JP2007214290A - Process for fabricating semiconductor integrated circuit - Google Patents

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俊之 齋江
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a process for fabricating a semiconductor integrated circuit in which the surface of polished copper is clean even when a polishing liquid containing colloidal silica, where the surface exhibiting excellent polishing performance is covered at least partially with aluminum, as abrasive grains is employed. <P>SOLUTION: The process for fabricating a semiconductor integrated circuit comprises a step for polishing a substrate having a conductor film of copper or its alloy by using a polishing liquid containing colloidal silica, where the surface is covered at least partially with aluminum atom, as abrasive grains, and a cleaning step using a cleaning liquid containing quaternary ammonium salt, chelating agent having a carboxyl group, and a surfactant. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体集積回路の製造方法に関するものであり、特に半導体デバイスの配線工程における研磨とその後の洗浄方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit, and more particularly to polishing and subsequent cleaning methods in a wiring process of a semiconductor device.

半導体集積回路(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、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おり、近年配線用の金属として配線抵抗の低い銅を用いたLSIが開発され、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は積層化で生じたウエハ表面の凹凸を平坦化するための技術で、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で浸して、パッドに基板(ウエハ)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。
CMPに用いる金属用研磨液は、一般には砥粒(例えばアルミナ、シリカ)と酸化剤(例えば過酸化水素)とを含むものであって、酸化剤によって金属表面を酸化し、その酸化皮膜を砥粒で除去することで研磨していると考えられている。
In the development of a semiconductor device represented by a semiconductor integrated circuit (hereinafter referred to as LSI), in order to reduce the size and increase the speed, there is a demand for higher density and higher integration by miniaturization and lamination of wiring. LSIs using copper having low wiring resistance as a metal for wiring have been developed, and various techniques such as chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as CMP) have been used as techniques for this purpose.
CMP is a technique for flattening the unevenness of the wafer surface caused by lamination. A general method is to attach a polishing pad on a circular polishing platen (platen) and immerse the polishing pad surface with a polishing liquid. Then, press the surface of the substrate (wafer) against the pad, apply a predetermined pressure (polishing pressure) from the back side, rotate both the polishing platen and the substrate, and the surface of the substrate is caused by the mechanical friction that occurs. Flattening.
A metal polishing liquid used in CMP generally contains abrasive grains (eg, alumina, silica) and an oxidizing agent (eg, hydrogen peroxide). The metal surface is oxidized with an oxidizing agent, and the oxide film is polished. It is thought that it is grind | polishing by removing with a grain.

しかしながら、このような金属用研磨液を用いて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)、研磨金属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)、金属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。特に、近年はいっそうの高密度化・高集積化のためにディッシング低減への要求はますます強くなりつつある。また、最近は生産性向上のため、LSI製造時のウエハ径が大型化しており、現在は直径200mm以上が汎用され、300mm以上の大きさでの製造も開始され始めた。このような大型化に伴い、ウエハ中心部と周辺部とでの研磨速度の差が大きくなり、面内均一性に対する改善要求が強くなってきている。
さらに、固体砥粒を含有する研磨液の使用は、高い研磨速度が得られるものの、研磨液中に固体砥粒の凝集が生じたり、研磨後に、被研磨面に残留する研磨液を除去するために通常行なわれる洗浄工程が複雑となる。さらに洗浄後の液(廃液)を処理するには固体砥粒を沈降分離する必要があるなどコスト面での問題点が存在する。
However, when CMP is carried out using such a metal polishing liquid, polishing scratches (scratches), a phenomenon in which the entire polishing surface is polished more than necessary (thinning), the polishing metal surface is not flat, only the center. Phenomena that is deeply polished to produce dish-like dents (dishing), insulators between metal wires are polished more than necessary, and the surface of multiple metal wires forms dish-shaped recesses (erosion), etc. May occur. In particular, in recent years, there has been an increasing demand for reducing dishing for higher density and higher integration. In recent years, the diameter of wafers at the time of manufacturing LSIs has been increased in order to improve productivity. Currently, diameters of 200 mm or more are widely used, and manufacturing of 300 mm or more has started. With such an increase in size, the difference in polishing rate between the wafer center and the periphery has increased, and the demand for improvement in in-plane uniformity has increased.
In addition, the use of a polishing liquid containing solid abrasive grains provides a high polishing rate, but causes the aggregation of solid abrasive grains in the polishing liquid or removes the polishing liquid remaining on the surface to be polished after polishing. In addition, the cleaning process normally performed is complicated. Furthermore, in order to process the liquid after washing (waste liquid), there is a problem in terms of cost, for example, it is necessary to settle and separate solid abrasive grains.

上述したような、固体砥粒を含む研磨液が有する問題を解決するために、表面の珪素原子の少なくとも一部がアルミニウム原子で覆われたコロイダルシリカ(以下、適宜、「特定コロイダルシリカ」と称する。)を固体砥粒として含有する研磨液が検討されている。特定コロイダルシリカは、pH7以下でのゼータ電位がマイナスであることが確認されており、かかる特性を有する特定コロイダルシリカは、研磨液中で互いに凝集せずに安定に存在することができるため、研磨液に特定コロイダルシリカを含有することで、固体砥粒の凝集抑制に優れた効果を発揮する。
しかし、その一方で、CMPの主たる研磨対象である銅は、水溶液中でCu2+の状態で存在し正に帯電しているため、特定コロイダルシリカは銅表面に吸着しやすい。このため、特定コロイダルシリカを含有する研磨液を使用し、研磨プロセス後の洗浄液を従来の洗浄液、洗浄方法で行うと、CMP後の被研磨面上に特定コロイダルシリカが残留してしまい、これが得られたLSIにおける欠陥の原因になることがある。
特開2001−127019号公報
In order to solve the problems of the polishing liquid containing solid abrasive grains as described above, colloidal silica in which at least a part of silicon atoms on the surface are covered with aluminum atoms (hereinafter referred to as “specific colloidal silica” as appropriate). .) Has been investigated as a solid abrasive. The specific colloidal silica has been confirmed to have a negative zeta potential at a pH of 7 or less, and the specific colloidal silica having such characteristics can stably exist without agglomerating with each other in the polishing liquid. By containing the specific colloidal silica in the liquid, an effect excellent in suppressing aggregation of solid abrasive grains is exhibited.
However, on the other hand, copper, which is the main polishing target of CMP, exists in the state of Cu 2+ in an aqueous solution and is positively charged. Therefore, the specific colloidal silica is easily adsorbed on the copper surface. For this reason, when a polishing liquid containing specific colloidal silica is used and the cleaning liquid after the polishing process is performed by a conventional cleaning liquid or cleaning method, the specific colloidal silica remains on the polished surface after CMP, and this is obtained. May cause defects in the manufactured LSI.
JP 2001-127019 A

前記問題点を考慮してなされた本発明の目的は、優れた研磨性能を示す表面の少なくとも一部がアルミニウムで覆われたコロイダルシリカを砥粒として含む研磨液を用いた場合であっても、研磨された銅表面が清浄である半導体集積回路の製造方法を提供することにある。   Even if the object of the present invention made in consideration of the above problems is a case where a polishing liquid containing colloidal silica coated with aluminum at least part of the surface showing excellent polishing performance is used as an abrasive, It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit in which a polished copper surface is clean.

上記の研磨液の研磨後の洗浄に関わる問題点について、本発明者は鋭意検討した結果、下記(1)〜(3)によって問題を解決できることを見出して課題を達成するに至った。
すなわち、本発明は、下記の通りである。
<1> 銅又はその合金からなる導体膜を有する基板を、表面の少なくとも一部がアルミニウム原子で覆われたコロイダルシリカを砥粒とする研磨液を用いて研磨する工程と、第四級アンモニウム塩、カルボキシル基を有するキレート剤及び界面活性剤を含む洗浄液を用いて洗浄する工程とを含むことを特徴とする半導体集積回路の製造方法。
<2> 前記洗浄液がアミン化合物を含むことを特徴とする<1>に記載の製造方法。
<3> 前記洗浄液が脂肪族カルボン酸を含むことを特徴とする<1>又は<2>に記載の製造方法。
As a result of intensive studies on the problems related to the cleaning of the polishing liquid after polishing, the present inventors have found that the problems can be solved by the following (1) to (3) and have achieved the problem.
That is, the present invention is as follows.
<1> a step of polishing a substrate having a conductor film made of copper or an alloy thereof using a polishing liquid containing abrasive particles of colloidal silica in which at least a part of the surface is covered with aluminum atoms, and a quaternary ammonium salt And a step of cleaning using a cleaning liquid containing a chelating agent having a carboxyl group and a surfactant.
<2> The method according to <1>, wherein the cleaning liquid contains an amine compound.
<3> The production method according to <1> or <2>, wherein the cleaning liquid contains an aliphatic carboxylic acid.

本発明によれば、優れた研磨性能を示す表面の少なくとも一部がアルミニウムで覆われたコロイダルシリカを砥粒として含む研磨液を用いた場合であっても、研磨された銅表面が清浄である半導体集積回路の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, the polished copper surface is clean even when a polishing liquid containing colloidal silica coated with aluminum at least part of the surface exhibiting excellent polishing performance is used. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit can be provided.

以下、本発明の具体的態様について工程順に説明する。
<銅又はその合金からなる導体膜を有する基板を、表面の少なくとも一部がアルミニウム原子で覆われたコロイダルシリカを砥粒とする研磨液を用いて研磨する工程>
本発明は、銅又はその合金からなる導体膜を有する基板を、表面の少なくとも一部がアルミニウム原子で覆われたコロイダルシリカを砥粒とする研磨液を用いて研磨する工程(以下、適宜、「第一工程」と称する)を含む。
以下に、第一工程で使用する研磨液の好ましい組成及び研磨方法について説明する。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in the order of steps.
<Step of polishing a substrate having a conductor film made of copper or an alloy thereof with a polishing liquid using abrasive particles of colloidal silica whose at least part of the surface is covered with aluminum atoms>
The present invention comprises a step of polishing a substrate having a conductor film made of copper or an alloy thereof using a polishing liquid containing abrasive particles of colloidal silica having at least a part of the surface covered with aluminum atoms (hereinafter referred to as “ (Referred to as “first step”).
Below, the preferable composition and polishing method of the polishing liquid used in the first step will be described.

〔研磨液〕
本発明で使用される研磨液は、以下に述べる特定のコロイダルシリカ、及び、必要に応じて併用される有機酸、酸化剤、複素環化合物等を含有する。研磨液に含まれる各成分について、順次説明する。
[Polishing liquid]
The polishing liquid used in the present invention contains the specific colloidal silica described below, and an organic acid, an oxidizing agent, a heterocyclic compound, and the like used in combination as necessary. Each component contained in the polishing liquid will be sequentially described.

(表面の少なくとも一部がアルミニウム原子で覆われた特定コロイダルシリカ)
本発明で用いられるコロイダルシリカは、本発明の研磨液中で砥粒として機能するものであり、以下、本明細書において、適宜、特定コロイダルシリカと称する。
本発明において「表面の珪素原子の少なくとも一部がアルミニウム原子に置換されているコロイダルシリカ」とは、配位数4の珪素原子を含むサイトを有するコロイダルシリカ表面に、アルミニウム原子が存在している状態を意味するものであり、該コロイダルシリカ表面に4個の酸素原子が配位したアルミニウム原子が結合し、アルミニウム原子が4配位の状態で固定された新たな表面が生成した状態であってもよく、また、表面に存在する珪素原子が一旦引き抜かれて、アルミニウム原子と置き換わった新たな表面が生成した状態であってもよい。
特定コロイダルシリカの調製に用いられるコロイダルシリカとしては、粒子内部にアルカリ金属などの不純物を含有しない、アルコキシシランの加水分解により得たコロイダルシリカであることがより好ましい。原料となるコロイダルシリカの粒径は、砥粒の使用目的に応じて適宜選択されるが、一般的には10〜200nm程度である。
(Specific colloidal silica with at least part of the surface covered with aluminum atoms)
The colloidal silica used in the present invention functions as abrasive grains in the polishing liquid of the present invention, and is hereinafter referred to as specific colloidal silica as appropriate in this specification.
In the present invention, “a colloidal silica in which at least a part of silicon atoms on the surface are substituted with aluminum atoms” means that aluminum atoms are present on the surface of the colloidal silica having a site containing a silicon atom having a coordination number of 4. A state in which an aluminum atom coordinated with four oxygen atoms is bonded to the surface of the colloidal silica, and a new surface in which the aluminum atom is fixed in a four-coordinate state is formed. Alternatively, it may be in a state in which silicon atoms existing on the surface are once extracted and a new surface is formed in which aluminum atoms are replaced.
The colloidal silica used for the preparation of the specific colloidal silica is more preferably a colloidal silica obtained by hydrolysis of alkoxysilane that does not contain impurities such as alkali metals inside the particles. The particle size of the colloidal silica used as a raw material is appropriately selected according to the purpose of use of the abrasive grains, but is generally about 10 to 200 nm.

このようなコロイダルシリカ粒子表面のケイ素原子をアルミニウム原子に置換し、特定コロイダルシリカを得る方法としては、例えば、コロイダルシリカの分散液にアルミン酸アンモニウム等のアルミン酸化合物を添加する方法を好適に用いることができ、この方法は、特許第3463328号公報、特開昭63−123807号公報に詳細に記載され、この記載を本発明に適用することができる。
また、その他の方法として、コロイダルシリカの分散液にアルミニウムアルコキシドを添加する方法が挙げられる。
ここで用いるアルミニウムアルコキシドはいかなるものでもよいが、好ましくは、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムブトキシド、アルミニウムメトキシド、アルミニウムエトキシドであり、特に好ましくはアルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムブトキシドである。
As a method for obtaining a specific colloidal silica by substituting silicon atoms on the surface of such colloidal silica particles with an aluminum atom, for example, a method of adding an aluminate compound such as ammonium aluminate to a dispersion of colloidal silica is preferably used. This method is described in detail in Japanese Patent No. 3463328 and Japanese Patent Laid-Open No. 63-123807, and this description can be applied to the present invention.
As another method, a method of adding aluminum alkoxide to a dispersion of colloidal silica can be mentioned.
The aluminum alkoxide used here may be any, but is preferably aluminum isopropoxide, aluminum butoxide, aluminum methoxide, or aluminum ethoxide, and particularly preferably aluminum isopropoxide or aluminum butoxide.

特定コロイダルシリカは、4配位のアルミン酸イオンとコロイダルシリカ表面のシラノール基との反応によって生成したアルミノシリケイトサイトが負の電荷を固定し、粒子に負の大きなゼータポテンシャルを与えることによって、酸性においても分散性に優れている。したがって、前述の如き方法によって製造した特定コロイダルシリカは、アルミニウム原子が4個の酸素原子に配位された状態で存在することが重要である。   The specific colloidal silica is acidic in that the aluminosilicate site generated by the reaction between the tetracoordinate aluminate ion and the silanol group on the surface of the colloidal silica fixes a negative charge and gives the particle a large negative zeta potential. Is also excellent in dispersibility. Therefore, it is important that the specific colloidal silica produced by the method as described above exists in a state where an aluminum atom is coordinated to four oxygen atoms.

このような構造即ち、コロイダルシリカ表面においてケイ素原子とアルミニウム原子との置換が生じていることは、例えば、砥粒のゼータ電位を測定することによって容易に確認することができる。   Such a structure, that is, the occurrence of substitution of silicon atoms and aluminum atoms on the colloidal silica surface can be easily confirmed, for example, by measuring the zeta potential of the abrasive grains.

コロイダルシリカ表面の珪素原子をアルミニウム原子に置換する量としては、コロイダルシリカの表面原子置換率(導入アルミニウム原子数/表面珪素原子サイト数)が、好ましくは0.001%以上20%以下、更に好ましくは0.01%以上10%以下、特に好ましくは0.1%以上5%以下である。
コロイダルシリカ表面の珪素原子をアルミニウム原子に置換する場合の、アルミニウム原子への置換量は、コロイダルシリカの分散液に添加するアルミン酸化合物、アルミニウムアルコキシドなどの添加量(濃度)を制御することにより、適宜制御することができる。
The amount of substitution of silicon atoms on the surface of colloidal silica with aluminum atoms is preferably such that the surface atom substitution rate (number of introduced aluminum atoms / number of surface silicon atom sites) of colloidal silica is 0.001% or more and 20% or less. Is from 0.01% to 10%, particularly preferably from 0.1% to 5%.
When the silicon atom on the surface of the colloidal silica is replaced with an aluminum atom, the substitution amount with the aluminum atom is controlled by controlling the addition amount (concentration) of an aluminate compound, aluminum alkoxide, etc. added to the colloidal silica dispersion. It can be appropriately controlled.

ここで、コロイダルシリカ表面へのアルミニウム原子の導入量(導入アルミニウム原子数/表面珪素原子サイト数)は、分散液中に添加したアルミニウム系化合物のうち、反応後に残存する未反応アルミニウム系化合物から消費されたアルミニウム系化合物の量を算出し、それらが100%反応したと仮定し、コロイダルシリカ直径から換算される表面積、コロイダルシリカの比重2.2、及び、単位表面積あたりのシラノール基数(5〜8個/nm2)から見積もることができ、実際の測定は、得られた特定コロイダルシリカ自体を元素分析し、アルミニウムが粒子内部に存在せず、表面に均一に薄くひろがると仮定し、上記コロイダルシリカの表面積/比重、及び、単位表面積あたりのシラノール基数を用いて求める。 Here, the amount of aluminum atoms introduced into the colloidal silica surface (number of introduced aluminum atoms / number of surface silicon atom sites) is consumed from the unreacted aluminum compound remaining after the reaction among the aluminum compounds added to the dispersion. The amount of the obtained aluminum compound was calculated, assuming that they reacted 100%, the surface area converted from the colloidal silica diameter, the specific gravity of colloidal silica 2.2, and the number of silanol groups per unit surface area (5-8 pieces / nm 2) it can be estimated from actual measurements obtained specific colloidal silica per se and elemental analysis, aluminum is not present inside the particles, assuming spread uniformly and thinly on the surface, the colloidal silica The surface area / specific gravity and the number of silanol groups per unit surface area are obtained.

具体的な製法としては例えば、コロイダルシリカを1〜50重量%の範囲で水に分散させ、該分散液にpH調整剤を加えてpHを7〜11に調整し、その後、室温近傍にて、アルミン酸アンモニウム水溶液添加し、その温度で1〜10時間攪拌する。その後、イオン交換や限外濾過などにより不純物を除去して、特定コロイダルシリカを得る方法が挙げられる。
得られた特定コロイダルシリカのサイズ(体積相当径)は、3mから200nmが好ましく、5nmから100nmが更に好ましく、10nmから60nmが特に好ましい。なお、特定コロイダルシリカの粒径(体積相当径)は、動的光散乱法により測定した値を採用している。
As a specific production method, for example, colloidal silica is dispersed in water in the range of 1 to 50% by weight, a pH adjuster is added to the dispersion to adjust the pH to 7 to 11, and then at around room temperature, Add aqueous ammonium aluminate and stir at that temperature for 1-10 hours. Then, the method of removing an impurity by ion exchange, ultrafiltration, etc., and obtaining specific colloidal silica is mentioned.
The size (volume equivalent diameter) of the specific colloidal silica obtained is preferably 3 m to 200 nm, more preferably 5 nm to 100 nm, and particularly preferably 10 nm to 60 nm. In addition, the value measured by the dynamic light scattering method is employ | adopted for the particle size (volume equivalent diameter) of specific colloidal silica.

本発明に用いる研磨液に含有される砥粒のうち、特定コロイダルシリカの重量割合は、好ましくは50%以上であり、特に好ましくは80%以上である。含有される砥粒の全てが特定コロイダルシリカであってもよい。
使用時の研磨液における特定コロイダルシリカの含有量は、好ましくは0.001重量%以上5重量%以下であり、更に好ましくは0.01重量%以上0.5重量%以下であり、特に好ましくは0.05重量%以上0.2重量%以下である。
Of the abrasive grains contained in the polishing liquid used in the present invention, the weight ratio of the specific colloidal silica is preferably 50% or more, and particularly preferably 80% or more. All of the contained abrasive grains may be a specific colloidal silica.
The content of the specific colloidal silica in the polishing liquid at the time of use is preferably 0.001 wt% or more and 5 wt% or less, more preferably 0.01 wt% or more and 0.5 wt% or less, particularly preferably. It is 0.05 weight% or more and 0.2 weight% or less.

本発明に用いる研磨液には、前記特定コロイダルシリカに加えて、本発明の効果を損なわない範囲で特定コロイダルシリカ以外の砥粒を含むことができる。ここで用いうる砥粒としては、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、セリア、アルミナ、チタニア等が好ましく、特に好ましくはコロイダルシリカである。
表面の珪素原子の少なくとも一部がアルミニウム原子に覆われたコロイダルシリカ以外の砥粒のサイズは、前記特定コロイダルシリカと同等以上2倍以下であることが好ましい。
In addition to the specific colloidal silica, the polishing liquid used in the present invention can contain abrasive grains other than the specific colloidal silica as long as the effects of the present invention are not impaired. As the abrasive grains that can be used here, fumed silica, colloidal silica, ceria, alumina, titania and the like are preferable, and colloidal silica is particularly preferable.
The size of the abrasive grains other than colloidal silica in which at least part of the silicon atoms on the surface is covered with aluminum atoms is preferably equal to or more than twice that of the specific colloidal silica.

本発明に用いる研磨液は、さらに他の成分を含有することが好ましい。
(酸化剤)
本発明の研磨液は、酸化剤(研磨対象の金属を酸化できる化合物)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、オゾン水及び銀(II)塩、鉄(III)塩が挙げられる。
The polishing liquid used in the present invention preferably further contains other components.
(Oxidant)
The polishing liquid of the present invention preferably contains an oxidizing agent (a compound capable of oxidizing a metal to be polished).
Examples of the oxidizing agent include hydrogen peroxide, peroxide, nitrate, iodate, periodate, hypochlorite, chlorite, chlorate, perchlorate, persulfate, Examples thereof include dichromate, permanganate, ozone water, silver (II) salt, and iron (III) salt.

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。   Examples of iron (III) salts include inorganic iron (III) salts such as iron nitrate (III), iron chloride (III), iron sulfate (III) and iron bromide (III), as well as 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1−N,N’−二酢酸、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。   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 1-N, N′-diacetic acid, ethylenediamine orthohydroxyphenylacetic acid, N, N-bis (2-hydroxybenzidine ) Ethylenediamine -N, N-diacetic acid and salts thereof. The kind of the counter salt is preferably an alkali metal salt or an ammonium salt, and particularly preferably an ammonium salt.

なかでも、過酸化水素、ヨウ素酸塩、次亜塩素酸塩、塩素酸塩、過硫酸塩、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が最も好ましい。
Among these, hydrogen peroxide, iodate, hypochlorite, chlorate, persulfate, and organic complex salts of iron (III) are preferable, and preferable complex-forming compounds when using an organic complex salt of iron (III) Is citric 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), ethylenediamine disuccinic acid (SS), N- (2-carboxylateethyl) -L-aspartic acid, N- (carboxymethyl) -L-aspartic acid, β-alanine diacetic acid, methyliminodiacetic acid, nitrilotriacetic acid, iminodiacetic acid).
Of the oxidizing agents, hydrogen peroxide is most preferred.

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。   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. Is particularly preferred. 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.

(有機酸)
本発明の研磨液は、上記酸化剤とは別に有機酸を含有することが好ましい。ここでいう有機酸は、金属を酸化するための酸化剤とは異なる化合物である。
有機酸としては、水溶性のものが望ましく、アミノ酸やそれ以外の酸である。アミノ酸としては、以下の群から選ばれたものがより適している。
グリシン、L−アラニン、β−アラニン、L−2−アミノ酪酸、L−ノルバリン、L−バリン、L−ロイシン、L−ノルロイシン、L−イソロイシン、L−アロイソロイシン、L−フェニルアラニン、L−プロリン、サルコシン、L−オルニチン、L−リシン、タウリン、L−セリン、L−トレオニン、L−アロトレオニン、L−ホモセリン、L−チロシン、3,5−ジヨ−ド−L−チロシン、β−(3,4−ジヒドロキシフェニル)−L−アラニン、L−チロキシン、4−ヒドロキシ−L−プロリン、L−システィン、L−メチオニン、L−エチオニン、L−ランチオニン、L−シスタチオニン、L−アスパラギン酸、L−グルタミン酸、S−(カルボキシメチル)−L−システィン、4−アミノ酪酸等のアミノ酸等が挙げられる。
アミノ酸以外の有機酸としては、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、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、乳酸、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、イミノ二酢酸、ジヒドロキシエチルグリシン、及びそれらのアンモニウム塩やアルカリ金属塩等の塩が挙げられる。これらの中ではリンゴ酸、酒石酸、クエン酸、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、イミノ二酢酸、ジヒドロキシエチルグリシン等が実用的な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好ましい。好適である。
(Organic acid)
The polishing liquid of the present invention preferably contains an organic acid separately from the oxidizing agent. The organic acid here is a compound different from an oxidizing agent for oxidizing a metal.
The organic acid is preferably water-soluble, and is an amino acid or other acid. As the amino acid, one selected from the following group is more suitable.
Glycine, L-alanine, β-alanine, L-2-aminobutyric acid, L-norvaline, L-valine, L-leucine, L-norleucine, L-isoleucine, L-alloisoleucine, L-phenylalanine, L-proline, Sarcosine, L-ornithine, L-lysine, taurine, L-serine, L-threonine, L-allothreonine, L-homoserine, L-tyrosine, 3,5-diodo-L-tyrosine, β- (3 4-Dihydroxyphenyl) -L-alanine, L-thyroxine, 4-hydroxy-L-proline, L-cystine, L-methionine, L-ethionine, L-lanthionine, L-cystathionine, L-aspartic acid, L-glutamic acid And amino acids such as S- (carboxymethyl) -L-cysteine and 4-aminobutyric acid.
As organic acids other than amino acids, 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, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, maleic acid, phthalic acid, malic acid, Examples thereof include tartaric acid, citric acid, lactic acid, hydroxyethyliminodiacetic acid, iminodiacetic acid, dihydroxyethylglycine, and salts such as ammonium salts and alkali metal salts thereof. Among these, malic acid, tartaric acid, citric acid, hydroxyethyliminodiacetic acid, iminodiacetic acid, dihydroxyethylglycine and the like are preferable in that the etching rate can be effectively suppressed while maintaining a practical CMP rate. Is preferred.

有機酸の添加量は、研磨に使用する際の研磨液の1L中、0.0005〜0.5molとすることが好ましく、0.005mol〜0.3molとすることがより好ましく、0.01mol〜0.1molとすることが特に好ましい。即ち、酸の添加量は、エッチングの抑制の点から0.5mol以下が好ましく、充分な効果を得る上で0.0005mol以上が好ましい。   The addition amount of the organic acid is preferably 0.0005 to 0.5 mol, more preferably 0.005 mol to 0.3 mol, and more preferably 0.01 mol to 1 mol in 1 L of the polishing liquid used for polishing. The amount is particularly preferably 0.1 mol. That is, the amount of acid added is preferably 0.5 mol or less from the viewpoint of suppressing etching, and 0.0005 mol or more is preferable for obtaining a sufficient effect.

(複素環化合物)
本発明に用いる研磨液には、研磨対象の金属表面に不動態膜を形成する化合物として複素環化合物を含有することが好ましい。
「複素環化合物」とはヘテロ原子を含んだ複素環を有する化合物である。
(Heterocyclic compound)
The polishing liquid used in the present invention preferably contains a heterocyclic compound as a compound that forms a passive film on the metal surface to be polished.
A “heterocyclic compound” is a compound having a heterocycle containing a heteroatom.

複素環を有する化合物に含まれるヘテロ原子の数は限定されるものではないが、2個以上が好ましく、さらに好ましくは4個以上のヘテロ原子を含む化合物である。特に、3個以上の窒素原子を含有する複素環化合物を用いることは好ましく、4個以上の窒素原子を含有する複素環化合物を用いると本発明の顕著な効果が得られ、好ましい。   The number of heteroatoms contained in the compound having a heterocycle is not limited, but is preferably 2 or more, more preferably 4 or more heteroatoms. In particular, it is preferable to use a heterocyclic compound containing 3 or more nitrogen atoms, and using a heterocyclic compound containing 4 or more nitrogen atoms is preferable because the remarkable effects of the present invention can be obtained.

また、複素環は単環であっても縮合環を有する多環であってもよい。単環の場合の員数は、好ましくは5〜7であり、特に好ましくは5である。縮合環を有する場合の環数は、好ましくは2又は3である。   Further, the heterocyclic ring may be a single ring or a polycyclic ring having a condensed ring. The number of members in the case of a single ring is preferably 5 to 7, particularly preferably 5. When it has a condensed ring, the number of rings is preferably 2 or 3.

これらの複素環として具体的に、以下のものが挙げられる。
イミダゾール環、ピラゾール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、ピリジン環、イミダゾリジン環、ピペリジン環、ピペラジン環、モルホリン環、クロマン環、チオクロマン環、イソクロマン環、インドリン環、インドリジン環、インダゾール環、キノリジン環、イソキノリン環、キノリン環、ナフチリジン環、キナゾリン環、アクリジン環、ペリミジン環、フェナントロリン環、カルバゾール環、フェナジン環、アンチリジン環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、ベンズイミダゾール環、ベンズオキサゾール環、ベンズチアゾール環、ベンズチアジアゾール環、ベンズフロキサン環、ナフトイミダゾール環、ベンズトリアゾール環、テトラアザインデン環等が挙げられ、より好ましくはトリアゾール環、テトラゾール環が挙げられる。
Specific examples of these heterocyclic rings include the following.
Imidazole ring, pyrazole ring, oxazole ring, isoxazole ring, pyridine ring, imidazolidine ring, piperidine ring, piperazine ring, morpholine ring, chroman ring, thiochroman ring, isochroman ring, indoline ring, indolidine ring, indazole ring, quinolidine ring , Isoquinoline ring, quinoline ring, naphthyridine ring, quinazoline ring, acridine ring, perimidine ring, phenanthroline ring, carbazole ring, phenazine ring, anti-lysine ring, oxadiazole ring, triazole ring, tetrazole ring, benzimidazole ring, benzoxazole ring Benzthiazole ring, benzthiadiazole ring, benzfuroxane ring, naphthimidazole ring, benztriazole ring, tetraazaindene ring, etc., more preferably triazole ring, Tetrazole ring.

本発明で用いる複素環化合物に導入しうる置換基としては、例えば以下のものが挙げられる。
複素環が有しうる置換基としては、例えばハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アミノ基、ヘテロ環基が挙げられる。さらに、複数の置換基が互いに結合して環を形成してもよい。
Examples of the substituent that can be introduced into the heterocyclic compound used in the present invention include the following.
Examples of the substituent that the heterocyclic ring may have include a halogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an amino group, and a heterocyclic group. Further, a plurality of substituents may be bonded to each other to form a ring.

本発明で特に好ましく用いることができる複素環化合物の具体例としては以下のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
すなわち、1,2,3,4−テトラゾール、5−アミノ−1,2,3,4−テトラゾール、5−メチル−1,2,3,4−テトラゾール、1,2,3−トリアゾール、4−アミノ−1,2,3−トリアゾール、4,5−ジアミノ−1,2,3−トリアゾール、1,2,4−トリアゾール、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール、3,5−ジアミノ−1,2,4−トリアゾール、ベンゾトリアゾールである。
Specific examples of the heterocyclic compound that can be particularly preferably used in the present invention include, but are not limited to, the following.
That is, 1,2,3,4-tetrazole, 5-amino-1,2,3,4-tetrazole, 5-methyl-1,2,3,4-tetrazole, 1,2,3-triazole, 4- Amino-1,2,3-triazole, 4,5-diamino-1,2,3-triazole, 1,2,4-triazole, 3-amino-1,2,4-triazole, 3,5-diamino- 1,2,4-triazole and benzotriazole.

本発明で用いる複素環化合物の添加量は、総量として、研磨に使用する際の研磨液(即ち、水又は水溶液で希釈する場合は希釈後の研磨液であり、以降の「研磨に使用する際の研磨液」も同意である)の1L中、0.0001〜0.1molが好ましく、より好ましくは0.0005〜0.05mol、更に好ましくは0.0005〜0.01molである。   The total amount of the heterocyclic compound used in the present invention is the polishing liquid used for polishing (that is, the diluted polishing liquid when diluted with water or an aqueous solution). In 1 L) is preferably 0.0001 to 0.1 mol, more preferably 0.0005 to 0.05 mol, and still more preferably 0.0005 to 0.01 mol.

(キレート剤)
本発明の研磨液は、混入する多価金属イオンなどの悪影響を低減させるために、必要に応じてキレート剤を含有していてもよい。キレート剤としては、カルシウムやマグネシウムの沈澱防止剤である汎用の硬水軟化剤やその類縁化合物を用いることができ、必要に応じてこれらを2種以上併用しても良い。
(Chelating agent)
The polishing liquid of the present invention may contain a chelating agent as necessary in order to reduce adverse effects such as mixed polyvalent metal ions. As a chelating agent, a general-purpose hard water softening agent that is a precipitation inhibitor of calcium or magnesium or an analogous compound thereof can be used, and two or more of these may be used in combination as necessary.

キレート剤の添加量は混入する多価金属イオンなどの金属イオンを封鎖するのに充分な量であれば良く、例えば、研磨に使用する際の研磨液の1L中、0.0003mol〜0.07molになるように添加する。   The addition amount of the chelating agent may be an amount sufficient to sequester metal ions such as mixed polyvalent metal ions, for example, 0.0003 mol to 0.07 mol in 1 L of a polishing liquid used for polishing. Add to be.

(pH調整剤)
本発明の研磨液は、所定のpHとすべく、アルカリ/酸又は緩衝剤を添加されることが好ましい。
アルカリ/酸又は緩衝剤としては、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、硝酸、硫酸、りん酸などの無機酸、炭酸ナトリウムなどの炭酸塩、リン酸三ナトリウムなどのリン酸塩、ホウ酸塩、四ホウ酸塩、ヒドロキシ安息香酸塩等を好ましく挙げることができる。特に好ましいアルカリ剤として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。
(PH adjuster)
The polishing liquid of the present invention is preferably added with an alkali / acid or a buffer so as to have a predetermined pH.
Examples of alkali / acid or buffering agents include organic ammonium hydroxides such as ammonium hydroxide and tetramethylammonium hydroxide, non-metallic alkaline agents such as alkanolamines such as diethanolamine and triethanolamine, sodium hydroxide, water Alkali metal hydroxides such as potassium oxide and lithium hydroxide, inorganic acids such as nitric acid, sulfuric acid and phosphoric acid, carbonates such as sodium carbonate, phosphates such as trisodium phosphate, borate and tetraborate Preferred examples include hydroxybenzoate and the like. Particularly preferred alkali agents are ammonium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide and tetramethylammonium hydroxide.

アルカリ/酸又は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 alkali / acid or 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 when used for polishing. More preferably, it is 0.003 mol to 0.5 mol.

研磨に使用する際の研磨液のpHは3〜12が好ましく、より好ましくは4〜9であり、特に5〜8が好ましい。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。   The pH of the polishing liquid when used for polishing is preferably from 3 to 12, more preferably from 4 to 9, and particularly preferably from 5 to 8. Within this range, the metal liquid of the present invention exhibits particularly excellent effects.

(界面活性剤/親水性ポリマー)
本発明の研磨液は、界面活性剤や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、均一な研磨を促す作用を有する。用いられる界面活性剤や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、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が挙げられ、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、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、また、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。
さらに、親水性ポリマーとしては、ポリエチレングリコール等のポリグリコール類、ポリビニルアルコール、ポロビニルピロリドン、アルギン酸等の多糖類、ポリメタクリル酸等のカルボン酸含有ポリマー等が挙げられる。
(Surfactant / Hydrophilic polymer)
The polishing liquid of the present invention preferably contains a surfactant and a hydrophilic polymer.
Both the surfactant and the hydrophilic polymer have an action of reducing the contact angle of the surface to be polished and promoting uniform polishing. As the surfactant and the hydrophilic polymer used, those selected from the following groups are suitable.
Examples of the anionic surfactant include carboxylate, sulfonate, sulfate ester salt and phosphate ester salt. Examples of the cationic surfactant include aliphatic amine salt, aliphatic quaternary ammonium salt, benzalkonium chloride. Salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt, and amphoteric surfactants include carboxybetaine type, aminocarboxylate, imidazolinium betaine, lecithin, alkylamine oxide, nonionic interface Examples of the activator include an ether type, an ether ester type, an ester type, and a nitrogen-containing type, and also include a fluorine-based surfactant.
Furthermore, examples of the hydrophilic polymer include polyglycols such as polyethylene glycol, polysaccharides such as polyvinyl alcohol, polovinyl pyrrolidone, and alginic acid, and carboxylic acid-containing polymers such as polymethacrylic acid.

なお、上記のものは、酸もしくはそのアンモニウム塩の方が、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がなく望ましい。   Of the above, the acid or its ammonium salt is preferably free from contamination by alkali metals, alkaline earth metals, halides and the like.

これらの界面活性剤や親水性ポリマーの重量平均分子量としては、500〜100000が好ましく、特には2000〜50000が好ましい。   The weight average molecular weight of these surfactants and hydrophilic polymers is preferably from 500 to 100,000, particularly preferably from 2,000 to 50,000.

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。   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.

〔研磨方法〕
本発明の研磨方法における研磨対象である被加工体としては、支持体基板上に導電性材料膜が形成されたウエハ、支持体基板上に形成された配線上に設けられた層間絶縁膜に導電性材料膜が形成された積層体など、半導体デバイス製造工程において平坦化を必要とする全ての段階の材料を挙げることができる。
[Polishing method]
The workpiece to be polished in the polishing method of the present invention includes a wafer having a conductive material film formed on a support substrate, and an interlayer insulating film provided on a wiring formed on the support substrate. Examples include materials at all stages that require planarization in a semiconductor device manufacturing process, such as a laminate in which a conductive material film is formed.

(配線金属材料)
本発明の研磨対象である被加工体は、銅又は銅合金からなる配線を持つLSIであり、銅合金の中でも銀を含有する銅合金が適している。銅合金に含有される銀含量は、10質量%以下、さらには1質量%以下で優れた効果を発揮し、0.00001〜0.1質量%の範囲である銅合金において最も優れた効果を発揮する。
(Wiring metal material)
A workpiece to be polished according to the present invention is an LSI having wiring made of copper or a copper alloy, and among copper alloys, a copper alloy containing silver is suitable. The silver content contained in the copper alloy exhibits an excellent effect at 10% by mass or less, further 1% by mass or less, and the most excellent effect in the copper alloy in the range of 0.00001 to 0.1% by mass. Demonstrate.

(配線の太さ)
本発明の研磨対象であるである被加工体は、例えばDRAMデバイス系ではハーフピッチで0.15μm以下で特には0.10μm以下、更には0.08μm以下、一方、MPUデバイス系では0.12μm以下で特には0.09μm以下、更には0.07μm以下の配線を持つLSIであることが好ましい。これらのLSIに対して、本発明の研磨液は特に優れた効果を発揮する。
(Wiring thickness)
The workpiece to be polished according to the present invention is, for example, a DRAM device system having a half pitch of 0.15 μm or less, particularly 0.10 μm or less, more preferably 0.08 μm or less, while MPU device system is 0.12 μm. In the following, an LSI having a wiring of 0.09 μm or less, more preferably 0.07 μm or less is preferable. The polishing liquid of the present invention exhibits particularly excellent effects on these LSIs.

(バリア金属)
本発明の研磨対象であるである被加工体は、銅配線と層間絶縁膜との間に、銅の拡散を防ぐ為のバリア層が設けられ、バリア層としては低抵抗のメタル材料例えばTiN、TiW、Ta、TaN、W、WNが好ましく、中でもTa、TaNが特に好ましい。
(Barrier metal)
The workpiece to be polished according to the present invention is provided with a barrier layer for preventing copper diffusion between the copper wiring and the interlayer insulating film. As the barrier layer, a low resistance metal material such as TiN, TiW, Ta, TaN, W, and WN are preferable, and Ta and TaN are particularly preferable.

(絶縁膜)
本発明の研磨対象であるである被加工体は、絶縁膜として、無機絶縁膜や有機絶縁膜が適用できる。無機絶縁膜の作製方法として、定圧CVD法、プラズマCVD法等が挙げられる。有機系ではテトラアルコキシランの加水分解生成物を主成分とする塗布型の絶縁膜、有機SOGと呼ばれるポリオルガノシロキサンを主成分とする低比誘電率の層間絶縁膜があげられる。
(Insulating film)
An object to be processed according to the present invention can be applied with an inorganic insulating film or an organic insulating film as an insulating film. As a method for manufacturing the inorganic insulating film, a constant pressure CVD method, a plasma CVD method, or the like can be given. In the organic system, there are a coating type insulating film mainly composed of a hydrolyzed product of tetraalkoxylane, and an interlayer insulating film having a low relative dielectric constant mainly composed of polyorganosiloxane called organic SOG.

(研磨装置)
本発明を実施できる研磨装置は、被加工体を有する半導体基板等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、直径300mmのウエハを研磨できる装置であれば特に限定されず、例えばFREX300(荏原製作所)を用いることができる。
(Polishing equipment)
A polishing apparatus capable of carrying out the present invention has a general polishing surface plate having a holder for holding a semiconductor substrate or the like having a workpiece and a polishing pad (with a motor capable of changing the number of rotations attached). A polishing apparatus can be used and is not particularly limited as long as it can polish a wafer having a diameter of 300 mm. For example, FREX300 (Ebara Corporation) can be used.

(研磨液供給方法)
本発明では対象金属を研磨する間、研磨定盤上の研磨パッドに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、研磨パッドの表面が常に研磨液で覆われていることが好ましい。
(Polishing liquid supply method)
In the present invention, while polishing the target metal, the polishing liquid is continuously supplied to the polishing pad on the polishing surface plate by a pump or the like. Although there is no restriction | limiting in this supply amount, it is preferable that the surface of a polishing pad is always covered with polishing liquid.

本発明では濃縮された研磨液に水又は水溶液を加え希釈して用いることもできる。希釈方法としては、例えば、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、希釈された研磨液を研磨パッドに供給する方法などを挙げることができる。その場合の混合は、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用いることができる。   In the present invention, the concentrated polishing liquid can be diluted with water or an aqueous solution. Examples of the dilution method include a method in which a pipe for supplying a concentrated polishing liquid and a pipe for supplying water or an aqueous solution are mixed and mixed in the middle, and the diluted polishing liquid is supplied to a polishing pad. it can. In this case, mixing is a method in which liquids collide with each other through a narrow passage with pressure applied, a method in which a filling such as a glass tube is filled in the piping, a flow of liquid is separated and separated, and piping is repeated. A commonly used method such as a method of providing a blade rotating with power can be used.

また、他の希釈方法としては、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により混合する方法する方法も本発明に用いることが出来る。
さらに、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て混合し、所定の濃度に希釈した後に、その混合液を研磨パッドに供給する方法も本発明に適用することが出来る。
Further, as another dilution method, a pipe for supplying a 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, and the relative motion between the polishing pad and the surface to be polished is provided. The method of mixing by the above can also be used in the present invention.
Furthermore, a method in which a predetermined amount of concentrated polishing liquid and water or an aqueous solution are mixed in one container, mixed, diluted to a predetermined concentration, and then supplied to the polishing pad can be applied to the present invention. I can do it.

これらの方法以外に、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パッドに供給する方法も本発明に用いることが出来る。この場合、酸化剤を含む成分と酸を含有する成分とに分割して供給する事が好ましい。
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。この場合、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、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、その配管内で混合してもよく、2つの配管を結合してから他の1つの配管を結合して混合してもよい。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ことで研磨液を供給することも可能である。
また、上記の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して供給してもよいし、1つの容器に3つの構成成分を混合した後に、その混合液を研磨パッドに供給してもよい。さらに、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。
In addition to these methods, the method in which the component to be contained in the polishing liquid is divided into at least two components, and when these are used, water or an aqueous solution is added to the polishing pad and supplied to the polishing pad is also used in the present invention. I can do it. In this case, it is preferable to divide and supply the component containing an oxidizing agent and the component containing an acid.
For example, an oxidant is one component (A), an acid, an additive, a surfactant, and water are one component (B). The component (B) is diluted before use. In this case, three pipes for supplying the component (A), the component (B), and water or an aqueous solution are necessary, and the three pipes are connected to one pipe for supplying the polishing pad, It may be mixed, or two pipes may be combined and then another one pipe may be combined and mixed. For example, a component containing a hard-to-dissolve additive and other components are mixed, a mixing path is lengthened to ensure a dissolution time, and then a polishing liquid is supplied by combining a pipe of water or an aqueous solution. It is also possible.
Further, the above three pipes may be led to the polishing pad and mixed and supplied by the relative movement of the polishing pad and the surface to be polished. After mixing the three components in one container, the mixed solution is supplied. You may supply to a polishing pad. Further, the polishing liquid may be a concentrated liquid, and the diluted water may be separately supplied to the polishing surface.

(パッド)
本発明の研磨液を用いて化学的機械的研磨方法を実施する際に用いる研磨用のパッドには特に制限はなく、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 when the chemical mechanical polishing method is carried out using the polishing liquid of the present invention is not particularly limited, and may be a non-foam pad or a foam 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.

<第四級アンモニウム塩、カルボキシル基を有するキレート剤及び界面活性剤を含む洗浄液を用いて洗浄する工程>
本発明の製造方法は、第一工程の後、第四級アンモニウム塩、カルボキシル基を有するキレート剤及び界面活性剤を含む洗浄液を用いて洗浄する工程(以下、適宜、「第二工程」と称する)を含む。
以下に、第二工程で使用する洗浄液の好ましい組成及び洗浄方法について説明する。
<Washing step using a cleaning solution containing a quaternary ammonium salt, a chelating agent having a carboxyl group, and a surfactant>
In the production method of the present invention, after the first step, a step of washing with a washing solution containing a quaternary ammonium salt, a chelating agent having a carboxyl group and a surfactant (hereinafter referred to as “second step” as appropriate). )including.
Below, the preferable composition and washing | cleaning method of the washing | cleaning liquid used at a 2nd process are demonstrated.

〔洗浄液〕
上記研磨液を用いた研磨後の洗浄液は、第四級アンモニウム塩、カルボキシル基を有するキレート剤、界面活性剤及び水或いは水系溶媒を含む洗浄液である。上記洗浄液を5〜100倍、好ましくは10〜30倍に希釈して使用する。
[Cleaning liquid]
The cleaning liquid after polishing using the polishing liquid is a cleaning liquid containing a quaternary ammonium salt, a chelating agent having a carboxyl group, a surfactant, and water or an aqueous solvent. The above cleaning solution is diluted 5 to 100 times, preferably 10 to 30 times.

(第四級アンモニウム塩)
本発明の第二工程で使用する洗浄液は、第四級アンモニウム塩を含有する。
第四級アンモニウム塩としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、コリン等を挙げることができ、洗浄液成分としては上記物質とその塩の少なくとも1種を挙げることができる。
これらの中でも特に好ましくは、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドが挙げられる。
(Quaternary ammonium salt)
The cleaning liquid used in the second step of the present invention contains a quaternary ammonium salt.
Examples of the quaternary ammonium salt include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, choline, and the like, and examples of the cleaning liquid component include at least one of the above substances and salts thereof. it can.
Among these, tetramethylammonium hydroxide is particularly preferable.

第四級アンモニウム塩の含有量は、洗浄液の総重量に対して、好ましくは0.5〜5重量%である。   The content of the quaternary ammonium salt is preferably 0.5 to 5% by weight with respect to the total weight of the cleaning liquid.

(カルボキシル基を有するキレート剤)
また、カルボキシル基を有するキレート剤としては、ニトロ三酢酸、エチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸等又はその混合物を挙げることができる。
これらの中でも、特に好ましくは、エチレンジアミン四酢酸が挙げられる。
(Chelating agent having carboxyl group)
Examples of the chelating agent having a carboxyl group include nitrotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, triethylenetetraminehexaacetic acid, and the like, or a mixture thereof.
Among these, ethylenediaminetetraacetic acid is particularly preferable.

カルボキシル基を有するキレート剤の含有量は、洗浄液の総重量に対して、好ましくは0.1〜5重量%、さらに好ましくは0.2〜2重量%である。   The content of the chelating agent having a carboxyl group is preferably 0.1 to 5% by weight, more preferably 0.2 to 2% by weight, based on the total weight of the cleaning liquid.

(界面活性剤)
界面活性剤としては、カチオン、ノニオン界面活性剤又はその混合物を挙げることができる。
カチオン界面活性剤としては、アルキルアミノ塩、アルキルアンモニウム塩等の界面活性剤が挙げられる。
ノニオン界面活性剤としてはエチレンオキシド付加重合体型などがあり、エチレンオキシド付加重合体型非イオン性界面活性剤としては、ポリ(オキシエチレン)−ポリ(オキシプロピレン)ブロック共重合体、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油体などが挙げられる。好ましい非イオン界面活性剤は、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンイソステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルドデシルエーテル、ポリオキシエチレンデシルペンタデシルエーテル、ポリオキシエチレンベヘニルエーテル、ポリオキシエチレンデシルテトラデシルエーテル、ポリオキシエチレンコレステリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンヘキシルデシルエーテル、モノステアリル酸エチレングリコール、モノステアリル酸ポリエチレングリコール、イソステアリン酸ポリオキシエチレングリセリル、トリイソステアリン酸ポリオキシエチレングリセリル、イソステアリン酸ポリエチレングリコール、モノオレイン酸ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、モノステアリン酸ポリオキシエチレングリセリン、トリステアリン酸ポリオキシエチレングリセリル、ポリオキシエチレントリステアリン酸トリメチロールプロパン、ポリオキシエチレンイソステアリン酸トリメチロールプロパン、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、イソステアリン酸ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンヒマシ油、ラウリン酸ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ソルビタン脂肪酸エステル、モノ脂肪酸グリセリン、ピログルタミン酸エステル、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脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリドなどが挙げられる。
(Surfactant)
Surfactants can include cations, nonionic surfactants or mixtures thereof.
Examples of the cationic surfactant include surfactants such as alkylamino salts and alkylammonium salts.
Nonionic surfactants include ethylene oxide addition polymer type, and ethylene oxide addition polymer type nonionic surfactants include poly (oxyethylene) -poly (oxypropylene) block copolymers, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylenes. Examples thereof include oxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl ester, polyoxyethylene hydrogenated castor oil body, and the like. Preferred nonionic surfactants include polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene isostearyl ether, polyoxyethylene octyldodecyl ether, polyoxyethylene decyl pentadecyl ether, polyoxyethylene Ethylene behenyl ether, polyoxyethylene decyl tetradecyl ether, polyoxyethylene cholesteryl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene hexyl decyl ether, ethylene glycol monostearyl acid , Polyethylene glycol monostearate, polyoxyethylene isostearate Lyseryl, polyoxyethylene glyceryl triisostearate, polyethylene glycol isostearate, polyethylene glycol monooleate, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene glyceryl monostearate, polyoxyethylene glyceryl tristearate, polyoxyethylene tristearic acid Trimethylolpropane, polyoxyethylene isostearic acid trimethylolpropane, polyoxyethylene hydrogenated castor oil, polyoxyethylene hydrogenated castor oil isostearate, polyoxyethylene castor oil, polyoxyethylene hydrogenated castor oil laurate, sorbitan fatty acid ester, mono fatty acid Glycerin, pyroglutamate, polyethylene glycol alkyl ether, polyethylene Glycol fatty acid esters, propylene glycol fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters, fatty acid monoglycerides and the like.

界面活性剤の含有量は、洗浄液の総重量に対して、好ましくは0.1〜5重量%、さらに好ましくは0.2〜2重量%である。   The content of the surfactant is preferably 0.1 to 5% by weight, more preferably 0.2 to 2% by weight, based on the total weight of the cleaning liquid.

本発明では、上記3成分の他に、アミン化合物、脂肪族カルボン酸を含有することが好ましい。   In the present invention, an amine compound and an aliphatic carboxylic acid are preferably contained in addition to the above three components.

(アミン化合物)
本発明の第二工程で使用する洗浄液は、洗浄効果、金属残留物が少ないこと、経済性の観点からアミン化合物を含有することが好ましい。
ヒドロキシルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロパノールアミン、ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミン、イソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ブタノールアミン、N−メチルエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N,N−ジメチルアミノエタノール、N−エチルエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N−n−ブチルエタノールアミン、ジ−n−ブチルエタノールアミン等とその塩の少なくとも1種を挙げることができる。
アミン化合物の含有量は、洗浄液の総重量に対して、0.1〜10質量%が好ましく、
0.2〜5質量%がより好ましい。
(Amine compound)
The cleaning liquid used in the second step of the present invention preferably contains an amine compound from the viewpoint of cleaning effect, a small amount of metal residue, and economical efficiency.
Hydroxylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, propanolamine, dipropanolamine, tripropanolamine, isopropanolamine, diisopropanolamine, triisopropanolamine, butanolamine, N-methylethanolamine, N-methyldiethanolamine, N , N-dimethylaminoethanol, N-ethylethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N, N-diethylethanolamine, Nn-butylethanolamine, di-n-butylethanolamine and the like and at least one of its salts Can be mentioned.
The content of the amine compound is preferably 0.1 to 10% by mass with respect to the total weight of the cleaning liquid,
0.2-5 mass% is more preferable.

(脂肪族カルボン酸)
本発明の第二工程で使用する洗浄液は、洗浄性、経済性の観点から脂肪族カルボン酸化合物を含有することが好ましい。
脂肪族カルボン酸としては乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸等又はその混合物を挙げることができる。
脂肪族カルボン酸の含有量は、洗浄液の総重量に対して、0.1〜10質量%が好ましく、0.2〜5質量%がより好ましい。
(Aliphatic carboxylic acid)
The cleaning liquid used in the second step of the present invention preferably contains an aliphatic carboxylic acid compound from the viewpoints of detergency and economy.
Examples of the aliphatic carboxylic acid include lactic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid and the like, or a mixture thereof.
0.1-10 mass% is preferable with respect to the total weight of a washing | cleaning liquid, and, as for content of aliphatic carboxylic acid, 0.2-5 mass% is more preferable.

本発明に用いられる洗浄液は、上記各成分を、水或いは水系溶剤に溶解して調整される。この洗浄液は、本発明の効果を損なわない限り、他の添加剤、例えば過酸化水素などを含むことができる。   The cleaning liquid used in the present invention is prepared by dissolving the above components in water or an aqueous solvent. This cleaning liquid can contain other additives such as hydrogen peroxide as long as the effects of the present invention are not impaired.

〔洗浄方法〕
本発明の洗浄工程は、研磨終了後の被研磨体を流水中で良く洗浄した後、スピンドライヤ等を用いて被加工体に付着した水滴を払い落としてから乾燥させる。被加工体が乾燥した後、洗浄液を濃縮された洗浄液に水または水溶液を加え希釈して用いる、または濃縮された洗浄液を供給する配管と水または水溶液を供給する配管を途中で合流させて混合し、希釈された洗浄液をウエハに供給する方法を用いることができる。その場合の混合は、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により供給する。
[Cleaning method]
In the cleaning step of the present invention, the polished object after polishing is thoroughly cleaned in running water, and then water droplets adhering to the processed object are removed using a spin dryer or the like and then dried. After the workpiece is dried, use the diluted cleaning liquid by adding water or an aqueous solution to the concentrated cleaning liquid, or combine the pipe for supplying the concentrated cleaning liquid and the pipe for supplying the water or aqueous solution together in the middle to mix. A method of supplying the diluted cleaning liquid to the wafer can be used. In this case, mixing is a method in which liquids collide with each other through a narrow passage with pressure applied, a method in which a filling such as a glass tube is filled in the piping, a flow of liquid is separated and separated, and piping is repeated. It is supplied by a conventional method such as a method of providing blades that rotate with power.

上記洗浄液を用いて研磨後の被加工体を洗浄すると、従来の洗浄液と比較して、研磨砥粒をより効果的に除去することができる。   When the workpiece after polishing is cleaned using the cleaning liquid, the abrasive grains can be more effectively removed as compared with the conventional cleaning liquid.

(特定コロイダルシリカ(A−1〜A−2)の調製)
平均砥粒サイズが5、50、200nmのコロイダルシリカの20重量%水分散物1000gにアンモニア水を加えてpHを9.0に調整し、その後室温にて攪拌しながらAl23濃度3.6重量%、Na2O/Al23モル比1.50のアルミン酸ナトリウム水溶液15.9gをゆっくり添加し0.5時間攪拌した。得られたゾルは、SUS製オートクレーブ装置に入れ、130℃4時間加熱後、水素型強酸性陽イオン交換樹脂(アンバーライトIR−120B)を充填したカラムと水酸基型強塩基性陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA−410)に空間速度1h-1で室温にて通液し、初留はカットした(A−1)。
又は、加熱処理を行わずに、水素型強酸性陽イオン交換樹脂(アンバーライトIR−120B)を充填したカラムと水酸基型強塩基性陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA−410)に空間速度1h-1で室温にて通液し、初留はカットした(A−2)。
上記の方法により表1に示す砥粒A−1〜A−2を調製した。砥粒A−1〜A−2は調製後の増粘、ゲル化は見られなかった。
(Preparation of specific colloidal silica (A-1 to A-2))
Ammonia water was added to 1000 g of a 20% by weight aqueous dispersion of colloidal silica having an average abrasive grain size of 5, 50, and 200 nm to adjust the pH to 9.0, and then the Al 2 O 3 concentration was adjusted with stirring at room temperature. 15.9 g of an aqueous sodium aluminate solution having a 6 wt% Na 2 O / Al 2 O 3 molar ratio of 1.50 was slowly added and stirred for 0.5 hour. The obtained sol was placed in a SUS autoclave apparatus, heated at 130 ° C. for 4 hours, and then filled with a hydrogen-type strongly acidic cation exchange resin (Amberlite IR-120B) and a hydroxyl group-type strongly basic anion exchange resin ( Amberlite IRA-410) was passed at room temperature at a space velocity of 1 h −1 , and the initial distillation was cut (A-1).
Alternatively, a space velocity of 1 h − is applied to a column packed with a hydrogen-type strongly acidic cation exchange resin (Amberlite IR-120B) and a hydroxyl group-type strongly basic anion exchange resin (Amberlite IRA-410) without performing heat treatment. 1 was passed at room temperature, and the initial distillation was cut (A-2).
Abrasive grains A-1 to A-2 shown in Table 1 were prepared by the above method. The abrasive grains A-1 to A-2 did not show thickening or gelation after preparation.

Figure 2007214290
Figure 2007214290

(研磨液の調製)
前記により得られた特定コロイダルシリカを砥粒として、下記に示す組成の研磨液を用い、洗浄後の評価をするための基板を研磨した。
−研磨液の組成−
特定コロイダルシリカ:A−1 0.1質量%
酸化剤:過酸化水素 1質量%
有機酸:グリシン 10g/L
複素環化合物:ベンゾトリアゾール 0.05g/L
純水を加えて全量 1000mL
pH(アンモニア水と硫酸で調整) 9.0
(Preparation of polishing liquid)
Using the specific colloidal silica obtained as described above as abrasive grains, a polishing liquid having the composition shown below was used to polish a substrate for evaluation after cleaning.
-Composition of polishing liquid-
Specific colloidal silica: A-1 0.1% by mass
Oxidizing agent: 1% by mass of hydrogen peroxide
Organic acid: Glycine 10g / L
Heterocyclic compound: benzotriazole 0.05 g / L
Add pure water, total volume 1000mL
pH (adjusted with ammonia water and sulfuric acid) 9.0

研磨装置としてラップマスター社製装置「LGP−613」を使用し、下記の条件で、研磨液を供給しながら各ウエハに設けられた膜を研磨した。
基盤: 8inch銅膜付きシリコンウエハ
テ−ブル回転数: 50rpm
ヘッド回転数: 50rpm
研磨圧力: 168hPa
研磨パッド: ロデール・ニッタ株式会社製 品番IC−1400
スラリー供給速度: 200ml/分
An apparatus “LGP-613” manufactured by Lapmaster was used as a polishing apparatus, and the film provided on each wafer was polished under the following conditions while supplying a polishing liquid.
Base: Silicon wafer table with 8 inch copper film Rotation speed: 50 rpm
Head rotation speed: 50 rpm
Polishing pressure: 168 hPa
Polishing pad: Part number IC-1400 manufactured by Rodel Nitta Co., Ltd.
Slurry supply rate: 200 ml / min

<実施例1>
(洗浄液の調整)
本発明の洗浄液は、以下の組成により調整した。
−洗浄液の組成−
第四級アンモニウム塩:テトラメチルアンモニウムヒドロキシド 1.5質量%
カルボキシル基を有するキレート剤:エチレンジアミン四酢酸 1質量%
界面活性剤:ポリオキシエチレンアルキルエーテル 2質量%
溶媒:水 95.5質量%
実施例の洗浄方法としては、(洗浄組成物):(蒸留水)=1:20の割合で希釈したものを用いて洗浄した。
−洗浄液による洗浄試験−
前記洗浄液を使用して上記研磨基板を洗浄することにより洗浄試験を行った。洗浄は、MAT社製ウエハ洗浄機、ZAB8W2Mに内蔵しているスクラブ部でPVA製ロールブラシを接触されるスクラブ洗浄をすることにより行った。洗浄液は、研磨基板xx上側に650ml/min、下側に500ml/minで25秒間流し、その後、純水(脱イオン水)を研磨基板1上側に650ml/min、下側に500ml/minで35秒間流し、更に、上記装置に内臓しているスピンドライ装置で30秒処理した。
<Example 1>
(Adjusting the cleaning solution)
The cleaning liquid of the present invention was prepared according to the following composition.
-Composition of cleaning solution-
Quaternary ammonium salt: tetramethylammonium hydroxide 1.5% by mass
Chelating agent having a carboxyl group: 1% by mass of ethylenediaminetetraacetic acid
Surfactant: Polyoxyethylene alkyl ether 2% by mass
Solvent: water 95.5% by mass
As a cleaning method of the example, cleaning was performed using a solution diluted with a ratio of (cleaning composition) :( distilled water) = 1: 20.
-Cleaning test with cleaning solution-
A cleaning test was performed by cleaning the polishing substrate using the cleaning solution. The cleaning was performed by scrub cleaning in which a PVA roll brush was brought into contact with a scrub part incorporated in a wafer cleaning machine manufactured by MAT, ZAB8W2M. The cleaning liquid is allowed to flow at 650 ml / min on the upper side of the polishing substrate xx and at 500 ml / min on the lower side for 25 seconds, and then pure water (deionized water) is supplied at 650 ml / min on the upper side of the polishing substrate 1 and 35 at 500 ml / min on the lower side. The sample was run for 2 seconds, and further processed for 30 seconds with a spin dry device built in the above device.

<実施例2〜3、比較例1〜2>
実施例1と同様にして、実施例2〜3及び比較例1〜2の洗浄液を調製し、研磨後の被加工体を洗浄した。希釈倍率は実施例1と同様にした。
<Examples 2-3 and Comparative Examples 1-2>
In the same manner as in Example 1, cleaning liquids of Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 and 2 were prepared, and the workpiece after polishing was cleaned. The dilution rate was the same as in Example 1.

(洗浄後における表面状態の評価)
更に研磨後のウエハを下記条件で洗浄し、洗浄後の研磨後ウエハの表面状態についてSEM観察にて評価した。
評価方法としては、洗浄後の表面状態が走査型電子顕微鏡で観察した時に50μm以上のウォーターマークが観察されなかったときに「○」と評価し、観察されたときに「×」と評価した。
洗浄液の実施例、評価結果を以下に示す。
(Evaluation of surface condition after cleaning)
Further, the polished wafer was washed under the following conditions, and the surface state of the polished wafer after washing was evaluated by SEM observation.
As an evaluation method, when the surface state after cleaning was observed with a scanning electron microscope, “◯” was evaluated when a watermark of 50 μm or more was not observed, and “X” was evaluated when observed.
Examples and evaluation results of the cleaning liquid are shown below.

Figure 2007214290
Figure 2007214290

実施例1〜3で作製した洗浄液を用いた場合、効果的に異物を除去できることがわかった。これに対し、従来の洗浄技術である、水酸化アンモニウム/過酸化水素/水及び塩酸/過酸化水素/水で作製した洗浄液を用いた場合、ウエハ上に残存した異物がSEM観察により発見された。   It was found that when the cleaning liquid prepared in Examples 1 to 3 was used, foreign matters could be effectively removed. On the other hand, when using a cleaning solution made with ammonium hydroxide / hydrogen peroxide / water and hydrochloric acid / hydrogen peroxide / water, which is a conventional cleaning technique, foreign matter remaining on the wafer was found by SEM observation. .

Claims (3)

銅又はその合金からなる導体膜を有する基板を、表面の少なくとも一部がアルミニウム原子で覆われたコロイダルシリカを砥粒とする研磨液を用いて研磨する工程と、第四級アンモニウム塩、カルボキシル基を有するキレート剤及び界面活性剤を含む洗浄液を用いて洗浄する工程とを含むことを特徴とする半導体集積回路の製造方法。   A step of polishing a substrate having a conductor film made of copper or an alloy thereof using a polishing liquid having abrasive grains of colloidal silica whose at least part of the surface is covered with aluminum atoms, a quaternary ammonium salt, a carboxyl group And a step of cleaning with a cleaning solution containing a chelating agent having a surfactant and a surfactant. 前記洗浄液がアミン化合物を含むことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, wherein the cleaning liquid contains an amine compound. 前記洗浄液が脂肪族カルボン酸を含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, wherein the cleaning liquid contains an aliphatic carboxylic acid.
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