KR20130011943A - Polishing agent and method for substrate - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A polishing agent and a polishing method of a substrate are provided to provide a cobalt layer excellent corrosion resistance while maintaining sufficient polishing rate. CONSTITUTION: A polishing agent for polishing a cobalt-containing layer comprises: a carboxylic acid derivative which has at least one carboxylic acid selected from a phthalic acid compound, an isophthalic acid compound, an alkyldicarboxylic acid compound indicated in chemical formula 1: HOOC-R-COOH, and a salt and acid anhydride thereof; a metal anticorrosive agent; and water. The pH of the polishing agent is 4.0 or less. In chemical formula 1, R is a C4-10 alkylene group. A polishing method of a substrate comprises: a step of polishing at least one cobalt-containing polishing target film on the substrate(1) by using the polishing agent to remove residual parts except for a part containing cobalt atoms.

Description

연마제 및 기판의 연마 방법{POLISHING AGENT AND METHOD FOR SUBSTRATE}Polishing method of abrasive and substrate {POLISHING AGENT AND METHOD FOR SUBSTRATE}

본 발명은 연마제 및 기판의 연마 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an abrasive and a method for polishing a substrate.

최근, 반도체 집적 회로 (이하, 「LSI」라고 기재한다.) 의 고집적화, 고성능화에 수반하여, 새로운 미세 가공 기술이 개발되고 있다. 화학 기계 연마 (이하, 「CMP」라고 기재한다.) 법도 그 하나로, LSI 제조 공정, 특히 다층 배선 형성 공정에 있어서의 절연체의 평탄화, 금속 플러그 형성, 매립 배선 형성 등에 있어서 빈번하게 이용되는 기술이다.In recent years, with the integration and high performance of semiconductor integrated circuits (hereinafter, referred to as "LSI"), new microfabrication technologies have been developed. Chemical mechanical polishing (hereinafter, referred to as "CMP") is also a technique that is frequently used in the planarization of insulators, metal plug formation, buried wiring formation, and the like in the LSI manufacturing process, particularly in the multilayer wiring formation process.

또, 최근에는, LSI 를 고성능화하기 위해서, 배선 재료로서 구리 합금의 이용이 시도되고 있다. 그러나, 구리 합금은 종래의 알루미늄 합금 배선의 형성에서 빈번하게 이용된 드라이 에칭법에 의한 미세 가공이 곤란하다. 그래서, 예를 들어, 미리 홈이 형성된 절연막 위에 구리 합금 박막을 퇴적시켜 매립하고, 홈부 이외의 구리 합금 박막을, CMP 에 의해 제거하여 매립 배선을 형성하는, 이른바 다마신법이 주로 채용되고 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조.).In recent years, in order to improve the performance of LSI, the use of a copper alloy has been attempted as a wiring material. However, the copper alloy is difficult to be finely processed by the dry etching method frequently used in the formation of conventional aluminum alloy wirings. Thus, for example, a so-called damascene method is mainly employed in which a copper alloy thin film is deposited and buried on an insulating film in which grooves are formed in advance, and a copper alloy thin film other than the groove portion is removed by CMP to form a buried wiring. See, for example, Patent Document 1.).

금속의 CMP 에서의 일반적인 방법은, 원형의 연마 정반 (플래턴) 상에 연마포를 첩부하고, 연마포의 표면을 액상의 금속용 연마제로 담그어, 기판의 금속막을 형성한 면을 누르고, 그 이면으로부터 소정의 압력 (이하, 「연마 압력」이라고 기재한다.) 을 가한 상태에서 연마 정반을 회전시켜, 금속용 연마제와 금속막의 볼록부의 기계적 마찰에 의해, 볼록부의 금속막을 제거하는 것이다.In the general method of CMP of metal, a polishing cloth is affixed on a circular polishing plate (platen), the surface of the polishing cloth is immersed in a liquid metal polishing agent, and the surface on which the metal film of the substrate is formed is pressed. The polishing platen is rotated in a state where a predetermined pressure (hereinafter referred to as "polishing pressure") is applied to remove the metal film of the convex portion by mechanical friction between the metal abrasive and the convex portion of the metal film.

CMP 에 사용되는 금속용 연마제는, 일반적으로는 산화제 및 지립을 함유하고, 필요에 따라 추가로 금속 용해제, 금속 방식제 등이 첨가된다. 이들을 첨가한 경우에는, 금속 용해제에 따라 금속막 표면을 산화하고, 그 산화층을 지립에 의해 깎아내는 것이 기본적인 메커니즘으로 생각되고 있다. 오목부로 되어 있는 금속막 표면의 산화층은, 연마포에 그다지 스치지 않아, 연마 지립에 의한 깎임의 효과가 미치지 않으므로, CMP 의 진행과 함께 볼록부의 금속층이 제거되어, 기판 표면이 평탄화되는 것으로 생각되고 있다.The abrasive | polishing agent for metals used for CMP generally contains an oxidizing agent and an abrasive grain, and a metal solubilizer, a metal anticorrosive agent, etc. are further added as needed. When these are added, it is thought that the basic mechanism is to oxidize the surface of the metal film according to the metal solubilizer and to shave the oxide layer by the abrasive grains. Since the oxide layer on the surface of the metal film, which becomes a concave portion, does not rub against the polishing cloth very much, and the effect of shaving by the abrasive grains is not effective, the metal layer of the convex portion is removed and the substrate surface is planarized with the progress of CMP. have.

한편, 도 1(a) 에 나타내는 바와 같이, 구리 또는 구리 합금 등의 배선용 금속으로 이루어지는 도전성 물질층 (5) 의 하층에는, 실리콘 기판 (1) 상에 형성한 절연체 (2) 중으로의 구리 확산 방지나 밀착성 향상을 위한 배리어 금속 도체막 (이하, 「배리어 금속층 (3)」이라고 한다) 이 형성된다. 따라서, 배선용 금속을 매립하는 배선부 이외에서는, 노출된 배리어 금속층 (3) 을 CMP 에 의해 제거할 필요가 있다.On the other hand, as shown to Fig.1 (a), in the lower layer of the conductive material layer 5 which consists of metals for wiring, such as copper or a copper alloy, copper diffusion prevention in the insulator 2 formed on the silicon substrate 1 is prevented. And a barrier metal conductor film (hereinafter referred to as "barrier metal layer 3") for improving adhesion. Therefore, it is necessary to remove the exposed barrier metal layer 3 by CMP except the wiring part in which the wiring metal is embedded.

그래서, 도 1(a) 에 나타내는 상태에서 도 1(b) 에 나타내는 상태까지 도전성 물질층 (5) 을 연마하는 「제 1 연마 공정」과, 도 1(b) 에 나타내는 상태에서 도 1(c) 에 나타내는 상태까지 배리어 금속층 (3) 을 연마하는 「제 2 연마 공정」으로 나누어, 각각 상이한 연마제로 연마를 실시하는 2 단 연마 방법이 일반적으로 적용되고 있다.Therefore, the "first polishing process" for polishing the conductive material layer 5 from the state shown in Fig. 1A to the state shown in Fig. 1B, and Fig. 1C in the state shown in Fig. 1B. The two-stage polishing method which divides into the "2nd grinding | polishing process" which grind | blocks the barrier metal layer 3 to the state shown in (), and grinds with a different abrasive | polishing agent, is generally applied.

그런데, 디자인 룰의 미세화와 함께, 상기 배선 형성 공정의 각 층도 얇아지는 경향이 있다. 그러나 상기 배리어 금속층 (3) 은, 얇아짐으로써, 예를 들어 구리 또는 구리 합금 및 이들의 산화물로부터 선택된 적어도 1 종을 포함하는 도전성 물질의 확산을 방지하는 효과가 저하된다. 또, 배선폭이 좁아짐으로써, 도전성 물질의 매립성이 저하되어, 배선부에 보이드로 불리는 공공 (空孔) 이 발생한다. 또한, 도전성 물질층과의 밀착성도 저하되는 경향이 있다. 이 때문에, 도 1 에 있어서의 배리어 금속층 (3) 에 사용하는 금속을 Co (코발트) 원소를 함유하는 금속으로 치환하는 것이 검토되고 있다. 또, 도 2(a) 에 나타내는 바와 같이, 배리어 금속층 (3) 과 도전성 물질층 (5) 사이에, 코발트 원소를 함유하는 금속의 층 (이하, 「코발트층 (4)」이라고 한다.) 을 개재시키는 것도 제안되어 있다. 코발트층 (4) 을 사용함으로써 도전성 물질의 확산이 억제되는 데에다, 코발트는 도전성 물질로서 널리 사용되고 있는 구리와의 친화성이 높기 때문에, 구리층의 배선부에 대한 매립성이 향상되고, 나아가 구리층과의 밀착성을 보충할 수 있다.By the way, with the refinement of a design rule, each layer of the said wiring formation process also tends to become thin. However, the said barrier metal layer 3 becomes thin, and the effect which prevents the diffusion of the electrically-conductive substance containing at least 1 sort (s) chosen from copper or a copper alloy and these oxides falls, for example. Moreover, as wiring width becomes narrow, the embedding property of a conductive material falls, and the void | gap called a void generate | occur | produces in a wiring part. In addition, adhesion with the conductive material layer also tends to decrease. For this reason, replacing the metal used for the barrier metal layer 3 in FIG. 1 with the metal containing Co (cobalt) element is examined. As shown in Fig. 2 (a), a layer of metal containing cobalt element (hereinafter referred to as "cobalt layer 4") is formed between the barrier metal layer 3 and the conductive material layer 5. It is also proposed to interpose. By using the cobalt layer 4, diffusion of the conductive material is suppressed, and cobalt has a high affinity with copper widely used as the conductive material, so that the embedding of the copper layer to the wiring portion is improved, and further, copper Adhesion with the layer can be supplemented.

배리어 금속층으로서 코발트를 사용하는 경우, 금속용 연마제가, 여분의 코발트층을 제거할 필요가 있다. 금속용 연마제로는, 여러 가지의 것이 알려져 있지만, 한편, 어떠한 금속용 연마제가 있었을 때에, 그것이 어떠한 금속도 제거할 수 있다고는 할 수 없다. 종래의 금속용 연마제로는, 구리, 탄탈, 티탄, 텅스텐, 알루미늄 등의 금속을 연마 대상 (여분의 부분을 제거하는 대상) 으로 하는 것이 알려져 있는데, 코발트를 연마 대상으로 하는 연마제는 별로 알려져 있지 않다.In the case of using cobalt as the barrier metal layer, the abrasive for metal needs to remove the extra cobalt layer. Various kinds of abrasives for metals are known. On the other hand, when there is any metal abrasive, it cannot be said that any metal can be removed. As conventional abrasives for metals, it is known to use metals such as copper, tantalum, titanium, tungsten, and aluminum as targets for removal (extra parts), but abrasives for cobalt are not known. .

그러나, 코발트는, 종래 배선용 금속으로서 사용되어 온 구리 등의 도전성 물질과 비교하여 부식성이 강하기 때문에, 종래의 연마제를 그대로 사용하면, 코발트가 과도하게 침식 (에칭) 되거나, 배선층에 슬릿이 생기거나 하기 때문에, 배리어 금속층으로서의 기능을 하지 않고 도전성 금속 이온을 확산시킬 우려가 있다. 절연체에 금속 이온이 확산된 경우, 반도체 디바이스는 쇼트의 가능성이 높아진다. 한편, 이것을 방지하기 위해서, 방식 작용이 강한 방식제를 첨가하거나, 방식제의 첨가량을 늘리거나 하면, 전체의 연마 속도가 저하되어 버린다는 과제가 있었다.However, cobalt is more corrosive than conductive materials such as copper, which has been used as a conventional wiring metal, so that if a conventional abrasive is used as it is, cobalt may be excessively eroded (etched) or slits may be formed in the wiring layer. Therefore, there is a fear that the conductive metal ions are diffused without functioning as a barrier metal layer. When metal ions diffuse into the insulator, the semiconductor device is more likely to be shorted. On the other hand, in order to prevent this, when the anticorrosive with strong anticorrosive action is added, or when the addition amount of an anticorrosive agent is added, there existed a subject that the whole grinding | polishing rate will fall.

이와 같은 과제에 대해, 4 원자 고리 ~ 6 원자 고리의 복소 고리형 화합물로서, 이중 결합을 2 개 이상 포함하고, 질소 원자를 1 개 이상 포함하는, 특정한 금속 방식제를 사용하는 연마제가 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 2 참조.). 이와 같은 연마제에 의하면, 배선층을 보호하면서, 배선층에 슬릿이 들어가는 것을 방지하는 것이 가능해진다. For such a problem, as a heterocyclic compound of 4 to 6 membered rings, an abrasive using a specific metal anticorrosive agent containing two or more double bonds and one or more nitrogen atoms is known ( For example, see patent document 2.). According to such an abrasive, it becomes possible to prevent a slit from entering into a wiring layer, protecting a wiring layer.

일본 공개특허공보 평2-278822호Japanese Patent Laid-Open No. 2-278822 일본 공개특허공보 2011-91248호Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-91248

그러나, 금속 방식제만에 의한 작용으로는, 코발트의 에칭을 억제할 수 있지만, 동시에 코발트에 대해 높은 연마 속도를 유지하는 것은 용이하지 않아, 코발트에 대한 연마 속도를 보다 향상시키는 것이 요구되어 왔다. 본 발명은, 상기 과제를 해결하고자 하는 것으로, 코발트층에 대한 양호한 연마 속도를 유지하면서, 코발트층의 부식을 억제하여, 슬릿의 발생을 억제하는 연마제 및 그것을 사용하는 기판의 연마 방법을 제공하는 것을 목적한다.However, with the action of only the metal anticorrosive, it is possible to suppress the etching of cobalt, but at the same time, it is not easy to maintain a high polishing rate for cobalt, and it has been required to further improve the polishing rate for cobalt. The present invention is to solve the above problems, to provide an abrasive and a substrate polishing method using the same, while suppressing the corrosion of the cobalt layer, while suppressing the corrosion of the cobalt layer while maintaining a good polishing rate for the cobalt layer. Purpose.

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해서 예의 검토한 결과, 본 발명자들은 특정한 카르복실산 유도체를 사용함으로써, 코발트층에 대한 양호한 연마 속도를 유지하면서, 코발트층의 부식 억제성이 우수하여 슬릿의 발생을 억제할 수 있는 것을 알아내었다.As a result of earnestly examining in order to solve such a conventional problem, the present inventors use the specific carboxylic acid derivative, and it is excellent in the corrosion inhibitory property of a cobalt layer, maintaining the favorable grinding | polishing rate with respect to a cobalt layer, and the generation | occurrence | production of a slit is prevented. We found out that we could suppress.

상기 과제를 해결하기 위한 구체적 수단은 이하와 같다.The specific means for solving the said subject is as follows.

<1> 프탈산 화합물, 이소프탈산 화합물 및 하기 일반식 (I) 로 나타내는 알킬디카르복실산 화합물 그리고 이들의 염 및 산무수물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종으로 이루어지는 카르복실산 유도체와, 금속 방식제와, 물을 함유하고, pH 가 4.0 이하인, 코발트 원소를 함유하는 층을 연마하기 위한 연마제이다.The carboxylic acid derivative which consists of at least 1 sort (s) chosen from the group which consists of a <1> phthalic acid compound, an isophthalic acid compound, the alkyldicarboxylic acid compound represented by following General formula (I), these salts, and an acid anhydride, and a metal system It is an abrasive | polishing agent for grind | polishing the layer containing cobalt element which contains an agent and water, and whose pH is 4.0 or less.

HOOC-R-COOH … (I)HOOC-R-COOH... (I)

(상기 일반식 (I) 중, R 은 탄소수가 4 ~ 10 인 알킬렌기를 나타낸다.)(In General Formula (I), R represents an alkylene group having 4 to 10 carbon atoms.)

이와 같은 연마제로 함으로써, 코발트층에 대한 양호한 연마 속도를 유지하면서, 부식 억제성을 향상시킬 수 있다.By setting it as such an abrasive | polishing agent, corrosion inhibitory property can be improved, maintaining the favorable grinding | polishing rate with respect to a cobalt layer.

<2> 프탈산 화합물, 이소프탈산 화합물 및 하기 일반식 (I) 로 나타내는 알킬디카르복실산 화합물 그리고 이들의 염 및 산무수물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종 이상의 카르복실산 유도체와, 금속 방식제와, 물을 함유하고, pH 가 4.0 이하이고, 50 ℃ 의 연마제에 있어서의 코발트에 대한 에칭 속도가 10.0 ㎚/min 이하인, 코발트 원소를 함유하는 층을 연마하기 위한 연마제이다.At least one carboxylic acid derivative selected from the group consisting of a <2> phthalic acid compound, an isophthalic acid compound, an alkyldicarboxylic acid compound represented by the following general formula (I), and salts and acid anhydrides thereof, and a metal anticorrosive agent And an abrasive for polishing a layer containing cobalt element containing water and having a pH of 4.0 or less and an etching rate with respect to cobalt in an abrasive at 50 ° C. of 10.0 nm / min or less.

HOOC-R-COOH … (I)HOOC-R-COOH... (I)

(상기 일반식 (I) 중, R 은 탄소수가 4 ~ 10 인 알킬렌기를 나타낸다.)(In General Formula (I), R represents an alkylene group having 4 to 10 carbon atoms.)

이와 같은 연마제로 함으로써, 코발트층에 대한 양호한 연마 속도를 유지하면서, 부식 억제성을 향상시킬 수 있다.By setting it as such an abrasive | polishing agent, corrosion inhibitory property can be improved, maintaining the favorable grinding | polishing rate with respect to a cobalt layer.

<3> 상기 금속 방식제는 트리아졸 골격을 갖는 화합물을 함유하는 상기 <1> 또는 <2> 에 기재된 연마제이다.<3> The said metal anticorrosive is an abrasive | polishing agent as described in said <1> or <2> containing the compound which has a triazole skeleton.

이로써, 부식성을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.Thereby, corrosiveness can be suppressed more effectively.

<4> 추가로 산화제를 함유하는 상기 <1> ~ <3> 중 어느 하나에 기재된 연마제이다.<4> It is an abrasive as described in any one of said <1>-<3> which further contains an oxidizing agent.

이로써, 피연마막이 코발트층 이외의 층을 포함하는 경우에, 코발트층 이외의 층의 연마 속도를 보다 향상시킬 수 있다.Thereby, when a to-be-polished film contains layers other than a cobalt layer, the polishing rate of layers other than a cobalt layer can be improved more.

<5> 추가로 유기 용제를 함유하는 상기 <1> ~ <4> 중 어느 하나에 기재된 연마제이다.<5> It is an abrasive | polishing agent in any one of said <1>-<4> which further contains an organic solvent.

이로써, 피연마막이 코발트층 이외의 층을 포함하는 경우에, 코발트층 이외의 층에 대한 젖음성이 향상되기 때문에, 연마 속도를 보다 향상시킬 수 있다.Thereby, when the to-be-polished film contains layers other than a cobalt layer, since the wettability with respect to layers other than a cobalt layer improves, a polishing rate can be improved more.

<6> 추가로 수용성 폴리머를 함유하는 상기 <1> ~ <5> 중 어느 하나에 기재된 연마제이다.<6> It is an abrasive as described in any one of said <1>-<5> which further contains a water-soluble polymer.

이로써, 피연마면이 보호되어 부식을 억제하여, 흠집 등의 디펙트 발생을 저감시킬 수 있다.Thereby, the to-be-polished surface is protected and corrosion can be suppressed and defect generation, such as a scratch, can be reduced.

<7> 추가로 지립을 함유하는 상기 <1> ~ <6> 중 어느 하나에 기재된 연마제이다.<7> The abrasive according to any one of the above <1> to <6>, which further contains abrasive grains.

이로써, 피연마막이 코발트층 이외의 층을 포함하는 경우에, 코발트층 이외의 층의 연마 속도를 보다 향상시킬 수 있다.Thereby, when a to-be-polished film contains layers other than a cobalt layer, the polishing rate of layers other than a cobalt layer can be improved more.

<8> 기판의 적어도 일방의 표면에 형성된 코발트 원소를 함유하는 피연마막을, 상기 <1> ~ <7> 중 어느 하나에 기재된 연마제를 이용하여 연마하여, 코발트 원소를 함유하는 여분의 부분을 제거하는 기판의 연마 방법이다.The to-be-polished film containing the cobalt element formed in the at least one surface of a <8> board | substrate is polished using the abrasive | polishing agent in any one of said <1>-<7>, and the excess part containing a cobalt element is removed. It is a grinding | polishing method of the board | substrate.

본 발명의 연마 방법에 의하면, 코발트 원소를 함유하는 피연마막을 고속으로 또한 과도한 부식을 억제하면서 연마하는 것이 가능해진다.According to the grinding | polishing method of this invention, it becomes possible to grind | polish the to-be-polished film containing a cobalt element at high speed and suppressing excessive corrosion.

본 발명에 의하면, 코발트층에 대한 양호한 연마 속도를 유지하면서, 코발트층의 부식 억제성이 우수한 연마제 및 그것을 사용하는 기판의 연마 방법을 제공할 수 있다.Industrial Applicability According to the present invention, it is possible to provide an abrasive excellent in corrosion inhibition of the cobalt layer and a method of polishing a substrate using the same, while maintaining a good polishing rate for the cobalt layer.

도 1 은 종래의 다마신 프로세스에 있어서의 배선 형성 과정을 나타내는 모식 단면도이다.
도 2 는 코발트층을 사용한 다마신 프로세스에 있어서의 배선 형성 과정을 나타내는 모식 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 연마 방법에 의한 연마 후의 기판의 일례를 나타내는 단면도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic cross section which shows the wiring formation process in the conventional damascene process.
It is a schematic cross section which shows the wiring formation process in the damascene process using a cobalt layer.
It is sectional drawing which shows an example of the board | substrate after grinding | polishing by the grinding | polishing method of this invention.

본 명세서에 있어서 「공정」이라는 용어는, 독립적인 공정뿐만 아니라, 다른 공정과 명확하게 구별할 수 없는 경우에도 그 공정의 소기의 목적이 달성되면, 본 용어에 포함된다. 또 「~」을 이용하여 나타낸 수치 범위는, 「~」의 전후에 기재되는 수치를 각각 최소값 및 최대값으로서 포함하는 범위를 나타낸다. 또한, 연마제 중의 각 성분의 함유량은 연마제 중에 각 성분에 해당하는 물질이 복수 존재하는 경우, 특별히 언급하지 않는 이상, 연마제 중에 존재하는 당해 복수의 물질의 합계량을 의미한다.In this specification, the term "process" is included in this term as long as the intended purpose of the process is achieved even when it is not distinguished from not only an independent process but other processes. In addition, the numerical range shown using "-" shows the range which includes the numerical value described before and after "-" as minimum value and the maximum value, respectively. In addition, content of each component in an abrasive | polishing agent means the total amount of the said some substance existing in an abrasive | polishing agent, unless there is particular notice, when there exist two or more substances corresponding to each component in an abrasive | polishing agent.

이하, 본 발명의 코발트 원소를 함유하는 층을 연마하기 위한 연마제 (이하, 간단히 「연마제」라고도 한다.) 및 기판의 연마 방법의 바람직한 실시형태에 대해 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiment of the grinding | polishing agent (henceforth simply a "polishing agent") for grinding | polishing the layer containing the cobalt element of this invention, and a board | substrate grinding | polishing method is explained in full detail.

[연마제][abrasive]

본 발명의 연마제는, 프탈산 화합물, 이소프탈산 화합물 및 하기 일반식 (I) 로 나타내는 알킬디카르복실산 화합물 그리고 이들의 염 및 무수물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종으로 이루어지는 카르복실산 유도체와, 금속 방식제와, 물을 함유하고, pH 가 4.0 이하이다.The abrasive | polishing agent of this invention is a carboxylic acid derivative which consists of at least 1 sort (s) chosen from the group which consists of a phthalic acid compound, an isophthalic acid compound, the alkyldicarboxylic acid compound represented by following General formula (I), and these salts and anhydrides, It contains a metal anticorrosive agent and water, and pH is 4.0 or less.

HOOC-R-COOH … (I)HOOC-R-COOH... (I)

(상기 일반식 (I) 중, R 은 탄소수가 4 ~ 10 인 알킬렌기를 나타낸다.)(In General Formula (I), R represents an alkylene group having 4 to 10 carbon atoms.)

<카르복실산 유도체><Carboxylic acid derivative>

본 발명의 연마제는, 프탈산 화합물, 이소프탈산 화합물 및 상기 일반식 (I) 로 나타내는 디카르복실산 화합물 (이하, 이들을 「특정 디카르복실산 화합물」이라고도 한다) 그리고 이들의 염 및 산무수물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 카르복실산 유도체 (이하, 「특정 카르복실산 유도체」라고도 한다.) 를 포함한다. 상기 특정 카르복실산 유도체는, 1 종류 단독으로, 혹은 2 종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 무수로 존재하는 카르복실산 및 카르복실산 유도체중에서, 상기 특정 카르복실산 유도체를 선택함으로써, 코발트층에 대한 양호한 연마 속도를 유지하면서, 적당히 에칭 속도가 제어되어 부식이 억제되어, 양호한 연마면을 얻을 수 있다. 또한, 보다 엄격한 조건 하 (예를 들어 50 ℃) 이어도, 코발트층의 에칭 속도가 보다 효과적으로 억제되어, 우수한 부식 억제성을 달성할 수 있다. 여기서 부식 억제성이 우수하다는 것은, 피연마면에 있어서, 코발트층이 에칭되거나, 배선층에 슬릿이 생기거나 하는 것이 효과적으로 억제되는 것을 포함한다.The abrasive | polishing agent of this invention consists of a phthalic acid compound, an isophthalic acid compound, and the dicarboxylic acid compound represented by the said General formula (I) (henceforth these are also called a "specific dicarboxylic acid compound"), these salts, and an acid anhydride. Carboxylic acid derivatives (hereinafter also referred to as "specific carboxylic acid derivatives") which are at least one member selected from the group. The said specific carboxylic acid derivative can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. By selecting the specific carboxylic acid derivative among the carboxylic acid and the carboxylic acid derivative present in anhydrous, while maintaining a good polishing rate for the cobalt layer, the etching rate is controlled appropriately to suppress corrosion and to provide a good polishing surface. You can get it. Further, even under more stringent conditions (for example, 50 ° C.), the etching rate of the cobalt layer can be more effectively suppressed, and excellent corrosion inhibitory property can be achieved. The excellent corrosion inhibiting property includes that the cobalt layer is etched on the surface to be polished or slit is formed in the wiring layer effectively suppressed.

이와 같은 효과가 얻어지는 이유는 분명하지 않지만, 본 발명자는 다음과 같이 추찰하고 있다. 즉, 상기 특정 카르복실산 유도체는, 예를 들어 금속 용해제로서 기능하고, 코발트층에 대한 연마 속도를 향상시키는 효과를 가지고 있는 것으로 생각된다. 상기 특정 카르복실산 유도체는 동시에, 코발트 원자에 대해 두 개의 카르복실기가 킬레이트되어 고리형 구조를 취함으로써, 안정적인 착물 상태를 형성하기 위해서 에칭 속도를 제어하여, 피연마면에 있어서의 부식을 억제하는 기능도 갖는 것으로 추측된다. 또한, 이 안정적인 착물 상태의 형성에는, 후술하는 금속 방식제도 기여하고 있을 가능성도 있다.The reason why such an effect is obtained is not clear, but the present inventor infers as follows. That is, it is thought that the said specific carboxylic acid derivative has an effect which functions as a metal solubilizer and improves the polishing rate with respect to a cobalt layer, for example. At the same time, the specific carboxylic acid derivative has a function of inhibiting corrosion on the surface to be polished by controlling the etching rate to form a stable complex state by chelating two carboxyl groups with respect to cobalt atoms to form a cyclic structure. It is assumed to have also. In addition, the metal anticorrosive agent mentioned later may contribute to formation of this stable complex state.

상기 특정 카르복실산 유도체는, 코발트층에 대한 연마 속도, 에칭 속도의 제어성 및 부식 억제성의 관점에서, 특정 디카르복실산 화합물, 이들의 염 및 이들의 산무수물로 이루어지는 군에서 선택된다. 상기 특정 카르복실산 유도체 이외의 산성 화합물에서는, 코발트층에 대한 양호한 연마 속도와, 코발트층의 에칭 속도의 억제의 양립이 어려운 경우가 있다. 이것은, 전술한 바와 같이 안정적인 착물 상태의 형성이 중요하고, 산성 화합물의 입체 구조가 중요한 팩터가 되기 때문인 것으로 생각된다. 또, 상기 특정 카르복실산 유도체를 포함하고 있어도, 그 이외의 다른 산성 화합물을 함유하면, 코발트층의 에칭 속도가 현저하게 상승해 버리는 경우가 있다. 이것은, 다른 산성 화합물에 의한 코발트층의 에칭 효과가, 전술한 바와 같은 착물 상태의 형성보다 우선되어 버리기 때문인 것으로 생각된다.The said specific carboxylic acid derivative is chosen from the group which consists of a specific dicarboxylic acid compound, its salt, and these acid anhydride from a viewpoint of the polishing rate with respect to a cobalt layer, controllability of an etching rate, and corrosion inhibitory property. In acidic compounds other than the said specific carboxylic acid derivative, both the favorable polishing rate with respect to a cobalt layer, and suppression of the suppression of the etching rate of a cobalt layer may be difficult. This is considered to be because formation of a stable complex state is important as mentioned above, and the steric structure of an acidic compound becomes an important factor. Moreover, even if it contains the said specific carboxylic acid derivative, when the other acidic compound is included, the etching rate of a cobalt layer may rise remarkably. This is considered to be because the etching effect of the cobalt layer by another acidic compound has priority over formation of the complex state as mentioned above.

본 발명의 연마제의 제 1 양태는, 상기 카르복실산 유도체는, 프탈산 화합물, 이소프탈산 화합물 및 상기 일반식 (I) 로 나타내는 디카르복실산 화합물 그리고 이들의 염 및 산무수물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종으로 이루어지는 것이다. 단, 상기 카르복실산 유도체는 본 발명의 효과를 현저하게 해치지 않는 범위에서, 프탈산 화합물, 이소프탈산 화합물 및 상기 일반식 (I) 로 나타내는 디카르복실산 화합물 이외의 디카르복실산 화합물, 그 염 및 그 산무수물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 그 밖의 카르복실산 유도체를 포함하고 있어도 된다. 즉 상기 카르복실산 유도체는, 프탈산 화합물, 이소프탈산 화합물 및 상기 일반식 (I) 로 나타내는 디카르복실산 화합물 그리고 이들의 염 및 산무수물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 특정 카르복실산 유도체로부터 실질적으로 구성되는 것이다. 여기서 「실질적으로」란, 본 발명의 효과가 현저하게 손상되지 않는 범위인 것으로, 구체적으로는 상기 그 밖의 카르복실산 유도체의 함유율이 특정 카르복실산 유도체 에 대해 10 질량% 이하인 것을 의미한다. 또한 상기 그 밖의 카르복실산 유도체의 함유율은 5 질량% 이하인 것이 바람직하고, 1 질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.The 1st aspect of the abrasive of this invention is the said carboxylic acid derivative chosen from the group which consists of a phthalic acid compound, an isophthalic acid compound, the dicarboxylic acid compound represented by the said general formula (I), these salts, and acid anhydrides. It consists of at least 1 type. However, the said carboxylic acid derivative is a dicarboxylic acid compound other than the phthalic acid compound, the isophthalic acid compound, and the dicarboxylic acid compound represented by the said general formula (I), and its salt in the range which does not impair the effect of this invention remarkably. And other carboxylic acid derivatives which are at least one member selected from the group consisting of the acid anhydrides. That is, the carboxylic acid derivative is at least one carboxylic acid derivative selected from the group consisting of a phthalic acid compound, an isophthalic acid compound and a dicarboxylic acid compound represented by the general formula (I), and salts and acid anhydrides thereof And is substantially constituted. "Substantially" here is a range in which the effect of this invention is not impaired remarkably, Specifically, it means that the content rate of the said other carboxylic acid derivative is 10 mass% or less with respect to a specific carboxylic acid derivative. The content of the other carboxylic acid derivative is preferably 5 mass% or less, and more preferably 1 mass% or less.

동일한 관점에서, 본 발명의 연마제의 제 2 양태는, 상기 카르복실산 유도체가, 프탈산 화합물, 이소프탈산 화합물 및 상기 일반식 (I) 로 나타내는 디카르복실산 화합물 그리고 이들의 염 및 산무수물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는 것으로서, 50 ℃ 의 연마제에 있어서의 코발트에 대한 에칭 속도가 10.0 ㎚/min 이하이다. 제 2 양태에 있어서, 상기 카르복실산 유도체는, 프탈산 화합물, 이소프탈산 화합물 및 상기 일반식 (I) 로 나타내는 디카르복실산 화합물 이외의 디카르복실산 화합물, 그 염 및 그 산무수물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 그 밖의 카르복실산 유도체를 함유하고 있어도 되는데, 50 ℃ 의 연마제에 있어서의 코발트에 대한 에칭 속도가 10.0 ㎚/min 를 초과하지 않을 필요가 있다. 상기 그 밖의 카르복실산 유도체의 함유율의 바람직한 범위에 대해서는, 상기 제 1 양태와 동일하다.In the same viewpoint, the 2nd aspect of the abrasive of this invention is that the said carboxylic acid derivative consists of a phthalic acid compound, an isophthalic acid compound, the dicarboxylic acid compound represented by the said general formula (I), these salts, and acid anhydrides. It contains at least 1 sort (s) chosen from the group, and the etching rate with respect to cobalt in 50 degreeC abrasive is 10.0 nm / min or less. In a 2nd aspect, the said carboxylic acid derivative consists of a phthalic acid compound, an isophthalic acid compound, and dicarboxylic acid compounds other than the dicarboxylic acid compound represented by the said General formula (I), its salt, and its acid anhydride. Although it may contain the other carboxylic acid derivative which is at least 1 sort (s) chosen, it is necessary for the etching rate with respect to cobalt in the 50 degreeC abrasive not to exceed 10.0 nm / min. About the preferable range of the content rate of said other carboxylic acid derivative, it is the same as that of the said 1st aspect.

50 ℃ 의 연마제에 있어서의 코발트에 대한 에칭 속도는, 하기와 같이 하여 측정할 수 있다. 즉, 실리콘 기판 상에 두께 0.3 ㎛ 의 코발트층을 형성한 20 ㎜ 의 사각 칩 (평가용 칩) 을 준비하고, 연마제 50 g 을 넣은 비커 안에 상기 평가용 칩을 넣고, 50 ℃ 의 항온조에 1 분간 침지하여, 침지 전후의 코발트층의 막 두께를 측정함으로써, (침지 전의 코발트층의 막 두께 - 침지 후의 코발트층의 막 두께)/1 분[㎚/min]으로서 구할 수 있다.The etching rate with respect to cobalt in a 50 degreeC abrasive can be measured as follows. That is, a 20 mm square chip (evaluation chip) having a 0.3 μm thick cobalt layer formed on a silicon substrate was prepared, and the evaluation chip was placed in a beaker containing 50 g of an abrasive, and then placed in a thermostat at 50 ° C. for 1 minute. It can be calculated | required as (membrane thickness of the cobalt layer before immersion-film thickness of the cobalt layer after immersion) / 1 minute [nm / min] by immersing and measuring the film thickness of the cobalt layer before and behind immersion.

본 발명의 연마제의 제 2 양태에 있어서, 상기 에칭 속도는 10.0 ㎚/min 이하인데, 보다 부식 억제성을 향상시키는 관점에서, 9.0 ㎚/min 이하가 바람직하고, 8.0 ㎚/min 이하가 보다 바람직하다.In the 2nd aspect of the abrasive of this invention, although the said etching rate is 10.0 nm / min or less, 9.0 nm / min or less is preferable and 8.0 nm / min or less is more preferable from a viewpoint of further improving corrosion inhibitory property. .

또, 본 발명의 연마제의 제 1 양태에 있어서도, 보다 부식 억제성을 향상시키는 관점에서, 상기 에칭 속도가 10.0 ㎚/min 이하인 것이 바람직하고, 9.0 ㎚/min 이하가 보다 바람직하고, 8.0 ㎚/min 이하가 더욱 바람직하다.Moreover, also in the 1st aspect of the abrasive of this invention, it is preferable that the said etching rate is 10.0 nm / min or less, more preferably 9.0 nm / min or less, and 8.0 nm / min from a viewpoint of improving corrosion inhibition property more The following is more preferable.

상기 특정 디카르복실산 화합물 중, 프탈산 화합물에는, 프탈산(벤젠-1,2-디카르복실산) 및 벤젠 고리 위에 1 이상의 치환기를 갖는 프탈산 유도체의 적어도 1 종이 포함된다.Among the specific dicarboxylic acid compounds, the phthalic acid compound includes at least one of phthalic acid derivatives having one or more substituents on phthalic acid (benzene-1,2-dicarboxylic acid) and the benzene ring.

상기 치환기로는, 메틸기, 아미노기, 니트로기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 니트로기 및 메틸기의 적어도 일방이 바람직하고, 니트로기가 보다 바람직하다.A methyl group, an amino group, a nitro group etc. are mentioned as said substituent. Especially, at least one of a nitro group and a methyl group is preferable, and a nitro group is more preferable.

상기 프탈산 화합물로는, 구체적으로는, 프탈산, 3-메틸프탈산, 4-메틸프탈산 등의 알킬프탈산;3-아미노프탈산, 4-아미노프탈산 등의 아미노프탈산;3-니트로프탈산, 4-니트로프탈산 등의 니트로프탈산 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 니트로기를 치환기로서 갖는 프탈산 화합물 (니트로프탈산) 이 바람직하고, 3-니트로프탈산 및 4-니트로프탈산의 적어도 일방이 보다 바람직하고, 3-니트로프탈산이 특히 바람직하다. 상기 프탈산 화합물은, 산무수물로서 이용되어도 되고, 염으로서 이용되어도 된다.Specific examples of the phthalic acid compound include alkyl phthalic acid such as phthalic acid, 3-methylphthalic acid and 4-methylphthalic acid; aminophthalic acid such as 3-aminophthalic acid and 4-aminophthalic acid; 3-nitrophthalic acid and 4-nitrophthalic acid. Nitrophthalic acid; and the like. Especially, the phthalic acid compound (nitrophthalic acid) which has a nitro group as a substituent is preferable, at least one of 3-nitrophthalic acid and 4-nitrophthalic acid is more preferable, and 3-nitrophthalic acid is especially preferable. The said phthalic acid compound may be used as an acid anhydride, and may be used as a salt.

상기 이소프탈산 화합물에는, 이소프탈산(벤젠-1,3-디카르복실산) 및 벤젠 고리 위에 1 이상의 치환기를 갖는 이소프탈산 유도체의 적어도 1 종이 포함된다. 상기 치환기로는, 니트로기, 메틸기, 아미노기, 하이드록시기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 니트로기가 바람직하다.The isophthalic acid compound includes at least one of isophthalic acid (benzene-1,3-dicarboxylic acid) and an isophthalic acid derivative having one or more substituents on the benzene ring. As said substituent, a nitro group, a methyl group, an amino group, a hydroxyl group, etc. are mentioned. Especially, a nitro group is preferable.

상기 이소프탈산 화합물로는, 구체적으로는, 이소프탈산, 5-니트로이소프탈산 등을 들 수 있다. 상기 이소프탈산 화합물은 염으로서 이용되어도 된다.Specific examples of the isophthalic acid compound include isophthalic acid and 5-nitroisophthalic acid. The isophthalic acid compound may be used as a salt.

상기 일반식 (I) 로 나타내는 알킬디카르복실산 화합물은, 탄소수 4 ~ 10 의 알킬렌기를 갖는 알킬디카르복실산 화합물이면 된다. 또한, 상기 탄소수는 알킬렌기의 탄소수이고, 카르복실산기에 함유되는 탄소 원자는 상기 탄소수로서 세지 않는다. 상기 알킬렌기는, 고리형, 직사슬형 및 분기사슬형 중 어느 것이어도 된다. 그 중에서도 직사슬형인 것이 바람직하다. 코발트층에 대한 연마 속도, 에칭 속도의 제어성 및 부식 억제의 관점에서, 탄소수는 4 ~ 8 인 것이 바람직하고, 4 ~ 6 인 것이 보다 바람직하다.The alkyldicarboxylic acid compound represented by said general formula (I) should just be an alkyldicarboxylic acid compound which has a C4-C10 alkylene group. In addition, the said carbon number is carbon number of an alkylene group, and the carbon atom contained in a carboxylic acid group is not counted as said carbon number. The alkylene group may be any of cyclic, linear and branched chains. Especially, a linear thing is preferable. It is preferable that it is 4-8, and, as for carbon number, from a viewpoint of the polishing rate with respect to a cobalt layer, controllability of an etching rate, and corrosion suppression, it is more preferable that it is 4-6.

탄소수 4 ~ 10 의 알킬렌기를 갖는 알킬디카르복실산으로서 구체적으로는, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산 등을 들 수 있다. 그 중에서도 아디프산, 피멜산이 바람직하고, 피멜산이 보다 바람직하다.Specific examples of the alkyldicarboxylic acid having an alkylene group having 4 to 10 carbon atoms include adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, and the like. Especially, adipic acid and pimelic acid are preferable and pimelic acid is more preferable.

상기 카르복실산 유도체의 함유량은, 연마제의 총 질량을 기준으로 하여 0.001 질량% ~ 10 질량% 의 범위인 것이 바람직하다. 상기 카르복실산 유도체의 함유량을 상기 범위로 조정함으로써, 코발트층의 근방에 형성된 코발트층 이외의 층 (예를 들어, 도 2(a) 에 나타내는 도전성 물질층 (5) 인 구리 등의 배선용 금속이나, 배리어 금속층 (3) 등) 의 양호한 연마 속도를 얻을 수 있다.It is preferable that content of the said carboxylic acid derivative is 0.001 mass%-10 mass% on the basis of the gross mass of an abrasive | polishing agent. By adjusting content of the said carboxylic acid derivative to the said range, metals for wiring, such as copper which are layers other than the cobalt layer formed in the vicinity of a cobalt layer (for example, electroconductive material layer 5 shown to Fig.2 (a)), , A good polishing rate of the barrier metal layer 3 and the like can be obtained.

상기 카르복실산 유도체의 함유량은, 연마 속도의 관점에서, 0.01 질량% 이상이 보다 바람직하고, 0.03 질량% 이상이 더욱 바람직하고, 0.05 질량% 이상이 특히 바람직하다. 또, 상기 디카르복실산의 함유량은, 코발트층에 대한 에칭 억제 효과 및 부식 억제성의 관점에서, 5.0 질량% 이하가 바람직하고, 3.0 질량% 이하가 보다 바람직하고, 1.0 질량% 이하가 더욱 바람직하고, 0.7 질량% 이하가 매우 바람직하고, 0.5 질량% 이하가 매우 바람직하다.The content of the carboxylic acid derivative is preferably 0.01 mass% or more, more preferably 0.03 mass% or more, and particularly preferably 0.05 mass% or more, from the viewpoint of the polishing rate. Moreover, as for content of the said dicarboxylic acid, 5.0 mass% or less is preferable from a viewpoint of the etching suppression effect and corrosion inhibitory property with respect to a cobalt layer, 3.0 mass% or less is more preferable, 1.0 mass% or less is further more preferable. , 0.7 mass% or less is very preferable, and 0.5 mass% or less is very preferable.

상기 연마제는 연마 속도의 관점에서, 카르복실산 유도체로서 알킬프탈산, 아미노프탈산, 니트로프탈산, 이소프탈산, 5-니트로이소프탈산, 및 일반식 (I) 로 나타내고, R 이 탄소수 4 ~ 8 의 직사슬형 알킬렌기인 알킬디카르복실산 화합물, 그리고 이들의 염 및 산무수물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 0.01 질량% 이상 포함하는 것이 바람직하다.The said abrasive | polishing agent is represented by alkylphthalic acid, aminophthalic acid, nitrophthalic acid, isophthalic acid, 5-nitroisophthalic acid, and general formula (I) as a carboxylic acid derivative from a viewpoint of a grinding | polishing rate, and R is a C4-C8 linear chain. It is preferable to contain 0.01 mass% or more of the alkyldicarboxylic acid compound which is a type | mold alkylene group, and at least 1 sort (s) chosen from the group which consists of these salts and acid anhydrides.

또, 상기 연마제는 코발트층에 대한 에칭 효과 억제의 관점에서, 카르복실산 유도체로서, 알킬프탈산, 아미노프탈산, 니트로프탈산, 이소프탈산, 5-니트로이소프탈산, 및 일반식 (I) 로 나타내고, R 이 탄소수 4 ~ 8 의 직사슬형 알킬렌기인 알킬디카르복실산 화합물, 그리고 이들의 염 및 산무수물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 5.0 질량% 이하 포함하는 것이 바람직하다.Moreover, the said abrasive | polishing agent is represented by alkyl phthalic acid, aminophthalic acid, nitrophthalic acid, isophthalic acid, 5-nitroisophthalic acid, and general formula (I) as a carboxylic acid derivative from a viewpoint of suppressing the etching effect with respect to a cobalt layer. It is preferable to contain 5.0 mass% or less of at least 1 sort (s) chosen from the group which consists of an alkyldicarboxylic acid compound which is a C4-C8 linear alkylene group, and these salts and acid anhydrides.

<금속 방식제><Metal anticorrosive agent>

본 발명의 연마제에 함유되는 금속 방식제로는 특별히 제한은 없고, 금속에 대한 방식 작용을 갖는 화합물로서 종래 공지된 것이 모두 사용 가능하다. 구체적으로는, 트리아졸 화합물, 피리딘 화합물, 피라졸 화합물, 피리미딘 화합물, 이미다졸 화합물, 구아니딘 화합물, 티아졸 화합물, 테트라졸 화합물, 트리아진 화합물, 헥사메틸렌테트라민에서 선택되는 적어도 1 종을 사용할 수 있다. 여기서 「화합물」이란, 그 골격을 갖는 화합물의 총칭이며, 예를 들어 트리아졸 화합물이란 트리아졸 골격을 갖는 화합물을 의미한다.There is no restriction | limiting in particular as a metal anticorrosive agent contained in the abrasive | polishing agent of this invention, Any conventionally well-known thing can be used as a compound which has anticorrosive effect with respect to a metal. Specifically, at least one selected from triazole compounds, pyridine compounds, pyrazole compounds, pyrimidine compounds, imidazole compounds, guanidine compounds, thiazole compounds, tetrazole compounds, triazine compounds, and hexamethylenetetramine can be used. Can be. A "compound" is a generic term of the compound which has the skeleton here, For example, a triazole compound means the compound which has a triazole skeleton.

트리아졸 화합물로는, 예를 들어, 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 3-아미노-1H-1,2,4-트리아졸, 벤조트리아졸, 1-하이드록시벤조트리아졸, 1-디하이드록시 프로필벤조트리아졸, 2,3-디카르복시프로필벤조트리아졸, 4-하이드록시벤조트리아졸, 4-카르복시-1H-벤조트리아졸, 4-카르복시-1H-벤조트리아졸메틸에스테르(1H-벤조트리아졸-4-카르복실산메틸), 4-카르복시-1H-벤조트리아졸부틸에스테르(1H-벤조트리아졸-4-카르복실산부틸), 4-카르복시-1H-벤조트리아졸옥틸에스테르(1H-벤조트리아졸-4-카르복실산옥틸), 5-헥실벤조트리아졸, (1,2,3-벤조트리아졸릴-1-메틸)(1,2,4-트리아졸릴-1-메틸)(2-에틸헥실)아민, 톨릴트리아졸, 나프토트리아졸, 비스[(1-벤조트리아졸릴)메틸]포스폰산, 3H-1,2,3-트리아졸로[4,5-b]피리딘-3-올, 1H-1,2,3-트리아졸로[4,5-b]피리딘, 1-아세틸-1H-1,2,3-트리아졸로[4,5-b]피리딘, 3-하이드록시피리딘, 1,2,4-트리아졸로[1,5-a]피리미딘, 1,3,4,6,7,8-헥사하이드로-2H-피리미드[1,2-a]피리미딘, 2-메틸-5,7-디페닐-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리미딘, 2-메틸설파닐-5,7-디페닐-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리미딘, 2-메틸설파닐-5,7-디페닐-4,7-디하이드로-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리미딘 등을 들 수 있다. 또한, 1 분자 중에 트리아졸 골격과, 그 이외의 골격을 갖는 경우에는, 트리아졸 화합물로 분류하는 것으로 한다.Examples of the triazole compound include 1,2,3-triazole, 1,2,4-triazole, 3-amino-1H-1,2,4-triazole, benzotriazole and 1-hydride. Hydroxybenzotriazole, 1-dihydroxy propylbenzotriazole, 2,3-dicarboxypropylbenzotriazole, 4-hydroxybenzotriazole, 4-carboxy-1H-benzotriazole, 4-carboxy-1H- Benzotriazole methyl ester (1H-benzotriazole-4-carboxylic acid methyl), 4-carboxy-1H-benzotriazole butyl ester (1H-benzotriazole-4-butyl carboxylate), 4-carboxy- 1H-benzotriazoleoctyl ester (1H-benzotriazole-4-octyl acid octyl), 5-hexylbenzotriazole, (1,2,3-benzotriazolyl-1-methyl) (1,2,4 -Triazolyl-1-methyl) (2-ethylhexyl) amine, tolyltriazole, naphthotriazole, bis [(1-benzotriazolyl) methyl] phosphonic acid, 3H-1,2,3-triazolo [ 4,5-b] pyridin-3-ol, 1H-1,2,3-triazolo [4,5-b] pyridine, 1-acetyl-1H-1,2,3-triazole Rho [4,5-b] pyridine, 3-hydroxypyridine, 1,2,4-triazolo [1,5-a] pyrimidine, 1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H -Pyrimid [1,2-a] pyrimidine, 2-methyl-5,7-diphenyl- [1,2,4] triazolo [1,5-a] pyrimidine, 2-methylsulfanyl-5 , 7-diphenyl- [1,2,4] triazolo [1,5-a] pyrimidine, 2-methylsulfanyl-5,7-diphenyl-4,7-dihydro- [1,2, 4] triazolo [1,5-a] pyrimidine and the like. In addition, when it has a triazole skeleton and another skeleton in 1 molecule, it shall classify as a triazole compound.

피리딘 화합물로는, 예를 들어, 8-하이드록시퀴놀린, 프로티오나미드, 2-니트로피리딘-3-올, 피리독사민, 니코틴아미드, 이프로니아지드, 이소니코틴산, 벤소[f]퀴놀린, 2,5-피리딘디카르복실산, 4-스티릴피리딘, 아나바신, 4-니트로피리딘-1-옥사이드, 피리딘-3-아세트산에틸, 퀴놀린, 2-에틸피리딘, 퀴놀린산, 아레콜린, 시트라진산, 피리딘-3-메탄올, 2-메틸-5-에틸피리딘, 2-플루오로피리딘, 펜타플루오로피리딘, 6-메틸피리딘-3-올, 피리딘-2-아세트산에틸 등을 들 수 있다.As a pyridine compound, for example, 8-hydroxyquinoline, prothionamide, 2-nitropyridin-3-ol, pyridoxamine, nicotinamide, iproniazide, isnicotinic acid, benso [f] quinoline, 2 , 5-pyridinedicarboxylic acid, 4-styrylpyridine, anabacin, 4-nitropyridine-1-oxide, pyridine-3-ethyl acetate, quinoline, 2-ethylpyridine, quinoline acid, arecoline, citrazinic acid And pyridine-3-methanol, 2-methyl-5-ethylpyridine, 2-fluoropyridine, pentafluoropyridine, 6-methylpyridin-3-ol, pyridine-2-ethyl acetate and the like.

피라졸 화합물로는, 예를 들어, 피라졸, 1-알릴-3,5-디메틸피라졸, 3,5-디(2-피리딜)피라졸, 3,5-디이소프로필피라졸, 3,5-디메틸-1-하이드록시메틸피라졸, 3,5-디메틸-1-페닐피라졸, 3,5-디메틸피라졸, 3-아미노-5-하이드록시피라졸, 4-메틸피라졸, N-메틸피라졸, 3-아미노피라졸, 3-아미노피라졸 등을 들 수 있다.Examples of the pyrazole compound include pyrazole, 1-allyl-3,5-dimethylpyrazole, 3,5-di (2-pyridyl) pyrazole, 3,5-diisopropylpyrazole, 3 , 5-dimethyl-1-hydroxymethylpyrazole, 3,5-dimethyl-1-phenylpyrazole, 3,5-dimethylpyrazole, 3-amino-5-hydroxypyrazole, 4-methylpyrazole, N-methylpyrazole, 3-aminopyrazole, 3-aminopyrazole, etc. are mentioned.

피리미딘 화합물로는, 피리미딘, 1,3-디페닐-피리미딘-2,4,6-트리온, 1,4,5,6-테트라하이드로피리미딘, 2,4,5,6-테트라아미노피리미딘설페이트, 2,4,5-트리하이드록시피리미딘, 2,4,6-트리아미노피리미딘, 2,4,6-트리클로로피리미딘, 2,4,6-트리메톡시피리미딘, 2,4,6-트리페닐피리미딘, 2,4-디아미노-6-하이드록시피리미딘, 2,4-디아미노피리미딘, 2-아세트아미드피리미딘, 2-아미노피리미딘, 4-아미노피라졸로[3,4-d]피리미딘 등을 들 수 있다.As a pyrimidine compound, pyrimidine, 1, 3- diphenyl- pyrimidine-2, 4, 6-trione, 1, 4, 5, 6- tetrahydropyrimidine, 2, 4, 5, 6- tetra Aminopyrimidine sulfate, 2,4,5-trihydroxypyrimidine, 2,4,6-triaminopyrimidine, 2,4,6-trichloropyrimidine, 2,4,6-trimethoxypyrimidine , 2,4,6-triphenylpyrimidine, 2,4-diamino-6-hydroxypyrimidine, 2,4-diaminopyrimidine, 2-acetamidepyrimidine, 2-aminopyrimidine, 4- Aminopyrazolo [3,4-d] pyrimidine and the like.

이미다졸 화합물로는, 예를 들어, 1,1'-카르보닐비스-1H-이미다졸, 1,1'-옥사릴디이미다졸, 1,2,4,5-테트라메틸이미다졸, 1,2-디메틸-5-니트로이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 1-(3-아미노프로필)이미다졸, 1-부틸이미다졸, 1-에틸이미다졸, 1-메틸이미다졸, 벤즈이미다졸 등을 들 수 있다.Examples of the imidazole compound include 1,1'-carbonylbis-1H-imidazole, 1,1'-oxarylylimidazole, 1,2,4,5-tetramethylimidazole, 1, 2-dimethyl-5-nitroimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1- (3-aminopropyl) imidazole, 1-butylimidazole, 1-ethylimidazole, 1-methylimidazole And benzimidazole.

구아니딘 화합물로는, 예를 들어, 1,1,3,3-테트라메틸구아니딘, 1,2,3-트리페닐구아니딘, 1,3-디-o-톨릴구아니딘, 1,3-디페닐구아니딘 등을 들 수 있다.As a guanidine compound, for example, 1,1,3,3-tetramethylguanidine, 1,2,3-triphenylguanidine, 1,3-di-o-tolylguanidine, 1,3-diphenylguanidine, and the like Can be mentioned.

티아졸 화합물로는, 예를 들어, 2-메르캅토벤조티아졸, 2,4-디메틸티아졸 등을 들 수 있다.As a thiazole compound, 2-mercapto benzothiazole, 2, 4- dimethyl thiazole, etc. are mentioned, for example.

테트라졸 화합물로는, 예를 들어, 테트라졸, 5-메틸테트라졸, 5-아미노-1H-테트라졸, 1-(2-디메틸아미노에틸)-5-메르캅토테트라졸 등을 들 수 있다.Examples of the tetrazole compound include tetrazole, 5-methyltetrazole, 5-amino-1H-tetrazole, 1- (2-dimethylaminoethyl) -5-mercaptotetrazole, and the like.

트리아진 화합물로는, 예를 들어, 3,4-디하이드로-3-하이드록시-4-옥소-1,2,4-트리아진 등을 들 수 있다.As a triazine compound, 3, 4- dihydro-3-hydroxy-4-oxo-1, 2, 4- triazine etc. are mentioned, for example.

상기 금속 방식제는 1 종류를 단독으로, 또는 2 종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 금속 방식제의 함유량은, 코발트 원소를 함유하는 피연마막 에 대해 양호한 연마 속도를 얻을 수 있는 점에서, 연마제의 총 질량 중에, 0.001 질량% ~ 10 질량% 인 것이 바람직하다. 동일한 관점에서, 상기 금속 방식제의 함유량은, 0.01 질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.02 질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 동일한 관점에서, 상기 금속 방식제의 함유량은, 5.0 질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.5 질량% 인 것이 더욱 바람직하다.The said metal anticorrosive can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. Since content of the said metal anticorrosive agent can obtain the favorable grinding | polishing rate with respect to the to-be-polished film containing a cobalt element, it is preferable that it is 0.001 mass%-10 mass% in the gross mass of an abrasive | polishing agent. From the same viewpoint, the content of the metal anticorrosive agent is more preferably 0.01% by mass or more, and even more preferably 0.02% by mass or more. Moreover, it is more preferable that it is 5.0 mass% or less, and, as for content of the said metal anticorrosive agent from a same viewpoint, it is still more preferable that it is 0.5 mass%.

상기 금속 방식제는, 상기 카르복실산 유도체와 조합하는 것에 따라, 엄격한 온도 조건 하 (예를 들어, 50 ℃) 에서도 코발트층의 에칭 속도를 현저하게 억제하면서, 코발트층을 적당한 속도로 연마하여, 코발트층의 부식 억제를 가능하게 한다. 이것은, 예를 들어 금속 방식제가 상기 특정 디카르복실산 화합물과의 공존 하에서, 우수한 착물 형성제와 막보호제로서의 기능을 발휘하기 때문인 것으로 생각된다.In combination with the carboxylic acid derivative, the metal anticorrosive agent polishes the cobalt layer at an appropriate speed while significantly suppressing the etching rate of the cobalt layer even under stringent temperature conditions (for example, 50 ° C), It is possible to suppress the corrosion of the cobalt layer. This is considered to be because, for example, a metal anticorrosive agent functions as an excellent complex forming agent and a film protective agent in coexistence with the said specific dicarboxylic acid compound.

이와 같은 관점에서, 상기 금속 방식제 중에서도, 트리아졸 화합물, 피리딘 화합물, 이미다졸 화합물, 테트라졸 화합물, 트리아진 화합물 및 헥사메틸렌테트라민으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하고, 3H-1,2,3-트리아졸로[4,5-b]피리딘-3-올, 1-하이드록시벤조트리아졸, 1H-1,2,3-트리아졸로[4,5-b]피리딘, 벤조트리아졸 등의 트리아졸 화합물, 3-하이드록시피리딘, 벤즈이미다졸, 5-아미노-1H-테트라졸, 3,4-디하이드로-3-하이드록시-4-옥소-1,2,4-트리아진 및 헥사메틸렌테트라민으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이 보다 바람직하다.From such a viewpoint, at least 1 type chosen from the group which consists of a triazole compound, a pyridine compound, an imidazole compound, a tetrazole compound, a triazine compound, and hexamethylenetetramine is preferable among the said metal anticorrosive agent, 3H-1, 2,3-triazolo [4,5-b] pyridin-3-ol, 1-hydroxybenzotriazole, 1H-1,2,3-triazolo [4,5-b] pyridine, benzotriazole and the like Triazole compounds, 3-hydroxypyridine, benzimidazole, 5-amino-1H-tetrazole, 3,4-dihydro-3-hydroxy-4-oxo-1,2,4-triazine and hexa At least one selected from the group consisting of methylenetetramine is more preferred.

상기 연마제에 있어서의 카르복실산 유도체와 금속 방식제의 비율 (카르복실산 유도체/금속 방식제) 은, 에칭 속도와 연마 속도를 양호하게 제어하는 관점에서, 질량비로 10/1 ~ 1/5 의 범위인 것이 바람직하고, 7/1 ~ 1/5 의 범위인 것이 보다 바람직하고, 5/1 ~ 1/5 의 범위인 것이 더욱 바람직하고, 5/1 ~ 1/1 의 범위인 것이 특히 바람직하다.The ratio (carboxylic acid derivative / metal anticorrosive agent) of the carboxylic acid derivative and the metal anticorrosive agent in the polishing agent is 10/1 to 1/5 in a mass ratio from the viewpoint of controlling the etching rate and the polishing rate well. It is preferable that it is the range, It is more preferable that it is the range of 7/1-1/5, It is still more preferable that it is the range of 5/1-1/5, It is especially preferable that it is the range of 5/1-1/1 .

또한 상기 연마제는, 에칭 속도와 연마 속도를 양호하게 제어하는 관점에서, 카르복실산 유도체와, 트리아졸 화합물, 피리딘 화합물, 이미다졸 화합물, 테트라졸 화합물, 트리아진 화합물 및 헥사메틸렌테트라민으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 방식제의 비율 (카르복실산 유도체/금속 방식제) 이 10/1 ~ 1/5 인 것이 바람직하고,Moreover, the said abrasive | polishing agent is a group which consists of a carboxylic acid derivative, a triazole compound, a pyridine compound, an imidazole compound, a tetrazole compound, a triazine compound, and hexamethylenetetramine from a viewpoint of favorable control of an etching rate and a polishing rate. It is preferable that the ratio (carboxylic acid derivative / metal anticorrosive agent) of the at least 1 sort (s) of metal anticorrosive agent chosen from is 10/1-1/5,

상기 카르복실산 유도체와, 트리아졸 화합물, 피리딘 화합물, 이미다졸 화합물, 테트라졸 화합물, 트리아진 화합물 및 헥사메틸렌테트라민으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 방식제의 비율 (카르복실산 유도체/금속 방식제) 이 5/1 ~ 1/5 인 것이 보다 바람직하고,The ratio of the carboxylic acid derivative and at least one metal anticorrosive selected from the group consisting of a triazole compound, a pyridine compound, an imidazole compound, a tetrazole compound, a triazine compound and hexamethylenetetramine (carboxylic acid derivative / Metal anticorrosive agent) is more preferably 5/1 to 1/5,

상기 카르복실산 유도체와, 3H-1,2,3-트리아졸로[4,5-b]피리딘-3-올, 1-하이드록시벤조트리아졸, 1H-1,2,3-트리아졸로[4,5-b]피리딘, 벤조트리아졸 등의 트리아졸 화합물, 3-하이드록시피리딘, 벤즈이미다졸, 5-아미노-1H-테트라졸, 3,4-디하이드로-3-하이드록시-4-옥소-1,2,4-트리아진 및 헥사메틸렌테트라민으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 방식제의 비율 (카르복실산 유도체/금속 방식제) 이 5/1 ~ 1/1 인 것이 더욱 바람직하다.The carboxylic acid derivative, 3H-1,2,3-triazolo [4,5-b] pyridin-3-ol, 1-hydroxybenzotriazole, 1H-1,2,3-triazolo [4 , Tribazole compounds such as pyridine and benzotriazole, 3-hydroxypyridine, benzimidazole, 5-amino-1H-tetrazole, 3,4-dihydro-3-hydroxy-4-oxo The ratio of the at least one metal anticorrosive selected from the group consisting of -1,2,4-triazine and hexamethylenetetramine (carboxylic acid derivative / metal anticorrosive) is 5/1 to 1/1. desirable.

<산화제><Oxidant>

상기 연마제는 적어도 1 종의 산화제를 추가로 함유하는 것이 바람직하다. 산화제를 추가로 함유함으로써 코발트층 이외의 층의 연마 속도를 보다 향상시킬 수 있다. 상기 산화제는 특별히 제한은 없고, 통상 사용되는 산화제로부터 적절하게 선택할 수 있다. 구체적으로는, 과산화수소, 퍼옥소황산염, 질산, 과 요오드산칼륨, 차아염소산, 오존수 등을 들 수 있고, 그 중에서도 과산화수소가 바람직하다. 이들 금속 산화제는, 1 종류 단독으로 또는 2 종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.It is preferable that the said abrasive further contains at least 1 sort (s) of oxidizing agent. By further containing an oxidizing agent, the polishing rate of layers other than a cobalt layer can be improved more. There is no restriction | limiting in particular in the said oxidizing agent, It can select suitably from the oxidizing agent normally used. Specifically, hydrogen peroxide, peroxosulfate, nitric acid, potassium periodate, hypochlorous acid, ozone water, etc. are mentioned, Especially, hydrogen peroxide is preferable. These metal oxidizing agents can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

연마제가 산화제를 함유하는 경우, 금속 산화제의 함유량은, 연마제의 총 질량 중에, 0.01 질량% ~ 50 질량% 로 하는 것이 바람직하다. 상기 함유량은 금속의 산화가 불충분해지고, 연마 속도가 저하되는 것을 방지하는 관점에서, 0.02 질량% 이상이 바람직하고, 0.05 질량% 이상이 더욱 바람직하다. 또, 피연마면에 거칠어짐이 발생하는 것을 방지할 수 있는 점에서, 30 질량% 이하가 보다 바람직하고, 15 질량% 이하가 더욱 바람직하다.When an abrasive contains an oxidizing agent, it is preferable that content of a metal oxidizing agent shall be 0.01 mass%-50 mass% in the gross mass of an abrasive. From the viewpoint of preventing the oxidation of the metal from being insufficient and the polishing rate being lowered, the content is preferably 0.02% by mass or more, and more preferably 0.05% by mass or more. Moreover, since it can prevent that a roughness arises on a to-be-polished surface, 30 mass% or less is more preferable, and 15 mass% or less is still more preferable.

<유기 용제><Organic solvent>

상기 연마제는, 추가로 유기 용제가 함유되어도 된다. 유기 용제의 첨가에 의해, 코발트층의 근방에 형성된 코발트층 이외의 층의 젖음성을 향상시킬 수 있고, 연마 속도를 보다 향상시킬 수 있다. 상기 유기 용제로는, 특별히 제한은 없지만, 수용성인 것이 바람직하다. 여기서 수용성이란, 물 100 g 에 대해 25 ℃ 에서 0.1 g 이상 용해시키는 것으로서 정의된다.The abrasive may further contain an organic solvent. By the addition of the organic solvent, the wettability of layers other than the cobalt layer formed in the vicinity of the cobalt layer can be improved, and the polishing rate can be further improved. Although there is no restriction | limiting in particular as said organic solvent, It is preferable that it is water solubility. Water solubility is defined as what melt | dissolves 0.1 g or more at 25 degreeC with respect to 100 g of water here.

상기 유기 용제로는, 예를 들어, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트 등의 탄산에스테르 용제;부틸락톤, 프로필락톤 등의 락톤 용제;에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 트리프로필렌글리콜 등의 글리콜 용제;테트라하이드로푸란, 디옥산, 디메톡시에탄, 폴리에틸렌옥사이드, 에틸렌글리콜모노메틸아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등의 에테르 용제;메탄올, 에탄올, 프로판올, n-부탄올, n-펜탄올, n-헥사놀, 이소프로판올, 3-메톡시-3-메틸-1-부탄올 등의 알코올 용제;아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤 용제;디메틸포름아미드, N-메틸피롤리돈, 아세트산에틸, 락트산에틸, 술포란 등의 그 밖의 유기 용제 등을 들 수 있다.Examples of the organic solvent include carbonate ester solvents such as ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate and methyl ethyl carbonate; lactone solvents such as butyl lactone and propyl lactone; ethylene glycol, propylene glycol and diethylene. Glycol solvents such as glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol; tetrahydrofuran, dioxane, dimethoxyethane, polyethylene oxide, ethylene glycol monomethyl acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl Ether solvents such as ether acetate; alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol, n-butanol, n-pentanol, n-hexanol, isopropanol and 3-methoxy-3-methyl-1-butanol; acetone, methylethyl Ketone solvents such as ketones; dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, ethyl acetate, lact Ethyl, it can be given other organic solvent such as sulfolane.

또, 유기 용제는 글리콜 용제의 유도체이어도 된다. 예를 들어, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르, 트리프로필렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노 프로필에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 디에틸렌글리콜모노프로필에테르, 트리에틸렌글리콜모노프로필에테르, 트리프로필렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 트리프로필렌글리콜모노부틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노부틸에테르, 트리프로필렌글리콜모노부틸에테르 등의 글리콜모노에테르 용제;에틸렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디프로필렌글리콜디메틸에테르, 트리에틸렌글리콜디메틸에틸에테르, 트리프로필렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 프로필렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디프로필렌글리콜디에틸에테르, 트리에틸렌글리콜디에틸에테르, 트리프로필렌글리콜디에틸에테르, 에틸렌글리콜디프로필에테르, 프로필렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디프로필렌글리콜디프로필에테르, 트리에틸렌글리콜디프로필에테르, 트리프로필렌글리콜디프로필에테르, 에틸렌글리콜디부틸에테르, 프로필렌글리콜디부틸에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 디프로필렌글리콜디부틸에테르, 트리에틸렌글리콜디부틸에테르, 트리프로필렌글리콜디부틸에테르 등의 글리콜에테르 용제 등을 들 수 있다.Moreover, the organic solvent may be a derivative of the glycol solvent. For example, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, Propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, tripropylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol mono Propyl ether, triethylene glycol monopropyl ether, tripropylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol Glycol monoether solvents such as glycol monobutyl ether and tripropylene glycol monobutyl ether; ethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ethyl ether, tripropylene glycol Dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol diethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, tripropylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dipropyl ether, propylene Glycol dipropyl ether, diethylene glycol dipropyl ether, dipropylene glycol dipropyl ether, triethylene glycol dipropyl ether, tripropylene glycol dipropyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol dibutyl ether, diethylene And the like can be recalled dibutyl ether, dipropylene glycol dibutyl ether, triethylene glycol dibutyl ether, tripropylene glycol butyl ether and glycol ether solvents.

그 중에서도, 글리콜 용제, 글리콜 용제의 유도체, 알코올 용제 및 탄산에스테르 용제에서 선택되는 적어도 1 종인 것이 바람직하고, 알코올 용제에서 선택되는 적어도 1 종인 것이 보다 바람직하다. 이들 유기 용제는, 1 종류 단독으로 또는 2 종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.Especially, it is preferable that it is at least 1 sort (s) chosen from a glycol solvent, a derivative of a glycol solvent, an alcohol solvent, and a carbonate ester solvent, and it is more preferable that it is at least 1 sort (s) chosen from an alcohol solvent. These organic solvents can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

연마제가 유기 용제를 포함하는 경우, 유기 용제의 함유량은, 연마제의 총 질량 중에, 0.1 질량% ~ 95 질량% 인 것이 바람직하다. 상기 유기 용제의 함유량은, 연마제의 기판에 대한 젖음성이 낮아지는 것을 방지하는 점에서, 0.2 질량% 이상이 보다 바람직하고, 0.5 질량% 이상이 더욱 바람직하다. 또, 연마제의 조제, 사용, 폐수 처리 등이 용이해지는 점에서, 50 질량% 이하가 보다 바람직하고, 10 질량% 이하가 더욱 바람직하다.When an abrasive contains an organic solvent, it is preferable that content of an organic solvent is 0.1 mass%-95 mass% in the gross mass of an abrasive. 0.2 mass% or more is more preferable, and, as for content of the said organic solvent, the wettability with respect to the board | substrate becomes low, 0.5 mass% or more is more preferable. Moreover, from the point which facilitates preparation, use, wastewater treatment, etc. of an abrasive | polishing agent, 50 mass% or less is more preferable, and 10 mass% or less is still more preferable.

<수용성 폴리머><Water-soluble polymer>

상기 연마제는 적어도 1 종의 수용성 폴리머를 포함하는 것이 바람직하다. 이로써, 부식 효과의 억제, 막 표면의 보호, 디펙트 발생의 저감 등을 보다 효과적으로 달성할 수 있다. 여기서 수용성이란, 25 ℃ 에 있어서, 물 100 g 에 대해 0.1 g 이상 용해시키는 것으로서 정의된다.It is preferable that the said abrasive contains at least 1 type of water-soluble polymer. Thereby, suppression of a corrosion effect, protection of a film surface, reduction of defect generation, etc. can be achieved more effectively. Water solubility is defined as what melt | dissolves 0.1 g or more with respect to 100 g of water in 25 degreeC here.

상기 수용성 폴리머로는, 카르복실산기 또는 카르복실산염기를 갖는 수용성 폴리머 등을 들 수 있다. 이와 같은 수용성 폴리머로는, 아크릴산, 메타크릴산, 말레산 등의 카르복실산기를 갖는 모노머의 단독 중합체;당해 중합체의 카르복실산기의 부분이 암모늄염 등의 카르복실산염기가 된 단독 중합체 등을 들 수 있다. 또, 카르복실산기를 갖는 모노머와 카르복실산염기를 갖는 모노머와 카르복실산의 알킬에스테르 등의 유도체의 공중합체도 바람직하다. 수용성 폴리머로서 구체적으로는, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산의 카르복실산기의 적어도 일부가 카르복실산암모늄염기로 치환된 폴리머 (이하, 「폴리아크릴산암모늄염」이라고 한다) 등을 들 수 있다.As said water-soluble polymer, the water-soluble polymer etc. which have a carboxylic acid group or a carboxylate group are mentioned. As such a water-soluble polymer, the homopolymer of the monomer which has carboxylic acid groups, such as acrylic acid, methacrylic acid, and maleic acid; The homopolymer etc. whose part of the carboxylic acid group of the said polymer became carboxylic acid groups, such as an ammonium salt, etc. are mentioned. have. Moreover, the copolymer of derivatives, such as the monomer which has a carboxylic acid group, the monomer which has a carboxylate group, and the alkyl ester of carboxylic acid, is also preferable. Specifically as a water-soluble polymer, the polymer (henceforth "ammonium polyacrylate salt") etc. which polyacrylic acid and at least one part of the carboxylic acid group of polyacrylic acid substituted by the carboxylate ammonium salt group are mentioned.

또 상기 이외의 그 밖의 수용성 폴리머로는, 예를 들어, 알긴산, 펙트산, 카르복시메틸셀룰로오스, 한천, 카드런, 풀루란 등의 다당류;폴리아스파르트산, 폴리글루탐산, 폴리리신, 폴리말산, 폴리아미드산, 폴리아미드산암모늄염, 폴리아미드산나트륨염, 폴리글리옥실산 등의 폴리카르복실산 및 그 염;폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크롤레인 등의 비닐계 폴리머 등을 들 수 있다.Moreover, as other water-soluble polymers other than the above, For example, polysaccharides, such as alginic acid, pectic acid, carboxymethyl cellulose, agar, cyan, pullulan; polyaspartic acid, polyglutamic acid, polylysine, polymalic acid, polyamide Polycarboxylic acids and salts thereof such as acids, ammonium polyamic acid salts, sodium polyamic acid salts, and polyglyoxylic acids; vinyl-based polymers such as polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, and polyacrolein; and the like.

연마 대상의 기판이 반도체 집적 회로용 실리콘 기판 등인 경우에는, 상기 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 할로겐화물 등에 의한 오염을 회피하는 시점으로부터, 상기 수용성 폴리머는, 산성기를 갖는 폴리머 또는 그 암모늄염인 것이 바람직하다. 단, 연마 대상인 기판이, 유리 기판 등인 경우는 예외로 한다.In the case where the substrate to be polished is a silicon substrate for a semiconductor integrated circuit or the like, it is preferable that the water-soluble polymer is a polymer having an acidic group or an ammonium salt thereof from the viewpoint of avoiding contamination by the alkali metal, alkaline earth metal, halide or the like. However, the case where the board | substrate which is a grinding | polishing object is a glass substrate etc. is made an exception.

전술한 수용성 폴리머 중에서도, 카르복실산기 또는 카르복실산염기를 갖는 수용성 폴리머, 펙트산, 한천, 폴리말산, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐알코올, 및 폴리비닐피롤리돈으로 이루어지는 군 (에스테르, 염을 형성할 수 있는 경우에는, 이들을 포함한다.) 에서 선택되는 수용성 폴리머가 바람직하고, 카르복실산기 또는 카르복실산염기를 갖는 수용성 폴리머 (에스테르, 염을 포함한다.) 가 보다 바람직하고, 폴리아크릴산 (염을 포함한다.) 이 더욱 바람직하고, 폴리아크릴산암모늄염이 특히 바람직하다. 이들은 1 종류를 단독으로 또는 2 종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.Among the above-mentioned water-soluble polymers, the group consisting of a water-soluble polymer having a carboxylic acid group or a carboxylate group, pectic acid, agar, polymalic acid, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, and polyvinylpyrrolidone (to form esters and salts) If possible, water-soluble polymers selected from these are preferred. Water-soluble polymers (including esters and salts) having a carboxylic acid group or a carboxylate group are more preferred, and polyacrylic acid (including salts). More preferred, and ammonium polyacrylate salt is particularly preferred. These can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

수용성 폴리머의 중량 평균 분자량은, 500 ~ 1,000,000 이 바람직하고, 1,000 ~ 500,000 이 보다 바람직하고, 2,000 ~ 200,000 이 더욱 바람직하고, 5,000 ~ 150,000 이 특히 바람직하다.500-1,000,000 are preferable, as for the weight average molecular weight of a water-soluble polymer, 1,000-500,000 are more preferable, 2,000-200,000 are more preferable, 5,000-150,000 are especially preferable.

상기 중량 평균 분자량은 예를 들어, 이하의 방법에 기초하여, 겔 퍼미에이션 크로마토그래피 (GPC) 에 의해 측정하고, 표준 폴리아크릴산 환산한 값을 사용하여 측정할 수 있다.The said weight average molecular weight can be measured by gel permeation chromatography (GPC) based on the following method, for example, and can be measured using the value converted into standard polyacrylic acid.

(조건)(Condition)

시료:10 ㎕Sample: 10 μl

표준 폴리아크릴산:히타치 화성 테크노 서비스 주식회사 제조 상품명:PMAA-32Standard polyacrylic acid: Hitachi Kasei Techno Service Co., Ltd. product name: PMAA-32

검출기:주식회사 히타치 제작소 제조, RI-모니터, 상품명 「L-3000」Detector: Hitachi, Ltd. production, RI-monitor, brand name "L-3000"

인터그레이터:주식회사 히타치 제작소 제조, GPC 인터그레이터, 상품명 「D-2200」Integrator: Hitachi, Ltd. production, GPC integrator, brand name "D-2200"

펌프:주식회사 히타치 제작소 제조, 상품명 「L-6000」Pump: Hitachi, Ltd. production, brand name "L-6000"

탈기 장치:쇼와 전공 주식회사 제조, 상품명 「Shodex DEGAS」Degassing apparatus: Showa Denko manufacture, brand name "Shodex DEGAS"

칼럼:히타치 화성 공업 주식회사 제조, 상품명 「GL-R440」, 「GL-R430」, 「GL-R420」를 이 순서로 연결하여 사용Column: Hitachi Kasei Kogyo Co., Ltd. product name "GL-R440", "GL-R430", "GL-R420" are connected in this order, and used

용리액:테트라하이드로푸란 (THF)Eluent: tetrahydrofuran (THF)

측정 온도:23 ℃Measurement temperature: 23 degrees Celsius

유속:1.75 ㎖/분Flow rate: 1.75 ml / min

측정 시간:45 분Measurement time: 45 minutes

연마제가 수용성 폴리머를 포함하는 경우, 수용성 폴리머의 함유량은 연마제의 총 질량 중에, 0.001 질량% ~ 10 질량% 인 것이 바람직하다. 양호한 부식 억제성을 확보할 수 있는 점에서, 0.001 질량% 이상이 바람직하고, 0.01 질량% 이상이 보다 바람직하고, 0.02 질량% 이상이 더욱 바람직하다. 또, 충분한 연마 속도를 유지할 수 있는 점에서, 10 질량% 이하인 것이 바람직하고, 5.0 질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.0 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.When an abrasive contains a water-soluble polymer, it is preferable that content of a water-soluble polymer is 0.001 mass%-10 mass% in the gross mass of an abrasive. 0.001 mass% or more is preferable, 0.01 mass% or more is more preferable, 0.02 mass% or more is more preferable at the point which can ensure favorable corrosion inhibitory property. Moreover, from the point which can maintain a sufficient grinding | polishing rate, it is preferable that it is 10 mass% or less, It is more preferable that it is 5.0 mass% or less, It is further more preferable that it is 1.0 mass% or less.

<지립 (砥粒)><Grip>

상기 연마제는, 적어도 1 종의 지립을 포함하는 것이 바람직하다. 지립을 포함함으로써, 코발트층의 근방에 형성된 코발트층 이외의 층의 연마 속도를 향상시킬 수 있다.It is preferable that the said abrasive contains at least 1 type of abrasive grains. By including abrasive grains, the polishing rate of layers other than the cobalt layer formed in the vicinity of the cobalt layer can be improved.

주된 지립으로는, 예를 들어, 실리카, 알루미나, 지르코니아, 세리아, 티타니아, 게르마니아, 탄화규소 등의 무기물 연마 입자, 폴리스티렌, 폴리아크릴, 폴리염화비닐 등의 유기물 연마 입자 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 실리카, 알루미나, 지르코니아, 세리아, 티타니아 및 게르마니아로 이루어지는 군에서 선택되는 무기물 연마 입자가 바람직하고, 특히, 실리카 및 알루미나로 이루어지는 군에서 선택되는 무기물 연마 입자가 보다 바람직하다.As main abrasive grains, inorganic abrasive grains, such as silica, alumina, zirconia, ceria, titania, germania, silicon carbide, organic abrasive grains, such as polystyrene, polyacryl, polyvinyl chloride, etc. are mentioned, for example. Among these, inorganic abrasive particles selected from the group consisting of silica, alumina, zirconia, ceria, titania, and germania are preferred, and inorganic abrasive particles selected from the group consisting of silica and alumina are more preferable.

실리카 및 알루미나로 이루어지는 군에서 선택되는 무기물 연마 입자 중에서도, 연마제 중에서의 분산 안정성이 양호하고, CMP 에 의해 발생하는 연마 흠집 (스크래치) 의 발생수가 적은 점에서, 콜로이달 실리카 또는 콜로이달 알루미나가 바람직하고, 콜로이달 실리카가 보다 바람직하다. 이들 지립은, 1 종류를 단독으로 또는 2 종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.Among the inorganic abrasive grains selected from the group consisting of silica and alumina, colloidal silica or colloidal alumina is preferable because the dispersion stability in the abrasive is good and the number of scratches (scratches) generated by CMP is small. And colloidal silica are more preferable. These abrasive grains can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

지립의 평균 입경은 양호한 연마 속도를 얻을 수 있는 점에서, 10 ㎚ ~ 100 ㎚ 인 것이 바람직하고, 20 ㎚ ~ 90 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 40 ㎚ ~ 80 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.The average particle diameter of the abrasive grains is preferably from 10 nm to 100 nm, more preferably from 20 nm to 90 nm, even more preferably from 40 nm to 80 nm from the viewpoint of obtaining a good polishing rate.

지립의 평균 입경은 광 회절 산란식 입도 분포계 (예를 들어, COULTER Electronics 사 제조의 상품명:COULTER N4SD) 로 측정한 값이다. Coulter 의 측정 조건은, 측정 온도 20 ℃, 용매 굴절률 1.333 (물에 상당), 입자 굴절률 Unknown (설정), 용매 점도 1.005 mPa·s (물에 상당), Run Time 200 sec, 레이저 입사각 90° 이고, Intensity (산란 강도, 탁도에 상당) 가 5E + 04 ~ 4E + 05 의 범위에 들어가도록, 4E + 05 보다 높은 경우에는 물로 희석시켜 측정한다.The average particle diameter of an abrasive grain is the value measured with the optical-diffraction scattering type particle size distribution meter (for example, brand name: COULTER N4SD by COULTER Electronics). The measurement conditions of Coulter are measurement temperature 20 degreeC, solvent refractive index 1.333 (corresponding to water), particle refractive index Unknown (setting), solvent viscosity 1.005 mPa * s (corresponding to water), Run Time 200 sec, laser incidence angle 90 °, Intensity (corresponding to scattering intensity and turbidity) falls within the range of 5E + 04 to 4E + 05, and is measured by diluting with water if higher than 4E + 05.

연마제가 지립을 포함하는 경우, 지립의 함유량은, 연마제의 총 질량 중, 1.0 질량% 이상이 바람직하고, 3.0 질량% 이상이 보다 바람직하고, 3.0 질량% ~ 5.0 질량% 가 더욱 바람직하다. 상기 지립의 함유량을, 상기 범위로 설정함으로써, 양호한 연마 속도를 얻을 수 있다.When an abrasive contains abrasive grains, 1.0 mass% or more is preferable in the gross mass of an abrasive | polishing agent, 3.0 mass% or more is more preferable, 3.0 mass%-5.0 mass% are more preferable. By setting content of the said abrasive grain in the said range, favorable grinding | polishing rate can be obtained.

<물><Water>

본 발명에서 사용되는 물은, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 순수를 바람직하게 사용할 수 있다. 물은 전술한 연마제의 구성 재료의 잔부로서 배합되어 있으면 되고, 함유량은 특별히 제한은 없다.The water used in the present invention is not particularly limited, but pure water can be preferably used. Water should just be mix | blended as remainder of the structural material of the above-mentioned abrasive, and content does not have a restriction | limiting in particular.

<그 외><Others>

상기 연마제에 첨가할 수 있는 그 밖의 성분으로는, 예를 들어, 계면활성제, 빅토리아 퓨어 블루 등의 염료, 프탈로시아닌 그린 등의 안료 등의 착색제를 들 수 있다.As another component which can be added to the said abrasive, coloring agents, such as surfactant, dyes, such as Victoria Pure Blue, and pigments, such as phthalocyanine green, are mentioned, for example.

상기 연마제의 pH 는 4.0 이하이다. pH 가 4.0 을 초과하면, 배선용 금속으로 이루어지는 도전성 물질층 및 코발트층의 연마 속도가 저하될 우려가 있다. 한편, 서서히 배선용 금속을 부식하는 것이 억제되고, 또, 산성이 강한 것에 의한 취급의 곤란성도 해결할 수 있는 점에서 상기 pH 는 1.0 이상인 것이 바람직하고, 2.0 이상인 것이 보다 바람직하다.PH of the said abrasive is 4.0 or less. When pH exceeds 4.0, there exists a possibility that the grinding | polishing rate of the conductive material layer and cobalt layer which consist of a wiring metal may fall. On the other hand, since corrosion of a metal for wiring is suppressed gradually and the handling difficulty by strong acidity can also be solved, it is preferable that the said pH is 1.0 or more, and it is more preferable that it is 2.0 or more.

pH 는 산성 화합물의 첨가량에 의해 조정할 수 있다. 또, 암모니아, 수산화나트륨, 테트라메틸암모늄하이드록사이드 (TMAH) 등의 알칼리성 화합물의 첨가 에 의해서도 조정 가능하다.pH can be adjusted with the addition amount of an acidic compound. Moreover, it can also adjust by addition of alkaline compounds, such as ammonia, sodium hydroxide, and tetramethylammonium hydroxide (TMAH).

상기 연마제의 pH 의 측정은 pH 미터 (예를 들어, 주식회사 호리바 제작소 (HORIBA, Ltd.) 제조의 Model F-51) 로 측정된다. 표준 완충액 (프탈산염 pH 완충액 pH:4.21 (25 ℃), 중성 인산염 pH 완충액 pH 6.86 (25 ℃), 붕산염 pH 완충액 pH:9.04 (25 ℃)) 을 이용하여, 3 점 교정한 후, 전극을 연마제에 넣고, 3 분 이상 경과하여 안정시킨 후의 값을 측정할 수 있다.The pH of the abrasive is measured by a pH meter (for example, Model F-51 manufactured by HORIBA, Ltd.). After three-point calibration using a standard buffer solution (phthalate pH buffer pH: 4.21 (25 ° C.), neutral phosphate pH buffer pH 6.86 (25 ° C.), borate pH buffer pH: 9.04 (25 ° C.), the electrode was polished. It can put into and, and after 3 minutes or more, the value after stabilization can be measured.

상기 연마제는, 카르복실산 유도체, 금속 방식제 및 물을 함유하여 이루어지는 연마제 (저장액) 로서 보관하고, 연마시에 이 연마제와, 다른 구성 재료 및 물을 적절하게 배합하여 사용해도 된다. 또는, 카르복실산 유도체, 금속 방식제 및 물에, 그 밖의 구성 재료를 적절히 배합한 연마제 상태로 보관하여 사용해도 된다.The said abrasive | polishing agent can be stored as an abrasive | polishing agent (stock solution) which contains a carboxylic acid derivative, a metal anticorrosive agent, and water, and you may use it, mix | blending this abrasive | polishing agent, another structural material, and water suitably at the time of grinding | polishing. Alternatively, the carboxylic acid derivative, the metal anticorrosive agent and water may be stored and used in an abrasive state in which other constituent materials are appropriately blended.

상기 연마제는 반도체 디바이스에 있어서의 배선층의 형성에 적용할 수 있다. 연마 대상인 피연마막은, 적어도 코발트 원소를 함유하는 부분 (이하 「코발트 부분」이라고 한다) 이 포함되어 있으면 되고, 추가로, 코발트부의 근방에 형성된 도전성 물질, 배리어 금속, 또는 절연체가 포함되어 있어도 된다.The said abrasive can be applied to formation of the wiring layer in a semiconductor device. The polishing target to be polished may include at least a portion containing a cobalt element (hereinafter referred to as a "cobalt portion"), and may further contain a conductive material, a barrier metal, or an insulator formed in the vicinity of the cobalt portion.

즉, 본 발명의 다른 양태는 프탈산 화합물, 이소프탈산 화합물 및 하기 일반식 (I) 로 나타내는 알킬디카르복실산 화합물 그리고 이들의 염 및 산무수물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종으로 이루어지는 카르복실산 유도체와, 금속 방식제와, 물을 함유하고, pH 가 4 이하인 연마제의 코발트 원소를 함유하는 층을 연마하기 위한 사용이다.That is, the other aspect of this invention is carboxylic acid which consists of a phthalic acid compound, an isophthalic acid compound, the alkyldicarboxylic acid compound represented by following General formula (I), and at least 1 sort (s) chosen from the group which consists of these salts and acid anhydrides. It is use for grinding | polishing the layer containing a derivative, a metal anticorrosive agent, and water, and containing the cobalt element of the abrasive whose pH is 4 or less.

HOOC-R-COOH … (I)HOOC-R-COOH... (I)

(상기 일반식 (I) 중, R 은 탄소수가 4 ~ 10 인 알킬렌기를 나타낸다.)(In General Formula (I), R represents an alkylene group having 4 to 10 carbon atoms.)

또, 본 발명의 다른 양태는, 프탈산 화합물, 이소프탈산 화합물 및 하기 일반식 (I) 로 나타내는 알킬디카르복실산 화합물 그리고 이들의 염 및 산무수물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 카르복실산 유도체와, 금속 방식제와, 물을 함유하고, pH 가 4.0 이하이며, 50 ℃ 에 있어서의 코발트에 대한 에칭 속도가 10.0 ㎚/min 이하인 연마제의, 코발트 원소를 함유하는 층을 연마하는 것에서의 사용이다.Moreover, the other aspect of this invention is at least 1 sort (s) of carboxylic acid chosen from the group which consists of a phthalic acid compound, an isophthalic acid compound, the alkyldicarboxylic acid compound represented by following General formula (I), and these salts and acid anhydrides. Use in polishing a layer containing a cobalt element of an abrasive containing a derivative, a metal anticorrosive, and water, a pH of 4.0 or less, and an etching rate with respect to cobalt at 50 ° C of 10.0 nm / min or less. to be.

HOOC-R-COOH … (I)HOOC-R-COOH... (I)

(상기 일반식 (I) 중, R 은 탄소수가 4 ~ 10 인 알킬렌기를 나타낸다.)(In General Formula (I), R represents an alkylene group having 4 to 10 carbon atoms.)

[기판의 연마 방법][Glass Polishing Method]

본 발명의 기판의 연마 방법은 기판의 적어도 일방의 표면에 형성된 코발트 원소를 함유하는 피연마막을, 전술한 연마제를 이용하여 연마하여, 코발트 원소를 함유하는 여분의 부분을 제거하는 연마 방법이다. 보다 구체적으로는, 기판의 적어도 일방의 표면에 형성된 코발트 원소를 함유하는 피연마막과 연마 정반상의 연마포 사이에, 전술한 연마제를 공급하면서, 상기 피연마막이 형성된 면측의 상기 기판 표면을 연마포에 가압한 상태에서, 그 기판과 연마 정반을 상대적으로 움직이는 것에 의해 피연마막의 적어도 일부를 제거하는 연마 방법이다.The grinding | polishing method of the board | substrate of this invention is a grinding | polishing method which removes the extra part containing a cobalt element by grind | polishing the to-be-polished film containing the cobalt element formed in the at least one surface of a board | substrate using the above-mentioned abrasive | polishing agent. More specifically, the surface of the substrate on the surface side on which the surface to be polished is formed is supplied while the above-described abrasive is supplied between the polishing film containing the cobalt element formed on at least one surface of the substrate and the polishing cloth on the polishing surface. It is a grinding | polishing method which removes at least one part of a to-be-polished film by moving the board | substrate and a polishing plate relatively in the state pushed in.

이하, 본 발명의 기판의 연마 방법을 사용하는, 반도체 디바이스에 있어서의 배선층 형성의 일련의 공정을, 도 2 를 참조하면서 설명한다. 단, 본 발명의 연마제의 용도는, 하기 공정에 한정되지 않는다.Hereinafter, a series of steps of wiring layer formation in a semiconductor device using the polishing method of the substrate of the present invention will be described with reference to FIG. 2. However, the use of the abrasive | polishing agent of this invention is not limited to the following process.

연마 전의 기판 (10) 은, 도 2(a) 에 나타내는 바와 같이, 실리콘 기판 (1) 위에, 소정 패턴의 오목부를 갖는 절연체 (2) 와, 이 절연체 (2) 의 표면의 요철 을 따라 절연체 (2) 를 피복하는 배리어 금속층 (3) 과, 배리어 금속층 (3) 을 피복하는 코발트층 (4) 을 갖고, 코발트층 (4) 상에 도전성 물질층 (5) 이 형성되어 있다.As shown in Fig. 2 (a), the substrate 10 before polishing includes an insulator (2) having a recess of a predetermined pattern on the silicon substrate (1), and an insulator (not shown) along the unevenness of the surface of the insulator (2). The barrier metal layer 3 which coat | covers 2) and the cobalt layer 4 which coat | covers the barrier metal layer 3 are provided, and the conductive material layer 5 is formed on the cobalt layer 4.

절연체 (2) 로는, 실리콘계 절연체, 유기 폴리머계 절연체 등을 들 수 있다. 실리콘계 절연체로는, 이산화규소, 플루오로실리케이트글라스, 트리메틸실란이나 디메톡시디메틸실란을 출발 원료로 하여 얻어지는 오르가노실리케이트글라스, 실리콘옥시나이트라이드, 수소화실세스키옥산 등의 실리카계 절연체나, 실리콘카바이드 및 실리콘나이트라이드 등을 들 수 있다. 또, 유기 폴리머계 절연체로는, 전체 방향족계 저유전율 절연체를 들 수 있다. 이들 중에서도 특히, 이산화규소가 바람직하다.As the insulator 2, a silicone type insulator, an organic polymer type insulator, etc. are mentioned. Examples of the silicon insulator include silica insulators such as silicon dioxide, fluorosilicate glass, trimethylsilane and dimethoxydimethylsilane as starting materials, silica insulators such as organosilicate glass, silicon oxynitride and hydrogenated sesquioxane, silicon carbide and Silicon nitride, and the like. Moreover, as an organic polymer type insulator, a wholly aromatic low dielectric constant insulator is mentioned. Among these, silicon dioxide is particularly preferable.

절연체 (2) 는 CVD (화학 기상 성장) 법, 스핀 코트법, 딥 코트법, 또는 스프레이법에 의해 막형성된다. 절연체 (2) 의 구체예로는, LSI 제조 공정, 특히 다층 배선 형성 공정에 있어서의 절연체 등을 들 수 있다.The insulator 2 is formed by a CVD (chemical vapor deposition) method, a spin coating method, a dip coating method, or a spray method. As an example of the insulator 2, the insulator in an LSI manufacturing process, especially a multilayer wiring formation process, etc. are mentioned.

배리어 금속층 (3) 은 절연체 (2) 중으로의 도전성 물질이 확산하는 것을 방지하기 위해, 및 절연체 (2) 와 도전성 물질층 (5) 의 밀착성 향상을 위해서 형성된다. 배리어 금속층 (3) 에 사용되는 배리어 금속으로는, 탄탈, 질화탄탈, 탄탈 합금 등의 탄탈 화합물, 티탄, 질화티탄, 티탄 합금 등의 티탄 화합물, 텅스텐, 질화텅스텐, 텅스텐 합금 등의 텅스텐 화합물, 루테늄 등의 루테늄 화합물 등을 들 수 있다. 배리어 금속층 (3) 은, 이들의 1 종으로 이루어지는 단층 구조이어도 되고, 2 종 이상으로 이루어지는 적층 구조이어도 된다. 배리어 금속층 (3) 은, 증착, CVD (화학 기상 성장) 등에 의해 막형성된다. 또한, 배리어 금속층 (3)으로서 코발트층 (4) 만을 형성하여도 된다.The barrier metal layer 3 is formed to prevent diffusion of the conductive material into the insulator 2 and to improve the adhesion between the insulator 2 and the conductive material layer 5. Examples of the barrier metal used for the barrier metal layer 3 include tantalum compounds such as tantalum, tantalum nitride, and tantalum alloys, titanium compounds such as titanium, titanium nitride, and titanium alloys, tungsten compounds such as tungsten, tungsten nitride, and tungsten alloys, and ruthenium. Ruthenium compounds, such as these, etc. are mentioned. The barrier metal layer 3 may be a single layer structure composed of one of these, or may be a laminated structure composed of two or more kinds. The barrier metal layer 3 is formed into a film by vapor deposition, CVD (chemical vapor deposition), or the like. In addition, only the cobalt layer 4 may be formed as the barrier metal layer 3.

코발트층 (4) 에 사용되는 코발트류로는, 코발트, 코발트 합금, 코발트의 산화물, 코발트 합금의 산화물 등을 들 수 있다. 코발트층은 공지된 스퍼터법 등에 의해 막형성된다.Examples of cobalt used for the cobalt layer 4 include cobalt, cobalt alloys, oxides of cobalt, and oxides of cobalt alloys. The cobalt layer is formed by a known sputtering method or the like.

도전성 물질층 (5) 에 사용되는 도전성 물질로는, 구리, 구리 합금, 구리의 산화물, 구리 합금의 산화물 등의 구리를 주성분으로 하는 금속, 텅스텐, 텅스텐 합금 등의 텅스텐 금속, 은, 금 등의 귀금속 등을 들 수 있다. 그 중에도, 구리, 구리 합금, 구리의 산화물, 구리 합금의 산화물 등의 구리를 주성분으로 하는 금속이 바람직하다. 도전성 물질층 (5) 은 공지된 스퍼터법, 도금법 등에 의해 막형성된다.Examples of the conductive material used for the conductive material layer 5 include metals such as copper, copper alloys, oxides of copper, and oxides of copper alloys such as copper, tungsten metals such as tungsten and tungsten alloys, silver, and gold. Noble metals and the like. Especially, the metal which has copper as a main component, such as copper, a copper alloy, an oxide of copper, and an oxide of a copper alloy, is preferable. The conductive material layer 5 is formed by a known sputtering method, plating method or the like.

절연체 (2) 의 두께는, 0.01 ㎛ ~ 2.0 ㎛ 정도, 배리어 금속층 (3) 의 두께는, 0.01 ㎛ ~ 2.5 ㎛ 정도, 코발트층 (4) 의 두께는, 0.01 ㎛ ~ 2.5 ㎛ 정도, 도전성 물질층 (5) 의 두께는, 0.01 ㎛ ~ 2.5 ㎛ 정도가 바람직하다.The thickness of the insulator 2 is about 0.01 μm to 2.0 μm, the thickness of the barrier metal layer 3 is about 0.01 μm to 2.5 μm, the thickness of the cobalt layer 4 is about 0.01 μm to 2.5 μm, and the conductive material layer As for the thickness of (5), about 0.01 micrometer-about 2.5 micrometer are preferable.

도 2(a) 에 나타내는 상태에서 도 2(b) 에 나타내는 상태까지 도전성 물질층 (5) 을 연마하는 제 1 연마 공정에서는, 연마 전의 기판 (10) 의 표면의 도전성 물질층 (5) 을, 예를 들어, 도전성 물질층 (5)/코발트층 (4) 의 연마 속도비가 충분히 큰 도전성 물질용의 연마제를 이용하여, CMP 에 의해 연마한다. 이로써, 기판 상의 볼록부의 코발트층 (4) 이 표면에 노출되어, 오목부에 도전성 물질층 (5) 이 남겨진 도체 패턴을 갖는 기판 (20) 이 얻어진다. 도전성 물질층 (5)/코발트층 (4) 의 연마 속도비가 충분히 큰 상기 도전성 물질용의 연마제로는, 예를 들어, 일본 특허 제3337464호 명세서에 기재된 연마제를 사용할 수 있다. 제 1 연마 공정에서는, 도전성 물질층 (5) 과 함께 볼록부의 코발트층 (4) 의 일부가 연마되어도 된다.In the first polishing step of polishing the conductive material layer 5 from the state shown in Fig. 2 (a) to the state shown in Fig. 2 (b), the conductive material layer 5 on the surface of the substrate 10 before polishing, For example, polishing is performed by CMP using an abrasive for a conductive material having a sufficiently large polishing rate ratio of the conductive material layer 5 / cobalt layer 4. Thereby, the cobalt layer 4 of the convex part on a board | substrate is exposed to the surface, and the board | substrate 20 which has a conductor pattern in which the conductive material layer 5 was left in the recessed part is obtained. As an abrasive | polishing agent for the said electroconductive substance with a big polishing rate ratio of the conductive material layer 5 / cobalt layer 4, the abrasive | polishing agent of Unexamined-Japanese-Patent No. 337464 can be used, for example. In the first polishing step, a part of the cobalt layer 4 of the convex portion may be polished together with the conductive material layer 5.

계속되는 제 2 연마 공정에서는, 제 1 연마 공정에 의해 얻어진 도체 패턴을, 제 2 연마 공정용의 피연마막으로 하고, 본 발명의 연마제를 이용하여 연마한다.In the subsequent second polishing step, the conductor pattern obtained by the first polishing step is used as a to-be-polished film for the second polishing step, and polished using the abrasive of the present invention.

제 2 연마 공정에서는, 연마 정반의 연마포 위에 기판 (20) 을 가압한 상태에서, 연마포와 기판 사이에, 본 발명의 연마제를 공급하면서, 연마 정반과 기판 (20) 을 상대적으로 움직임으로써, 제 1 연마 공정에 의해 노출된 코발트층 (4) 을 연마한다.In the second polishing step, the polishing platen and the substrate 20 are relatively moved while supplying the abrasive of the present invention between the polishing cloth and the substrate while the substrate 20 is pressed on the polishing cloth of the polishing platen. The cobalt layer 4 exposed by the first polishing step is polished.

연마하는 장치로는, 연마되는 기판을 유지하는 홀더와 회전수가 변경 가능한 모터 등에 접속하고, 연마포를 첩부한 연마 정반을 갖는 일반적인 연마 장치를 사용할 수 있다. 연마포로는, 일반적인 부직포, 발포 폴리우레탄, 다공질 불소 수지 등을 사용할 수 있고, 특별히 제한은 없다.As the apparatus for polishing, a general polishing apparatus having a polishing plate attached to a holder holding a substrate to be polished, a motor capable of changing the rotation speed, and the like, and affixing a polishing cloth can be used. As the polishing cloth, a general nonwoven fabric, expanded polyurethane, porous fluororesin, or the like can be used, and there is no particular limitation.

연마 조건은 특별히 제한이 없지만, 연마 정반의 회전 속도는 기판이 튀어 나오지 않도록, 200 rpm 이하의 저회전이 바람직하다. 피연마막을 갖는 기판의 연마포에 대한 가압 압력은, 1 ㎪ ~ 100 ㎪ 인 것이 바람직하고, 연마 속도의 피연마면 내 균일성 및 패턴의 평탄성을 만족시키기 위해서는, 5 ㎪ ~ 50 ㎪ 인 것이 보다 바람직하다.The polishing conditions are not particularly limited, but the rotation speed of the polishing platen is preferably low rotation of 200 rpm or less so that the substrate does not protrude. It is preferable that the pressurization pressure with respect to the polishing cloth of the board | substrate which has a to-be-polished film is 1 kPa-100 kPa, and in order to satisfy the polishing surface uniformity of a polishing rate, and the flatness of a pattern, it is more preferable that it is 5 kPa-50 kPa. desirable.

연마하고 있는 동안, 연마포와 피연마막 사이에는, 본 발명의 연마제를 펌프 등으로 연속적으로 공급한다. 이 공급량에 제한은 없지만, 연마포의 표면이 항상 연마제로 덮여 있는 것이 바람직하다. 연마 종료 후의 기판은, 유수 중에서 잘 세정 후, 스핀 드라이 등을 이용하여 기판 상에 부착한 물방울을 떨어뜨리고 나서 건조시키는 것이 바람직하다.During polishing, the abrasive of the present invention is continuously supplied by a pump or the like between the polishing cloth and the polishing film. Although this supply amount is not limited, it is preferable that the surface of the polishing cloth is always covered with an abrasive. It is preferable to dry the board | substrate after completion | finish of grinding | polishing after wash | cleaning well in flowing water, after dropping the water droplet which adhered on the board | substrate using spin-drying etc.

제 2 연마 공정에서는, 적어도, 노출되어 있는 코발트층 (4) 을 연마하여, 여분의 코발트 부분을 제거한다. 제 2 연마 공정에서는, 코발트층 (4) 을 연마하여, 배리어 금속층 (3) 이 노출되면 연마를 종료하고, 별도, 배리어 금속층 연마용의 연마제에 의해 배리어 금속층 (3) 을 연마해도 된다. 또, 도 2(b) 로부터 도 2(c) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 연마 공정에 있어서 일련으로 코발트층 (4) 에서 배리어 금속층 (3) 까지를 연마해도 된다. 또한, 오목부에 매립된 도전 물질층 (5) 이 코발트층 (4) 및 배리어 금속층 (3) 과 함께 연마되어도 된다.In the second polishing step, at least the exposed cobalt layer 4 is polished to remove excess cobalt portions. In the second polishing step, the cobalt layer 4 is polished and polishing is terminated when the barrier metal layer 3 is exposed, and the barrier metal layer 3 may be polished separately using an abrasive for barrier metal layer polishing. As shown in Fig. 2 (b) to Fig. 2 (c), in the second polishing step, the cobalt layer 4 to the barrier metal layer 3 may be polished in series. In addition, the conductive material layer 5 embedded in the recess may be polished together with the cobalt layer 4 and the barrier metal layer 3.

볼록부의 배리어 금속층 (3) 아래의 절연체 (2) 가 모두 노출되고, 오목부에 배선층이 되는 도전성 물질층 (5) 이 남겨지고, 볼록부와 오목부의 경계에 배리어 금속층 (3) 및 코발트층 (4) 의 단면이 노출된 원하는 패턴을 갖는 기판 (30) 이 얻어진 시점에서 연마를 종료한다.All the insulators 2 under the barrier metal layer 3 of the convex portion are exposed, and the conductive material layer 5 serving as the wiring layer is left in the concave portion, and the barrier metal layer 3 and the cobalt layer ( Polishing is terminated when the substrate 30 having the desired pattern in which the cross section of 4) is exposed is obtained.

연마 종료시의 보다 우수한 평탄성을 확보하기 위해서, 추가로, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 오버 연마 (예를 들어, 제 2 연마 공정에서 원하는 패턴이 얻어질 때까지의 시간이 100 초인 경우, 이 100 초의 연마에 추가로 50 초 추가하여 연마하는 것을 오버 연마 50 % 라고 한다.) 해도 된다. 오버 연마하는 경우에는, 절연체 (2) 의 일부도 연마에 의해 제거된다.In order to ensure more excellent flatness at the end of polishing, as shown in FIG. 3, in addition, as shown in FIG. 3, when the time until the desired pattern is obtained in the second polishing step is 100 seconds, 50 seconds of additional polishing may be referred to as 50% over polishing. In the case of overpolishing, part of the insulator 2 is also removed by polishing.

이와 같이 하여 형성된 금속 배선 후에, 추가로, 제 2 층째의 절연체 및 금속 배선을 형성한 후, 연마하여 반도체 기판 전체면에 걸쳐 평활한 면으로 한다. 이 공정을 소정수 반복함으로써, 원하는 배선층수를 갖는 반도체 디바이스를 제조할 수 있다.After the metal wiring thus formed, the insulator and the metal wiring of the second layer are further formed, and then polished to have a smooth surface over the entire surface of the semiconductor substrate. By repeating this step a predetermined number, a semiconductor device having a desired number of wiring layers can be manufactured.

본 발명의 연마제는, 상기와 같은 반도체 기판에 형성된 금속막의 연마뿐만 아니라, 자기 헤드 등의 기판을 연마하기 위해서도 사용할 수 있다.The abrasive of the present invention can be used not only for polishing the metal film formed on the semiconductor substrate as described above but also for polishing a substrate such as a magnetic head.

실시예Example

이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들의 실시예에 한정되는 것은 아니다.EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to these Examples.

<코발트에 대한 에칭량의 평가><Evaluation of etching amount with respect to cobalt>

[실시예 및 비교예][Examples and Comparative Examples]

(연마제 제조 방법)(Polishing agent manufacturing method)

용기에, 표 1 및 표 2 에 나타내는 금속 방식제 및 카르복실산 유도체의 양이, 최종적인 연마제로서 표 1 에 기재된 배합량이 되도록 각각 넣고, 수용성 폴리머로서 폴리아크릴산암모늄염 (히타치 화성 테크노 서비스 제조, 분자량 8000) 을 최종적인 연마제로서 0.02 질량% 가 되는 양, 유기 용제로서 3-메톡시-3-메틸-1-부탄올을 최종적인 연마제로서 1.4 질량% 가 되는 양을 넣고, 거기에 초순수를 따라, 교반·혼합하여, 전체 성분을 용해시켰다.In the container, the amounts of the metal anticorrosive agent and the carboxylic acid derivative shown in Table 1 and Table 2 were respectively added so as to be the compounding amounts shown in Table 1 as the final abrasive, and as the water-soluble polymer, ammonium polyacrylate salt (Hitachi Chemical Techno Service Co., Molecular Weight) 8000) was added as an amount of 0.02% by mass as the final abrasive, and 3-methoxy-3-methyl-1-butanol as an amount of 1.4% by mass as the final abrasive was added as an organic solvent, followed by stirring with ultrapure water. Mixed to dissolve all components.

다음으로, 지립으로서 실리카 입자인 콜로이달 실리카 (후소 화학 공업 주식회사 제조, 입경 60 ㎚) 를, 조제되는 슬러리의 총 질량 중, 4.0 질량% 에 상당하는 양 첨가하고, 다시 초순수를 따라, 슬러리를 얻었다. 얻어진 슬러리의 총 질량 중, 0.2 질량% 가 되도록 30 질량% 의 과산화수소수를 첨가하여, 여러 가지의 연마제를 얻었다.Next, colloidal silica (manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd., particle size 60 nm) which is a silica particle was added as an abrasive grain in the quantity equivalent to 4.0 mass% in the total mass of the slurry prepared, and also the ultrapure water was obtained along with ultrapure water. . 30 mass% hydrogen peroxide water was added so that it might become 0.2 mass% in the total mass of the obtained slurry, and various abrasive | polishing agents were obtained.

얻어진 각 연마제의 pH 를 측정하여, 표 1 및 표 2 에 나타낸다.The pH of each obtained abrasive is measured and shown in Table 1 and Table 2.

(코발트에 대한 에칭량 평가)(Etching amount evaluation for cobalt)

8 인치의 실리콘 기판 상에 CVD 법으로 두께 300 ㎚ 의 코발트층을 형성한 블랭킷 기판 (a) 을 준비하였다. 상기 블랭킷 기판 (a) 을, 20 ㎜ 의 사각 칩으로 잘라 평가용 칩 (b) 을 준비하였다.The blanket substrate (a) which formed the cobalt layer of 300 nm in thickness by the CVD method on the 8-inch silicon substrate was prepared. The said blanket substrate (a) was cut into the 20 mm square chip, and the chip (b) for evaluation was prepared.

상기 각 연마제 50 g 을 넣은 비커 안에 상기 평가용 칩 (b) 을 각각 넣고, 50 ℃ 의 항온조에 1 분간 침지시켰다. 침지 후의 평가용 칩 (b) 을 꺼내, 순수로 충분히 세정한 후, 질소 가스를 내뿜어 칩 위의 수분을 건조시켰다. 건조 후의 평가용 칩 (b) 의 저항을 저항율계에 의해 측정하고, 하기 식 (1) 에 의해 침지 후의 코발트층의 막두께로 환산하였다.Each said chip for evaluation (b) was put into the beaker which put 50 g of said abrasives, respectively, and it immersed for 1 minute in 50 degreeC thermostat. After immersion, the chip for evaluation (b) was taken out and sufficiently washed with pure water, and then nitrogen gas was blown out to dry the moisture on the chip. The resistance of the chip for evaluation (b) after drying was measured by the resistivity meter, and it converted into the film thickness of the cobalt layer after immersion by following formula (1).

블랭킷 기판 (a) 의 각 막 두께에 각각 대응하는 저항값의 정보로부터 검량선을 얻어, 하기 식 (1) 로부터, 코발트층의 막 두께를 구하였다.The calibration curve was obtained from the information of the resistance value corresponding to each film thickness of the blanket substrate (a), and the film thickness of the cobalt layer was calculated | required from following formula (1).

침지 후의 코발트층의 막 두께 [㎚]Film thickness of cobalt layer after immersion [nm]

= 104.5 × (평가용 칩 (b) 의 저항값 [mΩ]/1000)-0.893 … (1)= 104.5 × (resistance value [mΩ] / 1000 of evaluation chip b) -0.893 . (One)

그리고, 얻어진 침지 후의 코발트층의 막 두께와 침지 전의 코발트층의 두께로부터, 하기 식 (2) 에 의해, 코발트층의 에칭 속도를 구하였다.And the etching rate of the cobalt layer was calculated | required by following formula (2) from the film thickness of the cobalt layer after obtained immersion, and the thickness of the cobalt layer before immersion.

코발트층의 에칭 속도 (Co-ER) [㎚/min]Etching Rate of Cobalt Layer (Co-ER) [nm / min]

= (침지 전의 코발트층의 막 두께 [㎚] - 침지 후의 코발트층의 막 두께 [㎚])/1 분 … (2)= (Film thickness of cobalt layer before immersion [nm]-film thickness of cobalt layer after immersion] / min. (2)

상기에서 얻어진 각 연마제에 대하여, 코발트층에 대한 에칭 속도를 구하였다. 이 결과를 표 1 및 표 2 에 나타낸다. 또한, 표 1 및 표 2 중, 카르복실산 유도체 및 금속 방식제의 란에 있어서의 「-」는 미배합인 것을 나타낸다.About each abrasive obtained above, the etching rate with respect to a cobalt layer was calculated | required. The results are shown in Table 1 and Table 2. In addition, in Table 1 and Table 2, "-" in the column of a carboxylic acid derivative and a metal anticorrosive agent shows that it is unmixed.

(코발트에 대한 연마 속도 평가)(Evaluation of Polishing Speed for Cobalt)

또, 상기 블랭킷 기판 (a) 을, 상기에서 얻어진 각 연마제를 이용하여, 하기 조건으로 연마했을 때의 연마 속도 (Co-RR) [㎚/min] 를 평가하였다. 이 결과를 표 1 및 표 2 에 함께 나타낸다. 또한, 비교예의 몇 가지에 대해서는, 에칭 속도가 지나치게 빨랐기 때문에, 연마 속도의 평가를 생략하고, 「-」로 표기하였다.Moreover, the polishing rate (Co-RR) [nm / min] at the time of grinding | polishing the said blanket substrate (a) on the following conditions using each abrasive obtained above was evaluated. These results are shown together in Table 1 and Table 2. In addition, about some of the comparative examples, since the etching rate was too fast, evaluation of the polishing rate was abbreviate | omitted and was represented by "-".

<연마 조건><Polishing condition>

연마포:IC 1000Abrasive cloth: IC 1000

연마 압력:10.3 ㎪ (1.5 psi)Polishing pressure: 10.3 kPa (1.5 psi)

회전수:플래턴/헤드 = 93/87 rpmThe rotation speed: Platen / head = 93/87 rpm

연마제의 공급량:200 ㎖/분Supply amount of abrasive: 200 ml / min

연마 시간:0.5 분Polishing time: 0.5 minutes

연마 온도:50 ℃Polishing temperature: 50 degrees Celsius

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

표 1 및 표 2 로부터 명백한 바와 같이, 실시예 1 ~ 13 에서는, 특정한 디카르복실산과 금속 방식제를 동시에 함유함으로써, 50 ℃ 의 조건 하에서도 코발트의 에칭 속도가 현저하게 억제되어, 코발트층을 적당한 속도로 연마할 수 있는 것을 알 수 있었다. 이 점에서, 상기 카르복실산 유도체를 함유하는 본 발명의 연마제에 있어서는, 상기 특정 디카르복실산 화합물이 착물 형성제와 방식제로서의 작용을 겸비하고 있는 것이 시사된다. 즉, 본 발명의 연마제에 의하면, 코발트 원소를 함유하는 층을 연마한 경우에, 양호한 연마 속도로, 코발트 원소를 함유하는 층이 과잉으로 에칭되거나, 부식에 의한 슬릿을 일으키거나 하는 것을 효과적으로 억제하여 연마할 수 있는 것이 시사된다.As is apparent from Tables 1 and 2, in Examples 1 to 13, by simultaneously containing a specific dicarboxylic acid and a metal anticorrosive agent, the etching rate of cobalt is remarkably suppressed even under a condition of 50 ° C, and a cobalt layer is appropriately It can be seen that it can be polished at a speed. In this regard, in the abrasive of the present invention containing the carboxylic acid derivative, it is suggested that the specific dicarboxylic acid compound has a function as a complex forming agent and an anticorrosive agent. That is, according to the abrasive of the present invention, when the layer containing the cobalt element is polished, at a good polishing rate, the layer containing the cobalt element is effectively suppressed from excessively etching or causing slits due to corrosion. It is suggested that it can be polished.

1 실리콘 기판
2 절연체
3 배리어 금속층
4 코발트층
5 도전성 물질층 (배선용 금속)
1 silicon substrate
2 insulator
3 barrier metal layer
4 cobalt layer
5 Conductive material layer (metal for wiring)

Claims (8)

프탈산 화합물, 이소프탈산 화합물 및 하기 일반식 (I) 로 나타내는 알킬디카르복실산 화합물 그리고 이들의 염 및 산무수물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종으로 이루어지는 카르복실산 유도체와, 금속 방식제와, 물을 함유하고, pH 가 4.0 이하인, 코발트 원소를 함유하는 층을 연마하기 위한 연마제.
HOOC-R-COOH … (I)
(상기 일반식 (I) 중, R 은 탄소수가 4 ~ 10 인 알킬렌기를 나타낸다.)
A carboxylic acid derivative comprising at least one selected from the group consisting of a phthalic acid compound, an isophthalic acid compound, an alkyldicarboxylic acid compound represented by the following general formula (I), and salts and acid anhydrides thereof, a metal anticorrosive agent, An abrasive for polishing a layer containing cobalt element containing water and having a pH of 4.0 or less.
HOOC-R-COOH... (I)
(In General Formula (I), R represents an alkylene group having 4 to 10 carbon atoms.)
프탈산 화합물, 이소프탈산 화합물 및 하기 일반식 (I) 로 나타내는 알킬디카르복실산 화합물 그리고 이들의 염 및 산무수물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 카르복실산 유도체와, 금속 방식제와, 물을 함유하고, pH 가 4.0 이하이고, 50 ℃ 에서의 코발트에 대한 에칭 속도가 10.0 ㎚/min 이하인, 코발트 원소를 함유하는 층을 연마하기 위한 연마제.
HOOC-R-COOH … (I)
(상기 일반식 (I) 중, R 은 탄소수가 4 ~ 10 인 알킬렌기를 나타낸다.)
At least one carboxylic acid derivative selected from the group consisting of a phthalic acid compound, an isophthalic acid compound, an alkyldicarboxylic acid compound represented by the following general formula (I), and salts and acid anhydrides thereof, a metal anticorrosive agent, water A polishing agent for polishing a layer containing cobalt element, wherein the layer contains cobalt element having a pH of 4.0 or less and an etching rate with respect to cobalt at 50 ° C. of 10.0 nm / min or less.
HOOC-R-COOH... (I)
(In General Formula (I), R represents an alkylene group having 4 to 10 carbon atoms.)
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 금속 방식제는 트리아졸 골격을 갖는 화합물을 함유하는 연마제.
3. The method according to claim 1 or 2,
The metal anticorrosive is an abrasive containing a compound having a triazole skeleton.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
추가로 산화제를 함유하는 연마제.
The method according to any one of claims 1 to 3,
An abrasive further containing an oxidizing agent.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
추가로 유기 용제를 함유하는 연마제.
The method according to any one of claims 1 to 4,
Further, an abrasive containing an organic solvent.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
추가로 수용성 폴리머를 함유하는 연마제.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
An abrasive further containing a water-soluble polymer.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
추가로 지립을 함유하는 연마제.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
Further abrasives containing abrasive grains.
기판의 적어도 일방의 표면에 형성된 코발트 원소를 함유하는 피연마막을, 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 연마제를 이용하여 연마하여, 코발트 원소를 함유하는 여분의 부분을 제거하는 기판의 연마 방법.The substrate to which the to-be-polished film containing the cobalt element formed in the at least one surface of the board | substrate is polished using the abrasive | polishing agent in any one of Claims 1-7, and the excess part containing a cobalt element is removed. Polishing method.
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