(57)【要約】【課題】アルミナなどの絶縁層上の溝中への、特にＦｅを含む埋め込み金属層を、研磨効率の高い酸性スラリーを用いてＣＭＰで平坦化研磨したとき、この埋め込み金属の研磨表面に大きなディッシングが生じる現象を、使用スラリーを変えることなくディッシング量を大幅に抑制する。【解決手段】溝を形成後、全面にストッパー層（めっき下地層、例えばＲｕなど）を積層し、溝内を除くストッパー層上に、埋め込み金属層より卑な金属からなる犠牲層（Ｆｅ含有金属に対してはＡｌなど）を積層し、その後、例えば、電気めっき法によって、Ｆｅ含有金属の埋め込みを行い、この埋め込み金属層をＣＭＰにより同一スラリーを用いて、犠牲層の同じ高さまで平坦化を実施する。これによって、埋め込み金属層の研磨面のディッシングは効果的に抑制される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に絶縁層を積層する工程と、
前記絶縁層上に溝を形成する工程と、
前記溝及び前記絶縁層を覆うように第１の金属層を積層する工程と、
前記溝の内部を除く前記第１の金属層上に第２の金属層を積層する工程と、
前記溝を埋め込みかつ前記第２の金属層上に第３の金属層を積層する工程と、
化学機械研磨によって前記第３の金属層を前記第２の金属層と同じ高さまで平坦化する第１の平坦化工程とを含み、
前記第２の金属層は前記第３の金属層よりも卑な金属からなることを特徴とする金属層研磨方法。
【請求項２】
前記化学機械研磨において、酸性スラリーを使用することを特徴とする請求項１記載の金属層研磨方法。
【請求項３】
前記第１の平坦化工程の後、更に前記第３の金属層を前記絶縁層と同じ高さまで平坦化する第２の平坦化工程を含むことを特徴とする請求項１または２記載の金属層研磨方法。
【請求項４】
前記第３の金属層は、鉄ニッケル合金（ＦｅＮｉ）、または鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ）、または鉄コバルトニッケル合金（ＦｅＣｏＮｉ）からなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の金属層研磨方法。
【請求項５】
前記第２の金属層は、アルミニウム（Ａｌ）、またはマグネシウム（Ｍｇ）、またはそれらを含む金属からなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の金属層研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁層などに形成された溝に、例えば、めっきなどによって埋め込み形成された金属層を研磨によって平坦化するための金属層研磨方法に関し、特に、鉄（Ｆｅ）を含む磁性金属材料をダマシンプロセスで溝に埋め込み、これを化学機械研磨（ＣＭＰ）法によって平坦化するときの金属層研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスをはじめとする各種電子デバイス製造において、絶縁層あるいは絶縁基板上に形成された溝などに、例えばめっきによって、埋め込み、かつ盛り上げて形成された金属層の、溝部での表面高さを基板表面と同一高さに加工する金属層研磨方法に関して、従来から、化学機械研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ；ＣＭＰ）が数多く適用されてきた。
【０００３】
こういったＣＭＰにおいては、埋め込んだ金属の表面をできるだけ基板表面と同一高さに平坦化するために、金属層の研磨レートと基板表面個所でのそれとの差を大きく、つまり溝の金属の研磨レートよりも研磨レートが遅い材料を用いて溝を除く基板表面で覆う、いわゆるストッパー層を形成して行うことが通常行われる。ＣＭＰの実施においては、その様な研磨レート差の効果が期待できる、スラリー（研磨剤）を用いることは勿論である。
【０００４】
例えば、磁気ヘッドの形成プロセスに関し、絶縁層に埋め込まれた、めっきで形成された磁性金属材料からなる主磁極層の上部面を、ＣＭＰによって絶縁層面と同一面で平坦化する例が、上記の様なストッパー層の適用を含めて報告されている（例えば、特許文献１、２など）。
【特許文献１】特開２００５−２８５１９３号公報
【特許文献２】特開２００６−１０７６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のようなストッパー層を用いた場合でも、ＣＭＰを行う際の使用スラリーや研磨条件、また埋め込み溝のパターン形状・埋め込み金属や基板などの使用材料などによって、溝内の金属層が溝の両端に比べて中央部のへこみが大きい、例えば幅の広い溝の場合では皿状に窪むディッシングが生じることが報告されている（例えば、上記の特許文献１、２）。そういったディッシング発生の原因としては、ウエハー内でのめっき金属膜厚の不均一性やＣＭＰ研磨量のウエハー面内のばらつきなどによる部分的な過剰な研磨などが指摘され、それへの対応策として、例えば研磨圧力を低下させ、研磨速度を低くするなどの方法がある。
【０００６】
また、後に詳述するように、われわれが検討を進めている、磁気ヘッドの作製プロセスに適用するＣＭＰ工程で、従来行われてきた方法によって実施した場合においても、上記のディッシングが生じている。この場合、アルミナ基板上に深さ２５０〜３００ｎｍとし、幅２０μｍ程度からより細い１５０ｎｍの各種溝に、ストッパー層としてＲｕを用い、そこにＮｉＦｅを電気めっきで埋め込み、その後ストッパー層表面とＮｉＦｅ電気めっき埋め込み層表面とを同じ高さとするように、ＣＭＰにより、研磨レートの高く、従って素子製造効率の高い非常に有用な、ｐH７未満の酸性スラリーを用いて平坦化を行った。その結果、深さ１５０ｎｍないしそれ以上のディッシングが発生した。これに対処すべく、研磨圧力を下げるなどの対策を講じたが、このディッシング抑制には殆ど効果が無かった。
【０００７】
こういった、素子製造上不可欠な、めっき埋め込み金属の平坦化を図るダマシンプロセスにおいて、ＣＭＰの際に、上記のようなディッシングが生じると、この例では、高密度記録対応の磁気ヘッドとしての性能が確保できなくなる。
【０００８】
そこで本発明の課題は、この様な、ダマシンプロセスを含む、埋め込み金属の平坦化ＣＭＰ工程において、ディッシングが抑制される金属層研磨方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の金属層研磨方法は、
基板上に絶縁層を積層する工程と、
前記絶縁層上に溝を形成する工程と、
前記溝及び前記絶縁層を覆うように第１の金属層を積層する工程と、
前記溝の内部を除く前記第１の金属層上に第２の金属層を積層する工程と、
前記溝を埋め込みかつ前記第２の金属層上に第３の金属層を積層する工程と、
化学機械研磨によって前記第３の金属層を前記第２の金属層と同じ高さまで平坦化する第１の平坦化工程とを含み、
前記第２の金属層は前記第３の金属層よりも卑な金属からなることを特徴とする。
【００１０】
また、
前記化学機械研磨において、酸性スラリーを使用することを特徴とする。
【００１１】
また、
前記第１の平坦化工程の後、更に前記第３の金属層を前記絶縁層と同じ高さまで平坦化する第２の平坦化工程を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、
前記第３の金属層は、鉄ニッケル合金（ＦｅＮｉ）、または鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ）、または鉄コバルトニッケル合金（ＦｅＣｏＮｉ）からなることを特徴とする。
【００１３】
そして、
前記第２の金属層は、アルミニウム（Ａｌ）、またはマグネシウム（Ｍｇ）、またはそれらを含む金属からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
溝への埋め込み金属を研磨加工するＣＭＰ平坦化プロセスにおいて、スラリーを介して、埋め込み金属とストッパー層（兼めっき下地層）間での電池作用によると考えられる埋め込み金属層に表面の生じる大きなディッシングが、従来方法においては生じていた。
【００１５】
本発明の金属研磨方法の、埋め込み金属より卑な金属層をストッパー層上に犠牲層として形成してからＣＭＰ平坦化プロセスを実施することで、ディッシングを大幅に抑制することが可能となる。
【００１６】
特に、この方法は、Ｆｅを含む金属（磁性材料）のＣＭＰプロセスに有効である。
【００１７】
さらに、本方法は、従来の方法に比べ、単に金属層を一層分追加積層するのみで適用が可能な方法であり、導入容易な点でも優れた方法と言えよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（ダマシンプロセスにおけるＣＭＰの実施検討）
図１に、従来の方法によって実施したダマシンプロセスを説明するための、各工程および各状況における形成基板の断面図を示す。
【００１９】
図１（１）に示すように、Ａｌ２Ｏ３  （酸化アルミニウム、アルミナ）の基板１０１に、幅約１５０ｎｍ、深さ約２５０ｎｍ、ピッチ約２００ｎｍの繰り返しＶ字型の溝を形成し、その上に、厚さ約５０ｎｍのＲｕ（ルテニウム）からなるストッパー層１０２を形成し、さらにその上に、ストッパー層１０２をめっき下地層として、電気めっきによってＦｅＮｉ（鉄ニッケル合金）からなるめっき金属層１０３を埋め込み形成する。このとき、めっき金属層１０３は、溝を十分埋め込んだ上に、更にストッパー層１０２面上、約３００ｎｍ以上積層されるようにする。
【００２０】
基板１０１で示したものは、Ａｌ２Ｏ３など以外に他の絶縁基板を用いることや、導電性基板上に形成された、十分な厚さを有するＡｌ２Ｏ３をはじめとする他種の絶縁層でもかまわない。
【００２１】
次に、図１（２）に示すように、めっき金属層１０３をストッパー層１０２の表面と同じ高さに平坦化するため、スラリー（Ｆ−２００、またはＦＳ２００、いずれもバイコウスキー社製、ｐＨ７未満の酸性スラリー）を用いて、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、化学機械研磨）処理を行う。ここに用いたスラリーは、中性スラリーなどに比べ研磨速度が高く、素子製造の効率の点から優れた、かつ有用なものを選んでいる。
【００２２】
めっき金属膜１０４の平坦化の進行によって、図１（３）のように、理想的にはストッパー層１０２上ではめっき金属層は無くなり、溝部分のみに埋め込まれた構造になる。
【００２３】
しかし、図１（４）に示すように、このＣＭＰ研磨では、研磨実施の結果、めっき金属層１０３の面とストッパー層１０２が研磨面に表出すると、めっき金属層１０３の表面に急激なディッシング１０４（金属層の上面中央部分付近からの凹みをここではディッシングと称する）が生じる。このディッシングの深さは、典型的には約１５０ｎｍあるいはそれ以上にも達した。図示した溝は断面がＶ形状であるが、より幅が広い、例えば２０μｍ幅、深さ２５０ｎｍの溝における埋め込み金属層においても、形状は皿状であって、深さが同等の約１５０ｎｍの平坦底面をもつディッシングが生じる
こういった急激なディッシング現象を解明するために、以下の検討実験を行った。
【００２４】
図２は検討実験用装置の模式図であって、ビーカーなどの容器１０５中に、ＣＭＰに用いたスラリー１０６を満たす。このスラリー１０６中に、図示するように、異なる二種の金属板、即ち、図中の金属試料Ｘ１０７と金属試料Ｙとを適切な間隔を置いて互いに向かい合うように配置し、両試料を結線１０９で電気的に接続する。この構成によってスラリー１０６を介して金属試料Ｘ、Ｙとで電気化学的接続が可能となる構成とする。
【００２５】
そしてこのスラリー１０６中に金属試料Ｘ・Ｙを、例えば、１時間放置した後に、スラリー１０６中に溶解して出た金属成分量（金属イオン濃度）を、例えば、原子吸光分析法（ＡＡＳ；Ａｔｏｍｉｃ  Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）、あるいは
ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｚｍａ、高周波誘導結合プラズマ）発光分光分析法を用いて測定する。
【００２６】
表１は、金属試料Ｘ・Ｙをスラリー（Ｆ−２００、ｐＨ７未満の酸性スラリー）中へ浸漬（常温、１時間）したときの、測定された溶出金属イオン濃度である。「ＦｅＮｉ単独」欄は、金属試料ＸをＦｅＮｉ合金（９０ＦｅＮｉ合金）とし、金属試料Ｙにはなにも接続しない状態（オープン状態）の場合であり、「ＦｅＮｉ−Ｒｕ」欄は、金属試料ＸをＦｅＮｉ合金（９０ＦｅＮｉ合金）とし、金属試料ＹにＲｕ金属を接続した場合を表し、それぞれの場合で、金属浸漬後のスラリー中の、Ｆｅ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｒｕイオン濃度（μｇ／Ｌ）の測定結果（典型例）を示す。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
この表１から、ＦｅＮｉ単独の場合に比べ、ＦｅＮｉとＲｕの組合せの場合に大量のＦｅイオンの溶出が測定されていることが解る。これは、後者の場合、スラリーを介してＦｅＮｉとＲｕの異種金属間で電気化学的接続が成立し、両者間による電池作用によって、Ｒｕに比べて卑な金属（イオン化傾向の高い金属）である、ＦｅＮｉ合金中の、特にＦｅイオンが溶出したものと考えられる。
【００２９】
この状況は、図１（３）から（４）にかけてのＣＭＰ平坦化工程の状況と同じといえる。ここでは、ストッパー層１０２のＲｕ層上のめっき金属層１０３のＦｅＮｉ層が研磨されて無くなり、溝中のめっき金属層１０３のＦｅＮｉ層と表出したストッパー層１０２のＲｕ層の両者が、スラリーを介して接続された状態である。
【００３０】
このＣＭＰ工程におけるＦｅイオン溶出状況を図３（１）によって説明する。図３（１）は、図１（４）の一つの溝の断面模式図である。基板１０１上に形成された溝には、ストッパー層１０２を介してめっき金属層１０３が埋め込まれ、ＣＭＰ研磨によるめっき金属層の平坦化プロセスでストッパー層１０２表面とめっき金属層１０３表面はスラリー１０６（Ｆ−２００、ｐＨ７未満の酸性スラリー）に同時に接した状態になる。つまり、スラリーを介してＦｅＮｉ層とＲｕ層の異種金属間で電気化学的接続が成立し、図中、領域Ａ（ＦｅＮｉ層表面）から、Ｒｕに比べて卑な金属（イオン化傾向の高い金属）のＦｅが大量に溶出し、ディッシング１０４が発生するが、一方、領域Ｂ（Ｒｕ層表面）からは、Ｒｕの溶出は相対的に非常に少ない。
【００３１】
よって、ＦｅＮｉからなるめっき金属層表面は、ＣＭＰ研磨中の段階で、これとＲｕストッパー層の表面がスラリーを介して電気化学的接合が成立し、両者間による電池作用が生じると、盛んなＦｅ（イオン）の溶出、即ちＦｅＮｉ層の減少、それによって、埋め込み金属表面におけるディッシングの急速な進展を引き起こすものと理解できる。
【００３２】
以上の実験事実をもとに、図２の検討実験用装置を用いて、金属試料Ｘ１０７側に、ＦｅＮｉ合金、金属試料Ｙ側に、Ｆｅよりも卑な（イオン化傾向の高い）Ａｌ（アルミニウム）を配し、表１で示したものと同様な実験を行った。その結果を、表２に示す。
【００３３】
【表２】
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【００３４】
表２において、ＦｅＮｉ−Ｒｕ欄は、表１の下側の欄のそれと同じであって、比較のために記している。表２の、ＦｅＮｉ―Ａｌ欄を見ると、同一条件下で、Ｆｅの溶出量に比べ、Ａｌの溶出量が約１５０倍となっている。また、Ｆｅ溶出量自体も、ＦｅＮｉ−Ｒｕの場合よりも約４０分の１に減少している。
【００３５】
このような検討実験によって得られた特性を利用することで、上記と同じスラリーを用い、同じＣＭＰ平坦化工程を行った場合において、ディッシングの大幅な抑制が可能となる。これを図３（２）に示した一つの溝の断面模式図によって説明する。本図において、アルミナの基板１０１上に形成された溝には、Ｒｕからなるストッパー層１０２を全面積層する。次に溝内部を除く、基板平面部のストッパー層１０２上に、ＦｅＮｉより先に溶出する、いわば犠牲となるような効果を有するＡｌからなる犠牲層１１０を積層する。そして、基板全面にＦｅＮｉからなるめっき金属層１０３を埋め込み、ＣＭＰ研磨によりめっき金属層の平坦化プロセスで、犠牲層１１０表面とめっき金属層１０３表面はスラリー１０６（Ｆ−２００、ｐＨ７未満の酸性スラリー）に同時に接した状態になるまで研磨し、その段階でＣＭＰを停止する。
【００３６】
図３（２）はこのＣＭＰ停止時の状況を示したものである。このとき、スラリー１０６とめっき金属層１０３とが接した部分Ｃと、スラリー１０６と犠牲層１１０とが接した部分Ｄとは、犠牲層１１０のＡｌはめっき金属層１０３のＦｅよりも（またＮｉよりも）イオン化傾向が大きい卑な金属であることから、Ａｌの溶出速度はＦｅのそれより圧倒的に速い（表２参照）。従って、ＣＭＰのよって、ＦｅＮｉ層を研磨し、Ａｌ層が表出した時点（あるいは、Ａｌ層を途中まで研磨、あるいは少なくともＡｌ層をＲｕ層表面上に存在させ得るまで研磨した時点）でＣＭＰを停止し、スラリーと分離する処理（ＣＭＰ装置から取り出し、基板洗浄を行うことなどの処理）を行えば、Ａｌ層は電池作用によって、その溶出速度が速いため若干あるいは相当の溶解は進むものの、ＦｅＮｉ層は電池作用による溶出速度が圧倒的に遅いために、その溶解は殆ど行われないと考えることができる。即ち、この時点で、図２（１）で説明したような、ディッシング１０４は殆ど発生しないこととなる。
【００３７】
（第１の実施例）
図４〜図５は、本発明の金属層研磨方法を説明するための、各製造工程の基板断面を示す模式図である。
【００３８】
図４（１）に示すように、Ａｌ２Ｏ３  （酸化アルミニウム、アルミナ）からなる、絶縁性の基板１上に、上面の幅１５０ｎｍ、深さ２５０ｎｍの溝を、例えば、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ、反応性イオンエッチング）によって形成する。基板１については、Ａｌ２Ｏ３  以外に、セラミック材料など他の絶縁材料が適用可能であり、また、これは、他の基板上に形成された所要に厚さを有する絶縁層であっても構わない。次いで、Ｒｕ（ルテニウム）からなるストッパー層３を積層する。この層は、スパッタリングによって、例えば５０ｎｍ厚とする。ストッパー層は、後述のめっき金属層埋め込みのための、めっきシード層の役割を果たす。この場合、Ｒｕの他に、Ｔａ、Ｔｉ、及びそれらを含む合金など各種金属の適用も可能である。
【００３９】
次に、図４（２）に示すように、基板表面のレジストを塗布し、図４（３）に示すように、既知のフォトリソグラフィーを適用して、溝２の個所のみ覆うように、溝部分レジスト５を  形成する。
【００４０】
そして、図４（４）に示すように、基板全面にＡｌ（アルミニウム）からなる犠牲層６を積層する。この層は、例えば、スパッタリングにより、５０ｎｍの厚さとする。犠牲層は、後に実施する、溝へのめっき埋め込み金属層の材料によって決定される。つまり、めっき埋め込み金属層の材料より、卑である金属（イオン化傾向が高い金属）材料を選択する。この様な、埋め込み金属層がＦｅを含む合金であるなら、Ａｌの代わりにＭｇ（マグネシウム）、またはそれらを含む合金なども適用可能である。
【００４１】
次に、図５（５）に示すように、溝２を覆っていた溝部分レジスト５を除くと同時にその上のＡｌ層をリフトオフ法で除去して、溝内部以外の基板面上にＡｌの犠牲層６を残す。
【００４２】
次に、図５（６）のように、溝内を十分に埋め込んで基板表面を覆うように、ストッパー層３をめっきシード層として電気めっき法により、ＦｅＮｉからなるめっき金属層７（例え場、基板平面上で３００ｎｍ以上の膜厚）を形成する。
【００４３】
次に、図５（７）に示すように、スラリー（Ｆ−２００、ｐＨ７未満の酸性スラリー）を用いて、ＣＭＰによるめっき金属層７の平坦化研磨を行い、Ａｌからなる犠牲層６が全面露出した時点で研磨を停止する。こので用いるスラリーは、前述のように、研磨速度が高く素子製造効率の高い、有用な、酸性スラリーである。
【００４４】
次に、図５（８）に示すように、めっき金属層７の表面層を含んで、犠牲層６、ストッパー層３（めっきシード層）をイオンミリングで除去し、基板１の面と同じ高さを有する溝内に埋め込まれためっき金属層７を得る。
【００４５】
この埋め込まれためっき金属層のディッシング量（基板平面部からのディッシング深さ）を、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、原子間力顕微鏡）を用いて測定したところ、この実施例（溝幅１５０ｎｍ）において、１６〜１７ｎｍの値が得られ、犠牲層を用いない従来の方法によるディッシング量の約１５０ｎｍに比べ、大幅にディッシング量が抑制されている。また、２０μｍと、より溝幅大きい実施例でもディッシング量１２〜１９ｎｍが得られ、本方法の効果が確認できている。
【００４６】
本実施例において、使用スラリーをＦＳ２００（ｐＨ７未満の酸性スラリー）を用いた場合でも、本発明の方法を適用することで、従来と比べ同様な大きな抑制効果が得られる。
【００４７】
また、上記では、埋め込みめっき金属層として、ＦｅＮｉ合金（９０ＦｅＮｉ合金）の例を挙げたが、ＦｅとＮｉの混合比にこれに限らない。また他のＦｅを含む合金、例えば、ＦｅＣｏ合金、ＦｅＣｏＮｉ合金でも、同様な効果が得られる。
【００４８】
（第２の実施例）
本実施例は、図５（７）以降のプロセスを、以下の様に行って平坦化を行った。即ち、図５（６）のようにＦｅＮｉからなるめっき金属層７を形成した後、スラリー（Ｆ−２００、ｐＨ７未満の酸性スラリー）を用いて、ＣＭＰによるめっき金属層７の平坦化研磨を行い、Ａｌからなる犠牲層６が全面露出した時点で研磨を停止する。
【００４９】
そして、本実施例では、ＣＭＰのスラリーを、ｐＨ７の中性のもの（例えば、ＦＩＮＡＬ−３、バイコウスキー社製）に換えて、Ｒｕからなるストッパー層３（めっき下地層でもあるこの層を、この場合は文字通りストッパー層３として用いる）まで、Ａｌの犠牲層６を除くように平坦化研磨する。ここに使用するｐＨ７の中性のスラリーは、研磨速度のかなり遅い、いわゆる仕上げ研磨などに用いられる種類のものである。そして、このスラリーの場合では、この平坦化研磨の終了段階では、めっき金属層の表面には、ディッシングは全くといってよいほどに見出されず、Ｒｕ層とＦｅＮｉ層間での電池作用が生じてはいないものと考えられる。
【００５０】
次に、図５（８）に示すように、めっき金属層７の表面層を含んで、この場合はストッパー層３（めっきシード層）を、イオンミリングで除去し、基板１の面と同じ高さを有する溝内に埋め込まれためっき金属層７を得る。
【００５１】
この実施例においても、めっき金属層で観測されたディッシング量は、殆ど、第１の実施例の場合と同じ程度のものであって、本発明の効果を確認することができる。
【００５２】
以上の実施例から明らかの様に、本発明の金属研磨方法を適用することによって、溝への埋め込み金属を基板表面と同じ高さに研磨加工するＣＭＰ平坦化プロセスにおいて、スラリーが介在する埋め込み金属とストッパー層（兼めっき下地層）間での電池作用によると考えられる埋め込み金属層に表面の生じる大きなディッシングの抑制を、埋め込み金属より卑な金属層をストッパー層上に犠牲層として形成してからＣＭＰ平坦化プロセスを実施することで可能となる。特に、この方法は、Ｆｅを含む金属（磁性材料）のＣＭＰプロセスに有効であるともいえる。
【００５３】
さらに、本方法は、従来の方法に比べ、単に金属層を一層分追加積層するのみで顕著な効果を得ることができ、導入容易な点でも優れた方法と言えよう。
【００５４】
以上の実施例を含む実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
基板上に絶縁層を積層する工程と、
前記絶縁層上に溝を形成する工程と、
前記溝及び前記絶縁層を覆うように第１の金属層を積層する工程と、
前記溝の内部を除く前記第１の金属層上に第２の金属層を積層する工程と、
前記溝を埋め込みかつ前記第２の金属層上に第３の金属層を積層する工程と、
化学機械研磨によって前記第３の金属層を前記第２の金属層と同じ高さまで平坦化する第１の平坦化工程とを含み、
前記第２の金属層は前記第３の金属層よりも卑な金属からなることを特徴とする金属層研磨方法。
（付記２）
前記化学機械研磨において、酸性スラリーを使用することを特徴とする付記１記載の金属層研磨方法。
（付記３）
前記第１の平坦化工程の後、更に前記第３の金属層を前記絶縁層と同じ高さまで平坦化する第２の平坦化工程を含むことを特徴とする付記１または２記載の金属層研磨方法。
（付記４）
前記第１の平坦化工程の後で、前記第２の平坦化工程の前において、中性スラリーを使用しての化学機械研磨によって前記第３の金属層を前記第１の金属層と同じ高さまで平坦化する第３の平坦化工程を含むことを特徴とする付記３記載の金属層研磨方法。
（付記５）
前記第３の金属層を積層する工程は、電気めっきによって行い、前記第１の金属層は前記めっきによる第３の金属層を積層する工程におけるシード用金属膜であることを特徴とする付記１ないし３のいずれかに記載の金属層研磨方法。
（付記６）
前記第２の平坦化工程は、イオンミリングによることを特徴とする付記３に記載の金属層研磨方法。
（付記７）
前記第３の金属層は、鉄ニッケル合金（ＦｅＮｉ）、または鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ）、または鉄コバルトニッケル合金（ＦｅＣｏＮｉ）からなることを特徴とする付記１ないし６のいずれかに記載の金属層研磨方法。
（付記８）
前記第２の金属層は、アルミニウム（Ａｌ）、またはマグネシウム（Ｍｇ）、またはそれらを含む金属からなることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の金属層研磨方法。
（付記９）
前記第１の金属層は、ルテニウム（Ｒｕ）、タンタル（Ｔａ）、Ｔｉ（チタニウム）またはそれらを含む金属からなることを特徴とする付記１ないし８のいずれかに記載の金属層研磨方法。
（付記１０）
前記絶縁層は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）からなることを特徴とする付記１ないし９のいずれかに記載の金属層研磨方法。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】従来のダマシンプロセスを説明する図
【図２】検討実験用装置を説明する図
【図３】ＣＭＰ工程におけるＦｅイオン溶出状況を説明する図
【図４】第１の実施例を説明する図（その１）
【図５】第１の実施例を説明する図（その２）
【符号の説明】
【００５６】
１、１０１  基板
２    溝
３、１０２  ストッパー層
４    レジスト
５    溝部分レジスト
６、１１０  犠牲層
７、１０３  めっき金属層
１０４  ディッシング
１０５  容器
１０６  スラリー
１０７  金属試料Ｘ
１０８  金属試料Ｙ
１０９  結線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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