JP2022028258A - Abrasive, two-part abrasive and polishing method - Google Patents

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純平 川北
Jumpei Kawakita
真之 花野
Masayuki Hanano
浩二 芳賀
Koji Haga
雅弘 坂下
Masahiro Sakashita
友美 久木田
Tomomi Kukita
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Abstract

To provide an abrasive that can give a polishing rate of silicon oxide that is equal to or lower than a polishing rate of silicon nitride, a two-part abrasive for obtaining the abrasive, and a polishing method that uses the abrasive or the two-part abrasive.SOLUTION: An abrasive contains abrasive grains, an amine with a first acid dissociation constant pKa of 10.0 or more, and water. There is also provided a two-part abrasive for obtaining the abrasive that contains first liquid containing the abrasive grains and second liquid containing the amine. There is also provided a polishing method for polishing a to-be-polished face with the abrasive, or an abrasive that is a mixture of the first liquid and second liquid of the two-part abrasive.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、研磨剤、2液式研磨剤及び研磨方法に関する。 The present invention relates to an abrasive, a two-component abrasive and a polishing method.

近年、半導体集積回路(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膜の平坦化、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ている技術である。 In recent years, new microfabrication techniques have been developed along with the high integration and high performance of semiconductor integrated circuits (Large-Scale Integration, hereinafter referred to as "LSI"). Chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as "CMP") method is one of them. The CMP method is a technique frequently used in the LSI manufacturing process (particularly, flattening of an insulating film in a multilayer wiring forming process, formation of a metal plug, formation of embedded wiring, etc.).

配線材料となる導電性物質としては、LSIを高性能化するために、低抵抗である銅(Cu)を含む金属材料(銅単体、銅合金等)が利用されている。従来、アルミニウム(Al)合金配線の形成で頻繁に用いられていたドライエッチング法では、銅を含む導電性物質部(例えば金属膜)の微細加工が困難であることから、銅を含む配線の形成には、いわゆるダマシン法が主に採用されている。ダマシン法では、予め表面に溝が形成された絶縁材料部(例えば層間絶縁膜)の当該表面上に導電性物質(例えば、銅を含む金属材料)を堆積して溝に導電性物質を埋め込みつつ導電性物質部(例えば金属膜)を形成する。次いで、導電性物質部のうち、導電性物質が埋め込まれた溝以外の部分をCMP法により除去して埋め込み配線を形成する。 As the conductive material used as the wiring material, a metal material containing copper (Cu) having a low resistance (copper simple substance, copper alloy, etc.) is used in order to improve the performance of the LSI. Conventionally, in the dry etching method frequently used for forming aluminum (Al) alloy wiring, it is difficult to finely process the conductive material part (for example, a metal film) containing copper, so that the wiring containing copper is formed. The so-called damascene method is mainly adopted for. In the damascene method, a conductive substance (for example, a metal material containing copper) is deposited on the surface of an insulating material portion (for example, an interlayer insulating film) having a groove formed on the surface in advance, and the conductive substance is embedded in the groove. Form a conductive material part (for example, a metal film). Next, the portion of the conductive substance portion other than the groove in which the conductive substance is embedded is removed by the CMP method to form an embedded wiring.

また、現在、コンタクト材料、プラグ材料、ビア材料、ゲート材料等の複数の用途において、タングステン(W)を含む金属材料が用いられている。コンタクトプラグ等の形成においては、上記配線の形成に用いられるプロセスと同様のプロセスが採用される。 Further, at present, a metal material containing tungsten (W) is used in a plurality of applications such as a contact material, a plug material, a via material, and a gate material. In forming the contact plug or the like, a process similar to the process used for forming the wiring is adopted.

ところで、LSIは更なる高集積化及び高性能化に向かっている。それに伴い、ダマシン法による埋め込み配線にも微細化が求められている。しかしながら、配線材料、コンタクト材料等として使われている銅及びタングステンは、微細化に伴い電気抵抗が大きくなり、配線寿命が短くなるという問題が生じるようになってきている。そのため、埋め込みが良好で、銅及びタングステンよりも電気抵抗が低く、金属イオンが拡散して絶縁材料部に達してしまうエレクトロマイグレーション(EM)が生じにくいコバルト(Co)を配線材料、コンタクト材料等として用いる動きが出てきている(例えば、下記特許文献1及び2参照)。 By the way, LSI is moving toward higher integration and higher performance. Along with this, miniaturization is also required for embedded wiring by the damascene method. However, copper and tungsten used as wiring materials, contact materials, etc. have a problem that the electric resistance becomes large and the wiring life is shortened with the miniaturization. Therefore, cobalt (Co), which has good embedding, has lower electrical resistance than copper and tungsten, and is less likely to cause electromigration (EM) in which metal ions diffuse and reach the insulating material, is used as a wiring material, contact material, etc. There is a movement to use it (see, for example, Patent Documents 1 and 2 below).

国際公開第2018/159530号International Publication No. 2018/159530 米国特許第9735031号明細書U.S. Pat. No. 9735031

CMP法では、酸化珪素部及び窒化珪素部を同時に研磨する場合がある(後述する図1参照)。しかしながら、本発明者らの検討の結果、従来の研磨剤を用いたCMP法では、酸化珪素部及び窒化珪素部を同時に研磨する場合、酸化珪素の研磨速度の方が窒化珪素の研磨速度よりも大きくなり、酸化珪素部が過剰に研磨されることで、ディッシング、リセス、ロス等と呼ばれる凹み(以下、まとめて「ディッシング」と称する。)が酸化珪素部において発生することが明らかになった。 In the CMP method, the silicon oxide portion and the silicon nitride portion may be polished at the same time (see FIG. 1 to be described later). However, as a result of the studies by the present inventors, in the CMP method using a conventional abrasive, when the silicon oxide portion and the silicon nitride portion are polished at the same time, the polishing speed of silicon oxide is higher than the polishing speed of silicon nitride. It has been clarified that the silicon oxide portion becomes large and the silicon oxide portion is excessively polished, so that dents called dishing, recess, loss, etc. (hereinafter collectively referred to as “dishes”) are generated in the silicon oxide portion.

本発明の一側面は、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得ることが可能な研磨剤を提供することを目的とする。本発明の他の一側面は、当該研磨剤を得るための2液式研磨剤を提供することを目的とする。本発明の他の一側面は、前記研磨剤又は前記2液式研磨剤を用いた研磨方法を提供することを目的とする。 One aspect of the present invention is to provide an abrasive capable of obtaining a polishing rate equal to or lower than the polishing rate of silicon nitride as the polishing rate of silicon oxide. And. Another aspect of the present invention is to provide a two-component abrasive for obtaining the abrasive. Another aspect of the present invention is to provide a polishing method using the abrasive or the two-component abrasive.

本発明者らは、特定のアミンを含有する研磨剤を使用することによって上記課題を解決できることを見出した。 The present inventors have found that the above problems can be solved by using an abrasive containing a specific amine.

本発明の一側面は、砥粒と、第1酸解離定数pKaが10.0以上であるアミンと、水と、を含有する、研磨剤を提供する。 One aspect of the present invention provides an abrasive containing abrasive grains, an amine having a first acid dissociation constant pKa of 10.0 or more, and water.

このような研磨剤によれば、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得ることができる。 According to such an abrasive, it is possible to obtain a polishing speed equal to or lower than the polishing speed of silicon nitride as the polishing speed of silicon oxide.

本発明の他の一側面は、上記研磨剤を得るための2液式研磨剤であって、上記砥粒を含む第1の液と、上記アミンを含む第2の液と、を有する、2液式研磨剤を提供する。 Another aspect of the present invention is a two-component abrasive for obtaining the abrasive, which has a first liquid containing the abrasive grains and a second liquid containing the amine. A liquid abrasive is provided.

本発明の他の一側面は、上記研磨剤、又は、上記2液式研磨剤の上記第1の液と上記第2の液とを混合して得られる研磨剤を用いて被研磨面を研磨する、研磨方法を提供する。 Another aspect of the present invention is to polish the surface to be polished with the above-mentioned polishing agent or a polishing agent obtained by mixing the above-mentioned first liquid and the above-mentioned second liquid of the above-mentioned two-component polishing agent. To provide a polishing method.

本発明の一側面によれば、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得ることが可能な研磨剤を提供することができる。本発明の他の一側面によれば、当該研磨剤を得るための2液式研磨剤を提供する。本発明の他の一側面によれば、前記研磨剤又は前記2液式研磨剤を用いた研磨方法を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide an abrasive capable of obtaining a polishing rate equal to or lower than the polishing rate of silicon nitride as the polishing rate of silicon oxide. Can be done. According to another aspect of the present invention, there is provided a two-component abrasive for obtaining the abrasive. According to another aspect of the present invention, it is possible to provide a polishing method using the polishing agent or the two-component polishing agent.

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 sectional drawing which shows the polishing method which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について説明する。但し、本発明は下記実施形態に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments.

<定義>
本明細書において、「研磨速度」とは、被研磨材料が研磨により除去される速度(例えば、時間あたりの被研磨材料の厚みの低減量。Removal Rate。)を意味する。「工程」との語には、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できないもののその工程の所期の作用が達成される工程が含まれる。「膜」との語は、平面図として観察したときに、全面に形成されている形状の構造に加え、一部に形成されている形状の構造も包含される。「~」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。数値範囲の「A以上」とは、A、及び、Aを超える範囲を意味する。数値範囲の「A以下」とは、A、及び、A未満の範囲を意味する。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値と任意に組み合わせることができる。本明細書に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。「A又はB」とは、A及びBのどちらか一方を含んでいればよく、両方とも含んでいてもよい。本明細書に例示する材料は、特に断らない限り、一種を単独で、又は、二種以上を組み合わせて使用できる。組成物中の各成分の含有量は、組成物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、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
<Definition>
As used herein, the term "polishing rate" means the rate at which the material to be polished is removed by polishing (for example, the amount of reduction in the thickness of the material to be polished per hour; Removal Rate). The term "process" includes not only independent processes but also processes in which the intended action of the process is achieved, although it is not clearly distinguishable from other processes. The term "membrane" includes not only a structure having a shape formed on the entire surface when observed as a plan view, but also a structure having a shape partially formed. The numerical range indicated by using "-" indicates a range including the numerical values before and after "-" as the minimum value and the maximum value, respectively. "A or more" in the numerical range means A and a range exceeding A. "A or less" in the numerical range means A and a range less than A. Within the numerical range described stepwise herein, the upper or lower limit of the numerical range at one stage may be optionally combined with the upper or lower limit of the numerical range at another stage. In the numerical range described in the present specification, the upper limit value or the lower limit value of the numerical range may be replaced with the value shown in the examples. "A or B" may include either A or B, and may include both. Unless otherwise specified, the materials exemplified in the present specification may be used alone or in combination of two or more. The content of each component in the composition means the total amount of the plurality of substances present in the composition when a plurality of substances corresponding to each component are present in the composition, unless otherwise specified.

<研磨剤>
本実施形態に係る研磨剤は、少なくとも、研磨砥粒(以下、「砥粒」という。)と、第1酸解離定数pKaが10.0以上であるアミン(以下、「アミンA」という。)と、水と、を含有する。本実施形態に係る研磨剤は、CMP用研磨剤として用いることができる。
<Abrasive>
The abrasive according to the present embodiment is at least an abrasive grain (hereinafter referred to as "abrasive grain") and an amine having a first acid dissociation constant pKa of 10.0 or more (hereinafter referred to as "amine A"). And water. The polishing agent according to this embodiment can be used as a polishing agent for CMP.

本実施形態に係る研磨剤によれば、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得ることが可能であり、窒化珪素に対する酸化珪素の研磨速度比(酸化珪素の研磨速度/窒化珪素の研磨速度)として2.0未満の研磨速度比を得ることができる。本実施形態に係る研磨剤によれば、酸化珪素部及び窒化珪素部を同時に研磨する場合において、酸化珪素部が過剰に研磨されることでディッシングが酸化珪素部において発生することを抑制できる。本実施形態に係る研磨剤によれば、ブランケットウエハ及びパターンウエハの研磨において、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得ることができる。本実施形態に係る研磨剤によれば、窒化珪素の良好な研磨速度を得つつ、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得ることができる。 According to the polishing agent according to the present embodiment, it is possible to obtain a polishing speed equal to the polishing speed of silicon nitride or a polishing speed lower than the polishing speed of silicon nitride as the polishing speed of silicon oxide. A polishing rate ratio of less than 2.0 can be obtained as the polishing rate ratio of silicon oxide to (polishing rate of silicon oxide / polishing rate of silicon nitride). According to the polishing agent according to the present embodiment, when the silicon oxide portion and the silicon nitride portion are polished at the same time, it is possible to suppress the occurrence of dishing in the silicon oxide portion due to excessive polishing of the silicon oxide portion. According to the polishing agent according to the present embodiment, in polishing a blanket wafer and a pattern wafer, the polishing speed of silicon oxide is equal to the polishing speed of silicon nitride or lower than the polishing speed of silicon nitride. Obtainable. According to the polishing agent according to the present embodiment, while obtaining a good polishing rate of silicon nitride, the polishing rate of silicon oxide is equal to or lower than the polishing rate of silicon nitride. You can get speed.

本実施形態に係る研磨剤の一態様によれば、酸化珪素の研磨速度として、コバルトの研磨速度と同等の研磨速度、又は、コバルトの研磨速度より小さい研磨速度を得ることが可能であり、コバルトに対する酸化珪素の研磨速度比(酸化珪素の研磨速度/コバルトの研磨速度)として2.0未満の研磨速度比を得ることができる。このような研磨剤によれば、酸化珪素がコバルトに対して過剰に研磨されることを抑制できる。これに加え、上述のとおり、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得ることが可能であることから、酸化珪素が窒化珪素及びコバルトに対して過剰に研磨されることを抑制できる。本実施形態に係る研磨剤の一態様によれば、コバルトの良好な研磨速度を得つつ、酸化珪素の研磨速度として、コバルトの研磨速度と同等の研磨速度、又は、コバルトの研磨速度より小さい研磨速度を得ることができる。コバルトを含む被研磨材料としては、コバルト単体、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が挙げられる。 According to one aspect of the polishing agent according to the present embodiment, it is possible to obtain a polishing speed equal to or lower than the polishing speed of cobalt as the polishing speed of silicon oxide, and it is possible to obtain a polishing speed lower than the polishing speed of cobalt. A polishing rate ratio of less than 2.0 can be obtained as the polishing rate ratio of silicon oxide (polishing rate of silicon oxide / polishing rate of cobalt) with respect to. With such an abrasive, it is possible to prevent silicon oxide from being excessively polished with respect to cobalt. In addition to this, as described above, since it is possible to obtain a polishing rate equal to or lower than the polishing rate of silicon nitride as the polishing rate of silicon oxide, silicon oxide can be used. Excessive polishing with respect to silicon nitride and cobalt can be suppressed. According to one aspect of the polishing agent according to the present embodiment, the polishing rate of silicon oxide is equal to or lower than the polishing rate of cobalt while obtaining a good polishing rate of cobalt. You can get speed. Examples of the material to be polished containing cobalt include elemental cobalt, cobalt alloys, cobalt oxides, cobalt alloy oxides and the like.

本実施形態に係る研磨剤は、酸化珪素及び窒化珪素を含む被研磨面の研磨に用いられてよい。本実施形態によれば、酸化珪素及び窒化珪素を含む被研磨面(例えば、酸化珪素部及び窒化珪素部を有する被研磨面)の研磨への研磨剤の応用を提供することができる。本実施形態に係る研磨剤は、コバルトを含む被研磨面の研磨に用いられてよい。本実施形態によれば、コバルトを含む被研磨面(コバルト含有部を有する被研磨面)の研磨への研磨剤の応用を提供することが可能であり、酸化珪素及びコバルトを含む被研磨面(酸化珪素部及びコバルト含有部を有する被研磨面)の研磨への研磨剤の応用を提供することが可能であり、酸化珪素、窒化珪素及びコバルトを含む被研磨面(酸化珪素部、窒化珪素部及びコバルト含有部を有する被研磨面)の研磨への研磨剤の応用を提供することができる。 The abrasive according to this embodiment may be used for polishing the surface to be polished containing silicon oxide and silicon nitride. According to the present embodiment, it is possible to provide an application of an abrasive for polishing a surface to be polished containing silicon oxide and silicon nitride (for example, a surface to be polished having a silicon oxide portion and a silicon nitride portion). The abrasive according to this embodiment may be used for polishing a surface to be polished containing cobalt. According to the present embodiment, it is possible to provide the application of the polishing agent to the polishing of the surface to be polished containing cobalt (the surface to be polished having a cobalt-containing portion), and it is possible to provide the surface to be polished containing silicon oxide and cobalt (the surface to be polished). It is possible to provide an application of a polishing agent for polishing a silicon oxide portion and a surface to be polished having a cobalt-containing portion), and it is possible to provide a surface to be polished (silicon oxide portion, silicon nitride portion) containing silicon oxide, silicon nitride and cobalt. And the application of the polishing agent to the polishing of the surface to be polished having a cobalt-containing portion) can be provided.

(砥粒)
本実施形態に係る研磨剤は、砥粒を含有する。本明細書において「砥粒」とは、複数の粒子の集合を意味するが、便宜的に、砥粒を構成する一の粒子を砥粒と呼ぶことがある。砥粒は、一種又は複数種の粒子を含んでよい。
(Abrasion grain)
The abrasive according to this embodiment contains abrasive grains. As used herein, the term "abrasive particles" means a collection of a plurality of particles, but for convenience, one particle constituting the abrasive grains may be referred to as an abrasive grain. The abrasive grains may contain one or more kinds of particles.

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、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。上記変性物を含む砥粒としては、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粒子の表面をアルキル基で変性したものなどが挙げられる。 Examples of the constituent materials 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. Examples of the abrasive grains containing the modified product include those obtained by modifying the surface of particles containing silica, alumina, ceria, titania, zirconia, germania and the like with an alkyl group.

砥粒は、被研磨面(配線部の表面、ライナー部の表面、絶縁材料部の表面等)にスクラッチ等の欠陥が生じにくい観点から、好ましくはシリカを含む。砥粒におけるシリカの含有量は、砥粒の全量(研磨剤に含まれる砥粒全体、又は、砥粒を構成する一の粒子の全体)を基準として、50質量%以上、70質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、98質量%以上又は99質量%以上であってよい。砥粒は、シリカからなる(研磨剤に含まれる砥粒の実質的に100質量%がシリカである、又は、砥粒を構成する一の粒子の実質的に100質量%がシリカである)態様であってもよい。 The abrasive grains preferably contain silica from the viewpoint that defects such as scratches are unlikely to occur on the surface to be polished (the surface of the wiring portion, the surface of the liner portion, the surface of the insulating material portion, etc.). The content of silica in the abrasive grains is 50% by mass or more, 70% by mass or more, based on the total amount of the abrasive grains (the whole abrasive grains contained in the abrasive or the whole one particle constituting the abrasive grains). It may be 90% by mass or more, 95% by mass or more, 98% by mass or more, or 99% by mass or more. The abrasive grains are made of silica (substantially 100% by mass of the abrasive grains contained in the abrasive is silica, or substantially 100% by mass of one particle constituting the abrasive grains is silica). May be.

シリカを含む砥粒としては、無定形シリカ、結晶性シリカ、溶融シリカ、球状シリカ、合成シリカ、中空シリカ、コロイダルシリカ等が挙げられる。砥粒は、スクラッチ等の欠陥が更に生じにくい観点から、好ましくはコロイダルシリカを含む。 Examples of the abrasive grains containing silica include amorphous silica, crystalline silica, fused silica, spherical silica, synthetic silica, hollow silica, colloidal silica and the like. The abrasive grains preferably contain colloidal silica from the viewpoint that defects such as scratches are less likely to occur.

砥粒の平均二次粒子径は、優れた研磨傷特性が得られやすい(スクラッチ等の欠陥が生じにくい)観点から、好ましくは150nm以下であり、より好ましくは120nm以下であり、更に好ましくは100nm以下であり、特に好ましくは90nm以下であり、極めて好ましくは80nm以下であり、非常に好ましくは70nm以下である。砥粒の平均二次粒子径は、コバルトの優れた研磨速度が得られやすい観点から、好ましくは5nm以上であり、より好ましくは10nm以上であり、更に好ましくは15nm以上であり、特に好ましくは20nm以上であり、極めて好ましくは30nm以上であり、非常に好ましくは40nm以上であり、より一層好ましくは50nm以上である。これらの観点から、砥粒の平均二次粒子径は、好ましくは5~150nmであり、より好ましくは5nm~120nmであり、更に好ましくは10~100nmであり、特に好ましくは15nm~90nmであり、極めて好ましくは20~90nmであり、非常に好ましくは30~80nmであり、より一層好ましくは40~80nmであり、更に好ましくは50~70nmである。砥粒の平均二次粒子径は、光回折散乱式粒度分布計(例えば、BECKMAN COULTER社製 DELSA MAX PRO)を用いて測定することができる。具体的には、後述の実施例に記載の方法により砥粒の平均二次粒子径を測定することができる。 The average secondary particle diameter of the abrasive grains is preferably 150 nm or less, more preferably 120 nm or less, still more preferably 100 nm, from the viewpoint that excellent polishing scratch characteristics are easily obtained (defects such as scratches are unlikely to occur). It is less than or equal to, particularly preferably 90 nm or less, extremely preferably 80 nm or less, and very preferably 70 nm or less. The average secondary particle diameter of the abrasive grains is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, still more preferably 15 nm or more, and particularly preferably 20 nm, from the viewpoint that an excellent polishing rate of cobalt can be easily obtained. The above is extremely preferably 30 nm or more, very preferably 40 nm or more, and even more preferably 50 nm or more. From these viewpoints, the average secondary particle diameter of the abrasive grains is preferably 5 to 150 nm, more preferably 5 nm to 120 nm, still more preferably 10 to 100 nm, and particularly preferably 15 nm to 90 nm. It is extremely preferably 20 to 90 nm, very preferably 30 to 80 nm, even more preferably 40 to 80 nm, and even more preferably 50 to 70 nm. The average secondary particle size of the abrasive grains can be measured using a light diffraction / scattering type particle size distribution meter (for example, DELSA MAX PRO manufactured by BECKMAN COULTER). Specifically, the average secondary particle diameter of the abrasive grains can be measured by the method described in Examples described later.

砥粒の含有量は、コバルト含有部の除去能力に優れ、コバルトの優れた研磨速度が得られやすい観点から、研磨剤の全質量を基準として、好ましくは0.01質量%以上であり、より好ましくは0.05質量%以上であり、更に好ましくは0.1質量%以上であり、特に好ましくは0.5質量%以上であり、極めて好ましくは1.0質量%以上であり、非常に好ましくは2.0質量%以上であり、より一層好ましくは3.0質量%以上である。砥粒の含有量は、砥粒の良好な分散安定性が得られやすく、スクラッチ等の欠陥が生じにくい観点から、研磨剤の全質量を基準として、好ましくは20質量%以下であり、より好ましくは15質量%以下であり、更に好ましくは10質量%以下であり、特に好ましくは8.0質量%以下であり、極めて好ましくは6.0質量%以下であり、非常に好ましくは5.0質量%以下であり、より一層好ましくは4.0質量%以下である。これらの観点から、砥粒の含有量は、研磨剤の全質量を基準として、好ましくは0.01~20質量%であり、より好ましくは0.05~15質量%であり、更に好ましくは0.1~10質量%であり、特に好ましくは0.5~8.0質量%であり、極めて好ましくは1.0~6.0質量%であり、非常に好ましくは2.0~5.0質量%であり、より一層好ましくは3.0~4.0質量%である。 The content of the abrasive grains is preferably 0.01% by mass or more based on the total mass of the polishing agent, from the viewpoint that the ability to remove the cobalt-containing portion is excellent and an excellent polishing rate of cobalt can be easily obtained. It is preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, particularly preferably 0.5% by mass or more, extremely preferably 1.0% by mass or more, and very preferably. Is 2.0% by mass or more, and even more preferably 3.0% by mass or more. The content of the abrasive grains is preferably 20% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, based on the total mass of the abrasive, from the viewpoint that good dispersion stability of the abrasive grains can be easily obtained and defects such as scratches are unlikely to occur. Is 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, particularly preferably 8.0% by mass or less, extremely preferably 6.0% by mass or less, and very preferably 5.0% by mass. % Or less, and even more preferably 4.0% by mass or less. From these viewpoints, the content of the abrasive grains is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.05 to 15% by mass, and further preferably 0, based on the total mass of the abrasive. .1 to 10% by mass, particularly preferably 0.5 to 8.0% by mass, extremely preferably 1.0 to 6.0% by mass, and very preferably 2.0 to 5.0% by mass. It is% by mass, more preferably 3.0 to 4.0% by mass.

(アミン)
本実施形態に係る研磨剤は、第1酸解離定数pKaが10.0以上であるアミンAを含有する。研磨剤がアミンAを含有することにより、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得ることができる。このような効果が得られるメカニズムについて、本発明者は、アミンAが、酸化珪素に強く配位することで、砥粒による研磨を抑制するためであると推察する。但し、メカニズムは当該内容に限定されない。
(Amine)
The abrasive according to this embodiment contains an amine A having a first acid dissociation constant pKa of 10.0 or more. When the polishing agent contains amine A, it is possible to obtain a polishing rate equal to or lower than the polishing rate of silicon nitride as the polishing rate of silicon oxide. The present inventor presumes that the mechanism for obtaining such an effect is that amine A strongly coordinates silicon oxide to suppress polishing by abrasive grains. However, the mechanism is not limited to the content.

酸解離定数(pKa)とは、酸から水素イオンが放出される解離反応における平衡定数Kaの負の常用対数(逆数の対数)を意味する。塩基の酸解離定数は、その塩基の共役酸の酸解離定数である。複数のpKaを有するアミンをアミンAとして用いる場合には、一段目の酸解離定数(pKa1)を「第1酸解離定数pKa」という。アミンAは、単一のpKaを有するアミンであってもよく、この場合には、当該単一のpKaを「第1酸解離定数pKa」という。pKa(pKa1)の値としては、例えば、化学便覧、基礎編II(改訂5版、丸善株式会社)を参照することができる。 The acid dissociation constant (pKa) means the negative common logarithm (logarithm of the inverse) of the equilibrium constant Ka in the dissociation reaction in which hydrogen ions are released from the acid. The acid dissociation constant of a base is the acid dissociation constant of the conjugate acid of the base. When an amine having a plurality of pKa is used as the amine A, the acid dissociation constant (pKa1) of the first stage is referred to as "first acid dissociation constant pKa". The amine A may be an amine having a single pKa, and in this case, the single pKa is referred to as "first acid dissociation constant pKa". As the value of pKa (pKa1), for example, Chemical Handbook, Basic Edition II (Revised 5th Edition, Maruzen Co., Ltd.) can be referred to.

アミンAのpKaは、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得やすい観点から、好ましくは10.2以上であり、より好ましくは10.4以上であり、更に好ましくは10.5以上であり、特に好ましくは10.6以上である。アミンAのpKaは、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得やすい観点から、好ましくは15.0以下であり、より好ましくは13.0以下であり、更に好ましくは12.0以下であり、特に好ましくは11.5以下であり、極めて好ましくは11.0以下であり、非常に好ましくは10.8以下であり、より一層好ましくは10.6以下である。これらの観点から、アミンAのpKaは、好ましくは10.0~15.0であり、より好ましくは10.2~13.0であり、更に好ましくは10.5~11.5である。 The pKa of amine A is preferably 10.2 or more as the polishing rate of silicon oxide from the viewpoint of easily obtaining a polishing rate equal to the polishing rate of silicon nitride or a polishing rate lower than the polishing rate of silicon nitride. It is more preferably 10.4 or more, further preferably 10.5 or more, and particularly preferably 10.6 or more. The pKa of amine A is preferably 15.0 or less as the polishing rate of silicon oxide from the viewpoint of easily obtaining a polishing rate equal to the polishing rate of silicon nitride or a polishing rate lower than the polishing rate of silicon nitride. It is more preferably 13.0 or less, further preferably 12.0 or less, particularly preferably 11.5 or less, extremely preferably 11.0 or less, and very preferably 10.8 or less. , Even more preferably 10.6 or less. From these viewpoints, the pKa of amine A is preferably 10.0 to 15.0, more preferably 10.2 to 13.0, and even more preferably 10.5-11.5.

アミンAとしては、脂肪族アミン、芳香族アミン、複素環式アミン等が挙げられる。アミンAは、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得やすい観点から、脂肪族アミン(以下、アミンAに該当する脂肪族アミンを「脂肪族アミンA」という)を含むことが好ましい。アミンA(脂肪族アミンA等)は、ヒドロキシ基等の置換基を有してよい。アミンAは、一種を単独で、又は、二種以上を組み合わせて使用できる。 Examples of amine A include aliphatic amines, aromatic amines, and heterocyclic amines. Amine A corresponds to an aliphatic amine (hereinafter referred to as amine A) from the viewpoint that it is easy to obtain a polishing rate equal to or lower than the polishing rate of silicon nitride as the polishing rate of silicon oxide. The aliphatic amine is preferably contained (referred to as "aliphatic amine A"). Amine A (aliphatic amine A or the like) may have a substituent such as a hydroxy group. Amine A can be used alone or in combination of two or more.

アミンAは、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得やすい観点から、当該アミンAの窒素原子に結合している炭化水素基として、下記の炭素数の炭化水素基を有することが好ましい。炭化水素基の炭素数は、1以上であり、好ましくは2以上であり、より好ましくは3以上であり、更に好ましくは4以上であり、特に好ましくは5以上である。炭化水素基の炭素数は、好ましくは15以下であり、より好ましくは10以下であり、更に好ましくは8以下であり、特に好ましくは6以下であり、極めて好ましくは5以下である。これらの観点から、炭化水素基の炭素数は、好ましくは1~15であり、より好ましくは2~10であり、更に好ましくは3~8である。炭化水素基の炭素数は、4以下、3以下又は2以下であってもよい。また、窒素原子に複数の炭化水素基が結合している場合は、結合している全ての炭化水素基の合計の炭素数が、上記数値範囲を満たすことが好ましい。 Amine A is bonded to the nitrogen atom of the amine A from the viewpoint that it is easy to obtain a polishing rate equal to or lower than the polishing rate of silicon nitride as the polishing rate of silicon oxide. As the hydrocarbon group, it is preferable to have a hydrocarbon group having the following carbon atoms. The hydrocarbon group has 1 or more carbon atoms, preferably 2 or more, more preferably 3 or more, still more preferably 4 or more, and particularly preferably 5 or more. The number of carbon atoms of the hydrocarbon group is preferably 15 or less, more preferably 10 or less, still more preferably 8 or less, particularly preferably 6 or less, and extremely preferably 5 or less. From these viewpoints, the number of carbon atoms of the hydrocarbon group is preferably 1 to 15, more preferably 2 to 10, and even more preferably 3 to 8. The number of carbon atoms of the hydrocarbon group may be 4 or less, 3 or less, or 2 or less. When a plurality of hydrocarbon groups are bonded to the nitrogen atom, it is preferable that the total carbon number of all the bonded hydrocarbon groups satisfies the above numerical range.

アミンAは、第1級アミン、第2級アミン、第3級アミン及び第4級アミンからなる群より選ばれる少なくとも一種を含んでよい。アミンAは、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得やすい観点から、第1級アミン及び第2級アミンからなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましく、第1級アミン(以下、アミンAに該当する第1級アミンを「第1級アミンA」という)を含むことがより好ましい。アミンAは、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得やすい観点から、脂肪族第1級アミン(脂肪族アミン且つ第1級アミンである化合物)及び脂肪族第2級アミン(脂肪族アミン且つ第2級アミンである化合物)からなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましく、脂肪族第1級アミンを含むことがより好ましい。 Amine A may include at least one selected from the group consisting of primary amines, secondary amines, tertiary amines and quaternary amines. Amine A is composed of a primary amine and a secondary amine from the viewpoint that it is easy to obtain a polishing rate equal to or lower than the polishing rate of silicon nitride as the polishing rate of silicon oxide. It is preferable to contain at least one selected from the group, and it is more preferable to contain a primary amine (hereinafter, the primary amine corresponding to amine A is referred to as "primary amine A"). Amine A is an aliphatic primary amine (aliphatic amine and) from the viewpoint that it is easy to obtain a polishing rate equal to or lower than the polishing rate of silicon nitride as the polishing rate of silicon oxide. It is preferable to contain at least one selected from the group consisting of a primary amine (compound) and an aliphatic secondary amine (a compound which is an aliphatic amine and a secondary amine), and preferably contains an aliphatic primary amine. Is more preferable.

アミンAとしては、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルアミン、アミルアミン、ブチルアミン、t-アミルアミン、t-ブチルアミン、イソブチルアミン、イソアミルアミン、ジイソブチルアミン、3-アミノ-1-プロパノール、1,1,3,3-テトラメチルブチルアミン等が挙げられる。アミンAは、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得やすい観点から、t-アミルアミン、t-ブチルアミン、イソブチルアミン、イソアミルアミン、ジイソブチルアミン及び3-アミノ-1-プロパノールからなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましく、t-アミルアミン、t-ブチルアミン、イソブチルアミン及びイソアミルアミンからなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことがより好ましく、イソアミルアミンを含むことが更に好ましい。 Examples of amine A include ethylamine, diethylamine, dimethylamine, amylamine, butylamine, t-amylamine, t-butylamine, isobutylamine, isoamylamine, diisobutylamine, 3-amino-1-propanol, 1,1,3,3-tetra. Examples thereof include methylbutylamine. Amine A is a t-amylamine, t-butylamine, isobutylamine, from the viewpoint that it is easy to obtain a polishing rate equal to or lower than the polishing rate of silicon nitride as the polishing rate of silicon oxide. It preferably contains at least one selected from the group consisting of isoamylamine, diisobutylamine and 3-amino-1-propanol, and preferably contains at least one selected from the group consisting of t-amylamine, t-butylamine, isobutylamine and isoamylamine. It is more preferable, and it is further preferable to contain isoamylamine.

アミンAの分子量は、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得やすい観点から、好ましくは40以上であり、より好ましくは50以上であり、更に好ましくは60以上であり、特に好ましくは70以上であり、極めて好ましくは80以上である。アミンAの分子量は、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得やすい観点から、好ましくは300以下であり、より好ましくは200以下であり、更に好ましくは150以下であり、特に好ましくは100以下である。これらの観点から、アミンAの分子量は、好ましくは40~300であり、より好ましくは50~200であり、更に好ましくは60~150であり、特に好ましくは70~100である。 The molecular weight of amine A is preferably 40 or more, more preferably, from the viewpoint that the polishing rate of silicon oxide can easily obtain a polishing rate equal to the polishing rate of silicon nitride or a polishing rate lower than the polishing rate of silicon nitride. Is 50 or more, more preferably 60 or more, particularly preferably 70 or more, and extremely preferably 80 or more. The molecular weight of amine A is preferably 300 or less, more preferably, from the viewpoint that the polishing rate of silicon oxide can easily obtain a polishing rate equal to the polishing rate of silicon nitride or a polishing rate lower than the polishing rate of silicon nitride. Is 200 or less, more preferably 150 or less, and particularly preferably 100 or less. From these viewpoints, the molecular weight of amine A is preferably 40 to 300, more preferably 50 to 200, still more preferably 60 to 150, and particularly preferably 70 to 100.

アミンAの含有量は、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得やすい観点、及び、アミンAが酸化珪素に強く配位しつつ窒化珪素にも配位して窒化珪素の研磨速度が抑制されやすい観点から、研磨剤の全質量を基準として、好ましくは0.005質量%以上であり、より好ましくは0.01質量%以上であり、更に好ましくは0.05質量%以上であり、特に好ましくは0.10質量%以上であり、極めて好ましくは0.20質量%以上であり、非常に好ましくは0.20質量%を超えており、より一層好ましくは0.22質量%以上であり、更に好ましくは0.24質量%以上であり、特に好ましくは0.25質量%以上であり、極めて好ましくは0.28質量%以上であり、非常に好ましくは0.30質量%以上である。アミンAの含有量は、砥粒が凝集し難くなり、研磨剤の保管安定性が向上しやすい観点、及び、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度が得やすい観点から、研磨剤の全質量を基準として、好ましくは1質量%以下であり、より好ましくは0.75質量%以下であり、更に好ましくは0.50質量%以下であり、特に好ましくは0.35質量%以下である。これらの観点から、アミンAの含有量は、研磨剤の全質量を基準として、好ましくは0.005~1質量%であり、より好ましくは0.01~0.75質量%であり、更に好ましくは0.05~0.50質量%であり、特に好ましくは0.10~0.35質量%であり、極めて好ましくは0.20質量%超0.35質量%以下である。アミンAの含有量は、酸化珪素及び窒化珪素の優れた研磨速度が得られやすい観点から、研磨剤の全質量を基準として、好ましくは0.30質量%以下であり、より好ましく0.25質量%以下であり、更に好ましくは0.20質量%以下である。同様の観点から、脂肪族アミンAの含有量は、研磨剤の全質量を基準として、アミンAの含有量に関する上記数値範囲を満たすことが好ましい。同様の観点から、第1級アミンAの含有量は、研磨剤の全質量を基準として、アミンAの含有量に関する上記数値範囲を満たすことが好ましい。 The content of amine A is from the viewpoint that it is easy to obtain a polishing rate equal to or lower than the polishing rate of silicon nitride as the polishing rate of silicon oxide, and amine A is strong against silicon oxide. From the viewpoint that the polishing rate of silicon nitride is easily suppressed by coordinating to silicon nitride while coordinating, it is preferably 0.005% by mass or more, more preferably 0.01, based on the total mass of the polishing agent. It is 0% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, particularly preferably 0.10% by mass or more, extremely preferably 0.20% by mass or more, and very preferably 0.20% by mass. %, More preferably 0.22% by mass or more, still more preferably 0.24% by mass or more, particularly preferably 0.25% by mass or more, and extremely preferably 0.28% by mass. % Or more, and very preferably 0.30% by mass or more. The content of amine A is from the viewpoint that the abrasive grains are less likely to aggregate and the storage stability of the abrasive is likely to be improved, and the polishing speed of silicon oxide is the same as the polishing speed of silicon nitride, or nitriding. From the viewpoint that a polishing rate lower than the polishing rate of silicon can be easily obtained, it is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.75% by mass or less, still more preferably 0.50, based on the total mass of the abrasive. It is 0% by mass or less, and particularly preferably 0.35% by mass or less. From these viewpoints, the content of amine A is preferably 0.005 to 1% by mass, more preferably 0.01 to 0.75% by mass, still more preferably, based on the total mass of the polishing agent. Is 0.05 to 0.50% by mass, particularly preferably 0.10 to 0.35% by mass, and extremely preferably more than 0.20% by mass and 0.35% by mass or less. The content of amine A is preferably 0.30% by mass or less, more preferably 0.25% by mass, based on the total mass of the abrasive, from the viewpoint that excellent polishing rates of silicon oxide and silicon nitride can be easily obtained. % Or less, more preferably 0.20% by mass or less. From the same viewpoint, it is preferable that the content of the aliphatic amine A satisfies the above numerical range regarding the content of the amine A based on the total mass of the abrasive. From the same viewpoint, it is preferable that the content of the primary amine A satisfies the above numerical range regarding the content of the amine A based on the total mass of the abrasive.

砥粒の含有量に対するアミンAの含有量の質量比率R1(アミンAの含有量/砥粒の含有量)は、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得やすい観点から、下記の範囲であることが好ましい。質量比率R1は、好ましくは5以下であり、より好ましくは3以下であり、更に好ましくは1以下であり、特に好ましくは0.8以下であり、極めて好ましくは0.6以下であり、非常に好ましくは0.4以下であり、より一層好ましくは0.2以下であり、更に好ましくは0.15以下であり、特に好ましくは0.13以下であり、極めて好ましくは0.12以下であり、非常に好ましくは0.1以下である。質量比率R1は、好ましくは0.01以上であり、より好ましくは0.02以上であり、更に好ましくは0.03以上であり、特に好ましくは0.04以上であり、極めて好ましくは0.05以上であり、非常に好ましくは0.06以上であり、より一層好ましくは0.08以上であり、更に好ましくは0.09以上である。これらの観点から、質量比率R1は、好ましくは0.01~5であり、より好ましくは0.02~3であり、更に好ましくは0.03~1である。質量比率R1は、酸化珪素及び窒化珪素の優れた研磨速度が得られやすい観点から、好ましくは0.08以下であり、より好ましくは0.07以下であり、更に好ましくは0.065以下である。同様の観点から、砥粒の含有量に対する脂肪族アミンAの含有量の質量比率は、質量比率R1に関する上記数値範囲を満たすことが好ましい。同様の観点から、砥粒の含有量に対する第1級アミンAの含有量の質量比率は、質量比率R1に関する上記数値範囲を満たすことが好ましい。 The mass ratio R1 of the content of amine A to the content of abrasive grains R1 (content of amine A / content of abrasive grains) is the polishing rate of silicon oxide, which is equivalent to the polishing rate of silicon nitride, or From the viewpoint of easily obtaining a polishing speed lower than the polishing speed of silicon nitride, the range is preferably as follows. The mass ratio R1 is preferably 5 or less, more preferably 3 or less, still more preferably 1 or less, particularly preferably 0.8 or less, extremely preferably 0.6 or less, and very very. It is preferably 0.4 or less, further preferably 0.2 or less, still more preferably 0.15 or less, particularly preferably 0.13 or less, and extremely preferably 0.12 or less. It is very preferably 0.1 or less. The mass ratio R1 is preferably 0.01 or more, more preferably 0.02 or more, still more preferably 0.03 or more, particularly preferably 0.04 or more, and extremely preferably 0.05. The above is very preferably 0.06 or more, even more preferably 0.08 or more, and further preferably 0.09 or more. From these viewpoints, the mass ratio R1 is preferably 0.01 to 5, more preferably 0.02 to 3, and even more preferably 0.03 to 1. The mass ratio R1 is preferably 0.08 or less, more preferably 0.07 or less, still more preferably 0.065 or less, from the viewpoint that excellent polishing rates of silicon oxide and silicon nitride can be easily obtained. .. From the same viewpoint, the mass ratio of the content of the aliphatic amine A to the content of the abrasive grains preferably satisfies the above numerical range with respect to the mass ratio R1. From the same viewpoint, it is preferable that the mass ratio of the content of the primary amine A to the content of the abrasive grains satisfies the above numerical range with respect to the mass ratio R1.

本実施形態に係る研磨剤は、第1酸解離定数pKaが10.0未満であるアミン(以下、「アミンB」という。)を含有してもよい。アミンBの含有量は、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得やすい観点から、研磨剤の全質量を基準として、好ましくは1質量%以下であり、より好ましくは0.1質量%以下であり、更に好ましくは0.01質量%以下であり、特に好ましくは0.001質量%以下である。研磨剤がアミンBを実質的に含有しない(研磨剤に含まれるアミンBの含有量が実質的に0質量%である)態様であってよい。 The abrasive according to the present embodiment may contain an amine having a first acid dissociation constant pKa of less than 10.0 (hereinafter referred to as "amine B"). The content of amine B is based on the total mass of the polishing agent from the viewpoint that it is easy to obtain a polishing rate equal to or lower than the polishing rate of silicon nitride as the polishing rate of silicon oxide. It is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or less, further preferably 0.01% by mass or less, and particularly preferably 0.001% by mass or less. The abrasive may be in an embodiment that does not substantially contain amine B (the content of amine B contained in the abrasive is substantially 0% by mass).

アミンAの含有量に対するアミンBの含有量の質量比率(アミンBの含有量/アミンAの含有量)は、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得やすい観点から、好ましくは1以下であり、より好ましくは0.1以下であり、更に好ましくは0.01以下であり、特に好ましくは0.001以下である。 The mass ratio of the content of amine B to the content of amine A (content of amine B / content of amine A) is the polishing rate of silicon oxide, which is equivalent to the polishing rate of silicon nitride, or nitrided. From the viewpoint of easily obtaining a polishing speed lower than the polishing speed of silicon, it is preferably 1 or less, more preferably 0.1 or less, still more preferably 0.01 or less, and particularly preferably 0.001 or less. ..

研磨剤に含まれるアミンにおける脂肪族アミンAの含有量(基準:アミンの全質量)、及び/又は、研磨剤に含まれるアミンにおける第1級アミンAの含有量(基準:アミンの全質量)は、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得やすい観点から、好ましくは80質量%以上であり、より好ましくは90質量%以上であり、更に好ましくは95質量%以上であり、特に好ましくは98質量%以上であり、極めて好ましくは99質量%以上である。研磨剤に含まれるアミンは、実質的に脂肪族アミンAからなる(研磨剤に含まれるアミンの実質的に100質量%が脂肪族アミンAである)態様であってよい。研磨剤に含まれるアミンが実質的に第1級アミンAからなる(研磨剤に含まれるアミンの実質的に100質量%が第1級アミンAである)態様であってよい。 The content of aliphatic amine A in the amine contained in the polishing agent (standard: total mass of amine) and / or the content of primary amine A in the amine contained in the polishing agent (standard: total mass of amine). Is preferably 80% by mass or more, more preferably 90, from the viewpoint that it is easy to obtain a polishing speed equal to the polishing speed of silicon nitride or a polishing speed smaller than the polishing speed of silicon nitride as the polishing speed of silicon oxide. It is 9% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, particularly preferably 98% by mass or more, and extremely preferably 99% by mass or more. The amine contained in the abrasive may be substantially composed of the aliphatic amine A (substantially 100% by mass of the amine contained in the abrasive is the aliphatic amine A). The amine contained in the abrasive may be substantially composed of the primary amine A (substantially 100% by mass of the amine contained in the abrasive is the primary amine A).

(酸化剤)
本実施形態に係る研磨剤は、酸化剤(酸化剤成分、金属酸化剤)を更に含有してもよい。研磨剤が酸化剤を含有することにより金属材料(コバルト等)が充分に酸化され、金属材料の良好な研磨速度を得やすいと共に金属材料(コバルト等)の過剰な腐食を抑制しやすい。
(Oxidant)
The abrasive according to the present embodiment may further contain an oxidizing agent (oxidizing agent component, metal oxidizing agent). When the polishing agent contains an oxidizing agent, the metal material (cobalt or the like) is sufficiently oxidized, and it is easy to obtain a good polishing rate of the metal material and to suppress excessive corrosion of the metal material (cobalt or the like).

酸化剤としては、過酸化水素、過ヨウ素酸カリウム、オゾン等が挙げられる。酸化剤は、金属材料(コバルト等)の研磨速度を制御しやすい観点から、過酸化水素を含むことが好ましい。酸化剤は、一種を単独で、又は、二種以上を組み合わせて使用できる。 Examples of the oxidizing agent include hydrogen peroxide, potassium periodate, ozone and the like. The oxidizing agent preferably contains hydrogen peroxide from the viewpoint of easily controlling the polishing rate of the metal material (cobalt or the like). The oxidizing agent may be used alone or in combination of two or more.

酸化剤の含有量は、金属材料(コバルト等)が充分に酸化されやすく、金属材料の更に良好な研磨速度を得やすいと共に金属材料(コバルト等)の過剰な腐食を更に抑制しやすい観点から、研磨剤の全質量を基準として、好ましくは0.1質量%以上であり、より好ましくは0.2質量%以上であり、更に好ましくは0.3質量%以上であり、特に好ましくは0.5質量%以上であり、極めて好ましくは0.8質量%以上であり、非常に好ましくは1.0質量%以上であり、より一層好ましくは1.2質量%以上である。酸化剤の含有量は、金属材料(コバルト等)の更に良好な研磨速度を得やすい観点から、研磨剤の全質量を基準として、好ましくは3.0質量%以下であり、より好ましくは2.0質量%以下であり、更に好ましくは1.5質量%以下であり、特に好ましくは1.2質量%以下である。これらの観点から、酸化剤の含有量は、研磨剤の全質量を基準として、好ましくは0.1~3.0質量%であり、より好ましくは0.2~2.0質量%であり、更に好ましくは0.3~1.2質量%である。酸化剤の含有量は、研磨剤の全質量を基準として、1.0質量%以下、0.9質量%以下、0.7質量%以下、0.6質量%以下又は0.5質量%以下であってよい。 The content of the oxidizing agent is such that the metal material (cobalt, etc.) is easily sufficiently oxidized, a better polishing rate of the metal material can be easily obtained, and excessive corrosion of the metal material (cobalt, etc.) can be further suppressed. Based on the total mass of the polishing agent, it is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more, still more preferably 0.3% by mass or more, and particularly preferably 0.5% by mass. It is 0% by mass or more, extremely preferably 0.8% by mass or more, very preferably 1.0% by mass or more, and even more preferably 1.2% by mass or more. The content of the oxidizing agent is preferably 3.0% by mass or less, more preferably 2. It is 0% by mass or less, more preferably 1.5% by mass or less, and particularly preferably 1.2% by mass or less. From these viewpoints, the content of the oxidizing agent is preferably 0.1 to 3.0% by mass, more preferably 0.2 to 2.0% by mass, based on the total mass of the polishing agent. More preferably, it is 0.3 to 1.2% by mass. The content of the oxidizing agent is 1.0% by mass or less, 0.9% by mass or less, 0.7% by mass or less, 0.6% by mass or less, or 0.5% by mass or less based on the total mass of the polishing agent. May be.

砥粒の含有量に対する酸化剤の含有量の質量比率R2(酸化剤の含有量/砥粒の含有量)は、金属材料(コバルト等)の更に良好な研磨速度を得やすい観点から、下記の範囲であることが好ましい。質量比率R2は、好ましくは5以下であり、より好ましくは3以下であり、更に好ましくは1以下であり、特に好ましくは0.8以下であり、極めて好ましくは0.6以下であり、非常に好ましくは0.4以下である。質量比率R2は、好ましくは0.01以上であり、より好ましくは0.05以上であり、更に好ましくは0.1以上であり、特に好ましくは0.15以上であり、極めて好ましくは0.2以上であり、非常に好ましくは0.3以上であり、より一層好ましくは0.35以上である。これらの観点から、質量比率R2は、0.01~5が好ましい。質量比率R2は、0.3以下又は0.2以下であってよい。 The mass ratio R2 (oxidant content / abrasive grain content) of the oxidant content to the abrasive grain content is as follows from the viewpoint of easily obtaining a better polishing rate of the metal material (cobalt, etc.). It is preferably in the range. The mass ratio R2 is preferably 5 or less, more preferably 3 or less, still more preferably 1 or less, particularly preferably 0.8 or less, extremely preferably 0.6 or less, and very very. It is preferably 0.4 or less. The mass ratio R2 is preferably 0.01 or more, more preferably 0.05 or more, still more preferably 0.1 or more, particularly preferably 0.15 or more, and extremely preferably 0.2. The above is very preferably 0.3 or more, and even more preferably 0.35 or more. From these viewpoints, the mass ratio R2 is preferably 0.01 to 5. The mass ratio R2 may be 0.3 or less or 0.2 or less.

アミンAの含有量に対する酸化剤の含有量の質量比率R3(酸化剤の含有量/アミンAの含有量)は、金属材料(コバルト等)の良好な研磨速度を得やすい観点から、下記の範囲であることが好ましい。質量比率R3は、好ましくは20以下であり、より好ましくは15以下であり、更に好ましくは10以下であり、特に好ましくは8以下であり、極めて好ましくは7以下であり、非常に好ましくは6以下であり、より一層好ましくは5以下である。質量比率R3は、好ましくは0.5以上であり、より好ましくは1以上であり、更に好ましくは1.5以上であり、特に好ましくは2以上であり、極めて好ましくは3以上であり、非常に好ましくは4以上である。これらの観点から、質量比率R3は、0.5~20が好ましい。質量比率R3は、4以下又は3以下であってよい。質量比率R3は、5以上又は6以上であってよい。 The mass ratio R3 (oxidant content / amine A content) of the oxidant content to the amine A content is in the following range from the viewpoint of easily obtaining a good polishing rate of a metal material (cobalt, etc.). Is preferable. The mass ratio R3 is preferably 20 or less, more preferably 15 or less, still more preferably 10 or less, particularly preferably 8 or less, extremely preferably 7 or less, and very preferably 6 or less. It is even more preferably 5 or less. The mass ratio R3 is preferably 0.5 or more, more preferably 1 or more, still more preferably 1.5 or more, particularly preferably 2 or more, extremely preferably 3 or more, and very much. It is preferably 4 or more. From these viewpoints, the mass ratio R3 is preferably 0.5 to 20. The mass ratio R3 may be 4 or less or 3 or less. The mass ratio R3 may be 5 or more or 6 or more.

(金属防食剤)
本実施形態に係る研磨剤は、金属防食剤(アミンAを除く)を更に含有してもよい。金属防食剤は、例えば、金属材料と反応してキレート錯体を形成することで、金属材料(コバルト等)を含む被研磨面が過度に腐食されることを防ぎ、金属材料に対して保護膜を形成し得る化合物である。研磨剤が金属防食剤を含有することにより、金属材料に対して保護膜を形成することで金属材料のエッチングを抑制して、金属材料を含む被研磨面の荒れを低減しやすい。
(Metal corrosion inhibitor)
The abrasive according to the present embodiment may further contain a metal anticorrosive agent (excluding amine A). The metal corrosion inhibitor, for example, reacts with a metal material to form a chelate complex to prevent the surface to be polished containing the metal material (cobalt, etc.) from being excessively corroded, and provides a protective film against the metal material. It is a compound that can be formed. Since the polishing agent contains a metal anticorrosion agent, it is easy to suppress the etching of the metal material by forming a protective film against the metal material and reduce the roughness of the surface to be polished containing the metal material.

金属防食剤としては、金属材料に対する防食作用を有する公知の化合物を使用することができる。金属防食剤としては、トリアゾール化合物、イミダゾール化合物、ピリミジン化合物、グアニジン化合物、チアゾール化合物、ピラゾール化合物等が挙げられる。これらの「化合物」とは、その骨格を有する化合物の総称であり、例えば「トリアゾール化合物」とは、トリアゾール骨格を有する化合物を意味する。金属防食剤は、一種を単独で、又は、二種以上を組み合わせて使用できる。 As the metal anticorrosive agent, a known compound having an anticorrosive action against a metal material can be used. Examples of the metal anticorrosion agent include triazole compounds, imidazole compounds, pyrimidine compounds, guanidine compounds, thiazole compounds, pyrazole compounds and the like. These "compounds" are a general term for compounds having a skeleton thereof, and for example, "triazole compound" means a compound having a triazole skeleton. The metal corrosion inhibitor may be used alone or in combination of two or more.

トリアゾール化合物の具体例としては、1,2,3-トリアゾール、ベンゾトリアゾール、1-ヒドロキシベンゾトリアゾール、ビス[(1-ベンゾトリアゾール)メチル]ホスホン酸、5-メチル-1H-ベンゾトリアゾール(5-メチルベンゾトリアゾール)等が挙げられる。 Specific examples of the triazole compound include 1,2,3-triazole, benzotriazole, 1-hydroxybenzotriazole, bis [(1-benzotriazole) methyl] phosphonic acid, and 5-methyl-1H-benzotriazole (5-methyl). Benzotriazole) and the like.

イミダゾール化合物の具体例としては、2-メチルイミダゾール、2-アミノイミダゾール等が挙げられる。 Specific examples of the imidazole compound include 2-methylimidazole, 2-aminoimidazole and the like.

ピリミジン化合物の具体例としては、ピリミジン、1,2,4-トリアゾロ[1,5-a]ピリミジン等が挙げられる。 Specific examples of the pyrimidine compound include pyrimidine, 1,2,4-triazolo [1,5-a] pyrimidine and the like.

グアニジン化合物の具体例としては、1,3-ジフェニルグアニジン、1-メチル-3-ニトログアニジン等が挙げられる。 Specific examples of the guanidine compound include 1,3-diphenylguanidine, 1-methyl-3-nitroguanidine and the like.

チアゾール化合物の具体例としては、2-メルカプトベンゾチアゾール、2-アミノチアゾール等が挙げられる。 Specific examples of the thiazole compound include 2-mercaptobenzothiazole and 2-aminothiazole.

ピラゾール化合物の具体例としては、3,5-ジメチルピラゾール、3-メチル-5-ピラゾロン、3-アミノ-5-メチルピラゾール等が挙げられる。 Specific examples of the pyrazole compound include 3,5-dimethylpyrazole, 3-methyl-5-pyrazolone, 3-amino-5-methylpyrazole and the like.

金属防食剤は、金属材料を含む被研磨面の腐食を抑制しやすい観点から、トリアゾール化合物を含むことが好ましく、1,2,3-トリアゾール、1,2,4-トリアゾール、3-アミノ-1H-1,2,4-トリアゾール、1-ヒドロキシベンゾトリアゾール及び5-メチル-1H-ベンゾトリアゾールからなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことがより好ましい。 The metal anticorrosive agent preferably contains a triazole compound from the viewpoint of easily suppressing corrosion of the surface to be polished containing a metal material, and contains 1,2,3-triazole, 1,2,4-triazole, 3-amino-1H. It is more preferable to contain at least one selected from the group consisting of -1,2,4-triazole, 1-hydroxybenzotriazole and 5-methyl-1H-benzotriazole.

金属防食剤の含有量は、金属材料を含む被研磨面の腐食を抑制しやすい観点から、研磨剤の全質量を基準として、好ましくは0.0005質量%以上であり、より好ましくは0.001質量%以上であり、更に好ましくは0.003質量%以上であり、特に好ましくは0.005質量%以上であり、極めて好ましくは0.01質量%以上であり、非常に好ましくは0.03質量%以上であり、より一層好ましくは0.05質量%以上である。金属防食剤の含有量は、金属材料を含む被研磨面の腐食を抑制しやすい観点から、研磨剤の全質量を基準として、好ましくは0.5質量%以下であり、より好ましくは0.3質量%以下であり、更に好ましくは0.15質量%以下であり、特に好ましくは0.1質量%以下であり、極めて好ましくは0.09質量%以下であり、非常に好ましくは0.08質量%以下であり、より一層好ましくは0.07質量%以下である。これらの観点から、金属防食剤の含有量は、研磨剤の全質量を基準として、好ましくは0.0005~0.5質量%であり、より好ましくは0.001~0.3質量%であり、更に好ましくは0.003~0.15質量%であり、特に好ましくは0.005~0.1質量%であり、極めて好ましくは0.01~0.09質量%であり、非常に好ましくは0.03~0.08質量%であり、より一層好ましくは0.05~0.07質量%である。 The content of the metal anticorrosion agent is preferably 0.0005% by mass or more, more preferably 0.001 based on the total mass of the polishing agent, from the viewpoint of easily suppressing corrosion of the surface to be polished containing the metal material. It is 0% by mass or more, more preferably 0.003% by mass or more, particularly preferably 0.005% by mass or more, extremely preferably 0.01% by mass or more, and very preferably 0.03% by mass. % Or more, and even more preferably 0.05% by mass or more. The content of the metal anticorrosion agent is preferably 0.5% by mass or less, more preferably 0.3, based on the total mass of the polishing agent, from the viewpoint of easily suppressing corrosion of the surface to be polished containing the metal material. It is 0% by mass or less, more preferably 0.15% by mass or less, particularly preferably 0.1% by mass or less, extremely preferably 0.09% by mass or less, and very preferably 0.08% by mass. % Or less, and even more preferably 0.07% by mass or less. From these viewpoints, the content of the metal anticorrosion agent is preferably 0.0005 to 0.5% by mass, more preferably 0.001 to 0.3% by mass, based on the total mass of the polishing agent. It is more preferably 0.003 to 0.15% by mass, particularly preferably 0.005 to 0.1% by mass, extremely preferably 0.01 to 0.09% by mass, and very preferably. It is 0.03 to 0.08% by mass, and even more preferably 0.05 to 0.07% by mass.

(pH調整剤)
本実施形態に係る研磨剤は、研磨剤のpHを調整するために、pH調整剤を更に含有してもよい。pH調整剤としては、有機酸、塩基成分(アミンA及び金属防食剤を除く)等を用いることができる。研磨剤は、pH調整剤を含有することによって、アミンAの含有量を調整しつつ、研磨剤のpHを目的の値に調整することができる。pH調整剤は、一種類を単独で用いてよく、二種類以上を混合してもよい。なお、研磨剤は、pHの調整以外の目的で、pH調整剤に該当する化合物を含有してよい。
(PH regulator)
The abrasive according to the present embodiment may further contain a pH adjuster in order to adjust the pH of the abrasive. As the pH adjuster, an organic acid, a basic component (excluding amine A and a metal anticorrosive agent) and the like can be used. By containing the pH adjuster, the abrasive can adjust the pH of the abrasive to a desired value while adjusting the content of amine A. One type of pH regulator may be used alone, or two or more types may be mixed. The abrasive may contain a compound corresponding to the pH adjuster for purposes other than adjusting the pH.

本実施形態に係る研磨剤は、有機酸を含有してよい。有機酸の具体例としては、酢酸、プロピオン酸、安息香酸等のモノカルボン酸;マロン酸、コハク酸、クエン酸、リンゴ酸、シュウ酸、酒石酸、ピコリン酸、フタル酸、アジピン酸、グルタル酸等のジカルボン酸;アラニン、グリシン、ロイシン、イソロイシン、アスパラギン、アスパラギン酸、アルギニン、システイン等のアミノ酸などが挙げられる。有機酸は、一種類を単独で用いてよく、二種類以上を混合してもよい。有機酸は、砥粒の凝集を防止しやすい観点から、クエン酸を含むことが好ましい。 The abrasive according to this embodiment may contain an organic acid. Specific examples of organic acids include monocarboxylic acids such as acetic acid, propionic acid and benzoic acid; malonic acid, succinic acid, citric acid, malic acid, oxalic acid, tartrate acid, picolinic acid, phthalic acid, adipic acid, glutaric acid and the like. Dicarboxylic acids; examples include amino acids such as alanine, glycine, leucine, isoleucine, asparagine, aspartic acid, arginine and cysteine. As the organic acid, one kind may be used alone, or two or more kinds may be mixed. The organic acid preferably contains citric acid from the viewpoint of easily preventing aggregation of abrasive grains.

本実施形態に係る研磨剤は、塩基成分を含有してよい。塩基成分の具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等の無機塩基などが挙げられる。塩基成分は、一種類を単独で用いてよく、二種類以上を混合してもよい。塩基成分は、砥粒の凝集を防止しやすい観点から、水酸化カリウム(KOH)を含むことが好ましい。 The abrasive according to this embodiment may contain a basic component. Specific examples of the base component include inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and ammonia. One type of base component may be used alone, or two or more types may be mixed. The base component preferably contains potassium hydroxide (KOH) from the viewpoint of easily preventing aggregation of abrasive grains.

有機酸の含有量は、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得やすい観点から、研磨剤の全質量を基準として下記の範囲であることが好ましい。有機酸の含有量は、好ましくは0.01質量%以上であり、より好ましくは0.05質量%以上であり、更に好ましくは0.1質量%以上であり、特に好ましくは0.15質量%以上である。有機酸の含有量は、好ましくは10質量%以下であり、より好ましくは5.0質量%以下であり、更に好ましくは1.0質量%以下であり、特に好ましくは0.5質量%以下であり、極めて好ましくは0.2質量%以下である。これらの観点から、有機酸の含有量は、好ましくは0.01~10質量%である。 The content of the organic acid is based on the total mass of the abrasive from the viewpoint that it is easy to obtain a polishing rate equal to the polishing rate of silicon nitride or a polishing rate lower than the polishing rate of silicon nitride as the polishing rate of silicon oxide. It is preferably in the following range. The content of the organic acid is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, still more preferably 0.1% by mass or more, and particularly preferably 0.15% by mass or more. That is all. The content of the organic acid is preferably 10% by mass or less, more preferably 5.0% by mass or less, further preferably 1.0% by mass or less, and particularly preferably 0.5% by mass or less. It is extremely preferably 0.2% by mass or less. From these viewpoints, the content of the organic acid is preferably 0.01 to 10% by mass.

塩基成分の含有量は、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得やすい観点から、研磨剤の全質量を基準として下記の範囲であることが好ましい。塩基成分の含有量は、好ましくは0.001質量%以上であり、より好ましくは0.005質量%以上であり、更に好ましくは0.01質量%以上であり、特に好ましくは0.02質量%以上であり、極めて好ましくは0.04質量%以上である。塩基成分の含有量は、好ましくは1.0質量%以下であり、より好ましくは0.5質量%以下であり、更に好ましくは0.15質量%以下である。これらの観点から、塩基成分の含有量は、好ましくは0.001~1.0質量%である。 The content of the basic component is based on the total mass of the abrasive from the viewpoint that it is easy to obtain a polishing rate equal to the polishing rate of silicon nitride or a polishing rate lower than the polishing rate of silicon nitride as the polishing rate of silicon oxide. It is preferably in the following range. The content of the basic component is preferably 0.001% by mass or more, more preferably 0.005% by mass or more, still more preferably 0.01% by mass or more, and particularly preferably 0.02% by mass. The above is extremely preferable, and it is 0.04% by mass or more. The content of the base component is preferably 1.0% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, and further preferably 0.15% by mass or less. From these viewpoints, the content of the base component is preferably 0.001 to 1.0% by mass.

pH調整剤の含有量(有機酸、塩基成分等の合計の含有量)は、砥粒の凝集を防止しやすい観点から、研磨剤の全質量を基準として、好ましくは5.0質量%以下であり、より好ましくは3.0質量%以下であり、更に好ましくは1.25質量%以下であり、特に好ましくは1.0質量%以下であり、極めて好ましくは0.75質量%以下であり、非常に好ましくは0.5質量%以下であり、より一層好ましくは0.2質量%以下である。pH調整剤の含有量の下限は、特に限定されず、例えば0質量%であってよい。 The content of the pH adjuster (total content of organic acids, basic components, etc.) is preferably 5.0% by mass or less based on the total mass of the abrasive from the viewpoint of easily preventing aggregation of abrasive grains. It is more preferably 3.0% by mass or less, further preferably 1.25% by mass or less, particularly preferably 1.0% by mass or less, and extremely preferably 0.75% by mass or less. It is very preferably 0.5% by mass or less, and even more preferably 0.2% by mass or less. The lower limit of the content of the pH adjuster is not particularly limited and may be, for example, 0% by mass.

(水)
本実施形態に係る研磨剤は、水を含有する。研磨剤に含まれる水としては、イオン交換水(脱イオン水)、純水、超純水、蒸留水等を用いることができる。本実施形態では、イオン交換樹脂による不純物イオンの除去、フィルタによる異物の除去、蒸留等の操作によって純度を高めた水を用いてよい。
(water)
The abrasive according to this embodiment contains water. As the water contained in the polishing agent, ion-exchanged water (deionized water), pure water, ultrapure water, distilled water and the like can be used. In the present embodiment, water whose purity has been increased by operations such as removal of impurity ions by an ion exchange resin, removal of foreign substances by a filter, and distillation may be used.

(研磨剤のpH)
本実施形態に係る研磨剤のpHは、コバルトを含む被研磨面を安定した研磨速度で研磨しやすい観点、及び、コバルトを含む被研磨面の腐食を抑制しやすい観点から、好ましくは6.0以上であり、より好ましくは7.0以上であり、更に好ましくは7.5以上であり、特に好ましくは8.0以上であり、極めて好ましくは9.0以上であり、非常に好ましくは10.0以上である。研磨剤のpHは、珪素化合物(酸化珪素、窒化珪素等)を含む被研磨面の溶解、及び、砥粒(特に、シリカを含む砥粒)の溶解を抑制しやすい観点、並びに、コバルトを含む被研磨面を安定して高い研磨速度で研磨しやすい観点から、好ましくは12.0以下であり、より好ましくは11.5以下であり、更に好ましくは11.0以下であり、特に好ましくは10.5以下であり、極めて好ましくは10.0以下である。これらの観点から、研磨剤のpHは、好ましくは6.0~12.0であり、より好ましくは7.0~11.5であり、更に好ましくは7.5~11.0であり、特に好ましくは8.0~10.5である。
(Abrasive pH)
The pH of the abrasive according to the present embodiment is preferably 6.0 from the viewpoint of easily polishing the surface to be polished containing cobalt at a stable polishing rate and from the viewpoint of easily suppressing corrosion of the surface to be polished containing cobalt. The above, more preferably 7.0 or more, further preferably 7.5 or more, particularly preferably 8.0 or more, extremely preferably 9.0 or more, and very preferably 10. It is 0 or more. The pH of the abrasive contains cobalt from the viewpoint of easily suppressing the dissolution of the surface to be polished containing a silicon compound (silicon oxide, silicon nitride, etc.) and the dissolution of abrasive grains (particularly, abrasive grains containing silica). From the viewpoint of stable polishing of the surface to be polished at a high polishing rate, it is preferably 12.0 or less, more preferably 11.5 or less, still more preferably 11.0 or less, and particularly preferably 10 or less. It is 5.5 or less, and extremely preferably 10.0 or less. From these viewpoints, the pH of the abrasive is preferably 6.0 to 12.0, more preferably 7.0 to 11.5, still more preferably 7.5 to 11.0, and in particular. It is preferably 8.0 to 10.5.

研磨剤のpHは、pHメータ(例えば、株式会社堀場製作所製のModel F-51)で測定できる。具体的には、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℃)}、及び、ホウ酸塩pH緩衝液{pH:9.18(25℃)})を用いて3点校正した後、電極を研磨剤に入れ、3分以上経過して安定した後の値を測定し、得られた測定値を研磨剤のpHとすることができる。 The pH of the abrasive can be measured with a pH meter (for example, Model F-51 manufactured by HORIBA, Ltd.). Specifically, standard buffers (phthalate pH buffer {pH: 4.01 (25 ° C)}, neutral phosphate pH buffer {pH: 6.86 (25 ° C)}, and hoe. After calibrating at 3 points using the acid salt pH buffer {pH: 9.18 (25 ° C.)}), the electrode was placed in an abrasive, and after 3 minutes or more had passed and stabilized, the value was measured and obtained. The measured value can be used as the pH of the polishing agent.

(保存方法)
本実施形態に係る研磨剤は、少なくとも砥粒、アミンA及び水を含む1液式研磨剤として保存してもよく、砥粒を含む第1の液(スラリ)と、アミンAを含む第2の液(添加液)と、を有する2液式研磨剤として保存してもよい。2液式研磨剤では、スラリと添加液とを混合して、本実施形態に係る研磨剤となるように鴎外研磨剤の構成成分がスラリと添加液とに分けられる。スラリは、例えば、少なくとも砥粒及び水を含む。添加液は、例えば、少なくともアミンA及び水を含む。アミンA以外の添加剤(酸化剤、金属防食剤、pH調整剤等)は、スラリ及び添加液のうち添加液に含まれることが好ましい。なお、研磨剤の構成成分は、3液以上に分けて保存してもよい。
(Preservation method)
The abrasive according to the present embodiment may be stored as a one-component abrasive containing at least abrasive grains, amine A and water, and may be stored as a first liquid (slurry) containing abrasive grains and a second solution containing amine A. It may be stored as a two-component abrasive having the above solution (additional solution). In the two-component polishing agent, the slurry and the additive liquid are mixed, and the constituent components of the Ogai polishing agent are divided into the slurry and the additive liquid so as to obtain the polishing agent according to the present embodiment. The slurry contains, for example, at least abrasive grains and water. The additive liquid contains, for example, at least amine A and water. Additives other than amine A (oxidizing agent, metal corrosion inhibitor, pH adjuster, etc.) are preferably contained in the additive liquid among the slurry and the additive liquid. The constituent components of the abrasive may be divided into three or more liquids and stored.

2液式研磨剤においては、研磨直前又は研磨時にスラリ及び添加液が混合されて研磨剤が調製されてもよい。2液式研磨剤におけるスラリと添加液とをそれぞれ研磨定盤上へ供給し、研磨定盤上においてスラリ及び添加液が混合されて得られる研磨剤を用いて被研磨面を研磨してもよい。 In the two-component polishing agent, the slurry and the additive solution may be mixed immediately before or during polishing to prepare the polishing agent. The slurry and the additive liquid in the two-component polishing agent may be supplied onto the polishing surface plate, respectively, and the surface to be polished may be polished using the polishing agent obtained by mixing the slurry and the additive liquid on the polishing surface plate. ..

本実施形態に係る研磨剤は、研磨剤用貯蔵液として調製される場合もある。研磨剤用貯蔵液は、水で希釈することにより、本実施形態に係る研磨剤を提供するものである。研磨剤用貯蔵液は、水の量を使用時よりも減じて保管されており、使用前又は使用時に水で希釈して用いられる。これにより、研磨剤の輸送、保管等に必要なコスト、スペース等を低減できる。研磨剤用貯蔵液は、研磨の直前に水で希釈して研磨剤としてもよく、研磨定盤上に貯蔵液と水とを供給し、研磨定盤上で研磨剤を調製するようにしてもよい。研磨剤用貯蔵液の希釈倍率は、例えば1.5倍以上である。 The abrasive according to this embodiment may be prepared as a storage liquid for an abrasive. The storage liquid for an abrasive is diluted with water to provide the abrasive according to the present embodiment. The storage liquid for abrasives is stored with the amount of water reduced from that at the time of use, and is diluted with water before or at the time of use. This makes it possible to reduce the cost, space, etc. required for transporting, storing, and the like of the abrasive. The storage liquid for polishing agent may be diluted with water immediately before polishing to prepare the polishing agent, or the storage liquid and water may be supplied on the polishing surface plate to prepare the polishing agent on the polishing surface plate. good. The dilution ratio of the storage liquid for abrasives is, for example, 1.5 times or more.

<研磨方法>
本実施形態に係る研磨方法は、本実施形態に係る研磨剤を用いて被研磨面を研磨する研磨工程を備える。被研磨面は、酸化珪素及び窒化珪素を含むことができる。研磨工程では、本実施形態に係る研磨剤を用いて、酸化珪素部(酸化珪素からなる被研磨部)及び窒化珪素部(窒化珪素からなる被研磨部)の少なくとも一部を研磨して除去することができる。このような研磨工程によれば、酸化珪素及び窒化珪素を含む被研磨面を高度に平坦化することができる。研磨工程において用いる研磨剤としては、上記1液式研磨剤であってもよく、上記2液式研磨剤のスラリと添加液とを混合して得られる研磨剤であってもよい。
<Polishing method>
The polishing method according to the present embodiment includes a polishing step of polishing the surface to be polished using the polishing agent according to the present embodiment. The surface to be polished can contain silicon oxide and silicon nitride. In the polishing step, at least a part of the silicon oxide portion (the portion to be polished made of silicon oxide) and the silicon nitride portion (the portion to be polished made of silicon nitride) is polished and removed by using the polishing agent according to the present embodiment. be able to. According to such a polishing step, the surface to be polished containing silicon oxide and silicon nitride can be highly flattened. The polishing agent used in the polishing step may be the above-mentioned one-component polishing agent or an abrasive obtained by mixing the slurry of the above-mentioned two-component polishing agent with an additive solution.

被研磨面は、コバルトを含んでよい。研磨工程では、本実施形態に係る研磨剤を用いて、コバルト含有部の少なくとも一部を研磨して除去してよく、本実施形態に係る研磨剤を用いて、酸化珪素部、窒化珪素部及びコバルト含有部のそれぞれの少なくとも一部を研磨して除去してよい。 The surface to be polished may contain cobalt. In the polishing step, at least a part of the cobalt-containing portion may be polished and removed by using the polishing agent according to the present embodiment, and the silicon oxide portion, the silicon nitride portion and the silicon nitride portion may be removed by using the polishing agent according to the present embodiment. At least a part of each of the cobalt-containing parts may be removed by polishing.

被研磨面は、コバルト以外の金属材料を含んでよい。研磨工程では、本実施形態に係る研磨剤を用いて、金属含有部(金属被研磨部。コバルト含有部を除く)の少なくとも一部を研磨して除去してよく、本実施形態に係る研磨剤を用いて、コバルト含有部及び金属含有部(コバルト含有部を除く)のそれぞれの少なくとも一部を研磨して除去してよい。 The surface to be polished may contain a metal material other than cobalt. In the polishing step, at least a part of the metal-containing portion (metal-polished portion; excluding the cobalt-containing portion) may be polished and removed by using the polishing agent according to the present embodiment, and the polishing agent according to the present embodiment may be removed. May be used to polish and remove at least a portion of each of the cobalt-containing portion and the metal-containing portion (excluding the cobalt-containing portion).

コバルト以外の金属材料としては、銅(Cu)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、マンガン(Mn)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、ルテニウム(Ru)、銀(Ag)、金(Au)等が挙げられる。金属含有部としては、銅含有部(銅単体、銅合金、銅の酸化物、銅合金の酸化物等を含む部分)、タングステン含有部(タングステン単体、窒化タングステン、タングステン合金等を含む部分)、モリブデン含有部(モリブデン単体、窒化モリブデン、モリブデン合金等を含む部分)、マンガン含有部(マンガン単体、窒化マンガン、マンガン合金等を含む部分)、タンタル含有部(タンタル単体、窒化タンタル、タンタル合金等を含む部分)、チタン含有部(チタン単体、窒化チタン、チタン合金等を含む部分)、ルテニウム含有部(ルテニウム単体、窒化ルテニウム、ルテニウム合金等を含む部分)、貴金属(銀含有部、金含有部等)含有部などが挙げられる。被研磨面は、銅、タングステン、モリブデン、マンガン、タンタル、チタン、ルテニウム、銀及び金からなる群より選ばれる少なくとも一種の金属の単体、及び/又は、前記金属の合金、前記金属の窒化物、前記金属の酸化物及び前記合金の酸化物からなる群より選ばれる少なくとも一種を含んでよい。本実施形態に係る研磨方法では、このような被研磨面を研磨する場合であっても、コバルトを選択的に研磨することもできる。 Metallic materials other than cobalt include copper (Cu), tungsten (W), molybdenum (Mo), manganese (Mn), tantalum (Ta), titanium (Ti), ruthenium (Ru), silver (Ag), and gold ( Au) and the like. As the metal-containing part, a copper-containing part (a part containing a single copper, a copper alloy, a copper oxide, an oxide of a copper alloy, etc.), a tungsten-containing part (a part containing a single tungsten, tungsten nitride, a tungsten alloy, etc.), Molybdenum-containing part (part containing molybdenum alone, molybdenum nitride, molybdenum alloy, etc.), manganese-containing part (part containing manganese alone, manganese nitride, manganese alloy, etc.), tantalum-containing part (tantal unit, tantalum nitride, tantalum alloy, etc.) (Containing part), titanium-containing part (part containing titanium alone, titanium nitride, titanium alloy, etc.), ruthenium-containing part (part containing ruthenium alone, ruthenium nitride, ruthenium alloy, etc.), noble metal (silver-containing part, gold-containing part, etc.) ) The content part and the like can be mentioned. The surface to be polished is a single metal of at least one selected from the group consisting of copper, tungsten, molybdenum, manganese, tantalum, titanium, ruthenium, silver and gold, and / or an alloy of the metal, a nitride of the metal, and the like. It may contain at least one selected from the group consisting of the oxide of the metal and the oxide of the alloy. In the polishing method according to the present embodiment, cobalt can be selectively polished even when such a surface to be polished is polished.

研磨工程において、酸化珪素を含む被研磨面を研磨する工程、窒化珪素を含む被研磨面を研磨する工程、コバルトを含む被研磨面を研磨する工程、及び、コバルト以外の金属材料を含む被研磨面を研磨する工程は、互いに明確に区別されるものではなくてもよく、これらの工程の少なくとも二種の工程が同時に実施される場合、各工程において用いられる研磨剤は、互いに同一であっても異なってもよい。 In the polishing step, a step of polishing the surface to be polished containing silicon oxide, a step of polishing the surface to be polished containing silicon nitride, a step of polishing the surface to be polished containing cobalt, and a step of polishing a surface to be polished containing a metal material other than cobalt. The steps of polishing the surface do not have to be clearly distinguished from each other, and when at least two of these steps are carried out simultaneously, the abrasives used in each step are the same. May also be different.

本実施形態に係る研磨方法は、好ましくはCMP法により行われる。CMP法では、研磨定盤の研磨パッド(研磨布)上に研磨剤を供給しながら、被研磨体の被研磨面(表面)を研磨パッドに押し付けた状態で、研磨定盤と被研磨体とを相対的に動かすことにより被研磨面を研磨する。 The polishing method according to the present embodiment is preferably performed by the CMP method. In the CMP method, while the polishing agent is supplied on the polishing pad (polishing cloth) of the polishing platen, the surface to be polished (surface) of the object to be polished is pressed against the polishing pad, and the polishing platen and the object to be polished are used. The surface to be polished is polished by relatively moving.

本実施形態に係る研磨方法において、研磨に用いられる装置としては、被研磨体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。ホルダ及び研磨定盤のそれぞれには、回転数が変更可能なモータ等が取り付けてあってもよい。研磨装置としては、例えば、APPLIED MATERIALS社製の研磨装置:Reflexionを使用できる。研磨パッドとしては、特に制限はないが、一般的な不織布、発泡ポリウレタン、多孔質フッ素樹脂等を使用することができる。 In the polishing method according to the present embodiment, the device used for polishing includes a holder for holding the object to be polished and a polishing surface plate connected to a motor or the like whose rotation speed can be changed and to which a polishing pad is attached. A general polishing device can be used. A motor or the like whose rotation speed can be changed may be attached to each of the holder and the polishing surface plate. As the polishing device, for example, a polishing device manufactured by Applied Materials: Reflection can be used. The polishing pad is not particularly limited, but a general non-woven fabric, polyurethane foam, a porous fluororesin, or the like can be used.

本実施形態に係る研磨方法の研磨条件は、特に制限されない。研磨定盤の回転速度は、被研磨体が研磨定盤から飛び出さないように、好ましくは回転数200min-1(200rpm)以下である。被研磨体の研磨パッドへの押し付け圧力は、被研磨面内での研磨速度(例えばコバルトの研磨速度)を均一に調整しやすい観点、及び、研磨後に充分な平坦性が得られる観点から、好ましくは1~100kPaであり、より好ましくは5~50kPaである。 The polishing conditions of the polishing method according to this embodiment are not particularly limited. The rotation speed of the polishing surface plate is preferably 200 min -1 (200 rpm) or less so that the object to be polished does not jump out of the polishing surface plate. The pressing pressure of the object to be polished against the polishing pad is preferable from the viewpoint that it is easy to uniformly adjust the polishing rate (for example, the polishing rate of cobalt) in the surface to be polished and that sufficient flatness can be obtained after polishing. Is 1 to 100 kPa, more preferably 5 to 50 kPa.

研磨している間、研磨パッドと被研磨面との間には、研磨剤をポンプで連続的に供給することができる。研磨剤の供給量に制限はないが、研磨パッドの表面が常に研磨剤で覆われていることが好ましい。 During polishing, the abrasive can be continuously pumped between the polishing pad and the surface to be polished. There is no limit to the amount of abrasive supplied, but it is preferable that the surface of the abrasive pad is always covered with the abrasive.

本実施形態に係る研磨方法は、研磨パッドの表面状態を常に同一にして研磨(CMP等)を行うために、各研磨工程の前に研磨パッドをコンディショニングするコンディショニング工程を備えることが好ましい。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ことができる。 The polishing method according to the present embodiment preferably includes a conditioning step for conditioning the polishing pad before each polishing step in order to perform polishing (CMP or the like) so that the surface state of the polishing pad is always the same. For example, a dresser with diamond particles can be used to condition the polishing pad with a liquid containing at least water.

本実施形態に係る研磨方法は、研磨終了後の被研磨体を洗浄する洗浄工程を備えることが好ましい。洗浄工程では、例えば、研磨終了後の被研磨体を流水中でよく洗浄した後、スピンドライ等を用いて、被研磨体に付着した水滴を払い落としてから乾燥させることができる。 The polishing method according to the present embodiment preferably includes a cleaning step of cleaning the object to be polished after polishing is completed. In the cleaning step, for example, the object to be polished after polishing can be thoroughly washed in running water, and then water droplets adhering to the object to be polished can be removed and then dried by using spin dry or the like.

本実施形態において研磨される被研磨体の被研磨面は、酸化珪素を含んでよく、窒化珪素を含んでよく、コバルトを含んでよく、コバルト以外の金属材料を含んでよい。被研磨体としては、半導体基板、磁気ヘッド等の基板などが挙げられる。 The surface to be polished of the object to be polished in the present embodiment may contain silicon oxide, silicon nitride, cobalt, or a metal material other than cobalt. Examples of the object to be polished include a semiconductor substrate, a substrate such as a magnetic head, and the like.

図1を用いて、本実施形態の一例として被研磨体10を研磨する方法について詳述する。図1(a)に示すように、被研磨体10は、基部1、複数の酸化珪素部2、複数の窒化珪素部3、及び、導電性物質部4を備え、絶縁材料部として酸化珪素部2及び窒化珪素部3を備える。酸化珪素部2及び窒化珪素部3は例えば直線状であり、互いに隣接した酸化珪素部2及び窒化珪素部3からなる複数のパターン部が、互いに離間して基部1上に形成されている。導電性物質部4は、パターン部間の凹部を埋めつつ、基部1と、パターン部の酸化珪素部2及び窒化珪素部3とを被覆している。導電性物質部4は、例えばコバルトを含む。 A method of polishing the object to be polished 10 will be described in detail with reference to FIG. 1 as an example of the present embodiment. As shown in FIG. 1A, the object to be polished 10 includes a base portion 1, a plurality of silicon oxide portions 2, a plurality of silicon nitride portions 3, and a conductive substance portion 4, and a silicon oxide portion as an insulating material portion. 2 and a silicon nitride portion 3 are provided. The silicon oxide portion 2 and the silicon nitride portion 3 are, for example, linear, and a plurality of pattern portions composed of the silicon oxide portion 2 and the silicon nitride portion 3 adjacent to each other are formed on the base portion 1 apart from each other. The conductive substance portion 4 covers the base portion 1, the silicon oxide portion 2 of the pattern portion, and the silicon nitride portion 3 while filling the recesses between the pattern portions. The conductive substance portion 4 contains, for example, cobalt.

研磨方法の一実施形態では、まず、図1(b)に示すように、導電性物質部4を研磨して除去し、パターン部の酸化珪素部2及び窒化珪素部3が露出した被研磨体20を得る(第一の研磨工程)。次に、本実施形態に係る研磨剤を用いて、酸化珪素部2、窒化珪素部3及び導電性物質部4を研磨して除去し、図1(c)に示すように、酸化珪素部2、窒化珪素部3及び導電性物質部4から構成される表面を平坦化させて被研磨体30を得る(第二の研磨工程)。第一の研磨工程に用いる研磨剤としては、導電性物質部4の研磨速度が充分に大きく、窒化珪素部3の研磨速度が小さい研磨剤を用いることが好ましい。本実施形態に係る研磨剤を第一の研磨工程及び第二の研磨工程の双方において用いてもよい。 In one embodiment of the polishing method, first, as shown in FIG. 1 (b), the conductive substance portion 4 is polished and removed, and the silicon oxide portion 2 and the silicon nitride portion 3 of the pattern portion are exposed. 20 is obtained (first polishing step). Next, the silicon oxide portion 2, the silicon nitride portion 3, and the conductive substance portion 4 are polished and removed using the polishing agent according to the present embodiment, and the silicon oxide portion 2 is as shown in FIG. 1 (c). The surface composed of the silicon nitride portion 3 and the conductive material portion 4 is flattened to obtain the object to be polished 30 (second polishing step). As the polishing agent used in the first polishing step, it is preferable to use a polishing agent in which the polishing speed of the conductive material portion 4 is sufficiently high and the polishing speed of the silicon nitride portion 3 is low. The abrasive according to this embodiment may be used in both the first polishing step and the second polishing step.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明の技術的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、研磨剤の組成、研磨条件、及び、研磨対象となる膜は、本実施例に記載の通りでなくてもよい。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples as long as it does not deviate from the technical idea of the present invention. For example, the composition of the abrasive, the polishing conditions, and the film to be polished may not be as described in this embodiment.

<砥粒の準備>
砥粒として、平均二次粒子径が60nmのシリカ粒子(コロイダルシリカA)、平均二次粒子径が65nmのシリカ粒子(コロイダルシリカB)、及び、平均二次粒子径が50nmのシリカ粒子(コロイダルシリカC)を用意した。シリカ粒子の平均二次粒子径は、BECKMAN COULTER社製の光回折散乱式粒度分布計DELSA MAX PROを用いて光子相関法により測定した。具体的には、シリカ粒子の水分散液を、散乱強度が5.0×10~1.0×10cpsとなるように水で希釈して測定サンプルとし、当該測定サンプルをプラスチックセルに入れ、平均二次粒子径を測定した。
<Preparation of abrasive grains>
As abrasive grains, silica particles having an average secondary particle diameter of 60 nm (coloidal silica A), silica particles having an average secondary particle diameter of 65 nm (coloidal silica B), and silica particles having an average secondary particle diameter of 50 nm (coloidal). Silica C) was prepared. The average secondary particle size of the silica particles was measured by the photon correlation method using a light diffraction scattering type particle size distribution meter DELSA MAX PRO manufactured by BECKMAN COULTER. Specifically, the aqueous dispersion of silica particles is diluted with water so that the scattering intensity is 5.0 × 10 4 to 1.0 × 10 6 cps to obtain a measurement sample, and the measurement sample is placed in a plastic cell. And the average secondary particle size was measured.

<評価用基板の準備>
第1~第4の評価用基板として以下の基板を用意した。
・第1の評価用基板:コバルト(Co)からなるコバルト膜(厚さ:200nm)をシリコン基板(直径12インチウエハ)上に製膜して得られた基板。
・第2の評価用基板:酸化珪素膜(SiO膜、厚さ:1000nm)をシリコン基板(直径12インチウエハ)上に製膜して得られた基板。
・第3の評価用基板:窒化珪素膜(厚さ:200nm)をシリコン基板(直径12インチウエハ)上に製膜して得られた基板。
・第4の評価用基板:シリコン基板(直径12インチウエハ)上に交互に配置されたSiOパターン及びSiNパターンを有するウエハ(SEMATECH社製、SEMATECH764)
<Preparation of evaluation board>
The following boards were prepared as the first to fourth evaluation boards.
First evaluation substrate: A substrate obtained by forming a cobalt film (thickness: 200 nm) made of cobalt (Co) on a silicon substrate (diameter 12 inch wafer).
Second evaluation substrate: A substrate obtained by forming a silicon oxide film (SiO 2 film, thickness: 1000 nm) on a silicon substrate (wafer with a diameter of 12 inches).
Third evaluation substrate: A substrate obtained by forming a silicon nitride film (thickness: 200 nm) on a silicon substrate (diameter 12 inch wafer).
Fourth evaluation substrate: Wafer having SiO 2 pattern and SiN pattern alternately arranged on a silicon substrate (wafer with a diameter of 12 inches) (SEMATECH 764).

<研磨剤の調製>
表1~表3の各成分を混合して実施例及び比較例の研磨剤を調製した。具体的には、アミン、金属防食剤及びpH調整剤を脱イオン水に加えた後に攪拌して混合物を得た(比較例1、7~11ではアミンを使用しなかった)。この混合物に砥粒を加えて攪拌した後、酸化剤として過酸化水素水(30質量%水溶液)を加えて混合した。そして、各成分の含有量が表1~表3の含有量[単位:質量%]となるように脱イオン水を加えて混合して実施例1~18の研磨剤を得た。なお、表中の砥粒の含有量は固形分の含有量であり、過酸化水素(H)の含有量は過酸化水素自体の含有量である。
<Preparation of abrasive>
The abrasives of Examples and Comparative Examples were prepared by mixing the components of Tables 1 to 3. Specifically, an amine, a metal anticorrosive agent and a pH adjuster were added to deionized water and then stirred to obtain a mixture (in Comparative Examples 1, 7 to 11 did not use amine). Abrasive particles were added to this mixture and stirred, and then hydrogen peroxide solution (30% by mass aqueous solution) was added as an oxidizing agent and mixed. Then, deionized water was added and mixed so that the content of each component was the content [unit: mass%] in Tables 1 to 3 to obtain the abrasives of Examples 1 to 18. The content of the abrasive grains in the table is the content of solid content, and the content of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is the content of hydrogen peroxide itself.

<pHの測定>
各研磨剤のpHを下記に従って測定した。結果を表1~3に示す。
・測定温度:25℃
・測定器:pHメータ(株式会社堀場製作所製「Model 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℃)}、及び、ホウ酸塩pH緩衝液{pH:9.18(25℃)})を用いて3点校正した後、電極を研磨剤に入れ、3分以上経過して安定した後の値を測定した。
<Measurement of pH>
The pH of each abrasive was measured according to the following. The results are shown in Tables 1 to 3.
・ Measurement temperature: 25 ° C
-Measuring instrument: pH meter ("Model F-51" manufactured by HORIBA, Ltd.)
-Measuring method: standard buffer (phthalate pH buffer {pH: 4.01 (25 ° C)}, neutral phosphate pH buffer {pH: 6.86 (25 ° C)}, and boric acid. After calibrating at 3 points using a salt pH buffer solution {pH: 9.18 (25 ° C.)}), the electrode was placed in an abrasive and the value after 3 minutes or more to stabilize was measured.

<第1~3の評価基板の研磨>
各研磨剤を用いて下記の研磨条件で第1~第3の評価用基板の各被研磨膜を研磨し、コバルトの研磨速度(Co-RR(Removal Rate))、酸化珪素の研磨速度(SiO-RR)、及び、窒化珪素の研磨速度(SiN-RR)を測定した。酸化珪素膜及び窒化珪素膜の研磨前後の膜厚の差は、光干渉式膜厚測定装置(フィルメトリクス社製、商品名:F-80)を用いて求めた。コバルト膜の研磨前後の膜厚の差は、コバルト膜の研磨後の電気抵抗値を、抵抗測定器VR-120/08S(株式会社日立国際電気製)を用いて測定し、電気抵抗値から研磨前後の膜厚を換算することにより求めた。膜厚の差を研磨時間で除算することにより各被研磨膜の研磨速度(単位:nm/min)を求めた。結果を表1~3に示す。
<Polishing of 1st to 3rd evaluation boards>
Each polishing agent is used to polish each film to be polished on the first to third evaluation substrates under the following polishing conditions, and the polishing rate of cobalt (Co-RR (Removal Rate)) and the polishing rate of silicon oxide (SiO). 2 -RR) and the polishing rate of silicon nitride (SiN-RR) were measured. The difference in film thickness between the silicon oxide film and the silicon nitride film before and after polishing was determined using a light interferometry film thickness measuring device (manufactured by Filmometrics, trade name: F-80). The difference in film thickness before and after polishing the cobalt film is measured by measuring the electrical resistance value after polishing the cobalt film using a resistance measuring instrument VR-120 / 08S (manufactured by Hitachi Kokusai Denki Co., Ltd.), and polishing from the electrical resistance value. It was obtained by converting the film thickness before and after. The polishing rate (unit: nm / min) of each film to be polished was obtained by dividing the difference in film thickness by the polishing time. The results are shown in Tables 1 to 3.

[研磨条件]
・研磨機:片面用研磨機(APPLIED MATERIALS社製、Reflexion LK)
・研磨パッド:富士紡ホールディングス株式会社製、スウェード状パッド
・コンディショニングディスク:A188(3M社製)
・研磨圧力:10.3kPa
・定盤回転数:98rpm
・ヘッド回転数:87pm
・研磨剤供給量:250mL/min
・研磨時間:60秒
[Polishing conditions]
-Grinding machine: Single-sided polishing machine (Applied Materials, Reflection LK)
・ Polishing pad: Fujibo Holdings, Inc., suede-like pad ・ Conditioning disc: A188 (3M)
・ Polishing pressure: 10.3kPa
・ Surface plate rotation speed: 98 rpm
・ Head rotation speed: 87 pm
・ Abrasive supply amount: 250 mL / min
・ Polishing time: 60 seconds

<基板のエッチング評価>
下記条件でチップを100mLビーカー内の各研磨剤100mLへ浸漬し、浸漬前後のコバルト層の厚み差を電気抵抗値から換算して求め、厚み差と浸漬時間によりコバルトのエッチング速度(Co-ER(Etching Rate)、腐食速度、単位:nm/min)を算出した。結果を表1~3に示す。
[浸漬条件]
・チップ:表面に形成されたコバルト層(厚さ:200nm)を有するシリコンウエハ(8インチ、ブランケットウエハ)を切断して得られた20mm×20mmのチップ
・攪拌速度:200rpm
・浸漬時間:5min
<Etching evaluation of substrate>
The chip is immersed in 100 mL of each polishing agent in a 100 mL beaker under the following conditions, the thickness difference of the cobalt layer before and after immersion is converted from the electric resistance value, and the etching rate of cobalt (Co-ER (Co-ER) is determined by the thickness difference and the immersion time. Etching Rate), corrosion rate, unit: nm / min) was calculated. The results are shown in Tables 1 to 3.
[Immersion conditions]
-Chip: A 20 mm x 20 mm chip obtained by cutting a silicon wafer (8 inch, blanket wafer) having a cobalt layer (thickness: 200 nm) formed on the surface.-Stirring speed: 200 rpm
・ Immersion time: 5 min

<第4の評価基板の研磨>
第4の評価基板は、シリコン基板上の一部に直線状のSiNパターン(厚さ:1500nm)を形成した後、SiNパターンのない部分のシリコン基板を350nmエッチングして直線状の凹部を形成し、次いで、厚さ600nmの酸化珪素部をSiNパターン上及び凹部内に形成して得られたウエハである。第4の評価基板は、SiNパターン(Line)及びSiOパターン(Space)の線幅(L/S。単位:μm)が5/5、10/10、20/80、25/25、30/70、50/50及び80/20であるパターン領域を有している。
<Polishing of the 4th evaluation board>
In the fourth evaluation substrate, a linear SiN pattern (thickness: 1500 nm) is formed on a part of the silicon substrate, and then the silicon substrate on the portion without the SiN pattern is etched by 350 nm to form a linear recess. Next, it is a wafer obtained by forming a silicon oxide portion having a thickness of 600 nm on a SiN pattern and in a recess. The fourth evaluation substrate has a line width (L / S. Unit: μm) of SiN pattern (Line) and SiO 2 pattern (Space) of 5/5, 10/10, 20/80, 25/25, 30 /. It has pattern regions of 70, 50/50 and 80/20.

酸化珪素部の段差がなくなるまで第4の評価基板を、粒子径200nmの焼成セリア粒子を含む研磨剤により研磨した。その後、粒子径3nmのナノセリア粒子を含む研磨剤でSiNパターンが露出するまで研磨した後に洗浄した。洗浄後、実施例15の研磨剤を用いて、上記研磨条件で30秒間研磨し、光干渉式膜厚測定装置(ナノメトリクス社製、商品名:Nanospec AFT-5100)で各パターン領域におけるSiOパターン及びSiNパターンの厚さを測定し、AFM(原子間力顕微鏡、BRUKER社製、InSight CAP Compact Atomic Profiler)により段差を測定した。その後、実施例15の研磨剤で更に60秒間研磨し、厚さ及び段差を同様の方法により再度測定した。60秒間の研磨前後のSiOパターン及びSiNパターンの厚さ並びに段差に基づきそれぞれの研磨速度を算出した。結果を表4に示す。 The fourth evaluation substrate was polished with an abrasive containing calcined ceria particles having a particle diameter of 200 nm until the step of the silicon oxide portion disappeared. Then, it was polished with an abrasive containing nanoceria particles having a particle diameter of 3 nm until the SiN pattern was exposed, and then washed. After cleaning, polishing is performed for 30 seconds under the above-mentioned polishing conditions using the polishing agent of Example 15, and SiO 2 in each pattern region is used with a light interference type film thickness measuring device (manufactured by Nanometrics, trade name: Nanospec AFT-5100). The thickness of the pattern and the SiN pattern was measured, and the step was measured by an AFM (atomic force microscope, manufactured by BRUKER, InSign CAP Compact Atomic Profiler). Then, it was further polished for 60 seconds with the abrasive of Example 15, and the thickness and the step were measured again by the same method. The respective polishing speeds were calculated based on the thicknesses and steps of the SiO 2 pattern and SiN pattern before and after polishing for 60 seconds. The results are shown in Table 4.

Figure 2022028258000001
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Figure 2022028258000002
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Figure 2022028258000003
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Figure 2022028258000004
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上記測定結果によれば、実施例1~18では、第1酸解離定数pKaが10.0以上のアミンを含有する研磨剤を用いることにより、酸化珪素の研磨速度を抑制できることがわかる。また、実施例1~18における窒化珪素に対する酸化珪素の研磨速度比(SiO/SiN)は2.0未満であり、比較例1~11よりも小さくなっていることがわかる。実施例1、4及び10では、窒化珪素に対する酸化珪素の研磨速度比、及び、コバルトに対する酸化珪素の研磨速度比がいずれも1.0未満であり、酸化珪素の研磨速度が窒化珪素の研磨速度及びコバルトの研磨速度よりも小さくなっていることがわかる。 According to the above measurement results, it can be seen that in Examples 1 to 18, the polishing rate of silicon oxide can be suppressed by using an abrasive containing an amine having a first acid dissociation constant pKa of 10.0 or more. Further, it can be seen that the polishing rate ratio (SiO 2 / SiN) of silicon oxide to silicon nitride in Examples 1 to 18 is less than 2.0, which is smaller than that of Comparative Examples 1 to 11. In Examples 1, 4 and 10, the polishing rate ratio of silicon oxide to silicon nitride and the polishing rate ratio of silicon oxide to cobalt are both less than 1.0, and the polishing rate of silicon oxide is the polishing rate of silicon nitride. And it can be seen that the polishing rate of cobalt is lower than that of the polishing rate.

実施例1、8~10の対比、実施例6、7の対比、及び、実施例11~14の対比によれば、アミンの含有量に応じて、酸化珪素の研磨速度、窒化珪素の研磨速度、窒化珪素に対する酸化珪素の研磨速度比等を調整可能であり、アミンの含有量が0.20質量%を超えると、酸化珪素の研磨速度及び窒化珪素の研磨速度として同等の研磨速度を得やすいと共に、酸化珪素の研磨速度及びコバルトの研磨速度として同等の研磨速度を得やすいことがわかる。また、実施例15によれば、ブランケットウエハ及びパターンウエハの双方において、窒化珪素に対する酸化珪素の研磨速度比を1.0未満に調整できることがわかる。 According to the comparison of Examples 1, 8 to 10, the comparison of Examples 6 and 7, and the comparison of Examples 11 to 14, the polishing rate of silicon oxide and the polishing rate of silicon nitride are determined according to the content of amine. , The polishing rate ratio of silicon oxide to silicon nitride can be adjusted, and when the amine content exceeds 0.20% by mass, it is easy to obtain the same polishing rate as the polishing rate of silicon oxide and the polishing rate of silicon nitride. At the same time, it can be seen that it is easy to obtain the same polishing speed as the polishing speed of silicon oxide and the polishing speed of cobalt. Further, according to the fifteenth embodiment, it can be seen that the polishing rate ratio of silicon oxide to silicon nitride can be adjusted to less than 1.0 in both the blanket wafer and the pattern wafer.

以上の結果より、第1酸解離定数pKaが10.0以上のアミンを含有する研磨剤により、酸化珪素の研磨速度として、窒化珪素の研磨速度と同等の研磨速度、又は、窒化珪素の研磨速度より小さい研磨速度を得ることが明らかとなった。 From the above results, the polishing rate of silicon oxide is the same as the polishing rate of silicon nitride or the polishing rate of silicon nitride by the polishing agent containing an amine having a first acid dissociation constant pKa of 10.0 or more. It was revealed that a smaller polishing rate was obtained.

1…基部、2…酸化珪素部、3…窒化珪素部、4…導電性物質部、10,20,30…被研磨体。 1 ... base part, 2 ... silicon oxide part, 3 ... silicon nitride part, 4 ... conductive material part, 10, 20, 30 ... object to be polished.

Claims (18)

砥粒と、第1酸解離定数pKaが10.0以上であるアミンと、水と、を含有する、研磨剤。 An abrasive containing abrasive grains, an amine having a first acid dissociation constant pKa of 10.0 or more, and water. 前記アミンが脂肪族アミンを含む、請求項1に記載の研磨剤。 The abrasive according to claim 1, wherein the amine contains an aliphatic amine. 前記アミンが第1級アミンを含む、請求項1又は2に記載の研磨剤。 The abrasive according to claim 1 or 2, wherein the amine comprises a primary amine. 前記アミンが、t-アミルアミン、t-ブチルアミン、イソブチルアミン、イソアミルアミン、ジイソブチルアミン及び3-アミノ-1-プロパノールからなる群より選ばれる少なくとも一種を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の研磨剤。 One of claims 1 to 3, wherein the amine comprises at least one selected from the group consisting of t-amylamine, t-butylamine, isobutylamine, isoamylamine, diisobutylamine and 3-amino-1-propanol. The abrasive described. 前記アミンの含有量が、研磨剤の全質量を基準として0.20質量%を超える、請求項1~4のいずれか一項に記載の研磨剤。 The abrasive according to any one of claims 1 to 4, wherein the amine content exceeds 0.20% by mass based on the total mass of the abrasive. 前記砥粒がシリカを含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の研磨剤。 The abrasive according to any one of claims 1 to 5, wherein the abrasive grains contain silica. 前記砥粒の含有量が、研磨剤の全質量を基準として0.01~20質量%である、請求項1~6のいずれか一項に記載の研磨剤。 The abrasive according to any one of claims 1 to 6, wherein the content of the abrasive grains is 0.01 to 20% by mass based on the total mass of the abrasive. 酸化剤を更に含有する、請求項1~7のいずれか一項に記載の研磨剤。 The abrasive according to any one of claims 1 to 7, further containing an oxidizing agent. 金属防食剤(但し、前記アミンを除く)を更に含有する、請求項1~8のいずれか一項に記載の研磨剤。 The abrasive according to any one of claims 1 to 8, further containing a metal corrosion inhibitor (excluding the amine). 有機酸を更に含有する、請求項1~9のいずれか一項に記載の研磨剤。 The abrasive according to any one of claims 1 to 9, further containing an organic acid. 塩基成分(但し、前記アミンを除く)を更に含有する、請求項1~10のいずれか一項に記載の研磨剤。 The abrasive according to any one of claims 1 to 10, further containing a base component (excluding the amine). pHが6.0~12.0である、請求項1~11のいずれか一項に記載の研磨剤。 The abrasive according to any one of claims 1 to 11, wherein the pH is 6.0 to 12.0. 酸化珪素及び窒化珪素を含む被研磨面の研磨に用いられる、請求項1~12のいずれか一項に記載の研磨剤。 The polishing agent according to any one of claims 1 to 12, which is used for polishing a surface to be polished containing silicon oxide and silicon nitride. コバルトを含む被研磨面の研磨に用いられる、請求項1~13のいずれか一項に記載の研磨剤。 The polishing agent according to any one of claims 1 to 13, which is used for polishing a surface to be polished containing cobalt. 請求項1~14のいずれか一項に記載の研磨剤を得るための2液式研磨剤であって、
前記砥粒を含む第1の液と、前記アミンを含む第2の液と、を有する、2液式研磨剤。
A two-component polishing agent for obtaining the polishing agent according to any one of claims 1 to 14.
A two-component abrasive having a first liquid containing the abrasive grains and a second liquid containing the amine.
請求項1~14のいずれか一項に記載の研磨剤、又は、請求項15に記載の2液式研磨剤の前記第1の液と前記第2の液とを混合して得られる研磨剤を用いて被研磨面を研磨する、研磨方法。 The polishing agent according to any one of claims 1 to 14, or the polishing agent obtained by mixing the first liquid and the second liquid of the two-component polishing agent according to claim 15. A polishing method for polishing the surface to be polished using. 前記被研磨面が酸化珪素及び窒化珪素を含む、請求項16に記載の研磨方法。 The polishing method according to claim 16, wherein the surface to be polished contains silicon oxide and silicon nitride. 前記被研磨面がコバルトを含む、請求項16又は17に記載の研磨方法。 The polishing method according to claim 16 or 17, wherein the surface to be polished contains cobalt.
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