(57)【要約】【課題】  コバルト層に対する良好な研磨速度を保ちながら、コバルト層のエッチング速度を１０ｎｍ/ｍｉｎ以下に抑制してコバルト層を保護できるＣＭＰ用研磨液、及びこのＣＭＰ用研磨液を用いた研磨方法を提供する。【解決手段】  コバルト含有部と、コバルト以外の金属を含有する金属含有部とを少なくとも有する被研磨面の研磨に用いられるＣＭＰ用研磨液であって、２種類の金属防食剤、研磨粒子、及び水を含有し、ｐＨが４．０以下で、前記２種類の金属防食剤がともにアゾール類（無機酸の塩を除く）であるＣＭＰ用研磨液。【選択図】  図１
2018026372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コバルト含有部と、コバルト以外の金属を含有する金属含有部とを少なくとも有する被研磨面の研磨に用いられるＣＭＰ用研磨液であって、２種類の金属防食剤、研磨粒子、及び水を含有し、ｐＨが４．０以下で、前記２種類の金属防食剤がともにアゾール類（無機酸の塩を除く）であるＣＭＰ用研磨液。
【請求項２】
水溶性ポリマを更に含有する、請求項１に記載のＣＭＰ用研磨液。
【請求項３】
前記研磨粒子が、シリカ粒子、アルミナ粒子、セリア粒子、チタニア粒子、ジルコニア粒子、ゲルマニア粒子、及びこれらの変性物からなる群から選択される少なくとも一種を含む、請求項１または２に記載のＣＭＰ用研磨液。
【請求項４】
金属酸化剤を更に含有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のＣＭＰ用研磨液。
【請求項５】
有機溶媒を更に含有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のＣＭＰ用研磨液。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のＣＭＰ用研磨液を用い、コバルト含有部と、コバルト以外の金属を含有する金属含有部とを少なくとも有する被研磨面の、前記コバルト含有部の少なくとも一部を研磨して除去する、研磨方法。
【請求項７】
表面に凹部及び凸部を有する絶縁材料部と、前記凹部及び凸部に沿って前記絶縁材料部を被覆するバリア金属部と、前記凹部を充填して前記バリア金属部を被覆する導電性物質部とを有し、前記バリア金属部がコバルト含有部を有し、前記導電性物質部がコバルト以外の金属を含有する金属含有部を有する基板を用意する工程、
前記導電性物質部を研磨して前記凸部上の前記バリア金属部を露出させる第一の研磨工程、及び、前記第一の研磨工程で露出した前記バリア金属部を請求項１〜６のいずれか一項に記載のＣＭＰ用研磨液により研磨して除去する第二の研磨工程を有する、研磨方法。
【請求項８】
前記絶縁材料部が、シリコン系絶縁体又は有機ポリマ系絶縁体を含有する、請求項７に記載の研磨方法。
【請求項９】
前記導電性物質部が、銅を主成分とする、請求項７又は８に記載の研磨方法。
【請求項１０】
前記バリア金属部が、コバルト含有部と、タンタル含有部、チタン含有部、タングステン含有部及びルテニウム含有部からなる群から選択される少なくとも一種とを有する、請求項７〜９のいずれか一項に記載の研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＭＰ用研磨液及びそれを用いた研磨方法に関する。
【０００２】
近年、半導体大規模集積回路（Ｌａｒｇｅ−Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ。以下、「ＬＳＩ」という。）の高集積化及び高性能化に伴って、新たな微細加工技術が開発されている。化学機械研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ。以下、「ＣＭＰ」という。）法もその一つである。ＣＭＰ法は、ＬＳＩ製造工程、特に多層配線形成工程における絶縁材料部の平坦化、金属プラグの形成、埋め込み配線の形成等において頻繁に利用される技術である。
【０００３】
近年、埋め込み配線の形成には、いわゆるダマシン法が採用されている。ダマシン法では、あらかじめ表面に凹部（例えば、溝部）及び凸部（例えば、隆起部）が形成された絶縁材料部上に導電性物質部を堆積して、凹部に導電性物質を埋め込む。次いで、凸部上に堆積した導電性物質（すなわち、凹部内以外の導電性物質）を、ＣＭＰ法により除去して埋め込み配線を形成する。
【０００４】
導電性物質部のＣＭＰでは、例えば、まず、円形の研磨定盤（プラテン）上に研磨パッドを貼り付け、研磨パッドの表面をＣＭＰ用研磨液で浸す。次に、研磨パッドに、基板の導電性物質部を形成した面を押し付けて、基板の裏面から所定の圧力（以下、「研磨圧力」という。）を加える。その後、この状態で研磨定盤を回転させ、ＣＭＰ用研磨液と導電性物質部との機械的摩擦によって、凸部上の導電性物質を除去する。
【０００５】
一方、図３（ａ）に示すように、凹凸を有する絶縁材料部１と、該絶縁材料部１の上部に設けられた導電性物質部３との間には、通常、バリア金属部２が形成される。バリア金属部２を設ける目的は、絶縁材料部１に導電性物質が拡散するのを防止すること、絶縁材料部１と導電性物質部３との密着性を向上させること等である。バリア金属部２は、バリア用の金属（以下、「バリア金属」という場合がある。）により形成される。バリア金属は導体であるため、導電性物質を埋め込む凹部（すなわち、配線部）以外では、導電性物質と同様にバリア金属を取り除く必要がある。
【０００６】
これらの除去には、図３（ａ）に示される状態から図３（ｂ）に示される状態まで導電性物質部３を研磨する「第一の研磨工程」と、図３（ｂ）に示される状態から図３（ｃ）に示される状態までバリア金属部２を研磨する「第二の研磨工程」とに分け、それぞれ異なるＣＭＰ用研磨液で研磨を行う二段研磨方法が一般に適用されている。
【０００７】
ところで、デザインルールの微細化とともに、前記各部の厚さも薄くなる傾向がある。しかしながらバリア金属部２は、薄くなることにより、導電性物質の拡散を防止する効果が低下する。また、導電性物質部３との密着性も低下する傾向がある。更に、配線幅が狭くなることで、導電性物質を凹部に埋め込むのが難しくなり（すなわち、埋め込み性が低下し）、導電性物質部３にボイドと呼ばれる空孔が発生し易くなるという、新たな課題が生じる。
【０００８】
このため、バリア金属として、コバルト（Ｃｏ）の使用が検討されている。コバルトを用いることで、導電性物質の拡散が抑えられる。また、コバルトは導電性物質（例えば、銅、銅合金等の銅系金属）との親和性が高いため、導電性物質の埋め込み性が向上する。更に、絶縁材料と導電性物質との密着性を補うこともできる。
【０００９】
バリア金属部２にコバルトを用いる場合、コバルトを除去できるＣＭＰ用研磨液を用いる必要がある。金属用のＣＭＰ用研磨液としては種々のものが知られているが、一方で、あるＣＭＰ用研磨液があったときに、それがどのような金属も除去できるとは限らない。従来の金属用のＣＭＰ用研磨液としては、研磨によって除去する対象が、銅、タンタル、チタン、タングステン、アルミニウム等の金属であるものが知られている。しかし、コバルトを研磨対象とするＣＭＰ用研磨液は、下記特許文献１〜３のように数例報告があるものの、あまり知られていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１１−９１２４８号公報
【特許文献２】特開２０１２−１８２１５８号公報
【特許文献３】特開２０１３−４２１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明者らの知見によれば、コバルトは、導電性物質として使用されてきた銅系金属等の金属と比較して腐食性が強いため、従来の金属用のＣＭＰ用研磨液をそのまま使用すると、コバルトが過度にエッチングされたり、配線パターンにスリットが生じたりする。その結果、バリア金属部としての機能を果たさずに、絶縁材料部に金属イオンが拡散する懸念がある。絶縁材料部に金属イオンが拡散した場合、半導体デバイスにショートが発生する可能性が高くなる。一方で、これを防ぐために、ＣＭＰ用研磨液に防食作用の強い金属防食剤を添加したり、金属防食剤の添加量を増やしたりすると、コバルトの研磨速度が低下してしまう。
【００１２】
本発明は、前記の課題を解決しようとするものであって、コバルト層に対する良好な研磨速度を保ちながら、コバルト層のエッチング速度を１０ｎｍ/ｍｉｎ以下に抑制してコバルト層を保護できるＣＭＰ用研磨液、及びこのＣＭＰ用研磨液を用いた研磨方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような従来の問題点を解決するために鋭意検討した結果、本発明者らは、特定の防食剤を使用することによって、コバルト層に対する良好な研磨速度を保ちながら、コバルト層のエッチング速度を効果的に抑制してコバルト層を保護できることを見いだした。
【００１４】
すなわち、本発明の実施形態は、コバルト含有部と、コバルト以外の金属を含有する金属含有部とを少なくとも有する被研磨面の研磨に用いられるＣＭＰ用研磨液であって、２種類の金属防食剤、研磨粒子、及び水を含有し、ｐＨが４．０以下で、前記２種類の金属防食剤がともにアゾール類（無機酸の塩を除く）であるＣＭＰ用研磨液に関する。
【００１５】
前記ＣＭＰ用研磨液は、水溶性ポリマを更に含有してもよい。これにより、コバルト含有部のガルバニック腐食の抑制、被研磨面の保護、欠陥（ディフェクト）発生の低減等が可能で、腐食を抑制できる。
【００１６】
前記ＣＭＰ用研磨液の一実施形態において、前記研磨粒子は、シリカ粒子、アルミナ粒子、セリア粒子、チタニア粒子、ジルコニア粒子、ゲルマニア粒子、及びこれらの変性物からなる群から選択される少なくとも一種を含んでもよい。これにより、コバルト含有部の近傍に設けられた、金属含有部の研磨速度が向上する傾向がある。
【００１７】
前記ＣＭＰ用研磨液の一実施形態は、金属酸化剤を更に含有してもよい。これにより、金属含有部の研磨速度をより向上できる。
【００１８】
前記ＣＭＰ用研磨液の一実施形態は、有機溶媒を更に含有してもよい。これにより、コバルト含有部の近傍に設けられた金属含有部の濡れ性を向上させることができ、金属含有部の研磨速度をより向上できる。
【００１９】
本発明の他の実施形態は、前記いずれかのＣＭＰ用研磨液を用い、コバルト含有部と、コバルト以外の金属を含有する金属含有部とを少なくとも有する被研磨面の、前記コバルト含有部の少なくとも一部を研磨して除去する、研磨方法に関する。
【００２０】
本発明の他の実施形態は、表面に凹部及び凸部を有する絶縁材料部と、前記凹部及び凸部に沿って前記絶縁材料部を被覆するバリア金属部と、前記凹部を充填して前記バリア金属部を被覆する導電性物質部とを有し、前記バリア金属部がコバルト含有部を有し、前記導電性物質部がコバルト以外の金属を含有する金属含有部を有する基板を用意する工程、前記導電性物質部を研磨して前記凸部上の前記バリア金属部を露出させる第一の研磨工程、及び、前記第一の研磨工程で露出した前記バリア金属部を前記いずれかのＣＭＰ用研磨液により研磨して除去する第二の研磨工程、を有する、研磨方法に関する。
【００２１】
前記研磨方法の一実施形態において、前記絶縁材料部は、シリコン系絶縁体又は有機ポリマ系絶縁体である。
【００２２】
前記研磨方法の一実施形態において、前記導電性物質部は、銅を主成分とする。
【００２３】
前記研磨方法の一実施形態において、前記バリア金属部は、コバルト含有部と、タンタル含有部、チタン含有部、及びルテニウム含有部からなる群から選択される少なくとも一種とを有する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の実施形態によれば、コバルト含有部のコバルト層に対する良好な研磨速度を保ちながら、コバルト層のエッチング速度を１０ｎｍ/ｍｉｎ以下に抑制しコバルト層を保護できるＣＭＰ用研磨液と、このＣＭＰ用研磨液を用いた研磨方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態である研磨方法の一例を示す断面模式図である。
【図２】本発明の実施形態である研磨方法の一例を示す断面模式図である。
【図３】従来のダマシン法による埋め込み配線の形成工程を示す断面模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の実施形態において、「研磨速度」とは、ＣＭＰされる物質Ａが研磨により除去される速度（例えば、時間あたりの物質Ａの厚みの低減量。Ｒｅｍｏｖａｌ  Ｒａｔｅ。）を意味する。
「工程」には、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても、当該「工程」において規定される操作が実施される限り、他の工程と明確に区別できない工程も含まれる。
「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
ＣＭＰ用研磨液中の各成分の含有量は、ＣＭＰ用研磨液中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、ＣＭＰ用研磨液中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
【００２７】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
＜ＣＭＰ用研磨液＞
本実施形態に係るＣＭＰ用研磨液は、コバルト含有部と、コバルト以外の金属を含有する金属含有部とを少なくとも有する被研磨面の研磨に用いられるＣＭＰ用研磨液である。本実施形態に係るＣＭＰ用研磨液は、研磨粒子（以下、「砥粒」という場合がある。）、２種類の金属防食剤、及び水を含有し、ｐＨが４．０以下である。
【００２８】
＜砥粒＞
ＣＭＰ用研磨液は、砥粒を含有する。砥粒の含有により、コバルト含有部の近傍に設けられた、金属含有部の研磨速度が向上する傾向がある。砥粒は、一種を単独で、又は二種以上を混合して用いることができる。
【００２９】
砥粒としては、シリカ粒子、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、セリア粒子、チタニア粒子、ゲルマニア粒子、炭化ケイ素粒子等の無機物研磨粒子；ポリスチレン粒子、ポリアクリル酸粒子、ポリ塩化ビニル粒子等の有機物研磨粒子；これらの変性物などが挙げられる。
【００３０】
砥粒としては、好ましくは、シリカ粒子、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、セリア粒子、チタニア粒子、ゲルマニア粒子、及びこれらの変性物からなる群から選ばれる少なくとも一種である。
【００３１】
ＣＭＰ用研磨液中での分散安定性が良く、ＣＭＰにより発生する研磨傷（「スクラッチ」という場合がある。）の発生数が少ない観点から、シリカ粒子及びアルミナ粒子が好ましく、コロイダルシリカ及びコロイダルアルミナがより好ましく、コロイダルシリカが更に好ましい。
【００３２】
砥粒の含有量は、良好な研磨速度を得る観点から、ＣＭＰ用研磨液の総質量中、好ましくは１．０質量％以上、より好ましくは１．２質量％以上、更に好ましくは１．５質量％以上である。また、砥粒の含有量は、砥粒の良好な分散安定性を維持し、研磨傷の発生を抑える観点から、ＣＭＰ用研磨液の総質量中、好ましくは５．０質量％以下、より好ましくは４．５質量％以下、更に好ましくは４．０質量％以下である。
【００３３】
砥粒の平均粒径は、良好な研磨速度を得る観点から、好ましくは４０ｎｍ以上、より好ましくは４５ｎｍ以上、更に好ましくは５０ｎｍ以上である。また、砥粒の平均粒径は、研磨傷を抑える観点から、好ましくは９０ｎｍ以下、より好ましくは８５ｎｍ以下、更に好ましくは８０ｎｍ以下である。
【００３４】
砥粒の粒径は、ＣＭＰ用研磨液を適宜水で希釈した水分散液をサンプルとして、光回折散乱式粒度分布計（例えば、ＣＯＵＬＴＥＲ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社製「ＣＯＵＬＴＥＲ  Ｎ４ＳＤ」）で測定できる。例えば、光回折散乱式粒度分布計の測定条件は、測定温度２０℃、溶媒屈折率１．３３３（水の屈折率に相当）、粒子屈折率Ｕｎｋｎｏｗｎ（設定）、溶媒粘度１．００５ｍＰａ（水の粘度に相当）、Ｒｕｎ  Ｔｉｍｅ２００ｓｅｃ、レーザ入射角９０°とする。また、Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ（散乱強度、濁度に相当）が５×１０４〜４×１０５の範囲に入るように、４×１０５よりも高い場合にはＣＭＰ用研磨液を水で希釈して水分散液を得た後、測定する。
【００３５】
＜金属防食剤＞
ＣＭＰ用研磨液は、２種類の金属防食剤を含有する。２種類の金属防食剤の含有により、コバルト含有部に対し、良好な研磨速度を保ちながらコバルトのエッチングを１０ｎｍ／ｍｉｎ以下に抑制できる。
【００３６】
金属防食剤としては、コバルト含有部に対する良好な研磨速度を保ちながら、コバルト含有部のエッチングを抑制する観点から、好ましくはアゾール類からなる群から選択される。
【００３７】
アゾール類としては、具体的には、ピラゾール、１−アリル−３，５−ジメチルピラゾール、３，５−ジ（２−ピリジル）ピラゾール、３，５−ジイソプロピルピラゾール、３，５−ジメチル−１−ヒドロキシメチルピラゾール、３，５−ジメチル−１−フェニルピラゾール、３，５−ジメチルピラゾール、３−アミノ−５−ヒドロキシピラゾール、４−メチルピラゾール、Ｎ−メチルピラゾール、３−アミノピラゾール、３−アミノ−５−メチルピラゾール等のピラゾール類；１，１´−カルボニルビス−１Ｈ−イミダゾール、１，１´−オキサリルジイミダゾール、１，２，４，５−テトラメチルイミダゾール、１，２−ジメチル−５−ニトロイミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、１−（３−アミノプロピル）イミダゾール、１−ブチルイミダゾール、１−エチルイミダゾール、１−メチルイミダゾール、１Ｈ−１，２，３−トリアゾロ［４，５−ｂ］ピリジン等のイミダゾール類；２，４−ジメチルチアゾール等のチアゾール類；２−メルカプトベンゾチアゾール等のベンゾチアゾール類；テトラゾール、５−メチルテトラゾール、５−アミノテトラゾール、１，５−ペンタメチレンテトラゾール、１−（２−ジメチルアミノエチル）−５−メルカプトテトラゾール等のテトラゾール類；１，２，３−トリアゾ−ル、１，２，４−トリアゾ−ル、３−アミノ−１，２，４−トリアゾ−ル等のトリアゾール類；ベンゾトリアゾ−ル、１−ヒドロキシベンゾトリアゾ−ル、１−ジヒドロキシプロピルベンゾトリアゾ−ル、２，３−ジカルボキシプロピルベンゾトリアゾ−ル、４−ヒドロキシベンゾトリアゾ−ル、４−カルボキシベンゾトリアゾ−ル、５−メチルベンゾトリアゾール、１-（ホルムアミドメチル）−１Ｈ−ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール類などが挙げられる。
【００３８】
コバルト含有部に対し、良好な研磨速度を保ちながらコバルト含有部のエッチングを効果的に抑制する観点から、金属防食剤として、ピラゾール類、イミダゾール類、ベンゾチアゾール類、チアゾール類、及びテトラゾール類からなる群から選択されることが好ましい。より好ましくは、ベンゾトリアゾール類からなる群から選択されることである。
【００３９】
金属防食剤の総含有量は、コバルト含有部のガルバニック腐食を抑制する観点から、ＣＭＰ用研磨液の総質量中、好ましくは０．００１質量％以上、より好ましくは０．０１質量％以上、更に好ましくは０．０２質量％以上である。また、金属防食剤の含有量は、コバルト含有部の良好な研磨速度を得る観点から、ＣＭＰ用研磨液の総質量中、５質量％以下、より好ましくは３質量％以下、更に好ましくは１質量％以下である。
【００４０】
＜有機酸類＞
ＣＭＰ用研磨液は、有機酸類を更に含有してもよい。有機酸類は、コバルト含有部及び金属含有部に対する研磨速度を向上させる効果を有する。有機酸類には、有機酸、有機酸の塩、有機酸の無水物、及び有機酸のエステルが含まれる。有機酸類の中でも、コバルト含有部の腐食を抑制する観点から、フタル酸類が好ましい。フタル酸類を用いることにより、コバルト含有部の良好な研磨速度が得られるとともに、腐食を抑制できる。フタル酸類には、フタル酸、フタル酸の塩、フタル酸の無水物、及びフタル酸のエステルが含まれ、これらは置換基を有しても、置換基を有しなくてもよい。
【００４１】
フタル酸類としては、フタル酸、３−メチルフタル酸、４−メチルフタル酸等のアルキルフタル酸；３−アミノフタル酸、４−アミノフタル酸等のアミノフタル酸；３−ニトロフタル酸、４−ニトロフタル酸等のニトロフタル酸；これらの塩；これらの無水物；これらのエステルなどが挙げられる。中でも、メチル基を置換基として有するフタル酸（メチルフタル酸）が好ましく、３−メチルフタル酸及び４−メチルフタル酸がより好ましく、４−メチルフタル酸が更に好ましい。塩としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属との塩、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属との塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
【００４２】
ＣＭＰ用研磨液が有機酸類を含有する場合、その含有量は、コバルト含有部のガルバニック腐食を抑制する観点から、ＣＭＰ用研磨液の総質量中、好ましくは０．００１質量％以上、より好ましくは０．０１質量％以上、更に好ましくは０．０２質量％以上である。また、有機酸類の含有量は、コバルト含有部の良好な研磨速度を得る観点から、ＣＭＰ用研磨液の総質量中、５質量％以下、より好ましくは３質量％以下、更に好ましくは１質量％以下である。
【００４３】
＜金属酸化剤＞
ＣＭＰ用研磨液は、金属酸化剤を含有することが好ましい。金属酸化剤としては、特に制限はないが、例えば、過酸化水素、ペルオキソ硫酸塩、硝酸、過ヨウ素酸カリウム、次亜塩素酸、オゾン等が挙げられる。金属含有部の研磨速度を向上させる観点から、過酸化水素が特に好ましい。金属酸化剤は、一種を単独で、又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４４】
ＣＭＰ用研磨液が金属酸化剤を含有する場合、その含有量は、コバルト含有部の良好な研磨速度を得る観点から、ＣＭＰ用研磨液の総質量中、０．０１質量％以上が好ましく、０．０２質量％以上が好ましく、０．０５質量％以上が更に好ましい。また、金属酸化剤の含有量は、被研磨面の荒れを防ぐ観点から、３０質量％以下が好ましく、１５質量％以下がより好ましく、１０質量％以下が更に好ましい。
【００４５】
＜有機溶媒＞
ＣＭＰ用研磨液は、有機溶媒を更に含有してもよい。有機溶媒の含有により、コバルト含有部の近傍に設けられた金属含有部に対する、ＣＭＰ用研磨液の濡れ性を向上させることができる。有機溶媒としては、特に制限はないが、水と混合できるものが好ましく、２５℃において、水１００ｇに対して０．１ｇ以上溶解するものがより好ましい。有機溶媒は、一種を単独で、又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４６】
有機溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート等の炭酸エステル類；ブチルラクトン、プロピルラクトン等のラクトン類；エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール等のグリコール類；テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、ポリエチレンオキサイド、エチレングリコールモノメチルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエーテル類（グリコール類の誘導体を除く）；メタノール、エタノール、プロパノール、ｎ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ｎ−ヘキサノール、イソプロパノール、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール等のアルコール類（モノアルコール類）；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；ジメチルホルムアミド、ｎ−メチルピロリドン等のアミド類；酢酸エチル、乳酸エチル等のエステル類（炭酸エステル及びラクトン類を除く）；スルホラン等のスルホラン類などが挙げられる。
【００４７】
有機溶媒は、グリコール類の誘導体であってもよい。例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールモノエーテル類；エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジプロピルエーテル、プロピレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジプロピルエーテル、トリエチレングリコールジプロピルエーテル、トリプロピレングリコールジプロピルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、トリプロピレングリコールジブチルエーテル等のグリコールエーテル類などが挙げられる。
【００４８】
有機溶媒としては、グリコール類、グリコール類の誘導体、アルコール類、及び炭酸エステル類から選ばれる少なくとも一種が好ましく、アルコール類がより好ましい。
【００４９】
ＣＭＰ用研磨液が有機溶媒を含有する場合、その含有量は、金属含有部に対して良好な濡れ性を得る観点から、ＣＭＰ用研磨液の総質量中、０．１質量％以上が好ましく、０．２質量％以上がより好ましく、０．５質量％以上が更に好ましい。また、有機溶媒の含有量は、引火の可能性を防止し、製造プロセスを安全に実施する観点から、ＣＭＰ用研磨液の総質量中、９５質量％以下が好ましく、５０質量％以下がより好ましく、１０質量％以下が更に好ましく、５質量％以下が特に好ましく、３質量％以下が極めて好ましい。
【００５０】
＜水溶性ポリマ＞
ＣＭＰ用研磨液は、水溶性ポリマを更に含有してもよい。水溶性ポリマの含有により、コバルト含有部のガルバニック腐食の抑制、被研磨面の保護、欠陥（ディフェクト）発生の低減等が可能である。水溶性ポリマは、２５℃において、水１００ｇに対して０．１ｇ以上溶解するものが好ましい。水溶性ポリマは、一種を単独で、又は二種以上を混合して用いることができる。
【００５１】
水溶性ポリマとしては、カルボン酸基又はカルボン酸塩基を有する水溶性ポリマが好ましく、ポリカルボン酸及びその塩（「ポリカルボン酸の塩」とは、「ポリカルボン酸のカルボン酸基の一部又は全部が、カルボン酸塩基に置換されたポリマ」を意味する。）がより好ましい。カルボン酸塩基としては、カルボン酸アンモニウム基、カルボン酸ナトリウム基等が挙げられる。
ポリカルボン酸及びその塩としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等のカルボン酸基を有するモノマーの単独重合体；前記単独重合体の一部又は全部がカルボン酸塩基に置換された重合体；アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等のカルボン酸基を有するモノマーと、カルボン酸のアルキルエステル等のカルボン酸誘導体との共重合体；前記共重合体の一部又は全部がカルボン酸塩基に置換された共重合体等が挙げられる。具体的には、ポリアクリル酸；ポリアクリル酸アンモニウム塩（「ポリアクリル酸のカルボン酸基の一部又は全部が、カルボン酸アンモニウム塩基に置換されたポリマ」を意味する。）等が挙げられる。
【００５２】
更に、水溶性ポリマとしては、例えば、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、ポリアミド酸、ポリアミド酸アンモニウム塩、ポリアミド酸ナトリウム塩、ポリグリオキシル酸等の上記以外のポリカルボン酸及びその塩；アルギン酸、ペクチン酸、カルボキシメチルセルロース、寒天、カードラン、プルラン等の多糖類；ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクロレイン等のビニル系ポリマなどが挙げられる。
【００５３】
水溶性ポリマの中でも、ポリカルボン酸又はその塩；ペクチン酸；寒天；ポリリンゴ酸；ポリアクリルアミド；ポリビニルアルコール；ポリビニルピロリドン；これらのエステル又はアンモニウム塩等が好ましく、ポリアクリル酸アンモニウム塩がより好ましい。
【００５４】
水溶性ポリマの重量平均分子量は、コバルト含有部の高い研磨速度を得る観点から、好ましくは５００以上、より好ましくは１，０００以上、更に好ましくは２，０００以上、特に好ましくは５，０００以上である。また、水溶性ポリマの重量平均分子量は、溶解性の観点から、好ましくは１，０００，０００以下、より好ましくは５００，０００以下、更に好ましくは２００，０００以下、特に好ましくは１００，０００以下、極めて好ましくは２０，０００以下である。
【００５５】
本発明の実施形態において、重量平均分子量として、以下の方法に基づいて、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定し、標準ポリアクリル酸換算した値を使用できる。
【００５６】
（条件）
検出器：株式会社日立製作所製、ＲＩ−モニター「Ｌ−３０００」
インテグレーター：株式会社日立製作所製、ＧＰＣインテグレーター「Ｄ−２２００」
ポンプ：株式会社日立製作所製「Ｌ−６０００」
デガス装置：昭和電工株式会社製「Ｓｈｏｄｅｘ  ＤＥＧＡＳ」
カラム：日立化成株式会社製「ＧＬ−Ｒ４４０」、「ＧＬ−Ｒ４３０」、及び「ＧＬ−Ｒ４２０」をこの順番で連結して使用
溶離液：テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）
測定温度：２３℃
流速：１．７５ｍＬ／ｍｉｎ
測定時間：４５ｍｉｎ
注入量：１０μＬ
標準ポリアクリル酸：日立化成テクノサービス株式会社製「ＰＭＡＡ−３２」
【００５７】
ＣＭＰ用研磨液が水溶性ポリマを含有する場合、その含有量は、コバルト含有部のガルバニック腐食を抑制する観点から、ＣＭＰ用研磨液の総質量中、好ましくは０．００１質量％以上、より好ましくは０．００５質量％以上、更に好ましくは０．０１質量％以上である。また、水溶性ポリマの含有量は、コバルト含有部の良好な研磨速度を得る観点から、ＣＭＰ用研磨液の総質量中、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは５．０質量％以下、さらに好ましくは１．０質量％以下である。
【００５８】
＜水＞
ＣＭＰ用研磨液は水を含有する。水は、特に制限されるものではないが、純水を好ましく用いることができる。水は残部として配合されていればよく、含有量に特に制限はない。
【００５９】
＜ＣＭＰ用研磨液のｐＨ＞
ＣＭＰ用研磨液のｐＨは、４．０以下である。ｐＨが４．０以下である場合、コバルト含有部及び金属含有部の研磨速度に優れる。好ましくは３．８以下であり、より好ましくは３．６以下であり、更に好ましくは３．５以下である。また、ＣＭＰ用研磨液のｐＨは、コバルト含有部及び金属含有部のガルバニック腐食を抑制する観点、また、酸性が強いことによる取扱い難さを解消する観点から、２．０以上が好ましく、２．５以上がより好ましく、２．８以上が更に好ましい。
【００６０】
ｐＨは、酸成分の添加量により調整できる。また、アンモニア、水酸化ナトリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）等のアルカリ成分の添加によっても調整可能である。
【００６１】
ＣＭＰ用研磨液のｐＨは、ｐＨメータ（例えば、株式会社堀場製作所製「ＭｏｄｅｌＦ−５１」）で測定できる。標準緩衝液（フタル酸塩ｐＨ緩衝液  ｐＨ：４．０１、中性リン酸塩ｐＨ緩衝液  ｐＨ：６．８６、ホウ酸塩ｐＨ緩衝液  ｐＨ：９．１８）を用いて、３点校正した後、電極をＣＭＰ用研磨液に入れて、３ｍｉｎ以上経過して安定した後の値を測定する。このとき、標準緩衝液とＣＭＰ用研磨液の液温は共に２５℃とする。
【００６２】
ＣＭＰ用研磨液は、例えば、半導体デバイスにおける配線パターンの形成に適用できる。金属含有部としては、後述する導電性物質部が挙げられる。更に、被研磨面には、後述する絶縁材料部が含まれていてもよい。コバルト含有部及び金属含有部を構成する材料については、後述する。
【００６３】
＜研磨方法＞
本実施形態に係る研磨方法は、前記実施形態のＣＭＰ用研磨液を用い、コバルト含有部と、コバルト以外の金属を含有する金属含有部とを少なくとも有する被研磨面の、コバルト含有部の少なくとも一部を研磨して除去する研磨方法である。好ましくは、少なくとも一方の面に、コバルト含有部及び金属含有部が形成された基板に対し、コバルト含有部の余分の部分を研磨して除去する研磨方法である。より具体的には、基板のコバルト含有部及び金属含有部が形成された面と研磨定盤上の研磨パッドとの間に、前記実施形態のＣＭＰ用研磨液を供給しながら、基板を研磨パッドに押圧した状態で、基板と研磨定盤とを相対的に動かすことによってコバルト含有部の少なくとも一部を研磨して除去する研磨方法である。
【００６４】
本実施形態に係る研磨方法は、半導体デバイスにおける配線層形成の一連の工程に適用できる。この場合、本実施形態に係る研磨方法は、例えば、表面に凹部及び凸部を有する絶縁材料部と、前記凹部及び凸部に沿って前記絶縁材料部を被覆するバリア金属部と、前記凹部を充填して前記バリア金属部を被覆する導電性物質部とを有し、前記バリア金属部がコバルト含有部を有し、前記導電性物質部がコバルト以外の金属を含有する金属含有部を有する基板を用意する工程、前記導電性物質部を研磨して前記凸部上の前記バリア金属部を露出させる第一の研磨工程、及び、前記第一の研磨工程で露出した前記バリア金属部を前記実施形態のＣＭＰ用研磨液により研磨して除去する第二の研磨工程、を有する。以下、研磨方法の一例を、図１及び２を参照しながら説明する。但し、研磨方法の用途は、下記工程に限定されない。
【００６５】
図１に示す基板は、バリア金属部としてコバルト含有部２ａを有し、導電性物質部として金属含有部３ａを有する。図１（ａ）に示すように、研磨前の基板１０は、シリコン基板（図示せず）の上に、所定パターンの凹部を有する絶縁材料部１と、絶縁材料部１の表面の凸凹に沿って絶縁材料部１を被覆するコバルト含有部２ａと、コバルト含有部２ａ上に形成された金属含有部３ａとを有する。
【００６６】
図２に示す基板は、バリア金属部２としてコバルト含有部２ａとバリア金属部２ｂとを有し、導電性物質部として金属含有部３ａを有する。図２（ａ）に示すように、研磨前の基板１１０は、シリコン基板（図示せず）の上に、所定パターンの凹部を有する絶縁材料部１と、絶縁材料部１の表面の凸凹に沿って絶縁材料部を被覆するバリア金属部２ｂと、バリア金属部２ｂを被覆するコバルト含有部２ａと、コバルト含有部２ａ上に形成された金属含有部３ａとを有する。
【００６７】
絶縁材料部１を形成する材料としては、シリコン系絶縁体、有機ポリマ系絶縁体等が挙げられる。シリコン系絶縁体としては、二酸化ケイ素、フルオロシリケートグラス、トリメチルシラン、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ケートグラス、シリコンオキシナイトライド、水素化シルセスキオキサン等のシリカ系絶縁体；シリコンカーバイド；シリコンナイトライド等が挙げられる。また、有機ポリマ系絶縁体としては、全芳香族系低誘電率絶縁体等が挙げられる。これらの中でも特に、二酸化ケイ素が好ましい。
【００６８】
絶縁材料部１は、例えば、ＣＶＤ（化学気相成長）法、スピンコート法、ディップコート法、スプレー法等によって形成される。絶縁材料部１の具体例としては、ＬＳＩ製造工程、特に多層配線形成工程における層間絶縁膜等が挙げられる。
【００６９】
バリア金属部は、絶縁材料部１中へ導電性物質が拡散することを防止するため、及び絶縁材料部１と導電性物質部との密着性向上のために形成される。コバルト含有部２ａの形成に用いられる材料としては、コバルト、コバルト合金、コバルトの酸化物、コバルト合金の酸化物等のコバルト化合物などが挙げられる。バリア金属部２ｂの形成に用いられるバリア金属としては、タンタル、窒化タンタル、タンタル合金等のタンタル化合物、チタン、窒化チタン、チタン合金等のチタン化合物、タングステン、窒化タングステン、タングステン合金等のタングステン化合物、ルテニウム、窒化ルテニウム、ルテニウム合金等のルテニウム化合物などが挙げられる。バリア金属部２ｂは、例えば、これらの一種からなる単層構造であっても、二種以上からなる積層構造であってもよい。すなわち、バリア金属部２ｂは、タンタル含有部、チタン含有部、タングステン含有部、及びルテニウム含有部からなる群から選択される少なくとも一種を有する。バリア金属部は、例えば、蒸着、ＣＶＤ（化学気相成長）、スパッタ法等によって形成される。
【００７０】
導電性物質部としての金属含有部３ａには、銅、銅合金、銅の酸化物、銅合金の酸化物等の銅を主成分とする金属、タングステン、タングステン合金等のタングステンを主成分とする金属、銀、金等の貴金属などを使用できる。中でも、銅、銅合金、銅の酸化物、銅合金の酸化物等の銅を主成分とする金属が好ましい。「銅を主成分とする金属」とは、銅の含有量（質量）が最も大きい金属をいう。金属含有部３ａは、例えば、公知のスパッタ法、メッキ法等によって形成される。
【００７１】
絶縁材料部１の厚さは０．０１〜２．０μｍ程度、コバルト含有部２ａの厚さは０．０１〜２．５μｍ程度、バリア金属部２ｂの厚さは０．０１〜２．５μｍ程度、金属含有部３ａの厚さは０．０１〜２．５μｍ程度が好ましい。
【００７２】
第一の研磨工程では、図１（ａ）に示される状態から図１（ｂ）に示される状態まで、又は、図２（ａ）に示される状態から図２（ｂ）に示される状態まで、金属含有部３ａ、すなわち、導電性物質部を研磨する。第一の研磨工程では、研磨前の基板１０又は１１０の表面の導電性物質部を、例えば、導電性物質部／コバルト含有部２ａの研磨速度比が充分大きい導電性物質用のＣＭＰ用研磨液を用いて、ＣＭＰにより研磨する。これにより、凸部上の導電性物質部が除去されコバルト含有部２ａが表面に露出し、凹部に導電性物質が残された導体パターン（すなわち、配線パターン）を有する基板２０又は１２０が得られる。導電性物質部／コバルト含有部２ａの研磨速度比が充分大きい前記導電性物質用のＣＭＰ用研磨液としては、例えば、特許第３３３７４６４号明細書に記載のＣＭＰ用研磨液を用いることができる。第一の研磨工程では、導電性物質部とともに凸部上のコバルト含有部２ａの一部が研磨されてもよい。
【００７３】
第二の研磨工程では、図１（ｂ）に示される状態から図１（ｃ）に示される状態まで、第一の研磨工程により露出したコバルト含有部２ａを前記実施形態のＣＭＰ用研磨液を用いて研磨し、余分なコバルト含有部を除去する。
【００７４】
また、図２に示されるように、バリア金属部２がコバルト含有部２ａとバリア金属部２ｂとを有する場合には、図２（ｂ）に示される状態から図２（ｃ）に示される状態まで、コバルト含有部２ａ及びバリア金属部２ｂを研磨し、余分なコバルト含有部及び余分なバリア金属部２ｂを除去する。この際、コバルト含有部２ａを前記実施形態のＣＭＰ用研磨液により研磨して、バリア金属部２ｂが露出したら研磨を終了し、別途、バリア金属部２ｂを研磨するためのＣＭＰ用研磨液によりバリア金属部２ｂを研磨してもよい。また、一連の工程として、コバルト含有部２ａとバリア金属部２ｂとを、前記実施形態のＣＭＰ用研磨液により研磨してもよい。
【００７５】
凸部のバリア金属部（コバルト含有部２ａ、又は、コバルト含有部２ａとバリア金属部２ｂ）の下の絶縁材料部１が全て露出し、凹部に配線パターンとなる導電性物質部が残され、凸部と凹部との境界にバリア金属部の断面が露出した所望のパターンを有する基板３０又は１３０が得られた時点で研磨を終了する。更に、凹部に埋め込まれた導電性物質部がバリア金属部とともに研磨されてもよい。
【００７６】
第二の研磨工程では、研磨定盤の研磨パッド上に、被研磨面を研磨パッド側にして基板２０又は１２０を押圧した状態で、研磨パッドと基板との間に、ＣＭＰ用研磨液を供給しながら、研磨定盤と基板２０又は１２０とを相対的に動かすことにより、被研磨面を研磨する。
【００７７】
研磨に用いる装置としては、研磨される基板を保持するホルダと、回転数が変更可能なモータ等と接続し、研磨パッドを貼り付けた研磨定盤とを有する一般的な研磨装置を使用できる。研磨パッドとしては、一般的な不織布、発泡ポリウレタン、多孔質フッ素樹脂等が使用でき、特に制限はない。
【００７８】
研磨条件は、特に制限がないが、研磨定盤の回転速度は基板が飛び出さないように、回転数２００ｍｉｎ−１以下の低回転が好ましい。基板の研磨パッドへの押し付け圧力は、１〜１００ｋＰａ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、５〜５０ｋＰａがより好ましい。
【００７９】
研磨している間、研磨パッドと被研磨面との間には、前記実施形態のＣＭＰ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、研磨パッドの表面が常にＣＭＰ用研磨液で覆われていることが好ましい。研磨終了後の基板は、流水中でよく洗浄後、スピンドライ等を用いて基板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。
【００８０】
研磨パッドの表面状態を常に同一にしてＣＭＰを行うために、研磨の前に研磨パッドのコンディショニング工程を入れることが好ましい。例えば、ダイヤモンド粒子のついたドレッサを用いて少なくとも水を含む液で研磨パッドのコンディショニングを行う。続いて本実施形態に係る研磨方法を実施し、更に、基板洗浄工程を加えることが好ましい。
【００８１】
このようにして形成された配線パターンの上に、更に、第二層目の絶縁材料部、バリア金属部、及び導電性物質部を形成した後、研磨して半導体基板全面に渡って平滑な面とする。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。
【００８２】
本発明のＣＭＰ用研磨液は、上記のような半導体基板の研磨だけでなく、磁気ヘッド等の基板を研磨するためにも使用できる。
【実施例】
【００８３】
以下に、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明の技術思想を逸脱しない限り、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。例えば、ＣＭＰ用研磨液の材料の種類及びその配合比率は、本実施例に記載の種類及び比率以外でも構わないし、研磨対象の組成及び構造も、本実施例に記載以外の組成及び構造でも構わない。
【００８４】
＜ＣＭＰ用研磨液の作製方法＞
表１に示す各成分を用いてＣＭＰ用研磨液を下記の方法で作製した。
（実施例１〜6及び比較例１〜2）
表１に示す種類の金属防食剤と、有機溶媒として３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールと、水溶性ポリマとしてポリアクリル酸アンモニウム塩（重量平均分子量８，０００）と、砥粒（研磨粒子）としてコロイダルシリカ（平均二次粒径６０ｎｍ）とを容器に入れ、更に超純水を注ぎ、撹拌により混合して全成分を溶解させた。酸化剤として過酸化水素水（３０質量％水溶液）を添加した後、超純水を加えて全体を１００質量部とし、ＣＭＰ用研磨液を得た。
【００８５】
各成分の含有量は表１に示したとおりである。なお、砥粒の含有量は「シリカ粒子」の質量％として、酸化剤の含有量は「過酸化水素」の質量％として示した。コロイダルシリカの平均粒径（平均二次粒径）と、ポリアクリル酸アンモニウム塩の重量平均分子量は、上述の方法に従って測定した。
【００８６】
＜ｐＨの測定方法＞
ＣＭＰ用研磨液のｐＨを下記に従って測定した。
測定温度：２５℃
測定器：電気化学計器株式会社製「ＰＨＬ−４０」
測定方法：標準緩衝液（フタル酸塩ｐＨ緩衝液  ｐＨ：４．０１（２５℃）、中性リン酸塩ｐＨ緩衝液  ｐＨ：６．８６（２５℃）、ホウ酸塩ｐＨ緩衝液  ｐＨ：９．１８（２５℃）を用いて、３点校正した後、電極をＣＭＰ用研磨液に入れて、３ｍｉｎ以上経過して安定した後の値を測定した。結果を表１に示した。
【００８７】
＜コバルトに対するエッチング量評価＞
１２インチのシリコン基板上に厚さ２００ｎｍのコバルト層を形成したブランケット基板（ａ）を用意した。上記ブランケット基板（ａ）を、２０ｍｍ角のチップに切り出して評価用チップ（ｂ）を用意した。
【００８８】
前記各研磨剤（ＣＭＰ用研磨液）１００ｇを入れたビーカの中に前記評価用チップ（ｂ）をそれぞれ入れ、６０℃の恒温槽に１分間浸漬した。浸漬後の評価チップ（ｂ）を取り出し、純水で充分に洗浄した後、窒素ガスを吹きかけてチップ上の水分を乾燥させた。乾燥後の評価用チップ（ｂ）の抵抗を抵抗率計にて測定し、下記式（１）にて浸漬後のコバルト層の膜厚に換算した。
【００８９】
ブランケット基板（ａ）の各膜厚にそれぞれ対応する抵抗値の情報から検量線を得て、下記式（１）より、コバルトの膜厚を求めた。
浸漬後のコバルト層の膜厚［ｎｍ］
＝１０４．５×（評価用チップ（ｂ）の抵抗値［ｍΩ］／１０００）−０．８９３
・・・（１）
【００９０】
そして、得られた浸漬後のコバルト層の膜厚と浸漬前のコバルト層の厚みから、下記式（２）より、コバルト層のエッチング速度を求めた。
コバルト層のエッチング速度（Ｃｏ−ＥＲ）［ｎｍ／ｍｉｎ］
＝（浸漬前のコバルト層の膜厚［ｎｍ］−浸漬後のコバルト層の膜厚［ｎｍ］）／１分
・・・（２）
【００９１】
上記で得られた各研磨剤について、コバルト層に対するエッチング速度を求めた。この結果を表１に示した。
【００９２】
＜コバルトに対する研磨速度評価＞
また、上記ブランケット基板（ａ）を、上記で得られた各研磨剤（ＣＭＰ用研磨液）を用いて、下記条件で研磨したときの研磨速度（Ｃｏ−ＲＲ）［ｎｍ／ｍｉｎ］を求めた。この結果を表１に併せて示した。
【００９３】
＜研磨条件＞
研磨装置：片面金属膜用研磨機（アプライドマテリアルズ社製「Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ  ＬＫ」）
研磨パッド：発泡ポリウレタン樹脂製研磨パッド
定盤回転数：９３ｍｉｎ−１
研磨ヘッド回転数：８７ｍｉｎ−１
研磨圧力：１０．３ｋＰａ（１．５ｐｓｉ）
ＣＭＰ用研磨液の供給量：３００ｍＬ／ｍｉｎ
研磨時間：０．５ｍｉｎ
【００９４】
［被研磨基板の洗浄］
前記で研磨した被研磨基板の被研磨面にスポンジブラシ（ポリビニルアルコール系樹脂製）を押し付けた後、蒸留水を被研磨基板に供給しながら被研磨基板とスポンジブラシとを回転させ、１ｍｉｎ洗浄した。次に、スポンジブラシを取り除いた後、被研磨基板の被研磨面に蒸留水を１分間供給した。最後に被研磨基板を高速で回転させて蒸留水を弾き飛ばして被研磨基板を乾燥した。
【００９５】
【表１】
2018026372.tif 000003
【００９６】
表１から明らかであるように、比較例１の金属防食剤を用いない場合、コバルト研磨速度は大きいが、エッチング速度も大きくなる。また、比較例２のように無機酸塩が含まれる場合には、コバルト研磨速度、エッチング速度ともに大きくなる。
これに対し、実施例１〜６では、特定の金属防食剤を２種類含むことで、６０℃の条件下でもコバルトのエッチング速度が顕著に抑制され、コバルト層を適度な研磨速度で研磨できることがわかった。
【００９７】
本発明の実施形態であるＣＭＰ用研磨液及び研磨方法によれば、従来のＣＭＰ用研磨液を用いた場合と比較して、コバルト含有部の研磨速度を維持しつつ、コバルトエッチングを抑制できる。
【符号の説明】
【００９８】
１    絶縁材料部
２    バリア金属部
２ａ  コバルト含有部
２ｂ  バリア金属部
３    導電性物質部
３ａ  コバルト以外の金属を含有する金属含有部
１０、１１０、２１０    研磨前の基板
２０、１２０、２２０    第一の研磨工程後の基板
３０、１３０、２３０    第二の研磨工程後の基板
【図１】
2018026372.tif 000004
【図２】
2018026372.tif 000005
【図３】
2018026372.tif 000006