TW202101568A - 研磨液及化學機械研磨方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題在於提供一種在應用於具有含鈷膜之被研磨體的CMP之情況下,更不易產生研磨後的被研磨體的被研磨面之碟陷之研磨液。又,本發明的課題在於提供一種使用了上述研磨液之化學機械研磨方法。本發明的研磨液是使用於具有含鈷膜之被研磨體的化學機械研磨之研磨液,前述研磨液包含:膠體二氧化矽;含氮芳香族雜環;及過氧化氫,作為含氮芳香族雜環化合物,至少包含特定的含氮芳香族雜環化合物(1)及與含氮芳香族雜環化合物(1)不同之特定的含氮芳香族雜環化合物(2)。

Description

研磨液及化學機械研磨方法
本發明有關一種研磨液及化學機械研磨方法。
半導體積體電路(LSI:large-scale integrated circuit)的製造中,在裸晶圓的平坦化、層間絕緣膜的平坦化、金屬栓塞的形成及埋入配線的形成等時使用化學機械研磨(CMP:chemical mechanical polishing)法。
然而,近年來,隨著對配線的精細化的需求,鈷作為代替銅之配線金屬元素而受到關注。鈷用作配線金屬元素之情況下,需要使用能夠去除鈷之CMP用研磨液。 例如,在專利文獻1中,揭示了“一種CMP用研磨液,其是使用於至少具有含鈷部及含有除了鈷以外的金屬之含金屬部之被研磨面的研磨,前述CMP用研磨液含有研磨粒子、金屬防腐劑及水,並且pH為4.0以下,在該CMP用研磨液中測量了鈷的腐蝕電位EA 及前述金屬的腐蝕電位EB 之情況下,腐蝕電位EA 與腐蝕電位EB 的腐蝕電位差EA -EB 的絕對值為0~300mV。”。
[專利文獻1]國際公開第2016/006631號
本發明人對專利文獻1中記載之CMP用研磨液進行研究之結果,發現關於研磨後的被研磨體的被研磨面中產生之碟陷(Dishing:利用CMP形成配線之情況下,藉由研磨而在被研磨面露出之配線的表面以碟狀碟陷之現象)具有改善的空間。
因此,本發明的課題在於提供一種在應用於具有含鈷膜之被研磨體的CMP之情況下,更不易產生研磨後的被研磨體的被研磨面之碟陷之研磨液。 又,本發明的課題在於使用了上述研磨液之化學機械研磨方法。
本發明人發現,藉由以下構成能夠解決上述課題。
[1] 一種研磨液,其是使用於具有含鈷膜之被研磨體的化學機械研磨,前述研磨液包含:膠體二氧化矽;含氮芳香族雜環化合物;及過氧化氫, 作為含氮芳香族雜環化合物,至少包含含氮芳香族雜環化合物(1)及與含氮芳香族雜環化合物(1)不同之含氮芳香族雜環化合物(2), 含氮芳香族雜環化合物(1)及含氮芳香族雜環化合物(2)是選自包括後述之通式(I)所表示之化合物、後述之通式(II)所表示之化合物及後述之通式(III)所表示之化合物之群組中的2種或選自包括後述之通式(IV)所表示之化合物及後述之通式(V)所表示之化合物之群組中的2種。 [2] 如上述[1]所述之研磨液,其是進一步包含選自包括後述之通式(1)所表示之化合物及後述之通式(2)所表示之化合物之群組中的1種以上的鈍化膜形成劑。 [3] 如上述[2]所述之研磨液,其中 鈍化膜形成劑的ClogP值為1.0~3.8。 [4] 如上述[2]或[3]所述之研磨液,其中 鈍化膜形成劑包含選自包括4-甲基鄰苯二甲酸、4-硝基鄰苯二甲酸、水楊酸、4-甲基水楊酸、鄰胺苯甲酸、4-甲基苯甲酸、4-第三丁基苯甲酸、4-丙基苯甲酸、1,4,5,8-萘四甲酸、6-羥基-2-萘甲酸、1-羥基-2-萘甲酸、3-羥基-2-萘甲酸、喹哪啶酸、8-羥基喹啉及2-甲基-8-羥基喹啉之群組中的1種以上。 [5] 如上述[2]~[4]中任一項所述之研磨液,其是進一步包含陰離子系界面活性劑。 [6] 如上述[5]所述之研磨液,其中 鈍化膜形成劑的含量相對於陰離子系界面活性劑的含量的質量比為大於0.01且小於150。 [7] 如上述[5]或[6]所述之研磨液,其中 陰離子系界面活性劑的ClogP值減去鈍化膜形成劑的ClogP值所得之差值大於2.00且小於8.00。 [8] 如上述[5]~[7]中任一項所述之研磨液,其中 陰離子系界面活性劑的ClogP值減去鈍化膜形成劑的ClogP值所得之差值為2.50~6.00。 [9] 如上述[1]~[8]中任一項所述之研磨液,其是進一步包含選自包括甘胺酸、丙胺酸、肌胺酸、亞胺基二乙酸、聚羧酸及聚膦酸之群組中的1種以上的有機酸。 [10] 如上述[1]~[9]中任一項所述之研磨液,其是進一步包含除了通式(I)~(V)所表示之化合物以外的含氮芳香族雜環化合物。 [11] 如上述[1]~[10]中任一項所述之研磨液,其是進一步包含高分子化合物。 [12] 如上述[1]~[11]中任一項所述之研磨液,其是進一步包含陽離子化合物。 [13] 如上述[1]~[12]中任一項所述之研磨液,其中 含氮芳香族雜環化合物(1)的含量相對於含氮芳香族雜環化合物(2)的含量的質量比為30~15000。 [14] 如上述[1]~[13]中任一項所述之研磨液,其中 研磨液的pH為2.0~12.0。 [15] 如上述[1]~[14]中任一項所述之研磨液,其是進一步包含有機溶劑。 [16] 如上述[1]~[15]中任一項所述之研磨液,其中 膠體二氧化矽的含量相對於研磨液的總質量為10質量%以下, 膠體二氧化矽的平均一次粒徑為60nm以下。 [17] 如上述[1]~[16]中任一項所述之研磨液,其中 固體成分濃度為5質量%以上, 以質量基準計稀釋2倍以上來使用。 [18] 一種化學機械研磨方法,其是包括以下製程: 將上述[1]~[16]中任一項所述之研磨液供給至安裝於研磨平台之研磨墊,並且使被研磨體的被研磨面與研磨墊接觸,藉由使被研磨體和研磨墊相對移動而研磨被研磨面,以獲得經研磨之被研磨體。 [19] 如上述[18]所述之化學機械研磨方法,其中 研磨壓力為0.5~3.0psi。 [20] 如上述[18]或[19]所述之化學機械研磨方法,其中 供給至研磨墊之研磨液的供給速度為0.14~0.35ml/(min·cm2 )。 [21] 如上述[18]~[20]中任一項所述之化學機械研磨方法,其中 被研磨體至少具有含有鈷之第1層以及除了第1層以外的第2層, 第2層包含選自包括鉭、氮化鉭、氮化鈦、氮化矽、四乙氧基矽烷、碳氧化矽及碳化矽之群組中的1種以上的材料。 [22] 如上述[18]~[21]中任一項所述之化學機械研磨方法,其是在獲得經研磨之被研磨體之製程之後,進一步包括用鹼清洗液清洗經研磨之被研磨體之製程。 [23] 一種研磨液,其是使用於被研磨體的化學機械研磨,前述研磨液包含:研磨粒;含氮芳香族雜環化合物;及過氧化氫, 作為含氮芳香族雜環化合物,至少包含含氮芳香族雜環化合物(1)及與含氮芳香族雜環化合物(1)不同之含氮芳香族雜環化合物(2), 含氮芳香族雜環化合物(1)及含氮芳香族雜環化合物(2)是選自包括後述之通式(I)所表示之化合物、後述之通式(II)所表示之化合物及後述之通式(III)所表示之化合物之群組中的2種或選自包括後述之通式(IV)所表示之化合物及後述之通式(V)所表示之化合物之群組中的2種。
[發明效果] 依本發明,能夠提供一種在應用於具有含鈷膜之被研磨體的CMP之情況下,更不易產生研磨後的被研磨體的被研磨面之碟陷之研磨液。 又,能夠提供一種使用了上述研磨液之化學機械研磨方法。
以下,對本發明進行詳細說明。 以下所記載之構成要件的說明有時基於本發明的代表性實施形態而完成,但本發明並不限定於該種實施形態。
另外,本說明書中,用“~”來表示之數值範圍是指將記載於“~”前後之數值作為下限值及上限值而包括之範圍。 又,本說明書中,“ppm”是指“百萬分之一(10-6 )”,“ppb”是指“十億分之一(10-9 )”,“ppt”是指“一兆分之一(10-12 )”。 本說明書中,ClogP值是指,藉由計算求出對1-辛醇和水的分配是數P的常用對數logP之值。關於ClogP值的計算中使用之方法及軟體,能夠使用公知者,但只要沒有特別指定,則在本發明中使用併入到Cambridgesoft公司的ChemBioDrawUltra12.0之ClogP程式。 本說明書中,pH能夠藉由pH計來測量,測量溫度為25℃。另外,pH計能夠使用產品名稱“LAQUA系列”(HORIBA, Ltd.製造)。 在本說明書中,psi是指,pound-force per square inch;重量磅每平方英吋,1psi=6894.76Pa。
[研磨液] 本發明的研磨液(以下,亦稱為“本研磨液”。)是使用於被研磨體(較佳為具有含鈷膜之被研磨體)的化學機械研磨(CMP)之研磨液,前述研磨液包含:研磨粒(較佳為膠體二氧化矽);含氮芳香族雜環化合物;及過氧化氫,作為含氮芳香族雜環化合物,至少包含含氮芳香族雜環化合物(1)及與含氮芳香族雜環化合物(1)不同之含氮芳香族雜環化合物(2),含氮芳香族雜環化合物(1)及含氮芳香族雜環化合物(2)是選自包括後述之通式(I)所表示之化合物、後述之通式(II)所表示之化合物及後述之通式(III)所表示之化合物之群組中的2種或選自包括後述之通式(IV)所表示之化合物及後述之通式(V)所表示之化合物之群組中的2種。 以下,在研磨液中,在被研磨體的被研磨面不易產生碟陷之性能優異亦簡稱為碟陷抑制性優異,亦稱為本發明之效果優異。
〔成分〕 在以下中,對本研磨液中所包含之成分及能夠包含之成分進行說明。 另外,在以下進行說明之各成分可以在本研磨液中進行電離。在以下說明中的各成分的含量是指,關於在本研磨液中進行電離而存在之成分假設成未電離之狀態,並藉由換算求得之含量。 例如,在本研磨液中,包含有後述之通式(1)所表示之化合物中的羧酸基(-COOH)成為羧酸陰離子(-COO- )之化合物(離子)之情況下,本研磨液視為包含通式(1)所表示之化合物。
<膠體二氧化矽(研磨粒)> 本研磨液中包含膠體二氧化矽(二氧化矽膠體粒子)。膠體二氧化矽作為研磨被研磨體之研磨粒發揮功能。 在本發明的另一態樣中,本研磨液包含研磨粒。作為研磨粒,例如,可以舉出二氧化矽、氧化鋁、二氧化鋯、鈰氧、二氧化鈦、氧化鍺及碳化矽等無機研磨粒;聚苯乙烯、聚丙烯酸及聚氯乙烯等有機研磨粒。其中,從在研磨液中的分散穩定性優異之觀點及藉由CMP而產生之劃痕(研磨刮痕)的產生數少之觀點考慮,二氧化矽粒子作為研磨粒為較佳。 作為二氧化矽粒子,沒有特別限制,例如,可以舉出沉澱二氧化矽、氣相二氧化矽及膠體二氧化矽。其中,膠體二氧化矽為更佳。 本研磨液為漿料為較佳。
從能夠更加抑制產生被研磨面的缺陷之觀點考慮,膠體二氧化矽的平均一次粒徑為60nm以下為較佳,30nm以下為更佳。 從藉由抑制膠體二氧化矽的凝聚而本研磨液的經時穩定性提高之觀點考慮,膠體二氧化矽的平均一次粒徑的下限值為1nm以上為較佳,3nm以上為更佳。 平均一次粒徑是測量從使用JEOL Ltd.製造之穿透式電子顯微鏡TEM2010(加壓電壓200kV)進行拍攝之圖像中任意選擇之1000個一次粒子的粒徑(等效圓直徑),並將該等進行算術平均而求出。另外,等效圓直徑是指假設具有與觀察時的粒子的投影面積相同的投影面積之正圓時的該圓的直徑。 其中,在作為膠體二氧化矽而使用市售品之情況下,作為膠體二氧化矽的平均一次粒徑而優先採用產品目錄值。
從提高研磨力之觀點考慮,膠體二氧化矽的平均縱橫比為1.5~2.0為較佳,1.55~1.95為更佳,1.6~1.9為進一步較佳。 膠體二氧化矽的平均縱橫比是藉由以下方式求出:測量藉由上述穿透式電子顯微鏡觀察之任意100個的每個粒子之長徑和短徑,並計算每個粒子的縱橫比(長徑/短徑),藉由將100個縱橫比進行算術平均而求出。另外,粒子的長徑是指,粒子的長軸方向的長度,粒子的短徑是指,與粒子的長軸方向正交之粒子的長度。 其中,在作為膠體二氧化矽而使用市售品之情況下,作為膠體二氧化矽的平均縱橫比優先採用產品目錄值。
從更加提高研磨速度之觀點考慮,膠體二氧化矽的締合度為1~3為較佳。 本說明書中,締合度藉由締合度=平均二次粒徑/平均一次粒徑而求出。平均二次粒徑相當於凝聚狀態之二次粒子的平均粒徑(等效圓直徑),能夠藉由與上述之平均一次粒徑相同的方法求出。 其中,在作為膠體二氧化矽而使用市售品之情況下,作為膠體二氧化矽的締合度優先採用產品目錄值。
膠體二氧化矽可以在表面具有表面修飾基(磺酸基、膦酸基和/或羧酸基等)。 另外,上述基團可以在研磨液中電離。 作為獲得具有表面修飾基之膠體二氧化矽之方法,並沒有特別限定,例如,可以舉出日本特開2010-269985號公報中所記載之方法。
膠體二氧化矽可以使用市售品,例如,可以舉出PL1、PL3、PL7、PL10H、PL1D、PL07D、PL2D及PL3D(均為產品名稱、FUSO CHEMICAL CO.,LTD.製造)。
從本發明之效果更優異之觀點考慮,膠體二氧化矽的含量的上限值相對於本研磨液的總質量(100質量%)為15.0質量%以下為較佳,10.0質量%以下為更佳,5.0質量%以下為進一步較佳。下限值相對於本研磨液的總質量為0.01質量%以上為較佳,0.05質量%以上為更佳。 另外,將本研磨液使用於後述之塊體層的研磨和去除之情況下,膠體二氧化矽的含量的上限值相對於本研磨液的總質量為0.5質量%以下為較佳,0.25質量%以下為更佳。 又,將本研磨液使用於後述之屏障層的研磨和去除之情況下,膠體二氧化矽的含量的下限值相對於本研磨液的總質量為1.0質量%以上為較佳,2.0質量%以上為更佳。 膠體二氧化矽可以單獨使用1種,亦可以使用2種以上。在使用2種以上的膠體二氧化矽之情況下,合計含量在上述範圍內為較佳。 研磨液中的研磨粒的含量的優選範圍與上述膠體二氧化矽的含量的優選範圍相同。
<含氮芳香族雜環化合物> 本研磨液包含含氮芳香族雜環化合物。含氮芳香族雜環化合物是具有在分子內具有芳香族性之雜環結構之化合物。 本研磨液作為含氮芳香族雜環化合物至少包含含氮芳香族雜環化合物(1)(以下,亦簡稱為“化合物(1)”)及與化合物(1)不同之含氮芳香族雜環化合物(2)(以下,亦簡稱為“化合物(2)”)。 化合物(1)及化合物(2)是選自包括下述通式(I)所表示之化合物、下述通式(II)所表示之化合物及下述通式(III)所表示之化合物之群組中的2種或選自包括下述通式(IV)所表示之化合物及下述通式(V)所表示之化合物之群組中的2種。
以下,對通式(I)~(V)所表示之化合物進行說明。 (通式(I)所表示之化合物)
[化學式1]
Figure 02_image001
通式(I)中,R11 及R12 分別獨立地表示氫原子或經取代或未經取代的烴基。又,R11 與R12 可以相互鍵結而形成環。
通式(I)中,作為R11 及R12 所表示之烴基,可以舉出烷基(碳數1~12為較佳,碳數1~6為更佳,碳數1~3為進一步較佳)、烯基(碳數2~12為較佳,碳數2~6為更佳)、炔基(碳數2~12為較佳,碳數2~6為更佳)、芳基(碳數6~18為較佳,碳數6~14為更佳,碳數6~10為進一步較佳)及芳烷基(碳數7~23為較佳,碳數7~15為更佳,碳數7~11為進一步較佳)。 又,R11 及R12 所表示之烴基可以具有取代基。作為上述取代基,例如,可以舉出烷基(碳數1~12為較佳,碳數1~6為更佳,碳數1~3為進一步較佳)、芳基(碳數6~18為較佳,碳數6~14為更佳,碳數6~10為進一步較佳)、羥基、羧基及-N(Ra )(Rb )。Ra 及Rb 分別獨立地表示氫原子或有機基團。作為有機基團,為烷基(例如,碳數為1~12,碳數1~6為較佳,碳數1~4為更佳)或羥烷基(例如,碳數為1~12,碳數1~6為較佳,碳數1~4為更佳)為較佳。
作為R11 與R12 相互鍵結而形成之環並沒有特別限制,芳香族環(可以為單環及多環中的任一種)為較佳,苯環為更佳。此外,R11 與R12 相互鍵結而形成之環可以具有取代基。作為取代基,並沒有特別限制,例如,可以舉出作為R11 及R12 所表示之烴基的取代基而例示者。 通式(I)所表示之化合物為具有R11 與R12 相互鍵結而形成苯環而成之結構亦即苯并三唑骨架為較佳,具有在R11 與R12 鍵結而形成之苯環上具有取代基之苯并三唑骨架為更佳。 另外,本說明書中,通式(I)所表示之化合物設為包含其互變異構物者。
(通式(II)所表示之化合物) [化學式2]
Figure 02_image003
通式(II)中,R21 及R22 分別獨立地表示氫原子、羥基或經取代或未經取代的烴基。其中,R21 為氫原子之情況下,R22 表示經取代或未經取代的烴基。
通式(II)中,作為R21 及R22 所表示之經取代或未經取代的烴基,與R11 及R12 所表示之經取代或未經取代的烴基的含義相同。 作為R21 所表示之烴基,其中,烷基(碳數1~12為較佳,碳數1~6為更佳,碳數1~3為進一步較佳)或芳基(碳數6~18為較佳,碳數6~14為更佳,碳數6~10為進一步較佳)為較佳。另外,R21 所表示之烴基可以具有取代基。作為取代基,可以舉出作為R11 及R12 所表示之烴基的取代基而例示者。 作為R22 所表示之烴基,其中,烷基(碳數1~12為較佳,碳數1~6為更佳,碳數1~3為進一步較佳)為較佳。另外,R22 所表示之烴基可以具有取代基。作為取代基,可以舉出作為R11 及R12 所表示之烴的取代基而例示者。
又,本研磨液在作為化合物(1)及(2)的一者包含上述通式(I)所表示之化合物作為化合物(1)及(2)的另一者包含上述通式(II)所表示之化合物之情況下,並且上述通式(I)中的R11 與R12 相互鍵結而形成苯環且苯環具有取代基之情況下,在上述通式(II)所表示之化合物中,R21 為氫原子時之R22 表示與上述取代基不同之基團。此時,R22 的碳數大於上述取代基中的碳數為較佳。
(通式(III)所表示之化合物) [化學式3]
Figure 02_image005
通式(III)中,R31 表示經取代或未經取代的烴基。 又,R32 表示氫原子或經取代或未經取代的烴基。
通式(III)中,作為R31 所表示之經取代或未經取代的烴基,與R21 所表示之經取代或未經取代的烴基的含義相同,較佳態樣亦相同。 又,R32 與通式(II)中的R22 的含義相同,較佳態樣亦相同。
(通式(IV)所表示之化合物) [化學式4]
Figure 02_image007
通式(IV)中,R41 表示氫原子。R42 表示氫原子、羥基、巰基或胺基。R42 為氫原子或胺基為較佳,氫原子為更佳。
(通式(V)所表示之化合物) [化學式5]
Figure 02_image009
通式(V)中,R51 及R52 分別獨立地表示氫原子或經取代或未經取代的烴基。其中,R51 及R52 中的至少一者表示經取代或未經取代的烴基。 作為R51 及R52 所表示之經取代或未經取代的烴基,與R11 及R12 所表示之經取代或未經取代的烴基的含義相同。 作為R51 及R52 所表示之烴基,其中,可以由烷基(碳數1~12為較佳,碳數1~6為更佳,碳數1~3為進一步較佳)取代之芳基(碳數6~18為較佳,碳數6~14為更佳,碳數6~10為進一步較佳)為較佳。
以下,示出含氮芳香族雜環化合物的具體例,但本發明並不限定於此。
[化學式6]
Figure 02_image011
Figure 02_image013
Figure 02_image015
[化學式7]
Figure 02_image017
[化學式8]
Figure 02_image019
[化學式9]
Figure 02_image021
又,作為上述通式(I)或通式(II)所表示且具有苯并三唑骨架之化合物,例如,可以舉出苯并三唑、5-甲基-1H-苯并三唑、5-胺基苯并三唑、1-羥基苯并三唑、5,6-二甲基苯并三唑、1-[N,N-雙(羥乙基)胺基乙基]苯并三唑、1-(1,2-二羧乙基)苯并三唑、甲苯三唑、1-[N,N-雙(2-乙基己基)胺基甲基]苯并三唑、1-[N,N-雙(2-乙基己基)胺基甲基]甲基苯并三唑、2,2’-{[(甲基-1H-苯并三唑-1-基)甲基]亞胺基}雙乙醇及羧基苯并三唑。
作為本研磨液的較佳態樣,可以舉出化合物(1)為選自包括通式(I)所表示之化合物、通式(II)所表示之化合物及通式(IV)所表示之化合物之群組中的至少1種之態樣。 作為本研磨液的更佳態樣,可以舉出化合物(1)為通式(I)所表示之化合物或通式(II)所表示之化合物,並且化合物(2)為通式(I)所表示之化合物、通式(II)所表示之化合物或通式(III)所表示之化合物之態樣以及化合物(1)為通式(IV)所表示之化合物,並且化合物(2)為通式(V)所表示之化合物之態樣。
化合物(1)為通式(I)所表示之化合物或通式(II)所表示之化合物之情況下,化合物(1)為苯并三唑、5-甲基-1H-苯并三唑、5-胺基苯并三唑、1-羥基苯并三唑或5,6-二甲基苯并三唑為較佳,苯并三唑、5-甲基-1H-苯并三唑或1-羥基苯并三唑為更佳。 又,化合物(1)為通式(I)所表示之化合物或通式(II)所表示之化合物之情況下,化合物(2)表示由通式(II)表示並且R21 為羥基或經取代或未經取代的芳基(更佳為可以被烷基取代之苯基)、R22 為表示烷基之化合物,或者由通式(III)表示且R31 為經取代或未經取代的芳基(更佳為可以被烷基取代之苯基)、R32 為表示烷基之化合物為較佳。
化合物(1)為通式(IV)所表示之化合物之情況下,化合物(1)為四唑或5-胺基四唑為較佳,四唑為更佳。 化合物(1)為通式(IV)所表示之化合物之情況下,化合物(2)為1-烷基取代苯基四唑(由烷基取代之苯基在第1位被取代之四唑)或5-烷基取代苯基四唑(由烷基取代之苯基在第5位被取代之四唑)為較佳。
化合物(1)可以單獨使用1種,亦可以併用2種以上。又,化合物(2)可以單獨使用1種,亦可以併用2種以上。
從本發明之效果更優異之觀點考慮,本研磨液中,化合物(1)的含量(存在複數種時為其合計)相對於化合物(2)的含量(存在複數種時為其合計)的質量比(化合物(1)的含量/化合物(2)的含量)為1以上為較佳,5以上為更佳,30以上為進一步較佳,100以上為特佳。該質量比的上限並沒有特別限制,從研磨速度優異之觀點考慮,100000以下為較佳,30000以下為更佳,20000以下為進一步較佳,15000以下為特佳,3000以下為最佳。
本研磨液中,化合物(1)的含量(存在複數種時為其合計)相對於研磨液的總質量為0.0001~1質量%為較佳,0.0005~0.3質量%為更佳,0.003~0.1質量%為進一步較佳。 本研磨液中,化合物(2)的含量(存在複數種時為其合計)相對於研磨液的總質量為0.001~1000質量ppm為較佳,0.001~100質量ppm為更佳,0.005~3質量ppm為進一步較佳,0.01~1質量ppm為特佳。
(含氮芳香族雜環化合物(3)) 從本發明之效果更優異之觀點考慮,本研磨液包含除了上述通式(I)~(V)所表示之化合物以外的含氮芳香族雜環化合物(3)(以下,亦簡稱為“化合物(3)”)為較佳。又,從使用於研磨和去除塊體層時的研磨速度優異之觀點考慮,本研磨液包含化合物(3)為較佳。 作為上述化合物(3),例如,可以舉出除了通式(I)~(V)所表示之化合物以外的唑化合物、吡啶化合物、吡口井化合物、嘧啶化合物及哌口井化合物。
作為除了通式(I)~(V)所表示之化合物以外的唑化合物,例如,可以舉出構成唑環之原子中的1個為氮原子之咪唑化合物、構成唑環之原子中的2個為氮原子之吡唑化合物、構成唑環之原子中的1個為氮原子、另一個為硫原子之噻唑化合物、以及具有1,2,4-三唑環結構之1,2,4-三唑化合物。 該等唑化合物均可以在雜5員環上具有取代基。 作為1,2,4-三唑化合物的具體例,可以舉出1,2,4-三唑、3-甲基-1,2,4-三唑及3-胺基-1,2,4-三唑。
吡啶化合物為具有包含1個氮原子且具備芳香族性之雜6員環(吡啶環)之化合物。 吡口井化合物為具有具備芳香族性且包含位於對位之2個氮原子之雜6員環(吡口井環)之化合物,嘧啶化合物為具有具備芳香族性且包含位於間位之2個氮原子之雜6員環(嘧啶環)之化合物。 哌口井化合物是具有環己烷環的對向的-CH-基被氮原子替換之雜6員環(哌口井環)之化合物。 又,吡啶化合物、吡口井化合物、嘧啶化合物及哌口井化合物在雜6員環上可以具有取代基。
從本發明之效果更優異之觀點考慮,本研磨液作為化合物(3)而包含1,2,4-三唑化合物為較佳,包含1,2,4-三唑為更佳。
本研磨液中的化合物(3)的含量(存在複數種時為其合計)相對於研磨液的總質量為0.001~10質量%為較佳,0.01~3質量%為更佳,0.1~1質量%為進一步較佳。
<過氧化氫> 本研磨液包含過氧化氫(H2 O2 )。 過氧化氫的含量相對於本研磨液的總質量為0.1~10.0質量%為較佳,0.2~5.0質量%為更佳,0.5~3.0質量%為進一步較佳。
<水> 本研磨液含有水為較佳。作為本研磨液所含有之水,沒有特別限制,例如,可以舉出離子交換水及純水。 水的含量相對於本研磨液的總質量為90~99質量%為較佳。
<有機溶劑> 本研磨液包含有機溶劑亦較佳。 有機溶劑為水溶性的有機溶劑為較佳。 作為有機溶劑,例如,可以舉出酮系溶劑、醚系溶劑、醇系溶劑、二醇系溶劑、二醇醚系溶劑及醯胺系溶劑。 更具體而言,例如,可以舉出丙酮、甲乙酮、四氫呋喃、二噁烷、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、二甲基亞碸、乙腈、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、乙二醇、丙二醇及乙氧基乙醇。 其中,乙二醇為較佳。
本研磨液包含有機溶劑之情況下,從本研磨液的性能的平衡優異之觀點考慮,有機溶劑的含量相對於本研磨液的總質量為0.001~10質量%為較佳,0.005~5質量%為更佳,0.01~1質量%為進一步較佳。 有機溶劑可以單獨使用1種,亦可以使用2種以上。使用2種以上的有機溶劑之情況下,合計含量在上述範圍內為較佳。
<鈍化膜形成劑> 本研磨液包含鈍化膜形成劑為較佳。 關於包含鈍化膜形成劑之本研磨液,將本研磨液使用於研磨和去除塊體層之情況下,從研磨速度優異之觀點考慮為較佳,又,將本研磨液使用於研磨和去除屏障層之情況下,從侵蝕(Erosion:利用CMP形成配線之情況下,除了配線以外的部分會被局部大量地削減之現象)的抑制之觀點考慮為較佳。 作為本研磨液中所使用之鈍化膜形成劑並沒有特別限定,選自包括下述通式(1)所表示之化合物及通式(2)所表示之化合物之群組中的1種以上的鈍化膜形成劑為較佳。
[化學式10]
Figure 02_image023
通式(1)中,R1 ~R5 分別獨立地表示氫原子或取代基。 作為上述取代基,例如,可以舉出烷基(可以是直鏈狀,亦可以是支鏈狀。碳數為1~6為較佳)、硝基、胺基、羥基及羧酸基。 R1 ~R5 中的相鄰的2個彼此可以相互鍵結而形成環。 作為R1 ~R5 中的相鄰的2個彼此相互鍵結而形成之環,例如,可以舉出芳香環(可以是單環,亦可以是多環。較佳為苯環或吡啶環)。上述環(較佳為芳香環、更佳為苯環或吡啶環)可以進一步具有取代基。
通式(2)中,R6 ~R10 分別獨立地表示氫原子或取代基。 作為上述取代基,例如,可以舉出烷基(可以是直鏈狀,亦可以是支鏈狀。碳數為1~6為較佳)、硝基、胺基、羥基及羧酸基。 R6 ~R10 中的相鄰的2個彼此可以相互鍵結而形成環。 作為R6 ~R10 中的相鄰的2個彼此相互鍵結而形成之環,例如,可以舉出芳香環(可以是單環,亦可以是多環。較佳為苯環或吡啶環)。上述環(較佳為芳香環、更佳為苯環或吡啶環)可以進一步具有取代基。
本研磨液中所使用之鈍化膜形成劑的ClogP值並沒有特別限制,1.0以上為較佳,1.0~6.0為更佳,1.0~3.8為進一步較佳。 關於ClogP值為1.0以上的鈍化膜形成劑,將本研磨液使用於研磨和去除塊體層之情況下,研磨速度優異,將本研磨液使用於研磨和去除屏障層之情況下,侵蝕的抑制優異。
鈍化膜形成劑為選自包括4-甲基鄰苯二甲酸、4-硝基鄰苯二甲酸、水楊酸、4-甲基水楊酸、鄰胺苯甲酸、4-甲基苯甲酸、4-第三丁基苯甲酸、4-丙基苯甲酸、1,4,5,8-萘四甲酸、6-羥基-2-萘甲酸、1-羥基-2-萘甲酸、3-羥基-2-萘甲酸、喹哪啶酸、8-羥基喹啉及2-甲基-8-羥基喹啉之群組中的1種以上為較佳,從本發明之效果更優異之觀點考慮,1,4,5,8-萘四甲酸或6-羥基-2-萘甲酸為更佳。
又,將本研磨液使用於研磨和去除塊體層之情況下,從本發明之效果更優異之觀點及研磨速度優異之觀點考慮,本研磨液包含化合物(3)及鈍化膜形成劑這兩者為較佳。
從本發明之效果更優異之觀點考慮,鈍化膜形成劑的含量相對於本研磨液的總質量為0.001~5.0質量%為較佳,0.01~1.0質量%為更佳,0.01~0.3質量%為進一步較佳。 鈍化膜形成劑可以單獨使用1種,亦可以使用2種以上。使用2種以上的鈍化膜形成劑之情況下,合計含量在上述範圍內為較佳。
<陰離子系界面活性劑> 本研磨液包含陰離子系界面活性劑為較佳。 尤其,將本研磨液使用於研磨和去除屏障層之情況下,從侵蝕的抑制優異之觀點考慮,包含陰離子系界面活性劑為較佳。 本說明書中,陰離子系界面活性劑並沒有特別限定,典型地是指在分子內具有親水基團和親油基團,並且親水基團的局部在水溶液中進行解離而成為陰離子,或者帶陰離子性之化合物。其中,陰離子系界面活性劑可以作為伴有氫原子之酸而存在,亦可以是其解離而得之陰離子,亦可以是其鹽。只要帶陰離子性,則可以是非解離性者,亦可以包含酸酯等。
陰離子系界面活性劑為具有選自包括羧酸基、磺酸基、磷酸基、膦酸基、硫酸酯基、磷酸酯基及作為該等鹽之基團之群組中的1種以上的陰離子性基團之陰離子系界面活性劑為較佳。 換言之,關於陰離子系界面活性劑,在本研磨液中,具有選自包括羧酸陰離子(-COO- )、磺酸陰離子(-SO3 - )、磷酸陰離子(-OPO3 H- 、-OPO3 2- )、膦酸陰離子(-PO3 H- 、-PO3 2- )、硫酸酯陰離子(-OSO3 - )及磷酸酯陰離子(*-O-P(=O)O- -O-*、*表示與除了氫原子以外的原子的鍵結位置)之群組中的1種以上的陰離子之陰離子系界面活性劑為較佳。 又,關於陰離子系界面活性劑,在本研磨液中具有2個以上上述陰離子性基團亦較佳。此時,存在2個以上之陰離子性基團可以相同亦可以不同。
作為陰離子系界面活性劑,例如,可以舉出磺酸化合物、烷基硫酸酯、烷基磺酸、烷基苯磺酸(較佳為碳數8~20)、烷基萘磺酸、烷基二苯基醚磺酸、聚氧乙烯烷基醚羧酸、聚氧乙烯烷基醚乙酸、聚氧乙烯烷基醚丙酸、磷酸烷基酯及該等鹽。作為“鹽”,例如,可以舉出銨鹽、鈉鹽、鉀鹽、三甲基銨鹽及三乙醇胺鹽。
陰離子系界面活性劑的ClogP值為1.00~15.00為較佳,2.50~10.00為更佳。
本研磨液包含陰離子系界面活性劑之情況下,從本發明之效果更優異之觀點考慮,陰離子系界面活性劑的含量相對於本研磨液的總質量為0.0005~5.0質量%為較佳,0.001~0.5質量%為更佳。 陰離子系界面活性劑可以單獨使用1種,亦可以使用2種以上。在使用2種以上的陰離子系界面活性劑之情況下,合計含量在上述範圍內為較佳。
從本發明之效果更優異之觀點考慮,本研磨液包含鈍化膜形成劑及陰離子系界面活性劑這兩者為較佳。 本研磨液包含鈍化膜形成劑及陰離子系界面活性劑之情況下,從本發明之效果更優異之觀點考慮,鈍化膜形成劑的含量相對於陰離子系界面活性劑的含量的質量比(導體膜形成劑的含量/陰離子系界面活性劑的含量)為500以下為較佳,小於300為更佳,小於200為進一步較佳,小於150為特佳。鈍化膜形成劑的含量相對於陰離子系界面活性劑的含量的質量比的下限並沒有特別限制,0.001以上為較佳,大於0.01為更佳。
又,陰離子系界面活性劑的ClogP值減去鈍化膜形成劑的ClogP值所得之差值(陰離子系界面活性劑的ClogP值-鈍化膜形成劑的ClogP值)為1.00~12.00為較佳,大於2.00且小於8.00為更佳,2.50~6.00為進一步較佳。 亦即,在本研磨液中,滿足“鈍化膜形成劑的ClogP值+1.00≤陰離子系界面活性劑的ClogP值≤鈍化膜形成劑的ClogP值+12.00”為較佳,滿足“鈍化膜形成劑的ClogP值+2.00<陰離子系界面活性劑的ClogP值<鈍化膜形成劑的ClogP值+8.00”為更佳。 本研磨液包含2種以上鈍化膜形成劑和/或陰離子系界面活性劑之情況下,至少1組鈍化膜形成劑和陰離子系界面活性劑的組合(較佳為含量最多的鈍化膜形成劑和含量最多的陰離子系界面活性劑的組合)滿足上述差值的範圍為較佳。
又,本研磨液使用於研磨和去除屏障層之情況下,從本發明之效果更優異之觀點考慮,包含化合物(3)及陰離子系界面活性劑這兩者為較佳。
<有機酸> 本研磨液可以包含有機酸。 有機酸為與鈍化膜形成劑不同之化合物為較佳,更具體而言,不相當於通式(1)所表示之化合物及通式(2)所表示之化合物為較佳。又,有機酸為與界面活性劑(尤其,陰離子系界面活性劑)不同之化合物為較佳。 作為本研磨液中所包含之有機酸,從本發明之效果更優異之觀點考慮,選自包括甘胺酸、丙胺酸、肌胺酸、亞胺基二乙酸、聚羧酸及聚膦酸之群組中的1種以上的有機酸為較佳。丙胺酸可以為α-丙胺酸(2-胺基丙酸)及β-丙胺酸(3-胺基丙酸)中的任一個,β-丙胺酸為較佳。
聚羧酸為在一分子中具有2個以上羧酸基之化合物,聚膦酸為在一分子中具有2個以上膦酸基之化合物。 作為聚羧酸,例如,可以舉出檸檬酸、丙二酸、順丁烯二酸及琥珀酸。 作為聚膦酸,例如,可以舉出艾提壯酸及乙二胺四亞甲基膦酸。
有機酸可以單獨使用,亦可以使用2種以上。 作為使用2種以上之組合,例如,可以舉出甘胺酸與丙胺酸的組合、甘胺酸與肌胺酸的組合、檸檬酸與丙二酸的組合及丙二酸與乙二胺四亞甲基膦酸的組合。 使用2種以上有機酸之情況下,含量第2多的有機酸的含量相對於含量第1多的有機酸的含量之質量比(含量第2多的有機酸的含量/含量第1多的有機酸的含量)為0.1~1.0為較佳,0.2~1.0為更佳。另外,含量第1多的有機酸的含量與含量第2多的有機酸的含量實質上亦可以相同。
從研磨速度優異之觀點考慮,本研磨液包含選自包括甘胺酸、丙胺酸、肌胺酸及亞胺基二乙酸之群組中的1種以上的化合物(以下,亦稱為“特定化合物”)為較佳,尤其,將本研磨液使用於研磨和去除後述之塊體層之情況下,包含上述特定化合物為較佳。 特定化合物的含量的下限值並沒有特別限制,從研磨速度更加優異之觀點考慮,相對於本研磨液的總質量為0.1質量%以上為較佳,0.6質量%以上為更佳。 上述含量的上限值並沒有特別限制,從本發明之效果更優異之觀點考慮,相對於本研磨液的總質量為10.0質量%以下為較佳,4.0質量%以下為更佳。 使用2種以上的特定化合物之情況下,合計含量在上述範圍內為較佳。
從研磨速度更加優異之觀點考慮,本研磨液中,特定化合物的含量(存在複數種時為其合計)相對於化合物(2)的含量(存在複數種時為其合計)的質量比(特定化合物的含量/化合物(2)的含量)為1000以上為較佳,10000以上為更佳,100000以上為進一步較佳。該質量比的上限並沒有特別限制,從本發明之效果更優異之觀點考慮,100000000(1×108 )以下為較佳,10000000(1×107 )以下為更佳,3000000(3×106 )以下為進一步較佳。
從本發明之效果更優異之觀點考慮,本研磨液包含選自包括聚羧酸及聚膦酸之群組中的1種以上有機酸(以下,亦稱為“特定有機酸”)為較佳。尤其,將pH為7.8~10.5的本研磨液使用於研磨和去除後述之屏障層之情況下,從本發明之效果更優異之觀點及能夠更抑制侵蝕之觀點考慮,包含特定有機酸為較佳。 在該情況下,使用2種以上特定有機酸為更佳。關於2種以上特定有機酸的組合,如上所述。
特定有機酸的含量相對於本研磨液的總質量為0.001~5質量%為較佳,0.1~1.5質量%為更佳。 使用2種以上特定有機酸之情況下,該等的合計含量在上述範圍內為較佳。
從本發明之效果更優異之觀點考慮,本研磨液中特定有機酸的含量(存在複數種時為其合計)相對於化合物(2)的含量(存在複數種時為其合計)的質量比(特定有機酸的含量/化合物(2)的含量)為400以上為較佳,1000以上為更佳,10000以上為進一步較佳。該質量比的上限並沒有特別限制,從能夠更抑制侵蝕之觀點考慮,10000000以下為較佳,1000000以下為更佳,500000以下為進一步較佳。
<高分子化合物> 本研磨液包含高分子化合物為較佳,從本發明之效果更優異之觀點考慮,包含陰離子性高分子化合物為更佳。 尤其,將pH為2.0~4.5的本研磨液使用於研磨和去除後述之屏障層之情況下,包含陰離子性高分子化合物為較佳。
作為陰離子性高分子化合物,可以舉出將具有羧基之單體設為基本構成單元之聚合物及其鹽以及包含它們之共聚物。更具體而言,可以舉出聚丙烯酸及其鹽以及包含它們之共聚物;聚甲基丙烯酸及其鹽、以及包含它們之共聚物;聚醯胺酸及其鹽、以及包含它們之共聚物;聚順丁烯二酸、聚伊康酸、聚富馬酸、聚(對苯乙烯羧酸)及聚乙醛酸等之聚羧酸及其鹽、以及包含該等之共聚物。 其中,包含選自包括聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、包含聚丙烯酸及聚甲基丙烯酸之共聚物、以及該等鹽之群組中的至少1種為較佳。 另外,陰離子性高分子化合物可以在研磨液中電離。
高分子化合物的重量平均分子量為500~100000為較佳,5000~50000為更佳。 高分子化合物的重量平均分子量為基於GPC(凝膠滲透層析)法之聚苯乙烯換算值。GPC法基於如下方法:使用HLC-8020GPC(TOSOH CORPORATION製造),作為管柱使用TSKgel SuperHZM-H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ2000(TOSOH CORPORATION製造、4.6mmID×15cm),作為洗提液使用THF(四氫呋喃)。
從本發明之效果更優異之觀點考慮,高分子化合物的含量的下限值相對於本研磨液的總質量為0.01質量%以上為較佳,0.1質量%以上為更佳。 從能夠更加抑制產生被研磨面的缺陷之觀點考慮,高分子化合物的含量的上限值相對於本研磨液的總質量為10.0質量%以下為較佳,5.0質量%以下為更佳,3.0質量%以下為進一步較佳。 另外,高分子化合物可以單獨使用1種,亦可以併用2種以上。併用2種以上的高分子化合物之情況下,合計含量在上述範圍內為較佳。
<陽離子化合物> 本研磨液包含陽離子化合物為較佳。 尤其,將pH為2.0~4.5的本研磨液使用於研磨和去除後述之屏障層之情況下,從本發明之效果更優異之觀點及能夠更抑制侵蝕之觀點考慮,包含陽離子化合物為較佳。 陽離子化合物中所包含之陽離子(鎓離子)的中心元素為磷原子或氮原子為較佳。
陽離子化合物中所包含之陽離子中,作為具有氮原子作為中心元素之陽離子,可以舉出四甲基銨、四乙基銨、四丙基銨、四丁基銨、四戊基銨、四辛基銨、乙基三甲基銨及二乙基二甲基銨等銨。 陽離子化合物中所包含之陽離子中,作為具有磷原子作為中心元素之陽離子,可以舉出四甲基鏻、四乙基鏻、四丙基鏻、四丁基鏻、四苯基鏻、甲基三苯基鏻、乙基三苯基鏻、丁基三苯基鏻、芐基三苯基鏻、二甲基二苯基鏻、羥甲基三苯基鏻及羥乙基三苯基鏻等鏻。
陽離子化合物中所包含之陽離子具有對稱結構為較佳。其中,“具有對稱結構”是指,分子結構相當於點對稱、線對稱及旋轉對稱中的任一者。 又,陽離子化合物中所包含之陽離子為與中心元素鍵結之氫原子為被除了氫原子以外的原子團取代而得之第四級陽離子為較佳。作為第四級陽離子,可以舉出第四級銨陽離子及第四級鏻陽離子。 作為構成陽離子化合物之陰離子,可以舉出氫氧化物離子、氯離子、溴離子、碘離子及氟離子,從能夠更抑制被研磨面的缺陷的產生之觀點考慮,氫氧化物離子為更佳。 陽離子化合物可以在研磨液中電離。
作為陽離子化合物中所包含之陽離子,作為中心元素,具有磷原子或氮原子以及與中心元素鍵結之包含2~10個(較佳為3~8個、更佳為4~8個)碳原子之基團者為較佳。藉此,能夠更抑制被研磨面的缺陷的產生。 其中,作為與中心元素鍵結之包含2~10個碳原子之基團的具體例,可以舉出直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基、可以被烷基取代之芳基、苄基、及芳烷基。 作為具有作為中心元素的磷原子或氮原子及與中心元素鍵結之包含2~10個碳原子之基團之陽離子的具體例,可以舉出四乙基銨、四丙基銨、四丁基銨、四戊基銨、四辛基銨、四乙基鏻、四丙基鏻、四丁基鏻及四苯基鏻。
從能夠更抑制被研磨面的缺陷的產生之觀點考慮,陽離子化合物包含選自包括氫氧化四甲基銨(TMAH)、氫氧化四乙基銨、氫氧化四丙基銨、氫氧化四丁基銨(TBAH)、氫氧化四辛基銨、2-羥乙基三甲基氫氧化銨(膽鹼)、氫氧化四丁基鏻(TBPH)及四丙基氫氧化鏻(TPPH)之群組中的至少1種為較佳。 其中,TBAH、TMAH、膽鹼、TBPH或TPPH為較佳,TBAH為更佳。
陽離子化合物的含量相對於本研磨液的總質量大於0.01質量%為較佳,0.1質量%以上為更佳。 作為陽離子化合物的含量的上限值,相對於本研磨液的總質量為5.0質量%以下為較佳,3.0質量%以下為更佳。 另外,陽離子化合物可以單獨使用1種,亦可以併用2種以上。併用2種以上的陽離子化合物之情況下,合計含量在上述範圍內為較佳。
<pH調節劑> 除了上述成分以外,本研磨液亦可以包含pH調節劑以將pH調節至預定的範圍。 作為用於將pH調節至酸性側之pH調節劑,例如,可以舉出硫酸,作為用於將pH調節至鹼性側之pH調節劑,例如,可以舉出TMAH(氫氧化四甲基銨)、氨及氫氧化鉀。 只要使用適當量的pH調節劑以設為預定的pH即可。 pH調節劑可以單獨使用1種,亦可以使用2種以上。
<其他成分> 只要不損害本發明的上述效果之範圍內,本研磨液可以包含除了上述成分以外的成分(其他成分)。 作為其他成分,例如,可以舉出除了上述界面活性劑以外的界面活性劑、除了上述有機酸以外的有機酸及除了膠體二氧化矽以外的粒子。
〔物理性質等〕 <pH> 本研磨液的pH為2.0~12.0為較佳。
將本研磨液使用於研磨和去除後述之塊體層之情況下,本研磨液的pH為5.5以上為較佳,從研磨速度優異之觀點考慮,6.0以上為更佳,從本發明之效果及研磨速度更加優異之觀點考慮,6.8以上為進一步較佳。使用於研磨和去除塊體層時之本研磨液的pH為8.0以下為較佳,從本發明之效果更加優異之觀點及研磨速度優異之觀點考慮,7.7以下為更佳,7.5以下為進一步較佳。
又,將本研磨液使用於研磨和去除後述之屏障層之情況下,本研磨液的pH為2.0~4.5或7.8~12.0為較佳。 從侵蝕抑制性優異之觀點考慮,本研磨液的pH為8.0以上為更佳,從本發明之效果及侵蝕抑制性更加優異之觀點考慮,8.7以上為進一步較佳。又,從本發明之效果及侵蝕抑制性更加優異之觀點考慮,小於10.5為更佳,10.0以下為進一步較佳。 另一方面,從侵蝕抑制性優異之觀點考慮,本研磨液的pH為2.2以上為更佳,從本發明之效果及侵蝕抑制性更加優異之觀點考慮,2.7以上為進一步較佳。又,從本發明之效果及侵蝕抑制性更加優異之觀點考慮,小於4.0為更佳,3.8以下為進一步較佳。
<研磨速度之比> 本研磨液尤其對含鈷膜的研磨速度快為較佳。 又,本研磨液對研磨速度具有選擇性為較佳,對除了預定的研磨對象物(亦即含鈷膜等)以外,研磨速度慢為較佳。 例如,被研磨體具有作為含鈷膜的第1層及除了含鈷膜以外的第2層(屏障層和/或層間絕緣膜等)之情況下,在相同的研磨條件下,作為含鈷膜的第1層的研磨速度相對於第2層的研磨速度的速度比(作為含鈷膜的第1層的研磨速度/第2層的研磨速度)為大於1且2000以下為較佳,大於20且小於1000為更佳。 另外,作為上述第1層,例如,可以舉出後述之含鈷膜。 另外,作為上述第2層,例如,可以舉出後述之層間絕緣膜及後述之屏障層。作為構成第2層之具體材料,例如,可以舉出鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)、氮化鈦(TiN)、鈦鎢(TiW)、鎢(W)、氮化矽(SiN)、四乙氧基矽烷(TEOS)、碳氧化矽(SiOC)及碳化矽(SiC),選自包括Ta、TaN、TiN、SiN、TEOS、SiOC及SiC之群組中的1種以上為較佳。
〔研磨液的製造方法〕 作為本研磨液的製造方法,沒有特別限制,能夠使用公知的製造方法。 例如,可以藉由將上述各成分混合成預定的濃度而製造本研磨液。 為了去除本研磨液中的雜質或粗大粒子等,在混合前分別將所使用之原料進行脫鹽處理(過濾等),或者在混合原料之後將混合物進行脫鹽處理(過濾等)亦較佳。
又,可以將調節至高濃度之本研磨液(高濃度研磨液)進行稀釋以獲得所需配合的本研磨液。上述高濃度研磨液是其配合被調節成能夠藉由用水等溶劑進行稀釋來製造所需配合的本研磨液之混合物。 稀釋高濃度研磨液時之稀釋倍率以質量基準計為2倍以上為較佳,2~20倍為更佳。 高濃度研磨液的固體成分濃度為5質量%以上為較佳,5~50質量%為更佳。藉由稀釋高濃度研磨液來獲得較佳固體成分濃度(例如,0.1~10質量%,更佳為0.5質量%以上且小於5質量%)的本研磨液為較佳。 另外,固體成分是指,在本研磨液中,除了水、過氧化氫及有機溶劑以外的所有成分。
[化學機械研磨方法] 本發明的化學機械研磨方法(以下,亦稱為“本CMP方法”。)包括以下製程:將上述研磨液供給至安裝於研磨平台之研磨墊,並且使被研磨體的被研磨面與上述研磨墊接觸,藉由使上述被研磨體和上述研磨墊相對移動而研磨上述被研磨面,以獲得經研磨之被研磨體。
<被研磨體> 作為能夠應用上述實施形態之CMP方法之被研磨體,沒有特別限制,作為配線金屬元素,可以舉出含有選自包括銅、銅合金及鈷之群組中的至少1種金屬之具有膜之態樣,具有含鈷膜之態樣為較佳。 含鈷膜只要至少包含鈷(Co)即可,亦可以包含其他成分。含鈷膜中的鈷的狀態並沒有特別限制,例如,可以是單體亦可以是合金。其中,含鈷膜中的鈷為單體的鈷為較佳。含鈷膜中的鈷(較佳為單體的鈷)的含量相對於含鈷膜的總質量為50~100質量%為較佳,80~100質量%為更佳,99~100質量%為進一步較佳。
作為被研磨體的一例,可以舉出在表面具有含鈷膜之基板。 圖1是示出實施本CMP方法之被研磨體的一例之示意圖。圖1中,示出了被研磨體的截面上部。 圖1的被研磨體10a具有:未圖示之基板;層間絕緣膜16,具有配置於基板上之槽(例如,配線用槽);屏障層14,沿上述槽的形狀配置;及含鈷膜12,以填充上述槽之方式配置。上述含鈷膜以填充上述槽並進一步溢出的方式配置到比上述槽的開口部高的位置。將含鈷膜12中的比該種槽的開口部高的位置上形成之部分稱為塊體層18。
本CMP方法能夠應用於研磨具有塊體層18之被研磨體10a的被研磨面並去除塊體層18之方法。亦即,本研磨液能夠用作塊體用研磨液。 藉由研磨作為塊體層18的表面之被處理面,並研磨至屏障層14露出到被研磨面的表面而去除塊體層18,獲得在圖2中示出之被研磨體10b。 另外,在圖2中示出之被研磨體10b中,雖然塊體層18被完全去除,但在基於本CMP方法之塊體層18的研磨中,可以在塊體層18被完全去除之前結束。亦即可以在塊體層18在屏障層14上局部或全面地包覆之狀態結束研磨。 又,在圖1中示出之被研磨體10a中,雖然層間絕緣膜16與含鈷膜12之間存在屏障層14,但本CMP方法可以應用於不具有屏障層之被研磨體所具有之塊體層的去除中。
作為被研磨體的另一例,可以舉出在圖2中示出之被研磨體10b。 圖2是表示實施本CMP方法之被研磨體的另一例之示意圖。 在圖2的被研磨體10b中,從圖1的被研磨體10a中去除塊體層18而在被處理面上露出屏障層14和含鈷膜12。
本CMP方法能夠應用到同時研磨在上述被處理面的表面露出之屏障層14和含鈷膜12並研磨至層間絕緣膜16在被研磨面的表面露出為止而去除屏障層14之方法中。亦即,本研磨液能夠用作屏障用研磨液。 若屏障層14藉由研磨而從被研磨體10b中去除,則可獲得圖3中示出之經研磨之被研磨體10c。 另外,在層間絕緣膜16在被研磨面的表面露出之後,亦可以對層間絕緣膜16、沿層間絕緣膜16的槽的形狀配置之屏障層14和/或填充上述槽之含鈷膜12(配線)有意或不可避免地繼續進行研磨。 又,在圖2的被研磨體10b中,雖然塊體層被完全去除,但塊體層的一部分可以不被完全去除,未被徹底去除之塊體層亦可以局部或全面地包覆被研磨體10b的被處理面。在本CMP方法中,亦可以進行該種未被徹底去除之塊體層的研磨和去除。 又,在圖3的經研磨之被研磨體10c中,雖然層間絕緣膜16上的屏障層14被完全去除,但可以在層間絕緣膜16上的屏障層14被完全去除之前結束研磨。亦即可以在屏障層14在層間絕緣膜16上局部或全面地包覆之狀態下結束研磨而獲得經研磨之被研磨體。
作為層間絕緣膜16,例如,可以舉出包含選自包括氮化矽(SiN)、氧化矽、碳化矽(SiC)、碳氮化矽、碳氧化矽(SiOC)、氧氮化矽及TEOS(四乙氧基矽烷)之群組中的1種以上的材料之層間絕緣膜。其中,氮化矽(SiN)、TEOS、碳化矽(SiC)或碳氧化矽(SiOC)為較佳。又,層間絕緣膜16可以由複數個膜構成。作為由複數個膜構成之層間絕緣膜16,例如,可以舉出組合包含氧化矽之膜和包含碳氧化矽之膜而成之絕緣膜。 作為屏障層14,例如,可以舉出包含選自包括Ta、氮化鉭(TaN)、氮化鈦(TiN)、鈦鎢(TiW)、W及氮化鎢(WN)之群組中的1種以上的材料之屏障層。其中,Ta、TaN或TiN為較佳。
作為基板的具體例,可以舉出由單層構成之半導體基板及由多層構成之半導體基板。 作為構成由單層構成之半導體基板之材料的具體例,可以舉出矽、矽鍺、如GaAs的第III-V族化合物、或該等的任意組合。 作為由多層構成之半導體基板的具體例,可以舉出在上述矽等半導體基板上配置有如金屬線及介電材料之類的互連結構(interconnect features)等露出之積體電路結構之基板。 作為成為本CMP方法的應用對象之被研磨體的市售品,例如,可以舉出SEMATEC754TEG(SEMATECH公司製造)。
<研磨裝置> 能夠實施本CMP方法之研磨裝置能夠使用公知的化學機械研磨裝置(以下,亦稱為“CMP裝置”。)。 作為CMP裝置,例如,可以舉出具備保持具有被研磨面之被研磨體之支架;及貼附有研磨墊(安裝有轉速可變之馬達等)之研磨平台之CMP裝置。
<研磨壓力> 從能夠抑制被研磨面的劃痕狀缺陷的產生,並且研磨後的被研磨面容易變得均勻之觀點考慮,本CMP方法中的研磨壓力為0.1~5.0psi為較佳,0.5~3.0psi為更佳,1.0~3.0psi為進一步較佳。另外,研磨壓力是指,在被研磨面與研磨墊之接觸面產生之壓力。
<研磨平台的轉速> 本CMP方法中的研磨平台的轉速為50~200rpm為較佳,60~150rpm為更佳。 另外,為了使被研磨體及研磨墊相對移動,可以使支架旋轉和/或擺動,亦可以使研磨平台進行行星旋轉,亦可以使帶狀研磨墊沿長尺寸方向的一方向以直線狀移動。另外,支架可以是固定、旋轉或擺動中的任意狀態。該等研磨方法只要使被研磨體及研磨墊相對移動,則能夠藉由被研磨面和/或研磨裝置而適當地選擇。
<研磨液的供給方法> 在本CMP方法中,在對被研磨面進行研磨之期間,用泵等裝置將本研磨液連續供給至研磨平台上的研磨墊為較佳。本研磨液的供給量並沒有限制,但研磨墊的表面始終被本研磨液包覆為較佳。 例如,從能夠抑制被研磨面的劃痕狀缺陷的產生,並且研磨後的被研磨面容易變得均勻之觀點考慮,研磨液的供給速度為0.05~0.75ml/(min·cm2 )為較佳,0.14~0.35ml/(min·cm2 )為更佳,0.21~0.35ml/(min·cm2 )為進一步較佳。
<清洗製程> 在本CMP方法中,在獲得經研磨之被研磨體之製程之後,具有清洗所獲得之經研磨之被研磨體之清洗製程亦較佳。 藉由清洗製程,能夠去除藉由研磨而產生之研磨屑的殘渣和/或基於本研磨液中所包含之成分之殘渣等。 清洗製程中所使用之清洗液並沒有限制,例如,可以舉出鹼性的清洗液(鹼清洗液)、酸性的清洗液(酸性清洗液)、水及有機溶劑,其中,從殘渣去除性及能夠抑制清洗後的被研磨面(例如,藉由研磨製程而在被研磨面的表面露出之由含鈷膜構成之配線等)的表面粗糙度之觀點考慮,鹼清洗液為較佳。
又,在清洗製程之後,可以進一步實施用於去除附著於經研磨之被研磨體之清洗液之後清洗製程。作為本製程的後清洗製程的具體實施形態,例如,可以舉出用有機溶劑或水等後清洗液進一步清洗清洗製程後的經研磨之被研磨體之方法。 [實施例]
以下,根據實施例對本發明進行進一步詳細的說明。以下實施例所示之材料、使用量、比例、處理內容或處理步驟等只要不脫離本發明的主旨,則能夠適當地變更。從而,本發明的範圍並不藉由以下所示之實施例而被限定性解釋。另外,只要沒有特別指定,則“%”是指“質量%”。
《實施例1A》 [研磨液的製作] <原料> 使用以下原料製作了下述表1-1~表1-3中記載之研磨液。
(膠體二氧化矽) ·PL1(產品名稱、FUSO CHEMICAL CO.,LTD.製造、膠體二氧化矽、平均一次粒徑15nm、締合度2.7)
(有機酸) ·Gly(甘胺酸)
(化合物(1)) ·5-MBTA(5-甲基-1H-苯并三唑、相當於通式(I)所表示之化合物) ·BTA(苯并三唑、相當於通式(I)所表示之化合物) ·Tetrazole(四唑、相當於通式(IV)所表示之化合物) ·1-HBTA(1-羥基苯并三唑、相當於通式(II)所表示之化合物)
(化合物(2)) ·化合物A:下述結構式所表示之化合物(相當於通式(II)所表示之化合物) ·化合物B:下述結構式所表示之化合物(相當於通式(III)所表示之化合物) ·化合物C:下述結構式所表示之化合物(相當於通式(II)所表示之化合物) ·化合物D:1-烷基取代苯基四唑(由烷基取代之苯基在第1位被取代之四唑。相當於通式(V)所表示之化合物) ·化合物E:5-烷基取代苯基四唑(由烷基取代之苯基在第5位被取代之四唑。相當於通式(V)所表示之化合物)
[化學式11]
Figure 02_image025
(化合物(3)) ·1,2,4-Tetrazole(1,2,4-四唑) ·5-Ate(5-胺基四唑)
(鈍化膜形成劑) ·鄰苯二甲酸 ·4-Me鄰苯二甲酸(4-甲基鄰苯二甲酸) ·4-硝基鄰苯二甲酸 ·水楊酸 ·4-Me水楊酸(4-甲基水楊酸) ·鄰胺苯甲酸 ·4-Me苯甲酸(4-甲基苯甲酸) ·4-tBu苯甲酸(4-第三丁基苯甲酸) ·4-Pr苯甲酸(4-丙基苯甲酸) ·1,4,5,8-萘四甲酸 ·6-羥基-2-萘甲酸 ·1-羥基-2-萘甲酸 ·3-羥基-2-萘甲酸
(陰離子系界面活性劑) ·N-LSAR(N-月桂醯肌胺酸鹽)
(H2 O2 ) ·過氧化氫
(有機溶劑) ·ETG(乙二醇)
(pH調節劑) ·H2 SO4 (硫酸) ·NH3 (氨)
(水) ·水(超純水)
<研磨液的製備> 用高密度聚乙烯過濾器對各原料(或其水溶液)進行了過濾處理。此時,膠體二氧化矽的水溶液使用孔徑為0.1μm的過濾器進行過濾,對於除此以外的原料(或其水溶液),使用孔徑為0.02μm的過濾器進行了過濾。藉由過濾處理降低了原料(或其水溶液)中的金屬成分的含量。 藉由混合過濾處理後的各原料(或其水溶液)而製備了下述表1-1~表1-3中示出之實施例或比較例的研磨液。
將所製造之研磨液的成分示於下述表1-1~表1-3中。 表中的“量”欄表示各成分相對於研磨液的總質量的含量。 “%”及“ppm”的記載分別表示“質量%”及“質量ppm”。 表中的各成分的含量表示各成分作為化合物的含量。例如,在研磨液的製備中,過氧化氫雖然以過氧化氫水溶液的狀態被添加,但表中的“過氧化氫”欄中的含量的記載並不表示添加到研磨液之過氧化氫水溶液的含量,而表示研磨液中所包含之過氧化氫(H2 O2 )本身的含量。 膠體二氧化矽的含量表示二氧化矽膠體粒子本身在研磨液中所佔的含量。 作為pH調節劑的含量的“調節”的記載表示,以最終獲得之研磨液的pH成為“pH”欄中示出之值的量添加H2 SO4 及KOH中的任一者。 作為水的添加量的“殘部”的記載表示研磨液中的除了表中示出之成分以外的成分為水。
“比率1”欄表示研磨液中的化合物(1)的含量相對於化合物(2)的含量的質量比(化合物(1)的含量/化合物(2)的含量)。 “比率2”欄表示研磨液中的有機酸的含量相對於化合物(2)的含量的質量比(有機酸的含量/化合物(2)的含量)。 “ΔClogP”欄表示陰離子系界面活性劑的ClogP值減去鈍化膜形成劑的ClogP值所得之差值(陰離子系界面活性劑的ClogP值-鈍化膜形成劑的ClogP值)。 “比率3”欄表示研磨液中的鈍化膜形成劑的含量相對於陰離子系界面活性劑的含量的質量比(鈍化膜形成劑的含量/陰離子系界面活性劑的含量)。
例如,實施例1的研磨液包含0.10質量%的作為膠體二氧化矽的PL1、1.0質量%的作為有機酸的甘胺酸、0.003質量%的作為化合物(1)的5-甲基苯并三唑、0.01質量ppm的作為化合物(2)的具有上述結構式之化合物A、1.0質量%的過氧化氫、0.05質量%的作為有機溶劑的乙二醇及作為最終的研磨液整體pH成為7.2的量的pH調節劑,剩餘成分為水。
[試驗] 使用所獲得之研磨液,分別進行了以下評價。
<RR(研磨速度)的評價-1> 使用FREX300SII(研磨裝置),並以研磨壓力設為2.0psi、研磨液供給速度設為0.28ml/(min·cm2 )之條件,對表面具有由Co構成之膜之晶圓(直徑為12英吋(30.48cm))進行了研磨。 研磨時間設為1分鐘,測量研磨前後之膜厚,由該差分計算研磨速度RR(nm/min),並由下述區分對研磨速度進行了評價。 AAA:RR為600nm/min以上 AA:RR為550nm/min以上且小於600nm/min A:RR為500nm/min以上且小於550nm/min B:RR為450nm/min以上且小於500nm/min C:RR為400nm/min以上且小於550nm/min D:RR小於400nm/min
<Dishing抑制性的評價-1> 使用FREX300SII(研磨裝置),並以研磨壓力設為2.0psi、研磨液供給速度設為0.28ml/(min·cm2 )之條件,對晶圓進行了研磨。 另外,在上述晶圓中,在直徑為12英吋(30.48cm)的矽基板上形成由氧化矽構成之層間絕緣膜,並在上述層間絕緣膜刻有具有由線10μm及空間10μm構成之線與空間圖案之槽。在上述槽中,沿槽的形狀配置有屏障層(材料:TiN、膜厚:10nm)並且填充有Co。此外,以從槽溢出Co之方式,在線與空間部的上部形成有由膜厚為150~300nm的Co構成之塊體層。 在非配線部的Co(塊體)被完全研磨之後,進一步進行了10秒鐘的研磨。測量研磨後的晶圓中的基準面(研磨後的晶圓中的最高位置)與線部(形成有各配線的部分)的中心部分之間的段差(高低差),並對晶圓整體的段差的平均值進行了如下區分。 上述段差為碟陷,該段差(段差的平均值)越小,則能夠評價為Dishing抑制性越優異。 AAA:段差小於20nm AA:段差為20nm以上且小於30nm A:段差為30nm以上且小於40nm B:段差為40nm以上且小於50nm C:段差為50nm以上且小於55nm D:段差為55nm以上
下述表1-1~表1-3中示出使用實施例或比較例的各研磨液進行之試驗的評價結果。
[表1]
表1-1 膠體二氧化矽 有機酸 化合物(1) 化合物(2) 化合物(3)
種類 量 (%) 種類 量 (%) 種類 量 (%) 種類 量 (%) 種類 量 (%)
實施例1 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 0.010
實施例2 PL1 0.10 Gly 1.0 BTA 0.003 化合物B 0.020
實施例3 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物C 0.010
實施例4 PL1 0.10 Gly 1.0 四唑 0.003 化合物D 0.010
實施例5 PL1 0.10 Gly 1.0 四唑 0.003 化合物E 0.020
實施例6 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.002 0.001 0.002
實施例7 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.005 0.001 0.002 1,2,4-三唑 0.250
實施例8 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例9 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例10 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例11 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.0005 化合物A 化合物B 化合物C 0.100 0.100 0.100 1,2,4-三唑 0.250
實施例12 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例13 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例14 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例15 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.100 0.100 0.100 1,2,4-三唑 0.250
實施例16 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例17 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例18 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例19 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例20 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
[表2]
表1-1 (續) 比率1 比率2 鈍化膜形成劑 陰離子系界面活性劑 ΔClogP 比率3
種類 ClogP 量 (%) 種類 ClogP 量 (%)
實施例1 3000 1000000
實施例2 1500 500000
實施例3 3000 1000000
實施例4 3000 1000000
實施例5 1500 500000
實施例6 6000 2000000
實施例7 25000 1250000 N-LSAR 5.55 0.003
實施例8 1000 333333 鄰苯二甲酸 0.81 0.10
實施例9 1000 333333 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10
實施例10 1000 333333 4-硝基鄰苯二甲酸 1 0.10
實施例11 17 33333 水楊酸 2.06 0.10
實施例12 1000 333333 4-Me水楊酸 2.52 0.10
實施例13 1000 333333 鄰胺苯甲酸 1.21 0.10
實施例14 1000 333333 4-Me苯甲酸 2.36 0.10
實施例15 100 33333 4-tBu苯甲酸 3.58 0.10
實施例16 1000 333333 4-Pr苯甲酸 3.42 0.10
實施例17 1000 333333 1,4,5,8-萘四甲酸 1.37 0.10
實施例18 1000 333333 6-羥基-2-萘甲酸 2.39 0.10
實施例19 1000 333333 1-羥基-2-萘甲酸 3.29 0.10
實施例20 1000 333333 3-羥基-2-萘甲酸 3.29 0.10
[表3]
表1-1 (續) H2 O2 有機溶劑 pH調節劑 pH RR Dishing 抑制性
量 (%) 種類 量 (%)
實施例1 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 A A
實施例2 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 A A
實施例3 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 A A
實施例4 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 A A
實施例5 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 A A
實施例6 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 A A
實施例7 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 B AA
實施例8 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AA AA
實施例9 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AA AA
實施例10 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AA AA
實施例11 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AA A
實施例12 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AA AA
實施例13 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AA AA
實施例14 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AA AA
實施例15 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AA AA
實施例16 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AA AA
實施例17 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AA AAA
實施例18 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AA AAA
實施例19 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AA AA
實施例20 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AA AA
[表4]
表1-2 膠體二氧化矽 有機酸 化合物(1) 化合物(2) 化合物(3)
種類 量 (%) 種類 量 (%) 種類 量 (%) 種類 量 (ppm) 種類 量 (%)
實施例21 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010
實施例22 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010
實施例23 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010
實施例24 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010
實施例25 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010
實施例26 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010
實施例27 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010
實施例28 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010
實施例29 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.001 化合物A 化合物B 化合物C 0.200 0.100 0.100
實施例30 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010
實施例31 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010
實施例32 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.050 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010
實施例33 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010
實施例34 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例35 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例36 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例37 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
[表5]
表1-2 (續) 比率1 比率2 鈍化膜形成劑 陰離子系界面活性劑 ΔClogP 比率3
種類 ClogP 量 (%) 種類 ClogP 量 (%)
實施例21 1000 333333 鄰苯二甲酸 0.81 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.74 50.0
實施例22 1000 333333 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 50.0
實施例23 1000 333333 4-硝基鄰苯二甲酸 1 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.55 50.0
實施例24 1000 333333 水楊酸 2.06 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 3.49 50.0
實施例25 1000 333333 4-Me水楊酸 2.52 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 3.03 50.0
實施例26 1000 333333 鄰胺苯甲酸 1.21 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.34 50.0
實施例27 1000 333333 4-Me苯甲酸 2.36 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 3.19 50.0
實施例28 1000 333333 4-tBu苯甲酸 3.58 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 1.97 50.0
實施例29 25 25000 4-Pr苯甲酸 3.42 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 2.13 50.0
實施例30 1000 333333 1,4,5,8-萘四甲酸 1.37 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.18 50.0
實施例31 1000 333333 6-羥基-2-萘甲酸 2.39 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 3.16 50.0
實施例32 16667 333333 1-羥基-2-萘甲酸 3.29 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 2.26 50.0
實施例33 1000 333333 3-羥基-2-萘甲酸 3.29 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 2.26 50.0
實施例34 1000 333333 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 50.0
實施例35 1000 333333 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.001 4.28 125.0
實施例36 1000 333333 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.010 4.28 10.0
實施例37 1000 333333 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.025 4.28 4.0
[表6]
表1-2 (續) H2 O2 有機溶劑 pH調節劑 pH RR Dishing 抑制性
量 (%) 種類 量 (%)
實施例21 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 A AA
實施例22 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AA AA
實施例23 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AA AA
實施例24 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AA AA
實施例25 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AA AA
實施例26 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AA AA
實施例27 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AA AA
實施例28 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 A AA
實施例29 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 A A
實施例30 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AA AAA
實施例31 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AA AAA
實施例32 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 B AA
實施例33 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 A AA
實施例34 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AAA AAA
實施例35 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AAA AAA
實施例36 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AAA AAA
實施例37 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AAA AAA
[表7]
表1-3 膠體二氧化矽 有機酸 化合物(1) 化合物(2) 化合物(3)
種類 量 (%) 種類 量 (%) 種類 量 (%) 種類 量 (ppm) 種類 量 (%)
實施例38 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例39 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例40 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例41 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 1-HBTA 0.003 0.010 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例42 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 1-HBTA 0.003 0.010 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例43 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 1-HBTA 0.003 0.010 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例44 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 1-HBTA 0.003 0.010 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例45 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 1-HBTA 0.003 0.010 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例46 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 1-HBTA 0.003 0.010 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例47 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 1-HBTA 0.003 0.010 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例48 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例49 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例50 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例51 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
實施例52 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003 化合物A 化合物B 化合物C 0.010 0.010 0.010 1,2,4-三唑 0.250
比較例1 PL1 0.10 Gly 1.0 5-MBTA 0.003
比較例2 PL1 0.10 Gly 1.0 1-HBTA 0.003 5-Ate 0.003
[表8]
表1-3 (續) 比率1 比率2 鈍化膜形成劑 陰離子系界面活性劑 ΔClogP 比率3
種類 ClogP 量 (%) 種類 ClogP 量 (%)
實施例38 1000 333333 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.500 4.28 0.2
實施例39 1000 333333 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.01 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 5.0
實施例40 1000 333333 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.05 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 25.0
實施例41 4333 333333 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 50.0
實施例42 4333 333333 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.001 4.28 125.0
實施例43 4333 333333 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.010 4.28 10.0
實施例44 4333 333333 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.025 4.28 4.0
實施例45 4333 333333 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.500 4.28 0.2
實施例46 4333 333333 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.01 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 5.0
實施例47 4333 333333 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.05 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 25.0
實施例48 1000 333333 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.40 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 200.0
實施例49 1000 333333 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.60 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 300.0
實施例50 1000 333333 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 50.0
實施例51 1000 333333 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 50.0
實施例52 1000 333333 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 50.0
比較例1
比較例2
[表9]
表1-3 (續) H2 O2 有機溶劑 pH調節劑 pH RR Dishing 抑制性
量 (%) 種類 量 (%)
實施例38 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AAA AAA
實施例39 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AAA AAA
實施例40 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AAA AAA
實施例41 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AAA AAA
實施例42 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AAA AAA
實施例43 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AAA AAA
實施例44 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AAA AAA
實施例45 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AAA AAA
實施例46 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AAA AAA
實施例47 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AAA AAA
實施例48 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AA AA
實施例49 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 AA A
實施例50 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 5.8 A AA
實施例51 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 6.5 AA AA
實施例52 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.8 AA AA
比較例1 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 A D
比較例2 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.2 A D
從上述表中示出之結果,確認到若使用本研磨液可獲得所希望的結果。
其中,確認到,在化合物(1)的含量相對於化合物(2)的含量的質量比(比率1)為30以上之情況下,本發明之效果更加優異(參閱實施例11及15的結果的比較等)。 又,確認到,在化合物(1)的含量相對於化合物(2)的含量的質量比(比率1)為15000以下之情況下,研磨速度優異(參閱實施例21~28及30~33的結果的比較等)。
確認到,在本研磨液包含化合物(3)及陰離子系界面活性劑這兩者之情況下,本發明之效果更加優異(參閱實施例6及7的結果的比較等)。
確認到,在本研磨液包含化合物(3)及鈍化膜形成劑這兩者之情況下,本發明之效果及研磨速度更加優異(參閱實施例6及8~20的結果的比較等)。
確認到,在本研磨液包含1,4,5,8-萘四甲酸或6-羥基-2-萘甲酸作為鈍化膜形成劑之情況下,本發明之效果比包含其他鈍化膜形成劑之情況更加優異(參閱實施例8~20的結果的比較等)。
確認到,在本研磨液包含ClogP值為1.0以上的鈍化膜形成劑之情況下,研磨速度比包含ClogP值小於1.0的鈍化膜形成劑之情況更加優異(參閱實施例21及23的結果的比較等)。
確認到,在本研磨液包含鈍化膜形成劑及陰離子系界面活性劑這兩者之情況下,本發明之效果更加優異(參閱實施例6及21~33的結果的比較等)。 其中,確認到,在陰離子系界面活性劑的ClogP值減去鈍化膜形成劑的ClogP值所得之差值(ΔClogP值)為2.50以上之情況下,研磨速度優異(參閱實施例22~33的結果的比較等)。 又,確認到,在鈍化膜形成劑的含量相對於陰離子系界面活性劑的含量的質量比(比率3)小於300之情況下,本發明之效果及研磨速度更加優異,以及該比率3小於200之情況下,本發明之效果進一步優異(參閱實施例42、48及49的結果的比較等)。
確認到,在本研磨液的pH為6.0以上之情況下,研磨速度優異,以及本研磨液的pH為6.8以上之情況下,本發明之效果及研磨速度更加優異(參閱實施例34、50及51的結果的比較等)。 又,確認到,在本研磨液的pH為7.7以下之情況下,本發明之效果及研磨速度更加優異(參閱實施例34及52的結果的比較等)。
《實施例1B》 此外,使用上述實施例34~40的研磨液,變更研磨壓力(使被研磨面與研磨墊接觸之接觸壓力)並進行了以下試驗。
[試驗] <Scratch抑制性的評價-1> 使用FREX300SII(研磨裝置),以設為下述表2中示出之研磨壓力之條件下,將研磨液供給速度設為0.28ml/(min·cm2 ),研磨了與上述的<Dishing抑制性的評價-1>中使用之晶圓相同的晶圓。非配線部的Co(塊體)完全被研磨之後,進一步進行了10秒鐘的研磨。然後,藉由清洗單元並用清洗液(pCMP液)(鹼清洗液:CL9010(FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd.製造))對上述晶圓清洗1分鐘,進一步進行30分鐘IPA(異丙醇)清洗之後進行了乾燥處理。 用缺陷檢測裝置測量所獲得之晶圓,並確定存在長徑為0.06μm以上的缺陷之座標之後,對所確定之座標中的缺陷的種類進行了分類。對晶圓上檢測之Scratch(劃痕狀的缺陷)的數進行了如下區分。 Scratch的數越少,則能夠評價為Scratch抑制性越優異。 AAA:Scratch為1個以下 AA:Scratch為2~3個 A:Scratch為4~5個 B:Scratch為6~10個 C:Scratch為11~15個 D:Scratch為16個以上
<Uniformity的評價(均勻性)-1> 除了試驗中使用之晶圓的線與空間為線9μm、空間1μm的結構,並且如下述表2所示對研磨壓力分別進行變更以外,按上述的<Dishing抑制性的評價-1>中記載之方法獲得了經研磨之晶圓。 針對研磨後的晶圓測量形成於研磨面的中心附近之芯片及形成於研磨面的邊緣附近之芯片中的各段差,並比較在形成於中心附近之芯片中測量之段差與形成於邊緣附近之芯片中測量之段差之差,並進行了如下區分。 另外,此處提及之段差是指,侵蝕的值(基準面與空間部的中心部分之間的高低差)和碟陷的值(基準面與線部的中心部分之間的高低差)的合計值。 上述段差之差越小,則能夠評價為Uniformity越優異。 AAA:段差之差小於3nm AA:段差之差為3以上且小於5nm A:段差之差為5以上且小於8nm B:段差之差為8以上且小於10nm C:段差之差為10nm以上
以下,示出變更接觸壓力並進行之上述試驗的評價結果。
[表10]
表2 研磨壓力(psi)
0.25 0.5 1 2 3 3.5
實施例34 Scratch抑制性 AA AAA AAA AAA AAA C
Uniformity C AA AAA AAA AAA B
實施例35 Scratch抑制性 AA AAA AAA AAA AAA C
Uniformity C AA AAA AAA AAA B
實施例36 Scratch抑制性 AA AAA AAA AAA AAA C
Uniformity C AA AAA AAA AAA B
實施例37 Scratch抑制性 AA AAA AAA AAA AAA C
Uniformity C AA AAA AAA AAA B
實施例38 Scratch抑制性 AA AAA AAA AAA AAA C
Uniformity C AA AAA AAA AAA B
實施例39 Scratch抑制性 AA AAA AAA AAA AAA C
Uniformity C AA AAA AAA AAA B
實施例40 Scratch抑制性 AA AAA AAA AAA AAA C
Uniformity C AA AAA AAA AAA B
如上述表所示,確認到研磨壓力為0.5~3.0psi為較佳,1.0~3.0psi為更佳。
《實施例1C》 此外,使用上述實施例34~40的研磨液,變更研磨液供給速度(研磨過程中供給至研磨墊之研磨液的供給量)並進行了以下試驗。
[試驗] <Scratch抑制性的評價-2> 除了如表3所示分別變更研磨液供給速度,並且將研磨壓力固定於2.0psi以外,以與<Scratch抑制性的評價-1>相同的方式進行了Scratch抑制性的評價。
<Uniformity的評價-2> 又,除了如表3所示分別變更研磨液供給速度,並且將研磨壓力固定於2.0psi以外,以與<Uniformity的評價-1>相同的方式進行了Uniformity的評價。
以下,示出變更研磨液供給速度並進行之試驗的評價結果。
[表11]
表3 研磨液供給速度(ml/(min·cm2 ))
0.1 0.14 0.21 0.28 0.35 0.4
實施例34 Scratch抑制性 C AAA AAA AAA AAA AA
Uniformity B AA AAA AAA AAA C
實施例35 Scratch抑制性 C AAA AAA AAA AAA AA
Uniformity B AA AAA AAA AAA C
實施例36 Scratch抑制性 C AAA AAA AAA AAA AA
Uniformity B AA AAA AAA AAA C
實施例37 Scratch抑制性 C AAA AAA AAA AAA AA
Uniformity B AA AAA AAA AAA C
實施例38 Scratch抑制性 C AAA AAA AAA AAA AA
Uniformity B AA AAA AAA AAA C
實施例39 Scratch抑制性 C AAA AAA AAA AAA AA
Uniformity B AA AAA AAA AAA C
實施例40 Scratch抑制性 C AAA AAA AAA AAA AA
Uniformity B AA AAA AAA AAA C
如上述表所示,確認到研磨液供給速度為0.14~0.35ml/(min·cm2 )為較佳,0.21~0.35ml/(min·cm2 )為更佳。
《實施例1D》 此外,使用上述實施例34~40的研磨液,變更清洗液(pCMP液)的種類並進行了以下試驗。
[試驗] <Residue抑制性的評價-1> 除了將研磨壓力固定於2.0psi,並且如表4所示分別變更所使用之清洗液的種類以外,以與<Scratch抑制性的評價-1>相同的方式對晶圓進行了處理。 用缺陷檢測裝置測量所獲得之晶圓,並確定存在長徑為0.06μm以上的缺陷之座標之後,對所確定之座標中的缺陷的種類進行了分類。將晶圓上檢測之Residue(基於殘渣的缺陷)的數進行了如下區分。 Residue的數越少,則能夠評價為Residue抑制性越優異。 AAA:Residue數小於200個 AA:Residue數為200個以上且小於350個 A:Residue數為350個以上且小於500個 B:Residue數為500個以上且小於750個 C:Residue數為750個以上且小於1000個 D:Residue數為1000個以上
<Corrosion抑制性的評價-1> 以與上述的<Residue抑制性的評價-1>相同的方式對晶圓進行了處理。 用AFM(原子力顯微鏡)並以N=3測量所獲得之晶圓中的在被研磨面表面露出之Co配線(寬度為100μm的配線)上的Surface Roughness(表面粗糙度Ra),並對其平均的Ra進行了如下區分。 Ra越小,則能夠評價為Corrosion(腐蝕)抑制性越優異。 AAA:測量區域5μm的Ra小於1.0nm AA:測量區域5μm的Ra為1.0nm以上且小於1.5nm A:測量區域5μm的Ra為1.5nm以上且小於2.0nm B:測量區域5μm的Ra為2.0nm以上且小於2.5nm C:測量區域5μm的Ra為2.5nm以上且小於3.0nm D:測量區域5μm的Ra為3.0nm以上
以下,示出變更清洗液的種類並進行之試驗的評價結果。
[表12]
表4 清洗液
DIW Acidic Alkaline
實施例34 Residue抑制性 C B AAA
Corrosion抑制性 AAA C AAA
實施例35 Residue抑制性 C B AAA
Corrosion抑制性 AAA C AAA
實施例36 Residue抑制性 C B AAA
Corrosion抑制性 AAA C AAA
實施例37 Residue抑制性 C B AAA
Corrosion抑制性 AAA C AAA
實施例38 Residue抑制性 C B AAA
Corrosion抑制性 AAA C AAA
實施例39 Residue抑制性 C B AAA
Corrosion抑制性 AAA C AAA
實施例40 Residue抑制性 C B AAA
Corrosion抑制性 AAA C AAA
DIW:水 Acidic:CLEAN100(FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd.製造:酸性清洗液) Alkaline:CL9010(FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd.製造:鹼清洗液)
如上述表所示,確認到清洗液為鹼清洗液為較佳。
《實施例1E》 此外,使用上述實施例34~40的研磨液,變更被研磨體的種類並進行了以下試驗。
[試驗] <RR(研磨速度)的評價-2> 在上述的<RR(研磨速度)的評價>中,除了將晶圓在表面所具有之膜從由Co構成之膜變更為由TiN、Ta、TaN、SiN或SiC構成之膜以外,以相同之方式評價了研磨速度。
以下,示出評價結果。 Co或Cu的研磨速度相對於TiN、Ta、TaN、SiN或SiC的研磨速度的速度比(Co或Cu的研磨速度/TiN、Ta、TaN、SiN或SiC的研磨速度)均在大於20且小於1000的範圍內。
[表13]
表5 研磨對象
Co TiN Ta TaN SiN SiC
實施例34 AAA <1nm/min <1nm/min <1nm/min <1nm/min <1nm/min
實施例35 AAA <1nm/min <1nm/min <1nm/min <1nm/min <1nm/min
實施例36 AAA <1nm/min <1nm/min <1nm/min <1nm/min <1nm/min
實施例37 AAA <1nm/min <1nm/min <1nm/min <1nm/min <1nm/min
實施例38 AAA <1nm/min <1nm/min <1nm/min <1nm/min <1nm/min
實施例39 AAA <1nm/min <1nm/min <1nm/min <1nm/min <1nm/min
實施例40 AAA <1nm/min <1nm/min <1nm/min <1nm/min <1nm/min
如上述表所示,確認到對TiN、Ta、TaN、SiN及SiC的研磨速度(RR)均小於1nm/min,研磨的選擇性亦良好。
《實施例2A》 [研磨液的製作] <原料> 在上述實施例1A中,使用研磨液的製作中所使用之原料及以下原料製作了下述表6-1~表6-4中記載之研磨液。
(有機酸) ·丙二酸 ·CA(檸檬酸)
(pH調節劑) ·KOH(氫氧化鉀)
<研磨液的製備> 以與上述實施例1A中的<研磨液的製備>相同的方式進行各原料(或其水溶液)的過濾處理,並混合過濾處理後的各原料(或其水溶液),製備了下述表6-1~表6-4中示出之實施例或比較例的研磨液。
將所製造之研磨液的成分示於下述表6-1~表6-4中。 表6-1~表6-4中的“量”欄、“%”欄、“ppm”欄、作為pH調節劑的含量的“調節”的記載、作為水的添加量的“殘部”的記載、“ΔClogP”欄、“比率1”、“比率2”及“比率3”欄均表示與上述實施例1A中的表中的各欄中記載的項目相同。
例如,實施例101的研磨液包含4.50質量%的作為膠體二氧化矽的PL1、0.005質量%的作為化合物(1)的5-甲基苯并三唑、0.03質量ppm的作為化合物(2)的具有上述結構式之化合物A、1.0質量%的過氧化氫、0.05質量%的作為有機溶劑的乙二醇及作為最終的研磨液整體pH成為9.0的量的pH調節劑,剩餘成分為水。
[試驗] 使用所獲得之研磨液分別進行了以下評價。
<Dishing抑制性的評價-2> 使用FREX300SII(研磨裝置),並以研磨壓力設為2.0psi、研磨液供給速度設為0.28ml/(min·cm2 )之條件,研磨了與在<Dishing抑制性的評價-1>中使用之晶圓相同的晶圓。 首先,作為研磨液,使用CSL5250C(產品名稱、FUJIFILM PLANAR SOLUTIONS公司製造),在非配線部的Co(塊體)被完全研磨之後,進一步進行了10秒鐘的研磨。然後,使用實施例或比較例的各研磨液並以相同的條件研磨了1分鐘。 測量研磨後的晶圓中的基準面(研磨後的晶圓中的最高位置)與線部(形成有各配線的部分)的中心部分之間的段差(高低差),並對晶圓整體的段差的平均值進行了如下區分。 上述段差為碟陷,該段差(段差的平均值)越小,則能夠評價為Dishing抑制性越優異。 AAA:段差小於1nm AA:段差為1nm以上且小於3nm A:段差為3nm以上且小於5nm B:段差為5nm以上且小於8nm C:段差為8nm以上且小於10nm D:段差為10nm以上
<Erosion抑制性的評價-1> 除了試驗中使用之晶圓的線與空間為線9μm、空間1μm的結構以外,以與<Dishing抑制性的評價-2>相同的方式測量了晶圓的研磨及研磨面中的段差。 測量研磨後的晶圓中的基準面(研磨後的晶圓中的最高位置)與空間部(屏障層或層間絕緣膜露出的部分)的中心部分之間的段差(高低差),並對晶圓整體的段差的平均值進行了如下區分。 上述段差為侵蝕,該段差(段差的平均值)越小,則能夠評價為Erosion抑制性越優異。 AAA:段差小於5nm AA:段差為5nm以上且小於8nm A:段差為8nm以上且小於10nm B:段差為10nm以上且小於12nm C:段差為12nm以上且小於15nm D:段差為15nm以上
下述表中示出使用實施例或比較例的各研磨液進行的試驗的評價結果。
[表14]
表6-1 膠體二氧化矽 有機酸 化合物(1) 化合物(2) 化合物(3)
種類 量 (%) 種類 量 (%) 種類 量 (%) 種類 量 (ppm) 種類 量 (ppm)
實施例101 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 0.030
實施例102 PL1 4.50 BTA 0.0050 化合物B 0.050
實施例103 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物C 0.030
實施例104 PL1 4.50 四唑 0.0050 化合物D 0.030
實施例105 PL1 4.50 四唑 0.0050 化合物E 0.050
實施例106 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例107 PL1 4.50 5-MBTA 0.0500 化合物A 0.020
實施例108 PL1 4.50 5-MBTA 0.0005 化合物A 0.040
實施例109 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 0.002
實施例110 PL1 4.50 5-MBTA 0.0025 化合物A 0.300
實施例111 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例112 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例113 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例114 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例115 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例116 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例117 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例118 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例119 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例120 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
[表15]
表6-1 (續) 比率1 比率2 鈍化膜形成劑 陰離子系界面活性劑 ΔClogP 比率3
種類 ClogP 量 (%) 種類 ClogP 量 (%)
實施例101 1667
實施例102 1000
實施例103 1667
實施例104 1667
實施例105 1000
實施例106 556
實施例107 25000
實施例108 125
實施例109 19608
實施例110 83
實施例111 556 N-LSAR 5.55 0.002
實施例112 556 鄰苯二甲酸 0.81 0.10
實施例113 556 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10
實施例114 556 4-硝基鄰苯二甲酸 1 0.10
實施例115 556 水楊酸 2.06 0.10
實施例116 556 4-Me水楊酸 2.52 0.10
實施例117 556 鄰胺苯甲酸 1.21 0.10
實施例118 556 4-Me苯甲酸 2.36 0.10
實施例119 556 4-tBu苯甲酸 3.58 0.10
實施例120 556 4-Pr苯甲酸 3.42 0.10
[表16]
表6-1 (續) H2 O2 有機溶劑 pH調節劑 pH Dishing 抑制性 Erosion 抑制性
量 (%) 種類 量 (%)
實施例101 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 A B
實施例102 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 A B
實施例103 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 A B
實施例104 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 A B
實施例105 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 A B
實施例106 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 A B
實施例107 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 B B
實施例108 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 A B
實施例109 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 A B
實施例110 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 B B
實施例111 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 A A
實施例112 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 A A
實施例113 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 A A
實施例114 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 A A
實施例115 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 A A
實施例116 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 A A
實施例117 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 A A
實施例118 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 A A
實施例119 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 A A
實施例120 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 A A
[表17]
表6-2 膠體二氧化矽 有機酸 化合物(1) 化合物(2) 化合物(3)
種類 量 (%) 種類 量 (%) 種類 量 (%) 種類 量 (ppm) 種類 量 (ppm)
實施例121 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例122 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例123 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例124 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例125 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例126 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例127 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例128 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例129 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例130 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例131 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例132 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例133 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例134 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例135 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例136 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
[表18]
表6-2 (續) 比率1 比率2 鈍化膜形成劑 陰離子系界面活性劑 ΔClogP 比率3
種類 ClogP 量 (%) 種類 ClogP 量 (%)
實施例121 556 1,4,5,8-萘四甲酸 1.37 0.10
實施例122 556 6-羥基-2-萘甲酸 2.39 0.10
實施例123 556 1-羥基-2-萘甲酸 3.29 0.10
實施例124 556 3-羥基-2-萘甲酸 3.29 0.10
實施例125 556 鄰苯二甲酸 0.81 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.74 50.0
實施例126 556 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 50.0
實施例127 556 4-硝基鄰苯二甲酸 1 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.55 50.0
實施例128 556 水楊酸 2.06 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 3.49 50.0
實施例129 556 4-Me水楊酸 2.52 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 3.03 50.0
實施例130 556 鄰胺苯甲酸 1.21 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.34 50.0
實施例131 556 4-Me苯甲酸 2.36 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 3.19 50.0
實施例132 556 4-tBu苯甲酸 3.58 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 1.97 50.0
實施例133 556 4-Pr苯甲酸 3.42 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 2.13 50.0
實施例134 556 1,4,5,8-萘四甲酸 1.37 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.18 50.0
實施例135 556 6-羥基-2-萘甲酸 2.39 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 3.16 50.0
實施例136 556 1-羥基-2-萘甲酸 3.29 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 2.26 50.0
[表19]
表6-2 (續) H2 O2 有機溶劑 pH調節劑 pH Dishing 抑制性 Erosion 抑制性
量 (%) 種類 量 (%)
實施例121 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AA A
實施例122 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AA A
實施例123 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 A A
實施例124 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 A A
實施例125 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AA A
實施例126 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AA AA
實施例127 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AA AA
實施例128 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AA AA
實施例129 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AA AA
實施例130 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AA AA
實施例131 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AA AA
實施例132 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AA A
實施例133 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AA A
實施例134 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AAA AA
實施例135 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AAA AA
實施例136 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AA A
[表20]
表6-3 膠體二氧化矽 有機酸 化合物(1) 化合物(2) 化合物(3)
種類 量 (%) 種類 量 (%) 種類 量 (%) 種類 量 (ppm) 種類 量 (%)
實施例137 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例138 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例139 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例140 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例141 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例142 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例143 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例144 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.300 0.100 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例145 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.300 0.200 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.003 0.002 0.004
實施例146 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.300 0.200 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.003 0.0035 0.004
實施例147 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.003 0.001 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例148 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.003 0.001 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.045 0.030 0.030
實施例149 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.300 0.100 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例150 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.300 0.100 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例151 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.300 0.100 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例152 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.300 0.100 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
[表21]
表6-3 (續) 比率1 比率2 鈍化膜形成劑 陰離子系界面活性劑 ΔClogP 比率3
種類 ClogP 量 (%) 種類 ClogP 量 (%)
實施例137 556 3-羥基-2-萘甲酸 3.29 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 2.26 50.0
實施例138 556 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.001 4.28 125.0
實施例139 556 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.010 4.28 10.0
實施例140 556 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.025 4.28 4.0
實施例141 556 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.500 4.28 0.2
實施例142 556 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.01 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 5.0
實施例143 556 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.05 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 25.0
實施例144 556 44444 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 50.0
實施例145 5556 555556 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 50.0
實施例146 4762 476190 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 50.0
實施例147 556 444 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 50.0
實施例148 476 381 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 50.0
實施例149 556 44444 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.001 4.28 125.0
實施例150 556 44444 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.010 4.28 10.0
實施例151 556 44444 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.025 4.28 4.0
實施例152 556 44444 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.500 4.28 0.2
[表22]
表6-3 (續) H2 O2 有機溶劑 pH調節劑 pH Dishing 抑制性 Erosion 抑制性
量 (%) 種類 量 (%)
實施例137 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AA A
實施例138 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AA AA
實施例139 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AA AA
實施例140 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AA AA
實施例141 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AA AA
實施例142 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AA AA
實施例143 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AA AA
實施例144 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AAA AAA
實施例145 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AA AA
實施例146 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AAA AAA
實施例147 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AAA AAA
實施例148 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AA AA
實施例149 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AAA AAA
實施例150 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AAA AAA
實施例151 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AAA AAA
實施例152 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AAA AAA
[表23]
表6-4 膠體二氧化矽 有機酸 化合物(1) 化合物(2) 化合物(3)
種類 量 (%) 種類 量 (%) 種類 量 (%) 種類 量 (ppm) 種類 量 (%)
實施例153 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.300 0.100 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例154 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.300 0.100 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例155 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.300 0.100 5-MBTA1-HBTA 0.0050 0.0200 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例156 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.300 0.100 5-MBTA1-HBTA 0.0050 0.0200 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例157 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.300 0.100 5-MBTA1-HBTA 0.0050 0.0200 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例158 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.300 0.100 5-MBTA1-HBTA 0.0050 0.0200 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例159 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.300 0.100 5-MBTA1-HBTA 0.0050 0.0200 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例160 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.300 0.100 5-MBTA1-HBTA 0.0050 0.0200 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例161 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.300 0.100 5-MBTA1-HBTA 0.0050 0.0200 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例162 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.300 0.100 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例163 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.300 0.100 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例164 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.300 0.100 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例165 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.300 0.100 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
實施例166 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.300 0.100 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030
比較例101 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.300 0.100 5-MBTA 0.0050
比較例102 PL1 4.50 丙二酸 CA 0.300 0.100 1-HBTA 0.0030 5-Ate 0.003
[表24]
表6-4 (續) 比率1 比率2 鈍化膜形成劑 陰離子系界面活性劑 ΔClogP 比率3
種類 ClogP 量 (%) 種類 ClogP 量 (%)
實施例153 556 44444 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.01 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 5.0
實施例154 556 44444 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.05 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 25.0
實施例155 2778 44444 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 50.0
實施例156 2778 44444 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.001 4.28 125.0
實施例157 2778 44444 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.010 4.28 10.0
實施例158 2778 44444 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.025 4.28 4.0
實施例159 2778 44444 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.500 4.28 0.2
實施例160 2778 44444 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.01 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 5.0
實施例161 2778 44444 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.05 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 25.0
實施例162 556 44444 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.40 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 200.0
實施例163 556 44444 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.60 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 300.0
實施例164 556 44444 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 50.0
實施例165 556 44444 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 50.0
實施例166 556 44444 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 N-LSAR 5.55 0.002 4.28 50.0
比較例101
比較例102
[表25]
表6-4 (續) H2 O2 有機溶劑 pH調節劑 pH Dishing 抑制性 Erosion 抑制性
量 (%) 種類 量 (%)
實施例153 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AAA AAA
實施例154 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AAA AAA
實施例155 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AAA AAA
實施例156 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AAA AAA
實施例157 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AAA AAA
實施例158 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AAA AAA
實施例159 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AAA AAA
實施例160 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AAA AAA
實施例161 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AAA AAA
實施例162 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 AA AA
實施例163 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 A AA
實施例164 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 7.8 AA A
實施例165 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 8.5 AA AA
實施例166 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 10.5 AA A
比較例101 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 D D
比較例102 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 D D
從上述表中示出之結果,確認到若使用本研磨液可獲得所希望的結果。
其中,確認到,在化合物(1)的含量相對於化合物(2)的含量的質量比(比率1)為100以上之情況下,本發明之效果更加優異(參閱實施例108及110的結果的比較等)。 又,確認到,在化合物(1)的含量相對於化合物(2)的含量的質量比(比率1)為20000以下之情況下,本發明之效果更加優異(參閱實施例107及109的結果的比較等)。
確認到,在本研磨液包含陰離子系界面活性劑之情況下,侵蝕抑制性優異(參閱實施例106及111的結果的比較等)。
確認到,在本研磨液包含鈍化膜形成劑之情況下,侵蝕抑制性優異(參閱實施例106及112~124的結果的比較等)。 其中,確認到,在本研磨液包含1,4,5,8-萘四甲酸或6-羥基-2-萘甲酸作為鈍化膜形成劑之情況下,本發明之效果比包含其他鈍化膜形成劑之情況更加優異(參閱實施例112~124的結果的比較等)。 又,確認到,在本研磨液包含ClogP值為1.0以上的鈍化膜形成劑之情況下,侵蝕抑制性比包含ClogP值小於1.0的鈍化膜形成劑的情況更加優異(參閱實施例125及127的結果的比較等)。
確認到,在本研磨液包含鈍化膜形成劑及陰離子系界面活性劑這兩者之情況下,本發明之效果更加優異(參閱實施例111~137的結果的比較等)。 其中,確認到,在陰離子系界面活性劑的ClogP值減去鈍化膜形成劑的ClogP值所得之差值(ΔClogP值)為2.50以上之情況下,侵蝕抑制性優異(參閱實施例126~137的結果的比較等)。 又,確認到,在鈍化膜形成劑的含量相對於陰離子系界面活性劑的含量的質量比(比率3)小於300之情況下,本發明之效果更加優異,以及該比率3小於200之情況下,本發明之效果進一步優異及侵蝕抑制性更加優異(參閱實施例149、162及163的結果的比較等)。
確認到,在本研磨液包含有機酸之情況下,本發明之效果更加優異及侵蝕抑制性優異(參閱實施例126、138~144及149~154的結果的比較等)。 其中,確認到,在研磨液中的有機酸的含量相對於化合物(2)的含量的質量比(比率2)為400以上之情況下,本發明之效果更加優異(參閱實施例147及148的結果的比較等)。 又,確認到,在化合物(1)的含量相對於化合物(2)的含量的質量比(比率1)為20000以下之情況下,本發明之效果更加優異(參閱實施例145及146的結果的比較等)。
確認到,在本研磨液的pH為8.0以上之情況下,侵蝕抑制性優異以及在本研磨液的pH為8.7以上之情況下,本發明之效果及侵蝕抑制性更加優異(參閱實施例144、164及165的結果的比較等)。 又,確認到,在本研磨液的pH小於10.5之情況下,本發明之效果及侵蝕抑制性更加優異(參閱實施例144及166的結果的比較等)。
《實施例2B》 此外,使用上述實施例144、146、147及149~152的研磨液,變更研磨壓力(使被研磨面與研磨墊接觸之接觸壓力)並進行了以下試驗。
[試驗] <Scratch抑制性的評價-3> 使用FREX300SII(研磨裝置),將研磨液供給速度固定於0.28ml/(min·cm2 ),以設為下述表7中示出之研磨壓力之條件下,研磨了與上述的<Dishing抑制性的評價-1>中使用之晶圓相同的晶圓。 首先,使用CSL5250C(產品名稱、FUJIFILM PLANAR SOLUTIONS公司製造),在非配線部的Co(塊體)被完全研磨之後,進一步進行了10秒鐘的研磨。然後,使用實施例134~140的各研磨液並以相同的條件研磨了1分鐘。 藉由清洗單元並用清洗液(pCMP液)(鹼清洗液:CL9010(FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd.製造))對研磨後的晶圓清洗1分鐘,進一步進行30分鐘IPA(異丙醇)清洗之後進行了乾燥處理。 用缺陷檢測裝置測量所獲得之晶圓,並確定存在長徑為0.06μm以上的缺陷之座標之後,對所確定之座標中的缺陷的種類進行了分類。對晶圓上檢測之Scratch(劃痕狀的缺陷)的數進行了如下區分。 Scratch的數越少,則能夠評價為Scratch抑制性越優異。 AAA:Scratch為1個以下 AA:Scratch為2~3個 A:Scratch為4~5個 B:Scratch為6~10個 C:Scratch為11~15個 D:Scratch為16個以上
<Uniformity的評價-3> 除了使用上述實施例144、146、147及149~152的研磨液以外,以與<Uniformity的評價-1>相同之方式進行了Uniformity的評價。
以下,示出變更接觸壓力並進行之上述試驗的評價結果。
[表26]
表7 研磨壓力(psi)
0.25 0.5 1 2 3 3.5
實施例144 Scratch抑制性 A AA AA AA AA C
Uniformity C AA AAA AAA AAA B
實施例146 Scratch抑制性 A AA AA AA AA C
Uniformity C AA AAA AAA AAA B
實施例147 Scratch抑制性 A AA AA AA AA C
Uniformity C AA AAA AAA AAA B
實施例149 Scratch抑制性 A AA AA AA AA C
Uniformity C AA AAA AAA AAA B
實施例150 Scratch抑制性 A AA AA AA AA C
Uniformity C AA AAA AAA AAA B
實施例151 Scratch抑制性 AA AAA AAA AAA AAA B
Uniformity C AA AAA AAA AAA B
實施例152 Scratch抑制性 AA AAA AAA AAA AAA B
Uniformity C AA AAA AAA AAA B
如上述表所示,確認到研磨壓力為0.5~3.0psi為較佳,1.0~3.0psi為更佳。
《實施例2C》 此外,使用上述實施例144、146、147及149~152的研磨液變更研磨液供給速度並進行了以下試驗。
[試驗] <Scratch抑制性的評價-4> 除了如下述表所示分別變更研磨液供給速度及將研磨壓力固定於2.0psi以外,以與<Scratch抑制性的評價-3>相同的方式進行了Scratch抑制性的評價。
<Uniformity的評價-4> 又,除了如下述表所示分別變更研磨液供給速度及將研磨壓力固定於2.0psi以外,以與<Uniformity的評價-3>相同的方式進行了Uniformity的評價。
以下,示出變更研磨液供給速度並進行之試驗的評價結果。
[表27]
表8 研磨液供給速度(ml/(min·cm2 ))
0.1 0.14 0.21 0.28 0.35 0.4
實施例144 Scratch抑制性 C AA AA AA AA A
Uniformity B AA AAA AAA AAA C
實施例146 Scratch抑制性 C AA AA AA AA A
Uniformity B AA AAA AAA AAA C
實施例147 Scratch抑制性 C AA AA AA AA A
Uniformity B AA AAA AAA AAA C
實施例149 Scratch抑制性 C AA AA AA AA A
Uniformity B AA AAA AAA AAA C
實施例150 Scratch抑制性 C AA AA AA AA A
Uniformity B AA AAA AAA AAA C
實施例151 Scratch抑制性 C AAA AAA AAA AAA AA
Uniformity B AA AAA AAA AAA C
實施例152 Scratch抑制性 C AAA AAA AAA AAA AA
Uniformity B AA AAA AAA AAA C
如上述表所示,確認到研磨液供給速度為0.14~0.35ml/(min·cm2 )為較佳,0.21~0.35ml/(min·cm2 )為更佳。
《實施例2D》 此外,使用上述實施例144、146、147及149~152的研磨液,變更清洗液(pCMP液)的種類並進行了以下試驗。
[試驗] <Residue抑制性的評價-2> 除了將研磨壓力固定於2.0psi,並且如表9所示之方式分別變更所使用之清洗液的種類以外,以與<Scratch抑制性的評價-3>相同的方式對晶圓進行了處理。 用缺陷檢測裝置測量所獲得之晶圓,並確定存在長徑為0.06μm以上的缺陷之座標之後,對所確定之座標中的缺陷的種類進行了分類。將晶圓上檢測之Residue(基於殘渣之缺陷)的數進行了如下區分。 Residue的數越少,則能夠評價為Residue抑制性越優異。 AAA:Residue數小於200個 AA:Residue數為200個以上且小於350個 A:Residue數為350個以上且小於500個 B:Residue數為500個以上且小於750個 C:Residue數為750個以上且小於1000個 D:Residue數為1000個以上
<Corrosion抑制性的評價-2> 以與上述的<Residue抑制性的評價-2>相同的方式對晶圓進行了處理。 用AFM(原子力顯微鏡)並以N=3測量所獲得之晶圓中的在被研磨面表面露出之Co配線(寬度為100μm的配線)上的Surface Roughness(表面粗糙度Ra),並將其平均的Ra進行了如下區分。 Ra越小,則能夠評價為Corrosion(腐蝕)抑制性越優異。 AAA:測量區域5μm的Ra小於1.0nm AA:測量區域5μm的Ra為1.0nm以上且小於1.5nm A:測量區域5μm的Ra為1.5nm以上且小於2.0nm B:測量區域5μm的Ra為2.0nm以上且小於2.5nm C:測量區域5μm的Ra為2.5nm以上且小於3.0nm D:測量區域5μm的Ra為3.0nm以上
以下,示出變更清洗液的種類,並進行之試驗的評價結果。
[表28]
表9 清洗液
DIW Acidic Alkaline
實施例144 Residue抑制性 C B AAA
Corrosion抑制性 AAA C AAA
實施例146 Residue抑制性 C B AAA
Corrosion抑制性 AAA C AAA
實施例147 Residue抑制性 C B AAA
Corrosion抑制性 AAA C AAA
實施例149 Residue抑制性 C B AAA
Corrosion抑制性 AAA C AAA
實施例150 Residue抑制性 C B AAA
Corrosion抑制性 AAA C AAA
實施例151 Residue抑制性 C B AAA
Corrosion抑制性 AAA C AAA
實施例152 Residue抑制性 C B AAA
Corrosion抑制性 AAA C AAA
DIW:水 Acidic:CLEAN100(FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd.製造:酸性清洗液) Alkaline:CL9010(FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd.製造:鹼清洗液)
如上述表所示,確認到清洗液為鹼清洗液為較佳。
《實施例2E》 此外,使用上述實施例134~140的研磨液,變更被研磨體的種類並進行了以下試驗。
[試驗] <RR(研磨速度)的評價-3> 使用FREX300SII(研磨裝置),並以研磨壓力設為2.0psi、研磨液供給速度設為0.28ml/(min·cm2 )之條件,研磨了具有表面由Co、Cu、TiN、Ta、TaN、SiN、TEOS、SiOC或SiC構成之膜之晶圓(直徑為12英吋(30.48cm))。 將研磨時間設為1分鐘,測量研磨前後之膜厚,由其差分計算研磨速度RR(nm/min),並以下述區分評價了對各材料的研磨速度。
(膜為TiN、Ta、TaN、TEOS或SiOC之情況) A:RR為50nm/min以上 B:RR小於50nm/min
(膜為Co、SiN或SiC之情況) A:RR為20nm/min以上 B:RR小於20nm/min
以下,示出評價結果。 另外,Co的研磨速度相對於TiN、Ta、TaN、SiN、TEOS、SiOC或SiC的研磨速度的速度比(Co的研磨速度/TiN、Ta、TaN、SiN、TEOS、SiOC或SiC的研磨速度)均在大於0.05且小於5的範圍內。
[表29]
表10 研磨對象
Co TiN Ta TaN SiN TEOS SiOC SiC
實施例144 A A A A A A A A
實施例146 A A A A A A A A
實施例147 A A A A A A A A
實施例149 A A A A A A A A
實施例150 A A A A A A A A
實施例151 A A A A A A A A
實施例152 A A A A A A A A
如上述結果所示,確認到本研磨液在對Co的研磨速度與對TiN、Ta、TaN、SiN、TEOS、SiOC或SiC的研磨速度之間沒有極端的速度差,且作為用於去除屏障層等之研磨液為較佳。 另外,本研磨液藉由調節研磨液中的過氧化氫的含量,能夠任意地調節對Co的研磨速度(例如,在0~30nm/min之間調節)。
《實施例3A》 [研磨液的製作] <原料> 使用上述實施例1A中研磨液的製作中所使用之原料及以下原料而製作了下述表11-1~表11-4中記載之研磨液。
(高分子化合物) ·PAA(聚丙烯酸)
(陽離子化合物) ·TBAH(氫氧化四丁基銨)
<研磨液的製備> 以與上述實施例1A中的<研磨液的製備>相同的方式進行各原料(或其水溶液)的過濾處理,並混合過濾處理後的各原料(或其水溶液)而製備了下述表11-1~表11-4中示出之實施例或比較例的研磨液。
將所製造之研磨液的成分示於下述表11-1~表11-4中。 表中的“量”欄、“%”欄、“ppm”欄、作為pH調節劑的含量的“調節”的記載、作為水的添加量的“殘部”的記載、“ΔClogP”欄及“比率1”欄均表示與上述實施例2A中的表6中的各欄中記載的項目相同。 表中的“比率2”欄表示研磨液中的鈍化膜形成劑的含量相對於陰離子系界面活性劑的含量的質量比(鈍化膜形成劑的含量/陰離子系界面活性劑的含量)。 “ΔClogP”欄表示陰離子系界面活性劑的ClogP值減去鈍化膜形成劑的ClogP值所得之差值(陰離子系界面活性劑的ClogP值-鈍化膜形成劑的ClogP值)。 表中,“分子量”欄表示,使用HLC-8020GPC(TOSOH CORPORATION製造),作為管柱使用TSKgel SuperHZM-H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ2000(TOSOH CORPORATION製造、4.6mmID×15cm),作為洗提液使用THF(四氫呋喃),並利用GPC法測量之、高分子化合物的重量平均分子量的聚苯乙烯換算值。
例如,實施例201的研磨液包含2.00質量%的作為膠體二氧化矽的PL1、0.005質量%的作為化合物(1)的5-甲基苯并三唑、0.03質量ppm的作為化合物(2)的具有上述結構式之化合物A、0.1質量%的作為高分子化合物的聚丙烯酸、1.0質量%的過氧化氫、0.05質量%的作為有機溶劑的乙二醇及作為最終的研磨液整體pH成為3.2的量的pH調節劑,剩餘成分為水。
[試驗] 使用所獲得之研磨液分別進行了以下評價。
<Dishing抑制性的評價-3> 以與實施例2A的<Dishing抑制性的評價-2>相同的方式進行了Dishing抑制性的評價。
<Erosion抑制性的評價-2> 以與實施例2A的<Erosion抑制性的評價-1>相同的方式進行了Erosion抑制性的評價。
下述表11-1~表11-4中示出,使用實施例或比較例的各研磨液進行的試驗的評價結果。
[表30]
表11-1 膠體二氧化矽 化合物(1) 化合物(2) 化合物(3) 比率1
種類 量 (%) 種類 量 (%) 種類 量 (ppm) 種類 量 (ppm)
實施例201 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 0.030 1667
實施例202 PL1 2.00 BTA 0.0050 化合物B 0.050 1000
實施例203 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物C 0.030 1667
實施例204 PL1 2.00 四唑 0.0050 化合物D 0.030 1667
實施例205 PL1 2.00 四唑 0.0050 化合物E 0.050 1000
實施例206 PL1 4.50 5-MBTA 0.0500 化合物A 0.020 25000
實施例207 PL1 4.50 5-MBTA 0.0005 化合物A 0.040 125
實施例208 PL1 4.50 5-MBTA 0.0050 化合物A 0.002 19608
實施例209 PL1 4.50 5-MBTA 0.0025 化合物A 0.300 83
實施例210 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例211 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例212 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例213 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例214 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例215 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例216 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例217 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例218 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例219 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例220 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
[表31]
表11-1 (續) 鈍化膜形成劑 高分子化合物 陽離子化合物 陰離子系界面活性劑
種類 ClogP 量 (%) 種類 分子量 量 (%) 種類 量 (%) 種類 ClogP 量 (%)
實施例201 PAA 25000 0.1
實施例202 PAA 25000 0.1
實施例203 PAA 25000 0.1
實施例204 PAA 25000 0.1
實施例205 PAA 25000 0.1
實施例206 PAA 25000 0.1
實施例207 PAA 25000 0.1
實施例208 PAA 25000 0.1
實施例209 PAA 25000 0.1
實施例210 PAA 25000 0.1
實施例211 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.002
實施例212 鄰苯二甲酸 0.81 0.10 PAA 25000 0.1
實施例213 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 PAA 25000 0.1
實施例214 4-硝基鄰苯二甲酸 1 0.10 PAA 25000 0.1
實施例215 水楊酸 2.06 0.10 PAA 25000 0.1
實施例216 4-Me水楊酸 2.52 0.10 PAA 25000 0.1
實施例217 鄰胺苯甲酸 1.21 0.10 PAA 25000 0.1
實施例218 4-Me苯甲酸 2.36 0.10 PAA 25000 0.1
實施例219 4-tBu苯甲酸 3.58 0.10 PAA 25000 0.1
實施例220 4-Pr苯甲酸 3.42 0.10 PAA 25000 0.1
[表32]
表11-1 (續) ΔClogP 比率2 H2 O2 有機溶劑 pH調節劑 pH Dishing 抑制性 Erosion 抑制性
量 (%) 種類 量 (%)
實施例201 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 A B
實施例202 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 A B
實施例203 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 A B
實施例204 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 A B
實施例205 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 A B
實施例206 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 B B
實施例207 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 A B
實施例208 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 A B
實施例209 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 9.0 B B
實施例210 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 A B
實施例211 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 A A
實施例212 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 A A
實施例213 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 A A
實施例214 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 A A
實施例215 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 A A
實施例216 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 A A
實施例217 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 A A
實施例218 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 A A
實施例219 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 A A
實施例220 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 A A
[表33]
表11-2 膠體二氧化矽 化合物(1) 化合物(2) 化合物(3) 比率1
種類 量 (%) 種類 量 (%) 種類 量 (ppm) 種類 量 (ppm)
實施例221 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例222 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例223 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例224 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例225 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例226 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例227 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例228 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例229 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例230 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例231 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例232 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例233 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例234 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例235 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
[表34]
表11-2 (續) 鈍化膜形成劑 高分子化合物 陽離子化合物 陰離子系界面活性劑
種類 ClogP 量 (%) 種類 分子量 量 (%) 種類 量 (%) 種類 ClogP 量 (%)
實施例221 1,4,5,8-萘四甲酸 1.37 0.10 PAA 25000 0.1
實施例222 6-羥基-2-萘甲酸 2.39 0.10 PAA 25000 0.1
實施例223 1-羥基-2-萘甲酸 3.29 0.10 PAA 25000 0.1
實施例224 3-羥基-2-萘甲酸 3.29 0.10 PAA 25000 0.1
實施例225 鄰苯二甲酸 0.81 0.10 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.002
實施例226 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.002
實施例227 4-硝基鄰苯二甲酸 1 0.10 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.002
實施例228 水楊酸 2.06 0.10 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.002
實施例229 4-Me水楊酸 2.52 0.10 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.002
實施例230 鄰胺苯甲酸 1.21 0.10 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.002
實施例231 4-Me苯甲酸 2.36 0.10 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.002
實施例232 4-tBu苯甲酸 3.58 0.10 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.002
實施例233 4-Pr苯甲酸 3.42 0.10 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.002
實施例234 1,4,5,8-萘四甲酸 1.37 0.10 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.002
實施例235 6-羥基-2-萘甲酸 2.39 0.10 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.002
[表35]
表11-2 (續) ΔClogP 比率2 H2 O2 有機溶劑 pH調節劑 pH Dishing 抑制性 Erosion 抑制性
量 (%) 種類 量 (%)
實施例221 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AA A
實施例222 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AA A
實施例223 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 A A
實施例224 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 A A
實施例225 4.74 50.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AA A
實施例226 4.28 50.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AA AA
實施例227 4.55 50.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AA AA
實施例228 3.49 50.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AA AA
實施例229 3.03 50.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AA AA
實施例230 4.34 50.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AA AA
實施例231 3.19 50.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AA AA
實施例232 1.97 50.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AA A
實施例233 2.13 50.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AA A
實施例234 4.18 50.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AAA AA
實施例235 3.16 50.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AAA AA
[表36]
表11-3 膠體二氧化矽 化合物(1) 化合物(2) 化合物(3) 比率1
種類 量 (%) 種類 量 (%) 種類 量 (ppm) 種類 量 (%)
實施例236 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例237 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例238 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例239 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例240 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例241 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例242 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例243 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例244 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例245 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例246 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例247 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例248 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例249 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例250 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
[表37]
表11-3 (續) 鈍化膜形成劑 高分子化合物 陽離子化合物 陰離子系界面活性劑
種類 ClogP 量 (%) 種類 分子量 量 (%) 種類 量 (%) 種類 ClogP 量 (%)
實施例236 1-羥基-2-萘甲酸 3.29 0.10 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.002
實施例237 3-羥基-2-萘甲酸 3.29 0.10 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.002
實施例238 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.001
實施例239 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.010
實施例240 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.025
實施例241 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.500
實施例242 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.01 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.002
實施例243 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.05 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.002
實施例244 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 PAA 25000 0.1 TBAH 0.5 N-LSAR 5.55 0.002
實施例245 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 PAA 25000 0.1 TBAH 0.5 N-LSAR 5.55 0.001
實施例246 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 PAA 25000 0.1 TBAH 0.5 N-LSAR 5.55 0.010
實施例247 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 PAA 25000 0.1 TBAH 0.5 N-LSAR 5.55 0.025
實施例248 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 PAA 25000 0.1 TBAH 0.5 N-LSAR 5.55 0.500
實施例249 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.01 PAA 25000 0.1 TBAH 0.5 N-LSAR 5.55 0.002
實施例250 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.05 PAA 25000 0.1 TBAH 0.5 N-LSAR 5.55 0.002
[表38]
表11-3 (續) ΔClogP 比率2 H2 O2 有機溶劑 pH調節劑 pH Dishing 抑制性 Erosion 抑制性
量 (%) 種類 量 (%)
實施例236 2.26 50.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AA A
實施例237 2.26 50.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AA A
實施例238 4.28 125.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AA AA
實施例239 4.28 10.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AA AA
實施例240 4.28 4.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AA AA
實施例241 4.28 0.2 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AA AA
實施例242 4.28 5.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AA AA
實施例243 4.28 25.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AA AA
實施例244 4.28 50.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AAA AAA
實施例245 4.28 125.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AAA AAA
實施例246 4.28 10.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AAA AAA
實施例247 4.28 4.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AAA AAA
實施例248 4.28 0.2 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AAA AAA
實施例249 4.28 5.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AAA AAA
實施例250 4.28 25.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AAA AAA
[表39]
表11-4 膠體二氧化矽 化合物(1) 化合物(2) 化合物(3) 比率1
種類 量 (%) 種類 量 (%) 種類 量 (ppm) 種類 量 (%)
實施例251 PL1 2.00 5-MBTA 1-HBTA 0.0050 0.0100 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 2778
實施例252 PL1 2.00 5-MBTA 1-HBTA 0.0050 0.0100 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 2778
實施例253 PL1 2.00 5-MBTA 1-HBTA 0.0050 0.0100 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 2778
實施例254 PL1 2.00 5-MBTA 1-HBTA 0.0050 0.0100 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 2778
實施例255 PL1 2.00 5-MBTA 1-HBTA 0.0050 0.0100 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 2778
實施例256 PL1 2.00 5-MBTA 1-HBTA 0.0050 0.0100 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 2778
實施例257 PL1 2.00 5-MBTA 1-HBTA 0.0050 0.0100 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 2778
實施例258 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例259 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例260 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例261 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
實施例262 PL1 2.00 5-MBTA 0.0050 化合物A 化合物B 化合物C 0.030 0.030 0.030 556
比較例201 PL1 2.00 1-HBTA 0.0030 5-Ate 0.003
[表40]
表11-4 (續) 鈍化膜形成劑 高分子化合物 陽離子化合物 陰離子系界面活性劑
種類 ClogP 量 (%) 種類 分子量 量 (%) 種類 量 (%) 種類 ClogP 量 (%)
實施例251 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 PAA 25000 0.1 TBAH 0.5 N-LSAR 5.55 0.002
實施例252 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 PAA 25000 0.1 TBAH 0.5 N-LSAR 5.55 0.001
實施例253 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 PAA 25000 0.1 TBAH 0.5 N-LSAR 5.55 0.010
實施例254 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 PAA 25000 0.1 TBAH 0.5 N-LSAR 5.55 0.025
實施例255 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 PAA 25000 0.1 TBAH 0.5 N-LSAR 5.55 0.500
實施例256 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.01 PAA 25000 0.1 TBAH 0.5 N-LSAR 5.55 0.002
實施例257 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.05 PAA 25000 0.1 TBAH 0.5 N-LSAR 5.55 0.002
實施例258 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.40 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.002
實施例259 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.60 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.002
實施例260 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.002
實施例261 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.002
實施例262 4-Me鄰苯二甲酸 1.27 0.10 PAA 25000 0.1 N-LSAR 5.55 0.002
比較例201 PAA 25000 0.1
[表41]
表11-4 (續) ΔClogP 比率2 H2 O2 有機溶劑 pH調節劑 pH Dishing 抑制性 Erosion 抑制性
量 (%) 種類 量 (%)
實施例251 4.28 50.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AAA AAA
實施例252 4.28 125.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AAA AAA
實施例253 4.28 10.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AAA AAA
實施例254 4.28 4.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AAA AAA
實施例255 4.28 0.2 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AAA AAA
實施例256 4.28 5.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AAA AAA
實施例257 4.28 25.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 AAA AAA
實施例258 4.28 200.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 A AA
實施例259 4.28 300.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 B AA
實施例260 4.28 50.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 2.0 A B
實施例261 4.28 50.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 2.5 A A
實施例262 4.28 50.0 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 4.0 A A
比較例201 1.0 ETG 0.05 調節 殘部 3.2 D D
從上述表中示出之結果確認到若使用本研磨液可獲得所希望的結果。
其中,確認到,在化合物(1)的含量相對於化合物(2)的含量的質量比(比率1)為100以上之情況下,本發明之效果更加優異(參閱實施例207及209的結果的比較等)。 又,確認到,在化合物(1)的含量相對於化合物(2)的含量的質量比(比率1)為20000以下之情況下,本發明之效果更加優異(參閱實施例206及208的結果的比較等)。
確認到,在本研磨液包含陰離子系界面活性劑之情況下,侵蝕抑制性優異(參閱實施例210及211的結果的比較等)。
確認到,在本研磨液包含鈍化膜形成劑之情況下,侵蝕抑制性優異(參閱實施例210及212~224的結果的比較等)。 其中,確認到,在本研磨液包含1,4,5,8-萘四甲酸或6-羥基-2-萘甲酸作為鈍化膜形成劑之情況下,本發明之效果比包含其他鈍化膜形成劑之情況更加優異(參閱實施例212~224的結果的比較等)。 又,確認到,在本研磨液包含ClogP值為1.0以上的鈍化膜形成劑之情況下,侵蝕抑制性比包含ClogP值小於1.0的鈍化膜形成劑的情況更加優異(參閱實施例225及227的結果的比較等)。
確認到,在本研磨液包含鈍化膜形成劑及陰離子系界面活性劑這兩者之情況下,本發明之效果更加優異(參閱實施例211~237的結果的比較等)。 其中,確認到,在陰離子系界面活性劑的ClogP值減去鈍化膜形成劑的ClogP值所得之差值(ΔClogP值)為2.50以上之情況下,侵蝕抑制性優異(參閱實施例224~237的結果的比較等)。 又,確認到,在鈍化膜形成劑的含量相對於陰離子系界面活性劑的含量的質量比(比率2)小於300之情況下,本發明之效果更加優異,以及該比率2小於200之情況下,本發明之效果進一步優異(參閱實施例252、258及259的結果的比較等)。
確認到,在本研磨液包含陽離子化合物之情況下,本發明之效果更加優異及侵蝕抑制性優異(參閱實施例226及238~257的結果的比較等)。
確認到,在本研磨液的pH為2.2以上之情況下,侵蝕抑制性優異以及在本研磨液的pH為2.7以上之情況下,本發明之效果及侵蝕抑制性更加優異(參閱實施例226、260及261的結果的比較等)。 又,確認到,在本研磨液的pH小於4.0之情況下,本發明之效果及侵蝕抑制性更加優異(參閱實施例226及262的結果的比較等)。
《實施例3B》 此外,使用上述實施例244~250的研磨液,變更研磨壓力(使被研磨面與研磨墊接觸之接觸壓力)並進行了以下試驗。
[試驗] <Scratch抑制性的評價-5> 以與實施例2B的<Scratch抑制性的評價-3>相同的方式進行了Scratch抑制性的評價。
<Uniformity的評價-5> 以與實施例2B的<Uniformity抑制性的評價-3>相同的方式進行了Uniformity抑制性的評價。
以下,示出變更接觸壓力並進行之上述試驗的評價結果。
[表42]
表12 研磨壓力(psi)
0.25 0.5 1 2 3 3.5
實施例244 Scratch抑制性 A AA AA AA AA C
Uniformity C AA AAA AAA AAA B
實施例245 Scratch抑制性 A AA AA AA AA C
Uniformity C AA AAA AAA AAA B
實施例246 Scratch抑制性 A AA AA AA AA C
Uniformity C AA AAA AAA AAA B
實施例247 Scratch抑制性 A AA AA AA AA C
Uniformity C AA AAA AAA AAA B
實施例248 Scratch抑制性 A AA AA AA AA C
Uniformity C AA AAA AAA AAA B
實施例249 Scratch抑制性 AA AAA AAA AAA AAA B
Uniformity C AA AAA AAA AAA B
實施例250 Scratch抑制性 AA AAA AAA AAA AAA B
Uniformity C AA AAA AAA AAA B
如上述表所示,確認到研磨壓力為0.5~3.0psi為較佳,1.0~3.0psi為更佳。
《實施例3C》 此外,使用上述實施例244~250的研磨液變更研磨液供給速度並進行了以下試驗。
[試驗] <Scratch抑制性的評價-6> 以與實施例2C的<Scratch抑制性的評價-4>相同的方式進行了Scratch抑制性的評價。
<Uniformity的評價-6> 以與實施例2C的<Uniformity抑制性的評價-4>相同的方式進行了Uniformity抑制性的評價。
以下,示出變更研磨液供給速度並進行之試驗的評價結果。
[表43]
表13 研磨液供給速度(ml/(min·cm2 ))
0.1 0.14 0.21 0.28 0.35 0.4
實施例244 Scratch抑制性 C AA AA AA AA A
Uniformity B AA AAA AAA AAA C
實施例245 Scratch抑制性 C AA AA AA AA A
Uniformity B AA AAA AAA AAA C
實施例246 Scratch抑制性 C AA AA AA AA A
Uniformity B AA AAA AAA AAA C
實施例247 Scratch抑制性 C AA AA AA AA A
Uniformity B AA AAA AAA AAA C
實施例248 Scratch抑制性 C AA AA AA AA A
Uniformity B AA AAA AAA AAA C
實施例249 Scratch抑制性 C AAA AAA AAA AAA AA
Uniformity B AA AAA AAA AAA C
實施例250 Scratch抑制性 C AAA AAA AAA AAA AA
Uniformity B AA AAA AAA AAA C
如上述表所示,確認到研磨液供給速度為0.14~0.35ml/(min·cm2 )為較佳,0.21~0.35ml/(min·cm2 )為更佳。
《實施例3D》 此外,使用上述實施例244~250的研磨液,變更清洗液(pCMP液)的種類並進行了以下試驗。
[試驗] <Residue抑制性的評價-3> 以與實施例2D的<Residue抑制性的評價-2>相同的方式進行了Residue抑制性的評價。
<Corrosion抑制性的評價-3> 以與實施例2D的<Corrosion抑制性的評價-2>相同的方式進行了Corrosion抑制性的評價。
以下,示出變更清洗液的種類並進行之試驗的評價結果。
[表44]
表14 清洗液
DIW Acidic Alkaline
實施例244 Residue抑制性 C B AAA
Corrosion抑制性 AAA C AAA
實施例245 Residue抑制性 C B AAA
Corrosion抑制性 AAA C AAA
實施例246 Residue抑制性 C B AAA
Corrosion抑制性 AAA C AAA
實施例247 Residue抑制性 C B AAA
Corrosion抑制性 AAA C AAA
實施例248 Residue抑制性 C B AAA
Corrosion抑制性 AAA C AAA
實施例249 Residue抑制性 C B AAA
Corrosion抑制性 AAA C AAA
實施例250 Residue抑制性 C B AAA
Corrosion抑制性 AAA C AAA
DIW:水 Acidic:CLEAN100(FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd.製造:酸性清洗液) Alkaline:CL9010(FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd.製造:鹼清洗液)
如上述表所示,確認到清洗液為鹼清洗液為較佳。
《實施例3E》 此外,使用上述實施例244~250的研磨液,變更被研磨體的種類並進行了以下試驗。
[試驗] <RR(研磨速度)的評價-4> 以與實施例2E的<RR(研磨速度)的評價-3>相同的方式進行了研磨速度的評價。
以下,示出評價結果。 另外,Co的研磨速度相對於TiN、Ta、TaN、SiN、TEOS、SiOC或SiC的研磨速度的速度比(Co的研磨速度/TiN、Ta、TaN、SiN、TEOS、SiOC或SiC的研磨速度)均在大於0.05且小於5的範圍內。
[表45]
表15 研磨對象
Co TiN Ta TaN SiN TEOS SiOC SiC
實施例244 A A A A A A A A
實施例245 A A A A A A A A
實施例246 A A A A A A A A
實施例247 A A A A A A A A
實施例248 A A A A A A A A
實施例249 A A A A A A A A
實施例250 A A A A A A A A
如上述結果所示,確認到本研磨液在對Co的研磨速度與對TiN、Ta、TaN、SiN、TEOS、SiOC或SiC的研磨速度之間沒有極端的速度差,且作為用於去除屏障層等之研磨液為較佳。 另外,本研磨液藉由調節研磨液中的過氧化氫的含量,能夠任意地調節對Co的研磨速度(例如,在0~30nm/min之間調節)。
10a、10b:被研磨體 10c:經研磨之被研磨體 12:含鈷膜 14:屏障層 16:層間絕緣膜 18:塊體層
圖1是示出實施化學機械研磨方法之被研磨體的一例之示意圖。 圖2是示出實施化學機械研磨方法之被研磨體的另一例之示意圖。 圖3是示出藉由實施化學機械研磨方法而獲得之經研磨之被研磨體的一例之示意圖。
10a:被研磨體
12:含鈷膜
14:屏障層
16:層間絕緣膜
18:塊體層

Claims (23)

  1. 一種研磨液,其是使用於具有含鈷膜之被研磨體的化學機械研磨,前述研磨液包含: 膠體二氧化矽; 含氮芳香族雜環化合物;及 過氧化氫, 作為前述含氮芳香族雜環化合物,至少包含含氮芳香族雜環化合物(1)及與前述含氮芳香族雜環化合物(1)不同之含氮芳香族雜環化合物(2), 前述含氮芳香族雜環化合物(1)及前述含氮芳香族雜環化合物(2)是選自包括下述通式(I)所表示之化合物、下述通式(II)所表示之化合物及下述通式(III)所表示之化合物之群組中的2種或選自包括下述通式(IV)所表示之化合物及下述通式(V)所表示之化合物之群組中的2種,
    Figure 03_image027
    通式(I)中,R11 及R12 分別獨立地表示氫原子或經取代或未經取代的烴基,又,R11 與R12 可以相互鍵結而形成環,
    Figure 03_image029
    通式(II)中,R21 及R22 分別獨立地表示氫原子、羥基或經取代或未經取代的烴基,其中,R21 為氫原子之情況下,R22 表示經取代或未經取代的烴基,
    Figure 03_image031
    通式(III)中,R31 表示經取代或未經取代的烴基,R32 表示氫原子或經取代或未經取代的烴基,
    Figure 03_image007
    通式(IV)中,R41 表示氫原子,R42 表示氫原子、羥基、巰基或胺基,
    Figure 03_image009
    通式(V)中,R51 及R52 分別獨立地表示氫原子或經取代或未經取代的烴基,其中,R51 及R52 中的至少一者表示經取代或未經取代的烴基。
  2. 如請求項1所述的研磨液,其是進一步包含選自包括下述通式(1)所表示之化合物及下述通式(2)所表示之化合物之群組中的1種以上的鈍化膜形成劑,
    Figure 03_image023
    通式(1)中,R1 ~R5 分別獨立地表示氫原子或取代基, R1 ~R5 中的相鄰的2個彼此可以相互鍵結而形成環, 通式(2)中,R6 ~R10 分別獨立地表示氫原子或取代基, R6 ~R10 中的相鄰的2個彼此可以相互鍵結而形成環。
  3. 如請求項2所述的研磨液,其中前述鈍化膜形成劑的ClogP值為1.0~3.8。
  4. 如請求項2或請求項3所述的研磨液,其中 前述鈍化膜形成劑包含選自包括4-甲基鄰苯二甲酸、4-硝基鄰苯二甲酸、水楊酸、4-甲基水楊酸、鄰胺苯甲酸、4-甲基苯甲酸、4-第三丁基苯甲酸、4-丙基苯甲酸、1,4,5,8-萘四甲酸、6-羥基-2-萘甲酸、1-羥基-2-萘甲酸、3-羥基-2-萘甲酸、喹哪啶酸、8-羥基喹啉及2-甲基-8-羥基喹啉之群組中的1種以上。
  5. 如請求項2或請求項3所述的研磨液,其是進一步包含陰離子系界面活性劑。
  6. 如請求項5所述的研磨液,其中 前述鈍化膜形成劑的含量相對於前述陰離子系界面活性劑的含量的質量比為大於0.01且小於150。
  7. 如請求項5所述的研磨液,其中 前述陰離子系界面活性劑的ClogP值減去前述鈍化膜形成劑的ClogP值所得之差值大於2.00且小於8.00。
  8. 如請求項5所述的研磨液,其中 前述陰離子系界面活性劑的ClogP值減去前述鈍化膜形成劑的ClogP值所得之差值為2.50~6.00。
  9. 如請求項1或請求項2所述的研磨液,其是進一步包含選自包括甘胺酸、丙胺酸、肌胺酸、亞胺基二乙酸、聚羧酸及聚膦酸之群組中的1種以上的有機酸。
  10. 如請求項1或請求項2所述的研磨液,其是進一步包含除了前述通式(I)~(V)所表示之化合物以外的含氮芳香族雜環化合物。
  11. 如請求項1或請求項2所述的研磨液,其是進一步包含高分子化合物。
  12. 如請求項1或請求項2所述的研磨液,其是進一步包含陽離子化合物。
  13. 如請求項1或請求項2所述的研磨液,其中 前述含氮芳香族雜環化合物(1)的含量相對於前述含氮芳香族雜環化合物(2)的含量的質量比為30~15000。
  14. 如請求項1或請求項2所述的研磨液,其中 前述研磨液的pH為2.0~12.0。
  15. 如請求項1或請求項2所述的研磨液,其是進一步包含有機溶劑。
  16. 如請求項1或請求項2所述的研磨液,其中 前述膠體二氧化矽的含量相對於前述研磨液的總質量為10質量%以下, 前述膠體二氧化矽的平均一次粒徑為60nm以下。
  17. 如請求項1或請求項2所述的研磨液,其中 固體成分濃度為5質量%以上, 以質量基準計稀釋2倍以上來使用。
  18. 一種化學機械研磨方法,其是包括以下製程: 將如請求項1至請求項17中任一項所述之研磨液供給至安裝於研磨平台之研磨墊,並且使被研磨體的被研磨面與前述研磨墊接觸,藉由使前述被研磨體和前述研磨墊相對移動而研磨前述被研磨面,以獲得經研磨之被研磨體。
  19. 如請求項18所述的化學機械研磨方法,其中 研磨壓力為0.5~3.0psi。
  20. 如請求項18或請求項19所述的化學機械研磨方法,其中 供給至前述研磨墊之前述研磨液的供給速度為0.14~0.35ml/(min·cm2 )。
  21. 如請求項18或請求項19所述的化學機械研磨方法,其中 前述被研磨體至少具有含有鈷之第1層以及除了前述第1層以外的第2層, 前述第2層包含選自包括鉭、氮化鉭、氮化鈦、氮化矽、四乙氧基矽烷、碳氧化矽及碳化矽之群組中的1種以上的材料。
  22. 如請求項18或請求項19所述的化學機械研磨方法,其是在獲得前述經研磨之被研磨體之製程之後,進一步包括用鹼清洗液清洗前述經研磨之被研磨體之製程。
  23. 一種研磨液,其是使用於被研磨體的化學機械研磨,前述研磨液包含: 研磨粒; 含氮芳香族雜環化合物;及 過氧化氫, 作為前述含氮芳香族雜環化合物,至少包含含氮芳香族雜環化合物(1)及與前述含氮芳香族雜環化合物(1)不同之含氮芳香族雜環化合物(2), 前述含氮芳香族雜環化合物(1)及前述含氮芳香族雜環化合物(2)是選自包括下述通式(I)所表示之化合物、下述通式(II)所表示之化合物及下述通式(III)所表示之化合物之群組中的2種或選自包括下述通式(IV)所表示之化合物及下述通式(V)所表示之化合物之群組中的2種,
    Figure 03_image027
    通式(I)中,R11 及R12 分別獨立地表示氫原子或經取代或未經取代的烴基,又,R11 與R12 可以相互鍵結而形成環,
    Figure 03_image029
    通式(II)中,R21 及R22 分別獨立地表示氫原子、羥基或經取代或未經取代的烴基,其中,R21 為氫原子之情況下,R22 表示經取代或未經取代的烴基,
    Figure 03_image031
    通式(III)中,R31 表示經取代或未經取代的烴基,R32 表示氫原子或經取代或未經取代的烴基,
    Figure 03_image007
    通式(IV)中,R41 表示氫原子,R42 表示氫原子、羥基、巰基或胺基,
    Figure 03_image009
    通式(V)中,R51 及R52 分別獨立地表示氫原子或經取代或未經取代的烴基,其中,R51 及R52 中的至少一者表示經取代或未經取代的烴基。
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