ シングが小さいため、 微細化、 薄膜化、 寸法精度、 電気特性に優れ、 信頼性の高い半導 体デバイス及び機器の製造に好適である。

すなわち本発明の第 2 の研磨方法は、 表面が凹部および凸部か らなる層間絶縁膜と、 前記層間絶縁膜を表面に沿って被覆するバ リ ア層と、 前記凹部を充填してパリ ア層を被覆する配線金属層と を有する基板の配線金属層を研磨して前記凸部のバ リ ァ層を露 出させる第 1 研磨工程と、 該第 1研磨工程後に、 少なく ともバリ ァ層および凹部の配線金属層を研磨して凸部の層間絶縁膜を露 出させる第 2研磨工程とを含み、 少なく とも第 2研磨工程で本発 明の金属用研磨液を用いて研磨する研磨方法である。

層間絶縁膜と しては、 シリ コ ン系被膜や有機ポリ マ膜が挙げら れる。 シリ コ ン系被膜と しては、 二酸化ケイ素、 フルォロシリ ケ ー トグラス、 卜 リ メチルシランゃジメ トキシジメチルシランを出 発原料として得られるオルガノ シリ ゲー ト グラス、 シリ コ ンォキ シナイ ト ライ ド、 水素化シルセスキォキサン等のシリ カ系被膜や シリ コンカーバイ ド及びシリ コ ンナイ ト ライ ドが挙げられる。 ま た、 有機ポリ マ膜としては、 全芳香族系低誘電率層間絶縁膜が挙 げられる。 特に、 オルガノ シリ ゲー トグラスが好ましい。 これら の膜は、 C V D法、 ス ピンコー ト法、 ディ ップコー ト法、 または スプレー法等によって成膜される。 パリ ア層は層間絶縁膜中への銅等の金属拡散防止、 および絶縁 膜と金属との密着性向上のために形成される。 パリ ア層は、 タン ダステン及びタングステン化合物、 タ ンタル及びタ ンタル化合物 チタ ン及びチタ ン化合物のう ちか ら選ばれる少な く と も 1 種で あるのが好ましく 、 1 種の組成からなる単層構造であっても 2種 以上の組成か らなる積層構造であってもよい。

配線金属層としては、 銅及びその化合物、 タ ングステン、 タン ダステン合金、 銀、 金等の金属が主成分の層が挙げられる。 これ らのう ち、 銅及びその化合物か ら選ばれる少なく と も 1 種を含む 層を研磨するのが好ましい。 配線金属層は公知のスパッ夕法、 メ ツキ法によ りパリ ァ層の上に成膜できる。

以下、 本発明の研磨方法の実施態様を、 半導体デバイ ス製造ェ 程における配線層の形成に沿って説明する。

まず、 シリ コンの基板上に二酸化ケイ素等の層間絶縁膜を積層 する。 次いで、 レジス ト層形成、 エッチング等の公知の手段によ つて、 層間絶縁膜表面に所定パターンの凹部 （基板露出部） を形 成して凸部と凹部とからなる層間絶縁膜とする。 この層間絶縁膜 上に、 表面の凸凹に沿って層間絶縁膜を被覆するタ ングステン等 のパリ ア層を蒸着または C V D等によ り成膜する。 さ ら に、 前記 凹部を充填する よ う にパリ ア層を被覆する銅等の配線金属層を 蒸着、 めっ きまたは C V D等によ り形成する。

(第 1研磨工程） 次に、 この半導体基板を研磨装置に固定し、 表面の配線金属層を被研磨面として、 研磨液を供給しながら研磨 する。 これによ り、 層間絶縁膜凸部のパリ ア層が基板表面に露出 し、 層間絶縁膜凹部に前記金属層が残された所望の導体パ夕一ン が得られる。 (第 2研磨工程） 次いで、 前記導体パターンを被研磨面とし て、 少なく とも、 前記露出しているパリ ア層および凹部の配線金 属層を、 本発明の研磨液を供給しながら研磨する。 凸部のパリ ア 層の下の層間絶縁膜が全て露出し、 凹部に配線層となる前記金属 層が残され、 凸部と凹部との境界にパリ ア層の断面が露出した所 望のパターンが得られた時点で研磨を終了する。 研磨終了時のよ り優れた平坦性を確保するために、 さ ら に、 オーバ一研磨 （例え ば、 第 2研磨工程で所望のパターンを得られる までの時間が 1 0 0秒の場合、 この 1 0 0秒の研磨に加えて 5 0 秒追加して研磨す る こ とをオーバ一研磨 5 0 % という。） して凸部の層間絶縁膜の 一部を含む深さまで研磨しても良い。

第 2研磨工程では、 本発明の第 1 の研磨方法のよ う に基板の被 研磨面を研磨布に押圧した状態で研磨布と基板とを相対的に動 かして被研磨面を研磨する研磨方法の他に、 金属製または樹脂製 のブラシを接触させる方法、 研磨液を所定の圧力で吹きつける研 磨方法も挙げられる。

第 1研磨工程および第 2研磨工程のう ち、 少なく とも第 2研磨 工程で本発明の研磨液を用いて研磨する。 第 1 及び第 2研磨工程 で引き続いて、 本発明の研磨液を使用 して研磨してもよい。 この 場合、 第 1研磨工程と第 2研磨工程との間は、 特に被研磨面の洗 浄工程や乾燥工程等を行う必要はないが、 研磨定盤ゃ研磨布の取 り換えや、 加工荷重等を変更させるために停止させてもよい。 第 1 研磨工程および第 2 研磨工程で使用する本発明の研磨液は同 一組成でも異なった組成でもよいが、 同一組成の研磨液であれば 第 1 研磨工程か ら第 2 研磨工程へ停止せずに連続して研磨を続 ける こ とができるため、 生産性に優れる。 このよう にして形成された金属配線の上に、 さ らに、 層間絶縁 膜、 バリ ア層及び配線金属層を形成し、 これを研磨して半導体基 板全面に渡って平滑な面と して第 2 層目の金属配線を形成する。 この工程を所定数繰り返すこ とによ り 、 所望の配線層数を有する 半導体デバイスを製造できる。 実施例

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 2 及び比較例 1 、 2 ]

(金属用研磨液作製方法）

金属用研磨液は、 総量に対して リ ンゴ酸 0 . 1 5 重量％、 水 溶性ポリ マ （アク リル系重合体、 重量平均分子量 ： 約 1 万） 0 . 1 5重量％、 表 1 及び表 2 に示すアミ ノ ト リ アゾール化合物 0 . 2重量％、 アミ ノ ト リ アゾ一ル化合物以外の金属防食剤として表 1 及び表 2 に示すベンゾ ト リ アゾール 0 . 2 重量％および ま たはイ ミ ダゾール化合物 0 . 0 5 重量％、 過酸化水素水 9 重 量％、 残部を水と して混合して調製した。

得られた金属用研磨液を用いて以下の条件でエ ッチング及び C M P研磨し、 評価した。 表 1 に銅基体に対する C M P の研磨速 度、 エッチング速度を、 表 2 にタングステン基体に対する研磨速 度、 エッチング速度を併記する。

(研磨条件）

銅基体 ： 厚さ 1 5 0 0 n mの銅金属を堆積したシリ コ ン基板 タングステン基体 ： 厚さ 6 0 0 n mのタ ングステン化合物を堆積 したシリ コ ン基板 研磨液供給量 ： 1 5 c c /分

研磨パッ ド ： 発泡ポリ ウレタ ン樹脂 （口デール社製型番 I C 1 0 0 0 )

研磨圧力 ： 2 9 . 4 k P a ( 3 0 0 g f Z c m ² )

基体と研磨定盤との相対速度 ： 4 5 m/m i n、 研磨定盤回転速 度 ： 7 5 r p in

(評価項目）

研磨速度 ： 各膜の研磨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： それぞれの基体を攪拌した金属用研磨液 （室温、 2 5 °C、 攪拌 6 0 0 r p m) へ浸潰し、 浸漬前後の金属層膜厚差 を電気抵抗値から換算して求めた。

[実施例 1 3 〜 2 4および比較例 3 ]

(金属用研磨液作製方法）

金属用研磨液は総量に対してリ ンゴ酸 0 . 1 5 重量％、 水溶 性ポリ マ （アク リ ル系蓽合体、 重量平均分子量 ： 約 1 万〉 0 . 1 5 重量％、 表 3 に示すイ ミ ダゾール化合物 0 . 2 重量％ 、 表 3 に示すベンゾ ト リ アゾールまたは 3 —アミ ノ ー 1 , 2 , 4 — 卜 リ アゾール 0 . 2 重量％、 過酸化水素水 9 重量％、 残部を水と して混合して調製した。

得られた金属用研磨液を用いて実施例 1 と同様にエ ッ チング 及び C M P研磨し、 評価した。 エッチング速度を表 3 に併記する。 (表 1)

銅 （単位： n m/分） アミノー

金属防食剤

卜リアゾール エツチン 研磨; i 度

グ速度 実施例 3-ァミノ- 1, 2,

ベンゾ'卜リアゾ'ーゾレ 1 73. 4 0. 27 1 4-卜リアゾール

実施例 3 -ァミノ- 1， 2， 2-プチルイミダゾール

221. 9 0. 46 2 4 -トリ ソール ヘンソ卜リズソーレ

2—ェチリレー 4—メチル

実施例 3_ァミノ- 2，

ィ ダゾーレ 1 88. 4 0. 20 3 4-卜リアゾール

ベンゾ卜リアゾール

2， 4—ンメテレ

実施例 3 -ァミノ- 1， 2,

イミダゾール 1 33. 0 0. 1 9 4 4-卜リアゾール

ベンゾトリアゾール

実施例 3-ァミノ- 1， 2,

なし 1 32. 2 2. 50 5 4-卜リアゾール

比較例

1 なし なし 1 23. 0 4. 70

(表 2)

タングステン アミノー 難： n m/分） 金属防食剤

卜リアゾール エツチン 研磨速度

グ速度 実施例 3 -ァミノ- 1 , 2，

33 6 ₄一卜リアゾール 2—プチルイミダゾール 1 20. 2 0. 実施例 3 -ァミノ- 1 , 2， 2 -プチルイミダゾール

80. 7 0. 1 6 7 ₄-卜リアゾール ベンゾトリアゾール

実施例 3-アミノ- 1， 2，

2—ェチルイミダゾール 1 1 6. 0 1. 21 8 4-卜リアゾール

2

-ァミノ- 1 , 2， — （イソプロピル）

実施例 3

イミダゾール 1 63. 0 1. 24 9 4-卜リアゾール

ベンゾ卜リアゾール

実施例 3-ァミノ- 1， 2， 2-プロピルイミダゾール

1 47. 0 1. 51 10 4-卜リアゾ-ル ベンゾトリアゾール

2， 4

-1 , 2， 一ジメチノレ

実施例 3-ア

イミダゾール 81. 0 0. 37 1 1 4 -卜リアゾール

ベンゾ卜リアゾール

実施例 3 -ァミノ- 1 , 2,

なし 82. 2 2. 00

1 2 4-卜リアゾール

比較例

なし なし 30. 2 2. 53 2 (表 3) エッチング速度 ( n m/分） 金属防食剤

タングス 銅

テン

2—メチルイミダゾール

実施例 1 3 0. 30 1. 00

ベンゾトリアゾール

2—工チルイミダゾール

実施 ί列 14 0. 03 1. 21

ベンゾ卜リアゾール

2- (イソプロピル） イミダゾール

実施例 1 5 0. 1 9 1. 24

ベンゾ卜リアゾール

2-プロピルイミダゾール

実施例 1 6 1 r- 1

U . I O I . O 1 ベンゾ卜リアゾール

宝 ΐΜ11 7 2—プチルイミダゾール

0 1 β ベンゾ卜リアゾール

4—メチルイミダゾール

実施例 1 8 0. 09 0. 1 5

ベンゾ卜リアゾール

2, 4—ジメチルイミダゾール

実施例 1 9 0. Ί 9 0. 37 へノソ卜リアソー Jレ

2—ェチルー 4ーメチルイミダゾール

実施例 20 、、、 ， » ί* f 0， 20 0. 86 へノソ卜リアソー レ

2—プチルイミダゾール

実施例 21 1. 80 0. 33

4ーメチルイミダゾール

実施例 22 2. 1 2 1. 40

2， 4一ジメチルイミダゾール

実施例 23 1. 69 0. 36 実施例 24 2. 50 2. 00

3—アミノー 1， 2， 4一卜リアゾール

比較例 3 2. 50 10.00

ベンゾ卜リアゾール 実施例 1 〜 5 は銅の研磨速度がいずれの場合も 1 3 0 n m / m i n以上であ り、 比較例 1 と比べて改善されている。 一方、 ェ ツチング速度についても比較例と比較して充分低い値であった。

実施例 6 〜 1 2 はタ ングステンの研磨速度がいずれの場合も 8 O n mZm i n以上であ り 、 比較例 2 と比べて改善されている 一方、 エッチング速度についても比較例と比較して充分低い値で あった。

実施例 1 3〜 2 0は銅のエッチング速度がいずれの場合も 0 . 5 n m/m i n以下であ り、 比較例 3 と比べて大きく改善されて いる。 一方タ ングステンにおいても比較例と比較して充分低い値 であった。 実施例 2 1 〜 2 4も、 タ ングステンにおいて充分に低 く 、 実用 レベルであった。

また、 実施例 1 3〜 2 4で銅、 タ ングステンの研磨速度はそれ ぞれ 1 0 0 ] 111 ^/ 111 !1 ]1 、 2 0 n mZm i n以上であ り 、 充分に 実用 レベルであった。

[実施例 2 5 ]

リ ンゴ酸 0 . 1 5重量％、 水溶性ポリ マ （アク リル系重合体、 重量平均分子量： 約 1 万） 0 . 1 5 重量％、 3 —ァミ ノ — 1 , 2 , 4 ー ト リ アゾール 0. 3重量％、 ベンゾ ト リ アゾ一ル 0. 1 4 重量％、 2 , 4 一ジメチルイ ミ ダゾール 0 . 0 5 重量％、 砥粒 (コ ロイ ダルシリ カ、 一次粒径 3 0 n m) 0 . 4重量％及び過酸 化水素水 9重量％、 残部を水と して混合して金属用研磨液を調 製した。

二酸化シ リ コ ン中に深さ 0 . 5 〜 1 0 0 mの溝を形成して、 公知の方法によっ てバリ ア層 と して厚さ 5 0 n mのタ ンダステ ン層を形成し、 その上層に銅膜を 1 . O m形成したシリ コ ン基 板を用意した。 基板表面全面で二酸化シリ コ ンの凸部が露出する まで上記研磨液によっ て実施例 1 と同様の研磨条件で研磨を行 つた。 研磨時間は 2分であり 、 約 5 0 0 n mZm i n以上の研磨 速度が得られた。 次に、 触針式段差計で配線金属部幅 1 0 0 ^ m、 絶縁膜部幅 1 0 0 mが交互に並んだス ト ライ プ状パターン部 の表面形状か ら、 絶縁膜部に対する配線金属部の膜減り量を求め たと ころ 7 0 n mであ り 、 充分実用的な値であった。

[実施例 2 6 ]

リ ンゴ酸 0. 1 5重量％、 水溶性ポリ マ （アク リル系重合体、 重量平均分子量： 約 1 万） 0. 1 5重量％、 3 —ア ミ ノ ー 1 ， 2 , 4 一 卜 リ アゾール 0. 3重量％、 ベンゾ ト リ アゾ一ル 0. 1 4 重量％、 2 , 4 —ジメチルイ ミ ダゾール 0 . 0 5重量％、 過酸 化水素水 9重量％、 残部を水と して混合して研磨液を調製した。

この研磨液を用いた以外は実施例 1 と同様にして、 エッチング を行った。 このときのエッチング速度は、 銅では 0 . 3 7 n mZ m i n、 タ ングステンでは 0. 4 9 n m/m i nであった。

実施例 2 5 で使用 したの と同 じシ リ コ ン基板を表面全面で二 酸化シ リ コ ンの凸部が露出する まで上記研磨液によっ て実施例 1 と同様の研磨条件で研磨を行った。 研磨時間は 3分であ り、 約 3 5 0 n mZm i n以上の研磨速度が得られた。 次に、 触針式段 差計で配線金属部幅 1 0 0 t m、 絶縁膜部幅 1 0 0 mが交互に 並んだス ト ライ プ状パターン部の表面形状か ら、 絶縁膜部に対す る配線金属部の膜減り量を求めたと ころ 5 0 n mであ り、 十分実 用的な値であった。 産業上の利用可能性 本発明の金属用研磨液は、 エッチング速度を低く 保ちつつ、 研 磨速度を充分上昇させ、 金属表面の腐食とデイ ツシングの発生を 抑制し、 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 ものである。

本発明の研磨方法は、 エッチング速度を低く 保ちつつ、 研磨速 度を充分上昇させ、 金属表面の腐食とデイ ツ シングの発生を抑制 し、 信頼性の高い金属膜の埋め込みパターン形成を生産性、 作業 性、 歩留ま り 良く 、 行う こ とのできる ものである。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 酸化剤、 酸化金属溶解剤、 金属防食剤及び水を含有し、 前 記金属防食剤がアミ ノ 一 卜 リ ァゾール骨格を有する化合物及び ィ ミ ダゾール骨格を有する化合物の少な く と も一方である金属 用研磨液。

2. アミ ノ ー ト リ アゾール骨格を有する化合物が、 卜 リ アゾー ル環の炭素にア ミ ノ基が結合した化合物である請求の範囲第 1 項記載の金属用研磨液。

3. アミ ノ ー ト リ アゾール骨格を有する化合物が、 3 —ァミ ノ - 1 , 2 , 4 — ト リ アゾールである請求の範囲第 1 項または第 2 項記載の金属用研磨液。

4. イ ミ ダゾール骨格を有する化合物が、 下記一般式 （ I )

(一般式 （ I ) 中、 R i、 R ₂及ぴ R ₃は、 それぞれ独立して水素 原子、 アミ ノ基、 又は C i C t aのアルキル鎖を示す。 ただし、 R！ , R ₂及び R ₃のすべてが水素原子である場合を除く 。） で表 される化合物である請求の範囲第 1項記載の金属用研磨液。

5. イ ミダゾール骨格を有する化合物が、 2 —メチルイ ミダゾ ール、 2 —ェチルイ ミダゾ一ル、 2 — （イ ソプロ ピル） イ ミダゾ ール、 2 —プロ ピルイ ミ ダゾ一ル、 2 —プチルイ ミ ダゾール、 4 ーメチルイ ミダゾール、 2 , 4 —ジメチルイ ミ ダゾ一ル及び 2 — ェチルー 4 ー メチルイ ミ ダゾールか らなる群よ り選ばれる少な く と も一種である請求の範囲第 1 項または第 4 項記載の金属用 研磨液。

6 . 金属防食剤が、 アミ ノ基を有さない 卜 リ アゾール骨格を有 する化合物をさ ら に含む請求の範囲第 1 項〜第 5 項のいずれか 記載の金属用研磨液。

7 . アミ ノ基を有さない ト リ ァゾール骨格を有する化合物が 1 2 , 3 — ト リ ァゾール、 1 , 2 , 4 — ト リ ァゾール、 ベンゾ ト リ ァゾール及び 1 ー ヒ ド ロキシベンゾ ト リ アゾールか らなる群よ り 選ばれる少な く と も一種である請求の範囲第 6 項記載の金属 用研磨液。

8 . 金属防食剤が、 アミ ノ ー ト リ アゾール骨格を有する化合物 及びア ミ ノ 基を有さない ト リ ァゾ一ル骨格を有する化合物の少 なく とも一方と、 イ ミ ダゾール骨格を有する化合物とを含む請求 の範囲第 6 項または第 7 項記載の金属用研磨液。

9 . 金属防食剤が、 ア ミ ノ ー ト リ アゾール骨格を有する化合物 と ア ミ ノ基を有さない ト リ ァゾール骨格を有する化合物と を含 む請求の範囲第 6項〜第 8項のいずれか記載の金属用研磨液。

1 0 . さ ら に水溶性ポリ マを含む請求の範囲第 1 項〜第 9項の いずれか記載の金属用研磨液。

1 1 . 水溶性ポリ マが、 多糠類、 ポリ カルボン酸、 ポリ カルボ ン酸のエステル、 ポリ カルボン酸の塩、 ポリ アク リルアミ ド及び ビニル系ポ リ マか らなる群よ り 選ばれた少な く と も一種である 請求の範囲第 1 0 項記載の金属用研磨液。

1 2 . 金属の酸化剤が、 過酸化水素、 硝酸、 過ヨウ素酸力 リ ウ ム、 次亜塩素酸、 過硫酸塩及びオゾン水からなる群よ り選ばれる 少な く と も一種である請求の範囲第 1 項〜第 1 1 項のいずれか 記載の金属用研磨液。 '

1 3 . 酸化金属溶解剤が、 有機酸、 有機酸エステル、 有機酸の アンモニゥム塩及び硫酸か らなる群よ り 選ばれる少な く と も一 種である請求の範囲第 1 項〜第 1 2 項のいずれか記載の金属用 研磨液。

1 4 . さ らに、 砥粒を含む請求の範囲第 1 項〜第 1 3 項の'いず れか記載の金属研磨液。

1 5 . 研磨される金属膜が、 銅、 銅合金、 銅酸化物、 銅合金の 酸化物、 タンタル及びその化合物、 チタン及びその化合物、 タン ダステン及びその化合物か らなる群よ り 選ばれる少な く と も一 種である請求の範囲第 1 項〜第 1 4 項のいずれか記載の金属用 研磨液。

1 6 . 研磨定盤の研鹰布上に請求の範囲第 1 項〜第 1 5項のい ずれか記載の金属用研磨液を供給しながら、 金属膜を有する基体 を研磨布に押圧した状態で研磨定盤と基体と を相対的に動かす こ とによって金属膜を研磨する研磨方法。

1 7 . 金属膜が、 銅、 銅合金、 銅の酸化物、 銅合金の酸化物、 タ ンタル及びその化合物、 チタ ン及びその.化合物、 タ ングステン 及びその化合物か らなる群よ り 選ばれる少な く と も一種である 請求の範囲第 1 6項記載の研磨方法。

1 8 . 二種以上の金属膜の積層を連続して研磨する請求の範囲 第 1 6 項または第 1 7 項記載の研磨方法。

1 9 . 二種以上の金属の積層膜のう ち、 初めに研磨される第一 の膜が銅、 銅合金、 銅酸化物、 銅合金の酸化物か ら選ばれる一種 以上であ り 、 次に研磨される第二の膜がタ ンタル及びその化合物、 チタ ン及びその化合物、 タ ンダス.テン及びその化合物から選ばれ る一種以上である請求の範囲第 1 8項 載の研磨方法。

2 0 . 表面が凹部および凸部からなる層間絶縁膜と、 前記層間 絶縁膜を表面に沿って被覆するバリ ア層と、 前記凹部を充填して バリ ァ層を被覆する配線金属層と を有する基板の配線金属層を 研磨して前記凸部のバリ ア層を露出させる第 1研磨工程と、 該第

1研磨工程後に、 少なく と もバリ ア層および凹部の配線金属層を 研磨して凸部の層間絶縁膜を露出させる第 2研磨ェ,程とを含み、 少な く と も第 2 研磨工程で請求の範囲第 1 項〜第 1 5 項のいず れか記載の金属用研磨液を用いて研磨する研磨方法。