JP2017157591A - CMP polishing liquid and polishing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a CMP polishing liquid which can hold down a rate of etching a cobalt-containing portion.SOLUTION: A CMP polishing liquid for cobalt polishing comprises: an aromatic carboxylic acid compound which the total of carboxylic acid and carboxylate groups is two; and water. The aromatic carboxylic acid compound has a structure in which another carboxylic acid group or carboxylate group is bonded at an ortho position of one carboxylic acid group or carboxylate group. The CMP polishing liquid has a pH over 4.0.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、CMP研磨液及び研磨方法に関する。   The present invention relates to a CMP polishing liquid and a polishing method.

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。   2. Description of the Related Art In recent years, new microfabrication techniques have been developed along with higher integration and higher performance of semiconductor large-scale integrated circuits (Large-Scale Integration; hereinafter referred to as “LSI”). A chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as “CMP”) method is one of them. The CMP method is a technique frequently used in planarization of an insulating material part, formation of a metal plug, formation of a buried wiring, etc. in an LSI manufacturing process, particularly in a multilayer wiring forming process.

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部(すなわち、凹部内以外の導電性物質部)を、CMP法により除去して埋め込み配線を形成する。   In recent years, a so-called damascene method has been adopted for the formation of embedded wiring. In the damascene method, a conductive material is deposited on an insulating material portion in which a concave portion (for example, a groove portion) and a convex portion (for example, a raised portion) are formed on the surface in advance, and the conductive material is embedded in the concave portion. Next, the conductive material portion deposited on the convex portion (that is, the conductive material portion other than the inside of the concave portion) is removed by CMP to form a buried wiring.

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部を除去する。   In the CMP of the conductive material portion, for example, first, a polishing pad is attached on a circular polishing platen (platen), and the surface of the polishing pad is immersed in a CMP polishing liquid. Next, the surface on which the conductive material portion of the substrate is formed is pressed against the polishing pad, and a predetermined pressure (hereinafter referred to as “polishing pressure”) is applied from the back surface of the substrate. Thereafter, the polishing surface plate is rotated in this state, and the conductive material portion on the convex portion is removed by mechanical friction between the CMP polishing liquid and the conductive material portion.

一方、図3(a)に示すように、凹凸を有する絶縁材料部1と、当該絶縁材料部1の上部に設けられた導電性物質部3との間には、通常、ライナー部2が形成される。ライナー部2を設ける目的は、導電性物質部3の導電性物質が、絶縁材料部1に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。ライナー部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。   On the other hand, as shown in FIG. 3A, a liner portion 2 is usually formed between the insulating material portion 1 having irregularities and the conductive material portion 3 provided on the insulating material portion 1. Is done. The purpose of providing the liner portion 2 is to prevent the conductive material of the conductive material portion 3 from diffusing into the insulating material portion 1 and to improve the adhesion between the insulating material portion 1 and the conductive material portion 3. Etc. The liner portion 2 is formed of a barrier metal (hereinafter sometimes referred to as “barrier metal”). Since the barrier metal is a conductor, it is necessary to remove the barrier metal in the same manner as the conductive material except for the concave portion (that is, the wiring portion) in which the conductive material is embedded.

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ライナー部2及び導電性物質部3を研磨する「第二の研磨工程」とに分け、それぞれ異なるCMP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。   These removals include a “first polishing step” in which the conductive material portion 3 is polished from the state shown in FIG. 3A to the state shown in FIG. 3B, and the state shown in FIG. A two-stage polishing method in which the liner part 2 and the conductive substance part 3 are polished from the state shown in FIG. 3C to the state shown in FIG. 3C, and polishing is performed with different CMP polishing liquids. Is generally applied.

現在は、導電性物質部3を構成する材料(配線材料)として、主に銅、銅合金、銅の酸化物、銅合金の酸化物等の銅系金属が用いられている。   At present, copper-based metals such as copper, copper alloys, copper oxides, copper alloy oxides and the like are mainly used as materials (wiring materials) constituting the conductive material portion 3.

銅系金属のCMPに用いられる研磨液は、必要に応じて、砥粒、酸化剤、金属防食剤等を含有する。銅系金属のCMPに用いられる研磨液としては、例えば、特許文献1及び2に記載されたものが挙げられる。   The polishing liquid used for CMP of a copper-based metal contains abrasive grains, an oxidizing agent, a metal anticorrosive, and the like as necessary. Examples of the polishing liquid used for CMP of copper-based metal include those described in Patent Documents 1 and 2.

特表2010−538457号公報Special table 2010-538457 gazette 特表2009−514219号公報Special table 2009-514219 gazette

ところで、デザインルールの微細化とともに、上記各部の厚さも薄くなる傾向がある。しかしながら、ライナー部2が薄くなると、導電性物質の拡散を防止する効果及び絶縁材料部1と導電性物質部3との密着性が低下する傾向がある。さらに、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傾向にある。   By the way, with the miniaturization of design rules, the thickness of each of the above-mentioned parts tends to be reduced. However, when the liner part 2 becomes thin, the effect of preventing the diffusion of the conductive substance and the adhesion between the insulating material part 1 and the conductive substance part 3 tend to decrease. Furthermore, since the wiring width becomes narrow, it becomes difficult to embed the conductive material in the recess (that is, the embedding property is lowered), and voids called voids tend to be easily generated in the conductive material portion 3. .

上記デザインルールの微細化への要求に対応するためには、例えば、ライナー部2を形成するバリア金属又は導電性物質部3を構成する材料として、コバルト(Co)を使用することが考えられる。   In order to meet the requirements for miniaturization of the design rule, for example, it is conceivable to use cobalt (Co) as a material constituting the barrier metal or the conductive material part 3 forming the liner part 2.

しかしながら、上記従来の研磨液を、コバルトを含有する金属部(以下、「コバルト含有部」ともいう)の研磨に用いると、コバルト含有部が過度にエッチングされる場合がある。   However, when the conventional polishing liquid is used for polishing a metal part containing cobalt (hereinafter, also referred to as “cobalt-containing part”), the cobalt-containing part may be excessively etched.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、コバルト含有部のエッチング速度を抑制できるCMP研磨液及び当該CMP研磨液を用いた研磨方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the polishing method using the CMP polishing liquid which can suppress the etching rate of a cobalt containing part, and the said CMP polishing liquid.

本発明者らは、カルボン酸基及びカルボン酸塩基の合計が2である芳香族カルボン酸化合物と、水と、を含有し、上記芳香族カルボン酸化合物が、一のカルボン酸基又はカルボン酸塩基のオルト位に他のカルボン酸基又はカルボン酸塩基が結合した構造を有し、pHが4.0を超える研磨液により、コバルト含有部のエッチング速度を抑制できることを見出し、本発明を完成した。   The present inventors include an aromatic carboxylic acid compound having a total of 2 carboxylic acid groups and carboxylic acid groups, and water, and the aromatic carboxylic acid compound is one carboxylic acid group or carboxylic acid group. The present inventors have found that the etching rate of the cobalt-containing part can be suppressed by a polishing liquid having a structure in which another carboxylic acid group or carboxylate group is bonded to the ortho-position of and having a pH exceeding 4.0.

本発明は、カルボン酸基及びカルボン酸塩基の合計が2である芳香族カルボン酸化合物と、水と、を含有し、上記芳香族カルボン酸化合物が、一のカルボン酸基又はカルボン酸塩基のオルト位に他のカルボン酸基又はカルボン酸塩基が結合した構造を有し、pHが4.0を超える、コバルト研磨用CMP研磨液を提供する。   The present invention includes an aromatic carboxylic acid compound having a total of 2 carboxylic acid groups and carboxylic acid groups, and water, wherein the aromatic carboxylic acid compound is an ortho of one carboxylic acid group or carboxylic acid group. Provided is a CMP polishing liquid for cobalt polishing, which has a structure in which another carboxylic acid group or a carboxylic acid group is bonded to the position, and has a pH exceeding 4.0.

上記芳香族カルボン酸化合物は、芳香環の1位及び2位のそれぞれにカルボン酸基又はカルボン酸塩基を有し、かつ、芳香環の4位にアルキル基を有するものであってもよい。
上記アルキル基の炭素数は1〜3であってもよい。
上記芳香族カルボン酸化合物は4−メチルフタル酸又はその塩であってもよい。
上記CMP研磨液は、砥粒を更に含有していてもよい。
上記CMP研磨液は、上記芳香族カルボン酸化合物以外の有機酸成分を更に含有していてもよい。
上記CMP研磨液は、金属酸化剤を更に含有していてもよい。
上記CMP研磨液は、金属防食剤を更に含有していてもよい。
上記CMP研磨液は、有機溶媒を更に含有していてもよい。
The aromatic carboxylic acid compound may have a carboxylic acid group or a carboxylic acid group at each of the 1-position and the 2-position of the aromatic ring and an alkyl group at the 4-position of the aromatic ring.
The alkyl group may have 1 to 3 carbon atoms.
The aromatic carboxylic acid compound may be 4-methylphthalic acid or a salt thereof.
The CMP polishing liquid may further contain abrasive grains.
The CMP polishing liquid may further contain an organic acid component other than the aromatic carboxylic acid compound.
The CMP polishing liquid may further contain a metal oxidizing agent.
The CMP polishing liquid may further contain a metal anticorrosive.
The CMP polishing liquid may further contain an organic solvent.

本発明はまた、上記CMP研磨液を用いて、コバルトを含む被研磨面を研磨する研磨方法を提供する。   The present invention also provides a polishing method for polishing a surface to be polished containing cobalt using the CMP polishing liquid.

本発明によれば、コバルト含有部のエッチング速度を抑制できるCMP研磨液及び当該CMP研磨液を用いた研磨方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the polishing method using the CMP polishing liquid which can suppress the etching rate of a cobalt containing part, and the said CMP polishing liquid can be provided.

本発明の一実施形態に係る研磨方法を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the grinding | polishing method which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係る研磨方法を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the grinding | polishing method which concerns on other embodiment of this invention. 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。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the formation process of the embedded wiring by the conventional damascene method.

本明細書において、「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。
「エッチング速度」とは、研磨される物質Aが研磨液に溶解する速度(例えば、時間当たりの物質Aの厚みの低減量(Etching 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研磨液中の各成分の含有量は、CMP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。
「コバルト含有部」とは、コバルト原子を含む部分を意味し、「コバルト含有部」には、例えば、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を含有する部分が含まれる。
「銅含有部」とは、銅原子を含む部分を意味し、「銅含有部」には、例えば、銅、銅合金、銅の酸化物、銅合金の酸化物等を含有する部分が含まれる。
In the present specification, the “polishing rate” means a rate at which the substance A to be CMP is removed by polishing (for example, a reduction amount of the thickness of the substance A per time (Removal Rate)).
“Etching rate” means the rate at which the substance A to be polished dissolves in the polishing liquid (for example, the reduction amount of the thickness of the substance A per hour (Eching rate)).
“Process” is not only an independent process, but even if it cannot be clearly distinguished from other processes, it cannot be clearly distinguished from other processes as long as the operations specified in the “process” are performed. A process is also included.
The numerical range indicated by using “to” indicates a range including the numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively.
The content of each component in the CMP polishing liquid means the total amount of the plurality of substances present in the CMP polishing liquid unless there is a specific notice when there are a plurality of substances corresponding to each component in the CMP polishing liquid. To do.
“Cobalt-containing part” means a part containing a cobalt atom, and “cobalt-containing part” includes, for example, a part containing cobalt, a cobalt alloy, a cobalt oxide, a cobalt alloy oxide, or the like. .
The “copper-containing part” means a part containing a copper atom, and the “copper-containing part” includes, for example, a part containing copper, a copper alloy, a copper oxide, a copper alloy oxide, or the like. .

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

<CMP研磨液>
本実施形態のCMP研磨液は、コバルト研磨用CMP研磨液である。上記CMP研磨液は、例えば、コバルト含有部を研磨するために用いることができる。本実施形態のCMP研磨液は、カルボン酸基(以下、場合により「カルボキシ基」ともいう)及びカルボン酸塩基の合計が2である芳香族カルボン酸化合物と、水と、を含有し、上記芳香族カルボン酸化合物が、一のカルボン酸基又はカルボン酸塩基のオルト位に他のカルボン酸基又はカルボン酸塩基が結合した構造を有し、pHが4.0を超えるものである。このようなCMP研磨液によれば、コバルト含有部のエッチング速度を抑制できる。また、本実施形態のCMP研磨液によれば、コバルト含有部の研磨速度を良好な範囲に保ちつつ、エッチング速度を抑制することができる。
<CMP polishing liquid>
The CMP polishing liquid of this embodiment is a CMP polishing liquid for cobalt polishing. The CMP polishing liquid can be used, for example, for polishing a cobalt-containing portion. The CMP polishing liquid of this embodiment contains an aromatic carboxylic acid compound having a total of 2 carboxylic acid groups (hereinafter sometimes referred to as “carboxy groups”) and carboxylic acid groups, and water, and the fragrances described above. A group carboxylic acid compound has a structure in which another carboxylic acid group or carboxylate group is bonded to the ortho position of one carboxylic acid group or carboxylate group, and the pH is higher than 4.0. According to such a CMP polishing liquid, the etching rate of the cobalt-containing portion can be suppressed. Moreover, according to the CMP polishing liquid of the present embodiment, the etching rate can be suppressed while the polishing rate of the cobalt-containing portion is kept in a favorable range.

本実施形態のCMP研磨液が上記効果を奏する理由を、本発明者らは以下のように推測している。例えば、本実施形態に係る芳香族カルボン酸化合物は、コバルトとの錯体を形成し易く、これに起因して、コバルト含有部を除去するのに適した反応層と、エッチングを防ぐ保護膜とを同時に形成し得ると考えられる。また、CMP研磨液のpHが4.0を超えることにより、上記芳香族カルボン酸化合物が、コバルトに配位し易いと考えられる。したがって、コバルト含有部の研磨速度が良好な範囲に保たれ、かつ、エッチング速度が抑制されると考えられる。   The present inventors presume the reason why the CMP polishing liquid of the present embodiment has the above effect as follows. For example, the aromatic carboxylic acid compound according to the present embodiment easily forms a complex with cobalt, and as a result, a reaction layer suitable for removing the cobalt-containing portion and a protective film for preventing etching are provided. It is thought that it can be formed at the same time. Moreover, when the pH of CMP polishing liquid exceeds 4.0, it is thought that the said aromatic carboxylic acid compound is easy to coordinate to cobalt. Therefore, it is considered that the polishing rate of the cobalt-containing portion is maintained in a favorable range and the etching rate is suppressed.

また、本実施形態のCMP研磨液によれば、例えば、ライナー部2を形成するバリア金属又は導電性物質部3を構成する材料としてコバルトを使用した場合においても、コバルトの溶解及び腐食を低減できることから、溶解及び腐食に起因した配線パターンの欠陥を低減できる。したがって、ライナー部2を形成するバリア金属又は導電性物質部3を構成する材料として、コバルトを適用することが容易となる。コバルトは、銅系金属と比較し埋め込み性が良好であると考えられることから、上記CMP研磨液を用いることで、例えば、半導体デバイス製造工程におけるデザインルールの微細化(例えば、1Xnmノード)に対しても対応可能であると考えられる。   Further, according to the CMP polishing liquid of the present embodiment, for example, even when cobalt is used as a material constituting the barrier metal or the conductive material part 3 forming the liner part 2, the dissolution and corrosion of cobalt can be reduced. Therefore, defects in the wiring pattern due to dissolution and corrosion can be reduced. Therefore, it becomes easy to apply cobalt as a material constituting the barrier metal or the conductive material part 3 forming the liner part 2. Cobalt is considered to have better embedding properties than copper-based metals, so by using the above CMP polishing liquid, for example, for miniaturization of design rules (for example, 1X nm node) in the semiconductor device manufacturing process However, it is thought that it can respond.

<砥粒>
本実施形態のCMP研磨液は、砥粒(研磨粒子)を更に含有していてもよい。CMP研磨液が砥粒を含有することにより、金属含有部(例えば、コバルト含有部の近傍に設けられた金属含有部)の研磨速度が更に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。
<Abrasive>
The CMP polishing liquid of this embodiment may further contain abrasive grains (polishing particles). When the CMP polishing liquid contains abrasive grains, the polishing rate of the metal-containing part (for example, the metal-containing part provided in the vicinity of the cobalt-containing part) tends to be further improved. An abrasive grain can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

砥粒の構成材料としては、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;ポリスチレン、ポリアクリル酸、ポリ塩化ビニル等の有機物;これらの変性物などが挙げられる。   Examples of the constituent material of the abrasive grains include inorganic substances such as silica, alumina, zirconia, ceria, titania, germania, and silicon carbide; organic substances such as polystyrene, polyacrylic acid, and polyvinyl chloride; and modified products thereof.

砥粒の構成材料としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア、セリア、チタニア、ゲルマニア、及びこれらの変性物からなる群より選ばれる少なくとも一種が好ましい。上記変性物としては、例えば、シリカ、アルミナ、セリア、チタニア、ジルコニア、ゲルマニア等を含む砥粒の表面をアルキル基で変性したものが挙げられる。   The constituent material of the abrasive is preferably at least one selected from the group consisting of silica, alumina, zirconia, ceria, titania, germania, and modified products thereof. Examples of the modified product include those obtained by modifying the surface of abrasive grains containing silica, alumina, ceria, titania, zirconia, germania, etc. with an alkyl group.

砥粒の構成材料としては、CMP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(シリカ粒子等)及びアルミナ(アルミナ粒子等)からなる群より選ばれる少なくとも一種が好ましく、コロイダルシリカ及びコロイダルアルミナからなる群より選ばれる少なくとも一種がより好ましく、コロイダルシリカが更に好ましい。   As a constituent material of the abrasive grains, silica (silica particles, etc.) from the viewpoint of good dispersion stability in the CMP polishing liquid and a small number of polishing scratches (sometimes referred to as “scratch”) generated by CMP. And at least one selected from the group consisting of alumina (alumina particles and the like), at least one selected from the group consisting of colloidal silica and colloidal alumina is more preferable, and colloidal silica is still more preferable.

砥粒の平均粒径は、金属含有部の更に良好な研磨速度を得る観点から、10nm以上が好ましく、15nm以上がより好ましく、20nm以上が更に好ましい。砥粒の平均粒径は、良好な分散安定性を維持しつつ研磨傷を抑える観点から、90nm以下が好ましく、80nm以下がより好ましく、75nm以下が更に好ましい。本明細書において、砥粒の平均粒径は、平均二次粒径をいう。   The average particle diameter of the abrasive grains is preferably 10 nm or more, more preferably 15 nm or more, and still more preferably 20 nm or more from the viewpoint of obtaining a better polishing rate of the metal-containing portion. The average particle size of the abrasive grains is preferably 90 nm or less, more preferably 80 nm or less, and even more preferably 75 nm or less from the viewpoint of suppressing polishing scratches while maintaining good dispersion stability. In this specification, the average particle diameter of an abrasive grain means an average secondary particle diameter.

砥粒の粒径は、例えば、砥粒を含有するCMP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5×10〜4×10の範囲に入るように、例えば、Intensityが4×10よりも高い場合にはCMP研磨液を水で希釈して水分散液を得た後、測定する。 The particle size of the abrasive grains is determined by, for example, a light diffraction scattering type particle size distribution meter (for example, “COULTER N4SD” manufactured by COULTER Electronics) using a water dispersion obtained by appropriately diluting a CMP polishing liquid containing abrasive grains with water. It can be measured. For example, the measurement conditions of the light diffraction / scattering particle size distribution meter are: measurement temperature 20 ° C., solvent refractive index 1.333 (corresponding to the refractive index of water), particle refractive index Unknown (setting), solvent viscosity 1.005 mPa (water Equivalent to viscosity), Run Time 200 sec, laser incident angle 90 °. Also, for example, when the intensity is higher than 4 × 10 5 so that the intensity (scattering intensity, corresponding to turbidity) falls within the range of 5 × 10 4 to 4 × 10 5 , the CMP polishing liquid is diluted with water. Then, an aqueous dispersion is obtained and then measured.

CMP研磨液が砥粒を含有する場合、その含有量は、金属含有部の更に良好な研磨速度を得る観点から、CMP研磨液の総質量中、好ましくは0.05質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは0.7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4.0質量%以下、更に好ましくは3.0質量%以下である。   When the CMP polishing liquid contains abrasive grains, the content thereof is preferably 0.05% by mass or more, more preferably in the total mass of the CMP polishing liquid, from the viewpoint of obtaining a better polishing rate of the metal-containing portion. It is 0.1 mass% or more, More preferably, it is 0.7 mass% or more. The content of the abrasive grains is preferably 5.0% by mass or less, more preferably less than or equal to 5.0% by mass in the total mass of the CMP polishing liquid, from the viewpoint of maintaining good dispersion stability of the abrasive grains and suppressing the generation of polishing flaws. It is 4.0 mass% or less, More preferably, it is 3.0 mass% or less.

<芳香族カルボン酸化合物>
本実施形態のCMP研磨液は、カルボン酸基及びカルボン酸塩基の合計が2である芳香族カルボン酸化合物を含有する。当該芳香族カルボン酸化合物は、一のカルボン酸基又はカルボン酸塩基のオルト位に他のカルボン酸基又はカルボン酸塩基が結合した構造を有するものである。なお、上記芳香族カルボン酸化合物が有し得るカルボン酸基及びカルボン酸塩基は、芳香環に結合している。このような芳香族カルボン酸化合物は、コバルト含有部に対する錯化剤として機能すると推測される。カルボン酸塩基の塩としては、カリウム、アンモニウム等が挙げられる。上記芳香族カルボン酸化合物は、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。
<Aromatic carboxylic acid compound>
The CMP polishing liquid of this embodiment contains an aromatic carboxylic acid compound in which the total of carboxylic acid groups and carboxylic acid groups is 2. The aromatic carboxylic acid compound has a structure in which another carboxylic acid group or carboxylate group is bonded to the ortho position of one carboxylic acid group or carboxylate group. In addition, the carboxylic acid group and carboxylate group that the aromatic carboxylic acid compound may have are bonded to the aromatic ring. Such an aromatic carboxylic acid compound is presumed to function as a complexing agent for the cobalt-containing part. Examples of the carboxylate salt include potassium and ammonium. The said aromatic carboxylic acid compound can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

本実施形態に係る芳香族カルボン酸化合物は、1つの芳香環を有するものであってもよく、複数の芳香環を有するものであってもよい。例えば、芳香族カルボン酸化合物は、単環の芳香族炭化水素骨格を有するものであってもよく、多環の芳香族炭化水素骨格を有するものであってもよい。上記芳香族カルボン酸化合物は、芳香環の1位及び2位のそれぞれにカルボン酸基又はカルボン酸塩基を有し、かつ、芳香環の4位にアルキル基を有するものであってもよい。上記アルキル基としては、例えば、炭素数1〜3のアルキル基が挙げられる。炭素数1〜3のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基及びイソプロピル基が挙げられる。   The aromatic carboxylic acid compound according to this embodiment may have one aromatic ring or may have a plurality of aromatic rings. For example, the aromatic carboxylic acid compound may have a monocyclic aromatic hydrocarbon skeleton, or may have a polycyclic aromatic hydrocarbon skeleton. The aromatic carboxylic acid compound may have a carboxylic acid group or a carboxylic acid group at each of the 1-position and the 2-position of the aromatic ring and an alkyl group at the 4-position of the aromatic ring. As said alkyl group, a C1-C3 alkyl group is mentioned, for example. Examples of the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group.

本実施形態に係る芳香族カルボン酸化合物の具体例は、下記一般式(I)で表される化合物を含む。   Specific examples of the aromatic carboxylic acid compound according to this embodiment include a compound represented by the following general formula (I).

Figure 2017157591
Figure 2017157591

式(I)中、Rは、それぞれ独立にカルボン酸基又はカルボン酸塩基を示し、Rは一価の置換基(カルボン酸基及びカルボン酸塩基は除く)を示し、nは0〜4の整数を示す。nが2以上である場合、複数存在するRは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。 In formula (I), R 1 each independently represents a carboxylic acid group or a carboxylic acid group, R 2 represents a monovalent substituent (excluding a carboxylic acid group and a carboxylic acid group), and n is 0 to 4 Indicates an integer. When n is 2 or more, a plurality of R 2 may be the same or different.

としての一価の置換基としては、例えば、アルキル基、アミノ基、及びニトロ基が挙げられる。上記アルキル基としては、例えば、炭素数1〜3のアルキル基が挙げられる。炭素数1〜3のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基及びイソプロピル基が挙げられる。適切な研磨速度を得る観点から、nは、0又は1であってもよい。 Examples of the monovalent substituent as R 2 include an alkyl group, an amino group, and a nitro group. As said alkyl group, a C1-C3 alkyl group is mentioned, for example. Examples of the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group. From the viewpoint of obtaining an appropriate polishing rate, n may be 0 or 1.

上記芳香族カルボン酸化合物の具体例は、フタル酸、3−メチルフタル酸、4−メチルフタル酸、4−エ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;及びこれらの塩を含む。塩としては、カリウム、アンモニウム等が挙げられる。   Specific examples of the aromatic carboxylic acid compound include alkylphthalic acid such as phthalic acid, 3-methylphthalic acid, 4-methylphthalic acid and 4-ethylphthalic acid; aminophthalic acid such as 3-aminophthalic acid and 4-aminophthalic acid; Nitrophthalic acid such as nitrophthalic acid and 4-nitrophthalic acid; and salts thereof. Examples of the salt include potassium and ammonium.

式(I)で表される化合物の具体例は、下記一般式(II)で表される化合物を含む。   Specific examples of the compound represented by the formula (I) include a compound represented by the following general formula (II).

Figure 2017157591
Figure 2017157591

式(II)中、R及びRは、上記と同義である。適切な研磨速度を得る観点から、Rは、ニトロ基又はアルキル基であることが好ましく、アルキル基であることがより好ましい。研磨液中における溶解性が優れる観点から、アルキル基は、炭素数1〜3のアルキル基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。 In formula (II), R 1 and R 2 are as defined above. From the viewpoint of obtaining an appropriate polishing rate, R 2 is preferably a nitro group or an alkyl group, and more preferably an alkyl group. From the viewpoint of excellent solubility in the polishing liquid, the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a methyl group.

中でも、上記芳香族カルボン酸化合物は、4位にアルキル基を置換基として有するフタル酸(4−アルキルフタル酸)又はその塩であることが好ましい。上記芳香族カルボン酸化合物は、研磨液中における溶解性が優れる観点から、4位に炭素数1〜3のアルキル基を置換基として有するフタル酸又はその塩であることがより好ましく、4−メチルフタル酸又はその塩であることが更に好ましい。   Among these, the aromatic carboxylic acid compound is preferably phthalic acid (4-alkylphthalic acid) having an alkyl group as a substituent at the 4-position or a salt thereof. The aromatic carboxylic acid compound is more preferably phthalic acid or a salt thereof having an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms as a substituent at the 4-position from the viewpoint of excellent solubility in the polishing liquid. More preferably, it is an acid or a salt thereof.

上記芳香族カルボン酸化合物の含有量は、コバルト含有部の研磨速度を更に良好な範囲に保つ観点から、CMP研磨液の総質量中、好ましくは0.0005質量%以上、より好ましくは0.001質量%以上、更に好ましくは0.0015質量%以上である。上記芳香族カルボン酸化合物の含有量は、コバルト含有部の腐食を更に抑制する観点から、CMP研磨液の総質量中、好ましくは0.009質量%以下、より好ましくは0.0085質量%以下、更に好ましくは0.008質量%以下である。   The content of the aromatic carboxylic acid compound is preferably 0.0005% by mass or more, more preferably 0.001 in the total mass of the CMP polishing liquid, from the viewpoint of keeping the polishing rate of the cobalt-containing part in a better range. It is at least mass%, more preferably at least 0.0015 mass%. From the viewpoint of further suppressing the corrosion of the cobalt-containing part, the content of the aromatic carboxylic acid compound is preferably 0.009% by mass or less, more preferably 0.0085% by mass or less, in the total mass of the CMP polishing liquid. More preferably, it is 0.008 mass% or less.

<有機酸成分>
本実施形態のCMP研磨液は、上記芳香族カルボン酸化合物以外の有機酸成分を含有していてもよい。有機酸成分は、コバルト含有部及び金属含有部の研磨速度を更に向上させる効果を有する。有機酸成分としては、例えば、有機酸、並びに当該有機酸の塩、無水物、及びエステル化物が挙げられる。有機酸成分は、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。
<Organic acid component>
The CMP polishing liquid of this embodiment may contain an organic acid component other than the aromatic carboxylic acid compound. The organic acid component has an effect of further improving the polishing rate of the cobalt-containing part and the metal-containing part. Examples of the organic acid component include organic acids, and salts, anhydrides, and esterified products of the organic acids. An organic acid component can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

上記有機酸は、例えば、少なくとも1つのカルボキシ基を有していてもよい。   The organic acid may have at least one carboxy group, for example.

上記有機酸の具体例は、上記芳香族カルボン酸化合物以外のカルボン酸、アミノ酸、及びこれらの誘導体を含む。   Specific examples of the organic acid include carboxylic acids other than the aromatic carboxylic acid compounds, amino acids, and derivatives thereof.

上記有機酸としてのカルボン酸の具体例は、飽和脂肪酸、不飽和カルボン酸、ヒドロキシ酸、芳香族カルボン酸、及びジカルボン酸を含む。   Specific examples of the carboxylic acid as the organic acid include saturated fatty acid, unsaturated carboxylic acid, hydroxy acid, aromatic carboxylic acid, and dicarboxylic acid.

上記有機酸としてのカルボン酸としては、蟻酸、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、サリチル酸、o−トルイル酸、m−トルイル酸、p−トルイル酸、グリコール酸、ジグリコール酸、マンデル酸、キナルジン酸、キノリン酸、グリセリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、グルコン酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フマル酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸等が挙げられる。   Examples of the carboxylic acid as the organic acid include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, 2-methylbutyric acid, n-hexanoic acid, 3,3-dimethylbutyric acid, 2-ethylbutyric acid, 4-methylpentanoic acid, n-heptanoic acid, 2-methylhexanoic acid, n-octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, benzoic acid, salicylic acid, o-toluic acid, m-toluic acid, p-toluic acid, glycolic acid, diglycolic acid, mandel Examples include acids, quinaldic acid, quinolinic acid, glyceric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, gluconic acid, adipic acid, pimelic acid, maleic acid, fumaric acid, malic acid, tartaric acid, and citric acid.

上記有機酸としてのカルボン酸は、エッチング速度を更に抑制する観点から、疎水基を有するモノカルボン酸であることが好ましく、疎水基と芳香環とを有するモノカルボン酸であることがより好ましい。   From the viewpoint of further suppressing the etching rate, the carboxylic acid as the organic acid is preferably a monocarboxylic acid having a hydrophobic group, and more preferably a monocarboxylic acid having a hydrophobic group and an aromatic ring.

アミノ酸としては、グリシン、α−アラニン、β−アラニン、2−アミノ酪産、ノルバリン、バリン、ロイシン、イルロイシン、イソロイシン、アロイソロイシン、フェニルアラニン、プロリン、サルコシン、オルニチン、リシン、セリン、トレオニン、亜炉トレオニン、ホモセリン、チロシン、3,5−ジョードーチロシン、β−(3,4−ジヒドロキシフェニル)−アラニン、チロキシン、4−ヒドロキシープロリン、システイン、メチオニン、エチオニン、ランチオニン、シスタチオニン、シスチン、システイン酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、S−(カルボキシメチル)−システイン、4−アミノ酪酸、アスパラギン、グルタミン、アザセリン、アルギニン、カナバニン、シトルリン、δ−ヒドロキシーリシン、クレアチン、キヌレニン、ヒスチジン、1−メチルーヒスチジン、3−メチルーヒスチジン、エルゴチオネイン、トリプトファン、アントラニル酸等が挙げられる。   As amino acids, glycine, α-alanine, β-alanine, 2-aminobutyric acid, norvaline, valine, leucine, ylleucine, isoleucine, alloisoleucine, phenylalanine, proline, sarcosine, ornithine, lysine, serine, threonine, blast furnace threonine , Homoserine, tyrosine, 3,5-jordotyrosine, β- (3,4-dihydroxyphenyl) -alanine, thyroxine, 4-hydroxy-proline, cysteine, methionine, ethionine, lanthionine, cystathionine, cystine, cysteic acid, asparagine Acid, glutamic acid, S- (carboxymethyl) -cysteine, 4-aminobutyric acid, asparagine, glutamine, azaserine, arginine, canavanine, citrulline, δ-hydroxylysine, creatine, quinu Nin, histidine, 1-methylcyclohexyl-histidine, 3-methylcyclohexyl-histidine, ergothioneine, tryptophan, etc. anthranilic acid.

CMP研磨液が有機酸成分を含有する場合、その含有量は、コバルト含有部の研磨速度を更に良好な範囲に保つ観点から、CMP研磨液の総質量中、0.0001質量%以上が好ましく、0.0005質量%以上がより好ましく、0.001質量%以上が更に好ましい。上記有機酸成分の含有量は、エッチング速度を更に抑制する観点から、CMP研磨液の総質量中、10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましく、3質量%以下が更に好ましい。   When the CMP polishing liquid contains an organic acid component, the content is preferably 0.0001% by mass or more in the total mass of the CMP polishing liquid from the viewpoint of keeping the polishing rate of the cobalt-containing part in a more favorable range. 0.0005 mass% or more is more preferable, and 0.001 mass% or more is still more preferable. From the viewpoint of further suppressing the etching rate, the content of the organic acid component is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and still more preferably 3% by mass or less in the total mass of the CMP polishing liquid.

<金属防食剤>
本実施形態のCMP研磨液は、金属防食剤を含有していてもよい。CMP研磨液が金属防食剤を含有することにより、コバルト含有部に対し、良好な研磨速度を保ちながら腐食を効果的に抑制できる。金属防食剤は、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。
<Metal anticorrosive>
The CMP polishing liquid of this embodiment may contain a metal anticorrosive. When the CMP polishing liquid contains a metal anticorrosive, corrosion can be effectively suppressed while maintaining a good polishing rate for the cobalt-containing portion. A metal anticorrosive can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

金属防食剤は、コバルト含有部に対する良好な研磨速度を保ちながら、コバルト含有部の腐食を更に抑制する観点から、ピリジン類及びアゾール類からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。「ピリジン類」とは、分子内にピリジン骨格を有する化合物をいい、例えば、ピリジン、置換基を有するピリジン等が挙げられる。「アゾール類」とは、分子内にアゾール骨格を有する化合物をいい、例えば、アゾール、置換基を有するアゾール等が挙げられる。ピリジン骨格とアゾール骨格とを有する化合物は、「アゾール類」に分類されるものとする。また、分子内に酸基を有する金属防食剤は、前述した「有機酸成分」ではなく、「金属防食剤」に分類されるものとする。   The metal anticorrosive is preferably at least one selected from the group consisting of pyridines and azoles from the viewpoint of further suppressing corrosion of the cobalt-containing part while maintaining a good polishing rate for the cobalt-containing part. “Pyridines” refers to compounds having a pyridine skeleton in the molecule, and examples thereof include pyridine and pyridine having a substituent. The “azoles” refer to compounds having an azole skeleton in the molecule, and examples thereof include azoles and azoles having a substituent. Compounds having a pyridine skeleton and an azole skeleton are classified as “azoles”. In addition, the metal anticorrosive having an acid group in the molecule is classified as “metal anticorrosive” instead of the “organic acid component” described above.

ピリジン類としては、1H−1,2,3−トリアゾロ[4,5−b]ピリジン、1−アセチル−1H−1,2,3−トリアゾロ[4,5−b]ピリジン、3−アミノピリジン、3−ヒドロキシピリジン、4−ヒドロキシピリジン、2−アセトアミドピリジン、4−ピロリジノピリジン、2−シアノピリジン、3−シアノピリジン、3,4−ジヒドロ−3−ヒドロキシ−4−オキソ−1,2,3−ベンゾトリアジン、4−アミノピリジン等が挙げられる。   Examples of pyridines include 1H-1,2,3-triazolo [4,5-b] pyridine, 1-acetyl-1H-1,2,3-triazolo [4,5-b] pyridine, 3-aminopyridine, 3-hydroxypyridine, 4-hydroxypyridine, 2-acetamidopyridine, 4-pyrrolidinopyridine, 2-cyanopyridine, 3-cyanopyridine, 3,4-dihydro-3-hydroxy-4-oxo-1,2,3 -A benzotriazine, 4-aminopyridine, etc. are mentioned.

アゾール類としては、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;イミダゾール、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−トリアゾール、1,2,4−トリアゾール、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール等のトリアゾール類;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−カルボキシベンゾトリアゾール、5−メチルベンゾトリアゾール、5−へキシルー1H−ベンゾトリアゾール、1−ヒドロキシ−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。   As azoles, pyrazole, 1-allyl-3,5-dimethylpyrazole, 3,5-di (2-pyridyl) pyrazole, 3,5-diisopropylpyrazole, 3,5-dimethyl-1-hydroxymethylpyrazole, 3 , 5-dimethyl-1-phenylpyrazole, 3,5-dimethylpyrazole, 3-amino-5-hydroxypyrazole, 4-methylpyrazole, N-methylpyrazole, 3-aminopyrazole, 3-amino-5-methylpyrazole, etc. Pyrazoles of: imidazole, 1,1′-carbonylbis-1H-imidazole, 1,1′-oxalyldiimidazole, 1,2,4,5-tetramethylimidazole, 1,2-dimethyl-5-nitroimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1- (3-aminopropyl) imidazole Imidazoles such as 1-butylimidazole, 1-ethylimidazole, 1-methylimidazole; thiazoles such as 2,4-dimethylthiazole; benzothiazoles such as 2-mercaptobenzothiazole; tetrazole, 5-methyltetrazole, 5- Tetrazoles such as aminotetrazole and 1,5-pentamethylenetetrazole 1- (2-dimethylaminoethyl) -5-mercaptotetrazole; 1,2,3-triazole, 1,2,4-triazole, 3-amino-1 Triazoles such as 1,2,4-triazole; benzotriazole, 1-hydroxybenzotriazole, 1-dihydroxypropylbenzotriazole, 2,3-dicarboxypropylbenzotriazole, 4-hydroxybenzotriazole, 4-carboxy Benzotriazole, 5-methylbenzotriazole, the 5-Kishiru 1H- benzotriazole, benzotriazole such as 1-hydroxy -1H- benzotriazole.

コバルト含有部に対し、良好な範囲の研磨速度を保ちながら腐食を効果的に抑制する観点から、金属防食剤は、例えば、ピリジン類、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より選択される少なくとも一種であってもよく、トリアゾール類及びベンゾトリアゾール類からなる群より選択される少なくとも一種であってもよい。金属防食剤は、例えば、ピリジン類、テトラゾール類、トリアゾール類、及びベンゾトリアゾール類からなる群より選択される少なくとも一種であってもよく、ピリジン類、及びベンゾトリアゾール類からなる群より選択される少なくとも一種であってもよい。   From the viewpoint of effectively suppressing corrosion while maintaining a good range of polishing rate with respect to the cobalt-containing part, metal anticorrosives are, for example, pyridines, pyrazoles, imidazoles, benzothiazoles, thiazoles, and tetrazole. It may be at least one selected from the group consisting of groups, and may be at least one selected from the group consisting of triazoles and benzotriazoles. The metal anticorrosive may be, for example, at least one selected from the group consisting of pyridines, tetrazoles, triazoles, and benzotriazoles, and at least selected from the group consisting of pyridines and benzotriazoles. It may be a kind.

CMP研磨液が金属防食剤を含有する場合、その防食剤の含有量は、エッチング速度を更に抑制する観点から、CMP研磨液の総質量中、0.005質量%以上が好ましく、0.01質量%以上がより好ましく、0.02質量%以上が更に好ましい。金属防食剤の含有量は、研磨速度を確保する観点から、CMP研磨液の総質量中、0.5質量%以下であることが好ましく、0.2質量%以下であることがより好ましく、0.1質量%以下であることが更に好ましい。   When the CMP polishing liquid contains a metal anticorrosive, the content of the anticorrosive is preferably 0.005% by mass or more in the total mass of the CMP polishing liquid from the viewpoint of further suppressing the etching rate, and 0.01% by mass. % Or more is more preferable, and 0.02 mass% or more is still more preferable. The content of the metal anticorrosive is preferably 0.5% by mass or less, more preferably 0.2% by mass or less, based on the total mass of the CMP polishing liquid, from the viewpoint of securing the polishing rate. More preferably, it is 1% by mass or less.

<金属酸化剤>
本実施形態のCMP研磨液は、金属酸化剤を含有していてもよい。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、及びオゾンが挙げられる。金属酸化剤は、金属含有部の研磨速度を向上させる観点から、例えば、過酸化水素であってもよい。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。
<Metal oxidizing agent>
The CMP polishing liquid of this embodiment may contain a metal oxidant. The metal oxidizing agent is not particularly limited, and examples thereof include hydrogen peroxide, peroxosulfate, nitric acid, potassium periodate, hypochlorous acid, and ozone. The metal oxidizing agent may be hydrogen peroxide, for example, from the viewpoint of improving the polishing rate of the metal-containing portion. A metal oxidizing agent can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

CMP研磨液が金属酸化剤を含有する場合、その含有量は、コバルト含有部の更に良好な研磨速度を得る観点から、CMP研磨液の総質量中、0.01質量%以上が好ましく、0.02質量%以上がより好ましく、0.05質量%以上が更に好ましい。金属酸化剤の含有量は、被研磨面の荒れを防ぐ観点から、CMP研磨液の総質量中、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。   When the CMP polishing liquid contains a metal oxidizer, the content is preferably 0.01% by mass or more in the total mass of the CMP polishing liquid from the viewpoint of obtaining a better polishing rate of the cobalt-containing part. 02 mass% or more is more preferable, and 0.05 mass% or more is still more preferable. The content of the metal oxidizer is preferably 30% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, and still more preferably 10% by mass or less in the total mass of the CMP polishing liquid from the viewpoint of preventing the surface to be polished from being rough.

<有機溶媒>
本実施形態のCMP研磨液は、有機溶媒(上記芳香族カルボン酸化合物及び有機酸成分に該当する化合物を除く)を含有してもよい。CMP研磨液が有機溶媒を含有することにより、金属含有部(例えば、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。
<Organic solvent>
The CMP polishing liquid of the present embodiment may contain an organic solvent (excluding the aromatic carboxylic acid compound and the compound corresponding to the organic acid component). When the CMP polishing liquid contains an organic solvent, the wettability of the CMP polishing liquid with respect to a metal-containing part (for example, a metal-containing part provided in the vicinity of the cobalt-containing part) can be improved. Although there is no restriction | limiting in particular as an organic solvent, What can mix with water is preferable and what melt | dissolves 0.1g or more with respect to 100g of water at 25 degreeC is more preferable. An organic solvent can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

有機溶媒としては、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;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エーテルアセテート、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、1,3−ブタンジオ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;ジメチルホルムアミド、n−メチル−2−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。   Examples of the organic solvent include carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate; lactones such as butyl lactone and propyl lactone; ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, Glycols such as triethylene glycol and tripropylene glycol; ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, dimethoxyethane, polyethylene oxide, ethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate (excluding glycol derivatives) ); Methanol, ethanol, propanol, Alcohols such as butanol, n-pentanol, n-hexanol, isopropanol, 3-methoxy-3-methyl-1-butanol and 1,3-butanediol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; dimethylformamide, n- Amides such as methyl-2-pyrrolidone; esters such as ethyl acetate and ethyl lactate (excluding carbonic acid esters and lactones); and sulfolanes such as sulfolane.

有機溶媒は、グリコール類の誘導体であってもよい。グリコール類の誘導体としては、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。   The organic solvent may be a derivative of glycols. Examples of glycol derivatives include ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl ether. , Diethylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, tripropylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, triethylene glycol Glycol monoethers such as monopropyl ether, tripropylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monobutyl ether; ethylene Glycol dimethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ethyl ether, tripropylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol diethyl ether, diethyl Glycol diethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, tripropylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dipropyl ether, propylene glycol dipropyl ether, diethylene glycol dipropyl ether, dipropylene glycol dipropyl ether, triethylene glycol Examples include glycol ethers such as dipropyl ether, tripropylene glycol dipropyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, dipropylene glycol dibutyl ether, triethylene glycol dibutyl ether, and tripropylene glycol dibutyl ether. Et It is.

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なる群より選ばれる少なくとも一種が好ましい。   The organic solvent is preferably at least one selected from the group consisting of glycols, derivatives of glycols, alcohols, and carbonates.

CMP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研磨液の総質量中、0.01質量%以上が好ましく、0.05質量%以上がより好ましく、0.1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研磨液の総質量中、50質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下が更に好ましい。   When the CMP polishing liquid contains an organic solvent, the content is preferably 0.01% by mass or more in the total mass of the CMP polishing liquid from the viewpoint of obtaining good wettability with respect to the metal-containing portion. 05 mass% or more is more preferable, and 0.1 mass% or more is still more preferable. In addition, the content of the organic solvent is preferably 50% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, based on the total mass of the CMP polishing liquid, from the viewpoint of preventing the possibility of ignition and performing the manufacturing process safely. 5 mass% or less is still more preferable.

<その他の任意成分>
本実施形態のCMP研磨液は、得られる効果等を考慮し、前述の成分以外の任意の成分を含有することもできる。任意の成分としては、例えば、一般的な金属用研磨液に用いられる分散剤、界面活性剤、水溶性ポリマ等の添加剤が挙げられる。
<Other optional components>
The CMP polishing liquid of the present embodiment can contain an optional component other than the above-mentioned components in consideration of the obtained effect and the like. Examples of optional components include additives such as dispersants, surfactants, and water-soluble polymers used in general metal polishing liquids.

<水>
CMP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。
<Water>
The CMP polishing liquid contains water. Water is not particularly limited, but pure water can be preferably used. Water may be blended as the remainder, and the content is not particularly limited.

<CMP研磨液のpH>
本実施形態のCMP研磨液のpHは、4.0を超えるものである。上記CMP研磨液のpHは、コバルト含有部のエッチングを更に抑制する観点から、4.5以上であることが好ましく、5.0以上であることがより好ましく、5.5以上であることが更に好ましい。上記CMP研磨液のpHは、コバルト含有部の研磨速度を更に良好な範囲に保つ観点から、10.5以下であることが好ましく、9.5以下であることがより好ましく、8.0以下であることが更に好ましい。
<PH of CMP polishing liquid>
The pH of the CMP polishing liquid of this embodiment exceeds 4.0. The pH of the CMP polishing liquid is preferably 4.5 or more, more preferably 5.0 or more, and further preferably 5.5 or more from the viewpoint of further suppressing the etching of the cobalt-containing portion. preferable. The pH of the CMP polishing liquid is preferably 10.5 or less, more preferably 9.5 or less, and preferably 8.0 or less from the viewpoint of keeping the polishing rate of the cobalt-containing part in a better range. More preferably it is.

pHは、例えば、酸成分の添加量により調整できる。また、pHは、例えば、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)等を含むアルカリ成分の添加によっても調整可能である。   The pH can be adjusted by, for example, the amount of acid component added. The pH can also be adjusted by adding an alkaline component including, for example, ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide (TMAH) and the like.

CMP研磨液のpHは、pHメータ(例えば、株式会社堀場製作所製「pHMeter F−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研磨液の液温は共に25℃とする。   The pH of the CMP polishing liquid can be measured with a pH meter (for example, “pHMeter F-51” manufactured by Horiba, Ltd.). After three-point calibration using standard buffer (phthalate pH buffer pH: 4.01, neutral phosphate pH buffer pH: 6.86, borate pH buffer pH: 9.18) Then, the value is measured after the electrode is put in a CMP polishing liquid and stabilized for 3 minutes or more. At this time, both the standard buffer solution and the CMP polishing solution are set to 25 ° C.

<研磨液セット>
本実施形態のCMP研磨液は、複数の添加液を混合して上記研磨液となるように、上記研磨液の構成成分を複数の添加液に分けた複数液式の研磨液セットとして保存してもよい。本実施形態のCMP研磨液が砥粒を含有する場合、CMP研磨液は、例えば、スラリと添加液とを混合して上記研磨液となるように、上記研磨液の構成成分をスラリと添加液とに分けた複数液式(例えば、二液式)の研磨液セットとして保存してもよい。上記研磨液セットは、例えば、砥粒及び水を含むスラリと、本実施形態に係る芳香族カルボン酸化合物、必要に応じ金属酸化剤等を含む添加液とに分けた形態であってもよい。
<Polishing liquid set>
The CMP polishing liquid of this embodiment is stored as a multi-liquid type polishing liquid set in which the constituents of the polishing liquid are divided into a plurality of additive liquids so that a plurality of additive liquids are mixed to form the polishing liquid. Also good. When the CMP polishing liquid of this embodiment contains abrasive grains, the constituents of the polishing liquid are added to the slurry and the additive liquid so that, for example, the slurry and the additive liquid are mixed to become the polishing liquid. And may be stored as a multiple liquid type (for example, two liquid type) polishing liquid set. The polishing liquid set may be divided into, for example, a slurry containing abrasive grains and water, and an additive liquid containing an aromatic carboxylic acid compound according to the present embodiment and, if necessary, a metal oxidizing agent.

研磨液の構成成分が分解し易い成分(例えば、金属酸化剤としての過酸化水素)を含む場合には、複数液式の研磨液セットとして保存することが好ましい。この場合、研磨液セットは、例えば、砥粒、本実施形態に係る芳香族カルボン酸化合物及び水を含むスラリと、分解し易い成分及び水を含む添加液とに分けた形態であることが好ましい。   When the component of the polishing liquid contains a component that is easily decomposed (for example, hydrogen peroxide as a metal oxidizing agent), it is preferably stored as a multi-liquid type polishing liquid set. In this case, the polishing liquid set is preferably in a form divided into, for example, a slurry containing abrasive grains, the aromatic carboxylic acid compound according to the present embodiment, and water, and an additive liquid containing a component that easily decomposes and water. .

本実施形態のCMP研磨液及び上記研磨セットは、例えば、水等の液状媒体によって希釈されて使用される、濃縮貯蔵液の状態で保存することもできる。ここで、濃縮とは液状媒体で希釈する前の各成分の含有割合がCMP研磨液における含有割合より多いことを意味し、濃縮工程を経たものに限定されない。   The CMP polishing liquid and the polishing set of the present embodiment can be stored in the state of a concentrated storage liquid that is used after being diluted with a liquid medium such as water. Here, the concentration means that the content ratio of each component before dilution with the liquid medium is higher than the content ratio in the CMP polishing liquid, and is not limited to the one that has undergone the concentration step.

本実施形態のCMP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。   The CMP polishing liquid of this embodiment can be applied to the formation of a wiring pattern in a semiconductor device, for example.

<研磨方法>
本実施形態の研磨方法は、上述した本実施形態のCMP研磨液を用いて、コバルトを含む被研磨面を研磨する研磨方法である。コバルトを含む被研磨面は、例えば、コバルト含有部である。本実施形態のCMP研磨液を、コバルトを含む被研磨面の研磨に用いると、コバルトを含む被研磨面を良好な研磨速度で研磨できるとともに、コバルトのエッチングを抑制できる。上記被研磨面は、コバルト以外の金属からなる金属含有部を有してもよい。すなわち、本実施形態の研磨方法は、本実施形態のCMP研磨液を用いて、コバルト含有部とコバルト以外の金属からなる金属含有部とを有する被研磨面を研磨する方法であってもよい。本実施形態の研磨方法は、本実施形態のCMP研磨液を用いて、コバルト含有部を有し、かつ、主たる成分として銅を含有する銅含有部を有しない被研磨面の、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ってもよい。また、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。
<Polishing method>
The polishing method of this embodiment is a polishing method for polishing a surface to be polished containing cobalt using the CMP polishing liquid of this embodiment described above. The surface to be polished containing cobalt is, for example, a cobalt-containing portion. When the CMP polishing liquid of this embodiment is used for polishing a surface to be polished containing cobalt, the surface to be polished containing cobalt can be polished at a good polishing rate, and etching of cobalt can be suppressed. The surface to be polished may have a metal-containing portion made of a metal other than cobalt. That is, the polishing method of the present embodiment may be a method of polishing a surface to be polished having a cobalt-containing portion and a metal-containing portion made of a metal other than cobalt using the CMP polishing liquid of the present embodiment. The polishing method of the present embodiment uses the CMP polishing liquid of the present embodiment to have a cobalt-containing portion on the surface to be polished having a cobalt-containing portion and not having a copper-containing portion containing copper as a main component. A polishing method in which at least a part is polished and removed may be used. Moreover, the to-be-polished surface may contain the insulating material part mentioned later.

本実施形態の研磨方法の具体例は、本実施形態のCMP研磨液を用いて、コバルト含有部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を含む。本実施形態の研磨方法は、例えば、被研磨面と研磨定盤上の研磨パッドとの間に、本実施形態のCMP研磨液を供給しながら、被研磨面を研磨パッドに押圧した状態で、被研磨面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ってもよい。   Specific examples of the polishing method of this embodiment include a polishing method in which at least a part of the cobalt-containing portion of the surface to be polished having at least the cobalt-containing portion is polished and removed using the CMP polishing liquid of this embodiment. . The polishing method of the present embodiment is, for example, in a state where the polishing surface is pressed against the polishing pad while supplying the CMP polishing liquid of the present embodiment between the polishing surface and the polishing pad on the polishing surface plate. A polishing method in which at least a part of the cobalt-containing portion is polished and removed by relatively moving the surface to be polished and the polishing surface plate may be used.

本実施形態の研磨方法は、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、本実施形態の研磨方法は、例えば、表面に凹凸(凹部及び凸部)を有する絶縁材料部と、上記凹凸に沿って上記絶縁材料部を被覆するライナー部と、上記凹凸の凹部を充填して上記ライナー部を被覆する導電性物質部とを有する基板を用意する工程、上記導電性物質部を研磨して上記凹凸の凸部上の上記ライナー部を露出させる第一の研磨工程、及び、上記第一の研磨工程で露出した上記ライナー部を研磨して除去する第二の研磨工程を備える。ここで、導電性物質部がコバルトを含有する場合には、第一の研磨工程において、本実施形態のCMP研磨液を用いてもよく、ライナー部がコバルトを含有する場合には、第二の研磨工程において、本実施形態のCMP研磨液を用いてもよい。ライナー部は、例えば、複数層から構成されていてもよい。   The polishing method of this embodiment can be applied to a series of steps for forming a wiring layer in a semiconductor device. In this case, the polishing method of the present embodiment includes, for example, an insulating material part having irregularities (concave and convex parts) on the surface, a liner part that covers the insulating material part along the irregularities, and the concave and convex parts. A step of preparing a substrate having a conductive material portion that fills and coats the liner portion, a first polishing step of polishing the conductive material portion to expose the liner portion on the convex and concave portions of the unevenness, And a second polishing step of polishing and removing the liner portion exposed in the first polishing step. Here, when the conductive material portion contains cobalt, the CMP polishing liquid of the present embodiment may be used in the first polishing step. When the liner portion contains cobalt, In the polishing step, the CMP polishing liquid of this embodiment may be used. The liner part may be composed of a plurality of layers, for example.

以下、図1及び2を参照しながら研磨方法の一例を説明する。但し、研磨方法の用途は、下記工程に限定されない。図1は、第一の実施形態に係る研磨方法を示す模式断面図である。図2は、第二の実施形態に係る研磨方法を示す模式断面図である。   Hereinafter, an example of the polishing method will be described with reference to FIGS. However, the use of the polishing method is not limited to the following steps. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a polishing method according to the first embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a polishing method according to the second embodiment.

図1に示す基板10aは、絶縁材料部11、ライナー部12及び導電性物質部13を有する。図1(a)に示すように、研磨前の基板10aは、シリコン基板(図示せず)の上に、所定パターンの凹凸を有する絶縁材料部11と、絶縁材料部11の表面の凸凹に沿って絶縁材料部11を被覆するライナー部12と、ライナー部12上に形成された導電性物質部13とを有する。   A substrate 10 a shown in FIG. 1 includes an insulating material part 11, a liner part 12, and a conductive substance part 13. As shown in FIG. 1A, a substrate 10a before polishing is formed on a silicon substrate (not shown) along an insulating material part 11 having irregularities of a predetermined pattern and irregularities on the surface of the insulating material part 11. And a liner portion 12 that covers the insulating material portion 11 and a conductive substance portion 13 formed on the liner portion 12.

図2に示す基板20aは、絶縁材料部21と、ライナー部22としての第1のライナー部22b及び第2のライナー部22aと、導電性物質部23とを有する。図2(a)に示すように、研磨前の基板20aは、シリコン基板(図示せず)の上に、所定パターンの凹凸を有する絶縁材料部21と、絶縁材料部21の表面の凸凹に沿って絶縁材料部21を被覆する第1のライナー部22bと、第1のライナー部22bを被覆する第2のライナー部22aと、第2のライナー部22a上に形成された導電性物質部23とを有する。   The substrate 20a shown in FIG. 2 includes an insulating material portion 21, a first liner portion 22b and a second liner portion 22a as the liner portion 22, and a conductive substance portion 23. As shown in FIG. 2A, the unpolished substrate 20 a is provided on a silicon substrate (not shown) along an insulating material part 21 having irregularities with a predetermined pattern and irregularities on the surface of the insulating material part 21. A first liner portion 22b for covering the insulating material portion 21, a second liner portion 22a for covering the first liner portion 22b, and a conductive substance portion 23 formed on the second liner portion 22a, Have

絶縁材料部11,21を形成する材料としては、シリコン系絶縁材料(絶縁体)、有機ポリマ系絶縁材料(絶縁体)等が挙げられる。シリコン系絶縁材料としては、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材料;シリコンカーバイド;シリコンナイトライドなどが挙げられる。また、有機ポリマ系絶縁材料としては、全芳香族系低誘電率絶縁材料(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。   Examples of the material forming the insulating material portions 11 and 21 include a silicon-based insulating material (insulator), an organic polymer-based insulating material (insulator), and the like. Silicon-based insulating materials include silica-based insulating materials such as organosilicate glass, silicon oxynitride and silsesquioxane hydride obtained from silicon dioxide, fluorosilicate glass, trimethylsilane, and dimethoxydimethylsilane as starting materials; silicon carbide A silicon nitride may be used. Examples of the organic polymer insulating material include wholly aromatic low dielectric constant insulating materials (insulators). Among these, silicon dioxide is particularly preferable.

絶縁材料部11,21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11,21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。   The insulating material portions 11 and 21 are formed by, for example, a CVD (chemical vapor deposition) method, a spin coating method, a dip coating method, a spray method, or the like. Specific examples of the insulating material portions 11 and 21 include an interlayer insulating film in an LSI manufacturing process (particularly, a multilayer wiring forming process).

ライナー部12,22は、絶縁材料部11,21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11,21と導電性物質部13,23との密着性向上のために形成される。   The liner portions 12 and 22 prevent the conductive material from diffusing into the insulating material portions 11 and 21, and improve the adhesion between the insulating material portions 11 and 21 and the conductive material portions 13 and 23. It is formed.

ライナー部12、第1のライナー部22b、及び第2のライナー部22aの形成に用い得る材料としては、例えば、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、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。ライナー部12、第1のライナー部22b、及び第2のライナー部22aを構成する材料は、例えば、ライナー部12、第1のライナー部22b、及び第2のライナー部22aの使用目的、導電性物質部13,23の材質を考慮して、当業者の知識に基づいて適宜定めることができる。例えば、第2のライナー部22aの形成に上記コバルト化合物を用い、第1のライナー部22bの形成に、上記タンタル化合物、上記チタン化合物、上記タングステン化合物、及び上記ルテニウム化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種を用いる態様であってもよい。ライナー部12、第1のライナー部22b、及び第2のライナー部22a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。   Examples of materials that can be used to form the liner portion 12, the first liner portion 22b, and the second liner portion 22a include cobalt compounds such as cobalt, cobalt alloys, cobalt oxides, cobalt alloy oxides, and tantalum. Tantalum compounds such as tantalum nitride and tantalum alloys, titanium compounds such as titanium, titanium nitride, and titanium alloys, tungsten compounds such as tungsten, tungsten nitride, and tungsten alloys, ruthenium compounds such as ruthenium, ruthenium nitride, and ruthenium alloys. . The material constituting the liner portion 12, the first liner portion 22b, and the second liner portion 22a is, for example, the purpose of use of the liner portion 12, the first liner portion 22b, and the second liner portion 22a, and conductivity. In consideration of the material of the substance parts 13 and 23, it can determine suitably based on the knowledge of those skilled in the art. For example, at least one selected from the group consisting of the tantalum compound, the titanium compound, the tungsten compound, and the ruthenium compound is used to form the second liner portion 22a, and to form the first liner portion 22b. One embodiment may be used. The liner portion 12, the first liner portion 22b, and the second liner portion 22a are formed by, for example, vapor deposition, CVD (chemical vapor deposition), sputtering, or the like.

導電性物質部13、23には、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;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。導電性物質部13、23は、例えば、公知のスパッタ法、CVD(化学気相成長)、メッキ法等によって形成される。   The conductive material portions 13 and 23 mainly include cobalt compounds such as cobalt, cobalt alloy, cobalt oxide, and cobalt alloy oxide; copper such as copper, copper alloy, copper oxide, and copper alloy oxide. Metals as components; Metals mainly composed of tungsten such as tungsten and tungsten alloys; Noble metals such as silver and gold can be used. The conductive material portions 13 and 23 are formed by, for example, a known sputtering method, CVD (chemical vapor deposition), plating method or the like.

本実施形態の研磨方法に用いる基板10aにおいては、ライナー部12及び導電性物質部13からなる群より選ばれる少なくとも一種がコバルト含有部である。例えば、導電性物質部13に、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を用い、ライナー部12に、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を用いる形態であってもよい。また、例えば、導電性物質部13に、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用い、ライナー部12に、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を用いる形態であってもよい。   In the substrate 10a used in the polishing method of the present embodiment, at least one selected from the group consisting of the liner portion 12 and the conductive material portion 13 is a cobalt-containing portion. For example, the conductive material portion 13 is made of a cobalt compound such as cobalt, a cobalt alloy, a cobalt oxide, or a cobalt alloy oxide, and the liner portion 12 is made of a tantalum compound such as tantalum, tantalum nitride, or a tantalum alloy, titanium, A form using a titanium compound such as titanium nitride or a titanium alloy, a tungsten compound such as tungsten, tungsten nitride, or a tungsten alloy, or a ruthenium compound such as ruthenium, ruthenium nitride, or a ruthenium alloy may be used. In addition, for example, the conductive material portion 13 may be made of copper, a copper alloy, a copper oxide, a copper-based metal such as a copper alloy oxide, a tungsten, a tungsten-based metal such as a tungsten alloy, A form in which a noble metal such as silver or gold is used and a cobalt compound such as cobalt, a cobalt alloy, a cobalt oxide, or a cobalt alloy oxide is used for the liner portion 12 may be used.

本実施形態の研磨方法に用いる基板20aにおいては、第1のライナー部22b、第2のライナー部22a、及び導電性物質部23からなる群より選ばれる少なくとも一種がコバルト含有部である。例えば、導電性物質部23に、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を用い、第1のライナー部22b及び第2のライナー部22aに、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を用いる形態であってもよい。また、例えば、導電性物質部23に、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用い、第1のライナー部22bに、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を用い、第2のライナー部22aに、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を用いる形態であってもよい。   In the substrate 20a used in the polishing method of this embodiment, at least one selected from the group consisting of the first liner portion 22b, the second liner portion 22a, and the conductive material portion 23 is a cobalt-containing portion. For example, a cobalt compound such as cobalt, a cobalt alloy, a cobalt oxide, or a cobalt alloy oxide is used for the conductive material portion 23, and tantalum or tantalum nitride is used for the first liner portion 22b and the second liner portion 22a. Tantalum compounds such as tantalum alloys, titanium compounds such as titanium, titanium nitride and titanium alloys, tungsten compounds such as tungsten, tungsten nitride and tungsten alloys, ruthenium compounds such as ruthenium, ruthenium nitride and ruthenium alloys, etc. Also good. In addition, for example, in the conductive material portion 23, copper, a copper alloy, a copper oxide, a copper-based metal such as a copper alloy oxide, a tungsten, a tungsten-based metal such as a tungsten alloy, Using a noble metal such as silver or gold, the first liner portion 22b has a tantalum compound such as tantalum, tantalum nitride, or a tantalum alloy, a titanium compound such as titanium, titanium nitride, or a titanium alloy, tungsten, tungsten nitride, tungsten alloy, or the like. In the form using a cobalt compound such as cobalt, a cobalt alloy, a cobalt oxide, a cobalt alloy oxide, or the like in the second liner portion 22a using a tungsten compound, ruthenium, ruthenium nitride, a ruthenium alloy, or the like. There may be.

絶縁材料部11,21の厚みは、0.01μm〜2.0μm程度が好ましい。ライナー部12,22の厚みは、0.01μm〜2.5μm程度が好ましい。導電性物質部13,23の厚みは、0.01μm〜2.5μm程度が好ましい。   The thickness of the insulating material portions 11 and 21 is preferably about 0.01 μm to 2.0 μm. The thickness of the liner portions 12 and 22 is preferably about 0.01 μm to 2.5 μm. The thickness of the conductive material portions 13 and 23 is preferably about 0.01 μm to 2.5 μm.

図1及び図2において、ライナー部12,22は、一層構造又は二層構造を有しているが、ライナー部は三層以上からなる形態であってもよい。この場合、ライナー部を形成する複数の層及び導電性物質部の内の少なくとも1つがコバルト含有部であればよい。ライナー部を構成する層としては、例えば、コバルト含有層(コバルト含有部)、タンタル含有層(タンタル含有部)、チタン含有層(チタン含有部)、タングステン含有層(タングステン含有部)、及びルテニウム含有層(ルテニウム含有部)が挙げられる。   1 and 2, the liner portions 12 and 22 have a single-layer structure or a two-layer structure, but the liner portion may be formed of three or more layers. In this case, at least one of the plurality of layers and the conductive material part forming the liner part may be a cobalt-containing part. Examples of the layer constituting the liner part include a cobalt-containing layer (cobalt-containing part), a tantalum-containing layer (tantalum-containing part), a titanium-containing layer (titanium-containing part), a tungsten-containing layer (tungsten-containing part), and a ruthenium-containing layer. A layer (ruthenium-containing part).

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、導電性物質部13,23を研磨する。第一の研磨工程では、研磨前の基板10a又は基板20aの表面の導電性物質部13,23を、例えば、導電性物質部/ライナー部の研磨速度比が充分大きい金属(導電性物質)用のCMP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13,23が除去されライナー部12及び第2のライナー部22aが表面に露出し、凹部に導電性物質部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10b又は基板20bが得られる。例えば、導電性物質部13,23がコバルトを含有する場合、上記導電性物質用のCMP研磨液として、本実施形態のCMP研磨液を用いることが好ましい。これにより、良好な範囲の研磨速度で導電性物質部13,23を研磨できるとともに、導電性物質部13,23のエッチングを抑制できる。   In the first polishing step, from the state shown in FIG. 1 (a) to the state shown in FIG. 1 (b), or from the state shown in FIG. 2 (a) to the state shown in FIG. 2 (b). The conductive material portions 13 and 23 are polished. In the first polishing step, the conductive material portions 13 and 23 on the surface of the substrate 10a or the substrate 20a before polishing are, for example, for a metal (conductive material) having a sufficiently high polishing rate ratio of the conductive material portion / liner portion. Polishing is performed by CMP using the above-described CMP polishing liquid. Thereby, the conductive material portions 13 and 23 on the convex portion are removed, the liner portion 12 and the second liner portion 22a are exposed on the surface, and the conductive pattern (that is, the wiring pattern) in which the conductive material portion is left in the concave portion. ) Is obtained. For example, when the conductive material portions 13 and 23 contain cobalt, it is preferable to use the CMP polishing liquid of this embodiment as the CMP polishing liquid for the conductive material. Thereby, while being able to grind | polish the electroconductive substance parts 13 and 23 with the grinding | polishing speed | rate of a favorable range, the etching of the electroconductive substance parts 13 and 23 can be suppressed.

導電性物質部13,23が、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、金等の貴金属である場合、上記導電性物質用のCMP研磨液として、例えば、特許第3337464号公報に記載のCMP研磨液を用いてもよい。第一の研磨工程では、導電性物質部13,23と共に凸部上のライナー部12及び第2のライナー部22aの一部が研磨されてもよい。   The conductive material portions 13 and 23 are copper, copper alloy, copper oxide, copper-based metal such as copper alloy, tungsten, tungsten alloy and other tungsten-based metal, silver, In the case of a noble metal such as gold, the CMP polishing liquid described in Japanese Patent No. 3337464 may be used as the CMP polishing liquid for the conductive material. In the first polishing step, the conductive material portions 13 and 23 together with the liner portion 12 and the second liner portion 22a on the convex portion may be polished.

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ライナー部12を研磨し、余分なライナー部12を除去する。例えば、ライナー部12が、コバルトを含有する場合、当該研磨工程において、本実施形態のCMP研磨液を用いることが好ましい。   In the second polishing step, the liner portion 12 exposed in the first polishing step is polished from the state shown in FIG. 1B to the state shown in FIG. 1C, and the excess liner portion 12 is removed. To do. For example, when the liner part 12 contains cobalt, it is preferable to use the CMP polishing liquid of the present embodiment in the polishing step.

また、図2に示されるように、ライナー部22が第2のライナー部22aと第1のライナー部22bとを有する場合には、第二の研磨工程では、図2(b)に示される状態から図2(c)に示される状態まで、第2のライナー部22a及び第1のライナー部22bを研磨し、余分な第2のライナー部22a及び第1のライナー部22bを除去する。例えば、第2のライナー部22aがコバルトを含有する場合、本実施形態のCMP研磨液により第2のライナー部22aを研磨して、第1のライナー部22bが露出したら研磨を終了し、別途、第1のライナー部22bを研磨するためのCMP研磨液により第1のライナー部22bを研磨してもよい。また、一連の工程として、本実施形態のCMP研磨液により第2のライナー部22aと第1のライナー部22bとを研磨してもよい。   Further, as shown in FIG. 2, when the liner portion 22 has the second liner portion 22a and the first liner portion 22b, the state shown in FIG. From the state until the state shown in FIG. 2C, the second liner portion 22a and the first liner portion 22b are polished, and the excess second liner portion 22a and the first liner portion 22b are removed. For example, when the second liner portion 22a contains cobalt, the second liner portion 22a is polished with the CMP polishing liquid of the present embodiment, and the polishing is terminated when the first liner portion 22b is exposed. The first liner portion 22b may be polished with a CMP polishing liquid for polishing the first liner portion 22b. Further, as a series of steps, the second liner portion 22a and the first liner portion 22b may be polished with the CMP polishing liquid of the present embodiment.

また、導電性物質部13,23がコバルトを含有する場合には、ライナー部12、第2のライナー部22a、及び第1のライナー部22bがコバルトをしない場合であっても、第二の研磨工程で本実施形態のCMP研磨液を用いることが好ましい。これにより、第二の研磨工程における導電性物質部13,23のエッチングが抑制され、良好な配線パターンを形成し得る。   Further, when the conductive material portions 13 and 23 contain cobalt, the second polishing is performed even when the liner portion 12, the second liner portion 22a, and the first liner portion 22b do not contain cobalt. It is preferable to use the CMP polishing liquid of this embodiment in the process. Thereby, the etching of the conductive material portions 13 and 23 in the second polishing step is suppressed, and a good wiring pattern can be formed.

凸部のライナー部12,22の下の絶縁材料部11,21が全て露出し、配線パターンとなる導電性物質部13,23が凹部に残され、凸部と凹部との境界にライナー部12,22の断面が露出した所望のパターンを有する基板10c又は基板20cが得られた時点で研磨を終了する。さらに、凹部に埋め込まれた導電性物質部13,23がライナー部12,22と共に研磨されてもよい。   The insulating material portions 11 and 21 under the convex liner portions 12 and 22 are all exposed, and the conductive material portions 13 and 23 to be a wiring pattern are left in the concave portion, and the liner portion 12 is formed at the boundary between the convex portion and the concave portion. , 22 is finished when the substrate 10c or the substrate 20c having a desired pattern in which the cross-sections are exposed is obtained. Further, the conductive material portions 13 and 23 embedded in the recesses may be polished together with the liner portions 12 and 22.

各研磨工程では、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を押圧した状態で、研磨パッドと基板との間に、CMP研磨液を供給しながら、研磨定盤と基板を相対的に動かすことにより、被研磨面を研磨する。   In each polishing step, the polishing surface plate is supplied while supplying the CMP polishing liquid between the polishing pad and the substrate while pressing the substrate with the surface to be polished facing the polishing pad on the polishing pad of the polishing surface plate. The surface to be polished is polished by relatively moving the substrate.

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に接続され、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。   As an apparatus used for polishing, a general polishing apparatus having a holder for holding a substrate to be polished, and a polishing platen connected to a motor whose rotation speed can be changed and a polishing pad attached thereto can be used. . As the polishing pad, a general nonwoven fabric, foamed polyurethane, porous fluororesin, or the like can be used, and there is no particular limitation.

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。 The polishing conditions are not particularly limited, but the rotation speed of the polishing surface plate is preferably a low rotation speed of 200 min −1 or less so that the substrate does not pop out. The pressure for pressing the substrate against the polishing pad is preferably 1 to 100 kPa, and more preferably 5 to 50 kPa in order to satisfy the in-surface uniformity of the polishing rate and the flatness of the pattern.

研磨している間、研磨パッドと被研磨面との間には、本実施形態のCMP研磨液をポンプ等で連続的に供給することができる。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。   During polishing, the CMP polishing liquid of this embodiment can be continuously supplied between the polishing pad and the surface to be polished by a pump or the like. Although the supply amount is not limited, it is preferable that the surface of the polishing pad is always covered with a CMP polishing liquid. The substrate after polishing is preferably washed in running water and then dried after removing water droplets adhering to the substrate using spin drying or the like.

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、本実施形態の研磨方法を実施した後、基板洗浄工程を加えることが好ましい。   In order to perform CMP with the surface state of the polishing pad always the same, it is preferable to perform a polishing pad conditioning step before polishing. For example, using a dresser with diamond particles, the polishing pad is conditioned with a liquid containing at least water. Subsequently, it is preferable to add a substrate cleaning step after performing the polishing method of the present embodiment.

このようにして形成された配線パターンの上に、さらに、第二層目の絶縁材料部、ライナー部、及び導電性物質部を形成した後に研磨して半導体基板の全面に亘って平滑な面とすることができる。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。   On the wiring pattern thus formed, a second layer insulating material portion, a liner portion, and a conductive material portion are further formed and polished to form a smooth surface over the entire surface of the semiconductor substrate. can do. By repeating this step a predetermined number, a semiconductor device having a desired number of wiring layers can be manufactured.

本実施形態のCMP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。   The CMP polishing liquid of this embodiment can be used not only for polishing a semiconductor substrate as described above but also for polishing a substrate such as a magnetic head.

以下、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、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の種類及び比率であっても構わず、研磨対象の組成及び構造も、本実施例に記載の組成及び構造以外の組成及び構造であっても構わない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in more detail, this invention is not limited to these Examples, unless it deviates from the technical idea of this invention. For example, the type of CMP polishing liquid and the blending ratio thereof may be other types and ratios than those described in this example, and the composition and structure of the polishing target are also described in this example. A composition and structure other than the composition and structure may be used.

(CMP研磨液の作製方法)
表1〜5に示す各成分を用いてCMP研磨液を下記の方法で作製した。
(CMP polishing liquid preparation method)
A CMP polishing liquid was prepared by the following method using each component shown in Tables 1 to 5.

(実施例1〜19及び比較例1〜4)
表1〜5に示す種類の砥粒と、芳香族ジカルボン酸と、有機酸成分と、金属防食剤と、有機溶媒と、添加剤とを容器に入れ、さらに、超純水を注ぎ、撹拌により混合して全成分を溶解させた。次いで、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質量部としてCMP研磨液を得た。
(Examples 1-19 and Comparative Examples 1-4)
Abrasive grains of the types shown in Tables 1 to 5, aromatic dicarboxylic acids, organic acid components, metal anticorrosives, organic solvents, and additives are put in a container, and ultrapure water is poured and stirred. Mix to dissolve all components. Next, hydrogen peroxide water (30% by mass aqueous solution) was added as an oxidizing agent, and then ultrapure water was added to make 100 parts by mass as a whole to obtain a CMP polishing liquid.

各成分の含有量は表1〜5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%として示し、酸化剤の含有量は過酸化水素水(30質量%水溶液)の質量%として示した。また、砥粒としてのコロイダルシリカの平均粒径(平均二次粒径)を、上述の方法に従って測定した。結果は表1〜5に示す。   The content of each component is as shown in Tables 1-5. The content of abrasive grains was shown as mass% of “silica particles”, and the content of oxidizing agent was shown as mass% of hydrogen peroxide (30 mass% aqueous solution). Moreover, the average particle diameter (average secondary particle diameter) of the colloidal silica as an abrasive grain was measured according to the above-mentioned method. The results are shown in Tables 1-5.

(pHの測定方法)
CMP研磨液のpHを下記に従って測定した。
測定温度:25℃
測定器:株式会社堀場製作所製「pHMeter F−51」
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。結果は表1〜5に示す。
(Measurement method of pH)
The pH of the CMP polishing liquid was measured according to the following.
Measurement temperature: 25 ° C
Measuring instrument: “pHMeter F-51” manufactured by Horiba, Ltd.
Measurement method: standard buffer (phthalate pH buffer solution pH: 4.01 (25 ° C.), neutral phosphate pH buffer solution pH: 6.86 (25 ° C.), borate pH buffer solution pH: 9 After calibrating three points using .18 (25 ° C.), the electrode was placed in a CMP polishing liquid, and the value after 3 minutes had elapsed and stabilized was measured, and the results are shown in Tables 1 to 5.

(研磨特性の評価)
以下の項目により、実施例1〜19及び比較例1〜4のCMP研磨液の評価を行った。
(Evaluation of polishing characteristics)
The CMP polishing liquids of Examples 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 4 were evaluated according to the following items.

(1)コバルト研磨速度(Co−RR(Removal Rate)[nm/min])
得られた各研磨液を用いて、以下の条件で被研磨基板を研磨し、研磨前後のコバルト層の厚みの差を研磨時間で割ることでコバルト研磨速度を算出した。なお、研磨前後のコバルト層の厚みは、電気抵抗力(抵抗値)を測定し当該測定値から換算する方法により算出した。抵抗値の測定には、ナプソン株式会社製、金属膜厚測定装置「RT−70」を用いた。算出されたコバルト研磨速度(Co−RR)[nm/min]は、表1〜5に示す。
(研磨条件)
被研磨基板:シリコン基板(直径8インチウエハ)に厚さ200nmのコバルト層を形成して得られたブランケット基板を切断して得た、20mm×20mmのチップ
研磨装置:日本エンギス株式会社製 IMPTECH 10DVT
研磨パッド:発泡ポリウレタン樹脂製の研磨パッド
定盤回転数:90min−1
研磨圧力:33.1kPa(4.8psi)
CMP研磨液の供給量:15mL/min
研磨時間:1min
(1) Cobalt polishing rate (Co-RR (Removal Rate) [nm / min])
Using each of the resulting polishing liquids, the substrate to be polished was polished under the following conditions, and the cobalt polishing rate was calculated by dividing the difference in thickness of the cobalt layer before and after polishing by the polishing time. In addition, the thickness of the cobalt layer before and after polishing was calculated by a method of measuring electric resistance (resistance value) and converting from the measured value. For the measurement of the resistance value, a metal film thickness measuring device “RT-70” manufactured by Napson Corporation was used. The calculated cobalt polishing rate (Co-RR) [nm / min] is shown in Tables 1-5.
(Polishing conditions)
Polishing substrate: 20 mm × 20 mm chip obtained by cutting a blanket substrate obtained by forming a cobalt layer having a thickness of 200 nm on a silicon substrate (8 inch diameter wafer) Polishing apparatus: IMPTECH 10DVT manufactured by Nippon Engis Co., Ltd.
Polishing pad: Polishing pad made of polyurethane foam resin Surface plate rotation speed: 90 min −1
Polishing pressure: 33.1 kPa (4.8 psi)
Supply amount of CMP polishing liquid: 15 mL / min
Polishing time: 1 min

(2)コバルトエッチング速度(Co−ER(Etching Rate)[nm/min])
得られた各研磨液に、以下の条件で基板を浸漬し、浸漬前後のコバルト層の厚みの差を浸漬時間で割ることでコバルトエッチング速度を算出した。なお、浸漬前後のコバルト層の厚みは、電気抵抗力(抵抗値)を測定し当該測定値から換算する方法により算出した。抵抗値の測定には、ナプソン株式会社製、金属膜厚測定装置「RT−70」を用いた。算出されたコバルトエッチング速度(Co−ER)[nm/min]は、表1〜5に示す。
(浸漬条件)
基板:シリコン基板(直径8インチウエハ)に厚さ200nmのコバルト層を形成して得られたブランケット基板を切断して得た、20mm×20mmのチップ
研磨液容量:100mLビーカー内の100mL
研磨液の温度:60℃
攪拌速度:200min−1
浸漬時間:5min
(2) Cobalt etching rate (Co-ER (Etching Rate) [nm / min])
The substrate was immersed in each polishing liquid obtained under the following conditions, and the cobalt etching rate was calculated by dividing the difference in thickness of the cobalt layer before and after immersion by the immersion time. In addition, the thickness of the cobalt layer before and after immersion was calculated by a method of measuring electric resistance (resistance value) and converting from the measured value. For the measurement of the resistance value, a metal film thickness measuring device “RT-70” manufactured by Napson Corporation was used. The calculated cobalt etching rate (Co-ER) [nm / min] is shown in Tables 1-5.
(Immersion conditions)
Substrate: 20 mm × 20 mm chip obtained by cutting a blanket substrate obtained by forming a 200 nm thick cobalt layer on a silicon substrate (8 inch diameter wafer) Polishing liquid capacity: 100 mL in a 100 mL beaker
Polishing liquid temperature: 60 ° C
Stirring speed: 200 min −1
Immersion time: 5 min

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表1〜5から、実施例1〜19では、コバルト層のエッチング速度が抑制されることがわかる。また、実施例1〜19では、コバルト層のエッチング速度が抑制されるとともに、コバルト層を適度な研磨速度で研磨できることがわかる。   From Tables 1-5, in Examples 1-19, it turns out that the etching rate of a cobalt layer is suppressed. Moreover, in Examples 1-19, while the etching rate of a cobalt layer is suppressed, it turns out that a cobalt layer can be grind | polished at a moderate grinding | polishing rate.

本実施形態のCMP研磨液及び研磨方法によれば、従来のCMP研磨液を用いた場合と比較して、コバルト含有部の良好な研磨速度を維持しつつ、コバルト含有部のエッチングを抑制できる。   According to the CMP polishing liquid and polishing method of this embodiment, etching of the cobalt-containing part can be suppressed while maintaining a good polishing rate of the cobalt-containing part as compared with the case where a conventional CMP polishing liquid is used.

1,11,21…絶縁材料部、2,12,22…ライナー部、3,13,23…導電性物質部、10a,10b,10c,20a,20b,20c…基板、22a…第2のライナー部、22b…第1のライナー部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 11, 21 ... Insulating material part, 2, 12, 22 ... Liner part, 3, 13, 23 ... Conductive substance part, 10a, 10b, 10c, 20a, 20b, 20c ... Substrate, 22a ... 2nd liner Part, 22b ... 1st liner part.

Claims (10)

カルボン酸基及びカルボン酸塩基の合計が2である芳香族カルボン酸化合物と、水と、を含有し、
前記芳香族カルボン酸化合物が、一のカルボン酸基又はカルボン酸塩基のオルト位に他のカルボン酸基又はカルボン酸塩基が結合した構造を有し、
pHが4.0を超える、コバルト研磨用CMP研磨液。
An aromatic carboxylic acid compound having a total of 2 carboxylic acid groups and carboxylic acid groups, and water,
The aromatic carboxylic acid compound has a structure in which another carboxylic acid group or carboxylate group is bonded to the ortho position of one carboxylic acid group or carboxylate group;
A CMP polishing liquid for cobalt polishing, having a pH exceeding 4.0.
前記芳香族カルボン酸化合物が、芳香環の1位及び2位のそれぞれにカルボン酸基又はカルボン酸塩基を有し、かつ、芳香環の4位にアルキル基を有する、請求項1に記載のCMP研磨液。   The CMP according to claim 1, wherein the aromatic carboxylic acid compound has a carboxylic acid group or a carboxylic acid group at each of the 1-position and the 2-position of the aromatic ring, and an alkyl group at the 4-position of the aromatic ring. Polishing fluid. 前記アルキル基の炭素数が1〜3である、請求項2に記載のCMP研磨液。   The CMP polishing liquid according to claim 2, wherein the alkyl group has 1 to 3 carbon atoms. 前記芳香族カルボン酸化合物が4−メチルフタル酸又はその塩である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のCMP研磨液。   The CMP polishing liquid according to any one of claims 1 to 3, wherein the aromatic carboxylic acid compound is 4-methylphthalic acid or a salt thereof. 砥粒を更に含有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載のCMP研磨液。   The CMP polishing liquid according to any one of claims 1 to 4, further comprising abrasive grains. 前記芳香族カルボン酸化合物以外の有機酸成分を更に含有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載のCMP研磨液。   The CMP polishing liquid according to claim 1, further comprising an organic acid component other than the aromatic carboxylic acid compound. 金属酸化剤を更に含有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載のCMP研磨液。   The CMP polishing liquid according to any one of claims 1 to 6, further comprising a metal oxidizing agent. 金属防食剤を更に含有する、請求項1〜7いずれか一項に記載のCMP研磨液。   The CMP polishing liquid according to claim 1, further comprising a metal anticorrosive. 有機溶媒を更に含有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載のCMP研磨液。   The CMP polishing liquid according to any one of claims 1 to 8, further comprising an organic solvent. 請求項1〜9のいずれか一項に記載のCMP研磨液を用いて、コバルトを含む被研磨面を研磨する、研磨方法。   A polishing method for polishing a surface to be polished containing cobalt using the CMP polishing liquid according to claim 1.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019069370A1 (en) * 2017-10-03 2019-04-11 日立化成株式会社 Polishing liquid, polishing liquid set, polishing method, and defect inhibition method
JPWO2020255603A1 (en) * 2019-06-20 2020-12-24
WO2020255616A1 (en) * 2019-06-20 2020-12-24 富士フイルム株式会社 Polishing liquid and chemical-mechanical polishing method
JPWO2020255602A1 (en) * 2019-06-20 2020-12-24
WO2020255582A1 (en) * 2019-06-20 2020-12-24 富士フイルム株式会社 Polishing liquid and chemical mechanical polishing method
WO2022107217A1 (en) * 2020-11-17 2022-05-27 昭和電工マテリアルズ株式会社 Polishing agent, multi-liquid polishing agent, and polishing method
JPWO2022149224A1 (en) * 2021-01-06 2022-07-14

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015108113A1 (en) * 2014-01-16 2015-07-23 日立化成株式会社 Polishing liquid production method, and polishing method
WO2015129342A1 (en) * 2014-02-26 2015-09-03 株式会社フジミインコーポレーテッド Polishing composition

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015108113A1 (en) * 2014-01-16 2015-07-23 日立化成株式会社 Polishing liquid production method, and polishing method
WO2015129342A1 (en) * 2014-02-26 2015-09-03 株式会社フジミインコーポレーテッド Polishing composition

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019069370A1 (en) * 2017-10-03 2019-04-11 日立化成株式会社 Polishing liquid, polishing liquid set, polishing method, and defect inhibition method
WO2019069863A1 (en) * 2017-10-03 2019-04-11 日立化成株式会社 Polishing liquid, polishing liquid set, polishing method, and defect suppression method
CN111433311A (en) * 2017-10-03 2020-07-17 日立化成株式会社 Polishing liquid, polishing liquid set, polishing method, and defect suppression method
JPWO2019069863A1 (en) * 2017-10-03 2020-11-05 日立化成株式会社 Polishing liquid, polishing liquid set, polishing method and defect suppression method
JP7006698B2 (en) 2017-10-03 2022-01-24 昭和電工マテリアルズ株式会社 Polishing liquid, polishing liquid set, polishing method and defect suppression method
WO2020255603A1 (en) * 2019-06-20 2020-12-24 富士フイルム株式会社 Polishing liquid and chemical-mechanical polishing method
JP7263516B2 (en) 2019-06-20 2023-04-24 富士フイルム株式会社 Polishing liquid and chemical mechanical polishing method
WO2020255582A1 (en) * 2019-06-20 2020-12-24 富士フイルム株式会社 Polishing liquid and chemical mechanical polishing method
JPWO2020255616A1 (en) * 2019-06-20 2020-12-24
JPWO2020255582A1 (en) * 2019-06-20 2020-12-24
WO2020255616A1 (en) * 2019-06-20 2020-12-24 富士フイルム株式会社 Polishing liquid and chemical-mechanical polishing method
WO2020255602A1 (en) * 2019-06-20 2020-12-24 富士フイルム株式会社 Polishing solution and chemical-mechanical polishing method
JPWO2020255603A1 (en) * 2019-06-20 2020-12-24
JP7331103B2 (en) 2019-06-20 2023-08-22 富士フイルム株式会社 Polishing liquid and chemical mechanical polishing method
JP7295236B2 (en) 2019-06-20 2023-06-20 富士フイルム株式会社 Polishing liquid and chemical mechanical polishing method
JPWO2020255602A1 (en) * 2019-06-20 2020-12-24
JP7244642B2 (en) 2019-06-20 2023-03-22 富士フイルム株式会社 Polishing liquid and chemical mechanical polishing method
JPWO2022107217A1 (en) * 2020-11-17 2022-05-27
WO2022107217A1 (en) * 2020-11-17 2022-05-27 昭和電工マテリアルズ株式会社 Polishing agent, multi-liquid polishing agent, and polishing method
JP7435739B2 (en) 2020-11-17 2024-02-21 株式会社レゾナック Abrasives, multi-component abrasives and polishing methods
JP7235164B2 (en) 2021-01-06 2023-03-08 株式会社レゾナック Polishing liquid, polishing liquid set and polishing method
JPWO2022149224A1 (en) * 2021-01-06 2022-07-14

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