TW201917190A - 研磨方法及研磨液 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種研磨方法，其是藉由研磨液來對具備待研磨部之物品進行研磨的方法，該待研磨部包含鈷，其中，研磨液包含水、研磨粒子及金屬溶解劑，研磨液的pH為6.0以上，並且，以研磨液的總質量作為基準計，研磨液中的過氧化氫的含量為0.0001質量％以下。

Description

研磨方法及研磨液
本發明有關一種研磨方法及研磨液。
近年來，隨著半導體積體電路(Large-Scale Integration，以下稱為「LSI」)的高積體化、高性能化，而正在開發新的微細加工技術。化學機械研磨(以下稱為「CMP」)法亦為其中一種。CMP法是在LSI製造步驟中頻繁利用的技術，特別是在多層線路形成步驟中的絕緣膜的平坦化、金屬栓塞的形成、填埋線路的形成等之中頻繁利用的技術。此技術已揭示於例如專利文獻1中。
為了使LSI高性能化，作為線路材料的導電性物質，一直是利用低電阻的銅(Cu)、銅合金等的包含Cu之金屬。以往在形成鋁(Al)合金線路時頻繁地使用乾蝕刻法，因該乾蝕刻法難以對包含Cu之金屬膜進行微細加工，因此，形成包含Cu之線路時，主要是採用所謂的金屬鑲嵌(Damascene)法。金屬鑲嵌法是預先於絕緣膜(例如層間絕緣膜)的表面形成溝槽後，將導電性物質(例如包含Cu之金屬)堆積在該絕緣膜的該表面上，並一面將導電性物質填埋在溝槽中一面形成金屬膜。然後，藉由CMP法來將金屬膜中的經填埋在溝槽中的導電性物質以外的部分去除，來形成填埋線路。此技術已揭示於例如專利文獻2中。
此外，目前，在(電)接點材料(contact material)、栓塞材料、通孔(via，介層孔)材料、閘極材料等複數種用途中，一直是使用包含鎢(W)之金屬。在接點栓塞等的形成中，是採用與形成上述線路時所使用的製程相同的製程。
此外，在線路與絕緣膜之間、及栓塞與絕緣膜之間，通常為了防止導電性物質擴散至絕緣膜中而形成有襯墊(例如阻障層)。作為用以構成阻障層亦即襯墊的金屬，一直是使用包含鉭(Ta)、鈦(Ti)等之金屬。襯墊是藉由例如下述方法來形成：將上述金屬材料堆積在絕緣膜的形成有溝槽的面上而形成金屬膜後，藉由CMP法來將該金屬膜中的填埋在溝槽中的導電性物質以外的部分去除。此技術已揭示於例如專利文獻3中。
另一方面，隨著半導體元件的微細化傾向，在線路、栓塞等(例如銅線路、鎢栓塞等)之中，逐漸產生下述這樣的問題：產生孔洞(產生局部的空隙的現象)等缺陷而造成不良(例如線路不良)。於是，為了提高導電性物質的填埋性來解決上述所欲解決的問題，而正在嘗試於阻障層亦即襯墊與線路或栓塞之間形成包含鈷(Co)之層(由包含鈷之金屬所構成之層)來作為第2襯墊。此技術已揭示於例如專利文獻4中。
此外，包含鈷之金屬因其填埋性良好，因此，亦正在研究將其作為接點材料、栓塞材料、通孔材料、閘極材料等複數種用途中所使用的鎢的替代材料。
然而，CMP法所使用的研磨液中，有時含有過氧化氫(H2 O2 )。此技術已揭示於例如專利文獻5中。 [先前技術文獻] (專利文獻)
專利文獻1：美國專利第4944836號說明書 　　專利文獻2：日本特開平02-278822號公報 　　專利文獻3：日本特開2001-85372號公報 　　專利文獻4：日本特開2016-162761號公報 　　專利文獻5：日本特開2009-239009號公報
[發明所欲解決的問題] 　　然而，本發明人進行研究後，結果明確得知下述事實：當使用習知研磨液來對具備待研磨部之物品的該待研磨部進行研磨時，其中該待研磨部包含鈷(Co)，若研磨液的pH(酸鹼度)為6.0以上，則難以獲得穩定的研磨速度。
於是，本發明的目的在於提供一種研磨方法及用於該研磨方法中的研磨液，該研磨方法在對具備待研磨部之物品進行研磨時，其中該待研磨部包含Co，則即便使用pH為6.0以上的研磨液，仍能夠以穩定的研磨速度來對包含Co之待研磨部進行研磨。 [解決問題的技術手段]
本發明人推測當使用習知研磨液時無法獲得穩定的研磨速度的原因為下述。亦即，鈷(Co)由於為較銅(Cu)等重金屬更容易氧化的金屬，故研磨液中所含的過氧化氫的量(過氧化氫濃度)會對研磨速度造成大幅影響，而會因過氧化氫濃度些微不同而使Co的研磨速度產生較大的差異。本發明人依據這樣的推測，遂完成本發明。
亦即，本發明的一態樣是有關一種研磨方法，其是藉由研磨液來對具備待研磨部之物品進行研磨的方法，該待研磨部包含鈷(Co)，其中，該方法中所使用的研磨液包含水、研磨粒子及金屬溶解劑，研磨液的pH為6.0以上，並且，以研磨液的總質量作為基準計，研磨液中的過氧化氫的含量為0.0001質量％以下。
若藉由上述方法，則能夠以穩定的研磨速度來對包含Co之待研磨部進行研磨。上述方法容易獲得對鈷(Co)的優異的研磨速度，且即便物品具備包含Co之待研磨部以外的其它待研磨部，仍容易對包含Co之待研磨部選擇性地進行研磨。此外，上述方法不容易腐蝕待研磨部。
本發明的其它態樣是有關一種研磨液，其用於對具備待研磨部之物品進行研磨，該待研磨部包含Co，其中，該研磨液包含水、研磨粒子及金屬溶解劑，該研磨液的pH為6.0以上，並且，以研磨液的總質量作為基準計，該研磨液中的過氧化氫的含量為0.0001質量％以下。若藉由此研磨液，則能夠以穩定的研磨速度來對包含Co之待研磨部進行研磨。此外，若藉由此研磨液，則容易獲得對Co的優異的研磨速度及研磨選擇性，並且不容易使待研磨部發生腐蝕。此外，此研磨液即便長時間保存，研磨特性仍不容易變化。
一態樣中，金屬溶解劑是有機酸。若藉由此態樣，則能夠更加提高對Co的研磨速度。
一態樣中，金屬溶解劑包含從由二羧酸及胺基酸所組成之群組中選出的至少1種。若藉由此態樣，則能夠更加提高對Co的研磨速度。
一態樣中，以研磨液的總質量作為基準計，研磨粒子的含量為0.01～20質量％。作為目標的研磨速度一般會因基板的結構等而不同，但利用調整研磨粒子的含量，便能夠調整研磨速度。若藉由此態樣，則容易將對Co的研磨速度調整成目標的研磨速度。
一態樣中，研磨粒子包含氧化矽。若藉由此態樣，則研磨後的物品的表面不容易產生刮痕等缺陷。
一態樣中，研磨液進一步包含金屬防蝕劑。若藉由此態樣，則由於金屬防蝕劑會與Co等金屬產生螯合錯合物，故能夠防止由金屬材料所構成的待研磨部被過度地腐蝕。換言之，待研磨部的防止腐蝕效果會更優異。
一態樣中，研磨液進一步包含水溶性高分子。若藉由此態樣，則能夠提高研磨後的物品的表面的平坦性。
一態樣中，研磨液進一步包含酸鹼度(pH)調整劑。若藉由此態樣，則容易將研磨液的pH調整成目標的值。 [功效]
本發明能夠提供一種研磨方法及用於該研磨方法中的研磨液，該研磨方法在對具備待研磨部之物品進行研磨時，該待研磨部包含Co，則即便使用pH為6.0以上的研磨液，仍能夠以穩定的研磨速度來對包含Co之待研磨部進行研磨。
以下，說明本發明的較佳實施形態。但是，本發明並不受下述實施形態任何限定。
一實施形態的研磨方法是藉由研磨液來對具備待研磨部之物品進行研磨的方法，該待研磨部包含鈷(Co)。此外，本實施形態的研磨方法中所使用的研磨液(以下，稱為「本實施形態的研磨液」)包含水、研磨粒子及金屬溶解劑，研磨液的pH為6.0以上，並且，以研磨液的總質量作為基準計，研磨液中的過氧化氫的含量(過氧化氫濃度)為0.0001質量％以下。
本實施形態的研磨方法，是以下述方式將待研磨部去除：藉由研磨液來對待研磨部的露出面(待研磨面)進行研磨。換言之，本實施形態的研磨方法包括：對包含Co之待研磨部所具有的待研磨面進行研磨的步驟。此處，待研磨面的至少一部分包含Co。再者，本說明書中，「包含Co」的表現，是意指包含鈷原子，「包含Co之待研磨部」中亦包含一待研磨部，其不僅包含鈷單體且亦包含鈷合金、鈷的氧化物、鈷合金的氧化物等。「包含Cu」、「包含Ti」等相同的表現亦相同。
若藉由本實施形態的研磨方法，則能夠以穩定的研磨速度(Removal Rate)來對包含Co之待研磨部進行研磨。換言之，在對包含Co之待研磨部進行研磨時，研磨速度不容易發生變動，並且，即便將本實施形態的研磨方法實施複數次，仍能夠維持一定地以目標的研磨速度來對待研磨部進行研磨。我們推測其原因為：由於研磨液中的過氧化氫的含量為0.0001質量％以下，故能夠抑制起因於下述而發生的對Co的研磨速度變動：研磨液中的過氧化氫濃度的變異、研磨液之間的過氧化氫的調配量的些微不同等。
此外，本發明人進行研究後，結果明確得知下述事實：當研磨液包含過氧化氫時，有下述傾向：過氧化氫濃度可能會因時間經過而減少，研磨液的pH越高，則過氧化氫因時間經過而減少的量越大。研磨液，根據使用狀況，會有無法在調製後立即用於研磨的情況，故當包含過氧化氫之研磨液的pH在鹼性區域時，過氧化氫濃度容易發生變動。被認為此事實亦為當pH為6.0以上時的研磨速度的變動較大的原因之一。另一方面，本實施形態的研磨液，由於過氧化氫的含量為0.0001質量％以下，故即便長時間保存，研磨特性仍不容易變化，而能夠獲得對Co的穩定的研磨速度。
此外，本發明人進行研究後，結果明確得知下述事實：當研磨液的pH為6.0以上時，若過氧化氫濃度成為一定值以上，則對Co的研磨速度會急遽地減少，另一方面，對TiN(氮化鈦)等Co以外的金屬的研磨速度會增加。換言之，明確得知下述事實：當研磨液的pH為6.0以上時，若含有一定量以上的過氧化氫，則對Co的研磨速度與對Co以外的金屬的研磨速度的選擇比會大幅變動，而難以獲得良好的選擇比。另一方面，上述方法有下述傾向：容易獲得對Co的優異的研磨速度，且即便物品具備包含Co之待研磨部以外的其它待研磨部，仍能夠對包含Co之待研磨部選擇性地進行研磨。本實施形態的方法特別是對下述材料容易獲得高選擇比：氧化鈦單體、氮化鈦等的包含Ti之金屬；矽系絕緣材料等。
此外，當待研磨部包含Co時，待研磨部的腐蝕(Co的腐蝕)容易成為問題，但上述方法因pH為6.0以上等理由，因此，待研磨部不容易腐蝕。
本實施形態的研磨方法，可進一步具備：對包含Co之待研磨部以外的待研磨部所具有的待研磨面進行研磨的步驟。換言之，本實施形態的研磨方法中所研磨的物品，可具備：包含Co之待研磨部以外的待研磨部。但是，對包含Co之待研磨部所具有的待研磨面進行研磨的步驟與對包含Co之待研磨部以外的待研磨部所具有的待研磨面進行研磨的步驟，並未明確地區隔，同時實施各步驟的情形亦包含在本實施形態的研磨方法中。此外，當分別實施各步驟時，所使用的研磨液可相同亦可不同。
作為包含Co之待研磨部以外的待研磨部，可舉例如：包含Cu之待研磨部(例如包含銅、銅合金、銅的氧化物、銅合金的氧化物等之待研磨部)；包含鎢(W)之待研磨部(例如包含鎢單體、氮化鎢、鎢合金等之待研磨部)；包含鉭(Ta)之待研磨部(例如包含鉭單體、氮化鉭、鉭合金等之待研磨部)；包含鈦(Ti)之待研磨部(例如包含鈦單體、氮化鈦、鈦合金等之待研磨部)；包含釕(Ru)之待研磨部(例如包含釕單體、氮化釕、釕合金等之待研磨部)；包含銀、金等貴金屬之待研磨部等。如上所述，本實施形態的研磨方法有下述傾向：即便物品進一步具備如上述般的待研磨部，仍能夠對包含Co之待研磨部選擇性地進行研磨。例如：當物品具備包含Ti之待研磨部來作為包含Co之待研磨部以外的待研磨部時，對包含Co之待研磨部的研磨速度相對於對包含Ti之待研磨部的研磨速度的比，可為1.0以上。
本實施形態的研磨方法，較佳是藉由CMP法來進行。CMP法是藉由下述方式來對待研磨部所具有的待研磨面進行研磨：一面將研磨液供給至研磨平台的研磨墊上，一面在將物品的表面(待研磨部的待研磨面)按壓在研磨墊的狀態下使研磨平台與物品相對地移動。
此時，研磨時所使用的裝置能夠使用一般的研磨裝置，其具有：支架，其用以保持物品；及，研磨平台，其與能夠變更轉數的馬達等連接並黏貼有研磨墊。作為研磨墊並無特別限制，能夠使用一般的不織布、發泡聚胺酯(polyurethane)、多孔質氟樹脂等。
研磨條件並無特別限制。為了不使物品從研磨平台飛出，研磨平台的轉速較佳是轉數200 min－ 1 以下。從使在待研磨面內的研磨速度(例如對Co的研磨速度)均勻的觀點及在研磨後獲得充分的平坦性的觀點來看，將物品按壓在研磨墊上的壓力以1～100 kPa為佳，以5～50 kPa較佳。
在進行研磨的期間，在研磨墊與待研磨面之間，能夠以泵等來連續供給研磨液。此供給量並無限制，較佳是研磨墊的表面經常被研磨液所覆蓋。
為了在使研磨墊的表面狀態經常為相同的情形下進行化學機械研磨(CMP)，本實施形態的研磨方法較佳是進一步包括：在各研磨步驟之前，對研磨墊進行調整的調整步驟。例如：使用附有鑽石粒子之修整器(dresser)，並以至少包含水之液體來進行研磨墊的調整。
本實施形態的研磨方法，較佳是進一步包括：將研磨結束後的物品加以洗淨的洗淨步驟。洗淨步驟，例如是在流水中將研磨結束後的物品充分洗淨後，使用旋轉脫水(spin dry)等來將附著在物品上的水滴去除而使其乾燥。
本實施形態中所研磨的物品，只要具備包含Co之待研磨部，則無特別限定。物品可例如是半導體基板、磁頭等基板。
作為本實施形態的研磨方法的一例，以下詳述對一物品進行研磨的方法，該物品具備基板、第1待研磨部、第2待研磨部及第3待研磨部。
第1圖是顯示本實施形態的研磨方法的一例的概略剖面圖。本實施形態的研磨方法中所研磨的物品1a為半導體基板，在物品1a中，於矽基板等基板2的其中一面上，依序設置有絕緣部3、第1待研磨部(包含Ti之待研磨部)4、第2待研磨部(包含Co之待研磨部)5、及第3待研磨部(包含Cu之待研磨部)6(參照第1圖(a))。
絕緣部3被設置於基板2的其中一面上。絕緣部3的厚度例如為0.01～2.0 μm。
絕緣部3是由絕緣性的材料所形成。作為用以形成絕緣部3的材料，能夠廣泛使用：二氧化矽膜、氮化矽膜、介電常數低的low-k膜等之中所使用的材料。作為用以形成絕緣部3的材料的具體例，可舉例如：矽系絕緣材料(絕緣體)、有機聚合物系絕緣材料(絕緣體)等。作為矽系絕緣材料，可舉例如：二氧化矽；氮化矽；四乙氧基矽烷；氟矽酸鹽玻璃；以三甲基矽烷、二甲氧基二甲基矽烷為起始原料而獲得的有機矽酸鹽玻璃；氮氧化矽；氫化倍半矽氧烷；碳化矽；氮化矽等。此外，作為有機聚合物系絕緣材料，可舉例如：全芳香族系低介電常數絕緣材料(絕緣體)等。
在絕緣部3的與基板2相反的一側的面，已以既定圖案來形成溝部3a。溝部3a的形狀(寬度、深度等)並無特別限定。
絕緣部3能夠藉由下述方式來獲得：藉由化學氣相沉積(CVD)法、旋轉塗佈法、浸漬塗佈法、噴霧法等來形成膜後，藉由光微影法等來對絕緣部3的表面進行蝕刻而形成溝部3a。作為絕緣部3的具體例，可舉例如：LSI製造步驟(特別是多層線路形成步驟)中的層間絕緣膜。
第1待研磨部4是形成於絕緣部3的與基板2相反的一側的面(形成有溝部3a的面)上的金屬膜。第1待研磨部4是藉由Ti單體、TiN(氮化鈦)、Ti合金等的包含Ti之金屬來形成。第1待研磨部4較佳是包含Ti來作為主成分(例如50 莫耳(mol)％以上)，亦可包含在製膜時無法避免混入的其它元素。第1待研磨部4可藉由1種包含Ti之金屬來形成，亦可藉由複數種包含Ti之金屬來形成。第1待研磨部4的厚度例如為0.01～2.5 μm。
第2待研磨部5是形成於第1待研磨部4的與基板2相反的一側的面上的金屬膜。第2待研磨部5是藉由鈷單體、鈷合金、鈷的氧化物、鈷合金的氧化物等的包含Co之金屬來形成。第2待研磨部5較佳是包含Co來作為主成分(例如50 mol％以上)，亦可包含在製膜時無法避免混入的其它元素。第2待研磨部5可藉由1種包含Co之金屬來形成，亦可藉由複數種包含Co之金屬來形成。第2待研磨部5的厚度例如為0.01～2.5 μm。
第3待研磨部6是形成於第2待研磨部5的與基板2相反的一側的面上的金屬膜，且已將溝部3a內的空間S填充。空間S是藉由第2待研磨部5中的形成於溝部3a的內壁面上的部分(壁部)而劃分出來的空間，且是要形成線路部的空間。第3待研磨部6是藉由Cu單體、Cu合金、Cu的氧化物、Cu合金的氧化物等的包含Cu之金屬來形成。第3待研磨部6較佳是包含Cu來作為主成分(例如50 mol％以上)，亦可包含在製膜時無法避免混入的其它元素。第3待研磨部6可藉由1種包含Cu之金屬來形成，亦可藉由複數種包含Cu之金屬來形成。第3待研磨部6的厚度例如為0.01～2.5 μm。
第1～第3待研磨部是藉由習知的濺鍍法、化學氣相沉積(CVD)法、鍍覆法來形成。
在第1圖的例子中，是藉由研磨液來對第1～第3待研磨部的待研磨面進行研磨，而將各待研磨部的一部分去除。具體而言，首先，藉由研磨液來對物品1a的表面(第3待研磨部6的露出面)進行研磨，而將第3待研磨部的一部分去除(第1研磨步驟)。藉此，使第2待研磨部5露出，而獲得物品1b(參照第1圖(b))。第1研磨步驟較佳是在下述時間點結束：第2待研磨部5的表面之中的與基板2平行的面(例如用以劃分出空間S的壁面以外的面)已全部露出。在第1研磨步驟中，可將第2待研磨部5的一部分與第3待研磨部6一起進行研磨，但不使第1待研磨部4露出。
然後，藉由研磨液來對第1研磨步驟後的物品1b的表面(第2待研磨部5及第3待研磨部6的露出面)進行研磨，而將第2待研磨部5的一部分及第3待研磨部6的一部分去除(第2研磨步驟)。藉此，使第1待研磨部4露出，而獲得物品1c(參照第1圖(c))。第2研磨步驟較佳是在下述時間點結束：第1待研磨部4的表面之中的與基板2平行的面(例如與用以劃分出空間S的第2待研磨部5的壁面相接的面以外的面)已全部露出。在第2研磨步驟中，可將第1待研磨部4的一部分與第2待研磨部5及第3待研磨部6一起進行研磨，但不使絕緣部3露出。
然後，藉由研磨液來對第2研磨步驟後的物品1c的表面(第1待研磨部4、第2待研磨部5及第3待研磨部6的露出面)進行研磨，而將第1待研磨部4的一部分、第2待研磨部5的一部分及第3待研磨部6的一部分去除(第3研磨步驟)。藉此，使絕緣部3露出，而獲得物品1d(參照第1圖(d))。第3研磨步驟較佳是在下述時間點結束：絕緣部3的表面之中的與基板2平行的面(例如溝部3a的內壁面以外的面)已全部露出。在第3研磨步驟中，可將絕緣部3的一部分與第1待研磨部4、第2待研磨部5及第3待研磨部6一起進行研磨。
藉由上述步驟來獲得的物品1d，具備基板2、絕緣部3、第1襯墊部7、第2襯墊部8及線路部9。在第1圖的例子中，是藉由研磨來將第1待研磨部4的一部分去除，藉此形成第1襯墊部7，且藉由研磨來將第2待研磨部5的一部分去除，藉此形成第2襯墊部8，並藉由研磨來將第3待研磨部6的一部分去除，藉此形成線路部9，
物品1d中，第1襯墊部7是形成於絕緣部3中的溝部3a的內壁面上。物品1d中的第1襯墊部7為阻障層，具有下述功能：防止導電性物質亦即包含Cu之金屬擴散至絕緣部3中。
物品1d中，第2襯墊部8是形成於第1襯墊部7上。物品1d中的第2襯墊部8有助於提高導電性物質亦即包含Cu之金屬對空間S的填埋性。
物品1d中，藉由第2襯墊部8來劃分出的空間S，藉由包含Cu之金屬來填充，且該經藉由金屬來填充的空間形成了線路部9。
上述研磨方法中，至少在對包含Co之待研磨部進行研磨時使用本實施形態的研磨液，但亦可在對包含Co之待研磨部以外的待研磨部(第1待研磨部4及第3待研磨部6)進行研磨時使用本實施形態的研磨液。換言之，只要第2研磨步驟及第3研磨步驟之中的至少一步驟中的研磨液為本實施形態的研磨液即可，第1研磨步驟中的研磨液亦可為本實施形態的研磨液。但是，作為第1研磨步驟中所使用的研磨液，較佳是使用一研磨液，其對第3待研磨部的研磨速度充分大於對第2待研磨部的研磨速度，而能夠對第3待研磨部選擇性地進行研磨。作為這樣的研磨液，可舉例如：日本專利第3337464號公報中所記載的研磨液。
以上，已參照第1圖來說明本實施形態的研磨方法的一例，但本實施形態的研磨方法不限定於上述例子。
上述例子中，第2待研磨部是包含Co之待研磨部，但第2待研磨部以外的待研磨部(第1待研磨部及第3待研磨部之中的至少一待研磨部)亦可為包含Co之待研磨部。此時，第2待研磨部可由下述所形成：鉭單體、氮化鉭、鉭合金等的包含Ta之金屬；鈦單體、氮化鈦、鈦合金等的包含Ti之金屬；鎢單體、氮化鎢、鎢合金等的包含W之金屬；釕單體、氮化釕、釕合金等的包含Ru之金屬等。此外，當使用(研磨)一種物品，其第3待研磨部為包含Co之待研磨部時，物品1d中的線路部9可為接點栓塞等栓塞部。亦即，可藉由研磨來將第3待研磨部的一部分去除，藉此形成栓塞部。
此外，上述例子中，第1待研磨部是藉由包含Ti之金屬來形成，但第2待研磨部亦可由包含Ta之金屬、包含W之金屬、包含Ru之金屬等所形成。
此外，上述例子中，第3待研磨部是藉由包含Cu之金屬來形成，但第3待研磨部亦可由銀、金等貴金屬、包含W之金屬等所形成。
此外，上述例子中，物品具備的待研磨部的數目為3個，但只要物品具備包含Co之待研磨部，待研磨部的數目即無特別限定。亦可使用例如物品11a，其如第2圖所示，待研磨部為2個。
物品11a具備基板12、形成有溝部13a之絕緣部33、第1待研磨部14及第2待研磨部15(參照第2圖(a))。物品11a中，第1待研磨部14及第2待研磨部15依序設置於基板12的其中一面上。第2圖所示的例子中，能夠與上述的例子同樣地進行而對第1待研磨部14及第2待研磨部15進行研磨。例如：首先，藉由研磨液來對物品11a的表面(第2待研磨部15的露出面)進行研磨，而將第2待研磨部的一部分去除(第1研磨步驟)。藉此，使第1待研磨部14露出，而獲得物品11b(參照第2圖(b))。然後，藉由研磨液來對研磨後的物品11b的表面(第1待研磨部14及第2待研磨部15的露出面)進行研磨，而將第1待研磨部14的一部分及第2待研磨部15的一部分去除(第2研磨步驟)。藉此，使絕緣部13露出(參照第2圖(c))。藉此，獲得物品11c，其具備絕緣部13、襯墊部16及線路部17。
此例子中，第1待研磨部14及第2待研磨部15之中的至少一待研磨部為包含Co之待研磨部，且在第1研磨步驟及第2研磨步驟之中的至少一步驟中使用本實施形態的研磨液。再者，線路部17可為栓塞部。此外，第1待研磨部14可由與上述例子中的第1待研磨部4及第2待研磨部5相同的材料所形成，第2待研磨部15可由與上述例子中的第3待研磨部6相同的材料所形成。
其次，說明本實施形態的研磨液的詳細內容。
(水) 　　作為研磨液中所含的水，能夠使用：離子交換水(去離子水)、純水、超純水、蒸餾水等。為了極力避免阻礙研磨液中所含的其它成分的作用，使用的水中的過渡金屬離子的合計含量較佳是100 ppb以下。本實施形態中，可使用一種水，其經藉由下述操作來提高純度：藉由離子交換樹脂來將雜質離子去除、藉由過濾器來將異物去除、蒸餾等。
(研磨粒子) 　　研磨粒子(研磨粒)包含一種或複數種粒子。再者，本說明書中，所謂「研磨粒子」，是意指複數種粒子的集合。有時為了方便而將用以構成研磨粒子的一種粒子稱為研磨粒子。
作為研磨粒子的構成材料，可舉例如：氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈰、氧化鈦、氧化鍺、碳化矽等無機物；聚苯乙烯、聚丙烯酸、聚氯乙烯等有機物；此等的改質物等。作為包含上述改質物之研磨粒子，可舉例如一種粒子，其經以烷基來對包含氧化矽、氧化鋁、氧化鈰、氧化鈦、氧化鋯、氧化鍺等之研磨粒子的表面進行改質。
從使物品的進行研磨後的表面(例如線路部的表面、襯墊部的表面、絕緣部的表面等)不容易產生刮痕等缺陷的觀點來看，研磨粒子較佳是包含氧化矽。研磨粒子可僅由包含氧化矽之粒子所構成。作為包含氧化矽之研磨粒子，可舉例如：非晶質氧化矽、結晶性氧化矽、熔融氧化矽、球狀氧化矽、合成氧化矽、中空氧化矽、膠體氧化矽等。
研磨粒子的平均次級粒徑以120 nm以下為佳，以100 nm以下較佳，以90 nm以下更佳，以80 nm以下特佳。若研磨粒子的平均次級粒徑為120 nm以下，則有對Co的研磨速度更優異的傾向。此外，研磨粒子的平均次級粒徑以5 nm以上為佳，以10 nm以上較佳，以15 nm以上更佳。若研磨粒子的平均次級粒徑為5 nm以上，則有對Co的研磨速度更優異的傾向。從此等觀點來看，研磨粒子的平均次級粒徑以5～120 nm為佳，以5～100 nm較佳，以10～90 nm更佳，以15～80 nm特佳。研磨粒子的平均次級粒徑是使用光繞射散射式粒度分布計(例如BECKMAN COULTER公司製的N5(型號))來進行測定。
以研磨液的總質量作為基準計，研磨粒子的含量，以0.01質量％以上為佳，以0.05質量％以上較佳，以0.1質量％以上更佳。若研磨粒子的含量為0.01質量％以上，則對包含Co之金屬的去除能力會更充分，而對Co的研磨速度容易更充分。以研磨液的總質量作為基準計，研磨粒子的含量以20質量％以下為佳，以15質量％以下較佳，以10質量％以下更佳。若研磨粒子的含量為20質量％以下，則容易獲得研磨粒子的良好的分散穩定性，而不容易產生刮痕等缺陷。從此等觀點來看，以研磨液的總質量作為基準計，研磨粒子的含量以0.01～20質量％為佳，以0.05～15質量％較佳，以0.1～10質量％更佳。
(金屬溶解劑) 　　金屬溶解劑具有使金屬(氧化金屬等)溶解的功能。金屬溶解劑例如是氧化金屬溶解劑。作為金屬溶解劑，能夠使用習知的作為氧化金屬溶解劑的化合物，能夠使用例如：有機酸、有機酸酯、有機酸鹽、無機酸、無機酸鹽等。金屬溶解劑較佳是具有水溶性。
作為金屬溶解劑的具體例，可舉例如：乙酸、丙酸、苯甲酸等單羧酸，丙二酸、琥珀酸、檸檬酸、蘋果酸、草酸、酒石酸、吡啶甲酸、鄰苯二甲酸、己二酸、戊二酸等二羧酸，丙胺酸、甘胺酸、白胺酸、異白胺酸、天冬醯胺、天冬胺酸、精胺酸、半胱胺酸等的胺基酸等的有機酸；此等有機酸的酯及此等有機酸的鹽(例如銨鹽)；硫酸、硝酸、磷酸、鹽酸等無機酸；此等無機酸的鹽等。此等金屬溶解劑可單獨使用1種，亦可混合2種以上來使用。
從更加提高對Co的研磨速度的觀點來看，金屬溶解劑以有機酸為佳，更佳是從由二羧酸及胺基酸所組成之群組中選出的至少1種。從更加提高對Co的研磨速度的觀點來看，作為較佳的二羧酸，可舉例如：蘋果酸、檸檬酸、琥珀酸、丙二酸、二羥基乙酸、間苯二甲酸、及甲基琥珀酸。從更加提高對Co的研磨速度的觀點來看，作為較佳的胺基酸，可舉例如：甘胺酸、天冬醯胺、天冬胺酸、精胺酸、異白胺酸、及蘇胺酸等。
以研磨液的總質量作為基準計，金屬溶解劑的含量以0.005質量％以上為佳，以0.01質量％以上較佳，以0.05質量％以上更佳，以0.1質量％以上特佳。若金屬溶解劑的含量為0.005質量％以上，則能夠更加提高對Co的研磨速度。以研磨液的總質量作為基準計，金屬溶解劑的含量以4質量％以下為佳，以3質量％以下較佳，以2質量％以下更佳，以1.3質量％以下特佳。若金屬溶解劑的含量為4質量％以下，則研磨粒子不容易凝集，而能夠更加提高研磨液的保管穩定性。結果，有能夠獲得更穩定的研磨速度的傾向。從此等觀點來看，金屬溶解劑的含量以0.005～4質量％為佳，以0.01～3質量％較佳，以0.05～2質量％更佳，以0.1～1.3質量％特佳。
(過氧化氫) 　　以研磨液的總質量作為基準計，研磨液中的過氧化氫的含量為0.0001質量％以下。過氧化氫的含量是使用平沼產業股份有限公司製的電位差自動滴定裝置COM2500(型號)並藉由實施例中所記載的方法來進行測定。0.0001質量％為能夠藉由實施例中所記載的方法來偵測出的過氧化氫的偵測極限值。
(pH調整劑) 　　為了將研磨液的pH調製成目標的pH，本實施形態的研磨液可進一步包含pH調整劑。作為pH調整劑，可舉例如：鹼金屬離子的氫氧化物、鹼土金屬的氫氧化物、氨等。從防止研磨粒子凝集的觀點來看，作為pH調整劑，較佳是氫氧化鉀、苯甲胺及二乙醇胺，更佳是氫氧化鉀。pH調整劑可單獨使用1種，且亦可組合2種以上來使用。
從防止研磨粒子凝集的觀點來看，以研磨液的總質量作為基準計，pH調整劑的含量以5質量％以下為佳，以3質量％以下較佳，以2質量％以下更佳。pH調整劑的含量的下限無特別限定，例如可為0質量％。
(金屬防蝕劑) 　　本實施形態的研磨液可進一步包含金屬防蝕劑。金屬防蝕劑為一種化合物，其會與Co等金屬產生螯合錯合物，而能夠在待研磨部的表面形成保護膜以防止由金屬材料所構成的待研磨部被過度地腐蝕。作為這樣的化合物，能夠使用習知的作為金屬防蝕劑的化合物。作為金屬防蝕劑，可舉例如：具有三唑骨架之化合物、具有咪唑骨架之化合物、具有嘧啶骨架之化合物、具有胍骨架之化合物、具有噻唑骨架之化合物、及具有吡唑骨架之化合物。
作為具有三唑骨架之化合物，可舉例如：1,2,3-三唑、苯并三唑、1-羥基苯并三唑、雙[(1-苯并三唑基)甲基]膦酸、5-甲基苯并三唑等。作為具有咪唑骨架之化合物，可舉例如：2-甲基咪唑、2-胺基咪唑等。作為具有嘧啶骨架之化合物，可舉例如：嘧啶、1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶等。作為具有胍骨架之化合物，可舉例如：1,3-二苯基胍、1-甲基-3-硝基胍等。作為具有噻唑骨架之化合物，可舉例如：2-巰基苯并噻唑、2-胺基噻唑等。作為具有吡唑骨架之化合物，可舉例如：3,5-二甲基吡唑、3-甲基-5-吡唑酮、3-胺基-5-甲基吡唑等。此等之中，從抑制待研磨部腐蝕的觀點來看，以具有三唑骨架之化合物為佳。並且，具有三唑骨架之化合物中，更佳是1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、3-胺基-1H-1,2,4-三唑、4-胺基-4H-1,2,4-三唑、苯并三唑、1-羥基苯并三唑及5-甲基苯并三唑。此等金屬防蝕劑中可單獨使用1種，亦可組合2種以上來使用。
從容易抑制待研磨部的腐蝕的觀點來看，以研磨液的總質量作為基準計，金屬防蝕劑的含量以0.0005質量％以上為佳，以0.001質量％以上較佳，以0.003質量％以上更佳。從容易抑制待研磨部的腐蝕的觀點來看，以研磨液的總質量作為基準計，金屬防蝕劑的含量以0.5質量％以下為佳，以0.3質量％以下較佳，以0.1質量％以下更佳。從此等觀點來看，以研磨液的總質量作為基準計，金屬防蝕劑的含量以0.0005～0.5質量％為佳，以0.001～0.3質量％較佳，以0.003～0.1質量％更佳。
(水溶性高分子) 　　本實施形態的研磨液可進一步包含水溶性高分子。此處，所謂「水溶性高分子」，是定義為在25℃時相對於水100 g會溶解0.1 g以上的高分子。研磨液包含水溶性高分子，便能夠提高物品的研磨後的表面的平坦性。
作為水溶性高分子，只要為能夠與水混合的高分子，則無特別限制，可舉例如具有由下述式(1)表示的結構之高分子化合物。式(1)中，R表示烷基、烯基、苯基、多環苯基、烷基苯基、或烯基苯基，X表示可具有取代基之伸乙基，Y表示可具有取代基之伸丙基，n及m分別表示0以上的整數，n為伸乙基的重複數，m為伸丙基的重複數。
R的碳數以6以上為佳，以30以下為佳。作為X及Y所具有的取代基(用以將伸乙基及伸丙基所具有的氫原子之中的至少一個加以取代的官能基)，可舉例如烷基及苯基。式(1)中，n＋m可為4以上。
從能夠更加提高研磨後的平坦性的觀點來看，由式(1)表示的化合物中，較佳為：式(1)中的R的碳數為6以上且n＋m為4以上之化合物。
作為由式(1)表示的化合物的具體例，可舉例如：聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯鯨蠟基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯油基醚等的聚氧乙烯烷基醚；聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚等的聚氧乙烯苯基醚；聚氧乙烯聚氧丙烯辛基醚等的聚氧乙烯與聚氧丙烯的共聚物的烷基醚等。
作為其它水溶性高分子，可舉例如：具有羧酸基或羧酸鹽基之水溶性高分子等。作為這樣的水溶性高分子，可舉例如：丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸等具有羧酸基的單體之均聚物；該聚合物的羧酸基的部分成為銨鹽等的羧酸鹽基之均聚物。具體而言，可舉例如：聚丙烯酸、聚丙烯酸的至少一部分的羧酸基經取代為羧酸銨鹽基而成的高分子等。並且，作為其它水溶性高分子，可舉例如：海藻酸、果膠酸、羥乙基纖維素等的多醣類；聚天冬胺酸、聚麩胺酸等的聚羧酸及其鹽；聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮、丙烯醛等的乙烯系高分子及其共聚物等。水溶性高分子可單獨使用1種，亦可組合2種以上來使用。
從能夠期待提高研磨後的平坦性的效果的觀點來看，水溶性高分子的重量平均分子量以100以上為佳，以200以上較佳，以300以上更佳。從保持研磨液的良好的保管穩定性的觀點來看，水溶性高分子的重量平均分子量以500,000以下為佳，以100,000以下較佳，以50,000以下更佳。從此等觀點來看，水溶性高分子的重量平均分子量以100～500,000為佳，以200～100,000較佳，以300～50,000更佳。
水溶性高分子的重量平均分子量(Mw)，能夠使用例如凝膠滲透層析法(GPC：Gel Permeation Chromatography)並在下述條件下進行測定。 [條件] 　樣品：20 μL 　標準聚乙二醇：Polymer Laboratories公司製的標準聚乙二醇(分子量：106、194、440、600、1470、4100、7100、10300、12600、23000) 　偵測器：昭和電工股份有限公司製，RI螢幕，商品名「Syodex-RI SE-61」 　泵：日立製作所股份有限公司製，商品名「L-6000」 　管柱：將昭和電工股份有限公司製商品名「GS-220HQ」、「GS-620HQ」依序連結來使用 　溶析液：0.4 mol/L的氯化鈉水溶液或四氫呋喃 　測定溫度：30℃ 　流速：1.00 mL/min 　測定時間：45 min
以研磨液的總質量作為基準計，水溶性高分子的含量以0.0005質量％以上為佳，以0.0008質量％以上較佳，以0.001質量％以上更佳。若水溶性高分子的含量為0.0005質量％以上，則容易獲得提高研磨後的平坦性的效果。以研磨液的總質量作為基準計，水溶性高分子的含量以0.5質量％以下為佳，以0.3質量％以下較佳，以0.2質量％以下更佳。若水溶性高分子的含量為0.5質量％以下，則能夠防止研磨粒子凝集，而能夠更加提高保管穩定性。從此等觀點來看，以研磨液的總質量作為基準計，水溶性高分子的含量以0.0005～0.5質量％為佳，以0.0008～0.3質量％較佳，以0.001～0.2質量％更佳。
(殺菌劑) 　　本實施形態的研磨液可進一步包含用以控制生物學上的污染的殺菌劑。作為殺菌劑，可舉例如：2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮等。殺菌劑較佳是用於維持研磨特性。
(有機溶劑) 　　本實施形態的研磨液可進一步包含有機溶劑。藉由研磨液包含有機溶劑，便能夠提高研磨液對包含金屬之待研磨部(例如設置在包含Co之待研磨部附近的待研磨部)的濕潤性。有機溶劑可單獨使用1種，亦可組合2種以上來使用。
作為有機溶劑並無特別限制，以能夠與水混合的溶劑為佳。從這樣的觀點來看，作為有機溶劑，較佳是在25℃時相對於水100 g會溶解0.1 g以上的溶劑。
作為有機溶劑的具體例，可舉例如：碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯等的碳酸酯類；丁內酯、丙內酯等的內酯類；乙二醇、丙二醇、二乙二醇等的二醇類；二醇類的衍生物；四氫呋喃、二噁烷(dioxane)等的醚類(二醇類的衍生物除外)；甲醇、乙醇、丙醇、3-甲氧基-3-甲基丁醇等的醇類(一元醇類)；丙酮、甲基乙基酮等的酮類；二甲基甲醯胺、N-甲基吡咯啶酮等的醯胺類；乙酸乙酯、乳酸乙酯等的酯類(碳酸酯及內酯類除外)；環丁碸等的環丁碸類等。
作為二醇類的衍生物，可舉例如：乙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚等的二醇單醚類；乙二醇二甲基醚、丙二醇二甲基醚等的二醇醚等。
作為有機溶劑，較佳為從由二醇類、二醇類的衍生物、醇類及碳酸酯所組成之群組中選出的至少1種，更佳為醇類。
從對於包含金屬之待研磨部獲得良好的濕潤性的觀點來看，以研磨液的總質量作為基準計，有機溶劑的含量以0.1質量％以上為佳，以0.2質量％以上較佳，以0.5質量％以上更佳，以1質量％以上特佳，以1.2質量％以上極佳。此外，從防止起火的可能性而安全實施製程的觀點來看，以研磨液的總質量作為基準計，有機溶劑的含量以95質量％以下為佳，以50質量％以下較佳，以10質量％以下更佳，以5質量％以下特佳，以3質量％以下極佳，以2質量％以下非常佳，以1.5質量％以下進一步更佳。從此等觀點來看，有機溶劑的含量以0.1～95質量％為佳，以0.2～50質量％較佳，以0.5～10質量％更佳，以1～5質量％特佳，以1.2～3質量％極佳，以1.2～2質量％非常佳，以1.2～1.5質量％進一步更佳。
(氧化劑) 　　本實施形態的研磨液可包含氧化劑(例如過碘酸鉀、過硫酸銨、次氯酸、臭氧水等)，本實施形態的研磨液較佳是不含氧化劑。亦即，以研磨液的總質量作為基準計，研磨液中的氧化劑的含量以0.0001質量％以下為佳。過氧化氫以外的氧化劑的含量，能夠藉由例如電位差滴定法來進行測定。電位差滴定法所使用的機器及試劑等，能夠依氧化劑的種類來適當調整。
(研磨液的pH) 　　本實施形態的研磨液的pH為6.0以上。如上所述，當pH為6.0以上時，有對Co的研磨速度會發生變動的傾向。另一方面，本實施形態中，若研磨液的pH為6.0以上，則因過氧化氫的含量為0.0001質量％以下等理由，因此能夠以穩定的研磨速度來對包含Co之待研磨部進行研磨。此外，若pH為6以上，則能夠抑制在包含Co之待研磨部發生腐蝕的情形。
從能夠以更穩定的研磨速度來對包含Co之待研磨部進行研磨的觀點及能夠更加抑制包含Co之待研磨部腐蝕的觀點來看，研磨液的pH以7.0以上為佳，以8.0以上較佳。當研磨對象亦即物品具備包含矽之待研磨部時、及當研磨粒子包含氧化矽時，從抑制該待研磨部及該研磨粒子的溶解而容易獲得穩定的研磨速度的觀點來看，研磨液的pH以12.0以下為佳，以11.5以下較佳，以11.0以下更佳。從此等觀點來看，研磨液的pH以6.0～12.0為佳，以7.0～11.5較佳，以8.0～11.0更佳。再者，當研磨液包含過氧化氫時，有下述傾向：pH越高，則過氧化氫會越因時間經過而分解，而過氧化氫的含量越減少。因此，本發明的效果有下述傾向：研磨液的pH越高，則越能夠顯著發揮。
研磨液的pH的測定，是以pH計(例如堀場製作所股份有限公司製的Model F-51)來進行測定。具體而言，能夠使用標準緩衝液(鄰苯二甲酸鹽pH緩衝液pH：4.01(25℃)、中性磷酸鹽pH緩衝液pH：6.86(25℃)、硼酸鹽pH緩衝液pH：9.18(25℃))來進行3點校正後，在研磨液中置入電極，並測定在經過3分鐘以上而穩定後的值，然後將所獲得的測定值設為研磨液的pH。
以上說明的本實施形態的研磨液，亦有時調製成為研磨液用儲存液。研磨液用儲存液是藉由以水等液狀介質加以稀釋來提供本實施形態的研磨液。研磨液用儲存液是以較使用時更加減少液狀介質的量的方式來加以保管，且在使用前或使用時以液狀介質來稀釋使用。藉此，能夠降低研磨液的輸送、保管等時所需的成本、空間等。研磨液用儲存液與本實施形態的研磨液是在下述點不同：研磨液用儲存液中的液狀介質的含量較本實施形態的研磨液中的液狀介質的含量更少。研磨液用儲存液，可在剛要進行研磨前，以液狀介質來稀釋而成為研磨液，且亦可將儲存液及液狀介質供給至研磨平台上並在研磨平台上調製研磨液。儲存液的稀釋倍率例如為1.5倍以上。 [實施例]
以下，藉由實施例來具體說明本發明，但只要不脫離本發明的技術思想，則本發明並不受此等實施例所限定。例如研磨液組成、研磨條件、作為研磨對象的膜，可不依照本實施例所記載。
(研磨粒子的準備) 　　準備平均次級粒徑為65 nm的氧化矽粒子(氧化矽A)及平均次級粒徑為28 nm的氧化矽粒子(氧化矽B)來作為研磨粒子。氧化矽A及氧化矽B的平均次級粒徑，是使用BECKMAN COULTER公司製粒度分布計N5(型號)並藉由光子相關法來進行測定。具體而言，是以使散射強度成為5.0×104 ～1.0×106 cps的方式，藉由水來將氧化矽粒子的水分散液稀釋，而製作成測定樣品後，將該測定樣品置入塑膠光析管，並測定平均次級粒徑。
＜評估用基板的準備＞ 　　準備下述基板來作為第1～第3評估用基板。 ・第1評估用基板：於矽基板(直徑12英吋晶圓)上形成厚度200 nm的由Co(鈷)所構成的膜而得的基板 ・第2評估用基板：於矽基板(直徑12英吋晶圓)上形成厚度200 nm的由TiN(氮化鈦)所構成的膜而得的基板 ・第3評估用基板：於矽基板(直徑12英吋晶圓)上形成厚度100 nm的由TEOS(二氧化矽)所構成的膜而得的基板
＜實施例1及2、比較例1～8＞ (研磨液的調製) 　　使用表1及表2表示的各成分、及依實際情形的pH調整劑(48％ KOH水溶液)，來調製實施例1及2以及比較例1～8的研磨液。具體而言，在去離子水中加入研磨粒子以外的成分並進行攪拌。然後，在所獲得的混合物中加入研磨粒子並進行攪拌，藉此調製研磨液。表1及表2表示的各成分的調配量，是以使所獲得的研磨液中的各成分的含量(以研磨液的總質量作為基準計的含量，單位：質量％)成為表1或表2表示的值的方式來進行調整。此外，當使用pH調整劑時，pH調整劑的調配量，是以使研磨液的pH成為表1或表2表示的值的方式來進行調整。實施例1及實施例2中未使用過氧化氫。
(pH的測定) 　　各研磨液的pH是依照下述來進行測定。 ・測定溫度：25℃ ・測定器：pH計(堀場製作所股份有限公司製「Model F-51」) ・測定方法：使用標準緩衝液(鄰苯二甲酸鹽pH緩衝液pH：4.01(25℃)、中性磷酸鹽pH緩衝液pH：6.86(25℃)、硼酸鹽pH緩衝液pH：9.18(25℃))來進行3點校正後，在研磨液中置入電極，並測定在經過3分鐘以上後穩定後的值。
(基板的研磨) 　　使用各研磨液，在下述研磨條件下，對第1～第3評估用基板上的膜(由Co所構成的膜、由TiN所構成的膜及由TEOS所構成的膜)進行研磨，並測定對Co的研磨速度、對TiN的研磨速度及對TEOS的研磨速度。使用電阻測定器VR-120/08S(日立國際電氣股份有限公司製)來測定研磨前後的電阻值後，藉由從測得的電阻值換算的方法來求出研磨前後的層厚的差值，並藉由將該層膜厚差除以研磨時間來求出研磨速度。結果是如表1及第3圖、以及表2及第4圖所示。再者，第3圖～第7圖是顯示研磨液中的過氧化氫濃度與研磨速度之間的關係的圖表，第3圖～第7圖的橫軸表示過氧化氫(H2 O2 )的含量，第3圖～第7圖的縱軸表示研磨速度(RR：Removal Rate)。 ・研磨機：單面用研磨機(荏原製作所股份有限公司製的F-REX300) ・研磨墊：H800(FUJIBO HOLDINGS股份有限公司製) ・研磨壓力：10.3 kPa ・平台轉數：93 rpm ・頭轉數：87 rpm ・研磨液供給量：250 mL/min ・研磨時間： 　由Co所構成的膜及由TiN所構成的膜的研磨時間：30秒 　由TEOS所構成的膜的研磨時間：60秒
[表1]
[表2]
＜實施例3及4、比較例9～16＞ 　　除了以使所獲得的研磨液中的各成分的含量(以研磨液的總質量作為基準計的含量，單位：質量％)成為表3或表4表示的值的方式來調配表3或表4表示的各成分取代表1表示的各成分、及依實際情形來以使研磨液的pH成為表3或表4表示的值的方式進一步調配pH調整劑(48％ KOH水溶液)以外，其餘與實施例1同樣地進行，而調製實施例3及4以及比較例9～16的研磨液。各研磨液的pH是以與實施例1相同的方法來進行測定。再者，實施例3及4中未使用過氧化氫。
準備實施例1中所使用的第1～第3評估用基板，且除了分別使用實施例3及4以及比較例9～16的研磨液取代實施例1的研磨液、以及將研磨條件變更為如下所述以外，其餘與實施例1同樣地進行，而對由Co所構成的膜、由TiN所構成的膜及由TEOS所構成的膜進行研磨，並求出對Co的研磨速度、對TiN的研磨速度及對TEOS的研磨速度。結果是如表3及第5圖、以及表4及第6圖所示。 ・研磨機：單面用研磨機(APPLIED MATERIALS公司製的Reflexion LK) ・研磨墊：IC1010(Nitta Haas公司製) ・研磨壓力：6.9 kPa ・平台轉數：93 rpm ・頭轉數：87 rpm ・研磨液供給量：300 mL/min ・研磨時間： 　由Co所構成的膜及由TiN所構成的膜的研磨時間：30秒 　由TEOS所構成的膜的研磨時間：60秒
[表3]
[表4]
＜比較例17～21＞ 　　除了以使所獲得的研磨液中的各成分的含量(以研磨液的總質量作為基準計的含量，單位：質量％)成為表5表示的值的方式來調配表5表示的各成分取代表1表示的各成分、及依實際情形來以使研磨液的pH成為表5表示的值的方式進一步調配pH調整劑(48％ KOH水溶液)以外，其餘與實施例1同樣地進行，而調製比較例17～21的研磨液。各研磨液的pH是以與實施例1相同的方法來進行測定。再者，比較例17中未使用過氧化氫。
準備實施例1中所使用的第1～第3評估用基板，且除了分別使用比較例17～21的研磨液取代實施例1的研磨液、以及將研磨條件變更為如下所述以外，其餘與實施例1同樣地進行，而對由Co所構成的膜、由TiN所構成的膜及由TEOS所構成的膜進行研磨，並求出對Co的研磨速度、對TiN的研磨速度及對TEOS的研磨速度。結果是如表5及第7圖所示。 ・研磨機：單面用研磨機(APPLIED MATERIALS公司製的Reflexion LK) ・研磨墊：VP3100(Nitta Haas公司製) ・研磨壓力：10.3 kPa ・平台轉數：93 rpm ・頭轉數：87 rpm ・研磨液供給量：250 mL/min ・研磨時間： 　由Co所構成的膜及由TiN所構成的膜的研磨時間：30秒 　由TEOS所構成的膜的研磨時間：60秒
[表5]
實施例1及比較例1～4使用pH為10的研磨液，由其結果可知，當研磨液的pH為10時，對Co的研磨速度因過氧化氫濃度的些微差異而大幅變化(參照第3圖)。實施例2及比較例5～8使用pH為9.5的研磨液，實施例3及比較例9～12使用pH為8.5的研磨液，實施例4及比較例13～16使用pH為6.0的研磨液，由其結果可知，當研磨液的pH為9.5、8.5及6.0時亦有相同的傾向(參照第4圖～第6圖)。另一方面，相較於當研磨液的pH為6以上時，對Co的研磨速度相對於過氧化氫濃度變化的變化量(參照第3圖～第6圖)，當研磨液的pH為3.5時的對Co的研磨速度相對於過氧化氫濃度變化的變化量(參照第7圖)明顯更小。
由上述結果明顯可知，當在pH為6.0以上且12.0以下且包含水、研磨粒子及金屬溶解劑之研磨液中混合過氧化氫來使用時，對Co的研磨速度因過氧化氫的含量變化而大幅變化。上述實施例中，是在不在研磨液中混合過氧化氫的情形下使用，而不會受到過氧化氫的含量些微變化所影響，而能夠獲得穩定的對Co的研磨速度。
＜參考例1～3＞ (研磨液的調製) 　　在去離子水中加入甘胺酸及過氧化氫(H2 O2 )並進行攪拌。然後，在所獲得的混合物中加入氧化矽A並進行攪拌，藉此調製參考例1的研磨液。甘胺酸、過氧化氫及氧化矽A的調配量，是以使所獲得的研磨液中的各成分的含量(以研磨液的總質量作為基準計的含量，單位：質量％)分別成為0.5質量％、1.0質量％及1.0質量％的方式來進行調整。
並且，對所獲得的參考例1的研磨液緩緩加入48％ KOH水溶液，而獲得參考例2及參考例3的研磨液。參考例2及參考例3中是以使pH分別成為表6表示的值的方式來加入48％ KOH水溶液。各研磨液的pH是以與實施例1相同的方法來進行測定。
(過氧化氫濃度的穩定性評估) 　　對參考例1～3的研磨液，在剛調製研磨液後、及在25℃的條件下將研磨液靜置7天後，使用平沼產業股份有限公司製的電位差自動滴定裝置COM2500來測定研磨液中的過氧化氫濃度，並求出過氧化氫濃度的經時變化量，藉此評估研磨液中的過氧化氫濃度(過氧化氫的含量)的穩定性。具體而言，首先，以使混合後的濃度成為0.05質量％的方式，將七鉬酸六銨四水合物加入10質量％硫酸水溶液中而調製混合液A，並在研磨液(參考例1～3的研磨液)約1.0 g中加入該混合液A約0.5 g，而獲得混合液B。然後，將碘化鉀(1.0 mol/L)約5.0 g與純水約30 g混合而獲得混合液C後，在混合液B中加入該混合液C，而獲得紅色的評估用溶液。使用力價(factor)為1.0的硫代硫酸鈉水溶液(0.01 mol/L)來作為滴定液，進行評估用溶液的滴定。從硫代硫酸鈉水溶液的滴定量求出研磨液中的過氧化氫濃度。結果是如表6所示。
[表6]
由表6表示的結果可知，雖在pH為3.5的參考例1及pH為6.0的參考例2中無法觀察到過氧化氫濃度變化，但在pH為10的參考例3中能夠觀察到過氧化氫濃度因時間經過而減少。由上述結果明顯可知，當包含水、研磨粒子及金屬溶解劑之研磨液的pH在鹼性區域內時，過氧化氫濃度減少可能會成為問題。如上述研磨速度的評估結果所示，明顯可知過氧化氫濃度變化會對研磨Co的速度造成大幅影響，而使用實質上不含過氧化氫(過氧化氫濃度為0.0001質量％以下)的研磨液的本發明的研磨方法，由於不會受到過氧化氫因時間經過而減少所影響，故可謂能夠以穩定的研磨速度來對包含Co的待研磨面進行研磨。
＜參考例4～9＞ (研磨液的調製) 　　在去離子水中加入蘋果酸、甘胺酸、苯并三唑、3-甲氧基-3-甲基丁醇及過氧化氫並進行攪拌。然後，在所獲得的混合物中加入氧化矽A並進行攪拌，藉此調製參考例4的研磨液。蘋果酸、甘胺酸、苯并三唑、3-甲氧基-3-甲基丁醇、過氧化氫及氧化矽A的調配量，是以使所獲得的研磨液中的各成分的含量(以研磨液的總質量作為基準計的含量，單位：質量％)分別成為0.3質量％、1.0質量％、0.050質量％、0.30質量％、0.90質量％及1.0質量％的方式來進行調整。
並且，對所獲得的參考例4的研磨液緩緩加入48％ KOH水溶液，而獲得參考例5～9的研磨液。參考例5～9中是以使pH分別成為表7表示的值的方式加入48％ KOH水溶液。各研磨液的pH是以與實施例1相同的方法來進行測定。
(Co的腐蝕速度評估方法) 　　使用參考例4～9的研磨液，根據下述順序來評估Co的腐蝕速度。首先，將第1評估用基板切割成2 cm見方，而製作評估用基板。然後，將評估用基板黏貼在攪拌翼，並一面以200 rpm來使黏貼有評估用基板之攪拌翼旋轉，一面將評估用基板在位於60℃溫水浴中的研磨液中浸漬5分鐘。從浸漬前後的評估用基板的膜厚差與浸漬時間算出腐蝕速度。結果是如表7及第8圖所示。第8圖是顯示Co的腐蝕速度的相對於pH的變化量的圖表，第8圖的橫軸表示評估時所使用的研磨液的pH，縱軸表示Co的腐蝕速度(ER：Etching Rate)。
[表7]
如表7及第8圖所示，能夠觀察到下述事實：以pH6.0附近為分界，pH越低則Co的腐蝕速度越減少，pH越高則Co的腐蝕速度越減少。由上述結果明顯可知，研磨液的pH與Co的腐蝕速度非常相關，包含水、研磨粒子及金屬溶解劑之研磨液的pH為6以上，即容易抑制Co的腐蝕速度。
1a、1b、1c、1d、11a、11b、11c‧‧‧物品
2、12‧‧‧基板
3、13‧‧‧絕緣部
3a、13a‧‧‧溝部
4‧‧‧包含Ti之待研磨部(第1待研磨部)
5‧‧‧包含Co之待研磨部(第2待研磨部)
6‧‧‧包含Cu之待研磨部(第3待研磨部)
7‧‧‧第1襯墊部
8‧‧‧第2襯墊部
9‧‧‧線路部
14‧‧‧第1待研磨部
15‧‧‧第2待研磨部
16‧‧‧襯墊部
17‧‧‧線路部
S‧‧‧空間
第1圖是顯示一實施形態的研磨方法的一例的概略剖面圖。 　　第2圖是顯示一實施形態的研磨方法的一例的概略剖面圖。 　　第3圖是顯示研磨液中的過氧化氫濃度與研磨速度之間的關係的圖表。 　　第4圖是顯示研磨液中的過氧化氫濃度與研磨速度之間的關係的圖表。 　　第5圖是顯示研磨液中的過氧化氫濃度與研磨速度之間的關係的圖表。 　　第6圖是顯示研磨液中的過氧化氫濃度與研磨速度之間的關係的圖表。 　　第7圖是顯示研磨液中的過氧化氫濃度與研磨速度之間的關係的圖表。 　　第8圖是顯示研磨液的pH與鈷的腐蝕速度之間的關係的圖表。
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Claims (9)

  1. 一種研磨方法，其是藉由研磨液來對具備待研磨部之物品進行研磨的方法，該待研磨部包含鈷，其中， 　　前述研磨液包含水、研磨粒子及金屬溶解劑， 　　前述研磨液的pH為6.0以上， 　　並且，以前述研磨液的總質量作為基準計，前述研磨液中的過氧化氫的含量為0.0001質量％以下。
  2. 如請求項1所述之研磨方法，其中，前述金屬溶解劑是有機酸。
  3. 如請求項1或2所述之研磨方法，其中，前述金屬溶解劑包含從由二羧酸及胺基酸所組成之群組中選出的至少1種。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之研磨方法，其中，以前述研磨液的總質量作為基準計，前述研磨粒子的含量為0.01～20質量％。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之研磨方法，其中，前述研磨粒子包含氧化矽。
  6. 如請求項1至5中任一項所述之研磨方法，其中，前述研磨液進一步包含金屬防蝕劑。
  7. 如請求項1至6中任一項所述之研磨方法，其中，前述研磨液進一步包含水溶性高分子。
  8. 如請求項1至7中任一項所述之研磨方法，其中，前述研磨液進一步包含pH調整劑。
  9. 一種研磨液，其用於對具備待研磨部之物品進行研磨，該待研磨部包含鈷，其中， 　　該研磨液，包含水、研磨粒子及金屬溶解劑， 　　pH為6.0以上， 　　並且，以前述研磨液的總質量作為基準計，過氧化氫的含量為0.0001質量％以下。
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