JP2008078221A - Polishing solution for metal - Google Patents

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JP2008078221A JP2006253188A JP2006253188A JP2008078221A JP 2008078221 A JP2008078221 A JP 2008078221A JP 2006253188 A JP2006253188 A JP 2006253188A JP 2006253188 A JP2006253188 A JP 2006253188A JP 2008078221 A JP2008078221 A JP 2008078221A
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正 稲葉
Takahiro Matsuno
孝洋 松野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing solution for metal assuring quick chemical and mechanical polishing speed, improving flatness with less dishing and enabling manufacture of LSI where a groove is rarely formed between a copper wire and a barrier layer. <P>SOLUTION: The polishing solution for metal materials used for realizing chemical and mechanical flatness of a semiconductor device is characterized in including an amino acidic derivative having at least one tetrazole ring or triazole ring, for example, the amino acidic derivative expressed by an general expression (I). <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体デバイスの製造に関するものであり、特に半導体デバイスの配線工程における金属研磨用有機素材の製造方法およびそれを用いた金属用研磨液に関する。   The present invention relates to manufacturing of semiconductor devices, and more particularly to a method for manufacturing an organic material for metal polishing in a wiring process of a semiconductor device and a metal polishing liquid using the same.

半導体集積回路(以下LSIと記す)で代表される半導体デバイスの開発においては、高集積化・高速化のため、配線の微細化と積層化による高密度化・高集積化が求められている。このための技術として、絶縁性薄膜(SiO2など)や配線に用いられる金属薄膜を研磨し、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う化学的機械的研磨(Chemical Mechanical Polishing、以下CMPと記す)等の種々の術が用いられてきている。
CMPの一般的な方法は、円形の研磨定盤(プラテン)上に研磨パッドを貼り付け、研磨パッド表面を研磨液で浸して、パッドに基盤(ウェハ)の表面を押しつけ、その裏面から所定の圧力(研磨圧力)を加えた状態で、研磨定盤及び基盤の双方を回転させ、発生する機械的摩擦により基盤の表面を平坦化するものである。
CMPに用いる金属用研磨溶液は、一般には砥粒(例えばアルミナ、シリカ)と酸化剤(例えば過酸化水素、過硫酸)とを含むものであって、酸化剤によって金属表面を酸化し、その酸化皮膜を砥粒で除去することで研磨していると考えられている。
In the development of a semiconductor device typified by a semiconductor integrated circuit (hereinafter referred to as LSI), high density and high integration by miniaturization and lamination of wiring are required for high integration and high speed. As a technique for this purpose, chemical mechanical polishing (Chemical Mechanical Polishing) that polishes an insulating thin film (SiO 2 or the like) or a metal thin film used for wiring, and smoothes the substrate or removes an excess metal thin film during wiring formation. Various techniques such as Polishing (hereinafter referred to as CMP) have been used.
A general method of CMP is to apply a polishing pad on a circular polishing platen (platen), immerse the surface of the polishing pad with a polishing liquid, 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 base are rotated, and the surface of the base is flattened by the generated mechanical friction.
A metal polishing solution used in CMP generally contains abrasive grains (eg, alumina, silica) and an oxidizing agent (eg, hydrogen peroxide, persulfuric acid). The metal surface is oxidized by the oxidizing agent, and the oxidation is performed. It is considered that the film is polished by removing the film with abrasive grains.

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)、研磨金属面が平面状ではなく、中央のみがより深く研磨されて皿状のくぼみを生ずる現象(ディッシング)、金属配線間の絶縁体が必要以上に研磨されたうえ、複数の配線金属面表面が皿状の凹部を形成する現象(エロージョン)などが発生することがある。
このような従来の固体砥粒における問題点を解決するために、砥粒を含まず、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および水からなる金属用研磨液が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。この方法によれば、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ものの、従来の固体砥粒を含む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、十分な研磨速度が得難いという問題点を有している。
However, when CMP is performed using a metal polishing liquid containing such solid abrasive grains, scratches (scratches), a phenomenon in which the entire polished surface is polished more than necessary (thinning), and the polished metal surface is flat In addition, a phenomenon in which only the center is polished deeper to form a dish-like depression (dishing), an insulator between metal wirings is polished more than necessary, and a plurality of wiring metal surface surfaces form dish-shaped recesses. A phenomenon (erosion) may occur.
In order to solve the problems in such conventional solid abrasive grains, a metal polishing liquid which does not contain abrasive grains and is composed of hydrogen peroxide / malic acid / benzotriazole / ammonium polyacrylate and water is disclosed. (For example, refer to Patent Document 1). According to this method, although 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, it is much more mechanical than the conventional solid abrasive grains. Since CMP proceeds by friction with a soft polishing pad, it is difficult to obtain a sufficient polishing rate.

一方、更なる高性能化を目指し、配線用の金属として、従来汎用のタングステンやアルミニウムに代えて、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。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マイギュレート耐性などの向上が必要となり、それに伴って高純度銅に銀などの第3成分を微量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。   On the other hand, an LSI using copper having low wiring resistance has been developed as a metal for wiring in place of conventional general-purpose tungsten or aluminum as a metal for wiring. Along with the miniaturization of wiring aiming at higher density, it is necessary to improve the conductivity and electron migration resistance of the copper wiring, and accordingly, use a copper alloy in which a small amount of a third component such as silver is added to high purity copper. This is beginning to be considered. 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.

また、最近は生産性向上のため、LSI製造時のウエハ径を大型化しており、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てきた。このような大型化に伴い、ウエハ中心部と周辺部とでの研磨速度の差が大きくなり、面内均一性に対する改善要求が強くなってきている。
銅及び銅合金に対して機械的研磨手段をもたない化学研磨方法としては、溶解作用のみによる化学研磨方法も知られている(例えば、特許文献2参照。)。しかしながら、凸部の金属膜が選択的に化学的機械的に研磨されるCMPに比べ、ディッシングなどの発生による問題が発生しやすく平坦性の確保が課題となっている。
その他にも研磨面の段差平坦化を目的として、研磨パッドの劣化を抑える化学機械研磨用水系分散体(例えば、特許文献3参照。)や、ウエハ表面を修正するのに有用なイミノジ酢酸とその塩から選ばれるキレート剤を含有する加工液(例えば、特許文献4参照。)、α−アミノ酸を含有する化学機械研磨組成物(例えば、特許文献5参照。)などが提案されている。
これらの技術により、銅配線における研磨性能の向上が見られるが、銅配線とバリア層の間に溝が発生するという問題が生じており(図1参照)、それを生じない研磨液の実現が望まれているのが現状である。
Recently, in order to improve productivity, the diameter of a wafer at the time of manufacturing an LSI has been increased. Currently, a diameter of 200 mm or more is widely used, and manufacturing of a diameter of 300 mm or more has started. With such an increase in size, the difference in polishing rate between the wafer center and the periphery has increased, and the demand for improvement in in-plane uniformity has increased.
As a chemical polishing method having no mechanical polishing means for copper and a copper alloy, a chemical polishing method using only a dissolving action is also known (see, for example, Patent Document 2). However, as compared with CMP in which the metal film of the convex portion is selectively chemically and mechanically polished, problems due to the occurrence of dishing and the like are likely to occur, and ensuring flatness is an issue.
In addition, for the purpose of flattening the step of the polishing surface, an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing that suppresses deterioration of the polishing pad (for example, see Patent Document 3), iminodiacetic acid useful for correcting the wafer surface, and its A processing fluid containing a chelating agent selected from salts (for example, see Patent Document 4), a chemical mechanical polishing composition containing an α-amino acid (for example, see Patent Document 5), and the like have been proposed.
Although these techniques can improve the polishing performance in copper wiring, there is a problem that a groove is formed between the copper wiring and the barrier layer (see FIG. 1), and it is possible to realize a polishing liquid that does not cause it. What is desired is the current situation.

特開2001−127019公報JP 2001-127019 A 特開昭49−122432号公報JP 49-122432 A 特開2001−279231公報JP 2001-279231 A 特表2002−538284公報Special Table 2002-538284 特開2003−507894公報JP 2003-507894 A

本発明は、LSIの生産性を高めるために、銅金属及び銅合金を原料とする配線のより迅速な研磨を実現するCMPスラリーが求められているという背景に基づいて行なわれたものである。
したがって本発明の目的は、迅速な研磨速度を有し、且つディッシングが少なく平坦性が向上し、銅配線とバリア層との間に溝を形成しにくい金属用研磨液を提供することにある。
The present invention has been carried out based on the background that a CMP slurry that realizes faster polishing of wiring using copper metal and a copper alloy as a raw material is required in order to increase the productivity of LSI.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a metal-polishing liquid that has a rapid polishing rate, has less dishing, improves flatness, and hardly forms a groove between a copper wiring and a barrier layer.

上記の金属用研磨液に係る問題点について、本発明者は鋭意検討した結果、下記金属用研磨液を用いることによって問題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明は下記の通りである。
<1> 半導体デバイスの化学的機械的平坦化に使用される金属用研磨液であって、少なくとも一つのテトラゾール環またはトリアゾール環を有するアミノ酸誘導体を含有することを特徴とする金属用研磨液。
<2> 少なくとも一つのテトラゾール環またはトリアゾール環を有するアミノ酸誘導体が下記一般式(I)で表されるアミノ酸誘導体である、<1>記載の金属用研磨液。
As a result of intensive studies on the problems associated with the above-described metal polishing liquid, the present inventors have found that the problem can be solved by using the following metal polishing liquid, and have completed the present invention. The present invention is as follows.
<1> A metal polishing liquid used for chemical mechanical planarization of a semiconductor device, comprising an amino acid derivative having at least one tetrazole ring or triazole ring.
<2> The metal polishing slurry according to <1>, wherein the amino acid derivative having at least one tetrazole ring or triazole ring is an amino acid derivative represented by the following general formula (I).

Figure 2008078221
一般式(I)
式中、LaおよびLbは置換基を有してもよい2価の連結基を表す。Rは、水素原子または置換基を表す。Hetはテトラゾール環またはトリアゾール環を表す。
<3> 前記金属研磨液が、半導体デバイスの化学的機械的平坦化において、主として銅配線の研磨に用いられることを特徴とする<1>または<2>に記載の金属用研磨液。
Figure 2008078221
Formula (I)
In the formula, L a and L b represent a divalent linking group which may have a substituent. R represents a hydrogen atom or a substituent. Het represents a tetrazole ring or a triazole ring.
<3> The metal polishing liquid according to <1> or <2>, wherein the metal polishing liquid is mainly used for polishing copper wiring in chemical mechanical planarization of a semiconductor device.

半導体デバイスの製造における化学的機械的研磨に用いる研磨液として、本発明の金属用研磨液を使用することにより、化学的機械的研磨速度が向上し、且つディッシングの発生が少なく平坦性が向上し、銅配線とバリア層との間に溝を形成しにくいLSIの作製を可能とすることができる。また、このことから、LSIにおける、コロージョン、スクラッチ、シニング、エロージョンなどの研磨の局部的な不均一に伴う欠陥の発生が低レベルに維持されるという効果をも奏するものである。   By using the metal polishing liquid of the present invention as a polishing liquid used for chemical mechanical polishing in the manufacture of semiconductor devices, the chemical mechanical polishing rate is improved and the occurrence of dishing is reduced and the flatness is improved. Further, it is possible to manufacture an LSI in which it is difficult to form a groove between the copper wiring and the barrier layer. This also brings about an effect that the generation of defects due to local non-uniformity of polishing such as corrosion, scratching, thinning, and erosion in LSI is maintained at a low level.

本発明の金属用研磨液は、テトラゾール環またはトリアゾール環を少なくとも1つ含有するアミノ酸誘導体を有することを特徴とする。銅配線とバリア層との間に溝が形成される理由は明らかではないが、何らかのエッチング作用によるものと考えられる。上記アミノ酸誘導体を含む金属用研磨液を使用することにより、銅研磨速度を維持し、さらにデッィシングの発生も抑制しつつ、エッチング作用が抑制されて溝の形成を抑制することができる。   The metal polishing slurry of the present invention is characterized by having an amino acid derivative containing at least one tetrazole ring or triazole ring. The reason why the groove is formed between the copper wiring and the barrier layer is not clear, but is thought to be due to some etching action. By using the metal polishing liquid containing the amino acid derivative, the etching action is suppressed and the formation of grooves can be suppressed while maintaining the copper polishing rate and also suppressing the occurrence of dishing.

上記アミノ酸誘導体におけるテトラゾール環は、1H−テトラゾール環が挙げられる。またトリアゾール環は、1,2,3−トリアゾール環または1,2,4−トリアゾール環が挙げられ、好ましくは1,2,3−トリアゾール環である。
テトラゾール環およびトリアゾール環は、アミノ酸誘導体のどの位置に置換していてもよいが、アルキル基上またはアリール基上が好ましく、より好ましくはアルキル基上であり、更に好ましくはアルキル基の末端である。
テトラゾール環がアミノ酸骨格と連結する位置は、テトラゾール環の1位(窒素原子上)または5位(炭素原子上)が好ましく、5位がより好ましい。
トリアゾール環がアミノ酸骨格と連結する位置は、1,2,3−トリアゾール環の4位または5位が好ましく、1,2,4−トリアゾール環の3位または5位が好ましい。
Examples of the tetrazole ring in the amino acid derivative include a 1H-tetrazole ring. Examples of the triazole ring include a 1,2,3-triazole ring and a 1,2,4-triazole ring, and a 1,2,3-triazole ring is preferable.
The tetrazole ring and triazole ring may be substituted at any position of the amino acid derivative, but are preferably on the alkyl group or aryl group, more preferably on the alkyl group, and still more preferably the terminal of the alkyl group.
The position at which the tetrazole ring is linked to the amino acid skeleton is preferably the first position (on the nitrogen atom) or the fifth position (on the carbon atom) of the tetrazole ring, and more preferably the fifth position.
The position at which the triazole ring is linked to the amino acid skeleton is preferably the 4-position or 5-position of the 1,2,3-triazole ring, and the 3-position or 5-position of the 1,2,4-triazole ring is preferred.

テトラゾール環またはトリアゾール環とアミノ酸骨格を結ぶ連結基として好ましくは、2価の連結基なら何でも構わないが、アルキレン基が好ましく、メチレン、エチレン、トリメチレンがより好ましい。
本発明のアミノ酸誘導体に含まれるテトラゾール環またはトリアゾール環の数は、好ましくは1または2個であるが、より好ましくは1個である。
The linking group that connects the tetrazole ring or triazole ring and the amino acid skeleton is preferably any divalent linking group, but is preferably an alkylene group, more preferably methylene, ethylene, or trimethylene.
The number of tetrazole or triazole rings contained in the amino acid derivative of the present invention is preferably 1 or 2, but more preferably 1.

テトラゾール環またはトリアゾール環を有する本発明アミノ酸誘導体が有するカルボキシル基の数は、1または2個が好ましく、1個がより好ましい。
テトラゾール環またはトリアゾール環を有するアミノ酸誘導体で好ましいアミノ基の数は、1または2個であり、より好ましくは1個である。また、アミノ基として好ましくは、2級のアミノ基である(すなわち、水素原子を1個有している状態)。
The number of carboxyl groups of the amino acid derivative of the present invention having a tetrazole ring or a triazole ring is preferably 1 or 2, and more preferably 1.
In the amino acid derivative having a tetrazole ring or a triazole ring, the preferred number of amino groups is 1 or 2, more preferably 1. The amino group is preferably a secondary amino group (that is, a state having one hydrogen atom).

テトラゾール環を有するアミノ酸誘導体は、他の置換基を有していてもよく、置換基種としては特に制限はない。置換基は、アルキレン鎖上またはアルキル基末端に有することが好ましい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子(フッ素原子、クロル原子、臭素原子、または沃素原子)、アルキル基(好ましくは、炭素数1から10の置換もしくは無置換アルキル基)、アルケニル基(好ましくは、炭素数2から10の置換もしくは無置換アルケニル基)、アルキニル基(好ましくは、炭素数2から10の置換もしくは無置換アルキニル基)、アリール基(好ましくは、炭素数6から20のアリール基であり、具体的には、例えば、フェニル、ナフチル)、ヘテロ環基(ヘテロ環基におけるヘテロ原子としては、窒素原子、硫黄原子、酸素原子、セレン原子、燐原子などが挙げられ、好ましくは5または6員の置換もしくは無置換の、芳香族もしくは非芳香族のヘテロ環化合物から一個の水素原子を取り除いた一価の基であり、更に好ましくは、炭素数3から20の5もしくは6員の芳香族のヘテロ環基)、アシル基(好ましくはホルミル基、炭素数2から10の置換または無置換のアルキルカルボニル基、例えばアセチル基)、アルコキシカルボニル基(好ましくは、炭素数2から10の置換もしくは無置換アルコキシカルボニル基、例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニル、t−ブトキシカルボニル、n−オクタデシルオキシカルボニル)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは、炭素数7から21の置換もしくは無置換アリールオキシカルボニル基)、ヘテロ環オキシカルボニル基(ヘテロ環は前記と同じ意味をもつ。「ヘテロ環」について特に断わらない限り以下同様である。)、   The amino acid derivative having a tetrazole ring may have other substituents, and the substituent species is not particularly limited. The substituent is preferably on the alkylene chain or at the end of the alkyl group. Examples of the substituent include a halogen atom (a fluorine atom, a chloro atom, a bromine atom, or an iodine atom), an alkyl group (preferably a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms), an alkenyl group (preferably, A substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms), an alkynyl group (preferably a substituted or unsubstituted alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms), an aryl group (preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms). Specifically, for example, phenyl, naphthyl), a heterocyclic group (the hetero atom in the heterocyclic group includes a nitrogen atom, a sulfur atom, an oxygen atom, a selenium atom, a phosphorus atom, etc., preferably 5 or 6 A monovalent group obtained by removing one hydrogen atom from a substituted or unsubstituted aromatic or non-aromatic heterocyclic compound; Preferably a 5- or 6-membered aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms), an acyl group (preferably a formyl group, a substituted or unsubstituted alkylcarbonyl group having 2 to 10 carbon atoms, such as an acetyl group). An alkoxycarbonyl group (preferably a substituted or unsubstituted alkoxycarbonyl group having 2 to 10 carbon atoms such as methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, t-butoxycarbonyl, n-octadecyloxycarbonyl), an aryloxycarbonyl group (preferably a carbon A substituted or unsubstituted aryloxycarbonyl group of formula 7 to 21), a heterocyclic oxycarbonyl group (the heterocycle has the same meaning as described above, and the same applies hereinafter unless otherwise specified).

カルバモイル基(好ましくは、炭素数1から10の置換もしくは無置換のカルバモイル、例えばカルバモイル、N−メチルカルバモイル、N,N−ジメチルカルバモイル、N,N−ジ−n−オクチルカルバモイル)、N−ヒドロキシカルバモイル基、N−アシルカルバモイル基、N−スルホニルカルバモイル基、N−カルバモイルカルバモイル基、チオカルバモイル基、N−スルファモイルカルバモイル基、カルバゾイル基、カルボキシ基またはその塩、オキサリル基、オキサモイル基、シアノ基、カルボンイミドイル基、ホルミル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基(好ましくは、炭素数1から10の置換もしくは無置換のアルコキシ基、例えばメトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、t−ブトキシ、n−オクチルオキシ、2−メトキシエトキシ)、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基(好ましくはホルミルオキシ基、炭素数2から10の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルオキシ基)、アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは、炭素数2から10の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルオキシ基、例えばメトキシカルボニルオキシ、エトキシカルボニルオキシ、t−ブトキシカルボニルオキシ、n−オクチルカルボニルオキシ)、アリールオキシカルボニルオキシ基、カルバモイルオキシ基(好ましくは、炭素数1から10の置換もしくは無置換のカルバモイルオキシ基、例えばN,N−ジメチルカルバモイルオキシ、N,N−ジエチルカルバモイルオキシ、モルホリノカルボニルオキシ、N,N−ジ−n−オクチルアミノカルボニルオキシ、N−n−オクチルカルバモイルオキシ)、スルホニルオキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基(好ましくは、炭素数1から10の置換もしくは無置換のアルキルアミノ基)、アリールアミノ基、ヘテロ環アミノ基、 A carbamoyl group (preferably a substituted or unsubstituted carbamoyl having 1 to 10 carbon atoms such as carbamoyl, N-methylcarbamoyl, N, N-dimethylcarbamoyl, N, N-di-n-octylcarbamoyl), N-hydroxycarbamoyl Group, N-acylcarbamoyl group, N-sulfonylcarbamoyl group, N-carbamoylcarbamoyl group, thiocarbamoyl group, N-sulfamoylcarbamoyl group, carbazoyl group, carboxy group or a salt thereof, oxalyl group, oxamoyl group, cyano group, Carboximidoyl group, formyl group, hydroxy group, alkoxy group (preferably a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms such as methoxy, ethoxy, isopropoxy, t-butoxy, n-octyloxy, 2- Methoxyeth Ii), aryloxy group, heterocyclic oxy group, acyloxy group (preferably formyloxy group, substituted or unsubstituted alkylcarbonyloxy group having 2 to 10 carbon atoms), alkoxycarbonyloxy group (preferably having 2 carbon atoms) 10 substituted or unsubstituted alkoxycarbonyloxy groups such as methoxycarbonyloxy, ethoxycarbonyloxy, t-butoxycarbonyloxy, n-octylcarbonyloxy), aryloxycarbonyloxy groups, carbamoyloxy groups (preferably having 1 to 1 carbon atoms) 10 substituted or unsubstituted carbamoyloxy groups such as N, N-dimethylcarbamoyloxy, N, N-diethylcarbamoyloxy, morpholinocarbonyloxy, N, N-di-n-octylaminocarbonyloxy, -n- octyl carbamoyloxy), a sulfonyloxy group, an amino group, an alkylamino group (preferably a substituted or unsubstituted alkylamino group having 1 to 10 carbon atoms), an arylamino group, heterocyclic amino group,

アシルアミノ基(好ましくは、ホルミルアミノ基、炭素数1から10の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルアミノ基)、スルホンアミド基、ウレイド基(好ましくは、炭素数1から10の置換もしくは無置換のウレイド、例えばカルバモイルアミノ、Nn,N−ジメチルアミノカルボニルアミノ、N,N−ジエチルアミノカルボニルアミノ、モルホリノカルボニルアミノ)、チオウレイド基、N−ヒドロキシウレイド基、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2から10の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルアミノ基、例えば、メトキシカルボニルアミノ、エトキシカルボニルアミノ、t−ブトキシカルボニルアミノ、n−オクタデシルオキシカルボニルアミノ、N−メチル−メトキシカルボニルアミノ)、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基(好ましくは、炭素数0から10の置換もしくは無置換のスルファモイルアミノ基、例えばスルファモイルアミノ、N,N−ジメチルアミノスルホニルアミノ、N−n−オクチルアミノスルホニルアミノ)、セミカルバジド基、チオセミカルバジド基、ヒドラジノ基、アンモニオ基、オキサモイルアミノ基、N−アルキルスルホニルウレイド基、N−アリールスルホニルウレイド基、N−アシルウレイド基、N−アシルスルファモイルアミノ基、ヒドロキシアミノ基、ニトロ基、4級化された窒素原子を含むヘテロ環基、イソシアノ基、イミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基(好ましくは、炭素数1から10の置換もしくは無置換のアルキルチオ基、例えばメチルチオ、エチルチオ、n−ヘキサデシルチオ)、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、アルキルジチオ基、アリールジチオ基、ヘテロ環ジチオ基、アルキルスルホニル基(好ましくは、炭素数1から10の置換または無置換のアルキルスルホニル基)、アリールスルホニル基、アルキルスルフィニル基(好ましくは、炭素数1から10の置換または無置換のアルキルスルフィニル基)、アリールスルフィニル基、スルホ基またはその塩、スルファモイル基(好ましくは炭素数0から10の置換もしくは無置換のスルファモイル基、例えばN−エチルスルファモイル、N−(3−ドデシルオキシプロピル)スルファモイル、N,N−ジメチルスルファモイル)、N−アシルスルファモイル基、N−スルホニルスルファモイル基またはその塩、 An acylamino group (preferably a formylamino group, a substituted or unsubstituted alkylcarbonylamino group having 1 to 10 carbon atoms), a sulfonamide group, a ureido group (preferably a substituted or unsubstituted ureido having 1 to 10 carbon atoms, For example, carbamoylamino, Nn, N-dimethylaminocarbonylamino, N, N-diethylaminocarbonylamino, morpholinocarbonylamino), thioureido group, N-hydroxyureido group, alkoxycarbonylamino group (preferably substituted with 2 to 10 carbon atoms or Unsubstituted alkoxycarbonylamino group such as methoxycarbonylamino, ethoxycarbonylamino, t-butoxycarbonylamino, n-octadecyloxycarbonylamino, N-methyl-methoxycarbonylamino), aryl An oxycarbonylamino group, a sulfamoylamino group (preferably a substituted or unsubstituted sulfamoylamino group having 0 to 10 carbon atoms such as sulfamoylamino, N, N-dimethylaminosulfonylamino, Nn- Octylaminosulfonylamino), semicarbazide group, thiosemicarbazide group, hydrazino group, ammonio group, oxamoylamino group, N-alkylsulfonylureido group, N-arylsulfonylureido group, N-acylureido group, N-acylsulfamoylamino Group, hydroxyamino group, nitro group, quaternized heterocyclic group containing a nitrogen atom, isocyano group, imino group, mercapto group, alkylthio group (preferably a substituted or unsubstituted alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms) E.g. methylthio, ethylthio n-hexadecylthio), arylthio group, heterocyclic thio group, alkyldithio group, aryldithio group, heterocyclic dithio group, alkylsulfonyl group (preferably a substituted or unsubstituted alkylsulfonyl group having 1 to 10 carbon atoms), aryl A sulfonyl group, an alkylsulfinyl group (preferably a substituted or unsubstituted alkylsulfinyl group having 1 to 10 carbon atoms), an arylsulfinyl group, a sulfo group or a salt thereof, and a sulfamoyl group (preferably a substituted or unsubstituted group having 0 to 10 carbon atoms). Substituted sulfamoyl groups such as N-ethylsulfamoyl, N- (3-dodecyloxypropyl) sulfamoyl, N, N-dimethylsulfamoyl), N-acylsulfamoyl groups, N-sulfonylsulfamoyl groups or Its salt,

ホスフィノ基(好ましくは、炭素数2から10の置換もしくは無置換のホスフィノ基、例えばジメチルホスフィノ、ジフェニルホスフィノ、メチルフェノキシホスフィノ)、ホスフィニル基(好ましくは、炭素数2から10の置換もしくは無置換のホスフィニル基、例えば、ホスフィニル、ジオクチルオキシホスフィニル、ジエトキシホスフィニル)、ホスフィニルオキシ基(好ましくは、炭素数2から10の置換もしくは無置換のホスフィニルオキシ基、例えばジフェノキシホスフィニルオキシ、ジオクチルオキシホスフィニルオキシ)、ホスフィニルアミノ基(好ましくは、炭素数2から10の置換もしくは無置換のホスフィニルアミノ基、例えばジメトキシホスフィニルアミノ、ジメチルアミノホスフィニルアミノ)、シリル基(好ましくは、炭素数3から10の置換もしくは無置換のシリル基、例えばトリメチルシリル、t−ブチルジメチルシリル、フェニルジメチルシリル)、アジド基、アゾ基、アミジノ基、アミノオキシ基、イソシアナト基、チオイソシアナト基、シアナト基、ジチオカルボキシ基またはその塩、スルフィナモイル基、スルフィノ基またはその塩、チオシアナト基、ニトロソ基、グアニジド基を表す。これらの置換基は、更に置換されていてもよい。 A phosphino group (preferably a substituted or unsubstituted phosphino group having 2 to 10 carbon atoms, such as dimethylphosphino, diphenylphosphino, methylphenoxyphosphino), a phosphinyl group (preferably a substituted or unsubstituted group having 2 to 10 carbon atoms). A substituted phosphinyl group such as phosphinyl, dioctyloxyphosphinyl, diethoxyphosphinyl), a phosphinyloxy group (preferably a substituted or unsubstituted phosphinyloxy group having 2 to 10 carbon atoms such as di- Phenoxyphosphinyloxy, dioctyloxyphosphinyloxy), phosphinylamino group (preferably a substituted or unsubstituted phosphinylamino group having 2 to 10 carbon atoms such as dimethoxyphosphinylamino, dimethylaminophosphine Finylamino), silyl group (preferred Or a substituted or unsubstituted silyl group having 3 to 10 carbon atoms (for example, trimethylsilyl, t-butyldimethylsilyl, phenyldimethylsilyl), azide group, azo group, amidino group, aminooxy group, isocyanato group, thioisocyanato group, It represents a cyanato group, a dithiocarboxy group or a salt thereof, a sulfinamoyl group, a sulfino group or a salt thereof, a thiocyanato group, a nitroso group, or a guanidide group. These substituents may be further substituted.

置換基として好ましくは、カルボキシル基、ヒドロキシル基、スルホ基、カルバモイル基、スルファモイル基、アミノ基である。より好ましくは、カルボキシル基、ヒドロキシル基であり、もっとも好ましくはカルボキシル基である。
但し、テトラゾール環およびトリアゾール環は、置換基を有していないものが、より好ましい。
Preferred examples of the substituent include a carboxyl group, a hydroxyl group, a sulfo group, a carbamoyl group, a sulfamoyl group, and an amino group. A carboxyl group and a hydroxyl group are more preferable, and a carboxyl group is most preferable.
However, it is more preferable that the tetrazole ring and the triazole ring have no substituent.

本発明のテトラゾール環を含有するアミノ酸誘導体のうち、好ましくは一般式(I)で表される化合物であり、より好ましくは一般式(II)または一般式(III)で表されるアミノ酸誘導体である。   Of the amino acid derivatives containing a tetrazole ring of the present invention, a compound represented by general formula (I) is preferable, and an amino acid derivative represented by general formula (II) or general formula (III) is more preferable. .

Figure 2008078221
一般式(I)
Figure 2008078221
Formula (I)

式中、LaおよびLbは置換基を有してもよい2価の連結基を表す。Rは、水素原子または置換基を表す。Hetはテトラゾール環またはトリアゾール環を表す。 In the formula, L a and L b represent a divalent linking group which may have a substituent. R represents a hydrogen atom or a substituent. Het represents a tetrazole ring or a triazole ring.

aは好ましくは炭素数1〜10のアルキレン基を表し、メチレン、エチレン、トリメチレンがより好ましく、エチレンが最も好ましい。これらのアルキレン基は置換基を有してもよく、置換基としては例えばアルキル基、水酸基、ハロゲン、ヒドロキシアルキル、カルボキシアルキル、スルホアルキル、カルバモイルアルキル等が挙げられるが好ましくはアルキル基、さらに好ましくは炭素数1〜10のアルキル基である。 L a is preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, methylene, ethylene, trimethylene are more preferable, and ethylene is most preferred. These alkylene groups may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group, a hydroxyl group, a halogen, a hydroxyalkyl, a carboxyalkyl, a sulfoalkyl, and a carbamoylalkyl, preferably an alkyl group, more preferably It is a C1-C10 alkyl group.

bは好ましくは炭素数1〜10のアルキレン基を表し、メチレン、エチレン、トリメチレンがより好ましく、メチレンが最も好ましい。これらのアルキレン基は置換基を有してもよく、置換基として例えばアルキル基、ヒドロキシ基、ハロゲン、ヒドロキシアルキル、カルボキシアルキル、スルホアルキル、カルバモイルアルキル等が挙げられるが好ましくはアルキル基、さらに好ましくは炭素数1〜10のアルキル基である。 L b preferably represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably methylene, ethylene or trimethylene, and most preferably methylene. These alkylene groups may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group, a hydroxy group, a halogen, a hydroxyalkyl, a carboxyalkyl, a sulfoalkyl, and a carbamoylalkyl, preferably an alkyl group, more preferably It is a C1-C10 alkyl group.

Rは、水素原子または置換基を表し、置換基としてはアルキル、ヒドロキシアルキル、シアノアルキル、カルボキシアルキル、スルホアルキル基などが好ましい。より好ましくはヒドロキシエチル、シアノエチル、カルボキシエチル、カルボキシメチルである。但し、Rとしてより好ましくは水素原子の場合である。
R represents a hydrogen atom or a substituent, and the substituent is preferably an alkyl, hydroxyalkyl, cyanoalkyl, carboxyalkyl, sulfoalkyl group or the like. More preferred are hydroxyethyl, cyanoethyl, carboxyethyl and carboxymethyl. However, R is more preferably a hydrogen atom.

Figure 2008078221
一般式(II)
Figure 2008078221
Formula (II)

式中、LaおよびRは一般式(I)のそれらと同義であり、好ましい範囲も同じである。Raは、水素原子またはアルキル基を表す。
aはより好ましくは、水素原子または炭素数1〜10のアルキル基を表し、例えばメチル、エチル、プロピルなどが挙げられる。このアルキル基は、さらに置換基を有してもよく、置換基としてヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、カルバモイル基などが挙げられる。好ましくは、ヒドロキシ基またはカルボキシ基である。但し、Raとして最も好ましくは、水素原子である。
Wherein, L a and R have the same meanings as those of general formula (I), and preferred ranges are also the same. R a represents a hydrogen atom or an alkyl group.
R a is more preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and examples thereof include methyl, ethyl, propyl and the like. This alkyl group may further have a substituent, and examples of the substituent include a hydroxy group, a carboxy group, a sulfo group, and a carbamoyl group. Preferably, it is a hydroxy group or a carboxy group. However, R a is most preferably a hydrogen atom.

Figure 2008078221
Figure 2008078221

式中、LaおよびRは一般式(I)のそれらと同義であり、好ましい範囲も同じである。Raは一般式(II)において述べた定義と同義であり、好ましい範囲も同じである。 Wherein, L a and R have the same meanings as those of general formula (I), and preferred ranges are also the same. Ra is synonymous with the definition described in general formula (II), and its preferable range is also the same.

以下に、本発明で好適に使用しうる特定アミノ酸誘導体の具体例〔例示化合物1〜例示化合物36〕を挙げるが、本発明はこれらに制限されるものではない。






















Specific examples of the specific amino acid derivative [Exemplary Compound 1 to Exemplified Compound 36] that can be suitably used in the present invention are listed below, but the present invention is not limited thereto.






















Figure 2008078221
Figure 2008078221










Figure 2008078221
Figure 2008078221















Figure 2008078221
Figure 2008078221

前記の如き、特定アミノ酸誘導体は、公知の方法により合成できる。例えば、Journal of the American Chemical Society, 72, 2599 (1950)、Journal of Heterocyclic Chemistry, 2, 308 (1965)、Journal of Medicinal Chemistry, 15, 483 (1972)、Journal of the American Chemical Society, 73, 1641 (1951)、Journal of General Chemistry of the U.S.S.R (English), 55, 10, 2109-2113(1985)を参考にして合成することができる。   As described above, the specific amino acid derivative can be synthesized by a known method. For example, Journal of the American Chemical Society, 72, 2599 (1950), Journal of Heterocyclic Chemistry, 2, 308 (1965), Journal of Medicinal Chemistry, 15, 483 (1972), Journal of the American Chemical Society, 73, 1641 (1951), Journal of General Chemistry of the USSR (English), 55, 10, 2109-2113 (1985).

例として、上記例示化合物16の合成方法について以下に詳細を説明する。他の化合物も同様にして合成することができる。
Tetrahedron, 61, (2005) 4983-4987記載の方法で中間体1を得る。中間体1を10 g(0.102 mol)、ジメチルホルムアミド100 ml及びトリエチルアミン12.4 g(0.122 mol)を三口フラスコに入れ、内温65℃で撹拌する。そこにクロロ酢酸エチルエステル12.5 g(0.122 mol)を30分かけて滴下する。エバポレーターで濃縮後、酢酸エチル200 mlに溶解し、希塩酸水で洗浄後、酢酸エチル層を硫酸マグネシウムで乾燥する。濾液をエバポレーターで濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより分離精製し、中間体2を得る。エタノール100 mlに溶解し、5N水酸化ナトリウム水溶液を加え、室温で撹拌する。塩酸で中和後、エバポレーターで濃縮することにより化合物16が得られる(スキーム1)。


As an example, the method for synthesizing the exemplified compound 16 will be described in detail below. Other compounds can be synthesized in the same manner.
Intermediate 1 is obtained by the method described in Tetrahedron, 61, (2005) 4983-4987. 10 g (0.102 mol) of intermediate 1, 100 ml of dimethylformamide and 12.4 g (0.122 mol) of triethylamine are placed in a three-necked flask and stirred at an internal temperature of 65 ° C. Thereto, 12.5 g (0.122 mol) of chloroacetic acid ethyl ester is added dropwise over 30 minutes. After concentration with an evaporator, the residue is dissolved in 200 ml of ethyl acetate, washed with dilute hydrochloric acid, and the ethyl acetate layer is dried over magnesium sulfate. The filtrate is concentrated with an evaporator and separated and purified by silica gel column chromatography to obtain Intermediate 2. Dissolve in 100 ml of ethanol, add 5N aqueous sodium hydroxide solution and stir at room temperature. Compound 16 is obtained by neutralizing with hydrochloric acid and then concentrating with an evaporator (Scheme 1).


Figure 2008078221
Figure 2008078221

本発明の金属用研磨液において、特定アミノ酸誘導体は1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の金属用研磨液に含まれる特定アミノ酸誘導体の添加量は、総量として、研磨に使用する際の金属用研磨液の1L中、好ましくは0.0005〜5mol、より好ましくは0.01〜0.5molである。
In the metal polishing slurry of the present invention, the specific amino acid derivative may be used alone or in combination of two or more.
The addition amount of the specific amino acid derivative contained in the metal polishing liquid of the present invention is preferably 0.0005 to 5 mol, more preferably 0.01 to 1 L of the metal polishing liquid used for polishing as a total amount. 0.5 mol.

本発明の金属用研磨液は、構成成分として前記特定アミノ酸誘導体の少なくとも1種と酸化剤と溶媒/分散媒とを含有する他は、その処方に特に制限はなく、本発明の効果を損なわない限りにおいては、公知の金属用研磨液に用いられる化合物を目的に応じて選択して用いることができる。
一般に金属用研磨液には、酸化剤、不動態膜形成剤、有機酸、砥粒が含まれるが、本発明においては必ずしも砥粒を入れなくてもよい。本発明の金属用研磨液は、さらに他の成分を含有してもよく、好ましい成分としては例えば界面活性剤、水溶性ポリマー、及び各種添加剤を挙げることができる。金属用研磨液には、各成分を2種以上添加してもよい。
The metal polishing liquid of the present invention is not particularly limited in its formulation, and does not impair the effects of the present invention, except that it contains at least one of the specific amino acid derivatives, an oxidizing agent, and a solvent / dispersion medium as constituent components. As long as it is possible, a compound used in a known metal polishing liquid can be selected and used according to the purpose.
In general, the metal-polishing liquid contains an oxidizing agent, a passive film forming agent, an organic acid, and abrasive grains. In the present invention, it is not always necessary to add abrasive grains. The metal polishing slurry of the present invention may further contain other components, and preferred components include, for example, surfactants, water-soluble polymers, and various additives. Two or more of each component may be added to the metal polishing slurry.

本発明における「金属用研磨液」は、研磨に使用する際の研磨液(即ち、必要により希釈された研磨液)のみならず、金属用研磨液の濃縮液を含んでいる。濃縮液または濃縮された研磨液とは、研磨に使用する際の研磨液よりも、溶質の濃度が高く調製された研磨液を意味し、研磨に使用する際に、水または水溶液などで希釈して、研磨に使用されるものである。希釈倍率は、一般的には1〜20体積倍である。本明細書において「濃縮」及び「濃縮液」とは、使用状態よりも「濃厚」及び「濃厚な液」を意味する慣用表現にしたがって用いており、蒸発などの物理的な濃縮操作を伴う一般的な用語の意味とは異なる用法で用いている。   The “metal polishing liquid” in the present invention includes not only a polishing liquid used for polishing (that is, a polishing liquid diluted as necessary) but also a concentrated liquid of the metal polishing liquid. The concentrated liquid or the concentrated polishing liquid means a polishing liquid prepared with a higher solute concentration than the polishing liquid used for polishing, and is diluted with water or an aqueous solution when used for polishing. And used for polishing. The dilution factor is generally 1 to 20 volume times. In this specification, “concentration” and “concentrated liquid” are used in accordance with conventional expressions meaning “thick” and “thick liquid” rather than the state of use, and generally involve physical concentration operations such as evaporation. The term is used in a different way from the meaning of common terms.

なお、金属用研磨液の濃縮液作製時に添加する成分の内、室温での水に対する溶解度が5質量%未満のものの配合量は、濃縮液を5℃に冷却した際の析出を防止する点で、室温での水に対する溶解度の2倍以内とすることが好ましく、1.5倍以内とすることがより好ましい。   In addition, among the components added when preparing the concentrate of the metal polishing liquid, the blending amount of water having a solubility in water at room temperature of less than 5% by mass is to prevent precipitation when the concentrate is cooled to 5 ° C. The solubility in water at room temperature is preferably within 2 times, more preferably within 1.5 times.

以下、本発明の金属研磨液に用いうる前記特定アミノ酸誘導体以外の構成成分について説明する。   Hereinafter, components other than the specific amino acid derivative that can be used in the metal polishing liquid of the present invention will be described.

〔酸化剤〕
本発明の金属用研磨液は、研磨対象の金属を酸化できる化合物(酸化剤)を含有する。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。
〔Oxidant〕
The metal polishing liquid of the present invention contains a compound (oxidant) that can oxidize a metal to be polished. Examples of the oxidizing agent include hydrogen peroxide, peroxide, nitrate, iodate, periodate, hypochlorite, chlorite, chlorate, perchlorate, persulfate, Examples thereof include dichromate, permanganate, ozone water, silver (II) salt, and iron (III) salt.

鉄(III)塩としては例えば、硝酸鉄(III)、塩化鉄(III)、硫酸鉄(III)、臭化鉄(III)など無機の鉄(III)塩の他、鉄(III)の有機錯塩が好ましく用いられる。   Examples of iron (III) salts include inorganic iron (III) salts such as iron nitrate (III), iron chloride (III), iron sulfate (III), 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’−二酢酸、エチレンジアミンオルトヒドロキシフェニル酢酸、N,N−ビス(2−ヒドロキシベンジル)エチレンジアミン−N,N−ジ酢酸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。
中でも、過酸化水素、硝酸、過ヨウ素酸カリウム、次亜塩素酸及びオゾン水が好ましい。
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-hydroxybenzyl) ethylene Examples thereof include diamine-N, N-diacetic acid and salts thereof. The kind of the counter salt is preferably an alkali metal salt or an ammonium salt, and particularly preferably an ammonium salt.
Among these, hydrogen peroxide, nitric acid, potassium periodate, hypochlorous acid and ozone water are preferable.

酸化剤の添加量は、研磨に使用する際の金属用研磨液の1L中、0.003mol〜8molとすることが好ましく、0.03mol〜6molとすることがより好ましく、0.1mol〜4molとすることが特に好ましい。即ち、酸化剤の添加量は、金属の酸化が十分で高いCMP速度を確保する点で0.003mol以上が好ましく、研磨面の荒れ防止の点から8mol以下が好ましい。   The addition amount of the oxidizing agent is preferably 0.003 mol to 8 mol, more preferably 0.03 mol to 6 mol, and more preferably 0.1 mol to 4 mol in 1 liter of the metal polishing liquid used for polishing. It is particularly preferable to do this. That is, the addition amount of the oxidizing agent is preferably 0.003 mol or more from the viewpoint of sufficient metal oxidation and ensuring a high CMP rate, and is preferably 8 mol or less from the viewpoint of preventing roughening of the polished surface.

〔有機酸〕
本発明の研磨液には、前記特定アミノ酸誘導体以外に他の有機酸を併用することもできる。ここでいう有機酸とは、金属を酸化するための酸化剤とは構造が異なる化合物であり、前述の酸化剤として機能する酸を包含するものではない。
有機酸としては、以下の群から選ばれたものがより適している。ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、2−メチル酪酸、n−ヘキサン酸、3,3−ジメチル酪酸、2−エチル酪酸、4−メチルペンタン酸、n−ヘプタン酸、2−メチルヘキサン酸、n−オクタン酸、2−エチルヘキサン酸、安息香酸、グリコール酸、サリチル酸、グリセリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、乳酸、α−アミノ酸類及びそれらのアンモニウム塩やアルカリ金属塩等が挙げられる。特に、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、グリシン、グリコール酸が、実用的なCMP速度を維持しつつ、エッチング速度を効果的に抑制できるという点で好ましい。
[Organic acid]
In addition to the specific amino acid derivative, other organic acids can be used in combination with the polishing liquid of the present invention. The organic acid here is a compound having a structure different from that of an oxidizing agent for oxidizing a metal, and does not include an acid that functions as the oxidizing agent.
As the organic acid, one selected from the following group is more suitable. Formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, 2-methylbutyric acid, n-hexanoic acid, 3,3-dimethylbutyric acid, 2-ethylbutyric acid, 4-methylpentanoic acid, n-heptanoic acid, 2-methylhexanoic acid , N-octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, benzoic acid, glycolic acid, salicylic acid, glyceric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, maleic acid, phthalic acid, malic acid, Examples thereof include tartaric acid, citric acid, lactic acid, α-amino acids, and ammonium salts and alkali metal salts thereof. In particular, malic acid, tartaric acid, citric acid, glycine, and glycolic acid are preferable in that the etching rate can be effectively suppressed while maintaining a practical CMP rate.

有機酸の添加量は、研磨に使用する際の金属用研磨液の1L中、0.0005〜0.5molとすることが好ましく、0.005mol〜0.3molとすることがより好ましく、0.01mol〜0.1molとすることが特に好ましい。即ち、酸の添加量は、エッチングの抑制の点から0.5mol以下が好ましく、充分な効果を得る上で0.0005mol以上が好ましい。   The addition amount of the organic acid is preferably 0.0005 to 0.5 mol, more preferably 0.005 to 0.3 mol in 1 L of the metal polishing liquid used for polishing. It is especially preferable to set it as 01 mol-0.1 mol. That is, the amount of acid added is preferably 0.5 mol or less from the viewpoint of suppressing etching, and 0.0005 mol or more is preferable for obtaining a sufficient effect.

〔無機酸〕
本発明の研磨液は更に無機酸を含有することができる。ここでの酸は、酸化の促進、pH調整、緩衝剤としての作用を有する。無機酸としては、硫酸、硝酸、ホウ酸、燐酸などが挙げられ、無機酸の中では硝酸が好ましい。
酸の添加量は、研磨に使用する際の金属用研磨液の1L中、0.0005〜0.5molとすることが好ましく、0.005mol〜0.3molとすることがより好ましく、0.01mol〜0.1molとすることが特に好ましい。即ち、酸の添加量は、エッチングの抑制の点から0.5mol以下が好ましく、充分な効果を得る上で0.0005mol以上が好ましい。
[Inorganic acid]
The polishing liquid of the present invention can further contain an inorganic acid. The acid here has an action of promoting oxidation, adjusting pH, and buffering agent. Examples of the inorganic acid include sulfuric acid, nitric acid, boric acid, phosphoric acid and the like. Among inorganic acids, nitric acid is preferable.
The amount of acid added is preferably 0.0005 to 0.5 mol, more preferably 0.005 mol to 0.3 mol, in 1 L of the metal polishing liquid used for polishing, and 0.01 mol. It is especially preferable to set it to -0.1 mol. That is, the amount of acid added is preferably 0.5 mol or less from the viewpoint of suppressing etching, and 0.0005 mol or more is preferable for obtaining a sufficient effect.

〔芳香環を有する化合物〕
また、本発明における金属用研磨液には、酸化剤の劣化を抑制し、且つ、金属表面に不動態膜を形成し、研磨速度を制御する不動態膜形成剤としての機能を有する化合物、具体的には、芳香環を有する化合物を含有してもよい。
芳香環を有する化合物とは、ベンゼン環、ナフタレン環などの芳香環を有する、好ましくは分子量20〜600の化合物であり、例えば、テトラゾール類及びその誘導体またはアントラニル酸類及びその誘導体、アミノトルイル酸、キナルジン酸、以下のようなアゾール類が挙げられる。
[Compound having an aromatic ring]
The metal polishing liquid in the present invention includes a compound having a function as a passive film forming agent that suppresses deterioration of the oxidant, forms a passive film on the metal surface, and controls the polishing rate. Specifically, it may contain a compound having an aromatic ring.
The compound having an aromatic ring is a compound having an aromatic ring such as a benzene ring or a naphthalene ring, preferably having a molecular weight of 20 to 600, such as tetrazole and derivatives thereof, or anthranilic acids and derivatives thereof, aminotoluic acid, and quinaldine. Examples of the acid include the following azoles.

芳香環を有する化合物としてのアゾール類は、ベンズイミダゾール−2−チオール、2−[2−(ベンゾチアゾリル)]チオプロピオン酸、2−[2−(ベンゾチアゾリル)]チオブチル酸、2−メルカプトベンゾチアゾール、1,2,3−トリアゾール、1,2,4−トリアゾール、3−アミノ−1H−1,2,4−トリアゾール、ベンゾトリアゾール、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール、1−ジヒドロキシプロピルベンゾトリアゾール、2,3−ジカルボキシプロピルベンゾトリアゾール、4−ヒドロキシベンゾトリアゾール、4−カルボキシル−1H−ベンゾトリアゾール、4−メトキシカルボニル−1H−ベンゾトリアゾール、4−ブトキシカルボニル−1H−ベンゾトリアゾール、4−オクチルオキシカルボニル−1H−ベンゾトリアゾール、5−ヘキシルベンゾトリアゾール、N−(1,2,3−ベンゾトリアゾリル−1−メチル)−N−(1,2,4−トリアゾリル−1−メチル)−2−エチルヘキシルアミン、トリルトリアゾール、ナフトトリアゾール、ビス[(1−ベンゾトリアゾリル)メチル]ホスホン酸等が挙げられ、ベンゾトリアゾール、4−ヒドロキシベンゾトリアゾール、4−カルボキシル−1H−ベンゾトリアゾールブチルエステル、トリルトリアゾール、ナフトトリアゾールが挙げられる。   The azoles as compounds having an aromatic ring are benzimidazole-2-thiol, 2- [2- (benzothiazolyl)] thiopropionic acid, 2- [2- (benzothiazolyl)] thiobutyric acid, 2-mercaptobenzothiazole, 1 , 2,3-triazole, 1,2,4-triazole, 3-amino-1H-1,2,4-triazole, benzotriazole, 1-hydroxybenzotriazole, 1-dihydroxypropylbenzotriazole, 2,3-di Carboxypropylbenzotriazole, 4-hydroxybenzotriazole, 4-carboxyl-1H-benzotriazole, 4-methoxycarbonyl-1H-benzotriazole, 4-butoxycarbonyl-1H-benzotriazole, 4-octyloxycarbonyl-1H-benzo Riazole, 5-hexylbenzotriazole, N- (1,2,3-benzotriazolyl-1-methyl) -N- (1,2,4-triazolyl-1-methyl) -2-ethylhexylamine, tolyltriazole , Naphthotriazole, bis [(1-benzotriazolyl) methyl] phosphonic acid, and the like, and benzotriazole, 4-hydroxybenzotriazole, 4-carboxyl-1H-benzotriazole butyl ester, tolyltriazole, and naphthotriazole. It is done.

〔キレート剤〕
本発明の金属用研磨液は、混入する多価金属イオンなどの悪影響を低減させるために、必要に応じてキレート剤(すなわち硬水軟化剤)を含有することが好ましい。
キレート剤としては、カルシウムやマグネシウムの沈澱防止剤である汎用の硬水軟化剤やその類縁化合物であり、例えば、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、N,N,N−トリ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、2−ホスホノブタン−1,2,4−トリカルボン酸、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、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、1,2−ジヒドロキシベンゼン−4,6−ジスルホン酸等が挙げられる。
[Chelating agent]
The metal polishing liquid of the present invention preferably contains a chelating agent (that is, a hard water softening agent) as necessary in order to reduce adverse effects such as mixed polyvalent metal ions.
Chelating agents include general water softeners and related compounds that are calcium and magnesium precipitation inhibitors, such as nitrilotriacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, N, N, N-trimethylenephosphonic acid. , Ethylenediamine-N, N, N ′, N′-tetramethylenesulfonic acid, transcyclohexanediaminetetraacetic acid, 1,2-diaminopropanetetraacetic acid, glycol etherdiaminetetraacetic acid, ethylenediamine orthohydroxyphenylacetic acid, ethylenediamine disuccinic acid ( SS form), N- (2-carboxylateethyl) -L-aspartic acid, β-alanine diacetic acid, 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid, 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, N N'-bis (2-hydroxyben Zyl) ethylenediamine-N, N′-diacetic acid, 1,2-dihydroxybenzene-4,6-disulfonic acid and the like.

キレート剤は必要に応じて2種以上併用してもよい。キレート剤の添加量は混入する多価金属イオンなどの金属イオンを封鎖するのに充分な量であればよく、例えば、研磨に使用する際の金属用研磨液の1L中、0.0003mol〜0.07molになるように添加する。   Two or more chelating agents may be used in combination as necessary. The addition amount of the chelating agent may be an amount sufficient to sequester metal ions such as mixed polyvalent metal ions. For example, 0.0003 mol to 0 in 1 L of a metal polishing liquid used for polishing. 0.07 mol is added.

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

これら添加剤の添加量は、研磨に使用する際の金属用研磨液の1L中、0.0001mol〜0.5molとすることが好ましく0.001mol〜0.2molとすることがより好ましく、0.005mol〜0.1molとすることが特に好ましい。即ち、添加剤の添加量は、エッチング抑制の点から0.0001mol以上が好ましく、CMP速度低下防止の点から0.5mol以下が好ましい。   The addition amount of these additives is preferably 0.0001 mol to 0.5 mol, more preferably 0.001 mol to 0.2 mol, in 1 L of the metal polishing liquid used for polishing. It is especially preferable to set it as 005 mol-0.1 mol. That is, the addition amount of the additive is preferably 0.0001 mol or more from the viewpoint of suppressing etching, and preferably 0.5 mol or less from the viewpoint of preventing a decrease in CMP rate.

〔界面活性剤及び/又は親水性ポリマー〕
本発明の金属用研磨液は、界面活性剤及び/又は親水性ポリマーを含有することが好ましい。界面活性剤と親水性ポリマーは、いずれも被研磨面の接触角を低下させる作用を有して、均一な研磨を促す作用を有する。用いられる界面活性剤及び/又は親水性ポリマーとしては、以下の群から選ばれたものが好適である。
陰イオン界面活性剤として、カルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル塩が挙げられ、カルボン酸塩として、石鹸、N−アシルアミノ酸塩、ポリオキシエチレン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。
[Surfactant and / or hydrophilic polymer]
The metal polishing slurry of the present invention preferably contains a surfactant and / or a hydrophilic polymer. Both the surfactant and the hydrophilic polymer have the action of reducing the contact angle of the surface to be polished and the action of promoting uniform polishing. As the surfactant and / or hydrophilic polymer to be used, those selected from the following group are suitable.
Examples of the anionic surfactant include carboxylate, sulfonate, sulfate ester salt and phosphate ester salt. 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、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。また、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。
As cationic surfactant, aliphatic amine salt, aliphatic quaternary ammonium salt, benzalkonium chloride salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt; carboxybetaine type, aminocarboxylate as amphoteric surfactant And imidazolinium betaine, lecithin, and alkylamine oxide.
Nonionic surfactants include ether type, ether ester type, ester type and nitrogen-containing type. Ether type includes polyoxyethylene alkyl and alkylphenyl ether, alkylallyl formaldehyde condensed polyoxyethylene ether, polyoxyethylene poly Examples include oxypropylene block polymer, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether, ether ester type, glycerin ester polyoxyethylene ether, sorbitan ester polyoxyethylene ether, sorbitol ester polyoxyethylene ether, ester type, Polyethylene glycol fatty acid ester, glycerin ester, polyglycerin ester, sorbitan ester, propylene glycol ester Le, sucrose esters, nitrogen-containing type, fatty acid alkanolamides, polyoxyethylene fatty acid amides, polyoxyethylene alkyl amide, and the like. Moreover, a fluorine-type surfactant etc. are mentioned.

さらに、その他の界面活性剤、親水性化合物、親水性ポリマー等としては、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、メトキシ酢酸、エトキシ酢酸、3−エトキシプロピオン酸及びアラニンエチルエステル等のエステル;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、ポリエチレングリコールアルケニルエーテル、アルキルポリエチレングリコール、アルキルポリエチレングリコールアルキルエーテル、アルキルポリエチレングリコールアルケニルエーテル、アルケニルポリエチレングリコール、アルケニルポリエチレングリコールアルキルエーテル、アルケニルポリエチレングリコールアルケニルエーテル、ポリプロピレングリコールアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールアルケニルエーテル、アルキルポリプロピレングリコール、アルキルポリプロピレングリコールアルキルエーテル、アルキルポリプロピレングリコールアルケニルエーテル、アルケニルポリプロピレングリコール、アルケニルポリプロピレングリコールアルキルエーテル及びアルケニルポリプロピレングリコールアルケニルエーテル等のエーテル;アルギン酸、ペクチン酸、カルボキシメチルセルロース、カードラン及びプルラン等の多糖類;グリシンアンモニウム塩及びグリシンナトリウム塩等のアミノ酸塩;ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、ポリリシン、ポリリンゴ酸、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸アンモニウム塩、ポリメタクリル酸ナトリウム塩、ポリアミド酸、ポリマレイン酸、ポリイタコン酸、ポリフマル酸、ポリ(p−スチレンカルボン酸)、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、アミノポリアクリルアミド、ポリアクリル酸アンモニウム塩、ポリアクリル酸ナトリウム塩、ポリアミド酸、ポリアミド酸アンモニウム塩、ポリアミド酸ナトリウム塩及びポリグリオキシル酸等のポリカルボン酸及びその塩;ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン及びポリアクロレイン等のビニル系ポリマ;メチルタウリン酸アンモニウム塩、メチルタウリン酸ナトリウム塩、硫酸メチルナトリウム塩、硫酸エチルアンモニウム塩、硫酸ブチルアンモニウム塩、ビニルスルホン酸ナトリウム塩、1−アリルスルホン酸ナトリウム塩、2−アリルスルホン酸ナトリウム塩、メトキシメチルスルホン酸ナトリウム塩、エトキシメチルスルホン酸アンモニウム塩、3−エトキシプロピルスルホン酸ナトリウム塩、メトキシメチルスルホン酸ナトリウム塩、エトキシメチルスルホン酸アンモニウム塩、3−エトキシプロピルスルホン酸ナトリウム塩及びスルホコハク酸ナトリウム塩等のスルホン酸及びその塩;プロピオンアミド、アクリルアミド、メチル尿素、ニコチンアミド、コハク酸アミド及びスルファニルアミド等のアミド等が挙げられる。   Furthermore, other surfactants, hydrophilic compounds, hydrophilic polymers and the like include esters such as glycerin ester, sorbitan ester, methoxyacetic acid, ethoxyacetic acid, 3-ethoxypropionic acid and alanine ethyl ester; polyethylene glycol, polypropylene glycol, Polytetramethylene glycol, polyethylene glycol alkyl ether, polyethylene glycol alkenyl ether, alkyl polyethylene glycol, alkyl polyethylene glycol alkyl ether, alkyl polyethylene glycol alkenyl ether, alkenyl polyethylene glycol, alkenyl polyethylene glycol alkyl ether, alkenyl polyethylene glycol alkenyl ether, polypropylene glycol alkyl Ete , Polypropylene glycol alkenyl ethers, alkyl polypropylene glycols, alkyl polypropylene glycol alkyl ethers, alkyl polypropylene glycol alkenyl ethers, alkenyl polypropylene glycols, alkenyl polypropylene glycol alkyl ethers and alkenyl polypropylene glycol alkenyl ethers; alginic acid, pectinic acid, carboxymethylcellulose, curd Polysaccharides such as orchid and pullulan; amino acid salts such as glycine ammonium salt and glycine sodium salt; polyaspartic acid, polyglutamic acid, polylysine, polymalic acid, polymethacrylic acid, polymethacrylic acid ammonium salt, polymethacrylic acid sodium salt, polyamic acid , Polymaleic acid, poly Taconic acid, polyfumaric acid, poly (p-styrenecarboxylic acid), polyacrylic acid, polyacrylamide, aminopolyacrylamide, polyacrylic acid ammonium salt, polyacrylic acid sodium salt, polyamic acid, polyamic acid ammonium salt, polyamic acid sodium salt And polycarboxylic acids such as polyglyoxylic acid and salts thereof; vinyl polymers such as polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone and polyacrolein; methyl taurate ammonium salt, methyl taurate sodium salt, methyl sodium sulfate salt, ethylammonium sulfate salt, sulfuric acid Butylammonium salt, vinylsulfonic acid sodium salt, 1-allylsulfonic acid sodium salt, 2-allylsulfonic acid sodium salt, methoxymethylsulfonic acid sodium salt, ethoxymethyls Sulfonic acid and its salts such as ammonium sulfonate, 3-ethoxypropyl sulfonate, sodium methoxymethyl sulfonate, ammonium ethoxymethyl sulfonate, sodium 3-ethoxypropyl sulfonate and sodium sulfosuccinate; propion Amides such as amide, acrylamide, methylurea, nicotinamide, succinic acid amide and sulfanilamide are exemplified.

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、酸もしくはそのアンモニウム塩が望ましい。基体がガラス基板等である場合はその限りではない。上記例示化合物の中でもシクロヘキサノール、ポリアクリル酸アンモニウム塩、ポリビニルアルコール、コハク酸アミド、ポロビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーがより好ましい。   However, when the substrate to be applied is a silicon substrate for a semiconductor integrated circuit or the like, contamination with an alkali metal, an alkaline earth metal, a halide, or the like is not desirable, so an acid or an ammonium salt thereof is desirable. This is not the case when the substrate is a glass substrate or the like. Among the above exemplified compounds, cyclohexanol, polyacrylic acid ammonium salt, polyvinyl alcohol, succinic acid amide, polo vinyl pyrrolidone, polyethylene glycol, and polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer are more preferable.

界面活性剤及び/又は親水性ポリマーの添加量は、総量として、研磨に使用する際の金属用研磨液の1L中、0.001〜10gとすることが好ましく、0.01〜5gとすることがより好ましく0.1〜3gとすることが特に好ましい。即ち、界面活性剤及び/又は親水性ポリマーの添加量は、充分な効果を得る上で、0.001g以上が好ましく、CMP速度の低下防止の点から10g以下が好ましい。また、これらの界面活性剤及び/又は親水性ポリマーの重量平均分子量としては、500〜100000が好ましく、特には2000〜50000が好ましい。   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 liter of the metal polishing slurry used for polishing. Is more preferably 0.1 to 3 g. That is, the addition amount of the surfactant and / or the hydrophilic polymer is preferably 0.001 g or more for obtaining a sufficient effect, and is preferably 10 g or less from the viewpoint of preventing the CMP rate from being lowered. Moreover, as a weight average molecular weight of these surfactant and / or hydrophilic polymer, 500-100000 are preferable, and 2000-50000 are especially preferable.

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

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

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

アルカリ剤及び緩衝剤の添加量としては、pHが好ましい範囲に維持される量であればよく、研磨に使用する際の研磨液の1L中、0.0001mol〜1.0molとすることが好ましく、0.003mol〜0.5molとすることがより好ましい。
研磨に使用する際の研磨液のpHは2〜14が好ましく、3〜12がより好ましく、3.5〜8が最も好ましい。この範囲において本発明の金属液は特に優れた効果を発揮する。
The addition amount of the alkaline agent and the buffer may be an amount that maintains the pH within a preferable range, and is preferably 0.0001 mol to 1.0 mol in 1 L of the polishing liquid used for polishing. More preferably, it is 0.003 mol to 0.5 mol.
The pH of the polishing liquid when used for polishing is preferably 2 to 14, more preferably 3 to 12, and most preferably 3.5 to 8. Within this range, the metal liquid of the present invention exhibits particularly excellent effects.

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

〔砥粒〕
本発明の金属用研磨液は砥粒を含有する。好ましい砥粒としては、例えば、シリカ(沈降シリカ、フュームドシリカ、コロイダルシリカ、合成シリカ)、セリア、アルミナ、チタニア、ジルコニア、ゲルマニア、酸化マンガン、炭化ケイ素、ポリスチレン、ポリアクリル、ポリテレフタレートなどが挙げられる。
また、砥粒は平均粒径が5〜1000nmが好ましく、特には10〜200nmが好ましい。
[Abrasive]
The metal polishing liquid of the present invention contains abrasive grains. Examples of preferable abrasive grains include silica (precipitated silica, fumed silica, colloidal silica, synthetic silica), ceria, alumina, titania, zirconia, germania, manganese oxide, silicon carbide, polystyrene, polyacryl, polyterephthalate, and the like. It is done.
The average grain size of the abrasive grains is preferably 5 to 1000 nm, and particularly preferably 10 to 200 nm.

砥粒の添加量としては、砥粒は、使用する際の金属用研磨液の全質量に対して0.01〜20質量%であることが好ましく、0.05〜5質量%の範囲であることがより好ましい。研磨速度の向上とウエハ面内の研磨速度のばらつきの低減における充分な効果を得る上で0.01質量%以上が好ましく、CMPによる研磨速度が飽和するため、20質量%以下が好ましい。   As addition amount of an abrasive grain, it is preferable that an abrasive grain is 0.01-20 mass% with respect to the total mass of the polishing liquid for metals at the time of use, and is the range of 0.05-5 mass%. It is more preferable. 0.01% by mass or more is preferable for obtaining a sufficient effect in improving the polishing rate and reducing variation in the polishing rate within the wafer surface, and 20% by mass or less is preferable because the polishing rate by CMP is saturated.

〔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, and WN are particularly preferable, and Ta and TaN are particularly preferable.

〔研磨方法〕
金属用研磨液は、濃縮液であって使用する際に水を加えて希釈して使用液とする場合、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。本発明の金属用研磨液を用いた研磨方法は、いずれの場合にも適用でき、研磨液を研磨定盤上の研磨パッドに供給し、被研磨面と接触させて被研磨面と研磨パッドを相対運動させて研磨する研磨方法である。
[Polishing method]
The metal polishing liquid 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 water is added if necessary. In some cases, it is used as a working solution after dilution. The polishing method using the metal polishing liquid 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.

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、5〜500g/cm2であることが好ましく、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、12〜240g/cm2であることがより好ましい。 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 5 to 500 g / cm 2 in order to satisfy the uniformity of the polishing rate within the wafer surface and the flatness of the pattern. Is more preferably 12 to 240 g / cm 2 .

研磨している間、研磨パッドには金属用研磨液をポンプ等で連続的に供給する。この供給量に制限はないが、研磨パッドの表面が常に研磨液で覆われていることが好ましい。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。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金属用研磨液の成分を合計した成分が、金属用研磨液を使用して研磨する際の成分となるようにする。水溶液で希釈して使用する場合は、溶解しにくい成分を水溶液の形で配合することができ、より濃縮した金属用研磨液を調製することができる。   During polishing, a polishing liquid for metal is continuously supplied to the polishing pad with a pump or the like. Although there is no restriction | limiting in this supply amount, it is preferable that the surface of a polishing pad is always covered with polishing liquid. The semiconductor substrate after polishing is thoroughly washed in running water, and then dried after removing water droplets adhering to the semiconductor substrate using a spin dryer or the like. In the polishing method of the present invention, the aqueous solution to be diluted is the same as the aqueous solution described below. The aqueous solution is water that contains at least one of an oxidizing agent, an acid, an additive, and a surfactant in advance, and the total amount of the components contained in the aqueous solution and the components of the metal polishing liquid to be diluted is a metal. It becomes the component at the time of grinding | polishing using the polishing liquid. 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 metal polishing liquid can be prepared.

濃縮された金属用研磨液に水または水溶液を加え希釈する方法としては、濃縮された金属用研磨液を供給する配管と水または水溶液を供給する配管を途中で合流させて混合し、混合し希釈された金属用研磨液を研磨パッドに供給する方法がある。混合は、圧力を付した状態で狭い通路を通して液同士を衝突混合する方法、配管中にガラス管などの充填物を詰め液体の流れを分流分離、合流させることを繰り返し行う方法、配管中に動力で回転する羽根を設ける方法など通常に行われている方法を採用することができる。   As a method of diluting by adding water or an aqueous solution to the concentrated metal polishing liquid, the pipe for supplying the concentrated metal polishing liquid and the pipe for supplying the water or aqueous solution are joined together, mixed, mixed and diluted. There is a method of supplying the polished metal polishing liquid to the 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.

金属用研磨液の供給速度は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 metal polishing liquid 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.

濃縮された金属用研磨液を水または水溶液などにより希釈し、研磨する方法としては、金属用研磨液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金属用研磨液と水または水溶液を入れ混合してから、研磨パッドにその混合した金属用研磨液を供給し、研磨をする方法がある。   As a method of diluting and polishing the concentrated metal polishing liquid with water or an aqueous solution, a pipe for supplying the metal polishing liquid and a pipe for supplying water or an aqueous solution are provided independently, and a predetermined amount of liquid is supplied from each. This is a method of polishing while supplying to the polishing pad and 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 concentrated metal polishing liquid and water or an aqueous solution are mixed in one container, and then the mixed metal polishing liquid is supplied to a polishing pad for polishing.

本発明の別の研磨方法は、金属用研磨液が含有すべき成分を少なくとも2つの構成成分に分けて、それらを使用する際に、水または水溶液を加え希釈して研磨定盤上の研磨パッドに供給し、被研磨面と接触させて被研磨面と研磨パッドを相対運動させて研磨する方法である。   According to another polishing method of the present invention, a component to be contained in a metal polishing liquid is divided into at least two components, and when using them, a water or aqueous solution is added to dilute the polishing pad on a polishing platen. The surface to be polished is brought into contact with the surface to be polished, and the surface to be polished and the polishing pad are moved relative to each other for polishing.

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または水溶液で構成成分(A)と構成成分(B)を希釈して使用する。   For example, an oxidizing agent is one component (A), an acid, an additive, a surfactant, and water are one component (B), and when they are used, the component (A) The component (B) is diluted before use.

また、溶解度の低い添加剤を2つの構成成分(A)と(B)に分け、酸化剤、添加剤及び界面活性剤を1つの構成成分(A)とし、酸、添加剤、界面活性剤及び水を1つの構成成分(B)とし、それらを使用する際に水または水溶液を加え構成成分(A)と構成成分(B)を希釈して使用する。この例の場合、構成成分(A)と構成成分(B)と水または水溶液をそれぞれ供給する3つの配管が必要であり、希釈混合は、3つの配管を、研磨パッドに供給する1つの配管に結合し、その配管内で混合する方法があり、この場合、2つの配管を結合してから他の1つの配管を結合することも可能である。
なお、ここで、本発明に係る前記特定アミノ酸誘導体は、2つの構成成分のうち、不動態膜形成剤とともに、(B)に添加することが溶液経時安定性の観点から好ましい。
In addition, the low-solubility additive is divided into two components (A) and (B), and the oxidizing agent, additive and surfactant are one component (A), and the acid, additive, surfactant and Water is used as one component (B), and when these are used, water or an aqueous solution is added to dilute the component (A) and the component (B). In the case of this example, three pipes for supplying the component (A), the component (B), and water or an aqueous solution are required, and dilution mixing is performed on one pipe that supplies the three pads to the polishing pad. There is a method of combining and mixing in the pipe. In this case, it is also possible to combine two pipes and then connect another pipe.
Here, the specific amino acid derivative according to the present invention is preferably added to (B) together with the passive film-forming agent among the two components from the viewpoint of solution aging stability.

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

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、上述したように金属用研磨液の成分を二分割以上に分割して、研磨面に供給してもよい。この場合、酸化物を含む成分と酸を含有する成分とに分割して供給する事が好ましい。また、金属用研磨液を濃縮液とし、希釈水を別にして研磨面に供給してもよい。   In the present invention, as described above, the component of the metal polishing liquid may be divided into two or more parts and supplied to the polishing surface. In this case, it is preferable to divide and supply the component containing an oxide and the component containing an acid. Alternatively, the metal polishing liquid may be a concentrated liquid, and the diluted water may be separately supplied to the polishing surface.

〔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〕
本発明の金属用研磨液で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 metal polishing liquid of the present invention preferably has a diameter of 200 mm or more, and 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。
<実施例1>
下記に示す処方(金属用研磨液1)により、研磨液を調製し、実施例1の金属用研磨液を得た。この金属用研磨液を、下記の方法により研磨試験を行って評価した。
Hereinafter, the present invention will be described by way of examples. The present invention is not limited to these examples.
<Example 1>
A polishing liquid was prepared according to the following formulation (metal polishing liquid 1), and a metal polishing liquid of Example 1 was obtained. This metal polishing liquid was evaluated by conducting a polishing test by the following method.

(金属用研磨液1)
30質量%過酸化水素水(酸化剤) 4 g/L
例示化合物1 0.1 mol/L
コロイダルシリカ(砥粒) 8 g/L
純水を加えて全量 1000 mL
pH(アンモニア水と硝酸で調整) 7.0
(Metal polishing liquid 1)
30% by mass hydrogen peroxide (oxidant) 4 g / L
Exemplary Compound 1 0.1 mol / L
Colloidal silica (abrasive) 8 g / L
Add pure water for a total volume of 1000 mL
pH (adjusted with ammonia water and nitric acid) 7.0

(研磨試験)
研磨パッド: IC1400XY−K Groove(ロデール社)
研磨機: LGP−612(LapmaSterSFT社)
押さえ圧力: 70g/cm2
研磨液供給速度: 200ml/min
銅ブランケットウエハ: 厚さ1.4μmの銅膜を形成したウエハ(200mm)
タンタルブランケットウエハ: 厚さ1μmのタンタル膜を形成したウエハ(200mm)
パターンウエハ: セマテック社製CMP854パターンウエハ(200mm)
研磨パッド/ウエハの回転数:95/120rpm
定盤温調: 20℃
(Polishing test)
Polishing pad: IC1400XY-K Groove (Rodale)
Polishing machine: LGP-612 (LapmaSterSFT)
Holding pressure: 70 g / cm 2
Polishing liquid supply rate: 200 ml / min
Copper blanket wafer: Wafer (200 mm) on which a copper film with a thickness of 1.4 μm is formed
Tantalum blanket wafer: Wafer (200 mm) on which a tantalum film with a thickness of 1 μm is formed
Pattern wafer: CMP854 pattern wafer (200 mm) manufactured by Sematec
Polishing pad / wafer rotation speed: 95/120 rpm
Surface plate temperature control: 20 ° C

(評価方法)
研磨速度: 銅またはタンタルブランケットウエハ面上の49箇所に対し、金属膜のCMP前後での膜厚さを電気抵抗値から換算して、平均研磨速度を求めた。
ディッシング: パターンウエハに対し、非配線部の銅が完全に研磨されるまでの時間に加えて、該時間の50%に相当する時間研磨し、ラインアンドスペース部(ライン100μm、スペース100μm)のディッシングを触針式段差計で測定した。
銅配線とバリア層間の溝の深さ: ウエハを分割し、走査型電子顕微鏡(SEM)により配線部分を真横から撮影し、溝の深さ(d)を測定した(図1参照)。
上記研磨液を用いてCMPを行って得られた研磨速度、ディッシング及び銅配線とバリア層間の溝の深さを下記表1に示した。
(Evaluation methods)
Polishing rate: The average polishing rate was determined by converting the film thickness of the metal film before and after CMP from 49 electrical locations on 49 copper or tantalum blanket wafer surfaces.
Dishing: In addition to the time until the copper in the non-wiring portion is completely polished, the pattern wafer is polished for a time corresponding to 50% of the time, and the dishing of the line and space portion (line 100 μm, space 100 μm) is performed. Was measured with a stylus profilometer.
The depth of the groove between the copper wiring and the barrier layer: The wafer was divided, and the wiring portion was photographed from the side with a scanning electron microscope (SEM), and the depth (d) of the groove was measured (see FIG. 1).
Table 1 below shows the polishing rate, dishing, and depth of the groove between the copper wiring and the barrier layer obtained by performing CMP using the above polishing liquid.

<実施例2〜4及び比較例1〜2>
実施例1における金属用研磨液1の処方において、本件発明化合物である例示化合物1を、それぞれ表1に記載の化合物とした他は、実施例1と同様にして実施例2〜4を調製し、実施例1と同様に研磨試験を行った。また、本件発明化合物である例示化合物1を、それぞれ表1に記載の化合物とし、かつベンゾトリアゾールをトータル性能が最適になる量(0.030mg/L)添加した他は、実施例1と同様にして比較例1〜2を調製し、実施例1と同様に研磨試験を行った。金属用研磨液結果を下記表1に併記する。
<Examples 2-4 and Comparative Examples 1-2>
Examples 2 to 4 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the compound 1 of the present invention in the formulation of the metal polishing liquid 1 in Example 1 was changed to the compounds shown in Table 1. A polishing test was conducted in the same manner as in Example 1. Further, Exemplified Compound 1 which is the compound of the present invention was changed to the compounds shown in Table 1 respectively, and benzotriazole was added in an amount (0.030 mg / L) at which the total performance was optimized (similar to Example 1). Comparative Examples 1 and 2 were prepared, and a polishing test was conducted in the same manner as in Example 1. The results for the metal polishing liquid are also shown in Table 1 below.

Figure 2008078221
Figure 2008078221

表1に示されるように、本発明のアミノ酸誘導体を含有する金属用研磨液は、グリシン、イミノジ酢酸のように研磨速度が速いことで知られているアミノ酸を含有する研磨液に対して、研磨速度を大きく落とすことなく、ディッシング改良及び銅配線とバリア層間に生じる溝を改良する効果に優れることが明らかとなった。また、通常、酸化剤の劣化を抑制し、研磨速度を制御するベンゾトリアゾールのような芳香族化合物を添加することが研磨剤のトータル性能を向上させる上で必要であるが、本発明の金属用研磨液はかかる化合物を添加しなくても研磨速度、ディッシング性能ともに良好であった。   As shown in Table 1, the metal polishing liquid containing the amino acid derivative of the present invention is polishing against a polishing liquid containing an amino acid known to have a high polishing rate such as glycine and iminodiacetic acid. It became clear that the effect of improving the dishing and improving the groove formed between the copper wiring and the barrier layer was excellent without significantly reducing the speed. In addition, it is usually necessary to add an aromatic compound such as benzotriazole that suppresses the deterioration of the oxidizing agent and controls the polishing rate in order to improve the total performance of the polishing agent. The polishing liquid had good polishing rate and dishing performance without adding such a compound.

銅配線とバリア層の間に溝が生じているウエハの断面の模式図である。It is a schematic diagram of a cross section of a wafer in which a groove is formed between a copper wiring and a barrier layer.

符号の説明Explanation of symbols

1:銅配線
2:バリア層
3:絶縁層
4:溝
d:溝の深さ
1: Copper wiring 2: Barrier layer 3: Insulating layer 4: Groove d: Groove depth

Claims (3)

半導体デバイスの化学的機械的平坦化に使用される金属用研磨液であって、少なくとも一つのテトラゾール環またはトリアゾール環を有するアミノ酸誘導体を含有することを特徴とする金属用研磨液。   A metal polishing liquid used for chemical mechanical planarization of a semiconductor device, comprising an amino acid derivative having at least one tetrazole ring or triazole ring. 少なくとも一つのテトラゾール環またはトリアゾール環を有するアミノ酸誘導体が下記一般式(I)で表されるアミノ酸誘導体である、請求項1に記載の金属用研磨液。
一般式(I)
Figure 2008078221

式中、LaおよびLbは置換基を有してもよい2価の連結基を表す。Rは、水素原子または置換基を表す。Hetはテトラゾール環またはトリアゾール環を表す。
The metal polishing slurry according to claim 1, wherein the amino acid derivative having at least one tetrazole ring or triazole ring is an amino acid derivative represented by the following general formula (I).
Formula (I)
Figure 2008078221

In the formula, L a and L b represent a divalent linking group which may have a substituent. R represents a hydrogen atom or a substituent. Het represents a tetrazole ring or a triazole ring.
前記金属研磨液が、半導体デバイスの化学的機械的平坦化において、主として銅配線の研磨に用いられることを特徴とする請求項1または2に記載の金属用研磨液。   The metal polishing liquid according to claim 1 or 2, wherein the metal polishing liquid is mainly used for polishing copper wiring in chemical mechanical planarization of a semiconductor device.
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