JP2006147993A - Polishing solution for cmp and polishing method - Google Patents

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隆 篠田
Takashi Sakurada
剛史 桜田
Tadahiro Kimura
忠広 木村
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing solution for achieving improved flatness of a polished surface, making the polishing speed for an interlayer insulating film as high as that for a barrier layer or a wiring portion metal, making the polishing speed for the interlayer insulating film large, suppressing the flocculation of particles, preventing the reduction in the polishing speed for a wiring portion, further enabling the adjustment of the polishing speed for the wiring portion, and reducing the metal residues and polishing flaws after the polishing, and to provide a polishing method in the manufacture of a highly reliable low cost semiconductor device etc. having excellent microminiaturization, film-thinning, size precision, and electric characteristics. <P>SOLUTION: This polishing solution for CMP is characterized by containing abrasive grains whose surfaces are denatured by two or more different organic functional groups. This polishing method is characterized by comprising: a first polishing step for polishing an electrically conductive material layer of a substrate, which substrate having the interlayer insulating film whose surface comprising recesses and projections, a barrier conductor layer for coating the surface of the interlayer insulating film, and the electrically conductive material layer for filling the recesses to coat the barrier conductor layer, to expose the barrier conductor layer on the projections; and a second polishing step for subjecting at least the barrier conductor layer and the electrically conductive material layer in the recesses to chemical and mechanical polishing while supplying the polishing solution for CMP to expose the interlayer insulating film in the recesses. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体デバイスの配線形成工程等における研磨に使用されるCMP用研磨液及び研磨方法に関する。   The present invention relates to a polishing liquid for CMP and a polishing method used for polishing in a wiring formation process of a semiconductor device.

近年、半導体集積回路(以下、LSIと記す。)の高集積化、高性能化に伴って新たな微細加工技術が開発されている。化学機械研磨(以下、CMPと記す。)法もその一つであり、LSI製造工程、特に多層配線形成工程における層間絶縁膜の平坦化、金属プラグ形成、埋め込み配線形成において頻繁に利用される技術である。この技術は、例えば特許文献1に開示されている。   In recent years, new microfabrication techniques have been developed along with higher integration and higher performance of semiconductor integrated circuits (hereinafter referred to as LSIs). A chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as CMP) method is one of them, and a technique frequently used in the planarization of an interlayer insulating film, the formation of a metal plug, and the formation of a buried wiring in an LSI manufacturing process, particularly a multilayer wiring forming process. It is. This technique is disclosed in Patent Document 1, for example.

また、最近はLSIを高性能化するために、配線材料となる導電性物質として銅および銅合金の利用が試みられている。しかし、銅または銅合金は従来のアルミニウム合金配線の形成で頻繁に用いられたドライエッチング法による微細加工が困難である。そこで、あらかじめ溝を形成してある絶縁膜上に銅または銅合金の薄膜を堆積して埋め込み、溝部以外の前記薄膜をCMPにより除去して埋め込み配線を形成する、いわゆるダマシン法が主に採用されている。この技術は、例えば特許文献2に開示されている。   Recently, in order to improve the performance of LSIs, attempts have been made to use copper and copper alloys as conductive materials serving as wiring materials. However, it is difficult to finely process copper or a copper alloy by a dry etching method frequently used in the formation of a conventional aluminum alloy wiring. Therefore, a so-called damascene method is mainly employed, in which a thin film of copper or a copper alloy is deposited and embedded on an insulating film in which a groove is formed in advance, and the thin film other than the groove is removed by CMP to form a buried wiring. ing. This technique is disclosed in Patent Document 2, for example.

銅または銅合金等の配線部用金属を研磨する金属CMPの一般的な方法は、円形の研磨定盤(プラテン)上に研磨布(パッド)を貼り付け、研磨布表面を金属用研磨液で浸しながら、基板の金属膜を形成した面を研磨布表面に押し付けて、研磨布の裏面から所定の圧力(以下、研磨圧力と記す。)を金属膜に加えた状態で研磨定盤を回し、研磨液と金属膜の凸部との相対的機械的摩擦によって凸部の金属膜を除去するものである。
CMPに用いられる金属用研磨液は、一般には酸化剤及び砥粒からなっており、必要に応じてさらに酸化金属溶解剤、保護膜形成剤が添加される。まず酸化剤によって金属膜表面を酸化し、その酸化層を砥粒によって削り取るのが基本的なメカニズムと考えられている。凹部の金属表面の酸化層は研磨パッドにあまり触れず、砥粒による削り取りの効果が及ばないので、CMPの進行とともに凸部の金属層が除去されて基板表面は平坦化される。この詳細については非特許文献1に開示されている。
A general method of metal CMP for polishing a metal for a wiring part such as copper or a copper alloy is to apply a polishing cloth (pad) on a circular polishing platen (platen), and to polish the surface of the polishing cloth with a metal polishing liquid. While dipping, the surface of the substrate on which the metal film is formed is pressed against the surface of the polishing cloth, and a predetermined pressure (hereinafter referred to as polishing pressure) is applied to the metal film from the back surface of the polishing cloth, and the polishing platen is turned. The metal film on the convex portion is removed by relative mechanical friction between the polishing liquid and the convex portion of the metal film.
The metal polishing liquid used for CMP is generally composed of an oxidizer and abrasive grains, and a metal oxide solubilizer and a protective film forming agent are further added as necessary. First, it is considered that the basic mechanism is to oxidize the surface of a metal film with an oxidizing agent and scrape the oxidized layer with abrasive grains. Since the oxide layer on the metal surface of the concave portion does not touch the polishing pad so much and the effect of scraping off by the abrasive grains does not reach, the metal layer of the convex portion is removed and the substrate surface is flattened with the progress of CMP. This detail is disclosed in Non-Patent Document 1.

CMPによる研磨速度を高める方法として酸化金属溶解剤を添加することが有効とされている。砥粒によって削り取られた金属酸化物の粒を研磨液に溶解(以下、エッチングと記す。)させてしまうと砥粒による削り取りの効果が増すためであると解釈される。酸化金属溶解剤の添加によりCMPによる研磨速度は向上するが、一方、凹部の金属膜表面の酸化層もエッチングされて金属膜表面が露出すると、酸化剤によって金属膜表面がさらに酸化され、これが繰り返されると凹部の金属膜のエッチングが進行してしまう。このため研磨後に埋め込まれた金属配線の表面中央部分が皿のように窪む現象(以下、ディッシングと記す。)が発生し、平坦化効果が損なわれる。   As a method for increasing the polishing rate by CMP, it is effective to add a metal oxide dissolving agent. It is interpreted that if the metal oxide particles scraped off by the abrasive grains are dissolved in the polishing liquid (hereinafter referred to as etching), the effect of scraping off by the abrasive grains is increased. Although the polishing rate by CMP is improved by adding a metal oxide solubilizer, on the other hand, when the oxide layer on the metal film surface in the recess is also etched to expose the metal film surface, the metal film surface is further oxidized by the oxidant, and this is repeated. As a result, the etching of the metal film in the recesses proceeds. For this reason, a phenomenon occurs in which the central portion of the surface of the metal wiring embedded after polishing is depressed like a dish (hereinafter referred to as dishing), and the planarization effect is impaired.

これを防ぐために、さらに保護膜形成剤が添加される。保護膜形成剤は金属膜表面の酸化層上に保護膜を形成し、酸化層の研磨液中への溶解を防止するものである。この保護膜は砥粒により容易に削り取ることが可能で、CMPによる研磨速度を低下させないことが望まれる。
銅または銅合金のディッシングや研磨中の腐食を抑制し、信頼性の高いLSI配線を形成するために、グリシン等のアミノ酢酸又はアミド硫酸からなる酸化金属溶解剤及び保護膜形成剤としてBTAを含有するCMP用研磨液を用いる方法が提唱されている。この技術は、例えば特許文献3に記載されている。
In order to prevent this, a protective film forming agent is further added. The protective film forming agent forms a protective film on the oxide layer on the surface of the metal film and prevents dissolution of the oxide layer in the polishing liquid. This protective film can be easily scraped off by abrasive grains, and it is desirable not to reduce the polishing rate by CMP.
In order to suppress corrosion during dishing or polishing of copper or copper alloy, and to form a highly reliable LSI wiring, it contains BTA as a protective film forming agent and a metal oxide solubilizer composed of aminoacetic acid or amide sulfuric acid such as glycine A method using a polishing slurry for CMP is proposed. This technique is described in Patent Document 3, for example.

銅または銅合金等のダマシン配線形成やタングステン等のプラグ配線形成等の金属埋め込み形成においては、埋め込み部分以外に形成される層間絶縁膜である二酸化ケイ素膜の研磨速度も大きい場合には、層間絶縁膜ごと配線の厚みが薄くなるシニングが発生する。その結果、配線抵抗の増加が生じるために、研磨される金属膜に対して二酸化ケイ素膜の研磨速度が十分小さい特性が要求される。そこで、酸の解離により生ずる陰イオンにより二酸化ケイ素の研磨速度を抑制するために、研磨液のpHをpKa−0.5よりも大きくする方法が提唱されている。この技術は、例えば特許文献4に記載されている。   In metal embedding formation such as damascene wiring formation such as copper or copper alloy and plug wiring formation such as tungsten, interlayer insulation is used when the polishing rate of the silicon dioxide film which is an interlayer insulating film formed other than the embedded portion is high. Thinning occurs where the thickness of the wiring is reduced with each film. As a result, since the wiring resistance increases, the silicon dioxide film must have a sufficiently low polishing rate with respect to the metal film to be polished. Therefore, in order to suppress the polishing rate of silicon dioxide by anions generated by acid dissociation, a method of making the polishing solution pH higher than pKa-0.5 has been proposed. This technique is described in Patent Document 4, for example.

一方、銅或いは銅合金等の配線部用金属の下層には、層間絶縁膜中への銅拡散防止や密着性向上のためのバリア導体層(以下、バリア層という。)として、例えばタンタル、タンタル合金、窒化タンタル等のタンタル化合物等の層が形成される。したがって、銅或いは銅合金を埋め込む配線部以外では、露出したバリア層をCMPにより取り除く必要がある。しかし、これらのバリア層の導体は、銅或いは銅合金に比べ硬度が高いために、銅或いは銅合金用の研磨材料を組み合わせても十分な研磨速度が得られず、かつ平坦性が悪くなる場合が多い。そこで、配線部用金属を研磨する第1工程と、バリア層を研磨する第2工程からなる2段研磨方法が検討されている。   On the other hand, as a barrier conductor layer (hereinafter referred to as a barrier layer) for preventing copper diffusion into the interlayer insulating film and improving adhesion, for example, tantalum or tantalum is provided below the metal for wiring part such as copper or copper alloy. A layer of an alloy, a tantalum compound such as tantalum nitride, or the like is formed. Therefore, it is necessary to remove the exposed barrier layer by CMP except for the wiring portion in which copper or a copper alloy is embedded. However, the conductors of these barrier layers are harder than copper or copper alloy, so even if a polishing material for copper or copper alloy is combined, a sufficient polishing rate cannot be obtained, and the flatness deteriorates. There are many. In view of this, a two-step polishing method comprising a first step of polishing the wiring portion metal and a second step of polishing the barrier layer has been studied.

米国特許第4944836号公報U.S. Pat. No. 4,944,836 特開平2−278822号公報JP-A-2-278822 特開平8−83780号公報JP-A-8-83780 特許公報第2819196号Japanese Patent Publication No. 2819196

ジャーナル・オブ・エレクトロケミカルソサエティ第138巻11号(1991年発行)3460〜3464頁Journal of Electrochemical Society, Vol.138, No.11 (issued in 1991), pages 3460-3464

上記2段研磨方法のうち、バリア層を研磨する第2工程において、平坦化のため、層間絶縁膜、例えば二酸化ケイ素、またLow−k(低誘電率)膜であるトリメチルシランを出発原料とするオルガノシリケートグラスや全芳香環系Low−k膜の研磨を要求される場合がある。その場合、層間絶縁膜が全て露出した際に被研磨面が平坦であるように、バリア層や配線部用金属の研磨速度と層間絶縁膜の研磨速度とをほぼ等しくすることにより、バリア層、配線部用金属及び層間絶縁膜の表面の平坦性を保ったまま研磨する手法が挙げられる。
層間絶縁膜の研磨速度をバリア層や配線部用金属と同等に向上させるために、例えば、バリア層の導体用研磨液中の砥粒の粒径を大きくすることが考えられるが、銅或いは銅合金や酸化膜に研磨キズが発生して電気特性不良の原因になるという問題がある。このような電気特性不良は、CMPによる研磨後の洗浄不足により発生することもある。一方、CMP工程において、高密度配線部上の銅残渣が取りきれずショート不良を起こすといった問題があった。
また、層間絶縁膜の研磨速度をバリア層や配線部用金属と同等に向上させるために、例えば、バリア層の導体用研磨液中の砥粒の含有量を多くすることが考えられるが、砥粒同士の凝集が進みやすく、研磨液中の粒径が大きくなり、上記と同様の問題点がある。
In the second step of polishing the barrier layer in the above-mentioned two-stage polishing method, an interlayer insulating film such as silicon dioxide or trimethylsilane which is a low-k (low dielectric constant) film is used as a starting material for planarization. In some cases, polishing of an organosilicate glass or a wholly aromatic ring-based Low-k film is required. In that case, by making the polishing rate of the barrier layer and the metal for the wiring portion and the polishing rate of the interlayer insulating film substantially equal so that the polished surface is flat when all of the interlayer insulating film is exposed, the barrier layer, A method of polishing while maintaining the flatness of the surfaces of the metal for the wiring portion and the interlayer insulating film is mentioned.
In order to improve the polishing rate of the interlayer insulating film to the same level as that of the barrier layer and the wiring portion metal, for example, it is conceivable to increase the grain size of the abrasive grains in the conductor polishing liquid of the barrier layer. There is a problem in that polishing flaws occur in the alloy or oxide film and cause electrical characteristics defects. Such electric characteristic defects may occur due to insufficient cleaning after polishing by CMP. On the other hand, in the CMP process, there is a problem that the copper residue on the high-density wiring part cannot be completely removed and a short circuit defect occurs.
In order to improve the polishing rate of the interlayer insulating film to the same level as that of the barrier layer and the metal for the wiring portion, for example, it is conceivable to increase the content of abrasive grains in the polishing liquid for the conductor of the barrier layer. Aggregation of the particles tends to proceed, the particle size in the polishing liquid increases, and there are the same problems as described above.

本発明は、上記問題点に鑑み、被研磨面の平坦性が高いCMP用研磨液を提供するものである。また、層間絶縁膜の研磨速度がバリア層や配線部用金属と同程度に速いCMP用研磨液を提供するものである。そして、この研磨液によれば、層間絶縁膜の研磨速度が大きく、粒子の凝集を抑制し、バリア層の研磨速度を低下させず、さらに配線部の研磨速度を調整でき、研磨後の金属残渣や研磨キズを抑制できる。そして、微細化、薄膜化、寸法精度、電気特性に優れ、信頼性が高く、低コストの半導体デバイス等の製造における研磨方法を提供するものである。   In view of the above problems, the present invention provides a polishing slurry for CMP having a highly polished surface. Further, the present invention provides a polishing slurry for CMP in which the polishing rate of the interlayer insulating film is as high as that of the barrier layer and the wiring portion metal. And according to this polishing liquid, the polishing rate of the interlayer insulating film is large, the aggregation of particles is suppressed, the polishing rate of the barrier layer is not lowered, and the polishing rate of the wiring part can be adjusted, and the metal residue after polishing And polishing scratches can be suppressed. It is another object of the present invention to provide a polishing method in manufacturing a semiconductor device or the like that is excellent in miniaturization, thinning, dimensional accuracy, and electrical characteristics, has high reliability, and low cost.

本発明は、次の発明に関する。
<1> 表面を2種以上の異なる有機官能基で変性した砥粒を含有することを特徴とするCMP用研磨液。
<2> 表面を砥粒を沈降させない効果を持つ1種類以上の有機官能基と層間絶縁膜研磨速度向上効果を持つ一種類以上の有機官能基で変性した砥粒を含有することを特徴とする<1>記載のCMP用研磨液。
<3> 表面を変性する、砥粒を沈降させない効果を持つ有機官能基がアミノ基、および層間絶縁膜研磨速度向上効果を持つ有機官能基が、エポキシ基、メルカプト基、メタクリロキシ基、クロロプロピル基、フルオロプロピル基、及びウレイド基から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする<1>〜<2>記載のCMP用研磨液。
<4> 砥粒が、シリカ、アルミナ、セリア、チタニア、ジルコニア、及びゲルマニアから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする<1>〜<3>記載のCMP用研磨液。
<5> 有機溶媒、酸化金属溶解剤及び水を含有することを特徴とする<1>〜<4>記載のCMP用研磨液。
<6> 金属の酸化剤を含むことを特徴とする<1>〜<5>のいずれか記載のCMP用研磨液。
<7> 金属の防食剤を含むことを特徴とする<1>〜<6>のいずれか記載のCMP用研磨液。
<8> 表面が凹部および凸部からなる層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜を表面に沿って被覆するバリア導体層と、前記凹部を充填してバリア導体層を被覆する導電性物質層とを有する基板の、導電性物質層を研磨して前記凸部のバリア導体層を露出させる第1の研磨工程と、少なくともバリア導体層および凹部の導電性物質層を<1>〜<7>のいずれか記載のCMP用研磨液を供給しながら化学機械研磨して凸部の層間絶縁膜を露出させる第2の研磨工程とを含むことを特徴とする研磨方法。
<9> 層間絶縁膜がシリコン系被膜または有機ポリマ膜であることを特徴とする<8>記載の研磨方法。
<10> 導電性物質が銅を主成分とすることを特徴とする<8>または<9>記載の研磨方法。
<11> バリア導体層が前記層間絶縁膜へ前記導電性物質が拡散するのを防ぐバリア層であって、タンタル、窒化タンタル、タンタル合金、その他のタンタル化合物、チタン、窒化チタン、チタン合金、その他のチタン化合物、タングステン、窒化タングステン、タングステン合金、及びその他のタングステン化合物から選ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とする<8>〜<10>のいずれか記載の研磨方法。
The present invention relates to the following invention.
<1> A polishing slurry for CMP, comprising abrasive grains whose surface is modified with two or more different organic functional groups.
<2> Abrasive grains modified with one or more organic functional groups having the effect of preventing the abrasive grains from precipitating on the surface and one or more organic functional groups having an effect of improving the polishing rate of the interlayer insulating film. <1> The polishing slurry for CMP.
<3> Organic functional groups that modify the surface and have the effect of not precipitating abrasive grains are amino groups, and organic functional groups that have an effect of improving the interlayer insulating film polishing rate are epoxy groups, mercapto groups, methacryloxy groups, and chloropropyl groups. <1>-<2> The polishing slurry for CMP according to <1>, wherein the polishing slurry is at least one selected from fluoropropyl groups and ureido groups.
<4> The polishing slurry for CMP according to <1> to <3>, wherein the abrasive is at least one selected from silica, alumina, ceria, titania, zirconia, and germania.
<5> The polishing slurry for CMP according to <1> to <4>, comprising an organic solvent, a metal oxide solubilizer, and water.
<6> The polishing slurry for CMP according to any one of <1> to <5>, comprising a metal oxidizing agent.
<7> The polishing slurry for CMP according to any one of <1> to <6>, comprising a metal anticorrosive.
<8> An interlayer insulating film having a concave portion and a convex surface, a barrier conductor layer covering the interlayer insulating film along the surface, and a conductive material layer filling the concave portion and covering the barrier conductor layer A first polishing step of polishing the conductive material layer of the substrate having the exposed barrier conductor layer to expose the convex barrier conductor layer, and at least the barrier conductive layer and the concave conductive material layer of any one of <1> to <7> And a second polishing step of exposing the convex interlayer insulating film by chemical mechanical polishing while supplying the CMP polishing liquid.
<9> The polishing method according to <8>, wherein the interlayer insulating film is a silicon film or an organic polymer film.
<10> The polishing method according to <8> or <9>, wherein the conductive material contains copper as a main component.
<11> The barrier conductor layer is a barrier layer that prevents the conductive material from diffusing into the interlayer insulating film, and includes tantalum, tantalum nitride, tantalum alloy, other tantalum compounds, titanium, titanium nitride, titanium alloy, and others. The polishing method according to any one of <8> to <10>, comprising at least one selected from the group consisting of titanium compounds, tungsten, tungsten nitride, tungsten alloys, and other tungsten compounds.

本発明のCMP用研磨液により、平坦性が高い被研磨面が得られる。また、一定期間保管後も砥粒の粒径が変化せず、研磨後の金属残渣や研磨傷を抑制できる。さらに、バリア層の研磨速度を低下させず、層間絶縁膜の研磨速度が大きく、配線部の研磨速度を調整できる。このCMP用研磨液を用いて化学機械研磨を行う本発明の研磨方法は、生産性が高く、微細化、薄膜化、寸法精度、電気特性に優れ、信頼性の高い半導体デバイス及び他の電子機器の製造に好適である。   A polished surface with high flatness can be obtained by the CMP polishing liquid of the present invention. Moreover, the particle size of the abrasive grains does not change even after storage for a certain period, and metal residues and polishing scratches after polishing can be suppressed. Further, the polishing rate of the barrier layer is not lowered, the polishing rate of the interlayer insulating film is high, and the polishing rate of the wiring portion can be adjusted. The polishing method of the present invention in which chemical mechanical polishing is performed using this CMP polishing liquid is highly productive, excellent in miniaturization, thinning, dimensional accuracy, electrical characteristics, and highly reliable semiconductor devices and other electronic devices. It is suitable for manufacturing.

本発明のCMP用研磨液は、表面を2種以上の異なる有機官能基で変性した砥粒を含有するものである。必要に応じて、さらに有機溶媒、酸化金属溶解剤、水を含有するものであり、好ましくは、金属の酸化剤を含有する。さらに、金属防食剤等を、必要に応じて添加してもよい。   The polishing slurry for CMP of the present invention contains abrasive grains whose surfaces are modified with two or more different organic functional groups. If necessary, it further contains an organic solvent, a metal oxide solubilizer, and water, and preferably contains a metal oxidizer. Furthermore, you may add a metal corrosion inhibitor etc. as needed.

本発明のCMP用研磨液における有機溶媒としては特に制限はないが、水と任意で混合できるものが好ましい。例えば有機溶媒がグリコール類、グリコールモノエーテル類、グリコールジエーテル類、アルコール類、炭酸エステル類、ラクトン類、エーテル類、ケトン類、その他フェノール、ジメチルホルムアミド、n−メチルピロリドン、酢酸エチル、乳酸エチル、スルホラン等が挙げられる。好ましくは、グリコールモノエーテル類、アルコール類、炭酸エステル類から選ばれる少なくとも1種である。   Although there is no restriction | limiting in particular as an organic solvent in the polishing liquid for CMP of this invention, The thing which can be mixed with water arbitrarily is preferable. For example, the organic solvent is glycols, glycol monoethers, glycol diethers, alcohols, carbonates, lactones, ethers, ketones, other phenols, dimethylformamide, n-methylpyrrolidone, ethyl acetate, ethyl lactate, Examples include sulfolane. Preferably, it is at least one selected from glycol monoethers, alcohols, and carbonates.

本発明における酸化金属溶解剤は、特に制限はないが、有機酸、有機酸エステル、有機酸のアンモニウム塩、無機酸、無機酸のアンモニウム塩類が挙げられる。これらの中では、実用的なCMP速度を維持しつつ、エッチング速度を効果的に抑制できるという点でギ酸、マロン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、サリチル酸、アジピン酸が、また、高CMP速度の点で硫酸が、金属を主成分とする導電性物質に対して好適である。これらは1種類単独で、もしくは2種類以上混合して用いることができる。   The metal oxide solubilizer in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include organic acids, organic acid esters, ammonium salts of organic acids, inorganic acids, and ammonium salts of inorganic acids. Among these, formic acid, malonic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid, salicylic acid, and adipic acid are also used at high CMP rates in that the etching rate can be effectively suppressed while maintaining a practical CMP rate. In this respect, sulfuric acid is suitable for a conductive material containing a metal as a main component. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明のCMP用研磨液に砥粒を添加しても良い。本発明の表面を有機官能基で変性した砥粒としては、特に制限はないが、シリカ、アルミナ、ジルコニア、セリア、チタニア、ゲルマニア、炭化ケイ素等の無機物砥粒、ポリスチレン、ポリアクリル、ポリ塩化ビニル等の有機物砥粒の表面を有機官能基で変性したものが挙げられる。シリカ、アルミナ、ジルコニア、セリア、チタニア、ゲルマニアが好ましく、特に、研磨液中での分散安定性が良く、CMPにより発生する研磨傷(スクラッチ)の発生数の少ない、平均粒径が70nm以下のコロイダルシリカ、コロイダルアルミナが好ましく、平均粒径が40nm以下のコロイダルシリカ、コロイダルアルミナがより好ましい。また、一次粒子が平均2粒子未満しか凝集していない粒子が好ましく、一次粒子が平均1.2粒子未満しか凝集していない粒子がより好ましい。さらに、平均粒度分布の標準偏差が10nm以下であることが好ましく、平均粒度分布の標準偏差が5nm以下であるのがより好ましい。これらは1種類単独で、もしくは2種類以上混合して用いることができる。   Abrasive grains may be added to the CMP polishing liquid of the present invention. There are no particular limitations on the abrasive grains modified with organic functional groups on the surface of the present invention, but inorganic abrasive grains such as silica, alumina, zirconia, ceria, titania, germania, silicon carbide, polystyrene, polyacryl, polyvinyl chloride And those obtained by modifying the surface of organic abrasive grains such as organic functional groups. Silica, alumina, zirconia, ceria, titania, and germania are preferable. Particularly, the colloidal has good dispersion stability in the polishing liquid, few polishing scratches (scratches) generated by CMP, and an average particle size of 70 nm or less. Silica and colloidal alumina are preferable, and colloidal silica and colloidal alumina having an average particle size of 40 nm or less are more preferable. Further, particles in which the primary particles are aggregated less than 2 particles on average are preferable, and particles in which the primary particles are aggregated less than 1.2 particles on average are more preferable. Furthermore, the standard deviation of the average particle size distribution is preferably 10 nm or less, and the standard deviation of the average particle size distribution is more preferably 5 nm or less. These may be used alone or in combination of two or more.

コロイダルシリカはシリコンアルコキシドの加水分解または珪酸ナトリウムのイオン交換による製造方法が知られており、コロイダルアルミナは硝酸アルミニウムの加水分解による製造方法が知られている。コロイダルシリカは、粒径制御性やアルカリ金属不純物の点で、シリコンアルコキシドの加水分解による製造方法によるものが最も利用される。シリコンアルコキシドとしては、TEMS(テトラメトキシシラン)又はTEOS(テトラエトキシシラン)が一般に用いられる。アルコール溶媒中で加水分解する方法において、粒径に影響するパラメータとしては、シリコンアルコキシドの濃度、触媒として用いられるアンモニア濃度とpH、反応温度、アルコール溶媒の種類(分子量)及び反応時間などがある。これらのパラメータを調整することによって、所望の粒径及び凝集度のコロイダルシリカ分散液を得ることができる。   Colloidal silica is known for its production by hydrolysis of silicon alkoxide or ion exchange of sodium silicate, and colloidal alumina is known for its production by hydrolysis of aluminum nitrate. Colloidal silica is most often used in terms of particle size controllability and alkali metal impurities by a production method by hydrolysis of silicon alkoxide. As the silicon alkoxide, TEMS (tetramethoxysilane) or TEOS (tetraethoxysilane) is generally used. In the method of hydrolyzing in an alcohol solvent, parameters affecting the particle size include the concentration of silicon alkoxide, the concentration and pH of ammonia used as a catalyst, the reaction temperature, the type (molecular weight) of the alcohol solvent, and the reaction time. By adjusting these parameters, a colloidal silica dispersion having a desired particle size and agglomeration degree can be obtained.

砥粒表面を有機官能基で変性する方法には、特に制限はないが、砥粒の表面に存在する水酸基を有機官能基を有するシランカップリング剤と反応させる方法が挙げられる。シランカップリング剤は、水もしくは、酢酸水などのpHが2〜6程度の酸性溶液中により加水分解されてシラノールとなり、部分的に縮合してオリゴマー状態になる。そして、砥粒表面に水素結合的に吸着する。シランカップリング剤としては、特に制限はないが、モノメチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルモノメトキシシラン、モノエチルトリメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、トリエチルモノメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2-(3、4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N-2(アミノエチル)3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2(アミノエチル)3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-2(アミノエチル)3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1、3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキシルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルメトキシシラン、ヘプタデカフルオロメトキシシランが挙げられる。反応方法としては、特に制限はないが、室温においても反応するが反応を加速するために加熱してもよい。 The method of modifying the abrasive grain surface with an organic functional group is not particularly limited, and examples thereof include a method of reacting a hydroxyl group present on the abrasive grain surface with a silane coupling agent having an organic functional group. The silane coupling agent is hydrolyzed into silanol in an acidic solution having a pH of about 2 to 6 such as water or acetic acid water, and partially condensed into an oligomer state. And it adsorb | sucks to the abrasive grain surface in a hydrogen bond. The silane coupling agent is not particularly limited, but monomethyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylmonomethoxysilane, monoethyltrimethoxysilane, diethyldimethoxysilane, triethylmonomethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxy. Silane, 2- (3,4 Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, p-styryl Trimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3 -Acryloxypropyltrimethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltri Ethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane , 3-ureidopropyltriethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane , Phenyltriethoxysilane, Examples include oxamethyldisilazane, hexyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, trifluoropropylmethoxysilane, and heptadecafluoromethoxysilane. Although there is no restriction | limiting in particular as a reaction method, Although it reacts also at room temperature, you may heat in order to accelerate reaction.

本発明のCMP用研磨液に金属の酸化剤を添加しても良い。金属の酸化剤としては、過酸化水素(H)、硝酸、過ヨウ素酸カリウム、次亜塩素酸、オゾン水等が挙げられ、その中でも過酸化水素が特に好ましい。これらは1種類単独で、もしくは2種類以上混合して用いることができる。基板が集積回路用素子を含むシリコン基板である場合、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ハロゲン化物などによる汚染は望ましくないので、不揮発成分を含まない酸化剤が望ましい。但し、オゾン水は組成の時間変化が激しいので過酸化水素が最も適している。但し、適用対象の基体が半導体素子を含まないガラス基板などである場合は不揮発成分を含む酸化剤であっても差し支えない。 A metal oxidizing agent may be added to the polishing slurry for CMP of the present invention. Examples of the metal oxidizing agent include hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), nitric acid, potassium periodate, hypochlorous acid, ozone water, etc. Among them, hydrogen peroxide is particularly preferable. These may be used alone or in combination of two or more. When the substrate is a silicon substrate including an integrated circuit element, contamination with alkali metal, alkaline earth metal, halide, or the like is not desirable, and thus an oxidizing agent that does not contain a nonvolatile component is desirable. However, hydrogen peroxide is most suitable because ozone water has a severe compositional change over time. However, when the substrate to be applied is a glass substrate or the like that does not include a semiconductor element, an oxidizing agent that includes a nonvolatile component may be used.

また、本発明のCMP用研磨液に金属防食剤を添加しても良い。金属防食剤として、例えば、2−メルカプトベンゾチアゾ−ル、1,2,3−トリアゾ−ル、1,2,4−トリアゾ−ル、3−アミノ−1H−1,2,4−トリアゾ−ル、ベンゾトリアゾ−ル、1−ヒドロキシベンゾトリアゾ−ル、1−ジヒドロキシプロピルベンゾトリアゾ−ル、2,3−ジカルボキシプロピルベンゾトリアゾ−ル、4−ヒドロキシベンゾトリアゾ−ル、4−カルボキシル(−1H−)ベンゾトリアゾ−ル、4−カルボキシル(−1H−)ベンゾトリアゾ−ルメチルルエステル、4−カルボキシル(−1H−)ベンゾトリアゾ−ルブチルエステル、4−カルボキシル(−1H−)ベンゾトリアゾ−ルオクチルエステル、5−ヘキシルベンゾトリアゾ−ル、[1,2,3−ベンゾトリアゾリル−1−メチル][1,2,4−トリアゾリル−1−メチル][2−エチルヘキシル]アミン、トリルトリアゾ−ル、ナフトトリアゾ−ル、ビス[(1−ベンゾトリアゾリル)メチル]ホスホン酸等が挙げられる。
また、ピリミジン骨格を有するピリミジン、1,2,4−トリアゾロ[1,5−a]ピリミジン、1,3,4,6,7,8−ヘキサハイドロ−2H−ピリミド[1,2−a]ピリミジン、1,3−ジフェニル−ピリミジン−2,4,6−トリオン、1,4,5,6−テトラハイドロピリミジン、2,4,5,6−テトラアミノピリミジンサルフェイト、2,4,5−トリハイドロキシピリミジン、2,4,6−トリアミノピリミジン、2,4,6−トリクロロピリミジン、2,4,6−トリメトキシピリミジン、2,4,6−トリフェニルピリミジン、2,4−ジアミノ−6−ヒドロキシルピリミジン、2,4−ジアミノピリミジン、2−アセトアミドピリミジン、2−アミノピリミジン、2−メチル−5,7−ジフェニル−(1,2,4)トリアゾロ(1,5−a)ピリミジン、2−メチルサルファニル−5,7−ジフェニル−(1,2,4)トリアゾロ(1,5−a) ピリミジン、2−メチルサルファニル−5,7−ジフェニル−4,7−ジヒドロ−(1,2,4)トリアゾロ(1,5−A) ピリミジン、4−アミノピラゾロ[3,4,−d]ピリミジン等が挙げられる。これらは1種類単独で、もしくは2種類以上混合して用いることができる。
Further, a metal anticorrosive may be added to the CMP polishing liquid of the present invention. Examples of metal anticorrosives include 2-mercaptobenzothiazol, 1,2,3-triazole, 1,2,4-triazole, 3-amino-1H-1,2,4-triazol. Benzotriazole, 1-hydroxybenzotriazole, 1-dihydroxypropylbenzotriazole, 2,3-dicarboxypropylbenzotriazole, 4-hydroxybenzotriazole, 4-carboxyl (-1H-) benzotriazole, 4-carboxyl (-1H-) benzotriazole methyl ester, 4-carboxyl (-1H-) benzotriazole butyl ester, 4-carboxyl (-1H-) benzotriazol octyl ester , 5-hexylbenzotriazol, [1,2,3-benzotriazolyl-1-methyl] [1,2,4-to Azolyl-1-methyl] [2-ethylhexyl] amine, Torirutoriazo - le, Nafutotoriazo - le, bis [(1-benzotriazolyl) methyl] phosphonic acid.
Further, pyrimidine having a pyrimidine skeleton, 1,2,4-triazolo [1,5-a] pyrimidine, 1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimido [1,2-a] pyrimidine 1,3-diphenyl-pyrimidine-2,4,6-trione, 1,4,5,6-tetrahydropyrimidine, 2,4,5,6-tetraaminopyrimidine sulfate, 2,4,5-trione Hydroxypyrimidine, 2,4,6-triaminopyrimidine, 2,4,6-trichloropyrimidine, 2,4,6-trimethoxypyrimidine, 2,4,6-triphenylpyrimidine, 2,4-diamino-6 Hydroxylpyrimidine, 2,4-diaminopyrimidine, 2-acetamidopyrimidine, 2-aminopyrimidine, 2-methyl-5,7-diphenyl- (1,2,4) Riazolo (1,5-a) pyrimidine, 2-methylsulfanyl-5,7-diphenyl- (1,2,4) triazolo (1,5-a) pyrimidine, 2-methylsulfanyl-5,7-diphenyl Examples include -4,7-dihydro- (1,2,4) triazolo (1,5-A) pyrimidine, 4-aminopyrazolo [3,4, -d] pyrimidine and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明の研磨液における砥粒を沈降させない効果を持つシランカップリング剤の配合量は、研磨液中0.0001〜5重量%含有するのが好ましい。例えば、シランカップリング剤、有機溶媒、酸化金属溶解剤、水、砥粒、及び金属の酸化剤(以下、全成分の総量という。)100gに対して、0.0001〜5gとすることが好ましく、0.001〜3gとすることがより好ましく、0.002〜2gとすることが特に好ましい。配合量が0.0001g未満では、砥粒の凝集を抑制する効果が低く、5gを超えると層間絶縁膜の研磨速度が低下する傾向がある。 The blending amount of the silane coupling agent having the effect of not causing the abrasive grains to settle in the polishing liquid of the present invention is preferably 0.0001 to 5% by weight in the polishing liquid. For example, it is preferably 0.0001 to 5 g with respect to 100 g of a silane coupling agent, an organic solvent, a metal oxide solubilizer, water, abrasive grains, and a metal oxidizer (hereinafter referred to as the total amount of all components). 0.001 to 3 g is more preferable, and 0.002 to 2 g is particularly preferable. If the blending amount is less than 0.0001 g, the effect of suppressing the aggregation of abrasive grains is low, and if it exceeds 5 g, the polishing rate of the interlayer insulating film tends to decrease.

本発明の研磨液における層間絶縁膜研磨速度向上効果を持つシランカップリング剤の配合量は、研磨液中0.0005〜10重量%含有するのが好ましい。例えば、シランカップリング剤、有機溶媒、酸化金属溶解剤、水、砥粒、及び金属の酸化剤(以下、全成分の総量という。)100gに対して、0.0005〜10gとすることが好ましく、0.002〜5gとすることがより好ましく、0.01〜3gとすることが特に好ましい。配合量が0.0005g未満では、層間絶縁膜研磨速度向上効果が低く、10gを超えると砥粒が沈降しやすくなる傾向がある。 The blending amount of the silane coupling agent having the effect of improving the polishing rate of the interlayer insulating film in the polishing liquid of the present invention is preferably 0.0005 to 10% by weight in the polishing liquid. For example, it is preferably 0.0005 to 10 g with respect to 100 g of a silane coupling agent, an organic solvent, a metal oxide solubilizer, water, abrasive grains, and a metal oxidizer (hereinafter referred to as the total amount of all components). 0.002 to 5 g is more preferable, and 0.01 to 3 g is particularly preferable. When the blending amount is less than 0.0005 g, the effect of improving the interlayer insulating film polishing rate is low, and when it exceeds 10 g, the abrasive grains tend to settle.

本発明における有機溶媒の配合量は、全成分の総量100gに対して、0.1〜95gとすることが好ましく、0.2〜50gとすることがより好ましく、0.5〜10gとすることが特に好ましい。配合量が0.1g未満では、研磨液の基板に対する濡れ性が低く、95gを超えると引火の可能性がでてくるため製造プロセス上好ましくない。   The blending amount of the organic solvent in the present invention is preferably 0.1 to 95 g, more preferably 0.2 to 50 g, and more preferably 0.5 to 10 g with respect to 100 g of the total amount of all components. Is particularly preferred. If the blending amount is less than 0.1 g, the wettability of the polishing liquid to the substrate is low, and if it exceeds 95 g, there is a possibility of ignition, which is not preferable in the manufacturing process.

本発明における酸化金属溶解剤の配合量は、全成分の総量100gに対して、0.001〜20gとすることが好ましく、0.002〜10gとすることがより好ましく、0.005〜5gとすることが特に好ましい。配合量が0.001g未満では、研磨速度が低く、20gを超えるとエッチングの抑制が困難となり研磨面に荒れが生じる傾向がある。なお、前記六成分のうち、水の配合量は残部でよく、含有されていれば特に制限はない。   The blending amount of the metal oxide solubilizer in the present invention is preferably 0.001 to 20 g, more preferably 0.002 to 10 g, and more preferably 0.005 to 5 g, with respect to 100 g of the total amount of all components. It is particularly preferable to do this. When the blending amount is less than 0.001 g, the polishing rate is low, and when it exceeds 20 g, it is difficult to suppress etching and the polished surface tends to be rough. Of the six components, the remaining amount of water may be the remainder and there is no particular limitation as long as it is contained.

砥粒を配合する場合、本発明における砥粒の配合量は、全成分の総量100gに対して、0.01〜50gとすることが好ましく、0.02〜20gとすることがより好ましく、0.05〜10gとすることが特に好ましい。配合量が0.01g未満では研磨速度が低く、50gを超えると研磨キズが多く発生する傾向にある。   When blending abrasive grains, the blending amount of the abrasive grains in the present invention is preferably 0.01 to 50 g, more preferably 0.02 to 20 g, with respect to 100 g of the total amount of all components. 0.05 to 10 g is particularly preferable. When the blending amount is less than 0.01 g, the polishing rate is low, and when it exceeds 50 g, there is a tendency that many polishing scratches are generated.

酸化剤を配合する場合、本発明における酸化剤の配合量は、全成分の総量100gに対して、0.01〜50gとすることが好ましく、0.02〜20gとすることがより好ましく、0.05〜10gとすることが特に好ましい。配合量が0.01g未満では、金属の酸化が不十分でCMP速度が低く、50gを超えると、研磨面に荒れが生じる傾向がある。   When the oxidizing agent is blended, the blending amount of the oxidizing agent in the present invention is preferably 0.01 to 50 g, more preferably 0.02 to 20 g, with respect to 100 g of the total amount of all components. 0.05 to 10 g is particularly preferable. If the blending amount is less than 0.01 g, metal oxidation is insufficient and the CMP rate is low, and if it exceeds 50 g, the polished surface tends to be rough.

本発明における金属防食剤の配合量は、全成分の総量100gに対して0〜10gとすることが好ましく、0.001〜5gとすることがより好ましく、0.002〜2gとすることが特に好ましい。この配合量が10gを超えると研磨速度が低くなる傾向がある。   The blending amount of the metal anticorrosive agent in the present invention is preferably 0 to 10 g, more preferably 0.001 to 5 g, and particularly preferably 0.002 to 2 g with respect to 100 g of the total amount of all components. preferable. If this amount exceeds 10 g, the polishing rate tends to be low.

本発明のCMP用研磨液には、上述した各種成分のほかに、界面活性剤、ビクトリアピュアブルー等の染料、フタロシアニングリーン等の顔料等の着色剤等を含有させてもよい。   In addition to the various components described above, the CMP polishing liquid of the present invention may contain a surfactant, a dye such as Victoria Pure Blue, a colorant such as a pigment such as phthalocyanine green, and the like.

以上のような本発明のCMP用研磨液を、導電性物質層と、バリア層と、絶縁膜との化学機械研磨(CMP)に使用することができる。同一条件下のCMPにおいて導電性物質層/バリア層/絶縁膜は研磨速度比1/0.1〜20/0.8〜20で研磨されるのが好ましい。より好ましくは1/0.5〜10/1〜10であり、さらに好ましくは1/1.5〜5/2〜5である。   The CMP polishing liquid of the present invention as described above can be used for chemical mechanical polishing (CMP) of the conductive material layer, the barrier layer, and the insulating film. In CMP under the same conditions, the conductive material layer / barrier layer / insulating film are preferably polished at a polishing rate ratio of 1 / 0.1 to 20 / 0.8 to 20. More preferably, it is 1 / 0.5-10 / 1-10, More preferably, it is 1 / 1.5-5 / 2-5.

上記研磨速度比が1/1/1では、被研磨対象である導電性物質層とバリア層と絶縁膜とのそれぞれの表面硬さを考慮すると、銅等の導電性物質のみが削れ過ぎたり、バリア層及び絶縁膜が残りやすかったりするおそれがあるため、研磨速度比は1/(1より大)/(1より大)であるのが特に好ましい。バリア層の研磨残りは、配線間短絡(ショート)に繋がり、一方、層間絶縁膜の研磨が遅いと平坦性が悪化する。   When the polishing rate ratio is 1/1/1, considering the surface hardness of each of the conductive material layer, the barrier layer, and the insulating film to be polished, only the conductive material such as copper is excessively shaved, The polishing rate ratio is particularly preferably 1 / (greater than 1) / (greater than 1) because the barrier layer and the insulating film may easily remain. The remaining polishing of the barrier layer leads to a short circuit between the wirings. On the other hand, if the polishing of the interlayer insulating film is slow, the flatness deteriorates.

導電性物質としては、銅、銅合金、銅の酸化物または銅合金の酸化物、タングステン、タングステン合金、銀、金等の、金属が主成分の物質が挙げられ、銅が主成分であるのが好ましい。導電性物質層として公知のスパッタ法、メッキ法により前記物質を成膜した膜を使用できる。   Examples of conductive substances include copper, copper alloys, copper oxides or copper alloy oxides, tungsten, tungsten alloys, silver, gold, and other metal-based materials, and copper is the main component. Is preferred. As the conductive material layer, a film in which the material is formed by a known sputtering method or plating method can be used.

絶縁膜としては、シリコン系被膜や有機ポリマ膜が挙げられる。シリコン系被膜としては、二酸化ケイ素、フルオロシリケートグラス、トリメチルシランやジメトキシジメチルシランを出発原料として得られるオルガノシリケートグラス、シリコンオキシナイトライド、水素化シルセスキオキサン等のシリカ系被膜や、シリコンカーバイド及びシリコンナイトライドが挙げられる。また、有機ポリマ膜としては、全芳香族系低誘電率層間絶縁膜が挙げられる。特に、オルガノシリケートグラスが好ましい。これらの膜は、CVD法、スピンコート法、ディップコート法、またはスプレー法によって成膜される。絶縁膜の具体例としては、LSI製造工程、特に多層配線形成工程における層間絶縁膜等が挙げられる。   Examples of the insulating film include a silicon-based film and an organic polymer film. Silicon-based coatings include silicon dioxide, fluorosilicate glass, organosilicate glass obtained using trimethylsilane and dimethoxydimethylsilane as starting materials, silicon-based coatings such as silicon oxynitride and silsesquioxane hydride, silicon carbide and A silicon nitride is mentioned. Examples of the organic polymer film include a wholly aromatic low dielectric constant interlayer insulating film. In particular, organosilicate glass is preferable. These films are formed by a CVD method, a spin coating method, a dip coating method, or a spray method. Specific examples of the insulating film include an interlayer insulating film in an LSI manufacturing process, particularly a multilayer wiring forming process.

バリア層は絶縁膜中への導電性物質拡散防止、および絶縁膜と導電性物質との密着性向上のために形成され、タングステン、窒化タングステン、タングステン合金、その他のタングステン化合物、チタン、窒化チタン、チタン合金、その他のチタン化合物、タンタル、窒化タンタル、タンタル合金、その他のタンタル化合物から選ばれた少なくとも1種のバリア層、およびこのバリア層を含む積層膜が挙げられる。   The barrier layer is formed to prevent diffusion of the conductive material into the insulating film and to improve the adhesion between the insulating film and the conductive material. Tungsten, tungsten nitride, tungsten alloy, other tungsten compounds, titanium, titanium nitride, Examples thereof include at least one barrier layer selected from titanium alloys, other titanium compounds, tantalum, tantalum nitride, tantalum alloys, and other tantalum compounds, and a laminated film including this barrier layer.

本発明の研磨方法は、表面が凹部および凸部からなる層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜を表面に沿って被覆するバリア層と、前記凹部を充填してバリア層を被覆する導電性物質層とを有する基板の、導電性物質層を研磨して前記凸部のバリア層を露出させる第1の研磨工程と、少なくともバリア層および凹部の導電性物質層を前記本発明のCMP用研磨液を供給しながら化学機械研磨して凸部の層間絶縁膜を露出させる第2の研磨工程とを含む。
ここで、化学機械研磨には、被研磨面を有する基板を研磨定盤の研磨布(パッド)上に押圧した状態で研磨液を供給しながら研磨定盤と基板とを相対的に動かすことによって被研磨面を研磨する方法が挙げられる。層間絶縁膜を露出させるには、他に、金属製または樹脂製のブラシを接触させる方法、研磨液を所定の圧力で吹きつける方法が挙げられる。
The polishing method of the present invention comprises an interlayer insulating film having a concave portion and a convex surface, a barrier layer that covers the interlayer insulating film along the surface, and a conductive material layer that fills the concave portion and covers the barrier layer. A first polishing step of polishing the conductive material layer of the substrate having the convex portion to expose the barrier layer of the convex portion, and at least the conductive layer of the barrier layer and the concave portion with the polishing slurry for CMP of the present invention. And a second polishing step of exposing the convex interlayer insulating film by chemical mechanical polishing while supplying.
Here, in the chemical mechanical polishing, by moving the polishing platen and the substrate relatively while supplying the polishing liquid while pressing the substrate having the surface to be polished onto the polishing cloth (pad) of the polishing platen. A method of polishing the surface to be polished is mentioned. Other methods for exposing the interlayer insulating film include a method of contacting a metal or resin brush and a method of spraying a polishing liquid at a predetermined pressure.

研磨する装置としては、例えば研磨布により研磨する場合、研磨される基板を保持できるホルダと、回転数が変更可能なモータ等と接続し、研磨布を貼り付けた定盤とを有する一般的な研磨装置が使用できる。研磨布としては、一般的な不織布、発泡ポリウレタン、多孔質フッ素樹脂などが使用でき、特に制限がない。研磨条件には制限はないが、定盤の回転速度は基板が飛び出さないように200rpm以下の低回転が好ましい。被研磨面を有する半導体基板の研磨布への押し付け圧力が1〜100kPaであることが好ましく、CMP速度のウエハ面内均一性及びパターンの平坦性を満足するためには、5〜50kPaであることがより好ましい。研磨している間、研磨布にはCMP用研磨液をポンプ等で連続的に供給する。この供給量に制限はないが、研磨布の表面が常に研磨液で覆われていることが好ましい。研磨終了後の基板は、流水中でよく洗浄後、スピンドライ等を用いて基板上に付着した水滴を払い落としてから乾燥させることが好ましい。研磨布の表面状態を常に同一にして化学機械研磨を行うために、研磨の前に研磨布のコンディショニング工程を入れるのが好ましい。例えば、ダイヤモンド粒子のついたドレッサを用いて少なくとも水を含む液で研磨布のコンディショニングを行う。続いて本発明による化学機械研磨工程を実施し、さらに、基板洗浄工程を加えるのが好ましい。   As an apparatus for polishing, for example, when polishing with a polishing cloth, a general apparatus having a holder that can hold a substrate to be polished, and a surface plate that is connected to a motor that can change the number of rotations and has a polishing cloth attached thereto. A polishing apparatus can be used. As an abrasive cloth, a general nonwoven fabric, a polyurethane foam, a porous fluororesin, etc. can be used, and there is no restriction | limiting in particular. The polishing conditions are not limited, but the rotation speed of the surface plate is preferably a low rotation of 200 rpm or less so that the substrate does not jump out. The pressure applied to the polishing cloth of the semiconductor substrate having the surface to be polished is preferably 1 to 100 kPa, and 5 to 50 kPa in order to satisfy the uniformity in the wafer surface of the CMP rate and the flatness of the pattern. Is more preferable. During polishing, a polishing slurry for CMP is continuously supplied to the polishing cloth with a pump or the like. Although there is no restriction | limiting in this supply amount, it is preferable that the surface of polishing cloth is always covered with polishing liquid. The substrate after polishing is preferably washed in running water and then dried after removing water droplets adhering to the substrate using spin drying or the like. In order to perform chemical mechanical polishing with the surface state of the polishing cloth always the same, it is preferable to perform a conditioning process of the polishing cloth before polishing. For example, the polishing cloth is conditioned with a liquid containing at least water using a dresser with diamond particles. Subsequently, it is preferable to perform a chemical mechanical polishing process according to the present invention, and further add a substrate cleaning process.

本発明の研磨方法は、例えば半導体デバイスにおける配線層の形成に適用できる。以下、本発明の研磨方法の実施態様を、半導体デバイスにおける配線層の形成に沿って説明する。
まず、シリコンの基板上に二酸化ケイ素等の層間絶縁膜を積層する。次いで、レジスト層形成、エッチング等の公知の手段によって、層間絶縁膜表面に所定パターンの凹部(基板露出部)を形成して凸部と凹部とを有する層間絶縁膜とする。この層間絶縁膜上に、表面の凸凹に沿って層間絶縁膜を被覆するタンタル等のバリア層を蒸着またはCVD等により成膜する。さらに、前記凹部を充填するようにバリア層を被覆する銅等の金属導電性物質層を蒸着、めっきまたはCVD等により形成する。層間絶縁膜、バリア層および導電性物質の形成厚さは、それぞれ0.01〜2.0μm、1〜100nm、0.01〜2.5μm程度が好ましい。
The polishing method of the present invention can be applied to the formation of a wiring layer in a semiconductor device, for example. Hereinafter, embodiments of the polishing method of the present invention will be described along with formation of a wiring layer in a semiconductor device.
First, an interlayer insulating film such as silicon dioxide is laminated on a silicon substrate. Next, a known pattern concave portion (substrate exposed portion) is formed on the surface of the interlayer insulating film by a known means such as resist layer formation or etching to obtain an interlayer insulating film having convex portions and concave portions. On this interlayer insulating film, a barrier layer made of tantalum or the like covering the interlayer insulating film is formed along the surface irregularities by vapor deposition or CVD. Further, a metal conductive material layer such as copper covering the barrier layer is formed by vapor deposition, plating or CVD so as to fill the concave portion. The formation thickness of the interlayer insulating film, the barrier layer, and the conductive material is preferably about 0.01 to 2.0 μm, 1 to 100 nm, and 0.01 to 2.5 μm, respectively.

次に、この半導体基板の表面の導電性物質層を、例えば前記導電性物質/バリア層の研磨速度比が十分大きい前記導電性物質用の研磨液を用いて、CMPにより研磨する(第1の研磨工程)。これにより、基板上の凸部のバリア層が表面に露出し、凹部に前記導電性物質膜が残された所望の導体パターンが得られる。この得られたパターン面を、本発明のCMP用研磨液を使用する本発明の研磨方法における第2の研磨工程用の被研磨面として、研磨することができる。   Next, the conductive material layer on the surface of the semiconductor substrate is polished by CMP using, for example, a polishing liquid for the conductive material having a sufficiently high polishing rate ratio of the conductive material / barrier layer (first first material). Polishing process). Thereby, the barrier layer of the convex part on a board | substrate is exposed on the surface, and the desired conductor pattern with which the said electroconductive substance film was left in the recessed part is obtained. The obtained pattern surface can be polished as a surface to be polished for the second polishing step in the polishing method of the present invention using the CMP polishing liquid of the present invention.

第2の研磨工程では、導電性物質、バリア層および層間絶縁膜を研磨できる本発明の研磨剤を使用して、化学機械研磨により、少なくとも、前記露出しているバリア層および凹部の導電性物質を研磨する。凸部のバリア層の下の層間絶縁膜が全て露出し、凹部に配線層となる前記導電性物質層が残され、凸部と凹部との境界にバリア層の断面が露出した所望のパターンが得られた時点で研磨を終了する。研磨終了時のより優れた平坦性を確保するために、さらに、オーバー研磨(例えば、第2の研磨工程で所望のパターンを得られるまでの時間が100秒の場合、この100秒の研磨に加えて50秒追加して研磨することをオーバー研磨50%という。)して凸部の層間絶縁膜の一部を含む深さまで研磨しても良い。   In the second polishing step, at least the exposed conductive material of the barrier layer and the recess is formed by chemical mechanical polishing using the polishing agent of the present invention capable of polishing the conductive material, the barrier layer, and the interlayer insulating film. To polish. The interlayer insulating film under the convex barrier layer is all exposed, the conductive material layer that becomes the wiring layer is left in the concave portion, and the desired pattern in which the cross section of the barrier layer is exposed at the boundary between the convex portion and the concave portion The polishing is finished when it is obtained. In order to ensure better flatness at the end of polishing, over polishing (for example, if the time until a desired pattern is obtained in the second polishing step is 100 seconds, in addition to this 100 second polishing) Polishing for an additional 50 seconds may be referred to as over-polishing 50%), and may be polished to a depth including a portion of the convex interlayer insulating film.

このようにして形成された金属配線の上に、さらに、層間絶縁膜および第2層目の金属配線を形成し、その配線間および配線上に再度層間絶縁膜を形成後、研磨して半導体基板全面に渡って平滑な面とする。この工程を所定数繰り返すことにより、所望の配線層数を有する半導体デバイスを製造することができる。   An interlayer insulating film and a second-layer metal wiring are further formed on the metal wiring thus formed, an interlayer insulating film is formed again between and on the wiring, and then polished to obtain a semiconductor substrate. Make the surface smooth throughout. By repeating this step a predetermined number of times, a semiconductor device having a desired number of wiring layers can be manufactured.

本発明のCMP研磨剤は、上記のような半導体基板に形成されたケイ素化合物膜の研磨だけでなく、所定の配線を有する配線板に形成された酸化ケイ素膜、ガラス、窒化ケイ素等の無機絶縁膜、フォトマスク・レンズ・プリズムなどの光学ガラス、ITO等の無機導電膜、ガラス及び結晶質材料で構成される光集積回路・光スイッチング素子・光導波路、光ファイバの端面、シンチレータ等の光学用単結晶、固体レーザ単結晶、青色レーザ用LEDサファイア基板、SiC、GaP、GaAS等の半導体単結晶、磁気ディスク用ガラス基板、磁気ヘッド等の基板を研磨するためにも使用することができる。   The CMP polishing agent of the present invention is not only for polishing a silicon compound film formed on a semiconductor substrate as described above, but also for inorganic insulation such as a silicon oxide film, glass, silicon nitride formed on a wiring board having a predetermined wiring. Optical glass such as films, optical masks such as photomasks, lenses, and prisms, inorganic conductive films such as ITO, glass and crystalline materials, optical integrated circuits, optical switching elements, optical waveguides, end faces of optical fibers, scintillators, etc. It can also be used for polishing substrates such as single crystals, solid state laser single crystals, LED sapphire substrates for blue lasers, semiconductor single crystals such as SiC, GaP, and GaAS, glass substrates for magnetic disks, and magnetic heads.

以下、実施例により本発明を説明する。本発明はこれらの実施例により制限されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described by way of examples. The present invention is not limited by these examples.

(研磨液作製方法)
表1に示す原材料をそれぞれの配合で混合して実施例1〜12および比較例1〜2に使用するCMP用研磨液を調製した。
(Polishing liquid preparation method)
The raw materials shown in Table 1 were mixed in each formulation to prepare CMP polishing liquids used in Examples 1-12 and Comparative Examples 1-2.

Figure 2006147993
Figure 2006147993

(基板)
以下の基板を用意した。
ブランケット基板(a):トリメチルシランを出発原料としてCVD法でオルガノシリケートグラス(厚さ:1000nm)を形成したシリコン基板。
ブランケット基板(b):厚さ1000nmの二酸化ケイ素をCVD法で形成したシリコン基板。
ブランケット基板(c):厚さ200nmのタンタル膜をスパッタ法で形成したシリコン基板。
ブランケット基板(d):厚さ1600nmの銅膜をスパッタ法で形成したシリコン基板。
パターン基板(a)の作製:シリコン基板上に層間絶縁層として上記オルガシリケートグラス(厚さ:1000nm)をCVD法で成膜した。このオルガノシリケートグラスにフォトリソ法によって、幅4.5μm、間隔0.5μmの溝を深さ800nmで総幅2.5mmで形成し、別に幅100μm、間隔100μmの溝を深さ800nmで形成して表面に凹部(溝部分)と凸部(非溝部分)を作製した。さらにこの表面にそって、スパッタ法によってバリア層として厚さ200nmのタンタル膜を形成した。前記タンタル膜の上に、スパッタ法により前記溝を全て埋める様に導電性物質層として銅膜を1.0μm形成した。突出している該銅膜を第1の研磨工程として、銅だけを研磨する高選択性のCMPにより、被研磨面に凸部のバリア層が全て露出するまで研磨して平坦化されたパターン基板(a)を得た(研磨時間180秒間、最大研磨厚さは1.0μm。)
(substrate)
The following substrates were prepared.
Blanket substrate (a): A silicon substrate on which organosilicate glass (thickness: 1000 nm) is formed by CVD using trimethylsilane as a starting material.
Blanket substrate (b): A silicon substrate formed by CVD of silicon dioxide having a thickness of 1000 nm.
Blanket substrate (c): A silicon substrate on which a tantalum film having a thickness of 200 nm is formed by sputtering.
Blanket substrate (d): A silicon substrate on which a copper film having a thickness of 1600 nm is formed by sputtering.
Preparation of pattern substrate (a): The above-mentioned organosilicate glass (thickness: 1000 nm) was formed as a interlayer insulating layer on a silicon substrate by a CVD method. Grooves having a width of 4.5 μm and a spacing of 0.5 μm are formed on this organosilicate glass by a photolithographic method with a depth of 800 nm and a total width of 2.5 mm, and another groove having a width of 100 μm and a spacing of 100 μm is formed with a depth of 800 nm. A concave portion (groove portion) and a convex portion (non-groove portion) were formed on the surface. Further, along this surface, a tantalum film having a thickness of 200 nm was formed as a barrier layer by sputtering. On the tantalum film, a copper film having a thickness of 1.0 μm was formed as a conductive material layer so as to fill all the grooves by sputtering. The projecting copper film is used as a first polishing step, and the substrate is polished and planarized by high-selectivity CMP for polishing only copper until the convex barrier layer is completely exposed on the surface to be polished ( a) was obtained (polishing time 180 seconds, maximum polishing thickness 1.0 μm)

(実施例1〜12及び比較例1〜2)
上記で調製した各研磨液を用いて、上記で用意した各基板を、下記の研磨条件で化学機械研磨した。また、研磨液の保存安定性評価を行った。化学機械研磨による研磨速度、ディッシング量、エロージョン量、研磨キズ及び保存安定性の評価結果を表2に示した。
(Examples 1-12 and Comparative Examples 1-2)
Using each polishing liquid prepared above, each substrate prepared above was subjected to chemical mechanical polishing under the following polishing conditions. In addition, the storage stability of the polishing liquid was evaluated. Table 2 shows the evaluation results of the polishing rate, dishing amount, erosion amount, polishing scratches and storage stability by chemical mechanical polishing.

(研磨条件:第1及び第2の研磨工程で共通)
研磨パッド:発泡ポリウレタン樹脂(ロデール社製型番:IC1000)
研磨圧力:14kPa
基板と研磨定盤との相対速度:70m/min
研磨液の供給量:200ml/min
(Polishing conditions: common to the first and second polishing steps)
Polishing pad: Polyurethane foam resin (Model number: IC1000 manufactured by Rodel)
Polishing pressure: 14 kPa
Relative speed between substrate and polishing surface plate: 70 m / min
Supply amount of polishing liquid: 200 ml / min

(基板の研磨工程)
パターン基板を、上記で調製した研磨液(a)で、上記研磨条件で180秒間化学機械研磨した。これは第1の研磨工程に相当し、バリア層が露出した。さらに上記で調製した研磨液(b)で、90秒間化学機械研磨した。これは第2の研磨工程に相当し、約30秒で凸部の層間絶縁層は全て被研磨面に露出し、残りの約60秒は凸部ではこの層間絶縁膜を研磨した。
(Substrate polishing process)
The pattern substrate was subjected to chemical mechanical polishing with the polishing liquid (a) prepared above for 180 seconds under the above polishing conditions. This corresponded to the first polishing step, and the barrier layer was exposed. Furthermore, chemical mechanical polishing was performed for 90 seconds with the polishing liquid (b) prepared above. This corresponds to the second polishing step. In about 30 seconds, all of the convex interlayer insulating layer was exposed on the surface to be polished, and for the remaining about 60 seconds, this interlayer insulating film was polished on the convex portion.

(基板の洗浄工程)
上記で研磨したパターン基板の被研磨面にスポンジブラシ(ポリビニルアルコール製)を押し付け、蒸留水を基板に供給しながら基板とスポンジブラシを回転させ、90秒間洗浄した。つぎにスポンジブラシを取り除き、基板の被研磨面に蒸留水を60秒間供給した。最後に基板を高速で回転させることで蒸留水を弾き飛ばして基板を乾燥し、以下のように評価した。
(Substrate cleaning process)
A sponge brush (made of polyvinyl alcohol) was pressed against the surface to be polished of the patterned substrate polished above, and the substrate and the sponge brush were rotated while supplying distilled water to the substrate, followed by washing for 90 seconds. Next, the sponge brush was removed, and distilled water was supplied to the polished surface of the substrate for 60 seconds. Finally, the substrate was dried by spinning off the distilled water by rotating the substrate at a high speed, and evaluated as follows.

(評価項目)
(1) 研磨速度:上記条件で研磨および洗浄した(a)〜(d)のブランケット基板のうち、オルガノシリケートグラス(a)及び二酸化ケイ素(b)の研磨速度を、研磨前後での膜厚差を大日本スクリーン製造株式会社製膜厚測定装置(製品名ラムダエースVLM8000LS)を用いて測定し求めた。また、タンタル膜(c)及び銅(d)の研磨速度を研磨前後での膜厚差を電気抵抗値から換算して求めた。
(2) 平坦性(ディッシング量):上記条件で研磨および洗浄したパターン基板(a)の、配線金属(銅)部幅100μm、層間絶縁膜部幅100μmが交互に並んだストライプ状パターン部の表面形状から、触針式段差計で絶縁膜部に対する配線金属部の膜減り量を求めた。
(3) 平坦性(エロージョン量):パターン基板(a)に形成された配線金属部幅4.5μm、層間絶縁膜部幅0.5μmが交互に並んだ総幅2.5mmのストライプ状パターン部の表面形状を触針式段差計により測定し、ストライプ状パターン周辺の層間絶縁膜部に対するパターン中央付近の層間絶縁膜部の膜減り量を求めた。
(4) 研磨傷:パターン基板(a)から、研磨キズの量をKLA Tencor社製パターンウエハ欠陥検出装置2138を用いて測定し、1cm当たりの個数で評価した。
(5) 保存安定性:30℃のオーブンに研磨液を6ヶ月保管後の研磨液中の砥粒の粒径をコールタ社製のコールタカウンタN4M型を用いて測定した。また、この研磨液を用いて上記条件によりブランケット基板、パターン基板を研磨、洗浄し、研磨速度、ディッシング量、エロージョン量、及び研磨傷の量を評価した。
(Evaluation item)
(1) Polishing rate: Among the blanket substrates of (a) to (d) polished and washed under the above conditions, the polishing rate of organosilicate glass (a) and silicon dioxide (b) is determined by the difference in film thickness before and after polishing. Was measured using a Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. film thickness measuring apparatus (product name: Lambda Ace VLM8000LS). Further, the polishing rate of the tantalum film (c) and copper (d) was obtained by converting the film thickness difference before and after polishing from the electric resistance value.
(2) Flatness (dishing amount): The surface of the striped pattern portion of the patterned substrate (a) polished and cleaned under the above conditions, in which the wiring metal (copper) portion width of 100 μm and the interlayer insulating film portion width of 100 μm are alternately arranged From the shape, the amount of film reduction of the wiring metal part relative to the insulating film part was determined by a stylus type step gauge.
(3) Flatness (the amount of erosion): a stripe pattern portion having a total width of 2.5 mm in which the wiring metal portion width 4.5 μm and the interlayer insulating film portion width 0.5 μm are alternately arranged on the pattern substrate (a). The surface shape of the film was measured with a stylus type step meter, and the amount of film reduction of the interlayer insulating film portion near the center of the pattern relative to the interlayer insulating film portion around the stripe pattern was determined.
(4) Polishing scratches: The amount of polishing scratches was measured from the pattern substrate (a) using a pattern wafer defect detection device 2138 manufactured by KLA Tencor, and evaluated by the number per 1 cm 2 .
(5) Storage stability: The particle size of the abrasive grains in the polishing liquid after storing the polishing liquid in an oven at 30 ° C. for 6 months was measured using a Coulter Counter N4M type manufactured by Coulter. Further, the blanket substrate and the pattern substrate were polished and cleaned using the polishing liquid under the above conditions, and the polishing rate, dishing amount, erosion amount, and amount of polishing flaws were evaluated.

Figure 2006147993
Figure 2006147993

比較例1及び比較例2では、オルガノシリケートグラスの研磨速度が小さく、ディッシング及びエロージョンが大きくなっている。また、比較例1及び比較例2では、特に保存安定性評価時のオルガノシリケートグラスの研磨速度が小さくなっており、ディッシング及びエロージョンが大きくなっている。また、粒径が大きくなっていることに起因するのか、研磨キズの量が多い。それに対し実施例1〜12では、オルガノシリケートグラスまたは二酸化ケイ素の研磨速度が大きく、良好なディッシング及びエロージョン特性を有する。研磨傷の量が少なく良好である。また、保存安定性評価時も同様の結果であり、粒径もほとんど変化せず、研磨傷の量が少なく良好である。

In Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the polishing rate of the organosilicate glass is small, and dishing and erosion are large. Moreover, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the polishing rate of the organosilicate glass particularly during the storage stability evaluation is low, and dishing and erosion are high. In addition, the amount of polishing scratches is large due to the increase in particle size. On the other hand, in Examples 1-12, the polishing rate of organosilicate glass or silicon dioxide is large, and it has good dishing and erosion characteristics. The amount of polishing scratches is small and good. In addition, the same results were obtained when evaluating the storage stability, the particle diameter hardly changed, and the amount of polishing scratches was small and good.

Claims (11)

表面を2種以上の異なる有機官能基で変性した砥粒を含有することを特徴とするCMP用研磨液。 A polishing slurry for CMP, comprising abrasive grains having a surface modified with two or more different organic functional groups. 表面を砥粒を沈降させない効果を持つ1種類以上の有機官能基と層間絶縁膜研磨速度向上効果を持つ一種類以上の有機官能基で変性した砥粒を含有することを特徴とする請求項1記載のCMP用研磨液。 2. The abrasive grains modified with one or more kinds of organic functional groups having an effect of preventing the abrasive grains from precipitating on the surface and one or more kinds of organic functional groups having an effect of improving the interlayer insulating film polishing rate. The polishing liquid for CMP as described. 表面を変性する、砥粒を沈降させない効果を持つ有機官能基がアミノ基、および層間絶縁膜研磨速度向上効果を持つ有機官能基が、エポキシ基、メルカプト基、メタクリロキシ基、クロロプロピル基、フルオロプロピル基、及びウレイド基から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜2記載のCMP用研磨液。 Organic functional groups that modify the surface and have the effect of not precipitating abrasive grains are amino groups, and organic functional groups that have an effect of improving the interlayer insulating film polishing rate are epoxy groups, mercapto groups, methacryloxy groups, chloropropyl groups, fluoropropyl 3. The polishing slurry for CMP according to claim 1, wherein the polishing slurry is at least one selected from a group and a ureido group. 砥粒が、シリカ、アルミナ、セリア、チタニア、ジルコニア、及びゲルマニアから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜3記載のCMP用研磨液。 4. The polishing slurry for CMP according to claim 1, wherein the abrasive grains are at least one selected from silica, alumina, ceria, titania, zirconia, and germania. 有機溶媒、酸化金属溶解剤及び水を含有することを特徴とする請求項1〜4記載のCMP用研磨液。 The polishing liquid for CMP according to claim 1, comprising an organic solvent, a metal oxide solubilizer, and water. 金属の酸化剤を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか記載のCMP用研磨液。 The polishing liquid for CMP according to any one of claims 1 to 5, further comprising a metal oxidizing agent. 金属の防食剤を含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか記載のCMP用研磨液。 The polishing liquid for CMP according to any one of claims 1 to 6, further comprising a metal anticorrosive. 表面が凹部および凸部からなる層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜を表面に沿って被覆するバリア導体層と、前記凹部を充填してバリア導体層を被覆する導電性物質層とを有する基板の、導電性物質層を研磨して前記凸部のバリア導体層を露出させる第1の研磨工程と、少なくともバリア導体層および凹部の導電性物質層を請求項1〜7のいずれか記載のCMP用研磨液を供給しながら化学機械研磨して凸部の層間絶縁膜を露出させる第2の研磨工程とを含むことを特徴とする研磨方法。 A substrate having an interlayer insulating film having a concave portion and a convex surface, a barrier conductor layer covering the interlayer insulating film along the surface, and a conductive material layer filling the concave portion and covering the barrier conductor layer A first polishing step for polishing the conductive material layer to expose the barrier conductor layer of the convex portion, and at least the barrier conductive layer and the conductive material layer of the concave portion for CMP according to claim 1. And a second polishing step of exposing the convex interlayer insulating film by chemical mechanical polishing while supplying a polishing liquid. 層間絶縁膜がシリコン系被膜または有機ポリマ膜であることを特徴とする請求項8記載の研磨方法。 9. The polishing method according to claim 8, wherein the interlayer insulating film is a silicon film or an organic polymer film. 導電性物質が銅を主成分とすることを特徴とする請求項8または9記載の研磨方法。 The polishing method according to claim 8 or 9, wherein the conductive substance contains copper as a main component. バリア導体層が前記層間絶縁膜へ前記導電性物質が拡散するのを防ぐバリア層であって、タンタル、窒化タンタル、タンタル合金、その他のタンタル化合物、チタン、窒化チタン、チタン合金、その他のチタン化合物、タングステン、窒化タングステン、タングステン合金、及びその他のタングステン化合物から選ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項8〜10のいずれか記載の研磨方法。

The barrier conductor layer is a barrier layer that prevents the conductive material from diffusing into the interlayer insulating film, and includes tantalum, tantalum nitride, tantalum alloy, other tantalum compounds, titanium, titanium nitride, titanium alloy, and other titanium compounds. The polishing method according to claim 8, comprising at least one selected from tungsten, tungsten nitride, tungsten alloy, and other tungsten compounds.

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