JP2007299942A - Metal polishing composition, and chemical-mechanical polishing method using it - Google Patents

Metal polishing composition, and chemical-mechanical polishing method using it Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal polishing composition and a chemical-mechanical polishing method using it, which suppresses dishing or erosion with high cleaning property after polishing. <P>SOLUTION: The metal polishing composition contains (a) abrasive grain obtained by surface-modifying colloidal silica using ulmin acid ion or boric acid ion, and (b) a complex aromatic ring compound which comprises anionic substituent with three or more nitrogen atoms contained in molecule. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は研磨用組成物に関し、より詳細には、半導体デバイス製造における配線形成工程に用いられる金属研磨用組成物及びそれを用いた化学的機械的研磨方法に関する。   The present invention relates to a polishing composition, and more particularly to a metal polishing composition used in a wiring formation step in semiconductor device manufacture and a chemical mechanical polishing method using the same.

半導体集積回路(以下、適宜「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、適宜「CMP」と記す。)等の種々の技術が用いられてきている。このCMPは層間絶縁膜等の被加工膜の表面平坦化、プラグ形成、埋め込み金属配線の形成等を行う場合に必須の技術であり、この技術を用いて、基板の平滑化や配線形成時の余分な金属薄膜の除去を行っている(例えば、特許文献1参照。)。   In the development of semiconductor devices typified by semiconductor integrated circuits (hereinafter referred to as “LSI” where appropriate), 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 ((Chemical Mechanical Polishing, hereinafter referred to as “CMP” as appropriate)) have been used, which is used for processing a film to be processed such as an interlayer insulating film. This technique is essential when performing surface planarization, plug formation, formation of embedded metal wiring, etc., and this technique is used to smooth the substrate and remove excess metal thin film during wiring formation (for example, , See Patent Document 1).

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で浸して、パッドに基板(ウエハー)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。   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, press the surface of the substrate (wafer) against the pad, In a state where 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.

配線用の金属としては、従来からタングステン及びアルミニウムがインターコネクト構造体に汎用されてきた。しかしながら更なる高性能化を目指し、これらの金属より配線抵抗の低い銅を用いたLSIが開発されるようになった。この銅を配線する方法としては、例えば、特許文献2に記載されている、ダマシン法が知られている。また、コンタクトホールと配線用溝とを同時に層間絶縁膜に形成し、両者に金属を埋め込むデュアルダマシン法が広く用いられるようになってきた。この銅配線用のターゲット材には、ファイブナイン以上の高純度銅ターゲットが出荷されてきた。
しかしながら、近年は更なる高密度化を目指す配線の微細化に伴って、銅配線の導電性や電子特性などの向上が必要となり、それに伴って高純度銅に第3成分を添加した銅合金を用いることも検討されはじめてきている。同時に、これらの高精細で高純度の材料を汚染させることなく高生産性を発揮し得る高速金属研磨手段が求められている。銅金属の研磨においては、特に軟質の金属であるがため、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(ディシング)、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)や、研磨傷(スクラッチ)が発生し易く、益々高精度の研磨技術が要求されてきている。
Conventionally, tungsten and aluminum have been widely used in interconnect structures as wiring metals. However, LSIs using copper, which has lower wiring resistance than these metals, have been developed with the aim of achieving higher performance. As a method of wiring this copper, for example, a damascene method described in Patent Document 2 is known. Further, a dual damascene method in which a contact hole and a wiring groove are simultaneously formed in an interlayer insulating film and a metal is embedded in both has been widely used. As a target material for copper wiring, a high-purity copper target of five nines or more has been shipped.
However, in recent years, with the miniaturization of wiring aiming at further higher density, it has become necessary to improve the conductivity and electronic characteristics of copper wiring, and accordingly, a copper alloy in which a third component is added to high-purity copper is required. It is also beginning to be considered for use. At the same time, there is a need for high-speed metal polishing means that can exhibit high productivity without contaminating these high-definition and high-purity materials. In copper metal polishing, because it is a particularly soft metal, only the center is polished deeper and a dish-like dent is formed (dishing), and the surface of a plurality of wiring metal surfaces forms a dish-shaped recess. (Erosion) and polishing scratches (scratches) are likely to occur, and a highly accurate polishing technique is increasingly required.

更に、昨今は生産性向上のため、LSI製造時のウエハー径が益々大型化しており、現在は直径200mm以上が汎用されており、300mm以上の大きさでの製造も開始され始めた。このようなウエハーの大型化に伴い、ウエハー中心部と周辺部とでの研磨速度の差異が生じ易くなり、ウエハー面内での研磨の均一性に対する要求が益々厳しくなってきている。
銅及び銅合金に対して、機械的研磨手段を適用しない化学研磨方法としては、特許文献3に記載されている方法が知られている。しかしながら化学的溶解作用のみによる化学研磨方法は、凸部の金属膜が選択的に化学的機械的に研磨するCMPに比べ、凹部の削れ込み、即ちディッシングなどの発生によりその平面性に大きな課題が残っている。
Furthermore, in recent years, the diameter of wafers during LSI manufacturing has been increased for the purpose of improving productivity. Currently, the diameter of 200 mm or more is widely used, and the manufacture of 300 mm or more has started. As the size of the wafer increases, a difference in polishing rate between the central portion of the wafer and the peripheral portion tends to occur, and the demand for the uniformity of polishing within the wafer surface becomes increasingly severe.
As a chemical polishing method in which mechanical polishing means is not applied to copper and a copper alloy, a method described in Patent Document 3 is known. However, the chemical polishing method using only the chemical dissolution action has a greater problem in flatness due to the occurrence of dishing of the recess, that is, the occurrence of dishing, as compared with CMP in which the metal film of the protrusion is selectively chemically and mechanically polished. Remaining.

また、LSI製造において銅配線使用時には、銅イオンが絶縁材料へ拡散することを防止する目的で、配線部と絶縁層の間にバリア層と呼ばれる拡散防止層が一般に設けられる。バリア層は、TaN、TaSiN、Ta、TiN、Ti、Nb、W、WN、Co、Zr、ZrN、Ru及びCuTa合金から選ばれるバリア材料からなる1層又は2層以上から形成される。これらのバリア材料は、それ自体が導電性の性質を持っているため、リーク電流などのエラー発生を防ぐためには、絶縁層上のバリア材料は完全に除去されなければならない。この除去加工は金属配線材のバルク研磨と同様な方法によって達成されている(バリアCMP)。   In addition, when copper wiring is used in LSI manufacturing, a diffusion preventing layer called a barrier layer is generally provided between the wiring portion and the insulating layer for the purpose of preventing copper ions from diffusing into the insulating material. The barrier layer is formed of one or more layers made of a barrier material selected from TaN, TaSiN, Ta, TiN, Ti, Nb, W, WN, Co, Zr, ZrN, Ru, and CuTa alloy. Since these barrier materials themselves have conductive properties, the barrier material on the insulating layer must be completely removed in order to prevent the occurrence of errors such as leakage current. This removal processing is achieved by a method similar to the bulk polishing of the metal wiring material (barrier CMP).

また、銅のバルク研磨では、特に幅広な金属配線部にディッシングが発生しやすいため,最終的な平坦化を達成するためには配線部とバリア部で研磨除去する量を調節できることが望ましい。このためバリア研磨用の研磨液には最適な銅/バリアメタルの研磨選択性を有することが望まれている。また、各レベルの配線層で配線ピッチや配線密度が異なるため、上記研磨選択性を適宜調整できることが更には望ましい。   Further, in bulk polishing of copper, dishing is likely to occur particularly in a wide metal wiring portion. Therefore, in order to achieve final planarization, it is desirable to be able to adjust the amount of polishing and removal in the wiring portion and the barrier portion. For this reason, it is desired that the polishing liquid for barrier polishing has an optimum copper / barrier metal polishing selectivity. Further, since the wiring pitch and the wiring density are different in each level of the wiring layer, it is further desirable that the polishing selectivity can be adjusted as appropriate.

CMPに用いる金属用研磨用組成物(金属用研磨液)は、一般には、固体砥粒(例えば、アルミナ、シリカ)と酸化剤(例えば、過酸化水素、過硫酸)とが含まれる。かかる金属用研磨液を用いたCMPの基本的なメカニズムは、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ものと考えられており、例えば、非特許文献1に記述されている。   The metal polishing composition (metal polishing liquid) used for CMP generally contains solid abrasive grains (eg, alumina, silica) and an oxidizing agent (eg, hydrogen peroxide, persulfuric acid). It is considered that the basic mechanism of CMP using such a metal polishing liquid is that the metal surface is oxidized by an oxidizing agent and the oxide film is removed by abrasive grains, and polishing is performed. This is described in Patent Document 1.

しかしながら、このような固体砥粒を含む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)、研磨金属面が皿上にたわむ現象(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、複数の配線金属面が皿上にたわむ現象(エロージョン)などが発生することがある。また、研磨後に、半導体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において、固体砥粒を含有する研磨液を用いることによって、その洗浄工程が複雑となり、さらにその洗浄後の液(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 performed using a metal polishing liquid containing such solid abrasive grains, polishing scratches, a phenomenon in which the entire polishing surface is polished more than necessary (thinning), and the polishing metal surface on the plate There are cases where a phenomenon of bending (dishing), an insulator between metal wirings is unnecessarily polished, and a phenomenon that a plurality of wiring metal surfaces bend on a plate (erosion). In addition, in a cleaning process usually performed to remove the polishing liquid remaining on the semiconductor surface after polishing, the cleaning process becomes complicated by using a polishing liquid containing solid abrasive grains. In order to treat (waste liquid), there is a problem in terms of cost, for example, it is necessary to settle and separate solid abrasive grains.

これらを解決するひとつの手段として、例えば、砥粒を含まない研磨液とドライエッチングとの組み合わせによる金属表面研磨方法が非特許文献2に開示されており、また、特許文献4には、過酸化水素/リンゴ酸/ベンゾトリアゾール/ポリアクリル酸アンモニウム及び水からなる金属用研磨液が開示されている。これらの方法によれば、半導体基体の凸部の金属膜が選択的にCMPされ、凹部に金属膜が残されて所望の導体パターンが得られる。従来の固体砥粒を含むスラリーよりもはるかに機械的に柔らかい研磨パッドとの摩擦によってCMPが進むため、スクラッチの発生は軽減されている。しかしながら、物理研磨力の低下のため、充分な研磨速度が得られにくいという欠点を有している。   As one means for solving these problems, for example, a metal surface polishing method using a combination of a polishing liquid not containing abrasive grains and dry etching is disclosed in Non-Patent Document 2, and Patent Document 4 discloses a method of peroxidation. A metal polishing fluid comprising hydrogen / malic acid / benzotriazole / ammonium polyacrylate and water is disclosed. According to these methods, the metal film on the convex portion of the semiconductor substrate is selectively CMPed, and the metal film is left in the concave portion to obtain a desired conductor pattern. Since CMP proceeds by friction with a polishing pad that is much mechanically softer than a slurry containing conventional solid abrasive grains, the occurrence of scratches is reduced. However, there is a drawback that it is difficult to obtain a sufficient polishing rate due to a decrease in physical polishing power.

一方、砥粒を含む研磨剤は高い研磨速度が得られる特徴を有するが、研磨液のpHが中性から酸性では砥粒が凝集しやすく、ディッシングが進行したり、スクラッチが発生する問題があった。中性から酸性で安定な砥粒として、特許文献5にはホウ素で表面改質したコロイダルシリカを砥粒とする研磨組成物が開示されており、特許文献6にはシリカ粒子の表面の一部または全部がアルミニウム被覆されたメタル絶縁膜共存表面研磨用コロイダルシリカが開示されている。これらホウ素やアルミニウムを用いて表面改質することによって負電荷を付与した砥粒は、中性から酸性における凝集を防止できるが、中性から酸性において銅などの金属の表面電位が通常正に帯電しているので金属表面に静電的に吸着した砥粒によってディッシングやエロージョンが発生したり、研磨後に金属表面に砥粒が吸着して洗浄性が悪いという問題があった。
米国特許4944836号明細書 特開平2−278822号公報 特開昭49−122432号公報 特開2001−127019号公報 特開2003−183631号公報 特開2003−197573号公報 ジャーナル・オブ・エレクトロケミカルソサエティ誌(Journal of Electrochemical Society)、1991年、第138巻、第11号、3460〜3464頁 ジャーナル・オブ・エレクトロケミカルソサエティ誌(Journal of Electrochemical Society)、2000年、第147巻、第10号、3907〜3913頁
On the other hand, a polishing agent containing abrasive grains has a characteristic that a high polishing rate can be obtained. However, when the pH of the polishing liquid is neutral to acidic, the abrasive grains tend to aggregate, and dishing progresses or scratches occur. It was. As neutral to acidic and stable abrasive grains, Patent Document 5 discloses a polishing composition using colloidal silica surface-modified with boron as abrasive grains, and Patent Document 6 discloses a part of the surface of silica particles. Alternatively, colloidal silica for surface polishing coexisting with a metal insulating film entirely covered with aluminum is disclosed. Abrasive grains imparted with a negative charge by surface modification with these boron and aluminum can prevent aggregation from neutral to acidic, but the surface potential of metals such as copper is normally positively charged from neutral to acidic. Therefore, there are problems that dishing and erosion occur due to the abrasive particles electrostatically adsorbed on the metal surface, and that the abrasive particles adsorb to the metal surface after polishing and the detergency is poor.
US Pat. No. 4,944,836 JP-A-2-278822 JP 49-122432 A JP 2001-127019 A JP 2003-183631 A JP 2003-197573 A Journal of Electrochemical Society, 1991, Vol. 11, No. 11, pages 3460-3464 Journal of Electrochemical Society, 2000, Vol. 147, No. 10, pages 3907-3913

本発明の目的は、ディッシングやエロージョンを抑制した、研磨後の洗浄性の良好な金属研磨用組成物を提供すること、また、前記金属研磨用組成物を用いた化学的機械的研磨方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a metal polishing composition with good cleaning properties after polishing, which suppresses dishing and erosion, and also provides a chemical mechanical polishing method using the metal polishing composition. There is to do.

前記実情に鑑み本発明者らは、鋭意研究を行ったところ、上記課題を解決しうることを見出し本発明を完成した。
即ち、本発明は下記の手段により達成されるものである。
In view of the above circumstances, the present inventors have conducted extensive research and found that the above problems can be solved, thereby completing the present invention.
That is, the present invention is achieved by the following means.

<1>(a)コロイダルシリカをアルミン酸イオンまたはホウ酸イオンを用いて表面改質した砥粒と、(b)アニオン性置換基を有し、分子内に3つ以上の窒素原子を有する複素芳香環化合物と、を含有することを特徴とする金属研磨用組成物。
<2>(a)コロイダルシリカをアルミン酸イオンまたはホウ酸イオンを用いて表面改質した砥粒と、(b)アニオン性置換基を有し、分子内に3つ以上の窒素原子を有する複素芳香環化合物と、(c)分子内に3つ以上の窒素原子を有し、かつアニオン性置換基のない複素芳香環化合物と、を含有することを特徴とする上記<1>に記載の金属研磨用組成物。
<1> (a) Abrasive grains obtained by surface modification of colloidal silica with aluminate ions or borate ions, and (b) a complex having an anionic substituent and having three or more nitrogen atoms in the molecule. A metal polishing composition comprising an aromatic ring compound.
<2> (a) Abrasive grains obtained by surface modification of colloidal silica with aluminate ions or borate ions, and (b) a complex having an anionic substituent and having three or more nitrogen atoms in the molecule. The metal according to the above <1>, comprising an aromatic ring compound and (c) a heteroaromatic ring compound having 3 or more nitrogen atoms in the molecule and having no anionic substituent. Polishing composition.

<3>前記金属研磨用組成物のpHが3から7であることを特徴とする上記<1>または<2>に記載の金属研磨用組成物。
<4>前記金属研磨用組成物を用いて研磨するときの被研磨面が銅または銅合金であることを特徴とする上記<1>〜<3>のいずれか1項に記載の金属研磨用組成物。
<3> The metal polishing composition as described in <1> or <2> above, wherein the pH of the metal polishing composition is 3 to 7.
<4> The metal polishing material according to any one of <1> to <3>, wherein a surface to be polished when the metal polishing composition is polished is copper or a copper alloy. Composition.

<5>(a)コロイダルシリカをアルミン酸イオンまたはホウ酸イオンを用いて表面改質した砥粒と、(b)アニオン性置換基を有し、分子内に3つ以上の窒素原子を有する複素芳香環化合物と、を含有する金属研磨用組成物を用いて研磨圧力が3psi(0.0207MPa)以下で研磨することを特徴とする化学的機械的研磨方法。
<6>(a)コロイダルシリカをアルミン酸イオンまたはホウ酸イオンを用いて表面改質した砥粒と、(b)アニオン性置換基を有し、分子内に3つ以上の窒素原子を有する複素芳香環化合物と、(c)分子内に3つ以上の窒素原子を有し、かつアニオン性置換基のない複素芳香環化合物と、を含有する金属研磨用組成物を用いて研磨圧力が3psi(0.0207MPa)以下で研磨することを特徴とする上記<5>に記載の化学的機械的研磨方法。
<5> (a) Abrasive grains obtained by surface modification of colloidal silica with aluminate ions or borate ions, and (b) a complex having an anionic substituent and having three or more nitrogen atoms in the molecule. A chemical mechanical polishing method comprising polishing at a polishing pressure of 3 psi (0.0207 MPa) or less using a metal polishing composition containing an aromatic ring compound.
<6> (a) Abrasive grains obtained by surface modification of colloidal silica with aluminate ions or borate ions, and (b) a complex having an anionic substituent and having three or more nitrogen atoms in the molecule. Using a metal polishing composition containing an aromatic ring compound and (c) a heteroaromatic ring compound having 3 or more nitrogen atoms in the molecule and having no anionic substituent, the polishing pressure is 3 psi ( The chemical mechanical polishing method according to <5>, wherein polishing is performed at 0.0207 MPa or less.

本発明によれば、負電荷を有する砥粒の金属表面への静電的な吸着を防ぎ、ディッシングやエロージョンを抑制した、研磨後の洗浄性の良好な金属研磨用組成物を提供することができる。
また、前記金属研磨用組成物を用いた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, it is possible to provide a metal polishing composition with good cleanability after polishing which prevents electrostatic adsorption of negatively charged abrasive grains to a metal surface and suppresses dishing and erosion. it can.
In addition, a chemical mechanical polishing method using the metal polishing composition can be provided.

[金属研磨用組成物]
本発明の金属研磨用組成物は、(a)コロイダルシリカをアルミン酸イオンまたはホウ酸イオンを用いて表面改質した砥粒と、(b)アニオン性置換基を有し、分子内に3つ以上の窒素原子を有する複素芳香環化合物と、を含有することを特徴とする。
また、必要に応じてその他の化合物を含有してもよい。
本発明の金属研磨用組成物は、通常は、各成分を溶解してなる水溶液に、前記コロイダルシリカ(砥粒)を分散させてなるスラリーの形態をとる。
本発明の金属研磨用組成物は、半導体デバイス製造において、被研磨体の化学的機械的研磨に用いる研磨用組成物として有用である。
[Metal polishing composition]
The metal polishing composition of the present invention comprises (a) abrasive grains obtained by surface modification of colloidal silica with aluminate ions or borate ions, (b) anionic substituents, and three in the molecule. And a heteroaromatic ring compound having the above nitrogen atom.
Moreover, you may contain another compound as needed.
The metal polishing composition of the present invention usually takes the form of a slurry in which the colloidal silica (abrasive grains) is dispersed in an aqueous solution obtained by dissolving each component.
The metal polishing composition of the present invention is useful as a polishing composition used for chemical mechanical polishing of an object to be polished in the production of semiconductor devices.

また、本発明の金属研磨用組成物の好ましい態様としては、pHは3〜7であることであり、より好ましくは、pHが4〜7である。
pH3未満であると、凝集しやすくなり、pH7を超えるとディッシングが悪化する場合がある。
Moreover, as a preferable aspect of the metal polishing composition of this invention, pH is 3-7, More preferably, pH is 4-7.
When the pH is less than 3, aggregation tends to occur, and when the pH exceeds 7, dishing may deteriorate.

金属研磨用組成物を構成する各成分については、以下に詳述するが、それぞれの成分は1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Although each component which comprises a metal polishing composition is explained in full detail below, each component may use only 1 type and may use 2 or more types together.

なお、本発明において、金属研磨用組成物(以下、「研磨用組成物」ともいう。)は、研磨に使用する組成(濃度)の態様のみならず、使用時に必要により希釈して用いる態様も本発明では特に断りのない限り、金属研磨用組成物と称する。濃縮液は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、希釈倍率は一般的には1〜20体積倍である。   In the present invention, the metal polishing composition (hereinafter also referred to as “polishing composition”) is not limited to the composition (concentration) used for polishing, but may be used as diluted as necessary during use. In the present invention, unless otherwise specified, it is referred to as a metal polishing composition. When the concentrated liquid is used for polishing, it is diluted with water or an aqueous solution and used for polishing, and the dilution ratio is generally 1 to 20 times by volume.

<(a)アルミン酸イオンまたはホウ酸イオンを用いて表面改質したコロイダルシリカ>
本発明の研磨用組成物は、(a)アルミン酸イオンまたはホウ酸イオンを用いて表面改質し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。)を含有する。
特定コロイダルシリカは、本発明の研磨用組成物中で砥粒として機能するものである
<(A) Colloidal silica surface-modified with aluminate ions or borate ions>
The polishing composition of the present invention contains (a) colloidal silica surface-modified with aluminate ions or borate ions (hereinafter referred to as “specific colloidal silica” as appropriate).
The specific colloidal silica functions as an abrasive in the polishing composition of the present invention.

本発明において「アルミン酸イオンまたはホウ酸イオンを用いて表面改質したコロイダルシリカ」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、アルミニウム原子またはホウ素原子が存在している状態を意味するものである。
例えば、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。
更に、該コロイダルシリカ表面に、4個の酸素原子が配位したホウ素原子が結合し、ホウ素原子が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、ホウ素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。
In the present invention, “colloidal silica surface-modified with aluminate ions or borate ions” means that an aluminum atom or a boron atom is present on the surface of colloidal silica having a site containing a silicon atom having a coordination number of 4. It means that there is a state.
For example, an aluminum atom coordinated with four oxygen atoms may be bonded to the colloidal silica surface to form a new surface in which the aluminum atom is fixed in a four-coordinate state. It may be in a state in which silicon atoms present in the metal are once extracted and a new surface replacing aluminum atoms is generated.
Further, the surface of the colloidal silica may be bonded to a boron atom coordinated with four oxygen atoms, and a new surface in which the boron atom is fixed in a four-coordinate state may be generated. It may be in a state in which a silicon surface existing on the surface is once extracted and a new surface is formed in which the boron atom is replaced.

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。一方、ケイ酸アルカリ水溶液からアルカリを除去する方法で製造したコロイダルシリカも用いることができるものの、この場合、粒子の内部に残留するアルカリ金属が徐々に溶出し、研磨性能に影響を及ぼす懸念があるため、そのような観点からは、前記アルコキシシランの加水分解により得られたものが原料としてはより好ましい。
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。
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. On the other hand, although colloidal silica produced by a method of removing alkali from an alkali silicate aqueous solution can also be used, in this case, there is a concern that the alkali metal remaining in the particles gradually elutes and affects the polishing performance. Therefore, from such a viewpoint, a material obtained by hydrolysis of the alkoxysilane is more preferable as a raw material.
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.

−(a1)アルミン酸イオンを用いて表面改質したコロイダルシリカ−
前記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ナトリ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る。これらの方法は、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。
-(A1) Colloidal silica surface-modified with aluminate ion-
As a method for obtaining a specific colloidal silica by replacing silicon atoms on the surface of the colloidal silica particles with an aluminum atom, for example, a method of adding an aluminate compound such as sodium aluminate to a dispersion of colloidal silica is preferably used. it can. These methods are 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.

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/nm)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質量%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を添加し、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。   As a specific production method, for example, colloidal silica is dispersed in water in the range of 1 to 50% by mass, 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 impurities by ion exchange, ultrafiltration, etc., and obtaining specific colloidal silica is mentioned.

−(a2)ホウ酸イオンを用いて表面改質されたコロイダルシリカ−
前記コロイダルシリカ粒子表面のケイ素原子をホウ素原子に置換し、特定コロイダルシリカを得る方法としては、例えば、ホウ酸とシランカップリング剤を用いてコロイダルシリカの表面を修飾して得ることができる。これらの方法は、特表2003−525191、EP943648、EP941995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。
特定コロイダルシリカは、4配位のホウ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、ホウ素原子が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。
-(A2) Colloidal silica surface-modified with borate ions-
As a method for obtaining a specific colloidal silica by substituting a silicon atom on the surface of the colloidal silica particle with a boron atom, for example, it can be obtained by modifying the surface of the colloidal silica using boric acid and a silane coupling agent. These methods are described in detail in JP-T-2003-525191, EP943648, EP941995, and this description can be applied to the present invention.
Specific colloidal silica is dispersed even in acidity by the site generated by the reaction of tetracoordinate borate ions and silanol groups on the surface of colloidal silica fixing negative charges and giving the particles a large negative zeta potential. Excellent in properties. Therefore, it is important that the specific colloidal silica produced by the method as described above exists in a state where the boron 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ホウ素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 substitution of silicon atoms and boron 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ゼータ電位は、pH3からpH5において0〜−10mVであるが、ホウ酸イオンで処理することにより、−10〜−20mVに低下する。pH5からpH7において−10mVから−20mVであるが、ホウ酸イオンで処理することにより、−20mVから−40mVに低下する。   The zeta potential on the colloidal silica surface is 0 to -10 mV at pH 3 to pH 5, but decreases to -10 to -20 mV by treatment with borate ions. Although it is −10 mV to −20 mV at pH 5 to pH 7, it decreases from −20 mV to −40 mV by treatment with borate ions.

コロイダルシリカ表面の珪素原子をホウ素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(導入ホウ素原子数/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ホウ素原子に置換する場合の、ホウ素原子への置換量は、コロイダルシリカの分散液に添加するホウ酸化合物の添加量(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 the colloidal silica with boron atoms is such that the surface atom substitution rate (number of introduced boron atoms / number of surface silicon atom sites) of the colloidal silica is preferably 0.001% or more and 20% or less, and more preferably. Is from 0.01% to 10%, particularly preferably from 0.1% to 5%.
When replacing silicon atoms on the surface of colloidal silica with boron atoms, the amount of substitution with boron atoms should be controlled appropriately by controlling the amount (concentration) of the boric acid compound added to the colloidal silica dispersion. Can do.

ホウ酸で表面改質したコロイダルシリカの調製について、下記するが、これに限定されるものではない。
例えば、超純水(5.6kg)の中にホウ酸粉末(268g)を溶解させてホウ酸溶液を調製する。
次に、このホウ酸溶液に、H型イオン交換樹脂を用いて脱アルカリした20%コロイダルシリカ溶液(平均粒子径20nmのコロイダルシリカ)を、ゆっくり(およそ200ml/minの速さで約1.2時間)と加え、さらに、テトラメトキシシランを10g添加し、混合物を撹拌しながら温度(55℃〜60℃)に維持する。添加終了後も、混合物を加熱(約60℃)しながら、攪拌する(5.5時間)。
続いて、得られた溶液を1ミクロン(1μm)のセラミックフィルターを通してろ過して、ホウ素で表面改質したコロイダルシリカを得る。
The preparation of colloidal silica surface-modified with boric acid will be described below, but is not limited thereto.
For example, boric acid powder (268 g) is dissolved in ultrapure water (5.6 kg) to prepare a boric acid solution.
Next, a 20% colloidal silica solution (colloidal silica having an average particle diameter of 20 nm) dealkalized with an H-type ion exchange resin is slowly added to the boric acid solution (about 1.2 ml at a speed of about 200 ml / min). In addition, 10 g of tetramethoxysilane is added and the mixture is maintained at temperature (55 ° C.-60 ° C.) with stirring. After completion of the addition, the mixture is stirred (5.5 hours) while being heated (about 60 ° C.).
Subsequently, the obtained solution is filtered through a 1 micron (1 μm) ceramic filter to obtain colloidal silica surface-modified with boron.

本発明において、上記のアルミン酸イオンまたはホウ酸イオンを用いて表面改質したコロイダルシリカ、即ち、前記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。   In the present invention, the size (volume equivalent diameter) of the colloidal silica surface-modified with the above-mentioned aluminate ions or borate ions, that is, the specific colloidal silica is preferably 3 to 200 nm, more preferably 5 to 100 nm. 10 nm to 60 nm is particularly preferable. 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.

本発明の研磨用組成物に含有される砥粒のうち、特定コロイダルシリカの質量割合は、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。
研磨用組成物の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質量%以上5質量%以下であり、更に好ましくは0.01質量%以上0.5質量%以下であり、特に好ましくは0.05質量%以上0.2質量%以下である。
Among the abrasive grains contained in the polishing composition of the present invention, the mass 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 when using the polishing composition is preferably 0.001% by mass to 5% by mass, and more preferably 0.01% by mass to 0.5% by mass. Yes, particularly preferably 0.05% by mass or more and 0.2% by mass or less.

本発明の研磨用組成物には、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。
前記特定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 composition of 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 the specific colloidal silica is preferably equal to or greater than twice the specific colloidal silica.

<(b)アニオン性置換基を有し、分子内に3つ以上の窒素原子を有する複素芳香環化合物>
本発明の研磨用組成物は、(b)成分として、アニオン性置換基を有し、分子内に3つ以上の窒素原子を有する複素芳香環化合物(以下、(b)複素芳香環化合物ともいう。)を必須成分として含有する。
1種類単独で用いても2種類以上を併用してもよい。
<(B) Heteroaromatic ring compound having an anionic substituent and having 3 or more nitrogen atoms in the molecule>
The polishing composition of the present invention has a heteroaromatic ring compound having an anionic substituent as the component (b) and having three or more nitrogen atoms in the molecule (hereinafter also referred to as (b) heteroaromatic ring compound). .) As an essential component.
One type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

前記アニオン性置換基を有し、分子内に3つ以上の窒素原子を有する複素芳香環化合物としては、下記のごとき、テトラゾール誘導体、1,2,3−トリアゾール誘導体、及び1,2,4−トリアゾール誘導体であることが好ましい。   Examples of the heteroaromatic ring compound having an anionic substituent and having three or more nitrogen atoms in the molecule include tetrazole derivatives, 1,2,3-triazole derivatives, and 1,2,4- A triazole derivative is preferred.

(テトラゾール誘導体)
テトラゾール環を形成する窒素原子上に置換基を有さず、かつテトラゾールの5位にアニオン性置換基(例えば、カルボキシル基、スルホ基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルバモイル基、カルボンアミド基、スルファモイル基、及びスルホンアミド基からなる群より選択された基を有する置換基、好ましくは、カルボキシル基、スルホ基、更に好ましくはカルボキシル基)を有することを特徴としたテトラゾール誘導体。
(Tetrazole derivatives)
There is no substituent on the nitrogen atom forming the tetrazole ring, and an anionic substituent at the 5-position of tetrazole (for example, carboxyl group, sulfo group, hydroxyl group, amino group, carbamoyl group, carbonamido group, sulfamoyl group) And a substituent having a group selected from the group consisting of sulfonamide groups, preferably a carboxyl group, a sulfo group, and more preferably a carboxyl group).

(1,2,3−トリアゾール誘導体)
1,2,3−トリアゾール環を形成する窒素原子上に置換基を有さず、かつ1,2,3−トリアゾールの4位及び/又は5位にアニオン性置換基(例えば、カルボキシル基、スルホ基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルバモイル基、カルボンアミド基、スルファモイル基、及びスルホンアミド基からなる群より選択された基を有する置換基、好ましくは、カルボキシル基、スルホ基、更に好ましくはカルボキシル基)を有することを特徴とした1,2,3−トリアゾール誘導体。
(1,2,3-triazole derivative)
There is no substituent on the nitrogen atom forming the 1,2,3-triazole ring, and an anionic substituent (for example, carboxyl group, sulfo group at the 4-position and / or 5-position of 1,2,3-triazole) A substituent having a group selected from the group consisting of a group, a hydroxyl group, an amino group, a carbamoyl group, a carbonamido group, a sulfamoyl group, and a sulfonamido group, preferably a carboxyl group, a sulfo group, and more preferably a carboxyl group) 1,2,3-triazole derivative characterized by having.

(1,2,4−トリアゾール誘導体)
1,2,4−トリアゾール環を形成する窒素原子上に置換基を有さず、かつ1,2,4−トリアゾールの3位及び/又は5位にアニオン性置換基(例えば、カルボキシル基、スルホ基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルバモイル基、カルボンアミド基、スルファモイル基、及びスルホンアミド基からなる群より選択された基を有する置換基、好ましくは、カルボキシル基、スルホ基、更に好ましくはカルボキシル基)を有することを特徴とした1,2,4−トリアゾール誘導体。
(1,2,4-triazole derivative)
There is no substituent on the nitrogen atom forming the 1,2,4-triazole ring, and an anionic substituent (for example, carboxyl group, sulfo group at the 3-position and / or 5-position of 1,2,4-triazole) A substituent having a group selected from the group consisting of a group, a hydroxyl group, an amino group, a carbamoyl group, a carbonamido group, a sulfamoyl group, and a sulfonamido group, preferably a carboxyl group, a sulfo group, and more preferably a carboxyl group) 1,2,4-triazole derivative characterized by having.

本発明における(b)複素芳香環化合物としては、具体的には、下記例示化合物(I−2)〜(I−4)、(I−6)〜(I−16)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of the (b) heteroaromatic ring compound in the present invention include the following exemplified compounds (I-2) to (I-4) and (I-6) to (I-16). It is not limited to.

Figure 2007299942
Figure 2007299942

本発明の研磨用組成物おける(b)複素芳香環化合物の添加量としては、研磨用組成物1kgに対し、好ましくは、0.0001質量%以上0.005質量%以下であり、更に好ましくは、0.0005質量%以上0.002質量%以下である。   The amount of the (b) heteroaromatic ring compound added in the polishing composition of the present invention is preferably 0.0001% by mass or more and 0.005% by mass or less, and more preferably, with respect to 1 kg of the polishing composition. 0.0005 mass% or more and 0.002 mass% or less.

更に、(b)複素芳香環化合物としては、ベンゾトリアゾール−4−カルボン酸、ベンゾトリアゾール−4−スルホン酸等が挙げられる。   Furthermore, examples of the (b) heteroaromatic ring compound include benzotriazole-4-carboxylic acid, benzotriazole-4-sulfonic acid, and the like.

<(c)分子内に3つ以上の窒素原子を有し、かつアニオン性置換基のない複素芳香環化合物>
本発明の金属研磨用組成物は、(c)分子内に3つ以上の窒素原子を有し、かつアニオン性置換基のない複素芳香環化合物(以下、「(c)複素芳香環化合物」とも言う。)を含有することが好ましい。
前記(c)複素芳香環化合物を含有することにより、銅表面の不動態膜の負電荷密度を調整することができる。
本発明における、(c)分子内に3つ以上の窒素原子を有し、かつアニオン性置換基のない複素芳香環化合物としては、前記(b)複素芳香環化合物の芳香環内に、前記アニオン性置換基のない複素芳香環化合物を挙げることができる。
即ち、複素芳香環のみを有する化合物であり、該複素芳香環に結合する置換基はないものをいう。
<(C) Heteroaromatic ring compound having 3 or more nitrogen atoms in the molecule and having no anionic substituent>
The metal polishing composition of the present invention comprises (c) a heteroaromatic ring compound having 3 or more nitrogen atoms in the molecule and having no anionic substituent (hereinafter referred to as “(c) heteroaromatic ring compound”). It is preferable to contain.
By containing the (c) heteroaromatic ring compound, the negative charge density of the passive film on the copper surface can be adjusted.
In the present invention, (c) the heteroaromatic ring compound having three or more nitrogen atoms in the molecule and having no anionic substituent includes the anion in the aromatic ring of the (b) heteroaromatic ring compound. And a heteroaromatic ring compound having no functional substituent.
That is, it is a compound having only a heteroaromatic ring and having no substituent bonded to the heteroaromatic ring.

本発明の研磨用組成物おける(c)複素芳香環化合物の添加量としては、研磨用組成物1kgに対し、好ましくは、0.0001質量%以上0.005質量%以下であり、更に好ましくは、0.0005質量%以上0.002質量%以下である。   The addition amount of the (c) heteroaromatic ring compound in the polishing composition of the present invention is preferably 0.0001% by mass or more and 0.005% by mass or less, more preferably based on 1 kg of the polishing composition. 0.0005 mass% or more and 0.002 mass% or less.

本発明の研磨用組成物は、上記した成分の他、必要に応じて下記の成分を含有してもよい。以下、本発明の研磨用組成物に適用しうる任意成分について説明する。   The polishing composition of the present invention may contain the following components as necessary in addition to the above-described components. Hereinafter, optional components applicable to the polishing composition of the present invention will be described.

<(d)界面活性剤及び/又は親水性ポリマー>
本発明の研磨用組成物は、(d)界面活性剤及び/又は親水性ポリマーを含有することができる。
界面活性剤及び/又は親水性ポリマーとしては、酸型が望ましく、塩構造をとる場合には、アンモニウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩等が挙げられ、特にアンモニウム塩およびカリウム塩が好ましい。
<(D) Surfactant and / or hydrophilic polymer>
The polishing composition of the present invention can contain (d) a surfactant and / or a hydrophilic polymer.
As the surfactant and / or the hydrophilic polymer, an acid form is desirable, and in the case of taking a salt structure, ammonium salt, potassium salt, sodium salt and the like can be mentioned, and ammonium salt and potassium salt are particularly preferable.

界面活性剤と親水性ポリマーは、いずれも被研磨面へ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。   Both the surfactant and the hydrophilic polymer have the action of reducing the contact angle to 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.

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また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。   Examples of the anionic surfactant include carboxylate, sulfonate, sulfate ester salt and phosphate ester salt. As the carboxylate salt, 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 polyoxy B pyrene alkyl allyl ether phosphate can be exemplified.

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、スルホベタイン型、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およ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。
その他に、フッ素系界面活性剤、シリコーン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; as amphoteric surfactant, carboxybetaine type, sulfobetaine type, Mention may be made of aminocarboxylates, imidazolinium betaines, lecithins, alkylamine oxides.
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 Le, sucrose esters, nitrogen-containing type, fatty acid alkanolamides, polyoxyethylene fatty acid amides, polyoxyethylene alkyl amide, and the like.
In addition, fluorine surfactants, silicone surfactants, and the like can be given.

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、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等が挙げられる。   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 ether, polypropylene glycol alkenyl ether, alkyl polypropylene glycol, alkyl polypropylene glycol alkyl ether, alkyl polypropylene glycol alkenyl ether, alkenyl poly Ethers such as pyrene glycol, alkenyl polypropylene glycol alkyl ether and alkenyl polypropylene glycol alkenyl ether; polysaccharides such as alginic acid, pectic acid, carboxymethylcellulose, curdlan and pullulan; amino acid salts such as glycine ammonium salt and glycine sodium salt; polyaspartic acid , Polyglutamic acid, polylysine, polymalic acid, polymethacrylic acid, polymethacrylic acid ammonium salt, polymethacrylic acid sodium salt, polymaleic acid, polyitaconic acid, polyfumaric acid, poly (p-styrenecarboxylic acid), polyacrylic acid, polyacrylamide, Amino polyacrylamide, polyacrylic acid ammonium salt, polyacrylic acid sodium salt, polyamic acid, polyamic acid ammonia Salts, polycarboxylic acids and salts thereof, such as polyamic acid sodium salt and polyglyoxylic acid; polyvinyl alcohol, vinyl polymers such as polyvinyl pyrrolidone and acrolein and the like.

但し、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、酸型が望ましく、塩構造をとる場合には、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、ポリビニルピロリドン、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 by alkali metal, alkaline earth metal, halide, etc. is not desirable, so an acid type is desirable. desirable. This is not the case when the substrate is a glass substrate or the like. Among the above exemplified compounds, polyacrylic acid ammonium salt, polyvinyl alcohol, polyvinyl 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組成物の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0.02〜3g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、500〜100000が好ましく、特には2000〜50000が好ましい。
界面活性剤は1種のみでもよいし、2種以上を使用してもよく、異なる種類の活性剤を併用することもできる。
The total amount of the surfactant and / or hydrophilic polymer added is preferably 0.001 to 10 g, and preferably 0.01 to 5 g in 1 L of the polishing composition when used for polishing. More preferably, it is 0.02 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, 500-100000 are preferable, and 2000-50000 are especially preferable.
Only one type of surfactant may be used, two or more types may be used, and different types of surfactants may be used in combination.

<(e)分子内に少なくとも一つのカルボキシル基と少なくとも一つのアミノ基とを有する化合物(アミノ酸)>
本発明の研磨用組成物は、(e)分子内に少なくとも一つのカルボキシル基と少なくとも一つのアミノ基とを有する化合物を含有することができる。該化合物が有するアミノ基のうち少なくとも1つは、2級又は3級のアミノ基であることがさらに好ましい。該化合物は更に置換基を有していてもよい。
<(E) Compound (amino acid) having at least one carboxyl group and at least one amino group in the molecule>
The polishing composition of the present invention can contain (e) a compound having at least one carboxyl group and at least one amino group in the molecule. More preferably, at least one of the amino groups of the compound is a secondary or tertiary amino group. The compound may further have a substituent.

本発明に用いることができる、分子内に少なくとも一つのカルボキシル基と少なくとも一つのアミノ基とを有する化合物としては、アミノ酸又はアミノポリ酸であることが好ましく、特に以下の群から選ばれたものがより適している。   The compound having at least one carboxyl group and at least one amino group in the molecule that can be used in the present invention is preferably an amino acid or an aminopolyacid, and more preferably one selected from the following group: Is suitable.

アミノ酸としては、グリシン、ヒドロキシエチルグリシン、ジヒドロキシエチルグリシン、グリシルグリシン、N−メチルグリシン、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−ジヨード−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−シスチン、L−システィン酸、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、L−アスパラギン、L−グルタミン、アザセリン、L−アルギニン、L−カナバニン、L−シトルリン、δ−ヒドロキシ−L−リシン、クレアチン、L−キヌレニン、L−ヒスチジン、1−メチル−L−ヒスチジン、3−メチル−L−ヒスチジン、エルゴチオネイン、L−トリプトファン、アクチノマイシンC1、アパミン、アンギオテンシンI、アンギオテンシンII及びアンチパイン等のアミノ酸。これらの中でも、グリシン、L−アラニン、L−ヒスチジン、L−プロリン、L−リシン、ジヒドロキシエチルグリシンが好ましい。   As amino acids, glycine, hydroxyethyl glycine, dihydroxyethyl glycine, glycyl glycine, N-methyl 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-diiodo-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-cystine, L-cystine Stinic acid, L-aspartic acid, L-glutamic acid, S- (carboxymethyl) -L-cysteine, 4-aminobutyric acid, L-asparagine, L-glutamine, azaserine, L-arginine, L-canavanine, L-citrulline, δ-hydroxy-L-lysine, creatine, L-kynurenine, L-histidine, 1-methyl-L-histidine, 3-methyl-L-histidine, ergothioneine, L-tryptophan, actinomycin C1, apamin, angiotensin I, angiotensin Amino acids such as II and antipine. Among these, glycine, L-alanine, L-histidine, L-proline, L-lysine, and dihydroxyethylglycine are preferable.

また、アミノポリ酸としては、例えば、イミノジ酢酸、ヒドロキシエチルイミノジ酢酸、ニトリロ三酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロトリスメチレンホスホン酸、エチレンジアミン−N,N,N’,N’−テトラメチレンスルホン酸、トランスシクロヘキサンジアミン四酢酸、1,2−ジアミノプロパン四酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、エチレンジアミンオルトヒドロキシフェニル酢酸、エチレンジアミンジ琥珀酸(SS体)、N−(2−カルボキシラートエチル)−L−アスパラギン酸、β−アラニンジ酢酸、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、等が挙げられる。   Examples of aminopolyacids include iminodiacetic acid, hydroxyethyliminodiacetic acid, nitrilotriacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, nitrilotrismethylenephosphonic acid, ethylenediamine-N, N, N ′, N′-tetramethylene. Sulfonic acid, transcyclohexanediaminetetraacetic acid, 1,2-diaminopropanetetraacetic acid, glycol etherdiaminetetraacetic acid, ethylenediamine orthohydroxyphenylacetic acid, ethylenediamine disuccinic acid (SS form), N- (2-carboxylate ethyl) -L -Aspartic acid, β-alanine diacetate, N, N′-bis (2-hydroxybenzyl) ethylenediamine-N, N′-diacetic acid, and the like.

本発明に用いることができるアミノ酸又はアミノポリ酸としては、アミノ酸又はアミノポリカルボン酸であることが好ましく、下記式(1)又は式(2)で表される化合物であることが特に好ましい。   The amino acid or aminopolyacid that can be used in the present invention is preferably an amino acid or aminopolycarboxylic acid, and particularly preferably a compound represented by the following formula (1) or formula (2).

Figure 2007299942
Figure 2007299942

一般式(1)におけるRは、単結合、アルキレン基、又は、フェニレン基を表す。一般式(1)におけるR及びRは、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又は、アリール基を表す。一般式(1)におけるR及びRは、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルキル基、又は、アシル基を表す。
ただし、Rが単結合である場合、R及びRの少なくともいずれか1つは水素原子ではない。
R 1 in the general formula (1) represents a single bond, an alkylene group, or a phenylene group. R 2 and R 3 in the general formula (1) each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, or an aryl group. R 4 and R 5 in the general formula (1) each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxyl group, an alkyl group, or an acyl group.
However, when R 1 is a single bond, at least one of R 4 and R 5 is not a hydrogen atom.

一般式(1)におけるRとしてのアルキレン基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、好ましくは炭素数1〜8であり、例えば、メチレン基、エチレン基を挙げることができる。
上記アルキレン基が有していてもよい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子などを挙げることができる。
The alkylene group as R 1 in the general formula (1) may be linear, branched or cyclic, and preferably has 1 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a methylene group and an ethylene group. Can do.
Examples of the substituent that the alkylene group may have include a hydroxyl group and a halogen atom.

一般式(1)におけるR及びRとしてのアルキル基は、好ましくは炭素数1〜8であり、例えば、メチル基、プロピル基などを挙げることができる。
一般式(1)におけるR及びRとしてのシクロアルキル基は、好ましくは炭素数5〜15であり、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基を挙げることができる。
一般式(1)におけるR及びRとしてのアルケニル基は、好ましくは炭素数2〜9であり、例えば、ビニル基、プロペニル基、アリル基を挙げることができる。
一般式(1)におけるR及びRとしてのアルキニル基は、好ましくは炭素数2〜9であり、例えば、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基を挙げることができる。
The alkyl group as R 2 and R 3 in the general formula (1) preferably has 1 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group and a propyl group.
The cycloalkyl group as R 2 and R 3 in the general formula (1) preferably has 5 to 15 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group.
The alkenyl group as R 2 and R 3 in the general formula (1) preferably has 2 to 9 carbon atoms, and examples thereof include a vinyl group, a propenyl group, and an allyl group.
The alkynyl group as R 2 and R 3 in the general formula (1) preferably has 2 to 9 carbon atoms, and examples thereof include an ethynyl group, a propynyl group, and a butynyl group.

一般式(1)におけるR及びRとしてのアリール基は、好ましくは炭素数6〜15であり、例えばフェニル基を挙げることができる。
一般式(1)におけるR及びRとしての各基が有してもよい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、芳香環(好ましくは炭素数3〜15)、カルボキシル基、アミノ基などを挙げることができる。
The aryl group as R 2 and R 3 in the general formula (1) preferably has 6 to 15 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group.
Examples of the substituent that each group represented by R 2 and R 3 in the general formula (1) may have include a hydroxyl group, a halogen atom, an aromatic ring (preferably having 3 to 15 carbon atoms), a carboxyl group, and an amino group. Can be mentioned.

一般式(1)におけるR及びRとしてのアルキル基は、好ましくは炭素数1〜8であり、例えば、メチル基、エチル基を挙げることができる。
アシル基は、好ましくは炭素数2〜9であり、例えば、メチルカルボニル基を挙げることができる。
一般式(1)におけるR及びRとしての各基が有してもよい置換基としては、水酸基、アミノ基、ハロゲン原子を挙げることができる。
The alkyl group as R 4 and R 5 in the general formula (1) preferably has 1 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group and an ethyl group.
The acyl group preferably has 2 to 9 carbon atoms, and examples thereof include a methylcarbonyl group.
Examples of the substituent that each group as R 4 and R 5 in the general formula (1) may have include a hydroxyl group, an amino group, and a halogen atom.

一般式(1)において、R及びRのいずれか一方は水素原子でないことが好ましい。また、一般式(1)において、Rが単結合、R及びRが水素原子であることが特に好ましい。この場合、Rは、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又はアリール基を表すが、特に水素原子、アルキル基が好ましい。Rは、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルキル基、又はアシル基を表すが、特にはアルキル基が好ましい。Rとしてのアルキル基が有してもよい置換基として、水酸基、カルボキシル基又はアミノ基が好ましい。Rとしてのアルキル基が有してもよい置換基として、水酸基又はアミノ基が好ましい。
一般式(I)で表される化合物中のアルキレン鎖中には、酸素原子、硫黄原子などのヘテロ原子を有してもよい。ここで、アルキレン鎖とは、例えば、アルキル基を末端部と連結部に分割してみたとき連結部がアルキレン基であるような場合をいう。
In general formula (1), it is preferable that either one of R 4 and R 5 is not a hydrogen atom. In the general formula (1), it is particularly preferable that R 1 is a single bond, and R 2 and R 4 are hydrogen atoms. In this case, R 3 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, or an aryl group, and particularly preferably a hydrogen atom or an alkyl group. R 5 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxyl group, an alkyl group, or an acyl group, and an alkyl group is particularly preferable. As the substituent that the alkyl group as R 3 may have, a hydroxyl group, a carboxyl group, or an amino group is preferable. As the substituent that the alkyl group as R 5 may have, a hydroxyl group or an amino group is preferable.
The alkylene chain in the compound represented by the general formula (I) may have a hetero atom such as an oxygen atom or a sulfur atom. Here, the alkylene chain refers to a case where, for example, when the alkyl group is divided into a terminal part and a connecting part, the connecting part is an alkylene group.

Figure 2007299942
Figure 2007299942

一般式(2)におけるRは単結合、アルキレン基、又は、フェニレン基を表す。一般式(2)におけるR及びRは、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又は、アリール基を表す。一般式(2)におけるRは、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、又は、アルキル基を表す。一般式(2)におけるR10はアルキレン基を表す。ただし、R10が−CH−である場合、Rは単結合ではないか、又は、Rが水素原子ではないかの少なくともいずれかである。 R 6 in the general formula (2) represents a single bond, an alkylene group, or a phenylene group. R 7 and R 8 in the general formula (2) each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, or an aryl group. R 9 in the general formula (2) represents a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxyl group, or an alkyl group. R 10 in the general formula (2) represents an alkylene group. However, when R 10 is —CH 2 —, R 6 is not a single bond, or R 9 is not a hydrogen atom.

一般式(2)におけるR及びR10としてのアルキレン基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、好ましくは炭素数1〜8であり、例えば、メチレン基、エチレン基を挙げることができる。
上記アルキレン基及びフェニレン基が有していてもよい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子などを挙げることができる。
The alkylene group as R 6 and R 10 in the general formula (2) may be linear, branched or cyclic, and preferably has 1 to 8 carbon atoms, such as a methylene group or an ethylene group. Can be mentioned.
Examples of the substituent that the alkylene group and phenylene group may have include a hydroxyl group and a halogen atom.

一般式(2)におけるR及びRとしてのアルキル基は、好ましくは炭素数1〜8であり、例えば、メチル基、プロピル基などを挙げることができる。
一般式(2)におけるR及びRとしてのシクロアルキル基は、好ましくは炭素数5〜15であり、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基を挙げることができる。
一般式(2)におけるR及びRとしてのアルケニル基は、好ましくは炭素数2〜9であり、例えば、ビニル基、プロペニル基、アリル基を挙げることができる。
一般式(2)におけるR及びRとしてのアルキニル基は、好ましくは炭素数2〜9であり、例えば、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基を挙げることができる。
The alkyl group as R 7 and R 8 in the general formula (2) preferably has 1 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group and a propyl group.
The cycloalkyl group as R 7 and R 8 in the general formula (2) preferably has 5 to 15 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group.
The alkenyl group as R 7 and R 8 in the general formula (2) preferably has 2 to 9 carbon atoms, and examples thereof include a vinyl group, a propenyl group, and an allyl group.
The alkynyl group as R 7 and R 8 in the general formula (2) preferably has 2 to 9 carbon atoms, and examples thereof include an ethynyl group, a propynyl group, and a butynyl group.

一般式(2)におけるR及びRとしてのアリール基は、好ましくは炭素数6〜15であり、例えばフェニル基を挙げることができる。
一般式(2)におけるR及びRとしての各基が有してもよい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、芳香環(好ましくは炭素数3〜15)などを挙げることができる。
The aryl group as R 7 and R 8 in the general formula (2) preferably has 6 to 15 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group.
Examples of the substituent that each group as R 7 and R 8 in the general formula (2) may have include a hydroxyl group, a halogen atom, and an aromatic ring (preferably having 3 to 15 carbon atoms).

一般式(2)におけるRとしてのアルキル基は、好ましくは炭素数1〜8であり、例えば、メチル基、エチル基を挙げることができる。
一般式(2)におけるRとしてのアシル基は、好ましくは炭素数2〜9であり、例えば、メチルカルボニル基を挙げることができる。
一般式(2)におけるRとしての各基が有してもよい置換基としては、水酸基、アミノ基、ハロゲン原子、カルボキシル基を挙げることができる。
また、一般式(2)において、Rは水素原子でないことが好ましい。
一般式(I)で表される化合物中のアルキレン鎖中には、酸素原子、硫黄原子などのヘテロ原子を有してもよい。ここで、アルキレン鎖とは、例えば、アルキル基を末端部と連結部に分割してみたとき連結部がアルキレン基であるような場合をいう。
The alkyl group as R 9 in the general formula (2) preferably has 1 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group and an ethyl group.
The acyl group as R 9 in the general formula (2) preferably has 2 to 9 carbon atoms, and examples thereof include a methylcarbonyl group.
Examples of the substituent that each group as R 9 in the general formula (2) may have include a hydroxyl group, an amino group, a halogen atom, and a carboxyl group.
In the general formula (2), R 9 is preferably not a hydrogen atom.
The alkylene chain in the compound represented by the general formula (I) may have a hetero atom such as an oxygen atom or a sulfur atom. Here, the alkylene chain refers to a case where, for example, when the alkyl group is divided into a terminal part and a connecting part, the connecting part is an alkylene group.

以下に、一般式(1)又は一般式(2)で表される化合物の好ましい具体例を挙げるが、これらに限定するものではない。   Although the preferable specific example of a compound represented by General formula (1) or General formula (2) below is given, it does not limit to these.

Figure 2007299942
Figure 2007299942

Figure 2007299942
Figure 2007299942

一般式(1)又は(2)で表される化合物の合成方法としては、特に制限はなく、公知の方法により合成できる。また、一般式(1)又は(2)で表される化合物は、市販のものを用いてもよい。   There is no restriction | limiting in particular as a synthesis method of the compound represented by General formula (1) or (2), It can synthesize | combine by a well-known method. Moreover, a commercially available compound may be used as the compound represented by the general formula (1) or (2).

本発明の研磨用組成物における分子内に少なくとも一つのカルボキシル基と少なくとも一つのアミノ基とを有する化合物の添加量としては、研磨速度と平坦性の両立の点から、0.1質量%以上5質量%以下が好ましく、0.5質量%以上2質量%以下が更に好ましい。   The addition amount of the compound having at least one carboxyl group and at least one amino group in the molecule in the polishing composition of the present invention is 0.1% by mass or more and 5% by mass from the viewpoint of both polishing speed and flatness. % By mass or less is preferable, and 0.5% by mass to 2% by mass is more preferable.

<(g)リン酸塩または亜リン酸塩>
本発明の研磨用組成物は、砥粒以外の無機成分を含有する場合には、(g)リン酸塩または亜リン酸塩を含有することが好ましい。
<(G) Phosphate or phosphite>
The polishing composition of the present invention preferably contains (g) a phosphate or a phosphite when it contains an inorganic component other than abrasive grains.

本発明の研磨用組成物においては、研磨面への反応性や吸着性、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、適宜、前記した成分の種類、添加量、或いは、pHを設定することが好ましい。
本発明の研磨用組成物におけるpHは、前述の通りである。
In the polishing composition of the present invention, due to the reactivity and adsorptivity 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 appropriately set the kind of component, the amount added, or the pH.
The pH in the polishing composition of the present invention is as described above.

<(h)酸化剤>
本発明の研磨用組成物は、その好適な研磨対象である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、オゾン水および銀(II)塩、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。
<(H) Oxidizing agent>
The polishing composition of the present invention preferably contains a compound (oxidant) that can oxidize a metal that is a suitable polishing target.
Examples of the oxidizing agent include hydrogen peroxide, peroxide, nitrate, iodate, periodate, hypochlorite, chlorite, chlorate, perchlorate, persulfate, Bichromate, permanganate, ozone water and silver (II) salt, iron (III) salt are mentioned.
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1−N,N’−ニ酢酸、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 1-N, N'-diacetic acid, ethylenediamine orthohydroxyphenylacetic acid, N, N-bis (2-hydroxybenzidine ) Ethylenediamine -N, it includes 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.

中でも、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、過硫酸塩、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)の錯体が最も好ましい。
Among them, hydrogen peroxide, iodate, hypochlorite, chlorate, persulfate, and an organic complex salt of iron (III) are preferable, and a preferable complex-forming compound when an organic complex salt of iron (III) is used 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), 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, persulfate, and iron (III) ethylenediamine-N, N, N ′, N′-tetraacetic acid, 1,3-diaminopropane-N, N, N ′, N′— Most preferred is a complex of tetraacetic acid and ethylenediamine disuccinic acid (SS form).

酸化剤の添加量は、研磨に使用する際の研磨用組成物の1L当たり、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, per liter of the polishing composition when 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.

〔配線金属原材料〕
本発明においては、研磨する対象である半導体が、銅金属及び/又は銅合金からなる配線を持つLSIであることが好ましく、特には銅合金が好ましい。更には、銅合金の中でも銀を含有する銅合金が好ましい。銅合金に含有される銀含量は、40質量%以下が好ましく、特には10質量%以下、さらには1質量%以下が好ましく、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。
[Raw metal materials]
In the present invention, the semiconductor to be polished is preferably an LSI having wiring made of copper metal and / or copper alloy, and particularly preferably a copper alloy. Furthermore, the copper alloy containing silver is preferable among copper alloys. The silver content contained in the copper alloy is preferably 40% by mass or less, particularly 10% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, and most preferably in the range of 0.00001 to 0.1% by mass. Exhibits excellent effects.

〔配線の太さ〕
本発明においては、研磨する対象である半導体が、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]
In the present invention, the semiconductor to be polished 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 or less. In particular, 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〕
本発明においては、半導体が銅金属及び/または銅合金からなる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を設けることが好ましい。バリア層としては低抵抗のメタル材料がよく、特にはTiN、TiW、Ta、TaN、W、WN、Ruが好ましく、中でもTa、TaNが特に好ましい。
[Barrier metal]
In the present invention, it is preferable to provide a barrier layer for preventing the diffusion of copper between the wiring in which the semiconductor is made of copper metal and / or a copper alloy and the interlayer insulating film. As the barrier layer, a low-resistance metal material is preferable, and TiN, TiW, Ta, TaN, W, WN, and Ru are particularly preferable, and Ta and TaN are particularly preferable.

〔研磨方法〕
本発明の研磨用組成物は、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、または、各成分が次項に述べ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。
本発明の研磨用組成物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。
研磨する装置としては、被研磨面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、3psi(0.0207MPa)以下であることが好ましく、0.1〜2psi(0.00069MPa〜0.0138MPa)であることがより好ましく、研磨速度のウエハ面内均一性及びパターンの平坦性を満足するためには、0.5〜1.5psi(0.00345MPa〜0.0104MPa)であることが更に好ましい。
[Polishing method]
The polishing composition of the present invention is a concentrated liquid, and when used, it is diluted with water to make a working liquid, or each component is mixed in the form of an aqueous solution described in the next section, and if necessary, In some cases, it is diluted with water to make a working solution, or it may be prepared as a working solution.
The polishing method using the polishing composition of the present invention can be applied to any case, and the polishing liquid is supplied to the polishing pad on the polishing surface plate and brought into contact with the surface to be polished to thereby connect the surface to be polished and the polishing pad. This is a polishing method in which polishing is performed by relative movement.
As an apparatus for polishing, there is a general polishing apparatus having a polishing surface plate with a holder for holding a semiconductor substrate having a surface to be polished and a polishing pad attached (a motor etc. capable of changing the number of rotations is attached). 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 3 psi (0.0207 MPa) or less, preferably 0.1 to 2 psi (0.00069 MPa to 0.0138 MPa). More preferably, in order to satisfy the uniformity of the polishing rate within the wafer surface and the flatness of the pattern, it is more preferably 0.5 to 1.5 psi (0.00345 MPa to 0.0104 MPa).

研磨している間、研磨パッドには研磨用組成物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用組成物で覆われていることが好ましい。
研磨終了後の半導体基板は、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が、本発明の研磨用組成物を用いたとき研磨後の洗浄性が良好となる。これは、砥粒と配線金属との静電反発によると推測される。
本発明の研磨方法では、希釈する水溶液は、次ぎ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用組成物の成分を合計した成分が、研磨用組成物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、より濃縮した研磨用組成物を調製することができる。
During polishing, the polishing composition is continuously supplied to the polishing pad with a pump or the like. Although the supply amount is not limited, it is preferable that the surface of the polishing pad is always covered with the polishing composition.
After the polishing, the semiconductor substrate 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. When the polishing composition of the present invention is used, polishing is performed. The subsequent detergency becomes good. This is presumed to be due to electrostatic repulsion between the abrasive grains and the wiring metal.
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 a component obtained by adding up the components contained in the aqueous solution and the components of the polishing composition to be diluted is polished. It becomes a component at the time of grind | polishing using the composition for water.
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 composition can be prepared.

濃縮された研磨用組成物に水を加え希釈する方法としては、濃縮された研磨用組成物を供給する配管と水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用組成物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 composition by adding water, the pipe for supplying the concentrated polishing composition and the pipe for supplying the water are mixed together and mixed, mixed and diluted for polishing. There is a method of supplying a composition 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 the 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.

研磨用組成物の供給速度は10〜1000ml/minが好ましく、研磨速度のウエハ面内均一性及びパターンの平坦性を満足するためには、170〜800ml/minであることがより好ましい。   The supply rate of the polishing composition is preferably 10 to 1000 ml / min, and more preferably 170 to 800 ml / min in order to satisfy the uniformity of the polishing rate within the wafer surface and the flatness of the pattern.

濃縮された研磨用組成物を水溶液などにより希釈し、研磨する方法としては、研磨用組成物を供給する配管と水また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。
または、1つの容器に、所定量の濃縮された研磨用組成物と水を入れ混合してから、研磨パッドにその混合した研磨用組成物を供給し、研磨をする方法がある。
As a method of diluting and polishing the concentrated polishing composition with an aqueous solution or the like, a pipe for supplying the polishing composition and a pipe for supplying water or an aqueous solution are independently provided, and a predetermined amount of liquid is supplied from each of them. And polishing while mixing by the relative movement of the polishing pad and the surface to be polished.
Alternatively, there is a method in which a predetermined amount of a concentrated polishing composition and water are mixed in one container and then mixed, and then the mixed polishing composition is supplied to a polishing pad for polishing.

本発明の別の研磨方法は、研磨用組成物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で構成成分(A)と構成成分(B)を希釈して使用する。
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 another polishing method of the present invention, the component to be contained in the polishing composition is divided into at least two components, and when these components are used, they are diluted by adding water 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 oxidant is one component (A), an acid, an additive, a surfactant, and water are one component (B), and when they are used, the component (A) and the component are made with water. Dilute (B) for use.
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 components are used, water is added to dilute component (A) and component (B).
In this example, three pipes for supplying the component (A), the component (B), and water are required, and dilution mixing is performed by combining the three pipes into one pipe that supplies the polishing pad. There is a method of mixing in the pipe. In this case, it is also possible to combine the two pipes and then connect the other one 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用組成物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または水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、研磨用組成物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, a component containing an additive that hardly dissolves is mixed with another component, a mixing path is lengthened to ensure a dissolution time, and then a water pipe is further coupled.
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 composition 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 are added. When diluting and using, it can also be made 40 degrees C or less after mixing.
Since solubility becomes high when temperature is high, it is a preferable method for increasing the solubility of raw materials with low solubility of the polishing composition.

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用組成物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事が好ましい。また、研磨用組成物を濃縮液とし、希釈水を別にして研磨面に供給してもよい。   In the present invention, as described above, the components of the polishing composition 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. Further, the polishing composition may be used as a concentrated liquid and supplied to the polishing surface separately from the dilution water.

〔パッド〕
研磨用のパッドは、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 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.

〔ウエハ〕
本発明の研磨用組成物でCMPを行なう対象ウエハは、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。
[Wafer]
The target wafer to be subjected to CMP with the polishing composition of the present invention preferably has a diameter of 200 mm or more, particularly preferably 300 mm or more. The effect of the present invention is remarkably exhibited when the thickness is 300 mm or more.

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

〔アルミン酸で処理したコロイダルシリカ(A−1)の調製〕
テトラエトキシシランを加水分解して得た、平均砥粒サイズ(平均一次粒子径)が35nmのコロイダルシリカ(製品名:クォートロンPL−3、製造元:扶桑化学)の20質量%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Al濃度3.6質量%、NaO/Alモル比1.50のアルミン酸ナトリウム水溶液15.9gを数分以内にゆっくり添加し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)を充填したカラムと、に空間速度1h−1で室温にて通液し、初留はカットした。
アンミン酸処理コロイダルシリカ(A−1)の体積平均粒径は40nmであり、前述の方法により求めたアルミニウム被覆量は1%であった。また、アンミン酸処理特定コロイダルシリカ(A−1)は、調製後の増粘、ゲル化は見られなかった。
[Preparation of colloidal silica (A-1) treated with aluminate]
To 1000 g of a 20 mass% aqueous dispersion of colloidal silica (product name: Quatron PL-3, manufacturer: Fuso Chemical) obtained by hydrolyzing tetraethoxysilane and having an average abrasive grain size (average primary particle diameter) of 35 nm, Ammonia water is added to adjust the pH to 9.0, and then the aqueous solution of sodium aluminate having an Al 2 O 3 concentration of 3.6% by mass and a Na 2 O / Al 2 O 3 molar ratio of 1.50 is stirred at room temperature. 15.9 g was slowly added within a few minutes and stirred for 0.5 hours. 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-type strongly basic anion exchange resin. A column packed with (Amberlite IRA-410) was passed through the column at a space velocity of 1 h −1 at room temperature, and the initial distillation was cut.
The volume average particle diameter of the ammine acid-treated colloidal silica (A-1) was 40 nm, and the aluminum coating amount determined by the above-described method was 1%. Moreover, the thickening and gelation after preparation were not seen for the ammine acid-treated specific colloidal silica (A-1).

〔ホウ酸で処理したコロイダルシリカ(A−2)の調製〕
5.6kgの超純水中にホウ酸粉末268gを溶解させてホウ酸溶液を調製した。
次に、このホウ酸溶液に、テトラエトキシシランを加水分解して得た、平均砥粒サイズ(平均一次粒子径)が35nmのコロイダルシリカ(製品名:クォートロンPL−3、製造元:扶桑化学)の20質量%水分散物15000gを、およそ200ml/minの速さで約1.2時間かけてゆっくりと加え、さらに、テトラメトキシシランを10g添加し、混合物を撹拌しながら温度を55℃から60℃に維持した。添加終了後も、混合物を約60℃に加熱しながら5.5時間攪拌した。
続いて、得られた溶液を1ミクロン(1μm)のセラミックフィルターを通してろ過して、ホウ素で表面改質したコロイダルシリカ(A−2)を得た。
[Preparation of colloidal silica (A-2) treated with boric acid]
A boric acid solution was prepared by dissolving 268 g of boric acid powder in 5.6 kg of ultrapure water.
Next, colloidal silica (product name: Quattron PL-3, manufacturer: Fuso Chemical) with an average abrasive grain size (average primary particle diameter) of 35 nm obtained by hydrolyzing tetraethoxysilane into this boric acid solution. 15000 g of a 20% by weight aqueous dispersion is slowly added over a period of about 1.2 hours at a rate of about 200 ml / min. Further, 10 g of tetramethoxysilane is added, and the temperature is changed from 55 to 60 ° C. while stirring the mixture. Maintained. After completion of the addition, the mixture was stirred for 5.5 hours while being heated to about 60 ° C.
Subsequently, the obtained solution was filtered through a 1 micron (1 μm) ceramic filter to obtain colloidal silica (A-2) surface-modified with boron.

〔研磨用組成物の調製〕
前記のようにして得られたアンミン酸処理コロイダルシリカ(A−1)を砥粒とし、下記に示す組成で、実施例1の研磨用組成物を調製した。なお、組成物のpH調製はアンモニア及び硝酸で行った。
[Preparation of polishing composition]
The polishing composition of Example 1 was prepared with the composition shown below using the ammine acid-treated colloidal silica (A-1) obtained as described above as abrasive grains. The pH of the composition was adjusted with ammonia and nitric acid.

(実施例1)
−研磨用組成物−
・(a)砥粒(アンミン酸処理コロイダルシリカ(A−1)) 50g/L
・(b)複素芳香環化合物(1,2,3トリアゾール−4,5カルボン酸) 50mg/L
・(e)アミノ酸(グリシン) 10g/L
・(h)酸化剤(30%過酸化水素) 15g/L
Example 1
-Polishing composition-
・ (A) Abrasive grains (Ammic acid-treated colloidal silica (A-1)) 50 g / L
(B) Heteroaromatic ring compound (1,2,3 triazole-4,5 carboxylic acid) 50 mg / L
(E) Amino acid (glycine) 10 g / L
・ (H) Oxidizing agent (30% hydrogen peroxide) 15g / L

(実施例2)
実施例1において、1,2,3−トリアゾール−4,5−カルボン酸に代えて、1,2,3,4−テトラゾール−5−酢酸を添加し、砥粒をA−2にした以外は、実施例1と同様にして実施例2の研磨用組成物を調製した。
(Example 2)
In Example 1, instead of 1,2,3-triazole-4,5-carboxylic acid, 1,2,3,4-tetrazole-5-acetic acid was added and the abrasive grains were changed to A-2. A polishing composition of Example 2 was prepared in the same manner as Example 1.

(実施例3)
実施例1において、1,2,3−トリアゾール−4,5−ジカルボン酸に代えて、1,2,3−トリアゾール−4,5−ジカルボン酸及び1,2,3−トリアゾールを添加した以外は、実施例1と同様にして実施例3の研磨用組成物を調製した。
(Example 3)
In Example 1, except that 1,2,3-triazole-4,5-dicarboxylic acid and 1,2,3-triazole were added instead of 1,2,3-triazole-4,5-dicarboxylic acid. A polishing composition of Example 3 was prepared in the same manner as Example 1.

(比較例1)
実施例1において、1,2,3−トリアゾール−4,5−ジカルボン酸に代えて、1,2,3−トリアゾールを添加した以外は、実施例1と同様にして比較の研磨用組成物を調製した。
(Comparative Example 1)
In Example 1, a comparative polishing composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1,2,3-triazole was added instead of 1,2,3-triazole-4,5-dicarboxylic acid. Prepared.

(比較例2)
実施例1において、1,2,3−トリアゾール−4,5−ジカルボン酸に代えて、1,2,3,4−テトラゾールを添加し、砥粒をA−2にした以外は、実施例1と同様にして比較の研磨用組成物を調製した。
(Comparative Example 2)
In Example 1, instead of 1,2,3-triazole-4,5-dicarboxylic acid, 1,2,3,4-tetrazole was added and the abrasive grains were changed to A-2. A comparative polishing composition was prepared in the same manner as described above.

実施例1〜3、比較例1、2において調製した研磨用組成物(研磨液)を調液し室温で6ヶ月保管した後に、以下に示す研磨方法により研磨を行い、研磨性能(ディッシング、エロージョン)を評価した。評価結果を表3に示す。   After preparing the polishing composition (polishing liquid) prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 and storing it at room temperature for 6 months, polishing was performed by the following polishing method to obtain polishing performance (dishing, erosion) ) Was evaluated. The evaluation results are shown in Table 3.

(研磨試験)
研磨装置としてラップマスター社製装置「LGP−612」を使用し、下記の条件で、スラリーを供給しながら各ウエハーに設けられた膜を研磨した。
・基板:(1)8inch銅膜付きシリコンウエハ
(2)エロージョン評価用;直径200mmの銅配線ウエハ(パターンウエハ) (マスクパターン754CMP(ATDF社))
・テ−ブル回転数:64rpm
・ヘッド回転数:65rpm
(加工線速度=1.0m/s)
・研磨圧力:140hPa
・研磨パッド:ローム・アンド・ハース社製 品番IC−1400 (K−grv)+(A21)
・スラリー供給速度:200ml/分
・研磨速度の測定:研磨前後の電気抵抗から膜圧を換算した。具体的には、研磨速度(nm/分)=(研磨前の銅膜の厚さ−研磨後の銅膜の厚さ)/研磨時間で測定した。
(Polishing test)
The apparatus provided by Lappmaster Co., Ltd. “LGP-612” was used as a polishing apparatus, and the film provided on each wafer was polished under the following conditions while supplying slurry.
-Substrate: (1) Silicon wafer with 8 inch copper film (2) For erosion evaluation; Copper wiring wafer (pattern wafer) with a diameter of 200 mm (Mask pattern 754CMP (ATDF))
Table rotation speed: 64 rpm
-Head rotation speed: 65 rpm
(Processing linear velocity = 1.0 m / s)
・ Polishing pressure: 140 hPa
Polishing pad: Product number IC-1400 (K-grv) + (A21) manufactured by Rohm and Haas
-Slurry supply rate: 200 ml / min-Polishing rate measurement: Film pressure was converted from electrical resistance before and after polishing. Specifically, the measurement was performed by polishing rate (nm / min) = (thickness of copper film before polishing−thickness of copper film after polishing) / polishing time.

<評価>
1.ディッシング評価
ディッシング評価用基板は、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の銅膜を形成したウエハを6×6cmに切った。
この基板を前記の条件で、研磨装置の研磨定盤の研磨布上にスラリーを供給しながら研磨し、非配線部の銅が完全に研磨されるまでの時間に加え、更にその時間の30%分だけ余分に研磨を行い(オーバポリッシュ30%)で、ラインアンドスペース部(ライン100μm、スペース100μm)の段差を、触針式の段差測定計を用いて測定し、ディッシングを求めた。
<Evaluation>
1. Dishing evaluation A dishing evaluation substrate is formed by patterning a silicon oxide film 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. Further, sputtering is performed. A Ta film having a thickness of 20 nm was formed by the method, a copper film having a thickness of 50 nm was subsequently formed by a sputtering method, and then a wafer having a copper film having a total thickness of 1000 nm formed by plating was cut into 6 × 6 cm.
Under this condition, the substrate is polished while supplying slurry onto the polishing cloth of the polishing surface plate of the polishing apparatus, and in addition to the time until the copper in the non-wiring portion is completely polished, 30% of the time Polishing was carried out by an extra amount (overpolish 30%), and the level difference in the line and space part (line 100 μm, space 100 μm) was measured using a stylus type level gauge to obtain dishing.

2.エロージョン評価
前記ディッシングのパターンウエハと同様の基板に対し、非配線部の銅が完全に研磨されるまでの時間に加え、更にその時間の20%分だけ余分に研磨を行い(オーバポリッシュ20%)で、ラインアンドスペース部(ライン100μm、スペース100μm)の段差を、接触式段差計DektakV3201(Veeco社製)で測定した。
2. Erosion Evaluation In addition to the time until the copper in the non-wiring portion is completely polished on the same substrate as the pattern wafer for dishing, an extra polishing is performed for 20% of that time (overpolish 20%) Then, the step of the line and space part (line 100 μm, space 100 μm) was measured with a contact-type step gauge Dektak V3201 (Veeco).

3.洗浄効果評価
ウェハ上の異物を検出する装置として、光散乱式異物測定装置(例えば、KLA Tencor社製SP1−TB1等)がある。この方式の装置では、ウェハ上の異物を検出するのに、レーザー光をウェハ表面に入射し、このレーザー光の正反射光を検出するのではなく、予め指定した方向に配置された光検知器で散乱されたレーザー光の光強度を測定することによって、ウェハ上の異物を検出する。レーザー光は、ウェハ面を順次走査するが、異物等の不均一部分がウェハ面に存在すると、散乱強度に変化が生じる。この装置は、この散乱光強度を、予め標準粒子で校正した散乱光強度と対比することによって、散乱光強度を標準粒子で換算した異物の大きさ及びその位置を表示することができる。
3. Evaluation of Cleaning Effect As a device for detecting foreign matter on a wafer, there is a light scattering type foreign matter measuring device (for example, SP1-TB1 manufactured by KLA Tencor). In this type of device, in order to detect foreign matter on the wafer, a laser beam is not incident on the wafer surface and the specularly reflected light of this laser beam is detected, but a photodetector arranged in a predetermined direction. The foreign matter on the wafer is detected by measuring the light intensity of the laser light scattered by. Laser light sequentially scans the wafer surface, but if non-uniform portions such as foreign matter are present on the wafer surface, the scattering intensity changes. By comparing this scattered light intensity with the scattered light intensity calibrated with the standard particles in advance, this apparatus can display the size and position of the foreign matter obtained by converting the scattered light intensity with the standard particles.

研磨洗浄乾燥後の表面に残るパーティクルの数の評価は、研磨後、水洗乾燥し、ケーエルエー・テンコール(KLA−TENCOR)社製のSP1−TB1を使用して、欠陥数として測定した。さらに、表面をSEM(走査型電子顕微鏡)で観察し、単位面積あたりのシリカ粒子数を調べた結果、粒子除去性は以下のように3つに分類できた。なお、SEMは日本電子社製JSM T220Aを用いた。
○:砥粒残留ほとんどなし(100個未満/ウェハ)
△:砥粒残留有り(100以上−1000個未満/ウェハ)
×:砥粒残留多い(1000個以上/ウェハ)
The number of particles remaining on the surface after polishing and drying was evaluated by measuring the number of defects using SP1-TB1 manufactured by KLA-TENCOR after polishing, washing and drying with water. Furthermore, as a result of observing the surface with SEM (scanning electron microscope) and examining the number of silica particles per unit area, the particle removability could be classified into three as follows. The SEM used was JSM T220A manufactured by JEOL.
○: Almost no abrasive grains remaining (less than 100 / wafer)
Δ: Abrasive grains remaining (100 to less than 1000 pieces / wafer)
×: Abrasive grain residue remaining (1000 or more / wafer)

Figure 2007299942
Figure 2007299942

表3から明らかなとおり、特定の砥粒と、アニオン性置換基を有し分子内に3つ以上の窒素原子を有する(b)複素芳香環化合物とを含む研磨用組成物を用いた実施例はいずれの場合においても、優れた効果を示すことが分かった。   As is apparent from Table 3, an example using a polishing composition containing specific abrasive grains and (b) a heteroaromatic ring compound having an anionic substituent and having three or more nitrogen atoms in the molecule. Was found to show an excellent effect in any case.

Claims (6)

(a)コロイダルシリカをアルミン酸イオンまたはホウ酸イオンを用いて表面改質した砥粒と、(b)アニオン性置換基を有し、分子内に3つ以上の窒素原子を有する複素芳香環化合物と、を含有することを特徴とする金属研磨用組成物。 (A) Abrasive grains obtained by surface modification of colloidal silica with aluminate ions or borate ions, and (b) a heteroaromatic ring compound having an anionic substituent and having three or more nitrogen atoms in the molecule. And a metal polishing composition comprising: (a)コロイダルシリカをアルミン酸イオンまたはホウ酸イオンを用いて表面改質した砥粒と、(b)アニオン性置換基を有し、分子内に3つ以上の窒素原子を有する複素芳香環化合物と、(c)分子内に3つ以上の窒素原子を有し、かつアニオン性置換基のない複素芳香環化合物と、を含有することを特徴とする請求項1に記載の金属研磨用組成物。 (A) Abrasive grains obtained by surface modification of colloidal silica with aluminate ions or borate ions; (b) Heteroaromatic compounds having an anionic substituent and having three or more nitrogen atoms in the molecule And (c) a heteroaromatic ring compound having three or more nitrogen atoms in the molecule and having no anionic substituent, The metal polishing composition according to claim 1, . 前記金属研磨用組成物のpHが3から7であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の金属研磨用組成物。 The metal polishing composition according to claim 1 or 2, wherein the metal polishing composition has a pH of 3 to 7. 前記金属研磨用組成物を用いて研磨するときの被研磨面が銅または銅合金であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の金属研磨用組成物。 4. The metal polishing composition according to claim 1, wherein a surface to be polished when the metal polishing composition is polished is copper or a copper alloy. 5. (a)コロイダルシリカをアルミン酸イオンまたはホウ酸イオンを用いて表面改質した砥粒と、(b)アニオン性置換基を有し、分子内に3つ以上の窒素原子を有する複素芳香環化合物と、を含有する金属研磨用組成物を用いて研磨圧力が3psi(0.0207MPa)以下で研磨することを特徴とする化学的機械的研磨方法。 (A) Abrasive grains obtained by surface modification of colloidal silica with aluminate ions or borate ions; (b) Heteroaromatic compounds having an anionic substituent and having three or more nitrogen atoms in the molecule And a metal-mechanical polishing composition comprising: a polishing pressure of 3 psi (0.0207 MPa) or less. (a)コロイダルシリカをアルミン酸イオンまたはホウ酸イオンを用いて表面改質した砥粒と、(b)アニオン性置換基を有し、分子内に3つ以上の窒素原子を有する複素芳香環化合物と、(c)分子内に3つ以上の窒素原子を有し、かつアニオン性置換基のない複素芳香環化合物と、を含有する金属研磨用組成物を用いて研磨圧力が3psi(0.0207MPa)以下で研磨することを特徴とする請求項5に記載の化学的機械的研磨方法。 (A) Abrasive grains obtained by surface modification of colloidal silica with aluminate ions or borate ions; (b) Heteroaromatic compounds having an anionic substituent and having three or more nitrogen atoms in the molecule And a polishing pressure of 3 psi (0.0207 MPa) using a metal polishing composition containing (c) a heteroaromatic ring compound having three or more nitrogen atoms in the molecule and having no anionic substituent. 6. The chemical mechanical polishing method according to claim 5, wherein polishing is performed as follows.
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009160681A (en) * 2007-12-29 2009-07-23 Hoya Corp Manufacturing method of mask blanking substrate, manufacturing method of substrate with multilayer reflective film, and manufacturing method of reflective mask blank as well as manufacturing method of reflective mask
WO2009119178A1 (en) * 2008-03-24 2009-10-01 株式会社Adeka Colloidal silica with modified surface and polishing composition for cmp containing the same
JP2010069550A (en) * 2008-09-17 2010-04-02 Jsr Corp Aqueous dispersing element for chemical mechanical polishing to be used for manufacturing circuit board, method for manufacturing circuit board, circuit board and multilayer circuit board
JP2010153626A (en) * 2008-12-25 2010-07-08 Fujifilm Corp Polishing liquid
JP2011505694A (en) * 2007-11-27 2011-02-24 キャボット マイクロエレクトロニクス コーポレイション CMP composition and method for passivating copper
JP2011181884A (en) * 2010-02-05 2011-09-15 Hitachi Chem Co Ltd Cmp polishing liquid and polishing method using the cmp polishing liquid
JP2011207018A (en) * 2010-03-29 2011-10-20 Kyodo Printing Co Ltd Gas barrier film and method for manufacturing the same
JP2015525483A (en) * 2012-06-11 2015-09-03 キャボット マイクロエレクトロニクス コーポレイション Compositions and methods for polishing molybdenum
WO2017204035A1 (en) * 2016-05-26 2017-11-30 富士フイルム株式会社 Polishing solution, method for producing polishing solution, polishing solution stock solution, and chemomechanical polishing method
US10047248B2 (en) 2015-10-15 2018-08-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Slurry composition for chemical mechanical polishing, method of preparing the same, and polishing method using the same
WO2020196542A1 (en) * 2019-03-27 2020-10-01 株式会社フジミインコーポレーテッド Polishing composition, polishing method, and method for producing substrate
JP7032327B2 (en) 2016-05-19 2022-03-08 ドンジン セミケム カンパニー リミテッド Slurry composition for chemical-mechanical polishing
JP7375515B2 (en) 2019-12-11 2023-11-08 Jsr株式会社 Chemical mechanical polishing composition and chemical mechanical polishing method
JP7404393B2 (en) 2018-12-31 2023-12-25 ドンジン セミケム カンパニー リミテッド Chemical mechanical polishing particles and polishing slurry compositions containing the same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012017819A1 (en) * 2010-08-05 2012-02-09 昭和電工株式会社 Composition for removal of nickel-platinum alloy metal

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004055861A (en) * 2002-07-22 2004-02-19 Asahi Glass Co Ltd Polishing agent and polishing method
JP2005175437A (en) * 2003-10-10 2005-06-30 Dupont Air Products Nanomaterials Llc Chemical-mechanical planarization composition having pvno and relative operation method
JP2005340755A (en) * 2003-11-14 2005-12-08 Showa Denko Kk Abrasive compound and polishing method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004055861A (en) * 2002-07-22 2004-02-19 Asahi Glass Co Ltd Polishing agent and polishing method
JP2005175437A (en) * 2003-10-10 2005-06-30 Dupont Air Products Nanomaterials Llc Chemical-mechanical planarization composition having pvno and relative operation method
JP2005340755A (en) * 2003-11-14 2005-12-08 Showa Denko Kk Abrasive compound and polishing method

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011505694A (en) * 2007-11-27 2011-02-24 キャボット マイクロエレクトロニクス コーポレイション CMP composition and method for passivating copper
JP2009160681A (en) * 2007-12-29 2009-07-23 Hoya Corp Manufacturing method of mask blanking substrate, manufacturing method of substrate with multilayer reflective film, and manufacturing method of reflective mask blank as well as manufacturing method of reflective mask
WO2009119178A1 (en) * 2008-03-24 2009-10-01 株式会社Adeka Colloidal silica with modified surface and polishing composition for cmp containing the same
JP2009256184A (en) * 2008-03-24 2009-11-05 Adeka Corp Surface-modified colloidal silica and polishing composition for cmp containing the same
JP4521058B2 (en) * 2008-03-24 2010-08-11 株式会社Adeka Surface-modified colloidal silica and polishing composition for CMP containing the same
JP2010069550A (en) * 2008-09-17 2010-04-02 Jsr Corp Aqueous dispersing element for chemical mechanical polishing to be used for manufacturing circuit board, method for manufacturing circuit board, circuit board and multilayer circuit board
JP2010153626A (en) * 2008-12-25 2010-07-08 Fujifilm Corp Polishing liquid
JP2011181884A (en) * 2010-02-05 2011-09-15 Hitachi Chem Co Ltd Cmp polishing liquid and polishing method using the cmp polishing liquid
JP2011207018A (en) * 2010-03-29 2011-10-20 Kyodo Printing Co Ltd Gas barrier film and method for manufacturing the same
JP2015525483A (en) * 2012-06-11 2015-09-03 キャボット マイクロエレクトロニクス コーポレイション Compositions and methods for polishing molybdenum
US10047248B2 (en) 2015-10-15 2018-08-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Slurry composition for chemical mechanical polishing, method of preparing the same, and polishing method using the same
JP7032327B2 (en) 2016-05-19 2022-03-08 ドンジン セミケム カンパニー リミテッド Slurry composition for chemical-mechanical polishing
WO2017204035A1 (en) * 2016-05-26 2017-11-30 富士フイルム株式会社 Polishing solution, method for producing polishing solution, polishing solution stock solution, and chemomechanical polishing method
JPWO2017204035A1 (en) * 2016-05-26 2019-04-25 富士フイルム株式会社 Polishing liquid, method of producing polishing liquid, stock solution of polishing liquid, and chemical mechanical polishing method
JP7404393B2 (en) 2018-12-31 2023-12-25 ドンジン セミケム カンパニー リミテッド Chemical mechanical polishing particles and polishing slurry compositions containing the same
WO2020196542A1 (en) * 2019-03-27 2020-10-01 株式会社フジミインコーポレーテッド Polishing composition, polishing method, and method for producing substrate
JP7375515B2 (en) 2019-12-11 2023-11-08 Jsr株式会社 Chemical mechanical polishing composition and chemical mechanical polishing method

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