JP7244642B2 - 研磨液、及び、化学的機械的研磨方法 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には「コバルト含有部と、コバルト以外の金属を含有する金属含有部とを少なくとも有する被研磨面の研磨に用いられるCMP用研磨液であって、研磨粒子、金属防食剤、及び水を含有し、pHが4.0以下であり、当該CMP用研磨液中でコバルトの腐食電位EAと前記金属の腐食電位EBとを測定した場合、腐食電位EAと腐食電位EBとの腐食電位差EA-EBの絶対値が0~300mVである、CMP用研磨液。」が開示されている。
また、上記研磨液を用いた化学的機械的研磨方法の提供を課題とする。
コバルト含有膜を有する被研磨体の化学的機械的研磨に用いられる研磨液であって、
コロイダルシリカと、含窒素芳香族複素環化合物と、過酸化水素と、を含み、
含窒素芳香族複素環化合物として、含窒素芳香族複素環化合物(1)と、含窒素芳香族複素環化合物(1)とは異なる含窒素芳香族複素環化合物(2)と、を少なくとも含み、
含窒素芳香族複素環化合物(1)及び含窒素芳香族複素環化合物(2)は、後述する一般式(I)で表される化合物、後述する一般式(II)で表される化合物及び後述する一般式(III)で表される化合物からなる群から選択される2種であるか、又は、後述する一般式(IV)で表される化合物及び後述する一般式(V)で表される化合物からなる群から選択される2種である、研磨液。
[2]
後述する一般式(1)で表される化合物、及び、後述する一般式(2)で表される化合物からなる群から選択される1以上の不動態膜形成剤を更に含む、上記[1]に記載の研磨液。
[3]
不動態膜形成剤のClogP値が、1.0~3.8である、上記[2]に記載の研磨液。
[4]
不動態膜形成剤が、4-メチルフタル酸、4-ニトロフタル酸、サリチル酸、4-メチルサリチル酸、アントラニル酸、4-メチル安息香酸、4-tert-ブチル安息香酸、4-プロピル安息香酸、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸、6-ヒドロキシ-2-ナフタレンカルボン酸、1-ヒドロキシ-2-ナフタレンカルボン酸、3-ヒドロキシ-2-ナフタレンカルボン酸、キナルジン酸、8-ヒドロキシキノリン、及び、2-メチル-8-ヒドロキシキノリンからなる群から選択される1種以上を含む、上記[2]又は[3]に記載の研磨液。
[5]
アニオン系界面活性剤を更に含む、上記[2]~[4]のいずれかに記載の研磨液。
[6]
アニオン系界面活性剤の含有量に対する不動態膜形成剤の含有量の質量比が、0.01超150未満である、上記[5]に記載の研磨液。
[7]
アニオン系界面活性剤のClogP値から不動態膜形成剤のClogP値を引いた差の値が、2.00超8.00未満である、上記[5]又は[6]に記載の研磨液。
[8]
アニオン系界面活性剤のClogP値から不動態膜形成剤のClogP値を引いた差の値が、2.50~6.00である、上記[5]~[7]のいずれかに記載の研磨液。
[9]
グリシン、アラニン、サルコシン、イミノジ酢酸、ポリカルボン酸及びポリホスホン酸からなる群から選択される1以上の有機酸を更に含む、上記[1]~[8]のいずれかに記載の研磨液。
[10]
一般式(I)~(V)で表される化合物以外の含窒素芳香族複素環化合物を更に含む、上記[1]~[9]のいずれかに記載の研磨液。
[11]
高分子化合物を更に含む、上記[1]~[10]のいずれかに記載の研磨液。
[12]
カチオン化合物を更に含む、上記[1]~[11]のいずれかに記載の研磨液。
[13]
含窒素芳香族複素環化合物(2)の含有量に対する含窒素芳香族複素環化合物(1)の含有量の質量比が、30~15000である、上記[1]~[12]のいずれかに記載の研磨液。
[14]
研磨液のpHが2.0~12.0である、上記[1]~[13]のいずれかに記載の研磨液。
[15]
有機溶剤を更に含む、上記[1]~[14]のいずれかに記載の研磨液。
[16]
コロイダルシリカの含有量が、研磨液の全質量に対して10質量%以下であり、
コロイダルシリカの平均一次粒子径が、60nm以下である、上記[1]~[15]のいずれかに記載の研磨液。
[17]
固形分濃度が5質量%以上であり、
質量基準で2倍以上に希釈して用いられる、上記[1]~[16]のいずれかに記載の研磨液。
[18]
上記[1]~[16]のいずれかに記載の研磨液を研磨定盤に取り付けられた研磨パッドに供給しながら、被研磨体の被研磨面を研磨パッドに接触させ、被研磨体及び研磨パッドを相対的に動かして被研磨面を研磨して、研磨済み被研磨体を得る工程を含む、化学的機械的研磨方法。
[19]
研磨圧力が0.5~3.0psiである、上記[18]に記載の化学的機械的研磨方法。
[20]
研磨パッドに供給する研磨液の供給速度が、0.14~0.35ml/(min・cm2)である、上記[18]又は[19]に記載の化学的機械的研磨方法。
[21]
被研磨体が、コバルトを含有する第1層と、第1層以外である第2層とを少なくとも有し、
第2層が、タンタル、窒化タンタル、窒化チタン、窒化珪素、テトラエトキシシラン、酸化炭化珪素、及び、炭化珪素からなる群から選択される1以上の材料を含む、上記[18]~[20]のいずれかに記載の化学的機械的研磨方法。
[22]
研磨済み被研磨体を得る工程の後、研磨済み被研磨体をアルカリ洗浄液で洗浄する工程を更に含む、上記[18]~[21]のいずれかに記載の化学的機械的研磨方法。
[23]
被研磨体の化学的機械的研磨に用いられる研磨液であって、
砥粒と、含窒素芳香族複素環化合物と、過酸化水素と、を含み、
含窒素芳香族複素環化合物として、含窒素芳香族複素環化合物(1)と、含窒素芳香族複素環化合物(1)とは異なる含窒素芳香族複素環化合物(2)と、を少なくとも含み、
含窒素芳香族複素環化合物(1)及び含窒素芳香族複素環化合物(2)は、後述する一般式(I)で表される化合物、後述する一般式(II)で表される化合物及び後述する一般式(III)で表される化合物からなる群から選択される2種であるか、又は、後述する一般式(IV)で表される化合物及び後述する一般式(V)で表される化合物からなる群から選択される2種である、研磨液。
また、上記研磨液を用いた化学的機械的研磨方法を提供できる。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
また、本明細書において、「ppm」は「parts-per-million(10-6)」を意味し、「ppb」は「parts-per-billion(10-9)」を意味し、「ppt」は「parts-per-trillion(10-12)」を意味する。
本明細書において、ClogP値とは、1-オクタノールと水への分配係数Pの常用対数logPを計算によって求めた値である。ClogP値の計算に用いる方法及びソフトウェアについては公知の物を使用できるが、特に断らない限り、本発明ではCambridgesoft社のChemBioDrawUltra12.0に組み込まれたClogPプログラムを用いる。
本明細書において、pHは、pHメータによって測定でき、測定温度は25℃である。なお、pHメータには、製品名「LAQUAシリーズ」((株)堀場製作所製)を使用できる。
本明細書においてpsiとは、pound-force per square inch;重量ポンド毎平方インチを意図し、1psi=6894.76Paを意図する。
本発明の研磨液(以下、「本研磨液」ともいう。)は、被研磨体(好ましくはコバルト含有膜を有する被研磨体)の化学的機械的研磨(CMP)に用いられる研磨液であって、砥粒(好ましくはコロイダルシリカ)と、含窒素芳香族複素環化合物と、過酸化水素と、を含み、含窒素芳香族複素環化合物として、含窒素芳香族複素環化合物(1)と、含窒素芳香族複素環化合物(1)とは異なる含窒素芳香族複素環化合物(2)と、を少なくとも含み、含窒素芳香族複素環化合物(1)及び含窒素芳香族複素環化合物(2)が、後述する一般式(I)で表される化合物、後述する一般式(II)で表される化合物及び後述する一般式(III)で表される化合物からなる群から選択される2種であるか、又は、後述する一般式(IV)で表される化合物及び後述する一般式(V)で表される化合物からなる群から選択される2種である、研磨液である。
以下、研磨液において、被研磨体の被研磨面でのディッシングを生じにくくする性能に優れることを、単にディッシング抑制性に優れるとも言い、本発明の効果が優れるとも言う。
以下において、本研磨液に含まれる成分及び含まれ得る成分について説明する。
なお、以降に説明する各成分は、本研磨液中で電離していてもよい。以降の説明中における各成分の含有量は、本研磨液中で電離して存在している成分については電離していない状態になったと仮定して、換算して求められる含有量を意図する。
例えば、本研磨液中に、後述する一般式(1)で表される化合物におけるカルボン酸基(-COOH)がカルボン酸アニオン(-COO-)となっている化合物(イオン)が含まれている場合、本研磨液は一般式(1)で表される化合物を含むとみなす。
本研磨液は、コロイダルシリカ(シリカコロイド粒子)を含む。コロイダルシリカは、被研磨体を研磨する砥粒として機能する。
本発明の別の態様では、本研磨液は、砥粒を含む。砥粒としては例えば、シリカ、アルミナ、ジルコニア、セリア、チタニア、ゲルマニア、及び炭化珪素等の無機物砥粒;ポリスチレン、ポリアクリル、及びポリ塩化ビニル等の有機物砥粒が挙げられる。中でも、研磨液中での分散安定性が優れる点、及びCMPにより発生するスクラッチ(研磨傷)の発生数の少ない点で、砥粒としてはシリカ粒子が好ましい。
シリカ粒子としては特に制限されず、例えば、沈降シリカ、ヒュームドシリカ、及びコロイダルシリカが挙げられる。中でも、コロイダルシリカがより好ましい。
本研磨液はスラリーであるのが好ましい。
コロイダルシリカの平均一次粒子径の下限値は、コロイダルシリカの凝集が抑制されて、本研磨液の経時安定性が向上する点から、1nm以上が好ましく、3nm以上がより好ましい。
平均一次粒子径は、日本電子(株)社製の透過型電子顕微鏡TEM2010(加圧電圧200kV)を用いて撮影された画像から任意に選択した一次粒子1000個の粒子径(円相当径)を測定し、それらを算術平均して求める。なお、円相当径とは、観察時の粒子の投影面積と同じ投影面積をもつ真円を想定したときの当該円の直径である。
ただし、コロイダルシリカとして市販品を用いる場合には、コロイダルシリカの平均一次粒子径としてカタログ値を優先的に採用する。
コロイダルシリカの平均アスペクト比は、上述の透過型電子顕微鏡にて観察された任意の100個の粒子毎に長径と短径を測定して、粒子毎のアスペクト比(長径/短径)を計算し、100個のアスペクト比を算術平均して求められる。なお、粒子の長径とは、粒子の長軸方向の長さを意味し、粒子の短径とは、粒子の長軸方向に直交する粒子の長さを意味する。
ただし、コロイダルシリカとして市販品を用いる場合には、コロイダルシリカの平均アスペクト比としてカタログ値を優先的に採用する。
本明細書において、会合度とは、会合度=平均二次粒子径/平均一次粒子径で求められる。平均二次粒子径は、凝集した状態である二次粒子の平均粒子径(円相当径)に相当し、上述した平均一次粒子径と同様の方法により求めることができる。
ただし、コロイダルシリカとして市販品を用いる場合には、コロイダルシリカの会合度としてカタログ値を優先的に採用する。
なお、上記基は、研磨液中で電離していてもよい。
表面修飾基を有するコロイダルシリカを得る方法としては、特に限定されないが、例えば、特開2010-269985号公報に記載の方法が挙げられる。
なお、本研磨液を後述するバルク層の研磨及び除去に使用する場合、コロイダルシリカの含有量の上限値は、本研磨液の全質量に対して、0.5質量%以下が好ましく、0.25質量%以下がより好ましい。
また、本研磨液を後述するバリア層の研磨及び除去に使用する場合、コロイダルシリカの含有量の下限値は、本研磨液の全質量に対して、1.0質量%以上が好ましく、2.0質量%以上がより好ましい。
コロイダルシリカは1種を単独で用いても、2種以上を使用してもよい。2種以上のコロイダルシリカを使用する場合には、合計含有量が上記範囲内であるのが好ましい。
研磨液中の砥粒の含有量の好適な範囲は、上述したコロイダルシリカの含有量の好適な範囲と同じである。
本研磨液は、含窒素芳香族複素環化合物を含む。含窒素芳香族複素環化合物は、分子内に芳香族性を有するヘテロ環構造を有する化合物である。
本研磨液は、含窒素芳香族複素環化合物として、含窒素芳香族複素環化合物(1)(以下、単に「化合物(1)」ともいう)と、化合物(1)とは異なる含窒素芳香族複素環化合物(2)(以下、単に「化合物(2)」ともいう)と、を少なくとも含む。
化合物(1)及び化合物(2)は、下記一般式(I)で表される化合物、下記一般式(II)で表される化合物及び下記一般式(III)で表される化合物からなる群から選択される2種であるか、又は、下記一般式(IV)で表される化合物及び下記一般式(V)で表される化合物からなる群から選択される2種である。
(一般式(I)で表される化合物)
また、R11及びR12で表される炭化水素基は、置換基を有していてもよい。上記置換基としては、例えば、アルキル基(炭素数1~12が好ましく、炭素数1~6がより好ましく、炭素数1~3が更に好ましい)、アリール基(炭素数6~18が好ましく、炭素数6~14がより好ましく、炭素数6~10が更に好ましい)、水酸基、カルボキシ基、及び-N(Ra)(Rb)が挙げられる。Ra及びRbは、それぞれ独立して、水素原子又は有機基を表す。有機基としては、アルキル基(例えば、炭素数1~12であり、炭素数1~6が好ましく、炭素数1~4がより好ましい)、又はヒドロキシアルキル基(例えば、炭素数1~12であり、炭素数1~6が好ましく、炭素数1~4がより好ましい)が好ましい。
一般式(I)で表される化合物は、R11及びR12が互いに結合してベンゼン環を形成してなる構造であるベンゾトリアゾール骨格を有することが好ましく、R11とR12とが結合して形成されるベンゼン環上に置換基を有するベンゾトリアゾール骨格を有することがより好ましい。
なお、本明細書において、一般式(I)で表される化合物は、その互変異性体を包含するものとする。
一般式(II)中、R21及びR22は、それぞれ独立して、水素原子、水酸基、又は置換若しくは無置換の炭化水素基を表す。但し、R21が水素原子である場合、R22は置換若しくは無置換の炭化水素基を表す。
R21で表される炭化水素基としては、中でも、アルキル基(炭素数1~12が好ましく、炭素数1~6がより好ましく、炭素数1~3が更に好ましい)、又はアリール基(炭素数6~18が好ましく、炭素数6~14がより好ましく、炭素数6~10が更に好ましい)が好ましい。なお、R21で表される炭化水素基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、R11及びR12で表される炭化水素基の置換基として例示したもの挙げられる。
R22で表される炭化水素基としては、中でも、アルキル基(炭素数1~12が好ましく、炭素数1~6がより好ましく、炭素数1~3が更に好ましい)が好ましい。なお、R22で表される炭化水素基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、R11及びR12で表される炭化水素の置換基として例示したものが挙げられる。
また、R32は、水素原子、又は置換若しくは無置換の炭化水素基を表す。
また、R32は、一般式(II)中のR22と同義であり、好適態様も同じである。
R51及びR52で表される置換若しくは無置換の炭化水素基としては、R11及びR12で表される置換若しくは無置換の炭化水素基と同義である。
R51及びR52で表される炭化水素基としては、中でも、アルキル基(炭素数1~12が好ましく、炭素数1~6がより好ましく、炭素数1~3が更に好ましい)が置換していてもよいアリール基(炭素数6~18が好ましく、炭素数6~14がより好ましく、炭素数6~10が更に好ましい)が好ましい。
本研磨液のより好適な態様としては、化合物(1)が一般式(I)で表される化合物又は一般式(II)で表される化合物であり、且つ、化合物(2)が一般式(I)で表される化合物、一般式(II)で表される化合物又は一般式(III)で表される化合物である態様、並びに、化合物(1)が一般式(IV)で表される化合物であり、且つ、化合物(2)が一般式(V)で表される化合物である態様が挙げられる。
また、化合物(1)が一般式(I)で表される化合物又は一般式(II)で表される化合物である場合、化合物(2)は、一般式(II)で表され、R21が水酸基、又は、置換若しくは無置換のアリール基(より好ましくはアルキル基で置換されていてもよいフェニル基)を表し、R22がアルキル基を表す化合物、又は、一般式(III)で表され、R31が置換若しくは無置換のアリール基(より好ましくはアルキル基で置換されていてもよいフェニル基)を表し、R32がアルキル基を表す化合物が好ましい。
化合物(1)が一般式(IV)で表される化合物である場合、化合物(2)は、1-アルキル置換フェニルテトラゾール(アルキル基が置換されたフェニル基が1位に置換されたテトラゾール)、又は、5-アルキル置換フェニルテトラゾール(アルキル基が置換されたフェニル基が5位に置換されたテトラゾール)が好ましい。
本研磨液中、化合物(2)の含有(複数種存在する場合はその合計)量は、研磨液の全質量に対して、0.001~1000質量ppmが好ましく、0.001~100質量ppmがより好ましく、0.005~3質量ppmが更に好ましく、0.01~1質量ppmが特に好ましい。
本研磨液は、本発明の効果がより優れる点で、上記一般式(I)~(V)で表される化合物以外の含窒素芳香族複素環化合物(3)(以下、単に「化合物(3)」ともいう)を含むことが好ましい。また、本研磨液は、バルク層の研磨及び除去に使用する場合の研磨速度に優れる点で、化合物(3)を含むことが好ましい。
上記化合物(3)としては、例えば、一般式(I)~(V)で表される化合物以外のアゾール化合物、ピリジン化合物、ピラジン化合物、ピリミジン化合物、及び、ピペラジン化合物が挙げられる。
これらのアゾール化合物はいずれも、ヘテロ5員環上に置換基を有してもよい。
1,2,4-トリアゾール化合物の具体例としては、1,2,4-トリアゾ-ル、3-メチル-1,2,4-トリアゾ-ル、及び、3-アミノ-1,2,4-トリアゾールが挙げられる。
ピラジン化合物は、芳香族性を有し、パラ位に位置する窒素原子を2つ含むヘテロ6員環(ピラジン環)を有する化合物であり、ピリミジン化合物は、芳香族性を有し、メタ位に位置する窒素原子を2つ含むヘテロ6員環(ピリミジン環)を有する化合物である。
ピペラジン化合物は、シクロヘキサン環の対向する-CH-基が窒素原子に置き換わったヘテロ6員環(ピペラジン環)を有する化合物である。
また、ピリジン化合物、ピラジン化合物、ピリミジン化合物、及び、ピペラジン化合物は、ヘテロ6員環上に置換基を有してもよい。
本研磨液は、過酸化水素(H2O2)を含む。
過酸化水素の含有量は、本研磨液の全質量に対して、0.1~10.0質量%が好ましく、0.2~5.0質量%がより好ましく、0.5~3.0質量%が更に好ましい。
本研磨液は、水を含有することが好ましい。本研磨液が含有する水としては、特に制限されず、例えば、イオン交換水及び純水が挙げられる。
水の含有量は、本研磨液の全質量に対して、90~99質量%が好ましい。
本研磨液は、有機溶剤を含むのも好ましい。
有機溶剤は水溶性の有機溶剤が好ましい。
有機溶剤としては、例えば、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、アルコール系溶剤、グリコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、及び、アミド系溶剤が挙げられる。
より具体的には、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、及び、エトキシエタノールが挙げられる。
中でも、エチレングリコールが好ましい。
有機溶剤は1種を単独で用いても、2種以上を使用してもよい。2種以上の有機溶剤を使用する場合には、合計含有量が上記範囲内であるのが好ましい。
本研磨液は、不動態膜形成剤を含むことが好ましい。
不動態膜形成剤を含む本研磨液は、本研磨液をバルク層の研磨及び除去に使用する場合、研磨速度に優れる点で好ましく、また、本研磨液をバリア層の研磨及び除去に使用する場合、エロージョン(Erosion:CMPで配線を形成した場合に配線以外の部分が部分的に大きく削れてしまう現象)の抑制に優れる点で好ましい。
本研磨液で用いられる不動態膜形成剤としては、特に限定されないが、下記一般式(1)で表される化合物、及び、一般式(2)で表される化合物からなる群から選択される1以上の不動態膜形成剤が好ましい。
上記置換基としては、例えば、アルキル基(直鎖状でも分岐鎖状でもよい。炭素数は1~6が好ましい)、ニトロ基、アミノ基、水酸基、及び、カルボン酸基が挙げられる。
R1~R5中の隣り合う2つ同士は、互いに結合して環を形成してもよい。
R1~R5中の隣り合う2つ同士が互いに結合して形成される環としては、例えば、芳香環(単環でも多環でもよい。好ましくは、ベンゼン環又はピリジン環)が挙げられる。上記環(好ましくは芳香環、より好ましくはベンゼン環又はピリジン環)は更に置換基を有してもよい。
上記置換基としては、例えば、アルキル基(直鎖状でも分岐鎖状でもよい。炭素数は1~6が好ましい)、ニトロ基、アミノ基、水酸基、及び、カルボン酸基が挙げられる。
R6~R10中の隣り合う2つ同士は、互いに結合して環を形成してもよい。
R6~R10中の隣り合う2つ同士が互いに結合して形成される環としては、例えば、芳香環(単環でも多環でもよい。好ましくは、ベンゼン環又はピリジン環)が挙げられる。上記環(好ましくは芳香環、より好ましくはベンゼン環又はピリジン環)は更に置換基を有してもよい。
ClogP値が1.0以上である不動態膜形成剤は、本研磨液をバルク層の研磨及び除去に使用する場合は研磨速度に優れ、本研磨液をバリア層の研磨及び除去に使用する場合はエロージョンの抑制に優れる。
不動態膜形成剤は1種を単独で用いても、2種以上を使用してもよい。2種以上の不動態膜形成剤を使用する場合には、合計含有量が上記範囲内であるのが好ましい。
本研磨液は、アニオン系界面活性剤を含むことが好ましい。
特に本研磨液をバリア層の研磨及び除去に使用する場合、エロージョンの抑制に優れる点で、アニオン系界面活性剤を含むことが好ましい。
本明細書においてアニオン系界面活性剤とは、特に限定されないが、典型的には、親水基と親油基とを分子内に有し、親水基の部分が水溶液中で解離してアニオンとなるか、アニオン性を帯びる化合物を意味する。ここでアニオン系界面活性剤は、水素原子を伴う酸として存在しても、それが解離したアニオンであっても、その塩であってもよい。アニオン性を帯びていれば、非解離性のものでもよく、酸エステルなども含まれる。
言い換えると、アニオン系界面活性剤は、本研磨液中において、カルボン酸アニオン(-COO-)、スルホン酸アニオン(-SO3 -)、リン酸アニオン(-OPO3H-、-OPO3 2-)、ホスホン酸アニオン(-PO3H-、-PO3 2-)、硫酸エステルアニオン(-OSO3 -)、及び、リン酸エステルアニオン(*-O-P(=O)O--O-*、*は水素原子以外の原子との結合位置を表す)からなる群から選択される1以上のアニオンを有するアニオン系界面活性剤が好ましい。
また、アニオン系界面活性剤は、本研磨液中において、上記アニオン性基を2つ以上有するのも好ましい。この場合2つ以上存在するアニオン性基は同一でも異なっていてもよい。
アニオン系界面活性剤は1種を単独で使用しても、2種以上を使用してもよい。2種以上のアニオン系界面活性剤を使用する場合には、合計含有量が上記範囲内であるのが好ましい。
本研磨液が不動態膜形成剤及びアニオン系界面活性剤を含む場合、本発明の効果がより優れる点で、アニオン系界面活性剤の含有量に対する不動態膜形成剤の含有量の質量比(導体膜形成剤の含有量/アニオン系界面活性剤の含有量)は、500以下が好ましく、300未満がより好ましく、200未満が更に好ましく、150未満が特に好ましい。アニオン系界面活性剤の含有量に対する不動態膜形成剤の含有量の質量比の下限は特に制限されないが、0.001以上が好ましく、0.01超がより好ましい。
つまり本研磨液において、「不動態膜形成剤のClogP値+1.00 ≦ アニオン系界面活性剤のClogP値 ≦ 不動態膜形成剤のClogP値+12.00」を満たすことが好ましく、「不動態膜形成剤のClogP値+2.00 < アニオン系界面活性剤のClogP値 < 不動態膜形成剤のClogP値+8.00」を満たすことがより好ましい。
本研磨液が不動態膜形成剤及び/又はアニオン系界面活性剤を2種以上含む場合、少なくとも1組の不動態膜形成剤とアニオン系界面活性剤との組み合わせ(好ましくは最も含有量の多い不動態膜形成剤と最も含有量の多いアニオン系界面活性剤との組み合わせ)が上記差の値の範囲を満たすのが好ましい。
本研磨液は、有機酸を含んでいてもよい。
有機酸は、不動態膜形成剤とは異なる化合物が好ましく、より具体的には、一般式(1)で表される化合物、及び、一般式(2)で表される化合物に該当しないことが好ましい。また、有機酸は、界面活性剤(特にアニオン系界面活性剤)とは異なる化合物が好ましい。
本研磨液に含まれる有機酸としては、本発明の効果がより優れる点で、グリシン、アラニン、サルコシン、イミノジ酢酸、ポリカルボン酸及びポリホスホン酸からなる群から選択される1以上の有機酸が好ましい。アラニンは、α-アラニン(2-アミノプロピオン酸)、及びβ-アラニン(3-アミノプロピオン酸)のいずれであってもよく、β-アラニンが好ましい。
ポリカルボン酸としては、例えば、クエン酸、マロン酸、マレイン酸、及び、コハク酸が挙げられる。
ポリホスホン酸としては、例えば、エチドロン酸、及び、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸が挙げられる。
2種以上を使用する組み合わせとしては、例えば、グリシンとアラニンとの組み合わせ、グリシンとサルコシンとの組み合わせ、クエン酸とマロン酸との組み合わせ、及び、マロン酸とエチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸との組み合わせが挙げられる。
2種以上の有機酸を使用する場合、1番目に含有量が多い有機酸の含有量に対する、2番目に含有量が多い有機酸の含有量との質量比(2番目に含有量が多い有機酸の含有量/1番目に含有量が多い有機酸の含有量)は、0.1~1.0が好ましく、0.2~1.0がより好ましい。なお、1番目に含有量が多い有機酸の含有量と、2番目に含有量が多い有機酸の含有量とは実質的に同一であってもよい。
特定化合物の含有量の下限値は特に制限されないが、研磨速度がより優れる点で、本研磨液の全質量に対して、0.1質量%以上が好ましく、0.6質量%以上がより好ましい。
上記含有量の上限値は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、本研磨液の全質量に対して、10.0質量%以下が好ましく、4.0質量%以下がより好ましい。
2種以上の特定化合物を使用する場合には、合計含有量が上記範囲内であるのが好ましい。
この場合、特定有機酸の2種以上を使用することがより好ましい。特定有機酸の2種以上の組み合わせについては、上述のとおりである。
2種以上の特定有機酸を使用する場合は、それらの合計含有量が上記範囲内であるのが好ましい。
本研磨液は、高分子化合物を含むことが好ましく、本発明の効果がより優れる点で、アニオン性高分子化合物を含むことがより好ましい。
特に、pHが2.0~4.5である本研磨液を後述するバリア層の研磨及び除去に使用する場合、アニオン性高分子化合物を含むことが好ましい。
中でも、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸及びポリメタクリル酸を含む共重合体、並びに、これらの塩からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。
なお、アニオン性高分子化合物は、研磨液中で電離していてもよい。
高分子化合物の重量平均分子量は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)法によるポリスチレン換算値である。GPC法は、HLC-8020GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてTSKgel SuperHZM-H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ2000(東ソー(株)製、4.6mmID×15cm)を、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いる方法に基づく。
高分子化合物の含有量の上限値は、被研磨面の欠陥の発生をより抑制できる点から、本研磨液の全質量に対して、10.0質量%以下が好ましく、5.0質量%以下がより好ましく、3.0質量%以下が更に好ましい。
なお、高分子化合物は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。2種以上の高分子化合物を併用する場合には、合計含有量が上記範囲内であることが好ましい。
本研磨液は、カチオン化合物を含むことが好ましい。
特に、pHが2.0~4.5である本研磨液を後述するバリア層の研磨及び除去に使用する場合、本発明の効果がより優れる点及びエロージョンをより抑制できる点で、カチオン化合物を含むことが好ましい。
カチオン化合物に含まれるカチオン(オニウムイオン)の中心元素は、リン原子又は窒素原子が好ましい。
カチオン化合物に含まれるカチオンのうち、中心元素としてリン原子をもつカチオンとしては、テトラメチルホスホニウム、テトラエチルホスホニウム、テトラプロピルホスホニウム、テトラブチルホスホニウム、テトラフェニルホスホニウム、メチルトリフェニルホスホニウム、エチルトリフェニルホスホニウム、ブチルトリフェニルホスホニウム、ベンジルトリフェニルホスホニウム、ジメチルジフェニルホスホニウム、ヒドロキシメチルトリフェニルホスホニウム及びヒドロキシエチルトリフェニルホスホニウム等のホスホニウムが挙げられる。
また、カチオン化合物に含まれるカチオンは、中心元素に結合する水素原子が水素原子以外の原子団に置換してなる第四級カチオンであることが好ましい。第四級カチオンとしては、第四級アンモニウムカチオン及び第四級ホスホニウムカチオンが挙げられる。
カチオン化合物を構成するアニオンとしては、水酸化物イオン、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン及びフッ素イオンが挙げられ、被研磨面の欠陥の発生がより抑制できる点から、水酸化物イオンがより好ましい。
カチオン化合物は、研磨液中で電離していてもよい。
ここで、中心元素に結合する2~10個の炭素原子を含む基の具体例としては、直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、アルキル基で置換されていてもよいアリール基、ベンジル基、及び、アラルキル基が挙げられる。
中心元素としてリン原子又は窒素原子と、中心元素に結合する2~10個の炭素原子を含む基と、を有するカチオンの具体例としては、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、テトラペンチルアンモニウム、テトラオクチルアンモニウム、テトラエチルホスホニウム、テトラプロピルホスホニウム、テトラブチルホスホニウム、及び、テトラフェニルホスホニウムが挙げられる。
中でも、TBAH、TMAH、コリン、TBPH、又は、TPPHが好ましく、TBAHはより好ましい。
カチオン化合物の含有量の上限値としては、本研磨液の全質量に対して、5.0質量%以下が好ましく、3.0質量%以下がより好ましい。
なお、カチオン化合物は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。2種以上のカチオン化合物を併用する場合には、合計含有量が上記範囲内であることが好ましい。
本研磨液は、上述した成分以外に、pHを所定の範囲に調整するためにpH調整剤を含んでもよい。
pHを酸性側に調整するためのpH調整剤としては、例えば、硫酸が挙げられ、pHを塩基性側に調整するためのpH調整剤としては、例えば、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)、アンモニア及び水酸化カリウムが挙げられる。
pH調整剤は、所定のpHにするための適当量を使用すればよい。
pH調整剤は1種を単独で用いても、2種以上を使用してもよい。
本研磨液は、本発明の上述した効果を損なわない範囲で、上述した成分以外の成分(他の成分)を含んでいてもよい。
他の成分としては、例えば、上述した界面活性剤以外の界面活性剤、上述した有機酸以外の有機酸、及び、コロイダルシリカ以外の粒子が挙げられる。
<pH>
本研磨液のpHは、2.0~12.0であることが好ましい。
本研磨液のpHは、エロージョン抑制性に優れる点で、8.0以上がより好ましく、本発明の効果及びエロージョン抑制性により優れる点で、8.7以上が更に好ましい。また、本発明の効果及びエロージョン抑制性により優れる点で、10.5未満がより好ましく、10.0以下が更に好ましい。
一方、本研磨液のpHは、エロージョン抑制性に優れる点で、2.2以上がより好ましく、本発明の効果及びエロージョン抑制性により優れる点で、2.7以上が更に好ましい。また、本発明の効果及びエロージョン抑制性により優れる点で、4.0未満がより好ましく、3.8以下が更に好ましい。
本研磨液は、コバルト含有膜に対して特に研磨速度が速いことが好ましい。
また、本研磨液は研磨速度に選択性があるのが好ましく、所定の研磨対象物(つまりコバルト含有膜等)以外に対しては、研磨速度が遅いのが好ましい。
例えば、被研磨体が、コバルト含有膜である第1層と、コバルト含有膜以外である第2層(バリア層及び/又は層間絶縁膜等)とを有する場合、同様の研磨条件下において、第2層の研磨速度に対する、コバルト含有膜である第1層の研磨速度の速度比(コバルト含有膜である第1層の研磨速度/第2層の研磨速度)は、1超2000以下が好ましく、20超1000未満がより好ましい。
なお、上記第1層としては、例えば、後述するコバルト含有膜が挙げられる。
なお、上記第2層としては、例えば、後述する層間絶縁膜及び後述するバリア層が挙げられる。第2層を構成する具体的な材料としては、例えば、タンタル(Ta)、窒化タンタル(TaN)、窒化チタン(TiN)、チタンタングステン(TiW)、タングステン(W)、窒化珪素(SiN)、テトラエトキシシラン(TEOS)、酸化炭化珪素(SiOC)、及び、炭化珪素(SiC)が挙げられ、Ta、TaN、TiN、SiN、TEOS、SiOC、及び、SiCからなる群から選択される1以上が好ましい。
本研磨液の製造方法としては特に制限されず、公知の製造方法を使用できる。
例えば、上述した各成分を所定の濃度になるように混合して本研磨液を製造してもよい。
本研磨液における、不純物又は粗大粒子等を除去するために、使用する原料をそれぞれ混合前に脱塩処理(ろ過など)したり、原料の混合後に混合物を脱塩処理(ろ過など)したりするのも好ましい。
高濃度研磨液を希釈する際の希釈倍率は、質量基準で2倍以上が好ましく、2~20倍がより好ましい。
高濃度研磨液の固形分濃度は、5質量%以上が好ましく、5~50質量%がより好ましい。高濃度研磨液を希釈して、好ましい固形分濃度(例えば0.1~10質量%、より好ましくは0.5質量%以上5質量%未満)の本研磨液を得るのが好ましい。
なお、固形分とは、本研磨液において、水、過酸化水素、及び、有機溶剤以外の全成分を意図する。
本発明の化学的機械的研磨方法(以下、「本CMP方法」ともいう。)は、上述した研磨液を研磨定盤に取り付けられた研磨パッドに供給しながら、被研磨体の被研磨面を上記研磨パッドに接触させ、上記被研磨体及び上記研磨パッドを相対的に動かして上記被研磨面を研磨して、研磨済み被研磨体を得る工程を含む。
上記実施態様に係るCMP方法を適用できる被研磨体としては、特に制限されず、配線金属元素として、銅、銅合金及びコバルトからなる群より選択される少なくとも1種の金属を含有する膜を有する態様が挙げられ、コバルト含有膜を有する態様が好ましい。
コバルト含有膜は、少なくともコバルト(Co)を含めばよく、その他の成分を含んでもよい。コバルト含有膜中のコバルトの状態は特に制限されず、例えば、単体でも合金でもよい。中でも、コバルト含有膜中のコバルトは単体のコバルトであるのが好ましい。コバルト含有膜中のコバルト(好ましくは単体のコバルト)の含有量は、コバルト含有膜の全質量に対して、50~100質量%が好ましく、80~100質量%がより好ましく、99~100質量%が更に好ましい。
図1は、本CMP方法を実施する被研磨体の一例を示す模式図である。図1には、被研磨体の断面上部が表されている。
図1の被研磨体10aは、図示しない基板と、基板上に配置された溝(例えば配線用の溝)を有する層間絶縁膜16と、上記溝の形状に沿って配置されたバリア層14と、上記溝を充填するように配置されたコバルト含有膜12とを有する。上記コバルト含有膜は、上記溝を充填して、更に溢れるように上記溝の開口部よりも高い位置にまで配置されている。コバルト含有膜12における、このような溝の開口部よりも高い位置に形成されている部分をバルク層18という。
バルク層18の表面である被処理面を研磨し、バリア層14が被研磨面の表面に露出するまで研磨することにより、バルク層18が除去され、図2に示す被研磨体10bが得られる。
なお、図2に示す被研磨体10bでは、バルク層18が完全に除去されているが、本CMP方法によるバルク層18の研磨は、バルク層18が完全に除去される前に終了してもよい。つまりバルク層18がバリア層14上を部分的又は全面的に覆っている状態で、研磨を終えてもよい。
また、図1に示す被研磨体10aでは、層間絶縁膜16とコバルト含有膜12の間にバリア層14が存在していたが、本CMP方法は、バリア層を有さない被研磨体が有するバルク層の除去に適用してもよい。
図2は、本CMP方法を実施する被研磨体の他の例を表す模式図である。
図2の被研磨体10bでは、図1の被研磨体10aからバルク層18が除去されて、被処理面にバリア層14とコバルト含有膜12とが露出している。
被研磨体10bからバリア層14が研磨によって除去されると、図3に示す研磨済み被研磨体10cが得られる。
なお、層間絶縁膜16が被研磨面の表面に露出してからも、層間絶縁膜16、層間絶縁膜16の溝の形状に沿って配置されたバリア層14、及び/又は、上記溝を充填するコバルト含有膜12(配線)に対して、意図的又は不可避的に、研磨を継続してもよい。
また、図2の被研磨体10bでは、バルク層が完全に除去されているが、バルク層の一部は完全には除去されていなくてもよく、除去されきっていないバルク層が部分的又は全面的に被研磨体10bの被処理面を覆っていてもよい。本CMP方法では、このような除去されきっていないバルク層の研磨及び除去も行ってよい。
また、図3の研磨済み被研磨体10cでは、層間絶縁膜16上のバリア層14が完全に除去されているが、研磨は、層間絶縁膜16上のバリア層14が完全に除去される前に終了してもよい。つまりバリア層14が層間絶縁膜16上に部分的又は全面的に覆っている状態で研磨を終えて研磨済み被研磨体を得てもよい。
バリア層14としては、例えば、Ta、窒化タンタル(TaN)、窒化チタン(TiN)、チタンタングステン(TiW)、W、及び、窒化タングステン(WN)からなる群から選択される1以上の材料を含むバリア層が挙げられる。中でも、Ta、TaN、又は、TiNが好ましい。
単層からなる半導体基板を構成する材料の具体例としては、シリコン、シリコンゲルマニウム、GaAsのような第III-V族化合物、又は、それらの任意の組み合わせが挙げられる。
多層からなる半導体基板の具体例としては、上述のシリコン等の半導体基板上に、金属線及び誘電材料のような相互接続構造(interconnect features)等の露出した集積回路構造が配置された基板が挙げられる。
本CMP方法の適用対象となる被研磨体の市販品としては、例えば、SEMATEC754TEG(SEMATECH社製)が挙げられる。
本CMP方法を実施できる研磨装置は、公知の化学的機械的研磨装置(以下、「CMP装置」ともいう。)を使用できる。
CMP装置としては、例えば、被研磨面を有する被研磨体を保持するホルダーと、研磨パッドを貼り付けた(回転数が変更可能なモータ等を取り付けてある)研磨定盤と、を有するCMP装置が挙げられる。
本CMP方法における研磨圧力は、被研磨面の傷状の欠陥の発生を抑制でき、研磨後の被研磨面が均一になりやすい点で、0.1~5.0psiが好ましく、0.5~3.0psiがより好ましく、1.0~3.0psiが更に好ましい。なお、研磨圧力とは、被研磨面と研磨パッドとの接触面に生ずる圧力を意味する。
本CMP方法における研磨定盤の回転数は、50~200rpmが好ましく、60~150rpmがより好ましい。
なお、被研磨体及び研磨パッドを相対的に動かすために、ホルダーを回転及び/又は揺動させてもよいし、研磨定盤を遊星回転させてもよいし、ベルト状の研磨パッドを長尺方向の一方向に直線状に動かしてもよい。なお、ホルダーは、固定、回転又は揺動のいずれの状態であってもよい。これらの研磨方法は、被研磨体及び研磨パッドを相対的に動かすのであれば、被研磨面及び/又は研磨装置により適宜選択できる。
本CMP方法では、被研磨面を研磨する間、研磨定盤上の研磨パッドに本研磨液をポンプ等の装置で連続的に供給するのが好ましい。本研磨液の供給量に制限はないが、研磨パッドの表面が常に本研磨液で覆われているのが好ましい。
例えば、研磨液供給速度は、被研磨面における傷状の欠陥の発生を抑制でき、研磨後の被研磨面が均一になりやすい点で、0.05~0.75ml/(min・cm2)が好ましく、0.14~0.35ml/(min・cm2)がより好ましく、0.21~0.35ml/(min・cm2)が更に好ましい。
本CMP方法においては、研磨済み被研磨体を得る工程の後、得られた研磨済み被研磨体を洗浄する洗浄工程を有するのも好ましい。
洗浄工程によって、研磨によって生じた研磨屑の残渣、及び/又は、本研磨液に含まれる成分に基づく残渣等を除去できる。
洗浄工程に使用される洗浄液に制限はなく、例えば、アルカリ性の洗浄液(アルカリ洗浄液)、酸性の洗浄液(酸性洗浄液)、水、及び有機溶剤が挙げられ、中でも、残渣除去性及び洗浄後の被研磨面(例えば、研磨工程によって被研磨面の表面に露出したコバルト含有膜からなる配線等)の表面荒れを抑制できる点で、アルカリ洗浄液が好ましい。
[研磨液の作製]
<原料>
以下の原料を使用して、下記表1-1~表1-3に記載の研磨液を作製した。
・PL1(製品名、扶桑化学工業社製、コロイダルシリカ、平均一次粒子径15nm、会合度2.7)
・Gly(グリシン)
・5-MBTA(5-メチル-1H-ベンゾトリアゾール、一般式(I)で表される化合物に該当)
・BTA(ベンゾトリアゾール、一般式(I)で表される化合物に該当)
・Tetrazole(テトラゾール、一般式(IV)で表される化合物に該当)
・1-HBTA(1-ヒドロキシベンゾトリアゾール、一般式(II)で表される化合物に該当)
・化合物A:下記構造式で表される化合物(一般式(II)で表される化合物に該当)
・化合物B:下記構造式で表される化合物(一般式(III)で表される化合物に該当)
・化合物C:下記構造式で表される化合物(一般式(II)で表される化合物に該当)
・化合物D:1-アルキル置換フェニルテトラゾール(アルキル基が置換されたフェニル基が1位に置換されたテトラゾール。一般式(V)で表される化合物に該当)
・化合物E:5-アルキル置換フェニルテトラゾール(アルキル基が置換されたフェニル基が5位に置換されたテトラゾール。一般式(V)で表される化合物に該当)
・1,2,4-Tetrazole(1,2,4-テトラゾール)
・5-Ate(5-アミノテトラゾール)
・フタル酸
・4-Meフタル酸(4-メチルフタル酸)
・4-ニトロフタル酸
・サリチル酸
・4-Meサリチル酸(4-メチルサリチル酸)
・アントラニル酸
・4-Me安息香酸(4-メチル安息香酸)
・4-tBu安息香酸(4-tert-ブチル安息香酸)
・4-Pr安息香酸(4-プロピル安息香酸)
・1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸
・6-ヒドロキシ-2-ナフタレンカルボン酸
・1-ヒドロキシ-2-ナフタレンカルボン酸
・3-ヒドロキシ-2-ナフタレンカルボン酸
・N-LSAR(N-ラウロイルサルコシナート)
・過酸化水素
・ETG(エチレングリコール)
・H2SO4(硫酸)
・NH3(アンモニア)
・水(超純水)
各原料(又はその水溶液)を、高密度ポリエチレンフィルターをろ過処理した。この際、コロイダルシリカの水溶液は孔径0.1μmのフィルターでろ過し、それ以外の原料(又はその水溶液)については、孔径0.02μmのフィルターでろ過した。ろ過処理によって、原料(又はその水溶液)中の金属成分の含有量を低減させた。
ろ過処理後の各原料(又はその水溶液)を混合して、下記表1-1~表1-3に示す実施例又は比較例の研磨液を調製した。
表中の「量」欄は、各成分の、研磨液の全質量に対する含有量を示す。
「%」及び「ppm」の記載は、それぞれ「質量%」及び「質量ppm」を示す。
表中における各成分の含有量は、各成分の化合物としての含有量を示す。例えば、研磨液の調製に当たって過酸化水素は、過酸化水素水溶液の状態で添加されたが、表中の「過酸化水素」欄における含有量の記載は、研磨液に添加された過酸化水素水溶液ではなく、研磨液に含まれる過酸化水素(H2O2)そのものの含有量を示す。
コロイダルシリカの含有量は、シリカコロイド粒子そのものが、研磨液中で占める含有量を示す。
pH調整剤の含有量としての「調整」の記載は、H2SO4及びKOHのいずれか一方を、最終的に得られる研磨液のpHが「pH」欄に示す値となる量を添加したことを示す。
水の添加量としての「残部」の記載は、研磨液における表中に示した成分以外の成分は水であることを示す。
「比率2」欄は、研磨液中の、化合物(2)の含有量に対する、有機酸の含有量の質量比(有機酸の含有量/化合物(2)の含有量)を示す。
「ΔClogP」欄は、アニオン系界面活性剤のClogP値から、不動態膜形成剤のClogP値を引いた差の値(アニオン系界面活性剤のClogP値-不動態膜形成剤のClogP値)を示す。
「比率3」欄は、研磨液中の、アニオン系界面活性剤の含有量に対する、不動態膜形成剤の含有量の質量比(不動態膜形成剤の含有量/アニオン系界面活性剤の含有量)を示す。
得られた研磨液を使用してそれぞれ以下の評価を行った。
FREX300SII(研磨装置)を用いて、研磨圧力を2.0psiとし、研磨液供給速度を0.28ml/(min・cm2)とした条件で、表面にCoからなる膜を有するウエハ(直径12インチ(30.48cm))を研磨した。
研磨時間を1分として、研磨前後の膜厚を測定、その差分にて研磨速度RR(nm/min)を算出し、下記区分で研磨速度を評価した。
AAA : RRが600nm/min以上
AA : RRが550nm/min以上600nm/min未満
A : RRが500nm/min以上550nm/min未満
B : RRが450nm/min以上500nm/min未満
C : RRが400nm/min以上550nm/min未満
D : RRが400nm/min未満
FREX300SII(研磨装置)を用いて、研磨圧力を2.0psiとし、研磨液供給速度を0.28ml/(min・cm2)とした条件で、ウエハを研磨した。
なお、上記ウエハでは、直径12インチ(30.48cm)のシリコン基板上に、酸化ケイ素からなる層間絶縁膜が形成され、上記層間絶縁膜にはライン10μm及びスペース10μmからなるラインアンドスペースパターンを有する溝が刻まれている。上記溝には、溝の形状に沿ってバリア層(材料:TiN、膜厚:10nm)が配置されるとともに、Coが充填されている。更に、溝からCoがあふれるような形で、ラインアンドスペース部の上部に150~300nm膜厚のCoからなるバルク層が形成されている。
非配線部のCo(バルク)が完全に研磨されてから、更に10秒間研磨を行った。研磨後のウエハにおける、基準面(研磨後のウエハにおける最も高い位置)と、ライン部(各配線が形成されている部分)の中心部分との間の段差(高低差)を測定し、ウエハ全体での段差の平均値を、下記区分に照らした。
上記段差がディッシングであり、この段差(段差の平均値)が小さいほどDishing抑制性に優れると評価できる。
AAA : 段差が20nm未満
AA : 段差が20nm以上30nm未満
A : 段差が30nm以上40nm未満
B : 段差が40nm以上50nm未満
C : 段差が50nm以上55nm未満
D : 段差が55nm以上
また、化合物(2)の含有量に対する化合物(1)の含有量の質量比(比率1)が15000以下である場合、研磨速度に優れることが確認された(実施例21~28及び30~33の結果の比較等を参照)。
中でも、アニオン系界面活性剤のClogP値から、不動態膜形成剤のClogP値を引いた差の値(ΔClogP値)が2.50以上である場合、研磨速度に優れることが確認された(実施例22~33の結果の比較等を参照)。
また、アニオン系界面活性剤の含有量に対する不動態膜形成剤の含有量の質量比(比率3)が300未満である場合、本発明の効果及び研磨速度がより優れること、並びに、当該比率3が200未満である場合、本発明の効果が更に優れることが確認された(実施例42、48及び49の結果の比較等を参照)。
また、本研磨液のpHが7.7以下である場合、本発明の効果及び研磨速度がより優れることが確認された(実施例34及び52の結果の比較等を参照)。
更に、上述の実施例34~40の研磨液を使用して、研磨圧力(被研磨面と研磨パッドとを接触させる接触圧力)を変更しながら以下の試験を行った。
<Scratch抑制性の評価-1>
FREX300SII(研磨装置)を用いて、下記表2に示す研磨圧力とした条件で、研磨液供給速度を0.28ml/(min・cm2)とし、上述の<Dishing抑制性の評価-1>で使用したウエハと同様のウエハを研磨した。非配線部のCo(バルク)が完全に研磨されてから、更に10秒間研磨を行った。その後、上記ウエハを、洗浄ユニットにて、洗浄液(pCMP液)(アルカリ洗浄液:CL9010(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製))で1分間洗浄し、更に、30分IPA(イソプロパノール)洗浄を行ってから乾燥処理させた。
得られたウエハを欠陥検出装置で測定し、長径が0.06μm以上の欠陥が存在する座標を特定してから、特定された座標における欠陥の種類を分類した。ウエハ上に検出されたScratch(傷状の欠陥)の数を、下記区分に照らした。
Scratchの数が少ないほどScratch抑制性に優れると評価できる。
AAA : Scratchが1個以下
AA : Scratchが2~3個
A : Scratchが4~5個
B : Scratchが6~10個
C : Scratchが11~15個
D : Scratchが16個以上
試験に用いるウエハのラインアンドスペースがライン9μm、スペース1μmの構成であることと、研磨圧力を下記表2に示すようにそれぞれ変更したこと以外は上述の<Dishing抑制性の評価-1>に記載の方法に従って、研磨されたウエハを得た。
研磨後のウエハにつき、研磨面の中心付近に形成されたチップ及び研磨面のエッジ付近に形成されたチップにおけるそれぞれの段差を測定し、中心付近に形成されたチップにおいて測定された段差とエッジ付近に形成されたチップにおいて測定された段差との差を比較して、下記区分に照らした。
なお、ここで言う段差とは、エロージョンの値(基準面と、スペース部の中心部分との間の高低差)と、ディッシングの値(基準面と、ライン部の中心部分との間の高低差)との合計値である。
上記段差の差が小さいほどUniformityに優れると評価できる。
AAA : 段差の差が3nm未満
AA : 段差の差が3以上5nm未満
A : 段差の差が5以上8nm未満
B : 段差の差が8以上10nm未満
C : 段差の差が10nm以上
更に、上述の実施例34~40の研磨液を使用して、研磨液供給速度(研磨中に研磨パットに供給する研磨液の供給量)を変更しながら以下の試験を行った。
<Scratch抑制性の評価-2>
研磨液供給速度を表3に示すようにそれぞれ変更したことと、研磨圧力を2.0psiに固定したこと以外は、<Scratch抑制性の評価-1>と同様にしてScratch抑制性の評価を行った。
また、研磨液供給速度を表3に示すようにそれぞれ変更したことと、研磨圧力を2.0psiに固定したこと以外は、<Uniformityの評価-1>と同様にしてUniformityの評価を行った。
更に、上述の実施例34~40の研磨液を使用して、洗浄液(pCMP液)の種類を変更しながら以下の試験を行った。
<Residue抑制性の評価-1>
研磨圧力を2.0psiに固定したことと、使用する洗浄液の種類を表4に示すとおりにそれぞれ変更したこと以外は、<Scratch抑制性の評価-1>と同様にしてウエハを処理した。
得られたウエハを欠陥検出装置で測定し、長径が0.06μm以上の欠陥が存在する座標を特定してから、特定された座標における欠陥の種類を分類した。ウエハ上に検出されたResidue(残渣物に基づく欠陥)の数を、下記区分に照らした。
Residueの数が少ないほどResidue抑制性に優れると評価できる。
AAA : Residue数が200個未満
AA : Residue数が200個以上350個未満
A : Residue数が350個以上500個未満
B : Residue数が500個以上750個未満
C : Residue数が750個以上1000個未満
D : Residue数が1000個以上
上述の<Residue抑制性の評価-1>と同様にしてウエハを処理した。
得られたウエハにおける被研磨面の表面に露出したCo配線(100μm幅の配線)上のSurface Roughness(表面粗さRa)を、AFM(原子間力顕微鏡)にてN=3で測定し、その平均のRaを下記区分に照らした。
Raが小さいほどCorrosion(腐食)抑制性に優れると評価できる。
AAA : 測定エリア5μmのRaが1.0nm未満
AA : 測定エリア5μmのRaが1.0nm以上1.5nm未満
A : 測定エリア5μmのRaが1.5nm以上2.0nm未満
B : 測定エリア5μmのRaが2.0nm以上2.5nm未満
C : 測定エリア5μmのRaが2.5nm以上3.0nm未満
D : 測定エリア5μmのRaが3.0nm以上
Acidic:CLEAN100(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製:酸性洗浄液)
Alkaline:CL9010(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製:アルカリ洗浄液)
更に、上述の実施例34~40の研磨液を使用して、被研磨体の種類を変更しながら以下の試験を行った。
<RR(研磨速度)の評価-2>
上述の<RR(研磨速度)の評価>において、ウエハが表面に有する膜を、Coからなる膜から、TiN、Ta、TaN、SiN又はSiCからなる膜に変更したこと以外は同様にして、研磨速度を評価した。
TiN、Ta、TaN、SiN又はSiCの研磨速度に対する、Co又はCuの研磨速度の速度比(Co又はCuの研磨速度/TiN、Ta、TaN、SiN又はSiCの研磨速度)は、いずれにおいても20超1000未満の範囲内であった。
[研磨液の作製]
<原料>
上述の実施例1Aにおいて研磨液の作製に使用した原料、及び、以下の原料を使用して、下記表6-1~表6-4に記載の研磨液を作製した。
・マロン酸
・CA(クエン酸)
・KOH(水酸化カリウム)
上述の実施例1Aにおける<研磨液の調製>と同様にして、各原料(又はその水溶液)のろ過処理を行い、ろ過処理後の各原料(又はその水溶液)を混合して、下記表6-1~表6-4に示す実施例又は比較例の研磨液を調製した。
表6-1~表6-4中の「量」欄、「%」欄、「ppm」欄、pH調整剤の含有量としての「調整」の記載、水の添加量としての「残部」の記載、「ΔClogP」欄、「比率1」、「比率2」、及び、「比率3」欄はいずれも、上述の実施例1Aにおける表中の各欄の記載と同じ事項を示す。
得られた研磨液を使用してそれぞれ以下の評価を行った。
FREX300SII(研磨装置)を用いて、研磨圧力を2.0psiとし、研磨液供給速度を0.28ml/(min・cm2)とした条件で、<Dishing抑制性の評価-1>で使用したウエハと同様のウエハを研磨した。
まず、研磨液としてCSL5250C(商品名、富士フイルムプラナーソルーション社製)を使用し、非配線部のCo(バルク)が完全に研磨されてから、更に10秒間研磨を行った。その後、実施例又は比較例の各研磨液を用いて同様の条件で1分間研磨した。
研磨後のウエハにおける、基準面(研磨後のウエハにおける最も高い位置)と、ライン部(各配線が形成されている部分)の中心部分との間の段差(高低差)を測定し、ウエハ全体での段差の平均値を下記区分に照らした。
上記段差がディッシングであり、この段差(段差の平均値)が小さいほどDishing抑制性に優れると評価できる。
AAA : 段差が1nm未満
AA : 段差が1nm以上3nm未満
A : 段差が3nm以上5nm未満
B : 段差が5nm以上8nm未満
C : 段差が8nm以上10nm未満
D : 段差が10nm以上
試験に用いるウエハのラインアンドスペースがライン9μm、スペース1μmの構成であること以外は<Dishing抑制性の評価-2>と同様にしてウエハの研磨及び研磨面における段差の測定を行った。
研磨後のウエハにおける、基準面(研磨後のウエハにおける最も高い位置)と、スペース部(バリア層又は層間絶縁膜が露出している部分)の中心部分との間の段差(高低差)を測定し、ウエハ全体での段差の平均値を下記区分に照らした。
上記段差がエロージョンであり、この段差(段差の平均値)が小さいほどErosion抑制性に優れると評価できる。
AAA : 段差が5nm未満
AA : 段差が5nm以上8nm未満
A : 段差が8nm以上10nm未満
B : 段差が10nm以上12nm未満
C : 段差が12nm以上15nm未満
D : 段差が15nm以上
また、化合物(2)の含有量に対する化合物(1)の含有量の質量比(比率1)が20000以下である場合、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例107及び109の結果の比較等を参照)。
中でも、本研磨液が不動態膜形成剤として1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸又は6-ヒドロキシ-2-ナフタレンカルボン酸を含む場合、他の不動態膜形成剤を含む場合と比較して、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例112~124の結果の比較等を参照)。
また、本研磨液が、ClogP値が1.0以上である不動態膜形成剤を含む場合、ClogP値が1.0未満である不動態膜形成剤を含む場合と比較して、エロージョン抑制性により優れることが確認された(実施例125及び127の結果の比較等を参照)。
中でも、アニオン系界面活性剤のClogP値から不動態膜形成剤のClogP値を引いた差の値(ΔClogP値)が2.50以上である場合、エロージョン抑制性に優れることが確認された(実施例126~137の結果の比較等を参照)。
また、アニオン系界面活性剤の含有量に対する不動態膜形成剤の含有量の質量比(比率3)が300未満である場合、本発明の効果がより優れること、並びに、当該比率3が200未満である場合、本発明の効果が更に優れること及びエロージョン抑制性により優れることが確認された(実施例149、162及び163の結果の比較等を参照)。
中でも、研磨液中の、化合物(2)の含有量に対する有機酸の含有量の質量比(比率2)が400以上である場合、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例147及び148の結果の比較等を参照)。
また、化合物(2)の含有量に対する化合物(1)の含有量の質量比(比率1)が20000以下である場合、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例145及び146の結果の比較等を参照)。
また、本研磨液のpHが10.5未満である場合、本発明の効果及びエロージョン抑制性がより優れることが確認された(実施例144及び166の結果の比較等を参照)。
更に、上述の実施例144、146、147及び149~152の研磨液を使用して、研磨圧力(被研磨面と研磨パッドとを接触させる接触圧力)を変更しながら以下の試験を行った。
<Scratch抑制性の評価-3>
FREX300SII(研磨装置)を用いて、研磨液供給速度を0.28ml/(min・cm2)に固定し、下記表7に示す研磨圧力とした条件で、上述の<Dishing抑制性の評価-1>で使用したウエハと同様のウエハを研磨した。
まず、CSL5250C(商品名、富士フイルムプラナーソルーション社製)を使用し、非配線部のCo(バルク)が完全に研磨されてから、更に10秒間研磨を行った。その後、実施例134~140の各研磨液を用いて同様の条件で1分間研磨した。
研磨後のウエハを、洗浄ユニットにて、洗浄液(pCMP液)(アルカリ洗浄液:CL9010(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製))で1分洗浄し、更に、30分間IPA(イソプロパノール)洗浄を行ってから乾燥処理させた。
得られたウエハを欠陥検出装置で測定し、長径が0.06μm以上の欠陥が存在する座標を特定してから、特定された座標における欠陥の種類を分類した。ウエハ上に検出されたScratch(傷状の欠陥)の数を、下記区分に照らした。
Scratchの数が少ないほどScratch抑制性に優れると評価できる。
AAA : Scratchが1個以下
AA : Scratchが2~3個
A : Scratchが4~5個
B : Scratchが6~10個
C : Scratchが11~15個
D : Scratchが16個以上
上述の実施例144、146、147及び149~152の研磨液を使用すること以外は、<Uniformityの評価-1>と同様にしてUniformityの評価を行った。
更に、上述の実施例144、146、147及び149~152の研磨液を使用して、研磨液供給速度を変更しながら以下の試験を行った。
<Scratch抑制性の評価-4>
研磨液供給速度を下記表に示すようにそれぞれ変更したことと、研磨圧力を2.0psiに固定したこと以外は、<Scratch抑制性の評価-3>と同様にしてScratch抑制性の評価を行った。
また、研磨液供給速度を下記表に示すようにそれぞれ変更したことと、研磨圧力を2.0psiに固定したこと以外は、<Uniformityの評価-3>と同様にしてUniformityの評価を行った。
更に、上述の実施例144、146、147及び149~152の研磨液を使用して、洗浄液(pCMP液)の種類を変更しながら以下の試験を行った。
<Residue抑制性の評価-2>
研磨圧力を2.0psiに固定したことと、使用する洗浄液の種類を表9に示すとおりにそれぞれ変更したこと以外は、<Scratch抑制性の評価-3>と同様にしてウエハを処理した。
得られたウエハを欠陥検出装置で測定し、長径が0.06μm以上の欠陥が存在する座標を特定してから、特定された座標における欠陥の種類を分類した。ウエハ上に検出されたResidue(残渣物に基づく欠陥)の数を、下記区分に照らした。
Residueの数が少ないほどResidue抑制性に優れると評価できる。
AAA : Residue数が200個未満
AA : Residue数が200個以上350個未満
A : Residue数が350個以上500個未満
B : Residue数が500個以上750個未満
C : Residue数が750個以上1000個未満
D : Residue数が1000個以上
上述の<Residue抑制性の評価-2>と同様にしてウエハを処理した。
得られたウエハにおける被研磨面の表面に露出したCo配線(100μm幅の配線)上のSurface Roughness(表面粗さRa)を、AFM(原子間力顕微鏡)にてN=3で測定し、その平均のRaを下記区分に照らした。
Raが小さいほどCorrosion(腐食)抑制性に優れると評価できる。
AAA : 測定エリア5μmのRaが1.0nm未満
AA : 測定エリア5μmのRaが1.0nm以上1.5nm未満
A : 測定エリア5μmのRaが1.5nm以上2.0nm未満
B : 測定エリア5μmのRaが2.0nm以上2.5nm未満
C : 測定エリア5μmのRaが2.5nm以上3.0nm未満
D : 測定エリア5μmのRaが3.0nm以上
Acidic:CLEAN100(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製:酸性洗浄液)
Alkaline:CL9010(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製:アルカリ洗浄液)
更に、上述の実施例134~140の研磨液を使用して、被研磨体の種類を変更しながら以下の試験を行った。
<RR(研磨速度)の評価-3>
FREX300SII(研磨装置)を用いて、研磨圧力を2.0psiとし、研磨液供給速度を0.28ml/(min・cm2)とした条件で、表面にCo、Cu、TiN、Ta、TaN、SiN、TEOS、SiOC、又は、SiCからなる膜を有するウエハ(直径12インチ(30.48cm))を研磨した。
研磨時間を1分間として、研磨前後の膜厚を測定し、その差分にて研磨速度RR(nm/min)を算出し、下記区分で各材料に対する研磨速度を評価した。
A : RRが50nm/min以上
B : RRが50nm/min未満
A : RRが20nm/min以上
B : RRが20nm/min未満
なお、TiN、Ta、TaN、SiN、TEOS、SiOC、又は、SiCの研磨速度に対する、Coの研磨速度の速度比(Coの研磨速度/TiN、Ta、TaN、SiN、TEOS、SiOC、又は、SiCの研磨速度)は、いずれにおいても0.05超5未満の範囲内であった。
なお、本研磨液は、研磨液中の過酸化水素の含有量を調整することにより、Coに対する研磨速度を任意に調整(例えば、0~30nm/minの間で調整)できる。
[研磨液の作製]
<原料>
上述の実施例1Aにおいて研磨液の作製に使用した原料、及び、以下の原料を使用して、下記表11-1~表11-4に記載の研磨液を作製した。
・PAA(ポリアクリル酸)
・TBAH(テトラブチルアンモニウムヒドロキシド)
上述の実施例1Aにおける<研磨液の調製>と同様にして、各原料(又はその水溶液)のろ過処理を行い、ろ過処理後の各原料(又はその水溶液)を混合して、下記表11-1~表11-4に示す実施例又は比較例の研磨液を調製した。
表中の「量」欄、「%」欄、「ppm」欄、pH調整剤の含有量としての「調整」の記載、水の添加量としての「残部」の記載、「ΔClogP」欄、及び、「比率1」欄はいずれも、上述の実施例2Aにおける表6中の各欄の記載と同じ事項を示す。
表中の「比率2」欄は、研磨液中の、アニオン系界面活性剤の含有量に対する、不動態膜形成剤の含有量の質量比(不動態膜形成剤の含有量/アニオン系界面活性剤の含有量)を示す。
「ΔClogP」欄は、アニオン系界面活性剤のClogP値から、不動態膜形成剤のClogP値を引いた差の値(アニオン系界面活性剤のClogP値-不動態膜形成剤のClogP値)を示す。
表中、「分子量」欄は、HLC-8020GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてTSKgel SuperHZM-H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ2000(東ソー(株)製、4.6mmID×15cm)を、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いて、GPC法により測定された、高分子化合物の重量平均分子量のポリスチレン換算値を示す。
得られた研磨液を使用してそれぞれ以下の評価を行った。
実施例2Aの<Dishing抑制性の評価-2>と同様にしてDishing抑制性の評価を行った。
実施例2Aの<Erosion抑制性の評価-1>と同様にしてErosion抑制性の評価を行った。
また、化合物(2)の含有量に対する化合物(1)の含有量の質量比(比率1)が20000以下である場合、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例206及び208の結果の比較等を参照)。
中でも、本研磨液が不動態膜形成剤として1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸又は6-ヒドロキシ-2-ナフタレンカルボン酸を含む場合、他の不動態膜形成剤を含む場合と比較して、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例212~224の結果の比較等を参照)。
また、本研磨液が、ClogP値が1.0以上である不動態膜形成剤を含む場合、ClogP値が1.0未満である不動態膜形成剤を含む場合と比較して、エロージョン抑制性により優れることが確認された(実施例225及び227の結果の比較等を参照)。
中でも、アニオン系界面活性剤のClogP値から不動態膜形成剤のClogP値を引いた差の値(ΔClogP値)が2.50以上である場合、エロージョン抑制性に優れることが確認された(実施例224~237の結果の比較等を参照)。
また、アニオン系界面活性剤の含有量に対する不動態膜形成剤の含有量の質量比(比率2)が300未満である場合、本発明の効果がより優れること、並びに、当該比率2が200未満である場合、本発明の効果が更に優れることが確認された(実施例252、258及び259の結果の比較等を参照)。
また、本研磨液のpHが4.0未満である場合、本発明の効果及びエロージョン抑制性がより優れることが確認された(実施例226及び262の結果の比較等を参照)。
更に、上述の実施例244~250の研磨液を使用して、研磨圧力(被研磨面と研磨パッドとを接触させる接触圧力)を変更しながら以下の試験を行った。
<Scratch抑制性の評価-5>
実施例2Bの<Scratch抑制性の評価-3>と同様にしてScratch抑制性の評価を行った。
実施例2Bの<Uniformity抑制性の評価-3>と同様にしてUniformity抑制性の評価を行った。
更に、上述の実施例244~250の研磨液を使用して、研磨液供給速度を変更しながら以下の試験を行った。
<Scratch抑制性の評価-6>
実施例2Cの<Scratch抑制性の評価-4>と同様にしてScratch抑制性の評価を行った。
実施例2Cの<Uniformity抑制性の評価-4>と同様にしてUniformity抑制性の評価を行った。
更に、上述の実施例244~250の研磨液を使用して、洗浄液(pCMP液)の種類を変更しながら以下の試験を行った。
<Residue抑制性の評価-3>
実施例2Dの<Residue抑制性の評価-2>と同様にしてResidue抑制性の評価を行った。
実施例2Dの<Corrosion抑制性の評価-2>と同様にしてCorrosion抑制性の評価を行った。
Acidic:CLEAN100(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製:酸性洗浄液)
Alkaline:CL9010(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製:アルカリ洗浄液)
更に、上述の実施例244~250の研磨液を使用して、被研磨体の種類を変更しながら以下の試験を行った。
<RR(研磨速度)の評価-4>
実施例2Eの<RR(研磨速度)の評価-3>と同様にして研磨速度の評価を行った。
なお、TiN、Ta、TaN、SiN、TEOS、SiOC、又は、SiCの研磨速度に対する、Coの研磨速度の速度比(Coの研磨速度/TiN、Ta、TaN、SiN、TEOS、SiOC、又は、SiCの研磨速度)は、いずれにおいても0.05超5未満の範囲内であった。
なお、本研磨液は、研磨液中の過酸化水素の含有量を調整することにより、Coに対する研磨速度を任意に調整(例えば、0~30nm/minの間で調整)できる。
10c 研磨済み被研磨体
12 コバルト含有膜
14 バリア層
16 層間絶縁膜
18 バルク層
Claims (23)
- コバルト含有膜を有する被研磨体の化学的機械的研磨に用いられる研磨液であって、
コロイダルシリカと、
含窒素芳香族複素環化合物と、
過酸化水素と、を含み、
前記含窒素芳香族複素環化合物として、含窒素芳香族複素環化合物(1)と、前記含窒素芳香族複素環化合物(1)とは異なる含窒素芳香族複素環化合物(2)と、を少なくとも含み、
前記含窒素芳香族複素環化合物(1)が下記一般式(I)で表される化合物若しくは下記一般式(II)で表される化合物であって、且つ、前記含窒素芳香族複素環化合物(2)が下記一般式(II)で表される化合物若しくは下記一般式(III)で表される化合物であるか、又は、前記含窒素芳香族複素環化合物(1)及び前記含窒素芳香族複素環化合物(2)が、下記一般式(IV)で表される化合物及び下記一般式(V)で表される化合物からなる群から選択される2種である、研磨液。
一般式(I)中、R11及びR12は、それぞれ独立して、水素原子、又は、置換若しくは無置換の炭化水素基を表す。また、R11及びR12は、互いに結合して環を形成してもよい。
一般式(II)中、R21 は、水酸基、又は、置換若しくは無置換の炭化水素基を表し、R22は、水素原子、水酸基、又は、置換若しくは無置換の炭化水素基を表す。
一般式(III)中、R31は、置換若しくは無置換の炭化水素基を表す。R32は、水素原子、又は、置換若しくは無置換の炭化水素基を表す。
一般式(IV)中、R41は、水素原子を表す。R42は、水素原子、水酸基、メルカプト基、又は、アミノ基を表す。
一般式(V)中、R51及びR52は、それぞれ独立して、水素原子、又は、置換若しくは無置換の炭化水素基を表す。ただし、R51及びR52の少なくとも一方は、置換若しくは無置換の炭化水素基を表す。 - 前記不動態膜形成剤のClogP値が、1.0~3.8である、請求項2に記載の研磨液。
- 前記不動態膜形成剤が、4-メチルフタル酸、4-ニトロフタル酸、サリチル酸、4-メチルサリチル酸、アントラニル酸、4-メチル安息香酸、4-tert-ブチル安息香酸、4-プロピル安息香酸、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸、6-ヒドロキシ-2-ナフタレンカルボン酸、1-ヒドロキシ-2-ナフタレンカルボン酸、3-ヒドロキシ-2-ナフタレンカルボン酸、キナルジン酸、8-ヒドロキシキノリン、及び、2-メチル-8-ヒドロキシキノリンからなる群から選択される1種以上を含む、請求項2又は3に記載の研磨液。
- アニオン系界面活性剤を更に含む、請求項2~4のいずれか1項に記載の研磨液。
- 前記アニオン系界面活性剤の含有量に対する前記不動態膜形成剤の含有量の質量比が、0.01超150未満である、請求項5に記載の研磨液。
- 前記アニオン系界面活性剤のClogP値から前記不動態膜形成剤のClogP値を引いた差の値が、2.00超8.00未満である、請求項5又は6に記載の研磨液。
- 前記アニオン系界面活性剤のClogP値から前記不動態膜形成剤のClogP値を引いた差の値が、2.50~6.00である、請求項5~7のいずれか1項に記載の研磨液。
- グリシン、アラニン、サルコシン、イミノジ酢酸、ポリカルボン酸及びポリホスホン酸からなる群から選択される1以上の有機酸を更に含む、請求項1~8のいずれか1項に記載の研磨液。
- 前記一般式(I)~(V)で表される化合物以外の含窒素芳香族複素環化合物を更に含む、請求項1~9のいずれか1項に記載の研磨液。
- 高分子化合物を更に含む、請求項1~10のいずれか1項に記載の研磨液。
- カチオン化合物を更に含む、請求項1~11のいずれか1項に記載の研磨液。
- 前記含窒素芳香族複素環化合物(2)の含有量に対する前記含窒素芳香族複素環化合物(1)の含有量の質量比が、30~15000である、請求項1~12のいずれか1項に記載の研磨液。
- 前記研磨液のpHが2.0~12.0である、請求項1~13のいずれか1項に記載の研磨液。
- 有機溶剤を更に含む、請求項1~14のいずれか1項に記載の研磨液。
- 前記コロイダルシリカの含有量が、前記研磨液の全質量に対して10質量%以下であり、
前記コロイダルシリカの平均一次粒子径が、60nm以下である、請求項1~15のいずれか1項に記載の研磨液。 - 固形分濃度が5質量%以上であり、
質量基準で2倍以上に希釈して用いられる、請求項1~16のいずれか1項に記載の研磨液。 - 請求項1~16のいずれか1項に記載の研磨液を研磨定盤に取り付けられた研磨パッドに供給しながら、被研磨体の被研磨面を前記研磨パッドに接触させ、前記被研磨体及び前記研磨パッドを相対的に動かして前記被研磨面を研磨して、研磨済み被研磨体を得る工程を含む、化学的機械的研磨方法。
- 研磨圧力が0.5~3.0psiである、請求項18に記載の化学的機械的研磨方法。
- 前記研磨パッドに供給する前記研磨液の供給速度が、0.14~0.35ml/(min・cm2)である、請求項18又は19に記載の化学的機械的研磨方法。
- 前記被研磨体が、コバルトを含有する第1層と、前記第1層以外である第2層とを少なくとも有し、
前記第2層が、タンタル、窒化タンタル、窒化チタン、窒化珪素、テトラエトキシシラン、酸化炭化珪素、及び、炭化珪素からなる群から選択される1以上の材料を含む、請求項18~20のいずれか1項に記載の化学的機械的研磨方法。 - 前記研磨済み被研磨体を得る工程の後、前記研磨済み被研磨体をアルカリ洗浄液で洗浄する工程を更に含む、請求項18~21のいずれか1項に記載の化学的機械的研磨方法。
- コバルト含有膜を有する被研磨体の化学的機械的研磨に用いられる研磨液であって、
砥粒と、
含窒素芳香族複素環化合物と、
過酸化水素と、を含み、
前記含窒素芳香族複素環化合物として、含窒素芳香族複素環化合物(1)と、前記含窒素芳香族複素環化合物(1)とは異なる含窒素芳香族複素環化合物(2)と、を少なくとも含み、
前記含窒素芳香族複素環化合物(1)が下記一般式(I)で表される化合物若しくは下記一般式(II)で表される化合物であって、且つ、前記含窒素芳香族複素環化合物(2)が下記一般式(II)で表される化合物若しくは下記一般式(III)で表される化合物であるか、又は、前記含窒素芳香族複素環化合物(1)及び前記含窒素芳香族複素環化合物(2)が、下記一般式(IV)で表される化合物及び下記一般式(V)で表される化合物からなる群から選択される2種である、研磨液。
一般式(I)中、R11及びR12は、それぞれ独立して、水素原子、又は、置換若しくは無置換の炭化水素基を表す。また、R11及びR12は、互いに結合して環を形成してもよい。
一般式(II)中、R21 は、水酸基、又は、置換若しくは無置換の炭化水素基を表し、R22は、水素原子、水酸基、又は、置換若しくは無置換の炭化水素基を表す。但し、R21が水素原子である場合、R22は置換若しくは無置換の炭化水素基を表す。
一般式(III)中、R31は、置換若しくは無置換の炭化水素基を表す。R32は、水素原子、又は、置換若しくは無置換の炭化水素基を表す。
一般式(IV)中、R41は、水素原子を表す。R42は、水素原子、水酸基、メルカプト基、又は、アミノ基を表す。
一般式(V)中、R51及びR52は、それぞれ独立して、水素原子、又は、置換若しくは無置換の炭化水素基を表す。ただし、R51及びR52の少なくとも一方は、置換若しくは無置換の炭化水素基を表す。
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Citations (10)
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---|---|---|---|---|
JP2004273650A (ja) | 2003-03-07 | 2004-09-30 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 金属膜付基板の洗浄方法 |
JP2008251677A (ja) | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Fujifilm Corp | 金属用研磨液及び研磨方法 |
JP2009064881A (ja) | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Fujifilm Corp | 金属用研磨用組成物及びそれを用いた化学的機械的研磨方法 |
JP2011091248A (ja) | 2009-10-23 | 2011-05-06 | Hitachi Chem Co Ltd | コバルト用研磨液、及びこの研磨液を用いた基板の研磨方法 |
WO2016006631A1 (ja) | 2014-07-09 | 2016-01-14 | 日立化成株式会社 | Cmp用研磨液及び研磨方法 |
JP2017107918A (ja) | 2015-12-07 | 2017-06-15 | 日立化成株式会社 | Cmp用研磨液及びその製造方法、並びに、研磨方法 |
JP2017157591A (ja) | 2016-02-29 | 2017-09-07 | 日立化成株式会社 | Cmp研磨液及び研磨方法 |
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Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004273650A (ja) | 2003-03-07 | 2004-09-30 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 金属膜付基板の洗浄方法 |
JP2008251677A (ja) | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Fujifilm Corp | 金属用研磨液及び研磨方法 |
JP2009064881A (ja) | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Fujifilm Corp | 金属用研磨用組成物及びそれを用いた化学的機械的研磨方法 |
JP2011091248A (ja) | 2009-10-23 | 2011-05-06 | Hitachi Chem Co Ltd | コバルト用研磨液、及びこの研磨液を用いた基板の研磨方法 |
WO2016006631A1 (ja) | 2014-07-09 | 2016-01-14 | 日立化成株式会社 | Cmp用研磨液及び研磨方法 |
JP2017527654A (ja) | 2014-07-15 | 2017-09-21 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se | 化学機械研磨(cmp)組成物 |
JP2018506607A (ja) | 2014-12-22 | 2018-03-08 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se | コバルト及び/又はコバルト合金含有の基板の研磨のための化学機械研磨(cmp)組成物の使用 |
JP2017107918A (ja) | 2015-12-07 | 2017-06-15 | 日立化成株式会社 | Cmp用研磨液及びその製造方法、並びに、研磨方法 |
JP2017157591A (ja) | 2016-02-29 | 2017-09-07 | 日立化成株式会社 | Cmp研磨液及び研磨方法 |
WO2018159530A1 (ja) | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 富士フイルム株式会社 | 研磨液、研磨液の製造方法、研磨液原液、研磨液原液収容体、化学的機械的研磨方法 |
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