JP2009081302A - Metal polishing composition and polishing method using the same - Google Patents

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Sumi Takamiya
寿美 高宮
Tomoo Kato
知夫 加藤
Takamitsu Tomiga
敬充 冨賀
Tadashi Inaba
正 稲葉
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal polishing composition excellent in polishing speed for a conductor film made of copper or a copper metal and capable of restraining generation of dishing and erosion; and a polishing method using the same. <P>SOLUTION: The metal polishing composition includes (a) a compound represented by formula (I) and (b) peroxodisulfate, and preferably further includes (f) abrasive grains, and is used for chemical mechanical polishing for a conductor film made of copper or a copper alloy in a semiconductor device manufacturing step. In the formula (I), R represents a hydrogen atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は金属研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法に関し、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おいて、導体膜の平坦化に用いられる金属研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法に関する。   The present invention relates to a metal polishing composition and a polishing method using the same, and more specifically, a metal polishing composition used for planarization of a conductor film in a wiring formation step in semiconductor device manufacturing and polishing using the same. Regarding the method.

半導体集積回路(以下「LSI」と称する場合がある。)で代表される半導体デバイスの開発においては、半導体デバイスを高集積化・高速化するために、配線の微細化や積層化の方法が検討されている。
このための技術として、化学的機械的研磨(Chemical Mechanical
Polishing、以下「CMP」と称する場合がある。)等の種々の技術が採用されている。CMPは、層間絶縁性膜(SiO2など)や配線に用いる金属薄膜を研磨して、基板を平滑化し、或いは配線形成時の余分な金属薄膜を除去するために用いられている(例えば、特許文献1参照。)。
In the development of semiconductor devices typified by semiconductor integrated circuits (hereinafter sometimes referred to as “LSI”), in order to increase the integration and speed of semiconductor devices, wiring miniaturization and lamination methods are studied. Has been.
As a technology for this purpose, chemical mechanical polishing (Chemical Mechanical Polishing)
Polishing, hereinafter referred to as “CMP”. Etc.) are employed. CMP is used for polishing an interlayer insulating film (such as SiO 2) and a metal thin film used for wiring to smooth the substrate, or to remove an excess metal thin film at the time of wiring formation (for example, Patent Documents). 1).

CMPの一般的な方法は、次の通りである。
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す。研磨パッドに基盤(ウエハ)の表面を押しつけ、その裏面から所定の圧力(研磨圧力)を加えた状態で、研磨定盤及び基盤の双方を回転させる。
CMPでは、上記操作によって発生する機械的摩擦により、基盤の表面を平坦化する。
A general method of CMP is as follows.
A polishing pad is affixed on a circular polishing platen (platen), and the surface of the polishing pad is immersed in a polishing liquid. The surface of the substrate (wafer) is pressed against the polishing pad, and both the polishing surface plate and the substrate are rotated with a predetermined pressure (polishing pressure) applied from the back surface.
In CMP, the surface of the substrate is flattened by mechanical friction generated by the above operation.

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、ダマシン法が知られている(例えば、特許文献2参照。)。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 for wiring this copper, a damascene method is known (for example, see Patent Document 2). 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 is shipped.

しかしながら、近年は更なる高密度化の要求に従い配線を微細化するのに、銅配線の導電性や電子特性などの向上が求められている。これに対して、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いる。   However, in recent years, in order to miniaturize the wiring in accordance with the demand for higher density, improvements in the conductivity and electronic characteristics of the copper wiring are required. On the other hand, the use of a copper alloy obtained by adding a third component to high-purity copper has begun to be studied.

また、これらの高精細で高純度の材料を汚染させることなく生産性を高めることのできる高速金属研磨手段が求められている。特に、銅は軟質の金属であるため、銅や銅合金を研磨する場合には、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)や、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、益々高精度な研磨技術が要求されている。   There is also a need for high-speed metal polishing means that can increase productivity without contaminating these high-definition and high-purity materials. In particular, since copper is a soft metal, when polishing copper or copper alloys, only the center is polished deeper, resulting in dish-like depressions (dishing), or the surface of multiple wiring metal surfaces is a dish. A phenomenon (erosion) that forms a concave-shaped recess and a polishing flaw (scratch) are likely to occur, and an increasingly accurate polishing technique is required.

また、近年、生産性向上のためウエハが大型化しており、現在は直径200mm以上のウエハが汎用され、300mm以上のウエハの製造も開始され始めている。このようなウエハの大型化に伴い、ウエハの中心部と周辺部とでの研磨速度の差が大きくなりやすく、ウエハの面内で均一に研磨できることが強く要求され始めている。   In recent years, wafers have become larger in order to improve productivity. Currently, wafers with a diameter of 200 mm or more are widely used, and manufacture of wafers with a diameter of 300 mm or more has started. As the size of the wafer increases, the difference in polishing rate between the central portion and the peripheral portion of the wafer tends to increase, and there is a strong demand for uniform polishing within the wafer surface.

一方で、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、溶解作用のみによる化学研磨方法が開示されている(例えば、特許文献3参照。)。
しかしながら、化学研磨方法では化学的溶解作用のみによって研磨するので、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問題が発生しやすく、平坦性が課題となっている。
On the other hand, as a chemical polishing method in which mechanical polishing means is not applied to copper and a copper alloy, a chemical polishing method based only on a dissolving action is disclosed (for example, see Patent Document 3).
However, in the chemical polishing method, since polishing is performed only by a chemical dissolution action, problems such as dishing of recesses, that is, dishing, are likely to occur compared to CMP in which the metal film of the protrusions is selectively chemically and mechanically polished. Flatness has become an issue.

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、CuTa合金、MnSi及びMnOなどのバリア材料で形成され、1層又は2層以上設けられる。
これらのバリア材料は、それ自体が導電性の性質を有しているため、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を研磨する場合と同様の方法を適用することができる。所謂、バリアCMPと呼ばれるものである。
In addition, when copper wiring is used in LSI manufacturing, a diffusion prevention layer called a barrier layer is generally provided between the wiring portion and the insulating layer in order to prevent copper ions from diffusing into the insulating material. The barrier layer is formed of a barrier material such as TaN, TaSiN, Ta, TiN, Ti, Nb, W, WN, Co, Zr, ZrN, Ru, CuTa alloy, MnSi x O y and MnO x , one layer or two More layers are provided.
Since these barrier materials have a conductive property, the barrier material on the insulating layer must be completely removed in order to prevent an error such as a leakage current. For this removal processing, a method similar to that for polishing the bulk of the metal wiring material can be applied. This is what is called 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、最終的に平坦化されるためには、配線部とバリア部とで研磨除去する量が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、銅/バリアメタルの最適な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 the bulk polishing of copper, dishing is likely to occur particularly in a wide metal wiring portion. Therefore, it is desirable that the amount of polishing and removal can be adjusted between the wiring portion and the barrier portion in order to be finally flattened. For this reason, it is desired that the polishing liquid for barrier polishing has an optimal polishing selectivity of copper / barrier metal. 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、ペルオキソ二硫酸塩)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いる(例えば、非特許文献1参照。)。
The metal polishing composition (metal polishing liquid) used for CMP generally contains solid abrasive grains (for example, alumina, silica) and an oxidizing agent (for example, hydrogen peroxide, peroxodisulfate).
It is considered that the basic mechanism of CMP using such a metal polishing liquid is that polishing is performed by oxidizing the metal surface with an oxidizing agent and removing the oxide film with abrasive grains (for example, non-polishing). (See Patent Document 1).

ペルオキソ二硫酸塩を含む研磨剤は高い研磨速度が得られるという特徴を有するが、ディッシングやエロージョンが進行しやすいという問題がある。そこで、このディッシングを解決するひとつの手段として、金属膜の研磨を抑制する防食剤として、ベンゾトリアゾール類が利用されている(例えば、特許文献4参照。)。
これらの方法によれば、半導体基体の金属膜に保護膜が作られ、凸部は砥粒によって除去されながらも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。凹部の保護膜によってディッシングの発生は抑制され、高い平坦性が得られる。
A polishing agent containing peroxodisulfate has a feature that a high polishing rate can be obtained, but has a problem that dishing and erosion are likely to proceed. Therefore, as one means for solving this dishing, benzotriazoles are used as an anticorrosive that suppresses polishing of a metal film (see, for example, Patent Document 4).
According to these methods, a protective film is formed on the metal film of the semiconductor substrate, and the metal film is left in the concave portion while the convex portion is removed by the abrasive grains, thereby obtaining a desired conductor pattern. Occurrence of dishing is suppressed by the protective film of the recess, and high flatness is obtained.

しかしながら、上述のような高い平坦性が得られるこれらの防食剤を用いても、バリア膜の腐食によるエロージョンの発生を抑えられず、デバイスの製造に必要な平坦性に関して、更なる改善が求められているのが現状である。
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2005−116987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
However, even when these anticorrosives that provide high flatness as described above are used, the occurrence of erosion due to the corrosion of the barrier film cannot be suppressed, and further improvement is required regarding the flatness required for device manufacturing. This is the current situation.
US Pat. No. 4,944,836 JP-A-2-278822 JP 49-122432 A JP-A-2005-116987 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、銅又は銅金属からなる導体膜の研磨速度に優れ、エロージョンの発生を抑制しうる金属研磨用組成物を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、銅又は銅金属からなる導体膜の研磨速度に優れ、エロージョンの発生を抑制しうる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 that is excellent in the polishing rate of a conductor film made of copper or copper metal and can suppress the occurrence of erosion.
Another object of the present invention is to provide a polishing method that is excellent in the polishing rate of a conductor film made of copper or copper metal and that can suppress the occurrence of erosion.

前記実状に鑑み本発明者らは、鋭意研究を行ったところ、特定構造のトリルトリアゾール誘導体と、ペルオキソ二硫酸塩と、を併用することで上記課題を解決しうることを見出し、本発明に至った。
即ち、本発明の課題は、下記の手段により達成されるものである。
In view of the above situation, the present inventors have conducted extensive research and found that the above-described problems can be solved by using a tolyltriazole derivative having a specific structure and peroxodisulfate in combination. It was.
That is, the object of the present invention is achieved by the following means.

<1> (a)下記一般式(I)で表される化合物、及び(b)ペルオキソ二硫酸塩を含み、半導体デバイス製造工程における銅又は銅合金からなる導体膜の化学的機械的研磨に用いられることを特徴とする金属研磨用組成物。 <1> (a) A compound represented by the following general formula (I), and (b) a peroxodisulfate, used for chemical mechanical polishing of a conductor film made of copper or a copper alloy in a semiconductor device manufacturing process. The metal polishing composition characterized by the above-mentioned.

Figure 2009081302
Figure 2009081302

上記一般式(I)中、Rは、水素原子、又は、置換若しくは無置換のアルキル基を表す。   In the general formula (I), R represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group.

<2> 前記(a)一般式(I)で表される化合物が、下記一般式(II)で表されるトリルトリアゾール誘導体であることを特徴とする前記<1>に記載の金属研磨用組成物。 <2> The metal polishing composition according to <1>, wherein the compound represented by the general formula (I) is a tolyltriazole derivative represented by the following general formula (II): object.

Figure 2009081302
Figure 2009081302

上記一般式(II)中、Xは、アルキレン基を表し、R及びRは、各々独立に、カルボキシル基を有するアルキル基、ヒドロキシル基を有するアルキル基、又はアルキル基を表す。 In the general formula (II), X represents an alkylene group, and R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group having a carboxyl group, an alkyl group having a hydroxyl group, or an alkyl group.

<3> 前記(a)一般式(I)で表される化合物が、下記構造のトリルトリアゾール誘導体であることを特徴とする前記<1>に記載の金属研磨用組成物。 <3> The metal polishing composition as described in <1>, wherein the compound represented by (a) the general formula (I) is a tolyltriazole derivative having the following structure.

Figure 2009081302
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<4> 前記(b)ペルオキソ二硫酸塩がペルオキソ二硫酸アンモニウムであることを特徴とする前記<1>〜<3>のいずれか1に記載の金属研磨用組成物。
<5> 更に、(c)有機酸及び無機酸からなる群より選択される1種以上の化合物を含有することを特徴とする前記<1>〜<4>のいずれか1に記載の金属研磨用組成物。
<6> 更に、(d)界面活性剤及び(e)親水性ポリマーからなる群より選択される1種以上の化合物を含有することを特徴とする前記<1>〜<5>のいずれか1に記載の金属研磨用組成物。
<7> 前記(d)界面活性剤が、スルホ基及びフェニル基を有する界面活性剤であることを特徴とする前記<6>に記載の金属研磨用組成物。
<8> 前記(e)親水性ポリマーが、アミド結合を有する水溶性ポリマーであることを特徴とする前記<6>に記載の金属研磨用組成物。
<4> The metal polishing composition according to any one of <1> to <3>, wherein the (b) peroxodisulfate is ammonium peroxodisulfate.
<5> The metal polishing according to any one of <1> to <4>, further comprising (c) one or more compounds selected from the group consisting of organic acids and inorganic acids. Composition.
<6> Further, any one of the above items <1> to <5>, further comprising at least one compound selected from the group consisting of (d) a surfactant and (e) a hydrophilic polymer. The metal polishing composition according to 1.
<7> The metal polishing composition according to <6>, wherein the surfactant (d) is a surfactant having a sulfo group and a phenyl group.
<8> The metal polishing composition according to <6>, wherein the hydrophilic polymer (e) is a water-soluble polymer having an amide bond.

<9> 更に、(f)砥粒を含有することを特徴とする前記<1>〜<8>のいずれか1に記載の金属研磨用組成物。
<10> 前記(f)砥粒が、酸化ケイ素であることを特徴とする前記<9>に記載の金属研磨用組成物。
<11> 前記(f)砥粒が、コロイダルシリカであることを特徴とする前記<9>に記載の金属研磨用組成物。
<12> 前記コロイダルシリカの1次粒子径が20nm以上50nm以下であることを特徴とする前記<11>に記載の金属研磨用組成物。
<9> The metal polishing composition according to any one of <1> to <8>, further comprising (f) abrasive grains.
<10> The metal polishing composition according to <9>, wherein the (f) abrasive is silicon oxide.
<11> The metal polishing composition according to <9>, wherein the (f) abrasive is colloidal silica.
<12> The metal polishing composition according to <11>, wherein the colloidal silica has a primary particle diameter of 20 nm to 50 nm.

<13> 半導体デバイスの製造工程において、銅又は銅合金からなる導体膜とバリア膜とを有する基板を、(a)下記一般式(I)で表される化合物、及び(b)ペルオキソ二硫酸塩を含む金属研磨用組成物を用いて、化学的機械的に研磨することを特徴とする研磨方法。 <13> In the manufacturing process of a semiconductor device, a substrate having a conductor film made of copper or a copper alloy and a barrier film is made of (a) a compound represented by the following general formula (I), and (b) peroxodisulfate A polishing method comprising: chemically and mechanically polishing using a metal polishing composition comprising:

Figure 2009081302
Figure 2009081302

上記一般式(I)中、Rは、水素原子、又は、置換若しくは無置換のアルキル基を表す。   In the general formula (I), R represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group.

<14> 前記金属研磨用組成物を研磨定盤上の研磨パッドに供給し、該研磨定盤を回転させることで、該研磨パッドを前記基板の被研磨面と接触させつつ相対運動させて研磨することを特徴とする前記<13>に記載の研磨方法。 <14> The metal polishing composition is supplied to a polishing pad on a polishing surface plate, and the polishing surface plate is rotated so that the polishing pad moves relative to the surface to be polished while being in contact with the surface to be polished. The polishing method according to <13>, wherein the polishing method is performed.

本発明によれば、銅又は銅金属からなる導体膜の研磨速度に優れ、ディッシング及びエロージョンの発生を抑制しうる金属研磨用組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、銅又は銅金属からなる導体膜の研磨速度に優れ、ディッシング及びエロージョンの発生を抑制しうる研磨方法を提供することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the composition for metal polishing which is excellent in the grinding | polishing speed | rate of the conductor film which consists of copper or copper metal, and can suppress generation | occurrence | production of dishing and erosion can be provided.
Moreover, according to the present invention, it is possible to provide a polishing method that is excellent in the polishing rate of a conductor film made of copper or copper metal and that can suppress the occurrence of dishing and erosion.

[金属研磨用組成物]
本発明の金属研磨用組成物は、(a)一般式(I)で表される化合物、(b)ペルオキソ二硫酸塩を含み、半導体デバイス製造工程における銅又は銅合金からなる導体膜の化学的機械的研磨に用いられることを特徴とする。
また、必要に応じてその他の成分を含有してもよい。
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、(f)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工程において、銅又は銅合金からなる導体膜を有する被研磨体の化学的機械的研磨に有用である。
[Metal polishing composition]
The metal polishing composition of the present invention includes (a) a compound represented by the general formula (I) and (b) a peroxodisulfate, which is a chemical compound for a conductor film made of copper or a copper alloy in a semiconductor device manufacturing process. It is used for mechanical polishing.
Moreover, you may contain another component as needed.
The metal polishing composition of the present invention usually takes the form of a slurry in which (f) abrasive grains are dispersed in an aqueous solution obtained by dissolving each component.
The metal polishing composition of the present invention is useful for chemical mechanical polishing of an object to be polished having a conductor film made of copper or a copper alloy in a semiconductor device manufacturing process.

本発明の金属研磨用組成物は、(a)一般式(I)で表されるトリルトリアゾール誘導体を用い、更に、(b)ペルオキソ二硫酸塩を併用することで、銅又は銅合金からなる導体膜の研磨速度を低下させずに、バリア膜の研磨速度を低下させることができる。この理由は明らかではないが、一般式(I)で表されるトリルトリアゾール誘導体がバリア膜に選択的に吸着し、金属研磨用組成物による研磨を抑えるためであると考えられる。このため、本発明の金属研磨用組成物は、銅又は銅金属からなる導体膜の研磨速度に優れ、ディッシングの発生を抑制しうるといった効果の他、金属研磨用組成物によるバリア層欠陥を抑制し、エロージョンの発生も抑えることができるといった効果をも有するものである。   The metal polishing composition of the present invention is a conductor made of copper or a copper alloy by using (a) a tolyltriazole derivative represented by the general formula (I) and further using (b) a peroxodisulfate. The polishing rate of the barrier film can be reduced without reducing the polishing rate of the film. The reason for this is not clear, but it is considered that the tolyltriazole derivative represented by the general formula (I) is selectively adsorbed on the barrier film and suppresses polishing by the metal polishing composition. For this reason, the metal polishing composition of the present invention is excellent in the polishing rate of a conductor film made of copper or copper metal, and can suppress the occurrence of dishing, as well as suppressing barrier layer defects due to the metal polishing composition. In addition, the erosion can also be suppressed.

本発明の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 the metal polishing composition of this invention 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、単に、「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 simply referred to as “polishing composition”) is used not only in the composition (concentration) used for polishing but also diluted as necessary during use. The aspect is also referred to as a metal polishing composition in the present invention unless otherwise specified. 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)一般式(I)で表される化合物>
本発明の金属研磨用組成物は、(a)下記一般式(I)で表される化合物を含有する。
<(A) Compound represented by formula (I)>
The metal polishing composition of the present invention contains (a) a compound represented by the following general formula (I).

Figure 2009081302
Figure 2009081302

一般式(I)中、Rは、水素原子、又は、置換若しくは無置換のアルキル基を表す。
Rで表されるアルキル基としては、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられる。
また、Rが置換アルキル基である場合、導入される置換基としては、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アルキル基、アミノ基、スルホ基、及びアルコキシ基等を挙げることができる。好ましくは、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アミノ基であり、より好ましくはアミノ基である。アミノ基は、置換又は無置換のアルキル基を有していることが好ましい。このアルキル基が有してもよい置換基は、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アミノ基、スルホ基、及びアルコキシ基、等を挙げることができる。好ましくは、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アミノ基であり、より好ましくはヒドロキシル基である。
In general formula (I), R represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group.
The alkyl group represented by R is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group.
Moreover, when R is a substituted alkyl group, examples of the substituent to be introduced include a carboxyl group, a hydroxyl group, an alkyl group, an amino group, a sulfo group, and an alkoxy group. Preferred are a carboxyl group, a hydroxyl group, and an amino group, and more preferred is an amino group. The amino group preferably has a substituted or unsubstituted alkyl group. Examples of the substituent that this alkyl group may have include a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, a sulfo group, and an alkoxy group. Preferred are a carboxyl group, a hydroxyl group and an amino group, and more preferred is a hydroxyl group.

一般式(I)で表される化合物としては、下記一般式(II)で表される化合物が好ましい。   As the compound represented by the general formula (I), a compound represented by the following general formula (II) is preferable.

Figure 2009081302
Figure 2009081302

上記一般式(II)中、Xは、アルキレン基を表し、R及びRは、各々独立に、カルボキシル基を有するアルキル基、ヒドロキシル基を有するアルキル基、又はアルキル基を表す。 In the general formula (II), X represents an alkylene group, and R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group having a carboxyl group, an alkyl group having a hydroxyl group, or an alkyl group.

Xで表されるアルキレン基としては、炭素数1〜3のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基が挙げられる。中でも、十分に高いCMP速度とエロージョン抑制の点から、メチレン基、エチレン基が好ましい。   The alkylene group represented by X is preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and specific examples include a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a propylene group, and an isopropylene group. Among these, a methylene group and an ethylene group are preferable from the viewpoint of sufficiently high CMP rate and erosion suppression.

及びRで表されるカルボキシル基を有するアルキル基としては、カルボキシメチル基、カルボキシエチル基、カルボキシプロピル基が挙げられ、中でも、十分に高いCMP速度とエロージョン抑制の点から、カルボキシメチル基、カルボキシエチル基が好ましい。 Examples of the alkyl group having a carboxyl group represented by R 1 and R 2 include a carboxymethyl group, a carboxyethyl group, and a carboxypropyl group. Among them, from the viewpoint of sufficiently high CMP rate and erosion suppression, a carboxymethyl group A carboxyethyl group is preferred.

及びRで表されるヒドロキシル基を有するアルキル基としては、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基が挙げられ、中でも、十分に高いCMP速度とエロージョン抑制の点から、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基が好ましい。 Examples of the alkyl group having a hydroxyl group represented by R 1 and R 2 include a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, and a hydroxypropyl group. Among these, from the viewpoint of sufficiently high CMP rate and erosion suppression, a hydroxymethyl group A hydroxyethyl group is preferred.

及びRで表されるアルキル基としては、炭素数1〜3のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基が挙げられ、中でも、十分に高いCMP速度とエロージョン抑制の点から、メチル基、エチル基が好ましい。 As the alkyl group represented by R 1 and R 2 , an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is preferable, and specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. From the viewpoint of CMP rate and erosion suppression, a methyl group and an ethyl group are preferable.

一般式(II)において、R及びRが同一の基であることが好ましく、その両方がヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基であることが好ましい。 In the general formula (II), R 1 and R 2 are preferably the same group, and both of them are preferably a hydroxymethyl group and a hydroxyethyl group.

一般式(I)で表される化合物の具体例[1−1]〜[1−12]を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Specific examples [1-1] to [1-12] of the compound represented by the general formula (I) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2009081302
Figure 2009081302

Figure 2009081302
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これらの具体例[I−1]〜[I−12]の中でも、エロージョン抑制の点から、具体例[I−2]、[I−3]、[I−5]、及び[I−8]が好ましく、具体例[I−8]が特に好ましい。   Among these specific examples [I-1] to [I-12], specific examples [I-2], [I-3], [I-5], and [I-8] are preferable from the viewpoint of suppressing erosion. Is preferable, and the specific example [I-8] is particularly preferable.

(a)一般式(I)で表される化合物の添加量は、十分に高いCMP速度とエロージョン抑制の観点から、研磨に使用する際の研磨用組成物の総量に対して、0.001質量%以上1.0質量%以下であることが好ましく、更に好ましくは0.01質量%以上0.3 質量%以下である。
また、本発明では、一般式(I)で表される化合物に加え、研磨用組成物の防食剤として従来より用いられている各種の化合物を併用してもよい。このように併用する場合には、全防食剤中、一般式(I)で表される化合物を0.001質量%以上含むことが好ましい。
併用可能な防食剤としては、1,2,3,4−テトラゾール、5−アミノ−1,2,3,4−テトラゾール、5−メチル−1,2,3,4−テトラゾール、1H−テトラゾール−5−酢酸、1H−テトラゾール−5−コハク酸、1,2,3−トリアゾール、4−アミノ−1,2,3−トリアゾール、4,5−ジアミノ−1,2,3−トリアゾール、4−カルボキシ−1H−1,2,3−トリアゾール、4,5−ジカルボキシ−1H−1,2,3−トリアゾール、1H−1,2,3−トリアゾール−4−酢酸、4−カルボキシ−5−カルボキシメチル−1H−1,2,3−トリアゾール、1,2,4−トリアゾール、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール、3,5−ジアミノ−1,2,4−トリアゾール、3−カルボキシ−1,2,4−トリアゾール、3,5−ジカルボキシ−1,2,4−トリアゾール、1,2,4−トリアゾール−3−酢酸、1Hベンゾトリアゾール、1H−ベンゾトリアゾール−5−カルボン酸等が挙げられる。
(A) The addition amount of the compound represented by the general formula (I) is 0.001 mass relative to the total amount of the polishing composition when used for polishing, from the viewpoint of sufficiently high CMP rate and erosion suppression. % To 1.0% by mass, more preferably 0.01% to 0.3% by mass.
Moreover, in this invention, in addition to the compound represented by general formula (I), you may use together the various compounds conventionally used as an anticorrosive of polishing composition. When used together in this way, it is preferable to contain 0.001% by mass or more of the compound represented by the general formula (I) in all the anticorrosives.
Anticorrosives that can be used in combination include 1,2,3,4-tetrazole, 5-amino-1,2,3,4-tetrazole, 5-methyl-1,2,3,4-tetrazole, 1H-tetrazole- 5-acetic acid, 1H-tetrazole-5-succinic acid, 1,2,3-triazole, 4-amino-1,2,3-triazole, 4,5-diamino-1,2,3-triazole, 4-carboxy -1H-1,2,3-triazole, 4,5-dicarboxy-1H-1,2,3-triazole, 1H-1,2,3-triazole-4-acetic acid, 4-carboxy-5-carboxymethyl -1H-1,2,3-triazole, 1,2,4-triazole, 3-amino-1,2,4-triazole, 3,5-diamino-1,2,4-triazole, 3-carboxy-1 , 2,4-tri Tetrazole, 3,5-dicarboxy-1,2,4-triazole, 1,2,4-triazole-3-acetic acid, 1H-benzotriazole, 1H-benzotriazole-5-carboxylic acid and the like.

<(b)ペルオキソ二硫酸塩>
本発明の研磨用組成物は、研磨対象である金属(銅又は銅合金)を酸化できる化合物(酸化剤)として、(b)ペルオキソ二硫酸塩を含有する。
ペルオキソ二硫酸塩の中でも、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、又はペルオキソ二硫酸カリウムが好ましく、ペルオキソ二硫酸アンモニウムが最も好ましい。
<(B) Peroxodisulfate>
The polishing composition of the present invention contains (b) peroxodisulfate as a compound (oxidant) capable of oxidizing a metal (copper or copper alloy) to be polished.
Among the peroxodisulfates, ammonium peroxodisulfate or potassium peroxodisulfate is preferable, and ammonium peroxodisulfate is most preferable.

(b)ペルオキソ二硫酸塩の添加量は、研磨に使用する際の研磨用組成物の1L当たり、0.003mol〜0.5molとすることが好ましく、0.03mol〜0.2molとすることがより好ましく、0.03mol〜0.1molとすることが特に好ましい。即ち、(b)ペルオキソ二硫酸塩の添加量は、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0.5mol以下が好ましい。   (B) The amount of peroxodisulfate added is preferably 0.003 mol to 0.5 mol, and preferably 0.03 mol to 0.2 mol, per liter of the polishing composition when used for polishing. More preferably, 0.03 mol to 0.1 mol is particularly preferable. That is, the amount of (b) peroxodisulfate added is preferably 0.003 mol or more from the viewpoint of sufficient metal oxidation and ensuring a high CMP rate, and 0.5 mol or less from the viewpoint of preventing roughening of the polished surface.

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.

<(c)有機酸、無機酸>
本発明に係る金属用研磨液は、更に、(c)有機酸及び無機酸からなる群より選択される1種以上の化合物を含有することが好ましい。これらの酸は、金属の酸化剤ではなく、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、炭酸などが挙げられる。
<(C) Organic acid, inorganic acid>
The metal polishing slurry according to the present invention preferably further contains (c) one or more compounds selected from the group consisting of organic acids and inorganic acids. These acids are not metal oxidizers, but have the effect of promoting oxidation, adjusting pH, and buffering agents.
Examples of the inorganic acid include sulfuric acid, nitric acid, boric acid, phosphoric acid, and carbonic acid.

有機酸としては、水溶性のものが望ましい。特に、以下の群から選ばれたものがより適している。
即ち、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、2−メチル酪酸、n−ヘキサン酸、3,3−ジメチル酪酸、2−エチル酪酸、4−メチルペンタン酸、n−ヘプタン酸、2−メチルヘキサン酸、n−オクタン酸、2−エチルヘキサン酸、安息香酸、グリコール酸、サリチル酸、グリセリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、乳酸、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、イミノ二酢酸、アセドアミドイミノ二酢酸、ニトリロ三プロパン酸、ニトリロ三メチルホスホン酸、ジヒドロキシエチルグリシン、トリシン、及びそれらのアンモニウム塩やアルカリ金属塩等の塩、アンモニウム塩類、又はそれらの混合物等が挙げられる。
The organic acid is preferably water-soluble. In particular, those selected from the following group are more suitable.
That is, 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-methyl Hexanoic 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, apple Acid, tartaric acid, citric acid, lactic acid, hydroxyethyliminodiacetic acid, iminodiacetic acid, acedamidoiminodiacetic acid, nitrilotripropanoic acid, nitrilotrimethylphosphonic acid, dihydroxyethylglycine, tricine, and their ammonium salts and alkali metals Examples thereof include salts such as salts, ammonium salts, and mixtures thereof.

また、有機酸の一つとしてアミノ酸も好ましく用いられる。アミノ酸としては、水溶性のものが好ましい。特に、以下の群から選ばれたものがより適している。
即ち、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が挙げられる。
An amino acid is also preferably used as one of the organic acids. The amino acid is preferably water-soluble. In particular, those selected from the following group are more suitable.
That is, 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-cysteic acid , L-aspartic acid, L-glutamic acid, S- (carboxymethyl) -L-cysteine, 4-aminobutyric acid 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, Examples include 3-methyl-L-histidine, ergothioneine, L-tryptophan, actinomycin C1, apamin, angiotensin I, angiotensin II, and antipine.

本発明においては、特に、十分に高いCMP速度とディッシング抑制の点から、以下の有機酸が望ましい。
即ち、グリシン、イミノ二酢酸、メチルイミノ二酢酸、N−メチルグリシン、ニトリロ三プロパン酸、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、L−アラニン、β−アラニン、グリシルグリシン、ジヒドロキシエチルグリシン、アセトアミドイミノ二酢酸、トリシン等である。
In the present invention, the following organic acids are particularly desirable from the standpoint of sufficiently high CMP rate and dishing suppression.
Glycine, iminodiacetic acid, methyliminodiacetic acid, N-methylglycine, nitrilotripropanoic acid, hydroxyethyliminodiacetic acid, L-alanine, β-alanine, glycylglycine, dihydroxyethylglycine, acetamidoiminodiacetic acid, tricine Etc.

(c)有機酸又は無機酸の添加量は、研磨に使用する際の金属用研磨液の1L中、0.005〜0.5molとすることが好ましく、0.01〜0.3molとすることがより好ましく、0.05〜0.3molとすることが特に好ましい。即ち、有機酸又は無機酸は、研磨速度向上の点で0.01mol以上が好ましく、ディッシングを悪化させない点で0.3mol以下が好ましい。   (C) The addition amount of the organic acid or inorganic acid is preferably 0.005 to 0.5 mol, and preferably 0.01 to 0.3 mol in 1 L of the metal polishing liquid used for polishing. Is more preferable, and 0.05 to 0.3 mol is particularly preferable. That is, the organic acid or inorganic acid is preferably 0.01 mol or more in terms of improving the polishing rate, and 0.3 mol or less is preferable in that it does not deteriorate dishing.

本発明の金属用研磨液において、有機酸又は無機酸は単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
また、これらの有機酸は、常法に従って合成できるほか、市販品を使用してもよい。
In the metal polishing slurry of the present invention, the organic acid or inorganic acid may be used alone or in combination of two or more.
These organic acids can be synthesized according to a conventional method, or commercially available products may be used.

<(d)界面活性剤及び/又は(e)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(e)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。
<(D) Surfactant and / or (e) Hydrophilic polymer>
The polishing composition of the present invention can contain (d) a surfactant and / or (e) a hydrophilic polymer.
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.

本発明で使用することができる界面活性剤としては、陰イオン性(アニオン性)、陽イオン性(カチオン性)、非イオン性(ノニオン性)、両性(ベタイン)界面活性剤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は、カルボン酸、スルホン酸、硫酸エステル、リン酸エステル及びそれらの塩が挙げられる。
カルボン酸及びその塩としては、脂肪酸塩(例えば、牛脂脂肪酸ソーダ、ステアリン酸ソーダ、オレイン酸カリ、ヒマシ油カリ)、N−アシルアミノ酸塩(例えば、ヤシ油脂肪酸サルコシントリエタノールアミン)、ポリオキシエチレン又はポリオキシプロピレンアルキルエーテルカルボン酸塩、アシル化ペプチドが挙げられる。
The surfactant that can be used in the present invention is selected from the group of anionic (anionic), cationic (cationic), nonionic (nonionic), and amphoteric (betaine) surfactants. Are preferred.
Examples of the anionic surfactant include carboxylic acid, sulfonic acid, sulfate ester, phosphate ester and salts thereof.
Carboxylic acids and salts thereof include fatty acid salts (for example, beef tallow fatty acid soda, sodium stearate, potassium oleate, castor oil potash), N-acyl amino acid salts (for example, palm oil fatty acid sarcosine triethanolamine), polyoxyethylene Or a polyoxypropylene alkyl ether carboxylate and an acylated peptide are mentioned.

スルホン酸及びその塩としては、アルキルスルホン酸塩(例えば、スルホコハク酸ジオクチルエステル塩)、アルキルベンゼンスルホン酸(例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸(ソフト)、(ハード)、ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウム(ソフト)、(ハード)、ドデシルベンゼンスルホン酸トリエタノールアミン)、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩(例えば、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム)、アルキルナフタレンスルホン酸塩(例えば、モノイソプロピルナフタレンスルホン酸、ジイソプロピルナフタレンスルホン酸、トリイソプロピルナフタレンスルホン酸アンモニウム)、アルキルスルホコハク酸塩(例えば、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテルスルホコハク酸二ナトリウム)、α−オレフィンスルホン酸塩、N−アシルスルホン酸塩(例えば、ヤシ油脂肪酸メチルタウリンナトリウム、ポリオキシエチレンヤシ油脂肪族モノエタノールアミド硫酸ナトリウム)、ナフタレン及びその他芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物(例えば、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、特殊芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩)が挙げられる。   Examples of sulfonic acids and salts thereof include alkyl sulfonates (for example, dioctyl sulfosuccinate ester salts), alkyl benzene sulfonic acids (for example, dodecyl benzene sulfonic acid (soft), (hard), ammonium dodecyl benzene sulfonate (soft), ( Hard), dodecylbenzenesulfonic acid triethanolamine), alkyl diphenyl ether disulfonate (eg, sodium alkyldiphenyl ether disulfonate), alkyl naphthalene sulfonate (eg, monoisopropyl naphthalene sulfonic acid, diisopropyl naphthalene sulfonic acid, triisopropyl naphthalene sulfone) Acid ammonium), alkylsulfosuccinates (eg sodium dialkylsulfosuccinate, polyoxyethylene lauryl ether) Disodium sulfosuccinate), α-olefin sulfonates, N-acyl sulfonates (for example, coconut oil fatty acid methyl taurine sodium, polyoxyethylene coconut oil aliphatic monoethanolamide sodium sulfate), naphthalene and other aromatic sulfonic acids Formalin condensates (for example, sodium salt of β-naphthalenesulfonic acid formalin condensate, sodium salt of special aromatic sulfonic acid formalin condensate).

硫酸エステル塩として、硫酸化油、アルキル硫酸塩(例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、高級アルコール硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム)、アルキルエーテル硫酸塩(例えば、ポリオキシエチレン又はポリオキシプロピレンアルキルエーテル硫酸塩(例えば、ポリオキシエチレンラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸トリエタノールアミン)、アルキルアミド硫酸塩が挙げられる。
リン酸エステル塩として、アルキルリン酸塩(例えば、カリウムオクチルホスフェート、カリウムラウリルホスフェート、カリウムオクチルエーテルホスフェート)、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(例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸)が挙げられる。
Sulfated ester salts such as sulfated oils, alkyl sulfates (for example, sodium lauryl sulfate, higher alcohol sodium sulfate, triethanolamine lauryl sulfate, ammonium lauryl sulfate), alkyl ether sulfates (for example, polyoxyethylene or polyoxypropylene alkyl ether) Examples thereof include sulfates (for example, sodium polyoxyethylene lauryl sulfate, polyoxyethylene lauryl ether sulfate triethanolamine) and alkylamide sulfates.
As phosphate ester salts, alkyl phosphates (eg, potassium octyl phosphate, potassium lauryl phosphate, potassium octyl ether phosphate), polyoxyethylene or polyoxypropylene alkylallyl ether phosphates (eg, polyoxyethylene alkylphenyl ether phosphate) Acid).

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る。
エーテル型としては、ポリオキシアルキレンアルキル及びポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル(例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレン高級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンミリステルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルドデシルエーテル)、ポリオキシエチレン誘導体(例えば、ポリオキシエチレンジスルホン化フェニルエーテル)、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、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等が挙げられる。
Nonionic surfactants include ether type, ether ester type, ester type, and nitrogen-containing type.
The ether type includes polyoxyalkylene alkyl and polyoxyalkylene alkyl phenyl ether (for example, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene higher alcohol ether, Polyoxyethylene myristel ether, polyoxyethylene octyldodecyl ether), polyoxyethylene derivatives (eg, polyoxyethylene disulfonated phenyl ether), polyoxyethylene polyoxypropylene glycol, alkylallyl formaldehyde condensed polyoxyethylene ether, polyoxy Ethylene polyoxypropylene block polymer, polyoxyethylene polyoxypropylene Ruki ether, and the like.

エーテルエステル型としては、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル(例えば、ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油)、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル(例えば、ポリオキシエチレンソルビタンモノヤシ油脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリイソステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノヤシ脂肪酸エステル、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット)、ソルビトールエステルのポリオキシエチレンエーテルが挙げられる。   Ether ester types include glycerin ester polyoxyethylene ether, polyoxyethylene fatty acid ester (eg, polyethylene glycol monolaurate, polyethylene glycol monostearate, polyethylene glycol distearate, polyoxyethylene hydrogenated castor oil), polyoxy Ethylene sorbitan fatty acid ester (for example, polyoxyethylene sorbitan monococonut oil fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, polyoxyethylene Oxyethylene sorbitan monooleate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sol Tan triisostearate, polyoxyethylene sorbitan mono coconut fatty acid ester, polyoxyethylene sorbit tetraoleate), include polyoxyethylene ethers of sorbitol esters.

エステル型としては、ソルビタン脂肪酸エステル(例えば、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタンセスキオレエート)、グリセリン脂肪酸エステル(例えば、グリセロールモノステアレート、グリセロールモノオレエート)、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、ショ糖エステル等が挙げられる。
含窒素型としては、脂肪酸アルカノールアミド(例えば、ヤシ脂肪酸ジエタノールアミド)、ポリオキシエチレンアルキルアミン(例えば、ポリオキシエチレンラウリルアミン)、ポリオキシエチレンアルキルアミド(例えば、ポリオキシエチレンラウリン酸アミド)等が挙げられる。また、フッ素系界面活性剤、アセチレン含有非イオン性界面活性剤(例えば、ジイソブチルジメチルブチンジオールポリオキシエチレングリコールエーテル)等が挙げられる。
Examples of the ester type include sorbitan fatty acid esters (for example, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan tristearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan sesquioleate), glycerin fatty acid ester ( Examples thereof include glycerol monostearate and glycerol monooleate), polyglycerol ester, sorbitan ester, propylene glycol ester, and sucrose ester.
Examples of the nitrogen-containing type include fatty acid alkanolamide (for example, coconut fatty acid diethanolamide), polyoxyethylene alkylamine (for example, polyoxyethylene laurylamine), polyoxyethylene alkylamide (for example, polyoxyethylene lauric acid amide), and the like. Can be mentioned. Moreover, a fluorine-type surfactant, an acetylene containing nonionic surfactant (For example, diisobutyl dimethyl butynediol polyoxyethylene glycol ether) etc. are mentioned.

陽イオン界面活性剤として、アルキルアミン塩類(例えば、ココナットアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート)、第四級アンモニウム塩類(例えば、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライド)、アルキルピリジニウム塩類(例えば、セチルピリジニウムクロライド)等が挙げられる。   As cationic surfactants, alkylamine salts (for example, coconut amine acetate, stearylamine acetate), quaternary ammonium salts (for example, lauryltrimethylammonium chloride, stearyltrimethylammonium chloride, cetyltrimethylammonium chloride, distearyldimethylammonium) Chloride, alkylbenzyldimethylammonium chloride), alkylpyridinium salts (for example, cetylpyridinium chloride) and the like.

両性界面活性剤としては、アルキルベタイン型(例えば、ラウリンベタイン(ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ステアリルベタイン、2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリウムベタイン)、アミンオキサイド型(例えば、ラウリルジメチルアミンオキサイド)等が挙げられる。   Amphoteric surfactants include alkylbetaine type (for example, lauric betaine (lauryldimethylaminoacetic acid betaine, stearylbetaine, 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolium betaine), amine oxide type (for example, lauryl). Dimethylamine oxide) and the like.

界面活性剤として、好ましくは陰イオン界面活性剤であり、より好ましくはスルホ基を有する界面活性剤であり、更に好ましくはフェニル基とスルホ基を同時に有する界面活性剤である。フェニル基とスルホ基を同時に有する界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸やアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸及びそれらの塩であり、特に好ましくはアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸である。
塩としては、アンモニウム塩(例えば、アンモニア、トリエタノールアミンとの塩)、アルカリ金属塩(例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩)、ハロゲン等が挙げられる。
但し、研磨対象である基板が半導体集積回路用シリコン基板などの場合はアルカリ金属、アルカリ土類金属、ハロゲン化物等による汚染は望ましくないため、酸若しくはそのアンモニウム塩が望ましい。
The surfactant is preferably an anionic surfactant, more preferably a surfactant having a sulfo group, and still more preferably a surfactant having a phenyl group and a sulfo group at the same time. Examples of the surfactant having a phenyl group and a sulfo group at the same time include alkylbenzene sulfonic acid, alkyl diphenyl ether disulfonic acid, and salts thereof, and alkyl diphenyl ether disulfonic acid is particularly preferable.
Examples of the salt include ammonium salts (for example, salts with ammonia and triethanolamine), alkali metal salts (for example, lithium salts, sodium salts, potassium salts), halogens and the like.
However, when the substrate to be polished 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.

(e)親水性ポリマーとしては、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;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ー等が挙げられる。   (E) As the hydrophilic polymer, 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 alk Ethers such as ruether, alkenyl polypropylene 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; 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, aminopolyacrylamide, polyacrylic Ammonium salt, polyacrylic acid sodium salt, polyamic acid, polyamic acid ammonium salt, polyamic acid sodium salt Polycarboxylic acids and salts thereof such as potassium salt and polyglyoxylic acid; polyvinyl alcohol, vinyl polymers such as polyvinyl pyrrolidone and acrolein and the like.

但し、研磨対象である基板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、親水性ポリマーは酸型であることが望ましく、塩構造をとる場合には、アンモニウム塩が望ましい。研磨対象である基板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、親水性ポリマーとしては、アミド結合を有する親水性ポリマー等が好ましく、具体的には、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール等が好ましいものとして挙げられる。
However, when the substrate to be polished is a silicon substrate for a semiconductor integrated circuit or the like, contamination with alkali metal, alkaline earth metal, halide, etc. is not desirable. In the case of taking a structure, an ammonium salt is desirable. This is not the case when the substrate to be polished is a glass substrate or the like.
Among the above exemplified compounds, the hydrophilic polymer is preferably a hydrophilic polymer having an amide bond, and specifically, polyacrylic acid, polyacrylamide, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol and the like are preferable.

(d)界面活性剤及び/又は(e)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0.01〜3g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。   The total amount of (d) surfactant and / or (e) hydrophilic polymer added is preferably 0.001 to 10 g in 1 L of the polishing composition when used for polishing. It is more preferable to set it to -5g, and it is especially preferable to set it as 0.01-3g. 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.

界面活性剤は1種のみでもよいし、2種以上を併用してもよい。親水性ポリマーについても、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
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。
Only one surfactant may be used, or two or more surfactants may be used in combination. As for the hydrophilic polymer, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
Moreover, as a weight average molecular weight of these surfactant and / or hydrophilic polymer, 500-100000 are preferable, and 2000-50000 are especially preferable.

<(f)砥粒>
本発明の研磨用組成物は、(f)砥粒を含有することができる。
砥粒は、CMP速度を促す作用を有する。
好ましい砥粒としては、例えば、シリカ(酸化ケイ素)、セリア、アルミナ、チタニア、ジルコニア、ゲルマニア、酸化マンガンなどが挙げられ、特に、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)が好ましく、コロイダルシリカがより好ましい。
砥粒として好ましく用いうるコロイダルシリカ粒子の作製法として、例えば、Si(OC、Si(sec−OC、Si(OCH、Si(OCのようなシリコンアルコキシド化合物をゾルゲル法により加水分解する方法が挙げられる。このようにして得られたコロイダル粒子は粒度分布が非常に急峻なものとなる。
<(F) Abrasive grain>
The polishing composition of the present invention can contain (f) abrasive grains.
The abrasive has an action of promoting the CMP rate.
Preferable abrasive grains include, for example, silica (silicon oxide), ceria, alumina, titania, zirconia, germania, manganese oxide and the like, and silica (precipitated silica, fumed silica, colloidal silica, synthetic silica) is particularly preferable. Colloidal silica is more preferable.
As a method for producing colloidal silica particles that can be preferably used as abrasive grains, for example, Si (OC 2 H 5 ) 4 , Si (sec-OC 4 H 9 ) 4 , Si (OCH 3 ) 4 , Si (OC 4 H 9 ) And a method of hydrolyzing a silicon alkoxide compound such as 4 by a sol-gel method. The colloidal particles thus obtained have a very sharp particle size distribution.

砥粒の一次粒子径とは、砥粒の粒子径とその粒子径を持つ粒子数を積算した累積度数との関係を示す粒度累積曲線を求め、この曲線の累積度数が50%のポイントでの粒子径を意味するものである。例えば、粒度分布を求める測定装置しては堀場製作所製LB−500等が用いられる。   The primary particle size of the abrasive grains is a particle size cumulative curve showing the relationship between the particle size of the abrasive grains and the cumulative frequency obtained by integrating the number of particles having the particle size, and the cumulative frequency of this curve is the point at which the cumulative frequency is 50%. It means the particle diameter. For example, LB-500 manufactured by HORIBA, Ltd. is used as a measuring device for obtaining the particle size distribution.

砥粒の粒子が球形の場合はそのまま測定した値を採用しうるが、不定形粒子の粒子サイズは、該粒子体積と等しくなる球の直径で表すものとする。粒子サイズは光子相関法、レーザー回折法、コールターカウンター法等の公知の様々な方法で測定することが可能であるが、本発明においては、走査顕微鏡による観察、又は、レプリカ法による透過電子顕微鏡写真を撮影して、個々の粒子の形状とサイズを求め、算出する方法を用いる。   When the abrasive grains are spherical, the values measured as they are can be adopted. However, the particle size of the amorphous particles is expressed by the diameter of a sphere that is equal to the particle volume. The particle size can be measured by various known methods such as photon correlation method, laser diffraction method, Coulter counter method, etc. In the present invention, observation with a scanning microscope or transmission electron micrograph with a replica method is possible. Is used to obtain and calculate the shape and size of each particle.

具体的には、長さ既知の回折格子を基準に、粒子の投影面積と、レプリカのシャドーから粒子厚みを求め、これらから粒子個々の体積を算出する。この場合、粒子サイズ分布にもよるが、500個以上の粒子を測定し統計処理することが望ましい。この方法については、特開2001−75222公報の段落番号〔0024〕に詳細に記載され、その記載を本発明にも適用することができる   Specifically, the particle thickness is obtained from the projected area of the particle and the shadow of the replica with reference to a diffraction grating of a known length, and the volume of each particle is calculated from these. In this case, although it depends on the particle size distribution, it is desirable to measure and statistically measure 500 or more particles. This method is described in detail in paragraph No. [0024] of JP-A-2001-75222, and the description can be applied to the present invention.

本発明の研磨用組成物に含有される(f)砥粒の平均粒子径(一次粒子径)は20〜70nmの範囲であることが好ましく、より好ましくは20〜50nmである。充分な研磨加工速度を達成する目的から5nm以上の粒子が好ましい。また、研磨加工中に過剰な摩擦熱を発生させない目的で粒子径は50nm以下が好ましい。   The average particle size (primary particle size) of the (f) abrasive grains contained in the polishing composition of the present invention is preferably in the range of 20 to 70 nm, more preferably 20 to 50 nm. Particles of 5 nm or more are preferable for the purpose of achieving a sufficient polishing speed. Further, the particle diameter is preferably 50 nm or less for the purpose of not generating excessive frictional heat during polishing.

また、本発明の効果を損なわない範囲において、前記した如き一般的な無機砥粒のみならず、有機重合体粒子を併用することも可能である。更に、アルミン酸イオン又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、表面電位を制御したコロイダルシリカなど、各種表面処理を行ったコロイダルシリカや、複数の材料からなる複合砥粒などを目的に応じて用いることも可能である。   In addition, not only the general inorganic abrasive grains as described above but also organic polymer particles can be used in combination as long as the effects of the present invention are not impaired. In addition, colloidal silica surface-modified with aluminate ions or borate ions, colloidal silica with controlled surface potential, such as colloidal silica with various surface treatments, composite abrasive grains composed of multiple materials, etc. It is also possible to use it accordingly.

本発明における(f)砥粒の添加量は目的に応じて適宜選択されるが、一般には、金属用研磨液組成物の全質量に対して0.001〜20質量%の範囲で用いることができるが、本発明においては、前記(a)成分及び(b)成分添加の効果により、砥粒の添加量が1.0質量%未満でも優れた研磨特性を発揮しうるため、砥粒に起因するスクラッチなどを抑制するという観点からは、砥粒の添加量は1.0質量%未満であることが好ましく、0.01〜0.5質量%の範囲であることがより好ましい。   The amount of (f) abrasive grains added in the present invention is appropriately selected according to the purpose, but generally used in the range of 0.001 to 20% by mass with respect to the total mass of the metal polishing composition. However, in the present invention, due to the effects of the addition of the components (a) and (b), excellent polishing characteristics can be exhibited even if the amount of abrasive grains added is less than 1.0% by mass. From the viewpoint of suppressing scratches and the like, the addition amount of the abrasive grains is preferably less than 1.0 mass%, more preferably in the range of 0.01 to 0.5 mass%.

<研磨用組成物のpH>
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、平坦化性能の点から、3〜12であることが好ましく、より好ましくはpHが8.0〜12.0の範囲である。pHは、緩衝剤、アルカリ剤、無機酸などを適宜選択して添加することで容易に調整することができる。
<PH of polishing composition>
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 of the polishing composition of the present invention is preferably from 3 to 12, more preferably from 8.0 to 12.0 in terms of planarization performance. The pH can be easily adjusted by appropriately selecting and adding a buffer, an alkali agent, an inorganic acid, and the like.

〔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、更には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, 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、特に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、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、本発明の研磨用組成物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, 0.15 μm or less, particularly 0.10 μm or less, more preferably 0.08 μm or less in the half pitch in the DRAM device system, and 0.12 μm or less in the MPU device system. In particular, an LSI having a wiring of 0.09 μm or less, more preferably 0.07 μm or less is preferable. For these LSIs, the polishing composition of the present invention exhibits particularly excellent effects.

〔バリア金属〕
本発明においては、半導体が銅金属及び/又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、又は、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、或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(本発明の研磨方法)は、いずれの場合にも適用でき、半導体デバイスの製造工程において、銅又は銅合金からなる導体膜とバリア膜とを有する基板を、化学的機械的に研磨する方法である。
本発明の研磨方法は、本発明の研磨用組成物を研磨定盤上の研磨パッドに供給し、該研磨定盤を回転させることで、該研磨パッドを、銅又は銅合金からなる導体膜とバリア膜とを有する基板の被研磨面と接触させつつ相対運動させて研磨する態様が好ましい。
[Polishing method]
The polishing composition of the present invention is a concentrated liquid, and when used, is diluted by adding water, 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 prepared as a working solution.
The polishing method using the polishing composition of the present invention (polishing method of the present invention) can be applied to any case, and has a conductor film made of copper or a copper alloy and a barrier film in a semiconductor device manufacturing process. This is a method of chemically and mechanically polishing a substrate.
In the polishing method of the present invention, the polishing composition of the present invention is supplied to a polishing pad on a polishing surface plate, and the polishing surface plate is rotated so that the polishing pad is made of a conductor film made of copper or a copper alloy. A mode in which polishing is carried out by relative movement while being in contact with a surface to be polished of a substrate having a barrier film is preferable.

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、20kPa以下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、6〜15kPaであることが更に好ましい。
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 20 kPa or less. In order to satisfy the uniformity of the polishing rate within the wafer surface and the flatness of the pattern, 6 More preferably, it is ˜15 kPa.

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の範囲で適宜選択しうるが、本発明の研磨用組成物の物性を考慮すれば、400ml/min以下であることが好ましく、100〜400ml/minの範囲であることがより好ましい。   The supply rate of the polishing composition can be appropriately selected within the range of 10 to 1000 ml / min, but considering the physical properties of the polishing composition of the present invention, it is preferably 400 ml / min or less, preferably 100 to 400 ml / min. A range of min is more preferable.

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又は水溶液を供給する配管を独立に設け、それぞれから所定量の液を研磨パッドに供給し、研磨パッドと被研磨面の相対運動で混合しつつ研磨する方法である。
又は、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 the component (A) and the 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、更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。
For example, this is a method in which a constituent component containing an additive that is difficult to dissolve is mixed with another constituent component, a mixing path is lengthened to ensure a dissolution time, and then a 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.

上記した研磨方法において、酸化剤を除く1つの構成成分を40℃以下にし、他の構成成分を室温から100℃の範囲に加温し、且つ1つの構成成分と他の構成成分又は水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。   In the above polishing method, one constituent component excluding the oxidizing agent is set to 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。   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.

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.
Further, the surface that contacts the polished 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.

[実施例1〜8]
以下の組成及び下記表1に従い、実施例1〜8の研磨用組成物を調製した。
−研磨用組成物−
・(a)一般式(I)で表される化合物:下記表1に記載のもの 0.05質量%
・(b)ペルオキソ二硫酸塩:
ペルオキソ二硫酸アンモニウム 1.0質量%
ペルオキソ二硫酸カリウム 1.18質量%
・(c)有機酸:下記表1に記載のもの 添加なし、又は、0.5質量%
・(d)界面活性剤:DBSカリウム 添加なし、又は、0.3質量%
・(f)砥粒:コロイダルシリカ粒子又はフュームドシリカ粒子 0.5質量%
〔コロイダルシリカ粒子はPL−3H(一次粒子径35nm)、扶桑化学社製〕
pHは、水酸化カリウムを使用し、9.5に調整した。
[Examples 1 to 8]
According to the following composition and the following Table 1, the polishing composition of Examples 1-8 was prepared.
-Polishing composition-
-(A) Compound represented by general formula (I): one described in Table 1 below 0.05% by mass
(B) Peroxodisulfate:
Ammonium peroxodisulfate 1.0% by mass
Potassium peroxodisulfate 1.18% by mass
(C) Organic acid: those listed in the following Table 1 No addition or 0.5% by mass
(D) Surfactant: DBS potassium not added, or 0.3% by mass
(F) Abrasive grains: 0.5% by mass of colloidal silica particles or fumed silica particles
[Colloidal silica particles are PL-3H (primary particle size 35 nm), manufactured by Fuso Chemical Co., Ltd.]
The pH was adjusted to 9.5 using potassium hydroxide.

[比較例1〜5]
以下の組成及び下記表1に従い、比較例1〜5の研磨用組成物を調製した。
−研磨用組成物−
・比較化合物:下記表1に表される化合物 0.05質量%
・(b)ペルオキソ二硫酸アンモニウム 1.0質量%
・(c)有機酸:L−アラニン 添加なし、又は、0.5質量%
・(f)砥粒:コロイダルシリカ粒子 0.5質量%
〔PL−3H(一次粒子径35nm)、扶桑化学社製〕
pHは水酸化カリウムを使用し、9.5に調整した。
[Comparative Examples 1-5]
According to the following composition and following Table 1, the polishing composition of Comparative Examples 1-5 was prepared.
-Polishing composition-
-Comparative compound: 0.05 mass% of the compound shown in Table 1 below
(B) 1.0% by mass of ammonium peroxodisulfate
-(C) Organic acid: L-alanine is not added or 0.5% by mass
-(F) Abrasive grains: 0.5% by mass of colloidal silica particles
[PL-3H (primary particle size 35 nm), manufactured by Fuso Chemical Co., Ltd.]
The pH was adjusted to 9.5 using potassium hydroxide.

上記実施例1〜5、比較例1〜4において調製した研磨用組成物(研磨液)を用い、以下に示す研磨方法により研磨を行い、研磨性能(研磨速度、エロージョン)を評価した。評価結果を下記表1に示す。   Using the polishing compositions (polishing liquids) prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4, polishing was performed by the following polishing method, and polishing performance (polishing rate, erosion) was evaluated. The evaluation results are shown in Table 1 below.

<研磨速度、研磨速度のCu/バリア膜選択比の評価>
研磨装置として荏原製作所製装置「FREX−300」を使用し、下記の条件で、スラリー(研磨用組成物)を供給しながらウエハに設けられた膜を研磨し、その研磨速度を算出した。
<Evaluation of polishing rate and polishing rate Cu / barrier film selection ratio>
An apparatus “FREX-300” manufactured by Ebara Corporation was used as a polishing apparatus, and the film provided on the wafer was polished while supplying slurry (polishing composition) under the following conditions, and the polishing rate was calculated.

・基板 :シリコン酸化膜上に、スパッタリング法により厚さ20nmのTa膜又はTi膜を形成し、続いて、スパッタリング法により厚さ50nmの銅膜を形成後、メッキ法により合計厚さ1000nmの銅膜を形成した12inchウエハを使用
・テ−ブル回転数 :104rpm
・ヘッド回転数 :85rpm(加工線速度=2.0m/s)
・研磨圧力 :10.5kPa
・研磨パッド :ローム アンド ハース社製 品番IC−1400
(XY−k−grv)+(A21)
・スラリー供給速度:300ml/分
-Substrate: A Ta film or a Ti film having a thickness of 20 nm is formed on a silicon oxide film by a sputtering method, and then a copper film having a thickness of 50 nm is formed by a sputtering method, and then a copper film having a total thickness of 1000 nm is formed by a plating method. Uses a 12-inch wafer on which a film is formed. Table rotation speed: 104 rpm
-Head rotation speed: 85 rpm (working linear velocity = 2.0 m / s)
・ Polishing pressure: 10.5kPa
Polishing pad: Product number IC-1400 manufactured by Rohm and Haas
(XY-k-grv) + (A21)
・ Slurry supply rate: 300 ml / min

研磨前後の電気抵抗から膜厚を換算し、この膜厚と研磨時間から研磨速度を算出した。具体的には、下記式を用いて算出した。
研磨速度(nm/分)=(研磨前の銅膜又はバリア膜の厚さ−研磨後の銅膜又はバリア膜の厚さ)/研磨時間
また、銅膜の研磨速度とバリア膜の研磨速度からCu/バリア膜選択比を求めた。
The film thickness was converted from the electrical resistance before and after polishing, and the polishing rate was calculated from this film thickness and polishing time. Specifically, it was calculated using the following formula.
Polishing rate (nm / min) = (thickness of copper film or barrier film before polishing−thickness of copper film or barrier film after polishing) / polishing time Also, from polishing rate of copper film and polishing rate of barrier film The Cu / barrier film selectivity was determined.

Figure 2009081302
Figure 2009081302

表1に明らかなように、実施例1〜8の研磨用組成物は、比較例1〜5に比べ、Cuの研磨速度が同等又はそれ以上で、且つ、Cu/バリア膜の研磨速度の選択比が高いことが分かる。
なお、このようにCu/バリア膜の研磨速度の選択比が高いことで、複数の配線金属面表面が皿状の凹部を形成する現象であるエロージョンを抑制しうることが推測される。
As is apparent from Table 1, the polishing compositions of Examples 1 to 8 have a Cu polishing rate equal to or higher than that of Comparative Examples 1 to 5, and the selection of the polishing rate of the Cu / barrier film It can be seen that the ratio is high.
In addition, it is presumed that erosion, which is a phenomenon in which a plurality of wiring metal surface surfaces form dish-shaped recesses, can be suppressed by such a high selection ratio of the Cu / barrier film polishing rate.

Claims (14)

(a)下記一般式(I)で表される化合物、及び(b)ペルオキソ二硫酸塩を含み、半導体デバイス製造工程における銅又は銅合金からなる導体膜の化学的機械的研磨に用いられることを特徴とする金属研磨用組成物。
Figure 2009081302
〔一般式(I)中、Rは、水素原子、又は、置換若しくは無置換のアルキル基を表す。〕
(A) a compound represented by the following general formula (I), and (b) peroxodisulfate, and used for chemical mechanical polishing of a conductor film made of copper or a copper alloy in a semiconductor device manufacturing process. A metal polishing composition.
Figure 2009081302
[In general formula (I), R represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group. ]
前記(a)一般式(I)で表される化合物が、下記一般式(II)で表されるトリルトリアゾール誘導体であ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。
Figure 2009081302
〔一般式(II)中、Xは、アルキレン基を表し、R及びRは、各々独立に、カルボキシル基を有するアルキル基、ヒドロキシル基を有するアルキル基、又はアルキル基を表す。〕
2. The metal polishing composition according to claim 1, wherein the compound represented by the general formula (I) is a tolyltriazole derivative represented by the following general formula (II).
Figure 2009081302
[In General Formula (II), X represents an alkylene group, and R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group having a carboxyl group, an alkyl group having a hydroxyl group, or an alkyl group. ]
前記(a)一般式(I)で表される化合物が、下記構造のトリルトリアゾール誘導体であ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。
Figure 2009081302
2. The metal polishing composition according to claim 1, wherein the compound represented by the general formula (I) is a tolyltriazole derivative having the following structure.
Figure 2009081302
前記(b)ペルオキソ二硫酸塩がペルオキソ二硫酸アンモニウム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。   The metal polishing composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the (b) peroxodisulfate is ammonium peroxodisulfate. 更に、(c)有機酸及び無機酸からなる群より選択される1種以上の化合物を含有することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の金属研磨用組成物。   Furthermore, (c) 1 or more types of compounds selected from the group which consists of organic acid and inorganic acid are contained, The metal polishing composition of any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. . 更に、(d)界面活性剤及び(e)親水性ポリマーからなる群より選択される1種以上の化合物を含有することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の金属研磨用組成物。   Furthermore, it contains 1 or more types of compounds selected from the group which consists of (d) surfactant and (e) hydrophilic polymer, The any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. Metal polishing composition. 前記(d)界面活性剤が、スルホ基及びフェニル基を有する界面活性剤であることを特徴とする請求項6に記載の金属研磨用組成物。   The metal polishing composition according to claim 6, wherein the surfactant (d) is a surfactant having a sulfo group and a phenyl group. 前記(e)親水性ポリマーが、アミド結合を有する水溶性ポリマーであることを特徴とする請求項6に記載の金属研磨用組成物。   The metal polishing composition according to claim 6, wherein the hydrophilic polymer (e) is a water-soluble polymer having an amide bond. 更に、(f)砥粒を含有することを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の金属研磨用組成物。   Furthermore, (f) abrasive grain is contained, The metal polishing composition of any one of Claims 1-8 characterized by the above-mentioned. 前記(f)砥粒が、酸化ケイ素であることを特徴とする請求項9に記載の金属研磨用組成物。   The metal polishing composition according to claim 9, wherein the (f) abrasive grains are silicon oxide. 前記(f)砥粒が、コロイダルシリカであることを特徴とする請求項9に記載の金属研磨用組成物。   The metal polishing composition according to claim 9, wherein the (f) abrasive grains are colloidal silica. 前記コロイダルシリカの1次粒子径が20nm以上50nm以下であることを特徴とする請求項11に記載の金属研磨用組成物。   The metal polishing composition according to claim 11, wherein the colloidal silica has a primary particle diameter of 20 nm or more and 50 nm or less. 半導体デバイスの製造工程において、銅又は銅合金からなる導体膜とバリア膜とを有する基板を、(a)下記一般式(I)で表される化合物、及び(b)ペルオキソ二硫酸塩を含む金属研磨用組成物を用いて、化学的機械的に研磨することを特徴とする研磨方法。
Figure 2009081302
〔一般式(I)中、Rは、水素原子、又は、置換若しくは無置換のアルキル基を表す。〕
In a manufacturing process of a semiconductor device, a substrate having a conductor film made of copper or a copper alloy and a barrier film is made of (a) a compound represented by the following general formula (I), and (b) a metal containing peroxodisulfate A polishing method comprising polishing chemically and mechanically using a polishing composition.
Figure 2009081302
[In general formula (I), R represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group. ]
前記金属研磨用組成物を研磨定盤上の研磨パッドに供給し、該研磨定盤を回転させることで、該研磨パッドを前記基板の被研磨面と接触させつつ相対運動させて研磨することを特徴とする請求項13に記載の研磨方法。   The metal polishing composition is supplied to a polishing pad on a polishing surface plate, and the polishing surface plate is rotated so that the polishing pad moves relative to the surface to be polished while being in contact with the surface to be polished of the substrate. The polishing method according to claim 13, wherein the polishing method is characterized.
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