CN106661432A - 研磨用组合物 - Google Patents

Abstract

本发明提供在对具有包含铜的层和包含钴的层的研磨对象物进行研磨时表现出对包含铜的层的高研磨速度，并且能够抑制包含钴的层的溶解的研磨用组合物。本发明为一种研磨用组合物，其用于对具有包含铜的层和包含钴的层的研磨对象物进行研磨的用途，所述研磨用组合物含有氧化剂和钴溶解抑制剂，所述钴溶解抑制剂选自由具有含氮5元环结构的化合物及具有2个以上羧基的氨基羧酸组成的组中的至少1种。

Description

研磨用组合物

技术领域

本发明涉及研磨用组合物，特别涉及适于对具有包含铜的层及包含钴的层的研磨对象物的研磨的研磨用组合物。

背景技术

近年来，随着LSI(大规模集成，Large Scale Integration)的高集成化、高性能化，开发了新的微细加工技术。化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing；以下，也简记为CMP)法也是其中之一，是在LSI制造工序、特别是多层布线形成工序中的层间绝缘膜的平坦化、金属插塞(plug)形成、埋入布线(镶嵌布线)形成中频繁利用的技术。可以认为镶嵌布线技术能实现布线工序的简化、成品率及稳定性的提高，今后应用会逐渐扩大。

CMP的通常的方法为：将研磨垫贴附在圆形的研磨平板(platen)上，用研磨剂浸渍研磨垫表面，在按压基板的形成有金属膜的面并从其背面施加规定的压力(以下，也简记为研磨压力)的状态下，使研磨平板转动，通过研磨剂与金属膜的凸部的机械摩擦，将凸部的金属膜去除。

然而，现在，作为镶嵌布线，由于铜电阻低，因此作为布线金属主要使用铜，认为铜在今后以DRAM(Dynamic Random Access Memory)为代表的存储装置中的使用也会扩大。而且，为了防止导电性物质向层间绝缘膜中的扩散，在形成镶嵌布线的导电性物质(铜、铜合金等)的下层形成阻挡层。作为构成该阻挡层的材料，以往，使用了钽、钽合金、或钽化合物等(例如，参照日本特开2001-85372号公报及日本特开2001-139937号公报)。

近年来，随着布线的微细化倾向，出现了铜的镀覆没有顺利进行而产生空隙(void)(在局部不存在任何物质的现象)的现象。因此，为了解决上述不良情况，近年，进一步研究了通过在阻挡层和铜之间使用容易与铜亲和的钴、钴化合物来弥补密合性。另外，研究了使用钴、钴化合物作为阻挡层。

发明内容

在镶嵌布线技术中，通常在设置有沟槽的绝缘体层上形成阻挡层、金属布线层后，进行通过CMP将除布线部分以外的多余的布线材料(金属布线层)及阻挡层去除的操作。

但是，近年来，如上所述，对使用包含钴的层的镶嵌布线技术进行了研究，产生了如下问题：通过CMP对包含钴的层进行研磨时，钴容易溶解。更详细而言，在镶嵌布线技术中，存在如下问题：为了将多余的金属布线层及阻挡层去除而进行CMP时，包含钴的层会溶解，在表面会产生凹坑、腐蚀。这样，若在进行CMP时在包含钴的层中产生凹坑、腐蚀，则有包含钴的层的功能被损害的担心。

因此，要求在对具有包含铜的层及包含钴的层的研磨对象物进行研磨时表现出对包含铜的层的高研磨速度，并且能够抑制包含钴元素的层的溶解的研磨用组合物。

因此，本发明的目的在于，提供一种在对具有包含铜的层和包含钴的层的研磨对象物进行研磨时，表现出对包含铜的层的高研磨速度，并且能够抑制包含钴的层的溶解的研磨用组合物。

为了解决上述问题，本发明人等反复进行了深入研究。其结果发现，通过使用含有氧化剂和选自特定的化合物组中的钴溶解抑制剂的研磨用组合物，能够解决上述问题。更详细而言，基于如下见解完成了本发明：通过使用选自由具有含氮五元环结构的化合物及具有2个以上羧基的化合物组成的组中的至少1种有机化合物作为钴溶解抑制剂，可表现出对包含铜的层的高研磨速度，并且有效地抑制钴的溶解。

即，本发明为一种研磨用组合物，其用于对具有包含铜的层及包含钴的层的研磨对象物进行研磨的用途，所述研磨用组合物含有氧化剂和钴溶解抑制剂，前述钴溶解抑制剂为选自由具有含氮五元环结构的化合物及具有2个以上羧基的化合物组成的组中的至少1种。

附图说明

图1为示出用实施例10的研磨用组合物研磨钴/铜图案化晶圆后的图案的截面的SEM(扫描型电子显微镜)照片，1表示阻挡层(Ta层)，2表示包含铜的层。

图2为示出用比较例12的研磨用组合物研磨钴/铜图案化晶圆后的图案的截面的SEM(扫描型电子显微镜)照片，1表示阻挡层(Ta层)，2表示包含铜的层。

具体实施方式

本发明为一种研磨用组合物，其用于对具有包含铜的层及包含钴的层的研磨对象物进行研磨的用途，所述研磨用组合物含有氧化剂和钴溶解抑制剂，前述钴溶解抑制剂为选自由具有含氮五元环结构的化合物及具有2个以上羧基的化合物组成的组中的至少1种。通过采用这样的构成，能够表现出对包含铜的层的高研磨速度，并且有效地抑制包含钴的层的溶解。

构成阻挡层等的钴在通常的阻挡层(及金属布线层)的研磨条件下会溶解，因此本发明人等对作为钴溶解抑制剂的各种化合物进行了研究。结果令人吃惊地发现：在研磨用组合物中添加选自由具有含氮五元环结构的化合物及具有2个以上羧基的化合物组成的组中的至少1种时，能获得优异的钴的溶解抑制效果。对其机制如下地进行说明，但以下的机制是基于推测而得到的，本发明不受下述机制任何限定。

可以认为：构成阻挡层等的钴在作为通常的阻挡层(及金属布线层)的研磨条件的弱酸性～碱性(大致pH为4以上且12以下的区域)的情况下，容易被研磨时所使用的水等氧化。其结果，表面被氧化的钴在进行CMP时变得容易溶解。

此时，推测钴的最表面为由羟基(-OH)等被覆的状态。可以认为本发明的钴溶解抑制剂呈会对该羟基进行配位或者形成络合物的形态，可以说在钴的表面形成保护膜。其结果，可以认为能够有效地抑制包含钴的层的溶解。另外，氧化剂具有表现出对包含铜的层的高研磨速度的作用。因此，根据本发明的研磨用组合物，能够表现出对包含铜的层的高研磨速度，并且抑制包含钴的层的溶解。

[研磨对象物]

首先，对本发明的研磨对象物及半导体布线工艺的一例进行说明。半导体布线工艺通常包括以下工序。

首先，在基板上形成具有沟槽的绝缘体层。接着，在该绝缘体层上依次形成阻挡层、包含钴的层、作为金属布线层的包含铜的层。需要说明的是，在本说明书中，“包含钴”表示在层中含有钴元素的方式，层中的钴可以为单体，也可以以钴氧化物、钴化合物、钴合金等形态存在。同样地，在本说明书中，“包含铜”表示在层中含有铜元素的方式，层中的铜可以为单体，也可以以铜氧化物、铜化合物、铜合金等形态存在。

在包含铜的层(金属布线层)的形成之前，阻挡层及包含钴的层以覆盖绝缘体层的表面的方式在绝缘体层上形成。对这些层的形成方法没有特别限制，例如可以通过溅射法、镀覆法等公知的方法来形成。阻挡层及包含钴的层的厚度比沟槽的深度及宽度小。紧接着阻挡层及包含钴的层的形成，包含铜的层(金属布线层)以至少填埋沟槽的方式在阻挡层上形成。对包含铜的层(金属布线层)的形成方法没有特别限制，例如可以通过溅射法、镀覆法等公知的方法来形成。

接着，通过CMP，将除布线部分以外的多余的包含铜的层(金属布线层)、包含钴的层及阻挡层去除。其结果，位于沟槽中的阻挡层的部分(阻挡层的内侧部分)的至少一部分、位于沟槽中的包含钴的层的部分(包含钴的层的内侧部分)的至少一部分及位于沟槽中的包含铜的层(金属布线层)的部分(包含铜的层的内侧部分)的至少一部分残留在绝缘体层上。即，在沟槽的内侧，阻挡层的一部分、包含钴的层的一部分及包含铜的层的一部分残留。这样，残留在沟槽内侧的包含铜的层的部分作为布线而起作用。

作为阻挡层中所含有的金属的例子，例如可以举出：钽、钛、钨；金、银、铂、钯、铑、钌、铱、锇等贵金属等。这些金属可以单独使用或组合使用2种以上。

包含铜的层中可以含有除铜以外的金属。例如可以举出：铝、铪、钴、镍、钛、钨等。这些金属可以以合金或金属化合物的形态包含于包含铜的层中。这些金属可以单独使用或组合使用2种以上。

接着，对本发明的研磨用组合物的构成详细地进行说明。

[研磨用组合物]

(氧化剂)

本发明的研磨用组合物含有氧化剂。氧化剂具有表现对包含铜的层的高研磨速度的作用。

能使用的氧化剂例如为过氧化物。作为过氧化物的具体例，例如可以举出：过氧化氢、过乙酸、过碳酸盐、过氧化脲、高氯酸盐、氯酸盐、亚氯酸盐、次氯酸盐等卤素元素的含氧酸盐以及过硫酸钠、过硫酸钾及过硫酸铵等过硫酸盐。其中，从研磨速度的观点出发，优选过硫酸盐及过氧化氢，从在水溶液中的稳定性及对环境负担的观点出发，特别优选过氧化氢。

研磨用组合物中的氧化剂的含量的下限优选为0.01质量％以上、更优选为0.05质量％以上、进一步优选为0.1质量％以上。随着氧化剂的含量变多，能够进一步提高包含铜的层的研磨速度。另外，研磨用组合物中的氧化剂的含量的上限优选为20质量％以下、更优选为15质量％以下、进一步优选为10质量％以下。随着氧化剂的含量变少，具有不仅能够抑制研磨用组合物的材料成本，还能够减轻研磨使用后的研磨用组合物的处理即废液处理的负荷的优点。另外，还具有变得不易引起由氧化剂导致的研磨对象物表面的过度氧化的优点。

(钴溶解抑制剂)

本发明的研磨用组合物含有钴溶解抑制剂。如上所述，钴溶解抑制剂是出于在进行CMP时抑制钴溶解的目的而添加的。在本发明中，钴溶解抑制剂为选自由具有含氮五元环结构的化合物及具有2个以上羧基的化合物组成的组中的至少1种。

<具有含氮五元环结构的化合物>

作为具有含氮五元环结构的化合物，例如可以举出：吡咯化合物、吡唑化合物、咪唑化合物、三唑化合物、四唑化合物、中氮茚化合物、吲哚化合物、异吲哚化合物、吲唑化合物、嘌呤化合物、噻唑化合物、异噻唑化合物、噁唑化合物、异噁唑化合物、呋咱化合物等。

进而若举出具体的例子，则作为吡咯化合物的例子，可以举出：1H-吡咯、3-甲基吡咯、3-己基吡咯、3-苯基吡咯、N-苯基吡咯、N-乙基磺酸盐吡咯、3,4-环己基吡咯、N-(4-氟苯基)吡咯、N-(4-氯苯基)吡咯、N-(4-氰基苯基)吡咯、N-(4-硝基苯基)吡咯、N-(4-氨基苯基)吡咯、N-(4-甲氧基苯基)吡咯、N-(4-(1-氧乙基)苯基)吡咯、N-(4-三氟甲基苯基)吡咯、N-(4-甲氧羰基苯基)吡咯、N-(4-羧基苯基)吡咯、N-(1-萘基)吡咯、N-(2-萘基)吡咯等。

作为吡唑化合物的例子，例如可以举出：1H-吡唑、4-硝基-3-吡唑羧酸、3,5-吡唑羧酸、3-氨基-5-苯基吡唑、5-氨基-3-苯基吡唑、3,4,5-三溴吡唑、3-氨基吡唑、3,5-二甲基吡唑、3,5-二甲基-1-羟基甲基吡唑、3-甲基吡唑、1-甲基吡唑、3-氨基-5-甲基吡唑、4-氨基-吡唑并[3,4-d]嘧啶、1,2-二甲基吡唑、4-氯-1H-吡唑并[3,4-D]嘧啶、3,4-二羟基-6-甲基吡唑并(3,4-B)-吡啶、6-甲基-1H-吡唑并[3,4-b]吡啶-3-胺等。

作为咪唑化合物的例子，例如可以举出：1H-咪唑、1-甲基咪唑、2-甲基咪唑、4-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-异丙基咪唑、苯并咪唑、5,6-二甲基苯并咪唑、2-氨基苯并咪唑、2-氯苯并咪唑、2-甲基苯并咪唑、2-(1-羟基乙基)苯并咪唑、2-羟基苯并咪唑、2-苯基苯并咪唑、2,5-二甲基苯并咪唑、5-甲基苯并咪唑、5-硝基苯并咪唑等。

作为三唑化合物的例子，例如可以举出：1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、1-甲基-1,2,4-三唑、甲基-1H-1,2,4-三唑-3-羧酸酯、1,2,4-三唑-3-羧酸、1,2,4-三唑-3-羧酸甲酯、1H-1,2,4-三唑-3-硫醇、3,5-二氨基-1H-1,2,4-三唑、3-氨基-1,2,4-三唑-5-硫醇、3-氨基-1H-1,2,4-三唑、3-氨基-5-苄基-4H-1,2,4-三唑、3-氨基-5-甲基-4H-1,2,4-三唑、3-硝基-1,2,4-三唑、3-溴-5-硝基-1,2,4-三唑、4-(1,2,4-三唑-1-基)苯酚、4-氨基-1,2,4-三唑、4-氨基-3,5-二丙基-4H-1,2,4-三唑、4-氨基-3,5-二甲基-4H-1,2,4-三唑、4-氨基-3,5-二庚基-4H-1,2,4-三唑、5-甲基-1,2,4-三唑-3,4-二胺、1H-苯并三唑、1-羟基苯并三唑、1-氨基苯并三唑、1-羧基苯并三唑、5-氯-1H-苯并三唑、5-硝基-1H-苯并三唑、5-羧基-1H-苯并三唑、5-甲基-1H-苯并三唑、5,6-二甲基-1H-苯并三唑、1-(1’,2’-二羧基乙基)苯并三唑、1-[N,N-双(羟基乙基)氨基甲基]苯并三唑、1-[N,N-双(羟基乙基)氨基甲基]-5-甲基苯并三唑、1-[N,N-双(羟基乙基)氨基甲基]-4-甲基苯并三唑等。

作为四唑化合物的例子，例如可以举出：1H-四唑、5,5’-双-1H-四唑、5-甲基-1H-四唑、5-苯基-1H-四唑、5-氨基-1H-四唑、5-巯基-1H-四唑、1-甲基-1H-四唑、1-苯基-1H-四唑、1-氨基-1H-四唑、1-巯基-1H-四唑、1-苯基-5-甲基-1H-四唑、1-苯基-5-氨基-1H-四唑、1-苯基-5-巯基-1H-四唑等。

作为中氮茚化合物的例子，例如可以举出中氮茚等。

作为吲哚化合物的例子，例如可以举出：1H-吲哚、1-甲基-1H-吲哚、2-甲基-1H-吲哚、3-甲基-1H-吲哚、4-甲基-1H-吲哚、5-甲基-1H-吲哚、6-甲基-1H-吲哚、7-甲基-1H-吲哚、4-氨基-1H-吲哚、5-氨基-1H-吲哚、6-氨基-1H-吲哚、7-氨基-1H-吲哚、4-羟基-1H-吲哚、5-羟基-1H-吲哚、6-羟基-1H-吲哚、7-羟基-1H-吲哚、4-甲氧基-1H-吲哚、5-甲氧基-1H-吲哚、6-甲氧基-1H-吲哚、7-甲氧基-1H-吲哚、4-氯-1H-吲哚、5-氯-1H-吲哚、6-氯-1H-吲哚、7-氯-1H-吲哚、4-羧基-1H-吲哚、5-羧基-1H-吲哚、6-羧基-1H-吲哚、7-羧基-1H-吲哚、4-硝基-1H-吲哚、5-硝基-1H-吲哚、6-硝基-1H-吲哚、7-硝基-1H-吲哚、4-腈基-1H-吲哚、5-腈基-1H-吲哚、6-腈基-1H-吲哚、7-腈基-1H-吲哚、2,5-二甲基-1H-吲哚、1,2-二甲基-1H-吲哚、1,3-二甲基-1H-吲哚、2,3-二甲基-1H-吲哚、5-氨基-2,3-二甲基-1H-吲哚、7-乙基-1H-吲哚、5-(氨基甲基)吲哚、2-甲基-5-氨基-1H-吲哚、3-羟基甲基-1H-吲哚、6-异丙基-1H-吲哚、5-氯-2-甲基-1H-吲哚等。

作为异吲哚化合物的例子，例如可以举出：2H-异吲哚等。

作为吲唑化合物的例子，例如可以举出：1H-吲唑、5-氨基-1H-吲唑、5-硝基-1H-吲唑、5-羟基-1H-吲唑、6-氨基-1H-吲唑、6-硝基-1H-吲唑、6-羟基-1H-吲唑、3-羧基-5-甲基-1H-吲唑等。

作为嘌呤化合物的例子，例如可以举出嘌呤等。作为噻唑化合物的例子，例如可以举出1,3-噻唑等。作为异噻唑化合物的例子，例如可以举出1,2-噻唑等。作为噁唑化合物的例子，例如可以举出1,3-噁唑等。作为异噁唑化合物的例子，例如可以举出1,2-噁唑等。作为呋咱化合物的例子，例如可以举出1,2,5-噁二唑等。

这些之中，从确保对包含铜的层的高研磨速度的观点出发，优选选自由1H-苯并三唑、5-甲基-1H-苯并三唑、1H-咪唑及1H-四唑组成的组中的至少1种。

<具有2个以上羧基的氨基羧酸>

作为具有2个以上羧基的氨基羧酸的例子，例如可以举出：N,N’-双(2-羟基苄基)乙二胺-N,N’-二乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、三亚乙基四胺

-N,N,N”,N”,N”’,N”’-六乙酸、次氮基三乙酸、N-(2-羟基乙基)亚氨基二乙酸、N-(2-羟基乙基)乙二胺-N,N’,N’-三乙酸、1,2-二氨基丙烷-N,N,N’,N’-四乙酸、1,3-二氨基丙烷-N,N,N’,N’-四乙酸、反式环己烷二胺-N,N,N’,N’-四乙酸、亚氨基二乙酸、乙基醚二胺四乙酸、乙二醇醚二胺四乙酸、乙二胺四丙酸、苯二胺四乙酸等。

这些之中，从确保对包含铜的层的高研磨速度的观点出发，优选选自由二亚乙基三胺五乙酸、三亚乙基四胺-N,N,N”,N”,N”’,N”’-六乙酸、次氮基三乙酸、N-(2-羟基乙基)亚氨基二乙酸、及N-(2-羟基乙基)乙二胺-N,N’,N’-三乙酸组成的组中的至少1种。

钴溶解抑制剂的研磨用组合物中的含量的下限优选为0.001mol/L以上、更优选为0.005mol/L以上、进一步优选为0.01mol/L以上。随着钴溶解抑制剂的含量变多，能够进一步抑制包含钴的层的溶解。

另外，钴溶解抑制剂在研磨用组合物中的含量的上限优选为100mol/L以下、更优选为50mol/L以下、进一步优选为10mol/L以下。随着钴溶解抑制剂的含量变少，能够确保保存稳定性。

[其它成分]

本发明的研磨用组合物根据需要还可以含有磨粒、分散介质、溶剂、pH调节剂、研磨促进剂、金属防腐蚀剂、表面活性剂、防腐剂、防霉剂、水溶性高分子等其它成分。以下，对上述其它成分进行说明。

(磨粒)

本发明的研磨用组合物优选含有磨粒。磨粒具有对研磨对象物进行机械研磨的作用，且提高研磨用组合物对研磨对象物的研磨速度。

所使用的磨粒可以为无机颗粒、有机颗粒及有机无机复合颗粒中的任意种。作为无机颗粒的具体例，例如可以举出由二氧化硅、氧化铝、氧化铈、二氧化钛等金属氧化物形成的颗粒、氮化硅颗粒、碳化硅颗粒、氮化硼颗粒。作为有机颗粒的具体例，例如可以举出聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)颗粒。该磨粒可以单独使用或混合使用2种以上。另外，该磨粒可以为市售品，也可以为合成品。

这些磨粒之中，优选二氧化硅、氧化铝，特别优选的是胶态二氧化硅。

〈二氧化硅〉

《表面修饰》

磨粒可以进行过表面修饰。通常的胶态二氧化硅由于在酸性条件下的zeta电位的值接近零，因此在酸性条件下，二氧化硅颗粒之间不会相互电排斥，容易发生聚集。与此相对，进行了表面修饰而使得即使在酸性条件下zeta电位也具有较大的负值的磨粒在酸性条件下也强烈地相互排斥，从而良好地分散，结果使研磨用组合物的保存稳定性提高。这样的表面修饰磨粒例如可以通过将铝、钛或锆等金属或它们的氧化物与磨粒混合，使其掺杂到磨粒的表面来获得。

·阴离子溶胶

作为本发明的研磨用组合物中所含的磨粒，特别优选的是固定化有有机酸的胶态二氧化硅。有机酸在研磨用组合物中所含的胶态二氧化硅的表面上的固定化例如可以通过使有机酸的官能团化学键合在胶态二氧化硅的表面来进行。仅通过使胶态二氧化硅和有机酸简单地共存并不能实现有机酸在胶态二氧化硅上的固定化。在将作为有机酸的一种的磺酸固定化在胶态二氧化硅上的情况下，例如可以通过“Sulfonic acid-functionalizedsilica through quantitative oxidation of thiol groups”,Chem.Commun.246-247(2003)中记载的方法进行。具体而言，使3-巯基丙基三甲氧基硅烷等具有巯基的硅烷偶联剂与胶态二氧化硅偶联后，用过氧化氢将巯基氧化，由此可以得到在表面固定化有磺酸的胶态二氧化硅。或者在将羧酸固定化在胶态二氧化硅上的情况下，例如可以通过“NovelSilane Coupling Agents Containing a Photolabile2-Nitrobenzyl Ester forIntroduction of a Carboxy Group on the Surface of Silica Gel”,ChemistryLetters,3,228-229(2000)中记载的方法进行。具体而言，使含有光反应性2-硝基苄酯的硅烷偶联剂与胶态二氧化硅偶联后，进行光照射，由此可以获得在表面固定化有羧酸的胶态二氧化硅。

·阳离子溶胶

另外，也可以将日本特开平4-214022号公报中公开那样的、添加碱性铝盐或碱性锆盐而制造的阳离子性二氧化硅用作磨粒。

《粒径》

·平均一次粒径

磨粒的平均一次粒径的下限优选为3nm以上、更优选为5nm以上、进一步优选为7nm以上。另外，磨粒的平均一次粒径的上限优选为200nm以下、更优选为150nm以下、进一步优选为100nm以下。

若为这样的范围，则研磨用组合物对研磨对象物的研磨速度提高，另外，能够进一步抑制在使用研磨用组合物进行了研磨后的研磨对象物的表面产生凹陷。需要说明的是，磨粒的平均一次粒径例如基于通过BET法测定的磨粒的比表面积来算出。

·平均二次粒径

磨粒的平均二次粒径的下限优选为10nm以上、更优选为15nm以上、进一步优选为20nm以上。另外，磨粒的平均二次粒径的上限优选为300nm以下、更优选为260nm以下、进一步优选为220nm以下。若为这样的范围，则研磨用组合物对研磨对象物的研磨速度提高，另外，能够进一步抑制在使用研磨用组合物进行了研磨后的研磨对象物的表面产生表面缺陷。需要说明的是，此处所说的二次颗粒是指磨粒在研磨用组合物中缔合而形成的颗粒，该二次颗粒的平均二次粒径可以通过例如动态光散射法来测定。

《浓度》

作为本发明的研磨用组合物中的磨粒的含量的下限，从提高研磨对象物的研磨速度的观点出发，优选为0.005质量％以上、更优选为0.01质量％以上、进一步优选为0.1质量％以上。另外，从研磨用组合物的成本降低、抑制在研磨后的研磨对象物的表面产生表面缺陷的观点出发，研磨用组合物中的磨粒的含量的上限优选为50质量％以下、更优选为30质量％以下、进一步优选为20质量％以下。

(分散介质或溶剂)

本发明的研磨用组合物可以使用通常用于将各成分分散或溶解的分散介质或溶剂。作为分散介质或溶剂，认为有有机溶剂、水，其中优选包含水。从阻碍其它成分的作用的观点出发，优选尽量不含有杂质的水。具体而言，优选以离子交换树脂去除杂质离子后通过过滤器去除了异物的纯水、超纯水、或蒸馏水。

(pH调节剂)

本发明的研磨用组合物的pH可以根据需要通过添加适量pH调节剂来调节。pH调节剂可以为酸及碱中任意者，另外，也可以为无机化合物及有机化合物中任意者。由此，能够控制研磨对象物的研磨速度、磨粒的分散性等。pH调节剂可以单独使用或混合使用2种以上。

作为pH调节剂，可以使用公知的酸、碱、或它们的盐。作为酸的具体例，例如可以举出：硫酸、硝酸、硼酸、碳酸、次磷酸、亚磷酸及磷酸等无机酸；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、水杨酸、甘油酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、马来酸、邻苯二甲酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸及乳酸等羧酸、以及甲磺酸、乙磺酸及羟乙基磺酸等有机硫酸等有机酸等。

作为可以用作pH调节剂的碱的具体例，可以举出：碱金属的氢氧化物或盐、第2族元素的氢氧化物或盐、氢氧化季铵或其盐、氨、胺等。作为碱金属的具体例，可以举出钾、钠等。作为盐的具体例，可以举出：碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、乙酸盐等。作为季铵的具体例，可以举出：四甲基铵、四乙基铵、四丁基铵等。

作为氢氧化季铵化合物，包含氢氧化季铵或其盐，作为具体例，可以举出：四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵等。

作为胺的具体例，可以举出：甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、单乙醇胺、N-(β-氨基乙基)乙醇胺、六亚甲基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、无水哌嗪、哌嗪六水合物、1-(2-氨基乙基)哌嗪、N-甲基哌嗪、胍等。这些碱可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。

这些碱之中，优选氨、铵盐、碱金属氢氧化物、碱金属盐、氢氧化季铵化合物、及胺。更优选应用氨、钾化合物、氢氧化钠、氢氧化季铵化合物、碳酸氢铵、碳酸铵、碳酸氢钠、及碳酸钠。另外，从防止金属污染的观点出发，进一步优选研磨用组合物中包含钾化合物作为碱。作为钾化合物，可以举出钾的氢氧化物或盐，具体而言可以举出：氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、硫酸钾、乙酸钾、氯化钾等。

对pH调节剂的添加量没有特别限制，只要进行适宜调节以使研磨用组合物成为期望的pH即可。

从随着pH变高，会促进研磨对象物的溶解、利用研磨用组合物的研磨速度会提高的观点出发，本发明的研磨用组合物的pH的范围的下限优选为3以上、更优选为4以上、进一步优选为5以上。另外，从随着pH变低，处理变容易的观点出发，pH的范围的上限优选为小于14。

(研磨促进剂)

本发明的研磨用组合物优选包含研磨促进剂。研磨促进剂具有对研磨对象物的表面进行化学蚀刻的作用，并使研磨用组合物对研磨对象物的研磨速度提高。

作为研磨促进剂，例如可以举出：无机酸或其盐、有机酸或其盐、腈化合物、氨基酸、及螯合剂等。这些研磨促进剂可以单独使用或混合使用2种以上。另外，该研磨促进剂可以使用市售品，也可以使用合成品。

作为无机酸的具体例，例如可以举出：硫酸、硝酸、碳酸、硼酸、四氟硼酸、次磷酸、亚磷酸、磷酸、焦磷酸等。

作为有机酸的具体例，例如可以举出：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、乳酸、乙醇酸、甘油酸、苯甲酸、水杨酸等一元羧酸。另外，也可以使用甲磺酸、乙磺酸及羟乙基磺酸等磺酸。

作为研磨促进剂，可以使用前述无机酸或前述有机酸的盐。特别是在使用弱酸与强碱的盐、强酸与弱碱的盐、或弱酸与弱碱的盐的情况下，可以期待pH的缓冲作用。作为这样的盐的例子，例如可以举出：氯化钾、硫酸钠、硝酸钾、碳酸钾、四氟硼酸钾、焦磷酸钾、草酸钾、柠檬酸三钠、(+)-酒石酸钾、六氟磷酸钾等。

作为腈化合物的具体例，例如可以举出：乙腈、氨基乙腈、丙腈、丁腈、异丁腈、苯甲腈、戊二腈、甲氧基乙腈等。

作为氨基酸的具体例，可以举出：甘氨酸、α-丙氨酸、β-丙氨酸、N-甲基甘氨酸、N,N-二甲基甘氨酸、2-氨基丁酸、正缬氨酸(Norvaline)、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、肌氨酸(Sarcosine)、鸟氨酸、赖氨酸、牛磺酸、丝氨酸、苏氨酸、高丝氨酸、酪氨酸、N,N-二羟乙基甘氨酸(bicine)、N-[三(羟甲基)甲基]甘氨酸(tricine)、3,5-二碘-酪氨酸、β-(3,4-二羟基苯基)-丙氨酸、甲状腺素、4-羟基-脯氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、乙硫氨酸、羊毛硫氨酸、胱硫醚、胱氨酸、磺基丙氨酸酸、天冬氨酸、谷氨酸、S-(羧基甲基)-半胱氨酸、4-氨基丁酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、偶氮丝氨酸、精氨酸、刀豆氨酸、瓜氨酸、δ-羟基-赖氨酸、肌酸(creatine)、组氨酸、1-甲基-组氨酸、3-甲基-组氨酸及色氨酸。

作为螯合剂的具体例，可以举出：N,N,N-三亚甲基膦酸、乙二胺-N,N,N’,N’-四亚甲基磺酸、2-膦酰基丁烷-1,2,4-三羧酸、1-羟基乙叉基-1,1-二膦酸、1,2-二羟基苯-4,6-二磺酸等。

这些之中，优选选自由无机酸或其盐、羧酸或其盐、及腈化合物组成的组中的至少1种，从与研磨对象物中所含的金属化合物的络合物结构的稳定性的观点出发，更优选无机酸或其盐。另外，使用具有pH调节功能的物质(例如，各种酸等)作为上述各种研磨促进剂的情况下，可以将该研磨促进剂用作pH调节剂的至少一部分。

对于研磨用组合物的研磨促进剂的含量(浓度)的下限，由于即使少量也会发挥效果，因此不特别限定，优选为0.001g/L以上、更优选为0.01g/L以上、进一步优选为1g/L以上。随着含量变多，研磨速度进一步提高。另外，研磨用组合物中的研磨促进剂的含量(浓度)的上限优选为200g/L以下、更优选为150g/L以下、进一步优选为100g/L以下。随着含量变少，会防止钴的溶解，提高高度差消除性。

(金属防腐蚀剂)

本发明的研磨用组合物可以含有金属防腐蚀剂。通过在研磨用组合物中加入金属防腐蚀剂，由此防止金属的溶解、特别是包含铜的层的溶解，从而能够抑制研磨表面的表面粗糙等表面状态的恶化。

对能使用的金属防腐蚀剂没有特别限制，优选为杂环式化合物。杂环式化合物可以为单环化合物，也可以为具有稠合环的多环化合物。该金属防腐蚀剂可以单独使用或混合使用2种以上。另外，该金属防腐蚀剂可以使用市售品，也可以使用合成品。

作为能用作金属防腐蚀剂的杂环化合物的具体例，例如可以举出：吡啶化合物、吡嗪化合物、哒嗪化合物、氮茚(pyrindine)化合物、喹嗪化合物、喹啉化合物、异喹啉化合物、萘啶化合物、酞嗪化合物、喹喔啉化合物、喹唑啉化合物、噌啉化合物、布替利嗪化合物、呋咱化合物等含氮杂环化合物。

研磨用组合物中的金属防腐蚀剂的含量的下限优选为0.001g/L以上、更优选为0.005g/L以上、进一步优选为0.01g/L以上。随着金属防腐蚀剂的含量变多，能够防止金属的溶解、提高高度差消除性。另外，研磨用组合物中的金属防腐蚀剂的含量的上限优选为10g/L以下、更优选为5g/L以下、进一步优选为2g/L以下。随着金属防腐蚀剂的含量变少，研磨速度会提高。

(表面活性剂)

本发明的研磨用组合物优选含有表面活性剂。表面活性剂能够抑制在研磨后的研磨表面产生的凹陷。表面活性剂可以为阴离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、两性表面活性剂、及非离子性表面活性剂中任意种。

阴离子性表面活性剂的具体例包括聚氧乙烯烷基醚乙酸、聚氧乙烯烷基硫酸酯、烷基硫酸酯、聚氧乙烯烷基硫酸、烷基硫酸、烷基苯磺酸、烷基磷酸酯、聚氧乙烯烷基磷酸酯、聚氧乙烯磺基琥珀酸、烷基磺基琥珀酸、烷基萘磺酸、烷基二苯基醚二磺酸、它们的盐等。

阳离子性表面活性剂的具体例包括烷基三甲基铵盐、烷基二甲基铵盐、烷基苄基二甲基铵盐、烷基胺盐等。

两性表面活性剂的具体例包括烷基甜菜碱、烷基氧化胺等。非离子性表面活性剂的具体例包括聚氧乙烯烷基醚等聚氧亚烷基烷基醚、山梨糖醇酐脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺、烷基链烷醇酰胺等。这些表面活性剂可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。

另外，作为上述表面活性剂，也可以应用由下述式1所示的化合物或其盐表示的表面活性剂。

式1中，A¹～A³各自独立地为氢原子、甲基、乙基或聚氧亚烷基芳基醚基，其中，A¹～A³中的至少一者为聚氧亚烷基芳基醚基，前述聚氧亚烷基芳基醚基如式2所示，

式2中，Ar表示可以具有取代基的碳数6～20的芳基，E为碳数1～3的亚烷基，n为1～100。

上述式1所示的表面活性剂含有磷酸骨架，对金属布线(例如、铜、铜合金)具有螯合效果，但若存在聚氧亚烷基芳基醚基，则能降低螯合能力从而调整为适度的螯合能力。其结果，能够表现出金属布线的研磨速率并且防止金属布线的凹陷。

在上述式1中，A¹～A³各自独立地为氢原子、甲基、乙基或聚氧亚烷基芳基醚基，其中，A¹～A³中至少一者为聚氧亚烷基芳基醚基。其中，从抑制金属表面的蚀刻的效果的观点出发，若A¹～A³中至少一者为聚氧亚烷基芳基醚基，则优选。另外，从表面活性剂在研磨用组合物中的分散性的观点出发，优选A¹～A³中至少一者为氢原子。另外，从维持高研磨速度并且能够实现低高度差的观点出发，若A¹～A³中的一者为具有后述的式3作为Ar的聚氧亚烷基芳基醚基，且剩余部分为氢原子，则优选。需要说明的是，式1的化合物可以为1种，也可以为2种以上。另外，也可以组合使用单酯、二酯、三酯。

上述式1所示的表面活性剂可以呈盐的形态。作为盐的具体例，可以举出：一价或二价的金属盐、铵盐、胺盐等。作为一价或二价的金属盐，可以举出：锂盐、钠盐、钾盐、镁盐、钙盐等。其中，从半导体用的研磨用组合物的金属杂质的观点出发，优选为胺盐、钾盐。此处，作为胺盐，具体而言可以举出：三乙醇胺、三甲醇胺等，从研磨性能的观点出发，三乙醇胺是适合的。需要说明的是，盐的形态是指，在A¹～A³的一者或多者为氢原子时，其一部分或全部的氢原子被取代为如上述列举的盐的形态。

上述聚氧亚烷基芳基醚基由下式表示，

式2中，Ar表示可以具有取代基的碳数6～20的芳基，E为碳数1～3的亚烷基，n为1～100。

对于此处“Ar”中的芳基的碳数，为碳数6～20，优选为碳数6～15、更优选为碳数6～13、进一步优选为碳数6～8。通过使碳数处于这样的范围，能够有效地发挥本发明所期望的效果。另外，对“Ar”的具体例也没有特别限制，例如可以举出：苯基、萘基或蒽基等，特别是若为苯基，则能够有效发挥本发明所期望的效果。

鉴于上述，前述Ar由下述式3表示，

式3中，R¹～R⁵各自独立地为氢原子、取代或未取代的碳数1～21的烷基、或取代或未取代的碳数6～20的芳基。

从分散稳定性的观点出发，取代或未取代的碳数1～21的烷基中的烷基的碳数更优选为1～18、进一步优选为1～10、进一步更优选为1～5、特别优选为1～3。另外，对烷基的具体例也没有特别限制，可以为直链，也可以为支链，可以举出：甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、己基、异己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、2-乙基己基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基等。其中，优选为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基，更优选为甲基、乙基、丙基、异丙基，特别优选为甲基、乙基。

另外，作为取代或未取代的碳数1～21的烷基中的取代基，优选为芳基、卤素原子，作为芳基，优选苯基、萘基等，作为卤素原子，氯、溴、碘等是适合的。特别是，若具有芳基作为取代基，则在吸附于Cu表面时，Cu表面变成拒水性，磨粒、络合剂变得难以与Cu表面进行液体接触，从而能够防止阻挡膜露出后的过度研磨。

另外，作为基于R¹～R⁵中的烷基的取代数，从分散稳定性的观点出发，优选为1～3的整数。另外，关于R¹～R⁵中的烷基的取代部位也没有特别限制，从高研磨速度并且实现低高度差、抑制蚀刻的观点出发，取代数为1时，优选为3位，取代数为3时，优选2位、4位、6位。

芳基是由芳香族烃衍生出的官能团或取代基。芳基的碳数为6～20，从分散稳定性的观点出发，碳数优选为6～14、更优选为碳数6～8。对这样的芳基的具体例也没有特别限制，可以举出：苯基、萘基或蒽基等。另外，作为取代或未取代的碳数6～20的芳基中的取代基，碳数1～21的烷基、卤素原子等是适合的。对于碳数1～21的烷基的例子，上述例子同样地妥当。

鉴于上述，作为前述Ar的具体例，可以适当地使用下述所示的物质，

此处，上述Ar¹中，r为1～5的整数，从分散稳定性的观点出发，更优选为1～3的整数；另外，上述Ar²中，s为1～5的整数，从分散稳定性的观点出发，更优选为1～3的整数、进一步优选为1～2的整数、特别优选为1。对Ar¹中的取代苯基的乙基的取代位置也不特别限制，r＝1时，优选为3位或4位，r＝3时，从高研磨速度并且实现低高度差、抑制蚀刻的效果的观点出发，优选2位、4位、6位。另外，s＝1时，优选2位、3位或4位，从抑制蚀刻的效果的观点出发，特别优选为3位。

另外，对上述式2中的“E”中的、碳数1～3的亚烷基的具体例也没有特别限制，可以为直链状、支链状，例如可以举出：亚甲基、亚乙基、三亚甲基、亚丙基等，特别是若为亚乙基，则能够有效地发挥上述本发明所期望的效果。另外，n为1～100，从分散稳定性的观点出发，优选为4～80的整数、更优选为8～50的整数。

鉴于以上，从有效地发挥本发明所期望的效果的观点出发，可以适当地使用作为下述式4～6所示的化合物或其盐的表面活性剂。

特别是，想要提高保存稳定性时，若考虑到分散稳定性，则作为式6所示的化合物或其盐的表面活性剂是适合的，另外，若考虑到兼顾研磨性能，则作为式4所示的化合物或其盐的表面活性剂是适合的。这样，若是在苯基(苯基醚基)上取代有被苯基取代的乙基、烷基，则能够有效地发挥高的研磨速度和高的抑制蚀刻的效果。

上述具有聚氧亚烷基芳基醚基的表面活性剂的数均分子量(Mn)优选处于200～100000的范围内、更优选处于300～5000的范围内。需要说明的是，在本发明中，数均分子量(Mn)采用通过GPC(凝胶渗透色谱法)法测定的聚苯乙烯换算的值。

上述式1所示的表面活性剂只要是具有聚氧亚烷基芳基醚基的物质，则可以购入市售品，也可以根据需要参照以往公知的见解，或者组合合成。

研磨用组合物中的表面活性剂的含量的下限值优选为0.0001g/L以上、更优选为0.001g/L以上。随着表面活性剂的含量变多，能够进一步减少研磨后的凹陷。另外，研磨用组合物中的表面活性剂的含量的上限值优选为20g/L以下、更优选为10g/L以下。随着表面活性剂的含量变少，能够抑制研磨速度的降低。

(防腐剂及防霉剂)

作为本发明的研磨用组合物中可添加的防腐剂及防霉剂，例如可以举出：2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮等异噻唑啉系防腐剂、对羟基苯甲酸酯类、及苯氧基乙醇等。这些防腐剂及防霉剂可以单独使用或混合使用2种以上。

(水溶性高分子或其盐)

本发明的研磨用组合物可以含有水溶性高分子或其盐。通过添加水溶性高分子或其盐，从而研磨用组合物的分散稳定性提高，由于浆料浓度的均匀化，能实现研磨用组合物的供给的稳定化。另外，能够进一步降低使用研磨用组合物进行了研磨后的研磨对象物的表面粗糙度。

作为水溶性高分子的具体例，例如可以举出：聚苯乙烯磺酸盐、聚异戊二烯磺酸盐、聚丙烯酸盐、聚马来酸、聚衣康酸、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚甘油酸、聚乙烯基吡咯烷酮、异戊二烯磺酸和丙烯酸的共聚物、聚乙烯基吡咯烷酮-聚丙烯酸共聚物、聚乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物、萘磺酸-福尔马林缩合物的盐、二烯丙胺盐酸盐-二氧化硫共聚物、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素的盐、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、支链淀粉(pullulan)、壳聚糖、及壳聚糖盐类。这些水溶性高分子可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。

研磨用组合物中的水溶性高分子或其盐的含量的下限优选为0.0001g/L以上、更优选为0.001g/L以上。随着水溶性高分子或其盐的含量变多，基于研磨用组合物的研磨面的表面粗糙度进一步降低。另外，研磨用组合物中的水溶性高分子或其盐的含量的上限优选为10g/L以下、更优选为1g/L以下。随着水溶性高分子或其盐的含量变少，水溶性高分子或其盐在研磨面的残留量降低、清洗效率进一步提高。

[研磨用组合物的制造方法]

对本发明的研磨用组合物的制造方法没有特别限制，例如可以通过在水等分散介质或溶剂中将氧化剂、钴溶解抑制剂、及根据需要的其它成分搅拌混合来获得。

对混合各成分时的温度没有特别限制，优选10～40℃，为了提高溶解速度也可以进行加热。另外，对混合时间也没有特别限制。

[研磨方法]

如上所述，本发明的研磨用组合物适合用于具有包含铜的层和包含钴的层的研磨对象物的研磨。因此，本发明提供用本发明的研磨用组合物对具有包含铜的层和包含钴的层的研磨对象物进行研磨的研磨方法。为了更有效地获得本发明的效果，优选同时对包含铜的层和包含钴的层进行研磨。另外，本发明提供一种基板的制造方法，其包括通过上述研磨方法对具有包含铜的层和包含钴的层的研磨对象物进行研磨的工序。

作为研磨装置，可以使用如下的通常的研磨装置：其安装有用于保持具有研磨对象物的基板等的保持件和可改变转速的电动机等，且具有可贴附研磨垫(研磨布)的研磨平板。

作为前述研磨垫，可以没有特别限制地使用通常的无纺布、聚氨酯、及多孔质氟树脂等。优选对研磨垫实施使研磨液积存的槽加工。

对研磨条件也没有特别限制，例如，研磨平板的转速优选10～500rpm，对研磨对象物施加的压力(研磨压力)优选0.1～10psi。对向研磨垫供给研磨用组合物的方法也不特别限制，例如可以采用通过泵等连续地供给的方法。对该供给量没有限制，优选研磨垫的表面一直被本发明的研磨用组合物覆盖。

研磨结束后，在流水中清洗研磨对象物，利用旋转式干燥机等甩掉附着在研磨对象物上的水滴，使其干燥，由此得到研磨完的研磨对象物。

实施例

使用以下的实施例及比较例对本发明更详细地进行说明。其中，本发明的技术范围不仅限定于以下实施例。

[蚀刻试验]

以使作为氧化剂的过氧化氢水(浓度：31质量％)为30g/L(以过氧化氢计在研磨用组合物中为9.3g/L)、作为钴溶解抑制剂的下述表1所示的化合物为0.1mol/L、及作为研磨促进剂的甘氨酸为10g/L的含量的方式在水中搅拌混合(混合温度：约25℃、混合时间：约10分钟)，制备研磨用组合物。

对于蚀刻试验，在放入于500ml烧杯的研磨用组合物中，边使液体以300rpm旋转边使加工成30mm四方尺寸的钴晶圆浸渍3分钟。将用浸渍前后的取样片(coupon)的厚度差除以浸渍时间而得到的值作为对包含钴的层的蚀刻速率。将结果示于下述表1。

[表1]

表1

由上述表1可明确，与比较例1～11的研磨用组合物对包含钴的层的蚀刻速率相比，实施例1～9的研磨用组合物对包含钴的层的蚀刻速率大幅降低。

(研磨速度)

将作为磨粒的胶态二氧化硅(平均一次粒径：10nm、平均二次粒径：28nm)3g/L、作为氧化剂的过氧化氢10g/L、作为表面活性剂的聚氧乙烯烷基醚0.5g/L及上述式4所示的三苯乙烯基苯基醚EO磷酸酯(Rhodia Nicca,Ltd.制、SOPROPHOR(注册商标)3D33)0.2g/L、下述表3所示的钴溶解抑制剂0.1mol/L、作为研磨促进剂的甘氨酸10g/L在水中搅拌混合(混合温度：约25℃、混合时间：约10分钟)以使其成为各自记载的含量。进而使用氢氧化钾作为pH调节剂，将pH调节至7.0，从而得到研磨用组合物。得到的研磨用组合物的pH利用pH计在25℃下进行了确认。

使用得到的研磨用组合物(实施例10～13、比较例12)，在下述表2的研磨条件下对钴/铜图案化晶圆(具有Ta层作为阻挡层)进行研磨。

[表2]

研磨装置：300mm用CMP单面研磨装置

垫：聚氨酯制垫

平板(研磨平板)转速：80rpm

研磨压力：120hPa(1.74psi)

研磨用组合物的流量：200ml/分钟

研磨时间：60秒

研磨速度通过如下求出：将使用以直流4探针法为原理的薄片电阻测定器测定的研磨前后的钴/铜图案化晶圆中的包含铜的层及包含钴的层的各自的厚度差除以研磨时间。将结果示于下述表3。

(形貌(topography))

在上述表2中记载的研磨条件下，对具有各种大小的线-空间(line and space)(L/S)的基板(具有阻挡层的钴/铜图案化晶圆)进行研磨直到阻挡层露出，用原子力显微镜(AFM)对包含钴的层的表面形貌进行测定。

(包含钴的层的凹部)

通过扫描型电子显微镜对使用实施例10～13、及比较例12的研磨用组合物对钴/铜图案化晶圆进行了研磨后的图案的截面进行观察。

将研磨速度、形貌及包含钴的层的凹部的观察结果示于下述表3。

[表3]

由上述表3明确可知，使用实施例10～13的研磨用组合物时，包含铜的层的研磨速度高、并且包含钴的层的研磨速度低。另外，可知抑制了包含钴的层的高度差。

使用实施例10～13的研磨用组合物时，没有观察到包含钴的层的凹部，使用比较例12的研磨用组合物时，观察到了包含钴的层的凹部。图1为表示使用实施例10的研磨用组合物对钴/铜图案化晶圆进行了研磨后的图案的截面的SEM(扫描型电子显微镜)照片、图2为表示使用比较例12的研磨用组合物对钴/铜图案化晶圆进行了研磨后的图案的截面的SEM(扫描型电子显微镜)照片。另外，图1及图2中，黑色的部分1为阻挡层(Ta层)，被虚线包围的部分2为包含铜的层，在部分1和部分2的界面有包含钴的层。在图1中，基本未观察到包含铜的层(部分2)及包含钴的层(部分1和部分2的界面)的溶解，在图2中，可知以存在于部分2和部分1的界面的包含钴的层为中心发生了溶解，因此也推进了与部分2和部分1的界面的包含钴的层邻接的包含铜的层(部分2)的溶解。

需要说明的是，本申请基于2014年9月8日申请的日本专利申请第2014-182583号，其公开内容通过参照全部被引用。

Claims (9)

1.一种研磨用组合物，其用于对具有包含铜的层和包含钴的层的研磨对象物进行研磨的用途，

所述研磨用组合物含有氧化剂和钴溶解抑制剂，所述钴溶解抑制剂选自由具有含氮5元环结构的化合物及具有2个以上羧基的氨基羧酸组成的组中的至少1种。

2.根据权利要求1所述的研磨用组合物，其中，所述具有含氮5元环结构的化合物为选自由1H-苯并三唑、5-甲基-1H-苯并三唑、1H-咪唑及1H-四唑组成的组中的至少1种。

3.根据权利要求1所述的研磨用组合物，其中，所述氨基羧酸为选自由二亚乙基三胺五乙酸、三亚乙基四胺-N,N,N”,N”,N”’,N”’-六乙酸、次氮基三乙酸、N-(2-羟基乙基)亚氨基二乙酸、及N-(2-羟基乙基)乙二胺-N,N’,N’-三乙酸组成的组中的至少1种。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的研磨用组合物，其中，还含有研磨促进剂。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的研磨用组合物，其中，还含有表面活性剂。

6.一种研磨用组合物的制造方法，其包括将氧化剂和钴溶解抑制剂混合，所述钴溶解抑制剂选自由具有含氮5元环结构的化合物及具有2个以上羧基的氨基羧酸组成的组中的至少1种。

7.一种研磨方法，其是对具有包含铜的层和包含钴的层的研磨对象物进行研磨的方法，

所述研磨方法包括使用权利要求1～5中任一项所述的研磨用组合物或通过权利要求6所述的制造方法得到的研磨用组合物，同时对所述包含铜的层和所述包含钴的层进行研磨。

8.一种基板的制造方法，其包括通过权利要求7所述的研磨方法对具有包含铜的层和包含钴的层的研磨对象物进行研磨的工序。

9.一种基板，其是通过权利要求8所述的制造方法得到的。