JP7353051B2 - Composition for polishing silicon wafers - Google Patents
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Description
本発明は、シリコンウェーハの研磨に用いられる研磨用組成物に関する。 The present invention relates to a polishing composition used for polishing silicon wafers.
半導体製品の構成要素等として用いられるシリコンウェーハの表面は、一般に、ラッピング工程(粗研磨工程)とポリシング工程(精密研磨工程)とを経て高品位の鏡面に仕上げられる。上記ポリシング工程は、典型的には、予備ポリシング工程(予備研磨工程)と仕上げポリシング工程(最終研磨工程)とを含む。シリコンウェーハの研磨用組成物に関する技術文献として、例えば特許文献1~6が挙げられる。 The surface of a silicon wafer used as a component of a semiconductor product is generally finished into a high-quality mirror surface through a lapping process (rough polishing process) and a polishing process (precision polishing process). The polishing process typically includes a preliminary polishing process (preliminary polishing process) and a final polishing process (final polishing process). Technical documents related to silicon wafer polishing compositions include, for example, Patent Documents 1 to 6.
仕上げポリシング工程(特に、シリコンウェーハ等の半導体基板その他の基板の仕上げポリシング工程)に用いられる研磨用組成物には、研磨後において高品質の表面を実現する性能が求められる。かかる用途向けの研磨用組成物は、砥粒および水に加えて、研磨対象物表面の保護や濡れ性向上等の目的で水溶性高分子を含むものが多い。上記水溶性高分子は、砥粒やシリコンウェーハに吸着したり脱離したりすることによって、研磨表面の欠陥やヘイズの低減に寄与する。 A polishing composition used in a final polishing process (particularly a final polishing process for semiconductor substrates such as silicon wafers and other substrates) is required to have the ability to achieve a high-quality surface after polishing. In addition to abrasive grains and water, polishing compositions for such uses often contain water-soluble polymers for purposes such as protecting the surface of the object to be polished and improving wettability. The water-soluble polymer contributes to reducing defects and haze on the polished surface by adsorbing to or desorbing from the abrasive grains or silicon wafer.
一方、近年では、シリコンウェーハ等の半導体基板その他の基板について、より高品位の表面が要求されるようになってきている。このため、よりヘイズの低い基板表面を実現可能な研磨用組成物が求められている。そこで本発明は、水溶性高分子を含み、研磨後の研磨対象物の表面品質を向上させることのできるシリコンウェーハ研磨用組成物を提供することを目的とする。 On the other hand, in recent years, higher quality surfaces have been required for semiconductor substrates such as silicon wafers and other substrates. For this reason, there is a need for a polishing composition that can provide a substrate surface with even lower haze. Therefore, an object of the present invention is to provide a silicon wafer polishing composition that contains a water-soluble polymer and can improve the surface quality of a polished object after polishing.
この明細書により提供されるシリコンウェーハ研磨用組成物は、砥粒と、水溶性高分子と、塩基性化合物と、水と、を含み、前記水溶性高分子として、N-(メタ)アクリロイルモルホリンに由来する構造単位を有する水溶性高分子(以下、「モルホリン系ポリマー」ともいう。)およびビニルアルコール系ポリマーを含む。そして、前記モルホリン系ポリマーの含有量WA(重量基準の含有量)と前記ビニルアルコール系ポリマーの含有量WB(重量基準の含有量)との関係が次式:WA/(WA+WB)>0.900;を満たす。かかる研磨用組成物によると、研磨後のシリコンウェーハの表面品質を向上させることができる。例えばヘイズを改善することができる。 The silicon wafer polishing composition provided by this specification includes abrasive grains, a water-soluble polymer, a basic compound, and water, and the water-soluble polymer is N-(meth)acryloylmorpholine. (hereinafter also referred to as "morpholine polymer") and vinyl alcohol polymer. The relationship between the content W A of the morpholine polymer (content on a weight basis) and the content W B (content on a weight basis) of the vinyl alcohol polymer is expressed by the following formula: W A /(W A +W B )>0.900; is satisfied. According to such a polishing composition, the surface quality of a silicon wafer after polishing can be improved. For example, haze can be improved.
ここに開示される研磨用組成物のいくつかの態様において、上記モルホリン系ポリマーの含有量WAは、2.0×10-3重量%以上であることが好ましい。かかる態様において上記ビニルアルコール系ポリマーとの併用でヘイズの改善効果が好適に発揮され得る。 In some embodiments of the polishing composition disclosed herein, the content W A of the morpholine polymer is preferably 2.0×10 −3 % by weight or more. In such an embodiment, the haze improving effect can be suitably exhibited when used in combination with the above-mentioned vinyl alcohol-based polymer.
ここに開示される研磨用組成物のいくつかの態様において、上記ビニルアルコール系ポリマーの含有量WBは、15.0×10-4重量%以下であることが好ましい。かかる態様においてヘイズの改善効果が好適に発揮され得る。 In some embodiments of the polishing composition disclosed herein, the content W B of the vinyl alcohol polymer is preferably 15.0×10 −4 % by weight or less. In such an embodiment, the effect of improving haze can be suitably exhibited.
上記ビニルアルコール系ポリマーとしては、重量平均分子量が1×104超のものを好ましく採用し得る。かかる重量平均分子量を有する少量のビニルアルコール系ポリマーと上記モルホリン系ポリマーとを組み合わせて含む研磨用組成物において、ヘイズの改善効果がより好適に発揮される。 As the above-mentioned vinyl alcohol polymer, one having a weight average molecular weight of more than 1×10 4 can be preferably employed. In a polishing composition containing a combination of a small amount of a vinyl alcohol polymer having such a weight average molecular weight and the above-mentioned morpholine polymer, the haze improving effect is more suitably exhibited.
ここに開示される研磨用組成物のいくつかの態様において、該研磨用組成物は、界面活性剤をさらに含む。かかる研磨用組成物の構成において、研磨後の研磨対象物表面のヘイズをさらに効果的に改善することができる。 In some embodiments of the polishing composition disclosed herein, the polishing composition further includes a surfactant. In the configuration of such a polishing composition, the haze on the surface of the polishing object after polishing can be further effectively improved.
好ましい一態様に係る研磨用組成物は、上記界面活性剤として、ポリオキシアルキレン構造を含有する界面活性剤を含む。かかる態様においてヘイズをより好適に改善することができる。 A polishing composition according to a preferred embodiment includes a surfactant containing a polyoxyalkylene structure as the surfactant. In such an embodiment, haze can be improved more suitably.
上記砥粒としては、シリカ粒子が好ましく用いられる。モルホリン系ポリマーとビニルアルコール系ポリマーとの組合せ使用によるヘイズの改善効果は、砥粒としてシリカ粒子を用いる研磨において好適に発揮される。 Silica particles are preferably used as the abrasive grains. The effect of improving haze by using a combination of a morpholine polymer and a vinyl alcohol polymer is suitably exhibited in polishing using silica particles as abrasive grains.
ここに開示される研磨用組成物は、シリコンウェーハの仕上げポリシング工程に好ましく用いられ得る。上記研磨用組成物を用いて仕上げポリシングを行うことにより、ヘイズを改善し、高品質のシリコンウェーハ表面を好適に実現することができる。 The polishing composition disclosed herein can be preferably used in the final polishing process of silicon wafers. By performing final polishing using the polishing composition described above, haze can be improved and a high quality silicon wafer surface can be suitably realized.
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. Note that matters other than those specifically mentioned in this specification that are necessary for implementing the present invention can be understood as matters designed by those skilled in the art based on the prior art in the relevant field. The present invention can be implemented based on the content disclosed in this specification and the common general knowledge in the field.
ここに開示される研磨用組成物は、砥粒と、水溶性高分子と、塩基性化合物と、水と、を含む。上記研磨用組成物は、前記水溶性高分子として、モルホリン系ポリマーおよびビニルアルコール系ポリマーを含む。以下、ここに開示される研磨用組成物の含有物を説明する。 The polishing composition disclosed herein includes abrasive grains, a water-soluble polymer, a basic compound, and water. The polishing composition includes a morpholine polymer and a vinyl alcohol polymer as the water-soluble polymer. Hereinafter, the contents of the polishing composition disclosed herein will be explained.
<砥粒>
ここに開示される研磨用組成物は、砥粒を含む。砥粒は、研磨対象物の表面を機械的に研磨する働きをする。砥粒の材質や性状は特に制限されず、研磨用組成物の使用目的や使用態様等に応じて適宜選択することができる。砥粒の例としては、無機粒子、有機粒子、および有機無機複合粒子が挙げられる。無機粒子の具体例としては、シリカ粒子、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、酸化クロム粒子、二酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化マグネシウム粒子、二酸化マンガン粒子、酸化亜鉛粒子、ベンガラ粒子等の酸化物粒子;窒化ケイ素粒子、窒化ホウ素粒子等の窒化物粒子;炭化ケイ素粒子、炭化ホウ素粒子等の炭化物粒子;ダイヤモンド粒子;炭酸カルシウムや炭酸バリウム等の炭酸塩等が挙げられる。有機粒子の具体例としては、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)粒子やポリ(メタ)アクリル酸粒子(ここで(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸およびメタクリル酸を包括的に指す意味である。)、ポリアクリロニトリル粒子等が挙げられる。このような砥粒は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
<Abrasive>
The polishing composition disclosed herein contains abrasive grains. Abrasive grains function to mechanically polish the surface of the object to be polished. The material and properties of the abrasive grains are not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the purpose and manner of use of the polishing composition. Examples of abrasive grains include inorganic particles, organic particles, and organic-inorganic composite particles. Specific examples of inorganic particles include oxide particles such as silica particles, alumina particles, cerium oxide particles, chromium oxide particles, titanium dioxide particles, zirconium oxide particles, magnesium oxide particles, manganese dioxide particles, zinc oxide particles, red iron particles; Examples include nitride particles such as silicon nitride particles and boron nitride particles; carbide particles such as silicon carbide particles and boron carbide particles; diamond particles; and carbonates such as calcium carbonate and barium carbonate. Specific examples of organic particles include polymethyl methacrylate (PMMA) particles and poly(meth)acrylic acid particles (here, (meth)acrylic acid refers comprehensively to acrylic acid and methacrylic acid.) , polyacrylonitrile particles, etc. Such abrasive grains may be used alone or in combination of two or more.
上記砥粒としては、無機粒子が好ましく、なかでも金属または半金属の酸化物からなる粒子が好ましく、シリカ粒子が特に好ましい。後述するシリコンウェーハ等のようにシリコンからなる表面を有する研磨対象物の研磨(例えば仕上げポリシング)に用いられ得る研磨用組成物では、砥粒としてシリカ粒子を採用することが特に有意義である。ここに開示される技術は、例えば、上記砥粒が実質的にシリカ粒子からなる態様で好ましく実施され得る。ここで「実質的に」とは、砥粒を構成する粒子の95重量%以上(好ましくは98重量%以上、より好ましくは99重量%以上であり、100重量%であってもよい。)がシリカ粒子であることをいう。 The abrasive grains are preferably inorganic particles, particularly preferably particles made of metal or metalloid oxides, and particularly preferably silica particles. In a polishing composition that can be used for polishing (for example, final polishing) a polishing target having a surface made of silicon, such as a silicon wafer described below, it is particularly meaningful to employ silica particles as the abrasive grain. The technique disclosed herein can be preferably implemented, for example, in an embodiment in which the abrasive grains essentially consist of silica particles. Here, "substantially" means that 95% by weight or more (preferably 98% by weight or more, more preferably 99% by weight or more, and may be 100% by weight) of the particles constituting the abrasive grains. It means that it is a silica particle.
シリカ粒子の具体例としては、コロイダルシリカ、フュームドシリカ、沈降シリカ等が挙げられる。シリカ粒子は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることができる。研磨後において表面品位に優れた研磨面が得られやすいことから、コロイダルシリカの使用が特に好ましい。コロイダルシリカとしては、例えば、イオン交換法により水ガラス(珪酸Na)を原料として作製されたコロイダルシリカや、アルコキシド法コロイダルシリカ(アルコキシシランの加水分解縮合反応により製造されたコロイダルシリカ)を好ましく採用することができる。コロイダルシリカは、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることができる。 Specific examples of silica particles include colloidal silica, fumed silica, precipitated silica, and the like. Silica particles can be used alone or in combination of two or more. The use of colloidal silica is particularly preferred since it is easy to obtain a polished surface with excellent surface quality after polishing. As the colloidal silica, for example, colloidal silica produced using water glass (Na silicate) as a raw material by an ion exchange method, or colloidal silica produced by an alkoxide method (colloidal silica produced by a hydrolytic condensation reaction of alkoxysilane) is preferably employed. be able to. One type of colloidal silica or a combination of two or more types can be used.
砥粒構成材料(例えば、シリカ粒子を構成するシリカ)の真比重は、1.5以上であることが好ましく、より好ましくは1.6以上、さらに好ましくは1.7以上である。シリカの真比重の上限は特に限定されないが、典型的には2.3以下、例えば2.2以下である。砥粒(例えばシリカ粒子)の真比重としては、置換液としてエタノールを用いた液体置換法による測定値を採用し得る。 The true specific gravity of the abrasive grain constituent material (for example, silica constituting the silica particles) is preferably 1.5 or more, more preferably 1.6 or more, still more preferably 1.7 or more. The upper limit of the true specific gravity of silica is not particularly limited, but is typically 2.3 or less, for example 2.2 or less. As the true specific gravity of the abrasive grains (for example, silica particles), a value measured by a liquid displacement method using ethanol as a displacement liquid may be adopted.
砥粒(典型的にはシリカ粒子)のBET径は特に限定されないが、研磨効率等の観点から、好ましくは5nm以上、より好ましくは10nm以上である。より高い研磨効果(例えば、ヘイズの低減、欠陥の除去等の効果)を得る観点から、上記BET径は、15nm以上が好ましく、20nm以上(例えば20nm超)がより好ましい。また、スクラッチ防止等の観点から、砥粒のBET径は、好ましくは100nm以下、より好ましくは50nm以下、さらに好ましくは40nm以下である。より低ヘイズの表面を得やすくする観点から、いくつかの態様において、砥粒のBET径は、35nm以下でもよく、32nm未満でもよく、30nm未満でもよい。 The BET diameter of the abrasive grains (typically silica particles) is not particularly limited, but from the viewpoint of polishing efficiency and the like, it is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more. From the viewpoint of obtaining higher polishing effects (for example, haze reduction, defect removal, etc. effects), the BET diameter is preferably 15 nm or more, and more preferably 20 nm or more (for example, more than 20 nm). Further, from the viewpoint of preventing scratches, etc., the BET diameter of the abrasive grains is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, and still more preferably 40 nm or less. In some embodiments, the BET diameter of the abrasive grains may be less than 35 nm, less than 32 nm, or less than 30 nm, from the viewpoint of making it easier to obtain a surface with a lower haze.
なお、本明細書においてBET径とは、BET法により測定される比表面積(BET値)から、BET径(nm)=6000/(真密度(g/cm3)×BET値(m2/g))の式により算出される粒子径をいう。例えばシリカ粒子の場合、BET径(nm)=2727/BET値(m2/g)によりBET径を算出することができる。比表面積の測定は、例えば、マイクロメリテックス社製の表面積測定装置、商品名「Flow Sorb II 2300」を用いて行うことができる。 In this specification, the BET diameter is calculated from the specific surface area (BET value) measured by the BET method, BET diameter (nm) = 6000/(true density (g/cm 3 ) x BET value (m 2 /g) )) refers to the particle diameter calculated by the formula. For example, in the case of silica particles, the BET diameter can be calculated by BET diameter (nm) = 2727/BET value (m 2 /g). The specific surface area can be measured using, for example, a surface area measuring device manufactured by Micromeritex, trade name "Flow Sorb II 2300".
砥粒の形状(外形)は、球形であってもよく、非球形であってもよい。非球形をなす粒子の具体例としては、ピーナッツ形状(すなわち、落花生の殻の形状)、繭型形状、金平糖形状、ラグビーボール形状等が挙げられる。例えば、粒子の多くがピーナッツ形状または繭型形状をした砥粒を好ましく採用し得る。 The shape (outer shape) of the abrasive grains may be spherical or non-spherical. Specific examples of non-spherical particles include a peanut shape (ie, peanut shell shape), a cocoon shape, a confetti candy shape, a rugby ball shape, and the like. For example, abrasive grains in which most of the particles are peanut-shaped or cocoon-shaped can be preferably used.
特に限定するものではないが、砥粒の長径/短径比の平均値(平均アスペクト比)は、原理的に1.0以上であり、好ましくは1.05以上、さらに好ましくは1.1以上である。平均アスペクト比の増大によって、より高い研磨能率が実現され得る。また、砥粒の平均アスペクト比は、スクラッチ低減等の観点から、好ましくは3.0以下であり、より好ましくは2.0以下、さらに好ましくは1.5以下である。 Although not particularly limited, the average value of the long axis/breadth axis ratio (average aspect ratio) of the abrasive grains is in principle 1.0 or more, preferably 1.05 or more, more preferably 1.1 or more. It is. Higher polishing efficiency can be achieved by increasing the average aspect ratio. Further, the average aspect ratio of the abrasive grains is preferably 3.0 or less, more preferably 2.0 or less, and even more preferably 1.5 or less, from the viewpoint of scratch reduction and the like.
砥粒の形状(外形)や平均アスペクト比は、例えば、電子顕微鏡観察により把握することができる。平均アスペクト比を把握する具体的な手順としては、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、独立した粒子の形状を認識できる所定個数(例えば200個)の砥粒粒子について、各々の粒子画像に外接する最小の長方形を描く。そして、各粒子画像に対して描かれた長方形について、その長辺の長さ(長径の値)を短辺の長さ(短径の値)で除した値を長径/短径比(アスペクト比)として算出する。上記所定個数の粒子のアスペクト比を算術平均することにより、平均アスペクト比を求めることができる。 The shape (outer shape) and average aspect ratio of the abrasive grains can be determined, for example, by observation using an electron microscope. A specific procedure for determining the average aspect ratio is, for example, using a scanning electron microscope (SEM) to examine each particle of a predetermined number (for example, 200) of abrasive grains that allow the shapes of independent particles to be recognized. Draw the smallest rectangle circumscribing the image. Then, for the rectangle drawn for each particle image, the length of the long side (value of the major axis) is divided by the length of the short side (value of the minor axis), and the value is calculated as the major axis / minor axis ratio (aspect ratio). ). The average aspect ratio can be determined by arithmetic averaging the aspect ratios of the predetermined number of particles.
<水溶性高分子>
ここに開示される研磨用組成物は、水溶性高分子を含む。水溶性高分子は、研磨対象物表面の保護や、研磨後の研磨対象物表面の濡れ性向上等に役立ち得る。
<Water-soluble polymer>
The polishing composition disclosed herein contains a water-soluble polymer. Water-soluble polymers can be useful for protecting the surface of the object to be polished, improving the wettability of the surface of the object to be polished after polishing, and the like.
(N-(メタ)アクリロイルモルホリンに由来する構造単位を有する水溶性高分子)
ここに開示される研磨用組成物は、水溶性高分子として、N-(メタ)アクリロイルモルホリンに由来する構造単位を有する水溶性高分子(モルホリン系ポリマー)を含む。かかる構造単位は、アルカリ条件下での加水分解性が十分に抑制されており使用性に優れる。例えば、pH10.0、25℃で、少なくとも2ヶ月間加水分解がほぼ100%抑制されうる。また、かかる構造単位は、砥粒やウェーハに対して適度な吸着性を発揮する。したがって、前記構造単位を主体とする水溶性高分子化合物は、塩基性化合物等とともに研磨用組成物を形成した場合にも優れた耐アルカリ性を示し、また、良好な耐エッチング性を発揮する。さらに、かかる構造単位を有するポリマーは、高分子量(例えば、重量平均分子量が30万程度以上、さらには60万程度以上)であっても砥粒を良好に分散できる。
(Water-soluble polymer having a structural unit derived from N-(meth)acryloylmorpholine)
The polishing composition disclosed herein includes a water-soluble polymer (morpholine polymer) having a structural unit derived from N-(meth)acryloylmorpholine. Such structural units have excellent usability because their hydrolyzability under alkaline conditions is sufficiently suppressed. For example, at pH 10.0 and 25° C., hydrolysis can be almost 100% inhibited for at least 2 months. Further, such structural units exhibit appropriate adsorption properties to abrasive grains and wafers. Therefore, a water-soluble polymer compound mainly composed of the above structural units exhibits excellent alkali resistance and good etching resistance even when forming a polishing composition together with a basic compound or the like. Furthermore, a polymer having such a structural unit can disperse abrasive grains well even if it has a high molecular weight (for example, a weight average molecular weight of about 300,000 or more, or even about 600,000 or more).
モルホリン系ポリマーは、N-(メタ)アクリロイルモルホリンに由来する構造単位は、10mol%以上100mol%以下有することが好ましく、より好ましくは、例えば、20mol%以上であり、30mol%以上であり、40mol%以上であり、50mol%以上である。さらに好ましくは60mol%以上であり、70mol%以上であり、80mol%以上であり、90mol%以上であり、95mol%以上であり、98mol%以上であり、99mol%以上であり、100mol%である。いくつかの態様において、モルホリン系ポリマーとしては、N-(メタ)アクリロイルモルホリンに由来する構造単位を、例えば50mol%以上100mol%以下、好ましくは70mol%以上100mol%、より好ましくは90mol%以上100mol%の範囲で有するものを用いることができる。 The morpholine polymer preferably has a structural unit derived from N-(meth)acryloylmorpholine of 10 mol% or more and 100 mol% or less, more preferably, for example, 20 mol% or more, 30 mol% or more, and 40 mol%. The amount is 50 mol% or more. More preferably, it is 60 mol% or more, 70 mol% or more, 80 mol% or more, 90 mol% or more, 95 mol% or more, 98 mol% or more, 99 mol% or more, and 100 mol%. In some embodiments, the morpholine polymer contains structural units derived from N-(meth)acryloylmorpholine, for example, 50 mol% or more and 100 mol% or less, preferably 70 mol% or more and 100 mol%, and more preferably 90 mol% or more and 100 mol%. Those having the following range can be used.
モルホリン系ポリマーは、当該構造単位以外に、これと共重合可能なその他の単量体由来構造単位を有することができる。その他の単量体は特に限定されるものではないが、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチルおよび(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル類;(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸およびフマル酸等の不飽和酸並びにこれらのアルキルエステル類;無水マレイン酸等の不飽和酸無水物;2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸およびその塩類等のスルホン酸基含有単量体;メチル(メタ)アクリルアミド、エチル(メタ)アクリルアミド、n-プロピル(メタ)アクリルアミド、イソプロピル(メタ)アクリルアミド、n-ブチル(メタ)アクリルアミドおよび2-エチルヘキシル(メタ)アクリルアミド等のN-アルキル(メタ)アクリルアミド;メチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、エチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドおよびジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等の(ジ)アルキルアミノアルキルアミド類;メチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、エチルアミノエチル(メタ)アクリレートおよびジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等の(ジ)アルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート類;スチレン、ビニルトルエンおよびビニルキシレン等の芳香族ビニル化合物;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、t-ブチルビニルエーテル、n-ヘキシルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、n-オクチルビニルエーテル、n-ノニルビニルエーテルおよびn-デシルビニルエーテル等の炭素数1~10のアルキル基を有するアルキルビニルエーテル類;ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、ピパリン酸ビニルおよびバーサチック酸ビニル等のビニルエステル化合物;エチレン、プロピレン、ブチレン等のα―オレフィン類等が挙げられ、これらのうちの一種または二種以上を用いることができる。 In addition to the structural unit, the morpholine polymer can have other monomer-derived structural units copolymerizable with the structural unit. Other monomers are not particularly limited, but examples include (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, and 2-ethylhexyl (meth)acrylate. ) Acrylic acid alkyl esters; (meth)acrylic acid, crotonic acid, maleic acid, itaconic acid, fumaric acid and other unsaturated acids and their alkyl esters; unsaturated acid anhydrides such as maleic anhydride; 2-acrylamide Sulfonic acid group-containing monomers such as -2-methylpropanesulfonic acid and its salts; methyl (meth)acrylamide, ethyl (meth)acrylamide, n-propyl (meth)acrylamide, isopropyl (meth)acrylamide, n-butyl ( N-alkyl (meth)acrylamides such as meth)acrylamide and 2-ethylhexyl (meth)acrylamide; methylaminopropyl (meth)acrylamide, dimethylaminopropyl (meth)acrylamide, ethylaminopropyl (meth)acrylamide and diethylaminopropyl (meth)acrylamide (di)alkylaminoalkylamides such as acrylamide; (di)alkylaminoalkyls such as methylaminoethyl (meth)acrylate, dimethylaminoethyl (meth)acrylate, ethylaminoethyl (meth)acrylate and diethylaminoethyl (meth)acrylate; (Meth)acrylates; Aromatic vinyl compounds such as styrene, vinyltoluene and vinylxylene; methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, t-butyl vinyl ether, n-hexyl Alkyl vinyl ethers having an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, such as vinyl ether, 2-ethylhexyl vinyl ether, n-octyl vinyl ether, n-nonyl vinyl ether, and n-decyl vinyl ether; vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl valerate , vinyl ester compounds such as vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate, vinyl piperate, and vinyl versatate; α-olefins such as ethylene, propylene, and butylene; One type or two or more types can be used.
モルホリン系ポリマーにおけるその他の単量体の使用量は、0mol%以上90mol%以下の範囲とすることができるが、例えば、0mol%以上50mol%以下、0mol%以上30mol%以下、0mol%以上20mol%以下、0mol%以上10mol%以下の範囲がより好ましい。その他の単量体の使用量が50mol%以下のとき、N-(メタ)アクリロイルモルホリンの使用量が50mol%以上となり、ここに開示される研磨用組成物においてモルホリン系ポリマーを用いることによる効果がより好適に発揮される傾向にある。例えば、ヘイズを改善する効果がよりよく発揮され得る。 The amount of other monomers used in the morpholine polymer can be in the range of 0 mol% to 90 mol%, for example, 0 mol% to 50 mol%, 0 mol% to 30 mol%, 0 mol% to 20 mol%. Hereinafter, the range of 0 mol% or more and 10 mol% or less is more preferable. When the amount of other monomers used is 50 mol% or less, the amount of N-(meth)acryloylmorpholine used is 50 mol% or more, and the effect of using the morpholine polymer in the polishing composition disclosed herein is It tends to perform better. For example, the effect of improving haze can be better exhibited.
モルホリン系ポリマーの重量平均分子量MwAは、特に限定するものではないが、例えば、10,000以上とすることができ、好ましくは50,000以上であり、より好ましくは100,000以上である。MwAが10,000以上であることは、ウェーハの表面を十分に保護する観点から好ましい。モルホリン系ポリマーの重量平均分子量MwAは、特に限定するものではないが、例えば、1,000,000以下とすることができ、好ましくは800,000以下であり、より好ましくは700,000以下である。MwAが1,000,000以下であることは、砥粒の分散性の観点から好ましい。また、モルホリン系ポリマーの数平均分子量MnAは、1,000以上であることが好ましく、より好ましくは1,500以上であり、さらに好ましくは2,000以上である。モルホリン系ポリマーの数平均分子量MnAは、例えば、300,000以下であることが好ましく、より好ましくは200,000以下であり、さらに好ましくは150,000以下である。なお、本明細書において、水溶性高分子および後述する界面活性剤の重量平均分子量および数平均分子量としては、水系のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)に基づく値(水系、ポリエチレンオキサイド換算)または化学式から算出される分子量を採用することができる。GPC測定装置としては、東ソー株式会社製の機種名「HLC-8320GPC」を用いるとよい。測定は、例えば下記の条件で行うことができる。後述の実施例についても同様の方法が採用される。
[GPC測定条件]
サンプル濃度:0.1重量%
カラム:TSKgel GMPWXL
検出器:示差屈折計
溶離液:100mM 硝酸ナトリウム水溶液/アセトニトリル=10~8/0~2
流速:1mL/分
測定温度:40℃
サンプル注入量:200μL
The weight average molecular weight MwA of the morpholine polymer is not particularly limited, but can be, for example, 10,000 or more, preferably 50,000 or more, and more preferably 100,000 or more. It is preferable that Mw A is 10,000 or more from the viewpoint of sufficiently protecting the surface of the wafer. The weight average molecular weight MwA of the morpholine polymer is not particularly limited, but can be, for example, 1,000,000 or less, preferably 800,000 or less, and more preferably 700,000 or less. be. It is preferable that Mw A is 1,000,000 or less from the viewpoint of dispersibility of abrasive grains. Further, the number average molecular weight Mn A of the morpholine polymer is preferably 1,000 or more, more preferably 1,500 or more, and even more preferably 2,000 or more. The number average molecular weight Mn A of the morpholine polymer is, for example, preferably 300,000 or less, more preferably 200,000 or less, and even more preferably 150,000 or less. In addition, in this specification, the weight average molecular weight and number average molecular weight of the water-soluble polymer and the surfactant described below are values based on aqueous gel permeation chromatography (GPC) (aqueous, polyethylene oxide equivalent) or from chemical formulas. The calculated molecular weight can be used. As the GPC measuring device, it is preferable to use the model name "HLC-8320GPC" manufactured by Tosoh Corporation. The measurement can be performed, for example, under the following conditions. A similar method is adopted for the embodiments described below.
[GPC measurement conditions]
Sample concentration: 0.1% by weight
Column: TSKgel GMPWXL
Detector: Differential refractometer Eluent: 100mM sodium nitrate aqueous solution/acetonitrile = 10-8/0-2
Flow rate: 1 mL/min Measurement temperature: 40°C
Sample injection volume: 200μL
また、モルホリン系ポリマーの分子量分布(PDI)は狭い方が好ましい。具体的には、重量平均分子量MwAを数平均分子量MnAで除した値が4.0以下であることが好ましく、3.5以下であることがより好ましく、3.0以下であることがさらに好ましい。分子量分布(PDI)が4.0以下であることは、十分な表面保護性を示し、かつ、高分子量体に起因する砥粒の分散性悪化を回避する観点から有利である。 Further, it is preferable that the molecular weight distribution (PDI) of the morpholine polymer is narrow. Specifically, the value obtained by dividing the weight average molecular weight Mw A by the number average molecular weight Mn A is preferably 4.0 or less, more preferably 3.5 or less, and 3.0 or less. More preferred. A molecular weight distribution (PDI) of 4.0 or less is advantageous from the viewpoint of exhibiting sufficient surface protection and avoiding deterioration in the dispersibility of abrasive grains caused by high molecular weight substances.
モルホリン系ポリマーは、公知の方法で取得するかあるいは商業的に入手することができる。 Morpholine polymers can be obtained by known methods or commercially available.
研磨用組成物におけるモルホリン系ポリマーの含有量WA(重量基準の含有量)は、特に限定されない。例えば1.0×10-4重量%以上とすることができる。ヘイズ低減等の観点から、好ましい含有量は5.0×10-4重量%以上であり、より好ましくは1.0×10-3重量%以上、さらに好ましくは2.0×10-3重量%以上である。例えば5.0×10-3重量%以上であってよく、8.0×10-3重量%以上でもよく、9.0×10-3重量%以上でもよく、1.0×10-2重量%以上であってもよい。また、研磨速度等の観点から、上記含有量WAを0.2重量%以下とすることが好ましく、0.1重量%以下とすることがより好ましく、0.05重量%以下(例えば0.02重量%以下)とすることがさらに好ましい。なお、上記研磨用組成物が二種以上のモルホリン系ポリマーを含む場合、上記含有量WAとは該研磨用組成物に含まれる全てのモルホリン系ポリマーの合計含有量(重量基準の含有量)のことをいう。 The content WA (content on a weight basis) of the morpholine polymer in the polishing composition is not particularly limited. For example, it can be set to 1.0×10 −4 % by weight or more. From the viewpoint of reducing haze, etc., the content is preferably 5.0×10 −4 % by weight or more, more preferably 1.0×10 −3 % by weight or more, and even more preferably 2.0×10 −3 % by weight. That's all. For example, it may be 5.0 x 10 -3 weight % or more, 8.0 x 10 -3 weight % or more, 9.0 x 10 -3 weight % or more, and 1.0 x 10 -2 weight %. % or more. Further, from the viewpoint of polishing rate, etc., the content W A is preferably 0.2% by weight or less, more preferably 0.1% by weight or less, and 0.05% by weight or less (for example, 0.2% by weight or less). 02% by weight or less) is more preferable. In addition, when the polishing composition contains two or more types of morpholine polymers, the content W A refers to the total content (weight-based content) of all the morpholine polymers contained in the polishing composition. It refers to
モルホリン系ポリマーの含有量(二種以上のモルホリン系ポリマーを含む場合にはそれらの合計量)は、砥粒との相対的関係によっても特定され得る。特に限定するものではないが、いくつかの態様において、砥粒100重量部に対するモルホリン系ポリマーの含有量は、例えば0.01重量部以上とすることができ、ヘイズ低減等の観点から0.1重量部以上とすることが適当であり、好ましくは0.5重量部以上、より好ましくは1重量部以上、さらに好ましくは3重量部以上である。例えば4重量部以上であってよく、5重量部以上でもよく、6重量部以上であってもよい。また、砥粒100重量部に対するモルホリン系ポリマーの含有量は、例えば50重量部以下であってもよく、30重量部以下でもよい。研磨用組成物の分散安定性等の観点から、いくつかの態様において、砥粒100重量部に対するモルホリン系ポリマーの含有量は、15重量部以下とすることが適当であり、好ましくは10重量部以下、より好ましくは8重量部以下であり、7重量部以下でもよい。 The content of the morpholine polymer (if two or more types of morpholine polymers are included, the total amount thereof) can also be specified by the relative relationship with the abrasive grain. Although not particularly limited, in some embodiments, the content of the morpholine polymer relative to 100 parts by weight of abrasive grains can be, for example, 0.01 parts by weight or more, and from the viewpoint of reducing haze, etc. It is appropriate that the amount is at least 0.5 parts by weight, more preferably at least 1 part by weight, even more preferably at least 3 parts by weight. For example, the amount may be 4 parts by weight or more, 5 parts by weight or more, or 6 parts by weight or more. Further, the content of the morpholine polymer based on 100 parts by weight of the abrasive grains may be, for example, 50 parts by weight or less, or 30 parts by weight or less. From the viewpoint of dispersion stability of the polishing composition, in some embodiments, the content of the morpholine polymer relative to 100 parts by weight of the abrasive grains is suitably 15 parts by weight or less, preferably 10 parts by weight. The amount is more preferably 8 parts by weight or less, and may be 7 parts by weight or less.
(ビニルアルコール系ポリマー)
ここに開示される研磨用組成物は、水溶性高分子としてビニルアルコール系ポリマーを含む。ビニルアルコール系ポリマーとしては、その繰返し単位としてビニルアルコール単位を含む水溶性有機物(典型的には水溶性高分子)が用いられる。ここで、ビニルアルコール単位(以下「VA単位」ともいう。)とは、次の化学式:-CH2-CH(OH)-;により表される構造部分である。ビニルアルコール系ポリマーは、繰返し単位としてVA単位のみを含んでいてもよく、VA単位に加えてVA単位以外の繰返し単位(以下「非VA単位」ともいう。)を含んでいてもよい。ビニルアルコール系ポリマーは、VA単位と非VA単位とを含むランダム共重合体であってもよく、ブロック共重合体やグラフト共重合体であってもよい。ビニルアルコール系ポリマーは、一種類の非VA単位のみを含んでもよく、二種類以上の非VA単位を含んでもよい。
(vinyl alcohol polymer)
The polishing composition disclosed herein includes a vinyl alcohol polymer as a water-soluble polymer. As the vinyl alcohol polymer, a water-soluble organic substance (typically a water-soluble polymer) containing a vinyl alcohol unit as a repeating unit is used. Here, the vinyl alcohol unit (hereinafter also referred to as "VA unit") is a structural moiety represented by the following chemical formula: -CH 2 -CH(OH)-; The vinyl alcohol polymer may contain only VA units as repeating units, or may contain repeating units other than VA units (hereinafter also referred to as "non-VA units") in addition to VA units. The vinyl alcohol polymer may be a random copolymer containing VA units and non-VA units, or may be a block copolymer or a graft copolymer. The vinyl alcohol polymer may contain only one type of non-VA unit, or may contain two or more types of non-VA units.
ここに開示される研磨用組成物に使用されるビニルアルコール系ポリマーは、変性されていないポリビニルアルコール(非変性PVA)であってもよく、変性ポリビニルアルコール(変性PVA)であってもよい。ここで非変性PVAとは、ポリ酢酸ビニルを加水分解(けん化)することにより生成し、酢酸ビニルがビニル重合した構造の繰返し単位(-CH2-CH(OCOCH3)-)およびVA単位以外の繰返し単位を実質的に含まないビニルアルコール系ポリマーをいう。上記非変性PVAのけん化度は、例えば60%以上であってよく、水溶性の観点から70%以上でもよく、80%以上でもよく、90%以上でもよい。いくつかの態様において、けん化度が95%以上または98%以上である非変性PVAを水溶性高分子化合物として好ましく採用し得る。 The vinyl alcohol polymer used in the polishing composition disclosed herein may be unmodified polyvinyl alcohol (unmodified PVA) or modified polyvinyl alcohol (modified PVA). Here, unmodified PVA is produced by hydrolyzing (saponifying) polyvinyl acetate, and contains repeating units (-CH 2 -CH(OCOCH 3 )-) of vinyl polymerized structure of vinyl acetate and non-VA units. A vinyl alcohol polymer that does not substantially contain repeating units. The degree of saponification of the unmodified PVA may be, for example, 60% or more, and from the viewpoint of water solubility, it may be 70% or more, 80% or more, or 90% or more. In some embodiments, unmodified PVA having a saponification degree of 95% or more or 98% or more can be preferably employed as the water-soluble polymer compound.
変性PVAに含まれ得る非VA単位としては、例えば後述するN-ビニル型のモノマーやN-(メタ)アクリロイル型のモノマーに由来する繰返し単位、エチレンに由来する繰返し単位、アルキルビニルエーテルに由来する繰返し単位、炭素原子数3以上のモノカルボン酸のビニルエステルに由来する繰返し単位、等が挙げられるが、これらに限定されない。上記N-ビニル型のモノマーの一好適例として、N-ビニルピロリドンが挙げられる。上記N-(メタ)アクリロイル型のモノマーの一好適例として、N-(メタ)アクリロイルモルホリンが挙げられる。上記アルキルビニルエーテルは、例えばプロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル等の、炭素原子数1以上10以下のアルキル基を有するビニルエーテルであり得る。上記炭素原子数3以上のモノカルボン酸のビニルエステルは、例えばプロパン酸ビニル、ブタン酸ビニル、ペンタン酸ビニル、ヘキサン酸ビニル等の、炭素原子数3以上7以下のモノカルボン酸のビニルエステルであり得る。 Examples of non-VA units that can be included in modified PVA include repeating units derived from N-vinyl type monomers and N-(meth)acryloyl type monomers, repeating units derived from ethylene, and repeating units derived from alkyl vinyl ethers, which will be described later. units, repeating units derived from vinyl esters of monocarboxylic acids having 3 or more carbon atoms, and the like, but are not limited thereto. A preferred example of the N-vinyl type monomer is N-vinylpyrrolidone. A suitable example of the N-(meth)acryloyl type monomer is N-(meth)acryloylmorpholine. The alkyl vinyl ether may be a vinyl ether having an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, such as propyl vinyl ether, butyl vinyl ether, 2-ethylhexyl vinyl ether, and the like. The vinyl ester of a monocarboxylic acid having 3 or more carbon atoms is a vinyl ester of a monocarboxylic acid having 3 or more carbon atoms and 7 or less carbon atoms, such as vinyl propanoate, vinyl butanoate, vinyl pentanoate, vinyl hexanoate, etc. obtain.
ビニルアルコール系ポリマーは、VA単位と、オキシアルキレン基、カルボキシ基、スルホ基、アミノ基、水酸基、アミド基、イミド基、ニトリル基、エーテル基、エステル基、およびこれらの塩から選ばれる少なくとも1つの構造を有する非VA単位とを含む変性PVAであってもよい。また、ビニルアルコール系ポリマーは、ビニルアルコール系ポリマーに含まれるVA単位の一部がアルデヒドでアセタール化された変性PVAであってもよい。上記アルデヒドとしては、例えばアルキルアルデヒドを好ましく用いることができ、炭素原子数1以上7以下のアルキル基を有するアルキルアルデヒドが好ましく、なかでもn-ブチルアルデヒドが好ましい。ビニルアルコール系ポリマーとして、第四級アンモニウム構造等のカチオン性基が導入されたカチオン変性ポリビニルアルコールを使用してもよい。上記カチオン変性ポリビニルアルコールとしては、例えば、ジアリルジアルキルアンモニウム塩、N-(メタ)アクリロイルアミノアルキル-N,N,N-トリアルキルアンモニウム塩等のカチオン性基を有するモノマーに由来するカチオン性基が導入されたものが挙げられる。 The vinyl alcohol polymer has VA units and at least one group selected from oxyalkylene groups, carboxy groups, sulfo groups, amino groups, hydroxyl groups, amide groups, imide groups, nitrile groups, ether groups, ester groups, and salts thereof. It may also be a modified PVA containing a non-VA unit having a structure. Further, the vinyl alcohol polymer may be modified PVA in which a portion of VA units contained in the vinyl alcohol polymer are acetalized with aldehyde. As the aldehyde, for example, an alkyl aldehyde can be preferably used, and an alkyl aldehyde having an alkyl group having 1 or more and 7 or less carbon atoms is preferable, and n-butyraldehyde is particularly preferable. As the vinyl alcohol polymer, cationically modified polyvinyl alcohol into which a cationic group such as a quaternary ammonium structure has been introduced may be used. The above-mentioned cation-modified polyvinyl alcohol is introduced with a cationic group derived from a monomer having a cationic group such as diallyldialkylammonium salt, N-(meth)acryloylaminoalkyl-N,N,N-trialkylammonium salt, etc. The following are examples of what has been done.
ビニルアルコール系ポリマーを構成する全繰返し単位のモル数に占めるVA単位のモル数の割合は、例えば5%以上であってよく、10%以上でもよく、20%以上でもよく、30%以上でもよい。特に限定するものではないが、いくつかの態様において、上記VA単位のモル数の割合は、50%以上であってよく、65%以上でもよく、75%以上でもよく、80%以上でもよく、90%以上(例えば95%以上、または98%以上)でもよい。ビニルアルコール系ポリマーを構成する繰返し単位の実質的に100%がVA単位であってもよい。ここで「実質的に100%」とは、少なくとも意図的にはビニルアルコール系ポリマーに非VA単位を含有させないことをいい、典型的には全繰返し単位のモル数に占める非VA単位のモル数の割合が2%未満(例えば1%未満)であり、0%である場合を包含する。他のいくつかの態様において、ビニルアルコール系ポリマーを構成する全繰返し単位のモル数に占めるVA単位のモル数の割合は、例えば95%以下であってよく、90%以下でもよく、80%以下でもよく、70%以下でもよい。 The ratio of the number of moles of VA units to the number of moles of all repeating units constituting the vinyl alcohol polymer may be, for example, 5% or more, 10% or more, 20% or more, or 30% or more. . Although not particularly limited, in some embodiments, the molar ratio of the VA units may be 50% or more, 65% or more, 75% or more, 80% or more, It may be 90% or more (for example, 95% or more, or 98% or more). Substantially 100% of the repeating units constituting the vinyl alcohol polymer may be VA units. Here, "substantially 100%" means that the vinyl alcohol polymer does not contain non-VA units, at least intentionally, and typically the number of moles of non-VA units relative to the number of moles of all repeating units. The ratio is less than 2% (for example, less than 1%), including the case where it is 0%. In some other embodiments, the ratio of the number of moles of VA units to the number of moles of all repeating units constituting the vinyl alcohol polymer may be, for example, 95% or less, may be 90% or less, or may be 80% or less. It may be 70% or less.
ビニルアルコール系ポリマーにおけるVA単位の含有量(重量基準の含有量)は、例えば5重量%以上であってよく、10重量%以上でもよく、20重量%以上でもよく、30重量%以上でもよい。特に限定するものではないが、いくつかの態様において、上記VA単位の含有量は、50重量%以上(例えば50重量%超)であってよく、70重量%以上でもよく、80重量%以上(例えば90重量%以上、または95重量%以上、または98重量%以上)でもよい。ビニルアルコール系ポリマーを構成する繰返し単位の実質的に100重量%がVA単位であってもよい。ここで「実質的に100重量%」とは、少なくとも意図的にはビニルアルコール系ポリマーを構成する繰返し単位として非VA単位を含有させないことをいい、典型的にはビニルアルコール系ポリマーにおける非VA単位の含有量が2重量%未満(例えば1重量%未満)であることをいう。他のいくつかの態様において、ビニルアルコール系ポリマーにおけるVA単位の含有量は、例えば95重量%以下であってよく、90重量%以下でもよく、80重量%以下でもよく、70重量%以下でもよい。 The content of VA units (content on a weight basis) in the vinyl alcohol polymer may be, for example, 5% by weight or more, 10% by weight or more, 20% by weight or more, or 30% by weight or more. Although not particularly limited, in some embodiments, the content of the VA unit may be 50% by weight or more (for example, more than 50% by weight), 70% by weight or more, and 80% by weight or more (for example, more than 50% by weight). For example, it may be 90% by weight or more, 95% by weight or more, or 98% by weight or more). Substantially 100% by weight of the repeating units constituting the vinyl alcohol polymer may be VA units. Here, "substantially 100% by weight" means that at least intentionally no non-VA units are contained as repeating units constituting the vinyl alcohol-based polymer, and typically non-VA units in the vinyl alcohol-based polymer. This means that the content of is less than 2% by weight (for example, less than 1% by weight). In some other embodiments, the content of VA units in the vinyl alcohol polymer may be, for example, 95% by weight or less, 90% by weight or less, 80% by weight or less, or 70% by weight or less. .
ビニルアルコール系ポリマーは、VA単位の含有量の異なる複数のポリマー鎖を同一分子内に含んでいてもよい。ここでポリマー鎖とは、一分子のポリマーの一部を構成する部分(セグメント)を指す。例えば、ビニルアルコール系ポリマーは、VA単位の含有量が50重量%より高いポリマー鎖Aと、VA単位の含有量が50重量%より低い(すなわち、非VA単位の含有量が50重量%より多い)ポリマー鎖Bとを、同一分子内に含んでいてもよい。 The vinyl alcohol polymer may contain a plurality of polymer chains having different contents of VA units in the same molecule. Here, the polymer chain refers to a portion (segment) that constitutes a part of one molecule of polymer. For example, vinyl alcohol-based polymers have a polymer chain A with a content of VA units greater than 50% by weight and a content of VA units less than 50% by weight (i.e. a content of non-VA units greater than 50% by weight). ) may be included in the same molecule.
ポリマー鎖Aは、繰返し単位としてVA単位のみを含んでいてもよく、VA単位に加えて非VA単位を含んでいてもよい。ポリマー鎖AにおけるVA単位の含有量は、60重量%以上でもよく、70重量%以上でもよく、80重量%以上でもよく、90重量%以上でもよい。いくつかの態様において、ポリマー鎖AにおけるVA単位の含有量は、95重量%以上でもよく、98重量%以上でもよい。ポリマー鎖Aを構成する繰返し単位の実質的に100重量%がVA単位であってもよい。 Polymer chain A may contain only VA units as repeating units, or may contain non-VA units in addition to VA units. The content of VA units in the polymer chain A may be 60% by weight or more, 70% by weight or more, 80% by weight or more, or 90% by weight or more. In some embodiments, the content of VA units in polymer chain A may be 95% by weight or more, or 98% by weight or more. Substantially 100% by weight of the repeating units constituting the polymer chain A may be VA units.
ポリマー鎖Bは、繰返し単位として非VA単位のみを含んでいてもよく、非VA単位に加えてVA単位を含んでいてもよい。ポリマー鎖Bにおける非VA単位の含有量は、60重量%以上でもよく、70重量%以上でもよく、80重量%以上でもよく、90重量%以上でもよい。いくつかの態様において、ポリマー鎖Bにおける非VA単位の含有量は、95重量%以上でもよく、98重量%以上でもよい。ポリマー鎖Bを構成する繰返し単位の実質的に100重量%が非VA単位であってもよい。 Polymer chain B may contain only non-VA units as repeating units, or may contain VA units in addition to non-VA units. The content of non-VA units in polymer chain B may be 60% by weight or more, 70% by weight or more, 80% by weight or more, or 90% by weight or more. In some embodiments, the content of non-VA units in polymer chain B may be 95% by weight or more, and may be 98% by weight or more. Substantially 100% by weight of the repeating units constituting polymer chain B may be non-VA units.
ポリマー鎖Aとポリマー鎖Bとを同一分子中に含むビニルアルコール系ポリマーの例として、これらのポリマー鎖を含むブロック共重合体やグラフト共重合体が挙げられる。上記グラフト共重合体は、ポリマー鎖A(主鎖)にポリマー鎖B(側鎖)がグラフトした構造のグラフト共重合体であってもよく、ポリマー鎖B(主鎖)にポリマー鎖A(側鎖)がグラフトした構造のグラフト共重合体であってもよい。一態様において、ポリマー鎖Aにポリマー鎖Bがグラフトした構造のビニルアルコール系ポリマーを用いることができる。 Examples of vinyl alcohol polymers containing polymer chain A and polymer chain B in the same molecule include block copolymers and graft copolymers containing these polymer chains. The above-mentioned graft copolymer may be a graft copolymer having a structure in which a polymer chain B (side chain) is grafted onto a polymer chain A (main chain), and a polymer chain A (side chain) is grafted onto a polymer chain B (main chain). It may also be a graft copolymer having a structure in which a chain) is grafted. In one embodiment, a vinyl alcohol polymer having a structure in which polymer chain B is grafted onto polymer chain A can be used.
ポリマー鎖Bの例としては、N-ビニル型のモノマーに由来する繰返し単位を主繰返し単位とするポリマー鎖、N-(メタ)アクリロイル型のモノマーに由来する繰返し単位を主繰返し単位とするポリマー鎖、オキシアルキレン単位を主繰返し単位とするポリマー鎖等が挙げられる。なお、本明細書において主繰返し単位とは、特記しない場合、50重量%を超えて含まれる繰返し単位をいう。 Examples of polymer chain B include a polymer chain whose main repeating unit is a repeating unit derived from an N-vinyl type monomer, and a polymer chain whose main repeating unit is a repeating unit derived from an N-(meth)acryloyl type monomer. , a polymer chain having an oxyalkylene unit as a main repeating unit, and the like. In addition, in this specification, the main repeating unit refers to a repeating unit contained in an amount exceeding 50% by weight, unless otherwise specified.
ポリマー鎖Bの一好適例として、N-ビニル型のモノマーを主繰返し単位とするポリマー鎖、すなわちN-ビニル系ポリマー鎖が挙げられる。N-ビニル系ポリマー鎖におけるN-ビニル型モノマーに由来する繰返し単位の含有量は、典型的には50重量%超であり、70重量%以上であってもよく、85重量%以上であってもよく、95重量%以上であってもよい。ポリマー鎖Bの実質的に全部がN-ビニル型モノマーに由来する繰返し単位であってもよい。 A preferred example of the polymer chain B is a polymer chain having an N-vinyl type monomer as a main repeating unit, that is, an N-vinyl type polymer chain. The content of repeating units derived from N-vinyl monomers in the N-vinyl polymer chain is typically more than 50% by weight, may be 70% by weight or more, and may be 85% by weight or more. The content may be 95% by weight or more. Substantially all of the polymer chain B may be repeating units derived from N-vinyl type monomers.
この明細書において、N-ビニル型のモノマーの例には、窒素を含有する複素環(例えばラクタム環)を有するモノマーおよびN-ビニル鎖状アミドが含まれる。N-ビニルラクタム型モノマーの具体例としては、N-ビニルピロリドン、N-ビニルピペリドン、N-ビニルモルホリノン、N-ビニルカプロラクタム、N-ビニル-1,3-オキサジン-2-オン、N-ビニル-3,5-モルホリンジオン等が挙げられる。N-ビニル鎖状アミドの具体例としては、N-ビニルアセトアミド、N-ビニルプロピオン酸アミド、N-ビニル酪酸アミド等が挙げられる。ポリマー鎖Bは、例えば、その繰返し単位の50重量%超(例えば70重量%以上、または85重量%以上、または95重量%以上)がN-ビニルピロリドン単位であるN-ビニル系ポリマー鎖であり得る。ポリマー鎖Bを構成する繰返し単位の実質的に全部がN-ビニルピロリドン単位であってもよい。 In this specification, examples of N-vinyl type monomers include monomers having nitrogen-containing heterocycles (eg, lactam rings) and N-vinyl linear amides. Specific examples of N-vinyllactam type monomers include N-vinylpyrrolidone, N-vinylpiperidone, N-vinylmorpholinone, N-vinylcaprolactam, N-vinyl-1,3-oxazin-2-one, N-vinyl- Examples include 3,5-morpholinedione. Specific examples of the N-vinyl chain amide include N-vinylacetamide, N-vinylpropionamide, N-vinylbutyric acid amide, and the like. Polymer chain B is, for example, an N-vinyl polymer chain in which more than 50% by weight (for example, 70% or more, or 85% or more, or 95% or more) of its repeating units are N-vinylpyrrolidone units. obtain. Substantially all of the repeating units constituting polymer chain B may be N-vinylpyrrolidone units.
ポリマー鎖Bの他の例として、N-(メタ)アクリロイル型のモノマーに由来する繰返し単位を主繰返し単位とするポリマー鎖、すなわち、N-(メタ)アクリロイル系ポリマー鎖が挙げられる。N-(メタ)アクリロイル系ポリマー鎖におけるN-(メタ)アクリロイル型モノマーに由来する繰返し単位の含有量は、典型的には50重量%超であり、70重量%以上であってもよく、85重量%以上であってもよく、95重量%以上であってもよい。ポリマー鎖Bの実質的に全部がN-(メタ)アクリロイル型モノマーに由来する繰返し単位であってもよい。 Another example of the polymer chain B is a polymer chain whose main repeating unit is a repeating unit derived from an N-(meth)acryloyl type monomer, that is, an N-(meth)acryloyl-based polymer chain. The content of repeating units derived from N-(meth)acryloyl type monomers in the N-(meth)acryloyl-based polymer chain is typically more than 50% by weight, and may be 70% by weight or more, and 85% by weight or more. It may be at least 95% by weight, or at least 95% by weight. Substantially all of the polymer chain B may be repeating units derived from N-(meth)acryloyl type monomers.
この明細書において、N-(メタ)アクリロイル型モノマーの例には、N-(メタ)アクリロイル基を有する鎖状アミドおよびN-(メタ)アクリロイル基を有する環状アミドが含まれる。N-(メタ)アクリロイル基を有する鎖状アミドの例としては、(メタ)アクリルアミド;N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-エチル(メタ)アクリルアミド、N-プロピル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N-n-ブチル(メタ)アクリルアミド等のN-アルキル(メタ)アクリルアミド;N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジイソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ(n-ブチル)(メタ)アクリルアミド等のN,N-ジアルキル(メタ)アクリルアミド;等が挙げられる。N-(メタ)アクリロイル基を有する環状アミドの例としては、N-(メタ)アクリロイルモルホリン、N-(メタ)アクリロイルピロリジン等が挙げられる。 In this specification, examples of N-(meth)acryloyl type monomers include linear amides having an N-(meth)acryloyl group and cyclic amides having an N-(meth)acryloyl group. Examples of linear amides having an N-(meth)acryloyl group include (meth)acrylamide; N-methyl(meth)acrylamide, N-ethyl(meth)acrylamide, N-propyl(meth)acrylamide, N-isopropyl( N-alkyl (meth)acrylamide such as meth)acrylamide, Nn-butyl(meth)acrylamide; N,N-dimethyl(meth)acrylamide, N,N-diethyl(meth)acrylamide, N,N-dipropyl(meth)acrylamide ) acrylamide, N,N-dialkyl (meth)acrylamide such as N,N-diisopropyl (meth)acrylamide, N,N-di(n-butyl)(meth)acrylamide; and the like. Examples of the cyclic amide having an N-(meth)acryloyl group include N-(meth)acryloylmorpholine, N-(meth)acryloylpyrrolidine, and the like.
ポリマー鎖Bの他の例として、オキシアルキレン単位を主繰返し単位として含むポリマー鎖、すなわちオキシアルキレン系ポリマー鎖が挙げられる。オキシアルキレン系ポリマー鎖におけるオキシアルキレン単位の含有量は、典型的には50重量%超であり、70重量%以上であってもよく、85重量%以上であってもよく、95重量%以上であってもよい。ポリマー鎖Bに含まれる繰返し単位の実質的に全部がオキシアルキレン単位であってもよい。 Other examples of the polymer chain B include a polymer chain containing an oxyalkylene unit as a main repeating unit, that is, an oxyalkylene-based polymer chain. The content of oxyalkylene units in the oxyalkylene polymer chain is typically more than 50% by weight, may be 70% by weight or more, may be 85% by weight or more, and may be 95% by weight or more. There may be. Substantially all of the repeating units contained in polymer chain B may be oxyalkylene units.
オキシアルキレン単位の例としては、オキシエチレン単位、オキシプロピレン単位、オキシブチレン単位等が挙げられる。このようなオキシアルキレン単位は、それぞれ、対応するアルキレンオキサイドに由来する繰返し単位であり得る。オキシアルキレン系ポリマー鎖に含まれるオキシアルキレン単位は、一種類であってもよく、二種類以上であってもよい。例えば、オキシエチレン単位とオキシプロピレン単位とを組み合わせて含むオキシアルキレン系ポリマー鎖であってもよい。二種類以上のオキシアルキレン単位を含むオキシアルキレン系ポリマー鎖において、それらのオキシアルキレン単位は、対応するアルキレンオキシドのランダム共重合体であってもよく、ブロック共重合体やグラフト共重合体であってもよい。 Examples of oxyalkylene units include oxyethylene units, oxypropylene units, oxybutylene units, and the like. Each such oxyalkylene unit can be a repeating unit derived from the corresponding alkylene oxide. The number of oxyalkylene units contained in the oxyalkylene polymer chain may be one type, or two or more types. For example, it may be an oxyalkylene polymer chain containing a combination of oxyethylene units and oxypropylene units. In an oxyalkylene polymer chain containing two or more types of oxyalkylene units, those oxyalkylene units may be random copolymers of corresponding alkylene oxides, block copolymers, or graft copolymers. Good too.
ポリマー鎖Bのさらに他の例として、アルキルビニルエーテル(例えば、炭素原子数1以上10以下のアルキル基を有するビニルエーテル)に由来する繰返し単位を含むポリマー鎖、モノカルボン酸ビニルエステル(例えば、炭素原子数3以上のモノカルボン酸のビニルエステル)に由来する繰返し単位を含むポリマー鎖、VA単位の一部がアルデヒド(例えば、炭素原子数1以上7以下のアルキル基を有するアルキルアルデヒド)でアセタール化されたポリマー鎖、カチオン性基(例えば、第四級アンモニウム構造を有するカチオン性基)が導入されたポリマー鎖、等が挙げられる。 Still other examples of polymer chain B include polymer chains containing repeating units derived from alkyl vinyl ethers (e.g. vinyl ethers having an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms), monocarboxylic acid vinyl esters (e.g. vinyl ethers having an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms); Polymer chains containing repeating units derived from (vinyl esters of monocarboxylic acids of 3 or more), in which some of the VA units are acetalized with aldehydes (e.g., alkyl aldehydes having an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms) Examples thereof include a polymer chain, a polymer chain into which a cationic group (for example, a cationic group having a quaternary ammonium structure) is introduced, and the like.
ここに開示される研磨用組成物におけるビニルアルコール系ポリマーとしては、非変性PVAを用いてもよく、変性PVAを用いてもよく、非変性PVAと変性PVAとを組み合わせて用いてもよい。非変性PVAと変性PVAとを組み合わせて用いる態様において、研磨用組成物に含まれるビニルアルコール系ポリマー全量に対する変性PVAの使用量は、例えば50重量%未満であってよく、30重量%以下でもよく、10重量%以下でもよく、5重量%以下でもよく、1重量%以下でもよい。ここに開示される研磨用組成物は、例えば、ビニルアルコール系ポリマーとして一種または二種以上の非変性PVAのみを用いる態様で好ましく実施され得る。 As the vinyl alcohol polymer in the polishing composition disclosed herein, unmodified PVA, modified PVA, or a combination of unmodified PVA and modified PVA may be used. In an embodiment in which unmodified PVA and modified PVA are used in combination, the amount of modified PVA used relative to the total amount of vinyl alcohol polymer contained in the polishing composition may be, for example, less than 50% by weight, and may be 30% by weight or less. , 10% by weight or less, 5% by weight or less, or 1% by weight or less. The polishing composition disclosed herein can be preferably implemented, for example, in an embodiment using only one or more types of unmodified PVA as the vinyl alcohol polymer.
ここに開示される研磨用組成物は、モルホリン系ポリマーの含有量WA(重量基準の含有量)とビニルアルコール系ポリマーの含有量WB(重量基準の含有量)との関係が次式:WA/(WA+WB)>0.900;を満たす。モルホリン系ポリマーの含有量に対するビニルアルコール系ポリマーの含有量の比率を下げることによって、ヘイズを改善する性能がより好適に発揮され得る。WA/(WA+WB)は、例えば0.910以上であってよく、0.920以上でもよく、0.930以上でもよい。また、式:WA/(WA+WB)の値は、原理上、1.000未満である。いくつかの態様において、WA/(WA+WB)の値は、例えば0.999以下であってよく、0.980以下でもよく、0.965以下でもよい。 In the polishing composition disclosed herein, the relationship between the content W A of the morpholine polymer (content on a weight basis) and the content W B (content on a weight basis) of the vinyl alcohol polymer is expressed by the following formula: W A /(W A +W B )>0.900; is satisfied. By lowering the ratio of the content of the vinyl alcohol polymer to the content of the morpholine polymer, the ability to improve haze can be better exhibited. W A /(W A +W B ) may be, for example, 0.910 or more, 0.920 or more, or 0.930 or more. Further, the value of the formula: WA / ( WA + WB ) is in principle less than 1.000. In some embodiments, the value of W A /(W A +W B ) may be, for example, 0.999 or less, 0.980 or less, or 0.965 or less.
上記ヘイズの改善性能が得られる理由は、特に限定的に解釈されるものではないが、砥粒や研磨対象物(ここではシリコンウェーハ)に対する吸着性の異なるモルホリン系ポリマーとビニルアルコール系ポリマーとの含有量比を特定の領域とすることで、研磨中において研磨対象物を適度に保護しつつ研磨を進行させることができ、さらに研磨後の研磨対象物表面の濡れ性が向上することにより、ヘイズが効果的に改善されると考えられる。 The reason why the haze improvement performance described above is obtained is not particularly limited, but the reason is that morpholine polymer and vinyl alcohol polymer have different adsorption properties to abrasive grains and the object to be polished (silicon wafer in this case). By setting the content ratio in a specific range, it is possible to proceed with polishing while appropriately protecting the object to be polished during polishing, and furthermore, by improving the wettability of the surface of the object to be polished after polishing, haze can be reduced. is considered to be effectively improved.
ここに開示される研磨用組成物に使用されるビニルアルコール系ポリマーの含有量WB(重量基準の含有量)は特に制限されない。研磨性能や表面品質向上等の観点から、いくつかの態様において、上記含有量WBは、例えば0.1×10-4重量%以上であってよく、通常は0.3×10-4重量%以上とすることが適当であり、好ましくは0.5×10-4重量%以上、より好ましくは0.8×10-4重量%以上、例えば1×10-4重量%以上、また例えば2×10-4重量%以上である。また、研磨性能や表面品質向上、洗浄性等の観点から、上記含有量WBを50×10-4重量%以下とすることが好ましく、30×10-4重量%以下とすることがより好ましく、15×10-4重量%以下(例えば10×10-4重量%以下、また例えば8×10-4重量%以下、さらに例えば6×10-4重量%以下)とすることがさらに好ましい。なお、上記研磨用組成物が二種以上のビニルアルコール系ポリマーを含む場合、上記含有量WBはとは該研磨用組成物に含まれる全てのビニルアルコール系ポリマーの合計含有量のことをいう。 The content W B (content on a weight basis) of the vinyl alcohol polymer used in the polishing composition disclosed herein is not particularly limited. In some embodiments, from the viewpoint of improving polishing performance and surface quality, the content W B may be, for example, 0.1×10 −4 % by weight or more, and is usually 0.3×10 −4 % by weight. % or more, preferably 0.5 x 10 -4 weight % or more, more preferably 0.8 x 10 -4 weight % or more, for example 1 x 10 -4 weight % or more, and for example 2 ×10 −4 % by weight or more. Furthermore, from the viewpoint of polishing performance, surface quality improvement, cleanability, etc., the content W B is preferably 50×10 −4 % by weight or less, more preferably 30×10 −4 % by weight or less. , more preferably 15×10 −4 % by weight or less (for example, 10×10 −4 % by weight or less, further, eg, 8×10 −4 % by weight or less, further, eg, 6×10 −4 % by weight or less). In addition, when the polishing composition contains two or more types of vinyl alcohol polymers, the content W refers to the total content of all vinyl alcohol polymers contained in the polishing composition. .
ビニルアルコール系ポリマーの含有量は、砥粒との相対的関係によっても特定され得る。特に限定するものではないが、いくつかの態様において、砥粒100重量部に対するビニルアルコール系ポリマーの含有量は、例えば0.001重量部以上とすることができ、ヘイズ低減等の観点から0.005重量部以上とすることが適当であり、好ましくは0.01重量部以上、より好ましくは0.05重量部以上、さらに好ましくは0.1重量部以上、例えば0.2重量部以上である。また、砥粒100重量部に対するビニルアルコール系ポリマーの含有量は、例えば30重量部以下であってもよく、10重量部以下でもよい。研磨用組成物の分散安定性等の観点から、いくつかの態様において、砥粒100重量部に対するビニルアルコール系ポリマーの含有量は、5重量部以下とすることが適当であり、好ましくは3重量部以下であり、1重量部以下でもよく、0.5重量部以下でもよく、0.4重量部以下でもよい。 The content of the vinyl alcohol polymer can also be specified by its relative relationship with the abrasive grains. Although not particularly limited, in some embodiments, the content of the vinyl alcohol polymer based on 100 parts by weight of abrasive grains can be, for example, 0.001 parts by weight or more, and 0.001 parts by weight or more from the viewpoint of reducing haze. 0.005 parts by weight or more, preferably 0.01 parts by weight or more, more preferably 0.05 parts by weight or more, still more preferably 0.1 parts by weight or more, for example 0.2 parts by weight or more. . Further, the content of the vinyl alcohol polymer based on 100 parts by weight of the abrasive grains may be, for example, 30 parts by weight or less, or 10 parts by weight or less. From the viewpoint of dispersion stability of the polishing composition, in some embodiments, it is appropriate that the content of the vinyl alcohol polymer is 5 parts by weight or less, preferably 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the abrasive grains. part by weight or less, may be less than 1 part by weight, may be less than 0.5 part by weight, or may be less than 0.4 part by weight.
ここに開示される研磨用組成物に使用されるビニルアルコール系ポリマーの重量平均分子量(MwB)は、特に限定されない。ビニルアルコール系ポリマーのMwBは、通常、100×104以下が適当であり、30×104以下が好ましく、20×104以下でもよい。洗浄性の観点から、いくつかの態様において、ビニルアルコール系ポリマーのMwBは、15×104以下でもよく、10×104以下でもよい。また、ビニルアルコール系ポリマーのMwBは、通常は2×103以上であることが適当であり、5×103以上であってもよく、1×104以上であってもよい。ビニルアルコール系ポリマーのMwBの増大につれて、研磨対象物の保護や濡れ性向上の効果は高まる傾向にある。かかる観点から、ここに開示される研磨用組成物に使用されるビニルアルコール系ポリマーのMwBは、1×104超であることが好ましく、2×104以上であることがより好ましく、4×104以上でもよく、5×104以上でもよく、6×104以上でもよく、6.5×104以上でもよい。 The weight average molecular weight (Mw B ) of the vinyl alcohol polymer used in the polishing composition disclosed herein is not particularly limited. The Mw B of the vinyl alcohol polymer is usually suitably 100×10 4 or less, preferably 30×10 4 or less, and may be 20×10 4 or less. From the viewpoint of detergency, in some embodiments, the Mw B of the vinyl alcohol polymer may be 15×10 4 or less, or 10×10 4 or less. Further, the Mw B of the vinyl alcohol polymer is usually suitably 2×10 3 or more, and may be 5×10 3 or more, or 1×10 4 or more. As the Mw B of the vinyl alcohol polymer increases, the effect of protecting the object to be polished and improving wettability tends to increase. From this point of view, the Mw B of the vinyl alcohol polymer used in the polishing composition disclosed herein is preferably greater than 1×10 4 , more preferably 2×10 4 or more, and 4 It may be ×10 4 or more, 5 × 10 4 or more, 6 × 10 4 or more, or 6.5 × 10 4 or more.
(その他の水溶性高分子)
ここに開示される研磨用組成物は、本発明の効果が著しく妨げられない範囲で、その他の水溶性高分子、すなわちモルホリン系ポリマーおよびビニルアルコール系ポリマー以外の水溶性高分子を、必要に応じてさらに含有していてもよい。その他の水溶性高分子は、研磨用組成物の分野において公知の水溶性高分子から適宜選択することができる。その他の水溶性高分子の例としては、オキシアルキレン単位を含むポリマー、窒素原子を含有するポリマー等の合成ポリマー;セルロース誘導体やデンプン誘導体等の天然物由来のポリマー;等が挙げられる。
(Other water-soluble polymers)
The polishing composition disclosed herein may contain other water-soluble polymers, i.e., water-soluble polymers other than morpholine polymers and vinyl alcohol polymers, as necessary, to the extent that the effects of the present invention are not significantly impaired. It may further contain. Other water-soluble polymers can be appropriately selected from water-soluble polymers known in the field of polishing compositions. Examples of other water-soluble polymers include synthetic polymers such as polymers containing oxyalkylene units and polymers containing nitrogen atoms; polymers derived from natural products such as cellulose derivatives and starch derivatives; and the like.
オキシアルキレン単位を含むポリマーとしては、ポリエチレンオキサイド(PEO)や、エチレンオキサイド(EO)とプロピレンオキサイド(PO)またはブチレンオキサイド(BO)とのブロック共重合体、EOとPOまたはBOとのランダム共重合体等が例示される。そのなかでも、EOとPOのブロック共重合体またはEOとPOのランダム共重合体が好ましい。EOとPOとのブロック共重合体は、PEOブロックとポリプロピレンオキサイド(PPO)ブロックとを含むジブロック体、トリブロック体等であり得る。上記トリブロック体の例には、PEO-PPO-PEO型トリブロック体およびPPO-PEO-PPO型トリブロック体が含まれる。なかでも、PEO-PPO-PEO型トリブロック体がより好ましい。
EOとPOとのブロック共重合体またはランダム共重合体において、該共重合体を構成するEOとPOとのモル比(EO/PO)は、水への溶解性や洗浄性等の観点から、1より大きいことが好ましく、2以上であることがより好ましく、3以上(例えば5以上)であることがさらに好ましい。
Polymers containing oxyalkylene units include polyethylene oxide (PEO), block copolymers of ethylene oxide (EO) and propylene oxide (PO) or butylene oxide (BO), and random copolymers of EO and PO or BO. Examples include merging. Among these, block copolymers of EO and PO or random copolymers of EO and PO are preferred. The block copolymer of EO and PO may be a diblock, triblock, or the like containing a PEO block and a polypropylene oxide (PPO) block. Examples of the triblock body include a PEO-PPO-PEO type triblock body and a PPO-PEO-PPO type triblock body. Among these, a PEO-PPO-PEO type triblock is more preferred.
In a block copolymer or random copolymer of EO and PO, the molar ratio (EO/PO) of EO and PO constituting the copolymer is determined from the viewpoint of solubility in water, washability, etc. It is preferably larger than 1, more preferably 2 or more, and even more preferably 3 or more (for example, 5 or more).
窒素原子を含有するポリマーとしては、主鎖に窒素原子を含有するポリマーおよび側鎖官能基(ペンダント基)に窒素原子を有するポリマーのいずれも使用可能である。主鎖に窒素原子を含有するポリマーの例としては、N-アシルアルキレンイミン型モノマーの単独重合体および共重合体が挙げられる。N-アシルアルキレンイミン型モノマーの具体例としては、N-アセチルエチレンイミン、N-プロピオニルエチレンイミン等が挙げられる。ペンダント基に窒素原子を有するポリマーとしては、例えばN-ビニル型のモノマー単位を含むポリマー等が挙げられる。例えば、N-ビニルピロリドンの単独重合体および共重合体等を採用し得る。 As the polymer containing a nitrogen atom, both a polymer containing a nitrogen atom in the main chain and a polymer having a nitrogen atom in a side chain functional group (pendant group) can be used. Examples of polymers containing nitrogen atoms in the main chain include homopolymers and copolymers of N-acylalkyleneimine type monomers. Specific examples of N-acylalkyleneimine type monomers include N-acetylethyleneimine, N-propionylethyleneimine, and the like. Examples of the polymer having a nitrogen atom in a pendant group include a polymer containing an N-vinyl type monomer unit. For example, homopolymers and copolymers of N-vinylpyrrolidone can be used.
セルロース誘導体は、主繰返し単位としてβ-グルコース単位を含むポリマーであり、例えばメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、メチルヒドロキシエチルセルロース、等が挙げられる。また、デンプン誘導体は、主繰返し単位としてα-グルコース単位を含むポリマーであり、例えばアルファ化デンプン、プルラン、カルボキシメチルデンプン、シクロデキストリン等が挙げられる。 Cellulose derivatives are polymers containing β-glucose units as main repeating units, such as methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose (HEC), methylhydroxyethylcellulose, and the like. Furthermore, starch derivatives are polymers containing α-glucose units as main repeating units, such as pregelatinized starch, pullulan, carboxymethyl starch, cyclodextrin, and the like.
ここに開示される技術において、その他の水溶性高分子の分子量は特に限定されない。その他の水溶性高分子の重量平均分子量(MwC)は、例えば100×104以下であってよく、洗浄性等の観点から通常は60×104以下が適当であり、30×104以下であってもよく、好ましくは20×104以下、例えば10×104以下、典型的には8×104以下であってもよい。また、研磨対象物の保護性の観点から、その他の水溶性高分子のMwCは、例えば2000以上であってもよく、通常は5000以上であることが好ましい。いくつかの態様において、MwCは1.0×104以上が適当であり、好ましくは1.5×104以上、より好ましくは2×104以上、さらに好ましくは3×104以上、例えば4×104以上、典型的には5×104以上である。 In the technology disclosed herein, the molecular weight of other water-soluble polymers is not particularly limited. The weight average molecular weight (Mw C ) of the other water-soluble polymers may be, for example, 100×10 4 or less, and from the viewpoint of cleaning properties, 60×10 4 or less is usually appropriate, and 30×10 4 or less It may be preferably 20×10 4 or less, for example 10×10 4 or less, typically 8×10 4 or less. Further, from the viewpoint of protecting the object to be polished, the Mw C of the other water-soluble polymer may be, for example, 2000 or more, and is usually preferably 5000 or more. In some embodiments, Mw C is suitably 1.0×10 4 or more, preferably 1.5×10 4 or more, more preferably 2×10 4 or more, still more preferably 3×10 4 or more, e.g. It is 4×10 4 or more, typically 5×10 4 or more.
その他の水溶性高分子は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることができる。特に限定するものではないが、研磨用組成物中のモルホリン系ポリマーおよびビニルアルコール系ポリマーの合計量と、その他の水溶性高分子との使用量の関係は、重量比で、例えば5:95~95:5であってよく、10:90~90:10でもよく、25:75~75:25でもよい。いくつかの態様において、上記重量比(モルホリン系ポリマーおよびビニルアルコール系ポリマーの合計含有量:その他の水溶性高分子の含有量)は、例えば50:50~100:0:20であってよく、80:20~100:0でもよく、90:10~100:0でもよい。 Other water-soluble polymers can be used alone or in combination of two or more. Although not particularly limited, the relationship between the total amount of morpholine polymer and vinyl alcohol polymer in the polishing composition and the amount of other water-soluble polymers used may be, for example, 5:95 to 5:95 by weight. The ratio may be 95:5, 10:90 to 90:10, or 25:75 to 75:25. In some embodiments, the weight ratio (total content of morpholine polymer and vinyl alcohol polymer: content of other water-soluble polymers) may be, for example, 50:50 to 100:0:20, The ratio may be 80:20 to 100:0 or 90:10 to 100:0.
凝集物の低減や洗浄性向上等の観点から、その他の水溶性高分子としてはノニオン性のポリマーを好ましく採用し得る。また、化学構造や純度の制御容易性の観点から、その他の水溶性高分子として合成ポリマーを好ましく採用し得る。ここに開示される研磨用組成物は、その他の水溶性高分子として天然物由来のポリマーを実質的に使用しない態様で好ましく実施され得る。また、ここに開示される研磨用組成物は、モルホリン系ポリマーおよびビニルアルコール系ポリマー以外の水溶性高分子を実質的に使用しない態様で好ましく実施され得る。ここで、実質的に使用しないとは、モルホリン系ポリマーおよびビニルアルコール系ポリマーの合計含有量100重量部に対する使用量が、典型的には3重量部以下、好ましくは1重量部以下であることをいい、0重量部または検出限界以下であることを包含する。 From the viewpoint of reducing aggregates and improving washability, nonionic polymers can be preferably employed as other water-soluble polymers. Furthermore, from the viewpoint of ease of control of chemical structure and purity, synthetic polymers can be preferably employed as other water-soluble polymers. The polishing composition disclosed herein can be preferably implemented in an embodiment in which polymers derived from natural products are not substantially used as other water-soluble polymers. Moreover, the polishing composition disclosed herein can be preferably implemented in an embodiment in which water-soluble polymers other than morpholine-based polymers and vinyl alcohol-based polymers are not substantially used. Here, "substantially not used" means that the amount used is typically 3 parts by weight or less, preferably 1 part by weight or less, based on 100 parts by weight of the total content of the morpholine polymer and vinyl alcohol polymer. Good, including 0 parts by weight or below the detection limit.
(水溶性高分子の含有量)
研磨用組成物における水溶性高分子の含有量(重量基準の含有量)は、特に限定されない。例えば1.0×10-4重量%以上とすることができる。ヘイズ低減等の観点から、好ましい含有量は5.0×10-4重量%以上であり、より好ましくは1.0×10-3重量%以上、さらに好ましくは2.0×10-3重量%以上、例えば5.0×10-3重量%以上である。また、研磨速度等の観点から、上記含有量を0.2重量%以下とすることが好ましく、0.1重量%以下とすることがより好ましく、0.05重量%以下(例えば0.02重量%以下)とすることがさらに好ましい。なお、上記研磨用組成物が二種以上の水溶性高分子を含む場合、上記含有量とは該研磨用組成物に含まれる全ての水溶性高分子の合計含有量(重量基準の含有量)のことをいう。
(Content of water-soluble polymer)
The content (weight-based content) of the water-soluble polymer in the polishing composition is not particularly limited. For example, it can be set to 1.0×10 −4 % by weight or more. From the viewpoint of reducing haze, etc., the content is preferably 5.0×10 −4 % by weight or more, more preferably 1.0×10 −3 % by weight or more, and even more preferably 2.0×10 −3 % by weight. For example, it is 5.0×10 -3 % by weight or more. In addition, from the viewpoint of polishing rate, etc., the above content is preferably 0.2% by weight or less, more preferably 0.1% by weight or less, and 0.05% by weight or less (for example, 0.02% by weight or less). % or less) is more preferable. In addition, when the polishing composition contains two or more types of water-soluble polymers, the above content refers to the total content (content on a weight basis) of all water-soluble polymers contained in the polishing composition. It refers to
水溶性高分子の含有量(二種以上の水溶性高分子を含む場合にはそれらの合計量)は、砥粒との相対的関係によっても特定され得る。特に限定するものではないが、いくつかの態様において、砥粒100重量部に対する水溶性高分子の含有量は、例えば0.01重量部以上とすることができ、ヘイズ低減等の観点から0.1重量部以上とすることが適当であり、好ましくは0.5重量部以上、より好ましくは1重量部以上、さらに好ましくは3重量部以上である。また、砥粒100重量部に対する水溶性高分子の含有量は、例えば50重量部以下であってもよく、30重量部以下でもよい。研磨用組成物の分散安定性等の観点から、いくつかの態様において、砥粒100重量部に対する水溶性高分子の含有量は、15重量部以下とすることが適当であり、好ましくは10重量部以下、より好ましくは8重量部以下であり、7重量部以下でもよい。 The content of the water-soluble polymer (if two or more types of water-soluble polymers are included, the total amount thereof) can also be specified by the relative relationship with the abrasive grain. Although not particularly limited, in some embodiments, the content of the water-soluble polymer relative to 100 parts by weight of abrasive grains can be, for example, 0.01 parts by weight or more, and 0.01 parts by weight or more from the viewpoint of reducing haze. The amount is suitably 1 part by weight or more, preferably 0.5 parts by weight or more, more preferably 1 part by weight or more, and even more preferably 3 parts by weight or more. Further, the content of the water-soluble polymer relative to 100 parts by weight of the abrasive grains may be, for example, 50 parts by weight or less, or 30 parts by weight or less. From the viewpoint of dispersion stability of the polishing composition, in some embodiments, the content of water-soluble polymer per 100 parts by weight of abrasive grains is suitably 15 parts by weight or less, preferably 10 parts by weight. parts by weight or less, more preferably 8 parts by weight or less, and may be 7 parts by weight or less.
<塩基性化合物>
ここに開示される研磨用組成物は、塩基性化合物を含有する。本明細書において塩基性化合物とは、水に溶解して水溶液のpHを上昇させる機能を有する化合物を指す。塩基性化合物としては、窒素を含む有機または無機の塩基性化合物、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、各種の炭酸塩や炭酸水素塩等を用いることができる。窒素を含む塩基性化合物の例としては、第四級アンモニウム化合物、第四級ホスホニウム化合物、アンモニア、アミン(好ましくは水溶性アミン)等が挙げられる。このような塩基性化合物は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることができる。
<Basic compound>
The polishing composition disclosed herein contains a basic compound. In this specification, a basic compound refers to a compound that dissolves in water and has the function of increasing the pH of an aqueous solution. As the basic compound, organic or inorganic basic compounds containing nitrogen, hydroxides of alkali metals, hydroxides of alkaline earth metals, various carbonates, hydrogen carbonates, etc. can be used. Examples of basic compounds containing nitrogen include quaternary ammonium compounds, quaternary phosphonium compounds, ammonia, amines (preferably water-soluble amines), and the like. Such basic compounds can be used alone or in combination of two or more.
アルカリ金属の水酸化物の具体例としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等が挙げられる。炭酸塩または炭酸水素塩の具体例としては、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等が挙げられる。アミンの具体例としては、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、モノエタノールアミン、N-(β-アミノエチル)エタノールアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、無水ピペラジン、ピペラジン六水和物、1-(2-アミノエチル)ピペラジン、N-メチルピペラジン、グアニジン、イミダゾールやトリアゾール等のアゾール類等が挙げられる。第四級ホスホニウム化合物の具体例としては、水酸化テトラメチルホスホニウム、水酸化テトラエチルホスホニウム等の水酸化第四級ホスホニウムが挙げられる。 Specific examples of alkali metal hydroxides include potassium hydroxide, sodium hydroxide, and the like. Specific examples of carbonates or hydrogen carbonates include ammonium hydrogen carbonate, ammonium carbonate, potassium hydrogen carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, sodium carbonate, and the like. Specific examples of amines include methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, ethylenediamine, monoethanolamine, N-(β-aminoethyl)ethanolamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, anhydrous piperazine. , piperazine hexahydrate, 1-(2-aminoethyl)piperazine, N-methylpiperazine, guanidine, and azoles such as imidazole and triazole. Specific examples of quaternary phosphonium compounds include quaternary phosphonium hydroxides such as tetramethylphosphonium hydroxide and tetraethylphosphonium hydroxide.
第四級アンモニウム化合物としては、テトラアルキルアンモニウム塩、ヒドロキシアルキルトリアルキルアンモニウム塩等の第四級アンモニウム塩(典型的には強塩基)を好ましく用いることができる。かかる第四級アンモニウム塩におけるアニオン成分は、例えば、OH-、F-、Cl-、Br-、I-、ClO4 -、BH4 -等であり得る。なかでも好ましい例として、アニオンがOH-である第四級アンモニウム塩、すなわち水酸化第四級アンモニウムが挙げられる。水酸化第四級アンモニウムの具体例としては、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化テトラペンチルアンモニウムおよび水酸化テトラヘキシルアンモニウム等の水酸化テトラアルキルアンモニウム;水酸化2-ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウム(コリンともいう。)等の水酸化ヒドロキシアルキルトリアルキルアンモニウム;等が挙げられる。 As the quaternary ammonium compound, quaternary ammonium salts (typically strong bases) such as tetraalkylammonium salts and hydroxyalkyltrialkylammonium salts can be preferably used. The anionic component in such quaternary ammonium salts can be, for example, OH − , F − , Cl − , Br − , I − , ClO 4 − , BH 4 − and the like. Among these, preferred examples include quaternary ammonium salts in which the anion is OH - , ie, quaternary ammonium hydroxide. Specific examples of quaternary ammonium hydroxide include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrapentylammonium hydroxide, and tetrahexylammonium hydroxide. Tetraalkylammonium; hydroxyalkyltrialkylammonium hydroxide such as 2-hydroxyethyltrimethylammonium hydroxide (also referred to as choline); and the like.
これらの塩基性化合物のうち、例えば、アルカリ金属水酸化物、水酸化第四級アンモニウムおよびアンモニアから選択される少なくとも一種の塩基性化合物を好ましく使用し得る。なかでも水酸化テトラアルキルアンモニウム(例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム)およびアンモニアがより好ましく、アンモニアが特に好ましい。 Among these basic compounds, for example, at least one basic compound selected from alkali metal hydroxides, quaternary ammonium hydroxides, and ammonia can be preferably used. Among these, tetraalkylammonium hydroxide (eg, tetramethylammonium hydroxide) and ammonia are more preferred, and ammonia is particularly preferred.
<界面活性剤>
ここに開示される研磨用組成物には、必要に応じて、界面活性剤を含有させることができる。研磨用組成物に界面活性剤を含有させることにより、研磨後の研磨対象物表面のヘイズをよりよく低減し得る。界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性、ノニオン性、両性のいずれのものも使用可能である。通常は、アニオン性またはノニオン性の界面活性剤を好ましく採用し得る。低起泡性やpH調整の容易性の観点から、ノニオン性の界面活性剤がより好ましい。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等のオキシアルキレン重合体;ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、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脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリルエーテル脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等のポリオキシアルキレン誘導体(例えば、ポリオキシアルキレン付加物);複数種のオキシアルキレンの共重合体(例えば、ジブロック型共重合体、トリブロック型共重合体、ランダム型共重合体、交互共重合体);等のノニオン性界面活性剤が挙げられる。上記界面活性剤としては、ポリオキシアルキレン構造を含有する界面活性剤を含むことが好ましい。界面活性剤は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることができる。
<Surfactant>
The polishing composition disclosed herein may contain a surfactant, if necessary. By containing a surfactant in the polishing composition, haze on the surface of the polishing object after polishing can be better reduced. As the surfactant, any of anionic, cationic, nonionic, and amphoteric surfactants can be used. Usually, anionic or nonionic surfactants can be preferably employed. From the viewpoint of low foaming properties and ease of pH adjustment, nonionic surfactants are more preferred. For example, oxyalkylene polymers such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol; polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene fatty acid ester, polyoxyethylene glyceryl ether fatty acid Polyoxyalkylene derivatives (e.g. polyoxyalkylene adducts) such as esters and polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters; copolymers of multiple types of oxyalkylenes (e.g. diblock copolymers, triblock copolymers, Nonionic surfactants such as random copolymers, alternating copolymers); The surfactant preferably includes a surfactant containing a polyoxyalkylene structure. Surfactants can be used alone or in combination of two or more.
ポリオキシアルキレン構造を含有するノニオン性界面活性剤の具体例としては、エチレンオキサイド(EO)とプロピレンオキサイド(PO)とのブロック共重合体(ジブロック型共重合体、PEO(ポリエチレンオキサイド)-PPO(ポリプロピレンオキサイド)-PEO型トリブロック体、PPO-PEO-PPO型のトリブロック共重合体等)、EOとPOとのランダム共重合体、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシエチレンプロピルエーテル、ポリオキシエチレンブチルエーテル、ポリオキシエチレンペンチルエーテル、ポリオキシエチレンヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレン-2-エチルヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンノニルエーテル、ポリオキシエチレンデシルエーテル、ポリオキシエチレンイソデシルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、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イソ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フェニルエーテル、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、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルアミン、ポリオキシエチレンステアリルアミン、ポリオキシエチレンオレイルアミン、ポリオキシエチレンモノラウリン酸エステル、ポリオキシエチレンモノステアリン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ポリオキシエチレンモノオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジオレイン酸エステル、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノパルチミン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン、トリオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット、ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油等が挙げられる。なかでも好ましい界面活性剤として、EOとPOとのブロック共重合体(特に、PEO-PPO-PEO型のトリブロック共重合体)、EOとPOとのランダム共重合体およびポリオキシエチレンアルキルエーテル(例えばポリオキシエチレンデシルエーテル)が挙げられる。 Specific examples of nonionic surfactants containing a polyoxyalkylene structure include block copolymers (diblock type copolymers, PEO (polyethylene oxide)-PPO) of ethylene oxide (EO) and propylene oxide (PO); (Polypropylene oxide)-PEO triblock, PPO-PEO-PPO triblock copolymer, etc.), random copolymer of EO and PO, polyoxyethylene glycol, polyoxyethylene propyl ether, polyoxyethylene Butyl ether, polyoxyethylene pentyl ether, polyoxyethylene hexyl ether, polyoxyethylene octyl ether, polyoxyethylene-2-ethylhexyl ether, polyoxyethylene nonyl ether, polyoxyethylene decyl ether, polyoxyethylene isodecyl ether, polyoxy Ethylene tridecyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene isostearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene phenyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, poly Oxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene dodecylphenyl ether, polyoxyethylene styrenated phenyl ether, polyoxyethylene laurylamine, polyoxyethylene stearylamine, polyoxyethylene oleylamine, polyoxyethylene monolaurate, polyoxyethylene monostearin Acid ester, polyoxyethylene distearate, polyoxyethylene monooleate, polyoxyethylene dioleate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopaltimate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, mono Examples include polyoxyethylene sorbitan oleate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan tetraoleate, polyoxyethylene castor oil, and polyoxyethylene hydrogenated castor oil. Among these, preferred surfactants include block copolymers of EO and PO (particularly PEO-PPO-PEO type triblock copolymers), random copolymers of EO and PO, and polyoxyethylene alkyl ethers ( For example, polyoxyethylene decyl ether) can be mentioned.
界面活性剤の重量平均分子量(Mws)は、典型的には2000未満であり、濾過性や洗浄性等の観点から1900以下(例えば1800未満)であることが好ましい。また、界面活性剤のMwsは、界面活性能等の観点から、通常、200以上であることが適当であり、ヘイズ低減効果等の観点から250以上(例えば300以上)であることが好ましい。界面活性剤のMwsのより好ましい範囲は、該界面活性剤の種類によっても異なり得る。例えば、界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルを用いる場合、そのMwsは、1500以下であることが好ましく、1000以下(例えば500以下)であってもよい。また、例えば界面活性剤としてPEO-PPO-PEO型のトリブロック共重合体を用いる場合、そのMwsは、例えば500以上であってよく、1000以上であってもよく、さらには1200以上であってもよい。 The weight average molecular weight (Mws) of the surfactant is typically less than 2,000, and preferably 1,900 or less (for example, less than 1,800) from the viewpoint of filterability, washability, etc. Further, the Mws of the surfactant is usually suitably 200 or more from the viewpoint of surfactant ability, etc., and preferably 250 or more (for example, 300 or more) from the viewpoint of haze reduction effect. A more preferable range of Mws of the surfactant may vary depending on the type of the surfactant. For example, when polyoxyethylene alkyl ether is used as a surfactant, its Mws is preferably 1,500 or less, and may be 1,000 or less (for example, 500 or less). Further, for example, when a PEO-PPO-PEO type triblock copolymer is used as a surfactant, its Mws may be, for example, 500 or more, 1000 or more, and even 1200 or more. Good too.
ここに開示される研磨用組成物が界面活性剤を含む場合、その含有量は、本発明の効果を著しく阻害しない範囲であれば特に制限はない。通常は、洗浄性等の観点から、砥粒100重量部に対する界面活性剤の含有量を20重量部以下とすることが適当であり、15重量部以下が好ましく、10重量部以下(例えば6重量部以下)がより好ましい。界面活性剤の使用効果をよりよく発揮させる観点から、砥粒100重量部に対する界面活性剤含有量は、0.001重量部以上が適当であり、0.005重量部以上が好ましく、0.01重量部以上でもよく0.05重量部以上でもよい。 When the polishing composition disclosed herein contains a surfactant, its content is not particularly limited as long as it does not significantly impede the effects of the present invention. Normally, from the viewpoint of cleaning properties, it is appropriate to keep the content of surfactant to 100 parts by weight of abrasive grains at 20 parts by weight or less, preferably 15 parts by weight or less, and 10 parts by weight or less (for example, 6 parts by weight). part or less) is more preferable. From the viewpoint of better demonstrating the effect of using the surfactant, the surfactant content per 100 parts by weight of abrasive grains is suitably 0.001 parts by weight or more, preferably 0.005 parts by weight or more, and 0.01 parts by weight or more. It may be at least 0.05 part by weight or more.
ここに開示される研磨用組成物が界面活性剤を含む場合、モルホリン系ポリマーの含有量WAと界面活性剤の含有量WSとの重量比(WA/WS)は特に制限されず、例えば0.01~200の範囲とすることができ、通常は0.05~100の範囲が好ましく、0.1~80の範囲がより好ましい。また、ビニルアルコール系ポリマーの含有量WBと界面活性剤の含有量WSとの重量比(WB/WS)は特に制限されず、例えば0.01~100の範囲とすることができ、通常は0.05~50の範囲が好ましく、0.1~10の範囲(例えば、0.1~6の範囲)がより好ましい。さらに、モルホリン系ポリマーおよびビニルアルコール系ポリマーの合計含有量WTと界面活性剤の含有量WSとの重量比(WT/WS)は特に制限されず、例えば1~200の範囲とすることができ、通常は10~100の範囲が好ましく、20~80の範囲がより好ましい。
あるいは、組成の単純化等の観点から、ここに開示される研磨用組成物は、界面活性剤を実質的に含まない態様でも好ましく実施され得る。
When the polishing composition disclosed herein contains a surfactant, the weight ratio between the morpholine polymer content WA and the surfactant content W S (W A /W S ) is not particularly limited. , for example, in the range of 0.01 to 200, usually preferably in the range of 0.05 to 100, and more preferably in the range of 0.1 to 80. Further, the weight ratio (W B /W S ) between the vinyl alcohol polymer content W B and the surfactant content W S is not particularly limited, and may be in the range of 0.01 to 100, for example. , usually preferably in the range of 0.05 to 50, more preferably in the range of 0.1 to 10 (for example, in the range of 0.1 to 6). Further, the weight ratio (W T /W S ) between the total content W T of the morpholine polymer and the vinyl alcohol polymer and the content W S of the surfactant is not particularly limited, and is, for example, in the range of 1 to 200. Usually, the range is preferably from 10 to 100, and more preferably from 20 to 80.
Alternatively, from the viewpoint of simplifying the composition, the polishing composition disclosed herein may be preferably implemented in an embodiment substantially free of surfactant.
<水>
ここに開示される研磨用組成物に含まれる水としては、イオン交換水(脱イオン水)、純水、超純水、蒸留水等を好ましく用いることができる。使用する水は、研磨用組成物に含有される他の成分の働きが阻害されることを極力回避するため、例えば遷移金属イオンの合計含有量が100ppb以下であることが好ましい。例えば、イオン交換樹脂による不純物イオンの除去、フィルタによる異物の除去、蒸留等の操作によって水の純度を高めることができる。
<Water>
As the water contained in the polishing composition disclosed herein, ion exchange water (deionized water), pure water, ultrapure water, distilled water, etc. can be preferably used. The water used preferably has a total content of transition metal ions of 100 ppb or less, for example, in order to avoid as much as possible inhibiting the functions of other components contained in the polishing composition. For example, the purity of water can be increased by removing impurity ions using an ion exchange resin, removing foreign substances using a filter, and distilling.
<その他の成分>
ここに開示される研磨用組成物は、本発明の効果が著しく妨げられない範囲で、例えば有機酸、有機酸塩、無機酸、無機酸塩、防腐剤、防カビ剤等の、研磨用組成物(典型的には、シリコンウェーハの仕上げポリシング工程に用いられる研磨用組成物)に用いられ得る公知の添加剤を、必要に応じてさらに含有してもよい。有機酸の例としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸等の脂肪酸、安息香酸、フタル酸等の芳香族カルボン酸、クエン酸、シュウ酸、酒石酸、リンゴ酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、有機スルホン酸、有機ホスホン酸等が挙げられる。有機酸塩の例としては、有機酸のアルカリ金属塩(ナトリウム塩、カリウム塩等)やアンモニウム塩等が挙げられる。無機酸の例としては、硫酸、硝酸、塩酸、炭酸等が挙げられる。無機酸塩の例としては、無機酸のアルカリ金属塩(ナトリウム塩、カリウム塩等)やアンモニウム塩が挙げられる。有機酸およびその塩、ならびに無機酸およびその塩は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることができる。防腐剤および防カビ剤の例としては、イソチアゾリン系化合物、パラオキシ安息香酸エステル類、フェノキシエタノール等が挙げられる。
<Other ingredients>
The polishing composition disclosed herein may contain polishing compositions such as organic acids, organic acid salts, inorganic acids, inorganic acid salts, preservatives, antifungal agents, etc., to the extent that the effects of the present invention are not significantly impaired. If necessary, it may further contain known additives that can be used in polishing products (typically, polishing compositions used in the final polishing process of silicon wafers). Examples of organic acids include fatty acids such as formic acid, acetic acid, and propionic acid; aromatic carboxylic acids such as benzoic acid and phthalic acid; citric acid, oxalic acid, tartaric acid, malic acid, maleic acid, fumaric acid, succinic acid; Examples include sulfonic acid and organic phosphonic acid. Examples of organic acid salts include alkali metal salts (sodium salts, potassium salts, etc.) and ammonium salts of organic acids. Examples of inorganic acids include sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, carbonic acid, and the like. Examples of inorganic acid salts include alkali metal salts (sodium salts, potassium salts, etc.) and ammonium salts of inorganic acids. Organic acids and their salts, and inorganic acids and their salts can be used singly or in combination of two or more. Examples of preservatives and antifungal agents include isothiazoline compounds, paraoxybenzoic acid esters, phenoxyethanol, and the like.
ここに開示される研磨用組成物は、酸化剤を実質的に含まないことが好ましい。研磨用組成物中に酸化剤が含まれていると、研磨対象物であるシリコンウェーハの表面が酸化されて酸化膜が生じ、これにより所要研磨時間が長くなってしまうためである。ここでいう酸化剤の具体例としては、過酸化水素(H2O2)、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム等が挙げられる。なお、研磨用組成物が酸化剤を実質的に含まないとは、少なくとも意図的には酸化剤を含有させないことをいう。したがって、原料や製法等に由来して微量(例えば、研磨用組成物中における酸化剤のモル濃度が0.0005モル/L以下、好ましくは0.0001モル/L以下、より好ましくは0.00001モル/L以下、特に好ましくは0.000001モル/L以下)の酸化剤が不可避的に含まれている研磨用組成物は、ここでいう酸化剤を実質的に含有しない研磨用組成物の概念に包含され得る。 It is preferable that the polishing composition disclosed herein does not substantially contain an oxidizing agent. This is because if the polishing composition contains an oxidizing agent, the surface of the silicon wafer to be polished will be oxidized to form an oxide film, which will lengthen the required polishing time. Specific examples of the oxidizing agent herein include hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), sodium persulfate, ammonium persulfate, sodium dichloroisocyanurate, and the like. Note that the term "the polishing composition does not substantially contain an oxidizing agent" means that the polishing composition does not contain an oxidizing agent, at least intentionally. Therefore, the molar concentration of the oxidizing agent in the polishing composition is 0.0005 mol/L or less, preferably 0.0001 mol/L or less, more preferably 0.00001 mol/L or less, depending on the raw materials, manufacturing method, etc. A polishing composition that inevitably contains an oxidizing agent of mol/L or less, particularly preferably 0.000001 mol/L or less is the concept of a polishing composition that does not substantially contain an oxidizing agent. can be included in
<pH>
ここに開示される研磨用組成物のpHは、典型的には8.0以上であり、好ましくは8.5以上、より好ましくは9.0以上である。研磨用組成物のpHが高くなると、研磨能率が向上する傾向にある。一方、砥粒(例えばシリカ粒子)の溶解を防いで機械的な研磨作用の低下を抑制する観点から、研磨用組成物のpHは、通常、12.0以下であることが適当であり、11.0以下であることが好ましく、10.8以下であることがより好ましく、10.5以下であることがさらに好ましい。
<pH>
The pH of the polishing composition disclosed herein is typically 8.0 or higher, preferably 8.5 or higher, and more preferably 9.0 or higher. As the pH of the polishing composition increases, polishing efficiency tends to improve. On the other hand, from the viewpoint of preventing dissolution of abrasive grains (for example, silica particles) and suppressing a decrease in mechanical polishing action, it is appropriate that the pH of the polishing composition is usually 12.0 or less, and 11. It is preferably at most .0, more preferably at most 10.8, even more preferably at most 10.5.
pHは、pHメーター(例えば、堀場製作所製のガラス電極式水素イオン濃度指示計(型番F-23))を使用し、標準緩衝液(フタル酸塩pH緩衝液 pH:4.01(25℃)、中性リン酸塩pH緩衝液 pH:6.86(25℃)、炭酸塩pH緩衝液 pH:10.01(25℃))を用いて3点校正した後で、ガラス電極を測定対象の組成物に入れて、2分以上経過して安定した後の値を測定することにより把握することができる。 To measure the pH, use a pH meter (for example, Horiba's glass electrode hydrogen ion concentration indicator (model number F-23)), and use a standard buffer solution (phthalate pH buffer pH: 4.01 (25°C)). , neutral phosphate pH buffer pH: 6.86 (at 25°C), and carbonate pH buffer at pH 10.01 (at 25°C)). It can be determined by adding it to the composition and measuring the value after it has stabilized for 2 minutes or more.
<研磨液>
ここに開示される研磨用組成物は、典型的には該研磨用組成物を含む研磨液の形態で研磨対象物の表面上に供給され、その研磨対象物の研磨に用いられる。上記研磨液は、例えば、ここに開示されるいずれかの研磨用組成物を希釈(典型的には、水により希釈)して調製されたものであり得る。あるいは、該研磨用組成物をそのまま研磨液として使用してもよい。すなわち、ここに開示される技術における研磨用組成物の概念には、研磨対象物に供給されて該研磨対象物の研磨に用いられる研磨液(ワーキングスラリー)と、希釈して研磨液として用いられる濃縮液(研磨液の原液)との双方が包含される。
<Polishing liquid>
The polishing composition disclosed herein is typically supplied onto the surface of a polishing object in the form of a polishing liquid containing the polishing composition, and used for polishing the polishing object. The polishing liquid may be prepared by diluting (typically diluting with water) any of the polishing compositions disclosed herein, for example. Alternatively, the polishing composition may be used as it is as a polishing liquid. That is, the concept of the polishing composition in the technology disclosed herein includes a polishing liquid (working slurry) that is supplied to an object to be polished and used for polishing the object, and a polishing liquid that is diluted and used as a polishing liquid. This includes both concentrated liquid (undiluted solution of polishing liquid) and concentrated liquid (undiluted solution of polishing liquid).
<濃縮液>
ここに開示される研磨用組成物は、研磨対象物に供給される前には濃縮された形態(すなわち、研磨液の濃縮液の形態)であってもよい。このように濃縮された形態の研磨用組成物は、製造、流通、保存等の際における利便性やコスト低減等の観点から有利である。濃縮倍率は特に限定されず、例えば、体積換算で2倍~100倍程度とすることができ、通常は5倍~50倍程度(例えば10倍~40倍程度)が適当である。
このような濃縮液は、所望のタイミングで希釈して研磨液(ワーキングスラリー)を調製し、該研磨液を研磨対象物に供給する態様で使用することができる。上記希釈は、例えば、上記濃縮液に水を加えて混合することにより行うことができる。
<Concentrated liquid>
The polishing composition disclosed herein may be in a concentrated form (that is, in the form of a concentrated polishing liquid) before being supplied to the object to be polished. The polishing composition in such a concentrated form is advantageous from the viewpoint of convenience and cost reduction during manufacturing, distribution, storage, and the like. The concentration ratio is not particularly limited, and can be, for example, about 2 times to 100 times in terms of volume, and usually about 5 times to 50 times (for example, about 10 times to 40 times) is appropriate.
Such a concentrated liquid can be diluted at a desired timing to prepare a polishing liquid (working slurry), and the polishing liquid can be used in such a manner as to be supplied to an object to be polished. The dilution can be performed, for example, by adding water to the concentrate and mixing.
上記濃縮液における砥粒の含有量は、例えば25重量%以下とすることができる。研磨用組成物の分散安定性や濾過性等の観点から、通常、上記含有量は、好ましくは20重量%以下であり、より好ましくは15重量%以下である。好ましい一態様において、砥粒の含有量を10重量%以下としてもよく、5重量%以下としてもよい。また、製造、流通、保存等の際における利便性やコスト低減等の観点から、濃縮液における砥粒の含有量は、例えば0.1重量%以上とすることができ、好ましくは0.5重量%以上、より好ましくは0.7重量%以上、さらに好ましくは1重量%以上である。 The content of abrasive grains in the concentrate can be, for example, 25% by weight or less. From the viewpoint of dispersion stability and filterability of the polishing composition, the content is usually preferably 20% by weight or less, more preferably 15% by weight or less. In one preferred embodiment, the content of abrasive grains may be 10% by weight or less, or 5% by weight or less. Further, from the viewpoint of convenience and cost reduction during manufacturing, distribution, storage, etc., the content of abrasive grains in the concentrate can be, for example, 0.1% by weight or more, preferably 0.5% by weight. % or more, more preferably 0.7% by weight or more, still more preferably 1% by weight or more.
<研磨用組成物の調製>
ここに開示される技術において使用される研磨用組成物は、一剤型であってもよく、二剤型を始めとする多剤型であってもよい。例えば、研磨用組成物の構成成分のうち少なくとも砥粒を含むパートAと、残りの成分の少なくとも一部を含むパートBとを混合し、これらを必要に応じて適切なタイミングで混合および希釈することにより研磨液が調製されるように構成されていてもよい。
<Preparation of polishing composition>
The polishing composition used in the technique disclosed herein may be of a single-component type or a multi-component type such as a two-component type. For example, part A containing at least abrasive grains among the constituent components of the polishing composition and part B containing at least a portion of the remaining components are mixed, and these are mixed and diluted at appropriate timing as necessary. The polishing liquid may be prepared by the polishing liquid.
研磨用組成物の調製方法は特に限定されない。例えば、翼式攪拌機、超音波分散機、ホモミキサー等の周知の混合装置を用いて、研磨用組成物を構成する各成分を混合するとよい。これらの成分を混合する態様は特に限定されず、例えば全成分を一度に混合してもよく、適宜設定した順序で混合してもよい。 The method for preparing the polishing composition is not particularly limited. For example, each component constituting the polishing composition may be mixed using a well-known mixing device such as a blade stirrer, an ultrasonic disperser, or a homomixer. The manner in which these components are mixed is not particularly limited, and for example, all the components may be mixed at once, or may be mixed in an appropriately set order.
<用途>
ここに開示される研磨用組成物は、単結晶シリコンからなる研磨対象物(シリコンウェーハ)の研磨に用いられ得る。研磨対象物の形状は特に制限されない。ここに開示される研磨用組成物は、例えば、板状や多面体状等の、平面を有する研磨対象物の研磨、もしくは研磨対象物の端部の研磨(例えばウェーハエッジの研磨)に好ましく適用され得る。
<Application>
The polishing composition disclosed herein can be used for polishing a polishing object (silicon wafer) made of single crystal silicon. The shape of the object to be polished is not particularly limited. The polishing composition disclosed herein is preferably applied, for example, to polishing a flat object to be polished, such as a plate or polyhedron, or to polishing an edge of the object (for example, polishing a wafer edge). obtain.
ここに開示される研磨用組成物は、研磨対象物の仕上げポリシングに好ましく使用され得る。したがって、この明細書によると、上記研磨用組成物を用いた仕上げポリシング工程を含む研磨物の製造方法(例えば、シリコンウェーハの製造方法)が提供される。なお、仕上げポリシングとは、目的物の製造プロセスにおける最後のポリシング工程(すなわち、その工程の後にはさらなるポリシングを行わない工程)を指す。ここに開示される研磨用組成物は、また、仕上げポリシングよりも上流のポリシング工程(粗研磨工程と最終研磨工程との間の予備研磨工程を指す。典型的には少なくとも1次ポリシング工程を含み、さらに2次、3次・・・等のポリシング工程を含み得る。)、例えば仕上げポリシングの直前に行われるポリシング工程に用いられてもよい。 The polishing composition disclosed herein can be preferably used for final polishing of an object to be polished. Therefore, according to this specification, a method for manufacturing a polished article (for example, a method for manufacturing a silicon wafer) including a final polishing step using the polishing composition described above is provided. Note that the final polishing refers to the final polishing step in the process of manufacturing the target product (that is, a step in which no further polishing is performed after that step). The polishing composition disclosed herein also includes a polishing step upstream of the final polishing (refers to a preliminary polishing step between the rough polishing step and the final polishing step, typically including at least a primary polishing step). , and may further include secondary, tertiary, etc. polishing steps), for example, it may be used in a polishing step performed immediately before final polishing.
ここに開示される研磨用組成物は、シリコンウェーハの研磨に特に好ましく使用され得る。例えば、シリコンウェーハの仕上げポリシングまたはそれよりも上流のポリシング工程に用いられる研磨用組成物として好適である。例えば、上流の工程によって表面粗さ0.01nm~100nmの表面状態に調製されたシリコンウェーハのポリシング(典型的には仕上げポリシングまたはその直前のポリシング)への適用が効果的である。仕上げポリシングへの適用が特に好ましい。 The polishing composition disclosed herein can be particularly preferably used for polishing silicon wafers. For example, it is suitable as a polishing composition used in final polishing of silicon wafers or in polishing steps upstream therefrom. For example, it is effective to apply it to polishing (typically final polishing or polishing immediately before polishing) of a silicon wafer whose surface has been prepared to have a surface roughness of 0.01 nm to 100 nm by an upstream process. Application to finishing polishing is particularly preferred.
<研磨>
ここに開示される研磨用組成物は、例えば以下の操作を含む態様で、研磨対象物の研磨に使用することができる。以下、ここに開示される研磨用組成物を用いて研磨対象物としてのシリコンウェーハを研磨する方法の好適な一態様につき説明する。
すなわち、ここに開示されるいずれかの研磨用組成物を含む研磨液を用意する。上記研磨液を用意することには、研磨用組成物に濃度調整(例えば希釈)、pH調整等の操作を加えて研磨液を調製することが含まれ得る。あるいは、研磨用組成物をそのまま研磨液として使用してもよい。
<Polishing>
The polishing composition disclosed herein can be used for polishing an object to be polished, for example, in a mode including the following operations. Hereinafter, one preferred embodiment of a method for polishing a silicon wafer as an object to be polished using the polishing composition disclosed herein will be described.
That is, a polishing liquid containing one of the polishing compositions disclosed herein is prepared. Preparing the polishing liquid may include preparing the polishing liquid by subjecting the polishing composition to operations such as concentration adjustment (for example, dilution) and pH adjustment. Alternatively, the polishing composition may be used as it is as a polishing liquid.
次いで、その研磨液を研磨対象物に供給し、常法により研磨する。例えば、シリコンウェーハの仕上げ研磨を行う場合、典型的には、ラッピング工程を経たシリコンウェーハを一般的な研磨装置にセットし、該研磨装置の研磨パッドを通じて上記シリコンウェーハの研磨対象面に研磨液を供給する。典型的には、上記研磨液を連続的に供給しつつ、シリコンウェーハの研磨対象面に研磨パッドを押しつけて両者を相対的に移動(例えば回転移動)させる。かかる研磨工程を経て研磨対象物の研磨が完了する。 Next, the polishing liquid is supplied to the object to be polished, and the object is polished by a conventional method. For example, when final polishing a silicon wafer, typically the silicon wafer that has undergone the lapping process is set in a general polishing device, and a polishing liquid is applied to the surface to be polished of the silicon wafer through the polishing pad of the polishing device. supply Typically, while continuously supplying the polishing liquid, a polishing pad is pressed against the surface of the silicon wafer to be polished, and the two are moved relative to each other (for example, rotated). After this polishing step, polishing of the object to be polished is completed.
上記研磨工程に使用される研磨パッドは、特に限定されない。例えば、発泡ポリウレタンタイプ、不織布タイプ、スウェードタイプ等の研磨パッドを用いることができる。各研磨パッドは、砥粒を含んでもよく、砥粒を含まなくてもよい。通常は、砥粒を含まない研磨パッドが好ましく用いられる。 The polishing pad used in the polishing step is not particularly limited. For example, a polishing pad of foamed polyurethane type, nonwoven fabric type, suede type, etc. can be used. Each polishing pad may contain abrasive grains or may not contain abrasive grains. Usually, a polishing pad that does not contain abrasive grains is preferably used.
ここに開示される研磨用組成物を用いて研磨された研磨対象物は、典型的には洗浄される。洗浄は、適当な洗浄液を用いて行うことができる。使用する洗浄液は特に限定されず、例えば、半導体等の分野において一般的なSC-1洗浄液(水酸化アンモニウム(NH4OH)と過酸化水素(H2O2)と水(H2O)との混合液)、SC-2洗浄液(HClとH2O2とH2Oとの混合液)等を用いることができる。洗浄液の温度は、例えば室温(典型的には約15℃~25℃)以上、約90℃程度までの範囲とすることができる。洗浄効果を向上させる観点から、50℃~85℃程度の洗浄液を好ましく使用し得る。 A polishing object polished using the polishing composition disclosed herein is typically cleaned. Cleaning can be performed using a suitable cleaning solution. The cleaning solution used is not particularly limited, and for example, SC-1 cleaning solution (ammonium hydroxide (NH 4 OH), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), and water (H 2 O), which is common in the field of semiconductors, etc.) is used. A mixed solution of HCl, H 2 O 2 and H 2 O), an SC-2 cleaning solution (a mixed solution of HCl, H 2 O 2 and H 2 O), etc. can be used. The temperature of the cleaning liquid can range from, for example, room temperature (typically about 15°C to 25°C) to about 90°C. From the viewpoint of improving the cleaning effect, a cleaning solution having a temperature of about 50° C. to 85° C. can be preferably used.
以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる実施例に示すものに限定することを意図したものではない。なお、以下の説明において「部」および「%」は、特に断りがない限り重量基準である。 Hereinafter, some examples relating to the present invention will be described, but the present invention is not intended to be limited to what is shown in these examples. In the following description, "parts" and "%" are based on weight unless otherwise specified.
<研磨用組成物の調製>
(実施例1~9および比較例1~3)
砥粒、水溶性高分子、塩基性化合物、界面活性剤および脱イオン水を混合して、各例に係る研磨用組成物を調製した。砥粒としてはコロイダルシリカ(平均一次粒径:25nm)を使用し、その含有量を0.175%とした。水溶性高分子としては、重量平均分子量が約350,000の、表1に示す量のポリアクリロイルモルホリン(以下「PACMO」と表記)を使用した。さらに水溶性高分子としては、重量平均分子量が約70,000、けん化度が98%以上の、表1に示す量のポリビニルアルコール(非変性PVA)を使用した。塩基性化合物としてはアンモニアを使用し、その含有量を0.005%とした。界面活性剤としては、エチレンオキサイド付加モル数5のポリオキシエチレンデシルエーテル(C10EO5)を使用し、その含有量を0.00015%とした。
<Preparation of polishing composition>
(Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3)
Polishing compositions according to each example were prepared by mixing abrasive grains, water-soluble polymers, basic compounds, surfactants, and deionized water. Colloidal silica (average primary particle size: 25 nm) was used as the abrasive grain, and its content was 0.175%. As the water-soluble polymer, polyacryloylmorpholine (hereinafter referred to as "PACMO") having a weight average molecular weight of about 350,000 and an amount shown in Table 1 was used. Further, as the water-soluble polymer, polyvinyl alcohol (unmodified PVA) having a weight average molecular weight of about 70,000 and a degree of saponification of 98% or more was used as shown in Table 1. Ammonia was used as the basic compound, and its content was 0.005%. As the surfactant, polyoxyethylene decyl ether (C10EO5) with an added mole of ethylene oxide of 5 was used, and its content was 0.00015%.
(比較例4~5)
水溶性高分子として、PACMOを使用しなかったことと、表1に示す量のポリビニルアルコールを使用したこと以外は実施例1と同様にして、本例に係る研磨用組成物を調製した。
(Comparative Examples 4-5)
A polishing composition according to this example was prepared in the same manner as in Example 1, except that PACMO was not used as the water-soluble polymer and polyvinyl alcohol was used in the amount shown in Table 1.
(比較例6~7)
水溶性高分子として、表1に示す量のPACMOを使用したことと、ポリビニルアルコールを使用しなかったこと以外は実施例1と同様にして、本例に係る研磨用組成物を調製した。
(Comparative Examples 6-7)
A polishing composition according to this example was prepared in the same manner as in Example 1, except that PACMO in the amount shown in Table 1 was used as the water-soluble polymer and polyvinyl alcohol was not used.
<シリコンウェーハの研磨>
研磨対象物として、ラッピングおよびエッチングを終えた直径200mmの市販シリコン単結晶ウェーハ(伝導型:P型、結晶方位:<100>、COP(Crystal Originated Particle:結晶欠陥)フリー)を下記の研磨条件1により予備ポリシングしたシリコンウェーハを用意した。予備ポリシングは、脱イオン水中に砥粒(平均一次粒子径が35nmのコロイダルシリカ)1.0%および水酸化カリウム0.068%を含む研磨液を使用して行った。
<Polishing of silicon wafer>
As a polishing target, a commercially available silicon single crystal wafer (conductivity type: P type, crystal orientation: <100>, COP (Crystal Originated Particle: crystal defect) free) with a diameter of 200 mm that had been lapped and etched was subjected to the following polishing conditions 1. A silicon wafer that had been pre-polished was prepared. Preliminary polishing was performed using a polishing solution containing 1.0% abrasive grains (colloidal silica with an average primary particle size of 35 nm) and 0.068% potassium hydroxide in deionized water.
[研磨条件1]
研磨装置:株式会社岡本工作機械製作所製の枚葉研磨装置 型式「PNX-322」
研磨荷重:15kPa
定盤の回転速度:30rpm
ヘッド(キャリア)の回転速度:30rpm
研磨パッド:フジボウ愛媛株式会社製 製品名「FP55」
予備研磨液の供給レート:550mL/min
予備研磨液の温度:20℃
定盤冷却水の温度:20℃
研磨時間:3min
[Polishing conditions 1]
Polishing device: Single-fed polishing device model “PNX-322” manufactured by Okamoto Machine Tools Co., Ltd.
Polishing load: 15kPa
Rotation speed of surface plate: 30 rpm
Head (carrier) rotation speed: 30 rpm
Polishing pad: Manufactured by Fujibo Ehime Co., Ltd. Product name: “FP55”
Supply rate of preliminary polishing liquid: 550mL/min
Temperature of preliminary polishing liquid: 20℃
Surface plate cooling water temperature: 20℃
Polishing time: 3min
上記で調製した各例に係る研磨用組成物を研磨液として使用し、上記予備ポリシング後のシリコンウェーハを下記の研磨条件2により研磨した。 Using the polishing composition according to each example prepared above as a polishing liquid, the silicon wafer after the preliminary polishing was polished under the following polishing conditions 2.
[研磨条件2]
研磨装置:株式会社岡本工作機械製作所製の枚葉研磨装置 型式「PNX-322」
研磨荷重:15kPa
定盤の回転速度:30rpm
ヘッド(キャリア)の回転速度:30rpm
研磨パッド:フジボウ愛媛株式会社製 製品名「POLYPAS27NX」
研磨液の供給レート:400mL/min
研磨液の温度:20℃
定盤冷却水の温度:20℃
研磨時間:4min
[Polishing conditions 2]
Polishing device: Single-fed polishing device model “PNX-322” manufactured by Okamoto Machine Tools Co., Ltd.
Polishing load: 15kPa
Rotation speed of surface plate: 30 rpm
Head (carrier) rotation speed: 30 rpm
Polishing pad: Manufactured by Fujibo Ehime Co., Ltd. Product name: “POLYPAS27NX”
Polishing liquid supply rate: 400mL/min
Polishing liquid temperature: 20℃
Surface plate cooling water temperature: 20℃
Polishing time: 4min
研磨後のシリコンウェーハを研磨装置から取り外し、NH4OH(29%):H2O2(31%):脱イオン水(DIW)=1:1:12(体積比)の洗浄液を用いて洗浄した(SC-1洗浄)。具体的には、第1および第2の2つの洗浄槽を用意し、それらの洗浄槽の各々に上記洗浄液を収容して60℃に保持した。研磨後のシリコンウェーハを第1の洗浄槽に5分浸漬し、その後超純水に浸漬して超音波を付与するリンス槽を経て、第2の洗浄槽に5分浸漬した後、超純水に浸漬して超音波を付与するリンス槽を経て、スピンドライヤーを用いて乾燥させた。 The silicon wafer after polishing was removed from the polishing equipment and cleaned using a cleaning solution of NH 4 OH (29%): H 2 O 2 (31%): deionized water (DIW) = 1:1:12 (volume ratio). (SC-1 wash). Specifically, two cleaning tanks, a first and a second, were prepared, and the cleaning liquid was stored in each of the cleaning tanks and maintained at 60°C. The polished silicon wafer is immersed in a first cleaning tank for 5 minutes, then immersed in ultrapure water and passed through a rinsing tank where ultrasonic waves are applied, then immersed in a second cleaning tank for 5 minutes, and then immersed in ultrapure water. After passing through a rinsing tank in which the sample was immersed in water and subjected to ultrasonic waves, it was dried using a spin dryer.
<ヘイズ測定>
洗浄後のシリコンウェーハ表面につき、ケーエルエー・テンコール社製のウェーハ検査装置、商品名「Surfscan SP2XP」を用いて、DWOモードでヘイズ(ppm)を測定した。得られた結果を、比較例4についてのヘイズ値を100%とする相対値(ヘイズ比)に換算して表1に示した。ヘイズ比が100%未満であれば、へイズ改善効果が有意に確認できるといえ、ヘイズ比の値が小さいほど、ヘイズ改善効果が高いことを示している。
<Haze measurement>
The haze (ppm) of the cleaned silicon wafer surface was measured in DWO mode using a wafer inspection device manufactured by KLA-Tencor, trade name "Surfscan SP2 XP ". The obtained results are shown in Table 1 in terms of relative values (haze ratio) with the haze value of Comparative Example 4 as 100%. If the haze ratio is less than 100%, it can be said that the haze improving effect can be significantly confirmed, and the smaller the value of the haze ratio, the higher the haze improving effect.
表1に示すように、PACMOの含有量WAとポリビニルアルコールの含有量WBとの関係が式:WA/(WA+WB)>0.900;を満たすようにPACMOとポリビニルアルコールを組み合わせて使用した実施例1~9の研磨用組成物は、式:WA/(WA+WB)≦0.900;を満たす比較例1~3の研磨用組成物に比べて、高いヘイズの改善効果を示した。また、実施例1~9の研磨用組成物は、水溶性高分子としてポリビニルアルコールのみを使用した比較例4及び5の研磨用組成物や、PACMOのみを使用した比較例6および7の研磨用組成物と比較して、高いヘイズの改善効果を示した。 As shown in Table 1, PACMO and polyvinyl alcohol were adjusted so that the relationship between the content W A of PACMO and the content W B of polyvinyl alcohol satisfied the formula: W A /(W A + W B )>0.900; The polishing compositions of Examples 1 to 9 used in combination have higher haze than the polishing compositions of Comparative Examples 1 to 3 that satisfy the formula: W A /(W A + W B )≦0.900; showed an improvement effect. In addition, the polishing compositions of Examples 1 to 9 are the polishing compositions of Comparative Examples 4 and 5 using only polyvinyl alcohol as the water-soluble polymer, and the polishing compositions of Comparative Examples 6 and 7 using only PACMO. It showed a high haze improvement effect compared to the composition.
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely illustrative and do not limit the scope of the claims. The techniques described in the claims include various modifications and changes to the specific examples illustrated above.
Claims (7)
前記水溶性高分子として、N-(メタ)アクリロイルモルホリンに由来する構造単位を有する水溶性高分子およびビニルアルコール系ポリマーを含み、
前記N-(メタ)アクリロイルモルホリンに由来する構造単位を有する水溶性高分子の含有量WA(重量基準の含有量)と前記ビニルアルコール系ポリマーの含有量WB(重量基準の含有量)との関係が次式:
0.980≧WA/(WA+WB)≧0.910;
を満たす、シリコンウェーハ研磨用組成物。 Contains abrasive grains, a water-soluble polymer, a basic compound, and water,
The water-soluble polymer includes a water-soluble polymer and a vinyl alcohol-based polymer having a structural unit derived from N-(meth)acryloylmorpholine,
The content W A of the water-soluble polymer having a structural unit derived from N-(meth)acryloylmorpholine (content on a weight basis), the content W B (content on a weight basis) of the vinyl alcohol-based polymer, and The relationship is as follows:
0.980≧ WA /( WA + WB ) ≧0.910 ;
A silicon wafer polishing composition that satisfies the following requirements.
Priority Applications (1)
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