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JP2013089819A - Composition for grinding, grinding method using the same, and method for manufacturing substrate - Google Patents

Composition for grinding, grinding method using the same, and method for manufacturing substrate Download PDF

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JP2013089819A
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JP2011230078A
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Tomoyo Tanaka
田中朋依
Akihito Yasui
安井晃仁
Yoshihiro Kachi
加知良浩
Takehiro Umeda
梅田剛宏
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Fujimi Inc
Original Assignee
Fujimi Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a grinding composition suitable for grinding of noble metal, and an application thereof.SOLUTION: The grinding composition of the invention is used in application in grinding an object to be polished which has a noble metal-containing barrier layer and a metal wiring layer. The grinding composition comprises grinding grains, a certain oxidant and water. The oxidant has the structure of a peroxy group (-O-O-) with oxygen substituted with one material selected from ammonium, alkali metals, and alkali-earth metals. The grinding composition optionally includes one or both of a grinding accelerator and a protection-film-forming agent. The grinding accelerator has the effect of keeping or increasing the speed of grinding the noble metal-containing barrier layer. The protection-film-forming agent never suppresses the speed of grinding the noble metal-containing barrier layer.

Description

本発明は、貴金属の研磨に適した研磨用組成物及びその用途に関する。   The present invention relates to a polishing composition suitable for polishing noble metals and use thereof.

近年、LSIの高集積化、高性能化に伴って新たな微細加工技術が開発されている。化学機械研磨(以下、CMPと記す)法もその一つであり、LSI製造工程、特に多層配線形成工程における層間絶縁膜の平坦化、金属プラグ形成、埋め込み配線(ダマシン配線)形成において頻繁に利用される技術である。この技術は、例えば特許文献1に開示されている。ダマシン配線技術は配線工程の簡略化、歩留まりと信頼性の向上が可能であり、今後適用が拡大していくと考えられる。   In recent years, new microfabrication techniques have been developed along with higher integration and higher performance of LSIs. The chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as CMP) method is one of them, and is frequently used in the LSI manufacturing process, especially in the multilayer wiring formation process, flattening of interlayer insulation film, metal plug formation, and embedded wiring (damascene wiring) formation. Technology. This technique is disclosed in Patent Document 1, for example. Damascene wiring technology can simplify the wiring process, improve yield and reliability, and its application is expected to expand in the future.

ダマシン配線としては、高速ロジックデバイスには、現在、低抵抗であるが故に銅が配線金属として主に用いられている。また、今後DRAMに代表されるメモリデバイスにも使用が拡大されると考えられる。金属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剤で浸し、基板の金属膜を形成した面を押し付けて、その裏面から所定の圧力(以下研磨圧力と記す)を加えた状態で研磨定盤を回し、研磨剤と金属膜の凸部との機械的摩擦によって凸部の金属膜を除去するものである。   As damascene wiring, copper is mainly used as a wiring metal for high-speed logic devices because of its low resistance. In addition, the use is expected to be expanded to memory devices represented by DRAMs in the future. A general method of metal CMP is to apply a polishing pad on a circular polishing platen (platen), immerse the surface of the polishing pad with an abrasive and press the surface on which the metal film of the substrate is formed. In this state, the polishing platen is rotated in a state where the pressure (hereinafter referred to as polishing pressure) is applied, and the metal film on the convex portion is removed by mechanical friction between the abrasive and the convex portion of the metal film.

一方、配線の銅或いは銅合金等の下層には、層間絶縁膜中への銅拡散防止のためにバリア層として、タンタル、タンタル合金、及びタンタル化合物等が形成される。したがって、銅或いは銅合金を埋め込む配線部分以外では、露出したバリア層をCMPにより取り除く必要がある。しかし、バリア層導体膜は、銅或いは銅合金に比べ一般に硬度が高いために、銅または銅合金用の研磨材料の組み合わせでは十分なCMP速度が得られない場合が多い。   On the other hand, tantalum, a tantalum alloy, a tantalum compound, or the like is formed as a barrier layer to prevent copper diffusion into the interlayer insulating film under the copper or copper alloy of the wiring. Therefore, it is necessary to remove the exposed barrier layer by CMP except for the wiring portion in which copper or copper alloy is embedded. However, since the barrier layer conductor film generally has a higher hardness than copper or a copper alloy, a sufficient CMP rate cannot often be obtained by a combination of polishing materials for copper or copper alloy.

一方、バリア層として用いられるタンタル、タンタル合金及びタンタル化合物等は化学的に安定でエッチングが難しく、硬度が高いために機械的な研磨も銅及び銅合金ほど容易ではない。さらに近年、バリア層用の材料として、ルテニウム、ルテニウム合金及びルテニウム化合物が検討されている。ルテニウム、ルテニウム合金及びルテニウム化合物はタンタル、タンタル合金及びタンタル化合物に比べ抵抗率が低く、化学的気相成長(CVD)成膜が可能でより細幅配線に対応可能な点で優れている。しかし、ルテニウム、ルテニウム合金及びルテニウム化合物はタンタル、タンタル合金及びタンタル化合物と同様に化学的に安定で硬度が高いことから研磨が難しい。   On the other hand, tantalum, tantalum alloy, tantalum compound, and the like used as the barrier layer are chemically stable and difficult to etch, and have high hardness, so mechanical polishing is not as easy as copper and copper alloy. In recent years, ruthenium, ruthenium alloys, and ruthenium compounds have been studied as materials for the barrier layer. Ruthenium, a ruthenium alloy, and a ruthenium compound are superior in that they have a lower resistivity than tantalum, a tantalum alloy, and a tantalum compound, can be formed by chemical vapor deposition (CVD), and can handle narrow wiring. However, ruthenium, ruthenium alloys, and ruthenium compounds are difficult to polish because they are chemically stable and have high hardness like tantalum, tantalum alloys, and tantalum compounds.

CMPに用いられる研磨剤は、一般には酸化剤及び砥粒からなっており、このCMP用研磨剤によるCMPの基本的なメカニズムは、まず、酸化剤によって金属膜表面を酸化し、その酸化層を砥粒によって削り取るというものであると考えられている。凹部の金属膜表面の酸化層は研磨パッドにあまり触れず、砥粒による削り取りの効果が及ばないので、CMPの進行とともに凸部の金属膜が除去されて基板表面は平坦化される。   The polishing agent used in CMP is generally composed of an oxidizing agent and abrasive grains. The basic mechanism of CMP by this CMP polishing agent is to first oxidize the surface of the metal film with the oxidizing agent, It is considered to be scraped off with abrasive grains. Since the oxide layer on the surface of the metal film in the concave portion does not touch the polishing pad so much and the effect of scraping off by the abrasive grains is not exerted, the metal film on the convex portion is removed and the substrate surface is flattened with the progress of CMP.

CMPにおいては、配線金属に対する高い研磨速度、研磨速度安定性および研磨表面における低い欠陥密度が要求される。しかしながら、ルテニウム膜は、銅、タングステンのような他のダマシン配線金属膜よりも化学的に安定かつ高硬度であるために、研磨し難い。このような貴金属、特にルテニウム膜研磨用研磨液としては、例えば特許文献2に示されるような研磨液が提案されている。しかしながら化学的に安定な貴金属酸化物の除去には一般に時間がかかるため、この種の研磨用組成物に対してはスループット向上のためのさらなる改良のニーズが強い。   In CMP, a high polishing rate for a wiring metal, polishing rate stability, and a low defect density on a polishing surface are required. However, ruthenium films are chemically stable and harder than other damascene wiring metal films such as copper and tungsten, and are therefore difficult to polish. As such a noble metal, especially ruthenium film polishing polishing liquid, for example, a polishing liquid as shown in Patent Document 2 has been proposed. However, since removal of chemically stable noble metal oxides generally takes time, there is a strong need for further improvements to improve throughput for this type of polishing composition.

米国特許第4944836号明細書U.S. Pat. No. 4,944,836 特開2004−172326号公報JP 2004-172326 A

そこで本発明の目的は、貴金属を含むバリア層と金属配線層を有する研磨対象物、特に貴金属を含むバリア層に対して高い除去速度を有する研磨用組成物並びにそれを用いた研磨方法及び基板の製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a polishing composition having a high removal rate with respect to an object to be polished having a barrier layer containing a noble metal and a metal wiring layer, particularly a barrier layer containing a noble metal, and a polishing method and substrate using the same. It is to provide a manufacturing method.

本発明者らは、鋭意検討の結果、砥粒と特定の酸化剤を含むことで、貴金属を含むバリア層と金属配線層を有する研磨対象物、特に貴金属を含むバリア層に対して高い除去速度を有する研磨用組成物を見出した。   As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have a high removal rate with respect to a polishing object having a barrier layer containing a noble metal and a metal wiring layer, particularly a barrier layer containing a noble metal, by including abrasive grains and a specific oxidizing agent. The polishing composition which has this was discovered.

すなわち、本発明の要旨は下記の通りである。
<1>貴金属を含むバリア層と金属配線層を有する研磨対象物を研磨する用途で使用される研磨用組成物であって、砥粒、酸化剤、水並びに任意で研磨促進剤及び保護膜形成剤の両方又はいずれか一方を含有し、前記酸化剤は、ペルオキシ基(−O−O−)の酸素上にアンモニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属から選ばれるいずれか一が置換した構造を有することを特徴とする研磨用組成物。
<2>酸化剤が、ペルオキソ一硫酸のアンモニウム塩、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩から選ばれるいずれか一以上である。
<3>さらに研磨促進剤を含有する。
<4>研磨促進剤が、前記貴金属を含むバリア層の研磨速度を維持又は向上させる効果を持つ。
<5>さらに保護膜形成剤を含有する。
<6>保護膜形成剤が、前記貴金属を含むバリア層の研磨速度を維持する又は抑制しない。
<7>貴金属が、ルテニウムである。
<8>前記<1>〜<7>のいずれかの研磨用組成物を用いて、貴金属を含むバリア層と金属配線層を有する研磨対象物の表面を研磨することを含む研磨方法。
<9>前記<1>〜<8>のいずれかに記載の研磨用組成物を用いて、貴金属を含むバリア層と金属配線層を含む基板を得るべく、貴金属を含むバリア層と金属配線層を有する研磨対象物の表面を研磨して貴金属を含むバリア層の一部を除去することを含む、貴金属を含むバリア層を有する基板の製造方法。
That is, the gist of the present invention is as follows.
<1> A polishing composition used for polishing a polishing object having a barrier layer containing a noble metal and a metal wiring layer, comprising abrasive grains, an oxidizing agent, water, and optionally a polishing accelerator and a protective film. And / or the oxidizing agent has a structure in which any one selected from ammonium, alkali metal, and alkaline earth metal is substituted on oxygen of a peroxy group (—O—O—). A polishing composition characterized by the above.
<2> The oxidizing agent is any one or more selected from ammonium salts, alkali metal salts, and alkaline earth metal salts of peroxomonosulfuric acid.
<3> Further contains a polishing accelerator.
<4> The polishing accelerator has an effect of maintaining or improving the polishing rate of the barrier layer containing the noble metal.
<5> Further contains a protective film forming agent.
<6> The protective film forming agent does not maintain or suppress the polishing rate of the barrier layer containing the noble metal.
<7> The noble metal is ruthenium.
<8> A polishing method comprising polishing the surface of a polishing object having a barrier layer containing a noble metal and a metal wiring layer, using the polishing composition according to any one of <1> to <7>.
<9> Using the polishing composition according to any one of <1> to <8>, a barrier layer containing a noble metal and a metal wiring layer to obtain a substrate containing a barrier layer containing a noble metal and a metal wiring layer A method for producing a substrate having a barrier layer containing a noble metal, comprising removing a part of the barrier layer containing a noble metal by polishing a surface of an object to be polished.

本発明によれば、貴金属を含むバリア層と金属配線層を有する研磨対象物、特に貴金属を含むバリア層に対して高い除去速度を有する研磨用組成物並びにそれを用いた研磨方法及び基板の製造方法が提供される。   According to the present invention, a polishing object having a barrier layer containing a noble metal and a metal wiring layer, particularly a polishing composition having a high removal rate with respect to a barrier layer containing a noble metal, and a polishing method and substrate using the same. A method is provided.

以下、本発明の実施形態を説明する。
本実施形態の研磨用組成物は、砥粒と特定の酸化剤を水に混合し、必要に応じてpH調整剤を添加してpHを所望の値に調整することにより調製される。従って、本実施形態の研磨用組成物は、砥粒、特定の酸化剤及び水を含有し、必要に応じてさらにpH調整剤を含有する。この研磨用組成物は、貴金属を研磨する用途、さらに言えば貴金属を含むバリア層と金属配線層を有する研磨対象物の表面を研磨して貴金属を含むバリア層部分の一部を除去することを通じて貴金属を含むバリア層を有する基板を製造する用途で使用される。なお、貴金属とは一般に、銀、金、パラジウム、白金、ロジウム、イリジウム、ルテニウム及びオスミウムが該当する。従って、本実施形態の研磨用組成物はこれらの貴金属を研磨する用途で使用されるものである。中でも、パラジウム、白金、ロジウム、イリジウム、ルテニウム又はオスミウムを含むバリア層を研磨する用途、特にルテニウムを含むバリア層を研磨する用途で好適に用いられる。
Embodiments of the present invention will be described below.
The polishing composition of the present embodiment is prepared by mixing abrasive grains and a specific oxidizing agent in water and adding a pH adjuster as necessary to adjust the pH to a desired value. Therefore, the polishing composition of the present embodiment contains abrasive grains, a specific oxidizing agent and water, and further contains a pH adjuster as necessary. This polishing composition is used for polishing noble metal, more specifically, by polishing a surface of an object to be polished having a barrier layer containing a noble metal and a metal wiring layer to remove a part of the barrier layer portion containing the noble metal. Used in the production of a substrate having a barrier layer containing a noble metal. The noble metal generally corresponds to silver, gold, palladium, platinum, rhodium, iridium, ruthenium, and osmium. Therefore, the polishing composition of the present embodiment is used for polishing these noble metals. Especially, it uses suitably for the use which grind | polishes the barrier layer containing palladium, platinum, rhodium, iridium, ruthenium, or osmium, especially the use which grind | polishes the barrier layer containing ruthenium.

(酸化剤)
研磨用組成物中に含まれる酸化剤は、ペルオキシ基(−O−O−)の酸素上にアンモニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属から選ばれるいずれか一が置換した構造を有する(以下、「特定の酸化剤」という。)。例えば、ルテニウムは、+2、+3、+4、+6、+7、及び+8酸化状態に酸化され得る(例えば、M.Pourbaix,
Atlas of Electrochemical Equilibria in Aqueous Solutions, 343−349 (Pergamon Press
1966)を参照)。一般的な酸化形態は、Ru、すなわち、Ru(OH)及びRuOであり、それぞれ、ルテニウムは、+3及び+4酸化状態に酸化されている。+4酸化状態へのルテニウムの酸化、すなわちRuOの形成は、ルテニウムの表面への保護層の形成をもたらし、また、+3酸化状態へのルテニウムの酸化、すなわちRu(OH)の形成は、保護的ではない層をもたらす。そのため、いずれの状態においても、砥粒での機械的除去が可能になると考えられ、前記条件の酸化剤を用いれば、ルテニウムを+3及び+4酸化状態に酸化することが可能となる。このようなペルオキシ基(−O−O−)の酸素上にアンモニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属から選ばれるいずれか一が置換した構造を有する酸化剤としては、例えば、ペルオキシプロピオン酸(CHCHC(=O)−O−OH)、ジペルオキシコハク酸(HO−O−C(=O)CHCH−C(=O)−O−OH)、過安息香酸(C11C(=O)−O−OH)、シクロヘキサンペルオキシカルボン酸(cyclo−C11C(=O)−O−OH)、モノペルオキシヘキサン二酸(HO−C(=O)−(CH−C(=O)−O−OH)、モノペルオキシテレフタル酸(HO−C(=O)−C−C(=O)−O−OH)、シクロヘキサンモノペルオキシ−1,4−ジカルボン酸(HO−C(=O)−C10−C(=O)−O−OH)、過酢酸(CH−C(=O)−O−OH)、ペルオキソ一過塩素酸(HO−O−Cl(=O))、ペルオキソ一リン酸((HO)−PO−O−OH)、ペルオキソ一炭酸(HO−C(=O)−O−OH)及びペルオキソ一硫酸(HO−SO−O−OH)の末端のH基がアンモニウム塩、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属に置換された塩が挙げられる。これらは、単独又はこれらの組み合わせから選択され、少なくとも1種の酸化剤を含むと好ましい。中でも好ましくは、ペルオキソ一硫酸(HO−SO−O−OH)のアンモニウム塩、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩から選ばれるいずれか一以上であり、最も好ましくはペルオキソ一硫酸のカリウム塩(HO−SO−O−OK)である。
(Oxidant)
The oxidizing agent contained in the polishing composition has a structure in which any one selected from ammonium, alkali metal, and alkaline earth metal is substituted on oxygen of a peroxy group (—O—O—) (hereinafter, “ A specific oxidant). For example, ruthenium can be oxidized to the +2, +3, +4, +6, +7, and +8 oxidation states (eg, M. Pourbaix,
Atlas of Electrochemical Equilibria in Aqueous Solutions, 343-349 (Pergamon Press
1966)). Common oxidation forms are Ru 2 O 3 , ie, Ru (OH) 3 and RuO 2 , where ruthenium is oxidized to the +3 and +4 oxidation states, respectively. +4 oxidation of ruthenium to the oxidation state, i.e. formation of RuO 2 results in the formation of a protective layer to the surface of the ruthenium, also +3 ruthenium oxide in the oxidation state, i.e. Ru (OH) 3 formation, the protective Resulting in unintended layers. Therefore, in any state, it is considered that mechanical removal with the abrasive grains is possible, and ruthenium can be oxidized into +3 and +4 oxidation states by using the oxidizing agent under the above conditions. Examples of the oxidizing agent having a structure in which any one selected from ammonium, alkali metal, and alkaline earth metal is substituted on oxygen of the peroxy group (—O—O—) include, for example, peroxypropionic acid (CH 3 CH 2 C (═O) —O—OH), diperoxysuccinic acid (HO—O—C (═O) CH 2 CH 2 —C (═O) —O—OH), perbenzoic acid (C 6 H) 11 C (═O) —O—OH), cyclohexaneperoxycarboxylic acid (cyclo-C 6 H 11 C (═O) —O—OH), monoperoxyhexanedioic acid (HO—C (═O) — (CH 2) 4 -C (= O) -O-OH), mono peroxy terephthalate (HO-C (= O) -C 6 H 4 -C (= O) -O-OH), cyclohexane monoperoxyphthalate -1, 4-dicarboxylic acid (HO-C = O) -C 6 H 10 -C (= O) -O-OH), peracetic acid (CH 3 -C (= O) -O-OH), peroxo transient chlorate (HO-O-Cl (= O) 3), peroxo monophosphate ((HO) 2 -PO-O -OH), peroxomonosulfuric carbonate (HO-C (= O) -O-OH) and peroxomonosulfuric acid (HO-SO 2 -O- And a salt in which the H group at the terminal of (OH) is substituted with an ammonium salt, an alkali metal salt, or an alkaline earth metal. These are preferably selected from alone or a combination thereof, and preferably contain at least one oxidizing agent. Among them, preferably, it is at least one selected from ammonium salt, alkali metal salt, and alkaline earth metal salt of peroxomonosulfuric acid (HO—SO 2 —O—OH), and most preferably potassium salt of peroxomonosulfuric acid ( HO-SO 2 -O-OK) is.

研磨用組成物中の酸化剤の含有量の上限は、3質量%であることが好ましく、より好ましくは2質量%、さらに好ましくは1質量%である。酸化剤の含有量が少なくなるにつれて、金属配線層の研磨速度を抑制できるとともにディッシング等の欠陥を抑制できる。   The upper limit of the content of the oxidizing agent in the polishing composition is preferably 3% by mass, more preferably 2% by mass, and still more preferably 1% by mass. As the content of the oxidizing agent decreases, the polishing rate of the metal wiring layer can be suppressed and defects such as dishing can be suppressed.

研磨用組成物中の酸化剤の含有量の下限は、0.001質量%であることが好ましく、より好ましくは0.01質量%、さらに好ましくは0.1質量%である。酸化剤の含有量が多くなるにつれて、研磨速度が向上する。   The lower limit of the content of the oxidizing agent in the polishing composition is preferably 0.001% by mass, more preferably 0.01% by mass, and still more preferably 0.1% by mass. As the content of the oxidizing agent increases, the polishing rate improves.

(砥粒)
研磨用組成物には、砥粒を含む。砥粒は、無機粒子、有機粒子、及び有機無機複合粒子のいずれであってもよい。無機粒子の具体例としては、例えば、シリカ、アルミナ、セリア、チタニアなどの金属酸化物からなる粒子、並びに窒化ケイ素粒子、炭化ケイ素粒子及び窒化ホウ素粒子が挙げられる。有機粒子の具体例としては、例えばポリメタクリル酸メチル(PMMA)粒子が挙げられる。その中でもシリカ粒子が好ましく、特に好ましいのはコロイダルシリカである。
(Abrasive grains)
The polishing composition contains abrasive grains. The abrasive grains may be any of inorganic particles, organic particles, and organic-inorganic composite particles. Specific examples of the inorganic particles include particles made of metal oxides such as silica, alumina, ceria, titania, and silicon nitride particles, silicon carbide particles, and boron nitride particles. Specific examples of the organic particles include polymethyl methacrylate (PMMA) particles. Among these, silica particles are preferable, and colloidal silica is particularly preferable.

砥粒は表面修飾されていてもよい。通常のコロイダルシリカは、酸性条件下でゼータ電位の値がゼロに近いために、酸性条件下ではシリカ粒子同士が互いに電気的に反発せず凝集を起こしやすい。これに対し、酸性条件でもゼータ電位が比較的大きな正もしくは負の値を有するように表面修飾された砥粒は、酸性条件下においても互いに強く反発して良好に分散する結果、研磨用組成物の保存安定性を向上させることになる。このような表面修飾砥粒は、例えば、アルミニウム、チタン又はジルコニウムなどの金属あるいはそれらの酸化物を砥粒と混合して砥粒の表面にドープさせることや、スルホン酸基やホスホン酸基により、アミノ基を有したシランカップリング剤を用いて砥粒の表面に修飾して得ることができる。   The abrasive grains may be surface-modified. Since ordinary colloidal silica has a zeta potential value close to zero under acidic conditions, silica particles are not electrically repelled with each other under acidic conditions and are likely to agglomerate. On the other hand, abrasive grains whose surfaces are modified so that the zeta potential has a relatively large positive or negative value even under acidic conditions are strongly repelled and dispersed well even under acidic conditions. This will improve the storage stability. Such surface-modified abrasive grains are, for example, doped with metal such as aluminum, titanium or zirconium or their oxides and mixed with the abrasive grains, or by sulfonic acid groups or phosphonic acid groups, It can be obtained by modifying the surface of the abrasive grains using a silane coupling agent having an amino group.

研磨用組成物中の砥粒の含有量は0.1質量%以上であることが好ましく、より好ましくは0.5質量%以上、さらに好ましくは1質量%以上である。砥粒の含有量が多くなるにつれて、研磨用組成物による研磨対象物の除去速度が向上する利点がある。   The content of abrasive grains in the polishing composition is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and further preferably 1% by mass or more. As the content of the abrasive grains increases, there is an advantage that the removal rate of the object to be polished by the polishing composition is improved.

研磨用組成物中の砥粒の含有量はまた、25質量%以下であることが好ましく、より好ましくは15質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下である。砥粒の含有量が少なくなるにつれて、研磨用組成物の材料コストを抑えることができるのに加え、砥粒の凝集が起こりにくい。また、研磨用組成物を用いて研磨対象物を研磨することにより表面欠陥の少ない研磨面を得られやすい。   The content of abrasive grains in the polishing composition is also preferably 25% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, and still more preferably 10% by mass or less. As the content of the abrasive grains decreases, the material cost of the polishing composition can be reduced, and in addition, aggregation of the abrasive grains hardly occurs. Moreover, it is easy to obtain a polished surface with few surface defects by polishing an object to be polished using the polishing composition.

砥粒の平均一次粒子径は5nm以上であることが好ましく、より好ましくは7nm以上、さらに好ましくは10nm以上である。砥粒の平均一次粒子径が大きくなるにつれて、研磨用組成物による研磨対象物の除去速度が向上する有利がある。なお、砥粒の平均一次粒子径の値は、例えば、BET法で測定される砥粒の比表面積に基づいて計算することができる。   The average primary particle diameter of the abrasive grains is preferably 5 nm or more, more preferably 7 nm or more, and further preferably 10 nm or more. As the average primary particle diameter of the abrasive grains increases, there is an advantage that the removal rate of the object to be polished by the polishing composition is improved. In addition, the value of the average primary particle diameter of an abrasive grain can be calculated based on the specific surface area of the abrasive grain measured by BET method, for example.

砥粒の平均一次粒子径はまた、100nm以下であることが好ましく、より好ましくは90nm以下、さらに好ましくは80nm以下である。砥粒の平均一次粒子径が小さくなるにつれて、研磨用組成物を用いて研磨対象物を研磨することにより表面欠陥の少ない研磨面を得られやすい。   The average primary particle diameter of the abrasive grains is also preferably 100 nm or less, more preferably 90 nm or less, and still more preferably 80 nm or less. As the average primary particle diameter of the abrasive grains decreases, it is easy to obtain a polished surface with few surface defects by polishing the object to be polished using the polishing composition.

砥粒の平均二次粒子径は150nm以下であることが好ましく、より好ましくは120nm以下、さらに好ましくは100nm以下である。砥粒の平均二次粒子径の値は、例えば、レーザー光散乱法により求めた体積平均粒子径を用いることができる。   The average secondary particle diameter of the abrasive grains is preferably 150 nm or less, more preferably 120 nm or less, and still more preferably 100 nm or less. As the value of the average secondary particle diameter of the abrasive grains, for example, a volume average particle diameter obtained by a laser light scattering method can be used.

砥粒の平均二次粒子径の値を平均一次粒子径の値で除することにより得られる砥粒の平均会合度は1.2以上であることが好ましく、より好ましくは1.5以上である。砥粒の平均会合度が大きくなるにつれて、研磨用組成物による研磨対象物の除去速度が向上する利点がある。   The average degree of association of the abrasive grains obtained by dividing the value of the average secondary particle diameter of the abrasive grains by the value of the average primary particle diameter is preferably 1.2 or more, more preferably 1.5 or more. . There is an advantage that the removal rate of the object to be polished by the polishing composition is improved as the average degree of association of the abrasive grains increases.

砥粒の平均会合度はまた、4以下であることが好ましく、より好ましくは3以下、さらに好ましくは2以下である。砥粒の平均会合度が小さくなるにつれて、研磨用組成物を用いて研磨対象物を研磨することにより表面欠陥の少ない研磨面を得られやすい。   The average degree of association of the abrasive grains is also preferably 4 or less, more preferably 3 or less, and still more preferably 2 or less. As the average degree of association of the abrasive grains decreases, it is easy to obtain a polished surface with few surface defects by polishing the object to be polished using the polishing composition.

(無機塩及び有機塩)
研磨用組成物は、砥粒と特定の酸化剤以外に、任意で無機塩及び有機塩から選ばれる1以上をさらに含有させることができる。無機塩及び有機塩は、本実施形態における特定の酸化剤と一緒に用いる場合、当該特定の酸化剤の安定性を維持又は向上させることができる。無機塩及び有機塩の種類は特に限定されないが、無機塩及び有機塩を構成するアニオンは、具体的には硫酸基、リン酸基、硝酸基及び塩化物が挙げられる。それに対して、これらアニオンと対になって塩を構成するカチオンは、具体的にはアンモニウム塩、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属が挙げられる。これら無機塩及び有機塩は、単独又はこれらの組み合わせから選択され、少なくとも1以上の無機塩及び有機塩を含むと好ましい。また、本実施形態の特定の酸化剤と複塩を構成した形で提供されても良い。これらの中でも、好ましくは塩化カリウム、硫酸カリウム、硫酸水素カリウムから選ばれる1以上である。
(Inorganic and organic salts)
The polishing composition can further contain one or more selected from inorganic salts and organic salts, in addition to the abrasive grains and the specific oxidizing agent. When the inorganic salt and the organic salt are used together with the specific oxidizing agent in the present embodiment, the stability of the specific oxidizing agent can be maintained or improved. Although the kind of inorganic salt and organic salt is not particularly limited, specific examples of the anion constituting the inorganic salt and organic salt include a sulfate group, a phosphate group, a nitrate group, and a chloride. On the other hand, specific examples of the cations that form a pair with these anions include ammonium salts, alkali metal salts, and alkaline earth metals. These inorganic salts and organic salts are selected from alone or a combination thereof, and preferably contain at least one or more inorganic salts and organic salts. Moreover, you may provide in the form which comprised the specific oxidizing agent and double salt of this embodiment. Among these, Preferably it is 1 or more chosen from potassium chloride, potassium sulfate, and potassium hydrogen sulfate.

研磨用組成物中の無機塩及び有機塩の含有量の上限は、特に限定されるものではないが、0.05mol/Lであることが好ましく、より好ましくは0.03mol/L、さらに好ましくは0.01mol/Lである。無機塩及び有機塩の含有量が少なくなるにつれて、研磨用組成物の材料のコストを抑えることができるので好ましい。   The upper limit of the content of the inorganic salt and organic salt in the polishing composition is not particularly limited, but is preferably 0.05 mol / L, more preferably 0.03 mol / L, still more preferably 0.01 mol / L. As the content of the inorganic salt and the organic salt decreases, the cost of the material for the polishing composition can be reduced, which is preferable.

研磨用組成物中の無機塩及び有機塩の含有量の下限は、特に限定されるものではないが、0.00001mol/Lであることが好ましく、より好ましくは0.0001mol/L、さらに好ましくは0.001mol/Lである。無機塩及び有機塩の含有量が多くなるにつれて、研磨用組成物に含まれる特定の酸化剤の安定性が向上するので好ましい。   The lower limit of the content of the inorganic salt and organic salt in the polishing composition is not particularly limited, but is preferably 0.00001 mol / L, more preferably 0.0001 mol / L, still more preferably 0.001 mol / L. As the content of inorganic salt and organic salt increases, the stability of a specific oxidizing agent contained in the polishing composition is improved, which is preferable.

(研磨促進剤)
研磨用組成物は、砥粒と特定の酸化剤以外に、任意で研磨促進剤をさらに含有させることができる。研磨促進剤は、例えば錯化剤であれば、貴金属を含むバリア層の表面を化学的にエッチングする作用を有し、研磨用組成物による研磨速度を向上させる働きをする。しかし、本実施形態における特定の酸化剤と一緒に用いる場合、研磨促進剤は貴金属を含むバリア層の研磨速度を維持又は向上させる効果を持っているものでなければならない。すなわち、酸化剤の安定性を損なう物質であってはならず、酸化剤の貴金属を含むバリア層に対する酸化作用を阻害しない研磨促進剤を選定すべきである。このような研磨促進剤としては、例えばキレート作用を持たない無機酸、有機酸及びそれらの塩、有機溶媒が挙げられる。キレート作用を示す構造を持たない無機酸としては、具体的には、塩酸、硝酸、硫酸、ホウ酸、炭酸、リン酸、次亜リン酸、亜リン酸及びそれらの塩などが挙げられる。キレート作用を示す構造を持たない有機酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、2−メチル酪酸、n−ヘキサン酸、3,3−ジメチル酪酸、2−エチル酪酸、4−メチルペンタン酸、n−ヘプタン酸、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、クエン酸及び乳酸などのカルボン酸、並びにメタンスルホン酸、エタンスルホン酸及びイセチオン酸等の有機硫酸が挙げられる。また、有機溶媒としては、水と任意で混合できるものが好ましい。例えばエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート等の炭酸エステル;ブチロラクトン、プロピロラクトン等のラクトン;エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール等のグリコール、グリコールモノエーテルグリコール、ジエーテル;テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、ポリエチレンオキサイド、エチレングリコールモノメチルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエーテル;メタノール、エタノール、プロパノール、n−ブタノール、n−ペンタノール、n−ヘキサノール、イソプロパノール等のアルコール;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン;酢酸エチル、乳酸エチル等のカルボン酸エステル;その他アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、フェノール、ジメチルホルムアミド、ホルムアルデヒド、n−メチルピロリドン、スルホラン等が挙げられる。
(Polishing accelerator)
The polishing composition can optionally further contain a polishing accelerator in addition to the abrasive grains and the specific oxidizing agent. If the polishing accelerator is, for example, a complexing agent, it has a function of chemically etching the surface of the barrier layer containing the noble metal, and functions to improve the polishing rate by the polishing composition. However, when used together with the specific oxidizing agent in this embodiment, the polishing accelerator must have an effect of maintaining or improving the polishing rate of the barrier layer containing the noble metal. That is, it should not be a substance that impairs the stability of the oxidizing agent, and a polishing accelerator that does not inhibit the oxidizing action of the oxidizing agent on the barrier layer containing the noble metal should be selected. Examples of such a polishing accelerator include inorganic acids, organic acids and their salts, and organic solvents that do not have a chelating action. Specific examples of the inorganic acid having no chelate structure include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, boric acid, carbonic acid, phosphoric acid, hypophosphorous acid, phosphorous acid, and salts thereof. Examples of organic acids having no chelating activity 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-methyl Pentanoic acid, n-heptanoic acid, 2-methylhexanoic acid, n-octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, benzoic acid, glycolic acid, salicylic acid, glyceric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid , Carboxylic acids such as pimelic acid, maleic acid, phthalic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid and lactic acid, and organic sulfuric acids such as methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid and isethionic acid. Moreover, as an organic solvent, what can be mixed with water arbitrarily is preferable. For example, carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate; lactones such as butyrolactone and propyrolactone; ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol, and the like Glycol, glycol monoether glycol, diether; ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, dimethoxyethane, polyethylene oxide, ethylene glycol monomethyl acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate; methanol, ethanol, propanol, n-butanol, n- Alcohols such as butanol, n-hexanol, isopropanol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; carboxylic acid esters such as ethyl acetate and ethyl lactate; other acetonitrile, dimethyl sulfoxide, phenol, dimethylformamide, formaldehyde, n-methylpyrrolidone, sulfolane, etc. Can be mentioned.

これらは、単独又はこれらの組み合わせから選択され、少なくとも1種の研磨促進剤を含むと好ましい。中でも好ましくは、炭酸カリウム、イセチオン酸、ギ酸、アセトニトリル、ホルムアルデヒド又はその塩である。 These are preferably selected from a single or a combination thereof and contain at least one polishing accelerator. Among these, potassium carbonate, isethionic acid, formic acid, acetonitrile, formaldehyde or a salt thereof is preferable.

研磨用組成物中の研磨促進剤の含有量の上限は特に限定されないが、50質量%であることが好ましく、より好ましくは10質量%、さらに好ましくは1質量%である。研磨促進剤の含有量が少なくなるにつれて、金属配線層のディッシング等の欠陥効果を向上させることができる。   The upper limit of the content of the polishing accelerator in the polishing composition is not particularly limited, but is preferably 50% by mass, more preferably 10% by mass, and further preferably 1% by mass. As the polishing accelerator content decreases, defect effects such as dishing of the metal wiring layer can be improved.

研磨用組成物中の研磨促進剤の含有量の下限も特に限定されないが、0.001質量%であることが好ましく、より好ましくは0.01質量%、さらに好ましくは0.1質量%である。研磨促進剤の含有量が多くなるにつれて、研磨速度が向上する。   The lower limit of the content of the polishing accelerator in the polishing composition is not particularly limited, but is preferably 0.001% by mass, more preferably 0.01% by mass, and still more preferably 0.1% by mass. . As the content of the polishing accelerator is increased, the polishing rate is improved.

(保護膜形成剤)
研磨用組成物は、砥粒と特定の酸化剤以外に、保護膜形成剤をさらに含有させることができる。ここでいう保護膜形成剤とは、金属配線層の表面に対して保護膜を形成する作用を有する物質である(例えば、特開2005−150757号参照)。しかし、本実施形態における特定の酸化剤と一緒に用いる場合、保護膜形成剤は貴金属を含むバリア層の研磨速度を維持したまま又は抑制せずに金属配線層の表面に対して保護膜を形成する作用を有する物質でなければならない。すなわち、酸化剤の安定性を損なう物質であってはならず、酸化剤の貴金属を含むバリア層に対する酸化作用を阻害しない保護膜形成剤を選定すべきである。このような保護膜形成剤としては、例えばキレート作用を示す構造を持たない、また、−N=N−結合を持たない保護膜形成剤が挙げられる。例えば、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、エチレンジアミン四酢酸(以下、EDTAと略す)、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、グリシン、L−アラニン、β−アラニン、L−2−アミノ酪酸、L−ノルバリン、L−バリン、L−ロイシン、L−ノルロイシン、L−イソロイシン、L−アロイソロイシン、L−フェニルアラニン、L−プロリン、サルコシン、L−オルニチン、L−リシン、タウリン、L−セリン、L−トレオニン、L−アロトレオニン、L−ホモセリン、L−チロシン、3,5−ジヨード−L−チロシン、β−(3,4−ジヒドロキシフェニル)−L−アラニン、L−チロキシン、4−ヒドロキシ−L−プロリン、L−システィン、L−メチオニン、L−エチオニン、L−ランチオニン、L−シスタチオニン、L−シスチン、L−システィン酸、L−アスパラギン酸、L−グルタミン酸、S−(カルボキシメチル)−L−システィン、4−アミノ酪酸、L−アスパラギン、L−グルタミン、アザセリン、L−アルギニン、L−カナバニン、L−シトルリン、δ−ヒドロキシ−L−リシン、クレアチン、L−キヌレニン、L−ヒスチジン、1−メチル−L−ヒスチジン、3−メチル−L−ヒスチジン、エルゴチオネイン、L−トリプトファン、アクチノマイシンC1、アパミン、アンギオテンシンI、アンギオテンシンII及びアンチパイン等のアミノ酸、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、グルコース、セルロース等の糖類、1−プロパノール、2−プロパノール、2−プロピン−1−オール、アリルアルコール、エチレンシアノヒドリン、1−ブタノール、2−ブタノール、(S)−(+)−2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、t−ブチルアルコール、パーフルオロ−t−ブチルアルコール、クロチルアルコール、1−ペンタノール、2,2−ジメチル−1−プロパノール、2−メチル−2−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、S−アミルアルコール、1−ヘキサノール、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、4−メチル−2−ペンタノール、シクロヘキサノール、DL−3−ヘキシルアルコール、1−ヘプタノール、2−エチルヘキシルアルコール、(S)−(+)−2−オクタノール、1−オクタノール、DL−3−オクチルアルコール、2−ヒドロキシベンジルアルコール、2−ニトロベンジルアルコール、3,5−ジヒドロキシベンジルアルコール、3,5−ジニトロベンジルアルコール、3−フルオロベンジルアルコール、3−ヒドロキシベンジルアルコール、4−フルオロベンジルアルコール、4−ヒドロキシベンジルアルコール、ベンジルアルコール、m−(トリフルオロメチル)ベンジルアルコール、m−アミノベンジルアルコール、m−ニトロベンジルアルコール、o−アミノベンジルアルコール、o−ヒドロキシベンジルアルコール、p−ヒドロキシベンジルアルコール、p−ニトロベンジルアルコール、2−(p−フルオロフェニル)エタノール、2−アミノフェネチルアルコール、2−メトキシベンジルアルコール、2−メチル−3−ニトロベンジルアルコール、2−メチルベンジルアルコール、2−ニトロフェネチルアルコール、2−フェニルエタノール、3,4−ジメチルベンジルアルコール、3−メチル−2−ニトロベンジルアルコール、3−メチル−4−ニトロベンジルアルコール、3−メチルベンジルアルコール、4−フルオロフェネチルアルコール、4−ヒドロキシ−3−メトキシベンジルアルコール、4−メトキシベンジルアルコール、4−メチル−3−ニトロベンジルアルコール、5−メチル−2−ニトロベンジルアルコール、DL−α−ヒドロキシエチルベンゼン、o−(トリフルオロメチル)ベンジルアルコール、p−(トリフルオロメチル)ベンジルアルコール、p−アミノフェネチルアルコール、p−ヒドロキシフェニルエタノール、p−メチルベンジルアルコール及びS−フェネチルアルコール等のアルコール、4−メチルフェノール、4−エチルフェノール及び4−プロピルフェノール等のフェノール、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、メトキシ酢酸、エトキシ酢酸、3−エトキシプロピオン酸及びアラニンエチルエステル等のエステル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、ポリエチレングリコールアルケニルエーテル、アルキルポリエチレングリコール、アルキルポリエチレングリコールアルキルエーテル、アルキルポリエチレングリコールアルケニルエーテル、アルケニルポリエチレングリコール、アルケニルポリエチレングリコールアルキルエーテル、アルケニルポリエチレングリコールアルケニルエーテル、ポリプロピレングリコールアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールアルケニルエーテル、アルキルポリプロピレングリコール、アルキルポリプロピレングリコールアルキルエーテル、アルキルポリプロピレングリコールアルケニルエーテル、アルケニルポリプロピレングリコール、アルケニルポリプロピレングリコールアルキルエーテル及びアルケニルポリプロピレングリコールアルケニルエーテル等のエーテル、アルギン酸、ペクチン酸、カルボキシメチルセルロース、カードラン及びプルラン等の多糖類、グリシンアンモニウム塩及びグリシンナトリウム塩等のアミノ酸塩、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、ポリリシン、ポリリンゴ酸、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸アンモニウム塩、ポリメタクリル酸ナトリウム塩、ポリアミド酸、ポリマレイン酸、ポリイタコン酸、ポリフマル酸、ポリ(p−スチレンカルボン酸)、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、アミノポリアクリルアミド、ポリアクリル酸アンモニウム塩、ポリアクリル酸ナトリウム塩、ポリアミド酸、ポリアミド酸アンモニウム塩、ポリアミド酸ナトリウム塩及びポリグリオキシル酸等のポリカルボン酸及びその塩、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン及びポリアクロレイン等のビニル系ポリマ、メチルタウリン酸アンモニウム塩、メチルタウリン酸ナトリウム塩、硫酸メチルナトリウム塩、硫酸エチルアンモニウム塩、硫酸ブチルアンモニウム塩、ビニルスルホン酸ナトリウム塩、1−アリルスルホン酸ナトリウム塩、2−アリルスルホン酸ナトリウム塩、メトキシメチルスルホン酸ナトリウム塩、エトキシメチルスルホン酸アンモニウム塩、3−エトキシプロピルスルホン酸ナトリウム塩、メトキシメチルスルホン酸ナトリウム塩、エトキシメチルスルホン酸アンモニウム塩、3−エトキシプロピルスルホン酸ナトリウム塩、ベンゼンスルホン酸塩及びスルホコハク酸ナトリウム塩等のスルホン酸及びその塩、リン酸メチル、リン酸ジメチル、リン酸トリメチル、リン酸エチル、リン酸ジエチル、リン酸トリエチル、リン酸ブチル、リン酸ジブチル、リン酸トリブチル、2−ヒドロキシエチルホスホン酸ジメチル、亜リン酸ジメチル、亜リン酸ジエチル、1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸、ニトリロトリスメチレンホスホン酸、テトラキス(ヒドロキシメチル)−ホスホニウムスルフェート、リン酸α−ナフチル、リン酸フェニル、リン酸ジフェニル、リン酸トリフェニル、p−エチルベンゼンホスホン酸、フェニルホスホン酸、フェニルホスフィン酸、これらのエステル類及びその塩、アニリン、N,N―ジメチルアニリン及びベンジルアミン等の芳香族アミン、アセトニトリル及びベンゾニトリル等のニトリル、プロピオンアミド、アクリルアミド、メチル尿素、ニコチンアミド、コハク酸アミド、フェニル酢酸アミド、ピリジン−4−カルボキサミド、N,N’−ジベンジル−L−酒石酸アミド及びスルファニルアミド等のアミド、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、1,1’−アゾビス(1−アセトキシ−1−フェニルエタン)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(イソ酪酸)ジメチル、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、2−[2−(3,5−ジブロモピリジル)アゾ]−5−ジメチルアミノ安息香酸、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、4,4’−アゾキシアニソール、アゾキシメタン、アゾベンゼン、アゾキシベンゼン、アゾジカルボンアミド、アゾジカルボン酸ジイソプロピル、アゾジカルボン酸ジ(t−ブチル)、フェナジン、マラカイトグリーン、メチルオレンジ、コンゴ−レッド及びクリスタルバイオレット等のアゾ化合物、モリブデン(VI)酸二ナトリウム二水和物及び七モリブデン(VI)酸六アンモニウム四水和物等のモリブデン化合物、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリルベンゼンスルホン酸トリエタノールアミン、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸トリエタノールアミン、ポリカルボン酸型高分子界面活性剤、ヤシ油脂肪酸アシルアラニントリエタノールアミン、ヤシ油脂肪酸グルタミン酸トリエタノールアミン、ラウリル酸グルタミン酸トリエタノールアミン、ヤシ油脂肪酸アラニネートトリエタノールアミン、サルコシン誘導体、ラウリル酸トリエタノールアミン等の陰イオン界面活性剤、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレン高級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン誘導体、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット、ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ポリエチレングリコールモノオレエート、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、アルキルアルカノールアミド等の非イオン性界面活性剤、ココナットアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート等が挙げられ、水溶性両性界面活性剤としては、例えば、ラウリルベタイン、ステアリルベタイン、ラウリルジメチルアミンオキサイド、2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン等の陽イオン界面活性剤が挙げられる。
(Protective film forming agent)
The polishing composition can further contain a protective film forming agent in addition to the abrasive grains and the specific oxidizing agent. The protective film forming agent here is a substance having an action of forming a protective film on the surface of the metal wiring layer (see, for example, JP-A-2005-150757). However, when used together with the specific oxidizing agent in this embodiment, the protective film forming agent forms a protective film on the surface of the metal wiring layer while maintaining or suppressing the polishing rate of the barrier layer containing the noble metal. It must be a substance that has the action of That is, it should not be a substance that impairs the stability of the oxidant, and a protective film forming agent that does not inhibit the oxidant's oxidation action on the barrier layer containing the noble metal should be selected. As such a protective film forming agent, for example, a protective film forming agent which does not have a structure exhibiting a chelating action and does not have a —N═N— bond can be mentioned. For example, alkylamines such as ammonia, dimethylamine, trimethylamine, triethylamine, propylenediamine, amines such as ethylenediaminetetraacetic acid (hereinafter abbreviated as EDTA), sodium diethyldithiocarbamate and chitosan, glycine, L-alanine, β-alanine, L-2-aminobutyric acid, L-norvaline, L-valine, L-leucine, L-norleucine, L-isoleucine, L-alloisoleucine, L-phenylalanine, L-proline, sarcosine, L-ornithine, L-lysine, Taurine, L-serine, L-threonine, L-allothreonine, L-homoserine, L-tyrosine, 3,5-diiodo-L-tyrosine, β- (3,4-dihydroxyphenyl) -L-alanine, L- Thyroxine, 4-hydroxy-L-proli , L-cysteine, L-methionine, L-ethionine, L-lanthionine, L-cystathionine, L-cystine, L-cysteic acid, L-aspartic acid, L-glutamic acid, S- (carboxymethyl) -L-cysteine 4-aminobutyric acid, L-asparagine, L-glutamine, azaserine, L-arginine, L-canavanine, L-citrulline, δ-hydroxy-L-lysine, creatine, L-quinurenin, L-histidine, 1-methyl- Amino acids such as L-histidine, 3-methyl-L-histidine, ergothioneine, L-tryptophan, actinomycin C1, apamin, angiotensin I, angiotensin II and antipine, nonyl mercaptan, dodecyl mercaptan, triazine thiol, triazine dithiol, tria Mercaptans such as N-trithiol, sugars such as glucose and cellulose, 1-propanol, 2-propanol, 2-propyn-1-ol, allyl alcohol, ethylene cyanohydrin, 1-butanol, 2-butanol, (S)-(+) 2-butanol, 2-methyl-1-propanol, t-butyl alcohol, perfluoro-t-butyl alcohol, crotyl alcohol, 1-pentanol, 2,2-dimethyl-1-propanol, 2-methyl-2 -Butanol, 3-methyl-1-butanol, S-amyl alcohol, 1-hexanol, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, 4-methyl-2-pentanol, cyclohexanol, DL-3-hexyl alcohol 1-heptanol, 2-ethylhexyl alcohol, (S )-(+)-2-octanol, 1-octanol, DL-3-octyl alcohol, 2-hydroxybenzyl alcohol, 2-nitrobenzyl alcohol, 3,5-dihydroxybenzyl alcohol, 3,5-dinitrobenzyl alcohol, 3 -Fluorobenzyl alcohol, 3-hydroxybenzyl alcohol, 4-fluorobenzyl alcohol, 4-hydroxybenzyl alcohol, benzyl alcohol, m- (trifluoromethyl) benzyl alcohol, m-aminobenzyl alcohol, m-nitrobenzyl alcohol, o- Aminobenzyl alcohol, o-hydroxybenzyl alcohol, p-hydroxybenzyl alcohol, p-nitrobenzyl alcohol, 2- (p-fluorophenyl) ethanol, 2-aminophenethyla Cole, 2-methoxybenzyl alcohol, 2-methyl-3-nitrobenzyl alcohol, 2-methylbenzyl alcohol, 2-nitrophenethyl alcohol, 2-phenylethanol, 3,4-dimethylbenzyl alcohol, 3-methyl-2-nitro Benzyl alcohol, 3-methyl-4-nitrobenzyl alcohol, 3-methylbenzyl alcohol, 4-fluorophenethyl alcohol, 4-hydroxy-3-methoxybenzyl alcohol, 4-methoxybenzyl alcohol, 4-methyl-3-nitrobenzyl alcohol , 5-methyl-2-nitrobenzyl alcohol, DL-α-hydroxyethylbenzene, o- (trifluoromethyl) benzyl alcohol, p- (trifluoromethyl) benzyl alcohol, p-aminophenethyla Alcohol such as alcohol, p-hydroxyphenylethanol, p-methylbenzyl alcohol and S-phenethyl alcohol, phenol such as 4-methylphenol, 4-ethylphenol and 4-propylphenol, glycerin ester, sorbitan ester, methoxyacetic acid, ethoxy Esters such as acetic acid, 3-ethoxypropionic acid and alanine ethyl ester, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, polyethylene glycol alkyl ether, polyethylene glycol alkenyl ether, alkyl polyethylene glycol, alkyl polyethylene glycol alkyl ether, alkyl polyethylene glycol alkenyl Ether, alkenyl polyethylene glycol, alkeni Polyethylene glycol alkyl ether, alkenyl polyethylene glycol alkenyl ether, polypropylene glycol alkyl ether, polypropylene glycol alkenyl ether, alkyl polypropylene glycol, alkyl polypropylene glycol alkyl ether, alkyl polypropylene glycol alkenyl ether, alkenyl polypropylene glycol, alkenyl polypropylene glycol alkyl ether and alkenyl polypropylene glycol Ethers such as alkenyl ether, alginic acid, pectic acid, carboxymethylcellulose, polysaccharides such as curdlan and pullulan, amino acid salts such as glycine ammonium salt and glycine sodium salt, polyaspartic acid, polyglutamic acid, polylysine , Polymalic acid, polymethacrylic acid, polymethacrylic acid ammonium salt, polymethacrylic acid sodium salt, polyamic acid, polymaleic acid, polyitaconic acid, polyfumaric acid, poly (p-styrenecarboxylic acid), polyacrylic acid, polyacrylamide, aminopoly Acrylamide, polyacrylic acid ammonium salt, polyacrylic acid sodium salt, polyamic acid, polyamic acid ammonium salt, polyamic acid sodium salt such as polyglyoxylic acid and salts thereof, vinyl such as polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone and polyacrolein Polymers, methyl taurate ammonium salt, methyl taurate sodium salt, methyl sodium sulfate salt, ethyl ammonium sulfate salt, butyl ammonium sulfate salt, vinyl sulfonate sodium salt Lium salt, 1-allylsulfonic acid sodium salt, 2-allylsulfonic acid sodium salt, methoxymethylsulfonic acid sodium salt, ethoxymethylsulfonic acid ammonium salt, 3-ethoxypropylsulfonic acid sodium salt, methoxymethylsulfonic acid sodium salt, ethoxy Methylsulfonic acid ammonium salt, 3-ethoxypropylsulfonic acid sodium salt, benzenesulfonic acid salt and sulfosuccinic acid sodium salt and other sulfonic acids and their salts, methyl phosphate, dimethyl phosphate, trimethyl phosphate, ethyl phosphate, phosphoric acid Diethyl, triethyl phosphate, butyl phosphate, dibutyl phosphate, tributyl phosphate, dimethyl 2-hydroxyethylphosphonate, dimethyl phosphite, diethyl phosphite, 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid, nitro Lotrismethylenephosphonic acid, tetrakis (hydroxymethyl) -phosphonium sulfate, α-naphthyl phosphate, phenyl phosphate, diphenyl phosphate, triphenyl phosphate, p-ethylbenzenephosphonic acid, phenylphosphonic acid, phenylphosphinic acid, these Esters and salts thereof, aromatic amines such as aniline, N, N-dimethylaniline and benzylamine, nitriles such as acetonitrile and benzonitrile, propionamide, acrylamide, methylurea, nicotinamide, succinamide, phenylacetamide Amides such as pyridine-4-carboxamide, N, N′-dibenzyl-L-tartaric acid amide and sulfanilamide, 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 1,1′-azobis (1-acetoxy -1-phenylethane), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis ( Isobutyric acid) dimethyl, 2,2′-azobis (isobutyronitrile), 2- [2- (3,5-dibromopyridyl) azo] -5-dimethylaminobenzoic acid, 4,4′-azobis (4- Cyanovaleric acid), 4,4′-azoxyanisole, azoxymethane, azobenzene, azoxybenzene, azodicarbonamide, diisopropyl azodicarboxylate, di (t-butyl) azodicarboxylate, phenazine, malachite green, methyl orange, Congo -Azo compounds such as red and crystal violet, disodium molybdate (VI) dihydrate and hexamolybdate (VI) acid hexa Molybdenum compounds such as ammonium tetrahydrate, lauryl sulfate triethanolamine, ammonium lauryl sulfate, laurylbenzenesulfonic acid triethanolamine, polyoxyethylene lauryl ether sulfate triethanolamine, polycarboxylic acid type polymer surfactant, coconut oil fatty acid Anionic surfactants such as acylalanine triethanolamine, coconut oil fatty acid glutamate triethanolamine, lauric acid glutamate triethanolamine, coconut oil fatty acid alaninate triethanolamine, sarcosine derivatives, lauric acid triethanolamine, polyoxyethylene lauryl Ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene high grade Lucol ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyalkylene alkyl ether, polyoxyethylene derivatives, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostea Rate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, polyoxyethylene sorbitan monooleate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbite tetraoleate, polyethylene glycol monolaurate, polyethylene glycol monostearate, polyethylene glycol distearate , Polyethylene glycol monooleate, polyoxyethylene alkyl Nonionic surfactants such as amine, polyoxyethylene hydrogenated castor oil, alkyl alkanolamide, coconut amine acetate, stearylamine acetate, etc., and water-soluble amphoteric surfactants include, for example, lauryl betaine, stearyl betaine And cationic surfactants such as lauryldimethylamine oxide and 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine.

これらは単独で用いてもよく、適宜組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、好ましくはポリアクリル酸、ベンゼンスルホン酸、ベンゾニトリル、フェニルホスホン酸、ヤシ油脂肪酸サルコシントリエタノールアミンである。 These may be used alone or in appropriate combination. Among these, polyacrylic acid, benzenesulfonic acid, benzonitrile, phenylphosphonic acid, coconut oil fatty acid sarcosine triethanolamine are preferable.

研磨用組成物中の保護膜形成剤の含有量の上限は特に限定されないが、50質量%であることが好ましく、より好ましくは10質量%、さらに好ましくは1質量%である。保護膜形成剤の含有量が少なくなるにつれて、研磨速度が向上する。   Although the upper limit of content of the protective film formation agent in polishing composition is not specifically limited, It is preferable that it is 50 mass%, More preferably, it is 10 mass%, More preferably, it is 1 mass%. As the content of the protective film forming agent decreases, the polishing rate increases.

研磨用組成物中の保護膜形成剤の含有量の下限も特に限定されないが、0.001質量%であることが好ましく、より好ましくは0.01質量%、さらに好ましくは0.1質量%である。保護膜形成剤の含有量が多くなるにつれて、金属配線層のディッシング等の欠陥を抑制できる。   The lower limit of the content of the protective film forming agent in the polishing composition is not particularly limited, but is preferably 0.001% by mass, more preferably 0.01% by mass, and still more preferably 0.1% by mass. is there. As the content of the protective film forming agent increases, defects such as dishing of the metal wiring layer can be suppressed.

前記の保護膜形成剤に対し、本実施形態における特定の酸化剤の安定性を損なう物質としては、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が挙げられる。これらが本実施形態における特定の酸化剤の安定性を損なう原因は明確ではないが、おそらくキレート作用を示す構造、また、−N=N−結合が本実施形態における特定の酸化剤と優先的に反応してしまうためと思われる。   Examples of substances that impair the stability of the specific oxidizing agent in the present embodiment with respect to the protective film forming agent include dithizone, cuproin (2,2′-biquinoline), neocuproin (2,9-dimethyl-1,10-). Imines such as phenanthroline), bathocuproine (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) and cuperazone (biscyclohexanone oxalylhydrazone), 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) And azoles such as 2-ethylhexylamine, tolyltriazole, naphthotriazole, and bis [(1-benzotriazolyl) methyl] phosphonic acid. The reason why these impair the stability of the specific oxidant in this embodiment is not clear, but the structure that probably exhibits chelating action, and the —N═N— bond is preferentially different from the specific oxidant in this embodiment. It seems to be because it reacts.

研磨用組成物中は、本実施形態における特定の酸化剤の安定性を損なう物質ができる限り含まれない又は低い含有量であることが好ましい。この場合、含有量の上限は、好ましくは5質量%である。   In the polishing composition, it is preferable that a substance that impairs the stability of the specific oxidizing agent in the present embodiment is not contained as much as possible or has a low content. In this case, the upper limit of the content is preferably 5% by mass.

(研磨用組成物のpH及びpH調整剤)
研磨用組成物のpHの上限は特に限定されないが、12であることが好ましく、より好ましくは10、さらに好ましくは8である。研磨用組成物のpHが小さくなるにつれて、酸化剤の安定性向上効果があり、その結果としてRuの高い研磨速度の再現性やその安定性を高める効果を得ることができる。
(Polishing composition pH and pH adjuster)
Although the upper limit of pH of polishing composition is not specifically limited, It is preferable that it is 12, More preferably, it is 10, More preferably, it is 8. As the pH of the polishing composition decreases, there is an effect of improving the stability of the oxidizing agent, and as a result, the effect of increasing the reproducibility of the polishing rate with high Ru and its stability can be obtained.

研磨用組成物のpHの下限も特に限定されないが、4であることが好ましく、より好ましくは3、さらに好ましくは2である。研磨用組成物のpHが小さくなるにつれて、さらに酸化剤の安定性向上効果があり、その結果としてRuの高い研磨速度の再現性やその安定性を高める効果を得ることができる。   The lower limit of the pH of the polishing composition is not particularly limited, but is preferably 4, more preferably 3, and still more preferably 2. As the pH of the polishing composition decreases, there is a further effect of improving the stability of the oxidizing agent. As a result, it is possible to obtain the effect of increasing the reproducibility of the polishing rate with high Ru and its stability.

研磨用組成物のpHを所望の値に調整するために必要に応じて使用されるpH調整剤は酸及びアルカリのいずれであってもよく、また無機及び有機の化合物のいずれであってもよい。本実施形態の研磨用組成物による研磨速度向上の効果を損なわないように適宜選択されればよい。   The pH adjuster used as necessary to adjust the pH of the polishing composition to a desired value may be either acid or alkali, and may be any of inorganic and organic compounds. . What is necessary is just to select suitably so that the effect of the polishing rate improvement by the polishing composition of this embodiment may not be impaired.

本実施形態によれば以下の作用及び効果が得られる。
本実施形態の研磨用組成物は砥粒と特定の酸化剤を含有している。この酸化剤は、特性が安定な貴金属を含むバリア層の表面を酸化状態にする能力をもち、すなわち貴金属の酸化膜を形成する能力が高い。これにより、砥粒の機械的除去が可能となる。このことが、本実施形態の研磨用組成物を用いて貴金属を含むバリア層を研磨した場合に高い除去速度を得ることができる理由と考えられる。そのため、本実施形態の研磨用組成物は、貴金属を研磨する用途、さらに言えば貴金属を含むバリア層を有する研磨対象物の表面を研磨して貴金属酸化物部分の一部を除去することを通じて貴金属を含むバリア層を有する基板を製造する用途で好適に使用することができる。
According to this embodiment, the following operations and effects can be obtained.
The polishing composition of this embodiment contains abrasive grains and a specific oxidizing agent. This oxidizing agent has an ability to bring the surface of a barrier layer containing a noble metal having stable characteristics into an oxidized state, that is, an ability to form an oxide film of noble metal. Thereby, mechanical removal of an abrasive grain is attained. This is considered to be the reason why a high removal rate can be obtained when a barrier layer containing a noble metal is polished using the polishing composition of the present embodiment. Therefore, the polishing composition of the present embodiment is used for polishing a noble metal, more specifically, by polishing the surface of an object to be polished having a barrier layer containing the noble metal to remove a part of the noble metal oxide portion. It can be suitably used in applications for producing a substrate having a barrier layer containing.

前記実施形態は次のように変更されてもよい。
・ 前記実施形態の研磨用組成物は、特定の酸化剤の安定性を損なう物質でなく、特定の酸化剤の貴金属を含むバリア層に対する酸化作用を阻害しない物質であれば、必要に応じて、界面活性剤や水溶性高分子、防腐剤のような公知の添加剤をさらに含有してもよい。
・ 前記実施形態の研磨用組成物は一液型であってもよいし、二液型を始めとする多液型であってもよい。
・ 前記実施形態の研磨用組成物は、研磨用組成物の原液を水で希釈することにより調製されてもよい。
The embodiment may be modified as follows.
The polishing composition of the above embodiment is not a substance that impairs the stability of a specific oxidizing agent, and is a substance that does not inhibit the oxidizing action of a specific oxidizing agent on a barrier layer containing a noble metal, as necessary. You may further contain well-known additives, such as surfactant, water-soluble polymer, and antiseptic | preservative.
The polishing composition of the above embodiment may be a one-component type or a multi-component type including a two-component type.
-The polishing composition of the said embodiment may be prepared by diluting the undiluted | stock solution of polishing composition with water.

次に、本発明の実施例及び比較例を説明する。
表1及び表2に記載の組成となるように各成分を混合することにより、実施例1〜12及び比較例1〜26の研磨用組成物を調整した。表1及び表2の“砥粒”欄の“含有量(質量%)”欄には、各研磨用組成物中の砥粒の含有量を示す。ここでの砥粒は、約70nmの体積平均粒子径(平均一次粒子径35nm、平均会合度2)を有するコロイダルシリカを使用した。表1及び表2の“酸化剤”欄の“種類”欄には、各実施例又は比較例において各研磨用組成物中に含まれる酸化剤の種類を示す。また、表1及び表2の“酸化剤”欄の“含有量(質量%)”欄には、各研磨用組成物中の酸化剤の含有量を示す。表2の“研磨促進剤又は保護膜形成剤”欄の“種類”欄には、表2に示される各実施例又は比較例において各研磨用組成物中に含まれる研磨促進剤又は保護膜形成剤の種類を示す。なお、同欄の物質名の下に示すカッコ書きは、各研磨用組成物中での当該物質の添加目的を示す。また、表2の“研磨促進剤又は保護膜形成剤”欄の“含有量(質量%)”欄には、各研磨用組成物中の研磨促進剤又は保護膜形成剤の含有量を示す。ここでの“-”表記は、当該添加剤を含有していないことを示す。表1及び表2の“pH”欄には、各研磨用組成物中のpHを示す。なお、pHは70質量%濃度のイセチオン酸水溶液又は48質量%濃度の水酸化カリウム水溶液を適宜添加して所定の値に調整した。
Next, examples and comparative examples of the present invention will be described.
The polishing composition of Examples 1-12 and Comparative Examples 1-26 was adjusted by mixing each component so that it might become a composition of Table 1 and Table 2. The “content (mass%)” column in the “abrasive grain” column in Tables 1 and 2 shows the content of the abrasive grains in each polishing composition. As the abrasive grains here, colloidal silica having a volume average particle size of about 70 nm (average primary particle size of 35 nm, average association degree of 2) was used. In the “Kind” column of the “Oxidizing agent” column in Tables 1 and 2, the type of oxidizing agent contained in each polishing composition in each Example or Comparative Example is shown. Further, the “content (mass%)” column in the “oxidant” column of Tables 1 and 2 shows the content of the oxidant in each polishing composition. In “Type” column of “Polishing accelerator or protective film forming agent” column in Table 2, formation of polishing accelerator or protective film contained in each polishing composition in each Example or Comparative Example shown in Table 2 Indicates the type of agent. In addition, the parenthesis written under the substance name in the same column indicates the purpose of adding the substance in each polishing composition. Further, the “content (mass%)” column of the “polishing accelerator or protective film forming agent” column of Table 2 shows the content of the polishing accelerator or protective film forming agent in each polishing composition. The “-” notation here indicates that the additive is not contained. The “pH” column in Tables 1 and 2 shows the pH in each polishing composition. The pH was adjusted to a predetermined value by appropriately adding a 70% by mass aqueous solution of isethionic acid or a 48% by mass aqueous potassium hydroxide solution.

実施例1〜12及び比較例1〜26の各研磨用組成物を用いて、Ruのブランケットウェーハを、表3に示す条件で研磨した。表3に示す条件で一定時間研磨したときの研磨速度について、直流4探針法によるシート抵抗の測定から求められる研磨前後のパターンウェーハの厚みの差を研磨時間で除することにより求めた。その結果を表1及び表2の“評価”欄の“除去速度”欄に示す。   Using each of the polishing compositions of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 26, Ru blanket wafers were polished under the conditions shown in Table 3. The polishing rate when polishing for a certain period of time under the conditions shown in Table 3 was determined by dividing the difference in thickness of the patterned wafer before and after polishing obtained from the measurement of sheet resistance by the direct current four-probe method by the polishing time. The results are shown in the “Removal Rate” column of the “Evaluation” column of Tables 1 and 2.

Figure 2013089819
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表1及び表2に示すように、実施例1〜12の研磨用組成物を用いた場合には、本発明の条件を満たさない比較例1〜26の研磨用組成物に比べて、研磨速度において顕著に優れた効果を奏することが認められた。   As shown in Table 1 and Table 2, when the polishing compositions of Examples 1 to 12 were used, the polishing rate was higher than that of the polishing compositions of Comparative Examples 1 to 26 that did not satisfy the conditions of the present invention. It was confirmed that the method had a remarkably excellent effect.

Claims (9)

貴金属を含むバリア層と金属配線層を有する研磨対象物を研磨する用途で使用される研磨用組成物であって、
砥粒、酸化剤、及び水を含有し、
前記酸化剤は、ペルオキシ基(−O−O−)の酸素上にアンモニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属から選ばれるいずれか一が置換した構造を有することを特徴とする研磨用組成物。
A polishing composition used for polishing a polishing object having a barrier layer containing a noble metal and a metal wiring layer,
Containing abrasive grains, oxidant, and water,
The polishing composition according to claim 1, wherein the oxidizing agent has a structure in which any one selected from ammonium, an alkali metal, and an alkaline earth metal is substituted on oxygen of a peroxy group (—O—O—).
前記酸化剤が、ペルオキソ一硫酸のアンモニウム塩、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩から選ばれるいずれか一以上である、請求項1に記載の研磨用組成物。   The polishing composition according to claim 1, wherein the oxidizing agent is at least one selected from ammonium salts of peroxomonosulfuric acid, alkali metal salts, and alkaline earth metal salts. さらに研磨促進剤を含有する、請求項1又は2に記載の研磨用組成物。   The polishing composition according to claim 1 or 2, further comprising a polishing accelerator. 前記研磨促進剤が、前記貴金属を含むバリア層の研磨速度を維持又は向上させる効果を持つ、請求項3に記載の研磨用組成物。   The polishing composition according to claim 3, wherein the polishing accelerator has an effect of maintaining or improving the polishing rate of the barrier layer containing the noble metal. さらに保護膜形成剤を含有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の研磨用組成物。   The polishing composition according to any one of claims 1 to 4, further comprising a protective film forming agent. 前記保護膜形成剤が、前記貴金属を含むバリア層の研磨速度を維持する又は抑制しない、請求項5に記載の研磨用組成物。   The polishing composition according to claim 5, wherein the protective film forming agent maintains or does not suppress the polishing rate of the barrier layer containing the noble metal. 前記貴金属が、ルテニウムである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の研磨用組成物。   The polishing composition according to claim 1, wherein the noble metal is ruthenium. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の研磨用組成物を用いて、貴金属を含むバリア層と金属配線層を有する研磨対象物の表面を研磨することを含む研磨方法。   A polishing method comprising polishing the surface of an object to be polished having a barrier layer containing a noble metal and a metal wiring layer using the polishing composition according to claim 1. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の研磨用組成物を用いて、貴金属を含むバリア層と金属配線層を含む基板を得るべく、貴金属を含むバリア層と金属配線層を有する研磨対象物の表面を研磨して貴金属を含むバリア層の一部を除去することを含む、貴金属を含むバリア層を有する基板の製造方法。   A polishing object having a barrier layer containing a noble metal and a metal wiring layer in order to obtain a substrate containing a barrier layer containing a noble metal and a metal wiring layer using the polishing composition according to any one of claims 1 to 8. A method for manufacturing a substrate having a barrier layer containing a noble metal, comprising polishing a surface of an object to remove a part of the barrier layer containing a noble metal.
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