KR102405560B1 - Polishing solution, method for producing polishing solution, polishing solution stock solution, polishing solution stock solution containing body, and chemical mechanical polishing method - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는, 코발트 함유층을 포함하는 피연마체의 CMP에 적용했을 때에, 피연마면에 디싱 및 결함이 발생하기 어려운 연마액을 제공하는 것이다. 또, 본 발명의 다른 과제는, 연마액의 제조 방법, 연마액 원액, 연마액 원액 수용체, 및 화학적 기계적 연마 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 연마액은, 회합도 1~3의 콜로이달 실리카와, 유기산과, 아졸계 화합물과, 과산화 수소를 함유하는 화학적 기계적 연마용의 연마액으로서, 상기 연마액과 코발트 기판을 24시간 접촉시켰을 때에, 상기 코발트 기판 상에, 코발트 원자를 함유하는 두께 0.5~20nm의 반응층이 형성된다.
An object of the present invention is to provide a polishing liquid that is less prone to dishing and defects on the surface to be polished when applied to CMP of an object to be polished including a cobalt-containing layer. Another object of the present invention is to provide a method for producing a polishing liquid, a polishing liquid stock solution, a polishing liquid stock solution container, and a chemical mechanical polishing method.
The polishing liquid of the present invention is a polishing liquid for chemical mechanical polishing containing colloidal silica having association degrees 1 to 3, an organic acid, an azole compound, and hydrogen peroxide, and the polishing liquid and the cobalt substrate are in contact for 24 hours. When made, a reaction layer with a thickness of 0.5 to 20 nm containing cobalt atoms is formed on the cobalt substrate.

Description

연마액, 연마액의 제조 방법, 연마액 원액, 연마액 원액 수용체, 화학적 기계적 연마 방법{POLISHING SOLUTION, METHOD FOR PRODUCING POLISHING SOLUTION, POLISHING SOLUTION STOCK SOLUTION, POLISHING SOLUTION STOCK SOLUTION CONTAINING BODY, AND CHEMICAL MECHANICAL POLISHING METHOD}Polishing liquid, polishing liquid manufacturing method, polishing liquid undiluted solution, polishing liquid undiluted solution receiver, chemical mechanical polishing method

본 발명은, 연마액, 연마액의 제조 방법, 연마액 원액, 연마액 원액 수용체, 및 화학적 기계적 연마 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polishing liquid, a method for producing a polishing liquid, a polishing liquid stock solution, a polishing liquid stock solution container, and a chemical mechanical polishing method.

반도체 집적 회로(LSI: large-scale integrated circuit)의 제조에 있어서, 베어 웨이퍼의 평탄화, 층간 절연막의 평탄화, 금속 플러그의 형성, 및 매립 배선 형성 등에 화학적 기계적 연마(CMP: chemical mechanical polishing)법이 이용되고 있다.In the manufacture of a large-scale integrated circuit (LSI), a chemical mechanical polishing (CMP) method is used for planarization of a bare wafer, planarization of an interlayer insulating film, formation of a metal plug, and formation of buried wiring. is becoming

CMP에 이용되는 연마액으로서, 예를 들면 특허문헌 1에는, "연마액과 24시간 접촉한 피연마면에, 두께 100nm 이상의 반응층이 형성되는 것을 특징으로 하는 연마액"이 기재되어 있다.As a polishing liquid used for CMP, for example, Patent Document 1 describes "a polishing liquid characterized in that a reaction layer having a thickness of 100 nm or more is formed on a surface to be polished in contact with the polishing liquid for 24 hours".

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2004-123931호Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2004-123931

그런데, 최근에는, 배선의 미세화의 요구에 따라, 구리를 대신하는 배선 금속 원소로서 코발트가 주목받고 있다.By the way, in recent years, with the request|requirement of miniaturization of a wiring, cobalt attracts attention as a wiring metal element replacing copper.

본 발명자는, 특허문헌 1을 참조하여, 지립(砥粒)으로서 콜로이달 실리카를 배합한 연마액을 조제하여 그 특성에 대하여 검토한바, 코발트 또는 그 합금으로 이루어지는 코발트 함유층을 피연마체로 하는 CMP에 이 연마액을 적용한 경우, 피연마체의 피연마면에 디싱이 발생하기 쉬운 것을 발견했다. 또, 피연마체의 피연마면에는 스크래치 등의 표면 거칠어짐 및 부분 부식 등에 기인한 결함이 많이 발생하는 것을 발견했다.The present inventors prepared a polishing liquid containing colloidal silica as abrasive grains with reference to Patent Document 1 and studied the properties thereof. As a result, in CMP using a cobalt-containing layer made of cobalt or an alloy thereof as an object to be polished When this polishing liquid was applied, it was discovered that dishing is easy to generate|occur|produce on the to-be-polished surface of a to-be-polished object. In addition, it was found that many defects due to surface roughness such as scratches and partial corrosion occur on the polished surface of the object to be polished.

따라서, 본 발명은, 코발트 함유층을 포함하는 피연마체의 CMP에 적용했을 때에, 피연마면에 디싱 및 결함이 발생하기 어려운 연마액을 제공하는 것을 과제로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a polishing liquid that is less prone to dishing and defects on the surface to be polished when applied to CMP of an object to be polished including a cobalt-containing layer.

또, 본 발명은, 연마액의 제조 방법, 연마액 원액, 연마액 원액 수용체, 및 화학적 기계적 연마 방법을 제공하는 것도 과제로 한다.Another object of the present invention is to provide a method for producing a polishing liquid, a polishing liquid undiluted solution, a polishing liquid undiluted solution container, and a chemical mechanical polishing method.

본 발명자들은, 상기 과제를 달성하기 위하여 예의 검토한 결과, 소정의 성분을 포함하고, 코발트 기판과 접촉시켰을 때에 소정의 두께의 반응층을 형성할 수 있는 연마액이 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM The present inventors found that the said subject could be solved by the polishing liquid which contains a predetermined component and can form a reaction layer of predetermined thickness when made to contact with a cobalt substrate, as a result of earnestly examining in order to achieve the said subject. Thus, the present invention was completed.

즉, 이하의 구성에 의하여 상기 과제를 달성할 수 있는 것을 발견했다.That is, it discovered that the said subject could be achieved with the following structures.

〔1〕회합도 1~3의 콜로이달 실리카와,[1] Colloidal silica of the association diagrams 1-3;

유기산과,organic acids,

아졸계 화합물과,an azole-based compound;

과산화 수소를 함유하고, 코발트 함유층을 화학적 기계적 연마하기 위하여 이용되는 연마액으로서,A polishing liquid containing hydrogen peroxide and used for chemical mechanical polishing of a cobalt-containing layer, comprising:

상기 연마액과 코발트 기판을 24시간 접촉시켰을 때에, 상기 코발트 기판 상에, 코발트 원자를 함유하는 두께 0.5~20nm의 반응층이 형성되는, 연마액.A polishing liquid, wherein when the polishing liquid and the cobalt substrate are brought into contact for 24 hours, a reaction layer having a thickness of 0.5 to 20 nm containing cobalt atoms is formed on the cobalt substrate.

〔2〕 상기 회합도 1~3의 콜로이달 실리카의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.01~1질량%이며,[2] The content of colloidal silica in the association degrees 1 to 3 is 0.01 to 1 mass % with respect to the total mass of the polishing liquid,

상기 유기산으로서, 아미노산을 함유하고,As said organic acid, it contains an amino acid,

상기 아졸계 화합물로서, 벤조트라이아졸계 화합물과, 벤조트라이아졸계 화합물과는 다른 아졸계 화합물을 함유하며,As the azole-based compound, it contains a benzotriazole-based compound and an azole-based compound different from the benzotriazole-based compound,

pH가 6.5~8.0이고,a pH of 6.5 to 8.0;

상기 연마액과 Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, 및 Mn으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종의 금속으로 이루어지는 배리어 기판을 24시간 접촉했을 때에, 상기 배리어 기판 상에, 상기 금속의 원자를 함유하는 두께 0.01~5nm의 반응층이 형성되는, 〔1〕에 기재된 연마액.When the polishing liquid is in contact with a barrier substrate made of any one metal selected from the group consisting of Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, and Mn for 24 hours, the barrier substrate contains atoms of the metal The polishing liquid according to [1], wherein a reaction layer having a thickness of 0.01 to 5 nm is formed.

〔3〕 하기 식 (3)으로부터 산출되는 연마 속도비 R1이 250~2500인, 〔2〕에 기재된 연마액.[3] The polishing liquid according to [2], wherein the polishing rate ratio R1 calculated from the following formula (3) is 250 to 2500.

식 (3):Equation (3):

R1=상기 연마액에 의한 코발트 기판의 연마 속도/상기 연마액에 의한 배리어 기판의 연마 속도R1 = polishing rate of the cobalt substrate by the polishing liquid / polishing rate of the barrier substrate by the polishing liquid

〔4〕 상기 회합도 1~3의 콜로이달 실리카의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.5~5질량%이며,[4] The content of colloidal silica in the association degrees 1 to 3 is 0.5 to 5 mass % with respect to the total mass of the polishing liquid,

상기 아졸계 화합물로서, 벤조트라이아졸계 화합물과, 벤조트라이아졸계 화합물과는 다른 아졸계 화합물을 함유하고,As the azole-based compound, it contains a benzotriazole-based compound and an azole-based compound different from the benzotriazole-based compound,

pH가 8.0~10.5이며,The pH is 8.0 to 10.5,

상기 연마액과 Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, 및 Mn으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종의 금속으로 이루어지는 배리어 기판을 24시간 접촉했을 때에, 상기 배리어 기판 상에 상기 금속의 원자를 함유하는 두께 0.01~5nm의 반응층이 형성되고,When the polishing liquid is in contact with a barrier substrate made of any one metal selected from the group consisting of Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, and Mn for 24 hours, the barrier substrate contains atoms of the metal A reaction layer with a thickness of 0.01 to 5 nm is formed,

상기 연마액과 SiOx 및 SiOC로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종의 무기 성분으로 이루어지는 절연막 기판을 24시간 접촉했을 때에, 상기 절연막 기판 상에 규소 원자를 포함하는 두께 0.01~10nm의 반응층이 형성되는, 〔1〕에 기재된 연마액.When the polishing liquid and the insulating film substrate made of any one inorganic component selected from the group consisting of SiOx and SiOC are in contact for 24 hours, a reaction layer with a thickness of 0.01 to 10 nm containing silicon atoms is formed on the insulating film substrate , the polishing liquid according to [1].

〔5〕 상기 유기산이, 말레산, 푸마르산, 2-하이드록시벤조산, 3-하이드록시벤조산, 4-하이드록시벤조산, 프탈산, 아이소프탈산, 테레프탈산, 헤미멜리트산, 트라이멜리트산, 트라이메스산, 멜로판산, 프레니트산, 파이로멜리트산, 멜리트산, 다이펜산, 시트르산, 석신산, 말산, 말론산, 및 안트라닐산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이며,[5] The organic acid is maleic acid, fumaric acid, 2-hydroxybenzoic acid, 3-hydroxybenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, hemimellitic acid, trimellitic acid, trimesic acid, melo at least one selected from the group consisting of panic acid, prenitic acid, pyromellitic acid, mellitic acid, diphenic acid, citric acid, succinic acid, malic acid, malonic acid, and anthranilic acid,

상기 유기산의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여, 0.01~0.3질량%인, 〔4〕에 기재된 연마액.The polishing liquid according to [4], wherein the content of the organic acid is 0.01 to 0.3 mass % with respect to the total mass of the polishing liquid.

〔6〕 하기 식 (4)로부터 산출되는 연마 속도비 R2가 0.01~2.0이며, 하기 식 (5)로부터 산출되는 연마 속도비 R3이 0.05~2.0인, 〔4〕 또는 〔5〕에 기재된 연마액.[6] The polishing liquid according to [4] or [5], wherein the polishing rate ratio R2 calculated from the following formula (4) is 0.01 to 2.0, and the polishing rate ratio R3 calculated from the following formula (5) is 0.05 to 2.0, .

식 (4):Equation (4):

R2=상기 연마액에 의한 코발트 기판의 연마 속도/상기 연마액에 의한 배리어 기판의 연마 속도R2 = polishing rate of the cobalt substrate by the polishing liquid / polishing rate of the barrier substrate by the polishing liquid

식 (5):Equation (5):

R3=상기 연마액에 의한 코발트 기판의 연마 속도/상기 연마액에 의한 절연막 기판의 연마 속도R3 = polishing rate of the cobalt substrate by the polishing liquid / polishing rate of the insulating film substrate by the polishing liquid

〔7〕 상기 과산화 수소의 함유량이, 0.001~5질량%인, 〔1〕 내지 〔6〕 중 어느 하나에 기재된 연마액.[7] The polishing liquid according to any one of [1] to [6], wherein the hydrogen peroxide content is 0.001 to 5% by mass.

〔8〕 금속 원자를 함유하는 금속 불순물을 더 함유하고,[8] further containing a metal impurity containing a metal atom;

상기 금속 불순물은, Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 특정 금속 원자를 함유하며,The metal impurity contains at least one specific metal atom selected from the group consisting of an Fe atom, a Cu atom, an Ag atom, and a Zn atom,

상기 특정 금속 원자가, Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종인 경우, 상기 특정 금속 원자의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.01~100질량ppb이고,When the specific metal atom is one selected from the group consisting of Fe atoms, Cu atoms, Ag atoms, and Zn atoms, the content of the specific metal atoms is 0.01 to 100 mass ppb with respect to the total mass of the polishing liquid,

상기 특정 금속 원자가, Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2종 이상인 경우, 각각의 상기 특정 금속 원자의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.01~100질량ppb인, 〔1〕 내지 〔7〕 중 어느 하나에 기재된 연마액.When the specific metal atoms are at least two types selected from the group consisting of Fe atoms, Cu atoms, Ag atoms, and Zn atoms, the content of each specific metal atom is 0.01 to 100 mass ppb with respect to the total mass of the polishing liquid, The polishing liquid according to any one of [1] to [7].

〔9〕 상기 금속 불순물은, Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 특정 금속 원자를 함유하는 금속 입자를 함유하고,[9] The metal impurity contains metal particles containing at least one specific metal atom selected from the group consisting of Fe atoms, Cu atoms, Ag atoms, and Zn atoms;

상기 금속 입자가 함유하는 상기 특정 금속 원자가, Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종인 경우, 상기 금속 입자가 함유하는 상기 특정 금속 원자의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.01~50질량ppb이며,When the specific metal atom contained in the metal particle is one selected from the group consisting of an Fe atom, a Cu atom, an Ag atom, and a Zn atom, the content of the specific metal atom contained in the metal particle is the total mass of the polishing liquid 0.01 to 50 mass ppb with respect to

상기 금속 입자가 함유하는 상기 특정 금속 원자가, Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2종 이상인 경우, 상기 금속 입자가 함유하는 각각의 상기 특정 금속 원자의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.01~50질량ppb인, 〔8〕에 기재된 연마액.When the specific metal atoms contained in the metal particles are two or more selected from the group consisting of Fe atoms, Cu atoms, Ag atoms, and Zn atoms, the content of each specific metal atom contained in the metal particles is determined by polishing The polishing liquid according to [8], wherein the amount is 0.01 to 50 mass ppb based on the total mass of the liquid.

〔10〕 하기 식 (1)로부터 산출되는 함유량비 T1이, 30000~500000인, 〔8〕 또는 〔9〕에 기재된 연마액.[10] The polishing liquid according to [8] or [9], wherein the content ratio T1 calculated from the following formula (1) is 30000 to 500000.

식 (1): T1=상기 과산화 수소의 함유량/상기 금속 불순물이 함유하는 Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 특정 금속 원자의 합계 함유량Formula (1): T1 = content of hydrogen peroxide / total content of specific metal atoms selected from the group consisting of Fe atoms, Cu atoms, Ag atoms, and Zn atoms contained in the metal impurities

〔11〕 후술하는 일반식 (1)로 나타나는 화합물을 더 함유하고, 상기 일반식 (1)로 나타나는 화합물이, 연마액 전체 질량에 대하여, 0.00001~1000질량ppb인, 〔1〕 내지 〔10〕 중 어느 하나에 기재된 연마액.[11] [1] to [10] further containing a compound represented by the general formula (1) described later, wherein the compound represented by the general formula (1) is 0.00001 to 1000 mass ppb with respect to the total mass of the polishing liquid The polishing liquid as described in any one of.

〔12〕 유기 용제를 더 함유하고, 상기 유기 용제의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.01~20질량%인, 〔1〕 내지 〔11〕 중 어느 하나에 기재된 연마액.[12] The polishing liquid according to any one of [1] to [11], further comprising an organic solvent, wherein the content of the organic solvent is 0.01 to 20 mass% with respect to the total mass of the polishing liquid.

〔13〕 N-코코일사코시네이트, N-라우로일사코시네이트, N-스테아로일사코시네이트, N-올레오일사코시네이트, N-미리스토일사코시네이트, N-라우로일글라이신, N-미리스토일글라이신, N-팔미토일글라이신, N-라우로일글루탐산, N-코코일글루탐산, N-코코일글루탐산 칼륨, N-라우로일사코시네이트칼륨, N-라우로일알라니네이트, N-미리스토일알라니네이트, 및 N-코코일알라니네이트칼륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 더 함유하고, 상기 화합물의 총 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.001~5질량%인, 〔1〕 내지 〔12〕 중 어느 하나에 기재된 연마액.[13] N-cocoyl sarcosinate, N-lauroyl sarcosinate, N-stearoyl sarcosinate, N-oleoyl sarcosinate, N-myristoyl sarcosinate, N-lauroyl glycine, N -Myristoylglycine, N-palmitoylglycine, N-lauroylglutamic acid, N-cocoylglutamic acid, N-cocoylglutamic acid potassium, N-lauroyl sarcosinate potassium, N-lauroylalaninate, N - Myristoyl alanate and at least one compound selected from the group consisting of N-cocoyl alaninate potassium is further contained, and the total content of the compound is 0.001 to 5 mass % with respect to the total mass of the polishing liquid. , The polishing liquid according to any one of [1] to [12].

〔14〕 상기 아졸계 화합물로서, 벤조트라이아졸계 화합물과, 1,2,4-트라이아졸계 화합물, 피라졸계 화합물, 및 이미다졸계 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종 이상을 함유하는, 〔2〕 내지 〔13〕 중 어느 하나에 기재된 연마액.[14] The azole-based compound, containing at least one selected from the group consisting of a benzotriazole-based compound, a 1,2,4-triazole-based compound, a pyrazole-based compound, and an imidazole-based compound; The polishing liquid according to any one of [2] to [13].

〔15〕 상기 회합도 1~3의 콜로이달 실리카의 하기 식 (2)로부터 산출되는 화학적 기계적 연마 전후에서의 평균 입자경의 비 T2가, 1~5인, 〔1〕 내지 〔14〕 중 어느 하나에 기재된 연마액.[15] Any one of [1] to [14], wherein the ratio T2 of the average particle diameter before and after chemical mechanical polishing calculated from the following formula (2) of the colloidal silica of the association degrees 1 to 3 is 1 to 5 The polishing liquid described in .

식 (2):Equation (2):

T2=화학적 기계적 연마 후의 평균 입자경/화학적 기계적 연마 전의 평균 입자경T2 = average particle diameter after chemical mechanical polishing/average particle diameter before chemical mechanical polishing

〔16〕 회합도 1~3의 콜로이달 실리카와, 유기산과, 아졸계 화합물과, 과산화 수소를 함유하는 연마액 원액에 대하여, 물을 혼합하여 〔1〕 내지 〔15〕 중 어느 하나에 기재된 연마액을 얻는 희석 공정을 포함하는, 연마액의 제조 방법.[16] Polishing according to any one of [1] to [15] by mixing water with a polishing liquid stock solution containing colloidal silica of association degrees 1 to 3, an organic acid, an azole compound, and hydrogen peroxide A method for producing a polishing liquid, comprising a dilution step of obtaining a liquid.

〔17〕 회합도 1~3의 콜로이달 실리카와, 유기산과, 아졸계 화합물과, 과산화 수소를 함유하고,[17] containing colloidal silica of association degrees 1 to 3, an organic acid, an azole compound, and hydrogen peroxide;

〔1〕 내지 〔15〕 중 어느 하나에 기재된 연마액을 조제하기 위하여, 2~50배로 희석하여 사용되는 연마액 원액.A undiluted polishing liquid used after diluting 2 to 50 times to prepare the polishing liquid according to any one of [1] to [15].

〔18〕 물로 2~50배로 희석했을 때, 희석 전후에서의 pH 변화가 0.01~1 미만인, 〔17〕에 기재된 연마액 원액.[18] The stock solution of [17], wherein the pH change before and after dilution is 0.01 to less than 1 when diluted 2 to 50 times with water.

〔19〕 〔17〕 또는 〔18〕에 기재된 연마액 원액과, 상기 연마액 원액을 수용하는, 철을 함유하지 않는 금속 재료로 형성된 용기를 갖는, 연마액 원액 수용체.[19] A polishing liquid undiluted solution container comprising: the polishing liquid stock solution according to [17] or [18]; and a container made of an iron-free metal material for containing the polishing liquid stock solution.

〔20〕 연마 정반(定盤)에 장착된 연마 패드에, 〔1〕 내지 〔15〕 중 어느 하나에 기재된 연마액을 공급하면서, 피연마체의 피연마면을 상기 연마 패드에 접촉시키고, 상기 피연마체, 및 상기 연마 패드를 상대적으로 움직여 상기 피연마면을 연마하여 연마 완료된 피연마체를 얻는 공정을 포함하는, 화학적 기계적 연마 방법.[20] While supplying the polishing liquid according to any one of [1] to [15] to a polishing pad mounted on a polishing platen, the polished surface of the object to be polished is brought into contact with the polishing pad, A chemical mechanical polishing method comprising: a polishing body; and a step of polishing the polished surface by relatively moving the polishing pad to obtain a polished target object.

〔21〕 상기 피연마체가 코발트 및 코발트 합금으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종으로 이루어지는 코발트 함유층을 함유하는, 〔20〕에 기재된 화학적 기계적 연마 방법.[21] The chemical mechanical polishing method according to [20], wherein the object to be polished contains a cobalt-containing layer comprising at least one selected from the group consisting of cobalt and a cobalt alloy.

본 발명에 의하면, 코발트 함유층을 포함하는 피연마체의 CMP에 적용했을 때에, 피연마면에 디싱 및 결함이 발생하기 어려운 연마액을 제공할 수 있다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when applied to the CMP of a to-be-polished object containing a cobalt-containing layer, it is possible to provide the polishing liquid which dishing and a defect do not easily generate|occur|produce on the to-be-polished surface.

또, 본 발명에 의하면, 연마액의 제조 방법, 연마액 원액, 연마액 원액 수용체, 및 화학적 기계적 연마 방법을 제공할 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to provide a method for producing a polishing liquid, a polishing liquid undiluted solution, a polishing liquid undiluted solution container, and a chemical mechanical polishing method.

도 1은 피연마체의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 피연마체에 대하여 제1 연마를 행한 후의 단면도이다.
도 3은 피연마체에 대하여 추가로 제2 연마를 행한 후의 단면도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows an example of a to-be-polished object.
Fig. 2 is a cross-sectional view of the object to be polished after the first polishing is performed.
Fig. 3 is a cross-sectional view of the object to be polished after further second polishing is performed.

이하, 본 발명에 대하여, 실시형태에 근거하여, 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail based on embodiment.

또한, 이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 실시형태에 근거하여 이루어지는 것으로, 본 발명은 그와 같은 실시형태에 한정되지 않는다.In addition, description of the structural element described below is made based on embodiment of this invention, and this invention is not limited to such embodiment.

또한, 본 명세서에 있어서, "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.In addition, in this specification, the numerical range shown using "-" means the range which includes the numerical value described before and after "-" as a lower limit and an upper limit.

[연마액][Abrasive Fluid]

본 발명의 연마액은, 회합도 1~3의 콜로이달 실리카와, 유기산과, 아졸계 화합물과, 과산화 수소를 함유하고, 코발트 함유층을 화학적 기계적 연마하기 위하여 이용되는 연마액으로서, 상기 연마액과 코발트 기판을 24시간 접촉시켰을 때에, 상기 코발트 기판 상에, 코발트 원자를 함유하는 두께 0.5~20nm의 반응층(이하 "반응층 1"이라고도 함)이 형성되는 연마액이다.The polishing liquid of the present invention contains colloidal silica having association degrees 1 to 3, an organic acid, an azole compound, and hydrogen peroxide, and is a polishing liquid used for chemical mechanical polishing of a cobalt-containing layer, the polishing liquid and It is a polishing liquid in which a 0.5-20 nm-thick reaction layer containing cobalt atoms (hereinafter also referred to as "reaction layer 1") is formed on the cobalt substrate when the cobalt substrate is brought into contact for 24 hours.

상기 연마액의 특징점의 하나로서, 연마액과 코발트 기판을 24시간 접촉시켰을 때에, 코발트 기판 상에, 코발트 원자를 함유하는 두께 0.5~20nm의 반응층이 형성되는 점을 들 수 있다.As one of the characteristics of the polishing liquid, when the polishing liquid and the cobalt substrate are brought into contact for 24 hours, a reaction layer having a thickness of 0.5 to 20 nm containing cobalt atoms is formed on the cobalt substrate.

상기 반응층의 두께는 0.5nm 이상이며, 2nm 이상이 바람직하다. 또, 상기 반응층의 두께는 20nm 이하이며, 15nm 이하가 바람직하고, 10nm 이하가 보다 바람직하다. 상기 반응층의 두께가 0.5nm 미만이면 충분한 연마 속도가 얻어지기 어렵다.The thickness of the reaction layer is 0.5 nm or more, preferably 2 nm or more. Moreover, the thickness of the said reaction layer is 20 nm or less, 15 nm or less is preferable, and 10 nm or less is more preferable. When the thickness of the reaction layer is less than 0.5 nm, it is difficult to obtain a sufficient polishing rate.

한편, 상기 반응층의 두께가 20nm 초과이면, 피연마면에 디싱이 발생하기 쉽다. 상기 연마액은, 연마 속도를 향상시키기 위하여 콜로이달 실리카를 함유한다. 콜로이달 실리카는 CMP 중에 반응층과 접촉하고, 반응층을 연삭해 가기 때문에, 소정의 조건하에서 20nm 초과의 반응층을 발생시키는 연마액인 경우, 피연마면이 의도한 것보다 깎여버려, 디싱이 발생하는 것이라고 추측된다.On the other hand, when the thickness of the reaction layer is more than 20 nm, dishing tends to occur on the surface to be polished. The polishing liquid contains colloidal silica in order to improve the polishing rate. Since colloidal silica comes into contact with the reaction layer during CMP and grinds the reaction layer, in the case of a polishing liquid that generates a reaction layer exceeding 20 nm under predetermined conditions, the surface to be polished is abrasive than intended, and dishing is difficult. is presumed to occur.

또, 콜로이달 실리카의 회합도가 3을 초과하면, 피연마면에 결함이 발생하기 쉽고, 또 디싱도 발생하기 쉬워진다. 회합도가 3을 초과하는 콜로이달 실리카는, 입자의 형태가 회합도 1~3의 콜로이달 실리카와 비교하여 변형되어 있기 때문에, 입자의 피연마면에 대한 접촉 면적이 작아, 점 접촉에 가깝다. 이로 인하여, 피연마면의 면 조도가 성기어져 결함이 발생하는 것이라고 추측된다. 또, 상기 반응층의 두께가 얇은 경우이더라도, 회합도가 3을 초과하는 콜로이달 실리카로 깎으면, 피연마면에 디싱이 발생하기 쉬운 것이 확인되고 있다.Moreover, when the association|aggregation degree of colloidal silica exceeds 3, it will become easy to generate|occur|produce a defect in the to-be-polished surface, and it will become easy to generate|occur|produce also dishing. In colloidal silica having an association degree of more than 3, since the particle shape is deformed compared to colloidal silica having association degrees 1 to 3, the contact area of the particles to the surface to be polished is small, and it is close to point contact. For this reason, it is estimated that the surface roughness of the to-be-polished surface becomes coarse and a defect generate|occur|produces. Moreover, even when the thickness of the reaction layer is thin, it has been confirmed that dishing is likely to occur on the surface to be polished when abrasive with colloidal silica having a degree of association exceeding 3 is used.

또, 연마액이 함유하는 유기산 및 아졸계 화합물은, 상기 반응층의 형성에 기여하는 것 외에, CMP의 과정에 있어서 깎여 나온 금속의 이온화물(코발트 이온을 포함하는 각종 금속 이온)과 상기 콜로이달 실리카와의 결합을 억제하는 것에도 기여하고 있다고 추측된다. 상기 금속의 이온화물과 상기 콜로이달 실리카가 결합하면, 콜로이달 실리카의 입자경이 증대하여, 피연마면에 디싱이 보다 발생하기 쉬워지고, 또 결함도 발생하기 쉬워진다.In addition, the organic acid and the azole compound contained in the polishing liquid contribute to the formation of the above-mentioned reaction layer, and, in addition to contributing to the formation of the above-mentioned reaction layer, ionized metals (various metal ions including cobalt ions) and the colloidal that have been scraped off in the process of CMP. It is estimated that it also contributes to suppressing bonding with silica. When the ionized material of the metal and the colloidal silica are combined, the particle size of the colloidal silica increases, dishing is more likely to occur on the surface to be polished, and defects are also likely to occur.

본 명세서에 있어서의 반응층이란, 10mm×10mm의 피연마면을 구비하는 코발트 기판(코발트로 이루어지는 기판)을, 10mL의 연마액에 침지하고, 코발트 기판과 연마액을 25℃에서 24시간 접촉시켰을 때, 코발트 기판의 피연마면 상에 형성되는 반응층을 의도한다. 또한, 연마액에 코발트 기판을 침지할 때에는, 코발트 기판과 다른 기판(예를 들면, 실리콘 기판)을 적층한 적층체를 연마액에 침지하는 형태여도 된다.The reaction layer in the present specification refers to a cobalt substrate (substrate made of cobalt) having a surface to be polished of 10 mm × 10 mm, immersed in 10 mL of a polishing liquid, and the cobalt substrate and the polishing liquid are brought into contact at 25° C. for 24 hours. In this case, a reaction layer formed on the to-be-polished surface of a cobalt substrate is intended. In addition, when immersing a cobalt substrate in a polishing liquid, the form which immersed the laminated body which laminated|stacked the cobalt substrate and another board|substrate (for example, a silicon substrate) in a polishing liquid may be sufficient.

상기 반응층은, 코발트 원자를 함유한다. 상기 반응층은, 산소 원자 등을 더 함유해도 되고, 반응층의 표면에는 연마액 중의 성분의 착체를 함유하는 것이 바람직하다.The reaction layer contains cobalt atoms. The reaction layer may further contain an oxygen atom or the like, and it is preferable that the surface of the reaction layer contains a complex of a component in the polishing liquid.

여기에서, 상기 반응층의 두께는, 연마액과 코발트 기판을 24시간 접촉시킨 후, 접촉 후의 코발트 기판의 단면을 주사형 전자 현미경(SEM: scanning electron microscope)을 이용하여 실시예에 기재된 방법에 의하여 관찰하여 얻어지는 두께를 의도한다.Here, the thickness of the reaction layer is determined by the method described in Examples using a scanning electron microscope (SEM) of the cross-section of the cobalt substrate after contacting the polishing liquid and the cobalt substrate for 24 hours. The thickness obtained by observation is intended.

〔pH〕[pH]

상기 연마액의 pH는 특별히 제한되지 않지만, 통상 1.0~14.0이 바람직하다.The pH of the polishing liquid is not particularly limited, but is usually preferably 1.0 to 14.0.

후술하는 바와 같이, 상기 연마액은, 반도체 집적 회로 장치의 제조 시에 매립 배선(코발트 배선)의 평탄화 등을 위하여 실시되는 CMP에 적합하게 이용된다.As will be described later, the polishing liquid is suitably used for CMP performed for planarization of buried wirings (cobalt wirings) or the like in the manufacture of semiconductor integrated circuit devices.

예를 들면, 상기 연마액은, 절연막층과, 배리어층과, 코발트 함유층을 갖는 피연마체의 CMP에 적합하게 이용된다. 상기 피연마체는, 통상, 볼록부와 오목부를 갖는 절연막층과, 절연막층의 표면의 요철을 따라 절연막층을 피복하는 배리어층과, 절연막층의 오목부를 충전하도록 배리어층을 피복하는 코발트 및 그 합금으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종으로 이루어지는 코발트 함유층을 갖는다. 도 1에 상기 피연마체의 일례를 나타낸다. 피연마체(10)는, 기판(12)과, 기판(12) 상에 배치된 오목부를 갖는 절연막층(14)과, 절연막층(14)의 표면에 추종하여 배치된 배리어층(16)과, 절연막층(14)의 오목부를 충전하고, 배리어층(16)을 피복하도록 배치된 코발트 함유층(18)을 갖는다.For example, the polishing liquid is suitably used for CMP of an object to be polished having an insulating film layer, a barrier layer, and a cobalt-containing layer. The object to be polished is usually an insulating film layer having convex portions and concave portions, a barrier layer covering the insulating film layer along the unevenness of the surface of the insulating film layer, and cobalt and an alloy thereof covering the barrier layer so as to fill the recesses of the insulating film layer It has a cobalt-containing layer which consists of at least 1 sort(s) selected from the group which consists of. An example of the said to-be-polished object is shown in FIG. The object to be polished 10 includes a substrate 12, an insulating film layer 14 having a concave portion arranged on the substrate 12, a barrier layer 16 arranged to follow the surface of the insulating film layer 14, It has a cobalt-containing layer 18 disposed so as to fill the recesses of the insulating film layer 14 and cover the barrier layer 16 .

상기 피연마체는, 통상, 2단계에 걸쳐 연마가 실시된다. 구체적으로는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 배리어층(16)이 노출될 때까지 코발트 함유층(18)을 연마하는 제1 연마와, 도 3에 나타내는 바와 같이, 절연막층(14)이 노출될 때까지 코발트 함유층(18) 및 배리어층(16)을 연마하는 제2 연마가 실시된다. 상기 연마액은, 상기 제1 연마 및 제2 연마 중 어느 것에도 적합하게 적용할 수 있다.The object to be polished is usually polished in two steps. Specifically, as shown in FIG. 2 , the first polishing of the cobalt-containing layer 18 is polished until the barrier layer 16 is exposed, and as shown in FIG. 3 , when the insulating film layer 14 is exposed The second polishing of polishing the cobalt-containing layer 18 and the barrier layer 16 is performed until the The polishing liquid can be suitably applied to any of the first polishing and the second polishing.

연마액을 상기 제1 연마에 적용하는 경우, 연마액의 pH는, 6.5~8.0이 보다 바람직하다. pH가, 6.5~8.0의 범위에 있으면, 연마액을 CMP에 적용한 경우에, 소정 조건에 있어서의 반응층의 두께를 원하는 범위로 조정하기 쉽기 때문에, 디싱이 보다 발생하기 어렵다. 디싱의 발생이 보다 더 억제되는 점에서, 그 중에서도, pH가, 6.8~7.8의 범위에 있는 것이 바람직하고, 6.8~7.2의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 또, 결함의 하나인 연마 상처는, 피연마면의 상태, 및 연마액이 함유하는 유기산의 종류에 강하게 영향을 받는다. 연마액을 상기 제1 연마에 적용하는 경우, 연마액은, 후술하는 바와 같이 유기산으로서 아미노산을 함유하는 것이 바람직하고, 아미노산을 함유하는 연마액은, pH가 6.5 이상인 경우에 연마 상처를 현저하게 억제할 수 있으며, 결함의 발생이 보다 억제되는 것이 확인되고 있다.When the polishing liquid is applied to the first polishing, the pH of the polishing liquid is more preferably 6.5 to 8.0. When the pH is in the range of 6.5 to 8.0, when the polishing liquid is applied to CMP, it is easy to adjust the thickness of the reaction layer under predetermined conditions to a desired range, so that dishing is more difficult to occur. From the point where generation|occurrence|production of dishing is suppressed more, it is preferable that pH exists in the range of 6.8-7.8, and it is more preferable especially that it exists in the range of 6.8-7.2. Moreover, the polishing wound, which is one of the defects, is strongly influenced by the state of the surface to be polished and the type of organic acid contained in the polishing liquid. When the polishing liquid is applied to the first polishing, the polishing liquid preferably contains an amino acid as an organic acid as described later, and the polishing liquid containing the amino acid significantly suppresses polishing scratches when the pH is 6.5 or higher. It can be done, and it is confirmed that generation|occurrence|production of a defect is suppressed more.

연마액을 상기 제2 연마에 적용하는 경우, 연마액의 pH는, 8.0~10.5가 보다 바람직하다. pH가, 8.0~10.5의 범위에 있으면, 연마액을 CMP에 적용한 경우에, 소정 조건에 있어서의 반응층의 두께를 원하는 범위로 조정하기 쉽기 때문에, 디싱의 발생이 보다 억제된다. 또, 결함의 하나인 연마 상처는, 피연마면의 상태, 및 연마액이 함유하는 유기산의 종류에 강하게 영향을 받는다. 연마액을 상기 제2 연마에 적용하는 경우, 연마액은, 후술하는 바와 같이 유기산으로서 말레산, 푸마르산, 2-하이드록시벤조산, 3-하이드록시벤조산, 4-하이드록시벤조산, 프탈산, 아이소프탈산, 테레프탈산, 헤미멜리트산, 트라이멜리트산, 트라이메스산, 멜로판산, 프레니트산, 파이로멜리트산, 멜리트산, 다이펜산, 시트르산, 석신산, 말산, 말론산, 및 안트라닐산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 것이 바람직하고, 이들 유기산을 함유하는 연마액은, pH가 8.0 이상인 경우(바람직하게는 8.2 이상인 경우)에 연마 상처를 현저하게 억제할 수 있으며, 결함의 발생이 보다 더 억제되는 것이 확인되고 있다. 피연마면에서의 디싱 및 결함의 발생이 보다 더 억제되는 점에서, pH가, 8.2~9.5의 범위에 있는 것이 바람직하고, 8.7~9.5의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.When the polishing liquid is applied to the second polishing, the pH of the polishing liquid is more preferably 8.0 to 10.5. When the pH is in the range of 8.0 to 10.5, when the polishing liquid is applied to CMP, it is easy to adjust the thickness of the reaction layer under predetermined conditions to a desired range, so that the occurrence of dishing is more suppressed. Moreover, the polishing wound, which is one of the defects, is strongly influenced by the state of the surface to be polished and the type of organic acid contained in the polishing liquid. When the polishing liquid is applied to the second polishing, the polishing liquid is, as will be described later, maleic acid, fumaric acid, 2-hydroxybenzoic acid, 3-hydroxybenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid, phthalic acid, isophthalic acid, selected from the group consisting of terephthalic acid, hemimellitic acid, trimellitic acid, trimesic acid, mellophanic acid, prenitic acid, pyromellitic acid, mellitic acid, diphenic acid, citric acid, succinic acid, malic acid, malonic acid, and anthranilic acid It is preferable to contain at least one of suppression is confirmed. It is preferable to exist in the range of 8.2-9.5, and, as for pH, it is more preferable to exist in the range of 8.7-9.5 from the point which generation|occurrence|production of dishing and the defect in the to-be-polished surface are suppressed further.

〔콜로이달 실리카〕[Colloidal Silica]

상기 연마액은, 회합도 1~3의 콜로이달 실리카를 함유한다.The polishing liquid contains colloidal silica having association degrees 1-3.

콜로이달 실리카는, 피연마체 중에 형성되는 반응층을 연삭하는 작용을 갖는다. 상기 연마액은 콜로이달 실리카를 함유하고, 또한 소정의 조건에 의하여 형성되는 상기 반응층의 두께가 0.5~20nm인 것이, 본 발명의 효과를 나타내는 이유의 하나로 추측된다.Colloidal silica has an action of grinding the reaction layer formed in the object to be polished. It is assumed that the polishing liquid contains colloidal silica and that the thickness of the reaction layer formed under predetermined conditions is 0.5 to 20 nm as one of the reasons for exhibiting the effect of the present invention.

본 명세서에 있어서, 회합도란, 회합도=평균 2차 입자경/평균 1차 입자경으로 구해진다.In this specification, the degree of association is calculated|required by association degree = average secondary particle diameter/average primary particle diameter.

평균 1차 입자경은, 니혼 덴시(주)제의 투과형 전자 현미경 TEM2010(가압 전압 200kV)을 이용하여 촬영된 화상으로부터 임의로 선택한 1차 입자 1000개의 입자경(원 상당 직경)을 측정하고, 그들을 산술 평균하여 구한다. 또한, 원 상당 직경이란, 관찰 시의 입자의 투영 면적과 동일한 투영 면적을 갖는 진원(眞圓)을 상정했을 때의 당해 원의 직경이다.The average primary particle diameter is measured by measuring the particle diameter (equivalent circle diameter) of 1000 primary particles arbitrarily selected from images taken using a transmission electron microscope TEM2010 (pressed voltage 200 kV) manufactured by Nippon Electronics Co., Ltd., and arithmetic average of them. save In addition, the equivalent circle diameter is the diameter of the said circle at the time of assuming the perfect circle which has the same projected area as the projected area of the particle|grains at the time of observation.

평균 2차 입자경은, 응집된 상태인 2차 입자의 평균 입자경(원 상당 직경)에 상당하며, 상술한 평균 1차 입자경과 동일한 방법에 의하여 구할 수 있다.The average secondary particle diameter corresponds to the average particle diameter (equivalent circle diameter) of the secondary particles in the aggregated state, and can be obtained by the same method as the average primary particle diameter described above.

콜로이달 실리카의 회합도는, 1~3이며, 연마 속도가 보다 우수한 점에서, 1.5~2.5가 바람직하다. 회합도가 3을 초과하는 경우, 기계 연마력이 과잉이 되어, 디싱이 발생하기 쉽다. 또, 피연마면이 성기어짐으로써, 결함도 발생하기 쉬워진다. 한편, 회합도가 1 미만인 경우, 원하는 연마 속도가 얻어지기 어렵다. 또한, 콜로이달 실리카의 평균 1차 입자경은 특별히 제한되지 않지만, 연마액이 보다 우수한 분산 안정성을 갖는 점에서, 1~100nm가 바람직하다.The association degree of colloidal silica is 1-3, and 1.5-2.5 are preferable at the point which a polishing rate is more excellent. When the association degree exceeds 3, the mechanical grinding force becomes excessive, and dishing tends to occur. Moreover, when the to-be-polished surface becomes coarse, it also becomes easy to generate|occur|produce a defect. On the other hand, when the degree of association is less than 1, it is difficult to obtain a desired polishing rate. In addition, although the average primary particle diameter in particular of colloidal silica is not restrict|limited, From the point which a polishing liquid has more excellent dispersion stability, 1-100 nm is preferable.

회합도 1~3의 콜로이달 실리카의 시판품으로서는, 예를 들면 PL2, PL3, PL3H, 및 PL3L 등(모두 상품명, 후소 가가쿠 고교사제)을 들 수 있다.As a commercial item of colloidal silica of association degrees 1-3, PL2, PL3, PL3H, PL3L, etc. (all are brand names, the Fuso Chemical Co., Ltd. make) are mentioned, for example.

회합도 1~3의 콜로이달 실리카의 함유량으로서는 특별히 제한되지 않으며, 연마액 전체 질량에 대하여 0.01질량% 이상이 바람직하고, 0.05질량% 이상이 보다 바람직하며, 10질량% 이하가 바람직하고, 5질량% 이하가 보다 바람직하며, 3질량% 이하가 더 바람직하고, 1질량% 이하가 특히 바람직하다.The content of the colloidal silica having the degree of association 1 to 3 is not particularly limited, and is preferably 0.01 mass % or more, more preferably 0.05 mass % or more, preferably 10 mass % or less, and 5 mass % with respect to the total mass of the polishing liquid. % or less is more preferable, 3 mass % or less is still more preferable, and 1 mass % or less is especially preferable.

연마액을 상기 제1 연마에 적용하는 경우, 회합도 1~3의 콜로이달 실리카의 함유량으로서는, 연마액 전체 질량에 대하여 0.01~1질량%가 보다 바람직하다. 회합도 1~3의 콜로이달 실리카의 함유량이 상기 범위에 있으면, 피연마면에서의 디싱이 보다 발생하기 어렵고, 또 보다 우수한 연마 속도가 얻어진다. 그 중에서도, 회합도 1~3의 콜로이달 실리카의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.01~0.15질량%의 범위에 있으면, 디싱의 발생이 보다 더 억제된다.When a polishing liquid is applied to the said 1st grinding|polishing, as content of colloidal silica of association degree 1-3, 0.01-1 mass % with respect to the total mass of a polishing liquid is more preferable. When the content of the colloidal silica having the association degrees 1 to 3 is within the above range, dishing on the surface to be polished is less likely to occur, and a more excellent polishing rate is obtained. Especially, when content of colloidal silica of association degree 1-3 exists in the range of 0.01-0.15 mass % with respect to the total mass of polishing liquid, generation|occurrence|production of dishing is further suppressed.

한편, 연마액을 상기 제2 연마에 적용하는 경우, 회합도 1~3의 콜로이달 실리카의 함유량으로서는, 연마액 전체 질량에 대하여 0.5~5질량%가 보다 바람직하다.On the other hand, when the polishing liquid is applied to the second polishing, the content of colloidal silica having the association degrees 1-3 is more preferably 0.5 to 5 mass % with respect to the total mass of the polishing liquid.

회합도 1~3의 콜로이달 실리카의 함유량이 상기 범위에 있으면, 피연마면에서의 디싱이 보다 발생하기 어렵고, 또 보다 우수한 연마 속도가 얻어진다. 그 중에서도, 회합도 1~3의 콜로이달 실리카의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.5~3질량%의 범위에 있으면, 디싱의 발생이 보다 더 억제된다.When the content of the colloidal silica having the association degrees 1 to 3 is within the above range, dishing on the surface to be polished is less likely to occur, and a more excellent polishing rate is obtained. In particular, when the content of colloidal silica having an association degree of 1 to 3 is in the range of 0.5 to 3 mass % with respect to the total mass of the polishing liquid, the occurrence of dishing is further suppressed.

또한, 회합도 1~3의 콜로이달 실리카는 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 2종 이상의 회합도 1~3의 콜로이달 실리카를 병용하는 경우에는, 합계 함유량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.In addition, the colloidal silica of association degree 1-3 may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. When using together the colloidal silica of 2 or more types of association|association degree 1-3, it is preferable that total content exists in the said range.

연마액 중, 회합도 1~3의 콜로이달 실리카의 하기 식 (2)로부터 산출되는 화학적 기계적 연마(CMP) 전후에서의 평균 입자경의 비 T2가, 5 이하인 것이 바람직하다. 상기 T2가 5 이하인 경우, 피연마면에서 결함이 보다 발생하기 어렵다. 상기 T2의 하한은, 1 이상인 것이 바람직하다. 상기 T2는, 2.5 이하가 보다 바람직하며, 2 이하가 더 바람직하다.Among the polishing liquids, it is preferable that the ratio T2 of the average particle diameter before and after chemical mechanical polishing (CMP) calculated from the following formula (2) of colloidal silica having an association degree of 1 to 3 is 5 or less. When T2 is 5 or less, defects are more difficult to occur in the surface to be polished. It is preferable that the lower limit of the said T2 is 1 or more. 2.5 or less are more preferable, and, as for said T2, 2 or less are still more preferable.

식 (2):Equation (2):

T2=화학적 기계적 연마 후의 평균 입자경/화학적 기계적 연마 전의 평균 입자경T2 = average particle diameter after chemical mechanical polishing/average particle diameter before chemical mechanical polishing

회합도 1~3의 콜로이달 실리카는, CMP의 과정에 있어서 깎여 나온 금속의 이온화물(코발트 이온을 포함하는 각종 금속 이온)과 결합하여 평균 입자경이 증대하는 것이라고 추측된다.It is estimated that the colloidal silica having the association degrees 1 to 3 binds to the metal ionized material (various metal ions including cobalt ions) scraped out in the process of CMP to increase the average particle diameter.

〔과산화 수소〕[Hydrogen Peroxide]

상기 연마액은, 산화제로서 과산화 수소를 함유한다. 산화제는, 피연마체의 피연마면에 존재하는 연마 대상이 되는 금속을 산화하는 기능을 갖는다.The polishing liquid contains hydrogen peroxide as an oxidizing agent. The oxidizing agent has a function of oxidizing a metal to be polished existing on a polished surface of an object to be polished.

과산화 수소의 함유량으로서는 특별히 제한되지 않지만, 연마액 전체 질량에 대하여, 0.001~5질량%가 바람직하다.Although it does not restrict|limit especially as content of hydrogen peroxide, 0.001-5 mass % is preferable with respect to the total mass of a polishing liquid.

연마액을 상기 제1 연마에 적용하는 경우, 연마액 중의 과산화 수소의 함유량으로서는, 피연마면에서의 디싱이 보다 발생하기 어려운 점에서, 연마액 전체 질량에 대하여, 0.001~2.5질량%가 보다 바람직하며, 0.06~2질량%가 더 바람직하다.When the polishing liquid is applied to the first polishing, the content of hydrogen peroxide in the polishing liquid is more preferably 0.001 to 2.5 mass % with respect to the total mass of the polishing liquid, since dishing on the surface to be polished is more difficult to occur. and 0.06-2 mass % is more preferable.

한편, 연마액을 상기 제2 연마에 적용하는 경우, 연마액 중의 과산화 수소의 함유량으로서는, 연마액 전체 질량에 대하여, 피연마면에서의 디싱이 보다 발생하기 어려운 점에서, 0.001~3질량%가 보다 바람직하며, 0.1~1.2질량%가 더 바람직하고, 0.6~1질량%가 특히 바람직하다.On the other hand, when the polishing liquid is applied to the second polishing, the content of hydrogen peroxide in the polishing liquid is 0.001 to 3% by mass relative to the total mass of the polishing liquid, since dishing on the surface to be polished is more difficult to occur. It is more preferable, 0.1-1.2 mass % is more preferable, and 0.6-1 mass % is especially preferable.

〔유기산〕[organic acid]

상기 연마액은, 유기산을 함유한다. 유기산은, 금속의 산화 촉진, 연마액의 pH 조정, 및 완충제로서의 작용을 갖는다.The polishing liquid contains an organic acid. The organic acid promotes metal oxidation, adjusts the pH of the polishing liquid, and functions as a buffer.

본 명세서에 있어서, 유기산이란, 1분자 내에 하나 이상의 산성기를 갖는 화합물이며, 산성기란, 카복시기, 설폰산기, 및 인산기 등을 들 수 있다.In this specification, an organic acid is a compound which has one or more acidic groups in 1 molecule, A carboxy group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, etc. are mentioned with an acidic group.

유기산으로서는 특별히 제한되지 않으며, 공지의 유기산을 이용할 수 있다.It does not restrict|limit especially as an organic acid, A well-known organic acid can be used.

유기산으로서는, 예를 들면 폼산, 아세트산, 프로피온산, 뷰티르산, 발레르산, 2-메틸뷰티르산, n-헥산산, 3,3-다이메틸뷰티르산, 2-에틸뷰티르산, 4-메틸펜탄산, n-헵탄산, 2-메틸헥산산, n-옥탄산, 2-에틸헥산산, 벤조산, 글라이콜산, 살리실산, 글리세린산, 옥살산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 말레산, 푸마르산, 2-하이드록시벤조산, 3-하이드록시벤조산, 4-하이드록시벤조산, 프탈산, 아이소프탈산, 테레프탈산, 헤미멜리트산, 트라이멜리트산, 트라이메스산, 멜로판산, 프레니트산, 파이로멜리트산, 멜리트산, 다이펜산, 시트르산, 석신산, 말산, 말론산, 안트라닐산, 타타르산, 락트산, 하이드록시에틸이미노 이아세트산, 및 이미노 이아세트산과, 이들의 암모늄염 및 알칼리 금속염 등의 염; 글라이신, α-알라닌, β-알라닌, N-메틸글라이신, L-2-아미노뷰티르산, L-노발린, L-발린, L-류신 또는 그의 유도체, L-프롤린, L-오니틴, L-라이신, 타우린, L-세린, L-트레오닌, L-알로트레오닌, L-호모세린, L-타이로신, L-타이록신, 4-하이드록시-L-프롤린, L-시스테인, L-메티오닌, L-에티오닌, L-시스틴 또는 그의 유도체, L-시스테인산, L-아스파라진산, L-글루탐산, 4-아미노뷰티르산, L-아스파라진, L-글루타민, 아자세린, L-아르지닌, L-카나바닌, L-시트룰린, δ-하이드록시-L-라이신, 크레아틴, L-카이뉴레닌, L-히스티딘 또는 그의 유도체, 및 L-트립토판 등의 아미노산을 들 수 있다.Examples of the organic acid include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, 2-methylbutyric acid, n-hexanoic acid, 3,3-dimethylbutyric acid, 2-ethylbutyric acid, 4-methylpentanoic acid, n-heptanoic acid, 2-methylhexanoic acid, n-octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, benzoic acid, glycolic acid, salicylic acid, glyceric acid, oxalic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, maleic acid, fumaric acid , 2-hydroxybenzoic acid, 3-hydroxybenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, hemimellitic acid, trimellitic acid, trimesic acid, mellophanic acid, prenitric acid, pyromellitic acid, salts such as mellitic acid, diphenic acid, citric acid, succinic acid, malic acid, malonic acid, anthranilic acid, tartaric acid, lactic acid, hydroxyethyliminodiacetic acid, and iminodiacetic acid, and ammonium salts and alkali metal salts thereof; Glycine, α-alanine, β-alanine, N-methylglycine, L-2-aminobutyric acid, L-novaline, L-valine, L-leucine or derivatives thereof, L-proline, L-onithine, L- Lysine, taurine, L-serine, L-threonine, L-allotreonine, L-homoserine, L-tyrosine, L-thyroxine, 4-hydroxy-L-proline, L-cysteine, L-methionine, L- Ethionine, L-cystine or its derivatives, L-cysteic acid, L-aspartic acid, L-glutamic acid, 4-aminobutyric acid, L-asparagine, L-glutamine, azaserine, L-arginine, L - Amino acids, such as carnabanin, L-citrulline, δ-hydroxy-L-lysine, creatine, L-kynurenine, L-histidine or a derivative thereof, and L-tryptophan, are mentioned.

유기산의 함유량으로서는 특별히 제한되지 않지만, 연마액 전체 질량에 대하여, 0.01~30질량%가 바람직하다.Although it does not restrict|limit especially as content of an organic acid, 0.01-30 mass % is preferable with respect to the total mass of a polishing liquid.

또한, 유기산은 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 2종 이상의 유기산을 병용하는 경우에는, 합계 함유량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.In addition, an organic acid may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. When using together 2 or more types of organic acids, it is preferable that total content exists in the said range.

연마액을 상기 제1 연마에 적용하는 경우, 피연마면에서의 디싱이 보다 발생하기 어려운, 및/또는 결함이 보다 발생하기 어려운 점에서, 연마액은 유기산으로서 아미노산을 함유하는 것이 바람직하고, 그 중에서도, 글라이신, α-알라닌, β-알라닌, L-아스파라진산, 또는 N-메틸글라이신이 보다 바람직하며, 글라이신 또는 N-메틸글라이신이 더 바람직하고, 글라이신이 특히 바람직하다.When the polishing liquid is applied to the first polishing, dishing on the surface to be polished is less likely to occur and/or defects are more unlikely to occur, so that the polishing liquid preferably contains an amino acid as an organic acid, Among them, glycine, α-alanine, β-alanine, L-aspartic acid, or N-methylglycine is more preferable, glycine or N-methylglycine is still more preferable, and glycine is particularly preferable.

연마액을 상기 제1 연마에 적용하는 경우, 연마액 중의 유기산의 함유량은 특별히 제한되지 않으며, 연마액 전체 질량에 대하여, 0.1질량% 이상이 바람직하고, 0.8질량% 이상이 보다 바람직하며, 30질량% 이하가 바람직하고, 15질량% 이하가 보다 바람직하며, 8질량% 이하가 더 바람직하고, 4질량% 이하가 특히 바람직하다.When the polishing liquid is applied to the first polishing, the content of the organic acid in the polishing liquid is not particularly limited, and is preferably 0.1 mass% or more, more preferably 0.8 mass% or more, and more preferably 30 mass%, based on the total mass of the polishing liquid. % or less is preferable, 15 mass % or less is more preferable, 8 mass % or less is still more preferable, 4 mass % or less is especially preferable.

유기산의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여, 0.8~4질량%인 경우, 피연마면에서의 디싱 및 결함이 보다 발생하기 어렵다.When the content of the organic acid is 0.8 to 4 mass% with respect to the total mass of the polishing liquid, dishing and defects on the surface to be polished are less likely to occur.

유기산은, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.An organic acid may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

또, 피연마면에서의 디싱이 보다 발생하기 어려운, 및/또는 결함이 보다 발생하기 어려운 점에서, 아미노산과 다른 유기산(아미노산을 포함하지 않음)을 조합하여 사용하는 것도 바람직하다. 상기 유기산으로서는, 예를 들면 말레산, 푸마르산, 2-하이드록시벤조산, 3-하이드록시벤조산, 4-하이드록시벤조산, 프탈산, 아이소프탈산, 테레프탈산, 헤미멜리트산, 트라이멜리트산, 트라이메스산, 멜로판산, 프레니트산, 파이로멜리트산, 멜리트산, 다이펜산, 시트르산, 석신산, 말산, 말론산, 또는 안트라닐산이 바람직하다. 또한, 아미노산과 다른 유기산(아미노산을 포함하지 않음)을 조합하여 사용하는 경우에는, 다른 유기산의 함유량은, 유기산의 총량에 대하여, 30질량% 이하가 바람직하고, 10질량%가 보다 바람직하다. 또한, 그 하한은, 1질량% 이상인 것이 바람직하다.Moreover, since dishing on the surface to be polished is less likely to occur and/or defects are less likely to occur, it is also preferable to use an amino acid in combination with another organic acid (not including an amino acid). Examples of the organic acid include maleic acid, fumaric acid, 2-hydroxybenzoic acid, 3-hydroxybenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, hemimellitic acid, trimellitic acid, trimesic acid, melo Panic acid, prenitric acid, pyromellitic acid, mellitic acid, diphenic acid, citric acid, succinic acid, malic acid, malonic acid, or anthranilic acid are preferred. Moreover, when using an amino acid in combination with another organic acid (amino acid is not included), 30 mass % or less is preferable with respect to the total amount of organic acids, and, as for content of another organic acid, 10 mass % is more preferable. Moreover, it is preferable that the minimum is 1 mass % or more.

2종 이상의 유기산을 병용하는 경우에는, 합계 함유량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.When using together 2 or more types of organic acids, it is preferable that total content exists in the said range.

한편, 연마액을 상기 제2 연마에 적용하는 경우, 연마액은, 유기산으로서, 폼산, 아세트산, 프로피온산, 뷰티르산, 발레르산, 2-메틸뷰티르산, n-헥산산, 3,3-다이메틸뷰티르산, 2-에틸뷰티르산, 4-메틸펜탄산, n-헵탄산, 2-메틸헥산산, n-옥탄산, 2-에틸헥산산, 벤조산, 글라이콜산, 살리실산, 글리세린산, 옥살산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 말레산, 푸마르산, 2-하이드록시벤조산, 3-하이드록시벤조산, 4-하이드록시벤조산, 프탈산, 아이소프탈산, 테레프탈산, 헤미멜리트산, 트라이멜리트산, 트라이메스산, 멜로판산, 프레니트산, 파이로멜리트산, 멜리트산, 다이펜산, 시트르산, 석신산, 말산, 말론산, 안트라닐산, 타타르산, 락트산, 하이드록시에틸이미노 이아세트산, 및 이미노 이아세트산과, 이들의 암모늄염 및 알칼리 금속염 등의 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 피연마면에서의 디싱이 보다 발생하기 어려운, 및/또는 결함이 보다 발생하기 어려운 점에서, 말레산, 푸마르산, 2-하이드록시벤조산, 3-하이드록시벤조산, 4-하이드록시벤조산, 프탈산, 아이소프탈산, 테레프탈산, 헤미멜리트산, 트라이멜리트산, 트라이메스산, 멜로판산, 프레니트산, 파이로멜리트산, 멜리트산, 다이펜산, 시트르산, 석신산, 말산, 말론산, 또는 안트라닐산이 바람직하고, 말레산, 2-하이드록시벤조산, 4-하이드록시벤조산, 프탈산, 트라이멜리트산, 시트르산, 석신산, 말산, 말론산, 또는 안트라닐산이 보다 바람직하며, 말레산, 또는 시트르산이 더 바람직하고, 말레산이 특히 바람직하다.On the other hand, when the polishing liquid is applied to the second polishing, the polishing liquid is an organic acid, such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, 2-methylbutyric acid, n-hexanoic acid, 3,3-dimethyl Butyric acid, 2-ethylbutyric acid, 4-methylpentanoic acid, n-heptanoic acid, 2-methylhexanoic acid, n-octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, benzoic acid, glycolic acid, salicylic acid, glyceric acid, oxalic acid, Glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, maleic acid, fumaric acid, 2-hydroxybenzoic acid, 3-hydroxybenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, hemimellitic acid, trimellitic acid, tri Mesic acid, mellophanic acid, prenitric acid, pyromellitic acid, mellitic acid, diphenic acid, citric acid, succinic acid, malic acid, malonic acid, anthranilic acid, tartaric acid, lactic acid, hydroxyethyliminodiacetic acid, and imino It is preferable to contain any 1 type(s) or 2 or more types selected from the group which consists of diacetic acid and salts, such as these ammonium salts and alkali metal salts. Especially, since dishing on the surface to be polished is less likely to occur and/or defects are more unlikely to occur, maleic acid, fumaric acid, 2-hydroxybenzoic acid, 3-hydroxybenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid, Phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, hemimellitic acid, trimellitic acid, trimesic acid, mellophanic acid, prenitic acid, pyromellitic acid, mellitic acid, diphenic acid, citric acid, succinic acid, malic acid, malonic acid, or anthranyl acid is preferred, maleic acid, 2-hydroxybenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid, phthalic acid, trimellitic acid, citric acid, succinic acid, malic acid, malonic acid, or anthranilic acid is more preferred, maleic acid, or citric acid further preferred, and maleic acid is particularly preferred.

또, 2종 이상의 유기산을 병용하여 사용하는 경우에는, 피연마면에서의 디싱이 보다 발생하기 어려운, 및/또는 결함이 보다 발생하기 어려운 점에서, 그 중에서도, 말레산과, 시트르산, 석신산, 말산, 말론산, 프탈산, 4-하이드록시벤조산, 2-하이드록시벤조산, 안트라닐산, 및 트라이멜리트산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종과의 조합이 바람직하고, 말레산과, 시트르산, 말론산, 4-하이드록시벤조산, 2-하이드록시벤조산, 안트라닐산, 및 트라이멜리트산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종과의 조합이 보다 바람직하며, 말레산과, 시트르산, 4-하이드록시벤조산, 2-하이드록시벤조산, 안트라닐산, 및 트라이멜리트산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종과의 조합이 더 바람직하다.Moreover, when two or more types of organic acids are used in combination, dishing on the surface to be polished is less likely to occur and/or defects are less likely to occur, and among them, maleic acid, citric acid, succinic acid, and malic acid , malonic acid, phthalic acid, 4-hydroxybenzoic acid, 2-hydroxybenzoic acid, anthranilic acid, and a combination with at least one selected from the group consisting of trimellitic acid, maleic acid, citric acid, malonic acid, 4 - A combination with at least one selected from the group consisting of -hydroxybenzoic acid, 2-hydroxybenzoic acid, anthranilic acid, and trimellitic acid is more preferable, maleic acid and citric acid, 4-hydroxybenzoic acid, 2-hydroxy A combination with at least one selected from the group consisting of benzoic acid, anthranilic acid, and trimellitic acid is more preferred.

연마액을 상기 제2 연마에 적용하는 경우, 연마액 중의 유기산의 함유량은 특별히 제한되지 않으며, 연마액 전체 질량에 대하여, 0.01~30질량%가 바람직하고, 0.01~12질량%가 보다 바람직하며, 0.01~5질량%가 더 바람직하며, 0.01~0.3질량%가 특히 바람직하다. 또한, 2종 이상의 유기산을 사용하는 경우에는, 합계 함유량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.When the polishing liquid is applied to the second polishing, the content of the organic acid in the polishing liquid is not particularly limited, and is preferably 0.01 to 30 mass%, more preferably 0.01 to 12 mass%, based on the total mass of the polishing liquid, 0.01-5 mass % is more preferable, and 0.01-0.3 mass % is especially preferable. Moreover, when using 2 or more types of organic acids, it is preferable that total content exists in the said range.

〔아졸계 화합물〕[Azole-based compound]

상기 연마액은, 아졸계 화합물을 함유한다. 아졸계 화합물은, 피연마면의 금속 표면에 반응층을 형성하는 작용을 갖는다. 또, 후술하는 과산화 수소에 의한 산화 작용을 향상시키는 기능을 갖는다.The polishing liquid contains an azole compound. The azole-based compound has an effect of forming a reaction layer on the metal surface of the surface to be polished. Moreover, it has the function of improving the oxidation action by hydrogen peroxide mentioned later.

본 명세서에 있어서, 아졸계 화합물이란, 질소 원자를 1개 이상 함유하는 복소 오원환을 함유하는 화합물인 것을 의도하며, 질소 원자수로서는 1~4개가 바람직하다. 또, 아졸계 화합물은, 질소 원자 이외의 원자를 헤테로 원자로서 함유해도 된다. 또, 아졸계 화합물은, 상기 복소 오원환 상에 치환기를 가져도 된다.In the present specification, the azole compound is intended to be a compound containing a hetero five-membered ring containing one or more nitrogen atoms, and the number of nitrogen atoms is preferably 1-4. Moreover, the azole compound may contain atoms other than a nitrogen atom as a hetero atom. Moreover, the azole compound may have a substituent on the said hetero five-membered ring.

상기 아졸계 화합물로서는, 예를 들면 피롤 골격, 이미다졸 골격, 피라졸 골격, 아이소싸이아졸 골격, 아이소옥사졸 골격, 트라이아졸 골격, 테트라졸 골격, 싸이아졸 골격, 옥사졸 골격, 싸이아다이아졸 골격, 또는 옥사다이아졸 골격을 갖는 화합물 등을 들 수 있다.Examples of the azole-based compound include a pyrrole skeleton, an imidazole skeleton, a pyrazole skeleton, an isothiazole skeleton, an isoxazole skeleton, a triazole skeleton, a tetrazole skeleton, a thiazole skeleton, an oxazole skeleton, and a thiazole skeleton. The compound etc. which have frame|skeleton or oxadiazole skeleton are mentioned.

상기 아졸계 화합물로서는, 상기의 골격에 방향족 탄화 수소환 또는 방향족 복소환이 축합한 다환 구조를 더 갖는 아졸계 화합물이어도 된다. 상기 다환 구조를 함유하는 아졸계 화합물로서는, 예를 들면 인돌 골격, 퓨린 골격, 인다졸 골격, 벤즈이미다졸 골격, 카바졸 골격, 벤즈옥사졸 골격, 벤조싸이아졸 골격, 벤조싸이아다이아졸 골격, 또는 나프토이미다졸 골격을 함유하는 화합물 등을 들 수 있다.The azole-based compound may be an azole-based compound further having a polycyclic structure in which an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocycle is condensed on the skeleton. Examples of the azole compound containing the polycyclic structure include indole skeleton, purine skeleton, indazole skeleton, benzimidazole skeleton, carbazole skeleton, benzoxazole skeleton, benzothiazole skeleton, benzothiazole skeleton, Or the compound containing a naphthoimidazole skeleton, etc. are mentioned.

아졸계 화합물이 함유할 수 있는 치환기로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 할로젠 원자(불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자, 또는 아이오딘 원자), 알킬기(직쇄, 분기쇄상 또는 환상의 알킬기이며, 바이사이클로알킬기와 같이 다환 알킬기여도 되고, 활성 메타인기를 포함해도 됨), 알켄일기, 알카인일기, 아릴기, 헤테로환기(치환하는 위치는 불문함), 아실기, 알콕시카보닐기, 아릴옥시카보닐기, 헤테로환 옥시카보닐기, 카바모일기(치환기를 갖는 카바모일기로서는, 예를 들면 N-하이드록시카바모일기, N-아실카바모일기, N-설폰일카바모일기, N-카바모일카바모일기, 싸이오카바모일기, 및 N-설파모일카바모일기 등을 들 수 있음), 카바조일기, 카복시기 또는 그 염, 옥살일기, 옥사모일기, 사이아노기, 카본이미도일기, 폼일기, 하이드록시기, 알콕시기(에틸렌옥시기 또는 프로필렌옥시기를 반복 단위로서 포함하는 기를 포함함), 아릴옥시기, 헤테로환 옥시기, 아실옥시기, 카보닐옥시기, 카바모일옥시기, 설폰일옥시기, 아미노기, 아실아미노기, 설폰아마이드기, 유레이도기, 싸이오유레이도기, N-하이드록시유레이도기, 이미드기, 카보닐아미노기, 설파모일아미노기, 세미카바자이드기, 싸이오세미카바자이드기, 하이드라지노기, 암모니오기, 옥사모일아미노기, N-(알킬 또는 아릴)설폰일유레이도기, N-아실유레이도기, N-아실설파모일아미노기, 하이드록시아미노기, 나이트로기, 4급화된 질소 원자를 포함하는 헤테로환기(예를 들면, 피리디니오기, 이미다졸리오기, 퀴놀리니오기, 및 아이소퀴놀리니오기를 들 수 있음), 아이소사이아노기, 이미노기, 머캅토기, (알킬, 아릴, 또는 헤테로환)싸이오기, (알킬, 아릴, 또는 헤테로환)다이싸이오기, (알킬 또는 아릴)설폰일기, (알킬 또는 아릴)설핀일기, 설포기 또는 그 염, 설파모일기(치환기를 갖는 설파모일기로서는, 예를 들면 N-아실설파모일기, 및 N-설폰일설파모일기를 들 수 있음) 또는 그 염, 포스피노기, 포스핀일기, 포스핀일옥시기, 포스핀일아미노기, 및 실릴기 등을 들 수 있다.The substituent that the azole compound may contain is not particularly limited, but for example, a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom), an alkyl group (a straight-chain, branched-chain or cyclic alkyl group, It may be a polycyclic alkyl group such as a bicycloalkyl group or may include an active metaphosphorus group), an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heterocyclic group (regardless of the position of substitution), an acyl group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group Nyl group, heterocyclic oxycarbonyl group, carbamoyl group (as carbamoyl group having a substituent, for example, N-hydroxycarbamoyl group, N-acylcarbamoyl group, N-sulfonylcarbamoyl group, N-carbamoyl group carbamoyl group, thiocarbamoyl group, and N-sulfamoylcarbamoyl group), carbazoyl group, carboxyl group or a salt thereof, oxalyl group, oxamoyl group, cyano group, carbonimidoyl group, A formyl group, a hydroxyl group, an alkoxy group (including a group containing an ethyleneoxy group or a propyleneoxy group as a repeating unit), an aryloxy group, a heterocyclic oxy group, an acyloxy group, a carbonyloxy group, a carbamoyloxy group, a sulfonyloxy group Group, amino group, acylamino group, sulfonamide group, ureido group, thioureido group, N-hydroxyureido group, imide group, carbonylamino group, sulfamoylamino group, semicarbazide group, thiosemicarbazide group, hydrazi No group, ammony group, oxamoylamino group, N- (alkyl or aryl) sulfonylureido group, N-acylureido group, N-acylsulfamoylamino group, hydroxyamino group, nitro group, containing a quaternized nitrogen atom Heterocyclic group (for example, pyridini group, imidazoli group, quinolini group, and isoquinolini group are mentioned), isocyano group, imino group, mercapto group, (alkyl, aryl, or hetero Ring) thio group, (alkyl, aryl, or heterocyclic) dithio group, (alkyl or aryl) sulfonyl group, (alkyl or aryl) sulfinyl group, sulfo group or a salt thereof, sulfamoyl group (sulfamoyl group having a substituent) Examples thereof include N-acylsulfamoyl group and N-sulfonylsulfamoyl group) or salts thereof, phosphino group, phosphinyl group, phosphinyloxy group, phosphinylamino group, and silyl and the like.

그 중에서도, 할로젠 원자, 알킬기, 알켄일기, 알카인일기, 아릴기, 또는 헤테로환기가 바람직하다.Among them, a halogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, or a heterocyclic group is preferable.

또한, 여기에서, "활성 메타인기"란, 2개의 전자 구인성기로 치환된 메타인기를 의미한다. "전자 구인성기"란, 예를 들면 아실기, 알콕시카보닐기, 아릴옥시카보닐기, 카바모일기, 알킬설폰일기, 아릴설폰일기, 설파모일기, 트라이플루오로메틸기, 사이아노기, 나이트로기, 또는 카복실아마이드일기를 의도한다. 또, 2개의 전자 구인성기는 서로 결합하여 환상 구조를 취하고 있어도 된다. 또, "염"이란 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 및 중금속 등의 양이온; 암모늄 이온, 및 포스포늄 이온 등의 유기의 양이온을 의도한다.In addition, here, "active metaphosphorus group" means metaphosphorus group substituted with two electron withdrawing groups. The "electron withdrawing group" means, for example, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, a carbamoyl group, an alkylsulfonyl group, an arylsulfonyl group, a sulfamoyl group, a trifluoromethyl group, a cyano group, and a nitro group. , or a carboxylamide group. Moreover, two electron withdrawing groups may mutually couple|bond and take a cyclic structure. In addition, "salt" refers to cations such as alkali metals, alkaline earth metals, and heavy metals; Organic cations, such as an ammonium ion and a phosphonium ion, are intended.

아졸계 화합물로서는, 피연마면에서의 디싱이 보다 발생하기 어려운, 및/또는 결함이 보다 발생하기 어려운 점에서, 트라이아졸 골격을 갖는 화합물(트라이아졸계 화합물), 피라졸계 화합물, 또는 이미다졸 골격을 갖는 화합물(이미다졸계 화합물)이 바람직하고, 트라이아졸 골격을 갖는 화합물이 보다 바람직하다.As the azole-based compound, a compound having a triazole skeleton (triazole-based compound), a pyrazole-based compound, or an imidazole skeleton because dishing on the surface to be polished is less likely to occur and/or defects are less likely to occur. A compound having (imidazole-based compound) is preferable, and a compound having a triazole skeleton is more preferable.

또, 트라이아졸 골격을 갖는 화합물 중에서도, 피연마면에서의 디싱이 보다 발생하기 어려운, 및/또는 결함이 보다 발생하기 어려운 점에서, 벤조트라이아졸 골격을 갖는 화합물(벤조트라이아졸계 화합물), 또는 1,2,4-트라이아졸 골격을 갖는 화합물(1,2,4-트라이아졸계 화합물)이 바람직하고, 벤조트라이아졸 골격을 갖는 화합물이 보다 바람직하다.Further, among the compounds having a triazole skeleton, from the viewpoint that dishing on the surface to be polished is less likely to occur and/or defects are more unlikely to occur, a compound having a benzotriazole skeleton (benzotriazole-based compound), or A compound having a 1,2,4-triazole skeleton (1,2,4-triazole-based compound) is preferable, and a compound having a benzotriazole skeleton is more preferable.

벤조트라이아졸 골격을 갖는 화합물로서는, 예를 들면 5-메틸벤조트라이아졸, 5-아미노벤조트라이아졸, 벤조트라이아졸, 및 5,6-다이메틸벤조트라이아졸 등을 들 수 있다.Examples of the compound having a benzotriazole skeleton include 5-methylbenzotriazole, 5-aminobenzotriazole, benzotriazole, and 5,6-dimethylbenzotriazole.

또, 1,2,4-트라이아졸 골격을 갖는 화합물로서는, 예를 들면 3-아미노-1,2,4-트라이아졸, 또는 1,2,4-트라이아졸 등을 들 수 있다.Moreover, as a compound which has 1,2,4-triazole skeleton, 3-amino-1,2,4-triazole, 1,2,4-triazole, etc. are mentioned, for example.

아졸계 화합물은, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 되지만, 피연마면에서의 디싱이 보다 발생하기 어려운, 및/또는 결함이 보다 발생하기 어려운 점에서, 벤조트라이아졸 골격을 갖는 화합물과, 벤조트라이아졸계 화합물과는 다른 화합물(벤조트라이아졸 골격을 함유하지 않는 화합물)을 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 벤조트라이아졸 골격을 함유하는 화합물은 산화제인 과산화 수소에 의하여 산화된 코발트에 강하게 배위하여 반응층을 형성하기 쉽다. 한편으로, 아졸계 화합물이더라도, 벤조트라이아졸 골격을 함유하지 않는 화합물은, 산화된 코발트에 비교적 약하게 배위하여 반응층을 형성하기 쉽다. 벤조트라이아졸계 화합물과, 벤조트라이아졸과는 다른 화합물을 함유하는 연마액을 CMP에 적용했을 때에 형성되는 반응층은, 벤조트라이아졸계 화합물에 의하여 형성되는 층과, 벤조트라이아졸과는 다른 화합물에 의하여 형성되는 층을 함유한다고 추측된다.Although the azole-type compound may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together, since dishing on the to-be-polished surface is more difficult to generate|occur|produce and/or a defect is more difficult to generate|occur|produce, benzotriazole skeleton It is preferable to use a compound having , and a compound different from the benzotriazole-based compound (a compound not containing a benzotriazole skeleton) in combination. A compound containing a benzotriazole skeleton is easily coordinated with cobalt oxidized by hydrogen peroxide as an oxidizing agent to form a reaction layer. On the other hand, even if it is an azole compound, a compound which does not contain a benzotriazole skeleton coordinates relatively weakly with oxidized cobalt, and it is easy to form a reaction layer. The reaction layer formed when a polishing liquid containing a benzotriazole-based compound and a compound other than benzotriazole is applied to CMP is a layer formed of the benzotriazole-based compound and a compound different from benzotriazole It is assumed that it contains a layer formed by

산화된 코발트에 보다 강하게 배위하는 벤조트라이아졸계 화합물에 의하여 형성되는 층은 치밀하며, 디싱의 발생을 보다 억제하는 작용을 갖는 것이라고 추측된다. 한편, 산화된 코발트에 보다 약하게 배위하는 벤조트라이아졸계 화합물과는 다른 화합물에 의하여 형성되는 층은, 보다 제거되기 쉽기 때문에, 결과적으로, 우수한 연마 속도가 얻어지기 쉬운 것이라고 추측된다.The layer formed of the benzotriazole type compound which coordinates more strongly with oxidized cobalt is dense, and it is estimated that it has the effect|action which suppresses generation|occurrence|production of dishing more. On the other hand, since a layer formed of a compound different from the benzotriazole-based compound that more weakly coordinates with the oxidized cobalt is more easily removed, it is estimated that an excellent polishing rate is easily obtained as a result.

결과, 상기 작용이 상승함으로써, 벤조트라이아졸 골격을 갖는 화합물과, 벤조트라이아졸계 화합물과는 다른 화합물(벤조트라이아졸 골격을 함유하지 않는 화합물)을 함유하는 연마액을 CMP에 적용한 경우, 보다 우수한 연마 속도를 얻을 수 있고, 또한 연마면에 디싱이 보다 발생하기 어렵다.As a result, the above action is increased, so that when a polishing liquid containing a compound having a benzotriazole skeleton and a compound different from the benzotriazole-based compound (a compound not containing a benzotriazole skeleton) is applied to CMP, better results are obtained. A polishing rate can be obtained, and dishing is more difficult to generate|occur|produce on a grinding|polishing surface.

상기 벤조트라이아졸 골격을 함유하지 않는 화합물로서는, 특별히 제한되지 않지만, 피연마면에서의 디싱이 보다 발생하기 어려운, 및/또는 결함이 보다 발생하기 어려운 점에서, 1,2,4-트라이아졸 골격을 갖는 화합물, 피라졸계 화합물, 및 이미다졸 골격을 갖는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.Although there is no restriction|limiting in particular as a compound which does not contain the said benzotriazole skeleton, A 1,2,4-triazole skeleton from the point which dishing on the to-be-polished surface is more difficult to generate|occur|produce and/or a defect is more difficult to generate|occur|produce. It is preferable that it is at least 1 sort(s) selected from the group which consists of a compound which has a compound, a pyrazole type compound, and a compound which has an imidazole skeleton.

아졸계 화합물의 함유량은 특별히 제한되지 않으며, 연마액 전체 질량에 대하여, 0.001~10질량%가 바람직하다. 또한, 2종 이상의 아졸계 화합물을 사용하는 경우에는, 합계 함유량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.The content of the azole-based compound is not particularly limited, and is preferably 0.001 to 10 mass% with respect to the total mass of the polishing liquid. Moreover, when using 2 or more types of azole compounds, it is preferable that total content exists in the said range.

연마액을 상기 제1 연마에 적용하는 경우, 아졸계 화합물의 함유량은, 연마액 전체 질량에 대하여, 0.001질량% 이상이 바람직하고, 0.01질량% 이상이 보다 바람직하며, 2질량% 이하가 바람직하고, 1.3질량% 이하가 보다 바람직하며, 0.4질량% 이하가 더 바람직하다.When the polishing liquid is applied to the first polishing, the content of the azole compound is preferably 0.001% by mass or more, more preferably 0.01% by mass or more, and preferably 2% by mass or less, based on the total mass of the polishing liquid, , 1.3 mass % or less is more preferable, and 0.4 mass % or less is still more preferable.

아졸계 화합물의 함유량이 0.01질량% 이상이면, 피연마면에 디싱이 보다 발생하기 어렵다.When the content of the azole compound is 0.01% by mass or more, dishing is less likely to occur on the surface to be polished.

아졸계 화합물의 함유량이 1.3질량% 이하이면, 피연마면에 디싱이 보다 발생하기 어렵고, 또 경시 안정성이 보다 우수하다.When the content of the azole-based compound is 1.3% by mass or less, dishing is less likely to occur on the surface to be polished, and stability over time is more excellent.

연마액을 상기 제1 연마에 적용하는 경우, 연마액이 2종 이상인 아졸계 화합물을 함유할(바람직하게는, 벤조트라이아졸 골격을 갖는 화합물과, 벤조트라이아졸계 화합물과는 다른 화합물을 함유할) 때는, 각각의 함유량으로서는 특별히 제한되지 않으며, 연마액 중에 있어서 가장 함유량이 적은 아졸계 화합물에 대한, 그 이외의 아졸계 화합물의 함유량의 질량비가, 5 이상이 바람직하고, 100 이상이 보다 바람직하며, 1800 이하가 바람직하고, 1300 이하가 보다 바람직하며, 400 이하가 더 바람직하다. 또, 벤조트라이아졸 골격을 갖는 화합물의 함유량이, 벤조트라이아졸계 화합물과는 다른 화합물의 함유량보다 적은 것이 바람직하다.When the polishing liquid is applied to the first polishing, the polishing liquid may contain two or more azole compounds (preferably, a compound having a benzotriazole skeleton, and a compound different from the benzotriazole compound ), the respective content is not particularly limited, and the mass ratio of the content of other azole compounds to the azole compound having the smallest content in the polishing liquid is preferably 5 or more, and more preferably 100 or more. , 1800 or less are preferable, 1300 or less are more preferable, and 400 or less are still more preferable. Moreover, it is preferable that content of the compound which has benzotriazole skeleton is less than content of the compound other than a benzotriazole type compound.

연마액을 상기 제2 연마에 적용하는 경우, 아졸계 화합물의 함유량은, 연마액 전체 질량에 대하여, 0.1질량% 이상이 바람직하고, 0.12질량% 이상이 보다 바람직하며, 6질량% 이하가 바람직하고, 3.5질량% 이하가 보다 바람직하며, 0.8질량% 이하가 더 바람직하고, 0.5질량% 이하가 특히 바람직하다.When the polishing liquid is applied to the second polishing, the content of the azole compound is preferably 0.1 mass % or more, more preferably 0.12 mass % or more, and preferably 6 mass % or less, with respect to the total mass of the polishing liquid, , 3.5 mass % or less is more preferable, 0.8 mass % or less is still more preferable, and 0.5 mass % or less is especially preferable.

아졸계 화합물의 함유량이 0.12질량% 이상이면, 피연마면에 디싱이 보다 발생하기 어렵다.When the content of the azole-based compound is 0.12% by mass or more, dishing is less likely to occur on the surface to be polished.

아졸계 화합물의 함유량이 5질량% 이하이면, 피연마면에 디싱이 보다 발생하기 어렵고, 또 경시 안정성이 보다 우수하다.When the content of the azole-based compound is 5% by mass or less, dishing is less likely to occur on the surface to be polished, and stability over time is more excellent.

한편, 연마액을 상기 제2 연마에 적용하는 경우, 연마액이 2종 이상인 아졸계 화합물을 함유할(바람직하게는, 벤조트라이아졸 골격을 갖는 화합물과, 벤조트라이아졸계 화합물과는 다른 화합물을 함유할) 때는, 각각의 함유량으로서는 특별히 제한되지 않으며, 연마액 중에 있어서 가장 함유량이 적은 아졸계 화합물에 대한, 그 이외의 아졸계 화합물의 함유량의 질량비가, 0.05 이상인 것이 바람직하고, 0.5 이상이 보다 바람직하며, 50 이하가 바람직하고, 10 이하가 보다 바람직하다. 또, 벤조트라이아졸 골격을 갖는 화합물의 함유량이, 벤조트라이아졸계 화합물과는 다른 화합물의 함유량보다 많은 것이 바람직하다.On the other hand, when the polishing liquid is applied to the second polishing, the polishing liquid may contain two or more azole compounds (preferably, a compound having a benzotriazole skeleton, and a compound different from the benzotriazole compound When contained), the respective content is not particularly limited, and the mass ratio of the content of the azole-based compound to the azole-based compound having the lowest content in the polishing liquid is preferably 0.05 or more, and more than 0.5 or more. It is preferable, 50 or less are preferable, and 10 or less are more preferable. Moreover, it is preferable that there is more content of the compound which has benzotriazole skeleton than content of the compound other than a benzotriazole type compound.

상기 범위 내이면, 피연마면에서의 디싱이 보다 발생하기 어렵고, 및/또는 결함이 보다 발생하기 어렵다.If it is in the said range, dishing in the to-be-polished surface is more difficult to generate|occur|produce, and/or a defect is more difficult to generate|occur|produce.

또한, 연마액 중에 있어서 가장 함유량이 적은 아졸계 화합물이란, 2종 이상의 아졸계 화합물 중에서 가장 함유량이 적은 것을 의도하며, 2종 이상의 아졸계 화합물 중 복수의 아졸계 화합물이 이에 해당해도 된다.In addition, in the polishing liquid, the azole-based compound having the lowest content is intended to have the smallest content among two or more azole-based compounds, and a plurality of azole-based compounds among two or more azole-based compounds may correspond to this.

또한, 아졸계 화합물은, 3종 이상을 병용해도 된다. 3종 이상의 아졸계 화합물을 병용하는 경우에는, 각 아졸계 화합물의 함유량이 각각 상기 범위 내인 것이 바람직하다.In addition, an azole type compound may use 3 or more types together. When using together 3 or more types of azole-type compounds, it is preferable that content of each azole-type compound exists in the said range, respectively.

〔임의 성분〕[Optional Ingredients]

상기 연마액은, 상기 이외의 성분을 임의 성분으로서 함유해도 된다. 이하에서는 임의 성분에 대하여 설명한다.The polishing liquid may contain components other than the above as optional components. Hereinafter, optional components will be described.

<지립><Abrasive grain>

상기 연마액은, 콜로이달 실리카 이외의 지립을 더 함유해도 된다.The polishing liquid may further contain abrasive grains other than colloidal silica.

상기 지립으로서는 특별히 제한되지 않으며, 공지의 콜로이달 실리카 이외의 지립을 이용할 수 있다.It does not restrict|limit especially as said abrasive grain, Abrasive grains other than well-known colloidal silica can be used.

지립으로서는, 예를 들면 실리카(콜로이달 실리카 이외의 침강 실리카, 또는 흄드 실리카), 알루미나, 지르코니아, 세리아, 타이타니아, 저마니아, 및 탄화 규소 등의 무기물 지립; 폴리스타이렌, 폴리아크릴, 및 폴리 염화 바이닐 등의 유기물 지립을 들 수 있다.Examples of the abrasive grains include inorganic abrasive grains such as silica (precipitated silica other than colloidal silica, or fumed silica), alumina, zirconia, ceria, titania, germania, and silicon carbide; and organic material abrasive grains, such as polystyrene, polyacryl, and polyvinyl chloride.

<유기 용제><Organic solvent>

상기 연마액은 유기 용제를 함유하는 것이 바람직하다. 유기 용제로서는 특별히 제한되지 않으며, 공지의 유기 용제를 이용할 수 있다. 그 중에서도, 수용성의 유기 용제가 바람직하다.It is preferable that the said polishing liquid contains an organic solvent. It does not restrict|limit especially as an organic solvent, A well-known organic solvent can be used. Especially, a water-soluble organic solvent is preferable.

유기 용제로서는, 예를 들면 케톤계 용제, 에터계 용제, 알코올계 용제, 글라이콜계 용제, 글라이콜에터계 용제 및 아마이드계 용제 등을 들 수 있다.Examples of the organic solvent include ketone solvents, ether solvents, alcohol solvents, glycol solvents, glycol ether solvents, and amide solvents.

보다 구체적으로는, 예를 들면 아세톤, 메틸에틸케톤, 테트라하이드로퓨란, 다이옥세인, 다이메틸아세트아마이드, N-메틸피롤리돈, 다이메틸설폭사이드, 아세토나이트릴, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-뷰탄올, 에틸렌글라이콜, 프로필렌글라이콜, 및 에톡시에탄올 등을 들 수 있다.More specifically, for example, acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, dioxane, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, ethylene glycol, propylene glycol, and ethoxyethanol are mentioned.

그 중에서도, 메틸에틸케톤, 테트라하이드로퓨란, 다이옥세인, N-메틸피롤리돈, 메탄올, 에탄올, 프로필렌글라이콜, 또는 에틸렌글라이콜이 바람직하고, 메탄올, 에탄올, 프로필렌글라이콜, 또는 에틸렌글라이콜이 보다 바람직하며, 메탄올, 프로필렌글라이콜, 또는 에틸렌글라이콜이 더 바람직하다.Especially, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, dioxane, N-methylpyrrolidone, methanol, ethanol, propylene glycol, or ethylene glycol is preferable, and methanol, ethanol, propylene glycol, or ethylene Glycol is more preferable, and methanol, propylene glycol, or ethylene glycol is more preferable.

유기 용제의 함유량으로서는 특별히 제한되지 않지만, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 연마액 전체 질량에 대하여, 0.01~20질량%가 바람직하고, 0.01~10질량%가 보다 바람직하며, 0.01~8질량%가 더 바람직하다.Although it does not restrict|limit especially as content of organic solvent, 0.01-20 mass % is preferable, 0.01-10 mass % is more preferable with respect to the total mass of a polishing liquid from the point which the effect of this invention is more excellent, 0.01-8 mass % is more preferable.

유기 용제의 함유량이 0.01~20질량%의 범위 내이면, 피연마면에서의 결함이 보다 발생하기 어려워진다.When content of the organic solvent is in the range of 0.01-20 mass %, it becomes more difficult to generate|occur|produce the defect in to-be-polished surface.

또한 유기 용제는 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 2종 이상의 유기 용제를 병용하는 경우에는, 합계 함유량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.Moreover, an organic solvent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. When using together 2 or more types of organic solvents, it is preferable that total content exists in the said range.

<계면활성제 및/또는 친수성 폴리머><Surfactant and/or hydrophilic polymer>

상기 연마액은 계면활성제 및/또는 친수성 폴리머를 함유해도 된다. 계면활성제 및 친수성 폴리머(이하, "친수성 고분자"라고도 함)는, 연마액의 피연마면에 대한 접촉각을 저하시키는 작용을 가지며, 연마액이 피연마면에 젖음 확산되기 쉬워진다.The polishing liquid may contain a surfactant and/or a hydrophilic polymer. Surfactants and hydrophilic polymers (hereinafter also referred to as "hydrophilic polymers") have an action of lowering the contact angle of the polishing liquid with respect to the surface to be polished, and the polishing liquid tends to wet and diffuse on the surface to be polished.

계면활성제로서는 특별히 제한되지 않으며, 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제, 양성(兩性) 계면활성제, 및 비이온 계면활성제 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 공지의 계면활성제를 이용할 수 있다.The surfactant is not particularly limited, and known surfactants selected from the group consisting of anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and nonionic surfactants can be used.

음이온 계면활성제로서는, 예를 들면 카복실산염, 알킬벤젠설폰산 등의 설폰산염, 황산 에스터염, 및 인산 에스터염 등을 들 수 있다.Examples of the anionic surfactant include carboxylate, sulfonic acid salts such as alkylbenzenesulfonic acid, sulfuric acid ester salts, and phosphoric acid ester salts.

양이온 계면활성제로서는, 예를 들면 지방족 아민염, 지방족 4급 암모늄염, 염화 벤잘코늄염, 염화 벤제토늄, 피리디늄염, 및 이미다졸리늄염을 들 수 있다.Examples of the cationic surfactant include aliphatic amine salts, aliphatic quaternary ammonium salts, benzalkonium chlorides, benzethonium chlorides, pyridinium salts, and imidazolinium salts.

양성 계면활성제로서는, 예를 들면 카복시베타인형, 아미노카복실산염, 이미다졸리늄베타인, 레시틴, 및 알킬아민옥사이드 등을 들 수 있다.Examples of the amphoteric surfactant include carboxybetaine type, aminocarboxylate, imidazolinium betaine, lecithin, and alkylamine oxide.

비이온 계면활성제로서는, 예를 들면 에터형, 에터에스터형, 에스터형, 함질소형, 글라이콜형, 및 불소계 계면활성제 등을 들 수 있다.Examples of the nonionic surfactant include an ether type, an etherester type, an ester type, a nitrogen-containing type, a glycol type, and a fluorine type surfactant.

친수성 폴리머로서는, 예를 들면 폴리에틸렌글라이콜 등의 폴리글라이콜류, 폴리글라이콜류의 알킬에터, 폴리바이닐알코올, 폴리바이닐피롤리돈, 알진산 등의 다당류, 폴리메타크릴산, 및 폴리아크릴산 등의 카복실산 함유 폴리머, 폴리아크릴아마이드, 폴리메타크릴아마이드와, 폴리에틸렌이민 등을 들 수 있다. 그와 같은 친수성 폴리머의 구체예로서는, 일본 공개특허공보 2009-088243호 0042~0044단락, 일본 공개특허공보 2007-194261호 0026단락에 기재되어 있는 수용성 고분자를 들 수 있다.Examples of the hydrophilic polymer include polyglycols such as polyethylene glycol, alkyl ethers of polyglycols, polysaccharides such as polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone and alginic acid, polymethacrylic acid, and poly Carboxylic acid-containing polymers, such as acrylic acid, polyacrylamide, polymethacrylamide, polyethyleneimine, etc. are mentioned. As a specific example of such a hydrophilic polymer, the water-soluble polymer described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2009-088243 Paragraph 0042 - Paragraph 0044 and Unexamined-Japanese-Patent No. 2007-194261 Paragraph 0026 is mentioned.

상기 실시형태에 있어서, 수용성 고분자는, 폴리아크릴아마이드, 폴리메타크릴아마이드, 폴리에틸렌이민, 및 폴리바이닐피롤리돈으로부터 선택되는 수용성 고분자인 것이 바람직하다. 폴리아크릴아마이드 또는 폴리메타크릴아마이드로서는, 질소 원자 상에 하이드록시 알킬기를 갖는 것(예를 들면 N-(2-하이드록시에틸)아크릴아마이드 폴리머 등) 또는 폴리알킬렌옥시쇄를 갖는 치환기를 갖는 것이 바람직하고, 중량 평균 분자량은 2000~50000인 것이 보다 바람직하다. 폴리에틸렌이민으로서는, 질소 원자 상에 폴리알킬렌옥시쇄를 갖는 것이 바람직하고, 하기 일반식에서 나타나는 반복 단위를 갖는 것이 보다 바람직하다.In the above embodiment, the water-soluble polymer is preferably a water-soluble polymer selected from polyacrylamide, polymethacrylamide, polyethyleneimine, and polyvinylpyrrolidone. As polyacrylamide or polymethacrylamide, those having a hydroxyalkyl group on the nitrogen atom (eg, N-(2-hydroxyethyl)acrylamide polymer, etc.) or those having a substituent having a polyalkyleneoxy chain It is preferable, and, as for a weight average molecular weight, it is more preferable that it is 2000-50000. As polyethyleneimine, it is preferable to have a polyalkyleneoxy chain on a nitrogen atom, and what has a repeating unit represented by the following general formula is more preferable.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112021092580696-pat00001
Figure 112021092580696-pat00001

상기 식에 있어서, n은 2~200의 수(혼합물인 경우는, 그 평균수)를 나타낸다.In the above formula, n represents a number of 2 to 200 (in the case of a mixture, the average number).

또, 폴리에틸렌이민은 HLB(Hydrophile-Lipophile Balance)값이 16~19인 것을 이용하는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable to use the thing of HLB (Hydrophile-Lipophile Balance) value 16-19 as for polyethyleneimine.

계면활성제 또는 친수성 폴리머의 함유량으로서는 특별히 제한되지 않지만, 연마액 전체 질량에 대하여 0.00001~2질량%가 바람직하고, 0.0001~1질량%가 보다 바람직하며, 0.0001~0.5질량%가 더 바람직하다. 계면활성제 또는 친수성 폴리머의 함유량이 0.0001~0.5질량%이면, 연마액을 CMP에 적용했을 때에, 회합도 1~3의 콜로이달 실리카가 화학적 기계적 연마 후에 그 평균 입자경이 변동하기 어려워, 본 발명의 효과가 보다 우수하다.Although it does not restrict|limit especially as content of surfactant or hydrophilic polymer, 0.00001-2 mass % is preferable with respect to the total mass of polishing liquid, 0.0001-1 mass % is more preferable, 0.0001-0.5 mass % is still more preferable. If the content of the surfactant or hydrophilic polymer is 0.0001 to 0.5 mass %, when the polishing liquid is applied to CMP, the average particle diameter of colloidal silica having an association degree of 1 to 3 after chemical mechanical polishing is difficult to fluctuate, so the effect of the present invention is better than

또한 계면활성제 또는 친수성 폴리머는 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 또한 계면활성제와 친수성 폴리머를 병용해도 된다. 2종 이상의 계면활성제, 또는 2종 이상의 친수성 폴리머, 혹은 계면활성제 및 친수성 폴리머를 병용하는 경우에는, 합계 함유량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.Moreover, surfactant or hydrophilic polymer may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. Moreover, you may use together surfactant and a hydrophilic polymer. When using together 2 or more types of surfactant, or 2 or more types of hydrophilic polymers, or surfactant and a hydrophilic polymer, it is preferable that total content exists in the said range.

<pH 조정제 및/또는 pH 완충제><pH adjuster and/or pH buffer>

상기 연마액은, 소정의 pH로 하기 위하여, pH 조정제 및/또는 pH 완충제를 더 함유해도 된다. pH 조정제 및/또는 pH 완충제로서는, 산제 및/또는 알칼리제를 들 수 있다. 또한, pH 조정제 및 pH 완충제는, 상기 유기산과는 다른 화합물이다.The said polishing liquid may further contain a pH adjuster and/or a pH buffering agent in order to set it as predetermined pH. As a pH adjuster and/or a pH buffering agent, a powder and/or an alkali agent are mentioned. In addition, a pH adjuster and a pH buffer are compounds different from the said organic acid.

산제로서는, 특별히 제한되지 않지만, 무기산이 바람직하다. 무기산으로서는, 예를 들면 황산, 질산, 붕산, 및 인산 등을 들 수 있다. 그 중에서도 질산이 보다 바람직하다.Although it does not restrict|limit especially as a powder, An inorganic acid is preferable. Examples of the inorganic acid include sulfuric acid, nitric acid, boric acid, and phosphoric acid. Among these, nitric acid is more preferable.

알칼리제로서는, 특별히 제한되지 않지만, 수산화 암모늄 및 유기 수산화 암모늄; 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 및 수산화 리튬 등의 알칼리 금속 수산화물; 탄산 나트륨 등의 탄산염; 인산 삼나트륨 등의 인산염; 붕산염, 및 사붕산염 등을 들 수 있다.Although it does not restrict|limit especially as an alkali agent, Ammonium hydroxide and organic ammonium hydroxide; alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and lithium hydroxide; carbonates such as sodium carbonate; phosphates such as trisodium phosphate; borate, and tetraborate; and the like.

pH 조정제 및/또는 pH 완충제의 함유량으로서는, pH가 원하는 범위로 유지되는 데에 필요한 양이면 특별히 제한되지 않으며, 통상, 연마액 전체 질량 중, 0.0001~0.1질량%가 바람직하다.The content of the pH adjuster and/or the pH buffer is not particularly limited as long as it is an amount necessary for maintaining the pH in a desired range, and is usually preferably 0.0001 to 0.1% by mass based on the total mass of the polishing liquid.

<코발트 방식제><Cobalt Anticorrosive>

상기 연마액은, 코발트의 방식제로서, N-코코일사코시네이트, N-라우로일사코시네이트, N-스테아로일사코시네이트, N-올레오일사코시네이트, N-미리스토일사코시네이트, N-라우로일글라이신, N-미리스토일글라이신, N-팔미토일글라이신, N-라우로일글루탐산, N-코코일글루탐산, N-코코일글루탐산 칼륨, N-라우로일사코시네이트칼륨, N-라우로일알라니네이트, N-미리스토일알라니네이트, 및 N-코코일알라니네이트칼륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 코발트 방식제는, 피연마체면 내의 코발트에 배위하여 착체(복합 화합물)를 형성함으로써, 코발트의 과잉 부식을 억제하는 기능을 갖는다.The polishing liquid is a cobalt anticorrosive agent, N-cocoyl sarcosinate, N-lauroyl sarcosinate, N-stearoyl sarcosinate, N-oleoyl sarcosinate, N-myristoyl sarcosinate, N-lauroylglycine, N-myristoylglycine, N-palmitoylglycine, N-lauroylglutamic acid, N-cocoylglutamic acid, N-cocoylglutamic acid potassium, N-lauroyl sarcosinate potassium, N It is preferable to contain at least one compound selected from the group consisting of -lauroylalaninate, N-myristoylalaninate, and N-cocoylalaninate potassium. The cobalt anticorrosive agent has a function of suppressing excessive corrosion of cobalt by coordinating with cobalt in the surface of the object to be polished to form a complex (composite compound).

상기 코발트 방식제의 함유량으로서는 특별히 제한되지 않지만, 연마액 전체 질량에 대하여 0.001~5질량%가 바람직하고, 0.001~1질량%가 보다 바람직하며, 0.001~0.5질량%가 더 바람직하다. 상기 코발트 방식제의 함유량이 0.001~5질량%이면, 피연마면에 디싱이 보다 발생하기 어렵고, 또 피연마면에 결함이 보다 발생하기 어렵다.Although it does not restrict|limit especially as content of the said cobalt anticorrosive agent, 0.001-5 mass % is preferable with respect to the total mass of abrasive liquid, 0.001-1 mass % is more preferable, 0.001-0.5 mass % is still more preferable. When the content of the cobalt anticorrosive agent is 0.001 to 5% by mass, dishing is less likely to occur on the surface to be polished, and defects are less likely to occur on the surface to be polished.

또한 상기 코발트 방식제는 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 2종 이상의 상기 코발트 방식제를 병용하는 경우에는, 합계 함유량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.Moreover, the said cobalt anticorrosive agent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. When using together 2 or more types of said cobalt anticorrosive agent, it is preferable that total content exists in the said range.

<물><water>

상기 연마액은, 물을 함유하는 것이 바람직하다. 상기 연마액이 함유하는 물로서는, 특별히 제한되지 않지만, 이온 교환수, 또는 순수(純水) 등을 이용할 수 있다.It is preferable that the said polishing liquid contains water. Although it does not restrict|limit especially as water contained in the said polishing liquid, Ion-exchange water, pure water, etc. can be used.

물의 함유량으로서는 특별히 제한되지 않지만, 연마액 전체 질량 중, 통상 90~99질량%가 바람직하다.Although it does not restrict|limit especially as content of water, Usually, 90-99 mass % is preferable with respect to the total mass of a polishing liquid.

<금속 불순물><Metal impurities>

상기 연마액은, 금속 원자를 함유하는 금속 불순물을 함유해도 된다.The said polishing liquid may contain the metal impurity containing a metal atom.

또한, 본 명세서에 있어서, "금속 원자를 함유하는 금속 불순물"이란, 금속 이온, 및 고체(금속 단체(單體), 및 입자상의 금속 함유 화합물 등. 이하, 이들을 "금속 입자"라고 총칭함)로서 연마액 중에 함유되는 금속 불순물을 의도한다. 예를 들면, 금속 원자가 Fe 원자인 경우, Fe 이온, 및 Fe 원자를 함유하는 고체가 해당한다.In addition, in this specification, "metal impurity containing a metal atom" means a metal ion and a solid (a metal simple substance, a particulate metal-containing compound, etc. Hereinafter, these are collectively referred to as a "metal particle") Metal impurities contained in the polishing liquid are intended. For example, when the metal atom is an Fe atom, a solid containing Fe ions and Fe atoms corresponds to the case.

또, 본 명세서에 있어서, 연마액 중에 있어서의, 금속 불순물이 함유하는 금속 원자의 함유량은, ICP-MS(inductively coupled plasma mass spectrometry)로 측정되는 금속 원자의 함유량을 의도한다. 또한, ICP-MS를 이용한 금속 원자의 함유량의 측정 방법은, 후술하는 실시예에 기재하는 바와 같다.In addition, in this specification, content of the metal atom which the metal impurity contains in a polishing liquid intends content of the metal atom measured by ICP-MS(inductively coupled plasma mass spectrometry). In addition, the measuring method of content of a metal atom using ICP-MS is as described in the Example mentioned later.

또, 연마액 중에 있어서의, 금속 입자가 함유하는 금속 원자의 함유량은, SNP-ICP-MS(single nanoparticle inductively coupled plasma mass spectrometry)로 측정되는 금속 원자의 함유량을 의도한다. 또한, SNP-ICP-MS를 이용한 금속 원자의 함유량의 측정 방법은, 후술하는 실시예에 기재하는 바와 같다.In addition, content of the metal atom which the metal particle contains in polishing liquid intends content of the metal atom measured by SNP-ICP-MS (single nanoparticle inductively coupled plasma mass spectrometry). In addition, the measuring method of the content of metal atoms using SNP-ICP-MS is as described in the Example mentioned later.

금속 불순물에 포함되는 금속 원자의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자 등을 들 수 있다.The type of metal atom contained in the metal impurity is not particularly limited, and examples thereof include an Fe atom, a Cu atom, an Ag atom, and a Zn atom.

또, 상기 금속 원자 중, Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 특정 금속 원자의 함유량은, 하기와 같다.Moreover, content of at least 1 sort(s) of specific metal atom selected from the group which consists of an Fe atom, Cu atom, Ag atom, and Zn atom among the said metal atoms is as follows.

상기 연마액이, Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종의 특정 금속 원자를 함유하는 경우에는, 그 1종의 특정 금속 원자의 함유량은, 연마액 전체 질량에 대하여 0.001~200질량ppb로 하는 것이 바람직하고, 0.01~200질량ppb가 보다 바람직하며, 0.01~100질량ppb가 더 바람직하고, 0.01~50질량ppb가 특히 바람직하며, 0.01~20질량ppb가 가장 바람직하다.When the polishing liquid contains one specific metal atom selected from the group consisting of Fe atoms, Cu atoms, Ag atoms, and Zn atoms, the content of the one specific metal atom is based on the total mass of the polishing liquid. It is preferable to set it as 0.001-200 mass ppb with respect to, 0.01-200 mass ppb is more preferable, 0.01-100 mass ppb is still more preferable, 0.01-50 mass ppb is especially preferable, 0.01-20 mass ppb is the most preferable do.

상기 특정 금속 원자의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 상기 범위에 있으면, 피연마면에서의 디싱 및 결함이 보다 발생하기 어려워, 경시 안정성이 보다 우수하다.When the content of the specific metal atom is within the above range with respect to the total mass of the polishing liquid, dishing and defects on the surface to be polished are less likely to occur, and the stability with time is more excellent.

또, Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 특정 금속 원자를 2종 이상 함유하는 경우에는, 각각의 특정 금속 원자의 함유량은, 연마액 전체 질량에 대하여 0.001~200질량ppb가 바람직하고, 0.01~200질량ppb가 보다 바람직하며, 0.01~100질량ppb가 더 바람직하고, 0.01~50질량ppb가 특히 바람직하며, 0.01~20질량ppb가 가장 바람직하다.In the case of containing two or more specific metal atoms selected from the group consisting of Fe atoms, Cu atoms, Ag atoms, and Zn atoms, the content of each specific metal atom is 0.001 to 200 mass with respect to the total mass of the polishing liquid. ppb is preferable, 0.01-200 mass ppb is more preferable, 0.01-100 mass ppb is still more preferable, 0.01-50 mass ppb is especially preferable, and 0.01-20 mass ppb is the most preferable.

즉, 예를 들면 Fe 원자 및 Cu 원자의 2종의 특정 금속 원자가 연마액에 포함되는 경우, Fe 원자의 함유량 및 Cu 원자의 함유량의 양자가 0.001~200질량ppb의 범위 내인 것이 바람직하다.That is, for example, when two types of specific metal atoms, Fe atoms and Cu atoms, are contained in the polishing liquid, it is preferable that both content of Fe atoms and content of Cu atoms exist in the range of 0.001-200 mass ppb.

또, 피연마면의 결함을 보다 저감시키는 관점에서, 연마액 중, Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 특정 금속 원자를 함유하는 금속 입자의 함유량을 소정 범위로 제어하는 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 연마액은, 고체상의 금속 불순물량이 적절히 조정되는 것이 바람직하다.In addition, from the viewpoint of further reducing defects on the surface to be polished, the content of metal particles containing at least one specific metal atom selected from the group consisting of Fe atoms, Cu atoms, Ag atoms, and Zn atoms in the polishing liquid It is desirable to control in a predetermined range. In other words, it is preferable that the amount of solid metal impurities is appropriately adjusted in the polishing liquid.

상기 연마액이, 상기 금속 입자를 함유하는 경우에는, 상기 금속 입자가 함유하는 특정 금속 원자가 1종인 경우, 그 1종의 함유량은, 연마액 전체 질량에 대하여 0.01~50질량ppb가 바람직하고, 0.01~8질량ppb가 보다 바람직하다.When the polishing liquid contains the metal particles, when the specific metal atom contained in the metal particles is one type, the content of the one type is preferably 0.01 to 50 mass ppb with respect to the total mass of the polishing liquid, 0.01 ~8 mass ppb is more preferable.

상기 연마액이, 상기 금속 입자를 함유하는 경우에는, 상기 금속 입자가 함유하는 특정 금속 원자가 2종 이상인 경우, 각각의 함유량은, 연마액 전체 질량에 대하여 0.01~50질량ppb가 바람직하고, 0.01~8질량ppb가 보다 바람직하다. 즉, 예를 들면 Fe 원자를 함유하는 금속 입자 및 Cu 원자를 함유하는 금속 입자가 연마액에 포함되는 경우, Fe 원자의 함유량 및 Cu 원자의 함유량의 양자가 0.01~50질량ppb의 범위 내인 것이 바람직하다.When the said polishing liquid contains the said metal particle, when the specific metal atom contained in the said metal particle is 2 or more types, each content is 0.01-50 mass ppb with respect to the total mass of a polishing liquid, 0.01-50 mass ppb is preferable, 0.01- 8 mass ppb is more preferable. That is, for example, when metal particles containing Fe atoms and metal particles containing Cu atoms are contained in the polishing liquid, it is preferable that both the Fe atom content and the Cu atom content are in the range of 0.01 to 50 mass ppb. do.

상기 금속 원자를 함유하는 금속 불순물은, 연마액 중에 첨가되어도 되고, 연마액의 제조 공정에 있어서 불가피하게 약액 중에 혼합되는 것이어도 된다. 연마액의 제조 공정에 있어서 불가피하게 혼합되는 경우로서는, 예를 들면 상기 금속 원자를 함유하는 금속 불순물이, 연마액의 제조에 이용하는 원료(예를 들면, 유기 용제)에 함유되어 있는 경우, 및 연마액의 제조 공정에서 혼합되는 경우(예를 들면, 컨테미네이션) 등을 들 수 있지만, 상기에 제한되지 않는다.The metal impurity containing the metal atom may be added to the polishing liquid, or may be unavoidably mixed in the chemical solution in the manufacturing process of the polishing liquid. Examples of the case where they are unavoidably mixed in the manufacturing process of the polishing liquid include, for example, when the metal impurity containing the metal atom is contained in the raw material (eg, organic solvent) used for the production of the polishing liquid, and polishing In the case of mixing in the manufacturing process of the liquid (for example, contamination), etc. are mentioned, but it is not limited to the above.

또, 연마액은, 하기 식 (1)로부터 산출되는, 과산화 수소와, 상기 금속 불순물이 함유하는 Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 특정 금속 원자와의 함유량비 T1이, 30000~500000인 것이 바람직하다.Further, the polishing liquid has a content ratio T1 of hydrogen peroxide calculated from the following formula (1) and a specific metal atom selected from the group consisting of Fe atoms, Cu atoms, Ag atoms, and Zn atoms contained in the metal impurities. It is preferable that this is 30000-50000.

식 (1): T1=과산화 수소의 함유량/금속 불순물이 함유하는 Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 특정 금속 원자의 합계 함유량Formula (1): T1 = content of hydrogen peroxide/total content of specific metal atoms selected from the group consisting of Fe atoms, Cu atoms, Ag atoms, and Zn atoms contained in metallic impurities

과산화 수소는, Fe 등의 금속 원자를 촉매로서 분해함으로써, 산화력이 강한 하이드로퍼옥소종을 발생한다. 한편, 코발트 원자는, 배선 금속 원소인 구리 원자 등과 비교하면 산화 전위가 낮고, 비교적 산화되기 쉬운 경향이 있다. 따라서, 피연마체를 코발트 함유층으로 한 경우에는, 상기 생성된 하이드로퍼옥소종에 의하여 피연마면이 깎여지기 쉽고, 또 과잉 부식이 발생하며, 그 결과, 디싱이 발생하기 쉽다고 추측된다. 연마액 중, 상기 T1이 30000 이상인 경우, 상기 하이드로퍼옥소종의 생성을 보다 억제할 수 있기 때문에, 피연마면에 디싱이 보다 발생하기 어렵고, 또 피연마면의 결함도 보다 발생하기 어렵다.Hydrogen peroxide decomposes metal atoms such as Fe as a catalyst to generate hydroperoxo species with strong oxidizing power. On the other hand, the cobalt atom has a low oxidation potential compared with a copper atom, which is a wiring metal element, and tends to be relatively easily oxidized. Therefore, when the object to be polished is a cobalt-containing layer, the surface to be polished is likely to be scraped by the generated hydroperoxo species, and excessive corrosion occurs. As a result, it is estimated that dishing is likely to occur. In the polishing liquid, when T1 is 30000 or more, the generation of the hydroperoxo species can be further suppressed, so that dishing is less likely to occur on the surface to be polished, and defects on the surface to be polished are also less likely to occur.

또, 연마액 중, 상기 T1이 500000 이하인 경우, 과산화 수소의 함유량과 금속 이온의 함유량의 차가 충분히 큰(즉, 금속 자신의 산화력이 미치기 어려운) 것에 의하여 피연마면에 디싱이 보다 발생하기 어렵고, 또 피연마면의 결함도 보다 발생하기 어렵다.In addition, in the polishing liquid, when T1 is 500000 or less, the difference between the content of hydrogen peroxide and the content of metal ions is sufficiently large (that is, the oxidizing power of the metal itself is difficult to reach), so that dishing is more difficult to occur on the surface to be polished, Moreover, the defect of the to-be-polished surface is also more difficult to generate|occur|produce.

연마액을 상기 제1 연마에 적용하는 경우, 피연마면에서의 디싱 및 결함이 보다 발생하기 어려운 점에서, 상기 T1은 110000 이하가 보다 바람직하며, 80000 이하가 더 바람직하다.When the polishing liquid is applied to the first polishing, dishing and defects on the surface to be polished are less likely to occur, so that the T1 is more preferably 110000 or less, and still more preferably 80000 or less.

연마액을 상기 제2 연마에 적용하는 경우, 피연마면에서의 디싱 및 결함이 보다 발생하기 어려운 점에서, 상기 T1은 100000 이상이 보다 바람직하며, 250000 이상이 더 바람직하다.When the polishing liquid is applied to the second polishing, dishing and defects on the surface to be polished are less likely to occur, so that T1 is more preferably 100000 or more, and still more preferably 250000 or more.

<일반식 (1)로 나타나는 화합물><The compound represented by the general formula (1)>

상기 연마액은, 하기 일반식 (1)로 나타나는 화합물을 함유해도 된다.The said polishing liquid may contain the compound represented by following General formula (1).

일반식 (1):General formula (1):

N(R1)(R2)(R3)N(R 1 )(R 2 )(R 3 )

일반식 (1) 중, R1~R3은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다.In General Formula (1), R 1 to R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group.

상기 일반식 (1)로 나타나는 화합물로서는, 예를 들면 암모니아; 에탄올아민, 다이에탄올아민, 트라이에탄올아민, 및 트라이아이소프로판올아민 등의 알칸올아민류 등의 알칼리제를 들 수 있다.As a compound represented by the said General formula (1), For example, ammonia; Alkanolamines, such as ethanolamine, a diethanolamine, a triethanolamine, and a triisopropanolamine, are mentioned.

상기 연마액 중에 있어서의 상기 일반식 (1)로 나타나는 화합물의 함유량은, 연마액 전체 질량에 대하여, 1500질량ppb 이하가 바람직하고, 1000질량ppb 이하가 보다 바람직하며, 250질량ppb 이하가 더 바람직하고, 8질량ppb 이하가 특히 바람직하다.The content of the compound represented by the general formula (1) in the polishing liquid is preferably 1500 mass ppb or less, more preferably 1000 mass ppb or less, and still more preferably 250 mass ppb or less, with respect to the total mass of the polishing liquid. and 8 mass ppb or less is especially preferable.

연마액 중, 상기 일반식 (1)로 나타나는 화합물의 함유량이 1500질량ppb 이하이면, 상기 화합물에 의한 피연마면 상의 코발트로의 배위가 억제되고, 한편으로 아졸계 화합물에 의한 상기 코발트와의 착체층이 형성되기 쉬워진다. 그 결과, 피연마면에 디싱이 보다 발생하기 어렵고, 또 피연마면의 결함도 보다 발생하기 어렵다.When the content of the compound represented by the general formula (1) in the polishing liquid is 1500 mass ppb or less, the coordination of the compound to cobalt on the surface to be polished is suppressed, and on the other hand, the complex with the cobalt by the azole compound is It becomes easy to form a layer. As a result, dishing is less likely to occur on the surface to be polished, and defects on the surface to be polished are also less likely to occur.

연마액 중, 상기 일반식 (1)로 나타나는 화합물의 함유량의 하한은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 0.00001질량ppb 이상이다.Although the minimum of content of the compound represented by the said General formula (1) in a polishing liquid is not specifically limited, For example, it is 0.00001 mass ppb or more.

또한, 상기 연마액 중에 있어서의 일반식 (1)로 나타나는 화합물의 함유량은, GCMS(가스 크로마토그래프 질량 분석 장치; gas chromatography mass spectrometry)를 이용하여 측정할 수 있다. 또한, 측정 조건 등은 실시예에 기재한 바와 같다.In addition, content of the compound represented by General formula (1) in the said polishing liquid can be measured using GCMS (gas chromatography mass spectrometry). In addition, measurement conditions etc. are as having described in an Example.

상기 연마액은, 상술한 바와 같이, 반도체 집적 회로 장치의 제조 시에 매립 배선(코발트 배선)의 평탄화 등을 위하여 실시되는 CMP에 적합하게 이용된다. 연마액을 상기 제1 연마에 적용하는 경우, 연마액은 하기 실시형태 1의 연마액인 것이 바람직하고, 연마액을 상기 제2 연마에 적용하는 경우, 연마액은 하기 실시형태 2의 연마액인 것이 바람직하다.As described above, the polishing liquid is suitably used for CMP performed for planarization of buried wirings (cobalt wirings) or the like at the time of manufacturing a semiconductor integrated circuit device. When the polishing liquid is applied to the first polishing, the polishing liquid is preferably the polishing liquid of Embodiment 1 below, and when the polishing liquid is applied to the second polishing, the polishing liquid is the polishing liquid of Embodiment 2 below it is preferable

《실시형태 1의 연마액》<Polishing liquid of Embodiment 1>

실시형태 1의 연마액은,The polishing liquid of Embodiment 1,

회합도 1~3의 콜로이달 실리카와, 유기산과, 아졸계 화합물과, 과산화 수소를 함유하는 화학적 기계적 연마용의 연마액으로서,A polishing liquid for chemical mechanical polishing containing colloidal silica of association degrees 1 to 3, an organic acid, an azole compound, and hydrogen peroxide,

상기 회합도 1~3의 콜로이달 실리카의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.01~1질량%이고,The content of colloidal silica in the association degrees 1 to 3 is 0.01 to 1 mass % with respect to the total mass of the polishing liquid,

상기 유기산으로서, 아미노산을 함유하며,As said organic acid, it contains an amino acid,

상기 아졸계 화합물로서, 적어도 2종 이상의 트라이아졸계 화합물을 함유하고, pH가 6.5~8.0이며,As the azole-based compound, containing at least two or more triazole-based compounds, the pH is 6.5 to 8.0,

상기 연마액과 코발트 기판을 24시간 접촉시켰을 때에, 상기 코발트 기판 상에, 코발트 원자를 함유하는 두께 0.5~20nm의 반응층(반응층 1)이 형성되고, 또한 상기 연마액과 Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, 및 Mn으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종의 금속으로 이루어지는 배리어 기판을 24시간 접촉했을 때에, 상기 배리어 기판 상에, 상기 금속의 원자를 함유하는 두께 0.01~5nm의 반응층(이하 "반응층 2"라고도 함)이 형성되는 연마액인 것이 바람직하다.When the polishing liquid and the cobalt substrate are brought into contact for 24 hours, a reaction layer (reaction layer 1) having a thickness of 0.5 to 20 nm containing cobalt atoms is formed on the cobalt substrate, and the polishing liquid and Ta, TaN, Ti , TiN, Ru, and when a barrier substrate made of any one metal selected from the group consisting of Mn is in contact with the barrier substrate for 24 hours, a reaction layer with a thickness of 0.01 to 5 nm containing the metal atoms on the barrier substrate ( It is preferable that it is a polishing liquid in which the "reaction layer 2") is formed hereafter.

상기 반응층 2의 두께는 0.01nm 이상이며, 0.1nm 이상이 바람직하다. 또, 상기 반응층 2의 두께는 5nm 이하이며, 3.0nm 이하가 바람직하다.The thickness of the reaction layer 2 is 0.01 nm or more, preferably 0.1 nm or more. Moreover, the thickness of the said reaction layer 2 is 5 nm or less, and 3.0 nm or less is preferable.

상기 반응층 2의 두께가 0.01nm 이상 및 5nm 이하이면, 본 발명의 효과가 보다 우수하다.When the thickness of the reaction layer 2 is 0.01 nm or more and 5 nm or less, the effect of the present invention is more excellent.

본 명세서에 있어서의 반응층 2란, 10mm×10mm의 피연마면을 구비하는 Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, 및 Mn으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종의 금속(배리어 금속)으로 이루어지는 배리어 기판(배리어 금속으로 이루어지는 금속 기판)을, 10mL의 연마액에 침지하고, 상기 배리어 기판과 연마액을 25℃에서 24시간 접촉시켰을 때, 상기 배리어 기판의 피연마면 상에 형성되는 반응층을 의도한다.The reaction layer 2 in the present specification refers to a barrier made of any one metal (barrier metal) selected from the group consisting of Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, and Mn having a surface to be polished of 10 mm×10 mm. When a substrate (a metal substrate made of a barrier metal) is immersed in 10 mL of a polishing liquid, and the barrier substrate and the polishing liquid are brought into contact with the polishing liquid at 25° C. for 24 hours, a reaction layer formed on the polished surface of the barrier substrate is intended do.

또한, 연마액에 상기 배리어 기판을 침지할 때에는, 상기 배리어 기판과 다른 기판(예를 들면, 실리콘 기판)을 적층한 적층체를 연마액에 침지하는 형태여도 된다.Moreover, when immersing the said barrier substrate in a polishing liquid, the aspect which immersed the said barrier substrate and the laminated body which laminated|stacked the other board|substrate (for example, a silicon substrate) in a polishing liquid may be sufficient.

상기 반응층 2는, Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, 및 Mn으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종의 금속의 원자(배리어 금속 원자)를 함유한다. 상기 반응층 2는, 산소 원자 등을 더 함유해도 되고, 반응층의 표면에는 연마액 중의 성분의 착체를 함유하는 것이 바람직하다.The reaction layer 2 contains atoms (barrier metal atoms) of any one metal selected from the group consisting of Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, and Mn. The reaction layer 2 may further contain an oxygen atom or the like, and it is preferable that the surface of the reaction layer contains a complex of a component in the polishing liquid.

여기에서, 상기 반응층 2의 두께는, 연마액과 상기 배리어 기판을 24시간 접촉시킨 후, 접촉 후의 상기 배리어 기판의 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)을 이용하여 실시예에 기재된 방법에 의하여 관찰하여 얻어지는 두께를 의도한다.Here, the thickness of the reaction layer 2 is observed by the method described in Examples using a scanning electron microscope (SEM) to observe the cross section of the barrier substrate after contacting the polishing liquid and the barrier substrate for 24 hours. The thickness obtained by doing this is intended.

상기 연마액은, 상기 소정의 조건에 의하여, Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, 및 Mn으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종의 금속으로 이루어지는 배리어 기판 상에 반응층 2를 형성할 수 있으면 되지만, Ta로 이루어지는 기판, TaN으로 이루어지는 기판, Ti로 이루어지는 기판, TiN으로 이루어지는 기판, Ru로 이루어지는 기판, 및 Mn으로 이루어지는 기판의 모든 기판 각각의 위에 반응층 2를 형성할 수 있는 것이 바람직하다.The polishing liquid may form a reactive layer 2 on a barrier substrate made of any one metal selected from the group consisting of Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, and Mn under the predetermined conditions. , it is preferable that the reactive layer 2 can be formed on each of the substrates made of Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, and Mn.

상기 연마액은, 피연마면에서의 디싱의 발생을 보다 억제하는 관점에서, 하기 식 (3)으로부터 산출되는 연마 속도비 R1이, 250~2500이 되도록 조정되는 것이 바람직하다.The polishing liquid is preferably adjusted so that the polishing rate ratio R1 calculated from the following formula (3) is 250 to 2500 from the viewpoint of further suppressing the occurrence of dishing on the surface to be polished.

식 (3):Equation (3):

R1=상기 연마액에 의한 코발트 기판의 연마 속도/상기 연마액에 의한 배리어 기판의 연마 속도R1 = polishing rate of the cobalt substrate by the polishing liquid / polishing rate of the barrier substrate by the polishing liquid

배리어층의 연마에 있어서는, 일반적으로 화학적 연마보다 기계적 연마의 기여분이 크다. 바꾸어 말하면, 반응층 2가 형성되어도 연마 속도는 크게 상승하는 경우는 없다. 이로 인하여, 연마 속도비 R1을 상기 소정의 수치 범위로 하는 경우에는, 연마액에 의한 코발트 함유층의 연마 속도가 상승하도록 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 후술하는 연마 속도비 R2에 대해서도 동일하다.In the polishing of the barrier layer, in general, mechanical polishing has a greater contribution than chemical polishing. In other words, even when the reaction layer 2 is formed, the polishing rate does not increase significantly. For this reason, when making the polishing rate ratio R1 into the said predetermined numerical range, it is preferable to adjust so that the polishing rate of the cobalt-containing layer by a polishing liquid may rise. In addition, it is the same also about the grinding|polishing rate ratio R2 mentioned later.

실시형태 1의 연마액이 함유하는 회합도 1~3의 콜로이달 실리카, 유기산, 및 아졸계 화합물과, 임의 성분에 대해서는, 각각 상술한 바와 같으며, 바람직한 양태도 동일하다. 또, 상기 반응층 1에 대해서도 상술한 바와 같으며, 바람직한 양태도 동일하다.Colloidal silica, an organic acid, and an azole compound of the association degrees 1-3 which the polishing liquid of Embodiment 1 contains, and an arbitrary component are each as above-mentioned, and a preferable aspect is also the same. Moreover, it is as above-mentioned also about the said reaction layer 1, and a preferable aspect is also the same.

《실시형태 2의 연마액》<Polishing liquid of Embodiment 2>

실시형태 2의 연마액은,The polishing liquid of Embodiment 2,

회합도 1~3의 콜로이달 실리카와, 유기산과, 아졸계 화합물과, 과산화 수소를 함유하는 화학적 기계적 연마용의 연마액으로서,A polishing liquid for chemical mechanical polishing containing colloidal silica of association degrees 1 to 3, an organic acid, an azole compound, and hydrogen peroxide,

상기 회합도 1~3의 콜로이달 실리카의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.5~5질량%이며,The content of colloidal silica in the association degrees 1 to 3 is 0.5 to 5 mass % with respect to the total mass of the polishing liquid,

상기 아졸계 화합물로서, 트라이아졸계 화합물을 함유하고,As the azole-based compound, it contains a triazole-based compound,

pH가 8.0~10.5이며,The pH is 8.0 to 10.5,

상기 연마액과 코발트 기판을 24시간 접촉시켰을 때에, 상기 코발트 기판 상에, 코발트 원자를 함유하는 두께 0.5~20nm의 반응층(상기 "반응층 1"에 상당함)이 형성되고, 또한When the polishing liquid and the cobalt substrate are brought into contact for 24 hours, a reaction layer with a thickness of 0.5 to 20 nm containing cobalt atoms (corresponding to the “reaction layer 1”) is formed on the cobalt substrate, and

상기 연마액과 Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, 및 Mn으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종의 금속으로 이루어지는 배리어 기판을 24시간 접촉했을 때에, 상기 배리어 기판 상에 상기 금속의 원자를 함유하는 두께 0.01~5nm의 반응층(상기 "반응층 2"에 상당함)이 형성되며,When the polishing liquid is in contact with a barrier substrate made of any one metal selected from the group consisting of Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, and Mn for 24 hours, the metal atom is contained on the barrier substrate A reaction layer with a thickness of 0.01 to 5 nm (corresponding to the "reaction layer 2" above) is formed,

상기 연마액과 SiOx 및 SiOC로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종의 무기 성분으로 이루어지는 절연막 기판을 24시간 접촉했을 때에, 상기 절연막 기판 상에 상기 무기 성분을 포함하는 두께 0.01~10nm의 반응층(이하 "반응층 3"이라고도 함)이 형성되는 연마액인 것이 바람직하다.When the polishing liquid and the insulating film substrate made of any one inorganic component selected from the group consisting of SiOx and SiOC are in contact for 24 hours, a reaction layer with a thickness of 0.01 to 10 nm containing the inorganic component on the insulating film substrate (hereinafter referred to as the following) It is preferable that it is a polishing liquid in which the "reaction layer 3") is formed.

상기 반응층 3의 두께는 0.01nm 이상이며, 0.1nm 이상이 바람직하다. 또, 상기 반응층 3의 두께는 10nm 이하이며, 5nm 이하가 바람직하다.The thickness of the reaction layer 3 is 0.01 nm or more, preferably 0.1 nm or more. Moreover, the thickness of the said reaction layer 3 is 10 nm or less, and 5 nm or less is preferable.

상기 반응층 3의 두께가 0.01nm 이상 및 10nm 이하이면, 본 발명의 효과가 보다 우수하다.When the thickness of the reaction layer 3 is 0.01 nm or more and 10 nm or less, the effect of the present invention is more excellent.

본 명세서에 있어서의 반응층 3이란, 10mm×10mm의 피연마면을 구비하는 SiOx 및 SiOC로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종의 무기 성분으로 이루어지는 절연막 기판을, 10mL의 연마액에 침지하고, 상기 절연막 기판과 연마액을 25℃에서 24시간 접촉시켰을 때, 상기 절연막 기판의 피연마면 상에 형성되는 반응층을 의도한다.Reaction layer 3 in the present specification refers to an insulating film substrate made of any one inorganic component selected from the group consisting of SiOx and SiOC having a surface to be polished of 10 mm × 10 mm, immersed in 10 mL of a polishing solution, A reaction layer formed on the surface to be polished of the insulating film substrate when the insulating film substrate and the polishing liquid are brought into contact at 25° C. for 24 hours is intended.

또한, 연마액에 상기 절연막 기판을 침지할 때에는, 상기 절연막 기판과 다른 기판(예를 들면, 실리콘 기판)을 적층한 적층체를 연마액에 침지하는 형태여도 된다.In addition, when the said insulating film substrate is immersed in a polishing liquid, the aspect which immerses the said insulating film substrate and the laminated body which laminated|stacked the other board|substrate (for example, a silicon substrate) in a polishing liquid may be sufficient.

상기 반응층 3은, 상기 무기 성분을 함유한다. 상기 반응층 3은, 산소 원자 등을 더 함유해도 되고, 반응층의 표면에는 연마액 중의 성분의 착체를 함유하는 것이 바람직하다.The said reaction layer 3 contains the said inorganic component. The reaction layer 3 may further contain an oxygen atom or the like, and it is preferable that the surface of the reaction layer contains a complex of a component in the polishing liquid.

여기에서, 상기 반응층 3의 두께는, 연마액과 상기 절연막 기판을 24시간 접촉시킨 후, 접촉 후의 상기 절연막 기판의 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)을 이용하여 실시예에 기재된 방법에 의하여 관찰하여 얻어지는 두께를 의도한다.Here, the thickness of the reaction layer 3 is observed by the method described in Examples using a scanning electron microscope (SEM) after the polishing liquid and the insulating film substrate are brought into contact for 24 hours, and then the cross section of the insulating film substrate after contact is observed. The thickness obtained by doing this is intended.

상기 연마액은, 상기 소정의 조건에 의하여, SiOx 및 SiOC로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종의 무기 성분으로 이루어지는 절연막 기판 상에 반응층 3을 형성할 수 있으면 되지만, SiOx로 이루어지는 기판 및 SiOC로 이루어지는 기판의 모든 기판 각각의 위에 반응층 3을 형성할 수 있는 것이 바람직하다.The polishing liquid may form a reaction layer 3 on an insulating film substrate made of any one inorganic component selected from the group consisting of SiOx and SiOC under the predetermined conditions. It is preferable that the reactive layer 3 can be formed on each of all the substrates of the formed substrate.

상기 연마액은, 피연마면에서의 디싱의 발생을 보다 억제하는 관점에서, 하기 식 (4)로부터 산출되는 연마 속도비 R2가 0.01~2.0이 되도록 조정되는 것이 바람직하다. 또, 하기 식 (5)로부터 산출되는 연마 속도비 R3이 0.05~2.0이 되도록 조정되는 것이 바람직하다.The polishing liquid is preferably adjusted so that the polishing rate ratio R2 calculated from the following formula (4) is 0.01 to 2.0 from the viewpoint of further suppressing the occurrence of dishing on the surface to be polished. Moreover, it is preferable to adjust so that polishing rate ratio R3 computed from following formula (5) may be set to 0.05-2.0.

식 (4):Equation (4):

R2=상기 연마액에 의한 코발트 기판의 연마 속도/상기 연마액에 의한 배리어 기판의 연마 속도R2 = polishing rate of the cobalt substrate by the polishing liquid / polishing rate of the barrier substrate by the polishing liquid

식 (5):Equation (5):

R3=상기 연마액에 의한 코발트 기판의 연마 속도/상기 연마액에 의한 절연막 기판의 연마 속도R3 = polishing rate of the cobalt substrate by the polishing liquid / polishing rate of the insulating film substrate by the polishing liquid

실시형태 2의 연마액이 함유하는 회합도 1~3의 콜로이달 실리카, 유기산, 및 아졸계 화합물과, 임의 성분에 대해서는, 각각 상술한 바와 같다. 또, 상기 반응층 1 및 상기 반응층 2에 대해서도 상술과 같다.The colloidal silica, organic acid, and azole compound of the association degrees 1-3 which the polishing liquid of Embodiment 2 contains, and an arbitrary component are each as above-mentioned, respectively. In addition, the reaction layer 1 and the reaction layer 2 are the same as described above.

〔연마액의 조제 방법〕[Method for preparing polishing liquid]

상기 연마액은, 공지의 방법에 의하여 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기의 각 성분을 혼합함으로써 제조할 수 있다. 상기 각 성분을 혼합하는 순서 및/또는 타이밍은 특별히 제한되지 않으며, pH를 조정한 물에 미리 회합도 1~3의 콜로이달 실리카를 분산하고, 소정의 성분을 순차적으로 혼합해도 된다. 또, 과산화 수소, 물, 또는 과산화 수소 및 물을 연마제의 사용 직전까지 별도 보관해 두고, 사용 직전에 혼합해도 된다. 또, 상기 연마액은, 사용 직전에 물로 희석하는 희석 공정을 갖는, 하기 방법에 의하여 제조하는 것이 바람직하다.The said polishing liquid can be manufactured by a well-known method. For example, it can manufacture by mixing each said component. The order and/or timing of mixing each component is not particularly limited, and colloidal silica having an association degree of 1 to 3 may be dispersed in advance in water with pH adjusted, and predetermined components may be mixed sequentially. In addition, hydrogen peroxide, water, or hydrogen peroxide and water may be separately stored until immediately before use of the abrasive, and may be mixed immediately before use. Moreover, it is preferable to manufacture the said grinding|polishing liquid by the following method which has a dilution process of diluting with water immediately before use.

[연마액의 제조 방법][Method for producing abrasive solution]

본 발명의 1의 실시형태에 관한 연마액의 제조 방법은, 회합도 1~3의 콜로이달 실리카와, 유기산과, 아졸계 화합물과, 과산화 수소를 함유하는 연마액 원액에 대하여, 물을 혼합하여, 상기 연마액을 얻는 공정(이하 "희석 공정"이라고도 함)을 포함하는, 연마액의 제조 방법이다.In the method for producing a polishing liquid according to the first embodiment of the present invention, water is mixed with a polishing liquid stock solution containing colloidal silica of association degrees 1 to 3, an organic acid, an azole compound, and hydrogen peroxide, , a process for obtaining the polishing liquid (hereinafter also referred to as a “dilution step”), a method for producing a polishing liquid.

〔희석 공정〕[dilution process]

희석 공정은, 소정의 성분을 함유하는 연마액 원액에 대하여, 물을 혼합하여, 연마액을 얻는 공정이다.The dilution step is a step of obtaining a polishing liquid by mixing water with the polishing liquid stock solution containing a predetermined component.

연마액의 양태로서는 앞서 설명한 바와 같다. 또, 물을 혼합하는 방법으로서는 특별히 제한되지 않으며, 공지의 방법을 이용할 수 있다.The aspect of the polishing liquid is as described above. Moreover, it does not restrict|limit especially as a method of mixing water, A well-known method can be used.

<연마액 원액><Abrasive undiluted solution>

상기 희석 공정에 있어서 이용되는 연마액 원액은, 회합도 1~3의 콜로이달 실리카와, 유기산과, 아졸계 화합물과, 과산화 수소를 함유하는 연마액 원액이며, 또한 물과 혼합하여, 연마액을 제조하기 위하여 이용되는, 연마액 원액이다.The polishing liquid stock solution used in the dilution step is a polishing solution stock solution containing colloidal silica having an association degree of 1 to 3, an organic acid, an azole compound, and hydrogen peroxide, and further mixed with water to obtain a polishing solution It is an undiluted polishing liquid used for manufacturing.

연마액 원액으로서는, 물 등의 용매를 혼합함으로써 상기 연마액이 얻어지면 되고, 상기의 성분 이외에도, 목적에 따라 유기 용제, 계면활성제, 친수성 폴리머, pH 조정제, pH 완충제, 및 코발트 방식제 등을 함유해도 된다.As the polishing liquid stock solution, the polishing liquid can be obtained by mixing a solvent such as water, and in addition to the above components, an organic solvent, a surfactant, a hydrophilic polymer, a pH adjuster, a pH buffer, and a cobalt anticorrosive agent are contained according to the purpose. You can do it.

연마액 원액은, 실제로 CMP에 사용될 때의 연마액을 2~50배로 농축한 액인 것이 바람직하다. 즉, 연마액 원액은, 2~50배로 희석하여 이용된다. 희석 시에는, 물을 이용하는 것이 바람직하다.The undiluted polishing liquid is preferably a liquid obtained by concentrating the polishing liquid 2 to 50 times when actually used for CMP. That is, the polishing liquid stock solution is diluted 2 to 50 times before use. In the case of dilution, it is preferable to use water.

연마액 원액의 제조 방법으로서는, 특별히 제한되지 않으며, 공지의 방법에 의하여 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기의 각 성분을 혼합함으로써 제조할 수 있다. 상기 각 성분을 혼합하는 순서 등은 특별히 제한되지 않으며, pH를 조정한 물 및/또는 유기 용제에 미리 콜로이달 실리카를 분산하고, 소정의 성분을 순차적으로 혼합해도 된다.The method for preparing the polishing liquid stock solution is not particularly limited, and it can be prepared by a known method. For example, it can manufacture by mixing each said component. The order of mixing each of the above components is not particularly limited, and the colloidal silica may be dispersed in advance in water and/or an organic solvent having pH adjusted, and predetermined components may be mixed sequentially.

또, 연마액 원액은, 물로 2~50배로 희석했을 때, 희석 전후에서의 pH 변화가 0.01~1 미만인 것이 바람직하다.In addition, when the polishing liquid stock solution is diluted 2 to 50 times with water, it is preferable that the pH change before and after dilution is 0.01 to less than 1.

본 발명자는, 상기 연마 원액의 희석 전후에서의 성능 상태를 검사한바, 희석 전후에서의 pH 변화가 0.01~1 미만인 경우, 희석에 의한 성능 변화가 억제되어 있는 것을 확인했다. 구체적으로는, 연마액 원액의 희석 전후에서의 pH 변화가 0.01 이상이면, 희석에 따른 성능 변화가 실질적으로 발생하지 않는 것이 확인되었다. 한편, 연마액 원액의 희석 전후에서의 pH 변화가 1 미만이면, 희석에 따른 성능 변화가 적고, 성능이 크게 저해되지 않는 것을 확인했다.The present inventors inspected the performance state before and after dilution of the polishing stock solution. When the pH change before and after dilution was 0.01 to less than 1, it was confirmed that the performance change due to dilution was suppressed. Specifically, it was confirmed that, when the pH change before and after the dilution of the polishing liquid stock solution was 0.01 or more, the performance change due to the dilution did not substantially occur. On the other hand, when the pH change before and after dilution of the polishing liquid stock solution was less than 1, it was confirmed that the performance change due to dilution was small and the performance was not significantly impaired.

또, 연마액의 제조 방법의 다른 양태로서, 소정의 성분을 함유하는 연마액의 농축액을 준비하고, 이것에, 과산화 수소, 또는 과산화 수소 및 물을 첨가하여, 소정의 특성을 갖는 연마액을 제조하는 방법을 들 수 있다.Further, as another aspect of the method for producing a polishing liquid, a concentrated liquid of a polishing liquid containing a predetermined component is prepared, and hydrogen peroxide or hydrogen peroxide and water are added thereto to produce a polishing liquid having predetermined characteristics. how to do it

〔연마액 원액 수용체〕[Abrasive solution undiluted receptor]

본 발명의 연마액 원액 수용체는, 상기 연마액 원액과, 상기 연마액 원액을 수용하는, 철을 함유하지 않는 금속 재료로 형성된 용기를 가지며 구성된다.The polishing liquid undiluted solution container of the present invention is configured to include the above-mentioned polishing liquid stock solution and a container made of an iron-free metal material for accommodating the polishing liquid stock solution.

여기에서, "철을 함유하지 않는 금속 재료"란, 철을 실질적으로 함유하지 않는 금속 재료를 의도하며, 예를 들면 철 원자의 함유량이, 전체 원자량에 대하여 30% 이하, 바람직하게는 20% 이하인 금속 재료를 의도한다.Here, "iron-free metallic material" means a metallic material substantially free of iron, for example, the content of iron atoms is 30% or less, preferably 20% or less, based on the total atomic weight. Metal materials are intended.

상기 연마액 원액은, 연마액 원액을 소정 기간 보관한 경우에도 불순물 함유량이 증가하기 어려운 점, 또 과산화 수소의 분해를 억제하는 점에서, 철을 함유하지 않는 금속 재료(이하 "비철금속 재료"라고도 함)로 형성된 용기에 수용되는 것이 바람직하다. 상기 용기는, 연마액 원액과 접촉하는 내벽이 비철금속 재료로 형성되어 있으면 되고, 그 외의 구성에 대해서는 특별히 한정되지 않는다.The above-mentioned polishing liquid stock solution is a metal material that does not contain iron (hereinafter also referred to as "non-ferrous metal material") in that the impurity content does not easily increase even when the polishing liquid stock solution is stored for a predetermined period and the decomposition of hydrogen peroxide is suppressed. ) is preferably accommodated in a container formed of. As for the said container, the inner wall which contacts the grinding|polishing liquid stock solution should just be formed of the nonferrous metal material, and it is not specifically limited about another structure.

내벽이 비철금속 재료로 형성된 용기로서는, 내벽이, 비금속 재료 및 전해 연마된 비금속 재료로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 재료로 피복 되거나, 또는 내벽이 재료로 형성된 용기가 바람직하다.As the container in which the inner wall is formed of a non-ferrous material, a container in which the inner wall is coated with at least one material selected from the group consisting of a non-metallic material and an electrolytically polished non-metal material, or a container in which the inner wall is formed of a material is preferable.

또한, 본 명세서에 있어서 "피복"이란, 상기 내벽이 상기 재료로 덮여 있는 것을 의도한다. 상기 내벽이 상기 재료로 덮여 있는 양태로서는, 내벽의 전체 표면적의 70% 이상이 상기 재료로 덮이는 것이 바람직하다.In addition, in this specification, "coating" intends that the said inner wall is covered with the said material. As an aspect in which the said inner wall is covered with the said material, it is preferable that 70% or more of the total surface area of an inner wall is covered with the said material.

비금속 재료로서는, 예를 들면 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌-폴리프로필렌 수지, 사불화 에틸렌 수지, 사불화 에틸렌-퍼플루오로알킬바이닐에터 공중합체, 사불화 에틸렌-육불화 프로필렌 공중합 수지, 사불화 에틸렌-에틸렌 공중합체 수지, 삼불화 염화 에틸렌-에틸렌 공중합 수지, 불화 바이닐리덴 수지, 삼불화 염화 에틸렌 공중합 수지, 및 불화 바이닐 수지 등의 수지 재료; 크로뮴, 및 니켈 등의 금속 재료를 들 수 있다.Examples of the non-metallic material include polyethylene resin, polypropylene resin, polyethylene-polypropylene resin, ethylene tetrafluoride resin, ethylene tetrafluoride-perfluoroalkylvinyl ether copolymer, tetrafluoride ethylene-hexafluoride propylene copolymer resin, yarn resin materials such as a fluorinated ethylene-ethylene copolymer resin, a chlorinated ethylene trifluoride-ethylene copolymer resin, a vinylidene fluoride resin, an ethylene trifluoride-chlorinated copolymer resin, and a vinyl fluoride resin; Metal materials, such as chromium and nickel, are mentioned.

상기 금속 재료로서는, 그 중에서도, 니켈-크로뮴 합금이 바람직하다.As said metal material, a nickel-chromium alloy is especially preferable.

니켈-크로뮴 합금으로서는, 특별히 제한되지 않으며, 공지의 니켈-크로뮴 합금을 이용할 수 있다. 그 중에서도, 니켈 함유량이 40~75질량%, 크로뮴 함유량이 1~30질량%인 니켈-크로뮴 합금이 바람직하다.It does not restrict|limit especially as a nickel-chromium alloy, A well-known nickel-chromium alloy can be used. Especially, the nickel-chromium alloy whose nickel content is 40-75 mass % and chromium content is 1-30 mass % is preferable.

니켈-크로뮴 합금으로서는, 예를 들면 하스텔로이(상품명, 이하 동일), 모넬(상품명, 이하 동일), 및 인코넬(상품명, 이하 동일) 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 하스텔로이 C-276(Ni 함유량 63질량%, Cr 함유량 16질량%), 하스텔로이 C(Ni 함유량 60질량%, Cr 함유량 17질량%), 하스텔로이 C-22(Ni 함유량 61질량%, Cr 함유량 22질량%) 등을 들 수 있다.Examples of the nickel-chromium alloy include Hastelloy (trade name, hereinafter the same), Monel (trade name, hereinafter the same), and Inconel (trade name, hereinafter the same). More specifically, Hastelloy C-276 (Ni content 63 mass %, Cr content 16 mass %), Hastelloy C (Ni content 60 mass %, Cr content 17 mass %), Hastelloy C-22 (Ni content 61 mass %, Cr content 22 mass %) etc. are mentioned.

또, 니켈-크로뮴 합금은, 필요에 따라, 상기한 합금 외에, 붕소, 규소, 텅스텐, 몰리브데넘, 구리, 및 코발트 등을 더 함유하고 있어도 된다.Moreover, the nickel-chromium alloy may further contain boron, a silicon, tungsten, molybdenum, copper, cobalt, etc. other than an above-described alloy as needed.

상기 금속 재료를 전해 연마하는 방법으로서는 특별히 제한되지 않으며, 공지의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 일본 공개특허공보 2015-227501호의 단락 [0011]-[0014], 및 일본 공개특허공보 2008-264929호의 단락 [0036]-[0042] 등에 기재된 방법을 이용할 수 있다.The method for electrolytic polishing the metal material is not particularly limited, and a known method can be used. For example, the method described in paragraphs [0011]-[0014] of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-227501 and paragraphs [0036]-[0042] of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-264929 can be used.

또한, 상기 금속 재료는 버프 연마되어 있어도 된다. 버프 연마의 방법은 특별히 제한되지 않으며, 공지의 방법을 이용할 수 있다. 버프 연마의 마무리에 이용되는 연마 지립의 사이즈는 특별히 제한되지 않지만, 상기 금속 재료의 표면의 요철이 보다 작아지기 쉬운 점에서, #400 이하가 바람직하다.In addition, the said metal material may be buff-polished. The method of buffing is not particularly limited, and a known method can be used. Although the size in particular of the abrasive grain used for finishing of buffing is not restrict|limited, From the point which the unevenness|corrugation of the surface of the said metal material tends to become smaller, #400 or less is preferable.

또한, 버프 연마는, 전해 연마 전에 행해지는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that buff grinding|polishing is performed before electropolishing.

[화학적 기계적 연마 방법][Chemical mechanical polishing method]

본 발명의 1의 실시형태에 관한 화학적 기계적 연마 방법은, 연마 정반에 장착된 연마 패드에, 상기 연마액을 공급하면서, 피연마체의 피연마면을 연마 패드에 접촉시키고, 연마체, 및 연마 패드를 상대적으로 움직여 피연마면을 연마하여 연마 완료된 피연마체를 얻는 공정(이하, "연마 공정"이라고도 함)을 함유하는, 화학적 기계적 연마 방법(이하 "CMP 방법"이라고도 함)이다.In the chemical mechanical polishing method according to the first embodiment of the present invention, while supplying the polishing liquid to a polishing pad mounted on a polishing platen, a polishing target surface of an object to be polished is brought into contact with the polishing pad, the polishing body and the polishing pad It is a chemical mechanical polishing method (hereinafter also referred to as a "CMP method") comprising a step (hereinafter, also referred to as a "polishing step") of obtaining a polished object by polishing the surface to be polished by relatively moving the .

〔피연마체〕[Subject to be polished]

상기 실시형태에 관한 CMP 방법을 적용할 수 있는 피연마체로서는, 특별히 제한되지 않지만, 코발트 및 코발트 합금으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 코발트 함유층을 함유하는 피연마체(금속층 포함 기판)가 바람직하다.The object to be polished to which the CMP method according to the above embodiment can be applied is not particularly limited, but an object to be polished (substrate with a metal layer) containing at least one cobalt-containing layer selected from the group consisting of cobalt and cobalt alloy is preferable. .

상기 코발트 합금으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 니켈을 함유하는 코발트 합금이 바람직하다.Although it does not restrict|limit especially as said cobalt alloy, The cobalt alloy containing nickel is preferable.

코발트 합금이 니켈을 함유하는 경우, 니켈의 함량으로서는, 코발트 합금 전체 질량 중, 10질량% 이하가 바람직하고, 1질량% 이하가 보다 바람직하며, 0.1질량% 이하가 더 바람직하고, 0.00001질량% 이상이 바람직하다. 전극의 형태는 실리콘 관통 전극이어도 된다.When the cobalt alloy contains nickel, the content of nickel is preferably 10 mass % or less, more preferably 1 mass % or less, more preferably 0.1 mass % or less, and 0.00001 mass % or more in the total mass of the cobalt alloy. This is preferable. The shape of the electrode may be a through-silicon electrode.

상기 실시형태에 관한 CMP 방법에 있어서 사용되는 피연마체로서는, 이하의 방법에 의하여 제조할 수 있다.As a to-be-polished object used in the CMP method which concerns on the said embodiment, it can manufacture by the following method.

먼저, 실리콘의 기판 상에 이산화 실리콘 등의 층간 절연막을 적층한다. 이어서, 레지스트층 형성, 에칭 등의 공지의 수단에 의하여, 층간 절연막 표면에 소정 패턴의 오목부(기판 노출부)를 형성하여 볼록부와 오목부로 이루어지는 층간 절연막으로 한다. 이 층간 절연막 상에, 표면의 요철을 따라 층간 절연막을 피복하는 배리어층으로서, 금속 또는 금속 질화물(예를 들면, Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, 및 Mn으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종의 금속 또는 금속 질화물이 바람직함) 등을 증착 또는 CVD(chemical vapor deposition) 등에 의하여 성막한다. 또한, 오목부를 충전하도록 배리어층을 피복하는 코발트 및 코발트 합금으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종으로 이루어지는 코발트 함유층(이하, 금속층이라고도 함)을, 증착, 도금, 또는 CVD 등에 의하여 형성하여 적층 구조를 갖는 피연마체를 얻는다. 층간 절연막, 배리어층 및 금속층의 두께는, 각각 0.01~2.0μm, 1~100nm, 0.01~2.5μm 정도가 바람직하다.First, an interlayer insulating film such as silicon dioxide is laminated on a silicon substrate. Then, by known means such as resist layer formation and etching, recesses (exposed portions) of a predetermined pattern are formed on the surface of the interlayer insulating film to form an interlayer insulating film comprising convex portions and concave portions. As a barrier layer covering the interlayer insulating film along the surface unevenness on the interlayer insulating film, a metal or a metal nitride (for example, any one selected from the group consisting of Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, and Mn) of metal or metal nitride), etc., is formed by vapor deposition or CVD (chemical vapor deposition). In addition, a cobalt-containing layer (hereinafter also referred to as a metal layer) consisting of at least one selected from the group consisting of cobalt and cobalt alloys, which covers the barrier layer to fill the recesses, is formed by vapor deposition, plating, CVD, etc. to form a laminate structure Obtain an object to be polished with As for the thickness of an interlayer insulating film, a barrier layer, and a metal layer, 0.01-2.0 micrometers, 1-100 nm, and about 0.01-2.5 micrometers are preferable, respectively.

상기 배리어층을 구성하는 재료로서는, 특별히 제한되지 않으며, 공지의 저저항의 메탈 재료를 이용할 수 있다. 저저항의 메탈 재료로서는, Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, 및 Mn이 보다 바람직하다.It does not restrict|limit especially as a material which comprises the said barrier layer, A well-known low-resistance metal material can be used. As a low-resistance metal material, Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, and Mn are more preferable.

(피연마면)(surface to be polished)

상기 실시형태에 관한 CMP 방법에 있어서 사용되는 피연마체에 있어서, 피연마면은 특별히 한정되지 않는다.In the object to be polished used in the CMP method according to the above embodiment, the surface to be polished is not particularly limited.

상기 피연마체를 이용한 금속 배선의 제조 공정은, 피연마체 중의 배리어층이 함유하는 금속 원자와, 코발트 함유층이 함유하는 금속 원자가 서로 화학적 및 물리적 성질이 다르기 때문에, 통상, 2단계로 나누어 CMP가 실시된다. 즉, 상술한 바와 같이, 1단째의 공정에서 코발트 함유층에 대한 CMP가 실시되고, 2단째의 공정에서 배리어층에 대한 CMP가 실시된다. 또한, 이 1단째의 CMP 과정에 있어서 금속 배선이 과잉으로 연마되는 디싱이 발생하기 쉽고, 2단째의 CMP 과정에 있어서, 상기 디싱과, 상기 디싱에 따라, 미세한 금속 배선이 치밀하게 배열된 개소의 절연막(절연막은, 각 금속 배선 간에 배치되어 있음)이 과잉 연마되는 이로전이 발생하기 쉽다.In the manufacturing process of a metal wiring using the above-mentioned object to be polished, the metal atoms contained in the barrier layer and the metal atoms contained in the cobalt-containing layer have different chemical and physical properties, so CMP is usually performed in two steps. . That is, as described above, CMP is performed on the cobalt-containing layer in the first step, and CMP is performed on the barrier layer in the second step. In addition, in this first-stage CMP process, dishing in which the metal wiring is excessively polished is likely to occur, and in the second-stage CMP process, in the second-stage CMP process, the dishing and according to the dishing, the fine metal wiring is densely arranged. An erosion in which the insulating film (the insulating film is disposed between the respective metal wirings) is excessively polished is likely to occur.

〔연마 장치〕[polishing device]

상기 CMP 방법을 실시할 수 있는 연마 장치로서는, 특별히 제한되지 않으며, 공지의 화학적 기계적 연마 장치(이하 "CMP 장치"라고도 함)를 이용할 수 있다.A polishing apparatus capable of performing the CMP method is not particularly limited, and a known chemical mechanical polishing apparatus (hereinafter also referred to as "CMP apparatus") can be used.

CMP 장치로서는, 예를 들면 피연마면을 갖는 피연마체(예를 들면, 반도체 기판 등)를 유지하는 홀더와, 연마 패드를 첩부한(회전수가 변경 가능한 모터 등을 장착하고 있는) 연마 정반을 구비하는 일반적인 CMP 장치를 이용할 수 있다. 시판품으로서는, 예를 들면 Reflexion(어플라이드·머티어리얼즈사제)을 이용할 수 있다.The CMP apparatus includes, for example, a holder for holding an object to be polished (eg, a semiconductor substrate, etc.) having a surface to be polished, and a polishing platen to which a polishing pad is attached (a motor having a variable rotational speed is mounted). A general CMP apparatus that does this can be used. As a commercial item, Reflexion (made by Applied Materials) can be used, for example.

<연마 압력><polishing pressure>

상기 실시형태에 관한 CMP 방법에서는, 연마 압력, 즉 피연마면과 연마 패드와의 접촉면에 발생하는 압력이 3000~25000Pa로 연마를 행하는 것이 바람직하고, 6500~14000Pa로 연마를 행하는 것이 보다 바람직하다.In the CMP method according to the embodiment, the polishing is preferably performed at a pressure of 3000 to 25000 Pa, that is, the pressure generated on the contact surface between the surface to be polished and the polishing pad, and more preferably at 6500 to 14000 Pa.

<연마 정반의 회전수><The number of rotations of the polishing plate>

상기 실시형태에 관한 CMP 방법에서는, 연마 정반의 회전수가 50~200rpm으로 연마를 행하는 것이 바람직하고, 60~150rpm으로 연마를 행하는 것이 보다 바람직하다.In the CMP method according to the embodiment, it is preferable that the rotation speed of the polishing platen is 50 to 200 rpm, and it is more preferable to polish it at 60 to 150 rpm.

또한, 연마체 및 연마 패드를 상대적으로 움직이기 위하여, 추가로 홀더를 회전 및/또는 요동시켜도 되고, 연마 정반을 유성 회전시켜도 되며, 벨트상의 연마 패드를 장척 방향의 일방향으로 직선상으로 움직여도 된다. 또한, 홀더는 고정, 회전, 또는 요동 중 어느 상태여도 된다. 이들 연마 방법은, 연마체 및 연마 패드를 상대적으로 움직이는 것이라면, 피연마면 및/또는 연마 장치에 따라 적절히 선택할 수 있다.In order to relatively move the polishing body and the polishing pad, the holder may be further rotated and/or oscillated, the polishing surface may be planetary rotated, or the belt-shaped polishing pad may be moved linearly in one direction in the long direction. Note that the holder may be in any state of being fixed, rotating, or oscillating. These polishing methods can be appropriately selected depending on the surface to be polished and/or the polishing apparatus as long as the polishing body and the polishing pad are relatively moved.

<연마액의 공급 방법><Supply method of polishing liquid>

상기 실시형태에 관한 CMP 방법에서는, 피연마면을 연마하는 동안, 연마 정반 상의 연마 패드에 연마액을 펌프 등으로 연속적으로 공급한다. 이 공급량에 제한은 없지만, 연마 패드의 표면이 항상 연마액으로 덮여 있는 것이 바람직하다. 또한, 연마액의 양태에 대해서는 상기와 같다.In the CMP method according to the embodiment, a polishing liquid is continuously supplied by a pump or the like to the polishing pad on the polishing platen while the surface to be polished is polished. Although there is no limitation on this supply amount, it is preferable that the surface of a polishing pad is always covered with a polishing liquid. In addition, it is as above about the aspect of a polishing liquid.

상기 실시형태에 관한 CMP 방법으로서는, 상기 연마 공정의 전에, 이하의 공정을 더 포함해도 된다.The CMP method according to the embodiment may further include the following steps before the polishing step.

상기 공정으로서는, 예를 들면 회합도 1~3의 콜로이달 실리카와, 유기산과, 아졸계 화합물과, 과산화 수소를 함유하는 연마액 원액에 대하여, 물을 혼합하는 공정을 들 수 있다. 또한, 연마액, 연마액 원액, 및 농축액의 양태는 앞서 설명한 바와 같다.As said process, the process of mixing water with respect to the grinding|polishing liquid stock solution containing colloidal silica of association degree 1-3, an organic acid, an azole compound, and hydrogen peroxide, for example is mentioned, for example. In addition, the aspects of the polishing liquid, the polishing liquid stock solution, and the concentrated liquid are the same as described above.

실시예Example

이하에 실시예에 근거하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 및 처리 절차 등은, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 실시예에 의하여 한정적으로 해석되어야 하는 것은 아니다. 또한, 특별히 설명하지 않는 한 "%"는 "질량%", "ppb"는 "질량ppb"를 의도한다.The present invention will be described in more detail below based on examples. Materials, usage amounts, ratios, treatment details, treatment procedures, and the like shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the Examples shown below. In addition, "%" means "mass %" and "ppb" means "mass ppb" unless otherwise specified.

〔원료 등의 정제〕[Refining of raw materials, etc.]

이하에 나타내는 각 실시예에서 사용되는 각 원료, 각 촉매는, 순도 99질량% 이상의 고순도 그레이드를 이용하며, 또한 사전에 증류, 이온 교환, 여과 등에 의하여 정제한 것이다.Each raw material and each catalyst used in each Example shown below uses a high-purity grade of 99 mass % or more, Furthermore, it refine|purifies in advance by distillation, ion exchange, filtration, etc.

각 연마액의 조제에 사용한 초순수는, 일본 공개특허공보 2007-254168호에 기재되어 있는 방법에 의하여 정제를 행했다. 그 후, Na, Ca 및 Fe의 각각의 원소의 함유량이, 각 약액의 전체 질량에 대하여, 10질량ppt 미만인 것을 후술하는 SNP-ICP-MS법에 의한 측정으로 확인한 후, 사용했다.The ultrapure water used for preparation of each polishing liquid was refine|purified by the method described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2007-254168. Then, it was used after confirming that the content of each element of Na, Ca, and Fe was less than 10 mass ppt with respect to the total mass of each chemical|medical solution by the measurement by the SNP-ICP-MS method mentioned later.

각 실시예 및 비교예의 연마액의 조제, 충전, 보관, 및 분석은 모두 ISO 클래스 2 이하를 충족시키는 레벨의 클린 룸에서 행했다. 또, 각 실시예 및 비교예에 있어서 사용한 용기는, 각각의 실시예 또는 비교예의 연마액으로 세정한 후에 이용했다. 측정 정밀도 향상을 위하여, 금속 성분의 함유량의 측정 및 물의 함유량의 측정은, 통상의 측정에서 검출 한계 이하인 것의 측정은, 체적 환산으로 100분의 1로 농축하여 측정을 행하고, 농축 전의 연마액의 농도로 환산하여 함유량의 산출을 행했다.Preparation, filling, storage, and analysis of the polishing liquids of Examples and Comparative Examples were all performed in a clean room at a level satisfying ISO class 2 or lower. In addition, the container used in each Example and a comparative example was used after washing|cleaning with the polishing liquid of each Example or a comparative example. In order to improve the measurement precision, the measurement of the metal content and the water content are measured by concentrating to 1/100 of the volume in terms of volume, and the concentration of the polishing liquid before concentration is measured for those that are below the detection limit in normal measurement. In conversion to , the content was calculated.

[실시예 1A][Example 1A]

하기에 나타내는 각 성분을 혼합하여, 화학적 기계적 연마액을 조제했다.Each component shown below was mixed, and the chemical mechanical polishing liquid was prepared.

·콜로이달 실리카(회합도: 2, 평균 1차 입자경: 35nm, 제품명 "PL3", 후소 가가쿠 고교사제) 0.1질량%・Colloidal silica (degree of association: 2, average primary particle diameter: 35 nm, product name “PL3”, manufactured by Fuso Chemical Industries, Ltd.) 0.1% by mass

·글라이신(아미노산에 해당함) 1.5질량%・Glycine (corresponding to amino acid) 1.5% by mass

·5-메틸벤조트라이아졸(벤조트라이아졸 골격을 함유하는 아졸계 화합물에 해당함) 0.001질량%0.001 mass % of 5-methylbenzotriazole (corresponding to an azole compound containing a benzotriazole skeleton)

·3-아미노-1,2,4-트라이아졸(벤조트라이아졸 골격을 함유하지 않는 화합물, 또한 1,2,4-트라이아졸 골격을 함유하는 화합물에 해당함) 0.2질량%0.2 mass % of 3-amino-1,2,4-triazole (corresponding to a compound not containing a benzotriazole skeleton and also a compound containing a 1,2,4-triazole skeleton)

·과산화 수소(산화제에 해당함) 1.0질량%· Hydrogen peroxide (corresponding to an oxidizing agent) 1.0% by mass

·에틸렌글라이콜(유기 용제에 해당하고, 일부는 5-메틸벤조트라이아졸을 용해하는 용제로서 사용함) 0.05질량%・Ethylene glycol (corresponding to an organic solvent, partly used as a solvent for dissolving 5-methylbenzotriazole) 0.05% by mass

·물(순수) 잔부・Water (pure water) balance

또한, 표 1 중의 연마액의 pH는, 필요에 따라, 황산 및/또는 수산화 칼륨을 이용하여, 소정의 값이 되도록 조정했다.In addition, the pH of the polishing liquid in Table 1 was adjusted so that it might become a predetermined value using sulfuric acid and/or potassium hydroxide as needed.

또한, 본 실시예에 있어서 "표 1"이란, 표 1A1, 표 1A2, 표 1B1, 표 1B2, 표 1C1, 표 1C2, 표 1D1, 표 1D2를 가리킨다.In addition, in this Example, "Table 1" refers to Table 1A1, Table 1A2, Table 1B1, Table 1B2, Table 1C1, Table 1C2, Table 1D1, Table 1D2.

[실시예 2A~83A, 비교예 1A~5A][Examples 2A to 83A, Comparative Examples 1A to 5A]

표 1에 나타낸 각 성분을, 실시예 1A와 동일한 방법에 의하여, 혼합하여, 각 연마액을 얻었다. 또한, 표 1 중의 각 약호는, 이하의 화합물 등을 나타낸다.Each component shown in Table 1 was mixed by the method similar to Example 1A, and each polishing liquid was obtained. In addition, each symbol in Table 1 shows the following compounds, etc.

·PL3(콜로이달 실리카, 제품명 "PL3", 후소 가가쿠 고교사제, 회합도: 2, 평균 1차 입자경: 35nm)・PL3 (colloidal silica, product name "PL3", manufactured by Fuso Chemical Industries, Ltd., degree of association: 2, average primary particle diameter: 35 nm)

·PL2(콜로이달 실리카, 제품명 "PL2", 후소 가가쿠 고교사제, 회합도: 2, 평균 1차 입자경: 25nm)・PL2 (colloidal silica, product name "PL2", manufactured by Fuso Chemical Industries, Ltd., degree of association: 2, average primary particle diameter: 25 nm)

·PL3L(콜로이달 실리카, 제품명 "PL3L", 후소 가가쿠 고교사제, 회합도: 1, 평균 1차 입자경: 35nm)・PL3L (colloidal silica, product name "PL3L", manufactured by Fuso Chemical Industries, Ltd., degree of association: 1, average primary particle diameter: 35 nm)

·PL3H(콜로이달 실리카, 제품명 "PL3H", 후소 가가쿠 고교사제, 회합도: 3, 평균 1차 입자경: 35nm)・PL3H (colloidal silica, product name “PL3H”, manufactured by Fuso Chemical Industries, Ltd., degree of association: 3, average primary particle diameter: 35 nm)

·ST-PS-MO(콜로이달 실리카, 제품명 "ST-PS-MO", 닛산 가가쿠 고교사제, 회합도: 3 초과, 평균 1차 입자경: 20nm)・ST-PS-MO (colloidal silica, product name "ST-PS-MO", manufactured by Nissan Chemical Industry Co., Ltd., degree of association: more than 3, average primary particle diameter: 20 nm)

·Gly(글라이신, 아미노산에 해당함)Gly (Glycine, corresponding to amino acids)

·Ala(알라닌, 아미노산에 해당함)Ala (corresponds to alanine, amino acid)

·Asp(아스파라진산, 아미노산에 해당함)Asp (corresponding to aspartic acid, amino acid)

·NMG(N-메틸글라이신, 아미노산에 해당함)·NMG (N-methylglycine, corresponding to amino acid)

·5-MBTA(5-메틸벤조트라이아졸, 벤조트라이아졸 골격을 함유하는 아졸계 화합물에 해당함)·5-MBTA (5-methylbenzotriazole, corresponding to an azole compound containing a benzotriazole skeleton)

·BTA(벤조트라이아졸, 벤조트라이아졸 골격을 함유하는 아졸계 화합물에 해당함)BTA (corresponding to benzotriazole, azole-based compound containing benzotriazole skeleton)

·5,6-DMBTA(5,6-다이메틸벤조트라이아졸, 벤조트라이아졸 골격을 함유하는 아졸계 화합물에 해당함)5,6-DMBTA (corresponding to 5,6-dimethylbenzotriazole, an azole compound containing a benzotriazole skeleton)

·5-ABTA(5-아미노벤조트라이아졸, 벤조트라이아졸 골격을 함유하는 아졸계 화합물에 해당함)·5-ABTA (corresponding to 5-aminobenzotriazole, azole-based compound containing a benzotriazole skeleton)

·3-AT(3-아미노-1,2,4-트라이아졸, 벤조트라이아졸 골격을 함유하지 않는 아졸계 화합물, 또한 1,2,4-트라이아졸 골격을 함유하는 아졸계 화합물에 해당함)·3-AT (corresponds to azole compounds not containing 3-amino-1,2,4-triazole and benzotriazole skeletons, and also azole compounds containing 1,2,4-triazole skeletons)

·1,2,4-Tri(1,2,4-트라이아졸, 벤조트라이아졸 골격을 함유하지 않는 아졸계 화합물, 또한 1,2,4-트라이아졸 골격을 함유하는 아졸계 화합물에 해당함)1,2,4-Tri (corresponds to azole compounds not containing 1,2,4-triazole and benzotriazole skeletons, and azole compounds containing 1,2,4-triazole skeletons)

·3,5-DP(3,5-다이메틸피라졸, 벤조트라이아졸 골격을 함유하지 않는 아졸계 화합물, 또한 피라졸 골격을 함유하는 아졸계 화합물(피라졸계 화합물)에 해당함)·3,5-DP (corresponding to azole compounds not containing 3,5-dimethylpyrazole and benzotriazole skeletons, and azole compounds containing pyrazole skeletons (pyrazole compounds))

·Pyraz(피라졸, 벤조트라이아졸 골격을 함유하지 않는 아졸계 화합물, 또한 피라졸 골격을 함유하는 아졸계 화합물에 해당함)Pyraz (corresponds to azole compounds that do not contain pyrazole or benzotriazole skeletons, and also azole compounds that contain pyrazole skeletons)

·Imidaz(이미다졸, 벤조트라이아졸 골격을 함유하지 않는 아졸계 화합물, 또한 이미다졸 골격을 함유하는 아졸계 화합물(이미다졸계 화합물)에 해당함)・Imidaz (corresponds to azole compounds not containing imidazole or benzotriazole skeletons, and azole compounds containing imidazole skeletons (imidazole compounds))

·5-ATZ(5-아미노테트라졸, 벤조트라이아졸 골격을 함유하지 않는 아졸계 화합물에 해당함)·5-ATZ (corresponds to azole compounds that do not contain a 5-aminotetrazole or benzotriazole skeleton)

·ETG(에틸렌글라이콜, 유기 용제에 해당함)ETG (Ethylene Glycol, corresponding to organic solvents)

·EtOH(에탄올, 유기 용제에 해당함)EtOH (corresponding to ethanol and organic solvents)

·PG(프로필렌글라이콜, 유기 용제에 해당함)PG (Propylene glycol, corresponding to organic solvents)

·4-HA(4-하이드록시벤조산, 유기산에 해당함)·4-HA (4-hydroxybenzoic acid, corresponding to organic acid)

·2-HA(2-하이드록시벤조산, 유기산에 해당함)·2-HA (2-hydroxybenzoic acid, corresponding to organic acid)

·PA(프탈산, 유기산에 해당함)PA (corresponding to phthalic acid and organic acid)

·SA(살리실산, 유기산에 해당함)·SA (corresponding to salicylic acid, organic acid)

·Ant(안트라닐산, 유기산에 해당함)·Ant (corresponding to anthranilic acid, organic acid)

·TMT(트라이멜리트산, 유기산에 해당함)·TMT (corresponding to trimellitic acid, organic acid)

·N-cocoyl sarcosinate(N-코코일사코시네이트, 코발트 방식제에 해당함)·N-cocoyl sarcosinate (corresponding to N-cocoyl sarcosinate, cobalt anticorrosive)

·N-lauroyl sarcosinate(N-라우로일사코시네이트, 코발트 방식제에 해당함)N-lauroyl sarcosinate (N-lauroyl sarcosinate, corresponding to cobalt anticorrosive)

·N-oleoyl sarcosinate(N-올레오일사코시네이트, 코발트 방식제에 해당함)·N-oleoyl sarcosinate (N-oleoyl sarcosinate, corresponding to cobalt anticorrosive)

·N-myristoyl sarcosinate(미리스토일사코시네이트, 코발트 방식제에 해당함)N-myristoyl sarcosinate (corresponding to myristoyl sarcosinate, cobalt anticorrosive agent)

·N-myristoyl glycine(N-미리스토일글라이신, 코발트 방식제에 해당함)·N-myristoyl glycine (N-myristoyl glycine, corresponding to cobalt anticorrosive)

·N-stearoyl sarcosinate(N-스테아로일사코시네이트, 코발트 방식제에 해당함)·N-stearoyl sarcosinate (corresponding to N-stearoyl sarcosinate, cobalt anticorrosive agent)

·N-lauroyl glycine(N-라우로일글라이신, 코발트 방식제에 해당함)·N-lauroyl glycine (corresponding to N-lauroyl glycine, cobalt anticorrosive)

·N-palmitoyl glycine(N-팔미토일글라이신, 코발트 방식제에 해당함)·N-palmitoyl glycine (N-palmitoyl glycine, corresponding to cobalt anticorrosive)

·N-lauroyl glutamate(N-라우로일글루탐산, 코발트 방식제에 해당함)N-lauroyl glutamate (N-lauroyl glutamate, corresponding to cobalt anticorrosive)

·N-cocoyl glutamate(N-코코일글루탐산, 코발트 방식제에 해당함)·N-cocoyl glutamate (corresponding to N-cocoyl glutamic acid, cobalt anticorrosive)

·potassium N-cocoyl glutamate(N-코코일글루탐산 칼륨, 코발트 방식제에 해당함)Potassium N-cocoyl glutamate (corresponding to potassium N-cocoyl glutamate, cobalt anticorrosive)

·potassium N-lauroyl sarcosinate(N-라우로일사코시네이트칼륨, 코발트 방식제에 해당함)Potassium N-lauroyl sarcosinate (corresponding to potassium N-lauroyl sarcosinate, cobalt anticorrosive)

·N-lauroyl alaninate(N-라우로일알라니네이트, 코발트 방식제에 해당함)·N-lauroyl alaninate (corresponding to N-lauroyl alaninate, cobalt anticorrosive)

·N-myristoyl alaninate(N-미리스토일알라니네이트, 코발트 방식제에 해당함)N-myristoyl alaninate (corresponding to N-myristoyl alaninate, cobalt anticorrosive)

·potassium N-cocoyl alaninate(N-코코일알라니네이트칼륨, 코발트 방식제에 해당함)Potassium N-cocoyl alaninate (corresponding to potassium N-cocoyl alaninate, cobalt anticorrosive)

·RE-610(제품명 "Rhodafac RE-610", Rhodia사제, 계면활성제에 해당함)RE-610 (Product name "Rhodafac RE-610", manufactured by Rhodia, corresponds to surfactant)

·MD-20(제품명 "Surfynol MD-20", 에어·프로덕트사제, 계면활성제에 해당함)・MD-20 (product name "Surfynol MD-20", manufactured by Air Products, corresponds to a surfactant)

·DBSH(도데실벤젠설폰산, 계면활성제에 해당함)DBSH (dodecylbenzenesulfonic acid, corresponding to surfactant)

·PHEAA(N-(2-하이드록시에틸)아크릴아마이드 폴리머, 중량 평균 분자량 20000, 친수성 폴리머에 해당함)PHEAA (N-(2-hydroxyethyl) acrylamide polymer, weight average molecular weight 20000, corresponds to hydrophilic polymer)

·PAA(폴리아크릴산, 친수성 폴리머에 해당함)·PAA (corresponding to polyacrylic acid, hydrophilic polymer)

·PEIEO(하기 식으로 나타나는 반복 단위를 갖는 에틸렌옥시쇄를 갖는 폴리에틸렌이민, HLB값 18)PEIEO (polyethylenimine having an ethyleneoxy chain having a repeating unit represented by the following formula, HLB value 18)

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112021092580696-pat00002
Figure 112021092580696-pat00002

[실시예 1B][Example 1B]

하기에 나타내는 각 성분을 혼합하여, 화학적 기계적 연마액을 조제했다.Each component shown below was mixed, and the chemical mechanical polishing liquid was prepared.

·콜로이달 실리카(회합도: 2, 평균 1차 입자경: 35nm, 제품명 "PL3", 후소 가가쿠 고교사제) 3.0질량%· Colloidal silica (degree of association: 2, average primary particle diameter: 35 nm, product name "PL3", manufactured by Fuso Chemical Industries, Ltd.) 3.0% by mass

·CA(시트르산, 유기산에 해당함) 0.003질량%・CA (corresponding to citric acid and organic acid) 0.003% by mass

·Male(말레산, 유기산에 해당함) 0.05질량%·Male (corresponding to maleic acid and organic acid) 0.05% by mass

·벤조트라이아졸(벤조트라이아졸 골격을 함유하는 아졸계 화합물에 해당함) 0.1질량%・benzotriazole (corresponding to an azole compound containing a benzotriazole skeleton) 0.1% by mass

·3-아미노-1,2,4-트라이아졸(벤조트라이아졸 골격을 함유하지 않는 화합물, 또한 1,2,4-트라이아졸 골격을 함유하는 화합물에 해당함) 0.05질량%0.05 mass % of 3-amino-1,2,4-triazole (corresponding to a compound not containing a benzotriazole skeleton and also a compound containing a 1,2,4-triazole skeleton)

·과산화 수소(산화제에 해당함) 1.0질량%· Hydrogen peroxide (corresponding to an oxidizing agent) 1.0% by mass

·에틸렌글라이콜(유기 용제에 해당하고, 일부는 5-메틸벤조트라이아졸을 용해하는 용제로서 사용함) 0.05질량%・Ethylene glycol (corresponding to an organic solvent, partly used as a solvent for dissolving 5-methylbenzotriazole) 0.05% by mass

·물(순수) 잔부・Water (pure water) balance

또한, 표 2 중의 연마액의 pH는, 필요에 따라, 황산 및/또는 수산화 칼륨을 이용하여, 소정의 값이 되도록 조정했다.In addition, the pH of the polishing liquid in Table 2 was adjusted so that it might become a predetermined value using sulfuric acid and/or potassium hydroxide as needed.

또한, 본 실시예에 있어서 "표 2"란, 표 2A1, 표 2A2, 표 2A3, 표 2B1, 표 2B2, 표 2B3, 표 2C1, 표 2C2, 표 2C3, 표 2D1, 표 2D2, 표 2D3을 가리킨다.In addition, in this Example, "Table 2" refers to Table 2A1, Table 2A2, Table 2A3, Table 2B1, Table 2B2, Table 2B3, Table 2C1, Table 2C2, Table 2C3, Table 2D1, Table 2D2, Table 2D3 .

[실시예 2B~82B, 비교예 1B~3B][Examples 2B to 82B, Comparative Examples 1B to 3B]

표 2에 나타낸 각 성분을, 실시예 1B와 동일한 방법에 의하여, 혼합하여, 각 연마액을 얻었다. 표 2 중의 각 약호는, 이하의 화합물 등을 나타낸다. 또한, 표 2 중의 각 약호에 있어서 표 1 중의 약호와 동일한 것에 대해서는 상술과 같다.Each component shown in Table 2 was mixed by the method similar to Example 1B, and each polishing liquid was obtained. Each abbreviation in Table 2 shows the following compounds, etc. In addition, in each abbreviation in Table 2, it is as above-mentioned about the thing similar to the abbreviation in Table 1.

·CA(시트르산, 유기산에 해당함)CA (corresponding to citric acid and organic acid)

·석신산(유기산에 해당함)·Succinic acid (corresponding to organic acid)

·말산(유기산에 해당함)Malic acid (corresponding to organic acid)

·말론산(유기산에 해당함)・Malonic acid (corresponding to organic acid)

·Male(말레산, 유기산에 해당함)Male (corresponding to maleic acid and organic acid)

〔CMP 전후의 콜로이달 실리카의 평균 입자경비(T2)의 측정〕[Measurement of average particle size (T2) of colloidal silica before and after CMP]

하기 방법에 의하여, CMP 전후의 콜로이달 실리카의 평균 입자경을 측정하고, 하기 식 (2)에 의하여 CMP 전후의 콜로이달 실리카의 평균 입자경비(T2)를 구했다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.The average particle diameter of the colloidal silica before and after CMP was measured by the following method, and the average particle diameter (T2) of the colloidal silica before and behind CMP was calculated|required by following formula (2). A result is shown in Table 1 and Table 2.

≪측정 조건≫≪Measurement conditions≫

입도 분포계 SALD-2300(시마즈 세이사쿠쇼제)을 이용하여, CMP 전의 연마액 중의 연마 입자의 입도 분포를 측정하여 평균 입자경을 구했다. 또, CMP 후의 연마액을 회수하고, 상기 회수 후의 연마액 중의 연마 입자에 대해서도 동일한 방법에 의하여 그 평균 입자경을 구했다. 얻어진 수치를 이용하여, 하기 식으로부터 얻어지는 T2를 산출했다.The particle size distribution of the abrasive grains in the polishing liquid before CMP was measured using the particle size distribution meter SALD-2300 (made by Shimadzu Corporation), and the average particle diameter was calculated|required. Moreover, the polishing liquid after CMP was recovered, and the average particle diameter was calculated|required by the same method also about the abrasive grain in the polishing liquid after the said collection|recovery. Using the obtained numerical value, T2 obtained from the following formula was computed.

식 (2):Equation (2):

T2=화학적 기계적 연마 후의 평균 입자경/화학적 기계적 연마 전의 평균 입자경T2 = average particle diameter after chemical mechanical polishing / average particle diameter before chemical mechanical polishing

〔반응층의 두께의 측정〕[Measurement of thickness of reaction layer]

<코발트의 모델막을 피연마면으로 한 경우의 반응층의 두께의 측정><Measurement of the thickness of the reaction layer when the model film of cobalt is used as the surface to be polished>

두께 1500nm의 코발트를 퇴적한 실리콘 기판을 약 평방 10mm로 커팅한 것을, 상기의 연마액을 10mL 넣은 내용적 약 100mL의 폴리에틸렌 컵에, 실온(약 25℃)에서 24시간 정치하여 침지했다. 침지 후, 연마액으로부터 취출한 시료를 수세하고, 추가로 질소를 이용하여 바람 건조하여, 코발트 표면에 반응층이 형성된 시료를 얻었다.A silicon substrate on which cobalt having a thickness of 1500 nm was deposited was cut to about 10 mm square, and placed in a polyethylene cup having an internal volume of about 100 mL in which 10 mL of the above-mentioned polishing liquid was placed, and left still at room temperature (about 25° C.) for 24 hours and immersed. After immersion, the sample taken out from the grinding|polishing liquid was washed with water, and also it air-dried using nitrogen, and obtained the sample in which the reaction layer was formed in the cobalt surface.

이 시료에 대하여, 하기에 나타내는 측정 조건에서 집속 이온빔 가공 장치(FIB: Focused Ion Beam)에 의한 단면 형성 가공 및 주사형 전자 현미경(SEM)에 의한 단면 관찰을 행하여, 반응층의 두께를 측정했다. 결과는 표 1 및 표 2에 나타냈다.This sample was subjected to cross-section forming by a focused ion beam processing apparatus (FIB) and cross-sectional observation by a scanning electron microscope (SEM) under the measurement conditions shown below to measure the thickness of the reaction layer. The results are shown in Tables 1 and 2.

(FIB 가공 조건)(FIB processing conditions)

장치: 주식회사 히타치 세이사쿠쇼제 FB-2000A형Apparatus: FB-2000A model manufactured by Hitachi Seisakusho Co., Ltd.

가속 전압: 30kVAcceleration voltage: 30kV

전처리: 백금 스퍼터 코팅→카본 증착→텅스텐 디포지션Pretreatment: Platinum sputter coating → Carbon deposition → Tungsten deposition

(SEM 측정 조건)(SEM measurement conditions)

장치: 주식회사 히타치 세이사쿠쇼제 S-900형Apparatus: S-900 type manufactured by Hitachi Seisakusho Co., Ltd.

가속 전압: 3kVAcceleration voltage: 3kV

전처리: 백금 스퍼터 코팅Pretreatment: Platinum Sputter Coating

<Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, 및 Mn으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종의 모델막을 피연마면으로 한 경우의 반응층의 두께의 측정><Measurement of thickness of reaction layer when any one model film selected from the group consisting of Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, and Mn is used as the surface to be polished>

두께 1500nm의 Ta를 퇴적한 실리콘 기판을 약 평방 10mm로 커팅한 것을, 상기의 연마액을 10mL 넣은 내용적 약 100mL의 폴리에틸렌 컵에, 실온(약 25℃)에서 24시간 정치하여 침지했다. 침지 후, 연마액으로부터 취출한 시료를 수세하고, 추가로 질소를 이용하여 바람 건조하여, Ta 표면에 반응층이 형성된 시료를 얻었다.A silicon substrate having a 1500 nm-thick Ta deposited thereon was cut to about 10 mm square, and placed in a polyethylene cup having an internal volume of about 100 mL in which 10 mL of the above-mentioned polishing liquid was placed, and left still at room temperature (about 25° C.) for 24 hours and immersed. After immersion, the sample taken out from the polishing liquid was washed with water and further air-dried using nitrogen to obtain a sample in which a reaction layer was formed on the Ta surface.

이 시료에 대하여, 하기에 나타내는 측정 조건에서 집속 이온빔 가공 장치(FIB: Focused Ion Beam)에 의한 단면 형성 가공 및 주사형 전자 현미경(SEM)에 의한 단면 관찰을 행하여, 반응층의 두께를 측정했다. 결과는 표 1 및 표 2에 나타냈다.This sample was subjected to cross-section forming by a focused ion beam processing apparatus (FIB) and cross-sectional observation by a scanning electron microscope (SEM) under the measurement conditions shown below to measure the thickness of the reaction layer. The results are shown in Tables 1 and 2.

또, TaN, Ti, TiN, Ru, 및 Mn의 각 금속에 대해서도 상기와 동일한 방법에 의하여 모델막을 제작하고, 각 반응층의 두께를 측정했다(결과는 표 1 및 표 2에 나타냈다).Also, for each metal of TaN, Ti, TiN, Ru, and Mn, a model film was produced in the same manner as above, and the thickness of each reaction layer was measured (the results are shown in Tables 1 and 2).

<SiOx 및 SiOC로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종의 모델막을 피연마면으로 한 경우의 반응층의 두께의 측정><Measurement of thickness of reaction layer when any one model film selected from the group consisting of SiOx and SiOC is used as the surface to be polished>

두께 1500nm의 SiOx를 퇴적한 실리콘 기판을 약 평방 10mm로 커팅한 것을, 상기의 연마액을 10mL 넣은 내용적 약 100mL의 폴리에틸렌 컵에, 실온(약 25℃)에서 24시간 정치하여 침지했다. 침지 후, 연마액으로부터 취출한 시료를 수세하고, 추가로 질소를 이용하여 바람 건조하여, SiOx 표면에 반응층이 형성된 시료를 얻었다.A silicon substrate on which SiOx having a thickness of 1500 nm was deposited was cut to about 10 mm square, and placed in a polyethylene cup having an internal volume of about 100 mL in which 10 mL of the above-described polishing liquid was placed, and left still at room temperature (about 25° C.) for 24 hours and immersed. After immersion, the sample taken out from the polishing liquid was washed with water and further air-dried using nitrogen to obtain a sample in which a reaction layer was formed on the SiOx surface.

이 시료에 대하여, 하기에 나타내는 측정 조건에서 집속 이온빔 가공 장치(FIB: Focused Ion Beam)에 의한 단면 형성 가공 및 주사형 전자 현미경(SEM)에 의한 단면 관찰을 행하여, 반응층의 두께를 측정했다. 결과는 표 2에 나타냈다.This sample was subjected to cross-section forming by a focused ion beam processing apparatus (FIB) and cross-sectional observation by a scanning electron microscope (SEM) under the measurement conditions shown below to measure the thickness of the reaction layer. The results are shown in Table 2.

또, SiOC에 대해서도 상기와 동일한 방법에 의하여 모델막을 제작하고, 반응층의 두께를 측정했다(결과는 표 2에 나타냈다).Also, for SiOC, a model film was produced in the same manner as above, and the thickness of the reaction layer was measured (results are shown in Table 2).

〔각종 정량〕[Various quantities]

<일반식 (1)로 나타나는 화합물의 함유량><Content of compound represented by general formula (1)>

각 실시예 및 비교예에서 제작한 연마액 중에 함유되는 일반식 (1)로 나타나는 화합물의 함유량은, 가스 크로마토그래프 질량 분석 장치(제품명 "GCMS-2020", 시마즈 세이사쿠쇼사제)를 이용하여 측정했다. 이하에, 측정 조건을 나타낸다.The content of the compound represented by the general formula (1) contained in the polishing liquids produced in each Example and Comparative Example was measured using a gas chromatograph mass spectrometer (product name "GCMS-2020", manufactured by Shimadzu Corporation). did. Measurement conditions are shown below.

또한, 가스 크로마토그래프 질량 분석 장치에 의한 정량은, 연마액에 불화 수소를 첨가하여 연마 입자를 완전히 용해하고, 그 후 pH를 10 이상으로 조정한 시료를 이용하여 실시했다.In addition, the quantitative measurement by a gas chromatograph mass spectrometer was performed using the sample which added hydrogen fluoride to a polishing liquid, melt|dissolved abrasive grain completely, and adjusted the pH to 10 or more after that.

≪측정 조건≫≪Measurement conditions≫

캐필러리 칼럼: InertCap 5MS/NP 0.25mmI.D. ×30m df=0.25μmCapillary column: InertCap 5MS/NP 0.25mmI.D. ×30m df=0.25μm

시료 도입법: 스플릿 75kPa 압력 일정Sample introduction method: Split 75 kPa pressure constant

기화실 온도: 230℃Vaporization chamber temperature: 230℃

칼럼 오븐 온도: 80℃(2min)-500℃(13min) 승온 속도 15℃/minColumn oven temperature: 80°C (2min)-500°C (13min) Temperature increase rate 15°C/min

캐리어 가스: 헬륨Carrier Gas: Helium

셉텀 퍼지 유량: 5mL/minSeptum purge flow: 5 mL/min

스플릿비: 25:1Split Ratio: 25:1

인터페이스 온도: 250℃Interface temperature: 250℃

이온원 온도: 200℃Ion source temperature: 200℃

측정 모드: Scan m/z=85~500Measurement mode: Scan m/z=85~500

시료 도입량: 1μLSample introduction amount: 1 μL

<특정 금속 원자의 함유량><Content of specific metal atoms>

(금속 불순물에 포함되는 특정 금속 원자의 함유량)(Content of specific metal atoms contained in metal impurities)

각 실시예 및 비교예에서 제작한 연마액 중의 금속 불순물에 포함되는 특정 금속 원자의 함유량은, Agilent 8800 트리플 사중극 ICP-MS(반도체 분석용, 옵션 #200)를 이용하여 측정했다.The content of specific metal atoms contained in the metal impurities in the polishing liquids prepared in Examples and Comparative Examples was measured using an Agilent 8800 triple quadrupole ICP-MS (for semiconductor analysis, option #200).

≪측정 조건≫≪Measurement conditions≫

샘플 도입계는 석영의 토치와 동축형 PFA(퍼플루오로알콕시알케인) 네뷸라이저(자흡용(自吸用)), 및 백금 인터페이스 콘을 사용했다. 쿨 플라즈마 조건의 측정 파라미터는 이하와 같다.The sample introduction system used a quartz torch, a coaxial PFA (perfluoroalkoxyalkane) nebulizer (for self-priming), and a platinum interface cone. The measurement parameters of the cool plasma conditions are as follows.

·RF(Radio Frequency) 출력(W): 600RF (Radio Frequency) output (W): 600

·캐리어 가스 유량(L/min): 0.7・Carrier gas flow rate (L/min): 0.7

·메이크업 가스 유량(L/min): 1・Makeup gas flow rate (L/min): 1

·샘플링 깊이(mm): 18·Sampling depth (mm): 18

(금속 입자에 포함되는 특정 금속 원자의 함유량)(Content of specific metal atoms contained in metal particles)

·SNP-ICP-MS(Single Nano Particle-Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry)에 의한 측정Measurement by SNP-ICP-MS (Single Nano Particle-Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry)

금속 입자에 포함되는 특정 금속 원자의 함유율에 대해서는, Perkinelmer사제 "Nexion350S"를 이용하여 측정을 행했다.About the content rate of the specific metal atom contained in a metal particle, it measured using "Nexion350S" manufactured by Perkinelmer.

또한, SNP-ICP-MS에 의한 정량은, 연마액에 불화 수소를 첨가하여 연마 입자를 완전히 용해하고, 그 후 pH를 10 이상으로 조정한 시료를 이용하여 실시했다.In addition, quantification by SNP-ICP-MS was performed using the sample which added hydrogen fluoride to the grinding|polishing liquid, melt|dissolved abrasive grain completely, and adjusted the pH to 10 or more after that.

1) 표준 물질의 준비1) Preparation of standard materials

표준 물질은 청정한 유리 용기 내에 초순수를 계량 투입하고, 메디안 직경 50nm의 측정 대상 금속 입자를 10000개/ml의 농도가 되도록 첨가한 후, 초음파 세정기로 30분간 처리한 분산액을 수송 효율 측정용의 표준 물질로서 이용했다.As a standard substance, ultrapure water is metered into a clean glass container, and after adding the metal particles to be measured with a median diameter of 50 nm to a concentration of 10000/ml, the dispersion treated with an ultrasonic cleaner for 30 minutes is used as a standard substance for transport efficiency measurement was used as

2) 측정 조건2) Measurement conditions

PFA제 동축형 네뷸라이저, 석영제 사이클론형 스프레이 챔버, 석영제 내경 1mm 토치 인젝터를 이용하여, 측정 대상액을 약 0.2mL/min으로 흡인했다. 산소 첨가량은 0.1L/min, 플라즈마 출력 1600W, 암모니아 가스에 의한 셀 퍼지를 행했다. 시간 분해능은 50us로 해석을 행했다.Using a coaxial nebulizer made from PFA, a cyclone spray chamber made from quartz, and a torch injector made from quartz with an inner diameter of 1 mm, the measurement target solution was aspirated at about 0.2 mL/min. The amount of oxygen added was 0.1 L/min, plasma output of 1600 W, and cell purging was performed with ammonia gas. Time resolution was analyzed with 50 us.

3) 금속 입자에 포함되는 특정 금속 원자의 함유량은, 제조 회사 부속의 하기 해석 소프트웨어를 이용하여 계측했다.3) Content of the specific metal atom contained in a metal particle was measured using the following analysis software attached to a manufacturer.

·금속 입자에 포함되는 특정 금속 원자의 함유량: 나노 입자 분석 "SNP-ICP-MS" 전용 Syngistix 나노 애플리케이션 모듈・Content of specific metal atoms contained in metal particles: Syngistix nano application module dedicated to nanoparticle analysis "SNP-ICP-MS"

〔연마 속도, 디싱 평가, 및 이로전 평가〕[Grinding speed, dishing evaluation, and erosion evaluation]

이하의 조건에서 연마액을 연마 패드에 공급하면서 연마를 행하고, 실시예 1A~83A, 비교예 1A~5A에 대해서는 연마 속도 및 디싱의 평가를 행하며, 실시예 1B~82B에 대해서는 연마 속도, 디싱 및 이로전의 평가를 행했다.Polishing was performed while supplying the polishing liquid to the polishing pad under the following conditions, and the polishing rate and dishing were evaluated for Examples 1A to 83A and Comparative Examples 1A to 5A, and for Examples 1B to 82B, the polishing rate, dishing and The previous evaluation was performed.

·연마 장치: Reflexion(어플라이드·머티어리얼즈사제)・Abrasive device: Reflexion (manufactured by Applied Materials)

·피연마체(웨이퍼):・Object to be polished (wafer):

(1) 연마 속도 산출용; 실리콘 기판 상에 두께 1.5μm의 상기 각 모델막(Co막, Ta막, SiOx막, TaN막, Ti막, TiN막, Mn막, Ru막, 또는 SiOC막)을 형성한 직경 300mm의 블랭킷 웨이퍼.(1) for calculating the polishing rate; A blanket wafer having a diameter of 300 mm in which each of the above model films (Co film, Ta film, SiOx film, TaN film, Ti film, TiN film, Mn film, Ru film, or SiOC film) having a thickness of 1.5 µm is formed on a silicon substrate.

(2) 디싱 평가용;(2) for dishing evaluation;

·실시예 1A~83A, 비교예 1A~5A:Examples 1A to 83A, Comparative Examples 1A to 5A:

코발트 배선의 패턴 포함 기판(International SEMATECH제, 실리콘 기판) 상에 SiOx로 이루어지는 절연층을 두께 5000Å 적층시킨 후, "SEMATECH 854" 마스크(L/S=10μm/10μm)로 패턴 가공하고, 그 위에 두께 100Å의 배리어 금속층(배리어 금속: Ta), 및 두께 7500Å의 코발트층을 순차적으로 적층시킨 테스트용 기판.After stacking an insulating layer made of SiOx with a thickness of 5000 Å on a substrate with a pattern of cobalt wiring (manufactured by International SEMATECH, a silicon substrate), pattern processing is performed with a “SEMATECH 854” mask (L/S = 10 μm/10 μm), and the thickness is applied thereon A test substrate in which a barrier metal layer of 100 Å (barrier metal: Ta) and a cobalt layer of 7500 Å in thickness are sequentially stacked.

·실시예 1B~82B:· Examples 1B-82B:

코발트 배선의 패턴 포함 기판(International SEMATECH제, 실리콘 기판) 상에 SiOx로 이루어지는 절연층을 두께 5000Å 적층시킨 후, "SEMATECH 854" 마스크(L/S=10μm/10μm)로 패턴 가공하고, 그 위에 두께 100Å의 배리어 금속층(배리어 금속: Ta), 및 두께 7500Å의 코발트층을 순차적으로 적층시킨 테스트용 기판.After stacking an insulating layer made of SiOx with a thickness of 5000 Å on a substrate with a pattern of cobalt wiring (manufactured by International SEMATECH, a silicon substrate), pattern processing is performed with a “SEMATECH 854” mask (L/S = 10 μm/10 μm), and the thickness is applied thereon A test substrate in which a barrier metal layer of 100 Å (barrier metal: Ta) and a cobalt layer of 7500 Å in thickness are sequentially stacked.

(3) 이로전 평가용;(3) for erosion evaluation;

코발트 배선의 패턴 포함 기판(International SEMATECH제, 실리콘 기판) 상에 SiOx로 이루어지는 절연층을 두께 5000Å 적층시킨 후, "SEMATECH 854" 마스크(L/S=9μm/1μm)로 패턴 가공하고, 그 위에 두께 100Å의 배리어 금속층(배리어 금속: Ta), 및 두께 7500Å의 코발트층을 순차적으로 적층시킨 테스트용 기판.An insulating layer made of SiOx is laminated with a thickness of 5000 Å on a substrate with a cobalt wiring pattern (manufactured by International SEMATECH, a silicon substrate), and then patterned with a “SEMATECH 854” mask (L/S=9 μm/1 μm), and the thickness is applied thereon A test substrate in which a barrier metal layer of 100 Å (barrier metal: Ta) and a cobalt layer of 7500 Å in thickness are sequentially stacked.

·연마 패드: IC1010(로델사제)・Abrasive pad: IC1010 (manufactured by Rhodel)

·연마 조건;· grinding conditions;

연마 압력(피연마면과 연마 패드와의 접촉 압력): 1.5psi(또한, 본 명세서에 있어서 psi란, pound-force per square inch; 중량 파운드별 평방 인치를 의도하며, 1psi=6894.76Pa를 의도함)Polishing pressure (contact pressure between the surface to be polished and the polishing pad): 1.5 psi (In addition, in this specification, psi means pound-force per square inch; means square inch per pound of weight, and 1 psi=6894.76 Pa is intended. )

연마액 공급 속도: 200ml/minAbrasive fluid supply rate: 200ml/min

연마 정반 회전수: 110rpmGrinding plate rotation speed: 110rpm

연마 헤드 회전수: 100rpmGrinding head rotation speed: 100rpm

(평가방법)(Assessment Methods)

·실시예 1A~83A, 비교예 1A~5A:Examples 1A to 83A, Comparative Examples 1A to 5A:

연마 속도의 산출: (1)의 블랭킷 웨이퍼를 60초간 연마하고, 웨이퍼면 상의 균등 간격의 49개소에 대하여, 연마 전후에서의 금속 막두께를 전기 저항값으로부터 환산하여 구하며, 그것들을 연마 시간으로 나누어 구한 값의 평균값을 연마 속도(단위: nm/min)로 했다.Calculation of polishing rate: The blanket wafer of (1) is polished for 60 seconds, and the metal film thickness before and after polishing is obtained by converting the electrical resistance value at 49 equally spaced locations on the wafer surface, and dividing them by the polishing time The average value of the calculated|required values was made into the polishing rate (unit: nm/min).

디싱의 평가: (2)의 패턴 웨이퍼에 대하여, 비배선부의 코발트가 완전히 연마될 때까지의 시간에 더하여, 추가로 그 시간의 20%분만큼만 여분으로 연마를 행하고, 라인 앤드 스페이스부(라인 10μm, 스페이스 10μm)의 단차를, 접촉식 단차계 DektakV320Si(Veeco사제)로 측정하여, 이하의 기준에 의하여 평가했다. 또한, 평가 "G" 이상이 실용 범위이다.Evaluation of dishing: With respect to the pattern wafer of (2), in addition to the time until the cobalt of the non-wiring portion is completely polished, additional polishing is performed only for 20% of the time, and the line and space portion (line 10 µm) , space 10 µm) was measured with a contact-type step meter DektakV320Si (manufactured by Veeco), and evaluated according to the following standards. In addition, evaluation "G" or more is a practical use range.

A: 디싱이 5nm 이하이다.A: The dishing is 5 nm or less.

B: 디싱이 5nm 초과, 8nm 이하이다.B: The dishing is more than 5 nm and 8 nm or less.

C: 디싱이 8nm 초과, 12nm 이하이다.C: The dishing is more than 8 nm and 12 nm or less.

D: 디싱이 12nm 초과, 15nm 이하이다.D: The dishing is more than 12 nm and 15 nm or less.

E: 디싱이 15nm 초과, 18nm 이하이다.E: The dishing is more than 15 nm and 18 nm or less.

F: 디싱이 18nm 초과, 21nm 이하이다.F: The dishing is more than 18 nm and 21 nm or less.

G: 디싱이 21nm 초과, 25nm 이하이다.G: The dishing is more than 21 nm and 25 nm or less.

H: 디싱이 25nm 초과이다.H: The dishing is more than 25 nm.

·실시예 1B~82B, 비교예 1B~3B:- Examples 1B to 82B, Comparative Examples 1B to 3B:

연마 속도의 산출: (1)의 블랭킷 웨이퍼를 60초간 연마하고, 웨이퍼면 상의 균등 간격의 49개소에 대하여, 연마 전후에서의 금속 막두께를 전기 저항값으로부터 환산하여 구하며, 그것들을 연마 시간으로 나누어 구한 값의 평균값을 연마 속도(단위: nm/min)로 했다.Calculation of polishing rate: The blanket wafer of (1) is polished for 60 seconds, and the metal film thickness before and after polishing is obtained by converting the electrical resistance value at 49 equally spaced locations on the wafer surface, and dividing them by the polishing time The average value of the calculated|required values was made into the polishing rate (unit: nm/min).

디싱의 평가: (2)의 패턴 웨이퍼에 대하여, 비배선부의 코발트가 완전히 연마될 때까지의 시간에 더하여, 추가로 그 시간의 20%분만큼만 여분으로 연마를 행하고, 라인 앤드 스페이스부(라인 10μm, 스페이스 10μm)의 단차를, 접촉식 단차계 DektakV320Si(Veeco사제)로 측정하여, 이하의 기준에 의하여 평가했다. 또한, 평가 "G" 이상이 실용 범위이다.Evaluation of dishing: With respect to the pattern wafer of (2), in addition to the time until the cobalt of the non-wiring portion is completely polished, additional polishing is performed only for 20% of the time, and the line and space portion (line 10 µm) , space 10 µm) was measured with a contact-type step meter DektakV320Si (manufactured by Veeco), and evaluated according to the following standards. In addition, evaluation "G" or more is a practical use range.

A: 디싱이 5nm 이하이다.A: The dishing is 5 nm or less.

B: 디싱이 5nm 초과, 8nm 이하이다.B: The dishing is more than 5 nm and 8 nm or less.

C: 디싱이 8nm 초과, 12nm 이하이다.C: The dishing is more than 8 nm and 12 nm or less.

D: 디싱이 12nm 초과, 15nm 이하이다.D: The dishing is more than 12 nm and 15 nm or less.

E: 디싱이 15nm 초과, 18nm 이하이다.E: The dishing is more than 15 nm and 18 nm or less.

F: 디싱이 18nm 초과, 21nm 이하이다.F: The dishing is more than 18 nm and 21 nm or less.

G: 디싱이 21nm 초과, 25nm 이하이다.G: The dishing is more than 21 nm and 25 nm or less.

H: 디싱이 25nm 초과이다.H: The dishing is more than 25 nm.

이로전의 평가: (3)의 패턴 웨이퍼에 대하여, 비배선부의 코발트가 완전히 연마될 때까지의 시간에 더하여, 추가로 1분만 여분으로 연마를 행하고, 라인 앤드 스페이스부(라인 9μm, 스페이스 1μm)의 단차를, 접촉식 단차계 DektakV320Si(Veeco사제)로 측정하여, 이하의 기준에 의하여 평가했다. 또한, 평가 "G" 이상이 실용 범위이다.Evaluation of Erosion: With respect to the pattern wafer of (3), in addition to the time until the cobalt of the non-wiring portion is completely polished, polishing is performed additionally for an additional 1 minute, and the line-and-space portion (line 9 µm, space 1 µm) is The step was measured with a contact-type step meter DektakV320Si (manufactured by Veeco), and evaluated according to the following standards. In addition, evaluation "G" or more is a practical use range.

A: 이로전이 3nm 이하이다.A: The erosion transition is 3 nm or less.

B: 이로전이 3nm 초과, 5nm 이하이다.B: The erosion transition is more than 3 nm and 5 nm or less.

C: 이로전이 5nm 초과, 10nm 이하이다.C: Erosion is more than 5 nm and 10 nm or less.

D: 이로전이 10nm 초과, 15nm 이하이다.D: The erosion transition is more than 10 nm and 15 nm or less.

E: 이로전이 15nm 초과, 20nm 이하이다.E: The erosion transition is more than 15 nm and 20 nm or less.

F: 이로전이 20nm 초과, 25nm 이하이다.F: Erosion is more than 20 nm and 25 nm or less.

G: 이로전이 25nm 초과, 30nm 이하이다.G: Erosion is more than 25 nm and 30 nm or less.

H: 이로전이 30nm 초과이다.H: The erosion is more than 30 nm.

〔결함 평가〕[Defect Evaluation]

마무리 연마까지 행한 패턴 웨이퍼를 ComPlus(AMAT사제 결함 검사 장치)에 의하여, 연마액의 결함 평가의 평가(60nm 이상)를 행했다.The evaluation (60 nm or more) of the defect of the polishing liquid was performed by ComPlus (a defect inspection apparatus manufactured by AMAT) for the pattern wafer which was performed until the finish grinding|polishing.

A: 연마 후의 결함수가, 20개/Wf 이하A: The number of defects after polishing is 20 pieces/Wf or less

B: 연마 후의 결함수가, 20개/Wf 초과, 30개/Wf 이하B: The number of defects after polishing is greater than 20/Wf and less than or equal to 30/Wf

C: 연마 후의 결함수가, 30개/Wf 초과, 50개/Wf 이하C: The number of defects after polishing is greater than 30/Wf and less than or equal to 50/Wf

D: 연마 후의 결함수가, 50개/Wf 초과, 60개/Wf 이하D: The number of defects after polishing, more than 50 pieces/Wf, and less than 60 pieces/Wf

E: 연마 후의 결함수가, 60개/Wf 초과, 80개/Wf 이하E: The number of defects after polishing, more than 60 pieces/Wf, 80 pieces/Wf or less

F: 연마 후의 결함수가, 80개/Wf 초과, 100개/Wf 이하F: The number of defects after polishing, more than 80/Wf and less than 100/Wf

G: 연마 후의 결함수가, 100개/Wf 초과, 120개/Wf 이하G: The number of defects after polishing is greater than 100/Wf and less than or equal to 120/Wf

H: 연마 후의 결함수가, 120개/Wf 초과H: The number of defects after polishing exceeds 120/Wf

〔경시 안정성 평가〕[Evaluation of stability over time]

각 연마액을 40℃에서 1개월간 보관했다. 입도 분포계 SALD-2300(시마즈 세이사쿠쇼제)을 이용하여, 조제 직후(초기)의 연마 입자, 및 보관 후의 연마 입자의 각 입도 분포(평균 입자경)를 측정하여 각 평균 입자경을 구하고, 하기 식으로부터 산출된 비에 의하여, 연마액의 경시 안정성의 평가를 행했다.Each polishing liquid was stored at 40°C for 1 month. Using a particle size distribution meter SALD-2300 (manufactured by Shimadzu Corporation), each particle size distribution (average particle diameter) of the abrasive particles immediately after preparation (initial) and after storage was measured to obtain each average particle diameter from the following formula According to the calculated ratio, the temporal stability of the polishing liquid was evaluated.

식 (6): T3=보관 후의 연마 입자의 평균 입자경/초기의 연마 입자의 평균 입자경Formula (6): T3 = average particle diameter of abrasive particles after storage / average particle diameter of initial abrasive particles

A: T3이 1.1 이하A: T3 is 1.1 or less

B: T3이 1.1 초과, 1.3 이하B: T3 greater than 1.1 and less than or equal to 1.3

C: T3이 1.3 초과, 1.5 이하C: T3 greater than 1.3, less than or equal to 1.5

D: T3이 1.5 초과D: T3 >1.5

결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.A result is shown in Table 1 and Table 2.

또한, 표 중, "%" 및 "ppb"는, 모두 질량 기준이다.In addition, in a table|surface, "%" and "ppb" are both based on mass.

또, "연마 속도비 R1", "연마 속도비 R2", 및 "연마 속도비 R3"은, 각각 하기 식 (3)~(5)로부터 산출되는 값이다.In addition, "polishing speed ratio R1", "polishing speed ratio R2", and "polishing speed ratio R3" are values calculated from the following formulas (3) to (5), respectively.

식 (3):Equation (3):

R1=연마액에 의한 코발트 기판의 연마 속도/연마액에 의한 배리어 기판의 연마 속도R1 = polishing rate of the cobalt substrate by the polishing liquid / polishing rate of the barrier substrate by the polishing liquid

식 (4):Equation (4):

R2=연마액에 의한 코발트 기판의 연마 속도/연마액에 의한 배리어 기판의 연마 속도R2 = polishing rate of the cobalt substrate by the polishing liquid / polishing rate of the barrier substrate by the polishing liquid

식 (5):Equation (5):

R3=연마액에 의한 코발트 기판의 연마 속도/연마액에 의한 절연막 기판의 연마 속도R3 = polishing rate of cobalt substrate by polishing liquid/ polishing rate of insulating film substrate by polishing liquid

또, "금속 불순물량"이란, Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 특정 금속 원자의 연마액 전체 질량에 대한 함유량을 의도한다.In addition, the "metal impurity amount" intends the content of a specific metal atom selected from the group consisting of Fe atoms, Cu atoms, Ag atoms, and Zn atoms with respect to the total mass of the polishing liquid.

또, "금속 입자량"이란, 상기 금속 불순물 중 고체상의 금속 불순물이 함유하는, Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 특정 금속 원자의, 연마액 전체 질량에 대한 함유량을 의도한다.In addition, the "metal particle amount" refers to the content of a specific metal atom selected from the group consisting of Fe atoms, Cu atoms, Ag atoms, and Zn atoms contained in the solid metal impurities among the metal impurities relative to the total mass of the polishing liquid. is intended to

또, "H2O2/금속 불순물량(T1)"이란, 하기 식 (1)로부터 산출되는 값이다. In addition, "H2O2/metal impurity amount (T1)" is a value computed from following formula ( 1 ).

식 (1): T1=과산화 수소의 함유량/금속 불순물이 함유하는 Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 특정 금속 원자의 합계 함유량Formula (1): T1 = content of hydrogen peroxide/total content of specific metal atoms selected from the group consisting of Fe atoms, Cu atoms, Ag atoms, and Zn atoms contained in metallic impurities

또, "아민량(ppb)"이란, 상술한 일반식 (1)로 나타나는 화합물의 연마액 전체 질량에 대한 함유량을 의도한다.In addition, "amine amount (ppb)" intends content with respect to the total mass of a polishing liquid of the compound represented by General formula (1) mentioned above.

또한, 연마액은, 전체 질량이 100질량%가 되도록 물(잔부)로 조정했다.In addition, the polishing liquid was adjusted with water (balance) so that the total mass might be 100 mass %.

또한, 하기 표 1에 있어서, 하기 표 1A2, 표 1B2, 표 1C2, 표 1D2는, 각각 하기 표 1A1, 표 1B1, 표 1C1, 표 1D1에 나타내는 실시예 1A~83A 및 비교예 1A~5A의 각 연마액에 대한 각종 평가 결과를 나타낸 것이다.In addition, in Table 1 below, Table 1A2, Table 1B2, Table 1C2, and Table 1D2 are each of Examples 1A to 83A and Comparative Examples 1A to 5A shown in Table 1A1, Table 1B1, Table 1C1, and Table 1D1, respectively. Various evaluation results for the polishing liquid are shown.

즉, 예를 들면 실시예 1A의 경우, 표 1A2에, 표 1A1의 연마액을 이용한 각종 평가가 나타난다. 실시예 1A의 연마액에 있어서의 Co 반응층의 두께는 4nm이며, 디싱 평가는 4nm(A에 상당), 결함 평가는 A, 경시 안정성은 A이다. 또, 예를 들면 배리어 금속을 TaN으로 한 경우에는, TaN 반응층의 두께는 0.08nm이다.That is, for example, in the case of Example 1A, various evaluations using the polishing liquid of Table 1A1 are shown in Table 1A2. The thickness of the Co reaction layer in the polishing liquid of Example 1A is 4 nm, dishing evaluation is 4 nm (corresponding to A), defect evaluation is A, and aging stability is A. Further, for example, when the barrier metal is TaN, the thickness of the TaN reaction layer is 0.08 nm.

또, 하기 표 2에 있어서, 하기 표 2A2 및 표 2A3, 표 2B2 및 표 2B3, 표 2C2 및 표 2C3, 표 2D2 및 표 2D3은, 각각 하기 표 2A1, 표 2B1, 표 2C1에 나타내는 실시예 1B~82B, 비교예 1B~3B의 각 연마액에 대한 각종 평가 결과를 나타낸 것이다.In addition, in Table 2 below, Table 2A2 and Table 2A3, Table 2B2 and Table 2B3, Table 2C2 and Table 2C3, Table 2D2, and Table 2D3 are Examples 1B to Table 2A1, Table 2B1, Table 2C1, respectively. The various evaluation results about each polishing liquid of 82B and Comparative Examples 1B - 3B are shown.

즉, 예를 들면 실시예 1B의 경우, 표 2A2 및 표 2A3에, 표 2A1의 연마액을 이용한 각종 평가가 나타난다. 실시예 1B의 연마액에 있어서의 Co 반응층의 두께는 1nm이며, 디싱 평가는 3.5nm(A에 상당), 이로전 평가는 8.75nm(C에 상당), 결함 평가는 A, 경시 안정성은 A이다. 또, 예를 들면 배리어 금속을 TaN으로 한 경우에는, TaN 반응층의 두께는 0.212nm이다.That is, for example, in the case of Example 1B, in Table 2A2 and Table 2A3, various evaluation using the polishing liquid of Table 2A1 appears. The thickness of the Co reaction layer in the polishing liquid of Example 1B is 1 nm, dishing evaluation is 3.5 nm (corresponding to A), erosion evaluation is 8.75 nm (corresponding to C), defect evaluation is A, stability with time is A to be. Further, for example, when the barrier metal is TaN, the thickness of the TaN reaction layer is 0.212 nm.

[표 1][Table 1]

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Figure 112021092580696-pat00003

[표 2][Table 2]

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[표 3][Table 3]

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[표 4][Table 4]

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[표 5][Table 5]

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[표 6][Table 6]

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[표 7][Table 7]

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[표 8][Table 8]

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[표 9][Table 9]

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[표 10][Table 10]

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[표 11][Table 11]

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[표 12][Table 12]

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[표 13][Table 13]

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[표 14][Table 14]

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[표 15][Table 15]

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[표 16][Table 16]

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[표 17][Table 17]

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[표 18][Table 18]

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[표 19][Table 19]

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[표 20][Table 20]

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표 1 및 표 2의 결과로부터, 실시예의 연마액은, 모두 피연마면에서의 디싱, 이로전, 및 결함의 발생이 억제되어 있는 것이 확인되었다. 또, 경시 안정성도 우수한 것이 확인되었다.From the results of Tables 1 and 2, it was confirmed that, in all of the polishing liquids of Examples, dishing, erosion, and generation of defects on the surface to be polished were suppressed. Moreover, it was confirmed that it was also excellent in temporal stability.

한편, 비교예 1~5의 연마액은, 피연마면에서의 디싱 및 결함의 발생이 확인되었다.On the other hand, in the polishing liquids of Comparative Examples 1 to 5, dishing and generation of defects on the surface to be polished were confirmed.

·실시예 1A~83A의 결과(표 1)・Results of Examples 1A to 83A (Table 1)

실시예 1A, 8A~11A의 대비로부터, 과산화 수소의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.001~2.5질량%(바람직하게는 0.06~2질량%)인 경우, 피연마면에서의 디싱이 보다 발생하기 어려운 것이 확인되었다.From the comparison between Examples 1A and 8A to 11A, when the content of hydrogen peroxide is 0.001 to 2.5 mass % (preferably 0.06 to 2 mass %) with respect to the total mass of the polishing liquid, dishing occurs more on the surface to be polished It turned out to be difficult to do.

또, 실시예 1A, 12A~15A의 대비로부터, 아졸계 화합물의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여, 0.01~1.3질량%(바람직하게는, 0.01~0.4질량%)인 경우, 피연마면에서의 디싱이 보다 발생하기 어렵고, 경시 안정성이 보다 우수한 것이 확인되었다.Further, from the comparison between Examples 1A and 12A to 15A, when the content of the azole compound is 0.01 to 1.3 mass% (preferably 0.01 to 0.4 mass%) with respect to the total mass of the polishing liquid, the surface to be polished It was confirmed that dishing was more difficult to occur, and stability with time was more excellent.

실시예 1A, 19A~21A의 대비로부터, 회합도 1~3의 콜로이달 실리카의 화학적 기계적 연마 전후에서의 평균 입자경의 비 T2가, 2.5 이하(바람직하게는, 2 이하)인 경우, 피연마면에서의 결함이 보다 발생하기 어려운 것이 확인되었다.From the comparison of Examples 1A and 19A to 21A, when the ratio T2 of the average particle diameter before and after chemical mechanical polishing of the colloidal silica of the association degrees 1 to 3 is 2.5 or less (preferably 2 or less), the surface to be polished It was confirmed that the defect is more difficult to occur.

또, 실시예 1A, 22A~25A의 대비로부터, 연마액의 pH가 6.5~8.0(바람직하게는 6.8~7.8, 보다 바람직하게는 6.8~7.2)인 경우에, 피연마면에서의 디싱 및 결함이 보다 발생하기 어렵고, 경시 안정성이 보다 우수한 것이 확인되었다. 또, 실시예 1A, 26A~29A의 대비로부터, 상기 일반식 (1)로 나타나는 화합물의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 1000질량ppb 이하(바람직하게는, 250질량ppb 이하, 보다 바람직하게는 8질량ppb 이하)인 경우, 피연마면에서의 디싱 및 결함이 보다 발생하기 어렵고, 경시 안정성이 보다 우수한 것이 확인되었다.Further, from the comparison of Examples 1A and 22A to 25A, when the pH of the polishing liquid is 6.5 to 8.0 (preferably 6.8 to 7.8, more preferably 6.8 to 7.2), dishing and defects on the surface to be polished are It was more difficult to generate|occur|produce and it was confirmed that it was more excellent in temporal stability. Moreover, from the comparison between Examples 1A and 26A to 29A, the content of the compound represented by the general formula (1) is 1000 mass ppb or less (preferably 250 mass ppb or less, more preferably 250 mass ppb or less with respect to the total mass of the polishing liquid) 8 mass ppb or less), it was confirmed that dishing and defects on the surface to be polished were less likely to occur, and stability with time was more excellent.

또, 실시예 1A, 30A~32A의 대비로부터, 금속 불순물이 함유하는 Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종의 특정 금속 원자의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.01~100질량ppb(바람직하게는, 0.01~50질량ppb, 보다 바람직하게는, 0.01~20질량ppb)인 경우, 피연마면에서의 디싱 및 결함이 보다 발생하기 어렵고, 경시 안정성이 보다 우수한 것이 확인되었다. 또, 금속 입자가 함유하는 특정 금속 원자이며, 그 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.01~50질량ppb(바람직하게는, 0.01~8질량ppb)인 경우, 피연마면에서의 디싱 및 결함이 보다 발생하기 어렵고, 경시 안정성이 보다 우수한 것이 확인되었다.Further, from the comparison between Examples 1A and 30A to 32A, the content of one specific metal atom selected from the group consisting of Fe atoms, Cu atoms, Ag atoms, and Zn atoms contained in the metal impurities is determined by the total mass of the polishing liquid. In the case of 0.01 to 100 mass ppb (preferably 0.01 to 50 mass ppb, more preferably 0.01 to 20 mass ppb), dishing and defects on the surface to be polished are less likely to occur, and stability over time is better it was confirmed Moreover, when it is a specific metal atom contained in a metal particle, and the content is 0.01-50 mass ppb (preferably 0.01-8 mass ppb) with respect to the total mass of a polishing liquid, dishing and defects on the to-be-polished surface It was more difficult to generate|occur|produce and it was confirmed that it was more excellent in temporal stability.

또, 실시예 1A, 33A~35A, 54A, 55A의 대비로부터, 아미노산의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여, 0.8~4질량%인 경우, 피연마면에서의 디싱 및 결함이 보다 발생하기 어렵고, 경시 안정성이 보다 우수한 것이 확인되었다.Moreover, from the comparison with Examples 1A, 33A to 35A, 54A, and 55A, when the amino acid content is 0.8 to 4 mass % with respect to the total mass of the polishing liquid, dishing and defects on the surface to be polished are less likely to occur. , it was confirmed that the stability over time was more excellent.

또, 실시예 1A, 36A~38A의 대비로부터, 아미노산으로서, 글라이신, 또는 N-메틸글라이신(바람직하게는 글라이신)을 함유하는 경우, 피연마면에서의 디싱이 보다 발생하기 어려운 것이 확인되었다.Moreover, from the comparison between Examples 1A and 36A to 38A, when glycine or N-methylglycine (preferably glycine) was contained as an amino acid, it was confirmed that dishing on the surface to be polished was more difficult to occur.

또, 실시예 1A, 57A, 58A의 대비로부터, 회합도 1~3의 콜로이달 실리카의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.01~0.15질량%인 경우, 피연마면에서의 디싱이 보다 발생하기 어려운 것이 확인되었다.Further, from the comparison between Examples 1A, 57A, and 58A, when the content of colloidal silica of the association degrees 1 to 3 is 0.01 to 0.15 mass % with respect to the total mass of the polishing liquid, dishing on the surface to be polished is more likely to occur. It turned out to be difficult.

또, 실시예 1A, 39A~53A의 대비로부터, 벤조트라이아졸 골격을 갖는 화합물과, 벤조트라이아졸계 화합물과는 다른 화합물을 함유하는 연마액을 CMP에 적용한 경우, 피연마면에 디싱이 보다 발생하기 어려운 것이 확인되었다.Further, from the comparison between Examples 1A and 39A to 53A, when a polishing liquid containing a compound having a benzotriazole skeleton and a compound different from the benzotriazole compound is applied to CMP, dishing occurs more on the polished surface It turned out to be difficult to do.

또, 실시예 1A, 8A~11A, 30A~32A의 대비로부터, 연마액은, 과산화 수소와 금속 불순물이 함유하는 Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 특정 금속 원자와의 함유량비 T1이, 30000~500000(바람직하게는 30000~110000, 보다 바람직하게는 30000~80000)인 경우, 피연마면에서의 디싱이 보다 발생하기 어려운 것이 확인되었다.Further, from the comparison of Examples 1A, 8A to 11A, and 30A to 32A, the polishing liquid contains a specific metal atom selected from the group consisting of Fe atoms, Cu atoms, Ag atoms, and Zn atoms contained in hydrogen peroxide and metal impurities; When the content ratio T1 of is 30000 to 500000 (preferably 30000 to 110000, more preferably 30000 to 80000), it was confirmed that dishing on the surface to be polished is more difficult to occur.

실시예 1A, 39A~41A의 대비로부터, 벤조트라이아졸 골격을 갖는 화합물로서 5-메틸벤조트라이아졸을 함유한 경우, 피연마면에서의 디싱이 보다 발생하기 어려운 것이 확인되었다.From the comparison with Examples 1A and 39A to 41A, when 5-methylbenzotriazole was contained as a compound having a benzotriazole skeleton, it was confirmed that dishing on the surface to be polished was more difficult to occur.

·실시예 1B~82B의 결과(표 2)・Results of Examples 1B to 82B (Table 2)

실시예 1B, 8B~10B의 대비로부터, 과산화 수소의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여, 0.1~1.2질량%(바람직하게는, 0.6~1질량%)인 경우, 피연마면에 디싱 및 이로전이 보다 발생하기 어렵다.From the comparison of Examples 1B and 8B to 10B, when the content of hydrogen peroxide is 0.1 to 1.2 mass % (preferably 0.6 to 1 mass %) with respect to the total mass of the polishing liquid, the surface to be polished is subjected to dishing and erosion more difficult to occur than metastasis.

또, 실시예 1B, 11B~14B의 대비로부터, 아졸계 화합물의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여, 0.12~3.5질량%(바람직하게는 0.12~0.8질량%, 보다 바람직하게는 0.12~0.5질량%)인 경우, 피연마면에서의 디싱 및 이로전이 보다 발생하기 어렵고, 경시 안정성이 보다 우수했다.Moreover, from the comparison between Examples 1B and 11B to 14B, the content of the azole compound is 0.12 to 3.5 mass% (preferably 0.12 to 0.8 mass%, more preferably 0.12 to 0.5 mass%) with respect to the total mass of the polishing liquid. %), dishing and erosion on the surface to be polished are less likely to occur, and stability over time is more excellent.

실시예 1B, 18B~20B의 대비로부터, 회합도 1~3의 콜로이달 실리카의 화학적 기계적 연마 전후에서의 평균 입자경의 비 T2가, 2.5 이하(바람직하게는, 2 이하)인 경우, 피연마면에서의 결함이 보다 발생하기 어려운 것이 확인되었다.From the comparison of Examples 1B and 18B to 20B, when the ratio T2 of the average particle diameter before and after chemical mechanical polishing of the colloidal silica of the association degrees 1 to 3 is 2.5 or less (preferably 2 or less), the surface to be polished It was confirmed that the defect is more difficult to occur.

또, 실시예 1B, 21B~23B의 대비로부터, 연마액의 pH가 8.2~9.5(바람직하게는, 8.7~9.5)인 경우에, 피연마면에서의 디싱 및 이로전과 결함이 보다 발생하기 어려운 것이 확인되었다.Further, from the comparison of Examples 1B and 21B to 23B, when the pH of the polishing liquid is 8.2 to 9.5 (preferably 8.7 to 9.5), dishing and erosion and defects on the surface to be polished are more difficult to occur. Confirmed.

또, 실시예 1B, 24B~27B의 대비로부터, 상기 일반식 (1)로 나타나는 화합물의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 1000질량ppb 이하(바람직하게는, 250질량ppb 이하, 보다 바람직하게는 8질량ppb 이하)인 경우, 피연마면에서의 디싱 및 이로전과 결함이 보다 발생하기 어렵고, 경시 안정성이 보다 우수한 것이 확인되었다.Moreover, from the comparison of Examples 1B and 24B to 27B, the content of the compound represented by the general formula (1) is 1000 mass ppb or less (preferably 250 mass ppb or less, more preferably 250 mass ppb or less with respect to the total mass of the polishing liquid) 8 mass ppb or less), it was confirmed that dishing and erosion and defects on the surface to be polished were less likely to occur, and stability with time was more excellent.

또, 실시예 1B, 28B~30B의 대비로부터, 금속 불순물이 함유하는 Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종의 특정 금속 원자의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.01~100질량ppb(바람직하게는, 0.01~20질량ppb)인 경우, 피연마면에서의 디싱 및 이로전과 결함이 보다 발생하기 어렵고, 경시 안정성이 보다 우수한 것이 확인되었다. 또, 금속 입자가 함유하는 특정 금속 원자이며, 그 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.01~50질량ppb(바람직하게는, 0.01~8질량ppb)인 경우, 피연마면에서의 디싱 및 이로전과 결함이 보다 발생하기 어렵고, 경시 안정성이 보다 우수한 것이 확인되었다.Further, from the comparison between Examples 1B and 28B to 30B, the content of one specific metal atom selected from the group consisting of Fe atoms, Cu atoms, Ag atoms, and Zn atoms contained in the metal impurities is determined by the total mass of the polishing liquid. In the case of 0.01 to 100 mass ppb (preferably 0.01 to 20 mass ppb), it was confirmed that dishing and erosion and defects on the surface to be polished were more difficult to occur, and stability with time was more excellent. Moreover, when it is a specific metal atom contained in a metal particle, and the content is 0.01-50 mass ppb (preferably 0.01-8 mass ppb) with respect to the total mass of a polishing liquid, dishing and erosion on the to-be-polished surface and It was confirmed that a defect was more difficult to generate|occur|produce and it was more excellent in stability with time.

또, 실시예 1B, 31B~36B의 대비로부터, 유기산의 함유량은, 연마액 전체 질량에 대하여, 0.01~0.3질량%인 경우, 피연마면에서의 디싱 및 이로전과 결함이 보다 발생하기 어렵고, 경시 안정성이 보다 우수한 것이 확인되었다.Moreover, from the comparison between Examples 1B and 31B to 36B, when the content of the organic acid is 0.01 to 0.3 mass % with respect to the total mass of the polishing liquid, dishing and erosion and defects on the surface to be polished are more difficult to occur, and over time It was confirmed that the stability was more excellent.

또, 실시예 1B, 37B~39B의 대비로부터, 유기산으로서, 말레산과 시트르산 또는 말론산을 조합하여 사용(바람직하게는, 말레산과 시트르산을 조합하여 사용)한 경우, 피연마면에서의 디싱 및 이로전이 보다 발생하기 어렵고, 경시 안정성이 보다 우수한 것이 확인되었다.Further, from the comparison of Examples 1B and 37B to 39B, when a combination of maleic acid and citric acid or malonic acid is used as an organic acid (preferably, a combination of maleic acid and citric acid is used), dishing on the surface to be polished and It was confirmed that it was more difficult to generate|occur|produce than metastasis and was more excellent in stability with time.

실시예 1B, 40B~42B의 대비로부터, 벤조트라이아졸 골격을 갖는 화합물로서 벤조트라이아졸, 5-아미노벤조트라이아졸, 또는 5,6-다이메틸벤조트라이아졸을 함유한 경우, 피연마면에서의 디싱 및 이로전이 보다 발생하기 어려운 것이 확인되었다.From the comparison of Examples 1B and 40B to 42B, when benzotriazole, 5-aminobenzotriazole, or 5,6-dimethylbenzotriazole is contained as a compound having a benzotriazole skeleton, It was confirmed that dishing and erosion are more difficult to occur.

또, 실시예 1B, 40B~48B, 52B, 53B의 대비로부터, 아졸계 화합물로서, 벤조트라이아졸 골격을 갖는 화합물과, 벤조트라이아졸계 화합물과는 다른 화합물을 함유하는 연마액을 CMP에 적용한 경우, 피연마면에 디싱 및 이로전이 보다 발생하기 어려운 것이 확인되었다.Further, from the comparison of Examples 1B, 40B to 48B, 52B, and 53B, when a polishing liquid containing a compound having a benzotriazole skeleton as an azole compound and a compound different from the benzotriazole compound is applied to CMP , it was confirmed that dishing and erosion are less likely to occur on the surface to be polished.

또, 실시예 1B, 55B, 56B의 대비로부터, 회합도 1~3의 콜로이달 실리카의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.5~3질량%인 경우, 피연마면에 디싱 및 이로전이 보다 발생하기 어려운 것이 확인되었다.Further, from the comparison of Examples 1B, 55B, and 56B, when the content of colloidal silica having an association degree of 1 to 3 is 0.5 to 3 mass% with respect to the total mass of the polishing liquid, dishing and erosion occur more on the surface to be polished It turned out to be difficult to do.

또, 실시예 1B, 8B~10B, 28B~30B의 대비로부터, 연마액은, 과산화 수소와 금속 불순물이 함유하는 Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 특정 금속 원자와의 함유량비 T1이, 30000~500000(바람직하게는 100000~500000, 보다 바람직하게는 250000~500000)인 경우, 피연마면에 디싱 및 이로전이 보다 발생하기 어려운 것이 확인되었다.Further, from the comparison of Examples 1B, 8B to 10B, and 28B to 30B, the polishing liquid contains a specific metal atom selected from the group consisting of an Fe atom, Cu atom, Ag atom, and Zn atom contained in hydrogen peroxide and metallic impurities; When the content ratio T1 of is 30000 to 500000 (preferably 100000 to 500000, more preferably 250000 to 500000), it was confirmed that dishing and erosion are more difficult to occur on the surface to be polished.

[실시예 84A][Example 84A]

각 성분을 표 3에 나타내는 바와 같이 한 것 이외에는 실시예 1A와 동일한 방법에 의하여, 실시예 84A를 조제했다. 또한, 실시예 84A는, 연마액 원액에 상당한다.Example 84A was prepared by the method similar to Example 1A except having carried out each component as shown in Table 3. In addition, Example 84A corresponds to a grinding|polishing liquid undiluted|stock solution.

또한, 희석액으로서 물을 이용하여, 상기 실시예 84A의 연마액을 10배로 희석했다.Moreover, the polishing liquid of Example 84A was diluted 10-fold using water as a diluent.

희석 전후에서의 pH 변화는 0.01이며, 희석 전후로 연마액의 성능에 차이가 없는 것을 확인할 수 있었다.The pH change before and after dilution was 0.01, and it was confirmed that there was no difference in the performance of the polishing liquid before and after dilution.

[실시예 85A][Example 85A]

각 성분을 표 3에 나타내는 바와 같이 한 것 이외에는 실시예 1A와 동일한 방법에 의하여, 실시예 85A를 조제했다. 또한, 실시예 85A는, 연마액 원액에 상당한다.Example 85A was prepared by the method similar to Example 1A except having carried out each component as shown in Table 3. In addition, Example 85A corresponds to a grinding|polishing liquid undiluted|stock solution.

또한, 희석액으로서 물을 이용하여, 상기 실시예 85A의 연마액을 50배로 희석했다.Further, the polishing liquid of Example 85A was diluted 50 times using water as a diluent.

희석 전후에서의 pH 변화는 0.1이며, 희석 전후로 연마액의 성능에 차이가 없는 것을 확인할 수 있었다.The pH change before and after dilution was 0.1, and it was confirmed that there was no difference in the performance of the polishing liquid before and after dilution.

[표 21][Table 21]

Figure 112021092580696-pat00023
Figure 112021092580696-pat00023

[실시예 1B(A)~실시예 1B(E)][Example 1B(A) to Example 1B(E)]

실시예 1B의 연마액을 이용하여, 디싱 평가용 기판 및 이로전 평가용 테스트 기판을 하기의 것으로 대신한 것 이외에는 실시예 1B와 동일한 평가를 행했다. 그 결과를 실시예 1B(A)~실시예 1B(E)로서 표 4~8에 각각 나타낸다.The same evaluation as in Example 1B was performed using the polishing liquid of Example 1B, except that the substrate for dishing evaluation and the test substrate for erosion evaluation were replaced with the following ones. The result is shown in Tables 4-8 as Example 1B(A) - Example 1B(E), respectively.

(1) 디싱 평가용;(1) for dishing evaluation;

코발트 배선의 패턴 포함 기판(International SEMATECH제, 실리콘 기판) 상에 SiOx로 이루어지는 절연층을 두께 5000Å 적층시킨 후, "SEMATECH 854" 마스크(L/S=10μm/10μm)로 패턴 가공하고, 그 위에 두께 100Å의 배리어 금속층(배리어 금속: TaN, Ti, TiN, Ru, 또는 Mn), 및 두께 7500Å의 코발트층을 순차적으로 적층시킨 테스트용 기판.After stacking an insulating layer made of SiOx with a thickness of 5000 Å on a substrate with a pattern of cobalt wiring (manufactured by International SEMATECH, a silicon substrate), pattern processing is performed with a “SEMATECH 854” mask (L/S = 10 μm/10 μm), and the thickness is applied thereon A test substrate in which a 100 Å barrier metal layer (barrier metal: TaN, Ti, TiN, Ru, or Mn) and a 7500 Å thick cobalt layer are sequentially stacked.

(2) 이로전 평가용;(2) for erosion evaluation;

코발트 배선의 패턴 포함 기판(International SEMATECH제, 실리콘 기판) 상에 SiOx로 이루어지는 절연층을 두께 5000Å 적층시킨 후, "SEMATECH 854" 마스크(L/S=9μm/1μm)로 패턴 가공하고, 그 위에 두께 100Å의 배리어 금속층(배리어 금속: TaN, Ti, TiN, Ru, 또는 Mn), 및 두께 7500Å의 코발트층을 순차적으로 적층시킨 테스트용 기판.An insulating layer made of SiOx is laminated with a thickness of 5000 Å on a substrate with a cobalt wiring pattern (manufactured by International SEMATECH, a silicon substrate), and then patterned with a “SEMATECH 854” mask (L/S=9 μm/1 μm), and the thickness is applied thereon A test substrate in which a 100 Å barrier metal layer (barrier metal: TaN, Ti, TiN, Ru, or Mn) and a 7500 Å thick cobalt layer are sequentially stacked.

표 4~8에 나타나는 바와 같이, 실시예 1B의 연마액은, Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, 및 Mn 중 어느 배리어 금속층을 갖는 기판에 대해서도, 디싱 및 이로전의 발생이 억제되는 것이 확인되었다.As shown in Tables 4 to 8, it was confirmed that the polishing liquid of Example 1B suppressed the occurrence of dishing and erosion with respect to the substrate having any barrier metal layer of Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, and Mn. .

[표 22][Table 22]

Figure 112021092580696-pat00024
Figure 112021092580696-pat00024

[표 23][Table 23]

Figure 112021092580696-pat00025
Figure 112021092580696-pat00025

[표 24][Table 24]

Figure 112021092580696-pat00026
Figure 112021092580696-pat00026

[표 25][Table 25]

Figure 112021092580696-pat00027
Figure 112021092580696-pat00027

[표 26][Table 26]

Figure 112021092580696-pat00028
Figure 112021092580696-pat00028

[실시예 83B][Example 83B]

각 성분을 표 9에 나타내는 바와 같이 한 것 이외에는 실시예 1B와 동일한 방법에 의하여, 실시예 83B를 조제했다. 또한, 실시예 83B는, 연마액 원액에 상당한다.Example 83B was prepared by the method similar to Example 1B except having carried out each component as shown in Table 9. In addition, Example 83B corresponds to the grinding|polishing liquid undiluted|stock solution.

또한, 희석액으로서 물을 이용하여, 상기 실시예 83B의 연마액을 2배로 희석했다.In addition, the polishing liquid of Example 83B was diluted twice by using water as a diluent.

희석 전후에서의 pH 변화는 0.1이며, 희석 전후로 연마액의 성능에 차이가 없는 것을 확인할 수 있었다.The pH change before and after dilution was 0.1, and it was confirmed that there was no difference in the performance of the polishing liquid before and after dilution.

[표 27][Table 27]

Figure 112021092580696-pat00029
Figure 112021092580696-pat00029

Claims (15)

회합도 1~3의 콜로이달 실리카와,
유기산과,
아졸계 화합물과,
과산화 수소와,
금속 원자를 함유하는 금속 불순물과,
하기 일반식 (1)로 나타나는 화합물을 함유하고, 코발트 함유층을 화학적 기계적 연마하기 위하여 이용되고, pH가 6.5~8.0인 연마액으로서,
상기 아졸계 화합물로서, 벤조트라이아졸계 화합물과, 상기 벤조트라이아졸계 화합물과는 다른 아졸계 화합물을 함유하고, 상기 벤조트라이아졸계 화합물은 벤조트라이아졸, 5-메틸벤조트라이아졸, 5,6-다이메틸벤조트라이아졸 및 5-아미노벤조트라이아졸로 이루어지는 군에서 선택되고,
상기 유기산으로서, 아미노산을 함유하고,
상기 연마액과 코발트 기판을 24시간 접촉시켰을 때에, 상기 코발트 기판 상에, 코발트 원자를 함유하는 두께 0.5~20nm의 반응층이 형성되는, 연마액이며,
상기 유기산의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여, 0.8~4질량%이고,
상기 회합도 1~3의 콜로이달 실리카의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.01~1질량%이고,
상기 과산화 수소의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여, 0.001~2.5질량%이고,
상기 아졸계 화합물의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여, 0.01~1.3질량%이고,
상기 일반식 (1)로 나타나는 화합물이, 연마액 전체 질량에 대하여, 0.00001~1000질량ppb이며,
상기 금속 불순물은, Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 특정 금속 원자를 함유하며,
상기 특정 금속 원자가, Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종인 경우, 상기 특정 금속 원자의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.01~100질량ppb이고,
상기 특정 금속 원자가, Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2종 이상인 경우, 각각의 상기 특정 금속 원자의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.01~100질량ppb이고,
하기 식 (1)로부터 산출되는, 상기 과산화 수소의 함유량과, 상기 금속 불순물이 함유하는 Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 특정 금속 원자의 합계 함유량의 비 T1이, 30000~500000이며,
상기 연마액과 Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, 및 Mn으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종의 금속으로 이루어지는 배리어 기판을 24시간 접촉했을 때에, 상기 배리어 기판 상에, 상기 금속의 원자를 함유하는 두께 0.01~5nm의 반응층이 형성되며,
상기 연마액을 화학적 기계적 연마액으로 제공하는 전후에 있어서, 상기 회합도 1~3의 콜로이달 실리카의 하기 식 (2)로부터 산출되는 화학적 기계적 연마 전후에서의 평균 입자경의 비 T2가, 1~2.5인, 연마액.
일반식 (1):
N(R1)(R2)(R3)
일반식 (1) 중, R1~R3은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다.
식 (1): T1 = 상기 과산화 수소의 함유량/상기 금속 불순물이 함유하는 Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 특정 금속 원자의 합계 함유량
식 (2):
T2 = 화학적 기계적 연마 후의 평균 입자경/화학적 기계적 연마 전의 평균 입자경
Colloidal silica of association degrees 1-3,
organic acids,
an azole-based compound;
hydrogen peroxide and
a metal impurity containing a metal atom, and
A polishing liquid containing a compound represented by the following general formula (1), used for chemical mechanical polishing of a cobalt-containing layer, and having a pH of 6.5 to 8.0,
As the azole-based compound, a benzotriazole-based compound and an azole-based compound different from the benzotriazole-based compound are contained, and the benzotriazole-based compound is benzotriazole, 5-methylbenzotriazole, 5,6 - selected from the group consisting of dimethylbenzotriazole and 5-aminobenzotriazole,
As said organic acid, it contains an amino acid,
It is a polishing liquid, wherein when the polishing liquid and the cobalt substrate are brought into contact for 24 hours, a reaction layer with a thickness of 0.5 to 20 nm containing cobalt atoms is formed on the cobalt substrate,
The content of the organic acid is 0.8 to 4 mass % with respect to the total mass of the polishing liquid,
The content of colloidal silica in the association degrees 1 to 3 is 0.01 to 1 mass % with respect to the total mass of the polishing liquid,
The content of the hydrogen peroxide is 0.001 to 2.5 mass% with respect to the total mass of the polishing liquid,
The content of the azole compound is 0.01 to 1.3 mass % with respect to the total mass of the polishing liquid,
The compound represented by the general formula (1) is 0.00001 to 1000 mass ppb with respect to the total mass of the polishing liquid,
The metal impurity contains at least one specific metal atom selected from the group consisting of an Fe atom, a Cu atom, an Ag atom, and a Zn atom,
When the specific metal atom is one selected from the group consisting of Fe atoms, Cu atoms, Ag atoms, and Zn atoms, the content of the specific metal atoms is 0.01 to 100 mass ppb with respect to the total mass of the polishing liquid,
When the specific metal atom is at least two types selected from the group consisting of Fe atoms, Cu atoms, Ag atoms, and Zn atoms, the content of each specific metal atom is 0.01 to 100 mass ppb with respect to the total mass of the polishing liquid,
The ratio T1 of the content of the hydrogen peroxide calculated from the following formula (1) and the total content of a specific metal atom selected from the group consisting of Fe atoms, Cu atoms, Ag atoms, and Zn atoms contained in the metal impurities, 30000 to 500000,
When the polishing liquid is in contact with a barrier substrate made of any one metal selected from the group consisting of Ta, TaN, Ti, TiN, Ru, and Mn for 24 hours, the barrier substrate contains atoms of the metal A reaction layer with a thickness of 0.01 to 5 nm is formed,
Before and after providing the polishing liquid as a chemical mechanical polishing liquid, the ratio T2 of the average particle diameter before and after chemical mechanical polishing calculated from the following formula (2) of the colloidal silica of the association degrees 1 to 3 is 1 to 2.5 Phosphorus, abrasive.
General formula (1):
N(R 1 )(R 2 )(R 3 )
In General Formula (1), R 1 to R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group.
Formula (1): T1 = content of hydrogen peroxide / total content of specific metal atoms selected from the group consisting of Fe atoms, Cu atoms, Ag atoms, and Zn atoms contained in the metal impurities
Equation (2):
T2 = average particle diameter after chemical mechanical polishing/average particle diameter before chemical mechanical polishing
청구항 1에 있어서,
하기 식 (3)으로부터 산출되는 연마 속도비 R1이 250~2500인, 연마액.
식 (3):
R1 = 상기 연마액에 의한 코발트 기판의 연마 속도/상기 연마액에 의한 배리어 기판의 연마 속도
The method according to claim 1,
The polishing liquid whose polishing rate ratio R1 computed from following formula (3) is 250-2500.
Equation (3):
R1 = polishing rate of the cobalt substrate by the polishing liquid / polishing rate of the barrier substrate by the polishing liquid
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 금속 불순물은, Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 특정 금속 원자를 함유하는 금속 입자를 함유하고,
상기 금속 입자가 함유하는 상기 특정 금속 원자가, Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종인 경우, 상기 금속 입자가 함유하는 상기 특정 금속 원자의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.01~50질량ppb이며,
상기 금속 입자가 함유하는 상기 특정 금속 원자가, Fe 원자, Cu 원자, Ag 원자, 및 Zn 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2종 이상인 경우, 상기 금속 입자가 함유하는 각각의 상기 특정 금속 원자의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.01~50질량ppb인, 연마액.
The method according to claim 1 or 2,
The metal impurity contains metal particles containing at least one specific metal atom selected from the group consisting of Fe atoms, Cu atoms, Ag atoms, and Zn atoms;
When the specific metal atom contained in the metal particle is one selected from the group consisting of an Fe atom, a Cu atom, an Ag atom, and a Zn atom, the content of the specific metal atom contained in the metal particle is the total mass of the polishing liquid 0.01 to 50 mass ppb with respect to
When the specific metal atoms contained in the metal particles are at least two types selected from the group consisting of Fe atoms, Cu atoms, Ag atoms, and Zn atoms, the content of each specific metal atom contained in the metal particles is determined by polishing Polishing liquid which is 0.01-50 mass ppb with respect to the liquid total mass.
청구항 1에 있어서,
유기 용제를 더 함유하고, 상기 유기 용제의 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.01~20질량%인, 연마액.
The method according to claim 1,
The polishing liquid further comprising an organic solvent, wherein the content of the organic solvent is 0.01 to 20 mass% with respect to the total mass of the polishing liquid.
청구항 1에 있어서,
N-코코일사코시네이트, N-라우로일사코시네이트, N-스테아로일사코시네이트, N-올레오일사코시네이트, N-미리스토일사코시네이트, N-라우로일글라이신, N-미리스토일글라이신, N-팔미토일글라이신, N-라우로일글루탐산, N-코코일글루탐산, N-코코일글루탐산 칼륨, N-라우로일사코시네이트칼륨, N-라우로일알라니네이트, N-미리스토일알라니네이트, 및 N-코코일알라니네이트칼륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 더 함유하고, 상기 화합물의 총 함유량이, 연마액 전체 질량에 대하여 0.001~5질량%인, 연마액.
The method according to claim 1,
N-cocoyl sarcosinate, N-lauroyl sarcosinate, N-stearoyl sarcosinate, N-oleoyl sarcosinate, N-myristoyl sarcosinate, N-lauroyl glycine, N-myristo Ilglycine, N-palmitoylglycine, N-lauroylglutamic acid, N-cocoylglutamic acid, N-cocoylglutamic acid potassium, N-lauroyl sarcosinate potassium, N-lauroylalaninate, N-myristo A polishing liquid further comprising at least one compound selected from the group consisting of ylalaninate and N-cocoylalaninate potassium, wherein the total content of the compound is 0.001 to 5 mass % with respect to the total mass of the polishing liquid. .
회합도 1~3의 콜로이달 실리카와, 유기산과, 아졸계 화합물과, 과산화 수소를 함유하는 연마액 원액에 대하여, 물을 혼합하여 청구항 1에 기재된 연마액을 얻는 희석 공정을 포함하는, 연마액의 제조 방법.A polishing liquid comprising a dilution step of obtaining the polishing liquid according to claim 1 by mixing water with the polishing liquid stock solution containing colloidal silica of association degrees 1 to 3, an organic acid, an azole compound, and hydrogen peroxide manufacturing method. 회합도 1~3의 콜로이달 실리카와, 유기산과, 아졸계 화합물과, 과산화 수소를 함유하고,
청구항 1에 기재된 연마액을 조제하기 위하여, 2~50배로 희석하여 사용되는 연마액 원액.
It contains colloidal silica of association degrees 1 to 3, an organic acid, an azole compound, and hydrogen peroxide,
In order to prepare the polishing liquid according to claim 1, the polishing liquid stock solution used after diluting 2 to 50 times.
청구항 7에 있어서,
물로 2~50배로 희석했을 때, 희석 전후에서의 pH 변화가 0.01~1 미만인, 연마액 원액.
8. The method of claim 7,
When diluted 2 to 50 times with water, the pH change before and after dilution is 0.01 to less than 1, the polishing liquid stock solution.
청구항 7에 기재된 연마액 원액과, 상기 연마액 원액을 수용하는, 철을 함유하지 않는 금속 재료로 형성된 용기를 갖는, 연마액 원액 수용체.A polishing liquid undiluted solution container, comprising: the polishing liquid stock solution according to claim 7; and a container made of an iron-free metal material for accommodating the polishing liquid stock solution. 연마 정반에 장착된 연마 패드에, 청구항 1에 기재된 연마액을 공급하면서, 피연마체의 피연마면을 상기 연마 패드에 접촉시키고, 상기 피연마체, 및 상기 연마 패드를 상대적으로 움직여 상기 피연마면을 연마하여 연마 완료된 피연마체를 얻는 공정을 포함하는, 화학적 기계적 연마 방법.While supplying the polishing liquid according to claim 1 to the polishing pad mounted on the polishing platen, the surface to be polished is brought into contact with the polishing pad, and the object to be polished and the polishing pad are relatively moved to remove the surface to be polished. A chemical mechanical polishing method comprising a step of polishing to obtain a polished object to be polished. 청구항 10에 있어서,
상기 피연마체가 코발트 및 코발트 합금으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종으로 이루어지는 코발트 함유층을 함유하는, 화학적 기계적 연마 방법.
11. The method of claim 10,
A chemical mechanical polishing method, wherein the object to be polished contains a cobalt-containing layer made of at least one selected from the group consisting of cobalt and cobalt alloys.
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