JP2007194335A - Chemical mechanical polishing method - Google Patents

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上村  哲也
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a chemical mechanical polishing method capable of suppressing surface defect including scratches, and sufficiently suppressing a cost in practical usage in a planarizing process of a surface to be polished by the chemical mechanical polishing method. <P>SOLUTION: In the chemical mechanical polishing method, polishing is executed by relatively moving a polishing pad by relatively moving the polishing pad in a state where the polishing pad contacts a surface to be polished, while supplying a polishing liquid containing 7-hydroxy-5-methyl-1, 3, 4-triazaindolizine, coloidal silica as a polishing particle, an organic acid represented by a formula (1), and a corrosion inhibitor to the polishing pad on a polishing plate at a flow rate of 0.035-0.25 ml/(min×cm<SP>2</SP>) per unit area of a semiconductor substrate and per time unit. In the formula, R<SP>1</SP>and R<SP>2</SP>each independently denote hydrogen atom, alkyl group, phenyl group, carboxyl radical, hydroxyl group or organic group substituted by amino group. A reference numeral n denotes 0 or 1. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、半導体デバイスの研磨加工時において、化学的機械的な平坦化を行う研磨方法に関する。   The present invention relates to a polishing method for performing chemical mechanical planarization at the time of polishing a semiconductor device, for example.

大規模集積回路(以下、「LSI」と記す。)で代表される半導体デバイスの開発においては、小型化・高速化のため、近年配線の微細化と積層化による高密度化・高集積化が求められている。このための技術として化学的機械的研磨(Chemical Mechanical Polishing、以下、「CMP」と記す。)等の種々の技術が用いられてきている。
CMPの一般的な方法は、円形の研磨定盤(プラテン)上に研磨パッドを貼り付け、研磨パッド表面を研磨液(スラリー)で浸して、パッドに基板(ウェハ)の表面を押しつけ、その裏面から所定の圧力(研磨圧力)を加えた状態で、研磨定盤及び基板の双方を回転させ、発生する機械的摩擦により基板の表面を平坦化するものである。このような化学的機械的研磨方法は配線形成の他、キャパシタ、ゲート電極などの形成にも応用されており、また、SOI(Silicon on Insulator)基板等のシリコンウェハを鏡面研磨する際にも利用されている。このように化学的機械的研磨方法の研磨対象物としては、ポリシリコン膜(多結晶シリコン膜)、単結晶シリコン膜、シリコン酸化膜、アルミニウム、タングステン、銅など多岐にわたる。
In the development of semiconductor devices represented by large-scale integrated circuits (hereinafter referred to as “LSI”), in recent years, miniaturization and stacking of wiring has led to higher density and higher integration for miniaturization and higher speed. It has been demanded. For this purpose, various techniques such as chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as “CMP”) have been used.
A general method of CMP is to apply a polishing pad on a circular polishing platen (platen), immerse the surface of the polishing pad with a polishing liquid (slurry), press the surface of the substrate (wafer) against the pad, and backside thereof. In a state where a predetermined pressure (polishing pressure) is applied, both the polishing platen and the substrate are rotated, and the surface of the substrate is flattened by the generated mechanical friction. Such a chemical mechanical polishing method is applied to formation of capacitors, gate electrodes, etc. in addition to wiring formation, and is also used for mirror polishing of silicon wafers such as SOI (Silicon on Insulator) substrates. Has been. As described above, the objects to be polished by the chemical mechanical polishing method are diverse, such as a polysilicon film (polycrystalline silicon film), a single crystal silicon film, a silicon oxide film, aluminum, tungsten, and copper.

しかしながら、CMPを行うと、研磨傷(スクラッチ)、研磨面全体が必要以上に研磨される現象(シニング)、研磨面が平面状ではなく、中央のみがより深く研磨されて皿状のくぼみを生ずる現象(ディッシング)、配線間の絶縁体が必要以上に研磨されたうえ、複数の配線金属面表面が皿状の凹部を形成する現象(エロージョン)などが発生することがある。
一方、超LSIの性能向上を目的とした層間絶縁膜の低誘電率化が注目されている。この低誘電率化のため、誘電率の高いSiO2膜に代わるものとして、シルセスキオキサン(誘電率;約2.6〜3.0)、フッ素添加SiO2(誘電率;約3.3〜3.5)、ポリイミド系樹脂(誘電率;約2.4〜3.6、日立化成工業株式会社製、商品名「PIQ」、Allied Signal 社製、商品名「FLARE」等)、ベンゾシクロブテン(誘電率;約2.7、Dow Chemical社製、商品名「BCB」等)、水素含有SOG(誘電率;約2.5〜3.5)及び有機SOG(誘電率;約2.9、日立化成工業株式会社製、商品名「HSGR7」等)などからなる層間絶縁膜が開発されている。しかし、これらの絶縁膜はSiO2膜に比べて機械的強度が小さく、柔らかくて脆いため、従来までのスラリーでは、大きなスクラッチが発生する場合があった。
However, when CMP is performed, a polishing scratch (scratch), a phenomenon in which the entire polishing surface is polished more than necessary (thinning), and the polishing surface is not flat, but only the center is deeply polished, resulting in a dish-shaped depression. In some cases, a phenomenon (dishing), an insulator between wirings is polished more than necessary, and a plurality of wiring metal surface surfaces form dish-shaped recesses (erosion).
On the other hand, attention has been focused on lowering the dielectric constant of interlayer insulating films for the purpose of improving the performance of VLSI. As a substitute for the SiO 2 film having a high dielectric constant, silsesquioxane (dielectric constant: about 2.6 to 3.0), fluorine-added SiO 2 (dielectric constant: about 3.3) can be used to reduce the dielectric constant. To 3.5), polyimide resin (dielectric constant: about 2.4 to 3.6, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name "PIQ", Allied Signal, trade name "FLARE", etc.), benzocyclo Butene (dielectric constant: about 2.7, manufactured by Dow Chemical, trade name “BCB”, etc.), hydrogen-containing SOG (dielectric constant: about 2.5 to 3.5) and organic SOG (dielectric constant: about 2.9) An interlayer insulating film made of Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name “HSGR7” and the like has been developed. However, these insulating films have lower mechanical strength than the SiO 2 film, and are soft and brittle, so that the conventional slurry sometimes generates large scratches.

このようなスクラッチをはじめとした表面欠陥を抑制する化学的機械的研磨用水系分散体については従来から各種の組成物が提案されている。例えば、7−ヒドロキシ−5−メチル−1,3,4−トリアザインドリジンを含有するスラリーが表面平滑性に優れることが開示されている(例えば、特許文献1参照。)。   Various compositions have been proposed for chemical mechanical polishing aqueous dispersions that suppress surface defects such as scratches. For example, it is disclosed that a slurry containing 7-hydroxy-5-methyl-1,3,4-triazaindolizine is excellent in surface smoothness (see, for example, Patent Document 1).

特開2001−269859号公報JP 2001-269859 A

しかし、特許文献1に記載の研磨液では、研磨液を構成する他の成分についての検討が不十分であった。また、7−ヒドロキシ−5−メチル−1,3,4−トリアザインドリジンの使用にあたり、コスト高となる要因も内在していた。
本発明は、化学的機械的研磨方法による被研磨面の平坦化工程において、スクラッチをはじめとした表面欠陥が抑えられ、現実の使用においてもコストを十分に抑える事が出来る化学的機械的研磨方法を提供することを目的とする。本発明の化学的機械的研磨方法は、半導体デバイスの製造に特に好適に使用することができる。
However, the polishing liquid described in Patent Document 1 has not been sufficiently examined for other components constituting the polishing liquid. In addition, in using 7-hydroxy-5-methyl-1,3,4-triazaindolizine, a factor that increases the cost is also inherent.
The present invention relates to a chemical mechanical polishing method in which surface defects such as scratches can be suppressed in the planarization process of the surface to be polished by the chemical mechanical polishing method, and the cost can be sufficiently suppressed even in actual use. The purpose is to provide. The chemical mechanical polishing method of the present invention can be particularly suitably used for the production of semiconductor devices.

本発明者は鋭意検討した結果、<1>に記載の手段により上記問題を解決できることを見出し、課題を解決するに至った。好ましい実施態様である<2>、<3>と共に以下に記載する。
<1> 7−ヒドロキシ−5−メチル−1,3,4−トリアザインドリジン、研磨粒子としてコロイダルシリカ、式(1)で表される有機酸、及び、腐食抑制剤を含有する研磨液を半導体基板単位面積及び単位時間当たり0.035〜0.25ml/(min・cm2)の流量で研磨定盤上の研磨パッドに供給し、研磨パッドと被研磨面とを接触させた状態で相対運動させて研磨することを特徴とする化学的機械的研磨方法、
As a result of intensive studies, the present inventor has found that the above problem can be solved by the means described in <1>, and has solved the problem. It is described below together with <2> and <3> which are preferred embodiments.
<1> A polishing liquid containing 7-hydroxy-5-methyl-1,3,4-triazaindolizine, colloidal silica as an abrasive particle, an organic acid represented by formula (1), and a corrosion inhibitor. A semiconductor substrate is supplied to a polishing pad on a polishing surface plate at a flow rate of 0.035 to 0.25 ml / (min · cm 2 ) per unit area and unit time, and the polishing pad and the surface to be polished are in contact with each other. A chemical mechanical polishing method characterized by moving and polishing;

Figure 2007194335
式中、R1及びR2は、各々独立に、水素原子、アルキル基、フェニル基、カルボキシル基、水酸基又はアミノ基を置換した有機基を表す。nは0又は1を表す。
Figure 2007194335
In the formula, R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group, a carboxyl group, a hydroxyl group, or an organic group substituted with an amino group. n represents 0 or 1.

<2> 式(1)で表される有機酸がリンゴ酸、酒石酸、クエン酸及びこれらの誘導体よりなる群から選ばれる<1>に記載の化学的機械的研磨方法、
<3> 腐食抑制剤がベンゾトリアゾール又はその誘導体を含む<1>又は<2>に記載の化学的機械的研磨方法。
<2> The chemical mechanical polishing method according to <1>, wherein the organic acid represented by the formula (1) is selected from the group consisting of malic acid, tartaric acid, citric acid and derivatives thereof,
<3> The chemical mechanical polishing method according to <1> or <2>, wherein the corrosion inhibitor includes benzotriazole or a derivative thereof.

本発明によれば、半導体装置の被加工膜等の化学的機械的研磨方法において、少ない研磨液の使用量で十分な研磨速度を達成し、かつスクラッチをはじめとした表面欠陥が抑えられ、現実の使用においても十分にコストを抑える事が出来る化学的機械的研磨方法を提供することができる。   According to the present invention, in a chemical mechanical polishing method for a film to be processed of a semiconductor device, a sufficient polishing rate can be achieved with a small amount of polishing liquid used, and surface defects such as scratches can be suppressed. Thus, it is possible to provide a chemical mechanical polishing method capable of sufficiently reducing the cost even in the use of the above.

以下、本発明の具体的態様について説明する。
なお、本明細書における基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described.
In addition, in the description of group (atomic group) in this specification, the description which does not describe substitution and non-substitution includes what has a substituent with what does not have a substituent. For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).

〔化学的機械的研磨方法〕
本発明の化学的機械的研磨方法(以下、単に「研磨方法」ともいう。)は、7−ヒドロキシ−5−メチル−1,3,4−トリアザインドリジン、研磨粒子としてコロイダルシリカ、式(1)で表される有機酸、及び、腐食抑制剤を含有する研磨液を半導体基板単位面積及び単位時間当たり0.035〜0.25ml/(min・cm2)の流量で研磨定盤上の研磨パッドに供給し、研磨パッドと被研磨面とを接触させた状態で相対運動させて研磨することを特徴とする。
[Chemical mechanical polishing method]
The chemical mechanical polishing method of the present invention (hereinafter also simply referred to as “polishing method”) comprises 7-hydroxy-5-methyl-1,3,4-triazaindolizine, colloidal silica as an abrasive particle, a formula ( 1) The polishing liquid containing the organic acid represented by 1) and the corrosion inhibitor on the polishing platen at a flow rate of 0.035 to 0.25 ml / (min · cm 2 ) per unit area and unit time of the semiconductor substrate. A polishing pad is supplied, and polishing is performed by relatively moving the polishing pad and the surface to be polished in contact with each other.

Figure 2007194335
式中、R1及びR2は、各々独立に、水素原子、アルキル基、フェニル基、カルボキシル基、水酸基又はアミノ基を置換した有機基を表す。nは0又は1を表す。
Figure 2007194335
In the formula, R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group, a carboxyl group, a hydroxyl group, or an organic group substituted with an amino group. n represents 0 or 1.

これまでは、加工中に使用する研磨液量を低下させるに伴い、研磨液による冷却効果が損なわれ、その結果、研磨中の加工温度が上昇する為にディッシング、エロージョンが悪化する問題があった。これを防ぐ為には加工中、高温下においても銅の研磨速度が低くなる(十分な腐食抑制能を有する)組成が望まれる。しかし、高温下においては腐食抑制剤の抑制能が低下する為に前記組成を達成する事は困難であった。   Until now, as the amount of polishing liquid used during processing was reduced, the cooling effect of the polishing liquid was impaired, and as a result, the processing temperature during polishing increased and dishing and erosion had deteriorated. . In order to prevent this, a composition in which the polishing rate of copper is low (having sufficient corrosion inhibiting ability) during processing and at high temperatures is desired. However, it is difficult to achieve the above composition because the inhibiting ability of the corrosion inhibitor is reduced at high temperatures.

従来までの研磨液(スラリー)と異なり、本発明で研磨液の使用量を低下させる事が出来た理由は、研磨液が7−ヒドロキシ−5−メチル−1,3,4−トリアザインドリジン、式(1)で表される有機酸及び腐食抑制剤を含有する為と考えられる。すなわち、式(1)で表される有機酸は、過酸化水素などの酸化剤の添加量によって銅(Cu)の溶出速度を簡単にコントロールできる。又、7−ヒドロキシ−5−メチル−1,3,4−トリアザインドリジンと腐食抑制剤の組み合わせによって、高温下においても十分な腐食抑制が可能な複合的な膜が形成される。これにより非常に低い研磨流量においても過剰な摩擦熱を発生させず、低温での研磨が可能になった。   Unlike the conventional polishing liquid (slurry), the reason why the amount of the polishing liquid used in the present invention can be reduced is that the polishing liquid is 7-hydroxy-5-methyl-1,3,4-triazaindolizine. This is probably because the organic acid represented by the formula (1) and the corrosion inhibitor are contained. That is, the organic acid represented by the formula (1) can easily control the elution rate of copper (Cu) by the addition amount of an oxidizing agent such as hydrogen peroxide. In addition, a combination of 7-hydroxy-5-methyl-1,3,4-triazaindolizine and a corrosion inhibitor forms a composite film that can sufficiently inhibit corrosion even at high temperatures. This makes it possible to perform polishing at a low temperature without generating excessive frictional heat even at a very low polishing flow rate.

ここで、研磨液流量とは、被研磨体へ供給される1分あたりの研磨液の流量であり、研磨加工される被研磨体面積(基板ウェハ面積)に対する流量として規定するものとする。ここで、本発明において、研磨加工中に被研磨体へ供給される単位面積及び単位時間当たりの研磨液の流量は0.035〜0.25ml/(min・cm2)であるが、研磨液の加工温度を上げすぎない観点から0.100〜0.25ml/(min・cm2)であることがより好ましい。
研磨液流量が0.035ml/(min・cm2)未満であると、加工温度が過剰に上がり、良好な研磨結果を得る事が出来ない。また、0.25ml/(min・cm2)を超えるとコスト高につながる。
Here, the polishing liquid flow rate is a flow rate of the polishing liquid supplied to the object to be polished per minute, and is defined as a flow rate with respect to the area of the object to be polished (substrate wafer area). Here, in the present invention, the flow rate of the polishing liquid per unit area and unit time supplied to the object to be polished during polishing is 0.035 to 0.25 ml / (min · cm 2 ). From the viewpoint of not excessively increasing the processing temperature, it is more preferably 0.100 to 0.25 ml / (min · cm 2 ).
When the polishing liquid flow rate is less than 0.035 ml / (min · cm 2 ), the processing temperature rises excessively and good polishing results cannot be obtained. Moreover, when it exceeds 0.25 ml / (min · cm 2 ), it leads to high cost.

研磨液は、濃縮液であって使用する際に水を加えて希釈して使用液とする場合、又は、各成分が後述する水溶液の形態でこれらを混合し、必要により水を加え希釈して使用液とする場合、あるいは使用液として調製されている場合がある。本発明の研磨液を用いた研磨方法は、いずれの場合にも適用でき、研磨液を研磨定盤上の研磨パッドに供給し、被研磨面と接触させて被研磨面と研磨パッドを相対運動させて研磨する研磨方法である。   The polishing liquid is a concentrated liquid, and when it is used, it is diluted with water to make a working liquid. In some cases, it is prepared as a working solution or a working solution. The polishing method using the polishing liquid of the present invention can be applied to any case, supplying the polishing liquid to the polishing pad on the polishing surface plate, and bringing the polishing surface and the polishing pad into relative motion by bringing them into contact with the surface to be polished. This is a polishing method for polishing.

研磨する装置としては、被研磨面を有する半導体基板等の被研磨体を保持するホルダーと研磨パッドを貼り付けた(回転数が変更可能なモータ等を取り付けてある)研磨定盤を有する一般的な研磨装置が使用できる。研磨パッドとしては、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、研磨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(被研磨膜)を有する半導体基板の研磨パッドへの押しつけ圧力は、0.68〜34.5KPaであることが好ましく、研磨速度の被研磨体(ウェハ)面内均一性及びパターンの平坦性を満足するためには、3.40〜20.7KPaであることがより好ましい。   A polishing apparatus generally has a polishing platen with a holder for holding an object to be polished such as a semiconductor substrate having a surface to be polished, and a polishing pad attached (a motor capable of changing the number of rotations is attached). A simple polishing apparatus can be used. As the polishing pad, a general nonwoven fabric, foamed polyurethane, porous fluororesin, or the like can be used, and there is no particular limitation. The polishing conditions are not limited, but the rotation speed of the polishing 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 pad of the semiconductor substrate having the surface to be polished (film to be polished) is preferably 0.68 to 34.5 KPa, and the in-plane uniformity of the polishing target (wafer) and the pattern of the polishing rate In order to satisfy flatness, it is more preferably 3.40 to 20.7 KPa.

例えば、研磨終了後の半導体基板(被研磨体)は、流水中で良く洗浄した後、スピンドライヤ等を用いて半導体基板上に付着した水滴を払い落としてから乾燥させる。
本発明の研磨方法では、希釈する水溶液は、次に述べる水溶液と同じである。水溶液は、予め酸化剤、酸、添加剤、界面活性剤のうち少なくとも1つ以上を含有した水で、水溶液中に含有した成分と希釈される研磨液の成分を合計した成分が、研磨液を使用して研磨する際の成分となるようにする。水溶液で希釈して使用する場合は、溶解しにくい成分を水溶液の形で配合することができ、より濃縮した研磨液を調製することができる。
For example, a semiconductor substrate (substance to be polished) after polishing is thoroughly washed in running water, and then dried after removing water droplets adhering to the semiconductor substrate using a spin dryer or the like.
In the polishing method of the present invention, the aqueous solution to be diluted is the same as the aqueous solution described below. The aqueous solution is water containing at least one of an oxidizing agent, an acid, an additive, and a surfactant in advance, and the total amount of the components contained in the aqueous solution and the components of the polishing liquid to be diluted is the polishing liquid. Use it as a component when polishing. When diluted with an aqueous solution and used, components that are difficult to dissolve can be blended in the form of an aqueous solution, and a more concentrated polishing liquid can be prepared.

濃縮された研磨液に水又は水溶液を加え希釈する方法としては、濃縮された研磨液を供給する配管と水又は水溶液を供給する配管を途中で合流させて混合し、混合し希釈された研磨液を研磨パッドに供給する方法がある。混合は、圧力を付した状態で狭い通路を通して液同士を衝突混合する方法、配管中にガラス管などの充填物を詰め液体の流れを分流分離、合流させることを繰り返し行う方法、配管中に動力で回転する羽根を設ける方法など通常に行われている方法を採用することができる。   As a method of diluting the concentrated polishing liquid by adding water or an aqueous solution, the pipe for supplying the concentrated polishing liquid and the pipe for supplying the water or the aqueous solution are joined together and mixed, and mixed and diluted. There is a method of supplying a polishing pad to a polishing pad. Mixing is a method in which liquids collide with each other through a narrow passage under pressure, a method in which a filling such as a glass tube is filled in a pipe, and the flow of liquid is repeatedly separated and merged. Conventional methods such as a method of providing blades that rotate in the above can be employed.

濃縮された研磨液を水又は水溶液などにより希釈し、研磨する方法としては、研磨液を供給する配管と水又は水溶液を供給する配管を独立に設け、それぞれから所定量の液を研磨パッドに供給し、研磨パッドと被研磨面の相対運動で混合しつつ研磨する方法である。また、1つの容器に、所定量の濃縮された研磨液と水又は水溶液を入れ混合してから、研磨パッドにその混合した研磨液を供給し、研磨をする方法がある。   As a method of diluting and polishing the concentrated polishing liquid with water or an aqueous solution, a pipe for supplying the polishing liquid and a pipe for supplying water or an aqueous solution are provided independently, and a predetermined amount of liquid is supplied from each to the polishing pad. In this method, the polishing pad and the surface to be polished are mixed while being mixed by relative movement. Further, there is a method in which a predetermined amount of concentrated polishing liquid and water or an aqueous solution are mixed in one container, and then the mixed polishing liquid is supplied to a polishing pad for polishing.

本発明の別の研磨方法は、研磨液が含有すべき成分を少なくとも2つの構成成分に分けて、それらを使用する際に、水又は水溶液を加え希釈して研磨定盤上の研磨パッドに供給し、被研磨面と接触させて被研磨面と研磨パッドを相対運動させて研磨する方法である。例えば、酸化剤を1つの構成成分(A)とし、酸、添加剤、界面活性剤及び水を1つの構成成分(B)とし、それらを使用する際に水又は水溶液で構成成分(A)と構成成分(B)を希釈して使用する。   According to another polishing method of the present invention, the component to be contained in the polishing liquid is divided into at least two components, and when these components are used, they are diluted by adding water or an aqueous solution and supplied to the polishing pad on the polishing platen. In this method, the surface to be polished and the polishing pad are moved relative to each other and brought into contact with the surface to be polished. For example, an oxidizing agent is one component (A), an acid, an additive, a surfactant and water are one component (B), and when they are used, the component (A) The component (B) is diluted before use.

また、溶解度の低い添加剤を2つの構成成分(A)と(B)に分け、酸化剤、添加剤及び界面活性剤を1つの構成成分(A)とし、酸、添加剤、界面活性剤及び水を1つの構成成分(B)とし、それらを使用する際に水又は水溶液を加え構成成分(A)と構成成分(B)を希釈して使用する。この例の場合、構成成分(A)と構成成分(B)と水又は水溶液をそれぞれ供給する3つの配管が必要であり、希釈混合は、3つの配管を、研磨パッドに供給する1つの配管に結合し、その配管内で混合する方法があり、この場合、2つの配管を結合してから他の1つの配管を結合することも可能である。   In addition, the low-solubility additive is divided into two components (A) and (B), and the oxidizing agent, additive and surfactant are one component (A), and the acid, additive, surfactant and Water is used as one component (B), and when these are used, water or an aqueous solution is added to dilute the component (A) and the component (B). In the case of this example, three pipes for supplying the component (A), the component (B), and water or an aqueous solution are required, and dilution mixing is performed on one pipe that supplies the three pads to the polishing pad. There is a method of combining and mixing in the pipe. In this case, it is also possible to combine two pipes and then connect another pipe.

例えば、溶解しにくい添加剤を含む構成成分と他の構成成分を混合し、混合経路を長くして溶解時間を確保してから、さらに水又は水溶液の配管を結合する方法である。その他の混合方法は、上記したように直接に3つの配管をそれぞれ研磨パッドに導き、研磨パッドと被研磨面の相対運動により混合する方法、1つの容器に3つの構成成分を混合して、そこから研磨パッドに希釈された研磨液を供給する方法である。上記した研磨方法において、酸化剤を含む1つの構成成分を40℃以下にし、他の構成成分を室温から100℃の範囲に加温し、且つ1つの構成成分と他の構成成分又は水もしくは水溶液を加え希釈して使用する際に、混合した後に40℃以下とするようにすることもできる。温度が高いと溶解度が高くなるため、研磨液の溶解度の低い原料の溶解度を上げるために好ましい方法である。   For example, it is a method in which a constituent component containing an additive that is difficult to dissolve is mixed with another constituent component, a mixing path is lengthened to ensure a dissolution time, and then a pipe of water or an aqueous solution is further combined. Other mixing methods are as described above, in which the three pipes are each guided directly to the polishing pad and mixed by the relative movement of the polishing pad and the surface to be polished, and the three components are mixed in one container. The diluted polishing liquid is supplied to the polishing pad. In the above polishing method, one constituent component containing an oxidizing agent is made 40 ° C. or lower, the other constituent components are heated in the range of room temperature to 100 ° C., and one constituent component and another constituent component or water or an aqueous solution When the mixture is diluted and used, it can be adjusted to 40 ° C. or lower after mixing. Since the solubility increases when the temperature is high, this is a preferable method for increasing the solubility of the raw material having a low solubility of the polishing liquid.

酸化剤を含まない他の成分を室温から100℃の範囲で加温して溶解させた原料は、温度が下がると溶液中に析出するため、温度が低下したその成分を用いる場合は、予め加温して析出したものを溶解させる必要がある。これには、加温し溶解した構成成分液を送液する手段と、析出物を含む液を攪拌しておき、送液し配管を加温して溶解させる手段を採用することができる。加温した成分が酸化剤を含む1つの構成成分の温度を40℃以上に高めると酸化剤が分解してくる恐れがあるので、加温した構成成分とこの加温した構成成分を冷却する酸化剤を含む1つの構成成分で混合した場合、40℃以下となるようにする。   A raw material in which other components not containing an oxidizing agent are heated and dissolved in the range of room temperature to 100 ° C. is precipitated in the solution when the temperature is lowered. It is necessary to dissolve what is deposited by heating. For this, a means for feeding a heated component solution and a means for stirring the liquid containing the precipitate, feeding the liquid, and heating and dissolving the pipe can be employed. When the temperature of one component containing an oxidant is increased to 40 ° C. or higher, the oxidant may be decomposed. Therefore, the heated component and the oxidation for cooling the heated component When mixed with one component containing an agent, the temperature is set to 40 ° C. or lower.

また、本発明においては、上述したように研磨液の成分を二分割以上に分割して、研磨面に供給してもよい。この場合、酸化物を含む成分と酸を含有する成分とに分割して供給することが好ましい。また、研磨液を濃縮液とし、希釈水を別にして研磨面に供給してもよい。本発明においてこれらの場合の供給量は、各配管からの供給量の合計を表すものである。   In the present invention, as described above, the components of the polishing liquid may be divided into two or more parts and supplied to the polishing surface. In this case, it is preferable to divide and supply the component containing an oxide and the component containing an acid. Alternatively, the polishing liquid may be a concentrated liquid, and diluted water may be separately supplied to the polishing surface. In the present invention, the supply amount in these cases represents the total supply amount from each pipe.

(バリア金属)
本発明においては、半導体がカーボンからなる配線を用いている場合、配線と層間絶縁膜との間に、微量元素の拡散を防ぐためのバリア層を設けることが好ましい。バリア層としては低電気抵抗のメタル材料が好ましく、TiN、TiW、Ta、TaN、W、WN、Ruがより好ましく、Ta、TaN、Ruが特に好ましい。
層間絶縁膜としては、低誘電率の絶縁性物質の薄膜が好ましく、好適な絶縁性物質としては比誘電率が3.0以下である物質であり、より好ましくは2.8以下の物質である。好ましい低誘電率物質として具体的には、BlackDiamond(アプライドマテリアルズ社製)、FLARE(Honeywell Electronic Materials社製)、SILK(Dow Chemical社製)、CORAL(Novellus System社製)、LKD(JSR(株)製)及びHSG(日立化成工業(株)製)を挙げることができる。
(Barrier metal)
In the present invention, when a wiring made of carbon is used as the semiconductor, it is preferable to provide a barrier layer for preventing diffusion of trace elements between the wiring and the interlayer insulating film. The barrier layer is preferably a metal material with low electrical resistance, more preferably TiN, TiW, Ta, TaN, W, WN, and Ru, and particularly preferably Ta, TaN, and Ru.
As the interlayer insulating film, a thin film of an insulating material having a low dielectric constant is preferable, and a preferable insulating material is a material having a relative dielectric constant of 3.0 or less, more preferably a material having a dielectric constant of 2.8 or less. . Specific examples of preferable low dielectric constant materials include BlackDiamond (Applied Materials), FLARE (Honeywell Electronic Materials), SILK (Dow Chemical), CORAL (Novellus System), LKD (JSR) And HSG (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.).

(パッド)
本発明に用いられる研磨用のパッドは、大きくは無発泡構造パッドでも発泡構造パッドでもよい。前者はプラスチック板のように硬質の合成樹脂バルク材をパッドに用いるものである。また、後者は更に独立発泡体(乾式発泡系)、連続発泡体(湿式発泡系)、2層複合体(積層系)の3つがあり、特には2層複合体(積層系)が好ましい。発泡は、均一でも不均一でもよい。
更に研磨に用いる砥粒(例えば、セリア、シリカ、アルミナ、樹脂など)を含有したものでもよい。また、それぞれに硬さは軟質のものと硬質のものがあり、どちらでもよく、積層系ではそれぞれの層に異なる硬さのものを用いることが好ましい。材質としては不織布、人工皮革、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネート等が好ましい。また、研磨面と接触する面には、格子溝/穴/同心溝/らせん状溝などの加工を施してもよい。
(pad)
The polishing pad used in the present invention may be a non-foamed structure pad or a foamed structure pad. The former uses a hard synthetic resin bulk material like a plastic plate for a pad. Further, the latter further includes three types of a closed foam (dry foam system), a continuous foam (wet foam system), and a two-layer composite (laminated system), and a two-layer composite (laminated system) is particularly preferable. Foaming may be uniform or non-uniform.
Further, it may contain abrasive grains (for example, ceria, silica, alumina, resin, etc.) used for polishing. In addition, the hardness may be either soft or hard, and either may be used. In the laminated system, it is preferable to use a different hardness for each layer. The material is preferably non-woven fabric, artificial leather, polyamide, polyurethane, polyester, polycarbonate or the like. In addition, the surface contacting the polishing surface may be subjected to processing such as lattice grooves / holes / concentric grooves / helical grooves.

(ウェハ)
本発明のカーボン配線用研磨液を用いて研磨を行うウェハは、径が200mm以上であることが好ましく、特には300mm以上が好ましい。300mm以上である時に顕著に本発明の効果を発揮することができるので好ましい。
(Wafer)
The wafer to be polished using the carbon wiring polishing liquid of the present invention preferably has a diameter of 200 mm or more, particularly preferably 300 mm or more. When it is 300 mm or more, the effect of the present invention can be remarkably exhibited, which is preferable.

〔研磨液〕
本発明において、研磨液は7−ヒドロキシ−5−メチル−1,3,4−トリアザインドリジン、研磨粒子としてコロイダルシリカ、式(1)で表される有機酸、及び、腐食抑制剤を含有し、必要に応じて、酸化剤、酸、添加剤、界面活性剤界面活性剤、親水性ポリマー、アルカリ剤及び緩衝剤を含有する。
[Polishing liquid]
In the present invention, the polishing liquid contains 7-hydroxy-5-methyl-1,3,4-triazaindolizine, colloidal silica as polishing particles, an organic acid represented by the formula (1), and a corrosion inhibitor. If necessary, it contains an oxidizing agent, an acid, an additive, a surfactant, a hydrophilic polymer, an alkali agent and a buffer.

なお、研磨液の濃縮液作製時に添加する成分の内、室温での水に対する溶解度が5%未満のものの配合量は、濃縮液を5℃などに冷却した際の析出を防止する点で、室温での水に対する溶解度の2倍以内とすることが好ましく、1.5倍以内とすることがより好ましい。
なお、本明細書において「濃縮」及び「濃縮液」とは、使用状態よりも「濃厚」及び「濃厚な液」を意味する慣用表現にしたがって用いており、蒸発などの物理的な濃縮操作を伴う一般的な用語の意味とは異なる用法で用いている。
Of the components added during the preparation of the concentrated liquid of the polishing liquid, the blending amount of water having a solubility in water of less than 5% at room temperature is room temperature in order to prevent precipitation when the concentrated liquid is cooled to 5 ° C or the like. The solubility in water is preferably within 2 times, more preferably within 1.5 times.
In this specification, “concentration” and “concentrated liquid” are used in accordance with conventional expressions meaning “thick” and “thick liquid” rather than the state of use, and physical concentration operations such as evaporation are performed. It is used in a different way from the meaning of the general terms involved.

すなわち、濃縮液または濃縮された研磨液とは、研磨に使用する際の研磨液よりも、溶質の濃度が高く調製された研磨液を意味し、研磨に使用する際に、水又は水溶液などで希釈して、研磨に使用されるものである。希釈倍率は、一般的には1〜20体積倍である。
本発明において「研磨液」とは、研磨に使用する際の研磨液(即ち、必要により希釈された研磨液)のみならず、研磨液の濃縮液をも包含する意である。
以下、各構成成分について説明する。
That is, the concentrated liquid or the concentrated polishing liquid means a polishing liquid prepared with a higher solute concentration than the polishing liquid used for polishing, and when used for polishing, It is diluted and used for polishing. The dilution factor is generally 1 to 20 volume times.
In the present invention, the “polishing liquid” means not only a polishing liquid used for polishing (that is, a polishing liquid diluted as necessary) but also a concentrated liquid of the polishing liquid.
Hereinafter, each component will be described.

(式(1)で表される有機酸)
本発明において、研磨液は式(1)で表される有機酸を含有する。
(Organic acid represented by formula (1))
In the present invention, the polishing liquid contains an organic acid represented by the formula (1).

Figure 2007194335
Figure 2007194335

式中、R1及びR2は、各々独立に、水素原子、アルキル基、フェニル基、カルボキシル基、水酸基又はアミノ基を置換した有機基を表す。nは、0又は1を表す。R1及びR2としては、水素原子、アルキル基及び水酸基が好ましい。
なお、本明細書における化合物中の置換基(原子団)表記に於いて、置換及び無置換を記していない場合は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
In the formula, R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group, a carboxyl group, a hydroxyl group, or an organic group substituted with an amino group. n represents 0 or 1. R 1 and R 2 are preferably a hydrogen atom, an alkyl group and a hydroxyl group.
In addition, in the description of substituents (atomic groups) in the compounds in the present specification, when neither substituted nor unsubstituted is described, it includes not only those having no substituent but also those having a substituent. is there. For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).

式(1)で表される有機酸の例として、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸及びその誘導体が例示できる。この中で、無置換体であるリンゴ酸、酒石酸、クエン酸が特に好ましい。
式(1)で表される有機酸は、1種単独で使用することもできるが、複数の式(1)で表される有機酸を併用することもできる。
Examples of the organic acid represented by the formula (1) include malic acid, tartaric acid, citric acid and derivatives thereof. Among these, the unsubstituted malic acid, tartaric acid and citric acid are particularly preferable.
Although the organic acid represented by Formula (1) can be used alone, a plurality of organic acids represented by Formula (1) can be used in combination.

前記有機酸は、公知の方法により合成できるが、市販のものを用いてもよい。式(1)で表される有機酸の添加量は、総量として、研磨に使用する際の研磨液の1L中、0.001〜5重量%が好ましく、0.01〜3重量%がより好ましい。   The organic acid can be synthesized by a known method, but a commercially available product may be used. The total amount of the organic acid represented by the formula (1) is preferably 0.001 to 5% by weight, more preferably 0.01 to 3% by weight in 1 L of a polishing liquid used for polishing. .

(7−ヒドロキシ−5−メチル−1,3,4−トリアザインドリジン)
本発明において、研磨液は、7−ヒドロキシ−5−メチル−1,3,4−トリアザインドリジンを有する。
7−ヒドロキシ−5−メチル−1,3,4−トリアザインドリジンの配合量は、0.01〜5重量%とすることが好ましく、より好ましくは0.05〜2重量%であり、0.1〜1重量%とすることがさらに好ましい。この含有量が0.01重量%以上であると、スクラッチの発生を十分に抑制することができるので好ましい。また、5重量%以下であると、7−ヒドロキシ−5−メチル−1,3,4−トリアザインドリジンが十分に溶解し、沈降を生じることがないので好ましい。
(7-hydroxy-5-methyl-1,3,4-triazaindolizine)
In the present invention, the polishing liquid has 7-hydroxy-5-methyl-1,3,4-triazaindolizine.
The blending amount of 7-hydroxy-5-methyl-1,3,4-triazaindolizine is preferably 0.01 to 5% by weight, more preferably 0.05 to 2% by weight. More preferably, it is made into 1 to 1 weight%. It is preferable for this content to be 0.01% by weight or more because the occurrence of scratches can be sufficiently suppressed. Further, if it is 5% by weight or less, it is preferable because 7-hydroxy-5-methyl-1,3,4-triazaindolizine is sufficiently dissolved and precipitation does not occur.

(研磨粒子)
本発明に使用する研磨液は、構成成分として研磨粒子としてコロイダルシリカを含有する。
上記コロイダルシリカ粒子の作製法として、例えばSi(OC254、Si(sec−OC494、Si(OCH34、Si(OC494のようなシリコンアルコキシド化合物をゾルゲル法により加水分解することにより得ることができる。このような第1、第2のコロイダル粒子(例えば第1、第2のコロイダルシリカ粒子)は粒度分布が非常に急峻なものとなる。
(Abrasive particles)
The polishing liquid used in the present invention contains colloidal silica as abrasive particles as a constituent component.
Examples of the method for producing the colloidal silica particles include silicon alkoxides such as Si (OC 2 H 5 ) 4 , Si (sec-OC 4 H 9 ) 4 , Si (OCH 3 ) 4 , and Si (OC 4 H 9 ) 4. It can be obtained by hydrolyzing the compound by a sol-gel method. Such first and second colloidal particles (for example, first and second colloidal silica particles) have a very sharp particle size distribution.

コロイダル粒子の平均粒子径とは、コロイダル粒子の粒子径とその粒子径を持つ粒子数を積算した累積度数との関係を示す粒度累積曲線を求め、この曲線の累積度数が50%のポイントでの粒子径を意味するものである。このコロイダル粒子の粒子径は、動的光散乱法から得られた粒度分布において求められる平均粒子径を表す。例えば、粒度分布を求める測定装置しては堀場製作所製LB−500等が用いられる。   The average particle size of the colloidal particles is a particle size cumulative curve showing the relationship between the particle size of the colloidal particles and the cumulative frequency obtained by integrating the number of particles having the particle size. It means the particle diameter. The particle diameter of the colloidal particles represents an average particle diameter determined in the particle size distribution obtained from the dynamic light scattering method. For example, LB-500 manufactured by HORIBA, Ltd. is used as a measuring device for obtaining the particle size distribution.

含有されるコロイダルシリカ粒子の平均粒子径は5〜60nmが好ましく、より好ましくは5〜30nmである。充分な研磨加工速度を達成する目的から5nm以上の粒子が好ましい。また、研磨加工中に過剰な摩擦熱を発生させない目的で粒子径は60nm以下が好ましい。   The average particle size of the colloidal silica particles contained is preferably 5 to 60 nm, more preferably 5 to 30 nm. Particles of 5 nm or more are preferable for the purpose of achieving a sufficient polishing speed. The particle diameter is preferably 60 nm or less for the purpose of preventing excessive frictional heat during polishing.

含有される研磨粒子の濃度は研磨液中に0.5〜15重量%の割合で含まれている事が好ましい。より好ましくは1〜10重量%である。充分な研磨加工速度を達成する目的で濃度は0.5重量%以上が好ましい。また、研磨加工中に過剰な摩擦熱を発生させない目的で、濃度は10重量%以下が好ましい。   The concentration of the abrasive particles contained is preferably 0.5 to 15% by weight in the polishing liquid. More preferably, it is 1 to 10% by weight. In order to achieve a sufficient polishing speed, the concentration is preferably 0.5% by weight or more. The concentration is preferably 10% by weight or less for the purpose of not generating excessive frictional heat during polishing.

(腐食抑制剤)
本発明において、研磨液は、研磨対象の金属表面に不動態膜を形成し、基板上での化学反応を抑制する化合物として、少なくとも1種の腐食抑制剤を含有する。
腐食抑制剤としては、複素環化合物を使用することが好ましい。
該腐食抑制剤はベンゾトリアゾール及びその誘導体であることがさらに好ましい。前記誘導体としては、5,6−ジメチル-1,2,3−ベンゾトリアゾール(DBTA)、1−(1,2−ジカルボキシエチル)ベンゾトリアゾール(DCEBTA)、1−[N,N−ビス(ヒドロキシエチル)アミノメチル]ベンゾトリアゾール(HEABTA)が好ましい。
(Corrosion inhibitor)
In the present invention, the polishing liquid contains at least one corrosion inhibitor as a compound that forms a passive film on the metal surface to be polished and suppresses a chemical reaction on the substrate.
As a corrosion inhibitor, it is preferable to use a heterocyclic compound.
More preferably, the corrosion inhibitor is benzotriazole and its derivatives. Examples of the derivatives include 5,6-dimethyl-1,2,3-benzotriazole (DBTA), 1- (1,2-dicarboxyethyl) benzotriazole (DCEBTA), 1- [N, N-bis (hydroxy). Ethyl) aminomethyl] benzotriazole (HEABTA) is preferred.

本発明で用いる腐食抑制剤は、単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。また、本発明で用いる腐食抑制剤は、常法に従って合成できるほか、市販品を使用してもよい。   The corrosion inhibitor used in the present invention may be used alone or in combination of two or more. Moreover, the corrosion inhibitor used by this invention can be synthesize | combined according to a conventional method, and may use a commercial item.

また、腐食抑制剤の添加量は0.01重量%以上0.2重量%以下であることが好ましく、更に好ましくは、0.05重量%以上0.2重量%以下である。
腐食抑制剤の添加量が0.01重量%以上であると、腐食抑制効果を発揮することができるので好ましい。また、腐食抑制剤の添加量が0.2重量%以下であると粒子が高い安定性を保つ事が出来る為に好ましい。
The addition amount of the corrosion inhibitor is preferably 0.01 wt% or more and 0.2 wt% or less, more preferably 0.05 wt% or more and 0.2 wt% or less.
It is preferable that the addition amount of the corrosion inhibitor be 0.01% by weight or more because a corrosion inhibitory effect can be exhibited. Moreover, it is preferable that the addition amount of the corrosion inhibitor is 0.2% by weight or less because the particles can maintain high stability.

(他の成分)
また、本発明の研磨液は、さらに他の成分を含有しても良く、好ましい成分として、酸化剤、有機酸、無機酸、界面活性剤、水溶性ポリマー、及び添加剤を挙げることができる。研磨液が含有する上記成分は1種でも2種以上併用してもよい。
(Other ingredients)
Further, the polishing liquid of the present invention may further contain other components, and preferred components include an oxidizing agent, an organic acid, an inorganic acid, a surfactant, a water-soluble polymer, and an additive. The above components contained in the polishing liquid may be used alone or in combination of two or more.

(酸化剤)
本発明の研磨液は、研磨対象の金属を酸化できる化合物(酸化剤)を含有することが好ましい。酸化剤としては、例えば、過酸化水素、過酸化物、硝酸塩、ヨウ素酸塩、過ヨウ素酸塩、次亜塩素酸塩、亜塩素酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩、過硫酸塩、重クロム酸塩、過マンガン酸塩、オゾン水、銀(II)塩、及び、鉄(III)塩が挙げられる。
鉄(III)塩としては例えば、硝酸鉄(III)、塩化鉄(III)、硫酸鉄(III)、臭化鉄(III)など無機の鉄(III)塩の他、鉄(III)の有機錯塩が好ましく用いられる。
(Oxidant)
The polishing liquid of the present invention preferably contains a compound (oxidant) that can oxidize the metal to be polished. Examples of the oxidizing agent include hydrogen peroxide, peroxide, nitrate, iodate, periodate, hypochlorite, chlorite, chlorate, perchlorate, persulfate, Examples include dichromate, permanganate, ozone water, silver (II) salt, and iron (III) salt.
Examples of iron (III) salts include inorganic iron (III) salts such as iron nitrate (III), iron chloride (III), iron sulfate (III), iron bromide (III), and organic iron (III) salts. Complex salts are preferably used.

鉄(III)の有機錯塩を用いる場合、鉄(III)錯塩を構成する錯形成化合物としては、例えば、酢酸、クエン酸、シュウ酸、サリチル酸、ジエチルジチオカルバミン酸、コハク酸、酒石酸、グリコール酸、グリシン、アラニン、アスパラギン酸、チオグリコール酸、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−エタンジチオール、マロン酸、グルタル酸、3−ヒドロキシ酪酸、プロピオン酸、フタル酸、イソフタル酸、3−ヒドロキシサリチル酸、3,5−ジヒドロキシサリチル酸、没食子酸、安息香酸、マレイン酸などやこれらの塩の他、アミノポリカルボン酸及びその塩が挙げられる。   When an organic complex salt of iron (III) is used, examples of complex-forming compounds constituting the iron (III) complex salt include acetic acid, citric acid, oxalic acid, salicylic acid, diethyldithiocarbamic acid, succinic acid, tartaric acid, glycolic acid, glycine , Alanine, aspartic acid, thioglycolic acid, ethylenediamine, trimethylenediamine, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-ethanedithiol, malonic acid, glutaric acid, 3-hydroxybutyric acid, propionic acid, phthalic acid, isophthalic acid, 3 Aminopolycarboxylic acid and its salt are mentioned other than -hydroxy salicylic acid, 3,5-dihydroxy salicylic acid, gallic acid, benzoic acid, maleic acid, etc. and these salts.

アミノポリカルボン酸及びその塩としては、エチレンジアミン−N,N,N’,N’−四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、1,3−ジアミノプロパン−N,N,N’,N’−四酢酸、1,2−ジアミノプロパン−N,N,N’,N’−四酢酸、エチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸(ラセミ体)、エチレンジアミンジコハク酸(SS体)、N−(2−カルボキシラートエチル)−L−アスパラギン酸、N−(カルボキシメチル)−L−アスパラギン酸、β−アラニンジ酢酸、メチルイミノジ酢酸、ニトリロ三酢酸、シクロヘキサンジアミン四酢酸、イミノジ酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、エチレンジアミン−N,N’−ジ酢酸、エチレンジアミンオルトヒドロキシフェニル酢酸、N,N−ビス(2−ヒドロキシベンジル)エチレンジアミン−N,N−ジ酢酸など及びその塩が挙げられる。対塩の種類は、アルカリ金属塩及びアンモニウム塩が好ましく、特にはアンモニウム塩が好ましい。   Examples of aminopolycarboxylic acids and salts thereof include ethylenediamine-N, N, N ′, N′-tetraacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, 1,3-diaminopropane-N, N, N ′, N′-tetraacetic acid, , 2-Diaminopropane-N, N, N ′, N′-tetraacetic acid, ethylenediamine-N, N′-disuccinic acid (racemic), ethylenediamine disuccinic acid (SS), N- (2-carboxylate ethyl) ) -L-aspartic acid, N- (carboxymethyl) -L-aspartic acid, β-alanine diacetic acid, methyliminodiacetic acid, nitrilotriacetic acid, cyclohexanediaminetetraacetic acid, iminodiacetic acid, glycol etherdiaminetetraacetic acid, ethylenediamine-N, N '-Diacetic acid, ethylenediamine orthohydroxyphenylacetic acid, N, N-bis (2-hydroxybenzyl) Ethylenediamine -N, include and salts thereof such as N- diacetic acid. The kind of the counter salt is preferably an alkali metal salt or an ammonium salt, and particularly preferably an ammonium salt.

これらの中でも、過酸化水素、ヨウ素酸塩、次亜塩素酸塩、塩素酸塩、鉄(III)の有機錯塩が好ましく、鉄(III)の有機錯塩を用いる場合の好ましい錯形成化合物は、クエン酸、酒石酸、アミノポリカルボン酸(具体的には、エチレンジアミン−N,N,N’,N’−四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、1,3−ジアミノプロパン−N,N,N’,N’−四酢酸、エチレンジアミン−N,N'−ジコハク酸(ラセミ体)、エチレンジアミンジコハク酸(SS体)、N−(2−カルボキシラートエチル)−L−アスパラギン酸、N−(カルボキシメチル)−L−アスパラギン酸、β−アラニンジ酢酸、メチルイミノジ酢酸、ニトリロ三酢酸、イミノジ酢酸)を挙げることができる。
酸化剤の中でも過酸化水素並びに鉄(III)のエチレンジアミン−N,N,N’,N’−四酢酸、1,3−ジアミノプロパン−N,N,N’,N’−四酢酸及びエチレンジアミンジコハク酸(SS体)錯体が最も好ましい。
Of these, organic complex salts of hydrogen peroxide, iodate, hypochlorite, chlorate, and iron (III) are preferred, and preferred complex-forming compounds when using an organic complex salt of iron (III) are Acid, tartaric acid, aminopolycarboxylic acid (specifically, ethylenediamine-N, N, N ′, N′-tetraacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, 1,3-diaminopropane-N, N, N ′, N′- Tetraacetic acid, ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid (racemic), ethylenediaminedisuccinic acid (SS), N- (2-carboxylateethyl) -L-aspartic acid, N- (carboxymethyl) -L- Aspartic acid, β-alanine diacetic acid, methyliminodiacetic acid, nitrilotriacetic acid, iminodiacetic acid).
Among the oxidizing agents, hydrogen peroxide and iron (III) ethylenediamine-N, N, N ′, N′-tetraacetic acid, 1,3-diaminopropane-N, N, N ′, N′-tetraacetic acid and ethylenediaminedi A succinic acid (SS body) complex is most preferable.

本発明の金属用研磨液中の酸化剤の濃度としては、1重量%以下であることが好ましく、0.5重量%であることがより好ましい。
また、酸化剤の添加量は、研磨に使用する際の研磨液の1L中、0.003mol〜8molとすることが好ましく、0.03mol〜6molとすることがより好ましく、0.1mol〜4molとすることが特に好ましい。即ち、酸化剤の添加量は、金属の酸化が十分で高いCMP速度を確保する点で0.003mol以上が好ましく、研磨面の荒れ防止の点から8mol以下が好ましい。
As a density | concentration of the oxidizing agent in the metal polishing liquid of this invention, it is preferable that it is 1 weight% or less, and it is more preferable that it is 0.5 weight%.
Moreover, the addition amount of the oxidizing agent is preferably 0.003 mol to 8 mol, more preferably 0.03 mol to 6 mol, and more preferably 0.1 mol to 4 mol in 1 L of the polishing liquid used for polishing. It is particularly preferable to do this. That is, the addition amount of the oxidizing agent is preferably 0.003 mol or more from the viewpoint of sufficient metal oxidation and ensuring a high CMP rate, and is preferably 8 mol or less from the viewpoint of preventing roughening of the polished surface.

(酸)
本発明の研磨液は更に酸を含有することが好ましい。ここでいう酸は、金属を酸化するための酸化剤とは構造が異なる化合物であり、前述の酸化剤として機能する酸を包含するものではない。ここでの酸は、酸化の促進、pH調整、緩衝剤としての作用を有する。
酸の例として、その範囲で、例えば、無機酸、有機酸が挙げられる。
無機酸としては、硫酸、硝酸、ホウ酸、燐酸などが挙げられ、無機酸の中では燐酸、硝酸が好ましい。
本発明において、式(1)で表される有機酸と共に、他の有機酸を併用することもできる。併用可能な有機酸としては、水溶性のものが望ましい。以下の群から選ばれたものがより適している。ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、2−メチル酪酸、n−ヘキサン酸、3,3−ジメチル酪酸、2−エチル酪酸、4−メチルペンタン酸、n−ヘプタン酸、2−メチルヘキサン酸、n−オクタン酸、2−エチルヘキサン酸、安息香酸、グリコール酸、サリチル酸、グリセリン酸乳酸、及びそれらのアンモニウム塩やアルカリ金属塩等の塩、硫酸、硝酸、アンモニア、アンモニウム塩類、又はそれらの混合物等が挙げられる。これらの中ではギ酸、酢酸、グリコール酸が好適である。
(acid)
The polishing liquid of the present invention preferably further contains an acid. The acid here is a compound having a structure different from that of the oxidizing agent for oxidizing the metal, and does not include an acid that functions as the above-mentioned oxidizing agent. The acid here has an action of promoting oxidation, adjusting pH, and buffering agent.
Examples of the acid include inorganic acids and organic acids within the range.
Examples of the inorganic acid include sulfuric acid, nitric acid, boric acid, phosphoric acid, and among the inorganic acids, phosphoric acid and nitric acid are preferable.
In the present invention, other organic acids can be used in combination with the organic acid represented by the formula (1). The organic acid that can be used in combination is preferably a water-soluble one. Those selected from the following group are more suitable. Formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, 2-methylbutyric acid, n-hexanoic acid, 3,3-dimethylbutyric acid, 2-ethylbutyric acid, 4-methylpentanoic acid, n-heptanoic acid, 2-methylhexanoic acid , N-octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, benzoic acid, glycolic acid, salicylic acid, glyceric acid lactic acid, and salts thereof such as ammonium salts and alkali metal salts, sulfuric acid, nitric acid, ammonia, ammonium salts, or mixtures thereof Etc. Of these, formic acid, acetic acid and glycolic acid are preferred.

(添加剤)
また、本発明の研磨液には、以下の添加剤を用いることが好ましい。
アンモニア;
ジメチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、プロピレンジアミン等のアルキルアミンや、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム及びキトサン等のアミン;
ジチゾン、クプロイン(2,2’−ビキノリン)、ネオクプロイン(2,9−ジメチル−1,10−フェナントロリン)、バソクプロイン(2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン)及びキュペラゾン(ビスシクロヘキサノンオキサリルヒドラゾン)等のイミン;
ベンズイミダゾール−2−チオール、2−[2−(ベンゾチアゾリル)]チオプロピオン酸、2−[2−(ベンゾチアゾリル)]チオブチル酸、2−メルカプトベンゾチアゾール、1,2,3−トリアゾール、1,2,4−トリアゾール、3−アミノ−1H−1,2,4−トリアゾール、ベンゾトリアゾール、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール、1−ジヒドロキシプロピルベンゾトリアゾール、2,3−ジカルボキシプロピルベンゾトリアゾール、4−ヒドロキシベンゾトリアゾール、4−カルボキシル−1H−ベンゾトリアゾール、4−メトキシカルボニル−1H−ベンゾトリアゾール、4−ブトキシカルボニル−1H−ベンゾトリアゾール、4−オクチルオキシカルボニル−1H−ベンゾトリアゾール、5−ヘキシルベンゾトリアゾール、N−(1,2,3−ベンゾトリアゾリル−1−メチル)−N−(1,2,4−トリアゾリル−1−メチル)−2−エチルヘキシルアミン、トリルトリアゾール、ナフトトリアゾール、ビス[(1−ベンゾトリアゾリル)メチル]ホスホン酸等のアゾール;
ノニルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、トリアジンチオール、トリアジンジチオール、トリアジントリチオール等のメルカプタン、
その他、テトラゾール、キナルジン酸などが挙げられる。
これらの中でも、キトサン、エチレンジアミンテトラ酢酸、キュペラゾン、トリアジンジチオール、ベンゾトリアゾール、4−ヒドロキシベンゾトリアゾール、44−ブトキシカルボニル−1H−ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、ナフトトリアゾールが高いCMP速度と低いエッチング速度を両立する上で好ましい。
(Additive)
Moreover, it is preferable to use the following additives for the polishing liquid of the present invention.
ammonia;
Alkylamines such as dimethylamine, trimethylamine, triethylamine, propylenediamine, and amines such as ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), sodium diethyldithiocarbamate and chitosan;
Dithizone, cuproin (2,2′-biquinoline), neocuproin (2,9-dimethyl-1,10-phenanthroline), bathocuproine (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) and cupelazone ( Imines such as biscyclohexanone oxalyl hydrazone);
Benzimidazole-2-thiol, 2- [2- (benzothiazolyl)] thiopropionic acid, 2- [2- (benzothiazolyl)] thiobutyric acid, 2-mercaptobenzothiazole, 1,2,3-triazole, 1,2, 4-triazole, 3-amino-1H-1,2,4-triazole, benzotriazole, 1-hydroxybenzotriazole, 1-dihydroxypropylbenzotriazole, 2,3-dicarboxypropylbenzotriazole, 4-hydroxybenzotriazole, 4-carboxyl-1H-benzotriazole, 4-methoxycarbonyl-1H-benzotriazole, 4-butoxycarbonyl-1H-benzotriazole, 4-octyloxycarbonyl-1H-benzotriazole, 5-hexylbenzotriazol N- (1,2,3-benzotriazolyl-1-methyl) -N- (1,2,4-triazolyl-1-methyl) -2-ethylhexylamine, tolyltriazole, naphthotriazole, bis [( Azoles such as 1-benzotriazolyl) methyl] phosphonic acid;
Mercaptans such as nonyl mercaptan, dodecyl mercaptan, triazine thiol, triazine dithiol, triazine trithiol,
Other examples include tetrazole and quinaldic acid.
Among these, chitosan, ethylenediaminetetraacetic acid, cuperazone, triazinedithiol, benzotriazole, 4-hydroxybenzotriazole, 44-butoxycarbonyl-1H-benzotriazole, tolyltriazole, and naphthotriazole satisfy both high CMP rate and low etching rate. Preferred above.

これら添加剤の添加量は、研磨に使用する際の研磨液の1L中、0.0001mol〜0.5molとすることが好ましく0.001mol〜0.2molとすることがより好ましく、0.005mol〜0.1molとすることが特に好ましい。即ち、添加剤の添加量は、エッチング抑制の点から0.0001mol以上が好ましく、CMP速度低下防止の点から0.5mol以下が好ましい。   The additive amount of these additives is preferably 0.0001 mol to 0.5 mol, more preferably 0.001 mol to 0.2 mol, and more preferably 0.005 mol to 0.2 mol in 1 L of a polishing liquid used for polishing. The amount is particularly preferably 0.1 mol. That is, the addition amount of the additive is preferably 0.0001 mol or more from the viewpoint of suppressing etching, and preferably 0.5 mol or less from the viewpoint of preventing a decrease in CMP rate.

(界面活性剤及び/又は親水性ポリマー)
本発明の研磨液は、界面活性剤及び/又は親水性ポリマーを含有することが好ましい。
界面活性剤と親水性ポリマーは、いずれも被研磨面の接触角を低下させる作用を有して、均一な研磨を促す作用を有する。用いられる界面活性剤及び/又は親水性ポリマーとしては、以下の群から選ばれたものが好適である。
陰イオン界面活性剤として、カルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル塩が挙げられ、カルボン酸塩として、石鹸、N−アシルアミノ酸塩、ポリオキシエチレン又はポリオキシプロピレンアルキルエーテルカルボン酸塩、アシル化ペプチド;スルホン酸塩として、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼン及びアルキルナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、N−アシルスルホン酸塩;硫酸エステル塩として、硫酸化油、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレン又はポリオキシプロピレンアルキルアリルエーテル硫酸塩、アルキルアミド硫酸塩;リン酸エステル塩として、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレン又はポリオキシプロピレンアルキルアリルエーテルリン酸塩を挙げることができる。
(Surfactant and / or hydrophilic polymer)
The polishing liquid of the present invention preferably contains a surfactant and / or a hydrophilic polymer.
Both the surfactant and the hydrophilic polymer have the action of reducing the contact angle of the surface to be polished and the action of promoting uniform polishing. As the surfactant and / or hydrophilic polymer to be used, those selected from the following group are suitable.
Examples of the anionic surfactant include carboxylate, sulfonate, sulfate ester salt and phosphate ester salt. Examples of the carboxylate salt include soap, N-acyl amino acid salt, polyoxyethylene or polyoxypropylene alkyl ether carboxyl. Acid salt, acylated peptide; as sulfonate, alkyl sulfonate, alkyl benzene and alkyl naphthalene sulfonate, naphthalene sulfonate, sulfosuccinate, α-olefin sulfonate, N-acyl sulfonate; sulfate ester Salts include sulfated oil, alkyl sulfates, alkyl ether sulfates, polyoxyethylene or polyoxypropylene alkyl allyl ether sulfates, alkyl amide sulfates; phosphate ester salts such as alkyl phosphates, polyoxyethylene or polyoxypropyls. Can pyrene alkyl allyl ether phosphates.

陽イオン界面活性剤として、脂肪族アミン塩、脂肪族4級アンモニウム塩、塩化ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩;両性界面活性剤として、カルボキシベタイン型、アミノカルボン酸塩、イミダゾリニウムベタイン、レシチン、アルキルアミンオキサイドを挙げることができる。
非イオン界面活性剤として、エーテル型、エーテルエステル型、エステル型、含窒素型が挙げられ、エーテル型として、ポリオキシエチレンアルキル及びアルキルフェニルエーテル、アルキルアリルホルムアルデヒド縮合ポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルが挙げられ、エーテルエステル型として、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビトールエステルのポリオキシエチレンエーテル、エステル型として、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、グリセリンエステル、ポリグリセリンエステル、ソルビタンエステル、プロピレングリコールエステル、ショ糖エステル、含窒素型として、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルアミド等が例示される。
また、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。
As cationic surfactant, aliphatic amine salt, aliphatic quaternary ammonium salt, benzalkonium chloride salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt; carboxybetaine type, aminocarboxylate as amphoteric surfactant And imidazolinium betaine, lecithin, and alkylamine oxide.
Nonionic surfactants include ether type, ether ester type, ester type and nitrogen-containing type. Ether type includes polyoxyethylene alkyl and alkylphenyl ether, alkylallyl formaldehyde condensed polyoxyethylene ether, polyoxyethylene poly Examples include oxypropylene block polymer, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether, ether ester type, glycerin ester polyoxyethylene ether, sorbitan ester polyoxyethylene ether, sorbitol ester polyoxyethylene ether, ester type, Polyethylene glycol fatty acid ester, glycerin ester, polyglycerin ester, sorbitan ester, propylene glycol ester , Sucrose esters, nitrogen-containing type, fatty acid alkanolamides, polyoxyethylene fatty acid amides, polyoxyethylene alkyl amide, and the like.
Moreover, a fluorine-type surfactant etc. are mentioned.

さらに、その他の界面活性剤、親水性化合物、親水性ポリマー等としては、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、メトキシ酢酸、エトキシ酢酸、3−エトキシプロピオン酸及びアラニンエチルエステル等のエステル;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、ポリエチレングリコールアルケニルエーテル、アルキルポリエチレングリコール、アルキルポリエチレングリコールアルキルエーテル、アルキルポリエチレングリコールアルケニルエーテル、アルケニルポリエチレングリコール、アルケニルポリエチレングリコールアルキルエーテル、アルケニルポリエチレングリコールアルケニルエーテル、ポリプロピレングリコールアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールアルケニルエーテル、アルキルポリプロピレングリコール、アルキルポリプロピレングリコールアルキルエーテル、アルキルポリプロピレングリコールアルケニルエーテル、アルケニルポリプロピレングリコール、アルケニルポリプロピレングリコールアルキルエーテル及びアルケニルポリプロピレングリコールアルケニルエーテル等のエーテル;アルギン酸、ペクチン酸、カルボキシメチルセルロース、カードラン及びプルラン等の多糖類;グリシンアンモニウム塩及びグリシンナトリウム塩等のアミノ酸塩;ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、ポリリシン、ポリリンゴ酸、   Furthermore, other surfactants, hydrophilic compounds, hydrophilic polymers and the like include esters such as glycerin ester, sorbitan ester, methoxyacetic acid, ethoxyacetic acid, 3-ethoxypropionic acid and alanine ethyl ester; polyethylene glycol, polypropylene glycol, Polytetramethylene glycol, polyethylene glycol alkyl ether, polyethylene glycol alkenyl ether, alkyl polyethylene glycol, alkyl polyethylene glycol alkyl ether, alkyl polyethylene glycol alkenyl ether, alkenyl polyethylene glycol, alkenyl polyethylene glycol alkyl ether, alkenyl polyethylene glycol alkenyl ether, polypropylene glycol alkyl Ete , Polypropylene glycol alkenyl ethers, alkyl polypropylene glycols, alkyl polypropylene glycol alkyl ethers, alkyl polypropylene glycol alkenyl ethers, alkenyl polypropylene glycols, alkenyl polypropylene glycol alkyl ethers and alkenyl polypropylene glycol alkenyl ethers; alginic acid, pectinic acid, carboxymethylcellulose, curd Polysaccharides such as orchid and pullulan; amino acid salts such as glycine ammonium salt and glycine sodium salt; polyaspartic acid, polyglutamic acid, polylysine, polymalic acid,

ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸アンモニウム塩、ポリメタクリル酸ナトリウム塩、ポリアミド酸、ポリマレイン酸、ポリイタコン酸、ポリフマル酸、ポリ(p−スチレンカルボン酸)、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、アミノポリアクリルアミド、ポリアクリル酸アンモニウム塩、ポリアクリル酸ナトリウム塩、ポリアミド酸、ポリアミド酸アンモニウム塩、ポリアミド酸ナトリウム塩及びポリグリオキシル酸等のポリカルボン酸及びその塩;ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン及びポリアクロレイン等のビニル系ポリマー;メチルタウリン酸アンモニウム塩、メチルタウリン酸ナトリウム塩、硫酸メチルナトリウム塩、硫酸エチルアンモニウム塩、硫酸ブチルアンモニウム塩、ビニルスルホン酸ナトリウム塩、1−アリルスルホン酸ナトリウム塩、2−アリルスルホン酸ナトリウム塩、メトキシメチルスルホン酸ナトリウム塩、エトキシメチルスルホン酸アンモニウム塩、3−エトキシプロピルスルホン酸ナトリウム塩、メトキシメチルスルホン酸ナトリウム塩、エトキシメチルスルホン酸アンモニウム塩、3−エトキシプロピルスルホン酸ナトリウム塩及びスルホコハク酸ナトリウム塩等のスルホン酸及びその塩;プロピオンアミド、アクリルアミド、メチル尿素、ニコチンアミド、コハク酸アミド及びスルファニルアミド等のアミド等が挙げられる。   Polymethacrylic acid, poly (ammonium methacrylate), poly (methacrylic acid sodium salt), polyamic acid, polymaleic acid, polyitaconic acid, polyfumaric acid, poly (p-styrenecarboxylic acid), polyacrylic acid, polyacrylamide, aminopolyacrylamide, polyacrylic Ammonium acid salt, polyacrylic acid sodium salt, polyamic acid, polyamic acid ammonium salt, polyamic acid sodium salt and polyglyoxylic acid and other salts thereof; vinyl polymers such as polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone and polyacrolein; methyl Tauric acid ammonium salt, methyl tauric acid sodium salt, methyl sodium sulfate salt, ethylammonium sulfate salt, butylammonium sulfate salt, vinylsulfonic acid sodium salt, 1- Rylsulfonic acid sodium salt, 2-allylsulfonic acid sodium salt, methoxymethylsulfonic acid sodium salt, ethoxymethylsulfonic acid ammonium salt, 3-ethoxypropylsulfonic acid sodium salt, methoxymethylsulfonic acid sodium salt, ethoxymethylsulfonic acid ammonium salt, Examples include sulfonic acids such as 3-ethoxypropylsulfonic acid sodium salt and sulfosuccinic acid sodium salt and amides such as propionamide, acrylamide, methylurea, nicotinamide, succinic acid amide, and sulfanilamide.

ただし、適用する基体が半導体集積回路用シリコン基板などの場合はアルカリ金属、アルカリ土類金属、ハロゲン化物等による汚染は望ましくないため、酸若しくはそのアンモニウム塩が望ましい。基体がガラス基板等である場合はその限りではない。上記例示化合物の中でも、ポリアクリル酸アンモニウム塩、ポリビニルアルコール、コハク酸アミド、ポロビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーがより好ましい。   However, when the substrate to be applied is a silicon substrate for a semiconductor integrated circuit or the like, contamination with an alkali metal, an alkaline earth metal, a halide, or the like is not desirable, so an acid or an ammonium salt thereof is desirable. This is not the case when the substrate is a glass substrate or the like. Among the above exemplary compounds, polyacrylic acid ammonium salt, polyvinyl alcohol, succinic acid amide, polo vinyl pyrrolidone, polyethylene glycol, and polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer are more preferable.

界面活性剤及び/又は親水性ポリマーの添加量は、総量として、研磨に使用する際の研磨液の1L中、0.001〜10gとすることが好ましく、0.01〜5gとすることがより好ましく0.1〜3gとすることが特に好ましい。即ち、界面活性剤及び/又は親水性ポリマーの添加量は、充分な効果を得る上で、0.001g以上が好ましく、CMP速度の低下防止の点から10g以下が好ましい。
また、これらの界面活性剤及び/又は親水性ポリマーの重量平均分子量としては、500〜100,000が好ましく、特には2,000〜50,000が好ましい。
The total amount of the surfactant and / or hydrophilic polymer added is preferably 0.001 to 10 g and more preferably 0.01 to 5 g in 1 L of a polishing liquid used for polishing. It is particularly preferably 0.1 to 3 g. That is, the addition amount of the surfactant and / or the hydrophilic polymer is preferably 0.001 g or more for obtaining a sufficient effect, and is preferably 10 g or less from the viewpoint of preventing the CMP rate from being lowered.
Moreover, as a weight average molecular weight of these surfactant and / or hydrophilic polymer, 500-100,000 are preferable, and 2,000-50,000 are especially preferable.

(アルカリ剤及び緩衝剤)
本発明において、研磨液は、必要に応じて、pH調整のためにアルカリ剤、更にはpHの変動抑制の点から緩衝剤を含有することができる。
(Alkaline agent and buffer)
In the present invention, the polishing liquid may contain an alkali agent for pH adjustment, and further a buffering agent from the viewpoint of suppressing fluctuations in pH, if necessary.

アルカリ剤及び緩衝剤としては、水酸化アンモニウム及びテトラメチルアンモニウムハイドロキサイドなどの有機水酸化アンモニウム、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミンなどのようなアルカノールアミン類などの非金属アルカリ剤、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ金属水酸化物、炭酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩、四ホウ酸塩、ヒドロキシ安息香酸塩、グリシル塩、N,N−ジメチルグリシン塩、ロイシン塩、ノルロイシン塩、グアニン塩、3,4−ジヒドロキシフェニルアラニン塩、アラニン塩、アミノ酪酸塩、2−アミノ−2−メチル−1,3−プロパンジオール塩、バリン塩、プロリン塩、トリスヒドロキシアミノメタン塩、リシン塩などを用いることができる。   Alkaline agents and buffering agents include organic ammonium hydroxides such as ammonium hydroxide and tetramethylammonium hydroxide, nonmetallic alkali agents such as alkanolamines such as diethanolamine, triethanolamine, triisopropanolamine, and the like. Alkali metal hydroxides such as sodium, potassium hydroxide and lithium hydroxide, carbonate, phosphate, borate, tetraborate, hydroxybenzoate, glycyl salt, N, N-dimethylglycine salt, leucine Salt, norleucine salt, guanine salt, 3,4-dihydroxyphenylalanine salt, alanine salt, aminobutyrate, 2-amino-2-methyl-1,3-propanediol salt, valine salt, proline salt, trishydroxyaminomethane salt Lysine salt etc. can be used .

アルカリ剤及び緩衝剤の具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸三カリウム、リン酸二ナトリウム、リン酸二カリウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、四ホウ酸ナトリウム(ホウ砂)、四ホウ酸カリウム、o−ヒドロキシ安息香酸ナトリウム(サリチル酸ナトリウム)、o−ヒドロキシ安息香酸カリウム、5−スルホ−2−ヒドロキシ安息香酸ナトリウム(5−スルホサリチル酸ナトリウム)、5−スルホ−2−ヒドロキシ安息香酸カリウム(5−スルホサリチル酸カリウム)、水酸化アンモニウム、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイドなどを挙げることができる。
その中でも、特に好ましいアルカリ剤としては、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム及びテトラメチルアンモニウムハイドロキサイドである。
Specific examples of the alkali agent and buffer include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, trisodium phosphate, tripotassium phosphate, diphosphate phosphate. Sodium, dipotassium phosphate, sodium borate, potassium borate, sodium tetraborate (borax), potassium tetraborate, sodium o-hydroxybenzoate (sodium salicylate), potassium o-hydroxybenzoate, 5-sulfo Examples include sodium 2-hydroxybenzoate (sodium 5-sulfosalicylate), potassium 5-sulfo-2-hydroxybenzoate (potassium 5-sulfosalicylate), ammonium hydroxide, and tetramethylammonium hydroxide.
Among them, particularly preferable alkali agents are ammonium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, and tetramethylammonium hydroxide.

アルカリ剤及び緩衝剤の添加量としては、pHが好ましい範囲に維持される量であればよく、研磨に使用する際の研磨液の1L中、0.0001mol〜1.0molとすることが好ましく、0.003mol〜0.5molとすることがより好ましい。   The addition amount of the alkaline agent and the buffer may be an amount that maintains the pH within a preferable range, and is preferably 0.0001 mol to 1.0 mol in 1 L of the polishing liquid used for polishing. More preferably, it is 0.003 mol to 0.5 mol.

本発明の金属用研磨液のpHは2〜8が好ましく、より好ましくはpH2〜7、さらに好ましくはpH2〜4である。この範囲において本発明の金属液は特に優れた効果を発揮する。
なお、本発明の金属用研磨液は水を含まない形態であってもよい。この場合、pH2〜8である金属用研磨液とは、本発明の金属用研磨液は水に溶かした場合に上記pHを示すものを表す。
2-8 are preferable, as for pH of the metal polishing liquid of this invention, More preferably, it is pH 2-7, More preferably, it is pH 2-4. Within this range, the metal liquid of the present invention exhibits particularly excellent effects.
In addition, the form which does not contain water may be sufficient as the metal polishing liquid of this invention. In this case, the metal polishing liquid having a pH of 2 to 8 represents one having the above pH when the metal polishing liquid of the present invention is dissolved in water.

本発明においては、研磨面への吸着性や反応性、研磨金属の溶解性、被研磨面の電気化学的性質、化合物官能基の解離状態、液としての安定性などにより、適時化合物種、添加量やpHを設定することが好ましい。   In the present invention, depending on the adsorptivity and reactivity to the polishing surface, the solubility of the polishing metal, the electrochemical properties of the surface to be polished, the dissociation state of the compound functional group, the stability as a liquid, etc. It is preferable to set the amount and pH.

以下実施例によって本発明をより詳しく説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited thereto.

本実施例で使用した化合物の略称を以下に記載する。
BTA:ベンゾトリアゾール
DBTA:5,6−ジメチル-1,2,3−ベンゾトリアゾール
DCEBTA:1−(1,2−ジカルボキシエチル)ベンゾトリアゾール
HEABTA:1−[N,N−ビス(ヒドロキシエチル)アミノメチル]ベンゾトリアゾール
Abbreviations of the compounds used in this example are described below.
BTA: benzotriazole DBTA: 5,6-dimethyl-1,2,3-benzotriazole DCEBTA: 1- (1,2-dicarboxyethyl) benzotriazole HEABTA: 1- [N, N-bis (hydroxyethyl) amino Methyl] benzotriazole

<実施例1>
下記に示す研磨液を調製し、本研磨システムにて研磨評価した。
(研磨液の調製)
下記組成を混合して研磨液を調整した。
コロイダルシリカ粒子(PL3) 50g/L
リンゴ酸(有機酸、和光純薬工業(株)製) 10g/L
BTA(ベンゾトリアゾール)(芳香環化合物) 1.0g/L
7−ヒドロキシ−5−メチル−1,3,4−トリアザインドリジン 0.1g/L
過酸化水素 4g/L
純水を加えて全量 1000mL
pH(アンモニア水と硝酸で調整) pH 2.5
<Example 1>
The polishing liquid shown below was prepared and evaluated for polishing with this polishing system.
(Preparation of polishing liquid)
The following composition was mixed to prepare a polishing liquid.
Colloidal silica particles (PL3) 50g / L
Malic acid (organic acid, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 10g / L
BTA (benzotriazole) (aromatic ring compound) 1.0 g / L
7-hydroxy-5-methyl-1,3,4-triazaindolizine 0.1 g / L
Hydrogen peroxide 4g / L
Add pure water, total volume 1000mL
pH (adjusted with ammonia water and nitric acid) pH 2.5

(評価方法)
研磨装置として荏原製作所製装置「F−REX300」を使用し、下記の条件で、スラリー(研磨液)を供給しながらパターン形成された各ウェハに設けられた膜を研磨し、その時の段差を測定した。
被研磨体(基板):フォトリソグラフィー工程と反応性イオンエッチング工程によりシリコン酸化膜をパターニングして、幅0.09〜100μm、深さ600nmの配線用溝と接続孔を形成、さらに、スッパタリング法により厚さ20nmのTa膜を形成し、続いてスッパタリング法により厚さ50nmの銅膜を形成後、メッキ法により合計厚さ1000nmの銅膜を形成した12inchウェハを使用した。
テ−ブル回転数:65rpm
ヘッド回転数:50rpm
研磨圧力:13.79KPa
研磨パッド:ロデール・ニッタ株式会社製 品番IC−1400
研磨液供給速度:150ml/min(0.21ml/min・cm2
(Evaluation methods)
Using a device “F-REX300” manufactured by Ebara Corporation as a polishing device, polishing the film provided on each patterned wafer while supplying slurry (polishing liquid) under the following conditions and measuring the level difference at that time did.
Object to be polished (substrate): A silicon oxide film is patterned by a photolithography process and a reactive ion etching process to form wiring grooves and connection holes having a width of 0.09 to 100 μm and a depth of 600 nm, and a sputtering method. A 12-inch wafer was used in which a Ta film having a thickness of 20 nm was formed, a copper film having a thickness of 50 nm was subsequently formed by a sputtering method, and then a copper film having a total thickness of 1000 nm was formed by a plating method.
Table rotation speed: 65 rpm
Head rotation speed: 50 rpm
Polishing pressure: 13.79 KPa
Polishing pad: Part number IC-1400 manufactured by Rodel Nitta Co., Ltd.
Polishing liquid supply speed: 150 ml / min (0.21 ml / min · cm 2 )

1)<ディッシング評価>
パターンウェハに対し、非配線部の銅が完全に研磨されるまでの時間に加えて、該時間の50%に相当する時間だけ一次研磨したウェハを用いた(一次後ディッシング:ライン100μm/スペース100μm 60nm)。このウェハを用い、各スラリー(研磨液)で30秒研磨したウェハのディッシング(ライン100μm/スペース100μm)を触針式段差計DektakV320Si(Veeco社製)で測定した。また、研磨後にはウェハ全面で研磨残りがない事をそれぞれ確認した。
1) <Dishing evaluation>
In addition to the time until the copper in the non-wiring portion is completely polished, a wafer subjected to primary polishing for a time corresponding to 50% of the time was used for the pattern wafer (primary post-dishing: line 100 μm / space 100 μm). 60 nm). Using this wafer, dishing (line 100 μm / space 100 μm) of the wafer polished with each slurry (polishing liquid) for 30 seconds was measured with a stylus type step gauge Dektak V320Si (Veeco). Further, it was confirmed that there was no polishing residue on the entire wafer surface after polishing.

2)<スクラッチ評価>
化学的機械的研磨処理後のウェハ外周部の剥がれの有無、およびスクラッチ数について評価した。上記のようにして化学的機械的研磨した後のウェハについて、洗浄、乾燥した後、目視および光学顕微鏡にて観察し、ウェハ全面のスクラッチ数を計測した。
2) <Scratch evaluation>
The presence or absence of peeling of the outer peripheral portion of the wafer after the chemical mechanical polishing treatment and the number of scratches were evaluated. The wafer after chemical mechanical polishing as described above was washed and dried, then observed visually and with an optical microscope, and the number of scratches on the entire wafer surface was measured.

<実施例2〜18及び比較例1>
研磨粒子と有機酸以外は実施例1と同様の化合物を用い、表1に記載の研磨条件に従って、実施例2〜18及び比較例1の研磨試験を行った。結果を表1に示す。
<Examples 2 to 18 and Comparative Example 1>
Except for abrasive particles and organic acid, the same compounds as in Example 1 were used, and the polishing tests of Examples 2 to 18 and Comparative Example 1 were performed according to the polishing conditions described in Table 1. The results are shown in Table 1.

Figure 2007194335
Figure 2007194335

表1の結果によれば、7−ヒドロキシ−5−メチル−1,3,4−トリアザインドリジンと研磨粒子としてコロイダルシリカと式(1)で表される有機酸を含む1〜18スラリーでは、低い研磨液供給速度において低ディッシング、低スクラッチが達成されている。一方、式(1)で表される有機酸を含まない比較例1では、ディッシングが非常に大きな値となった。   According to the result of Table 1, in 1-18 slurry containing 7-hydroxy-5-methyl-1,3,4-triazaindolizine, colloidal silica as an abrasive particle and an organic acid represented by formula (1), Low dishing and low scratching are achieved at a low polishing liquid supply speed. On the other hand, in the comparative example 1 which does not contain the organic acid represented by Formula (1), dishing became a very big value.

このように、本発明の研磨方法によれば、半導体装置の被加工膜等の化学的機械的研磨において、低い研磨液の使用量(安価)でかつディッシングが悪化し難く、高性能のLSI加工を行う事ができることがわかる。   As described above, according to the polishing method of the present invention, in chemical mechanical polishing of a film to be processed of a semiconductor device, the amount of low polishing liquid used (low cost) and dishing hardly deteriorate, and high performance LSI processing It can be seen that can be done.

Claims (3)

7−ヒドロキシ−5−メチル−1,3,4−トリアザインドリジン、研磨粒子としてコロイダルシリカ、式(1)で表される有機酸、及び、腐食抑制剤を含有する研磨液を半導体基板単位面積及び単位時間当たり0.035〜0.25ml/(min・cm2)の流量で研磨定盤上の研磨パッドに供給し、
研磨パッドと被研磨面とを接触させた状態で相対運動させて研磨することを特徴とする
化学的機械的研磨方法。
Figure 2007194335
式中、R1及びR2は、各々独立に、水素原子、アルキル基、フェニル基、カルボキシル基、水酸基又はアミノ基を置換した有機基を表す。nは、0又は1を表す。
A polishing substrate containing 7-hydroxy-5-methyl-1,3,4-triazaindolizine, colloidal silica as polishing particles, an organic acid represented by formula (1), and a corrosion inhibitor is a semiconductor substrate unit. Supply to the polishing pad on the polishing surface plate at a flow rate of 0.035 to 0.25 ml / (min · cm 2 ) per area and unit time,
A chemical-mechanical polishing method comprising polishing by relatively moving a polishing pad and a surface to be polished in contact with each other.
Figure 2007194335
In the formula, R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group, a carboxyl group, a hydroxyl group, or an organic group substituted with an amino group. n represents 0 or 1.
式(1)で表される有機酸がリンゴ酸、酒石酸、クエン酸及びこれらの誘導体よりなる群から選ばれる請求項1に記載の化学的機械的研磨方法。   The chemical mechanical polishing method according to claim 1, wherein the organic acid represented by the formula (1) is selected from the group consisting of malic acid, tartaric acid, citric acid, and derivatives thereof. 腐食抑制剤がベンゾトリアゾール又はその誘導体を含む請求項1又は2に記載の化学的機械的研磨方法。
The chemical mechanical polishing method according to claim 1 or 2, wherein the corrosion inhibitor contains benzotriazole or a derivative thereof.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009081199A (en) * 2007-09-25 2009-04-16 Fujifilm Corp Polishing solution and polishing method
JP6050125B2 (en) * 2011-01-26 2016-12-21 株式会社フジミインコーポレーテッド Polishing composition, polishing method using the same, and substrate manufacturing method
JP6301571B1 (en) * 2016-06-08 2018-03-28 三井金属鉱業株式会社 Manufacturing method of polishing liquid and polishing article

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009081199A (en) * 2007-09-25 2009-04-16 Fujifilm Corp Polishing solution and polishing method
JP6050125B2 (en) * 2011-01-26 2016-12-21 株式会社フジミインコーポレーテッド Polishing composition, polishing method using the same, and substrate manufacturing method
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