(57)【要約】  【課題】  良好な研磨速度を保ちながら、Ｃｕ層を保護しつつ、コバルト層も保護するコバルト用研磨液、及びこの研磨液を用いた基板の研磨方法を、提供する。  【解決手段】  酸化金属溶解剤、金属防食剤、有機溶媒、水溶性ポリマー、砥粒、金属酸化剤、及び水を含有し、ｐＨが４以下であり、前記金属防食剤が、四員環〜六員環の複素環式化合物であって、二重結合を２つ以上含み、窒素原子を１つ以上含む化合物を含む、コバルト用研磨液。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化金属溶解剤、金属防食剤、有機溶媒、水溶性ポリマー、砥粒、金属酸化剤、及び水を含有し、ｐＨが４以下であり、前記金属防食剤が、四員環〜六員環の複素環式化合物であって、二重結合を２つ以上含み、窒素原子を１つ以上含む化合物を含む、コバルト用研磨液。
【請求項２】
請求項１において、金属防食剤が、ピリジン骨格、ピラゾール骨格、ピリミジン骨格、イミダゾール骨格、トリアゾール骨格から選択される何れか１つ以上の骨格を有する化合物であるコバルト用研磨液。
【請求項３】
請求項１又は２において、砥粒が、その平均粒径を、４０〜８０ｎｍとする、コバルト用研磨液。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかにおいて、砥粒が、コロイダルシリカであるコバルト用研磨液。
【請求項５】
表面にコバルト又はコバルトを含む合金による被研磨膜を有する基板を、前記研磨膜と研磨定盤上の研磨布との間に、請求項１乃至４の何れかに記載のコバルト用研磨液を供給しながら、基板と研磨定盤とを相対的に動かし、前記被研磨膜を研磨する基板の研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コバルト用研磨液、及びこの研磨液を用いた基板の研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路（以下、「ＬＳＩ」と記す。）の高集積化、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（以下、「ＣＭＰ」と記す。）法もその一つであり、ＬＳＩ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、埋め込み配線形成等において頻繁に利用される技術である（特許文献１参照）。
【０００３】
また、最近は、ＬＳＩ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、例えば、予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、ＣＭＰ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（特許文献２参照）。
【０００４】
金属のＣＭＰでの一般的な方法は、円形の研磨定盤（プラテン）上に研磨布を貼り付け、研磨布の表面を金属用研磨液で浸し、基板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（以下、「研磨圧力」と記す。）を加えた状態で研磨定盤を回し、金属用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。
【０００５】
ＣＭＰに用いられる金属用研磨液は、一般には酸化剤及び砥粒を含有し、必要に応じて更に酸化金属溶解剤、金属防食剤等が添加される。これらを添加した場合は、酸化金属溶解剤によって金属膜表面を酸化し、その酸化層を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。凹部となっている金属膜表面の酸化層は、研磨布にあまり触れず、研磨砥粒による削り取りの効果が及ばないので、ＣＭＰの進行と共に、凸部の金属層が除去されて、基板表面が平坦化されると考えられている（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４９４４８３６号明細書
【特許文献２】特開平２−２７８８２２号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ジャーナル・オブ・エレクトロケミカルソサエティ誌  第１３８巻１１号（１９９１年発行）３４６０〜３４６４頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
デザインルールの微細化とともに、配線形成工程の各層は、薄くなる傾向がある（Ｓｉ／Ｔａ（又はＴａＮ）／Ｃｕ／Ｃｕメッキ）。配線材料として使用されている「Ｔａ又はＴａＮ」の層は、薄くなることにより、Ｃｕの拡散を防止する効果が低下し、Ｃｕ層との密着性も低下する。
そこで、Ｔａ（又はＴａＮ）層とＣｕ層の間に、Ｃｕと馴染み易いＣｏ（コバルト）層を挟むことにより、Ｃｕの拡散を抑え、上層との密着性を補う工程が出てきた。
但し、コバルト層は、腐食性が強く、配線層にスリットが生じる問題が起きるので、新たなる防食剤が必要である。
【０００９】
本発明は、良好な研磨速度を保ちながら、Ｃｕ層を保護しつつ、コバルト層も保護するコバルト用研磨液、及びこの研磨液を用いた基板の研磨方法を、提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、以下のものに関する。
（１）酸化金属溶解剤、金属防食剤、有機溶媒、水溶性ポリマー、砥粒、金属酸化剤、及び水を含有し、ｐＨが４以下であり、前記金属防食剤が、四員環〜六員環の複素環式化合物であって、二重結合を２つ以上含み、窒素原子を１つ以上含む化合物を含む、コバルト用研磨液。
（２）項（１）において、金属防食剤が、ピリジン骨格、ピラゾール骨格、ピリミジン骨格、イミダゾール骨格、トリアゾール骨格から選択される何れか１つ以上の骨格を有する化合物であるコバルト用研磨液。
（３）項（１）又は（２）において、砥粒が、その平均粒径を、４０〜８０ｎｍとする、コバルト用研磨液。
（４）項（１）乃至（３）の何れかにおいて、砥粒が、コロイダルシリカであるコバルト用研磨液。
（５）表面にコバルト又はコバルトを含む合金による被研磨膜を有する基板を、前記研磨膜と研磨定盤上の研磨布との間に、項（１）乃至（４）の何れかに記載のコバルト用研磨液を供給しながら、基板と研磨定盤とを相対的に動かし、前記被研磨膜を研磨する基板の研磨方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、良好な研磨速度を保ちながら、Ｃｕ層を保護しつつ、配線層にスリットが入るのを防ぐことが可能になった。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の金属用研磨液の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
＜酸化金属溶解剤＞
本発明で用いられ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、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、２−メチル酪酸、ｎ−ヘキサン酸、３，３−ジメチル酪酸、２−エチル酪酸、４−メチルペンタン酸、ｎ−ヘプタン酸、２−メチルヘキサン酸、ｎ−オクタン酸、２−エチルヘキサン酸、安息香酸、グリコール酸、サリチル酸、グリセリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、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、クエン酸等の有機酸、これらの有機酸エステル及びこれら有機酸のアンモニウム塩等が挙げられる。
また、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等の無機酸、これら無機酸のアンモニウム塩類、例えば、過硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム等、クロム酸等が挙げられる。
これらの中では、実用的な研磨速度を維持しつつ、エッチング速度を効果的に抑制できるという点で、ギ酸、マロン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、コハク酸及びリン酸が、銅、銅合金及び銅若しくは銅合金の酸化物から選ばれた少なくとも１種の金属層を含む積層膜に対して好適である。これらは１種類を単独で、若しくは２種類以上を混合して用いることができる。
【００１４】
酸化金属溶解剤の含有量は、コバルト用研磨液質量（総量）に対して、好ましくは０．００１〜１０質量％、より好ましくは０．０１〜１．０質量％である。前記酸化金属溶解剤の含有量を前記範囲に調整することにより、良好な研磨速度を得ることができる。
【００１５】
＜金属防食剤＞
本発明で用いられる金属防食剤は、四員環〜六員環の複素環式化合物であって、二重結合を２つ以上含み、窒素原子を１つ以上含む化合物を含むものであり、例えば、ピリジン骨格、ピラゾール骨格、ピリミジン骨格、イミダゾール骨格、トリアゾール骨格を有する化合物等が挙げられる。
【００１６】
ピリジン骨格を有する化合物としては、例えば、８−ヒドロキシキノリン、プロチオナミド、２−ニトロピリジン−３−オール、ピリドキサミン、ニコチンアミド、イプロニアジド、イソニコチン酸、ベンソ［ｆ］キノリン、２，５−ピリジンジカルボン酸、４−スチリルピリジン、アナバシン、４−ニトロピリジン１−オキシド、ピリジン−３−酢酸エチル、キノリン、２−エチルピリジン、キノリン酸、アレコリン、シトラジン酸、ピリジン−３−メタノール、２−メチル−５−エチルピリジン、２−フルオロピリジン、ペンタフルオロピリジン、６−メチルピリジン−３−オール、ピリジン−２−酢酸エチル、１−アセチル−１Ｈ−１，２，３−トリアゾロ［４，５−ｂ］ピリジン、等が挙げられる。
【００１７】
ピラゾール骨格を有する化合物としては、例えば、アンチピリン、ベタゾール、５−ピラゾロン、５−クロロ−３−メチル−４−ニトロ−１Ｈ−ピラゾール、５−アミノ−１Ｈ−ピラゾール−４−カルボン酸エチル、３−アミノ４−シアノ−１Ｈ−ピラゾール、１，３−ジメチル−２−ピラゾリン−５−オン、３−メチル−１−フェニル−５−ソジオオキシ−１Ｈ−ピラゾール、３−メチル−５−イミノ−１−フェニル−２−ピラゾリン、３−メチル−２−ピラゾリン−５−オン、ピラゾール、１Ｈ−ピラゾール−１−カルボアミジン、４−メチル−１Ｈ−ピラゾール、３−メチル−１Ｈ−ピラゾール、３−アミノ−５−メチルピラゾール、３，５−ジメチルピラゾール、３−メチル−５−ピラゾロン、３−アミノ−５−ヒドロキシピラゾール、３−アミノ−５−メチルピラゾール等が挙げられる。
【００１８】
ピリミジン骨格を有する化合物としては、例えば、ピリミジン、１，２，４−トリアゾロ［１，５−ａ］ピリミジン、１，３，４，６，７，８−ヘキサヒドロ−２Ｈ−ピリミド［１，２−ａ］ピリミジン、１，３−ジフェニル−ピリミジン−２，４，６−トリオン、１，４，５，６−テトラヒドロピリミジン、２，４，５，６−テトラアミノピリミジンスルファート、２，４，５−トリヒドロキシピリミジン、２，４，６−トリアミノピリミジン、２，４，６−トリクロロピリミジン、２，４，６−トリメトキシピリミジン、２，４，６−トリフェニルピリミジン、２，４−ジアミノ−６−ヒドロキシルピリミジン、２，４−ジアミノピリミジン、２−アセトアミドピリミジン、２−アミノピリミジン、２−メチル−５，７−ジフェニル−（１，２，４）トリアゾロ（１，５−ａ）ピリミジン、２−メチルスルファニリル−５，７−ジフェニル−（１，２，４）トリアゾロ（１，５−ａ）ピリミジン、２−メチルスルファニリル−５，７−ジフェニル−４，７−ジヒドロ−（１，２，４）トリアゾロ（１，５−ａ）ピリミジン、４−アミノピラゾロ［３，４−ｄ］ピリミジン等が挙げられる。
【００１９】
イミダゾール骨格を有する化合物としては、例えば、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−イソプロピルイミダゾール、２−プロピルイミダゾール、２−ブチルイミダゾール、４−メチルイミダゾール、２，４−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−アミノイミダゾール、メルカプトベンゾイミダゾール等が挙げられる。
【００２０】
トリアゾール骨格を有する化合物としては、例えば、１，２，３−トリアゾール、１，２，４−トリアゾール、３−アミノ−１Ｈ−１，２，４−トリアゾール、ベンゾトリアゾール、１−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ベンゾトリアゾール、２，３−ジカルボキシプロピルベンゾトリアゾール、４−ヒドロキシベンゾトリアゾール、４−カルボキシル（−１Ｈ−）ベンゾトリアゾール、４−カルボキシル（−１Ｈ−）ベンゾトリアゾールメチルエステル、４−カルボキシル（−１Ｈ−）ベンゾトリアゾールブチルエステル、４−カルボキシル（−１Ｈ−）ベンゾトリアゾールオクチルエステル、５−ヘキシルベンゾトリアゾール、［１，２，３−ベンゾトリアゾリル−１−メチル］［１，２，４−トリアゾリル−１−メチル］［２−エチルヘキシル］アミン、トリルトリアゾール、ナフトトリアゾール、ビス［（１−ベンゾトリアゾリル）メチル］ホスホン酸等が挙げられる。
【００２１】
前述した金属防食剤の中でも、３−アミノ−５−メチルピラゾール、１−アセチル−１Ｈ−１，２，３−トリアゾロ［４，５−ｂ］ピリジンが、コバルトのエッチング速度を抑制する上で好ましい。
【００２２】
金属防食剤の含有量は、コバルト用研磨液質量（総量）に対して、好ましくは０．００１〜１０質量％、より好ましくは０．０１〜５．０質量％、特に好ましくは０．０２〜０．５質量％である。前記コバルト防食剤の含有量を前記範囲に調整することにより良好な研磨速度を得ることができる。
【００２３】
＜有機溶媒＞
本発明で用いられる有機溶媒としては、特に制限はないが、水と任意で混合できるものが好ましい。
例えば、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；グリコール類の誘導体として、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等；テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキリエタン、ポリエチレンオキサイト、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類のエーテル類；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、イソプロパノール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；その他フェノール、ジメチルホルムアミド、ｎ−メチルピロリドン、酢酸エチル、乳酸エチル、スルホラン等が挙げられる。
好ましい有機溶媒は、グリコール類及びその誘導体、アルコール類、炭酸エステル類から選ばれる少なくとも１種である。
【００２４】
＜水溶性ポリマー＞
本発明で用いられる水溶性ポリマーは、例えば、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、ポリリシン酸、ポリリンゴ酸、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸、アンモニウム塩、ポリメタクリル酸ナトリウム塩、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−スチレンカルボン酸）、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド酸、アミノポリアクリルアミド酸、ポリアクリル酸アンモニウム塩、ポリアクリル酸ナトリウム塩、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及びポリグリオキシル酸等のポリカルボン酸、ポリカルボン酸エステル、これらの共重合体及びそれらの塩；ポリビニルアルコ−ル、ポリビニルピロリドン及びポリアクロレイン等のビニル系ポリマー等が挙げられる。
但し、研磨対象の基体が半導体集積回路用シリコン基板等の場合は、上記アルカリ金属、アルカリ土類金属、ハロゲン化物等による汚染は望ましくないため、上記水溶性ポリマーは、酸若しくはそのアンモニウム塩が望ましい。研磨対象の基体が、ガラス基板等である場合はその限りではない。
前述した水溶性ポリマーの中でも、ペクチン酸、寒天、ポリリンゴ酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸アンモニウム塩、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ウム塩が好ましい。これらは１種類を単独で、若しくは２種類以上を混合して用いることができる。
【００２５】
水溶性ポリマーの重量平均分子量は、好ましくは５００〜１，０００，０００、より好ましくは１，０００〜５００，０００、特に好ましくは５，０００〜２００，０００、最も好ましくは１０，０００〜１５０，０００である。
但し、本発明における重量平均分子量は、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により測定し、標準ポリアクリル酸換算した値を使用したものである。
（条件）
試料：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  商品名：ＰＭＡＡ−３２
検出器：株式会社日立製作所社製、ＲＩ−モニター、商品名「Ｌ−３０００」
インテグレーター：株式会社日立製作所社製、ＧＰＣインテグレーター、商品名「Ｄ−２２００」
ポンプ：株式会社日立製作所社製、商品名「Ｌ−６０００」
デガス装置：昭和電工株式会社製、商品名「Ｓｈｏｄｅｘ  ＤＥＧＡＳ」
カラム：日立化成工業株式会社製、商品名「ＧＬ−Ｒ４４０」、「ＧＬ−Ｒ４３０」、「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／分
測定時間：４５分
【００２６】
水溶性ポリマーの含有量は、コバルト用研磨液質量（総量）に対して、好ましくは０．００１〜１０質量％、より好ましくは０．０１〜５．０質量％、特に好ましくは０．０２〜１．０質量％である。
【００２７】
＜砥粒＞
本発明で用いられる砥粒としては、例えば、シリカ、アルミナ、ジルコニア、セリア、チタニア、ゲルマニア、炭化ケイ素等の無機物研磨粒子、ポリスチレン、ポリアクリル、ポリ塩化ビニル等の有機物研磨粒子が挙げられる。これらのなかでも、シリカ、アルミナ、ジルコニア、セリア、チタニア、ゲルマニアが好ましく、特に、シリカ又はアルミナが特に好ましい。
シリカ又はアルミナのなかでも、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）の発生数の少ない、コロイダルシリカ又はコロイダルアルミナが好ましい。これら砥粒は、１種類を単独で又は２種類以上を混合して用いることができる。
【００２８】
コロイダルシリカは、シリコンアルコキシドの加水分解又は珪酸ナトリウムのイオン交換による公知の製造方法により製造することができ、粒径制御性やアルカリ金属不純物の点で、テトラメトキシシラン又はテトラエトキシシラン等のシリコンアルコキシドを加水分解する方法が最も利用される。また、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公知の製造方法により製造することができる。
【００２９】
砥粒の含有量は、コバルト用研磨液質量（総量）に対して、好ましくは３．０質量％以上、より好ましくは３．０〜５．０質量％である。前記砥粒の含有量を、前記範囲に設定することにより、良好な研磨速度を得ることができる。
【００３０】
砥粒の平均粒径は、４０〜８０ｎｍであることが好ましく、この範囲に設定することにより、良好な研磨速度を得ることができる。
砥粒の粒径は、光回折散乱式粒度分布計（例えば、ＣＯＵＬＴＥＲ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社製の  商品名：ＣＯＵＬＴＥＲ  Ｎ４ＳＤ）で測定した。Ｃｏｕｌｔｅｒの測定条件は、測定温度２０℃、溶媒屈折率１．３３３（水）、粒子屈折率Ｕｎｋｎｏｗｎ（設定）、溶媒粘度１．００５ｃｐ（水）、Ｒｕｎ  Ｔｉｍｅ２００ｓｅｃ、レーザ入射角９０°、Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ（散乱強度、濁度に相当）が５Ｅ＋０４〜４Ｅ＋０５の範囲に入るように、４Ｅ＋０５よりも高い場合には水で希釈して測定した。
【００３１】
本発明で用いられる水は、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。
【００３２】
本発明のコバルト用研磨液には、上述した材料の他に、界面活性剤、ビクトリアピュアブルー等の染料、フタロシアニングリーン等の顔料等の着色剤を含有させてもよい。
【００３３】
本発明のコバルト用研磨液は、そのまま保管し使用してもよいし、酸化金属溶解剤、金属防食材及び水を含有してなるコバルト用研磨液材料として保管し、研磨時にこのコバルト用研磨液材料と、他の構成材料及び水を適宜配合して使用してもよい。
【００３４】
酸化金属溶解剤、金属防食材及び水を含有してなるコバルト用研磨液材料において、酸化金属溶解剤の含有量は、コバルト用研磨液材料質量に対して、０．０１〜５質量％、好ましくは０．１〜１．０質量％であり、金属防食剤の含有量はコバルト用研磨液材料質量に対して、０．０１〜５．０質量％、好ましくは０．０５〜０．５質量％である。前記酸化金属溶解剤及び金属防食剤の含有量を前記範囲に調整することにより良好な研磨速度を得ることできる。
【００３５】
＜基板の研磨方法＞
本発明の基板の研磨方法は、研磨定盤の研磨布上に、前述したコバルト用研磨液を供給しながら、被研磨膜を有する基板を研磨布に押圧した状態で、研磨定盤と基板とを、相対的に動かすことによって被研磨膜を研磨する研磨方法である。
また、本発明の研磨方法は、研磨定盤の研磨布上に本発明の金属用研磨液材料を供給しながら、被研磨膜を有する基板を研磨布に押圧した状態で研磨定盤と基板を相対的に動かすことによって被研磨膜を研磨する研磨方法である。
【００３６】
被研磨膜は、少なくとも、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層を含むものであり、これら被研磨膜は、公知のスパッタ法により成膜された金属膜を使用できる。また、コバルトを含まない他の層が積層されていてもよく、例えば、銅、銅合金、銅の酸化物、銅合金の酸化物、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、チタン、窒化チタン、チタン合金等のチタン化合物、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等、コバルト、コバルト合金、コバルト合金の酸化物、の層が挙げられる。
【００３７】
研磨する装置としては、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に接続し、研磨布を貼り付けられ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、２００ｒｐｍ以下の低回転が好ましい。被研磨膜を有する基板の研磨布への押し付け圧力は、１〜１００ＫＰａであることが好ましく、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であることがより好ましい。
研磨している間、研磨布には、コバルト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コバルト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。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明の好適な実施例について、詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３９】
＜実施例１、２、比較例１＞
（研磨液作製方法）
下記の表１に示すような配合で材料を混合し、研磨液１００ｇに対して、３０質量％の過酸化水素水を０．２体積％添加し、実施例１、２及び比較例１で用いるコバルト用研磨液を作製した。
このコバルト用研磨液を用いて下記の研磨条件で研磨を行なった。
【００４０】
（研磨条件）
ブランケット基板：厚さ０．３μｍのコバルト膜を形成したシリコン基板。
パターン基板：トリメチルシランを出発原料としてＣＶＤ法で成膜された二酸化ケイ素中に公知の方法を用いて深さ０．５μｍの溝を形成して、公知のスパッタ法によって（バリア層＋コバルト層）として厚さ２０ｎｍの膜を形成し、同様にスパッタ法により銅膜を０．１μｍ及びメッキ法により銅膜を１．０μｍ形成した基板を公知の方法で突出した銅膜だけ研磨した基板。
研磨布：ＩＣ１０００（ロデ−ル社製）
研磨圧力：２ｐｓｉ（１３．７ＭＰａ）
基体と研磨定盤との相対速度：３６ｍ／分
研磨液の供給量：２００ｍＬ／分
【００４１】
（評価項目）
研磨速度：上記ブランケット基板を、上記各研磨液で６０秒研磨し、研磨前後の膜厚差を、電気抵抗値から換算して求めた。
エッチング方法：上記ブランケット基板を、２０ｍｍ角のチップに切り出し、コバルト用研磨液１００ｇに対して、０．２体積％の金属酸化剤（３０質量％過酸化水素水）を添加し、４０℃の恒温槽に１時間以上浸漬後、エッチング試験を行った。
エッチング時の回転数は２００ｒｐｍとした。浸漬時間は、銅チップが１０分、コバルト膜のチップが１分とした。エッチング速度の計算は、「（エッチング前の膜厚）―（エッチング後の膜厚）／  （浸漬時間）」とした。
上記の方法により測定された、実施例１、２及び比較例１における各種特性を、表１に示す。
【００４２】
【表１】
2011091248.tif 000002
【００４３】
本発明のコバルト用研磨液は、コバルト膜の良好で適切な研磨速度を得ることができる。