TW201835287A

TW201835287A - 研磨液、研磨液的製造方法、研磨液原液、研磨液原液收容體、化學機械研磨方法

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Publication number: TW201835287A
Application number: TW107106553A
Authority: TW
Inventors: 上村哲也
Original assignee: 日商富士軟片股份有限公司
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2018-10-01
Also published as: CN110325614B; JP6890656B2; KR20210104162A; TWI769219B; KR102405560B1; JPWO2018159530A1; KR20190109450A; CN110325614A; WO2018159530A1

Abstract

本發明的課題在於提供一種適用於包含含鈷的層之被研磨體的CMP時，在被研磨面難以產生凹陷及缺陷之研磨液。又，本發明的另一課題在於提供一種研磨液之製造方法、研磨液原液、研磨液原液收容體及化學機械研磨方法。本發明的研磨液係化學機械研磨用研磨液，其含有：締合度1～3的膠體二氧化矽；有機酸；唑系化合物；及過氧化氫，在使上述研磨液與鈷基板接觸24小時時，在上述鈷基板上形成含有鈷原子之厚度0.5～20nm的反應層。

Description

研磨液、研磨液的製造方法、研磨液原液、研磨液原液收容體、化學機械研磨方法

本發明係有關一種研磨液、研磨液之製造方法、研磨液原液、研磨液原液收容體及化學機械研磨方法。

半導體積體電路（LSI：large-scale integrated circuit）的製造中，在裸晶圓的平坦化、層間絕緣膜的平坦化、金屬栓塞的形成及埋入配線的形成等時使用化學機械研磨（CMP：chemical mechanical polishing）法。作為使用於CMP之研磨液，例如在專利文獻1中記載有「一種研磨液，其特徵係，在與研磨液接觸24小時之被研磨面上形成厚度為100nm以上的反應層。」。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2004-123931號公報

但是，近年來，隨著配線的微細化的要求，鈷作為取代銅之配線金屬元素而備受關注。本發明人參閱專利文獻1，製備摻合作為研磨粒膠體二氧化矽之研磨液並對其特性進行研究，其結果發現，在將包含鈷或其合金之含鈷的層設為被研磨體之CMP中適用該研磨液時，在被研磨體的被研磨面容易產生凹陷。又，發現了在被研磨體的被研磨面上產生了很多因劃痕等表面粗糙及部分腐蝕等而引起之缺陷。

因此，本發明的課題在於提供一種適用於包含含鈷的層之被研磨體的CMP時，在被研磨面難以產生凹陷及缺陷之研磨液。又，本發明的課題還在於提供一種研磨液之製造方法、研磨液原液、研磨液原液收容體及化學機械研磨方法。

本發明人等為了實現上述課題而進行深入研究之結果，得知如下研磨液能夠解決上述課題，並完成了本發明，該研磨液含有規定的成分，在與鈷基板接觸時，可以形成規定厚度的反應層。亦即，得知藉由以下結構而能夠實現上述課題。

[1]一種研磨液，其含有：締合度1～3的膠體二氧化矽；有機酸；唑系化合物；以及過氧化氫；並且用於對含鈷的層進行化學機械研磨，其中在使上述研磨液與鈷基板接觸24小時時，在上述鈷基板上形成含有鈷原子之厚度0.5～20nm的反應層。 [2]如[1]所述之研磨液，其中，上述締合度1～3的膠體二氧化矽的含量相對於研磨液總質量係0.01～1質量%，作為上述有機酸，含有胺基酸，作為上述唑系化合物，含有苯并三唑系化合物及與苯并三唑系化合物不同之唑系化合物， pH係6.5～8.0，使上述研磨液與包括選自包括Ta、TaN、Ti、TiN、Ru及Mn之群組中的任一種金屬之阻擋基板接觸24小時時，在上述阻擋基板上形成含有上述金屬的原子之厚度0.01～5nm的反應層。 [3]如[2]所述之研磨液，其中，由下述式（3）計算之研磨速度比R1係250～2500。式（3）： R1=基於上述研磨液之鈷基板的研磨速度/基於上述研磨液之阻擋基板的研磨速度 [4]如[1]所述之研磨液，其中，上述締合度1～3的膠體二氧化矽的含量相對於研磨液總質量係0.5～5質量%，作為上述唑系化合物，含有苯并三唑系化合物及與苯并三唑系化合物不同之唑系化合物， pH係8.0～10.5，使上述研磨液與包括選自包括Ta、TaN、Ti、TiN、Ru及Mn之群組中的任一種金屬之阻擋基板接觸24小時時，在上述阻擋基板上形成含有上述金屬的原子之厚度0.01～5nm的反應層，使上述研磨液與包括選自包括SiOx及SiOC之群組中的任一種無機成分之絕緣膜基板接觸24小時時，在上述絕緣膜基板上形成含有矽原子之厚度0.01～10nm的反應層。 [5]如[4]所述之研磨液，其中，上述有機酸係順丁烯二酸、反丁烯二酸、2-羥基苯甲酸、3-羥基苯甲酸、4-羥基苯甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、1,2,3-苯三甲酸、1,2,4-苯三甲酸、1,3,5-苯三甲酸、1,2,3,5-苯四甲酸、1,2,3,4-苯四甲酸、1,2,4,5-苯四甲酸、苯六甲酸、聯苯二甲酸、檸檬酸、琥珀酸、蘋果酸、丙二酸及鄰胺苯甲酸之群組中的至少一種，上述有機酸的含量相對於研磨液總質量係0.01～0.3質量%。 [6]如[4]或[5]所述之研磨液，其中，由下述式（4）計算之研磨速度比R2係0.01～2.0，由下述式（5）計算之研磨速度比R3係0.05～2.0。式（4）： R2=基於上述研磨液之鈷基板的研磨速度/基於上述研磨液之阻擋基板的研磨速度式（5）： R3=基於上述研磨液之鈷基板的研磨速度/基於上述研磨液之絕緣膜基板的研磨速度 [7]如[1]～[6]中任一項所述之研磨液，其中，上述過氧化氫的含量係0.001～5質量%。 [8]如[1]～[7]中任一項所述之研磨液，其還含有含金屬原子之金屬雜質，上述金屬雜質含有選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之群組中的至少一種特定金屬原子，在上述特定金屬原子係選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之一種之情況下，上述特定金屬原子的含量相對於研磨液總質量係0.01～100質量ppb，在上述特定金屬原子係選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之兩種以上之情況下，各自的上述特定金屬原子的含量相對於研磨液總質量係0.01～100質量ppb。 [9]如[8]所述之研磨液，其中，上述金屬雜質含有金屬粒子，該金屬粒子含有選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之群組中的至少一種特定金屬原子，在上述金屬粒子所含有之上述特定金屬原子係選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之一種之情況下，上述金屬粒子所含有之上述特定金屬原子的含量相對於研磨液總質量係0.01～50質量ppb，在上述金屬粒子所含有之上述特定金屬原子係選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之兩種以上之情況下，上述金屬粒子所含有之各自的上述特定金屬原子的含量相對於研磨液總質量係0.01～50質量ppb。 [10]如[8]或[9]所述之研磨液，其中，由下述式（1）計算之含量比T1係30000～500000。式（1）：T1=上述過氧化氫的含量/上述金屬雜質所含有之選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之群組中的特定金屬原子的總計含量 [11]如[1]～[10]中任一項所述之研磨液，其還含有由後述之通式（1）表示之化合物，上述通式（1）所表示之化合物相對於研磨液總質量係0.00001～1000質量ppb。 [12]如[1]～[11]中任一項所述之研磨液，其還含有有機溶劑，其中，上述有機溶劑的含量相對於研磨液總質量係0.01～20質量%。 [13]如[1]～[12]中任一項所述之研磨液，其還含有選自包括N-椰油醯基肌胺酸鹽、N-月桂醯肌胺酸鹽、N-硬脂醯肌胺酸鹽、N-油醯肌胺酸鹽、N-肉荳蔻醯肌胺酸鹽、N-月桂醯甘胺酸、N-肉荳蔻醯甘胺酸、N-棕櫚醯甘胺酸、N-月桂醯谷胺酸、N-椰油醯谷胺酸、N-椰油醯谷胺酸鉀、N-月桂醯肌胺酸鉀、N-月桂醯丙胺酸鹽、N-肉荳蔻醯丙胺酸鹽及N-椰油丙胺酸鉀之群組中的至少一種化合物，上述化合物的總含量相對於研磨液總質量係0.001～5質量%。 [14]如[2]～[13]中任一項所述之研磨液，其中，作為上述唑系化合物，含有苯并三唑系化合物及選自包括1,2,4-三唑系化合物、吡唑系化合物及咪唑系化合物之群組中的任一種以上。 [15]如[1]～[14]中任一項所述之研磨液，其中，上述締合度1～3的膠體二氧化矽的由下述式（2）計算之化學機械研磨前後的平均粒徑之比T2係1～5。式（2）： T2=化學機械研磨後的平均粒徑/化學機械研磨前的平均粒徑 [16]一種研磨液之製造方法，其含有稀釋步驟，對含有締合度1～3的膠體二氧化矽、有機酸、唑系化合物及過氧化氫之研磨液原液混合水，獲得[1]～[15]中任一項所述之研磨液。 [17]一種研磨液原液，其含有締合度1～3的膠體二氧化矽、有機酸、唑系化合物及過氧化氫，其中，為了製備[1]～[15]中任一項所述之研磨液，稀釋成2～50倍而使用。 [18]如[17]所述之研磨液原液，其中，用水稀釋成2～50倍時，稀釋前後的pH變化小於0.01～1。 [19]一種研磨液原液收容體，其具有：如[17]或[18]所述之研磨液原液；以及收容上述研磨液原液之由不含鐵之金屬材料形成之容器。 [20]一種化學機械研磨方法，其包括如下步驟：對安裝於研磨平台之研磨墊，一邊供給如[1]～[15]中任一項所述之研磨液，一邊使被研磨體的被研磨面與上述研磨墊接觸，使上述被研磨體及上述研磨墊相對移動而研磨上述被研磨面，從而獲得已研磨之被研磨體。 [21]如[20]所述之化學機械研磨方法，其中，上述被研磨體含有包括選自包括鈷及鈷合金之群組中的至少一種之含鈷的層。 [發明效果]

依本發明，能夠提供一種適用於包含含鈷的層之被研磨體的CMP時，在被研磨面難以產生凹陷及缺陷之研磨液。又，依本發明，能夠提供一種研磨液之製造方法、研磨液原液、研磨液原液收容體及化學機械研磨方法。

以下，依據實施形態對本發明詳細地進行說明。另外，以下所記載之構成要件的說明係依據本發明的實施形態而完成者，因此本發明並不限定於該種實施形態。另外，在本說明書中，用「～」來表示之數值範圍係指將記載於「～」前後之數值作為下限值及上限值而包括之範圍。

[研磨液] 本發明的研磨液，其含有締合度1～3的膠體二氧化矽、有機酸、唑系化合物及過氧化氫，用於對含鈷的層進行化學機械研磨，且在使上述研磨液與鈷基板接觸24小時時，在上述鈷基板上形成含有鈷原子之厚度0.5～20nm的反應層（以下，亦稱為「反應層1」。）。

作為上述研磨液的特徵點之一，可舉出在使研磨液與鈷基板接觸24小時時，在鈷基板上形成含有鈷原子之厚度為0.5～20nm的反應層之特徵點。

上述反應層的厚度係0.5nm以上，2nm以上為較佳。又，上述反應層的厚度係20nm以下，15nm以下為較佳，10nm以下為更佳。若上述反應層的厚度小於0.5nm，則不易獲得充分之研磨速度。另一方面，若上述反應層的厚度大於20nm，則在被研磨面容易產生凹陷。上述研磨液為了提高研磨速度而含有膠體二氧化矽。膠體二氧化矽在CMP中與反應層接觸並削去反應層，因此在規定的條件下產生大於20nm的反應層之研磨液之情況下，可推測會比預期削去更多被研磨面，從而產生凹陷。又，若膠體二氧化矽的締合度大於3，則在被研磨面容易產生缺陷，又，亦容易產生凹陷。締合度大於3之膠體二氧化矽的粒子的形狀與締合度1～3的膠體二氧化矽相比較為彎曲，因此相對於粒子的被研磨面之接觸面積較小，接近點接觸。因此，可推測被研磨面的面粗糙度變得粗糙而產生缺陷。又，即使在上述反應層的厚度變薄之情況下，若藉由締合度大於3之膠體二氧化矽進行切削，則亦確認到在被研磨面容易產生凹陷。又，可推測研磨液所含有之有機酸及唑系化合物除了有助於上述反應層的形成以外，還有助於抑制在CMP的過程中已削去之金屬的離子化物（含有鈷離子之各種金屬離子）與上述膠體二氧化矽的鍵結。若上述金屬的離子化物與上述膠體二氧化矽鍵結，則膠體二氧化矽的粒徑增大，在被研磨面更容易產生凹陷，又，亦容易產生缺陷。

本說明書中的反應層係指，將具備10mm×10mm的被研磨面之鈷基板（由鈷組成之基板）浸漬於10mL的研磨液中，在25℃下使鈷基板與研磨液接觸24小時時，形成於鈷基板的被研磨面上之反應層。另外，在將鈷基板浸漬於研磨液時，亦可以是將積層了鈷基板與其他基板（例如矽基板）之積層體浸漬於研磨液中之形態。

上述反應層含有鈷原子。上述反應層還可以含有氧原子等，在反應層的表面含有研磨液中的成分的錯合物為較佳。在此，上述反應層的厚度係指，在使研磨液與鈷基板接觸24小時之後，使用掃描電子顯微鏡（SEM：scanning electron microscope），藉由實施例中所記載的方法來觀察接觸後的鈷基板的剖面而獲得之厚度。

[pH] 上述研磨液的pH並無特別限制，通常1.0～14.0為較佳。

如後述，上述研磨液在製造半導體積體電路裝置時，適當地用於為了埋入配線（鈷配線）的平坦化等實施之CMP。例如，上述研磨液適當地用於具有絕緣膜層、阻擋層及含鈷的層之被研磨體的CMP。上述被研磨體通常具有：具有凸部及凹部之絕緣膜層；沿著絕緣膜層的表面的凹凸覆蓋絕緣膜層之阻擋層；及包含選自包括以填充絕緣膜層的凹部的方式覆蓋阻擋層之鈷及其合金之群組中的至少一種之含鈷的層。圖1表示上述被研磨體的一例。被研磨體10具有：基板12；具有配置於基板12上之凹部之絕緣膜層14；追隨絕緣膜層14的表面而配置之阻擋層16；及以填充絕緣膜層14的凹部並覆蓋阻擋層16的方式配置之含鈷的層18。上述被研磨體通常經過2階段來實施研磨。具體而言，實施如圖2所示那樣研磨含鈷的層18直至阻擋層16露出之第1研磨及如圖3所示那樣研磨含鈷的層18及阻擋層16直至絕緣膜層14露出之第2研磨。上述研磨液能夠適當地使用於上述第1研磨及第2研磨中的任一研磨中。

在將研磨液使用於上述第1研磨之情況下，研磨液的pH係6.5～8.0為更佳。若pH在6.5～8.0的範圍內，則在將研磨液使用於CMP之情況下，因容易將特定條件中的反應層的厚度調整成所期望的範圍，凹陷更難以產生。從凹陷的產生更進一步得到抑制之方面而言，其中，pH在6.8～7.8的範圍內為較佳，6.8～7.2的範圍內為更佳。又，缺陷之一亦即研磨劃傷受被研磨面的狀態及研磨液所含有之有機酸的種類的強烈影響。在將研磨液使用於上述第1研磨之情況下，研磨液如後述那樣作為有機酸含有胺基酸為較佳，並確認到在含有胺基酸之研磨液在pH係6.5以上的情況下能夠顯著抑制研磨劃傷，缺陷的產生進一步得到抑制。

在將研磨液使用於上述第2研磨之情況下，研磨液的pH係8.0～10.5為更佳。若pH在8.0～10.5的範圍內，則在將研磨液使用於CMP之情況下，因容易將特定條件中的反應層的厚度調整成所期望的範圍，凹陷的產生進一步得到抑制。又，缺陷之一亦即研磨劃傷受被研磨面的狀態及研磨液所含有之有機酸的種類的強烈影響。在將研磨液使用於上述第2研磨之情況下，研磨液如後述那樣作為有機酸含有選自包括順丁烯二酸、反丁烯二酸、2-羥基苯甲酸、3-羥基苯甲酸、4-羥基苯甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、1,2,3-苯三甲酸、1,2,4-苯三甲酸、1,3,5-苯三甲酸、1,2,3,5-苯四甲酸、1,2,3,4-苯四甲酸、1,2,4,5-苯四甲酸、苯六甲酸、聯苯二甲酸、檸檬酸、琥珀酸、蘋果酸、丙二酸及鄰胺苯甲酸之群組中的至少一種為較佳，在含有該等有機酸之研磨液在pH係8.0以上的情況下（8.2以上的情況為較佳）確認到，能夠顯著抑制研磨劃傷，缺陷的產生進一步得到抑制。從被研磨面中的凹陷及缺陷的產生更進一步得到抑制之方面而言，pH在8.2～9.5的範圍內為較佳，8.7～9.5的範圍內為更佳。

[膠體二氧化矽] 上述研磨液含有締合度1～3的膠體二氧化矽。膠體二氧化矽具有削去形成於被研磨體中之反應層之作用。可推測發揮本發明的效果之理由之一係，上述研磨液含有膠體二氧化矽且依據規定的條件而形成之上述反應層的厚度係0.5～20nm。

本說明書中，締合度藉由締合度=平均二次粒徑/平均一次粒徑而求出。平均一次粒徑係測量從使用JEOL Co.,Ltd.製造的透射型電子顯微鏡TEM2010（加壓電壓200kV）進行拍攝之圖像任意選擇之一次粒子1000個的粒徑（等效圓直徑），並將該些進行算術平均而求出。另外，等效圓直徑係指假設具有與觀察時的粒子的投影面積相同的投影面積之正圓時的該圓的直徑。平均二次粒徑與為凝聚之狀態之二次粒子的平均粒徑（等效圓直徑）相等，能夠藉由與上述之平均一次粒徑相同的方法求出。膠體二氧化矽的締合度係1～3，從研磨速度更優異之方面而言，1.5～2.5為較佳。在締合度大於3之情況下，機械研磨力變得過剩，凹陷容易產生。又，藉由被研磨面變得粗糙，缺陷亦變得容易產生。另一方面，在締合度小於1之情況下，所期望的研磨速度難以獲得。另外，膠體二氧化矽的平均一次粒徑並無特別限制，但從研磨液具有更優異之分散穩定性之方面而言，1～100nm為較佳。

作為締合度1～3的膠體二氧化矽的市售品，例如可舉出PL2、PL3、PL3H及PL3L等（均為商品名，FUSO CHEMICAL CO.,LTD.製造）。

作為締合度1～3的膠體二氧化矽的含量，並無特別限制，相對於研磨液總質量係0.01質量%以上為較佳，0.05質量%以上為更佳，10質量%以下為較佳，5質量%以下為更佳，3質量%以下為進一步較佳，1質量%以下尤為佳。

在將研磨液使用於上述第1研磨之情況下，作為締合度1～3的膠體二氧化矽的含量，相對於研磨液總質量係0.01～1質量%為更佳。若締合度1～3的膠體二氧化矽的含量在上述範圍內，則被研磨面中的凹陷更難以產生，又，獲得更優異之研磨速度。其中，若締合度1～3的膠體二氧化矽的含量相對於研磨液總質量在0.01～0.15質量%的範圍內，則凹陷的產生更進一步得到抑制。

另一方面，在將研磨液適用於上述第2研磨之情況下，作為締合度1～3的膠體二氧化矽的含量，相對於研磨液總質量係0.5～5質量%為更佳。若締合度1～3的膠體二氧化矽的含量在上述範圍內，則被研磨面中的凹陷更難以產生，又，獲得更優異之研磨速度。其中，若締合度1～3的膠體二氧化矽的含量相對於研磨液總質量在0.5～3質量%的範圍內，則凹陷的產生更進一步得到抑制。

另外，締合度1～3的膠體二氧化矽可以單獨使用一種，亦可併用兩種以上。在併用兩種以上的締合度1～3的膠體二氧化矽之情況下，總計含量在上述範圍內為較佳。

研磨液中，締合度1～3的膠體二氧化矽的由下述式（2）計算之化學機械研磨（CMP）前後的平均粒徑之比T2係5以下為較佳。在上述T2係5以下的情況下，在被研磨面更難以產生缺陷。上述T2的下限係1以上為較佳。上述T2係2.5以下為更佳，2以下為進一步較佳。式（2）： T2=化學機械研磨後的平均粒徑/化學機械研磨前的平均粒徑

可推測締合度1～3的膠體二氧化矽與在CMP的過程中削去之金屬的離子化物（含有鈷離子之各種金屬離子）鍵結而平均粒徑增大。

[過氧化氫] 上述研磨液作為氧化劑含有過氧化氫。氧化劑具有將存在於被研磨體的被研磨面上之成為研磨對象之金屬進行氧化之功能。

作為過氧化氫的含量，並無特別限制，但是相對於研磨液總質量係0.001～5質量%為較佳。

在將研磨液適用於上述第1研磨之情況下，從被研磨面中的凹陷更難以產生之方面而言，作為研磨液中的過氧化氫的含量，相對於研磨液總質量係0.001～2.5質量%為更佳，0.06～2質量%為進一步較佳。

另一方面，在將研磨液適用於上述第2研磨之情況下，從被研磨面中的凹陷更難以產生之方面而言，作為研磨液中的過氧化氫的含量，相對於研磨液總質量係0.001～3質量%為更佳，0.1～1.2質量%為進一步較佳，0.6～1質量%尤為佳。

[有機酸] 上述研磨液含有有機酸。有機酸具有作為金屬的氧化促進、研磨液的pH調整及緩衝劑的作用。本說明書中，有機酸係指在1分子內具有一個以上的酸性基之化合物，酸性基可舉出羧基、磺酸基及磷酸基等。作為有機酸，並無特別限制，能夠使用公知的有機酸。作為有機酸，例如可舉出甲酸、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、乙醇酸、水楊酸、丙三醇酸、草酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、2-羥基苯甲酸、3-羥基苯甲酸、4-羥基苯甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、1,2,3-苯三甲酸、1,2,4-苯三甲酸、1,3,5-苯三甲酸、1,2,3,5-苯四甲酸、1,2,3,4-苯四甲酸、1,2,4,5-苯四甲酸、苯六甲酸、聯苯二甲酸、檸檬酸、琥珀酸、蘋果酸、丙二酸、鄰胺苯甲酸、酒石酸、乳酸、羥乙基亞胺基二乙酸及亞胺基二乙酸以及該等銨鹽及鹼金屬鹽等鹽；甘胺酸、α-丙胺酸、β-丙胺酸、N-甲基甘胺酸、L-2-胺基丁酸、L-戊胺酸、L-纈胺酸、L-白胺酸或其衍生物、L-脯胺酸、L-鳥胺酸、L-離胺酸、牛磺酸、L-絲胺酸、L-蘇胺酸、L-別蘇胺酸、L-高絲胺酸、L-酪胺酸、L-甲狀腺素、4-羥基-L-脯胺酸、L-半胱胺酸、L-甲硫胺酸、L-乙硫胺基酪酸、L-胱胺酸或其衍生物、L-磺基丙胺酸、L-天冬胺酸、L-麩胺酸、4-胺基丁酸、L-天冬醯胺、L-麩胺醯胺、氮絲胺酸、L-精胺酸、L-刀豆胺酸、L-瓜胺酸、δ-羥基-L-離胺酸、肌胺酸、L-犬尿胺酸、L-組胺酸或其衍生物及L-色胺酸等胺基酸。

作為有機酸的含量，並無特別限制，但是相對於研磨液總質量係0.01～30質量%為較佳。另外，有機酸可以單獨使用一種，亦可併用兩種以上。在併用兩種以上的有機酸之情況下，總計含量在上述範圍內為較佳。

在將研磨液適用於上述第1研磨之情況下，從被研磨面中的凹陷更難以產生和/或缺陷更難以產生之方面而言，研磨液作為有機酸含有胺基酸為較佳，其中，甘胺酸、α-丙胺酸、β-丙胺酸、L-天冬胺酸或N-甲基甘胺酸為更佳，甘胺酸或N-甲基甘胺酸為進一步較佳，甘胺酸尤為佳。

在將研磨液適用於上述第1研磨之情況下，研磨液中的有機酸的含量並無特別限制，相對於研磨液總質量係0.1質量%以上為較佳，0.8質量%以上為更佳，30質量%以下為較佳，15質量%以下為更佳，8質量%以下為進一步較佳，4質量%以下尤為佳。在有機酸的含量相對於研磨液總質量係0.8～4質量%的情況下，被研磨面中的凹陷及缺陷更難以產生。有機酸可以單獨使用一種，亦可併用兩種以上。又，從被研磨面中的凹陷更難以產生和/或缺陷更難以產生之方面而言，組合胺基酸與其他有機酸（不包含胺基酸。）而使用亦較佳。作為上述有機酸，例如順丁烯二酸、反丁烯二酸、2-羥基苯甲酸、3-羥基苯甲酸、4-羥基苯甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、1,2,3-苯三甲酸、1,2,4-苯三甲酸、1,3,5-苯三甲酸、1,2,3,5-苯四甲酸、1,2,3,4-苯四甲酸、1,2,4,5-苯四甲酸、苯六甲酸、聯苯二甲酸、檸檬酸、琥珀酸、蘋果酸、丙二酸或鄰胺苯甲酸為較佳。另外，在組合胺基酸與其他有機酸（不包含胺基酸。）而使用之情況下，其他有機酸的含量相對於有機酸的總量係30質量%以下為較佳，10質量%為更佳。另外，其下限係1質量%以上為較佳。在併用兩種以上的有機酸之情況下，總計含量在上述範圍內為較佳。

另一方面，在將研磨液適用於上述第2研磨之情況下，研磨液中，作為有機酸含有選自包括甲酸、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、乙醇酸、水楊酸、丙三醇酸、草酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、2-羥基苯甲酸、3-羥基苯甲酸、4-羥基苯甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、1,2,3-苯三甲酸、1,2,4-苯三甲酸、1,3,5-苯三甲酸、1,2,3,5-苯四甲酸、1,2,3,4-苯四甲酸、1,2,4,5-苯四甲酸、苯六甲酸、聯苯二甲酸、檸檬酸、琥珀酸、蘋果酸、丙二酸、鄰胺苯甲酸、酒石酸、乳酸、羥乙基亞胺基二乙酸及亞胺基二乙酸以及該等銨鹽及鹼金屬鹽等鹽之群組中的任一種或兩種以上為較佳。其中，從被研磨面中的凹陷更難以產生和/或缺陷更難以產生之方面而言，順丁烯二酸、反丁烯二酸、2-羥基苯甲酸、3-羥基苯甲酸、4-羥基苯甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、1,2,3-苯三甲酸、1,2,4-苯三甲酸、1,3,5-苯三甲酸、1,2,3,5-苯四甲酸、1,2,3,4-苯四甲酸、1,2,4,5-苯四甲酸、苯六甲酸、聯苯二甲酸、檸檬酸、琥珀酸、蘋果酸、丙二酸或鄰胺苯甲酸為較佳，順丁烯二酸、2-羥基苯甲酸、4-羥基苯甲酸、鄰苯二甲酸、1,2,4-苯三甲酸、檸檬酸、琥珀酸、蘋果酸、丙二酸或鄰胺苯甲酸為更佳，順丁烯二酸或檸檬酸為進一步較佳，順丁烯二酸尤為佳。又，在併用兩種以上的有機酸而使用之情況下，從被研磨面中的凹陷更難以產生和/或缺陷更難以產生之方面而言，其中，順丁烯二酸與選自包括檸檬酸、琥珀酸、蘋果酸、丙二酸、鄰苯二甲酸、4-羥基苯甲酸、2-羥基苯甲酸、鄰胺苯甲酸及1,2,4-苯三甲酸之群組中的至少一種的組合為較佳，順丁烯二酸與選自包括檸檬酸、丙二酸、4-羥基苯甲酸、2-羥基苯甲酸、鄰胺苯甲酸及1,2,4-苯三甲酸之群組中的至少一種的組合為更佳，順丁烯二酸與選自包括檸檬酸、4-羥基苯甲酸、2-羥基苯甲酸、鄰胺苯甲酸及1,2,4-苯三甲酸之群組中的至少一種的組合為進一步較佳。

在將研磨液使用於上述第2研磨之情況下，研磨液中的有機酸的含量並無特別限制，相對於研磨液總質量係0.01～30質量%為較佳，0.01～12質量%為更佳，0.01～5質量%為更佳，0.01～0.3質量%為進一步較佳。另外，在使用兩種以上的有機酸之情況下，總計含量在上述範圍內為較佳。

[唑系化合物] 上述研磨液含有唑系化合物。唑系化合物具有在被研磨面的金屬表面形成反應層之作用。又，具有提高基於後述之過氧化氫之氧化作用之功能。在本說明書中，唑系化合物係指含有包含1個以上的氮原子之五元雜環之化合物，作為氮原子數，1～4個為較佳。又，唑系化合物亦可以含有除了氮原子以外的原子作為雜原子。又，唑系化合物亦在上述複數五員環上具有取代基。

作為上述唑系化合物，可舉出例如具有吡咯骨架、咪唑骨架、吡唑骨架、異噻唑骨架、異㗁唑骨架、三唑骨架、四唑骨架、噻唑骨架、㗁唑骨架、異㗁唑骨架、噻二唑骨架、㗁二唑骨架或、四氮唑骨架之化合物等。作為上述唑系化合物，可以是在上述骨架還具有由芳香族烴環或芳香族雜環縮合之多環結構之唑系化合物。作為含有上述多環結構之唑系化合物，可舉出例如具有吲哚骨架、嘌呤骨架、吲唑骨架、苯并咪唑骨架、咔唑骨架、苯并㗁唑骨架、苯并噻唑骨架、苯并噻二唑骨架或、萘并咪唑骨架之化合物等。

作為唑系化合物可含有之取代基，並無特別限制，可舉出例如鹵素原子（氟原子、氯原子、溴原子或碘原子）、烷基（直鏈、支鏈狀或環狀烷基，其可以是多環烷基如雙環烷基，或者可以包含活性次甲基）、烯基、炔基、芳基、雜環基（任意的取代位置）、醯基、烷氧羰基、芳氧羰基、雜環氧羰基、胺基甲醯基（作為具有取代基之胺基甲醯基，可舉出例如N-羥基胺基甲醯基、N-醯基胺基甲醯基、N-磺醯基胺基甲醯基、N-胺基甲醯胺基甲醯基、硫代胺基甲醯基及N-胺磺醯胺基甲醯基等。）、咔唑基、羧基或其鹽、草醯基、草胺醯基、氰基、碳亞胺基、甲醯基、羥基、烷氧基（包含亞乙氧基或者將亞乙氧基作為重複單元而包含之基團）、芳氧基、雜環氧基、醯氧基、羰基氧基、胺基甲醯氧基、磺醯氧基、胺基、醯胺基、磺醯胺基、脲基、硫代脲基、N-羥基脲基、醯亞胺基、羰基胺基、胺磺醯胺基、胺基脲基、硫代胺基脲基、肼基、銨基、草胺醯胺基、N-（烷基或芳基）磺醯脲基、N-醯基脲基、N-醯基胺磺醯胺基、羥基胺基、硝基、包含季氮原子之雜環基（可舉出例如吡啶鎓基、咪唑基、喹啉基及異喹啉基）、異氰基、亞胺基、巰基、（烷基、芳基或雜環基）硫基、（烷基、芳基或雜環基）二硫基、（烷基、芳基）磺醯基、（烷基或芳基）亞磺醯基、磺基或其鹽、胺磺醯基（作為具有取代基之胺磺醯基，可舉出例如N-醯基胺磺醯基及N-磺醯基胺磺醯基）或其鹽、膦基、氧膦基、氧膦基氧基、氧膦基胺基及甲矽烷基等。其中，鹵素原子、烷基、烯基、炔基、芳基或雜環基為較佳。

另外，在此，「活性次甲基」係指被2個吸電子基取代之次甲基。「吸電子基」係指例如醯基、烷氧羰基、芳氧羰基、胺基甲醯基、烷基磺醯基、芳基磺醯基、胺磺醯基、三氟甲基、氰基、硝基或碳醯亞胺基。又，2個吸電子基可以彼此鍵合而構成環狀結構。又，「鹽」係指鹼金屬、鹼土類金屬及重金屬等陽離子；銨離子及鏻離子等有機陽離子。

作為唑系化合物，從被研磨面中的凹陷更難以產生和/或缺陷更難以產生之方面而言，具有三唑骨架之化合物（三唑系化合物）、吡唑系化合物或具有咪唑骨架之化合物（咪唑系化合物）為較佳，具有三唑骨架之化合物為更佳。

又，具有三唑骨架之化合物中，從更難以產生被研磨面中的凹陷和/或更難以產生缺陷之方面而言，具有苯并三唑骨架之化合物（苯并三唑系化合物）或具有1,2,4-三唑骨架之化合物（1,2,4-三唑系化合物）為較佳，具有苯并三唑骨架之化合物為更佳。作為具有苯并三唑骨架之化合物，例如可舉出5-甲基苯并三唑、5-胺基苯并三唑、苯并三唑及5,6-二甲基苯并三唑等。又，作為具有1,2,4-三唑骨架之化合物，例如可舉出3-胺基-1,2,4-三唑或1,2,4-三唑等。

唑系化合物可以單獨使用一種，亦可以併用兩種以上，但是從被研磨面中的凹陷更難以產生和/或缺陷更難以產生之方面而言，組合具有苯并三唑骨架之化合物與和苯并三唑系化合物不同之化合物（不含有苯并三唑骨架之化合物）而使用為較佳。含有苯并三唑骨架之化合物與藉由氧化劑亦即過氧化氫被氧化之鈷較強地進行配位而容易形成反應層。另一方面，即使係唑系化合物，不含有苯并三唑骨架之化合物與被氧化之鈷相對較弱地進行配位而容易形成反應層。可推測將含有苯并三唑系化合物與和苯并三唑之化合物不同之研磨液使用於CMP時所形成之反應層，含有由苯并三唑系化合物形成之層和由和苯并三唑不同之化合物形成之層。藉由與被氧化之鈷更強地進行配位之苯并三唑系化合物形成之層係緻密，可推測具有更抑制凹陷的產生之作用。另一方面，由於由與和被氧化之鈷較弱地進行配位之苯并三唑系化合物不同之化合物形成之層更容易被去除，其結果，可推測係容易獲得優異之研磨速度者。結果，藉由協同上述作用，將含有具有苯并三唑骨架之化合物及與苯并三唑系化合物不同之化合物（不含有苯并三唑骨架之化合物）之研磨液使用於CMP之情況下，能夠獲得更優異之研磨速度，並且在研磨面更難以產生凹陷。

作為不含有上述苯并三唑骨架之化合物，並無特別限制，但是從被研磨面中的凹陷更難以產生和/或缺陷更難以產生之方面而言，選自包括具有1,2,4-三唑骨架之化合物、吡唑系化合物及具有咪唑骨架之化合物之群組中的至少一種為較佳。

唑系化合物的含量並無特別限制，相對於研磨液總質量係0.001～10質量%為較佳。另外，使用兩種以上的唑系化合物之情況下，總計含量在上述範圍內為較佳。在將研磨液使用於上述第1研磨之情況下，唑系化合物的含量相對於研磨液總質量係0.001質量%以上為較佳，0.01質量%以上為更佳，2質量%以下為較佳，1.3質量%以下為更佳，0.4質量%以下為進一步較佳。若唑系化合物的含量係0.01質量%以上，則在被研磨面更難以產生凹陷。若唑系化合物的含量係1.3質量%以下，則在被研磨面更難以產生凹陷，又，經時穩定性更優異。在將研磨液使用於上述第1研磨之情況下，研磨液含有兩種以上的唑系化合物（含有具有苯并三唑骨架之化合物及與苯并三唑系化合物不同之化合物為較佳）時，作為各自的含量，並無特別限制，研磨液中相對於含量最少之唑系化合物之除此以外的唑系化合物的含量的質量比係5以上為較佳，100以上為更佳，1800以下為較佳，1300以下為更佳，400以下為進一步較佳。又，具有苯并三唑骨架之化合物的含量比與苯并三唑系化合物不同之化合物的含量少為較佳。

在將研磨液使用於上述第2研磨之情況下，唑系化合物的含量相對於研磨液總質量係0.1質量%以上為較佳，0.12質量%以上為更佳，6質量%以下為較佳，3.5質量%以下為更佳，0.8質量%以下為進一步較佳，0.5質量%以下尤為佳。若唑系化合物的含量係0.12質量%以上，則在被研磨面更難以產生凹陷。若唑系化合物的含量係5質量%以下，則在被研磨面更難以產生凹陷，又，經時穩定性更優異。另一方面，在將研磨液適用於上述第2研磨之情況下，研磨液含有兩種以上的唑系化合物（含有具有苯并三唑骨架之化合物及與苯并三唑系化合物不同之化合物為較佳）時，作為各自的含量，並無特別限制，研磨液中相對於含量最少之唑系化合物的除此以外的唑系化合物的含量的質量比係0.05以上為較佳，0.5以上為更佳，50以下為較佳，10以下為更佳。又，具有苯并三唑骨架之化合物的含量比與苯并三唑系化合物不同之化合物的含量多為較佳。若係上述範圍內，則被研磨面中的凹陷更難以產生，和/或缺陷更難以產生。另外，在研磨液中含量最少的唑系化合物係指在兩種以上的唑系化合物中含量最少者，兩種以上的唑系化合物和複數種唑系化合物亦可適用。另外，唑系化合物可以併用3種以上。在併用3種以上的唑系化合物之情況下，各唑系化合物的含量分別在上述範圍內為較佳。

[任意成分] 上述研磨液可以含有上述以外的成分作為任意成分。以下，關於任意成分進行說明。

＜研磨粒＞上述研磨液還可以含有除了膠體二氧化矽以外的研磨粒。

作為上述研磨粒並無特別限制，能夠使用除了膠體二氧化矽以外的公知的研磨粒。作為研磨粒，可舉出例如二氧化矽（除了膠體二氧化矽以外的沉澱二氧化矽或氣相二氧化矽）、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈰、二氧化鈦、氧化鍺及碳化矽等無機物研磨粒；聚苯乙烯、聚丙烯酸及聚氯乙烯等有機物研磨粒。

＜有機溶劑＞上述研磨液含有有機溶劑為較佳。作為有機溶劑，並無特別限制，能夠使用公知的有機溶劑。其中，水溶性有機溶劑為較佳。作為有機溶劑，可舉出例如酮系溶劑、醚系溶劑、醇系溶劑、二醇系溶劑、二醇醚系溶劑及醯胺系溶劑等。更具體而言，可舉出例如丙酮、甲乙酮、四氫呋喃、二㗁烷、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞碸、乙腈、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、乙二醇、丙二醇及乙氧基乙醇等。其中，甲乙酮、四氫呋喃、二㗁烷、N-甲基吡咯烷酮、甲醇、乙醇、丙二醇或乙二醇為較佳，甲醇、乙醇、丙二醇或乙二醇為更佳，甲醇、丙二醇或乙二醇為進一步較佳。

作為有機溶劑的含量，並無特別限制，但是從本發明的效果更優異之方面而言，相對於研磨液總質量係0.01～20質量%為較佳，0.01～10質量%為更佳，0.01～8質量%為進一步較佳。若有機溶劑的含量在0.01～20質量%的範圍內，則被研磨面中的缺陷變得更難以產生。另外，有機溶劑可以單獨使用一種，亦可以併用兩種以上。在併用兩種以上的有機溶劑之情況下，總計含量在上述範圍內為較佳。

＜表面活性劑和/或親水性聚合物＞上述研磨液可以含有表面活性劑和/或親水性聚合物。表面活性劑及親水性聚合物（以下，亦稱作「親水性高分子」。）具有減小研磨液對被研磨面之接觸見方之作用，研磨液在被研磨面上容易潤濕擴展。作為表面活性劑，並無特別限制，能夠使用選自包括陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、兩性表面活性劑及非離子表面活性劑等之組中之公知的表面活性劑。作為陰離子表面活性劑，可舉出例如羧酸鹽、烷基苯磺酸等磺酸鹽、硫酸酯鹽及磷酸酯鹽等。作為陽離子表面活性劑，可舉出例如脂肪族胺鹽、脂肪族四級銨鹽、苯紮氯銨鹽、芐索氯銨、吡啶鎓鹽及咪唑啉鎓鹽。作為兩性表面活性劑，可舉出例如羧基甜菜鹼類、胺基羧酸鹽、咪唑啉鎓甜菜鹼、卵磷脂及烷基胺氧化物等。作為非離子表面活性劑，可舉出例如醚型、醚酯型、酯型、含氮型、二醇型及氟系表面活性劑等。作為親水性聚合物，可舉出例如聚乙二醇等聚乙醇類、聚乙醇類的烷基醚、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、海藻酸等多糖類、聚甲基丙烯酸及聚丙烯酸等含羧酸的聚合物、聚丙烯醯胺、聚甲基丙烯醯胺以及、聚乙亞胺等。作為該種親水性聚合物的具體例，可舉出在日本特開2009-88243號公報0042～0044段落、日本特開2007-194261號公報0026段落中所記載之水溶性高分子。

在上述實施態樣中，水溶性高分子係選自聚丙烯醯胺、聚甲基丙烯醯胺、聚乙亞胺及聚乙烯基吡咯烷酮之水溶性高分子為較佳。作為聚丙烯醯胺或聚甲基丙烯醯胺，在氮原子上具有羥基烷基者（例如N-（2-羥乙基）丙烯醯胺聚合物等）或者具有包含聚環氧烷鏈之取代基者為較佳，重均分子量係2000～50000為更佳。作為聚乙亞胺，在氮原子上具有聚環氧烷鏈者為較佳，具有由下述通式表示之重複單元者為更佳。

[化學式1]

在上述式中，n表示2～200的數（在係混合物之情況下為其平均數）。又，聚乙亞胺使用HLB（HydropHile-LipopHile Balance：親水-親油平衡）值係16～19者為較佳。

作為界面活性劑或親水性聚合物的含量，並無特別限制，但是相對於研磨液總質量係0.00001～2質量%為較佳，0.0001～1質量%為更佳，0.0001～0.5質量%為進一步較佳。若界面活性劑或親水性聚合物的含量係0.0001～0.5質量%，則將研磨液適用於CMP時，締合度1～3的膠體二氧化矽在化學機械研磨後其平均粒徑難以變動，本發明的效果更優異。另外，表面活性劑或親水性聚合物可以單獨使用一種，亦可併用兩種以上。另外，可以併用表面活性劑和親水性聚合物。在併用兩種以上的表面活性劑、兩種以上的親水性聚合物或表面活性劑及親水性聚合物之情況下，總計含量在上述範圍內為較佳。

＜pH調整劑和/或pH緩衝劑＞上述研磨液為了設為規定的pH而還可以含有pH調整劑和/或pH緩衝劑。作為pH調整劑和/或pH緩衝劑，可舉出酸劑和/或鹼劑。另外，pH調整劑及pH緩衝劑係與上述有機酸不同之化合物。作為酸劑，並無特別限制，無機酸為較佳。作為無機酸，可舉出例如硫酸、硝酸、硼酸及磷酸等。其中，硝酸為更佳。作為鹼劑，並無特別限制，但是可舉出氫氧化銨及有機氫氧化銨；氫氧化鈉、氫氧化鉀及氫氧化鋰等鹼金屬氫氧化物；碳酸鈉等碳酸鹽；磷酸三鈉等磷酸鹽；硼酸鹽及四硼酸鹽；等。作為pH調整劑和/或pH緩衝劑的含量，只要係pH維持在所期望的範圍時所需要之量，則無特別的限制，通常在研磨液的總質量中，0.0001～0.1質量%為較佳。

＜鈷防腐劑＞上述研磨液中，作為鈷的防腐劑，含有選自包括N-椰油醯基肌胺酸鹽、N-月桂醯肌胺酸鹽、N-硬脂醯肌胺酸鹽、N-油醯肌胺酸鹽、N-肉荳蔻醯肌胺酸鹽、N-月桂醯甘胺酸、N-肉荳蔻醯甘胺酸、N-棕櫚醯甘胺酸、N-月桂醯谷胺酸、N-椰油醯谷胺酸、N-椰油醯谷胺酸鉀、N-月桂醯肌胺酸鉀、N-月桂醯丙胺酸鹽、N-肉荳蔻醯丙胺酸鹽及N-椰油丙胺酸鉀之群組中的至少一種化合物為較佳。鈷防腐劑具有藉由與被研磨體面內的鈷進行配位而形成錯合物（複合化合物）來抑制鈷的過渡腐蝕之功能。作為上述鈷防腐劑的含量，並無特別限制，但是相對於研磨液總質量係0.001～5質量%為較佳，0.001～1質量%為更佳，0.001～0.5質量%為進一步較佳。若上述鈷防腐劑的含量係0.001～5質量%，則在被研磨面更難以產生凹陷，又，在被研磨面更難以產生缺陷。另外，上述鈷防腐劑可以單獨使用一種，亦可以併用兩種以上。在併用兩種以上的上述鈷防腐劑之情況下，總計含量在上述範圍內為較佳。

＜水＞上述研磨液含有水為較佳。作為上述研磨液所含有之水，並無特別限制，能夠使用離子交換水或純水等。作為水的含量，並無特別限制，在研磨液的總質量中，通常，90～99質量%為較佳。

＜金屬雜質＞上述研磨液可以含有含金屬原子之金屬雜質。另外，本說明書中，「含金屬原子之金屬雜質」係指作為金屬離子及固體（金屬單體及、含粒子狀金屬的化合物等。以下，將該等總稱為「金屬粒子」。）在研磨液中所含有之金屬雜質。例如，在金屬原子係Fe原子之情況下，Fe離子及含有Fe原子之固體亦可適用。又，本說明書中，研磨液中的金屬雜質所含有之金屬原子的含量係指藉由ICP-MS（inductively coupled plasma mass spectrometry，感應耦合電漿質譜儀）測量之金屬原子的含量。另外，使用ICP-MS之金屬原子的含量的測量方法如後述之實施例中所記載。又，研磨液中的金屬粒子所含有之金屬原子的含量係指藉由SNP-ICP-MS（single nanoparticle inductively coupled plasma mass spectrometry，單奈米粒子感應耦合電漿質譜儀）測量之金屬原子的含量。另外，使用SNP-ICP-MS之金屬原子的含量的測量方法如後述之實施例中所記載。

金屬雜質中所含有之金屬原子的種類並無特別限制，例如可舉出Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子等。又，上述金屬原子中選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之群組中的至少一種特定金屬原子的含量如以下所述。在上述研磨液含有選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之一種特定金屬原子之情況下，其一種特定金屬原子的含量相對於研磨液總質量設為0.001～200質量ppb為較佳，0.01～200質量ppb為更佳，0.01～100質量ppb為進一步較佳，0.01～50質量ppb尤為佳、0.01～20質量ppb最為佳。若上述特定金屬原子的含量相對於研磨液總質量在上述範圍內，則被研磨面中的凹陷及缺陷更難以產生，經時穩定性更優異。又，在含有兩種以上選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之特定金屬原子之情況下，各自的特定金屬原子的含量相對於研磨液總質量係0.001～200質量ppb為較佳，0.01～200質量ppb為更佳，0.01～100質量ppb為進一步較佳，0.01～50質量ppb尤為佳、0.01～20質量ppb最為佳。亦即，例如在研磨液中含有Fe原子及Cu原子的兩種特定金屬原子之情況下，Fe原子的含量及Cu原子的含量這兩者在0.001～200質量ppb的範圍內為較佳。

又，從更降低被研磨面的缺陷之觀點而言，將含有研磨液中選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之群組中的至少一種特定金屬原子之金屬粒子的含量控制在特定範圍內為較佳。換言之，適當地調整研磨液的固體狀金屬雜質量為較佳。在上述研磨液含有上述金屬粒子之情況下，在上述金屬粒子所含有之特定金屬原子係一種時，其一種含量相對於研磨液總質量係0.01～50質量ppb為較佳，0.01～8質量ppb為更佳。在上述研磨液含有上述金屬粒子之情況下，上述金屬粒子所含有之特定金屬原子係兩種以上時，各自的含量相對於研磨液總質量係0.01～50質量ppb為較佳，0.01～8質量ppb為更佳。亦即，例如，在研磨液中含有含Fe原子之金屬粒子及含有Cu原子之金屬粒子之情況下，Fe原子的含量及Cu原子的含量這兩者在0.01～50質量ppb的範圍內為較佳。

含上述金屬原子之金屬雜質可以添加於研磨液中，亦可以在研磨液的製造步驟中不可避免地混合於藥液中。作為在研磨液的製造步驟中不可避免地混合之情況，例如可舉出在用於研磨液的製造中之原料（例如，有機溶劑）中含有含上述金屬原子之金屬雜質之情況及在研磨液的製造步驟中混合（例如，污染）等，但是並非限制於上述。

又，研磨液的由下述式（1）計算之過氧化氫與上述金屬雜質所含有之選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之群組中的特定金屬原子的含量比T1係30000～500000為較佳。式（1）：T1=過氧化氫的含量/金屬雜質所含有之選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之群組中的特定金屬原子的總計含量

過氧化氫藉由將Fe等金屬原子作為觸媒而分解，產生氧化力較強的氫過氧化物。另一方面，鈷原子的氧化電位與配線金屬元素亦即銅原子等相比較低，存在相對容易被氧化之傾向。因此，將被研磨體設為含鈷的層之情況下，藉由上述生成之氫過氧化物容易削去被研磨面，又，產生過渡的腐蝕，其結果可推測，容易產生凹陷。研磨液中，在上述T1係30000以上之情況下，因能夠更抑制上述氫過氧化物的生成，在被研磨面更難以產生凹陷，又，被研磨面的缺陷亦更難以產生。又，研磨液中，在上述T1係500000以下之情況下，過氧化氫的含量與金屬離子的含量之差足夠大（亦即，金屬本身的氧化力很難），藉此在被研磨面更難以產生凹陷，又，被研磨面的缺陷亦更難以產生。在將研磨液使用於上述第1研磨之情況下，從被研磨面中的凹陷及缺陷更難以產生之方面而言，上述T1係110000以下為更佳，80000以下為進一步較佳。在將研磨液使用於上述第2研磨之情況下，從被研磨面中的凹陷及缺陷更難以產生之方面而言，上述T1係100000以上為更佳，250000以上為進一步較佳。

＜通式（1）所表示之化合物＞上述研磨液可含有下述通式（1）所表示之化合物。通式（1）： N（R¹ ）（R² ）（R³ ）通式（1）中，R¹ ～R³ 分別獨立地表示氫原子或烷基。

作為上述通式（1）所表示之化合物，例如可舉出氨；乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺及三異丙醇胺等烷醇胺類；等鹼劑。上述研磨液中的上述通式（1）所表示之化合物的含量相對於研磨液總質量係1500質量ppb以下為較佳，1000質量ppb以下為更佳，250質量ppb以下為進一步較佳，8質量ppb以下尤為佳。研磨液中，若上述通式（1）所表示之化合物的含量係1500質量ppb以下，則基於上述化合物之向被研磨面上的鈷的配位得到抑制，另一方面，形成基於唑系化合物之與上述鈷的錯合物層變得容易。該結果，在被研磨面更難以產生凹陷，又，被研磨面的缺陷亦更難以產生。研磨液中，上述通式（1）所表示之化合物的含量的下限並無特別限定，例如係0.00001質量ppb以上。另外，上述研磨液中的通式（1）所表示之化合物的含量能夠使用GCMS（氣相色譜質量分析裝置；gas chromatography mass spectrometry）來測定。另外，測量條件等如實施例中所記載。

上述研磨液如上所述那樣製造半導體積體電路裝置時適當地用於為了實施埋入配線（鈷配線）的平坦化等之CMP。在將研磨液使用於上述第1研磨之情況下，研磨液係下述實施方式1的研磨液為較佳，在將研磨液使用於上述第2研磨之情況下，研磨液係下述實施方式2的研磨液為較佳。

《實施方式1的研磨液》實施方式1的研磨液，其係含有締合度1～3的膠體二氧化矽、有機酸、唑系化合物及過氧化氫之化學機械研磨用研磨液，其中，上述締合度1～3的膠體二氧化矽的含量相對於研磨液總質量係0.01～1質量%，作為上述有機酸，含有胺基酸，作為上述唑系化合物，含有至少兩種以上三唑系化合物，pH係6.5～8.0，在使上述研磨液與鈷基板接觸24小時時，在上述鈷基板上形成含有鈷原子厚度0.5～20nm的反應層（反應層1），並且使上述研磨液與包括選自包括Ta、TaN、Ti、TiN、Ru及Mn之群組中的任一種金屬之阻擋基板接觸24小時時，還在上述阻擋基板上形成含上述金屬的原子之厚度0.01～5nm的反應層（以下，亦稱為「反應層2」。）之研磨液為較佳。

上述反應層2的厚度係0.01nm以上，0.1nm以上為較佳。又，上述反應層2的厚度係5nm以下，3.0nm以下為較佳。若上述反應層2的厚度係0.01nm以上及5nm以下，則本發明的效果更優異。

本說明書中的反應層2係指，將由具備10mm×10mm的被研磨面之選自包括Ta、TaN、Ti、TiN、Ru及Mn之群組中的任一種金屬（阻擋金屬）構成之阻擋基板（由阻擋金屬構成之金屬基板）浸漬於10mL的研磨液中，在25℃下使上述阻擋基板與研磨液接觸24小時時，形成於上述阻擋基板的被研磨面上之反應層。另外，在將上述阻擋基板浸漬於研磨液時，亦可以是將積層了上述阻擋基板與其他基板（例如矽基板）之積層體浸漬於研磨液中之形態。

上述反應層2含有選自包括Ta、TaN、Ti、TiN、Ru及Mn之群組中的任一種金屬的原子（阻擋金屬原子）。上述反應層2還可以含有氧原子等，在反應層的表面含有研磨液中的成分的錯合物為較佳。其中，上述反應層2的厚度係指，使研磨液與上述阻擋基板接觸24小時之後，使用掃描型電子顯微鏡（SEM）藉由實施例中所記載之方法觀察接觸後的上述阻擋基板的截面而得到之厚度。

上述研磨液能夠藉由上述特定的條件在由選自包括Ta、TaN、Ti、TiN、Ru及Mn之群組中的任一種金屬構成之阻擋基板上形成反應層2即可，但是能夠在由Ta構成之基板、由TaN構成之基板、由Ti構成之基板、由TiN構成之基板、由Ru構成之基板及由Mn構成之基板的所有基板上各自形成反應層2為較佳。

從更抑制被研磨面中的凹陷的產生之觀點考慮，上述研磨液的由下述式（3）計算之研磨速度比R1調整成250～2500為較佳。式（3）： R1=基於上述研磨液之鈷基板的研磨速度/基於上述研磨液之阻擋基板的研磨速度阻擋層的研磨中，通常有助於機械研磨的量大於化學研磨。換言之，即使形成反應層2，研磨速度亦不會較大地提高。因此，在將研磨速度比R1設為上述特定的數值範圍之情況下，基於研磨液之含鈷的層的研磨速度調整成上升為較佳。另外，關於後述之研磨速度比R2亦相同。

關於實施方式1的研磨液所含有之締合度1～3的膠體二氧化矽、有機酸及唑系化合物以及任意成分，分別如上所述，態樣亦相同為較佳。又，關於上述反應層1亦如上所述，態樣亦相同為較佳。

《實施方式2的研磨液》實施方式2的研磨液，係其含有締合度1～3的膠體二氧化矽、有機酸、唑系化合物及過氧化氫之化學機械研磨用研磨液，其中，上述締合度1～3的膠體二氧化矽的含量相對於研磨液總質量係0.5～5質量%，作為上述唑系化合物，含有三唑系化合物， pH係8.0～10.5，在使上述研磨液與鈷基板接觸24小時時，在上述鈷基板上形成含有鈷原子之厚度0.5～20nm的反應層（相當於上述「反應層1」。），使上述研磨液與包括選自包括Ta、TaN、Ti、TiN、Ru及Mn之群組中的任一種金屬之阻擋基板接觸24小時時，在上述阻擋基板上形成含有上述金屬的原子之厚度0.01～5nm的反應層（相當於上述「反應層2」。），使上述研磨液與包括選自包括SiOx及SiOC之群組中的任一種無機成分之絕緣膜基板接觸24小時時，在上述絕緣膜基板上形成含有上述無機成分之厚度0.01～10nm的反應層（以下，亦稱為「反應層3」。）之研磨液為較佳。

上述反應層3的厚度係0.01nm以上，0.1nm以上為較佳。又，上述反應層3的厚度係10nm以下，5nm以下為較佳。若上述反應層3的厚度係0.01nm以上及10nm以下，則本發明的效果更優異。

本說明書中的反應層3係指，將由具備10mm×10mm的被研磨面之選自包括SiOx及SiOC之群組中的任一種無機成分構成之絕緣膜基板浸漬於10mL的研磨液中，在25℃下使上述絕緣膜基板與研磨液接觸24小時時，形成於上述絕緣膜基板的被研磨面上之反應層。另外，在將上述絕緣膜基板浸漬於研磨液時，亦可以是將積層了上述絕緣膜基板與其他基板（例如矽基板）之積層體浸漬於研磨液中之形態。

上述反應層3含有上述無機成分。上述反應層3還可以含有氧原子等，在反應層的表面含有研磨液中的成分的錯合物為較佳。其中，上述反應層3的厚度係指，使研磨液與上述絕緣膜基板接觸24小時之後，使用掃描型電子顯微鏡（SEM）藉由實施例中所記載之方法觀察接觸後的上述絕緣膜基板的截面而獲得之厚度。

上述研磨液能夠藉由上述特定的條件在由選自包括SiOx及SiOC之群組中的任一種無機成分構成之絕緣膜基板上形成反應層3即可，與能夠在由SiOx構成之基板及由SiOC構成之基板的所有基板上各自形成反應層3為較佳。

從更抑制被研磨面中的凹陷的產生之觀點考慮，上述研磨液的由下述式（4）計算之研磨速度比R2調整成0.01～2.0為較佳。又，由下述式（5）計算之研磨速度比R3調整成0.05～2.0為較佳。式（4）： R2=基於上述研磨液之鈷基板的研磨速度/基於上述研磨液之阻擋基板的研磨速度式（5）： R3=基於上述研磨液之鈷基板的研磨速度/基於上述研磨液之絕緣膜基板的研磨速度

關於實施方式2的研磨液所含有之締合度1～3的膠體二氧化矽、有機酸及唑系化合物以及任意成分，分別如上所述。又，關於上述反應層1及上述反應層2亦如上所述。

[研磨液的製備方法] 上述研磨液能夠藉由公知的方法而製造。例如，能夠藉由混合上述各成分而製造。混合上述各成分之順序和/或時機並無特別限制，可以預先將締合度1～3的膠體二氧化矽分散於已調整pH之水中，將規定的成分依次進行混合。又，將過氧化氫、水或過氧化氫及水另行保管直至使用研磨劑之前，亦可以在使用之前混合。又，上述研磨液藉由具有在使用之前用水稀釋之稀釋步驟之下述方法來製造為較佳。

[研磨液之製造方法] 本發明的一的實施態樣之研磨液之製造方法係含有對含有締合度1～3的膠體二氧化矽、有機酸、唑系化合物及過氧化氫之研磨液原液混合水而獲得上述研磨液之步驟（以下，亦稱為「稀釋步驟」。）之研磨液之製造方法。

[稀釋步驟] 稀釋步驟係對含有規定的成分之研磨液原液混合水而獲得研磨液之步驟。作為研磨液的態樣與已說明內容相同。又，作為混合水之方法，並無特別限制，能夠使用公知的方法。

＜研磨液原液＞上述稀釋步驟中所使用之研磨液原液係含有締合度1～3的膠體二氧化矽、有機酸、唑系化合物及過氧化氫之研磨液原液，進一步用於與水混合來製造研磨液之研磨液原液。作為研磨液原液，藉由混合水等溶劑來獲得上述研磨液即可，除了上述成分以外，還可以依據所期望含有有機溶劑、界面活性劑、親水性聚合物、pH調整劑、pH緩衝劑及鈷防腐劑等。研磨液原液實際上將用於CMP時的研磨液濃縮成2～50倍之液為較佳。亦即，研磨液原液稀釋成2～50倍而使用。稀釋時，使用水為較佳。作為研磨液原液之製造方法，並無特別限制，能夠藉由公知的方法而製造。例如，能夠藉由混合上述各成分而製造。混合上述各成分之順序等並無特別限制，亦可以預先將膠體二氧化矽分散於已調整pH之水和/或有機溶劑中，並依次混合規定的成分。又，研磨液原液用水稀釋成2～50倍時，稀釋前後的pH變化小於0.01～1為較佳。本發明人檢測上述研磨原液的稀釋前後的性能狀態的結果確認到，在稀釋前後的pH變化小於0.01～1的情況下，基於稀釋之性能變化得到抑制。具體而言，確認到若研磨液原液的稀釋前後的pH變化係0.01以上，則伴隨稀釋之性能變化實質上不會產生。另一方面，確認到小於研磨液原液的稀釋前後的pH變化，則伴隨稀釋之性能變化較少，性能不會較大地損失。

又，作為研磨液之製造方法的其他態樣，可舉出準備含有規定的成分之研磨液的濃縮液，向其加入過氧化氫或、過氧化氫及水，從而製造具有特定的特性之研磨液之方法。

[研磨液原液收容體] 本發明的研磨液原液收容體具有上述研磨液原液、收容上述研磨液原液之由不含鐵之金屬材料形成之容器而構成。其中，「不含有鐵之金屬材料」係指實質上不含有鐵之金屬材料，例如係指鐵原子的含量相對於總原子量係30%以下，20%以下的金屬材料為較佳。從難以增加雜質含量之方面又抑制過氧化氫的分解之方面而言，特定期間曝光研磨液原液之情況下，上述研磨液原液亦期望容納於由不含有鐵之金屬材料（以下，亦稱為「非鐵金屬材料」。）形成之容器中。上述容器中與研磨液原液接觸之內壁由非鐵金屬材料形成即可，關於其他構成，並無特別限定。作為內壁由非鐵金屬材料形成之容器，內壁由選自包括非金屬材料及被電解研磨之非金屬材料之群組中的至少一種材料覆蓋或內壁由材料形成之容器為較佳。另外，本說明書中，「覆蓋」係指上述內壁由上述材料包覆。作為上述內壁由上述材料包覆之態樣，內壁的總表面積的70%以上由上述材料包覆為較佳。

作為非金屬材料，例如可舉出聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚乙烯-聚丙烯樹脂、四氟化乙烯樹脂、四氟化乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物、四氟化乙烯-六氟化丙烯共聚樹脂、四氟化乙烯-乙烯共聚物樹脂、三氟化氯化乙烯-乙烯共聚樹脂、氟化偏乙烯樹脂、三氟化氯化乙烯共聚樹脂及氟化乙烯樹脂等樹脂材料；鉻及鎳等金屬材料。

作為上述金屬材料，其中，鎳-鉻合金為較佳。作為鎳-鉻合金，並無特別限制，能夠使用公知的鎳-鉻合金。其中，鎳含量係40～75質量%且鉻含量係1～30質量%的鎳-鉻合金為較佳。作為鎳-鉻合金，例如可舉出赫史特合金（商品名，以下相同。）、蒙乃爾合金（商品名，以下相同）及英高鎳合金（商品名，以下相同）等。更具體而言，可舉出赫史特合金C-276（Ni含量63質量%、Cr含量16質量%）、赫史特合金-C（Ni含量60質量%、Cr含量17質量%）、赫史特合金C-22（Ni含量61質量%、Cr含量22質量%）等。又，鎳-鉻合金依據需要除了含有上述之合金以外，還可以含有硼、矽、鎢、鉬、銅及鈷等。

作為對上述金屬材料進行電解研磨之方法，並無特別限制，能夠使用公知的方法。例如，能夠使用日本特開2015-227501號公報的[0011]-[0014]段及日本特開2008-264929號公報的[0036]-[0042]段等中所記載之方法。

另外，上述金屬材料可以進行拋光。拋光的方法並無特別限制，能夠使用公知的方法。用於精拋之研磨粒的尺寸並無特別限制，但是從上述金屬材料的表面的凹凸容易變得更小之方面而言，#400以下為較佳。另外，拋光在電解研磨之前進行為較佳。

[化學機械研磨方法] 本發明的一實施形態之化學機械研磨方法係包括如下步驟（以下，亦稱作「研磨步驟」。）之化學機械研磨方法（以下，亦稱作「CMP方法」。）：對安裝於研磨平台上之研磨墊，一邊供給上述研磨液，一邊使被研磨體的被研磨面與研磨墊接觸，使研磨體及研磨墊相對移動而研磨被研磨面，從而獲得已研磨的被研磨體。

[被研磨體] 作為能夠使用上述實施態樣之CMP方法之被研磨體，並無特別限制，含有選自包括鈷及鈷合金之組中之至少一種含鈷的層之被研磨體（帶金屬層基板）為較佳。作為上述鈷合金，並無特別限制，但是含有鎳之鈷合金為較佳。在鈷合金含有鎳之情況下，作為鎳的含量，在鈷合金總質量中係10質量%以下為較佳，1質量%以下為更佳，0.1質量%以下為進一步較佳，0.00001質量%以上為較佳。電極的形態亦可以是矽貫通電極。

作為在上述實施形態之CMP方法中使用之被研磨體，能夠藉由以下方法而製造。首先，在矽基板上積層二氧化矽等層間絕緣膜。接著，藉由抗蝕層形成、蝕刻等公知的方法，在層間絕緣膜表面形成規定圖案的凹部（基板露出部），設為包括凸部和凹部之層間絕緣膜。在該層間絕緣膜上作為沿著表面的凸凹覆蓋層間絕緣膜之阻擋層，藉由蒸鍍或CVD（chemical vapor deposition，化學氣相沉積）等對金屬或金屬氮化物（例如選自包括Ta、TaN、Ti、TiN、Ru及Mn之群組中的任一種金屬或金屬氮化物為較佳。）等進行成膜。進而，藉由蒸鍍、電鍍或CVD等形成以填充凹部的方式覆蓋阻擋層之由選自包括鈷及鈷合金之群組中的至少一種構成之含鈷的層（以下，亦稱為金屬層。）而獲得具有積層結構之被研磨體。層間絕緣膜、阻擋層及金屬層的厚度分別係0.01～2.0μm、1～100nm、0.01～2.5μm左右為較佳。作為構成上述阻擋層之材料，並無特別限制，能夠使用公知的低電阻的金屬材料。作為低電阻的合金材料，Ta、TaN、Ti、TiN、Ru及Mn為更佳。

（被研磨面）上述實施態樣之CMP方法中所使用之被研磨體中，被研磨面不特別限定。使用上述被研磨體之金屬配線的製造步驟中，因被研磨體中的阻擋層所含有之金屬原子與含鈷的層所含有之金屬原子彼此化學及物理性質不同，通常分成2階段來實施CMP。亦即，如上所述，在第1階段的步驟中實施對含鈷的層之CMP，在第2階段的步驟中實施對阻擋層之CMP。另外，在該第1階段的CMP過程中容易產生金屬配線過渡研磨之凹陷，在第2階段的CMP過程中容易產生上述凹陷及隨著上述凹陷細微的金屬配線緻密地配列之部位的絕緣膜（絕緣膜配置於各金屬配線之間。）過渡研磨之腐蝕。

[研磨裝置] 作為能夠實施上述CMP方法之研磨裝置，並無特別限制，能夠使用公知的化學機械研磨裝置（以下，亦稱作「CMP裝置」。）。作為CMP裝置，能夠使用例如通常的CMP裝置，該CMP裝置具備保持具有被研磨面之被研磨體（例如，半導體基板等）之支架和貼附研磨墊之（安裝有轉速可變之馬達等）研磨平台。作為市售品，能夠使用例如Reflexion（Applied Materials,Inc.製造）。

＜研磨壓力＞在上述實施形態之CMP方法中，以研磨壓力亦即在被研磨面與研磨墊的接觸面產生之壓力3000～25000Pa進行研磨為較佳，以6500～14000Pa進行研磨為更佳。

＜研磨平台的轉速＞上述實施態樣之CMP方法中，以研磨平台的轉速係50～200rpm進行研磨為較佳，以60～150rpm進行研磨為更佳。另外，為了使研磨體及研磨墊相對移動，進而，可以使支架旋轉和/或擺動，亦可以使研磨平台進行行星旋轉，亦可以使帶狀研磨墊沿長尺寸方向的一者以直線狀移動。另外，支架可以是固定、旋轉或擺動中的任意狀態。該等研磨方法只要使研磨體及研磨墊相對移動，則能夠依據被研磨面和/或研磨裝置而適當地選擇。

＜研磨液的供給方法＞在上述實施形態之CMP方法中，在研磨被研磨面期間，用泵等將研磨液連續供給到研磨平台上的研磨墊。對該供給量沒有限制，但研磨墊的表面始終被研磨液包覆為較佳。另外，關於研磨液的態樣，如上所述。

作為上述實施態樣之CMP方法，在上述研磨步驟之前，還可以包括以下步驟。作為上述步驟，例如可舉出對含有締合度1～3的膠體二氧化矽、有機酸、唑系化合物及過氧化氫之研磨液原液混合水之步驟。另外，研磨液、研磨液原液及濃縮液的態樣與已說明內容相同。 [實施例]

以下，依據實施例對本發明進而詳細地進行說明。以下實施例所示之材料、使用量、比例、處理內容及處理步驟等只要不脫離本發明的主旨便能夠適當地變更。從而，本發明的範圍並非係被以下所示之實施例限定地解釋者。另外，只要無特別說明，「%」係指「質量%」，「ppb」係指「質量ppb」。

[原料等的純化] 以下所示之各實施例中所使用之各原料、各觸媒使用純度99質量%以上的高純度品級，進而在事先藉由蒸餾、離子交換、過濾等進行純化。

用於製備各研磨液之超純水藉由日本特開2007-254168號公報中所記載之方法進行了純化。之後，藉由基於後述之SNP-ICP-MS法之測量確認到Na、Ca及Fe的各自的元素的含量相對於各藥液的總質量小於10質量ppt之後使用。

各實施例及比較例的研磨液的製備、填充、保管及分析均在滿足ISO級別2以下之水平的無塵室中進行。又，各實施例及比較例中所使用之容器用各自的實施例或比較例的研磨液清洗之後使用。為了提高測量精度，關於金屬成分的含量的測量及水的含量的測量，在通常的測量中處於檢測限界以下的測量，以體積換算濃縮成100分之1而進行測量，並換算成濃縮前的研磨液的濃度來進行含量的計算。

[實施例1A] 將下述所示之各成分進行混合，製備出化學機械研磨液。・膠體二氧化矽（締合度：2、平均一次粒徑：35nm、產品名「PL3」、FUSO CHEMICAL CO.,LTD.製造）0.1質量% ・甘胺酸（相當於胺基酸。）1.5質量% ・5-甲基苯并三唑（相當於含有苯并三唑骨架之唑類化合物。）0.001質量% ・3-胺基-1,2,4-三唑（相當於不含有苯并三唑骨架之化合物，並且含有1,2,4-三唑骨架之化合物。）0.2質量% ・乙二醇（相當於有機溶劑，一部分作為溶解5-甲基苯并三唑之溶劑而使用。）0.05質量% ・過氧化氫（相當於氧化劑。）1.0質量% ・水（純水）殘餘部分

另外，表1中的研磨液的pH，依據需要，使用硫酸和/或氫氧化鉀調整成規定值。

另外，本實施例中，「表1」係指表1A1、表1A2、表1B1、表1B2、表1C1、表1C2、表1D1、表1D2。

[實施例2A～83A、比較例1A～5A] 將表1所示之各成分，藉由與實施例1A相同的方法進行混合而獲得了各研磨液。另外，表1中的各縮寫符號表示以下化合物等。・PL3（膠體二氧化矽，產品名「PL3」、FUSO CHEMICAL CO.,LTD.製造，締合度：2、平均一次粒徑：35nm。）・PL2（膠體二氧化矽，產品名「PL2」、FUSO CHEMICAL CO.,LTD.製造，締合度：2、平均一次粒徑：25nm。）・PL3L（膠體二氧化矽，產品名「PL3L」、FUSO CHEMICAL CO.,LTD.製造，締合度：1、平均一次粒徑：35nm。）・PL3H（膠體二氧化矽，產品名「PL3H」、FUSO CHEMICAL CO.,LTD.製造，締合度：3、平均一次粒徑：35nm。）・ST-PS-MO（膠體二氧化矽、產品名「ST-PS-MO」、NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES. LTD.製造，締合度：大於3、平均一次粒徑：20nm。）・Gly（甘胺酸，相當於胺基酸。）・Ala（丙胺酸，相當於胺基酸。）・Asp（天冬胺酸，相當於胺基酸。）・NMG（N-甲基甘胺酸，相當於胺基酸。）・5-MBTA（5-甲基苯并三唑，相當於具有苯并三唑骨架之唑系化合物。）・BTA（苯并三唑，相當於具有苯并三唑骨架之唑系化合物。）・5,6-DMBTA（5,6-二甲基苯并三唑，相當於含有苯并三唑骨架之唑系化合物。）・5-ABTA（5-胺基苯并三唑，相當於含有苯并三唑骨架之唑系化合物。）・3-AT（3-胺基-1,2,4-三唑，相當於不含有苯并三唑骨架之唑系化合物、且含有1,2,4-三唑骨架之唑系化合物。）・1,2,4-三（1,2,4-三唑，相當於不含有苯并三唑骨架之唑系化合物、且含有1,2,4-三唑骨架之唑系化合物。）・3,5-DP（3,5-二甲基吡唑，相當於不含有苯并三唑骨架之唑系化合物、且含有吡唑骨架之唑系化合物（吡唑系化合物）。）・Pyraz（吡唑，相當於不含有苯并三唑骨架之唑系化合物且含有吡唑骨架之唑系化合物。）・Imidaz（咪唑，相當於不含有苯并三唑骨架之唑系化合物、且含有咪唑骨架之唑系化合物（咪唑系化合物）。）・5-ATZ（5-胺基四氮唑，相當於不含有苯并三唑骨架之唑系化合物。）・ETG（乙二醇，相當於有機溶劑。）・EtOH（乙醇，相當於有機溶劑。）・PG（丙二醇，相當於有機溶劑。）・4-HA（4-羥基苯甲酸，相當於有機酸。）・2-HA（2-羥基苯甲酸，相當於有機酸。）・PA（鄰苯二甲酸，相當於有機酸。）・SA（水楊酸，相當於有機酸。）・Ant（鄰胺苯甲酸，相當於有機酸。）・TMT（1,2,4-苯三甲酸，相當於有機酸。）・N-cocoyl sarcosinate（N-椰油醯基肌胺酸鹽，相當於鈷防腐劑。）・N-lauroyl sarcosinate（N-月桂醯肌胺酸鹽，相當於鈷防腐劑。）・N-oleoyl sarcosinate（N-油醯肌胺酸鹽，相當於鈷防腐劑。）・N-myristoyl sarcosinate（N-肉荳蔻醯肌胺酸鹽，相當於鈷防腐劑。）・N-myristoyl glycine（N-肉荳蔻醯甘胺酸，相當於鈷防腐劑。）・N-stearoyl sarcosinate（N-硬脂醯肌胺酸鹽，相當於鈷防腐劑。）・N-lauroyl glycine（N-月桂醯甘胺酸，相當於鈷防腐劑。）・N-palmitoyl glycine（N-棕櫚醯甘胺酸，相當於鈷防腐劑。）・N-lauroyl glutamate（N-月桂醯谷胺酸，相當於鈷防腐劑。）・N-cocoyl glutamate（N-椰油醯谷胺酸，相當於鈷防腐劑。）・potassium N-cocoyl glutamate（N-椰油醯谷胺酸鉀，相當於鈷防腐劑。）・potassium N-lauroyl sarcosinate（N-月桂醯肌胺酸鉀，相當於鈷防腐劑。）・N-lauroyl alaninate（N-月桂醯丙胺酸鹽，相當於鈷防腐劑。）・N-myristoyl alaninate（N-肉荳蔻醯丙胺酸鹽，相當於鈷防腐劑。）・potassium N-cocoyl alaninate（N-椰油丙胺酸鉀，相當於鈷防腐劑。）・RE-610（產品名「Rhodafac RE-610」，Rhodia Inc.製造，相當於表面活性劑。）・MD-20（產品名「Surfynol MD-20」，Air Products and Chemicals,Inc.製造，相當於表面活性劑。）・DBSH（十二烷基苯磺酸，相當於表面活性劑。）・PHEAA（N-（2-羥乙基）丙烯醯胺聚合物、重均分子量20000，相當於親水性聚合物。）・PAA（聚丙烯酸、相當於親水性聚合物。）・PEIEO（具有包含由下述式表示之重複單元之氧化乙烯鏈之聚乙亞胺、HLB值18）

[化學式2]

[實施例1B] 將下述所示之各成分進行混合，製備出化學機械研磨液。・膠體二氧化矽（締合度：2、平均一次粒徑：35nm、產品名「PL3」、FUSO CHEMICAL CO.,LTD.製造）3.0質量% ・CA（檸檬酸，相當於有機酸。）0.003質量% ・Male（順丁烯二酸，相當於有機酸。）0.05質量% ・苯并三唑（相當於含有苯并三唑骨架之唑系化合物。）0.1質量% 3-胺基-1,2,4-三唑（相當於不含有苯并三唑骨架之化合物且含有1,2,4-三唑骨架之化合物。）0.05質量% ・過氧化氫（相當於氧化劑。）1.0質量% ・乙二醇（相當於有機溶劑，一部分作為溶解5-甲基苯并三唑之溶劑而使用。）0.05質量% ・水（純水）殘餘部分

另外，表2中的研磨液的pH依據需要使用硫酸和/或氫氧化鉀調整成特定的值。

另外，本實施例中，「表2」表示表2A1、表2A2、表2A3、表2B1、表2B2、表2B3、表2C1、表2C2、表2C3、表2D1、表2D2、表2D3。

[實施例2B～82B、比較例1B～3B] 將表2所示之各成分，藉由與實施例1B相同的方法進行混合而獲得了各研磨液。表2中的各簡稱表示以下的化合物等。另外，關於表2中的各簡稱中與表1中的簡稱相同，如上所述。・CA（檸檬酸，相當於有機酸。）・琥珀酸（相當於有機酸。）・蘋果酸（相當於有機酸。）・丙二酸（相當於有機酸。）・Male（順丁烯二酸，相當於有機酸。）

[CMP前後的膠體二氧化矽的平均粒徑比（T2）的測量] 藉由下述方法，測量CMP前後的膠體二氧化矽的平均粒徑，藉由下述式（2）求出了CMP前後的膠體二氧化矽的平均粒徑比（T2）。將結果示於表1及表2。＜＜測量條件＞＞使用粒度分佈儀SALD-2300（Shimadzu Corporation製造），測量CMP前的研磨液中的研磨粒子的粒度分佈而求出了平均粒徑。又，回收CMP後的研磨液，關於上述回收後的研磨液中的研磨粒子亦藉由相同的方法求出了其平均粒徑。使用所獲得之數值，計算出由下述式獲得之T2。式（2）： T2=化學機械研磨後的平均粒徑/化學機械研磨前的平均粒徑

[反應層厚度的測量] ＜將鈷的模型膜設為被研磨面之情況的的反應層的厚度的測量＞將沉積有厚度1500nm的鈷之矽基板裁剪成約10mm見方的基板，將其浸漬於加入了10mL上述的研磨液之內容積約100mL的聚乙烯瓶中，在室溫（約25℃）下靜置24小時。在浸漬之後，對從研磨液取出之試樣進行水洗，進而，使用氮氣進行風乾，從而獲得在鈷表面上形成有反應層之試樣。關於該試樣，在下述所示之測量條件下，進行基於聚焦離子束加工裝置（FIB：Focused Ion Beam）之剖面形成加工及基於掃描電子顯微鏡（SEM）之剖面觀察，測量出反應層的厚度。結果示於表1及表2中。（FIB加工條件）裝置：Hitachi,Ltd.製造 FB-2000A型加速電壓：30kV 預處理：鉑濺射塗層→碳蒸鍍→鎢鍍層（SEM測量條件）裝置：Hitachi,Ltd.製造S-900型加速電壓：3kV 預處理：鉑濺射塗層

＜將選自包括Ta、TaN、Ti、TiN、Ru及Mn之群組中的任一種模型膜設為被研磨面之情況的反應層的厚度的測量＞將沉積有厚度1500nm的Ta之矽基板裁剪成約10mm見方的基板，將其浸漬於加入了10mL上述的研磨液之內容積約100mL的聚乙烯瓶中，在室溫（約25℃）下靜置24小時。在浸漬之後，對從研磨液取出之試樣進行水洗，進而，使用氮氣進行風乾，從而獲得在Ta表面上形成有反應層之試樣。關於該試樣，在下述所示之測量條件下，進行基於聚焦離子束加工裝置（FIB：Focused Ion Beam）之剖面形成加工及基於掃描電子顯微鏡（SEM）之剖面觀察，測量出反應層的厚度。結果示於表1及表2中。又，關於TaN、Ti、TiN、Ru及Mn的各金屬，亦藉由與上述相同的方法製作了模型膜，從而測量出各反應層的厚度（結果示於表1及表2。）。

＜將選自包括SiOx及SiOC之群組中的任一種模型膜設為被研磨面之情況的反應層的厚度的測量＞將沉積有厚度1500nm的SiOx之矽基板裁剪成約10mm見方的基板，將其浸漬於加入了10mL上述的研磨液之內容積約100mL的聚乙烯瓶中，在室溫（約25℃）下靜置24小時。在浸漬之後，對從研磨液取出之試樣進行水洗，進而，使用氮氣進行風乾，從而獲得在SiOx表面上形成有反應層之試樣。關於該試樣，在下述所示之測量條件下，進行基於聚焦離子束加工裝置（FIB：Focused Ion Beam）之剖面形成加工及基於掃描電子顯微鏡（SEM）之剖面觀察，測量出反應層的厚度。結果示於表2中。又，關於SiOC，亦藉由與上述相同的方法製作了模型膜，測量出反應層的厚度（結果示於表2中。）。

[各種定量] ＜通式（1）所表示之化合物的含量＞關於在各實施例及比較例中製作之研磨液中所含有之通式（1）所表示之化合物的含量，使用氣相色譜質量分析裝置（產品名「GCMS-2020」、SHIMADZU CORPORATION製造）來進行測量。以下，示出測量條件。另外，關於基於氣相色譜分析質量分析裝置之定量，向研磨液添加氟化氫使研磨粒子完全溶解，之後使用將pH調整成10以上之試樣來實施。

＜＜測量條件＞＞毛細管柱：InertCap5MS/NP0.25mmI.D.×30mdf=0.25μm 試樣導入法：分流75kPa壓力恆定氣化室溫度：230℃ 管柱烘箱溫度：80℃（2min）-500℃（13min）升溫速度15℃/min 載氣：氦氣隔墊吹掃流量：5mL/min 分流比：25:1 接口溫度：250℃ 離子源溫度：200℃ 測量模式：Scanm/z=85～500 試樣導入量：1μL

＜特定金屬原子的含量＞（金屬雜質中所含有之特定金屬原子的含量）關於在各實施例及比較例中製作之研磨液中的金屬雜質中所含有之特定金屬原子的含量，使用Agilent8800三重四極ICP-MS（半導體分析用、選項#200）來進行測量。

＜＜測量條件＞＞樣品導入系統使用了石英火炬與同軸型PFA（全氟烷氧基鏈烷）霧化器（自吸用）及鉑錐接口。冷電漿條件的測量參數如以下所述。・RF（RadioFrequency）輸出（W）：600 ・載氣流量（L/min）：0.7 ・尾吹氣流量（L/min）：1 ・取樣深度（mm）：18

（金屬粒子中所含有之特定金屬原子的含量）・基於SNP-ICP-MS（Single NanoParticle-Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry，單奈米粒子感應耦合電漿質譜儀）之測量關於金屬粒子中所含有之特定金屬原子的含有率，使用PerkinElmer Co., Ltd.製造「Nexion350S」來進行測量。另外，關於基於SNP-ICP-MS之定量，向研磨液添加氟化氫使研磨粒子完全溶解，之後使用將pH調整成10以上之試樣進行了實施。 1）標準物質的準備關於標準物質，向清洗的玻璃容器內稱量加入超純水，將中位數直徑50nm的測量對象金屬粒子成為10000個/ml的濃度的方式添加之後，將用超聲波清洗機處理30分鐘之分散液用作傳輸效率測量用標準物質。 2）測量條件使用PFA製同軸型霧化器、石英製旋流型噴霧室、石英製內徑1mm火炬噴射器，以約0.2mL/min吸引測量對象液。氧添加量以0.1L/min進行了電漿輸出1600W、基於氨氣之清洗。時間解析度以50us進行了解析。 3）關於金屬粒子中所含有之特定金屬原子的含量，使用製造商配件的下述解析軟件而檢測。・金屬粒子中所含有之特定金屬原子的含量：奈米粒子分析「SNP-ICP-MS」專用Syngistix奈米應用模塊

[研磨速度、凹陷評價及腐蝕評價] 在以下條件下，一邊向拋光墊供給研磨液，一邊進行研磨，對實施例1A～83A、比較例1A～5A進行了研磨速度及凹陷的評價，對實施例1B～82B進行了研磨速度、凹陷及腐蝕的評價。・研磨裝置：Reflexion（Applied Materials,Inc.製造）・被研磨體（晶圓）：（1）研磨速度計算用；在矽基板上形成了厚度1.5μm的上述各模型膜（Co膜、Ta膜、SiOx膜、TaN膜、Ti膜、TiN膜、Mn膜、Ru膜或SiOC膜）之直徑300mm的空白晶圓。（2）凹陷評價用；・實施例1A～83A、比較例1A～5A：使由SiOx構成之絕緣層以厚度5000Å積層於鈷配線的帶有圖案的基板（International SEMATECH製造，矽基板）上之後，藉由「SEMATECH854」遮罩（L/S=10μm/10μm）進行圖案加工，在其上依次積層厚度100Å的阻擋金屬層（阻擋金屬：Ta）及7500Å的鈷層之試驗用基板。・實施例1B～82B：使由SiOx構成之絕緣層以厚度5000Å積層於鈷配線的帶有圖案的基板（International SEMATECH製造，矽基板）上之後，藉由「SEMATECH 854」遮罩（L/S=10μm/10μm）進行圖案加工，在其上依次積層厚度100Å的阻擋金屬層（阻擋金屬：Ta）及7500Å的鈷層之試驗用基板。（3）腐蝕評價用；使由SiOx構成之絕緣層以厚度5000Å積層於鈷配線的帶有圖案的基板（International SEMATECH製造，矽基板）上之後，藉由「SEMATECH 854」遮罩（L/S=9μm/1μm）進行圖案加工，在其上依次積層厚度100Å的阻擋金屬層（阻擋金屬：Ta）及7500Å的鈷層之試驗用基板。

・研磨墊：IC1010（Rodel Inc.製造）・研磨條件；研磨壓力（被研磨面與研磨墊的接觸壓力）：1.5psi（另外，在本說明書中，psi係指pound-force per square inch；磅每平方英寸，係指1psi=6894.76Pa。）研磨液供給速度：200ml/min 研磨平台轉速：110rpm 研磨頭轉速：100rpm

（評價方法）・實施例1A～83A、比較例1A～5A：研磨速度的計算：將（1）的空白晶圓研磨60秒鐘，針對晶圓面上的均等間隔的49個部位，由電阻值進行換算而求出研磨前後的金屬膜厚，將金屬膜厚除以研磨時間而求出之值的平均值設為研磨速度（單位：nm/min）。

凹陷的評價：對（2）的圖案化晶圓，除了非配線部的鈷完全被研磨為止的時間以外，還額外地進行該時間的20%的研磨，用接觸式段差計DektakV320Si（Veeco Instruments,Inc.製造）測量線和空間部（線10μm，空間10μm）的段差，並依據以下基準進行了評價。另外，評價「G」以上係實用範圍。 A：凹陷係5nm以下。 B：凹陷大於5nm且8nm以下。 C：凹陷大於8nm且12nm以下。 D：凹陷大於12nm且15nm以下。 E：凹陷大於15nm且18nm以下。 F：凹陷大於18nm且21nm以下。 G：凹陷大於21nm且25nm以下。 H：凹陷大於25nm。

・實施例1B～82B、比較例1B～3B：研磨速度的計算：將（1）的空白晶圓研磨60秒鐘，針對晶圓面上的均等間隔的49個部位，由電阻值進行換算而求出研磨前後的金屬膜厚，將金屬膜厚除以研磨時間而求出之值的平均值設為研磨速度（單位：nm/min）。

腐蝕的評價：對（3）的圖案化晶圓，除了非配線部的鈷完全被研磨為止的時間以外，還額外進行僅1分鐘的研磨，用接觸式段差計DektakV320Si（Veeco Instruments,Inc.製造）測量線和空間部（線9μm、空間1μm）的段差，並依據以下基準進行了評價。另外，評價「G」以上係實用範圍。 A：腐蝕係3nm以下。 B：腐蝕大於3nm且5nm以下。 C：腐蝕大於5nm且10nm以下。 D：腐蝕大於10nm且15nm以下。 E：腐蝕大於15nm且20nm以下。 F：腐蝕大於20nm且25nm以下。 G：腐蝕大於25nm且30nm以下。 H：腐蝕大於30nm。

[缺陷評價] 對進行至精拋之圖案化晶圓藉由ComPlus（AMAT公司製造，缺陷檢查裝置），進行了研磨液的缺陷評價的評價（60nm以上）。 A：研磨後的缺陷數係20個/Wf以下 B：研磨後的缺陷數大於20個/Wf且30個/Wf以下 C：研磨後的缺陷數大於30個/Wf且50個/Wf以下 D：研磨後的缺陷數大於50個/Wf且60個/Wf以下 E：研磨後的缺陷數大於60個/Wf且80個/Wf以下 F：研磨後的缺陷數大於80個/Wf且100個/Wf以下 G：研磨後的缺陷數大於100個/Wf且120個/Wf以下 H：研磨後的缺陷數大於120個/Wf

[經時穩定性評價] 在40℃下將各研磨液保管1個月。使用粒度分佈儀SALD-2300（Shimadzu Corporation製造），測量剛製備後（初始）的研磨粒子及保管後的研磨粒子的各粒度分佈（平均粒徑）而求出各平均粒徑，藉由由下述式計算之比，進行了研磨液的經時穩定性的評價。式（6）：T3=保管後的研磨粒子的平均粒徑/初始的研磨粒子的平均粒徑 A：T3係1.1以下 B：T3大於1.1且1.3以下 C：T3大於1.3且1.5以下 D：T3大於1.5

將結果示於表1及表2中。另外，表中，「%」及「ppb」均為質量基準。又，「研磨速度比R1」、「研磨速度比R2」及「研磨速度比R3」係分別由下述式（3）～（5）計算之值。式（3）： R1=基於研磨液之鈷基板的研磨速度/基於研磨液之阻擋基板的研磨速度式（4）： R2=基於研磨液之鈷基板的研磨速度/基於研磨液之阻擋基板的研磨速度式（5）： R3=基於研磨液之鈷基板的研磨速度/基於研磨液之絕緣膜基板的研磨速度又，「金屬雜質量」係指選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之特定金屬原子相對於研磨液總質量之含量。又，「金屬粒子量」係指上述金屬雜質中固體狀金屬雜質所含有之、選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之特定金屬原子相對於研磨液總質量之含量。又，「H₂ O₂ /金屬雜質量（T1）」係指由下述式（1）計算之值。式（1）：T1=過氧化氫的含量/金屬雜質所含有之選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之群組中的特定金屬原子的總計含量又，「胺量（ppb）」係指相對於上述之通式（1）所表示之化合物的研磨液總質量之含量。另外，研磨液用水（殘餘部）調整成總質量成為100質量%。

另外，下述表1中，下述表1A2、表1B2、表1C2、表1D2分別示出關於下述表1A1、表1B1、表1C1、表1D1中所示之實施例1A～83A及比較例1A～5A的各研磨液的各種評價結果。亦即，例如，在實施例1A的情況下，表1A2中示出使用表1A1的研磨液之各種評價。實施例1A的研磨液中的Co反應層的厚度係4nm，凹陷評價係4nm（相當於A），缺陷評價係A，經時穩定性係A。又，例如，在將阻擋金屬設為TaN之情況下，TaN反應層的厚度係0.08nm。又，下述表2中，下述表2A2及表2A3、表2B2及表2B3、表2C2及表2C3、表2D2及表2D3分別示出關於下述表2A1、表2B1、表2C1中所示之實施例1B～82B、比較例1B～3B的各研磨液的各種評價結果。亦即，例如，在實施例1B的情況下，表2A2及表2A3中示出使用表2A1的研磨液之各種評價。實施例1B的研磨液中的Co反應層的厚度係1nm，凹陷評價係3.5nm（相當於A），腐蝕評價係8.75nm（相當於C）缺陷評價係A，經時穩定性係A。又，例如，在將阻擋金屬設為TaN之情況下，TaN反應層的厚度係0.212nm。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

[表5]

[表6]

[表7]

[表8]

[表9]

[表10]

[表11]

[表12]

[表13]

[表14]

[表15]

[表16]

[表17]

[表18]

[表19]

[表20]

從表1及表2的結果確認到，實施例的研磨液均抑制被研磨面中的凹陷、腐蝕及缺陷的產生。又，確認到經時穩定性亦優異。另一方面，確認到比較例1～5的研磨液產生被研磨面中的凹陷及缺陷。

・實施例1A～83A的結果（表1）從實施例1A、8A～11A的對比確認到，在過氧化氫的含量相對於研磨液總質量係0.001～2.5質量%（0.06～2質量%為較佳）的情況下，被研磨面中的凹陷更難以產生。又，從實施例1A、12A～15A的對比確認到，在唑系化合物的含量相對於研磨液總質量係0.01～1.3質量%（0.01～0.4質量%為較佳）的情況下，被研磨面中的凹陷更難以產生，經時穩定性更優異。從實施例1A、19A～21A的對比確認到，締合度1～3的膠體二氧化矽的化學機械研磨前後的平均粒徑之比T2係2.5以下（2以下為較佳）的情況下，被研磨面中的缺陷更難以產生。又，從實施例1A、22A～25A的對比確認到，在研磨液的pH係6.5～8.0（6.8～7.8為較佳，6.8～7.2為更佳）的情況下，被研磨面中的凹陷及缺陷更難以產生，經時穩定性更優異。又，從實施例1A、26A～29A的對比確認到，在上述通式（1）所表示之化合物的含量相對於研磨液總質量係1000質量ppb以下（250質量ppb以下為較佳，8質量ppb以下為更佳）的情況下，被研磨面中的凹陷及缺陷更難以產生，經時穩定性更優異。又，從實施例1A、30A～32A的對比確認到，在金屬雜質所含有之選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之一種特定金屬原子的含量相對於研磨液總質量係0.01～100質量ppb（0.01～50質量ppb為較佳，0.01～20質量ppb為更佳）的情況下，被研磨面中的凹陷及缺陷更難以產生，經時穩定性更優異。又，在金屬粒子所含有之特定金屬原子且其含量相對於研磨液總質量係0.01～50質量ppb（0.01～8質量ppb為較佳）的情況下，被研磨面中的凹陷及缺陷更難以產生，經時穩定性更優異。又，從實施例1A、33A～35A、54A、55A的對比確認到，在胺基酸的含量相對於研磨液總質量係0.8～4質量%的情況下，被研磨面中的凹陷及缺陷更難以產生，經時穩定性更優異。又，從實施例1A、36A～38A的對比確認到，在作為胺基酸含有甘胺酸或N-甲基甘胺酸（甘胺酸為較佳）之情況下，被研磨面中的凹陷更難以產生。又，從實施例1A、57A、58A的對比確認到，在締合度1～3的膠體二氧化矽的含量相對於研磨液總質量係0.01～0.15質量%的情況下，被研磨面中的凹陷更難以產生。又，從實施例1A、39A～53A的對比確認到，在將含有具有苯并三唑骨架之化合物及與苯并三唑系化合物不同之化合物之研磨液使用於CMP之情況下，在被研磨面更難以產生凹陷。又，從實施例1A、8A～11A、30A～32A的對比確認到，研磨液中過氧化氫與金屬雜質所含有之選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之群組中的特定金屬原子的含量比T1係30000～500000（30000～110000為較佳，30000～80000為更佳）的情況下，被研磨面中的凹陷更難以產生。從實施例1A、39A～41A的對比確認到，在作為具有苯并三唑骨架之化合物含有5-甲基苯并三唑之情況下，被研磨面中的凹陷更難以產生。

・實施例1B～82B的結果（表2）從實施例1B、8B～10B的對比確認到，在過氧化氫的含量相對於研磨液總質量係0.1～1.2質量%（0.6～1質量%為較佳）的情況下，在被研磨面中凹陷及腐蝕更難以產生。又，從實施例1B、11B～14B的對比確認到，在唑系化合物的含量相對於研磨液總質量係0.12～3.5質量%（0.12～0.8質量%為較佳，0.12～0.5質量%為更佳）的情況下，被研磨面中的凹陷及腐蝕更難以產生，經時穩定性更優異。從實施例1B、18B～20B的對比確認到，在締合度1～3的膠體二氧化矽的化學機械研磨前後的平均粒徑之比T2係2.5以下（2以下為較佳）的情況下，被研磨面中的缺陷更難以產生。又，從實施例1B、21B～23B的對比確認到，在研磨液的pH係8.2～9.5（8.7～9.5為較佳）的情況下，被研磨面中的凹陷及腐蝕以及缺陷更難以產生。又，從實施例1B、24B～27B的對比確認到，在上述通式（1）所表示之化合物的含量相對於研磨液總質量係1000質量ppb以下（250質量ppb以下為較佳，8質量ppb以下為更佳）的情況下，被研磨面中的凹陷及腐蝕以及缺陷更難以產生，經時穩定性更優異。又，從實施例1B、28B～30B的對比確認到，在金屬雜質所含有之選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之一種特定金屬原子的含量相對於研磨液總質量係0.01～100質量ppb（0.01～20質量ppb為較佳）的情況下，被研磨面中的凹陷及腐蝕以及缺陷更難以產生，經時穩定性更優異。又，在金屬粒子所含有之特定金屬原子且其含量相對於研磨液總質量係0.01～50質量ppb（0.01～8質量ppb為較佳）的情況下，被研磨面中的凹陷及腐蝕以及缺陷更難以產生，經時穩定性更優異。

又，從實施例1B、31B～36B的對比確認到，在有機酸的含量相對於研磨液總質量係0.01～0.3質量%的情況下，被研磨面中的凹陷及腐蝕以及缺陷更難以產生，經時穩定性更優異。又，從實施例1B、37B～39B的對比確認到，在作為有機酸組合順丁烯二酸及檸檬酸或丙二酸而使用（組合順丁烯二酸及檸檬酸而使用為較佳）之情況下，被研磨面中的凹陷及腐蝕更難以產生，經時穩定性更優異。從實施例1B、40B～42B的對比確認到，在作為具有苯并三唑骨架之化合物含有苯并三唑、5-胺基苯并三唑或5,6-二甲基苯并三唑之情況下，被研磨面中的凹陷及腐蝕更難以產生。又，從實施例1B、40B～48B、52B、53B的對比確認到，在將作為唑系化合物含有具有苯并三唑骨架之化合物及與苯并三唑系化合物不同之化合物研磨液使用於CMP之情況下，在被研磨面更難以產生凹陷及腐蝕。又，從實施例1B、55B、56B的對比確認到，在締合度1～3的膠體二氧化矽的含量相對於研磨液總質量係0.5～3質量%的情況下，在被研磨面更難以產生凹陷及腐蝕。又，從實施例1B、8B～10B、28B～30B的對比確認到，在研磨液中過氧化氫與金屬雜質所含有之選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之群組中的特定金屬原子的含量比T1係30000～500000（100000～500000為較佳，250000～500000為更佳）的情況下，在被研磨面更難以產生凹陷及腐蝕。

[實施例84A] 將各成分設為如表3所示，除此以外，藉由與實施例1A相同的方法，製備了實施例84A。另外，實施例84A相當於研磨液原液。進而，作為稀釋液使用水，將上述實施例84A的研磨液稀釋成10倍。稀釋前後的pH變化係0.01，能夠確認在稀釋前後對研磨液的性能無差異。

[實施例85A] 將各成分設為如表3所示，除此以外，藉由與實施例1A相同的方法，製備了實施例85A。另外，實施例85A相當於研磨液原液。進而，作為稀釋液使用水，將上述實施例85A的研磨液稀釋成50倍。稀釋前後的pH變化係0.1，能夠確認在稀釋前後對研磨液的性能無差異。

[表21]

[實施例1B（A）～實施例1B（E）] 使用實施例1B的研磨液，將凹陷評價用基板及腐蝕評價用的試驗基板替換成下述，除此以外，進行了與實施例1B相同的評價。將該結果作為實施例1B（A）～實施例1B（E）分別示於表4～8。（1）凹陷評價用；使由SiOx構成之絕緣層以厚度5000Å積層於鈷配線的帶有圖案的基板（International SEMATECH製造，矽基板）上之後，藉由「SEMATECH 854」遮罩（L/S=10μm/10μm）進行圖案加工，在其上依次積層厚度100Å的阻擋金屬層（阻擋金屬：TaN、Ti、TiN、Ru或Mn）及7500Å的鈷層之試驗用基板。（2）腐蝕評價用；使由SiOx構成之絕緣層以厚度5000Å積層於鈷配線的帶有圖案的基板（International SEMATECH製造，矽基板）上之後，藉由「SEMATECH 854」遮罩（L/S=9μm/1μm）進行圖案加工，在其上依次積層厚度100Å的阻擋金屬層（阻擋金屬：TaN、Ti、TiN、Ru或Mn）及7500Å的鈷層子試驗用基板。

如表4～8所示那樣確認到，實施例1B的研磨液相對於具有Ta、TaN、Ti、TiN、Ru及Mn中的任一個阻擋金屬層之基板，凹陷及腐蝕的產生亦得到抑制。

[表22]

[表23]

[表24]

[表25]

[表26]

[實施例83B] 將各成分設為表9所示，除此以外，藉由與實施例1B相同的方法，製備了實施例83B。另外，實施例83B相當於研磨液原液。進而，作為稀釋液使用水，將上述實施例83B的研磨液稀釋成2倍。稀釋前後的pH變化係0.1，確認到在稀釋前後對研磨液的性能無差異。

[表27] 進而，作為稀釋液使用水，將上述實施例83B的研磨液稀釋成2倍。

10‧‧‧被研磨體

12‧‧‧基板

14‧‧‧絕緣膜層

16‧‧‧阻擋層

18‧‧‧含鈷的層

圖1係表示被研磨體的一例之剖面圖。圖2係對被研磨體進行第1研磨之後的剖面圖。圖3係進一步對被研磨體進行第2研磨之後的剖面圖。

Claims

一種研磨液，其含有：締合度1～3的膠體二氧化矽；有機酸；唑系化合物；以及過氧化氫；並且用於對含鈷的層進行化學機械研磨，其中在使該研磨液與鈷基板接觸24小時時，在該鈷基板上形成含有鈷原子之厚度0.5～20nm的反應層。
如申請專利範圍第1項所述之研磨液，其中該締合度1～3的膠體二氧化矽的含量相對於研磨液總質量係0.01～1質量%，作為該有機酸，含有胺基酸，作為該唑系化合物，含有苯并三唑系化合物及與苯并三唑系化合物不同之唑系化合物， pH係6.5～8.0，使該研磨液與包括選自包括Ta、TaN、Ti、TiN、Ru及Mn之群組中的任一種金屬之阻擋基板接觸24小時時，在該阻擋基板上形成含有該金屬的原子之厚度0.01～5nm的反應層。
如申請專利範圍第2項所述之研磨液，其中由下述式（3）計算之研磨速度比R1係250～2500，式（3）： R1=基於該研磨液之該鈷基板的研磨速度/基於該研磨液之該阻擋基板的研磨速度。
如申請專利範圍第1項所述之研磨液，其中該締合度1～3的膠體二氧化矽的含量相對於研磨液總質量係0.5～5質量%，作為該唑系化合物，含有苯并三唑系化合物及與苯并三唑系化合物不同之唑系化合物， pH係8.0～10.5，使該研磨液與包括選自包括Ta、TaN、Ti、TiN、Ru及Mn之群組中的任一種金屬之阻擋基板接觸24小時時，在該阻擋基板上形成含有該金屬的原子之厚度0.01～5nm的反應層，使該研磨液與包括選自包括SiOx及SiOC之群組中的任一種無機成分之絕緣膜基板接觸24小時時，在該絕緣膜基板上形成含有矽原子之厚度0.01～10nm的反應層。
如申請專利範圍第4項所述之研磨液，其中該有機酸係選自包括順丁烯二酸、反丁烯二酸、2-羥基苯甲酸、3-羥基苯甲酸、4-羥基苯甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、1,2,3-苯三甲酸、1,2,4-苯三甲酸、1,3,5-苯三甲酸、1,2,3,5-苯四甲酸、1,2,3,4-苯四甲酸、1,2,4,5-苯四甲酸、苯六甲酸、聯苯二甲酸、檸檬酸、琥珀酸、蘋果酸、丙二酸及鄰胺苯甲酸之群組中的至少一種，該有機酸的含量相對於研磨液總質量係0.01～0.3質量%。
如申請專利範圍第4項或第5項所述之研磨液，其中由下述式（4）計算之研磨速度比R2係0.01～2.0，由下述式（5）計算之研磨速度比R3係0.05～2.0，式（4）： R2=基於該研磨液之該鈷基板的研磨速度/基於該研磨液之該阻擋基板的研磨速度，式（5）： R3=基於該研磨液之該鈷基板的研磨速度/基於該研磨液之該絕緣膜基板的研磨速度。
如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之研磨液，其中該過氧化氫的含量係0.001～5質量%。
如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之研磨液，其還含有含金屬原子之金屬雜質，該金屬雜質含有選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之群組中的至少一種特定金屬原子，在該特定金屬原子係選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之一種之情況下，該特定金屬原子的含量相對於研磨液總質量係0.01～100質量ppb，在該特定金屬原子係選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之兩種以上之情況下，各自的該特定金屬原子的含量相對於研磨液總質量係0.01～100質量ppb。
如申請專利範圍第8項所述之研磨液，其中該金屬雜質含有金屬粒子，該金屬粒子含有選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之群組中的至少一種特定金屬原子，在該金屬粒子所含有之該特定金屬原子係選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之一種之情況下，該金屬粒子所含有之該特定金屬原子的含量相對於研磨液總質量係0.01～50質量ppb，在該金屬粒子所含有之該特定金屬原子係選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之兩種以上之情況下，該金屬粒子所含有之各自的該特定金屬原子的含量相對於研磨液總質量係0.01～50質量ppb。
如申請專利範圍第8項所述之研磨液，其中由下述式（1）計算之含量比T1係30000～500000，式（1）：T1=該過氧化氫的含量/該金屬雜質所含有之選自包括Fe原子、Cu原子、Ag原子及Zn原子之群組中的特定金屬原子的總計含量。
如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之研磨液，其還含有下述通式（1）所表示之化合物，該通式（1）所表示之化合物相對於研磨液總質量係0.00001～1000質量ppb，通式（1）： N（R¹ ）（R² ）（R³ ），通式（1）中，R¹ ～R³ 分別獨立地表示氫原子或烷基。
如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之研磨液，其還含有有機溶劑，其中該有機溶劑的含量相對於研磨液總質量係0.01～20質量%。
如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之研磨液，其還含有選自包括N-椰油醯基肌胺酸鹽、N-月桂醯肌胺酸鹽、N-硬脂醯肌胺酸鹽、N-油醯肌胺酸鹽、N-肉荳蔻醯肌胺酸鹽、N-月桂醯甘胺酸、N-肉荳蔻醯甘胺酸、N-棕櫚醯甘胺酸、N-月桂醯谷胺酸、N-椰油醯谷胺酸、N-椰油醯谷胺酸鉀、N-月桂醯肌胺酸鉀、N-月桂醯丙胺酸鹽、N-肉荳蔻醯丙胺酸鹽及N-椰油丙胺酸鉀之群組中的至少一種化合物，該化合物的總含量相對於研磨液總質量係0.001～5質量%。
如申請專利範圍第2項至第5項中任一項所述之研磨液，其中作為該唑系化合物，含有苯并三唑系化合物及選自包括1,2,4-三唑系化合物、吡唑系化合物及咪唑系化合物之群組中的任一種以上。
如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之研磨液，其中該締合度1～3的膠體二氧化矽的由下述式（2）計算之化學機械研磨前後的平均粒徑之比T2係1～5，式（2）： T2=化學機械研磨後的平均粒徑/化學機械研磨前的平均粒徑。
一種研磨液之製造方法，其含有稀釋步驟，對含有締合度1～3的膠體二氧化矽、有機酸、唑系化合物及過氧化氫之研磨液原液混合水，獲得如申請專利範圍第1項至第15項中任一項所述之研磨液。
一種研磨液原液，其含有締合度1～3的膠體二氧化矽、有機酸、唑系化合物及過氧化氫，其中為了製備如申請專利範圍1項至第15項中任一項所述之研磨液，稀釋成2～50倍而使用。
如申請專利範圍第17項所述之研磨液原液，其中用水稀釋成2～50倍時，稀釋前後的pH變化小於0.01～1。
一種研磨液原液收容體，其具有：如申請專利範圍第17項或第18項所述之研磨液原液；以及收容該研磨液原液之由不含鐵之金屬材料形成之容器。
一種化學機械研磨方法，其包括如下步驟：對安裝於研磨平台之研磨墊，一邊供給如申請專利範圍第1項至第15項中任一項所述之研磨液，一邊使被研磨體的被研磨面與該研磨墊接觸，使該被研磨體及該研磨墊相對移動而研磨該被研磨面，從而獲得已研磨之被研磨體。
如申請專利範圍第20項所述之化學機械研磨方法，其中該被研磨體含有包括選自包括鈷及鈷合金之群組中的至少一種之含鈷的層。