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JP2008091524A - Polishing liquid for metal - Google Patents

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JP2008091524A
JP2008091524A JP2006269114A JP2006269114A JP2008091524A JP 2008091524 A JP2008091524 A JP 2008091524A JP 2006269114 A JP2006269114 A JP 2006269114A JP 2006269114 A JP2006269114 A JP 2006269114A JP 2008091524 A JP2008091524 A JP 2008091524A
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JP
Japan
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group
metal
polishing
acid
polishing liquid
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Withdrawn
Application number
JP2006269114A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Inaba
正 稲葉
Takahiro Matsuno
孝洋 松野
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Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
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Publication date
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

【課題】迅速な研磨速度を有し、平坦性が向上し、配線と絶縁層との間に溝を形成しにくく、保存安定性の高い金属用研磨液を提供する。
【解決手段】半導体デバイスの化学的機械的平坦化に使用される金属用研磨液であって、下記一般式(I)からなる群から選ばれる少なくとも一種の重合性単量体から構成される繰り返し単位を含む重合体である水溶性高分子と、二次粒子の体積平均粒子径が10〜100nmで金属不純物含有量が1ppm以下のシリカゾルとを含むことを特徴とする金属用研磨液である。

Figure 2008091524


(R:水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、フェニル基、ベンジル基、又はトリフルオロメチル基。R、R:水素原子、アルキル基、アシル基、それぞれが連結して5員または6員環を形成してもよい。但し、R及びRが共に水素原子になることはない。環を形成する場合は、炭素原子以外の元素を含んでもよい。)
【選択図】なしProvided is a metal-polishing liquid that has a rapid polishing rate, improves flatness, hardly forms a groove between a wiring and an insulating layer, and has high storage stability.
A metal polishing liquid used for chemical mechanical planarization of a semiconductor device, which is composed of at least one polymerizable monomer selected from the group consisting of the following general formula (I): A metal-polishing liquid comprising: a water-soluble polymer that is a polymer containing units; and a silica sol having a volume average particle diameter of secondary particles of 10 to 100 nm and a metal impurity content of 1 ppm or less.
Figure 2008091524


(R 1 : hydrogen atom, methyl group, hydroxymethyl group, hydroxyethyl group, phenyl group, benzyl group, or trifluoromethyl group. R 2 , R 3 : hydrogen atom, alkyl group, acyl group, each linked. A 5-membered or 6-membered ring may be formed, provided that R 2 and R 3 are not both hydrogen atoms, and when forming a ring, elements other than carbon atoms may be included.
[Selection figure] None

Description

本発明は、半導体デバイスの製造に関するものであり、特に半導体デバイスの配線工程及び平坦化工程における金属膜、層間絶縁膜、BPSG膜(ボロン、リンをドープした二酸化珪素膜)の研磨用有機素材を用いた金属用研磨液に関する。   The present invention relates to the manufacture of semiconductor devices, in particular, organic materials for polishing metal films, interlayer insulating films, and BPSG films (silicon dioxide films doped with boron and phosphorus) in the wiring process and planarization process of semiconductor devices. The present invention relates to the metal polishing liquid used.

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

しかしながら、このような固体砥粒を含む研磨液を用いてCMPを行うと、研磨傷(スクラッチ)、研磨面全体が必要以上に研磨される現象(シニング)、研磨金属面が平面状ではなく、中央のみがより深く研磨されて皿状のくぼみを生ずる現象(ディッシング)、金属配線間の絶縁体が必要以上に研磨されたうえ、複数の配線金属面表面が皿状の凹部を形成する現象(エロージョン)などが発生することがある。
このような従来の固体砥粒における問題点を解決するために、砥粒を含まず、過酸化水素/リンゴ酸/ベンゾトリアゾール/ポリアクリル酸アンモニウムおよび水からなる研磨液が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。この方法によれば、半導体基体の凸部の金属膜が選択的にCMPされ、凹部に金属膜が残されて所望の導体パターンが得られるものの、従来の固体砥粒を含むよりもはるかに機械的に柔らかい研磨パッドとの摩擦によってCMPが進むため、十分な研磨速度が得難いという問題点を有している。
However, when CMP is performed using a polishing liquid containing such solid abrasive grains, scratches (scratches), a phenomenon in which the entire polished surface is polished more than necessary (thinning), the polished metal surface is not flat, Phenomenon that only the center is polished deeper to produce dish-like depressions (dishing), the insulator between metal wirings is polished more than necessary, and the surface of multiple metal surfaces forms dish-shaped recesses ( Erosion) may occur.
In order to solve such problems in the conventional solid abrasive grains, a polishing liquid which does not contain abrasive grains and is composed of hydrogen peroxide / malic acid / benzotriazole / ammonium polyacrylate and water is disclosed (for example, , See Patent Document 1). According to this method, although the metal film on the convex portion of the semiconductor substrate is selectively CMPed and the metal film is left in the concave portion to obtain a desired conductor pattern, it is much more mechanical than the conventional solid abrasive grains. Since CMP proceeds by friction with a soft polishing pad, it is difficult to obtain a sufficient polishing rate.

一方、更なる高性能化を目指し、配線用の金属として、従来汎用のタングステンやアルミニウムに代えて、配線抵抗の低い銅を用いたLSIが開発されるようになった。高密度化を目指す配線の微細化に伴って、銅配線の導電性や電子マイギュレート耐性などの向上が必要となり、それに伴って高純度銅に銀などの第3成分を微量添加した銅合金を用いることも検討されはじめてきている。同時に、これらの高精細で高純度の材料を汚染させることなく高生産性を発揮し得る高速金属研磨手段が求められている。   On the other hand, an LSI using copper having low wiring resistance has been developed as a metal for wiring in place of conventional general-purpose tungsten or aluminum as a metal for wiring. Along with the miniaturization of wiring aiming at higher density, it is necessary to improve the conductivity and electron migration resistance of the copper wiring, and accordingly, use a copper alloy in which a small amount of a third component such as silver is added to high purity copper. This is beginning to be considered. At the same time, there is a need for high-speed metal polishing means that can exhibit high productivity without contaminating these high-definition and high-purity materials.

また、最近は生産性向上のため、LSI製造時のウェハ径を大型化しており、現在は直径200mm以上が汎用されており、300mm以上の大きさでの製造も開始され始めてきた。このような大型化に伴い、ウェハ中心部と周辺部とでの研磨速度の差が大きくなり、面内均一性に対する改善要求が強くなってきている。
銅及び銅合金に対して機械的研磨手段をもたない化学研磨方法としては、溶解作用のみによる化学研磨方法も知られている(例えば、特許文献2参照。)。しかしながら、凸部の金属膜が選択的に化学的機械的に研磨されるCMPに比べ、ディッシングなどの発生による問題が発生しやすく平坦性の確保が課題となっている。
Recently, in order to improve productivity, the diameter of a wafer at the time of manufacturing an LSI has been increased. Currently, a diameter of 200 mm or more is widely used, and manufacturing of a diameter of 300 mm or more has started. With such an increase in size, the difference in polishing rate between the wafer center and the periphery has increased, and the demand for improvement in in-plane uniformity has increased.
As a chemical polishing method having no mechanical polishing means for copper and a copper alloy, a chemical polishing method using only a dissolving action is also known (see, for example, Patent Document 2). However, as compared with CMP in which the metal film of the convex portion is selectively chemically and mechanically polished, problems due to the occurrence of dishing and the like are likely to occur, and ensuring flatness is an issue.

その他にも研磨面の段差平坦化を目的として、研磨パッドの劣化を抑える化学機械研磨用水系分散体(例えば、特許文献3参照。)や、ウエハ表面を修正するのに有用なイミノジ酢酸とその塩から選ばれるキレート剤を含有する加工液(例えば、特許文献4参照。)、α−アミノ酸を含有する化学機械研磨組成物(例えば、特許文献5参照。)などが提案されている。 これらの技術により、銅配線における研磨性能の向上がある程度見られるが、一方で銅配線と絶縁層の間に溝が発生するという問題が生じており、それを生じない研磨液の実現が望まれているのが現状である。
さらに半導体製造工程においては、層間絶縁膜やBPSG膜の平坦化も重要である。従来、酸化珪素絶縁膜等無機絶縁膜層を平坦化するためのCMP研磨剤として、フュームドシリカ系、酸化セリウム系の研磨剤が一般に検討されてきた。しかし、フュームドシリカ系及び酸化セリウムでは十分な研磨速度が出ないことと平坦性が十分でないことが問題となっている。
特開2001−127019号公報 特開昭49−122432号公報 特開2001−279231号公報 特表2002−538284号公報 特開2003−507894号公報
In addition, for the purpose of flattening the step of the polishing surface, an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing that suppresses deterioration of the polishing pad (for example, see Patent Document 3), iminodiacetic acid useful for correcting the wafer surface, and its A processing fluid containing a chelating agent selected from salts (for example, see Patent Document 4), a chemical mechanical polishing composition containing an α-amino acid (for example, see Patent Document 5), and the like have been proposed. Although these techniques show some improvement in the polishing performance of copper wiring, on the other hand, there is a problem that a groove is generated between the copper wiring and the insulating layer, and it is desired to realize a polishing liquid that does not cause it. This is the current situation.
Further, in the semiconductor manufacturing process, it is important to flatten the interlayer insulating film and the BPSG film. Conventionally, fumed silica-based and cerium oxide-based abrasives have been generally studied as CMP abrasives for planarizing an inorganic insulating film layer such as a silicon oxide insulating film. However, fumed silica and cerium oxide are problematic in that a sufficient polishing rate cannot be obtained and flatness is not sufficient.
JP 2001-127019 A JP 49-122432 A JP 2001-279231 A Special Table 2002-538284 Publication JP 2003-507894 A

本発明は、LSIの生産性を高めるために、より迅速な研磨を実現するCMPスラリーが求められているという背景に基づいて行なわれたものである。したがって本発明の目的は、迅速な研磨速度を有し、平坦性が向上し、配線と絶縁層との間に溝を形成しにくく、保存安定性の高い金属用研磨液を提供することにある。   The present invention has been made based on the background that there is a demand for a CMP slurry that realizes faster polishing in order to increase the productivity of LSI. Accordingly, an object of the present invention is to provide a metal-polishing liquid that has a rapid polishing rate, improves flatness, hardly forms a groove between a wiring and an insulating layer, and has high storage stability. .

上記の金属用研磨液に係る問題点について、本発明者は鋭意検討した結果、下記金属用研磨液を用いることによって問題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明は下記の通りである。   As a result of intensive studies on the problems associated with the above-described metal polishing liquid, the present inventors have found that the problem can be solved by using the following metal polishing liquid, and have completed the present invention. The present invention is as follows.

<1> 半導体デバイスの化学的機械的平坦化に使用される金属用研磨液であって、
下記一般式(I)からなる群から選ばれる少なくとも一種の重合性単量体から構成される繰り返し単位を含む重合体である水溶性高分子と、二次粒子の体積平均粒子径が10〜100nmで金属不純物含有量が1ppm以下のシリカゾルとを含むことを特徴とする金属用研磨液である。
<1> A metal-polishing liquid used for chemical mechanical planarization of semiconductor devices,
A water-soluble polymer which is a polymer containing a repeating unit composed of at least one polymerizable monomer selected from the group consisting of the following general formula (I), and the volume average particle diameter of secondary particles is 10 to 100 nm. And a metal-polishing liquid comprising a silica sol having a metal impurity content of 1 ppm or less.

Figure 2008091524

(一般式(I)中、Rは水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、フェニル基、ベンジル基、又はトリフルオロメチル基を表す。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アシル基を表し、それぞれが連結して5員または6員環を形成してもよい。但し、R及びRが共に水素原子になることはない。R及びRが環を形成する場合は、炭素原子以外の元素を含んでもよい。)
Figure 2008091524

(In General Formula (I), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, a phenyl group, a benzyl group, or a trifluoromethyl group. R 2 and R 3 are each independently hydrogen atom, an alkyl group, an acyl group, may be respectively to form a 5- or 6-membered ring. However, R 2 and R 3 are never both be hydrogen .R 2 and R When 3 forms a ring, it may contain an element other than a carbon atom.)

<2> さらに、テトラゾール誘導体およびトリアゾール誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1つの化合物を含むことを特徴とする前記<1>に記載の金属用研磨液である。 <2> The metal polishing slurry according to <1>, further comprising at least one compound selected from the group consisting of a tetrazole derivative and a triazole derivative.

<3> さらに、下記一般式(II)及び(III)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物を含むことを特徴とする前記<1>または<2>に記載の金属用研磨液である。 <3> The metal according to <1> or <2>, further comprising at least one compound selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas (II) and (III): It is a polishing liquid.

Figure 2008091524

(一般式(II)中、R1aは、単結合、アルキレン基、又はフェニレン基を表す。R2a及びR3aは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又はアリール基を表す。R4a及びR5aは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアシル基を表す。但し、R1aが単結合のとき、R4a及びR5aの少なくともいずれかは水素原子ではない。)
Figure 2008091524

(In general formula (II), R 1a represents a single bond, an alkylene group, or a phenylene group. R 2a and R 3a are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxyl group, an alkyl group, or a cycloalkyl group. , an alkenyl group, .R 4a and R 5a represents an alkynyl group, or aryl group, each independently, represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an acyl group. provided that when R 1a is a single bond, R 4a and R At least one of 5a is not a hydrogen atom.)

Figure 2008091524

(一般式(III)中、R6aは、単結合、アルキレン基、又はフェニレン基を表す。R7a及びR8aは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又はアリール基を表す。R9aは、水素原子、アシル基又はアルキル基を表す。R10aはアルキレン基を表す。但し、R10aが−CH2−のとき、R6aは単結合ではないか、R9aが水素原子ではないかの少なくともいずれかである。)
Figure 2008091524

(In general formula (III), R 6a represents a single bond, an alkylene group, or a phenylene group. R 7a and R 8a are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxyl group, an alkyl group, or a cycloalkyl group. Represents an alkenyl group, an alkynyl group, or an aryl group, R 9a represents a hydrogen atom, an acyl group, or an alkyl group, R 10a represents an alkylene group, provided that when R 10a is —CH 2 —, R 6a Is not a single bond, or R 9a is not a hydrogen atom.)

<4> 前記シリカゾルが、テトラメトキシシランを含む有機溶媒と、アルカリ触媒及び水を含む溶媒とを、アルカリ触媒及び水を含む有機溶媒に添加することによりテトラメトキシシランを加水分解及び重縮合して製造されたシリカゾルであることを特徴とする前記<1>から<3>のいずれかに記載の金属用研磨液である。 <4> The silica sol hydrolyzes and polycondenses tetramethoxysilane by adding an organic solvent containing tetramethoxysilane and a solvent containing an alkali catalyst and water to an organic solvent containing an alkali catalyst and water. The metal polishing slurry according to any one of <1> to <3>, wherein the metal polishing slurry is a manufactured silica sol.

<5> さらに、酸化セリウム又は4価の水酸化物粒子を含むことを特徴とする前記<1>から<4>のいずれかに記載の金属用研磨液である。 <5> The metal polishing slurry according to any one of <1> to <4>, further comprising cerium oxide or tetravalent hydroxide particles.

<6> 前記水溶性高分子の含有量が、研磨液中の固形分100質量部に対して0.10質量部以上100質量部以下であることを特徴とする前記<1>から<5>のいずれかに記載の金属用研磨液である。 <6> The content of the water-soluble polymer is from 0.10 parts by mass to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content in the polishing liquid. The metal polishing liquid according to any one of the above.

<7> 前記金属用研磨液が、半導体デバイスの化学的機械的平坦化において、銅又はタンタルの研磨に用いられることを特徴とする前記<1>から<6>のいずれかに記載の金属用研磨液である。 <7> The metal polishing liquid according to any one of <1> to <6>, wherein the metal polishing liquid is used for polishing copper or tantalum in chemical mechanical planarization of a semiconductor device. A polishing liquid.

半導体デバイスの製造における化学的機械的研磨に用いる研磨液として、本発明の金属用研磨液を使用することにより、化学的機械的研磨速度が向上し、且つ平坦性が向上し、配線と絶縁層との間に溝を形成しにくいLSIの作製が可能となる。また、過酸化水素添加前の溶液は、凝集しにくく保存安定性が高い。   By using the metal polishing liquid of the present invention as a polishing liquid used for chemical mechanical polishing in the manufacture of semiconductor devices, the chemical mechanical polishing rate is improved and the flatness is improved, and the wiring and insulating layer It is possible to fabricate an LSI in which it is difficult to form a groove between the two. Further, the solution before the addition of hydrogen peroxide hardly aggregates and has high storage stability.

本発明の金属用研磨液は、半導体デバイスの化学的機械的平坦化に使用される金属用研磨液であって、下記一般式(I)からなる群から選ばれる少なくとも一種の重合性単量体から構成される繰り返し単位を含む重合体である水溶性高分子と、二次粒子の体積平均粒子径が10〜100nmで金属不純物含有量が1ppm以下のシリカゾルとを含むことを特徴としている。   The metal polishing liquid of the present invention is a metal polishing liquid used for chemical mechanical planarization of semiconductor devices, and is at least one polymerizable monomer selected from the group consisting of the following general formula (I) And a water-soluble polymer that is a polymer containing a repeating unit composed of a silica sol having a volume average particle size of secondary particles of 10 to 100 nm and a metal impurity content of 1 ppm or less.

Figure 2008091524

(一般式(I)中、Rは水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、フェニル基、ベンジル基、又はトリフルオロメチル基を表す。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アシル基を表し、それぞれが連結して5員または6員環を形成してもよい。但し、R及びRが共に水素原子になることはない。R及びRが環を形成する場合は、炭素原子以外の元素を含んでもよい。)
Figure 2008091524

(In General Formula (I), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, a phenyl group, a benzyl group, or a trifluoromethyl group. R 2 and R 3 are each independently hydrogen atom, an alkyl group, an acyl group, may be respectively to form a 5- or 6-membered ring. However, R 2 and R 3 are never both be hydrogen .R 2 and R When 3 forms a ring, it may contain an element other than a carbon atom.)

〔シリカゾル〕
本発明で使用するシリカゾルは、前記条件を満たすものであれば市販品を使用してもよいが、テトラメトキシシランを含む有機溶媒と、アルカリ触媒及び水を含む溶液とを、アルカリ触媒及び水を含む有機溶液に添加することによりテトラメトキシシランを加水分解及び重縮合させることにより得られたシリカゾルがより好ましい。使用する有機溶媒としてはメタノールであることが好ましく、アルカリ触媒としてはアンモニアであることが好ましい。
[Silica sol]
As the silica sol used in the present invention, a commercially available product may be used as long as it satisfies the above conditions. However, an organic solvent containing tetramethoxysilane and a solution containing an alkali catalyst and water are combined with an alkali catalyst and water. A silica sol obtained by hydrolyzing and polycondensing tetramethoxysilane by adding to the organic solution is more preferable. The organic solvent used is preferably methanol, and the alkali catalyst is preferably ammonia.

本発明で使用するシリカゾルに含まれるシリカ微粒子は大きさの揃った球状の微粒子が好ましく、その二次粒子の体積平均粒子径は10〜100nmである。より好ましくは20nm〜50nmである。また、二次粒子の体積平均粒子径は一次粒子の平均粒子経の3倍以下であることが好ましく、1.5〜3.0倍がより好ましく、1.5〜2.5倍が特に好ましい。
本発明で使用するシリカゾル中のシリカ濃度は特に限定されるものではないが、10〜50質量%であるものが好ましい。
The silica fine particles contained in the silica sol used in the present invention are preferably spherical fine particles having a uniform size, and the volume average particle diameter of the secondary particles is 10 to 100 nm. More preferably, it is 20 nm to 50 nm. The volume average particle diameter of the secondary particles is preferably 3 times or less of the average particle diameter of the primary particles, more preferably 1.5 to 3.0 times, and particularly preferably 1.5 to 2.5 times. .
The silica concentration in the silica sol used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 10 to 50% by mass.

本発明で使用するシリカゾルのpHは、6.0〜9.0であることが好ましく、pH7.0〜8.0がより好ましい。   The pH of the silica sol used in the present invention is preferably 6.0 to 9.0, and more preferably 7.0 to 8.0.

本発明で使用するシリカゾルに含まれる金属不純物は、Al、Ca、B、Ba、Co、Cr、Cu、Fe、Mg、Mn、Na、Ni、Pb、Sr、Ti、Zn、Zr、U、Th等が挙げられる。これらの含有量合計が1ppm以下であり、0.1ppm以下であることが好ましく、0.01ppm以下であることがより好ましい。金属不純物含有量が1ppmを超えると、絶縁膜の絶縁性が低下してしまう。
金属不純物含有量を1ppm以下とする手段としては、キレート樹脂やイオン交換樹脂を用いた金属除去法が挙げられる。
また、金属不純物含有量は、誘導結合プラズマ質量分析装置(ICP-MS)により測定することができる。
The metal impurities contained in the silica sol used in the present invention are Al, Ca, B, Ba, Co, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Sr, Ti, Zn, Zr, U, Th. Etc. The total content of these is 1 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less, and more preferably 0.01 ppm or less. When the metal impurity content exceeds 1 ppm, the insulating property of the insulating film is lowered.
Examples of means for setting the metal impurity content to 1 ppm or less include a metal removal method using a chelate resin or an ion exchange resin.
The metal impurity content can be measured by an inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP-MS).

一般式(I)のRは、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、フェニル基、ベンジル基またはトリフルオロメチル基を表すが、好ましくは水素原子またはメチル基であり、より好ましくは水素原子である。 R 1 in the general formula (I) represents a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, a phenyl group, a benzyl group or a trifluoromethyl group, preferably a hydrogen atom or a methyl group, more preferably Is a hydrogen atom.

〔一般式(I)で表される重合性単量体〕
一般式(I)のR及びRはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アシル基を表し、それぞれが連結して5員または6員環を形成してもよい。但し、共に水素原子になることはない。R及びRが環を形成する場合は、炭素原子以外の元素を含んでもよい。R及びRとして好ましくは水素原子またはアルキル基であり、より好ましくはアルキル基であり、特に好ましくは直鎖のアルキル基である。アルキル基として好ましくはC〜C10のアルキル基であり、より好ましくはC〜Cのアルキル基である。特に好ましくはメチル基である。
[Polymerizable monomer represented by formula (I)]
R 2 and R 3 in formula (I) each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an acyl group, and each may be linked to form a 5-membered or 6-membered ring. However, neither hydrogen atom. When R 2 and R 3 form a ring, elements other than carbon atoms may be included. R 2 and R 3 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group, more preferably an alkyl group, and particularly preferably a linear alkyl group. The preferred alkyl group is an alkyl group of C 1 -C 10, more preferably an alkyl group of C 1 -C 3. Particularly preferred is a methyl group.

一般式(I)で表される単量体としては、次の化合物が例示される。N−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N−プルピルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−ブチルアクリルアミド、N−イソブチルアクリルアミド、N−t−ブチルアクリルアミド、N−ヘプチルアクリルアミド、N−オクチルアクリルアミド、N−t−オクチルアクリルアミド、N−ドデシルアクリルアミド、N−オクタデシルアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−アセチルアクリルアミド、N−ジアセトンアクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、N−プルピルメタクリルアミド、N−イソプロピルメタクリルアミド、N−ブチルメタクリルアミド、N−イソブチルメタクリルアミド、N−t−ブチルメタクリルアミド、N−ヘプチルメタクリルアミド、N−オクチルメタクリルアミド、N−t−オクチルメタクリルアミド、N−ドデシルメタクリルアミド、N−オクタデシルメタクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、N−アセチルメタクリルアミド、N−ジアセトンメタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N,N−ジプルピルアクリルアミド、N,N−ジイソプロピルアクリルアミド、N,N−ジブチルアクリルアミド、N,N−ジイソブチルアクリルアミド、N,N−ジ−t−ブチルアクリルアミド、N,N−ジヘプチルアクリルアミド、N,N−ジオクチルアクリルアミド、N,N−ジ−t−オクチルアクリルアミド、N,N−ジドデシルアクリルアミド、N,N−ジオクタデシルアクリルアミド、N,N−ジメチロールアクリルアミド、N,N−ジアセチルアクリルアミド、N,N−ジジアセトンアクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N,N−ジエチルメタクリルアミド、N,N−ジプルピルメタクリルアミド、N,N−ジイソプロピルメタクリルアミド、N,N−ジブチルメタクリルアミド、N,N−ジイソブチルメタクリルアミド、N,N−ジ−t−ブチルメタクリルアミド、N,N−ジヘプチルメタクリルアミド、N,N−ジオクチルメタクリルアミド、N,N−ジ−t−オクチルメタクリルアミド、N,N−ジドデシルメタクリルアミド、N,N−ジオクタデシルメタクリルアミド、N,N−ジメチロールメタクリルアミド、N,N−ジアセチルメタクリルアミド、N,N−ジジアセトンメタクリルアミド、アクリロイルピペリジン、アクリロイルモルホリン、アクリロイルチオモルホリン、アクリロイルピロリジンを挙げることができる。これらは、本発明の効果を損なわない範囲で、1種単独または2種以上組み合わせて用いてもよい。   Examples of the monomer represented by the general formula (I) include the following compounds. N-methyl acrylamide, N-ethyl acrylamide, N-propyl acrylamide, N-isopropyl acrylamide, N-butyl acrylamide, N-isobutyl acrylamide, Nt-butyl acrylamide, N-heptyl acrylamide, N-octyl acrylamide, N- t-octylacrylamide, N-dodecylacrylamide, N-octadecylacrylamide, N-methylolacrylamide, N-acetylacrylamide, N-diacetoneacrylamide, N-methylmethacrylamide, N-ethylmethacrylamide, N-propylmethacrylamide, N-isopropylmethacrylamide, N-butylmethacrylamide, N-isobutylmethacrylamide, Nt-butylmethacrylamide, N-heptylmethacrylate Amides, N-octylmethacrylamide, Nt-octylmethacrylamide, N-dodecylmethacrylamide, N-octadecylmethacrylamide, N-methylolmethacrylamide, N-acetylmethacrylamide, N-diacetonemethacrylamide, N, N -Dimethylacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N, N-dipylacrylamide, N, N-diisopropylacrylamide, N, N-dibutylacrylamide, N, N-diisobutylacrylamide, N, N-di-t-butyl Acrylamide, N, N-diheptylacrylamide, N, N-dioctylacrylamide, N, N-di-t-octylacrylamide, N, N-didodecylacrylamide, N, N-dioctadecylacrylamide, N, N-dimethyl Roll acrylamide, N, N-diacetylacrylamide, N, N-diacetone acrylamide, N, N-dimethylmethacrylamide, N, N-diethylmethacrylamide, N, N-dipylmethacrylamide, N, N-diisopropylmethacrylate Amide, N, N-dibutylmethacrylamide, N, N-diisobutylmethacrylamide, N, N-di-t-butylmethacrylamide, N, N-diheptylmethacrylamide, N, N-dioctylmethacrylamide, N, N -Di-t-octylmethacrylamide, N, N-didodecylmethacrylamide, N, N-dioctadecylmethacrylamide, N, N-dimethylolmethacrylamide, N, N-diacetylmethacrylamide, N, N-didiacetone Methacrylamide, acryloyl pipette Mention may be made of lysine, acryloylmorpholine, acryloylthiomorpholine, acryloylpyrrolidine. These may be used singly or in combination of two or more, as long as the effects of the present invention are not impaired.

添加剤に用いられる重合体として好ましくは、アクリルアミドのN−モノ置換体、メタクリルアミドのN−モノ置換体、アクリルアミドのN−ジ置換体、またはメタクリルアミドのN−ジ置換体であり、より好ましくはアクリルアミドのN−ジ置換体である。特に好ましくは、N,N−ジメチルアクリルアミドの重合体である。   The polymer used for the additive is preferably an N-mono-substituted product of acrylamide, an N-mono-substituted product of methacrylamide, an N-di-substituted product of acrylamide, or an N-di-substituted product of methacrylamide. Is an N-disubstituted acrylamide. Particularly preferred is a polymer of N, N-dimethylacrylamide.

水溶性高分子を添加する量は、研磨液中の固形分100質量部に対して、0.01質量部以上100質量部以下の範囲が好ましく、より好ましくは0.10質量部以上100質量部以下である。この添加量が少なすぎると十分な平坦性が得られず、多すぎると流動性が低下し好ましくない。水溶性高分子の重量平均分子量は、500〜5,000,000が好ましく、1,000〜1,000,000がより好ましい。   The amount of the water-soluble polymer added is preferably in the range of 0.01 to 100 parts by mass, more preferably 0.10 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content in the polishing liquid. It is as follows. If the amount added is too small, sufficient flatness cannot be obtained. The weight average molecular weight of the water-soluble polymer is preferably 500 to 5,000,000, and more preferably 1,000 to 1,000,000.

また、前記水溶性高分子(重合体)は、一般式(I)で表される単量体以外の単量体成分を含んだ共重合体であってもよい。このような単量体成分として、ビニルアルコール、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、アクリロニトリル、マレイン酸、イタコン酸、ビニルアミン、ビニルピリジン、アリルアミン、ビニルピロリドン、ビニルカプロラクタム、ビニルメチルエーテル、ビニルメチルオキサゾリジノン、ビニルホルマール、ビニルアセタール、ビニルアミン、ビニルイソブチルエーテル、アクリルアミド、メタクリルアミド、等が挙げられる。   Further, the water-soluble polymer (polymer) may be a copolymer containing monomer components other than the monomer represented by the general formula (I). Examples of such monomer components include vinyl alcohol, vinyl acetate, acrylic acid, methacrylic acid, acrylic ester, methacrylic ester, acrylonitrile, maleic acid, itaconic acid, vinylamine, vinylpyridine, allylamine, vinylpyrrolidone, vinylcaprolactam, Examples include vinyl methyl ether, vinyl methyl oxazolidinone, vinyl formal, vinyl acetal, vinyl amine, vinyl isobutyl ether, acrylamide, and methacrylamide.

水溶性高分子は、ラジカル重合等の一般的に知られた重合法によって得られる。これらの重合は、例えば第一1版実験化学講座 18-1巻 304頁 日本化学会編 丸善、第4版実験化学講座 28巻 151頁 日本化学会編 丸善、等に記載の方法を参考にして合成することができる。   The water-soluble polymer is obtained by a generally known polymerization method such as radical polymerization. These polymerizations can be carried out by referring to the method described in, for example, the first edition of Experimental Chemistry Course, Volume 18-1, 304, Maruzen, 4th edition, Experimental Chemistry Course, Volume 28, page 151, The Chemical Society of Japan, Maruzen, etc. Can be synthesized.

本発明の金属用研磨液は、他の水溶性高分子を含有してもよい。他の水溶性高分子としては、例えば、多糖類(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、キサンタンガム、キトサン、メチルグリコールキトサン、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、プルラン)、ポリカルボン酸およびその誘導体(例えば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、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)、ポリビニル硫酸、ポリアミノアクリルアミド、ポリアミド酸、ポリグリオキシル酸)、ポリエチレンイミン、ビニル系ポリマー(例えば、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)、ポリグリコール類(例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール)などが挙げられる。   The metal polishing slurry of the present invention may contain other water-soluble polymers. Other water-soluble polymers include, for example, polysaccharides (eg, alginic acid, pectic acid, carboxymethylcellulose, agar, xanthan gum, chitosan, methylglycol chitosan, methylcellulose, ethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, pullulan), poly Carboxylic acid and its derivatives (eg, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyaspartic acid, polyglutamic acid, polylysine, polymalic acid, polymaleic acid, polyitaconic acid, polyfumaric acid, poly (p-styrene carboxylic acid), polyvinyl sulfate, polyamino Acrylamide, polyamic acid, polyglyoxylic acid), polyethyleneimine, vinyl polymers (eg, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylic acid) Rain), polyglycols (e.g., polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol) and the like.

本発明の金属用研磨液は、構成成分として一般式(I)で表される繰り返し単位を含む水溶性高分子、高純度シリカゾル、酸化剤と溶媒/分散媒とを含有する他は、その処方に特に制限はなく、本発明の効果を損なわない限りにおいては、公知の研磨液に用いられる化合物を目的に応じて選択して用いることができるが、芳香族へテロ環化合物と酸化補助剤としての有機酸を含有することが好ましい。   The metal polishing slurry of the present invention contains a water-soluble polymer containing a repeating unit represented by the general formula (I) as a constituent component, a high-purity silica sol, an oxidizing agent, and a solvent / dispersion medium. As long as the effects of the present invention are not impaired, compounds used in known polishing liquids can be selected and used according to the purpose, but as aromatic heterocyclic compounds and oxidation aids It is preferable to contain the organic acid.

本発明の金属用研磨液は、さらに他の成分を含有してもよく、好ましい成分としては例えば界面活性剤、及び各種添加剤を挙げることができる。研磨液には、各成分を2種以上添加してもよい。
本発明の金属用研磨液のpHは、3以上9以下であることが好ましく、4以上7.5以下であることがより好ましい。
本発明の金属用研磨液の媒体は、例えば水、アルコール類(例 メタノール、エタノール、2−プロパノール)、エーテル類(例 ジオキサン、テトラヒドロフラン)が挙げられるが、水が最も好ましい。
The metal polishing slurry of the present invention may further contain other components, and preferred components include, for example, surfactants and various additives. Two or more kinds of each component may be added to the polishing liquid.
The pH of the metal polishing slurry of the present invention is preferably from 3 to 9, and more preferably from 4 to 7.5.
Examples of the medium for the metal polishing slurry of the present invention include water, alcohols (eg, methanol, ethanol, 2-propanol), and ethers (eg, dioxane, tetrahydrofuran), and water is most preferable.

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

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

以下、本発明の金属用研磨液に用いうる構成成分について説明する。
〔酸化剤〕
本発明の金属用研磨液は、研磨対象の金属を酸化できる化合物(酸化剤)を含有する。酸化剤としては、例えば、過酸化水素、過酸化物、硝酸塩、ヨウ素酸塩、過ヨウ素酸塩、次亜塩素酸塩、亜塩素酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩、過硫酸塩、重クロム酸塩、過マンガン酸塩、オゾン水および銀(II)塩、鉄(III)塩が挙げられる。好ましくは過酸化水素である。
Hereinafter, components that can be used in the metal polishing slurry of the present invention will be described.
〔Oxidant〕
The metal polishing liquid of the present invention contains a compound (oxidant) that can oxidize a metal to be polished. Examples of the oxidizing agent include hydrogen peroxide, peroxide, nitrate, iodate, periodate, hypochlorite, chlorite, chlorate, perchlorate, persulfate, Examples thereof include dichromate, permanganate, ozone water, silver (II) salt, and iron (III) salt. Hydrogen peroxide is preferable.

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

〔有機酸〕
本発明の研磨液には、酸化補助剤として有機酸を併用することもできる。ここでいう有機酸とは、金属を酸化するための酸化剤とは構造が異なる化合物であり、前述の酸化剤として機能する酸を包含するものではない。
有機酸としては、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、2−メチル酪酸、n−ヘキサン酸、3,3−ジメチル酪酸、2−エチル酪酸、4−メチルペンタン酸、n−ヘプタン酸、2−メチルヘキサン酸、n−オクタン酸、2−エチルヘキサン酸、安息香酸、グリコール酸、サリチル酸、グリセリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、乳酸、α−アミノ酸類及びそれらのアンモニウム塩やアルカリ金属塩等が挙げられる。特に、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、グリシン、グリコール酸、下記一般式(II)および(III)で表される有機酸等が挙げられる。好ましくは、下記一般式(II)および(III)で表される化合物(有機酸)である。
[Organic acid]
In the polishing liquid of the present invention, an organic acid can be used in combination as an oxidation aid. The organic acid here is a compound having a structure different from that of an oxidizing agent for oxidizing a metal, and does not include an acid that functions as the oxidizing agent.
Examples of the organic acid 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, and n-heptanoic acid. 2-methylhexanoic acid, n-octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, benzoic acid, glycolic acid, salicylic acid, glyceric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, maleic acid, Examples thereof include phthalic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid, lactic acid, α-amino acids, and ammonium salts and alkali metal salts thereof. In particular, malic acid, tartaric acid, citric acid, glycine, glycolic acid, organic acids represented by the following general formulas (II) and (III), and the like can be mentioned. Preferably, it is a compound (organic acid) represented by the following general formulas (II) and (III).

Figure 2008091524

(一般式(II)中、R1aは、単結合、アルキレン基、又はフェニレン基を表す。R2a及びR3aは、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又はアリール基を表す。R4a及びR5aは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアシル基を表す。但し、R1aが単結合のとき、R4a及びR5aの少なくともいずれかは水素原子ではない。)
Figure 2008091524

(In General Formula (II), R 1a represents a single bond, an alkylene group, or a phenylene group. R 2a and R 3a each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxyl group, an alkyl group, or a cycloalkyl group. , an alkenyl group, .R 4a and R 5a represents an alkynyl group, or aryl group, each independently, represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an acyl group. provided that when R 1a is a single bond, R 4a and R At least one of 5a is not a hydrogen atom.)

Figure 2008091524

(一般式(III)中、R6aは、単結合、アルキレン基、又はフェニレン基を表す。R7a及びR8aは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又はアリール基を表す。R9aは、水素原子、アシル基又はアルキル基を表す。R10aはアルキレン基を表す。但し、R10aが−CH2−のとき、R6aは単結合ではないか、R9aが水素原子ではないかの少なくともいずれかである。)
Figure 2008091524

(In general formula (III), R 6a represents a single bond, an alkylene group, or a phenylene group. R 7a and R 8a are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxyl group, an alkyl group, or a cycloalkyl group. Represents an alkenyl group, an alkynyl group, or an aryl group, R 9a represents a hydrogen atom, an acyl group, or an alkyl group, R 10a represents an alkylene group, provided that when R 10a is —CH 2 —, R 6a Is not a single bond, or R 9a is not a hydrogen atom.)

一般式(II)におけるR1aとしてのアルキレン基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、好ましくは炭素数1〜8であり、例えば、メチレン基、エチレン基を挙げることができる。アルキレン基が有していてもよい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子などを挙げることができる。 The alkylene group as R 1a in the general formula (II) may be linear, branched or cyclic, and preferably has 1 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a methylene group and an ethylene group. Can do. Examples of the substituent that the alkylene group may have include a hydroxyl group and a halogen atom.

2a及びR3aとしてのアルキル基は、好ましくは炭素数1〜8であり、例えば、メチル基、プロピル基などを挙げることができる。R2a及びR3aとしてのシクロアルキル基は、好ましくは炭素数5〜15であり、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基を挙げることができる。R2a及びR3aとしてのアルケニル基は、好ましくは炭素数2〜9であり、例えば、ビニル基、プロペニル基、アリル基を挙げることができる。R2a及びR3aとしてのアルキニル基は、好ましくは炭素数2〜9であり、例えば、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基を挙げることができる。 The alkyl group as R 2a and R 3a preferably has 1 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group and a propyl group. The cycloalkyl group as R 2a and R 3a preferably has 5 to 15 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group. The alkenyl group as R 2a and R 3a preferably has 2 to 9 carbon atoms, and examples thereof include a vinyl group, a propenyl group, and an allyl group. The alkynyl group as R 2a and R 3a preferably has 2 to 9 carbon atoms, and examples thereof include an ethynyl group, a propynyl group, and a butynyl group.

2a及びR3aとしてのアリール基は、好ましくは炭素数6〜15であり、例えばフェニル基を挙げることができる。これらの基におけるアルキレン鎖中には、酸素原子、硫黄原子などのヘテロ原子を有していてもよい。R2a及びR3aとしての各基が有してもよい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、芳香環(好ましくは炭素数3〜15)、カルボキシル基、アミノ基などを挙げることができる。 The aryl group as R 2a and R 3a preferably has 6 to 15 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group. The alkylene chain in these groups may have a hetero atom such as an oxygen atom or a sulfur atom. Examples of the substituent that each group represented by R 2a and R 3a may have include a hydroxyl group, a halogen atom, an aromatic ring (preferably having 3 to 15 carbon atoms), a carboxyl group, and an amino group.

4a及びR5aとしてのアルキル基は、好ましくは炭素数1〜8であり、例えば、メチル基、エチル基を挙げることができる。アシル基は、好ましくは炭素数2〜9であり、例えば、メチルカルボニル基を挙げることができる。R4a及びR5aとしての各基が有してもよい置換基としては、水酸基、アミノ基、ハロゲン原子を挙げることができる。 The alkyl group as R 4a and R 5a preferably has 1 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group and an ethyl group. The acyl group preferably has 2 to 9 carbon atoms, and examples thereof include a methylcarbonyl group. Examples of the substituent that each group represented by R 4a and R 5a may have include a hydroxyl group, an amino group, and a halogen atom.

一般式(II)において、R4a及びR5aのいずれか一方は水素原子でないことが好ましい。 In general formula (II), it is preferable that either one of R 4a and R 5a is not a hydrogen atom.

また、一般式(II)において、R1aが単結合、R2a及びR4aが水素原子であることが特に好ましい。この場合、R3aは、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又はアリール基を表すが、特に水素原子、アルキル基が好ましい。R5aは、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルキル基、又はアシル基を表すが、特にはアルキル基が好ましい。R3aとしてのアルキル基が有してもよい置換基として、水酸基、カルボキシル基又はアミノ基が好ましい。R5aとしてのアルキル基が有してもよい置換基として、水酸基又はアミノ基が好ましい。 In general formula (II), it is particularly preferable that R 1a is a single bond and R 2a and R 4a are hydrogen atoms. In this case, R 3a represents a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, or an aryl group, and particularly preferably a hydrogen atom or an alkyl group. R 5a represents a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxyl group, an alkyl group, or an acyl group, and an alkyl group is particularly preferable. As the substituent that the alkyl group as R 3a may have, a hydroxyl group, a carboxyl group, or an amino group is preferable. As the substituent that the alkyl group as R 5a may have, a hydroxyl group or an amino group is preferable.

一般式(III)におけるR6a及びR10 aとしてのアルキレン基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、好ましくは炭素数1〜8であり、例えば、メチレン基、エチレン基を挙げることができる。アルキレン基及びフェニレン基が有していてもよい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子などを挙げることができる。 The alkylene group as R 6a and R 10 a in the general formula (III) may be linear, branched or cyclic, and preferably has 1 to 8 carbon atoms, such as methylene group, ethylene The group can be mentioned. Examples of the substituent that the alkylene group and the phenylene group may have include a hydroxyl group and a halogen atom.

7a及びR8aとしてのアルキル基は、好ましくは炭素数1〜8であり、例えば、メチル基、プロピル基などを挙げることができる。R7a及びR8aとしてのシクロアルキル基は、好ましくは炭素数5〜15であり、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基を挙げることができる。R7a及びR8aとしてのアルケニル基は、好ましくは炭素数2〜9であり、例えば、ビニル基、プロペニル基、アリル基を挙げることができる。R7a及びR8aとしてのアルキニル基は、好ましくは炭素数2〜9であり、例えば、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基を挙げることができる。R7a及びR8aとしてのアリール基は、好ましくは炭素数6〜15であり、例えばフェニル基を挙げることができる。これらの基におけるアルキレン鎖中には、酸素原子、硫黄原子などのヘテロ原子を有していてもよい。R7a及びR8aとしての各基が有してもよい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、芳香環(好ましくは炭素数3〜15)などを挙げることができる。 The alkyl group as R 7a and R 8a preferably has 1 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group and a propyl group. The cycloalkyl group as R 7a and R 8a preferably has 5 to 15 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group. The alkenyl group as R 7a and R 8a preferably has 2 to 9 carbon atoms, and examples thereof include a vinyl group, a propenyl group, and an allyl group. The alkynyl group as R 7a and R 8a preferably has 2 to 9 carbon atoms, and examples thereof include an ethynyl group, a propynyl group, and a butynyl group. The aryl group as R 7a and R 8a preferably has 6 to 15 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group. The alkylene chain in these groups may have a hetero atom such as an oxygen atom or a sulfur atom. Examples of the substituent that each group represented by R 7a and R 8a may have include a hydroxyl group, a halogen atom, and an aromatic ring (preferably having 3 to 15 carbon atoms).

9aとしてのアルキル基は、好ましくは炭素数1〜8であり、例えば、メチル基、エチル基を挙げることができる。R9aとしてのアシル基は、好ましくは炭素数2〜9であり、例えば、メチルカルボニル基を挙げることができる。これらの基におけるアルキレン鎖中には、酸素原子、硫黄原子などのヘテロ原子を有していてもよい。R9aとしての各基が有してもよい置換基としては、水酸基、アミノ基、ハロゲン原子、カルボキシル基を挙げることができる。 The alkyl group as R 9a preferably has 1 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group and an ethyl group. The acyl group as R 9a preferably has 2 to 9 carbon atoms, and examples thereof include a methylcarbonyl group. The alkylene chain in these groups may have a hetero atom such as an oxygen atom or a sulfur atom. Examples of the substituent that each group as R 9a may have include a hydroxyl group, an amino group, a halogen atom, and a carboxyl group.

一般式(III)において、R9aは水素原子でないことが好ましい。 In the general formula (III), R 9a is preferably not a hydrogen atom.

以下に、一般式(II)又は一般式(III)で表される化合物の具体例を挙げるが、これらに限定するものではない。   Although the specific example of a compound represented by general formula (II) or general formula (III) below is given, it is not limited to these.

Figure 2008091524
Figure 2008091524

Figure 2008091524
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一般式(II)または(III)で表される化合物は、公知の方法により合成できるが、市販のものを用いてもよい。   The compound represented by the general formula (II) or (III) can be synthesized by a known method, but a commercially available product may be used.

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

〔無機酸〕
本発明の金属用研磨液は更に無機酸を含有することができる。ここでの酸は、酸化の促進、pH調整、緩衝剤としての作用を有する。無機酸としては、硫酸、硝酸、ホウ酸、燐酸などが挙げられ、無機酸の中では硝酸が好ましい。
酸の添加量は、研磨に使用する際の研磨液の1L中、0.0005〜0.5molとすることが好ましく、0.005mol〜0.3molとすることがより好ましく、0.01mol〜0.1molとすることが特に好ましい。即ち、酸の添加量は、エッチングの抑制の点から0.5mol以下が好ましく、充分な効果を得る上で0.0005mol以上が好ましい。
[Inorganic acid]
The metal polishing slurry of the present invention can further contain an inorganic acid. The acid here has an action of promoting oxidation, adjusting pH, and buffering agent. Examples of the inorganic acid include sulfuric acid, nitric acid, boric acid, phosphoric acid and the like. Among inorganic acids, nitric acid is preferable.
The addition amount of the acid is preferably 0.0005 to 0.5 mol, more preferably 0.005 mol to 0.3 mol, and more preferably 0.01 mol to 0 mol in 1 L of the polishing liquid used for polishing. .1 mol is particularly preferable. That is, the amount of acid added is preferably 0.5 mol or less from the viewpoint of suppressing etching, and 0.0005 mol or more is preferable for obtaining a sufficient effect.

〔芳香環を有する化合物〕
また、本発明における研磨液には、酸化剤の劣化を抑制し、且つ、金属表面に不動態膜を形成し、研磨速度を制御する不動態膜形成剤としての機能を有する化合物、具体的には、芳香環を有する化合物を含有してもよい。
好ましくはテトラゾールおよびその誘導体、1,3,4−トリアゾールおよびその誘導体および1,2,4−トリアゾールおよびその誘導体、ベンゾトリアゾールおよびその誘導体である。
テトラゾール誘導体において、好ましくはカルボキシル基が置換したもの、あるいはヒドロキシ基またはカルボキシ基の少なくとも1つで置換されたアルキル基を置換基として含有することを特徴としたテトラゾール誘導体である。より好ましくは、少なくとも1つのカルボキシ基を含有することを特徴としたテトラゾール誘導体である。例えば5−カルボキシ−1H−テトラゾール、1H−テトラゾール−5−酢酸、1H−テトラゾール−5−プロピオン酸、1H−テトラゾール−5−コハク酸である。
[Compound having an aromatic ring]
In the polishing liquid in the present invention, a compound having a function as a passive film forming agent that suppresses deterioration of the oxidant, forms a passive film on the metal surface, and controls the polishing rate, specifically May contain a compound having an aromatic ring.
Preferred are tetrazole and derivatives thereof, 1,3,4-triazole and derivatives thereof, 1,2,4-triazole and derivatives thereof, and benzotriazole and derivatives thereof.
The tetrazole derivative is preferably a tetrazole derivative characterized by containing, as a substituent, one substituted with a carboxyl group or an alkyl group substituted with at least one of a hydroxy group or a carboxy group. More preferably, it is a tetrazole derivative characterized by containing at least one carboxy group. For example, 5-carboxy-1H-tetrazole, 1H-tetrazole-5-acetic acid, 1H-tetrazole-5-propionic acid, 1H-tetrazole-5-succinic acid.

1,2,3−トリアゾール誘導体において、好ましくはヒドロキシ基及びカルボキシ基からなる群より選択された置換基、またはそれらの置換基の少なくとも1つで置換されたアルキル基を置換基として含有することを特徴とした1,2,3−トリアゾール誘導体である。より好ましくは、カルボキシ基、または少なくとも1つのカルボキシ基で置換されたアルキル基を置換基として少なくとも1つ含有することを特徴とした1,2,3−トリアゾール誘導体である。例えば4−カルボキシ−1H−1,2,3−トリアゾール、4,5−ジカルボキシ−1H−1,2,3−トリアゾール、1H−1,2,3−トリアゾール−4−酢酸、4−カルボキシ−5−カルボキシメチル−1H−1,2,3−トリアゾールである。   The 1,2,3-triazole derivative preferably contains a substituent selected from the group consisting of a hydroxy group and a carboxy group, or an alkyl group substituted with at least one of these substituents as a substituent. It is a characteristic 1,2,3-triazole derivative. More preferably, it is a 1,2,3-triazole derivative characterized in that it contains at least one carboxy group or an alkyl group substituted with at least one carboxy group as a substituent. For example, 4-carboxy-1H-1,2,3-triazole, 4,5-dicarboxy-1H-1,2,3-triazole, 1H-1,2,3-triazole-4-acetic acid, 4-carboxy- 5-Carboxymethyl-1H-1,2,3-triazole.

1,2,4−トリアゾール誘導体において、好ましくはカルボキシル基が置換したもの、あるいはヒドロキシ基及びカルボキシ基の少なくとも1つで置換されたアルキル基を置換基として含有することを特徴とした1,2,4−トリアゾール誘導体である。より好ましくは、少なくとも1つのカルボキシ基で置換されたアルキル基を置換基として少なくとも1つ含有することを特徴とした1,2,4−トリアゾール誘導体である。例えば3−カルボキシ−1,2,4−トリアゾール、3,5−ジカルボキシ−1,2,4−トリアゾール、1,2,4−トリアゾール−3−酢酸である。
1,2,3−ベンゾトリアゾール誘導体において、好ましくはアニオン性置換基を少なくとも一つ含有することを特徴としたものである。より好ましくは、カルボキシル基が置換したもの、あるいはカルボキシ基で置換されたアルキル基を置換基として含有するものである。
The 1,2,4-triazole derivative is preferably a 1,2,4-triazole derivative containing an alkyl group substituted with a carboxyl group or an alkyl group substituted with at least one of a hydroxy group and a carboxy group as a substituent. 4-triazole derivative. More preferably, it is a 1,2,4-triazole derivative characterized by containing at least one alkyl group substituted with at least one carboxy group as a substituent. For example, 3-carboxy-1,2,4-triazole, 3,5-dicarboxy-1,2,4-triazole, 1,2,4-triazole-3-acetic acid.
The 1,2,3-benzotriazole derivative preferably contains at least one anionic substituent. More preferably, those having a carboxyl group substituted or those containing an alkyl group substituted with a carboxy group as a substituent.

これらの化合物は市販品を使用することが出来るし、以下の参考文献で合成することもできる。テトラゾール誘導体は、Chemische Berichte,34,3120(1901)、Chemische Berichte,89,2648,(1956)、 Chemische Berichte,34,3120(1901)、 Chemische Berichte,89,2652,(1956)、 Journal of Medicinal Chemistry,29,538−549(1986)、 Carbohydrate Research,73,323−326(1979)を参考にして合成することができる。1,2,3−トリアゾール誘導体は、Carbohydrate Research,38,107−115(1974)、Journal of Organic Chemistry,21,190(1956)を参考にして合成することができる。1,2,4−トリアゾール誘導体は、Chemistry of Heterocyclic Compounds,16,199(1979)、Chemistry of Heterocyclic Compounds,5,121−122(1969)、Journal of Organic Chemistry,34,3221,3227(1969)、Journal of Organic Chemistry,31,265,272(1966)を参考にして合成することができる。   These compounds can use a commercial item, and can also synthesize | combine with the following references. Tetrazole derivatives are described in Chemische Berichte, 34, 3120 (1901), Chemische Berichte, 89, 2648, (1956), Chemische Berichte, 34, 3120 (1901), Chemische Berichte, 89, 2652, (1956), Journal of Medicinal Chemistry. 29, 538-549 (1986), Carbohydrate Research, 73, 323-326 (1979). The 1,2,3-triazole derivative can be synthesized with reference to Carbohydrate Research, 38, 107-115 (1974), Journal of Organic Chemistry, 21, 190 (1956). The 1,2,4-triazole derivatives are described in Chemistry of Heterocyclic Compounds, 16, 199 (1979), Chemistry of Heterocyclic Compounds, 5, 121-122 (1969), Journal of Organic Chemistry, 34, 3221, 3227 (1969), It can be synthesized with reference to Journal of Organic Chemistry, 31, 265, 272 (1966).

〔キレート剤〕
本発明の金属用研磨液は、混入する多価金属イオンなどの悪影響を低減させるために、必要に応じてキレート剤(すなわち硬水軟化剤)を含有することが好ましい。
キレート剤としては、カルシウムやマグネシウムの沈澱防止剤である汎用の硬水軟化剤やその類縁化合物であり、例えば、ニトリロ三酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、エチレンジアミン四酢酸、N,N,N−トリメチレンホスホン酸、エチレンジアミン−N,N,N’,N’−テトラメチレンスルホン酸、トランスシクロヘキサンジアミン四酢酸、1,2−ジアミノプロパン四酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、エチレンジアミンオルトヒドロキシフェニル酢酸、エチレンジアミンジ琥珀酸(SS体)、N−(2−カルボキシラートエチル)−L−アスパラギン酸、β−アラニンジ酢酸、2−ホスホノブタン−1,2,4−トリカルボン酸、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、N,N’−ビス(2−ヒドロキシベンジル)エチレンジアミン−N,N’−ジ酢酸、1,2−ジヒドロキシベンゼン−4,6−ジスルホン酸等が挙げられる。
[Chelating agent]
The metal polishing liquid of the present invention preferably contains a chelating agent (that is, a hard water softening agent) as necessary in order to reduce adverse effects such as mixed polyvalent metal ions.
Chelating agents include general water softeners and related compounds that are calcium and magnesium precipitation inhibitors, such as nitrilotriacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, N, N, N-trimethylenephosphonic acid. , Ethylenediamine-N, N, N ′, N′-tetramethylenesulfonic acid, transcyclohexanediaminetetraacetic acid, 1,2-diaminopropanetetraacetic acid, glycol etherdiaminetetraacetic acid, ethylenediamine orthohydroxyphenylacetic acid, ethylenediamine disuccinic acid ( SS form), N- (2-carboxylateethyl) -L-aspartic acid, β-alanine diacetic acid, 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid, 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, N , N′-bis (2-hydroxyben Le) ethylenediamine -N, N'-diacetic acid, 1,2-dihydroxy-4,6-disulfonic acid.

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

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

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

〔界面活性剤〕
本発明の金属用研磨液は、界面活性剤を含有することが好ましい。界面活性剤は、被研磨面の接触角を低下させる作用を有して、均一な研磨を促す作用を有する。用いられる界面活性剤及び/又は親水性ポリマーとしては、以下の群から選ばれたものが好適である。
[Surfactant]
The metal polishing slurry of the present invention preferably contains a surfactant. The surfactant has an action of reducing the contact angle of the surface to be polished and has an action of promoting uniform polishing. As the surfactant and / or hydrophilic polymer to be used, those selected from the following group are suitable.

陰イオン界面活性剤として、カルボン酸又はその塩、スルホン酸又はその塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル塩が挙げられ、カルボン酸又はその塩として、石鹸、N−アシルアミノ酸又はその塩、ポリオキシエチレンまたはポリオキシプロピレンアルキルエーテルカルボン酸又はそれらの塩、アシル化ペプチド;スルホン酸又はその塩として、アルキルスルホン酸又はその塩、アルキルベンゼン及びアルキルナフタレンスルホン酸塩又はそれらの塩、ナフタレンスルホン酸又はその塩、スルホコハク酸又はその塩、α−オレフィンスルホン酸又はその塩、N−アシルスルホン酸又はその塩;硫酸エステル塩として、硫酸化油、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレン又はポリオキシプロピレンアルキルアリルエーテル硫酸塩、アルキルアミド硫酸塩;リン酸エステル塩として、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレン又はポリオキシプロピレンアルキルアリルエーテルリン酸塩を挙げることができる。   Examples of the anionic surfactant include carboxylic acid or a salt thereof, sulfonic acid or a salt thereof, sulfate ester salt, and phosphate ester salt. As the carboxylic acid or salt thereof, soap, N-acylamino acid or a salt thereof, polyoxy Ethylene or polyoxypropylene alkyl ether carboxylic acid or a salt thereof, acylated peptide; sulfonic acid or a salt thereof, alkyl sulfonic acid or a salt thereof, alkylbenzene and alkyl naphthalene sulfonate or a salt thereof, naphthalene sulfonic acid or a salt thereof , Sulfosuccinic acid or a salt thereof, α-olefin sulfonic acid or a salt thereof, N-acyl sulfonic acid or a salt thereof; sulfate ester, sulfated oil, alkyl sulfate, alkyl ether sulfate, polyoxyethylene or polyoxypropylene Alkyl allylate Sulfates, alkylamide sulfates; as phosphoric acid ester salts, alkyl phosphate salts, may be mentioned polyoxyethylene or polyoxypropylene alkyl allyl ether phosphates.

陽イオン界面活性剤として、脂肪族アミン塩、脂肪族4級アンモニウム塩、塩化ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩;両性界面活性剤として、カルボキシベタイン型、アミノカルボン酸塩、イミダゾリニウムベタイン、レシチン、アルキルアミンオキサイドを挙げることができる。
非イオン界面活性剤として、エーテル型、エーテルエステル型、エステル型、含窒素型が挙げられ、エーテル型として、ポリオキシエチレンアルキルおよびアルキルフェニルエーテル、アルキルアリルホルムアルデヒド縮合ポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルが挙げられ、エーテルエステル型として、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビトールエステルのポリオキシエチレンエーテル、エステル型として、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、グリセリンエステル、ポリグリセリンエステル、ソルビタンエステル、プロピレングリコールエステル、ショ糖エステル、含窒素型として、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルアミド等が例示される。また、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。
As cationic surfactant, aliphatic amine salt, aliphatic quaternary ammonium salt, benzalkonium chloride salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt; carboxybetaine type, aminocarboxylate as amphoteric surfactant And imidazolinium betaine, lecithin, and alkylamine oxide.
Nonionic surfactants include ether type, ether ester type, ester type and nitrogen-containing type. Ether type includes polyoxyethylene alkyl and alkylphenyl ether, alkylallyl formaldehyde condensed polyoxyethylene ether, polyoxyethylene poly Examples include oxypropylene block polymer, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether, ether ester type, glycerin ester polyoxyethylene ether, sorbitan ester polyoxyethylene ether, sorbitol ester polyoxyethylene ether, ester type, Polyethylene glycol fatty acid ester, glycerin ester, polyglycerin ester, sorbitan ester, propylene glycol ester Le, sucrose esters, nitrogen-containing type, fatty acid alkanolamides, polyoxyethylene fatty acid amides, polyoxyethylene alkyl amide, and the like. Moreover, a fluorine-type surfactant etc. are mentioned.

界面活性剤として好ましくは、アルキルベンゼンスルホン酸塩であり、特に好ましくはドデシルベンゼンスルホン酸である。   The surfactant is preferably an alkyl benzene sulfonate, and particularly preferably dodecyl benzene sulfonic acid.

但し、適用する基体が半導体集積回路用シリコン基板などの場合はアルカリ金属、アルカリ土類金属、ハロゲン化物等による汚染は望ましくないため、酸もしくはそのアンモニウム塩が望ましい。基体がガラス基板等である場合はその限りではない。   However, when the substrate to be applied is a silicon substrate for a semiconductor integrated circuit or the like, contamination with an alkali metal, an alkaline earth metal, a halide or the like is not desirable, so an acid or an ammonium salt thereof is desirable. This is not the case when the substrate is a glass substrate or the like.

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

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

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

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

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

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

〔砥粒〕
本発明の研磨液は高純度シリカゾル以外の砥粒を含有してもよい。特に好ましくは酸化セリウム又は4価の水酸化物粒子である。一般に酸化セリウムは、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、蓚酸塩のセリウム化合物を酸化することによって得られる。製造方法は限定しないが、酸化セリウム結晶子径が5nm以上300nm以下であることが好ましい。また、半導体製造に係る基板研磨に使用することから、アルカリ金属及びハロゲン類の含有率は酸化セリウム粒子中1ppm以下に抑えることが好ましい。前記セリウム化合物から酸化セリウム粉末を作製する方法として焼成または過酸化水素等による酸化法が挙げられる。焼成温度は350℃以上900℃以下が好ましく、機械的に粉砕して使用することが好ましい。粉砕方法として、ジェットミル等による乾式粉砕や遊星ビーズミル等による湿式粉砕方法が好ましい。
4価の水酸化物粒子としては、希土類金属水酸化物および水酸化ジルコニウムが好ましく、特に好ましくは水酸化セリウムである。金属水酸化物の合成方法としては、希土類の化学 足立吟也編 株式会社化学同人 1999年 304−305頁記載の方法を使用することができる。金属水酸化物粒子の比表面積は100m/g以上であることが好ましく、二次粒子の平均粒子径は300nm以下であることが好ましい。
砥粒の添加量としては、研磨液の全質量に対して0.01〜20質量%であることが好ましく、0.05〜5質量%の範囲であることがより好ましい。研磨速度の向上とウエハ面内の研磨速度のばらつきの低減における充分な効果を得る上で0.01質量%以上が好ましく、CMPによる研磨速度が飽和するため、20質量%以下が好ましい。
[Abrasive]
The polishing liquid of the present invention may contain abrasive grains other than high-purity silica sol. Particularly preferred is cerium oxide or tetravalent hydroxide particles. In general, cerium oxide is obtained by oxidizing a cerium compound of carbonate, nitrate, sulfate, or oxalate. Although a manufacturing method is not limited, it is preferable that a cerium oxide crystallite diameter is 5 nm or more and 300 nm or less. Moreover, since it uses for the board | substrate grinding | polishing which concerns on semiconductor manufacture, it is preferable to suppress the content rate of an alkali metal and halogens to 1 ppm or less in a cerium oxide particle. Examples of a method for producing a cerium oxide powder from the cerium compound include baking or an oxidation method using hydrogen peroxide or the like. The firing temperature is preferably 350 ° C. or higher and 900 ° C. or lower, and is preferably used after being mechanically pulverized. As the pulverization method, a dry pulverization method such as a jet mill or a wet pulverization method such as a planetary bead mill is preferable.
As the tetravalent hydroxide particles, rare earth metal hydroxide and zirconium hydroxide are preferable, and cerium hydroxide is particularly preferable. As a method for synthesizing a metal hydroxide, a method described in Chemistry Dojin Co., Ltd., 1999, pp. 304-305, can be used. The specific surface area of the metal hydroxide particles is preferably 100 m 2 / g or more, and the average particle diameter of the secondary particles is preferably 300 nm or less.
The addition amount of the abrasive grains is preferably 0.01 to 20% by mass and more preferably 0.05 to 5% by mass with respect to the total mass of the polishing liquid. 0.01% by mass or more is preferable for obtaining a sufficient effect in improving the polishing rate and reducing variation in the polishing rate within the wafer surface, and 20% by mass or less is preferable because the polishing rate by CMP is saturated.

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

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

〔バリア金属〕
本発明においては、半導体が銅金属及び/または銅合金からなる配線と層間絶縁膜との間に、銅の拡散を防ぐ為のバリア層を設けることが好ましい。バリア層としては低抵抗のメタル材料がよく、特にはTiN、TiW、Ta、TaN、W、WNが好ましく、中でもTa、TaNが特に好ましい。
〔無機絶縁膜〕
本発明の金属用研磨液で研磨される無機絶縁膜としては、酸化珪素、窒化珪素が挙げられる。それらの膜は、どのような作成法で作成されても構わないが、例えば低圧CVD法、プラズマCVD法が挙げられる。これらの膜に、リン、ホウ素等の元素をドープされていてもよい。
[Barrier metal]
In the present invention, it is preferable to provide a barrier layer for preventing the diffusion of copper between the wiring in which the semiconductor is made of copper metal and / or a copper alloy and the interlayer insulating film. As the barrier layer, a low-resistance metal material is preferable, and TiN, TiW, Ta, TaN, W, and WN are particularly preferable, and Ta and TaN are particularly preferable.
[Inorganic insulating film]
Examples of the inorganic insulating film polished with the metal polishing liquid of the present invention include silicon oxide and silicon nitride. These films may be formed by any method, and examples thereof include a low pressure CVD method and a plasma CVD method. These films may be doped with an element such as phosphorus or boron.

本発明の金属用研磨液は、主として、半導体デバイスの化学的機械的平坦化において、銅又はタンタルの研磨に用いることが好ましい。本発明の金属用研磨液に含まれる水溶性樹脂が、銅などの表面を保護する保護膜として機能し、銅配線と絶縁層との間に溝の発生を抑えることができる。   The metal polishing slurry of the present invention is preferably used mainly for polishing copper or tantalum in chemical mechanical planarization of semiconductor devices. The water-soluble resin contained in the metal polishing liquid of the present invention functions as a protective film for protecting the surface of copper or the like, and can suppress the generation of grooves between the copper wiring and the insulating layer.

〔研磨方法〕
研磨液は、濃縮液であって使用する際に水を加えて希釈して使用液とする場合、または、各成分が次項に述べる水溶液の形態でこれらを混合し、必要により水を加え希釈して使用液とする場合、あるいは使用液として調製されている場合がある。本発明の金属用研磨液を用いた研磨方法は、いずれの場合にも適用でき、研磨液を研磨定盤上の研磨パッドに供給し、被研磨面と接触させて被研磨面と研磨パッドを相対運動させて研磨する研磨方法である。
研磨する装置としては、被研磨面を有する半導体基板等を保持するホルダーと研磨パッドを貼り付けた(回転数が変更可能なモータ等を取り付けてある)研磨定盤を有する一般的な研磨装置が使用できる。研磨パッドとしては、一般的な不織布、発泡ポリウレタン、多孔質フッ素樹脂などが使用でき、特に制限がない。研磨条件には制限はないが、研磨定盤の回転速度は基板が飛び出さないように200rpm以下の低回転が好ましい。被研磨面(被研磨膜)を有する半導体基板の研磨パッドへの押しつけ圧力は、5〜500g/cmであることが好ましく、研磨速度のウエハ面内均一性及びパターンの平坦性を満足するためには、12〜240g/cmであることがより好ましい。
[Polishing method]
The polishing liquid is a concentrated liquid that is diluted by adding water when used, or mixed in the form of an aqueous solution described in the next section for each component, and diluted by adding water as necessary. In some cases, it may be used as a working solution or prepared as a working solution. The polishing method using the metal polishing liquid of the present invention can be applied to any case, and the polishing liquid is supplied to the polishing pad on the polishing surface plate and brought into contact with the surface to be polished to thereby connect the surface to be polished and the polishing pad. This is a polishing method in which polishing is performed by relative movement.
As an apparatus for polishing, there is a general polishing apparatus having a polishing surface plate with a holder for holding a semiconductor substrate having a surface to be polished and a polishing pad attached (a motor etc. capable of changing the number of rotations is attached). Can be used. As the polishing pad, a general nonwoven fabric, foamed polyurethane, porous fluororesin, or the like can be used, and there is no particular limitation. The polishing conditions are not limited, but the rotation speed of the polishing platen is preferably a low rotation of 200 rpm or less so that the substrate does not jump out. The pressure applied to the polishing pad of the semiconductor substrate having the surface to be polished (film to be polished) is preferably 5 to 500 g / cm 2 in order to satisfy the uniformity of the polishing rate within the wafer surface and the flatness of the pattern. Is more preferably 12 to 240 g / cm 2 .

研磨している間、研磨パッドには研磨液をポンプ等で連続的に供給する。この供給量に制限はないが、研磨パッドの表面が常に研磨液で覆われていることが好ましい。研磨終了後の半導体基板は、流水中でよく洗浄した後、スピンドライヤ等を用いて半導体基板上に付着した水滴を払い落としてから乾燥させる。本発明の研磨方法では、希釈する水溶液は、次ぎに述べる水溶液と同じである。水溶液は、予め酸化剤、酸、添加剤、界面活性剤のうち少なくとも1つ以上を含有した水で、水溶液中に含有した成分と希釈される研磨液の成分を合計した成分が、研磨液を使用して研磨する際の成分となるようにする。水溶液で希釈して使用する場合は、溶解しにくい成分を水溶液の形で配合することができ、より濃縮した研磨液を調製することができる。   During polishing, a polishing liquid is continuously supplied to the polishing pad with a pump or the like. Although there is no restriction | limiting in this supply amount, it is preferable that the surface of a polishing pad is always covered with polishing liquid. After the polishing, the semiconductor substrate is thoroughly washed in running water, and then dried after removing water droplets adhering to the semiconductor substrate using a spin dryer or the like. In the polishing method of the present invention, the aqueous solution to be diluted is the same as the aqueous solution described below. The aqueous solution is water containing at least one of an oxidizing agent, an acid, an additive, and a surfactant in advance, and the total amount of the components contained in the aqueous solution and the components of the polishing liquid to be diluted is the polishing liquid. Use it as a component when polishing. When diluted with an aqueous solution and used, components that are difficult to dissolve can be blended in the form of an aqueous solution, and a more concentrated polishing liquid can be prepared.

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

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

濃縮された研磨液を水または水溶液などにより希釈し、研磨する方法としては、研磨液を供給する配管と水または水溶液を供給する配管を独立に設け、それぞれから所定量の液を研磨パッドに供給し、研磨パッドと被研磨面の相対運動で混合しつつ研磨する方法である。または、1つの容器に、所定量の濃縮された研磨液と水または水溶液を入れ混合してから、研磨パッドにその混合した研磨液を供給し、研磨をする方法がある。   As a method of diluting the concentrated polishing liquid with water or an aqueous solution and polishing, a pipe for supplying the polishing liquid and a pipe for supplying water or an aqueous solution are provided independently, and a predetermined amount of liquid is supplied from each to the polishing pad. In this method, the polishing pad and the surface to be polished are mixed while being mixed by relative movement. Alternatively, there is a method in which a predetermined amount of concentrated polishing liquid and water or an aqueous solution are mixed in one container, and then the mixed polishing liquid is supplied to a polishing pad for polishing.

別の研磨方法としては、研磨液が含有すべき成分を少なくとも2つの構成成分に分けて、それらを使用する際に、水または水溶液を加え希釈して研磨定盤上の研磨パッドに供給し、被研磨面と接触させて被研磨面と研磨パッドを相対運動させて研磨する方法である。
例えば、酸化剤を1つの構成成分(A)とし、酸、添加剤、界面活性剤及び水を1つの構成成分(B)とし、それらを使用する際に水または水溶液で構成成分(A)と構成成分(B)を希釈して使用する。
また、溶解度の低い添加剤を2つの構成成分(A)と(B)に分け、酸化剤、添加剤及び界面活性剤を1つの構成成分(A)とし、酸、添加剤、界面活性剤及び水を1つの構成成分(B)とし、それらを使用する際に水または水溶液を加え構成成分(A)と構成成分(B)を希釈して使用する。この例の場合、構成成分(A)と構成成分(B)と水または水溶液をそれぞれ供給する3つの配管が必要であり、希釈混合は、3つの配管を、研磨パッドに供給する1つの配管に結合し、その配管内で混合する方法があり、この場合、2つの配管を結合してから他の1つの配管を結合することも可能である。
なお、ここで、本発明に係る前記特定アミノ酸誘導体は、2つの構成成分のうち、不動態膜形成剤とともに、(B)に添加することが溶液経時安定性の観点から好ましい。
As another polishing method, the component to be contained in the polishing liquid is divided into at least two components, and when using them, water or an aqueous solution is added and diluted to be supplied to the polishing pad on the polishing platen, In this method, the surface to be polished and the polishing pad are moved relative to each other and brought into contact with the surface to be polished.
For example, an oxidizing agent is one component (A), an acid, an additive, a surfactant, and water are one component (B), and when they are used, the component (A) The component (B) is diluted before use.
In addition, the low-solubility additive is divided into two components (A) and (B), and the oxidizing agent, additive and surfactant are one component (A), and the acid, additive, surfactant and Water is used as one component (B), and when these are used, water or an aqueous solution is added to dilute the component (A) and the component (B). In the case of this example, three pipes for supplying the component (A), the component (B), and water or an aqueous solution are required, and dilution mixing is performed on one pipe that supplies the three pads to the polishing pad. There is a method of combining and mixing in the pipe. In this case, it is also possible to combine two pipes and then connect another pipe.
Here, the specific amino acid derivative according to the present invention is preferably added to (B) together with the passive film-forming agent among the two components from the viewpoint of solution aging stability.

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

酸化剤を含まない他の成分を室温から100℃の範囲で加温して溶解させた原料は、温度が下がると溶液中に析出するため、温度が低下したその成分を用いる場合は、予め加温して析出したものを溶解させる必要がある。これには、加温し溶解した構成成分液を送液する手段と、析出物を含む液を攪拌しておき、送液し配管を加温して溶解させる手段を採用することができる。加温した成分が酸化剤を含む1つの構成成分の温度を40℃以上に高めると酸化剤が分解してくる恐れがあるので、加温した構成成分とこの加温した構成成分を冷却する酸化剤を含む1つの構成成分で混合した場合、40℃以下となるようにする。   A raw material in which other components not containing an oxidizing agent are heated and dissolved in the range of room temperature to 100 ° C. is precipitated in the solution when the temperature is lowered. It is necessary to dissolve what is deposited by heating. For this, a means for feeding a heated component solution and a means for stirring the liquid containing the precipitate, feeding the liquid, and heating and dissolving the pipe can be employed. When the temperature of one component containing an oxidant is increased to 40 ° C. or higher, the oxidant may be decomposed. Therefore, the heated component and the oxidation for cooling the heated component When mixed with one component containing an agent, the temperature is set to 40 ° C. or lower.

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

〔パッド〕
研磨用のパッドは、無発泡構造パッドでも発泡構造パッドでもよい。前者はプラスチック板のように硬質の合成樹脂バルク材をパッドに用いるものである。また、後者は更に独立発泡体(乾式発泡系)、連続発泡体(湿式発泡系)、2層複合体(積層系)の3つがあり、特には2層複合体(積層系)が好ましい。発泡は、均一でも不均一でもよい。
更に研磨に用いる砥粒(例えば、セリア、シリカ、アルミナ、樹脂など)を含有したものでもよい。また、それぞれに硬さは軟質のものと硬質のものがあり、どちらでもよく、積層系ではそれぞれの層に異なる硬さのものを用いることが好ましい。材質としては不織布、人工皮革、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネート等が好ましい。また、研磨面と接触する面には、格子溝/穴/同心溝/らせん状溝などの加工を施してもよい。
〔pad〕
The polishing pad may be a non-foamed structure pad or a foamed structure pad. The former uses a hard synthetic resin bulk material like a plastic plate for a pad. Further, the latter further includes three types of a closed foam (dry foam system), a continuous foam (wet foam system), and a two-layer composite (laminated system), and a two-layer composite (laminated system) is particularly preferable. Foaming may be uniform or non-uniform.
Further, it may contain abrasive grains (for example, ceria, silica, alumina, resin, etc.) used for polishing. In addition, the hardness may be either soft or hard, and either may be used. In the laminated system, it is preferable to use a different hardness for each layer. The material is preferably non-woven fabric, artificial leather, polyamide, polyurethane, polyester, polycarbonate or the like. In addition, the surface contacting the polishing surface may be subjected to processing such as lattice grooves / holes / concentric grooves / helical grooves.

〔ウエハ〕
本発明の研磨液でCMPを行なう対象ウエハは、径が200mm以上であることが好ましく、特には300mm以上が好ましい。300mm以上である時に顕著に本発明の効果を発揮する。
[Wafer]
The target wafer to be subjected to CMP with the polishing liquid of the present invention preferably has a diameter of 200 mm or more, particularly preferably 300 mm or more. The effect of the present invention is remarkably exhibited when the thickness is 300 mm or more.

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

<実施例1〜8、比較例1〜5>
先ず、各実施例及び比較例に供する以下の成分を調製又は合成した。
・シリカゾルの調製
(シリカゾル1)
超純水926.2gに、26%アンモニア水209.6gと、メタノール8510gとを加えよく撹拌した。この混合液にテトラメトキシシランを6088.8gとメタノール458.8gとの混合液、および超純水1286.4gと26%アンモニア水209.6gとの混合液を、液温を35℃に保ちつつ250分かけて滴下した。このシリカゾルを常圧下、超純水を加えて一定容量に保ちながら加熱蒸留し、蒸留温度が100℃、かつpH8以下になった時点で終了した。
シリカ微粒子の比表面積をBET法により測定し、166m/gであることを確認した。一次粒子経は2727/BET比表面積より算出し、16.6nmであることを確認した。二次粒子径は、光子相関法により29.2nmであることを確認した。
<Examples 1-8, Comparative Examples 1-5>
First, the following components used for each Example and Comparative Example were prepared or synthesized.
・ Preparation of silica sol (silica sol 1)
To 926.2 g of ultrapure water, 209.6 g of 26% ammonia water and 8510 g of methanol were added and stirred well. In this mixed solution, a mixed solution of 6088.8 g of tetramethoxysilane and 458.8 g of methanol, and a mixed solution of 1286.4 g of ultrapure water and 209.6 g of 26% ammonia water were maintained at a liquid temperature of 35 ° C. It was added dropwise over 250 minutes. This silica sol was distilled by heating while adding ultrapure water under normal pressure while maintaining a constant volume, and was terminated when the distillation temperature became 100 ° C. and pH 8 or lower.
The specific surface area of the silica fine particles was measured by the BET method and confirmed to be 166 m 2 / g. The primary particle diameter was calculated from 2727 / BET specific surface area and confirmed to be 16.6 nm. The secondary particle size was confirmed to be 29.2 nm by the photon correlation method.

・水溶性高分子の合成
〜ポリ−N,N−ジメチルアクリルアミドの合成〜
超純水200gを1リットルのセパレート式三口フラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら内温を90℃に昇温後、N,N−ジメチルアクリルアミド100gと2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[2−(1−ヒドロキシブチル)]プロピオンアミド}1gとを混合したものを1.5時間かけてフラスコ中に注入した。その後90℃で5時間撹拌後、室温まで冷却して水溶性高分子溶液を得た。
・ Synthesis of water-soluble polymer ~ Synthesis of poly-N, N-dimethylacrylamide ~
200 g of ultrapure water was placed in a 1 liter separate three-necked flask, the temperature was raised to 90 ° C. with stirring in a nitrogen gas atmosphere, and then 100 g of N, N-dimethylacrylamide and 2,2′-azobis {2- A mixture of 1 g of methyl-N- [2- (1-hydroxybutyl)] propionamide} was poured into the flask over 1.5 hours. Thereafter, the mixture was stirred at 90 ° C. for 5 hours and then cooled to room temperature to obtain a water-soluble polymer solution.

〜ポリ−N−メチルアクリルアミドの合成〜
超純水200gを1リットルのセパレート式三口フラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら内温を90℃に昇温後、N―メチルアクリルアミド86gと2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[2−(1−ヒドロキシブチル)]プロピオンアミド}1gを混合したものを1.5時間かけてフラスコ中に注入した。その後90℃で5時間撹拌後、室温まで冷却して水溶性高分子溶液を得た。
~ Synthesis of poly-N-methylacrylamide ~
200 g of ultrapure water was placed in a 1 liter separate three-necked flask, the temperature was raised to 90 ° C. with stirring in a nitrogen gas atmosphere, and 86 g of N-methylacrylamide and 2,2′-azobis {2-methyl- A mixture of 1 g of N- [2- (1-hydroxybutyl)] propionamide} was poured into the flask over 1.5 hours. Thereafter, the mixture was stirred at 90 ° C. for 5 hours and then cooled to room temperature to obtain a water-soluble polymer solution.

次いで、下記に示す処方により、実施例1〜8の金属用研磨液1〜8、比較例1〜5の金属用研磨液A−1〜A−5を調製した。これらの金属用研磨液1〜8及び金属用研磨液A−1〜A−5を下記の方法により研磨試験を行って評価した。
(金属用研磨液1〜8、A−1〜A−5)
過酸化水素(酸化剤) 40g/L
表1記載の酸化補助剤 0.2mol/L
表1記載の不動態膜形成剤 0.003mol/L
表1記載の砥粒 8ml/L
純水を加えて全量 1000mL
pH(アンモニア水と硝酸で調整) 7.3
Next, metal polishing liquids 1 to 8 of Examples 1 to 8 and metal polishing liquids A-1 to A-5 of Comparative Examples 1 to 5 were prepared according to the formulations shown below. These metal polishing liquids 1 to 8 and metal polishing liquids A-1 to A-5 were evaluated by conducting polishing tests by the following methods.
(Metal polishing liquids 1 to 8, A-1 to A-5)
Hydrogen peroxide (oxidant) 40g / L
Oxidizing adjuvant listed in Table 1 0.2 mol / L
Passive film forming agent described in Table 1 0.003 mol / L
Abrasive grains listed in Table 1 8 ml / L
Add pure water, total volume 1000mL
pH (adjusted with ammonia water and nitric acid) 7.3

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

[評価方法]
上記金属用研磨液1〜8、金属用研磨液A−1〜A−5を用いてCMPを行い、下記のようにして測定又は評価して得られた、(1)研磨速度、(2)ディッシング、(3)銅配線と絶縁層間の溝の深さ、及び(4)過酸化水素を入れない研磨液での25℃、1ヶ月の保存安定性を確認し表1に示した。
(1)研磨速度:銅またはタンタルブランケットウエハ面上の49箇所に対し、金属膜のCMP前後での膜厚を電気抵抗値から換算して、平均研磨速度を求めた。
(2)ディッシング:パターンウエハに対し、非配線部の銅が完全に研磨されるまでの時間に加えて、該時間の50%に相当する時間研磨し、ラインアンドスペース部(ライン100μm、スペース100μm)のディッシングを触針式段差計で測定した。
(3)溝深さ:走査電子顕微鏡(SEM)で断面を撮影し、深さを測定した。
(4)保存安定性:25℃恒温槽内に1ヶ月静置した時の凝集物の有無を目視で確認し、凝集物有りの場合を×とし、無しの場合を○とした。
[Evaluation methods]
CMP was performed using the metal polishing liquids 1 to 8 and metal polishing liquids A-1 to A-5, and the measurement or evaluation was performed as follows. (1) Polishing rate, (2) Table 1 shows the dishing stability, (3) the depth of the groove between the copper wiring and the insulating layer, and (4) the storage stability at 25 ° C. for 1 month in a polishing solution not containing hydrogen peroxide.
(1) Polishing rate: For 49 locations on the copper or tantalum blanket wafer surface, the film thickness of the metal film before and after CMP was converted from the electrical resistance value to obtain the average polishing rate.
(2) Dishing: In addition to the time until copper of the non-wiring portion is completely polished on the pattern wafer, polishing is performed for a time corresponding to 50% of the time, and the line and space portion (line 100 μm, space 100 μm) ) Was measured with a stylus profilometer.
(3) Groove depth: A cross section was photographed with a scanning electron microscope (SEM), and the depth was measured.
(4) Storage stability: The presence or absence of agglomerates when left in a constant temperature bath at 25 ° C. for one month was visually confirmed.

Figure 2008091524
Figure 2008091524

表1に示されるように、実施例1〜8の金属用研磨液1〜8は、研磨速度が速く、ディッシングが小さく、かつ、溝深さも小さく保存安定性に優れていることが分かる。
これに対して、比較例1〜5の金属用研磨液A−1〜A−5は、研磨速度、ディッシング、溝深さ、及び保存安定性について、すべてを同時に優れた結果を得ることができなかった。
As shown in Table 1, it can be seen that the metal polishing liquids 1 to 8 of Examples 1 to 8 have a high polishing rate, small dishing, a small groove depth, and excellent storage stability.
On the other hand, the metal polishing liquids A-1 to A-5 of Comparative Examples 1 to 5 can obtain excellent results at the same time for the polishing rate, dishing, groove depth, and storage stability. There wasn't.

<実施例9>
・酸化セリウムスラリーの作製
炭酸セリウム水和190gを白金製容器に入れ、850℃で3時間焼成することにより黄白色の酸化セリウム粉末を約90g得た。さらに、この酸化セリウム粉末90gをジェットミルを用いて粉砕し、平均一次粒子径が200nmであることを確認した。但し、1〜3μmの大きな粉砕残り粒子も若干混在していた。得られた酸化セリウム90gと、ポリアクリル酸アンモニウム塩水溶液(40質量%)2gと、脱イオン水808gとを混合し、超音波をかけながら10分間撹拌した。1ミクロンフィルターで濾過し、超純水を加えて5質量%の酸化セリウムスラリーを得た。
<Example 9>
-Preparation of Cerium Oxide Slurry 190 g of cerium carbonate hydrate was placed in a platinum container and baked at 850 ° C for 3 hours to obtain about 90 g of yellowish white cerium oxide powder. Furthermore, 90 g of this cerium oxide powder was pulverized using a jet mill, and it was confirmed that the average primary particle size was 200 nm. However, large pulverized residual particles of 1 to 3 μm were slightly mixed. 90 g of the obtained cerium oxide, 2 g of an aqueous polyacrylic acid ammonium salt solution (40% by mass), and 808 g of deionized water were mixed and stirred for 10 minutes while applying ultrasonic waves. The mixture was filtered through a 1 micron filter, and ultrapure water was added to obtain a 5% by mass cerium oxide slurry.

・金属用研磨液9の調製
上記酸化セリウムスラリー300g、実施例1で得たシリカゾル1を150g、ポリ−N,N−ジメチルアクリルアミド溶液30gに超純水を加えて3000mlに定容し、金属用研磨液9を得た。
-Preparation of metal polishing liquid 9 300 g of the above cerium oxide slurry, 150 g of silica sol 1 obtained in Example 1, and 30 g of poly-N, N-dimethylacrylamide solution were added with ultrapure water to a constant volume of 3000 ml. A polishing liquid 9 was obtained.

<比較例6>
・金属用研磨液A−6の調製
実施例6で調製した酸化セリウムスラリー600g、ポリ−N,N−ジメチルアクリルアミド溶液30gに超純水を加えて3000mlに定容し、金属用研磨液A−6を得た。
<Comparative Example 6>
-Preparation of metal polishing liquid A-6 Ultrapure water was added to 600 g of the cerium oxide slurry prepared in Example 6 and 30 g of poly-N, N-dimethylacrylamide solution to make a constant volume of 3000 ml, and metal polishing liquid A- 6 was obtained.

[絶縁膜層の研磨]
直径200mmのSi基板上にLine/Space幅が0.05〜5mm、高さが1000nmのAl配線Line部を形成した後、酸化珪素膜を2000nm形成したパターンウエハを用意した。
多孔質ウレタン樹脂製の研磨パッドを貼り付けた直径600mmの研磨定盤上に、ホルダーをウエハの絶縁膜(酸化珪素膜)面を下にして載せ、さらに加工荷重を14.7kPa(150gf/cm )に設定した。研磨定盤上に金属用研磨液9を300ml/minの速度で滴下しながら、研磨定盤及びウエハを50rpmで6分間回転させ、パターンウエハの絶縁膜を研磨した。研磨後のウエハを純水で良く洗浄後、乾燥した。
光干渉式膜厚測定装置を用いて、研磨前後の膜厚差を測定し、研磨速度を計算したところ、Line/Space幅1mmのLine部分の研磨速度は230nm/分であった。
一方、金属用研磨液A−6で研磨した場合、Line/Space幅1mmのLine部分の研磨速度は150nm/分であった。
本発明の金属用研磨液は、低圧でも平坦性を確保したまま、研磨速度が速いことが分かった。
[Insulating film layer polishing]
After forming an Al wiring Line portion having a Line / Space width of 0.05 to 5 mm and a height of 1000 nm on a Si substrate having a diameter of 200 mm, a patterned wafer was prepared in which a silicon oxide film was formed to 2000 nm.
A holder is placed on a polishing surface plate having a diameter of 600 mm to which a polishing pad made of a porous urethane resin is attached, with the insulating film (silicon oxide film) surface of the wafer facing down, and the processing load is 14.7 kPa (150 gf / cm). 2 ). While the metal polishing liquid 9 was dropped on the polishing platen at a rate of 300 ml / min, the polishing platen and the wafer were rotated at 50 rpm for 6 minutes to polish the insulating film of the pattern wafer. The polished wafer was thoroughly washed with pure water and then dried.
When the difference in film thickness before and after polishing was measured using an optical interference film thickness measuring apparatus and the polishing rate was calculated, the polishing rate of the Line portion having a Line / Space width of 1 mm was 230 nm / min.
On the other hand, when polishing with the metal polishing liquid A-6, the polishing rate of the Line portion having a Line / Space width of 1 mm was 150 nm / min.
It has been found that the metal polishing slurry of the present invention has a high polishing rate while maintaining flatness even at a low pressure.

Claims (7)

半導体デバイスの化学的機械的平坦化に使用される金属用研磨液であって、
下記一般式(I)からなる群から選ばれる少なくとも一種の重合性単量体から構成される繰り返し単位を含む重合体である水溶性高分子と、二次粒子の体積平均粒子径が10〜100nmで金属不純物含有量が1ppm以下のシリカゾルとを含むことを特徴とする金属用研磨液。
Figure 2008091524

(一般式(I)中、Rは水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、フェニル基、ベンジル基、又はトリフルオロメチル基を表す。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アシル基を表し、それぞれが連結して5員または6員環を形成してもよい。但し、R及びRが共に水素原子になることはない。R及びRが環を形成する場合は、炭素原子以外の元素を含んでもよい。)
A metal polishing liquid used for chemical mechanical planarization of semiconductor devices,
A water-soluble polymer which is a polymer containing a repeating unit composed of at least one polymerizable monomer selected from the group consisting of the following general formula (I), and the volume average particle diameter of secondary particles is 10 to 100 nm. And a metal sol having a metal impurity content of 1 ppm or less.
Figure 2008091524

(In General Formula (I), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, a phenyl group, a benzyl group, or a trifluoromethyl group. R 2 and R 3 are each independently hydrogen atom, an alkyl group, an acyl group, may be respectively to form a 5- or 6-membered ring. However, R 2 and R 3 are never both be hydrogen .R 2 and R When 3 forms a ring, it may contain an element other than a carbon atom.)
さらに、テトラゾール誘導体およびトリアゾール誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1つの化合物を含むことを特徴とする請求項1に記載の金属用研磨液。   The metal polishing slurry according to claim 1, further comprising at least one compound selected from the group consisting of tetrazole derivatives and triazole derivatives. さらに、下記一般式(II)及び(III)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の金属用研磨液。
Figure 2008091524

(一般式(II)中、R1aは、単結合、アルキレン基、又はフェニレン基を表す。R2a及びR3aは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又はアリール基を表す。R4a及びR5aは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアシル基を表す。但し、R1aが単結合のとき、R4a及びR5aの少なくともいずれかは水素原子ではない。)
Figure 2008091524

(一般式(III)中、R6aは、単結合、アルキレン基、又はフェニレン基を表す。R7a及びR8aは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又はアリール基を表す。R9aは、水素原子、アシル基又はアルキル基を表す。R10aはアルキレン基を表す。但し、R10aが−CH2−のとき、R6aは単結合ではないか、R9aが水素原子ではないかの少なくともいずれかである。)
The metal polishing slurry according to claim 1 or 2, further comprising at least one compound selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas (II) and (III).
Figure 2008091524

(In general formula (II), R 1a represents a single bond, an alkylene group, or a phenylene group. R 2a and R 3a are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxyl group, an alkyl group, or a cycloalkyl group. , an alkenyl group, .R 4a and R 5a represents an alkynyl group, or aryl group, each independently, represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an acyl group. provided that when R 1a is a single bond, R 4a and R At least one of 5a is not a hydrogen atom.)
Figure 2008091524

(In general formula (III), R 6a represents a single bond, an alkylene group, or a phenylene group. R 7a and R 8a are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxyl group, an alkyl group, or a cycloalkyl group. Represents an alkenyl group, an alkynyl group, or an aryl group, R 9a represents a hydrogen atom, an acyl group, or an alkyl group, R 10a represents an alkylene group, provided that when R 10a is —CH 2 —, R 6a Is not a single bond, or R 9a is not a hydrogen atom.)
前記シリカゾルが、テトラメトキシシランを含む有機溶媒と、アルカリ触媒及び水を含む溶媒とを、アルカリ触媒及び水を含む有機溶媒に添加することによりテトラメトキシシランを加水分解及び重縮合して製造されたシリカゾルであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の金属用研磨液。   The silica sol was prepared by hydrolyzing and polycondensing tetramethoxysilane by adding an organic solvent containing tetramethoxysilane and a solvent containing an alkali catalyst and water to an organic solvent containing an alkali catalyst and water. The metal polishing slurry according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal polishing slurry is a silica sol. さらに、酸化セリウム又は4価の水酸化物粒子を含むことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の金属用研磨液。   The metal polishing slurry according to any one of claims 1 to 4, further comprising cerium oxide or tetravalent hydroxide particles. 前記水溶性高分子の含有量が、研磨液中の固形分100質量部に対して0.10質量部以上500質量部以下であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の金属用研磨液。   The content of the water-soluble polymer is 0.10 parts by mass or more and 500 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the solid content in the polishing liquid. The polishing liquid for metal as described. 前記金属用研磨液が、半導体デバイスの化学的機械的平坦化において、銅又はタンタルの研磨に用いられることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の金属用研磨液。   The metal polishing liquid according to any one of claims 1 to 6, wherein the metal polishing liquid is used for polishing copper or tantalum in chemical mechanical planarization of a semiconductor device.
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