JP4521058B2 - Surface-modified colloidal silica and polishing composition for CMP containing the same - Google Patents

Surface-modified colloidal silica and polishing composition for CMP containing the same Download PDF

Info

Publication number
JP4521058B2
JP4521058B2 JP2009022603A JP2009022603A JP4521058B2 JP 4521058 B2 JP4521058 B2 JP 4521058B2 JP 2009022603 A JP2009022603 A JP 2009022603A JP 2009022603 A JP2009022603 A JP 2009022603A JP 4521058 B2 JP4521058 B2 JP 4521058B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
colloidal silica
acid
cmp
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009022603A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009256184A (en
Inventor
圭生 沖本
雄太 田口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Adeka Corp
Original Assignee
Adeka Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Adeka Corp filed Critical Adeka Corp
Priority to JP2009022603A priority Critical patent/JP4521058B2/en
Publication of JP2009256184A publication Critical patent/JP2009256184A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4521058B2 publication Critical patent/JP4521058B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/14Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
    • C01B33/146After-treatment of sols
    • C01B33/149Coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/28Compounds of silicon
    • C09C1/30Silicic acid
    • C09C1/3072Treatment with macro-molecular organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1436Composite particles, e.g. coated particles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321After treatment
    • H01L21/32115Planarisation
    • H01L21/3212Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Description

本発明は、表面改質されたコロイダルシリカおよびこれを含有するCMP(Chemical Mechanical Polishing、化学機械研磨)用研磨組成物に関するものであり、特に半導体装置の製造に当たってダマシン法などにより配線を形成する際に好ましく使用されるCMP用研磨組成物に関するものである。   The present invention relates to a surface-modified colloidal silica and a polishing composition for CMP (Chemical Mechanical Polishing) containing the same, and particularly when forming a wiring by a damascene method or the like in manufacturing a semiconductor device. The present invention relates to a polishing composition for CMP that is preferably used in the above.

CMP技術では、回転する板の上に平坦化処理を行うウエハを載せ、ウエハ表面にパッドを接触させ、ウエハとパッドとの間に研磨用組成物を供給しながら回転盤とパッドとを両方とも回転させて研磨を行う。CMP用研磨組成物内の研磨砥粒とパッド表面の機械的作用で被研磨体表面が研磨されると同時に、CMP用研磨組成物内の化合物と被研磨体表面の化学反応によりウエハ表面が平坦化される。   In the CMP technology, a wafer to be planarized is placed on a rotating plate, a pad is brought into contact with the wafer surface, and both the rotating disk and the pad are supplied while supplying a polishing composition between the wafer and the pad. Rotate to polish. The surface of the object to be polished is polished by the mechanical action of the abrasive grains in the polishing composition for CMP and the pad surface, and at the same time, the wafer surface is flattened by the chemical reaction between the compound in the polishing composition for CMP and the surface of the object to be polished. It becomes.

半導体デバイスの製造に当たり、ダマシン法により配線を形成する際には、剰余の配線層およびバリアメタル層の除去にCMPが行われている。このCMPにおいて、よく行われる2段研磨法では、第1段研磨で最表層部の配線層を研磨により除去し、第2段研磨では第1段研磨で残った配線層、バリアメタル層および絶縁層を研磨し、表面を平坦化する方法が用いられている。   In manufacturing a semiconductor device, when wiring is formed by a damascene method, CMP is performed to remove a surplus wiring layer and a barrier metal layer. In this two-stage polishing method, which is often performed in CMP, the wiring layer at the outermost layer is removed by polishing in the first stage polishing, and in the second stage polishing, the wiring layer, barrier metal layer, and insulation remaining in the first stage polishing are removed. A method of polishing the layer and flattening the surface is used.

CMPでは、ディッシングやエロージョンなどを抑制した平坦な研磨表面を与えること、研磨残りがないこと、スクラッチを抑制した研磨面を与えること、生産性に問題の生じない充分な研磨速度を与えることが求められている。第1段研磨の場合は、さらに、銅、銅合金などの銅系材料からなる配線層を効率的に除去し、タンタル、窒化タンタルなどのタンタル系材料からなるバリアメタル層の研磨を極力抑える選択研磨が求められ、第2段研磨の場合は、配線材料、バリアメタル層、シリカ、有機シリカなどのシリカ系材料からなる絶縁層の異なる素材に対する研磨速度の差の小さい非選択研磨が求められる。   In CMP, it is required to provide a flat polishing surface that suppresses dishing and erosion, to have no polishing residue, to provide a polishing surface that suppresses scratching, and to provide a sufficient polishing rate that does not cause problems in productivity. It has been. In the case of the first stage polishing, the wiring layer made of a copper-based material such as copper or copper alloy is efficiently removed to suppress the polishing of the barrier metal layer made of a tantalum-based material such as tantalum or tantalum nitride as much as possible. Polishing is required, and in the case of the second stage polishing, non-selective polishing with a small difference in polishing rate for different materials of insulating layers made of a silica-based material such as a wiring material, a barrier metal layer, silica, or organic silica is required.

CMP用研磨組成物に使用される研磨砥粒としては、有機性基で表面改質を施したシリカが検討されている。例えば、特許文献1には、ジメチルシラノール基に代表される除去速度改変基より表面修飾されたシリカをCMPスラリーに使用することが開示され、ジメチルシラノール基を導入する化合物としては、ジメチルジクロロシランが開示されている。また、特許文献2には、アミノシランカップリング剤で表面修飾されたコロイダルシリカが開示されている。また、特許文献3には、表面金属水酸化物を有する金属酸化物研磨剤と非加水分解性置換基を有するシラン化合物を組み合わせたシラン改質砥粒を含有するCMP用研磨組成物が開示されている。   As polishing abrasive grains used in the polishing composition for CMP, silica whose surface has been modified with an organic group has been studied. For example, Patent Document 1 discloses that a surface-modified silica represented by a removal rate modifying group represented by a dimethylsilanol group is used in a CMP slurry. As a compound for introducing a dimethylsilanol group, dimethyldichlorosilane is used. It is disclosed. Patent Document 2 discloses colloidal silica surface-modified with an aminosilane coupling agent. Patent Document 3 discloses a polishing composition for CMP containing a silane-modified abrasive in which a metal oxide abrasive having a surface metal hydroxide and a silane compound having a non-hydrolyzable substituent are combined. ing.

CMP用研磨組成物は、研磨砥粒、酸化剤などの種々の成分の選択および配合の組み合わせにより、要求特性を満たすように設計されているが、種々の要求性能について、いまだ改善の余地がある。特に第1段研磨において、ディッシングを抑えつつ研磨残りを解消することはCMPの機構上困難であった。即ち、ディッシングの抑制には、研磨抑制効果を高めることが効果的であるが、研磨抑制効果を高めると被研磨体の研磨残りが生じやすくなるからである。また、第2段研磨においては、配線層とバリアメタル層および絶縁層との境界部分で、バリアメタル層および絶縁層が過剰に研磨され、配線層表面に比べてバリアメタル層および絶縁層が内側に後退するファングが発生してしまう問題がある。   The polishing composition for CMP is designed to satisfy the required characteristics by selecting and blending various components such as abrasive grains and oxidizing agents, but there is still room for improvement in various required performances. . Particularly in the first stage polishing, it is difficult to eliminate the polishing residue while suppressing dishing because of the CMP mechanism. That is, to suppress dishing, it is effective to increase the polishing suppression effect, but if the polishing suppression effect is increased, polishing residue of the object to be polished is likely to occur. In the second stage polishing, the barrier metal layer and the insulating layer are excessively polished at the boundary portion between the wiring layer, the barrier metal layer, and the insulating layer, and the barrier metal layer and the insulating layer are on the inner side as compared with the surface of the wiring layer. There is a problem that a fang that retreats to the side occurs.

特表2004−534396号公報JP-T-2004-534396 特開2007−273910号公報JP 2007-273910 A 特開2007−088499号公報JP 2007-088499 A

本発明は、CMP、特にダマシン法による銅系配線形成におけるCMP研磨における第1段研磨において、ディッシングの悪化を抑えつつ、研磨残りのないCMP用研磨組成物を提供することを課題とする。また、第2段研磨において、ファングを改善できるCMP用研磨組成物を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a polishing composition for CMP in which the deterioration of dishing is suppressed and the polishing residue does not remain in the first stage polishing in the CMP, particularly the CMP polishing in the copper-based wiring formation by the damascene method. It is another object of the present invention to provide a polishing composition for CMP that can improve fang in the second stage polishing.

本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意研究の結果、特定の表面改質を施したコロイダルシリカが上記課題の解決に有効であることを知見し、結果本発明に到達した。即ち、本発明は、下記一般式(1)、(2)および(3)で表される少なくとも1種の基により表面改質されていることを特徴とする表面改質コロイダルシリカを提供するものである。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that colloidal silica having a specific surface modification is effective in solving the above problems, and as a result, have reached the present invention. That is, the present invention provides a surface-modified colloidal silica characterized in that the surface is modified with at least one group represented by the following general formulas (1), (2) and (3). It is.

Figure 0004521058
(式中、A1は、下記式(a11)〜(a13)、(a31)〜(a33)および(a51)〜(a53)から選ばれる基を表し、A2は、下記式(a21)〜(a23)、(a41)〜(a43)および(a61)〜(a63)から選ばれる基を表し、R3は、水素原子または炭素数1〜30の炭化水素基を表し、YはA2またはR3を表し、EOはエチレンオキサイド基を表し、POはプロピレンオキサイド基を表し、m、n、pは、mが0〜170、nが0〜120、pが0〜170であり、m+pが0ではない数を表す。)
Figure 0004521058
(In the formula, A 1 represents a group selected from the following formulas (a11) to (a13), (a31) to (a33) and (a51) to (a53), and A 2 represents the following formula (a21) to Represents a group selected from (a23), (a41) to (a43) and (a61) to (a63), R 3 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and Y represents A 2 or Represents R 3 , EO represents an ethylene oxide group, PO represents a propylene oxide group, m, n, and p are m is 0 to 170, n is 0 to 120, p is 0 to 170, and m + p is Represents a non-zero number.)

Figure 0004521058
Figure 0004521058
Figure 0004521058
(式中、R1、R2は、炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基または水酸基を表し、Xは、炭素原子数1〜18のアルキレン基を表し、Rは水素原子またはメチル基を表す。)
Figure 0004521058
Figure 0004521058
Figure 0004521058
(Wherein R 1 and R 2 represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group or a hydroxyl group, X represents an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, and R represents a hydrogen atom or a methyl group. To express.)

また、本発明は、上記の表面改質コロイダルシリカを含有してなることを特徴とするCMP用研磨組成物を提供する。   The present invention also provides a polishing composition for CMP, comprising the surface-modified colloidal silica.

本発明によれば、CMP、特にダマシン法により銅配線を形成する際のCMPにおいて、ディッシングをコントロールし、かつ研磨残りのないCMP用研磨組成物を提供することができる。また、第2段研磨において、ファングを改善できるCMP用研磨組成物を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in CMP at the time of forming copper wiring by CMP, especially a damascene method, the dishing can be controlled and the polishing composition for CMP with no polishing residue can be provided. Further, it is possible to provide a polishing composition for CMP that can improve fang in the second stage polishing.

まず、本発明の表面改質コロイダルシリカについて説明する。
本発明の表面改質コロイダルシリカは、コロイダルシリカの表面に存在するシラノール基が反応部位となり、表面改質剤化合物との間でシロキサン結合を形成することによって、上記一般式(1)、(2)または(3)の何れか1つの基が与えられるものであり、または上記一般式(1)、(2)および(3)から選ばれる少なくとも2種の基で改質されていてもよい。上記一般式(a11)、(a21)、(a31)、(a41)、(a51)および(a61)で表される基は、コロイダルシリカの表面に存在する1つのシラノール基と反応して形成されるものであり、上記一般式(1)、(2)または(3)で表される少なくとも1種の基を有する表面改質剤化合物が、コロイダルシリカ上の珪素と結合して、シロキサン結合を形成するものである。
First, the surface-modified colloidal silica of the present invention will be described.
In the surface-modified colloidal silica of the present invention, the silanol group present on the surface of the colloidal silica serves as a reaction site, and forms a siloxane bond with the surface modifier compound, whereby the above general formulas (1) and (2 ) Or (3) is provided, or it may be modified with at least two groups selected from the above general formulas (1), (2) and (3). The groups represented by the general formulas (a11), (a21), (a31), (a41), (a51) and (a61) are formed by reacting with one silanol group present on the surface of colloidal silica. The surface modifier compound having at least one group represented by the general formula (1), (2) or (3) is bonded to silicon on colloidal silica to form a siloxane bond. To form.

前記一般式(a12)、(a22)、(a32)、(a42)、(a52)および(a62)で表される基は、コロイダルシリカの表面に存在する2つのシラノール基と表面改質剤化合物とが反応して形成されるものであり、前記一般式(a13)、(a23)、(a33)、(a43)、(a53)および(a63)で表される基は、コロイダルシリカの表面に存在する3つのシラノール基と表面改質剤化合物とが反応して形成されるものである。また、本発明の表面改質コロイダルシリカは、前記一般式(1)、(2)または(3)で表される基以外の基で表面改質されていてもよい。また、表面改質基が前記一般式(1)または(3)で表される基の場合は、末端のシリルオキシ基が同じコロイダルシリカ粒子に結合していてもよく、異なるコロイダルシリカ粒子と結合してコロイダルシリカ粒子を架橋してもよい。コロイダルシリカが非架橋であるか架橋するかは、被改質体であるコロイダルシリカと表面改質基を導入する改質剤化合物との濃度や反応条件により選択できる。本発明の表面改質コロイダルシリカを、CMP用研磨組成物の研磨砥粒として使用する際、架橋物を使用する場合は、架橋によりコロイダルシリカの粒径が増大し、また、粒度分布が不均一化してしまう。そのため、該架橋物はCMP用研磨組成物の分散安定性を悪化させるので、架橋物の使用は好ましくない。   The groups represented by the general formulas (a12), (a22), (a32), (a42), (a52) and (a62) are two silanol groups present on the surface of colloidal silica and a surface modifier compound. The groups represented by the general formulas (a13), (a23), (a33), (a43), (a53) and (a63) are formed on the surface of colloidal silica. It is formed by the reaction between the three existing silanol groups and the surface modifier compound. Further, the surface-modified colloidal silica of the present invention may be surface-modified with a group other than the group represented by the general formula (1), (2) or (3). When the surface modifying group is a group represented by the general formula (1) or (3), the terminal silyloxy group may be bonded to the same colloidal silica particle, or may be bonded to different colloidal silica particles. The colloidal silica particles may be crosslinked. Whether the colloidal silica is non-cross-linked or cross-linked can be selected depending on the concentration of the colloidal silica to be modified and the modifier compound for introducing the surface modifying group and the reaction conditions. When the surface-modified colloidal silica of the present invention is used as a polishing abrasive grain of a polishing composition for CMP, when a crosslinked product is used, the particle size of the colloidal silica increases due to crosslinking, and the particle size distribution is non-uniform. It will become. Therefore, since the crosslinked product deteriorates the dispersion stability of the polishing composition for CMP, the use of the crosslinked product is not preferable.

前記一般式(1)、(2)または(3)で表される基中の(a11)、(a12)、(a13)、(a21)、(a22)、(a23)、(a31)、(a32)、(a33)、(a41)、(a42)、(a43)、(a51)、(a52)、(a53)、(a61)、(a62)および(a63)が有するR1、R2で表される炭素数1〜4のアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、2−プロピル、ブチル、第2ブチル、イソブチル、第3ブチルが挙げられ、Xで表される炭素数1〜18のアルキレン基は、直鎖でもよく、分岐してもよく、脂環基を含んでもよい。具体的には、メチレン、エチレン、プロピレン、メチルエチレン、ブチレン、1−メチルプロピレン、2−メチルプロピレン、1,2−ジメチルプロピレン、1,3−ジメチルプロピレン、1−メチルブチレン、2−メチルブチレン、3−メチルブチレン、2,4−ジメチルブチレン、1,3−ジメチルブチレン、ペンチレン、へキシレン、ヘプチレン、オクチレン、エタン−1,1−ジイル、プロパン−2,2−ジイル、デカン−1,10−ジイル、ウンデカン−1,11−ジイル、ドデカン−1,12−ジイル、トリデカン−1,13−ジイル、テトラデカン−1,14−ジイル、ペンタデカン−1,15−ジイル、ヘキサデカン−1,16−ジイル、ヘプタデカン−1,17−ジイル、オクタデカン−1,18−ジイル、シクロペンタン−1,2−ジイル、シクロペンタン−1,3−ジイル、シクロヘキサン−1,1−ジイル、シクロヘキサン−1,2−ジイル、シクロヘキサン−1,3−ジイル、シクロヘキサン−1,4−ジイル、メチルシクロヘキサン−1,4−ジイル、シクロヘキサン−1,4−ジメチレンなどが挙げられる。R3で表される炭素数1〜30の炭化水素基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、第2ブチル、第3ブチル、イソブチル、アミル、イソアミル、第3アミル、ヘキシル、シクロヘキシル、シクロヘキシルメチル、2−シクロヘキシルエチル、ヘプチル、イソヘプチル、第3ヘプチル、n−オクチル、イソオクチル、第3オクチル、2−エチルヘキシル、ノニル、イソノニル、デシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシルなどのアルキル基;ビニル、1−メチルエテニル、2−メチルエテニル、プロペニル、ブテニル、イソブテニル、ペンテニル、ヘキセニル、ヘプテニル、オクテニル、デセニル、ペンタデセニル、1−フェニルプロペン−3−イルなどのアルケニル基;フェニル、ナフチル、2−メチルフェニル、3−メチルフェニル、4−メチルフェニル、4−ビニルフェニル、3−イソプロピルフェニル、4−イソプロピルフェニル、4−ブチルフェニル、4−イソブチルフェニル、4−第3ブチルフェニル、4−ヘキシルフェニル、4−シクロヘキシルフェニル、4−オクチルフェニル、4−(2−エチルヘキシル)フェニル、4−ステアリルフェニル、2,3−ジメチルフェニル、2,4−ジメチルフェニル、2,5−ジメチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、3,4−ジメチルフェニル、3,5−ジメチルフェニル、2,4−ジ第三ブチルフェニル、シクロヘキシルフェニルなどのアルキルアリール基;ベンジル、フェネチル、2−フェニルプロパン−2−イル、ジフェニルメチル、トリフェニルメチル、スチリル、シンナミルなどのアリールアルキル基が挙げられる。 (A11), (a12), (a13), (a21), (a22), (a23), (a31), (a) in the group represented by the general formula (1), (2) or (3) a32), (a33), (a41), (a42), (a43), (a51), (a52), (a53), (a61), (a62) and (a63) with R 1 and R 2 Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, 2-propyl, butyl, secondary butyl, isobutyl, and tertiary butyl. The alkylene group may be linear, branched or may contain an alicyclic group. Specifically, methylene, ethylene, propylene, methylethylene, butylene, 1-methylpropylene, 2-methylpropylene, 1,2-dimethylpropylene, 1,3-dimethylpropylene, 1-methylbutylene, 2-methylbutylene, 3-methylbutylene, 2,4-dimethylbutylene, 1,3-dimethylbutylene, pentylene, hexylene, heptylene, octylene, ethane-1,1-diyl, propane-2,2-diyl, decane-1,10- Diyl, undecane-1,11-diyl, dodecane-1,12-diyl, tridecane-1,13-diyl, tetradecane-1,14-diyl, pentadecane-1,15-diyl, hexadecane-1,16-diyl, Heptadecane-1,17-diyl, octadecane-1,18-diyl, cyclopenta -1,2-diyl, cyclopentane-1,3-diyl, cyclohexane-1,1-diyl, cyclohexane-1,2-diyl, cyclohexane-1,3-diyl, cyclohexane-1,4-diyl, methylcyclohexane -1,4-diyl, cyclohexane-1,4-dimethylene and the like. Examples of the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms represented by R 3 include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, secondary butyl, tertiary butyl, isobutyl, amyl, isoamyl, tertiary amyl, hexyl, Cyclohexyl, cyclohexylmethyl, 2-cyclohexylethyl, heptyl, isoheptyl, tertiary heptyl, n-octyl, isooctyl, tertiary octyl, 2-ethylhexyl, nonyl, isononyl, decyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, Alkyl groups such as octadecyl; vinyl, 1-methylethenyl, 2-methylethenyl, propenyl, butenyl, isobutenyl, pentenyl, hexenyl, heptenyl, octenyl, decenyl, pentadecenyl, 1-phenylpropene-3 Alkenyl groups such as yl; phenyl, naphthyl, 2-methylphenyl, 3-methylphenyl, 4-methylphenyl, 4-vinylphenyl, 3-isopropylphenyl, 4-isopropylphenyl, 4-butylphenyl, 4-isobutylphenyl, 4-tert-butylphenyl, 4-hexylphenyl, 4-cyclohexylphenyl, 4-octylphenyl, 4- (2-ethylhexyl) phenyl, 4-stearylphenyl, 2,3-dimethylphenyl, 2,4-dimethylphenyl, Alkylaryl groups such as 2,5-dimethylphenyl, 2,6-dimethylphenyl, 3,4-dimethylphenyl, 3,5-dimethylphenyl, 2,4-ditertiarybutylphenyl, cyclohexylphenyl; benzyl, phenethyl, 2-phenylpropan-2-yl, di Arylalkyl groups such as phenylmethyl, triphenylmethyl, styryl, cinnamyl and the like can be mentioned.

上記一般式(1)、(2)または(3)で表される基において、m+pがn以上の値であると、CMP用研磨組成物中の表面改質コロイダルシルカの分散安定性が良好であり、CMP用研磨組成物中の表面改質コロイダルシルカの配合量による性能のコントロールがしやすいので好ましく、さらにm+pが小さいとディッシングが大きくなる場合があり、m+pが大きいと研磨残渣が生じる場合があるので、m+pは、2〜340であるものが好ましく、2〜250であるものがより好ましい。   In the group represented by the general formula (1), (2) or (3), when m + p is a value of n or more, the dispersion stability of the surface-modified colloidal silkworm in the CMP polishing composition is good. Yes, it is preferable because the performance can be easily controlled by the amount of the surface-modified colloidal silk in the polishing composition for CMP. Further, if m + p is small, dishing may be large, and if m + p is large, a polishing residue may be generated. Therefore, m + p is preferably 2 to 340, more preferably 2 to 250.

また、上記一般式(2)または(3)で表される基において、R3は、疎水性が大きいとCMP用研磨組成物中の表面改質コロイダルシルカの分散安定性が悪化する場合があり、また、ディッシングが大きくなる場合もある。R3の好ましい基としては炭素数1〜8のアルキル基であり、メチル基がより好ましい。 In the group represented by the general formula (2) or (3), when R 3 is highly hydrophobic, the dispersion stability of the surface-modified colloidal silkworm in the CMP polishing composition may deteriorate. In addition, dishing may become large. A preferred group for R 3 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and a methyl group is more preferred.

本発明に係る上記一般式(1)、(2)または(3)で表される基において、R1、R2は、水酸基であるものが容易に得られ、CMP用研磨組成物中の表面改質コロイダルシルカの分散安定性が良好であるので好ましい。 In the group represented by the general formula (1), (2) or (3) according to the present invention, R 1 and R 2 can be easily obtained as a hydroxyl group, and the surface in the polishing composition for CMP It is preferable because the dispersion stability of the modified colloidal silkworm is good.

本発明の表面改質コロイダルシリカの製造方法の1つとしては、例えば、イソシアネート基を有するシランカップリング剤と、EOまたはEOとPOとを有するヒドロキシ化合物とから、一般式(a11)、(a12)、(a13)、(a21)、(a22)、(a23)、(a31)、(a32)、(a33)、(a41)、(a42)、および(a43)から選ばれる基を有する前記一般式(1)、(2)または(3)で表される基を与える改質剤化合物を予め合成し、これとコロイダルシリカとを反応させる方法でもよく、イソシアネート基を有するシランカップリング剤とコロイダルシリカとを反応させてから、EOまたはEOとPOとを有するヒドロキシ化合物をさらに反応させる方法でもよい。反応のコントロールが容易で、製造コストが小さいことから、前者の方法を用いるのが好ましい。   As one method for producing the surface-modified colloidal silica of the present invention, for example, from a silane coupling agent having an isocyanate group and a hydroxy compound having EO or EO and PO, the general formulas (a11) and (a12 ), (A13), (a21), (a22), (a23), (a31), (a32), (a33), (a41), and (a43) having the group selected from (a43) A silane coupling agent having an isocyanate group and a colloidal may be prepared by previously synthesizing a modifier compound which gives a group represented by the formula (1), (2) or (3) and reacting the compound with colloidal silica. A method may be employed in which after reacting with silica, EO or a hydroxy compound having EO and PO is further reacted. The former method is preferably used because the reaction can be easily controlled and the production cost is low.

上記のイソシアネート基を有するシランカップリング剤としては、下記一般式(4)で表される化合物、EOまたはEOとPOとを有するヒドロキシ化合物としては、一般式(5)で表される化合物、改質剤化合物としては、一般式(6)、(7)で表される化合物が挙げられる。   Examples of the silane coupling agent having an isocyanate group include a compound represented by the following general formula (4), a hydroxy compound having EO or EO and PO, a compound represented by the general formula (5), and a modified compound. Examples of the material compound include compounds represented by general formulas (6) and (7).

Figure 0004521058
Figure 0004521058

(式中、Zは、シラノール基と反応して、シロキサン結合を形成する基を表し、R4〜R7は、Z、炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基または水酸基を表し、Xは、炭素原子数1〜18のアルキレン基を表し、R3、EO、PO、m、n、pは、前記一般式(1)、(2)または(3)で表される基の場合と同様である。) (In the formula, Z represents a group that reacts with a silanol group to form a siloxane bond, R 4 to R 7 represent Z, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, or a hydroxyl group, and X represents Represents an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, and R 3 , EO, PO, m, n, and p are the same as those in the group represented by the general formula (1), (2), or (3). .)

また、上記表面改質コロイダルシリカの製造方法以外の方法としては、例えば、アミノ基を有するシランカップリング剤と、EOまたはEOとPOとを有する(メタ)アクリル化合物とから、一般式(a51)、(a52)、(a53)、(a61)、(a62)および(a63)から選ばれる基を有する前記一般式(1)、(2)または(3)で表される基を与える改質剤化合物を予め合成し、これとコロイダルシリカとを反応させる方法でもよく、アミノ基を有するシランカップリング剤とコロイダルシリカとを反応させてから、EOまたはEOとPOとを有する(メタ)アクリル化合物をさらに反応させる方法でもよい。反応のコントロールが容易で、製造コストが小さいことから、前者の方法を用いるのが好ましい。   Moreover, as a method other than the method for producing the surface-modified colloidal silica, for example, from a silane coupling agent having an amino group and a (meth) acrylic compound having EO or EO and PO, the general formula (a51) , (A52), (a53), (a61), (a62) and (a63) having a group selected from the general formula (1), (2) or (3) A method of synthesizing a compound in advance and reacting it with colloidal silica may be used. After reacting a silane coupling agent having an amino group with colloidal silica, a (meth) acrylic compound having EO or EO and PO is prepared. Further, a reaction method may be used. The former method is preferably used because the reaction can be easily controlled and the production cost is low.

上記のアミノ基を有するシランカップリング剤としては、下記一般式(8)で表される化合物、EOまたはEOとPOとを有する(メタ)アクリル化合物としては、一般式(9)で表される化合物、改質剤化合物としては、一般式(10)で表される化合物が挙げられる。   The silane coupling agent having an amino group is a compound represented by the following general formula (8), and a (meth) acrylic compound having EO or EO and PO is represented by the general formula (9). Examples of the compound and the modifier compound include compounds represented by the general formula (10).

Figure 0004521058
Figure 0004521058

(式中、Zは、シラノール基と反応して、シロキサン結合を形成する基を表し、R4〜R7は、Z、炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基または水酸基を表し、Xは、炭素原子数1〜18のアルキレン基を表し、Rは、水素原子またはメチル基を表し、EO、PO、m、n、pは、前記一般式(1)、(2)または(3)で表される基の場合と同様である。) (In the formula, Z represents a group that reacts with a silanol group to form a siloxane bond, R 4 to R 7 represent Z, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, or a hydroxyl group, and X represents Represents an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, R represents a hydrogen atom or a methyl group, and EO, PO, m, n, and p are represented by the general formula (1), (2), or (3). As in the case of the group represented.)

上記一般式(4)、(6)、(7)、(8)および(10)のZとしては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、s−ブトキシ基、イソブトキシ基、t−ブトキシ基、フェノキシ基などのアルコキシ基;塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン基;水素;水酸基が挙げられる。   Z in the above general formulas (4), (6), (7), (8) and (10) is methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, butoxy group, s-butoxy group, isobutoxy group. Alkoxy groups such as t-butoxy group and phenoxy group; halogen groups such as chlorine, bromine and iodine; hydrogen; hydroxyl groups.

本発明の好ましい形態であるR1、R2が、水酸基である表面改質コロイダルシリカを得るには、原料としてZ、R4、R5、R6、R7がアルコキシ基であるものを使用し、コロイダルシリカとの反応を行えばよい。A1は、(a11)、(a12)、(a13)、(a31)、(a32)、(a33)、(a51)、(a52)および(a53)の少なくとも1種の基となるが、これらを選択的に制御することは困難であり、A2も同様に(a21)、(a22)、(a23)、(a41)、(a42)、(a43)、(a61)、(a62)および(a63)の少なくとも1種の基となる。 In order to obtain a surface-modified colloidal silica in which R 1 and R 2 , which are preferred forms of the present invention, are hydroxyl groups, those in which Z, R 4 , R 5 , R 6 and R 7 are alkoxy groups are used as raw materials Then, the reaction with colloidal silica may be performed. A 1 is at least one group of (a11), (a12), (a13), (a31), (a32), (a33), (a51), (a52), and (a53). the it is difficult selectively controlled to, a 2 likewise (a21), (a22), (a23), (a41), (a42), (a43), (a61), (a62) and ( a63) at least one group.

また、通常、コロイダルシリカ表面の反応性シラノール基の全てを一般式(1)、(2)または(3)で表される基に改質することは困難であり、本発明の表面改質コロイダルシリカ表面には、未反応のシラノール基および/または一般式(1)、(2)または(3)で表される基以外の表面改質基が存在し得る。   In addition, it is usually difficult to modify all of the reactive silanol groups on the colloidal silica surface to a group represented by the general formula (1), (2) or (3). On the silica surface, an unreacted silanol group and / or a surface modifying group other than the group represented by the general formula (1), (2) or (3) may be present.

上記一般式(1)、(2)または(3)で表される基以外の表面改質基でコロイダルシリカが改質されたものを得る場合は、原料として予めそのような基で改質されたコロイダルシリカを用いて一般式(1)、(2)または(3)で表される基をコロイダルシリカに導入してもよく、一般式(1)、(2)または(3)で表される基を導入してから、一般式(1)、(2)または(3)で表される基以外の基を導入してもよい。一般式(1)、(2)または(3)で表される基以外の基を導入する化合物としては、クロロトリメチルシラン、クロロジメチルオクタデシルシラン、ジクロロジメチルシラン、トリクロロメチルシランなどのハロゲン化アルキルシラン類;トリメチルメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メトキシジメチルオクタデシルシラン、ジメチルオクタデシルシランなどのアルコキシアルキルシラン類;3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤;ホウ酸、アルミン酸などが挙げられる。   When obtaining a material in which colloidal silica is modified with a surface modifying group other than the group represented by the general formula (1), (2) or (3), the material is previously modified with such a group. The group represented by the general formula (1), (2) or (3) may be introduced into the colloidal silica using the colloidal silica, which is represented by the general formula (1), (2) or (3). After introducing the group, a group other than the group represented by the general formula (1), (2) or (3) may be introduced. Examples of the compound for introducing a group other than the group represented by the general formula (1), (2) or (3) include halogenated alkylsilanes such as chlorotrimethylsilane, chlorodimethyloctadecylsilane, dichlorodimethylsilane, and trichloromethylsilane. Alkoxyalkylsilanes such as trimethylmethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, methyltriethoxysilane, methoxydimethyloctadecylsilane, dimethyloctadecylsilane; 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3- ( 2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltriethoxysilane, 3-isocyanate pro Le triethoxysilane, silane coupling agents such as 3-isocyanate propyl trimethoxysilane; boric acid, such as aluminate and the like.

本発明の表面改質コロイダルシリカにおける表面改質の程度を、直接的かつ正確に測定することは困難であるが、合成時に表面改質剤(またはシランカップリング剤)とコロイダルシリカの割合を変えることで、コントロールが可能となる。例えば、本発明の表面改質コロイダルシリカをCMP用研磨組成物に使用する場合は、コロイダルシリカ100質量部に対して改質剤化合物を1質量部から100質量部の割合で使用すればよい。ディッシングを充分抑制するには、改質剤化合物の使用量は、コロイダルシリカ100質量部に対して1〜20質量部が好ましく、1〜10質量部がより好ましい。   Although it is difficult to directly and accurately measure the degree of surface modification in the surface-modified colloidal silica of the present invention, the ratio of the surface modifier (or silane coupling agent) and colloidal silica is changed during synthesis. In this way, control becomes possible. For example, when the surface-modified colloidal silica of the present invention is used in a polishing composition for CMP, the modifier compound may be used in a proportion of 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of colloidal silica. In order to sufficiently suppress dishing, the amount of the modifier compound used is preferably 1 to 20 parts by mass and more preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of colloidal silica.

本発明の表面改質コロイダルシリカにおいて、表面改質を施されるコロイダルシリカの粒径は特に制限されず、分散媒体である水に安定に分散するものであればよい。上記コロイダルシリカを本発明のCMP用研磨組成物に使用する場合は、その粒径は1〜400nmの範囲が好ましく、10〜300nmの範囲がより好ましい。   In the surface-modified colloidal silica of the present invention, the particle size of the colloidal silica subjected to surface modification is not particularly limited as long as it can be stably dispersed in water as a dispersion medium. When the colloidal silica is used in the polishing composition for CMP of the present invention, the particle diameter is preferably in the range of 1 to 400 nm, more preferably in the range of 10 to 300 nm.

本発明の表面改質コロイダルシリカのCMP用研磨組成物以外の用途としては、高分子材料改質剤、高分子凝集剤、吸着剤、塗料用添加剤、ハードコート剤、滑り防止剤、光学フィルム用反射防止剤、金属表面処理剤、耐熱剤、無機フィラー、無機バインダー、帯電防止剤、触媒担体、オルガノゾルなどが挙げられる。   Applications other than the polishing composition for CMP of the surface-modified colloidal silica of the present invention include polymer material modifiers, polymer flocculants, adsorbents, paint additives, hard coat agents, anti-slip agents, and optical films. Antireflective agent, metal surface treatment agent, heat resistance agent, inorganic filler, inorganic binder, antistatic agent, catalyst carrier, organosol, and the like.

次に、本発明のCMP用研磨組成物について説明する。
本発明のCMP用研磨組成物は、上記の表面改質コロイダルシリカを研磨砥粒として含有しているものであり、これ以外に含有される他の成分としては、酸化剤成分、複素環化合物成分、有機酸成分、水性高分子成分、pH調整剤成分、界面活性剤成分、可溶化剤成分などが挙げられる。本発明のCMP用研磨組成物は、銅、銅合金などの銅系材料の除去に対して、残膜、ディッシング、スクラッチについて良好な研磨を与える特性を有するので、半導体デバイスの製造におけるダマシン法による配線形成プロセスに適している。また、本発明のCMP用研磨組成物は第1段研磨、第2段研磨の両方に使用可能であり、銅系材料に対しての選択研磨性があるので、特に第1段研磨に好適である。
Next, the CMP polishing composition of the present invention will be described.
The polishing composition for CMP of the present invention contains the above-mentioned surface-modified colloidal silica as abrasive grains, and other components contained therein include an oxidant component and a heterocyclic compound component. , Organic acid component, aqueous polymer component, pH adjuster component, surfactant component, solubilizer component and the like. Since the polishing composition for CMP of the present invention has a property of giving good polishing for residual film, dishing, and scratches for removal of copper-based materials such as copper and copper alloys, it is based on the damascene method in the manufacture of semiconductor devices. Suitable for wiring formation process. In addition, the polishing composition for CMP of the present invention can be used for both the first stage polishing and the second stage polishing, and has a selective polishing property with respect to a copper-based material. Therefore, it is particularly suitable for the first stage polishing. is there.

本発明のCMP用研磨組成物中の表面改質コロイダルシリカの含有量は、0.01〜10質量%が好ましい。表面改質コロイダルシリカの含有量が下限より少ないと研磨速度が遅くなる場合があり、表面改質コロイダルシリカの含有量が上限より多いと、ディッシングの抑制が難しくなる場合がある。表面改質コロイダルシリカの含有量は0.05〜5質量%の範囲がさらに好ましい。   The content of the surface-modified colloidal silica in the polishing composition for CMP of the present invention is preferably 0.01 to 10% by mass. If the content of the surface-modified colloidal silica is less than the lower limit, the polishing rate may be slow. If the content of the surface-modified colloidal silica is higher than the upper limit, it may be difficult to suppress dishing. The content of the surface-modified colloidal silica is more preferably in the range of 0.05 to 5% by mass.

本発明のCMP用研磨組成物は、本発明の表面改質コロイダルシリカ以外の研磨砥粒成分を含有してもよい。これらを含有させる場合の使用量は、本発明の表面改質コロイダルシリカ100質量部に対して、100質量部以下が好ましく、50質量部以下がより好ましい。含有される研磨砥粒としては、本発明以外のコロイダルシリカ、非晶質二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化セリウム、窒化ケイ素、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素および二酸化マンガンなどが挙げられ、これらは1種類または2種類以上を混合して用いることができる。   The polishing composition for CMP of the present invention may contain a polishing abrasive component other than the surface-modified colloidal silica of the present invention. The amount used in the case of containing these is preferably 100 parts by mass or less, and more preferably 50 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the surface-modified colloidal silica of the present invention. Examples of the abrasive grains to be contained include colloidal silica, amorphous silicon dioxide, aluminum oxide, cerium oxide, silicon nitride, zirconium oxide, silicon carbide, and manganese dioxide other than the present invention. A mixture of more than one can be used.

上記の酸化剤成分に使用される酸化剤としては、硝酸、過ヨウ素酸、過ヨウ素酸カリウム、過ヨウ素酸リチウム、過ヨウ素酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸リチウム、過マンガン酸ナトリウム、重クロム酸、重クロム酸カリウム、重クロム酸リチウム、重クロム酸ナトリウム、過酸化水素、過塩素酸、過塩素酸塩(アルカリ金属塩、アンモニウム塩など)、次亜塩素酸、次亜塩素酸塩(アルカリ金属塩、アンモニウム塩など)、過硫酸、過硫酸塩(アルカリ金属塩、アンモニウム塩など)、過酢酸、t−ブチルハイドロパーオキサイド、過安息香酸、オゾンなどが挙げられ、これらは1種類または2種類以上の混合物で使用される。   As the oxidant used in the above oxidant component, nitric acid, periodic acid, potassium periodate, lithium periodate, sodium periodate, potassium permanganate, lithium permanganate, sodium permanganate, Dichromic acid, potassium dichromate, lithium dichromate, sodium dichromate, hydrogen peroxide, perchloric acid, perchlorates (alkali metal salts, ammonium salts, etc.), hypochlorous acid, hypochlorous acid Examples include salts (alkali metal salts, ammonium salts, etc.), persulfuric acid, persulfates (alkali metal salts, ammonium salts, etc.), peracetic acid, t-butyl hydroperoxide, perbenzoic acid, ozone, etc. Used in one kind or a mixture of two or more kinds.

本発明のCMP用研磨組成物中の酸化剤成分の好ましい含有量は0.01〜10質量%である。酸化剤成分の含有量が下限より少ないと充分な研磨速度が得られない場合があり、酸化剤成分の含有量が上限より多いとエッチングを制御できなくなり、ディッシングなどの不具合の原因となる場合がある。   The preferable content of the oxidant component in the polishing composition for CMP of the present invention is 0.01 to 10% by mass. If the content of the oxidizer component is less than the lower limit, a sufficient polishing rate may not be obtained, and if the content of the oxidizer component is more than the upper limit, etching cannot be controlled, which may cause problems such as dishing. is there.

本発明のCMP用研磨組成物を第1段研磨に使用する際に用いる酸化剤として好適なのは、研磨速度とエッチング抑制のコントロールが容易である過硫酸塩であり、過硫酸アンモニウムは、化学的研磨を促進して、研磨表面の平坦性を向上させるのでより好ましい。また、本発明のCMP用研磨組成物を第2段研磨に使用する際は、研磨残りの抑制効果を有する過酸化水素を酸化剤として用いるのが好ましい。   A suitable oxidizing agent for use in the first-stage polishing of the CMP polishing composition of the present invention is a persulfate that allows easy control of polishing rate and etching suppression, and ammonium persulfate is used for chemical polishing. It is more preferable because it promotes and improves the flatness of the polished surface. Further, when the polishing composition for CMP of the present invention is used for the second stage polishing, it is preferable to use hydrogen peroxide having an effect of suppressing polishing residue as an oxidizing agent.

上記の複素環化合物成分は、主に銅配線またはバリアメタルに対して防食作用を有する防錆剤として機能するものであり、1,2,4−トリアゾール、3−アミノ−1H−1,2,4−トリアゾール、4−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−メルカプト−1,2,4−トリアゾール、1H−テトラゾール、5−メチル−1H−テトラゾール、5−フェニルテトラゾール、1H−テトラゾール−1−酢酸、5−アミノ−1H−テトラゾールなどのアゾール系単環類;2−メルカプトベンゾチアゾール、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、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾチアゾール、2−アミノベンゾチアゾール、2−アミノ−6−メチルベンゾチアゾール、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、5−ヘキシルベンゾトリアゾール、[1,2,3−ベンゾトリアゾリル−1−メチル][1,2,4−トリアゾリル−1−メチル][2−エチルヘキシル]アミン、4−メチル−1H−ベンゾトリアゾール、5−メチル−1H−ベンゾトリアゾール、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、1,5−ペンタメチレンテトラゾール、チアベンダゾールなどのアゾール系複合環類が挙げられ、これらは1種類または2種類以上の混合物で使用される。   The above-mentioned heterocyclic compound component mainly functions as a rust preventive having an anticorrosive action on copper wiring or barrier metal, and 1,2,4-triazole, 3-amino-1H-1,2, 4-triazole, 4-amino-1,2,4-triazole, 3,5-diamino-1,2,4-triazole, 3-mercapto-1,2,4-triazole, 1H-tetrazole, 5-methyl- Azole monocycles such as 1H-tetrazole, 5-phenyltetrazole, 1H-tetrazol-1-acetic acid, 5-amino-1H-tetrazole; 2-mercaptobenzothiazole, 2- [2- (benzothiazolyl)] thiopropionic acid 2- [2- (benzothiazolyl)] thiobutyric acid, benzimidazole, benzotriazole, benzothiazole, 2-aminoben Thiazole, 2-amino-6-methylbenzothiazole, 1-hydroxybenzotriazole, 1-dihydroxybenzotriazole, 1-dihydroxypropylbenzotriazole, 2,3-dicarboxypropylbenzotriazole, 4-hydroxybenzotriazole, 5-hexyl Benzotriazole, [1,2,3-benzotriazolyl-1-methyl] [1,2,4-triazolyl-1-methyl] [2-ethylhexyl] amine, 4-methyl-1H-benzotriazole, 5- Examples include azole type complex rings such as methyl-1H-benzotriazole, naphthotriazole, bis [(1-benzotriazolyl) methyl] phosphonic acid, 1,5-pentamethylenetetrazole, and thiabendazole. Two or more types It is used in the compound.

本発明のCMP用研磨組成物における複素環化合物の含有量は0.0001〜1質量%が好ましい。複素環化合物の含有量が下限より少ないと使用効果であるディッシングやエロージョンの抑制が難しくなり、複素環化合物の含有量が上限より多いと研磨速度が遅くなるという難点がある。これらの中でも、ベンゾトリアゾールが安価で防食作用をコントロールしやすいので好ましい。   The content of the heterocyclic compound in the polishing composition for CMP of the present invention is preferably 0.0001 to 1% by mass. When the content of the heterocyclic compound is less than the lower limit, it is difficult to suppress dishing and erosion, which are the effects of use, and when the content of the heterocyclic compound is higher than the upper limit, the polishing rate is slow. Among these, benzotriazole is preferable because it is inexpensive and easily controls the anticorrosive action.

上記の有機酸成分とは、有機酸または有機酸の塩であり、使用効果は構造により異なる。例えば、脂肪族有機酸、脂肪族スルホン酸およびこれらの塩は、CMP用研磨組成物の安定性を高める効果があり、また、研磨された銅などの金属を溶出させて研磨速度を向上させる効果がある。芳香族スルホン酸および芳香族スルホン酸塩は金属の過剰エッチングなどを抑制し、研磨面の平坦化を良好にする効果があり、アミノ酸およびその塩は、防食剤としても機能する。   The organic acid component is an organic acid or a salt of an organic acid, and the effect of use varies depending on the structure. For example, aliphatic organic acids, aliphatic sulfonic acids and their salts have the effect of increasing the stability of the polishing composition for CMP, and the effect of improving the polishing rate by eluting the polished metal such as copper. There is. Aromatic sulfonic acids and aromatic sulfonates have the effect of suppressing excessive etching of the metal and the like and improving the flatness of the polished surface.

有機酸としては、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、グリコール酸、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、フマル酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、グルコン酸、無水酢酸などの脂肪族有機カルボン酸;安息香酸、2−ヒドロキシ安息香酸、3−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸、o−フタル酸、m−フタル酸、p−フタル酸、キナルジン酸、ナフタレン−1−カルボン酸、ナフタレン−2−カルボン酸などの芳香族カルボン酸;メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、ブタンスルホン酸、ペンタンスルホン酸、ヘキサンスルホン酸、ヘプタンスルホン酸、オクタンスルホン酸、ノルボルネンスルホン酸、アダマンタンスルホン酸、シクロヘキサンスルホン酸、カンファースルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ペンタフルオロエタンスルホン酸、ヘプタフルオロプロパンスルホン酸などの脂肪族スルホン酸;ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、オクチルベンゼンスルホン酸、デシルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ナフタレン−1−スルホン酸、ナフタレン−2−スルホン酸、アントラセンスルホン酸、アセナフテンスルホン酸、フェナントレンスルホン酸などの芳香族スルホン酸;グリシン、L(D)−アラニン、L(D)−2−アミノ酪酸、L(D)−ノルバリン、L(D)−バリン、L(D)−ロイシン、L(D)−ノルロイシン、L(D)−イソロイシン、L(D)−アロイソロイシン、L(D)−フェニルアラニン、L(D)−プロリン、サルコシン、L(D)−オルニチン、L(D)−リシン、タウリン、L(D)−セリン、L(D)−トレオニン、L(D)−アロトレオニン、L(D)−ホモセリン、L(D)−チロシン、β−(3,4−ジヒドロキシフェニル)−L(D)−アラニン、L(D)−チロキシン、4−ヒドロキシ−L(D)−プロリン、L(D)−システイン、L(D)−メチオニン、L(D)−エチオニン、L(D)−ランチオニン、L(D)−シスタチオニン、L(D)−シスチン、L(D)−システイン酸、L(D)−アスパラギン酸、L(D)−グルタミン酸、S−(カルボキシメチル)−L(D)−システイン、4−アミノ酪酸、L(D)−アスパラギン、L(D)−グルタミン、L(D)−アルギニン、δ−ヒドロキシ−L(D)−リシン、L(D)−ヒスチジン、L(D)−トリプトファンなどのアミノ酸;および有機酸のアルカリ金属塩(リチウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩)、アンモニウム塩、アミン塩が挙げられ、これらは1種類または2種類以上の混合物で使用される。   Examples of organic acids include 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, Aliphatic organics such as glycolic acid, glyceric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, maleic acid, fumaric acid, lactic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid, gluconic acid, acetic anhydride Carboxylic acid; benzoic acid, 2-hydroxybenzoic acid, 3-hydroxybenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid, o-phthalic acid, m-phthalic acid, p-phthalic acid, quinaldic acid, naphthalene-1-carboxylic acid, naphthalene Aromatic carboxylic acids such as -2-carboxylic acid; methane sulfonic acid, ethane sulfonic acid, propane sulfonic acid, butane sulfonic acid, pentane sulfone Aliphatic acids such as acid, hexanesulfonic acid, heptanesulfonic acid, octanesulfonic acid, norbornenesulfonic acid, adamantanesulfonic acid, cyclohexanesulfonic acid, camphorsulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, pentafluoroethanesulfonic acid, heptafluoropropanesulfonic acid Sulfonic acid; benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, octylbenzenesulfonic acid, decylbenzenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, naphthalene-1-sulfonic acid, naphthalene-2-sulfonic acid, anthracenesulfonic acid, acenaphthenesulfonic acid , Aromatic sulfonic acids such as phenanthrenesulfonic acid; glycine, L (D) -alanine, L (D) -2-aminobutyric acid, L (D) -norvaline, L (D) -valine, L (D) -ro Syn, L (D) -norleucine, L (D) -isoleucine, L (D) -alloisoleucine, L (D) -phenylalanine, L (D) -proline, sarcosine, L (D) -ornithine, L (D ) -Lysine, taurine, L (D) -serine, L (D) -threonine, L (D) -allothreonine, L (D) -homoserine, L (D) -tyrosine, β- (3,4-dihydroxy) Phenyl) -L (D) -alanine, L (D) -thyroxine, 4-hydroxy-L (D) -proline, L (D) -cysteine, L (D) -methionine, L (D) -ethionine, L (D) -Lanthionine, L (D) -cystathionine, L (D) -cystine, L (D) -cysteic acid, L (D) -aspartic acid, L (D) -glutamic acid, S- (carboxymethyl)- L (D) -cis In, 4-aminobutyric acid, L (D) -asparagine, L (D) -glutamine, L (D) -arginine, δ-hydroxy-L (D) -lysine, L (D) -histidine, L (D) -Amino acids such as tryptophan; and alkali metal salts of organic acids (lithium salts, potassium salts, sodium salts), ammonium salts, amine salts, which are used in one kind or a mixture of two or more kinds.

本発明のCMP用研磨組成物中の有機酸成分の含有量は0.0001〜10質量%が好ましい。有機酸成分の含有量が0.0001質量%より少ないと、使用効果が得られない場合があり、有機酸成分の含有量が10質量%を超えると使用効果が過剰となり、平坦性、研磨効率、研磨選択性のいずれかについての低下をきたす場合がある。   The content of the organic acid component in the polishing composition for CMP of the present invention is preferably 0.0001 to 10% by mass. If the content of the organic acid component is less than 0.0001% by mass, the effect of use may not be obtained. If the content of the organic acid component exceeds 10% by mass, the effect of use becomes excessive, flatness, polishing efficiency In some cases, the polishing selectivity may be lowered.

上記の水性高分子成分としては、バリア層研磨抑制による研磨選択性の向上や研磨砥粒の分散安定化に作用する水溶性高分子、研磨砥粒および研磨砥粒補助剤として使用される水分散性高分子化合物が挙げられる。   As the water-based polymer component, water dispersion used as a water-soluble polymer, polishing abrasive grains, and polishing abrasive auxiliary agents that act to improve polishing selectivity by suppressing barrier layer polishing and stabilize the dispersion of polishing abrasive grains. Functional polymer compounds.

本発明のCMP用研磨組成物は、水性高分子成分を含有してもよい。含有される水溶性高分子としては、例えば、アルギン酸、ペクチン酸、カルボキシメチルセルロース、寒天、カードランおよびプルランなどの多糖類;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、およびポリグリオキシル酸などのポリカルボン酸、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、ポリアクリルアミド、ポリアミノアクリルアミド、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、ポリアミド酸アンモニウム塩、ポリアミド酸ナトリウム塩などに例示されるポリカルボン酸の塩、エステルおよび誘導体;ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクロレイン、ポリビニルピロリドンとαオレフィン(エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテンなど)との共重合体などのビニル系ポリマー;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、アルキレングリコールまたはポリアルキレングリコールのエチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイドのランダムまたはブロック付加物などのポリアルキレングリコール類が挙げられ、水分散性高分子としては、ポリウレタン樹脂、ポリウレタンポリウレア樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂が挙げられる。これらの水性高分子は、1種類または2種類以上の混合物で使用される。   The polishing composition for CMP of the present invention may contain an aqueous polymer component. Examples of the water-soluble polymer to be contained include polysaccharides such as alginic acid, pectic acid, carboxymethyl cellulose, agar, curdlan and pullulan; polyaspartic acid, polyglutamic acid, polylysine, polymalic acid, polymethacrylic acid, polyamic acid, Polycarboxylic acids such as polymaleic acid, polyitaconic acid, polyfumaric acid, poly (p-styrenecarboxylic acid), polyacrylic acid, and polyglyoxylic acid, polymethacrylic acid ammonium salt, polymethacrylic acid sodium salt, polyacrylamide, polyaminoacrylamide, Polycarboxylic acid salts, esters and derivatives exemplified by polyacrylic acid ammonium salt, polyacrylic acid sodium salt, polyamic acid ammonium salt, polyamic acid sodium salt; , Polyvinyl pyrrolidone, polyacrolein, vinyl polymers such as copolymers of polyvinyl pyrrolidone and α-olefins (ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, etc.); polyethylene glycol, polypropylene glycol, alkylene glycol or polyalkylene glycol Polyalkylene glycols such as random or block adducts of ethylene oxide and propylene oxide are listed. Examples of water-dispersible polymers include polyurethane resins, polyurethane polyurea resins, acrylic resins, methacrylic resins, phenol resins, urea resins, and melamine resins. , Polystyrene resin, polyacetal resin, and polycarbonate resin. These aqueous polymers are used in one kind or a mixture of two or more kinds.

水性高分子成分の好ましい含有量は、0.001〜10質量%である。水性高分子成分の含有量が下限より少ないと充分な使用効果が得られない場合があり、水性高分子成分の含有量が上限より多いと充分な研磨速度を得ることができない場合がある。また、水溶性高分子の好ましい数平均分子量(GPC測定、標準ポリスチレン換算)は種類により異なり、それぞれ適正な値がある。   The preferable content of the aqueous polymer component is 0.001 to 10% by mass. If the content of the aqueous polymer component is less than the lower limit, a sufficient use effect may not be obtained, and if the content of the aqueous polymer component is more than the upper limit, a sufficient polishing rate may not be obtained. Moreover, the preferable number average molecular weight (GPC measurement, standard polystyrene conversion) of water-soluble polymer changes with kinds, and there exists an appropriate value, respectively.

本発明のCMP用研磨組成物に含有される水溶性高分子として好適なもののひとつは、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピロリドンと1−ブテン共重合体である。これらは、他の水溶性高分子と比較してバリア層研磨の抑制の効果が大きく、銅の選択研磨性を向上させる利点を有する。また、砥粒の分散安定性を向上させる効果も大きい。本発明のCMP用研磨組成物におけるこれらのポリビニルピロリドンまたはポリビニルピロリドンと1−ブテン共重合体の好ましい含有量は、バリア層の研磨抑制に効果が発現する0.001〜5質量%である。また、数平均分子量としては5000〜100000が好ましい。   One suitable water-soluble polymer contained in the CMP polishing composition of the present invention is polyvinylpyrrolidone, polyvinylpyrrolidone and 1-butene copolymer. These have the effect of suppressing barrier layer polishing compared to other water-soluble polymers, and have the advantage of improving the selective polishing properties of copper. Also, the effect of improving the dispersion stability of the abrasive grains is great. The preferable content of these polyvinyl pyrrolidone or polyvinyl pyrrolidone and 1-butene copolymer in the polishing composition for CMP of the present invention is 0.001 to 5% by mass, which is effective for suppressing polishing of the barrier layer. Moreover, as a number average molecular weight, 5000-100000 are preferable.

また、本発明のCMP用研磨組成物に含有される水溶性高分子として好適なもののひとつは、ポリアルキレングリコール類である。ポリアルキレングリコールは、他の水溶性高分子と比較して優れた研磨速度を示し、砥粒の分散安定性を向上させる効果も大きい。本発明のCMP用研磨組成物におけるポリアルキレングリコール類の好ましい含有量は、バリア層の研磨抑制に効果が発現する0.001〜5質量%である。また、ポリアルキレングリコールの数平均分子量としては200〜3000が好ましい。   One of the water-soluble polymers suitable for the CMP polishing composition of the present invention is polyalkylene glycols. Polyalkylene glycol exhibits an excellent polishing rate as compared with other water-soluble polymers, and has a large effect of improving the dispersion stability of abrasive grains. The preferable content of the polyalkylene glycols in the polishing composition for CMP of the present invention is 0.001 to 5% by mass, which is effective for suppressing the polishing of the barrier layer. The number average molecular weight of the polyalkylene glycol is preferably 200 to 3000.

また、本発明のCMP用研磨組成物に含有される水分散性高分子として好適なもののひとつは、ポリウレタン樹脂、ポリウレタンポリウレア樹脂である。これらは研磨砥粒および研磨砥粒の助剤として、選択研磨性について、選択研磨性または非選択研磨性を増強するので有効である。ポリウレタン樹脂またはポリウレタンポリウレア樹脂は、これを分散させる乳化剤がCMP性能に影響を及ぼす可能性があるので、CMP性能を制御しやすい自己乳化が好ましい。   One of the water-dispersible polymers suitable for use in the polishing composition for CMP of the present invention is a polyurethane resin or a polyurethane polyurea resin. These are effective as an auxiliary agent for the abrasive grains and the abrasive grains because they enhance the selective polishability or the nonselective polishability with respect to the selective polishability. The polyurethane resin or the polyurethane polyurea resin is preferably self-emulsifying because the emulsifier for dispersing the polyurethane resin may affect the CMP performance.

カチオン性基を導入したカチオン性水分散型ポリウレタンは、銅に対するエッチング作用が強く、これを制御しにくい場合があるので、ノニオン性水分散型ポリウレタンまたはアニオン性水分散型ポリウレタンがより好ましく、銅の研磨速度が大きいのでアニオン性水分散型ポリウレタンがさらに好ましい。また、アニオン性水分散型ポリウレタンの場合、酸価(mgKOH/g)は、1〜200が好ましく、10〜150がより好ましい。   A cationic water-dispersed polyurethane having a cationic group introduced therein has a strong etching action on copper and may be difficult to control. Therefore, nonionic water-dispersed polyurethane or anionic water-dispersed polyurethane is more preferable. Anionic water-dispersed polyurethane is more preferred because of its high polishing rate. In the case of an anionic water-dispersed polyurethane, the acid value (mgKOH / g) is preferably 1 to 200, more preferably 10 to 150.

水分散型ポリウレタンの平均粒子径は、研磨砥粒として機能し、CMP用研磨組成物中に安定に分散可能な範囲である5〜200nmが好ましく、10〜150nmがより好ましい。本発明のCMP用研磨組成物におけるこれらの樹脂の好ましい含有量は0.01〜10質量%である。   The average particle size of the water-dispersed polyurethane is preferably 5 to 200 nm, more preferably 10 to 150 nm, which functions as abrasive grains and can be stably dispersed in the CMP polishing composition. The preferable content of these resins in the polishing composition for CMP of the present invention is 0.01 to 10% by mass.

本発明のCMP用研磨組成物は、酸化剤が機能するように、酸性で使用する場合と塩基性で使用する場合があり、そのためにpH調整剤を使用してもよい。   The polishing composition for CMP of the present invention may be used acidic or basic so that the oxidizing agent functions, and a pH adjuster may be used for this purpose.

本発明のCMP用研磨組成物に使用されるpH調整剤成分は、水溶性塩基性化合物と水溶性酸性化合物が挙げられる。水溶性塩基性化合物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの水酸化アルカリ金属類、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウムなどの水酸化アルカリ土類金属類、炭酸アンモニウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属の炭酸塩類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、コリンなどの4級アンモニウムヒドロキシド類、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ヒドロキシエチルアミンなどの有機アミン類、アンモニアが挙げられ、これらは1種類または2種類以上の混合物で使用される。中でも安価で扱い易いのでアンモニア、水酸化アルカリ金属類が好ましい。   Examples of the pH adjuster component used in the polishing composition for CMP of the present invention include a water-soluble basic compound and a water-soluble acidic compound. Examples of water-soluble basic compounds include alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide, alkaline earth metals such as calcium hydroxide, strontium hydroxide and barium hydroxide, ammonium carbonate Alkali metal carbonates such as lithium carbonate, sodium carbonate and potassium carbonate, quaternary ammonium hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide and choline, organic amines such as ethylamine, diethylamine, triethylamine and hydroxyethylamine, and ammonia These are used in one kind or a mixture of two or more kinds. Of these, ammonia and alkali metal hydroxides are preferred because they are inexpensive and easy to handle.

水溶性酸性化合物としては、有機酸で例示したものの中で水溶性のもの、塩酸、硫酸、硝酸などの無機酸が挙げられる。   Examples of the water-soluble acidic compound include water-soluble compounds exemplified by organic acids, and inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid.

本発明のCMP用研磨組成物のpHは、8〜12が好ましい範囲である。pHが8未満6以上であると、充分な研磨速度が得られない場合がある。また、pHが6より小さいとバリア層の研磨が起こり、選択研磨性が低下する場合がある。また、pHが12より大きいとディッシングが起こり、表面状態が悪化する場合がある。   The pH of the polishing composition for CMP of the present invention is preferably 8-12. If the pH is less than 8 and 6 or more, a sufficient polishing rate may not be obtained. On the other hand, when the pH is less than 6, the barrier layer is polished, and the selective polishing property may be lowered. Moreover, if pH is larger than 12, dishing will occur and the surface state may deteriorate.

本発明のCMP用研磨組成物は、研磨抑制、各成分の溶解または分散安定性、消泡性などを付与するために界面活性剤を含有してもよい。含有される界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ベタイン系界面活性剤が挙げられ、これらは1種類または2種類以上の混合物で使用される。   The polishing composition for CMP of the present invention may contain a surfactant in order to impart polishing suppression, dissolution or dispersion stability of each component, antifoaming property, and the like. Examples of the surfactant to be contained include nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, and betaine surfactants, which are used in one kind or a mixture of two or more kinds. .

本発明のCMP用研磨組成物中の界面活性剤成分を使用する場合の好ましい含有量は0.0001〜10質量%である。界面活性剤成分の含有量が下限より少ないと充分な使用効果が得られない場合があり、界面活性剤成分の含有量が上限より多いと研磨速度が低下する場合がある。   The preferable content when using the surfactant component in the polishing composition for CMP of the present invention is 0.0001 to 10% by mass. If the content of the surfactant component is less than the lower limit, a sufficient use effect may not be obtained, and if the content of the surfactant component is higher than the upper limit, the polishing rate may be reduced.

本発明のCMP用研磨組成物に含有される界面活性剤として好適なのは、アニオン系界面活性剤である。アニオン系界面活性剤としては、例えば、高級脂肪酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、硫化オレフィン塩、高級アルキルスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、硫酸化脂肪酸塩、スルホン化脂肪酸塩、リン酸エステル塩、脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、グリセライド硫酸エステル塩、脂肪酸エステルのスルホン酸塩、α−スルホ脂肪酸メチルエステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルカルボン酸塩、アシル化ペプチド、脂肪酸アルカノールアミドまたはそのアルキレンオキサイド付加物の硫酸エステル塩、スルホコハク酸エステル、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルベンゾイミダゾールスルホン酸塩、ポリオキシアルキレンスルホコハク酸塩、N−アシル−N−メチルタウリンの塩、N−アシルグルタミン酸またはその塩、アシルオキシエタンスルホン酸塩、アルコキシエタンスルホン酸塩、N−アシル−β−アラニンまたはその塩、N−アシル−N−カルボキシエチルタウリンまたはその塩、N−アシル−N−カルボキシメチルグリシンまたはその塩、アシル乳酸塩、N−アシルサルコシン塩、およびアルキルまたはアルケニルアミノカルボキシメチル硫酸塩などの1種または2種以上の混合物を挙げることができる。   Suitable as the surfactant contained in the CMP polishing composition of the present invention is an anionic surfactant. Examples of the anionic surfactant include higher fatty acid salts, higher alcohol sulfate esters, sulfurized olefin salts, higher alkyl sulfonates, α-olefin sulfonates, sulfated fatty acid salts, sulfonated fatty acid salts, and phosphate esters. Salt, sulfate ester of fatty acid ester, glyceride sulfate ester salt, sulfonate salt of fatty acid ester, α-sulfo fatty acid methyl ester salt, polyoxyalkylene alkyl ether sulfate ester salt, polyoxyalkylene alkyl phenyl ether sulfate ester salt, polyoxy Alkylene alkyl ether carboxylates, acylated peptides, sulfate esters of fatty acid alkanolamides or alkylene oxide adducts thereof, sulfosuccinates, alkylbenzene sulfonates, alkylnaphthalene sulfones Sulfonate, alkyl benzimidazole sulfonate, polyoxyalkylene sulfosuccinate, N-acyl-N-methyltaurine salt, N-acyl glutamic acid or salt thereof, acyloxyethane sulfonate, alkoxy ethane sulfonate, N -Acyl-β-alanine or salts thereof, N-acyl-N-carboxyethyltaurine or salts thereof, N-acyl-N-carboxymethylglycine or salts thereof, acyl lactates, N-acyl sarcosine salts, and alkyl or alkenyl Mention may be made of one kind or a mixture of two or more kinds such as aminocarboxymethyl sulfate.

本発明のCMP用研磨組成物は、研磨された金属を溶出させる金属溶出剤成分を含有してもよい。例えば、銅のCMPの場合、含有される金属(銅)溶出剤としては、上記の有機酸成分で例示した有機酸のアンモニウム塩、アルカリ金属塩が挙げられ、これらは1種類または2種類以上の混合物で使用される。   The CMP polishing composition of the present invention may contain a metal eluent component that elutes the polished metal. For example, in the case of CMP of copper, examples of the metal (copper) eluent contained include ammonium salts and alkali metal salts of organic acids exemplified as the organic acid component, and these include one kind or two or more kinds. Used in a mixture.

上記の銅溶出剤を使用する場合の好ましい含有量は0.01〜10質量%である。銅溶出剤の含有量が下限より少ないと充分な研磨速度が得られない場合があり、銅溶出剤の含有量が上限より多いと過剰なエッチングを制御できなくなる場合がある。   A preferable content when using the copper eluent is 0.01 to 10% by mass. If the copper eluent content is less than the lower limit, a sufficient polishing rate may not be obtained, and if the copper eluent content is higher than the upper limit, excessive etching may not be controlled.

また、上記の銅溶出剤として好適なのは、脂肪族有機カルボン酸のアンモニウム塩であり、特にシュウ酸、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、フマル酸、シュウ酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸のアンモニウム塩が好ましい。これらを使用する場合、CMP用研磨組成物中の配合量は、0.05〜2質量%が好ましく、0.1〜1質量%がより好ましい。   Also suitable as the copper eluent is an ammonium salt of an aliphatic organic carboxylic acid, particularly oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, maleic acid, fumaric acid, oxalic acid, Preference is given to ammonium salts of malic acid, tartaric acid and citric acid. When using these, the compounding quantity in the polishing composition for CMP is preferably 0.05 to 2% by mass, and more preferably 0.1 to 1% by mass.

本発明のCMP用研磨組成物は、上記説明の有機性成分を安定に溶解させるために可溶化剤成分を含有してもよい。含有される可溶化剤としては、メタノール、エタノールなどのアルコール類;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルなどのアルキレングリコールモノアルキルエーテル類;エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、テトラメチロールプロパンなどのポリアルコール類;N−メチルピロリドンなどのピロリドン類が挙げられ、これらは1種類または2種類以上の混合物で使用される。   The polishing composition for CMP of the present invention may contain a solubilizer component in order to stably dissolve the organic component described above. Examples of solubilizers include alcohols such as methanol and ethanol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane; alkylene glycol mono such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monobutyl ether Alkyl ethers; polyalcohols such as ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, glycerin, pentaerythritol, dipentaerythritol, tetramethylolpropane; Examples include pyrrolidones such as N-methylpyrrolidone, and these are used in one kind or a mixture of two or more kinds.

可溶化剤を使用する場合、CMP用研磨組成物中の好ましい含有量は0.01〜10質量%である。可溶化剤の含有量が下限より少ないと充分な使用効果が得られない場合があり、可溶化剤の含有量が上限より多いと研磨面の表面荒れが生じる場合がある。   When using a solubilizer, the preferable content in the polishing composition for CMP is 0.01 to 10% by mass. When the content of the solubilizer is less than the lower limit, a sufficient use effect may not be obtained. When the content of the solubilizer is higher than the upper limit, the surface of the polished surface may be roughened.

本発明のCMP用研磨組成物は、上記に例示した以外にも、必要に応じて他の添加剤成分を含有してもよい。添加剤成分としては、pH緩衝剤;ウエハの有機物汚染を低減させる効果のある有機化合物を包接するα−、β−またはγ−シクロデキストリンなどの包接化合物;研磨面の表面平滑性を付与するイセチオン酸脂肪酸エステルなどのヒドロキシアルカンスルホン酸脂肪酸エステル類;砥粒表面の清浄化作用を付与することで、砥粒の分散安定性および研磨能力を向上させるモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、2−ジメチルアミノエタノール、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール、N−メチルジエタノールアミンなどのアルカノールアミン類が挙げられる。これらのその他の添加剤成分を使用する場合は、CMP用研磨組成物中に各々0.0001〜10質量%、好ましくは0.0005〜5質量%となる範囲で配合される。   The polishing composition for CMP of the present invention may contain other additive components as necessary in addition to those exemplified above. As an additive component, a pH buffer; an inclusion compound such as α-, β-, or γ-cyclodextrin that includes an organic compound effective to reduce organic contamination of the wafer; imparts surface smoothness to the polished surface Hydroxyalkanesulfonic acid fatty acid esters such as isethionic acid fatty acid esters; monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, 2 which improve the dispersion stability and polishing ability of the abrasive grains by imparting a cleaning action on the abrasive grain surface -Alkanolamines such as dimethylaminoethanol, 2- (2-aminoethylamino) ethanol, N-methyldiethanolamine and the like. When these other additive components are used, they are blended in the polishing composition for CMP in a range of 0.0001 to 10% by mass, preferably 0.0005 to 5% by mass, respectively.

本発明のCMP用研磨組成物は、上記した各成分を上記したような含有量で含んでなるが、残りは水である。従って、上記に挙げた各成分を規定した量で含むCMP用研磨組成物となるように、水を加えて全体を100質量%とする。   The polishing composition for CMP of the present invention comprises the above-described components in the above-described contents, but the rest is water. Therefore, water is added to make the whole 100 mass% so as to obtain a polishing composition for CMP containing the above-mentioned components in prescribed amounts.

本発明のCMP用研磨組成物の調製は、上記で説明した各成分と水とを混合し、均一に分散溶解すればよい。水溶性高分子や水分散性高分子を使用する場合は、これらを予め水に溶解または分散させた組成物の状態で加えればよい。また、本発明のCMP用研磨組成物は、全ての成分を混合して1液タイプの組成物としてもよく、2液タイプの組成物としてもよい。2液タイプの組成物としては、例えば、酸化剤成分のみ別成分とし、他の全ての成分の混合物との2液タイプが挙げられる。酸化剤に過酸化物を使用する場合は、通常2液タイプの組成物となる。   Preparation of the polishing composition for CMP of this invention should just mix each component demonstrated above and water, and should disperse and dissolve uniformly. When using a water-soluble polymer or a water-dispersible polymer, these may be added in the form of a composition previously dissolved or dispersed in water. In addition, the CMP polishing composition of the present invention may be a one-component type composition by mixing all components, or a two-component type composition. Examples of the two-component type composition include a two-component type in which only the oxidizing agent component is a separate component and a mixture of all other components. When a peroxide is used as the oxidizing agent, it is usually a two-component type composition.

以下、実施例、比較例をもって本発明をさらに詳細に説明する。しかしながら、本発明は以下の実施例などによって何ら制限を受けるものではない。なお、文中「部」または「%」とあるのは特に断りのない限り質量基準である。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited by the following examples. In the text, “part” or “%” is based on mass unless otherwise specified.

[製造例1]表面改質剤化合物a〜qの製造
イソシアネート基を有するシランカップリング剤として、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシランを使用し、EOまたはEOとPOとを有するヒドロキシ化合物として、ジオール化合物またはアルコール化合物を使用し、水酸基とイソシアネート基のモル比がOH:NCO=1.1:1の割合で配合し、100℃で2時間撹拌した後、これにテトライソプロポキシチタンを原料総質量の0.005%加えてさらに100℃で2時間撹拌して、各種表面改質剤化合物を得た。反応の終了はIRを用いてイソシアネート基の消失で確認した。得られた表面改質剤化合物を表1、2に示す。なお、表中に上記一般式(6)および一般式(7)のm、p、nを示すが、これは、原料であるジオール化合物、アルコール化合物の分子量から計算した値である。
[Production Example 1] Production of surface modifier compounds a to q As a silane coupling agent having an isocyanate group, 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane is used, and as a hydroxy compound having EO or EO and PO, a diol compound Alternatively, an alcohol compound is used, and the molar ratio of hydroxyl group to isocyanate group is blended at a ratio of OH: NCO = 1.1: 1 and stirred at 100 ° C. for 2 hours, and then tetraisopropoxy titanium is added to the total mass of the raw material. 0.005% was added and further stirred at 100 ° C. for 2 hours to obtain various surface modifier compounds. The completion of the reaction was confirmed by disappearance of the isocyanate group using IR. The obtained surface modifier compounds are shown in Tables 1 and 2. In addition, although m, p, and n of the said General formula (6) and General formula (7) are shown in a table | surface, this is the value computed from the molecular weight of the diol compound and alcohol compound which are raw materials.

Figure 0004521058
Figure 0004521058

Figure 0004521058
Figure 0004521058

[製造例2]表面改質剤化合物rおよびsの製造
アミノ基を有するシランカップリング剤として、3−アミノプロピルトリメトキシシランを使用し、EOを有するヒドロキシ化合物として、ポリエチレングリコール鎖の末端にアクリル基を有するNKエステルA−600を使用した。アクリル基とアミノ基のモル比が1.2:1の割合で配合し、60℃で5時間撹拌し、表面改質剤化合物rを得た。反応の終了はガスクロマトグラフィーを用いて原料の3−アミノプロピルトリメトキシシランの消失により確認した。得られた表面改質剤化合物rは上記一般式(10)型であり、m+p=13(計算値)、n=0(計算値)である。
[Production Example 2] Production of surface modifier compounds r and s As a silane coupling agent having an amino group, 3-aminopropyltrimethoxysilane is used, and as a hydroxy compound having EO, acrylic at the end of a polyethylene glycol chain. NK ester A-600 with groups was used. The molar ratio of acrylic group to amino group was blended at a ratio of 1.2: 1, and the mixture was stirred at 60 ° C. for 5 hours to obtain surface modifier compound r. The completion of the reaction was confirmed by disappearance of the starting material 3-aminopropyltrimethoxysilane using gas chromatography. The obtained surface modifier compound r is of the general formula (10) type, and m + p = 13 (calculated value) and n = 0 (calculated value).

また、表面改質剤化合物sとして、3−[メトキシポリ(エチレンオキシ)]プロピルトリメトキシシランを使用した。m+p=6〜9(計算値)、n=0(計算値)である。   Further, 3- [methoxypoly (ethyleneoxy)] propyltrimethoxysilane was used as the surface modifier compound s. m + p = 6 to 9 (calculated value) and n = 0 (calculated value).

[実施例1〜5]表面改質コロイダルシリカNo.1〜No.5の製造
テトラエトキシシランの加水分解法により得た、平均粒径;120.6nm、粒度分布:累積10%値;95.3nm、累積50%値;117.4nm、累積90%値;145.5nmのコロイダルシリカの分散液(以下、表面改質前コロイダルシリカAという、二酸化ケイ素含有量10%)を60℃に加温し、上記製造例で得た表面改質剤化合物a〜eのそれぞれ10部、水50部、0.1モル/リットル硝酸水溶液1部の混合溶液を滴下した。滴下量は、コロイダルシリカの二酸化ケイ素100部に対し、表面改質剤化合物が3部である。滴下後60℃、2時間撹拌して、表面改質コロイダルシリカNo.1〜5を得た。得られた各表面改質コロイダルシリカについて、X線光電子分光(XPS)分析を行い、表面改質前のコロイダルシリカAと比較して表面改質について確認した。また、レーザ回折式粒径アナライザーによる粒度分布の測定を行った。
[Examples 1 to 5] Surface-modified colloidal silica No. 1 1-No. 5: Average particle diameter obtained by the hydrolysis method of tetraethoxysilane: 120.6 nm, particle size distribution: cumulative 10% value; 95.3 nm, cumulative 50% value; 117.4 nm, cumulative 90% value; 5 nm colloidal silica dispersion (hereinafter referred to as colloidal silica A before surface modification, 10% silicon dioxide content) was heated to 60 ° C., and each of the surface modifier compounds a to e obtained in the above production examples. A mixed solution of 10 parts, 50 parts of water and 1 part of a 0.1 mol / liter nitric acid aqueous solution was added dropwise. The amount of dripping is 3 parts of the surface modifier compound with respect to 100 parts of silicon dioxide of colloidal silica. After the dropwise addition, the mixture was stirred at 60 ° C. for 2 hours to obtain surface modified colloidal silica No. 1-5 were obtained. About each obtained surface modification colloidal silica, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis was performed and surface modification was confirmed compared with colloidal silica A before surface modification. The particle size distribution was measured with a laser diffraction particle size analyzer.

[実施例6〜13]表面改質コロイダルシリカNo.6〜No.13の製造
テトラエトキシシランの加水分解法により得た、平均粒径;155.9nm、粒度分布:累積10%値;114.3nm、累積50%値;153.7nm、累積90%値;208.6nmのコロイダルシリカの分散液(以下、表面改質前コロイダルシリカBという、二酸化ケイ素含有量10%)を60℃に加温し、上記製造例で得た表面改質剤化合物b、i、j〜pのそれぞれ10部、水50部、0.1モル/リットル硝酸水溶液1部の混合溶液を滴下した。滴下量は、コロイダルシリカの二酸化ケイ素100部に対し、表面改質剤化合物が10部である。滴下後60℃、2時間撹拌して、表面改質コロイダルシリカNo.6〜13を得た。得られた各表面改質コロイダルシリカについて、上記実施例と同様にX線光電子分光(XPS)分析、レーザ回折式粒径アナライザーによる粒度分布の測定を行った。
[Examples 6 to 13] Surface-modified colloidal silica No. 6 6-No. Production of No. 13 Obtained by the hydrolysis method of tetraethoxysilane, average particle size: 155.9 nm, particle size distribution: cumulative 10% value; 114.3 nm, cumulative 50% value; 153.7 nm, cumulative 90% value; 6 nm colloidal silica dispersion (hereinafter referred to as pre-surface-modified colloidal silica B, 10% silicon dioxide content) was heated to 60 ° C., and surface modifier compounds b, i, j obtained in the above production examples were used. A mixed solution of 10 parts of ~ p, 50 parts of water and 1 part of a 0.1 mol / liter nitric acid aqueous solution was added dropwise. The amount of dripping is 10 parts of the surface modifier compound with respect to 100 parts of silicon dioxide of colloidal silica. After the dropwise addition, the mixture was stirred at 60 ° C. for 2 hours to obtain surface modified colloidal silica No. 6-13 were obtained. About each obtained surface modification colloidal silica, the particle size distribution was measured by the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis and the laser diffraction type particle size analyzer similarly to the said Example.

(XPS分析結果)
表面改質コロイダルシリカについては、実施例1〜13のいずれも以下の結果となった。
(1)炭素原子
282.8eVにCO由来のピークを確認した。このピークは表面改質前のコロイダルシリカには観察されない。
(2)酸素原子
530.6eVのピークを確認した。表面改質前のコロイダルシリカは、531.0eVであり、結合によるケミカルシフトが確認された。
(3)窒素原子
398.0eVのピークを確認した。このピークは表面改質前のコロイダルシリカには確認されない。
(4)珪素原子
101.0eVのピークを確認した。表面改質前のコロイダルシリカは、101.7eVであり、結合によるケミカルシフトが観察された。
(Result of XPS analysis)
About surface modification colloidal silica, all of Examples 1-13 brought the following results.
(1) A CO-derived peak was confirmed at 282.8 eV of carbon atoms. This peak is not observed in colloidal silica before surface modification.
(2) Oxygen atom A peak of 530.6 eV was confirmed. The colloidal silica before the surface modification was 531.0 eV, and a chemical shift due to bonding was confirmed.
(3) Nitrogen atom A peak of 398.0 eV was confirmed. This peak is not confirmed in the colloidal silica before the surface modification.
(4) Silicon atom A peak of 101.0 eV was confirmed. The colloidal silica before the surface modification was 101.7 eV, and a chemical shift due to bonding was observed.

Figure 0004521058
Figure 0004521058

Figure 0004521058
Figure 0004521058

[実施例14]表面改質コロイダルシリカNo.14の製造
表面改質剤化合物として表面改質剤化合物cを使用し、コロイダルシリカの二酸化ケイ素100部に対する表面改質剤化合物の使用量を1部とした以外は、上記実施例1〜5と同様の方法で、表面改質コロイダルシリカNo.14を得た。
[Example 14] Surface modified colloidal silica no. 14 The above Examples 1 to 5 except that the surface modifier compound c was used as the surface modifier compound and the amount of the surface modifier compound used was 1 part with respect to 100 parts of silicon dioxide of colloidal silica. In the same manner, the surface-modified colloidal silica No. 14 was obtained.

[実施例15]表面改質コロイダルシリカNo.15の製造
表面改質剤化合物として表面改質剤化合物cを使用し、コロイダルシリカの二酸化ケイ素100部に対する表面改質剤化合物の使用量を10部とした以外は、上記実施例1〜5と同様の方法で、表面改質コロイダルシリカNo.15を得た。
[Example 15] Surface modified colloidal silica no. Production of 15 The above Examples 1 to 5 except that the surface modifier compound c was used as the surface modifier compound and the amount of the surface modifier compound used was 10 parts relative to 100 parts of silicon dioxide of colloidal silica. In the same manner, the surface-modified colloidal silica No. 15 was obtained.

[比較例1]表面改質コロイダルシリカ比較1の製造
表面改質剤化合物としてメチルトリエトキシシランを使用し、表面改質剤化合物が10部、水が50部、0.1モル/リットル硝酸水溶液が2部からなる混合溶液を60℃に加温したコロイダルシリカBの分散液に滴下した。メチルトリエトキシシランの使用量は、コロイダルシリカの二酸化ケイ素100部に対して、4部である。これ以外は、上記実施例6〜13と同様の方法で、表面改質コロイダルシリカ比較1を得た。
[Comparative Example 1] Production of surface-modified colloidal silica comparative 1 Methyltriethoxysilane was used as the surface modifier compound, 10 parts of the surface modifier compound, 50 parts of water, 0.1 mol / liter nitric acid aqueous solution Was added dropwise to a dispersion of colloidal silica B heated to 60 ° C. The amount of methyltriethoxysilane used is 4 parts per 100 parts of colloidal silica silicon dioxide. Except this, surface-modified colloidal silica comparison 1 was obtained in the same manner as in Examples 6 to 13 above.

[比較例2]表面改質コロイダルシリカ比較2の製造
メチルトリエトキシシランの使用量を、コロイダルシリカの二酸化ケイ素100部に対して、10部にした以外は、上記比較例1と同様の方法で、表面改質コロイダルシリカ比較2を得た。
[Comparative Example 2] Production of surface-modified colloidal silica comparative 2 The same method as in Comparative Example 1 except that the amount of methyltriethoxysilane used was 10 parts with respect to 100 parts of silicon dioxide of colloidal silica. The surface-modified colloidal silica comparison 2 was obtained.

[実施例16〜24]CMP用研磨組成物No.1〜No.9の製造
表5に記載の表面改質コロイダルシリカ1%、過硫酸アンモニウム1.5%、グリシン1%、ベンゾトリアゾール0.001%、ドデシルベンゼンスルホン酸0.02%、水酸化カリウム0.3%および水(残分)からなるCMP用研磨組成物No.1〜No.9を得た。
[Examples 16 to 24] Polishing composition Nos. 1-No. 9 Preparation of surface modified colloidal silica 1% described in Table 5, ammonium persulfate 1.5%, glycine 1%, benzotriazole 0.001%, dodecylbenzenesulfonic acid 0.02%, potassium hydroxide 0.3% And a polishing composition No. for CMP comprising water (residue). 1-No. 9 was obtained.

[比較例4]CMP用研磨組成物比較用1の製造
表面改質前コロイダルシリカB1%、過硫酸アンモニウム1.5%、グリシン1%、ベンゾトリアゾール0.001%、ドデシルベンゼンスルホン酸0.02%、水酸化カリウム0.3%および水(残分)からなるCMP用研磨組成物比較用1を得た。
[Comparative Example 4] Production of polishing composition for comparison 1 for CMP Colloidal silica B 1% before surface modification, ammonium persulfate 1.5%, glycine 1%, benzotriazole 0.001%, dodecylbenzenesulfonic acid 0.02% A polishing composition for CMP comparison 1 comprising 0.3% potassium hydroxide and water (residue) was obtained.

[比較例5]CMP用研磨組成物比較用2の製造
表面改質前コロイダルシリカB1%、過硫酸アンモニウム1.5%、グリシン1%、ベンゾトリアゾール0.001%、ドデシルベンゼンスルホン酸0.02%、水酸化カリウム0.3%、数平均分子量400のポリエチレングリコールモノメチルエーテル(MePEG400)0.1%および水(残分)からなるCMP用研磨組成物比較用2を得た。
[Comparative Example 5] Production of CMP polishing composition comparison 2 Colloidal silica B 1% before surface modification, ammonium persulfate 1.5%, glycine 1%, benzotriazole 0.001%, dodecylbenzenesulfonic acid 0.02% A polishing polishing composition for CMP 2 comprising 0.3% potassium hydroxide, 0.1% polyethylene glycol monomethyl ether (MePEG400) having a number average molecular weight of 400 and water (residue) was obtained.

[比較例6]CMP用研磨組成物比較用3の製造
表面改質コロイダルシリカ比較1を1%、過硫酸アンモニウム1.5%、グリシン1%、ベンゾトリアゾール0.001%、ドデシルベンゼンスルホン酸0.02%、水酸化カリウム0.3%および水(残分)からなるCMP用研磨組成物比較用3を得た。
[Comparative Example 6] Production of polishing composition for comparison 3 for CMP 1% surface-modified colloidal silica 1%, 1.5% ammonium persulfate, 1% glycine, 0.001% benzotriazole, 0. 1% dodecylbenzenesulfonic acid A polishing composition for CMP comparison 3 comprising 02%, potassium hydroxide 0.3% and water (residue) was obtained.

[比較例7]CMP用研磨組成物比較用4の製造
表面改質コロイダルシリカ比較2を1%、過硫酸アンモニウム1.5%、グリシン1%、ベンゾトリアゾール0.001%、ドデシルベンゼンスルホン酸0.02%、水酸化カリウム0.3%および水(残分)からなるCMP用研磨組成物比較用4を得た。
[Comparative Example 7] Manufacture of polishing composition for comparison 4 for CMP 1% of surface-modified colloidal silica, 1.5% of ammonium persulfate, 1% of glycine, 0.001% of benzotriazole, 0. 1% of dodecylbenzenesulfonic acid A polishing composition composition for CMP 4 comprising 02%, potassium hydroxide 0.3% and water (residue) was obtained.

Figure 0004521058
Figure 0004521058

[評価例1]
上記表5に記載のCMP用研磨組成物No.1〜No.7、比較用1および比較用2について、電解めっき法で銅膜をシリコン基板上に1500nm成膜したウエハを3cm×3cm正方形に切断した銅ブランケットテストピース、スパッタリング法でシリコン基板上にタンタル200nmを成膜したウエハを3cm×3cm正方形に切断したタンタルブランケットテストピースを被研磨体として、下記研磨条件による研磨速度の評価を行った。結果を表6に示す。なお、研磨量は、Loresta GP(三菱化学製)を使用し、研磨前後の膜厚差から測定した。
研磨機:NF−300(ナノファクター社製)
研磨パッド:IC1400(XY溝付)(ロームアンドハース社製)
研磨時間:1分間
定盤回転数:60rpm
キャリア回転数:60rpm
研磨加工圧力:2psi
研磨液供給速度:35ml/分
[Evaluation Example 1]
Polishing composition No. for CMP of Table 5 above. 1-No. 7. For Comparative Example 1 and Comparative Example 2, a copper blanket test piece obtained by cutting a copper film of 1500 nm on a silicon substrate by electrolytic plating to a 3 cm × 3 cm square and 200 nm of tantalum on the silicon substrate by sputtering. Using a tantalum blanket test piece obtained by cutting a film-formed wafer into 3 cm × 3 cm squares, the polishing rate was evaluated under the following polishing conditions. The results are shown in Table 6. The polishing amount was measured from the difference in film thickness before and after polishing using Loresta GP (manufactured by Mitsubishi Chemical).
Polishing machine: NF-300 (manufactured by Nano Factor)
Polishing pad: IC1400 (with XY groove) (Rohm and Haas)
Polishing time: 1 minute Surface plate rotation speed: 60 rpm
Carrier rotation speed: 60rpm
Polishing pressure: 2 psi
Polishing liquid supply rate: 35 ml / min

Figure 0004521058
Figure 0004521058

上記表6から、本発明の表面改質コロイダルシリカを研磨砥粒として用いたCMP用研磨組成物No.1〜No.7はいずれも銅に対する良好な研磨速度を示し、タンタルに対する研磨抑制が確認できた。これに対し、表面改質されないコロイダルシリカを使用したCMP用研磨組成物比較用1および表面改質されないコロイダルシリカを使用しCMP用研磨組成物No.4に使用された表面改質コロイダルシリカNo.10の表面改質基相当量のMePEG400を別添加した比較用2はタンタルに対する研磨抑制が不充分である。このことから、銅に対する選択研磨性の向上は、研磨砥粒であるコロイダルシリカの表面改質による効果であることが確認できる。   From Table 6 above, polishing composition Nos. For CMP using the surface-modified colloidal silica of the present invention as abrasive grains were used. 1-No. No. 7 showed a good polishing rate for copper, and it was confirmed that polishing was suppressed for tantalum. On the other hand, polishing composition No. 1 for CMP using colloidal silica not surface-modified and polishing composition No. 1 for CMP using colloidal silica not surface-modified. The surface modified colloidal silica No. 4 used in No. 4 was used. In Comparative Example 2 in which MePEG400 corresponding to 10 surface modifying group equivalents was added separately, polishing suppression against tantalum was insufficient. From this, it can confirm that the improvement of the selective polishing property with respect to copper is the effect by the surface modification | reformation of the colloidal silica which is an abrasive grain.

[実施例25〜27]CMP用研磨組成物No.10〜No.12の製造
表7に記載の表面改質コロイダルシリカ1%、過硫酸アンモニウム1.5%、グリシン1%、ベンゾトリアゾール0.001%、ドデシルベンゼンスルホン酸0.02%、ポリビニルピロリドンと数平均分子量17000の1−ブテンの共重合体(P−904LC;ISP社製)0.03%、水酸化カリウム0.3%および水(残分)からなるCMP用研磨組成物No.10〜No.12を得た。
[Examples 25 to 27] Polishing composition No. 10-No. Production of 12 Surface modified colloidal silica 1% described in Table 7, 1.5% ammonium persulfate, 1% glycine, 0.001% benzotriazole, 0.02% dodecylbenzenesulfonic acid, polyvinylpyrrolidone and number average molecular weight 17000 1-butene copolymer (P-904LC; manufactured by ISP) 0.03%, potassium hydroxide 0.3% and water (residue). 10-No. 12 was obtained.

[比較例8]CMP用研磨組成物比較用5の製造
表面改質コロイダルシリカ1%の代わりに表面改質前コロイダルシリカA1部を使用した以外は、上記実施例25〜27と同様の配合でCMP用研磨組成物比較用5を得た。
[Comparative Example 8] Production of CMP polishing composition comparative sample 5 The same composition as in Examples 25 to 27 except that 1 part of pre-surface-modified colloidal silica was used instead of 1% of surface-modified colloidal silica. A polishing composition comparative sample 5 for CMP was obtained.

Figure 0004521058
Figure 0004521058

[評価例2]
上記表7に記載のCMP用研磨組成物について、電解めっき法で銅膜をシリコン基板上に1500nm成膜した銅ブランケット8インチウエハ被研磨体とした研磨速度の評価と、テトラキスエトキシシランを用いたプラズマCVD法で硬質シリカ膜を250nm成膜したウエハの硬質シリカ層に深さ250nm、幅50μmの溝を50μmのスペースを空けて作成した後、スパッタリング法でタンタル/タンタルナイトライド膜を15nm/15nm堆積させ、さらにスパッタリングで100nmの銅シード層を堆積した後、電解めっき法により銅膜1000nmを形成したパターン付8インチウエハを被研磨体としたディッシング評価および銅研磨残評価を行った。
[Evaluation Example 2]
With respect to the polishing composition for CMP described in Table 7 above, evaluation of the polishing rate as a copper blanket 8-inch wafer polished body in which a copper film was formed to 1500 nm on a silicon substrate by electrolytic plating, and tetrakisethoxysilane was used. After forming a hard silica layer of 250 nm deep and 50 μm wide on the hard silica layer of the wafer on which the hard silica film was formed by plasma CVD method with a space of 50 μm, a tantalum / tantalum nitride film was formed at 15 nm / 15 nm by sputtering. After depositing and depositing a 100 nm copper seed layer by sputtering, dishing evaluation and copper polishing residual evaluation were performed using a patterned 8-inch wafer on which a copper film of 1000 nm was formed by electrolytic plating.

研磨条件は以下のとおりである。研磨速度は、Loresta GP(三菱化学製)を使用し、研磨前後の膜厚差から測定した。ディッシングは50μm銅配線部分の最凸部と最凹部の段差を原子間力顕微鏡(AFM)Nanopics(セイコーインスツルメンツ社製)を用いて測定した。銅研磨残は、20%過剰研磨(オーバーポリッシュ)した時の銅の残膜の有無を光学顕微鏡で確認した。結果を表8に示す。   The polishing conditions are as follows. The polishing rate was measured from the difference in film thickness before and after polishing using Loresta GP (manufactured by Mitsubishi Chemical). Dishing was measured using an atomic force microscope (AFM) Nanopics (manufactured by Seiko Instruments Inc.) at the step of the 50 μm copper wiring portion. The copper polishing residue was checked with an optical microscope for the presence of a copper residual film when 20% overpolishing (overpolishing). The results are shown in Table 8.

研磨機:AVANTI472(IPEC社製)
研磨パッド:IC1400(XY溝付)(ロームアンドハース社製)
研磨時間:1分間
定盤回転数:93rpm
キャリア回転数:87rpm
研磨加工圧力:2psi
研磨液供給速度:200ml/分
Polishing machine: AVANTI472 (manufactured by IPEC)
Polishing pad: IC1400 (with XY groove) (Rohm and Haas)
Polishing time: 1 minute Surface plate rotation speed: 93 rpm
Carrier rotation speed: 87rpm
Polishing pressure: 2 psi
Polishing liquid supply rate: 200 ml / min

Figure 0004521058
Figure 0004521058

上記表8から、本発明の表面改質コロイダルシリカを研磨砥粒として用いたCMP用研磨組成物No.10〜No.12は、銅研磨残の抑制効果を有することが確認できた。銅研磨残の抑制効果は、使用するコロイダルシリカの表面改質の度合いが大きいほど大きい。反対にディッシングは、コロイダルシリカの表面改質の度合いが大きいほど、抑制効果は小さくなることも確認できた。表面改質コロイダルシリカの表面改質の量によってディッシングを抑制しつつ銅研磨残を有さないCMP用研磨組成物を提供できることがわかる。   From Table 8 above, polishing composition Nos. For CMP using the surface-modified colloidal silica of the present invention as abrasive grains were used. 10-No. No. 12 has been confirmed to have an effect of suppressing copper polishing residue. The effect of suppressing the copper polishing residue increases as the degree of surface modification of the colloidal silica used increases. On the other hand, it was also confirmed that the dishing was less effective as the degree of surface modification of the colloidal silica was increased. It turns out that the polishing composition for CMP which does not have a copper grinding | polishing residue can be provided, suppressing dishing with the surface modification amount of surface modification colloidal silica.

[実施例28〜30]CMP用研磨組成物No.13〜No.15の製造
表9に記載の表面改質コロイダルシリカ1%、過硫酸アンモニウム1.5%、グリシン1%、ベンゾトリアゾール0.001%、ドデシルベンゼンスルホン酸0.02%、ポリビニルピロリドンと数平均分子量17000の1−ブテンの共重合体(P−904LC;ISP社製)0.03%、水酸化カリウム0.3%および水(残分)からなるCMP用研磨組成物No.13〜No.15を得た。
[Examples 28 to 30] Polishing composition No. 13-No. 15: Surface modified colloidal silica 1% listed in Table 9, 1.5% ammonium persulfate, 1% glycine, 0.001% benzotriazole, 0.02% dodecylbenzenesulfonic acid, polyvinylpyrrolidone and number average molecular weight 17000 1-butene copolymer (P-904LC; manufactured by ISP) 0.03%, potassium hydroxide 0.3% and water (residue). 13-No. 15 was obtained.

Figure 0004521058
Figure 0004521058

[評価例3]
上記表9に記載のCMP用研磨組成物について、電解めっき法で銅膜をシリコン基板上に1500nm成膜した銅ブランケット8インチウエハ、スパッタリング法でシリコン基板上にタンタル200nmを成膜したタンタルブランケット8インチウエハを被研磨体とした研磨速度の評価と、テトラキスエトキシシランを用いたプラズマCVD法で硬質シリカ膜を500nm成膜したウエハの硬質シリカ層に深さ500nm、幅50μmの溝を50μmのスペースを空けて作成した後、スパッタリング法でタンタル膜を25nm堆積させ、さらにスパッタリングで100nmの銅シード層を堆積した後、電解めっき法により銅膜1000nmを形成した8インチウエハを被研磨体としたディッシング評価および銅研磨残評価を行った。
[Evaluation Example 3]
Regarding the polishing composition for CMP described in Table 9 above, a copper blanket 8-inch wafer in which a copper film was formed on a silicon substrate by an electrolytic plating method with a thickness of 1500 nm, and a tantalum blanket 8 in which a tantalum film was formed on a silicon substrate by a sputtering method. Evaluation of polishing rate using inch wafer as the object to be polished, and 500nm deep and 50μm wide groove on the hard silica layer of 500nm hard silica film formed by plasma CVD method using tetrakisethoxysilane space of 50μm After forming a tantalum film, a tantalum film having a thickness of 25 nm is deposited by sputtering, a copper seed layer having a thickness of 100 nm is further deposited by sputtering, and then an 8-inch wafer having a copper film having a thickness of 1000 nm formed by electrolytic plating is used as a dishing dish. Evaluation and copper polishing residual evaluation were performed.

研磨条件は以下のとおりである。研磨速度は、Loresta GP(三菱化学製)を使用し、研磨前後の膜厚差から測定した。ディッシングは50μm銅配線部分の最凸部と最凹部の段差を原子間力顕微鏡(AFM)Nanopics(セイコーインスツルメンツ社製)を用いて測定した。銅研磨残は、銅について20%過剰研磨(オーバーポリッシュ)した時の銅の残膜の有無を光学顕微鏡で確認した。結果を表10に示す。   The polishing conditions are as follows. The polishing rate was measured from the difference in film thickness before and after polishing using Loresta GP (manufactured by Mitsubishi Chemical). Dishing was measured using an atomic force microscope (AFM) Nanopics (manufactured by Seiko Instruments Inc.) at the step of the 50 μm copper wiring portion. Regarding the copper polishing residue, the presence or absence of a copper residual film was confirmed with an optical microscope when copper was overpolished by 20%. The results are shown in Table 10.

研磨機:AVANTI472(IPEC社製)
研磨パッド:IC1400(XY溝付)(ロームアンドハース社製)
研磨時間:1分間
定盤回転数:93rpm
キャリア回転数:87rpm
研磨加工圧力:2psi
研磨液供給速度:200ml/分
Polishing machine: AVANTI472 (manufactured by IPEC)
Polishing pad: IC1400 (with XY groove) (Rohm and Haas)
Polishing time: 1 minute Surface plate rotation speed: 93 rpm
Carrier rotation speed: 87rpm
Polishing pressure: 2 psi
Polishing liquid supply rate: 200 ml / min

Figure 0004521058
Figure 0004521058

上記表10から、本発明の表面改質コロイダルシリカを研磨砥粒として用いたCMP用研磨組成物No.13〜No.15は、銅研磨残の抑制効果を有することが確認できた。銅研磨残の抑制効果は、使用するコロイダルシリカの表面改質剤の原料として使用するポリエチレングリコールの分子量が小さいほど良好であることも確認できた。表面改質コロイダルシリカの表面改質剤のポリエーテル鎖の分子量によってディッシングを抑制しつつ、銅研磨残を有さないCMP用研磨組成物を提供できることがわかる。   From Table 10 above, the polishing composition No. 1 for CMP using the surface-modified colloidal silica of the present invention as abrasive grains was used. 13-No. No. 15 has been confirmed to have an effect of suppressing copper polishing residue. It was also confirmed that the effect of suppressing the copper polishing residue was better as the molecular weight of polyethylene glycol used as a raw material for the surface modifier of the colloidal silica used was smaller. It can be seen that a polishing composition for CMP that does not have a copper polishing residue can be provided while suppressing dishing by the molecular weight of the polyether chain of the surface modifier of the surface-modified colloidal silica.

[評価例4]
比較例6、7で得たCMP用研磨組成物比較用3、4について、上記評価例3と同様の研磨評価を行った。結果を表11に示す。
[Evaluation Example 4]
Polishing evaluation similar to the evaluation example 3 was performed on the polishing composition comparison samples 3 and 4 obtained in Comparative Examples 6 and 7. The results are shown in Table 11.

Figure 0004521058
Figure 0004521058

上記表11から、メチルトリエトキシシランで表面改質されたコロイダルシリカを使用したCMP用研磨組成物比較用3、比較用4は、銅研磨残の抑制効果がなく、コロイダルシリカの表面改質の度合いとディッシングの抑制効果には相関は認められない。また、コロイダルシリカの表面改質の度合いが大きくなると大きく銅の研磨速度が低下することが確認できた。本発明の表面改質コロイダルシリカとは使用効果が異なるものであることがわかる。   From Table 11 above, the polishing composition for CMP comparison 3 and the comparison 4 using colloidal silica surface-modified with methyltriethoxysilane have no effect of suppressing copper polishing residue, and the surface modification of colloidal silica. There is no correlation between the degree and the dishing suppression effect. In addition, it was confirmed that the polishing rate of copper greatly decreased as the degree of surface modification of colloidal silica increased. It can be seen that the effect of use is different from the surface-modified colloidal silica of the present invention.

[実施例31〜38]表面改質コロイダルシリカNo.16〜No.23の製造
テトラエトキシシランの加水分解法により得た、平均粒径;120.6nm、粒度分布:累積10%値;84.7nm、累積50%値;112.7nm、累積90%値;150.0nmのコロイダルシリカの分散液(以下、表面改質前コロイダルシリカCという、二酸化ケイ素含有量10%)を60℃に加温し、上記製造例で得た表面改質剤化合物a〜hのそれぞれ10部、水50部、0.1モル/リットル硝酸水溶液1部の混合溶液を滴下した。滴下量は、コロイダルシリカの二酸化ケイ素100部に対し、表面改質剤化合物が3部である。滴下後60℃、2時間撹拌して、表面改質コロイダルシリカNo.16〜23を得た。得られた各表面改質コロイダルシリカについて、実施例1〜13と同様にX線光電子分光(XPS)分析を行い、表面改質前のコロイダルシリカCと比較して表面改質について確認した。
[Examples 31 to 38] Surface-modified colloidal silica No. 16-No. The average particle size obtained by the hydrolysis method of tetraethoxysilane; 120.6 nm, particle size distribution: cumulative 10% value; 84.7 nm, cumulative 50% value; 112.7 nm, cumulative 90% value; A dispersion of 0 nm colloidal silica (hereinafter referred to as colloidal silica C before surface modification, 10% silicon dioxide content) was heated to 60 ° C., and each of the surface modifier compounds a to h obtained in the above production examples A mixed solution of 10 parts, 50 parts of water and 1 part of a 0.1 mol / liter nitric acid aqueous solution was added dropwise. The amount of dripping is 3 parts of the surface modifier compound with respect to 100 parts of silicon dioxide of colloidal silica. After the dropwise addition, the mixture was stirred at 60 ° C. for 2 hours to obtain surface modified colloidal silica No. 16-23 were obtained. About each obtained surface modification colloidal silica, the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis was performed like Examples 1-13, and surface modification was confirmed compared with the colloidal silica C before surface modification.

[実施例39〜46]CMP用研磨組成物No.16〜No.23の製造
表12に記載の表面改質コロイダルシリカ1%、過硫酸アンモニウム1.5%、硫酸アンモニウム0.3%、水酸化カリウム0.4%および水(残分)からなるCMP用研磨組成物No.16〜No.23を得た。
[Examples 39 to 46] Polishing composition Nos. 16-No. Production of No. 23 Polishing composition No. for CMP comprising 1% surface-modified colloidal silica described in Table 12, 1.5% ammonium persulfate, 0.3% ammonium sulfate, 0.4% potassium hydroxide and water (residue) . 16-No. 23 was obtained.

[比較例9]CMP用研磨組成物比較用6の製造
表面改質前コロイダルシリカC1%、過硫酸アンモニウム1.5%、硫酸アンモニウム0.3%、水酸化カリウム0.4%および水(残分)からなるCMP用研磨組成物比較用6を得た。
[Comparative Example 9] Production of polishing composition for comparison for CMP 6 Colloidal silica C1% before surface modification, 1.5% ammonium persulfate, 0.3% ammonium sulfate, 0.4% potassium hydroxide and water (residue) A polishing composition for CMP 6 for comparison was obtained.

Figure 0004521058
Figure 0004521058

[評価例5]
上記表12に記載のCMP用研磨組成物No.16〜No.23、および比較用6について、電解めっき法で銅膜をシリコン基板上に1500nm成膜したウエハを3cm×3cm正方形に切断した銅ブランケットテストピース、スパッタリング法でシリコン基板上にタンタル150nmを成膜したウエハを3cm×3cm正方形に切断したタンタルブランケットテストピースを被研磨体として、下記研磨条件による研磨速度の評価を行った。結果を表13に示す。なお、研磨量は、Loresta GP(三菱化学製)を使用し、研磨前後の膜厚差から測定した。
研磨機:NF−300(ナノファクター社製)
研磨パッド:IC1000(XY溝付)(ロームアンドハース社製)
研磨時間:2分間
定盤回転数:60rpm
キャリア回転数:60rpm
研磨加工圧力:3psi
研磨液供給速度:30ml/分
[Evaluation Example 5]
Polishing composition Nos. For CMP described in Table 12 above. 16-No. 23 and Comparative Example 6, a copper blanket test piece obtained by cutting a wafer having a copper film of 1500 nm formed on a silicon substrate by an electrolytic plating method into a 3 cm × 3 cm square, and a tantalum film of 150 nm formed on a silicon substrate by a sputtering method Using a tantalum blanket test piece obtained by cutting a wafer into a 3 cm × 3 cm square as an object to be polished, the polishing rate was evaluated under the following polishing conditions. The results are shown in Table 13. The polishing amount was measured from the difference in film thickness before and after polishing using Loresta GP (manufactured by Mitsubishi Chemical).
Polishing machine: NF-300 (manufactured by Nano Factor)
Polishing pad: IC1000 (with XY groove) (Rohm and Haas)
Polishing time: 2 minutes Surface plate rotation speed: 60 rpm
Carrier rotation speed: 60rpm
Polishing pressure: 3 psi
Polishing liquid supply rate: 30 ml / min

Figure 0004521058
Figure 0004521058

上記表13から、使用するコロイダルシリカの表面改質剤の原料として使用するポリエチレングリコールの分子量が大きくなるほど、銅研磨速度はわずかだけ減少する一方、タンタル研磨速度は大幅に減少する傾向が見られた。つまり、表面改質剤化合物の分子量が大きいほど、銅/タンタル研磨選択性に優れることが確認できた。   From Table 13 above, there was a tendency that as the molecular weight of polyethylene glycol used as the raw material for the surface modifier of the colloidal silica used increased, the copper polishing rate decreased slightly while the tantalum polishing rate decreased significantly. . That is, it was confirmed that the higher the molecular weight of the surface modifier compound, the better the copper / tantalum polishing selectivity.

[実施例47、48]表面改質コロイダルシリカNo.24、No.25の製造
表面改質剤化合物として表面改質剤化合物qおよびsをそれぞれ使用し、上記実施例31〜38と同様の方法で、表面改質コロイダルシリカNo.24、No.25を得た。
[Examples 47 and 48] Surface-modified colloidal silica no. 24, no. In the same manner as in Examples 31 to 38, the surface modified colloidal silica No. 25 was prepared by using the surface modifier compounds q and s as the surface modifier compounds, respectively. 24, no. 25 was obtained.

[実施例49]表面改質コロイダルシリカNo.26の製造
表面改質剤化合物として表面改質剤化合物rを使用し、表面改質剤化合物rが10部、水が50部からなる混合溶液を60℃に加温したコロイダルシリカCの分散液に滴下した。滴下量は、コロイダルシリカの二酸化ケイ素100部に対し、表面改質剤化合物が3部である。滴下後60℃で2時間撹拌して、表面改質コロイダルシリカNo.26を得た。
[Example 49] Surface modified colloidal silica no. Production of No. 26 A dispersion of colloidal silica C using a surface modifier compound r as a surface modifier compound, and heating a mixed solution comprising 10 parts of the surface modifier compound r and 50 parts of water to 60 ° C. It was dripped in. The amount of dripping is 3 parts of the surface modifier compound with respect to 100 parts of silicon dioxide of colloidal silica. After the dropwise addition, the mixture was stirred at 60 ° C. for 2 hours, and surface-modified colloidal silica no. 26 was obtained.

[実施例50〜52]CMP用研磨組成物No.24〜No.26の製造
上記No.24〜26の表面改質コロイダルシリカ1%、過硫酸アンモニウム1.5%、グリシン1%、ベンゾトリアゾール0.001%、ドデシルベンゼンスルホン酸0.02%、ポリビニルピロリドンと数平均分子量17000の1−ブテンの共重合体(P−904LC;ISP社製)0.03%、水酸化カリウム0.3%および水(残分)からなるCMP用研磨組成物No.24〜No.26を得た。
[Examples 50 to 52] Polishing composition No. 24-No. 26 No. 26 above. 24-26 surface-modified colloidal silica 1%, ammonium persulfate 1.5%, glycine 1%, benzotriazole 0.001%, dodecylbenzenesulfonic acid 0.02%, polyvinylpyrrolidone and 1-butene having a number average molecular weight of 17,000 Polishing composition No. for CMP (P-904LC; made by ISP) 0.03%, potassium hydroxide 0.3% and water (residue). 24-No. 26 was obtained.

[比較例10]CMP用研磨組成物比較用7の製造
表面改質前コロイダルシリカC1%、過硫酸アンモニウム1.5%、グリシン1%、ベンゾトリアゾール0.001%、ドデシルベンゼンスルホン酸0.02%、ポリビニルピロリドンと数平均分子量17000の1−ブテンの共重合体(P−904LC;ISP社製)0.03%、水酸化カリウム0.3%および水(残分)からなるCMP用研磨組成物比較用7を得た。
[Comparative Example 10] Production of polishing composition for comparison 7 for CMP Colloidal silica C 1% before surface modification, 1.5% ammonium persulfate, 1% glycine, 0.001% benzotriazole, 0.02% dodecylbenzenesulfonic acid Polishing composition for CMP, comprising 0.03% of a copolymer of polyvinylpyrrolidone and 1-butene having a number average molecular weight of 17000 (P-904LC; manufactured by ISP), 0.3% of potassium hydroxide and water (residue) Comparative 7 was obtained.

[評価例6]
上記実施例50〜52および比較例10のCMP用研磨組成物について、電解めっき法で銅膜をシリコン基板上に1500nm成膜した銅ブランケット8インチウエハ、スパッタリング法でシリコン基板上にタンタル150nmを成膜したタンタルブランケット8インチウエハを被研磨体とした研磨速度の評価と、テトラキスエトキシシランを用いたプラズマCVD法で硬質シリカ膜を500nm成膜したウエハの硬質シリカ層に深さ500nm、幅50μmの溝を50μmのスペースを空けて作成した後、スパッタリング法でタンタル膜を25nm堆積させ、さらにスパッタリングで100nmの銅シード層を堆積した後、電解めっき法により銅膜1000nmを形成した8インチウエハを被研磨体としたディッシング評価および銅研磨残評価を行った。
[Evaluation Example 6]
Regarding the polishing compositions for CMP of Examples 50 to 52 and Comparative Example 10 described above, a copper blanket 8-inch wafer in which a copper film was formed on a silicon substrate by an electrolytic plating method to a thickness of 1500 nm, and tantalum 150 nm was formed on the silicon substrate by a sputtering method. Evaluation of polishing speed using a coated tantalum blanket 8-inch wafer as an object to be polished and a hard silica layer of 500 nm in thickness and 50 μm in width on the hard silica layer of the wafer formed by plasma CVD using tetrakisethoxysilane. After forming a groove with a space of 50 μm, a tantalum film having a thickness of 25 nm is deposited by sputtering, a copper seed layer having a thickness of 100 nm is deposited by sputtering, and then an 8-inch wafer on which a 1000 nm copper film is formed by electrolytic plating is covered. Evaluation of dishing and polished copper as a polished body The price was done.

研磨条件は以下のとおりである。研磨速度は、Loresta GP(三菱化学製)を使用し、研磨前後の膜厚差から測定した。ディッシングは50μm銅配線部分の最凸部と最凹部の段差を原子間力顕微鏡(AFM)Nanopics(セイコーインスツルメンツ社製)を用いて測定した。銅研磨残は、銅について40%過剰研磨(オーバーポリッシュ)した時の銅の残膜の有無を光学顕微鏡で確認した。結果を表14に示す。   The polishing conditions are as follows. The polishing rate was measured from the difference in film thickness before and after polishing using Loresta GP (manufactured by Mitsubishi Chemical). Dishing was measured using an atomic force microscope (AFM) Nanopics (manufactured by Seiko Instruments Inc.) at the step of the 50 μm copper wiring portion. Regarding the copper polishing residue, the presence or absence of a copper remaining film when copper was overpolished by 40% was confirmed with an optical microscope. The results are shown in Table 14.

研磨機:AVANTI472(IPEC社製)
研磨パッド:IC1400(XY溝付)(ロームアンドハース社製)
研磨時間:1分間
定盤回転数:93rpm
キャリア回転数:87rpm
研磨加工圧力:2psi
研磨液供給速度:200ml/分
Polishing machine: AVANTI472 (manufactured by IPEC)
Polishing pad: IC1400 (with XY groove) (Rohm and Haas)
Polishing time: 1 minute Surface plate rotation speed: 93 rpm
Carrier rotation speed: 87rpm
Polishing pressure: 2 psi
Polishing liquid supply rate: 200 ml / min

Figure 0004521058
Figure 0004521058

上記表14から、本発明の表面改質コロイダルシリカを研磨砥粒として用いたCMP用研磨組成物No.24〜No.26は、銅研磨残の抑制効果を有することが確認できた。このことより、表面改質剤化合物のポリエチレングリコール構造が銅研磨残の抑制効果に寄与することがわかった。また、CMP用研磨組成物No.24〜No.26は、いずれも平坦性を大きく失うことなく研磨することができた。   From Table 14 above, polishing composition Nos. For CMP using the surface-modified colloidal silica of the present invention as abrasive grains were used. 24-No. No. 26 has been confirmed to have an effect of suppressing copper polishing residue. From this, it was found that the polyethylene glycol structure of the surface modifier compound contributes to the suppression effect of the copper polishing residue. In addition, the polishing composition no. 24-No. No. 26 could be polished without greatly losing flatness.

[比較例11]表面改質コロイダルシリカ比較3の製造
表面改質剤化合物としてグリシドプロピルトリエトキシシランを使用し、表面改質剤化合物が10部、水が50部、0.1モル/リットル硝酸水溶液が5部からなる混合溶液を60℃に加温したコロイダルシリカCの分散液に滴下した。グリシドプロピルトリエトキシシランの使用量は、コロイダルシリカの二酸化ケイ素100部に対して、3部である。滴下後60℃で2時間撹拌して、表面改質コロイダルシリカ比較3を得た。
[Comparative Example 11] Production of surface-modified colloidal silica comparative 3 Glycidopropyltriethoxysilane was used as the surface modifier compound, the surface modifier compound was 10 parts, water was 50 parts, and 0.1 mol / liter. A mixed solution composed of 5 parts of an aqueous nitric acid solution was dropped into a dispersion of colloidal silica C heated to 60 ° C. The amount of glycidpropyltriethoxysilane used is 3 parts per 100 parts of colloidal silica silicon dioxide. After dropping, the mixture was stirred at 60 ° C. for 2 hours to obtain surface-modified colloidal silica comparison 3.

[比較例12]表面改質コロイダルシリカ比較4の製造
表面改質剤化合物として3−ウレイドプロピルトリエトキシシランを使用し、表面改質剤化合物が10部、水が50部、0.1モル/リットル硝酸水溶液が1部からなる混合溶液を60℃に加温したコロイダルシリカCの分散液に滴下した。3−ウレイドプロピルトリエトキシシランの使用量は、コロイダルシリカの二酸化ケイ素100部に対して、3部である。滴下後60℃で2時間撹拌して、表面改質コロイダルシリカ比較4を得た。
[Comparative Example 12] Production of surface-modified colloidal silica comparative 4 3-ureidopropyltriethoxysilane was used as the surface modifier compound, the surface modifier compound was 10 parts, water was 50 parts, 0.1 mol / A mixed solution consisting of 1 part of a liter nitric acid aqueous solution was dropped into a dispersion of colloidal silica C heated to 60 ° C. The amount of 3-ureidopropyltriethoxysilane used is 3 parts per 100 parts of colloidal silica silicon dioxide. After dropping, the mixture was stirred at 60 ° C. for 2 hours to obtain surface-modified colloidal silica comparison 4.

[比較例13]表面改質コロイダルシリカ比較5の製造
表面改質剤化合物として(3−メルカプトプロピル)トリエトキシシランを使用し、表面改質剤化合物が10部、水が50部、0.1モル/リットル硝酸水溶液が2部からなる混合溶液を60℃に加温したコロイダルシリカCの分散液に滴下した。(3−メルカプトプロピル)トリエトキシシランの使用量は、コロイダルシリカの二酸化ケイ素100部に対して、3部である。滴下後60℃で2時間撹拌して、表面改質コロイダルシリカ比較5を得た。
[Comparative Example 13] Production of surface-modified colloidal silica comparative 5 (3-mercaptopropyl) triethoxysilane was used as the surface modifier compound, the surface modifier compound was 10 parts, water was 50 parts, 0.1 A mixed solution consisting of 2 parts of a mol / liter nitric acid aqueous solution was dropped into a dispersion of colloidal silica C heated to 60 ° C. The amount of (3-mercaptopropyl) triethoxysilane used is 3 parts with respect to 100 parts of silicon dioxide of colloidal silica. After dropping, the mixture was stirred at 60 ° C. for 2 hours to obtain surface-modified colloidal silica comparison 5.

[比較例14〜16]CMP用研磨組成物比較用8〜10の製造
上記比較例11〜13の表面改質コロイダルシリカ1%、過硫酸アンモニウム1.5%、グリシン1%、ベンゾトリアゾール0.001%、ドデシルベンゼンスルホン酸0.02%、ポリビニルピロリドンと数平均分子量17000の1−ブテンの共重合体(P−904LC;ISP社製)0.03%、水酸化カリウム0.3%および水(残分)からなるCMP用研磨組成物比較用8〜10を得た。
[Comparative Examples 14 to 16] Production of CMP polishing compositions for comparison 8 to 10 Surface-modified colloidal silica 1%, ammonium persulfate 1.5%, glycine 1%, benzotriazole 0.001 of Comparative Examples 11 to 13 above %, Dodecylbenzenesulfonic acid 0.02%, polyvinylpyrrolidone and 1-butene copolymer having a number average molecular weight of 17,000 (P-904LC; manufactured by ISP) 0.03%, potassium hydroxide 0.3% and water ( 8 to 10 for comparison with polishing compositions for CMP consisting of the remainder).

[評価例7]
上記比較例14〜16のCMP用研磨組成物について、電解めっき法で銅膜をシリコン基板上に1500nm成膜した銅ブランケット8インチウエハ、スパッタリング法でシリコン基板上にタンタル150nmを成膜したタンタルブランケット8インチウエハを被研磨体とした研磨速度の評価と、テトラキスエトキシシランを用いたプラズマCVD法で硬質シリカ膜を500nm成膜したウエハの硬質シリカ層に深さ500nm、幅50μmの溝を50μmのスペースを空けて作成した後、スパッタリング法でタンタル膜を25nm堆積させ、さらにスパッタリングで100nmの銅シード層を堆積した後、電解めっき法により銅膜1000nmを形成した8インチウエハを被研磨体としたディッシング評価および銅研磨残評価を行った。
[Evaluation Example 7]
Regarding the polishing compositions for CMP of Comparative Examples 14 to 16, a copper blanket 8-inch wafer in which a copper film was formed on a silicon substrate by an electrolytic plating method with a thickness of 1500 nm, and a tantalum blanket in which a tantalum 150 nm film was formed on a silicon substrate by a sputtering method. Evaluation of polishing rate using an 8-inch wafer as an object to be polished, and a hard silica layer of 500 nm in thickness formed by a plasma CVD method using tetrakisethoxysilane on a hard silica layer of a wafer having a depth of 500 nm and a width of 50 μm is 50 μm. After creating a space, a tantalum film having a thickness of 25 nm was deposited by a sputtering method, a copper seed layer having a thickness of 100 nm was deposited by sputtering, and then an 8-inch wafer having a copper film having a thickness of 1000 nm formed by an electrolytic plating method was used as a polishing target. Dishing evaluation and copper polishing residual evaluation were performed.

研磨条件は以下のとおりである。研磨速度は、Loresta GP(三菱化学製)を使用し、研磨前後の膜厚差から測定した。ディッシングは50μm銅配線部分の最凸部と最凹部の段差を原子間力顕微鏡(AFM)Nanopics(セイコーインスツルメンツ社製)を用いて測定した。銅研磨残は、銅について40%過剰研磨(オーバーポリッシュ)した時の銅の残膜の有無を光学顕微鏡で確認した。結果を表15に示す。   The polishing conditions are as follows. The polishing rate was measured from the difference in film thickness before and after polishing using Loresta GP (manufactured by Mitsubishi Chemical). Dishing was measured using an atomic force microscope (AFM) Nanopics (manufactured by Seiko Instruments Inc.) at the step of the 50 μm copper wiring portion. Regarding the copper polishing residue, the presence or absence of a copper remaining film when copper was overpolished by 40% was confirmed with an optical microscope. The results are shown in Table 15.

研磨機:AVANTI472(IPEC社製)
研磨パッド:IC1400(XY溝付)(ロームアンドハース社製)
研磨時間:1分間
定盤回転数:93rpm
キャリア回転数:87rpm
研磨加工圧力:2psi
研磨液供給速度:200ml/分
Polishing machine: AVANTI472 (manufactured by IPEC)
Polishing pad: IC1400 (with XY groove) (Rohm and Haas)
Polishing time: 1 minute Surface plate rotation speed: 93 rpm
Carrier rotation speed: 87rpm
Polishing pressure: 2 psi
Polishing liquid supply rate: 200 ml / min

Figure 0004521058
Figure 0004521058

上記表15から、グリシドプロピルトリエトキシシランで表面改質されたコロイダルシリカを使用したCMP用研磨組成物比較用8は、ディッシング抑制効果がなく、CMP用研磨組成物比較用8による研磨後の平坦性も悪かったことがわかる。また、3−ウレイドプロピルトリエトキシシランで表面改質されたコロイダルシリカを使用したCMP用研磨組成物比較用9は、タンタルに対する研磨抑制を示したが、銅研磨残に対する抑制効果は見られなかった。(3−メルカプトプロピル)トリエトキシシランで表面改質されたコロイダルシリカを使用したCMP用研磨組成物比較用10は、タンタルに対する研磨抑制を示したが、銅に対する十分な研磨速度は示さなかった。   From Table 15 above, the polishing composition for CMP comparison 8 using colloidal silica surface-modified with glycidpropyl propyltriethoxysilane has no dishing suppression effect, and after polishing by the CMP polishing composition comparison 8 It turns out that flatness was also bad. Moreover, although the polishing composition comparison 9 for CMP using the colloidal silica surface-modified with 3-ureidopropyltriethoxysilane showed the polishing suppression with respect to tantalum, the suppression effect with respect to the copper polishing residue was not seen. . The polishing composition for CMP comparison 10 using colloidal silica surface-modified with (3-mercaptopropyl) triethoxysilane showed polishing suppression for tantalum but did not show a sufficient polishing rate for copper.

[実施例53]表面改質コロイダルシリカNo.27の製造
表面改質剤化合物として表面改質剤化合物bを使用し、コロイダルシリカの二酸化ケイ素100部に対する表面改質剤化合物の使用量を7部とした以外は実施例1〜5と同様の方法で表面改質コロイダルシリカNo.27を得た。
[Example 53] Surface modified colloidal silica no. Production of No. 27 The same as in Examples 1 to 5, except that the surface modifier compound b was used as the surface modifier compound and the amount of the surface modifier compound used was 7 parts relative to 100 parts of silicon dioxide in colloidal silica. Surface modified colloidal silica no. 27 was obtained.

[実施例54〜58]CMP用研磨組成物No.28〜No.32の製造
上記No.25〜No.27の表面改質コロイダルシリカ6.5%、過酸化水素1%、ベンゾトリアゾール0.02%、ドデシルベンゼンスルホン酸0.02%、炭酸水素カリウム0.1%、水酸化カリウム1.2%、ポリエチレングリコール(PEG400)0.1%および水(残分)からなるCMP用研磨組成物No.28〜No.32を得た。
[Examples 54 to 58] Polishing composition Nos. 28-No. No. 32 above. 25-No. 27 surface modified colloidal silica 6.5%, hydrogen peroxide 1%, benzotriazole 0.02%, dodecylbenzenesulfonic acid 0.02%, potassium bicarbonate 0.1%, potassium hydroxide 1.2%, Polishing composition No. for CMP which consists of 0.1% of polyethylene glycol (PEG400) and water (residue). 28-No. 32 was obtained.

[比較例17]CMP用研磨組成物比較用11の製造
表面改質前コロイダルシリカA6.5%、過酸化水素1%、ベンゾトリアゾール0.02%、ドデシルベンゼンスルホン酸0.02%、炭酸水素カリウム0.1%、水酸化カリウム1.2%、ポリエチレングリコール(PEG400)0.1%および水(残分)からなるCMP用研磨組成物比較用11を得た。
[Comparative Example 17] Production of CMP polishing composition for comparison 11 Colloidal silica A 6.5% before surface modification, hydrogen peroxide 1%, benzotriazole 0.02%, dodecylbenzenesulfonic acid 0.02%, hydrogen carbonate A comparative polishing composition for CMP 11 comprising 0.1% potassium, 1.2% potassium hydroxide, 0.1% polyethylene glycol (PEG 400) and water (residue) was obtained.

[評価例8]
上記実施例54〜58および比較例17のCMP用研磨組成物について、電解めっき法で銅膜をシリコン基板上に1500nm成膜した銅ブランケット8インチウエハ、スパッタリング法でシリコン基板上にタンタル150nmを成膜したタンタルブランケット8インチウエハ、プラズマCVD法でシリコン基盤上にPE−TEOS800nmを成膜したPE−TEOSブランケット8インチウエハ、プラズマCVD法でシリコン基盤上にBlack Diamond1(BD1)1000nmを成膜したBD1ブランケット8インチウエハを被研磨体とした研磨速度の評価と、同一条件でめっき銅膜を除去した、450nmのBD1絶縁膜を含む854パターンウエハを被研磨体としたファング評価を行った。
[Evaluation Example 8]
Regarding the polishing compositions for CMP of Examples 54 to 58 and Comparative Example 17 described above, a copper blanket 8-inch wafer in which a copper film was formed on a silicon substrate by an electrolytic plating method to a thickness of 1500 nm, and tantalum 150 nm was formed on the silicon substrate by a sputtering method. A tantalum blanket 8-inch wafer, a PE-TEOS blanket 8-inch wafer with PE-TEOS 800 nm deposited on a silicon substrate by plasma CVD, and a BD1 with Black Diamond 1 (BD1) 1000 nm deposited on a silicon substrate by plasma CVD Evaluation of the polishing rate using a blanket 8-inch wafer as an object to be polished and fang evaluation using an 854 pattern wafer including a 450 nm BD1 insulating film from which the plated copper film was removed under the same conditions as the object to be polished were performed.

研磨条件は以下のとおりである。銅膜およびタンタル膜の研磨速度は、Loresta GP(三菱化学製)を使用し、PE−TEOS膜およびBD1膜の研磨速度はF20−2(FILMETRICS社製)を使用して研磨前後の膜厚差から測定した。ファングは原子間力顕微鏡(AFM)Nanopics(セイコーインスツル社製)で確認した。結果を表16、17に示す。   The polishing conditions are as follows. The polishing rate of copper film and tantalum film is Loresta GP (Mitsubishi Chemical), and the polishing rate of PE-TEOS film and BD1 film is F20-2 (FILMETRICS). Measured from The fang was confirmed with an atomic force microscope (AFM) Nanopics (manufactured by Seiko Instruments Inc.). The results are shown in Tables 16 and 17.

研磨機:AVANTI472(IPEC社製)
研磨パッド:IC1400(K溝付)(ロームアンドハース社製)
定盤回転数:140rpm
キャリア回転数:125rpm
研磨加工圧力:1.5psi
研磨液供給速度:130ml/分
ブランケットウエハ研磨時間:1分
パターンウエハ研磨時間:BD1を20nm分研磨するのに必要な時間
Polishing machine: AVANTI472 (manufactured by IPEC)
Polishing pad: IC1400 (with K groove) (Rohm and Haas)
Surface plate rotation speed: 140 rpm
Carrier rotation speed: 125rpm
Polishing pressure: 1.5 psi
Polishing liquid supply rate: 130 ml / min Blanket wafer polishing time: 1 minute Pattern wafer polishing time: Time required for polishing BD1 by 20 nm

Figure 0004521058
Figure 0004521058

Figure 0004521058
Figure 0004521058

上記表17から、表面改質を施すことによりファングの改善が見られた。また、上記表16から、表面改質を施すことにより、未改質のコロイダルシリカと比べて研磨速度を損なうことはないことも確認できた。   From Table 17 above, the fang was improved by surface modification. In addition, from Table 16 above, it was also confirmed that the polishing rate was not impaired by surface modification as compared with unmodified colloidal silica.

Claims (5)

下記一般式(1)、(2)および(3)で表される少なくとも1種の基により表面改質されていることを特徴とする表面改質コロイダルシリカ。
Figure 0004521058
(式中、A1は、下記式(a11)〜(a13)、(a31)〜(a33)および(a51)〜(a53)から選ばれる基を表し、A2は、下記式(a21)〜(a23)、(a41)〜(a43)および(a61)〜(a63)から選ばれる基を表し、R3は、水素原子または炭素数1〜30の炭化水素基を表し、YはA2またはR3を表し、EOはエチレンオキサイド基を表し、POはプロピレンオキサイド基を表し、m、n、pは、mが0〜170、nが0〜120、pが0〜170であり、m+pが0ではない数を表す。)
Figure 0004521058
Figure 0004521058
Figure 0004521058
(式中、R1、R2は、炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基または水酸基を表し、Xは、炭素原子数1〜18のアルキレン基を表し、Rは水素原子またはメチル基を表す。)
Surface-modified colloidal silica, which is surface-modified with at least one group represented by the following general formulas (1), (2) and (3).
Figure 0004521058
(In the formula, A 1 represents a group selected from the following formulas (a11) to (a13), (a31) to (a33) and (a51) to (a53), and A 2 represents the following formula (a21) to Represents a group selected from (a23), (a41) to (a43) and (a61) to (a63), R 3 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and Y represents A 2 or Represents R 3 , EO represents an ethylene oxide group, PO represents a propylene oxide group, m, n, and p are m is 0 to 170, n is 0 to 120, p is 0 to 170, and m + p is Represents a non-zero number.)
Figure 0004521058
Figure 0004521058
Figure 0004521058
(Wherein R 1 and R 2 represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group or a hydroxyl group, X represents an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, and R represents a hydrogen atom or a methyl group. To express.)
上記一般式(1)、(2)または(3)において、m+pが、n以上の数値である請求項1に記載の表面改質コロイダルシリカ。   2. The surface-modified colloidal silica according to claim 1, wherein in the general formula (1), (2) or (3), m + p is a numerical value of n or more. 上記一般式(1)、(2)または(3)において、m+pが2〜340の範囲にある請求項2に記載の表面改質コロイダルシリカ。   The surface-modified colloidal silica according to claim 2, wherein m + p is in the range of 2 to 340 in the general formula (1), (2) or (3). 請求項1〜3のいずれか1項に記載の表面改質コロイダルシリカを含有してなることを特徴とするCMP用研磨組成物。   A polishing composition for CMP, comprising the surface-modified colloidal silica according to claim 1. さらに過硫酸塩を含有してなる請求項4に記載のCMP用研磨組成物。   The polishing composition for CMP according to claim 4, further comprising a persulfate.
JP2009022603A 2008-03-24 2009-02-03 Surface-modified colloidal silica and polishing composition for CMP containing the same Expired - Fee Related JP4521058B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009022603A JP4521058B2 (en) 2008-03-24 2009-02-03 Surface-modified colloidal silica and polishing composition for CMP containing the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008075347 2008-03-24
JP2009022603A JP4521058B2 (en) 2008-03-24 2009-02-03 Surface-modified colloidal silica and polishing composition for CMP containing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009256184A JP2009256184A (en) 2009-11-05
JP4521058B2 true JP4521058B2 (en) 2010-08-11

Family

ID=41113386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009022603A Expired - Fee Related JP4521058B2 (en) 2008-03-24 2009-02-03 Surface-modified colloidal silica and polishing composition for CMP containing the same

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JP4521058B2 (en)
KR (1) KR101180225B1 (en)
CN (1) CN101981665B (en)
HK (1) HK1149630A1 (en)
TW (1) TWI439496B (en)
WO (1) WO2009119178A1 (en)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5878020B2 (en) * 2009-11-11 2016-03-08 株式会社クラレ Chemical mechanical polishing slurry and substrate polishing method using the same
JP5481166B2 (en) * 2009-11-11 2014-04-23 株式会社クラレ Slurries for chemical mechanical polishing
KR101243331B1 (en) 2010-12-17 2013-03-13 솔브레인 주식회사 Chemical-mechanical polishing slurry composition and method for manufacturing semiconductor device by using the same
US8435896B2 (en) * 2011-03-03 2013-05-07 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Stable, concentratable chemical mechanical polishing composition and methods relating thereto
US8440097B2 (en) * 2011-03-03 2013-05-14 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Stable, concentratable, water soluble cellulose free chemical mechanical polishing composition
EP2722872A4 (en) 2011-06-14 2015-04-29 Fujimi Inc Polishing composition
CN102504610B (en) * 2011-09-22 2013-12-11 航天特种材料及工艺技术研究所 Method for improving dispersity of SiO2 nanoparticles in phenolic resin solution
KR101147855B1 (en) * 2011-10-13 2012-05-24 주식회사 한나노텍 Manufacturing method of globular hybrid particles having the structure of silica core polymer shell
JP5882024B2 (en) * 2011-11-01 2016-03-09 花王株式会社 Polishing liquid composition
CN102660195B (en) * 2012-05-02 2014-04-02 常熟奥首光电材料有限公司 Surface modified nano-abrasive silicon slice polishing liquid
KR102154250B1 (en) 2012-11-02 2020-09-09 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 Polishing composition
JP6054149B2 (en) * 2012-11-15 2016-12-27 株式会社フジミインコーポレーテッド Polishing composition
JP6057706B2 (en) * 2012-12-28 2017-01-11 株式会社フジミインコーポレーテッド Polishing composition
KR101427883B1 (en) * 2013-02-08 2014-08-07 주식회사 케이씨텍 Surface-modified abrasive particle, method for preparing the same and slurry composition having the same
JP2015000877A (en) * 2013-06-13 2015-01-05 株式会社Adeka Polishing carrier, polishing liquid composition, and polishing method
JP6243671B2 (en) * 2013-09-13 2017-12-06 株式会社フジミインコーポレーテッド Polishing composition
CN104528741B (en) * 2014-12-17 2016-08-24 北京科技大学 A kind of organic modified nano hole aerosil and preparation method thereof
US9803109B2 (en) * 2015-02-03 2017-10-31 Cabot Microelectronics Corporation CMP composition for silicon nitride removal
US10723628B2 (en) 2015-07-10 2020-07-28 Evonik Operations Gmbh SiO2 containing dispersion with high salt stability
CN107922197B (en) * 2015-07-10 2021-11-19 赢创运营有限公司 Metal oxide-containing dispersions having high salt stability
CN108291137B (en) 2015-10-26 2021-01-12 赢创运营有限公司 Method for obtaining mineral oil using silica fluid
KR102079041B1 (en) * 2016-07-04 2020-02-20 오씨아이 주식회사 Etching solution for silicon substrate
JP7153566B2 (en) * 2017-01-11 2022-10-14 株式会社フジミインコーポレーテッド Polishing composition
JP6901297B2 (en) * 2017-03-22 2021-07-14 株式会社フジミインコーポレーテッド Polishing composition
JP2020075830A (en) * 2018-11-07 2020-05-21 三菱ケミカル株式会社 Method for producing silica sol and method for suppressing intermediate products in silica sol
CN109590820B (en) * 2019-01-02 2021-07-06 中国科学院上海光学精密机械研究所 Method for processing surface roughness of superhard laser crystal
US11198797B2 (en) * 2019-01-24 2021-12-14 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing compositions having stabilized abrasive particles for polishing dielectric substrates
KR20200143144A (en) * 2019-06-14 2020-12-23 삼성전자주식회사 Slurry composition and method of manufacturing integrated circuit device using the same
JP2020203980A (en) * 2019-06-17 2020-12-24 日本キャボット・マイクロエレクトロニクス株式会社 Chemical mechanical polishing composition, rinse composition, chemical mechanical polishing method, and rinsing method
JP7452963B2 (en) * 2019-09-19 2024-03-19 株式会社フジミインコーポレーテッド Slurry for wet blasting
KR102525287B1 (en) 2019-10-18 2023-04-24 삼성에스디아이 주식회사 Cmp slurry composition for polishing copper layer and method for polishing copper layer using the same
KR20210079573A (en) * 2019-12-20 2021-06-30 주식회사 케이씨텍 Slurry composition for organic film
JP2023005463A (en) 2021-06-29 2023-01-18 株式会社フジミインコーポレーテッド Surface-modified colloidal silica and polishing composition comprising the same
CN113999520A (en) * 2021-12-21 2022-02-01 中国人民解放军63919部队 Transparent rubber airtight material and preparation method and application thereof
CN114560468B (en) * 2022-02-25 2022-09-16 金三江(肇庆)硅材料股份有限公司 Silicon dioxide for chemical mechanical polishing and preparation method and application thereof
US20230323158A1 (en) * 2022-03-24 2023-10-12 Cmc Materials, Inc. Dual additive polishing composition for glass substrates
TW202403007A (en) * 2022-03-28 2024-01-16 日商Jsr 股份有限公司 Method for producing abrasive grains, composition for chemical mechanical polishing, and polishing method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05269365A (en) * 1992-03-28 1993-10-19 Catalysts & Chem Ind Co Ltd Inorganic oxide colloidal particle
WO2001055028A1 (en) * 2000-01-25 2001-08-02 Nippon Aerosil Co., Ltd. Oxide powder and method for preparing the same, and product using the same
JP2005154222A (en) * 2003-11-27 2005-06-16 Tokuyama Corp Particulate silica
WO2005101474A1 (en) * 2004-04-12 2005-10-27 Hitachi Chemical Co., Ltd. Metal polishing liquid and polishing method using it
JP2007299942A (en) * 2006-04-28 2007-11-15 Fujifilm Corp Metal polishing composition, and chemical-mechanical polishing method using it

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05269365A (en) * 1992-03-28 1993-10-19 Catalysts & Chem Ind Co Ltd Inorganic oxide colloidal particle
WO2001055028A1 (en) * 2000-01-25 2001-08-02 Nippon Aerosil Co., Ltd. Oxide powder and method for preparing the same, and product using the same
JP2005154222A (en) * 2003-11-27 2005-06-16 Tokuyama Corp Particulate silica
WO2005101474A1 (en) * 2004-04-12 2005-10-27 Hitachi Chemical Co., Ltd. Metal polishing liquid and polishing method using it
JP2007299942A (en) * 2006-04-28 2007-11-15 Fujifilm Corp Metal polishing composition, and chemical-mechanical polishing method using it

Also Published As

Publication number Publication date
HK1149630A1 (en) 2011-10-07
CN101981665B (en) 2012-11-21
KR20100137537A (en) 2010-12-30
TW200940606A (en) 2009-10-01
WO2009119178A1 (en) 2009-10-01
CN101981665A (en) 2011-02-23
TWI439496B (en) 2014-06-01
JP2009256184A (en) 2009-11-05
KR101180225B1 (en) 2012-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4521058B2 (en) Surface-modified colloidal silica and polishing composition for CMP containing the same
JP4814784B2 (en) Modular barrier removal polishing slurry
EP1700893B1 (en) Chemical mechanical polishing aqueous dispersion, chemical mechanical polishing method, and kit for preparing chemical mechanical polishing aqueous dispersion
KR101406642B1 (en) Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing, chemical mechanical polishing method, and kit for preparing aqueous dispersion for chemical mechanical polishing
CN102585704B (en) Chemical mechanical polishing slurry composition and use it to manufacture the method for semiconducter device
JP4628423B2 (en) Polishing and manufacturing method of substrate
US6852632B2 (en) Method of polishing a multi-layer substrate
KR100985328B1 (en) Abrasive Composition Containing Organic Particles for Chemical Mechanical Planarization
US8071479B2 (en) Chemical mechanical polishing composition and methods relating thereto
KR100512453B1 (en) Polishing compound for chemimechanical polishing and polishing method
JP5727141B2 (en) Dilutable CMP composition containing a surfactant
CN101041769A (en) Metal polishing slurry
JP4667013B2 (en) Polishing composition and polishing method
CN103620747A (en) Polishing composition
US20080148652A1 (en) Compositions for chemical mechanical planarization of copper
KR20100065304A (en) Polishing liquid for metal and method of polishing
JP5110244B2 (en) Chemical mechanical polishing aqueous dispersion and chemical mechanical polishing method
JP2005158867A (en) Set for adjusting water-based dispersing element for chemical-mechanical polishing
JP6021583B2 (en) Method for polishing a substrate
CN100393832C (en) Composition for polishing metal, polishing method for metal layer, and production method for wafer
CN112680109B (en) CMP slurry composition for polishing copper film and method of polishing copper film using the same
US20130102153A1 (en) Method and composition for chemical mechanical planarization of a metal or a metal alloy
JP2010003732A (en) Polishing component for cmp
JP2024524878A (en) Phosphonium-Based Polymers and Copolymers as Additives for Chemical Mechanical Planarization Slurries
JP2007013059A (en) Polishing composition for cmp

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100415

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20100415

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100518

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20100511

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100521

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130528

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4521058

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees