JP2012216723A - Polishing composition - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing composition which is capable of reducing LPDs and surface roughness.SOLUTION: The polishing composition contains at least one water-soluble polymer represented by general formula (1) and alkali. For example, the water-soluble polymer comprises modified PVA.

Description

この発明は、研磨用組成物に関するものである。   The present invention relates to a polishing composition.

CMP(Chemical Mechanical Polishing)によるシリコンウェーハの研磨は、3段階または4段階の多段階の研磨を行なうことで高精度の平坦化を実現している。第1段階および第2段階でそれぞれ行なう1次研磨および2次研磨は、表面平滑化を主な目的とし、高い研磨速度が求められる。   Polishing of a silicon wafer by CMP (Chemical Mechanical Polishing) realizes high-precision flattening by performing three-stage or four-stage multi-stage polishing. The primary polishing and secondary polishing performed in the first stage and the second stage, respectively, mainly aim at surface smoothing, and a high polishing rate is required.

高い研磨速度を実現するために、砥粒の形状や大きさ、または添加量を変化させたり、塩基性化合物を添加するなどしている。特許文献1に記載された研磨剤は、コロイダルシリカの形状と比表面積とを最適化することにより研磨速度を向上させている。   In order to achieve a high polishing rate, the shape and size of the abrasive grains, or the amount added is changed, or a basic compound is added. The abrasive described in Patent Document 1 improves the polishing rate by optimizing the shape and specific surface area of colloidal silica.

また、研磨速度の向上だけでなく、研磨後のウェーハの表面粗さも小さくすることが要求されており、例えば、界面活性剤や有機化合物等を添加して表面粗さを改善している。特許文献2に記載された研磨用組成物は、研磨剤と、添加剤としてアルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ金属の炭酸水素塩、第四級アンモニウム塩、過酸化物、ペルオキソ酸化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種類の化合物を含み、これによって平滑な研磨表面を形成することができ、研磨速度を高くすることができる。   Further, it is required not only to improve the polishing rate but also to reduce the surface roughness of the polished wafer. For example, a surface active agent or an organic compound is added to improve the surface roughness. The polishing composition described in Patent Document 2 includes an abrasive and an alkali metal hydroxide, an alkali metal carbonate, an alkali metal hydrogencarbonate, a quaternary ammonium salt, a peroxide as an additive, It contains at least one compound selected from the group consisting of peroxo acid compounds, whereby a smooth polished surface can be formed and the polishing rate can be increased.

ウェーハの高精度な平坦化を実現するために、多段階の研磨が一般的に行なわれるにつれて、第3段階または第4段階の最終段階に行なう仕上げ研磨と、2次研磨との違いが曖昧となり、2次研磨においても、仕上げ研磨に類似の研磨特性が要求されるようになっている。   As multi-level polishing is generally performed in order to realize high-precision planarization of the wafer, the difference between the final polishing performed in the final stage of the third stage or the fourth stage and the secondary polishing becomes ambiguous. Also in secondary polishing, polishing characteristics similar to finish polishing are required.

そして、最終段階の研磨工程で使用するスラリーには、一般的に、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)およびポリビニルアルコール等の水溶性高分子が用いられている。   In addition, water-soluble polymers such as hydroxyethyl cellulose (HEC) and polyvinyl alcohol are generally used for the slurry used in the final polishing step.

特開2004−140394号公報JP 2004-140394 A 特開2001−3036号公報JP 2001-3036 A

しかし、HECまたはポリビニルアルコールが用いられた場合、LPD(Light Point Defect)の低減効果が小さく、表面粗さを低減する効果も小さいという問題がある。   However, when HEC or polyvinyl alcohol is used, there is a problem that the effect of reducing the light point defect (LPD) is small and the effect of reducing the surface roughness is also small.

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、LPDおよび表面粗さを低減可能な研磨用組成物を提供することである。   Therefore, the present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to provide a polishing composition capable of reducing LPD and surface roughness.

この発明の実施の形態によれば、研磨用組成物は、下記一般式(1)で表される1,2−ジオール構造単位を有するビニルアルコール系樹脂から選ばれた少なくとも1種類の水溶性高分子と、アルカリとを含む。   According to the embodiment of the present invention, the polishing composition has at least one water-soluble high-performance compound selected from vinyl alcohol-based resins having a 1,2-diol structural unit represented by the following general formula (1). Includes molecules and alkali.

Figure 2012216723
Figure 2012216723

この発明の実施の形態によれば、研磨用組成物は、上記式(1)で表される1,2−ジオール構造単位を有するビニルアルコール系樹脂から選ばれた少なくとも1種類の水溶性高分子と、アルカリとを含むので、水溶性高分子とアルカリとの反応性が低くなり、凝集物が生じ難い。また、水溶性高分子は、シリコンウェーハとの濡れ性が良いので、シリコンウェーハの研磨面を保護する。その結果、凝集物によるシリコンウェーハの研磨面へのダメージが低減される。   According to an embodiment of the present invention, the polishing composition is at least one water-soluble polymer selected from vinyl alcohol resins having a 1,2-diol structural unit represented by the above formula (1). And an alkali, the reactivity between the water-soluble polymer and the alkali is lowered, and aggregates are hardly generated. In addition, since the water-soluble polymer has good wettability with the silicon wafer, it protects the polished surface of the silicon wafer. As a result, damage to the polished surface of the silicon wafer due to aggregates is reduced.

従って、研磨後のシリコンウェーハのLPDおよび表面粗さを低減できる。   Therefore, LPD and surface roughness of the polished silicon wafer can be reduced.

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。   Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

この発明の実施の形態による研磨用組成物COMP1は、下記一般式(1)で表される1,2−ジオール構造単位を有するビニルアルコール系樹脂から選ばれた少なくとも1種類の水溶性高分子と、砥粒と、アルカリとを含む。   Polishing composition COMP1 according to an embodiment of the present invention includes at least one water-soluble polymer selected from vinyl alcohol-based resins having a 1,2-diol structural unit represented by the following general formula (1): , Containing abrasive grains and alkali.

Figure 2012216723
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そして、研磨用組成物COMP1は、シリコンの研磨に用いられる。   The polishing composition COMP1 is used for polishing silicon.

水溶性高分子は、例えば、変成PVA(ポリビニルアルコール)からなる。   The water-soluble polymer is made of, for example, modified PVA (polyvinyl alcohol).

砥粒としては、この分野で常用されるものを使用でき、例えば、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカ、コロイダルアルミナ、ヒュームドアルミナおよびセリアなどが挙げられ、コロイダルシリカまたはヒュームドシリカが特に好ましい。   As the abrasive grains, those commonly used in this field can be used, and examples thereof include colloidal silica, fumed silica, colloidal alumina, fumed alumina, and ceria, and colloidal silica or fumed silica is particularly preferable.

アルカリは、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、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、アンモニア、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、および水酸化テトラメチルアンモニウムの1種または2種からなる。   The alkali consists of one or two of potassium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydrogen carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, sodium carbonate, ammonia, ammonium hydrogen carbonate, ammonium carbonate, and tetramethyl ammonium hydroxide.

研磨用組成物COMP1は、上記式(1)で表される1,2−ジオール構造単位を有するビニルアルコール系樹脂から選ばれた少なくとも1種類の水溶性高分子、砥粒およびアルカリを適宜混合して水を加えることによって作製される。また、研磨用組成物COMP1は、上記式(1)で表される1,2−ジオール構造単位を有するビニルアルコール系樹脂から選ばれた少なくとも1種類の水溶性高分子、砥粒およびアルカリを、順次、水に混合することによって作製される。そして、これらの成分を混合する手段としては、モノジナイザー、および超音波等、研磨用組成物の技術分野において常用される手段が用いられる。   The polishing composition COMP1 is prepared by appropriately mixing at least one water-soluble polymer selected from vinyl alcohol resins having a 1,2-diol structural unit represented by the above formula (1), abrasive grains, and alkali. It is made by adding water. Polishing composition COMP1 contains at least one water-soluble polymer, abrasive grains and alkali selected from vinyl alcohol-based resins having a 1,2-diol structural unit represented by the above formula (1). It is made by mixing with water sequentially. As means for mixing these components, means commonly used in the technical field of polishing compositions such as a monogenizer and ultrasonic waves are used.

研磨用組成物COMP1は、アルカリを含む結果、pHが10〜11の範囲に設定される。   Polishing composition COMP1 is set to the range of pH 10-11 as a result of containing an alkali.

この発明の実施の形態においては、研磨用組成物COMP1は、キレート剤を更に含んでいてもよい。   In the embodiment of the present invention, the polishing composition COMP1 may further contain a chelating agent.

キレート剤は、エチレンジアミン四酢酸(EDTA: Ethylene Diamine Tetraacetic Acid)、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチレンジアミン三酢酸(HEDTA: Hydroxyethyl Ethylene Diamine Triacetic Acid)、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン5酢酸(DTPA: Diethylene Triamine Pentaacetic Acid)、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、トリエチレンテトラミン六酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸(NTA: Nitrilo Triacetic Acid)、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸アンモニウム、トリエチレントリアミン5酢酸(TTHA: Triethylene Triamine Pentaacetic Acid)、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸(HIDA: Hydroxyethyl Imino Diacetic Acid)、ジヒドロキシエチルグリセリン(DHEG: Dihydroxy Ethyl Glycine)、エチレングリコールビス2アミノエチルエーテル四酢酸(EGTA: Ethylene Glycol bis(2-aminoethylether) Tetraacetic Acid)、および1,2−シクロヘキサンジアミン四酢酸(CDTA:1,2-Cyclohezane Diamine Tetraacetic Acid)等からなる。   The chelating agent is ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), sodium ethylenediaminetetraacetate, hydroxyethylenediamine triacetic acid (HEDTA), sodium hydroxyethylethylenediamine triacetate, diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA). Pentaacetic Acid), sodium diethylenetriaminepentaacetate, triethylenetetraminehexaacetic acid, sodium triethylenetetraminehexaacetate, nitrilotriacetic acid (NTA), sodium nitrilotriacetate, ammonium nitrilotriacetate, triethylenetriaminepentaacetic acid (TTHA) : Triethylene Triamine Pentaacetic Acid), Hydroxyethyl Imino Diacetic Acid (HIDA), Dihydroxy Ethyl Glycine (DHEG), Ethylene Glycol bis 2-aminoethyl ether tetraacetic acid (EGTA: Ethylene Glycol bis (2-aminoethylether) Tetraacetic Acid), and 1,2-cyclohexanediamine tetraacetic acid: consists (CDTA 1,2-Cyclohezane Diamine Tetraacetic Acid), and the like.

また、有機ホスホン酸系キレート剤には、2−アミノエチルホスホン酸、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、アミノトリ(メチレンホスホン酸)、エチレンジアミンテトラキス(メチレンホスホン酸)、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)、エタン−1,1,−ジホスホン酸、エタン−1,1,2−トリホスホン酸、エタン−1−ヒドロキシ−1,1−ジホスホン酸、エタン−1−ヒドロキシ−1,1,2−トリホスホン酸、エタン−1,2−ジカルボキシ−1,2−ジホスホン酸、メタンヒドロキシホスホン酸、2−ホスホノブタン−1,2−ジカルボン酸、1−ホスホノブタン−2,3,4−トリカルボン酸、α−メチルホスホノコハク酸などが含まれる。   Organic phosphonic acid chelating agents include 2-aminoethylphosphonic acid, 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, aminotri (methylenephosphonic acid), ethylenediaminetetrakis (methylenephosphonic acid), diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic). Acid), ethane-1,1, -diphosphonic acid, ethane-1,1,2-triphosphonic acid, ethane-1-hydroxy-1,1-diphosphonic acid, ethane-1-hydroxy-1,1,2-triphosphonic acid Acid, ethane-1,2-dicarboxy-1,2-diphosphonic acid, methanehydroxyphosphonic acid, 2-phosphonobutane-1,2-dicarboxylic acid, 1-phosphonobutane-2,3,4-tricarboxylic acid, α-methyl Examples include phosphonosuccinic acid.

更に、酸性のキレート剤としては、カルボン酸塩、スルホン酸塩、酸性リン酸エステル塩、ホスホン酸塩、無機酸塩、アルキルアミンのエチレンオキサイド付加物、多価アルコール部分エステル、カルボン酸アミド等が挙げられる。   Further, as the acidic chelating agent, carboxylate, sulfonate, acidic phosphate ester salt, phosphonate, inorganic acid salt, alkylamine ethylene oxide adduct, polyhydric alcohol partial ester, carboxylic acid amide, etc. Can be mentioned.

カルボン酸塩のカルボン酸としては、例えば、ヘキサン酸、オクタン酸、2−エチルヘキサン酸、ノナン酸、イソノナン酸、デカン酸、ラウリン酸、イソデカン酸、ドデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、ウンデセン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキン酸、ベヘン酸、12−ヒドロキシステアリン酸、リシノール酸等の脂肪族一塩基酸;マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、ブラシル酸、アルケニルコハク酸等の脂肪族二塩基酸;サリチル酸、アルキルサリチル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘミメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、ナフタレンカルボン酸等の芳香族カルボン酸;ダイマー酸、トリマー酸、ナフテン酸、9(又は10)−(4−ヒドロキシフェニル)オクタデカン酸等が挙げられる。   Examples of the carboxylic acid of the carboxylate include hexanoic acid, octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, nonanoic acid, isononanoic acid, decanoic acid, lauric acid, isodecanoic acid, dodecanoic acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, Aliphatic monobasic acids such as isostearic acid, undecenoic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, arachidic acid, behenic acid, 12-hydroxystearic acid, ricinoleic acid; malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelin Aliphatic dibasic acids such as acid, peric acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, brassic acid, alkenyl succinic acid; salicylic acid, alkylsalicylic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, hemimellitic acid, trimellitic acid , Trimesic acid, pyromellitic acid, naphthalenecarboxylic acid, etc. Aromatic carboxylic acids; dimer acids, trimer acids, naphthenic acid, 9 (or 10) - (4-hydroxyphenyl) etc. octadecanoic acid.

スルホン酸塩のスルホン酸としては、例えば、石油スルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、α−オレフィンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸等が挙げられる。   Examples of the sulfonic acid of the sulfonate include petroleum sulfonic acid, alkylbenzene sulfonic acid, α-olefin sulfonic acid, naphthalene sulfonic acid and the like.

酸性リン酸エステル塩の酸性リン酸エステルとしては、例えば、オクタノールの(モノ又はジ)リン酸エステル、ラウリルアルコールの(モノ又はジ)リン酸エステル、オレイルアルコールの(モノ又はジ)リン酸エステル、ブチルアルコールエトキシレートの(モノ又はジ)リン酸エステル、オレイルアルコールエトキシレートの(モノ又はジ)リン酸エステル等が挙げられる。   Examples of the acidic phosphate ester of the acidic phosphate salt include (mono or di) phosphate ester of octanol, (mono or di) phosphate ester of lauryl alcohol, (mono or di) phosphate ester of oleyl alcohol, Examples thereof include (mono or di) phosphate ester of butyl alcohol ethoxylate, (mono or di) phosphate ester of oleyl alcohol ethoxylate, and the like.

ホスホン酸塩のホスホン酸としては、例えば、アミノトリメチレンホスホン酸、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸等が挙げられる。また、無機酸としては、例えば、(ポリ)リン酸、ケイ酸、ホウ酸等が挙げられる。   Examples of the phosphonic acid of the phosphonate include aminotrimethylene phosphonic acid and 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid. Examples of the inorganic acid include (poly) phosphoric acid, silicic acid, boric acid and the like.

更に、キレート剤は、上述したものの置換体および誘導体からなる群から選択される少なくとも1種類の化合物からなる。   Further, the chelating agent is composed of at least one compound selected from the group consisting of the above-described substituents and derivatives.

そして、キレート剤は、研磨対象物であるシリコンウェーハが金属に汚染されるのを防止する。   The chelating agent prevents the silicon wafer, which is an object to be polished, from being contaminated with metal.

更に、この発明の実施の形態においては、研磨用組成物COMP1は、非イオン性界面活性剤を更に含んでいてもよい。   Furthermore, in the embodiment of the present invention, the polishing composition COMP1 may further contain a nonionic surfactant.

非イオン性界面活性剤は、例えば、N,N,N’,N’−テトラキス(ポリオキシエチレン)(ポリオキシプロピレン)エチレンジアミンからなる。   A nonionic surfactant consists of N, N, N ', N'-tetrakis (polyoxyethylene) (polyoxypropylene) ethylenediamine, for example.

また、この発明の実施の形態による研磨用組成物は、研磨用組成物COMP2であってもよい。   Further, the polishing composition according to the embodiment of the present invention may be the polishing composition COMP2.

研磨用組成物COMP2は、研磨用組成物COMP1から砥粒を削除したものである。   Polishing composition COMP2 removes abrasive grains from polishing composition COMP1.

研磨用組成物COMP2は、上記式(1)で表される1,2−ジオール構造単位を有するビニルアルコール系樹脂から選ばれた少なくとも1種類の水溶性高分子およびアルカリを適宜混合して水を加えることによって作製される。また、研磨用組成物COMP2は、上記式(1)で表される1,2−ジオール構造単位を有するビニルアルコール系樹脂から選ばれた少なくとも1種類の水溶性高分子およびアルカリを、順次、水に混合することによって作製される。そして、これらの成分を混合する手段としては、モノジナイザー、および超音波等、研磨用組成物の技術分野において常用される手段が用いられる。   Polishing composition COMP2 is prepared by appropriately mixing water with at least one water-soluble polymer selected from vinyl alcohol resins having a 1,2-diol structural unit represented by the above formula (1) and an alkali. Made by adding. In addition, the polishing composition COMP2 contains at least one water-soluble polymer selected from a vinyl alcohol resin having a 1,2-diol structural unit represented by the above formula (1) and an alkali in order. It is produced by mixing. As means for mixing these components, means commonly used in the technical field of polishing compositions such as a monogenizer and ultrasonic waves are used.

研磨用組成物COMP2は、アルカリを含む結果、pHが10〜11の範囲に設定される。   Polishing composition COMP2 is set to the range of pH 10-11 as a result of containing an alkali.

この発明の実施の形態においては、研磨用組成物COMP2は、上述したキレート剤を更に含んでいてもよい。   In the embodiment of the present invention, the polishing composition COMP2 may further contain the above-described chelating agent.

また、この発明の実施の形態においては、研磨用組成物COMP2は、非イオン性界面活性剤を更に含んでいてもよい。   Moreover, in embodiment of this invention, polishing composition COMP2 may further contain the nonionic surfactant.

非イオン性界面活性剤は、例えば、N,N,N’,N’−テトラキス(ポリオキシエチレン)(ポリオキシプロピレン)エチレンジアミンからなる。   A nonionic surfactant consists of N, N, N ', N'-tetrakis (polyoxyethylene) (polyoxypropylene) ethylenediamine, for example.

以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail using examples.

実施例1〜3および比較例1〜5における研磨用組成物の成分を表1に示す。   The components of the polishing composition in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 are shown in Table 1.

Figure 2012216723
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実施例1の研磨用組成物Sample1は、95.42重量%の水と、3.0重量%のコロイダルシリカ(砥粒)と、1.0重量%のKCOと、0.5重量%のKOHと、0.03重量%のG−Polymer(OKS−1028(重合度:600):水溶性高分子)と、0.05重量%のジエチレントリアミン5酢酸(DTPA:キレート剤)とを含む。 The polishing composition Sample 1 of Example 1 was 95.42% by weight water, 3.0% by weight colloidal silica (abrasive grains), 1.0% by weight K 2 CO 3 , and 0.5% by weight. % KOH, 0.03% by weight G-Polymer (OKS-1028 (degree of polymerization: 600): water-soluble polymer) and 0.05% by weight diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA: chelating agent) .

ここで、G−Polymerは、変成PVAの具体例であり、日本合成化学工業社の製品である。また、OKS−1028は、G−Polymerの製品型番である。従って、この明細書においては、表記“G−Polymer(AAAAAAAA(重合度:BBB))”のG−Polymerは、変成PVAの具体例としての日本合成化学工業社の製品を表し、AAAAAAAAは、G−Polymerの製品型番を表す(以下、同じ。)
実施例2の研磨用組成物Sample2は、実施例1の研磨用組成物Sample1の水溶性高分子を0.03重量%のG−Polymer(OKS−8049(重合度:450))に代えたものである。
Here, G-Polymer is a specific example of the modified PVA and is a product of Nippon Synthetic Chemical Industry. OKS-1028 is a product model number of G-Polymer. Therefore, in this specification, G-Polymer of the notation “G-Polymer (AAAAAAAA (degree of polymerization: BBB))” represents a product of Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. as a specific example of the modified PVA, and AAAAAAAAA is G -Represents the product model number of Polymer (the same applies hereinafter).
The polishing composition Sample 2 of Example 2 was obtained by replacing the water-soluble polymer of the polishing composition Sample 1 of Example 1 with 0.03% by weight of G-Polymer (OKS-8049 (degree of polymerization: 450)). It is.

実施例3の研磨用組成物Sample3は、実施例1の研磨用組成物Sample1の水溶性高分子を0.03重量%のG−Polymer(AZF8035W(重合度:300))に代えたものである。   The polishing composition Sample 3 of Example 3 is obtained by replacing the water-soluble polymer of the polishing composition Sample 1 of Example 1 with 0.03% by weight of G-Polymer (AZF8035W (degree of polymerization: 300)). .

比較例1の研磨用組成物Sample_CP1は、実施例1の研磨用組成物Sample1の水溶性高分子を0.03重量%のG−Polymer(OKS−1009(重合度:1200))に代えたものである。   The polishing composition Sample_CP1 of Comparative Example 1 was obtained by replacing the water-soluble polymer of the polishing composition Sample 1 of Example 1 with 0.03% by weight of G-Polymer (OKS-1009 (degree of polymerization: 1200)). It is.

比較例2の研磨用組成物Sample_CP2は、実施例1の研磨用組成物Sample1の水溶性高分子を0.03重量%のポリビニルアルコール(PVA(重合度:500))に代えたものである。   Polishing composition Sample_CP2 of Comparative Example 2 is obtained by replacing the water-soluble polymer of the polishing composition Sample 1 of Example 1 with 0.03% by weight of polyvinyl alcohol (PVA (degree of polymerization: 500)).

比較例3の研磨用組成物Sample_CP3は、実施例1の研磨用組成物Sample1の水溶性高分子を0.03重量%のポリビニルアルコール(PVA(重合度:2000))に代えたものである。   The polishing composition Sample_CP3 of Comparative Example 3 is obtained by replacing the water-soluble polymer of the polishing composition Sample 1 of Example 1 with 0.03% by weight of polyvinyl alcohol (PVA (polymerization degree: 2000)).

比較例4の研磨用組成物Sample_CP4は、実施例1の研磨用組成物Sample1の水溶性高分子を0.03重量%のポリビニルアルコール(PVA(重合度:3500))に代えたものである。   The polishing composition Sample_CP4 of Comparative Example 4 is obtained by replacing the water-soluble polymer of the polishing composition Sample 1 of Example 1 with 0.03% by weight of polyvinyl alcohol (PVA (polymerization degree: 3500)).

比較例5の研磨用組成物Sample_CP5は、実施例1の研磨用組成物Sample1の水溶性高分子を0.03重量%のHECに代えたものである。   The polishing composition Sample_CP5 of Comparative Example 5 is obtained by replacing the water-soluble polymer of the polishing composition Sample 1 of Example 1 with 0.03% by weight of HEC.

なお、上記の組成は、希釈前の組成であり、研磨時には、希釈して使用される。   In addition, said composition is a composition before dilution, and is diluted and used at the time of grinding | polishing.

(研磨速度評価1)
研磨装置(SPP800S、岡本工作機械製作所製)を用い、研磨パッド(SUBATM400、ニッタ・ハース社製)に実施例1〜3および比較例1〜5の研磨用組成物を600ml/分の割合で供給し、かつ、直径12インチのシリコンウェーハに150(g/cm)の圧力をかけながら研磨定盤を33rpmの回転速度で回転させ、キャリアを30rpmの回転速度で回転させながら、5分、研磨を行なった。
(Polishing rate evaluation 1)
Using a polishing apparatus (SPP800S, manufactured by Okamoto Machine Tool Manufacturing Co., Ltd.), the polishing compositions of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 were applied at a rate of 600 ml / min to a polishing pad (SUBA 400, manufactured by Nita Haas). The polishing platen is rotated at a rotational speed of 33 rpm while applying a pressure of 150 (g / cm 2 ) to a silicon wafer having a diameter of 12 inches, and the carrier is rotated at a rotational speed of 30 rpm for 5 minutes. Polishing was performed.

研磨終了後、研磨によって除去されたシリコンウェーハの厚みの差を厚み測定機(Nanometro 300TT−A、黒田精工株式会社製)を用いてシリコンウェーハの厚みを非接触レーザ変位計を用いて算出した。研磨速度は、単位時間当たりに研磨によって除去されたシリコンウェーハの厚み(μm/分)で評価した。   After polishing, the difference in thickness of the silicon wafer removed by polishing was calculated using a non-contact laser displacement meter using a thickness measuring machine (Nanometro 300TT-A, Kuroda Seiko Co., Ltd.). The polishing rate was evaluated by the thickness (μm / min) of the silicon wafer removed by polishing per unit time.

(LPD評価)
LPDは、ウェーハ表面検査装置(LS6600、日本電子エンジニアリング社製)を用いて、研磨後のウェーハ表面に存在する粒子径が60nm以上のサイズを有する粒子の個数、80nm以上のサイズを有する粒子の個数、および100nm以上のサイズを有する粒子の個数を測定し、ウェーハ1枚当たりの粒子の個数として測定した。
(LPD evaluation)
LPD is performed by using a wafer surface inspection apparatus (LS6600, manufactured by JEOL Engineering), and the number of particles having a particle diameter of 60 nm or more and the number of particles having a size of 80 nm or more present on the polished wafer surface. , And the number of particles having a size of 100 nm or more was measured as the number of particles per wafer.

(表面粗さ評価)
表面粗さRaは、非接触表面粗さ測定機(Wyco NT9300、Veeco社製)を用いて、研磨後のウェーハの表面の粗さを測定した。
(Surface roughness evaluation)
For the surface roughness Ra, the surface roughness of the polished wafer was measured using a non-contact surface roughness measuring machine (Wyco NT9300, manufactured by Veeco).

(スラリー起泡評価)
スラリー20mlを100mlの振とう管に入れ、ストローク量50mmで100回/分の速度で振とうする振とう機にて、1分間、スラリーを振とうさせた。その後、1分間、静置した後の液面からの泡の高さを測定した。
(Slurry foam evaluation)
20 ml of the slurry was placed in a 100 ml shaking tube, and the slurry was shaken for 1 minute with a shaker that shakes at a stroke rate of 50 mm and at a speed of 100 times / minute. Then, the height of the bubble from the liquid surface after standing still for 1 minute was measured.

[スラリー起泡判定の基準]
○:0〜5mm
△:6〜20mm
×:21mm以上
[Slurry foaming criteria]
○: 0 to 5 mm
Δ: 6 to 20 mm
×: 21 mm or more

(GBIR評価)
GBIR(Global Back−side Ideal Range)は、黒田精工株式会社製 ウェーハ用平坦度検査装置ナノメトロ・300TTによって測定された。
(GBIR evaluation)
GBIR (Global Back-Side Ideal Range) was measured by a wafer flatness inspection apparatus Nano Metro 300TT manufactured by Kuroda Seiko Co., Ltd.

実施例1〜3および比較例1〜5による研磨用組成物COMP1−1〜COMP1−3,COMP_CP1−1〜COMP_CP1−5を用いてシリコンウェーハを研磨したときの100nm以上のLPDを表2に示す。   Table 2 shows LPDs of 100 nm or more when polishing silicon wafers using polishing compositions COMP1-1 to COMP1-3, COMP_CP1-1 to COMP_CP1-5 according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5. .

Figure 2012216723
Figure 2012216723

なお、表2における“○”は、100nm以上のLPDが2000個未満であることを表し、“×”は、100nm以上のLPDが2000個以上であることを表す。   In Table 2, “◯” indicates that the number of LPDs of 100 nm or more is less than 2000, and “x” indicates that the number of LPDs of 100 nm or more is 2000 or more.

表2に示すように、実施例1〜3による研磨用組成物Sample1〜Sample3を用いてシリコンウェーハを研磨したときの100nm以上のLPDは、それぞれ、1131個,1135個および917個である。そして、LPDは、研磨用組成物Sample〜Sample3に含まれるG−Polymerの重合度が小さくなるに従って低減される。これは、G−Polymerの重合度が小さくなるに従って、一分子当たりの大きさが小さくなり、研磨面に対して分子が緻密に吸着することにより、シリコンウェーハの研磨表面が保護されるためであると考えられる。   As shown in Table 2, the LPDs of 100 nm or more when the silicon wafer was polished using the polishing compositions Sample 1 to Sample 3 according to Examples 1 to 3 were 1131, 1135, and 917, respectively. LPD is reduced as the polymerization degree of G-Polymer contained in the polishing compositions Sample to Sample 3 decreases. This is because as the degree of polymerization of G-Polymer decreases, the size per molecule decreases, and the molecules are densely adsorbed to the polished surface, thereby protecting the polished surface of the silicon wafer. it is conceivable that.

一方、比較例1〜5による研磨用組成物Sample_CP1〜Sample_CP5を用いてシリコンウェーハを研磨したときの100nm以上のLPDは、それぞれ、16033個、12603個、17455個、25240個および2368個である。   On the other hand, when the silicon wafer was polished using the polishing compositions Sample_CP1 to Sample_CP5 according to Comparative Examples 1 to 5, the numbers of LPDs of 100 nm or more were 16033, 12603, 17455, 25240, and 2368, respectively.

このように、実施例1〜3による研磨用組成物Sample1〜Sample3を用いてシリコンウェーハを研磨することによって、LPDを低減できる。そして、比較例1の研磨用組成物Sample_CP1は、重合度が1200であるG−Polymer(OKS−1009)を含み、LPDが16033個であるので、1200未満の重合度を有するG−Polymer(OKS−1028,OKS−8049,AZF8035W)を用いたときの1131個,1135個,917個のLPDは、臨界的意義を有する。   Thus, LPD can be reduced by grind | polishing a silicon wafer using the polishing composition Sample1-Sample3 by Examples 1-3. And polishing composition Sample_CP1 of the comparative example 1 contains G-Polymer (OKS-1009) whose polymerization degree is 1200, and since it has 16033 LPD, G-Polymer (OKS) which has a polymerization degree of less than 1200 is included. -1028, OKS-8049, AZF8035W) 1131, 1135, 917 LPDs have critical significance.

実施例2,3および比較例2,3,5による研磨用組成物Sample2,Sample3,Sample_CP2,Sample_CP3,SampleCP5を用いてシリコンウェーハを研磨したときの表面粗さを表3に示す。   Table 3 shows the surface roughness when the silicon wafer was polished using the polishing compositions Sample 2, Sample 3, Sample_CP2, Sample_CP3, and Sample CP5 according to Examples 2 and 3 and Comparative Examples 2, 3, and 5.

Figure 2012216723
Figure 2012216723

なお、表3における添加量は、水溶性高分子の添加量を表す。また、表3における“○”は、水溶性高分子の添加量の増加によって表面粗さが0.3nm以下になることを表し、“△”は、水溶性高分子の添加量の増加によって表面粗さが0.3nm以下にならないことを表し、“×”は、水溶性高分子の添加量の増加によって表面粗さが殆ど減少しないことを表す。   In addition, the addition amount in Table 3 represents the addition amount of the water-soluble polymer. In Table 3, “◯” indicates that the surface roughness becomes 0.3 nm or less as the amount of the water-soluble polymer added increases, and “Δ” indicates that the surface increases as the amount of the water-soluble polymer added increases. The roughness does not become 0.3 nm or less, and “x” indicates that the surface roughness hardly decreases with an increase in the amount of the water-soluble polymer added.

表3に示すように、実施例2,3による研磨用組成物Sample2,Sample3を用いたシリコンウェーハを研磨したとき、表面粗さは、水溶性高分子の添加量の増加に伴って減少し、90ppmの添加量において、それぞれ、0.23nmおよび0.25nmになる。   As shown in Table 3, when a silicon wafer using the polishing compositions Sample 2 and Sample 3 according to Examples 2 and 3 was polished, the surface roughness decreased as the amount of the water-soluble polymer added increased. At an addition amount of 90 ppm, they become 0.23 nm and 0.25 nm, respectively.

一方、比較例2,3,5による研磨用組成物Sample_CP2,Sample_CP3,Sample_CP5を用いてシリコンウェーハを研磨したとき、表面粗さは、水溶性高分子の添加量の増加に伴って0.3nm以下にならない。   On the other hand, when a silicon wafer was polished using the polishing compositions Sample_CP2, Sample_CP3, and Sample_CP5 according to Comparative Examples 2, 3, and 5, the surface roughness was 0.3 nm or less as the amount of the water-soluble polymer added increased. do not become.

従って、実施例2,3による研磨用組成物Sample2,Sample3を用いることによって、表面粗さを低減できる。   Therefore, the surface roughness can be reduced by using the polishing compositions Sample 2 and Sample 3 according to Examples 2 and 3.

実施例2,3および比較例1〜5による研磨用組成物Sample2,Sample3,Sample_CP1〜Sample_CP5を用いてシリコンウェーハを研磨したときの研磨レートを表4に示す。   Table 4 shows the polishing rates when polishing silicon wafers using the polishing compositions Sample 2, Sample 3, Sample_CP1 to Sample_CP5 according to Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 to 5.

Figure 2012216723
Figure 2012216723

なお、表4において、“○”は、研磨レートが0.24μm/minであることを表し、“△”は、研磨レートが0.24μm/minよりも1割程度低いことを表し、“×”は、研磨レートが0.24μm/minよりも2割程度低いことを表す。   In Table 4, “◯” indicates that the polishing rate is 0.24 μm / min, “Δ” indicates that the polishing rate is about 10% lower than 0.24 μm / min, and “×” "" Indicates that the polishing rate is about 20% lower than 0.24 μm / min.

表4に示すように、実施例2,3および比較例2,3による研磨用組成物Sample2,Sample3,Sample_CP2,Sample_CP3を用いてシリコンウェーハを研磨したときの研磨レートは、0.24μm/minであり、比較例1,4による研磨用組成物Sample_CP1,Sample_CP4を用いてシリコンウェーハを研磨したときの研磨レートは、0.22μm/minであり、比較例5による研磨用組成物Sample_CP5を用いてシリコンウェーハを研磨したときの研磨レートは、0.21μm/minである。   As shown in Table 4, when the silicon wafer was polished using the polishing compositions Sample 2, Sample 3, Sample_CP2, Sample_CP3 according to Examples 2 and 3 and Comparative Examples 2 and 3, the polishing rate was 0.24 μm / min. Yes, the polishing rate when the silicon wafer was polished using the polishing compositions Sample_CP1 and Sample_CP4 according to Comparative Examples 1 and 4 was 0.22 μm / min, and the polishing composition Sample_CP5 according to Comparative Example 5 was used as the silicon. The polishing rate when the wafer is polished is 0.21 μm / min.

このように、水溶性高分子として重合度が1200未満であるG−Polymerを用いた場合、研磨レートは、0.24μm/minと高い。   Thus, when G-Polymer having a polymerization degree of less than 1200 is used as the water-soluble polymer, the polishing rate is as high as 0.24 μm / min.

実施例2,3および比較例1〜5による研磨用組成物Sample2,Sample3,Sample_CP1〜Sample_CP5を用いてシリコンウェーハを研磨したときのGBIR悪化量を表5に示す。   Table 5 shows the amount of GBIR deterioration when polishing silicon wafers using the polishing compositions Sample 2, Sample 3, Sample_CP1 to Sample_CP5 according to Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 to 5.

Figure 2012216723
Figure 2012216723

なお、表5において、“○”は、GBIR悪化量が0.1μm未満であることを表し、 “×”は、GBIR悪化量が0.1μmよりも大きいことを表す。   In Table 5, “◯” indicates that the GBIR deterioration amount is less than 0.1 μm, and “×” indicates that the GBIR deterioration amount is greater than 0.1 μm.

表5に示すように、実施例2,3および比較例1〜4による研磨用組成物Sample2,Sample3,Sample_CP1〜Sample_CP4を用いてシリコンウェーハを研磨したときのGBIR悪化量は、0.1μm未満である。一方、比較例5による研磨用組成物Sample_CP5を用いてシリコンウェーハを研磨したときのGBIR悪化量は、0.1μmよりも大きい。   As shown in Table 5, when the silicon wafer was polished using the polishing compositions Sample 2, Sample 3, Sample_CP1 to Sample_CP4 according to Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 to 4, the GBIR deterioration amount was less than 0.1 μm. is there. On the other hand, when the silicon wafer is polished using the polishing composition Sample_CP5 according to Comparative Example 5, the GBIR deterioration amount is larger than 0.1 μm.

従って、水溶性高分子として重合度が1200未満であるG−Polymerを用いることによって、水溶性高分子としてHECを用いた場合よりもシリコンウェーハの表面形状の悪化を抑制できる。   Therefore, by using G-Polymer having a degree of polymerization of less than 1200 as the water-soluble polymer, the deterioration of the surface shape of the silicon wafer can be suppressed as compared with the case where HEC is used as the water-soluble polymer.

実施例2および比較例2,3,5による研磨用組成物Sample2,Sample_CP2,SampleP_CP3,Sample_CP5の泡立ち高さを表6に示す。   Table 6 shows the foaming heights of the polishing compositions Sample 2, Sample_CP2, SampleP_CP3, and Sample_CP5 according to Example 2 and Comparative Examples 2, 3, and 5.

Figure 2012216723
Figure 2012216723

なお、表6における添加量は、水溶性高分子の添加量を表す。また、表6における“○”は、泡立ち高さが5mm未満であることを表し、“×”は、泡立ち高さが5mm以上であることを表す。   In addition, the addition amount in Table 6 represents the addition amount of the water-soluble polymer. In Table 6, “◯” indicates that the foaming height is less than 5 mm, and “x” indicates that the foaming height is 5 mm or more.

表6に示すように、実施例2による研磨用組成物Sample2の泡立ち高さは、1mm以下である。一方、比較例2,3,5による研磨用組成物Sample_CP2,Sample_CP3,Sample_CP5の泡立ち高さは、5mm以上である。   As shown in Table 6, the foaming height of the polishing composition Sample 2 according to Example 2 is 1 mm or less. On the other hand, the foaming heights of the polishing compositions Sample_CP2, Sample_CP3, and Sample_CP5 according to Comparative Examples 2, 3, and 5 are 5 mm or more.

従って、重合度が1200未満であるG−Polymer(OKS−8049)を水溶性高分子として用いることによって、研磨用組成物の泡立ち高さを大きく低減できる。   Therefore, the foaming height of the polishing composition can be greatly reduced by using G-Polymer (OKS-8049) having a polymerization degree of less than 1200 as the water-soluble polymer.

上述したように、重合度が1200未満であるG−Polymer(OKS−1028,OKS−8049,AZF8035W)を水溶性高分子として用いることによって、100nm以上のLPDを2000個未満に抑制でき、かつ、シリコンウェーハの表面粗さを0.3nm以下に低減できる。   As described above, by using G-Polymer (OKS-1028, OKS-8049, AZF8035W) having a polymerization degree of less than 1200 as a water-soluble polymer, 100 nm or more of LPD can be suppressed to less than 2000, and The surface roughness of the silicon wafer can be reduced to 0.3 nm or less.

しかし、比較例1〜5による研磨用組成物Sample_CP1〜Sample_CP5は、100nm以上のLPDを2000個未満に抑制すること、および、シリコンウェーハの表面粗さを0.3nm以下に低減することを両立できない。   However, the polishing compositions Sample_CP1 to Sample_CP5 according to Comparative Examples 1 to 5 cannot achieve both suppression of the LPD of 100 nm or more to less than 2000 and reduction of the surface roughness of the silicon wafer to 0.3 nm or less. .

そして、実施例2による研磨用組成物Sample2は、比較例2,3,5による研磨用組成物Sample_CP2,Sample_CP3,Sample_CP5に比べ、泡立ち高さを大幅に低減できる。   And polishing composition Sample2 by Example 2 can reduce foaming height significantly compared with polishing composition Sample_CP2, Sample_CP3, Sample_CP5 by comparative example 2,3,5.

実施例4および比較例6,7による研磨用組成物Sample4,Sample_CP6,Sample_CP7の組成を表7に示す。   Table 7 shows the compositions of the polishing compositions Sample 4, Sample_CP6, and Sample_CP7 according to Example 4 and Comparative Examples 6 and 7.

Figure 2012216723
Figure 2012216723

実施例4の研磨用組成物Sample4は、98.42重量%の水と、1.0重量%のKCOと、0.5重量%のKOHと、0.03重量%のG−Polymer(OKS−8049(重合度:450):水溶性高分子)と、0.05重量%のジエチレントリアミン5酢酸(DTPA:キレート剤)とを含む。即ち、実施例4の研磨用組成物Sample4は、実施例2による研磨用組成物Sample2のコロイダルシリカ(砥粒)を削除したものである。 The polishing composition Sample 4 of Example 4 is composed of 98.42% by weight of water, 1.0% by weight of K 2 CO 3 , 0.5% by weight of KOH, and 0.03% by weight of G-Polymer. (OKS-8049 (degree of polymerization: 450): water-soluble polymer) and 0.05% by weight of diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA: chelating agent). That is, the polishing composition Sample 4 of Example 4 is obtained by deleting the colloidal silica (abrasive grains) of the polishing composition Sample 2 of Example 2.

比較例6の研磨用組成物Sample_CP6は、実施例4の研磨用組成物Sample4の水溶性高分子を0.03重量%のポリビニルアルコール(PVA(重合度:500))に代えたものである。   The polishing composition Sample_CP6 of Comparative Example 6 is obtained by replacing the water-soluble polymer of the polishing composition Sample 4 of Example 4 with 0.03% by weight of polyvinyl alcohol (PVA (degree of polymerization: 500)).

比較例7の研磨用組成物Sample_CP7は、実施例4の研磨用組成物Sample4の水溶性高分子を0.03重量%のHECに代えたものである。   The polishing composition Sample_CP7 of Comparative Example 7 is obtained by replacing the water-soluble polymer of the polishing composition Sample 4 of Example 4 with 0.03% by weight of HEC.

このように、実施例4および比較例6,7による研磨用組成物Sample4,Sample_CP6,Sample_CP7は、砥粒を含まない研磨用組成物である。   As described above, the polishing compositions Sample 4, Sample_CP6 and Sample_CP7 according to Example 4 and Comparative Examples 6 and 7 are polishing compositions that do not contain abrasive grains.

なお、上記の組成は、希釈前の組成であり、研磨時には、希釈して使用される。   In addition, said composition is a composition before dilution, and is diluted and used at the time of grinding | polishing.

実施例4および比較例6,7による研磨用組成物Sample4,Sample_CP6,Sample_CP7を用いてシリコンウェーハを研磨したときの80nm以上のLPD、100nm以上のLPDおよび研磨レートを表8に示す。   Table 8 shows the LPD of 80 nm or more, the LPD of 100 nm or more, and the polishing rate when a silicon wafer was polished using the polishing compositions Sample 4, Sample_CP6, and Sample_CP7 according to Example 4 and Comparative Examples 6 and 7.

Figure 2012216723
Figure 2012216723

なお、研磨レートは、上述した研磨速度評価1において説明した方法によって評価された。   The polishing rate was evaluated by the method described in the polishing rate evaluation 1 described above.

表8に示すように、実施例4による研磨用組成物Sample4を用いてシリコンウェーハを研磨したとき、80nm以上のLPDは、48個であり、100nm以上のLPDは、22個であり、研磨レートは、0.05μm/minである。   As shown in Table 8, when the silicon wafer was polished using the polishing composition Sample 4 according to Example 4, the number of LPDs of 80 nm or more was 48, and the number of LPDs of 100 nm or more was 22, and the polishing rate. Is 0.05 μm / min.

一方、比較例6による研磨用組成物Sample_CP6を用いてシリコンウェーハを研磨したとき、80nm以上のLPDおよび100nm以上のLPDは、30000個よりも多く、研磨レートは、0.05μm/minである。また、比較例7による研磨用組成物Sample_CP7を用いてシリコンウェーハを研磨したとき、80nm以上のLPDは、69個であり、100nm以上のLPDは、22個であり、研磨レートは、0.07μm/minである。   On the other hand, when a silicon wafer was polished using the polishing composition Sample_CP6 according to Comparative Example 6, the number of LPDs of 80 nm or more and LPD of 100 nm or more was more than 30000, and the polishing rate was 0.05 μm / min. Further, when the silicon wafer was polished using the polishing composition Sample_CP7 according to Comparative Example 7, the number of LPDs of 80 nm or more was 69, the number of LPDs of 100 nm or more was 22, and the polishing rate was 0.07 μm. / Min.

このように、砥粒を含まない研磨用組成物において、水溶性高分子として重合度が1200未満であるG−Polymer(OKS−8049)を用いることによって、水溶性高分子としてPVAまたはHECを用いた場合の研磨レートを維持しながら、LPDを低減できる。   Thus, in a polishing composition that does not contain abrasive grains, PVA or HEC is used as the water-soluble polymer by using G-Polymer (OKS-8049) having a polymerization degree of less than 1200 as the water-soluble polymer. The LPD can be reduced while maintaining the polishing rate in the case of the above.

上述したように、実施例1〜4による研磨用組成物Sample1〜Sample4は、重合度が1200未満であるG−Polymerを水溶性高分子として用いた研磨用組成物であり、実施例1〜4による研磨用組成物Sample1〜Sample4を用いてシリコンウェーハを研磨したときのLPDおよび表面粗さを低減できる。そして、水溶性高分子としてのG−Polymerの重合度が1200未満である範囲は、実施例1〜4による研磨用組成物Sample1〜Sample4をシリコンウェーハの二次研磨に用いた場合に好適な範囲である。   As described above, the polishing compositions Sample 1 to Sample 4 according to Examples 1 to 4 are polishing compositions using G-Polymer having a polymerization degree of less than 1200 as a water-soluble polymer, and Examples 1 to 4 are used. The LPD and surface roughness when a silicon wafer is polished using the polishing compositions Sample 1 to Sample 4 according to the above can be reduced. The range in which the degree of polymerization of G-Polymer as the water-soluble polymer is less than 1200 is a range suitable when the polishing compositions Sample 1 to Sample 4 according to Examples 1 to 4 are used for secondary polishing of a silicon wafer. It is.

実施例5〜8および比較例8〜10による研磨用組成物Sample5〜Sample8,Sample_CP8〜Sample_CP10の組成を表9に示す。   Table 9 shows the compositions of the polishing compositions Sample 5 to Sample 8 and Sample_CP8 to Sample_CP10 according to Examples 5 to 8 and Comparative Examples 8 to 10.

Figure 2012216723
Figure 2012216723

実施例5の研磨用組成物Sample5は、89.25重量%の水と、10.5重量%のコロイダルシリカ(砥粒)と、0.1重量%のNHと、0.15重量%のG−Polymer(OKS−1083(重合度:1900):水溶性高分子)とを含む。 The polishing composition Sample 5 of Example 5 is composed of 89.25 wt% water, 10.5 wt% colloidal silica (abrasive grains), 0.1 wt% NH 3 , and 0.15 wt% G-Polymer (OKS-1083 (degree of polymerization: 1900): water-soluble polymer).

実施例6の研磨用組成物Sample6は、実施例5の研磨用組成物Sample5のNHの含有量を0.2重量%に変えたものである。 The polishing composition Sample 6 of Example 6 was obtained by changing the NH 3 content of the polishing composition Sample 5 of Example 5 to 0.2 wt%.

実施例7の研磨用組成物Sample7は、実施例5の研磨用組成物Sample5のNHの含有量を0.3重量%に変えたものである。 The polishing composition Sample 7 of Example 7 was obtained by changing the NH 3 content of the polishing composition Sample 5 of Example 5 to 0.3% by weight.

実施例8の研磨用組成物Sample8は、実施例5の研磨用組成物Sample5のNHの含有量を0.4重量%に変えたものである。 The polishing composition Sample 8 of Example 8 was obtained by changing the NH 3 content of the polishing composition Sample 5 of Example 5 to 0.4 wt%.

比較例8の研磨用組成物Sample_CP8は、実施例5の研磨用組成物Sample5のNHの含有量を0.6重量%に変えたものである。 The polishing composition Sample_CP8 of Comparative Example 8 was obtained by changing the NH 3 content of the polishing composition Sample 5 of Example 5 to 0.6% by weight.

比較例9の研磨用組成物Sample_CP9は、実施例5の研磨用組成物Sample5のNHの含有量を0.8重量%に変えたものである。 Polishing composition Sample_CP9 of Comparative Example 9 was obtained by changing the NH 3 content of the polishing composition Sample 5 of Example 5 to 0.8% by weight.

比較例10の研磨用組成物Sample_CP10は、実施例5の研磨用組成物Sample5のNHの含有量を1.0重量%に変えたものである。 Polishing composition Sample_CP10 of Comparative Example 10 was obtained by changing the NH 3 content of the polishing composition Sample 5 of Example 5 to 1.0% by weight.

実施例5〜8による研磨用組成物Sample5〜Sample8は、シリコンウェーハの最終段階の研磨に用いられる研磨用組成物である。   Polishing compositions Sample 5 to Sample 8 according to Examples 5 to 8 are polishing compositions used for polishing the final stage of a silicon wafer.

なお、上記の組成は、希釈前の組成であり、研磨特性は、30倍希釈した研磨用組成物を用いて評価された。   In addition, said composition was a composition before dilution, and the grinding | polishing characteristic was evaluated using the polishing composition diluted 30 times.

(研磨速度評価2)
研磨装置(Strasbaugh)を用い、研磨パッド(Supreme RN−H)に実施例5〜8および比較例8〜10の研磨用組成物を300ml/分の割合で供給し、かつ、直径8インチのシリコンウェーハに100(g/cm)の圧力をかけながら研磨定盤を115rpmの回転速度で回転させ、キャリアを100rpmの回転速度で回転させながら、5分、研磨を行なった。
(Polishing rate evaluation 2)
Using a polishing apparatus (Strasbaugh), the polishing compositions of Examples 5 to 8 and Comparative Examples 8 to 10 were supplied to the polishing pad (Supreme RN-H) at a rate of 300 ml / min, and silicon having a diameter of 8 inches was used. Polishing was performed for 5 minutes while rotating the polishing platen at a rotation speed of 115 rpm while applying a pressure of 100 (g / cm 2 ) to the wafer and rotating the carrier at a rotation speed of 100 rpm.

研磨終了後、研磨速度評価1において説明した方法によって、研磨速度を評価した。   After polishing, the polishing rate was evaluated by the method described in Polishing rate evaluation 1.

実施例5〜8および比較例8〜10による研磨用組成物Sample5〜Sample8,Sample_CP8〜Sample_CP10を用いてシリコンウェーハを研磨したときの60nm以上のLPD、Hazeおよび研磨レートを表10に示す。   Table 10 shows the LPD, Haze and polishing rate of 60 nm or more when polishing silicon wafers using the polishing compositions Sample 5 to Sample 8 and Sample_CP8 to Sample_CP10 according to Examples 5 to 8 and Comparative Examples 8 to 10.

Figure 2012216723
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実施例5〜8による研磨用組成物Sample5〜Sample8を用いてシリコンウェーハを研磨したとき、60nm以上のLPDは、それぞれ、344個、199個、273個、および290個であり、Hazeは、それぞれ、104,102,107,113であり、研磨レートは、それぞれ、17(nm/min),20(nm/min),23(nm/min),24(nm/min)である。   When a silicon wafer was polished using the polishing compositions Sample 5 to Sample 8 according to Examples 5 to 8, the LPDs of 60 nm or more were 344, 199, 273, and 290, respectively, and the Haze was 104, 102, 107, 113, and the polishing rates are 17 (nm / min), 20 (nm / min), 23 (nm / min), and 24 (nm / min), respectively.

一方、比較例8〜10による研磨用組成物Sample_CP8〜Sample_CP10を用いてシリコンウェーハを研磨したとき、60nm以上のLPDは、それぞれ、731個、1996個、および637個であり、Hazeは、それぞれ、126,136,136であり、研磨レートは、それぞれ、28(nm/min),29(nm/min),31(nm/min)である。   On the other hand, when a silicon wafer was polished using the polishing compositions Sample_CP8 to Sample_CP10 according to Comparative Examples 8 to 10, the LPDs of 60 nm or more were 731 pieces, 1996 pieces, and 637 pieces, respectively, and Haze was respectively 126, 136, and 136, and the polishing rates are 28 (nm / min), 29 (nm / min), and 31 (nm / min), respectively.

このように、実施例5〜8による研磨用組成物Sample5〜Sample8を用いてシリコンウェーハを研磨したとき、研磨レートの大きな低下を防止して、60nm以上のLPDを0.455倍〜0.099倍に低減できるとともに、Hazeを0.89〜0.75倍に低減できる。   Thus, when a silicon wafer was polished using the polishing compositions Sample 5 to Sample 8 according to Examples 5 to 8, a large decrease in the polishing rate was prevented, and an LPD of 60 nm or more increased from 0.455 to 0.099. The haze can be reduced to 0.89 to 0.75 times.

実施例9〜14および比較例11,12による研磨用組成物Sample9〜Sample14,Sample_CP11,Sample_CP12の組成を表11に示す。   Table 11 shows the compositions of the polishing compositions Sample 9 to Sample 14, Sample_CP11, and Sample_CP12 according to Examples 9 to 14 and Comparative Examples 11 and 12.

Figure 2012216723
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実施例9による研磨用組成物Sample9は、88.85重量%の水と、10.5重量%のコロイダルシリカ(砥粒)と、0.4重量%のNHと、0.25重量%のG−Polymer(OKS−1083(重合度:1900):水溶性高分子)とを含む。 Polishing Composition Sample 9 according to Example 9 was 88.85 wt% water, 10.5 wt% colloidal silica (abrasive grains), 0.4 wt% NH 3 , and 0.25 wt% G-Polymer (OKS-1083 (degree of polymerization: 1900): water-soluble polymer).

実施例10による研磨用組成物Sample10は、実施例9による研磨用組成物Sample9に、0.1重量%のN,N,N’,N’−テトラキス(ポリオキシエチレン)(ポリオキシプロピレン)エチレンジアミンを追加したものである。   Polishing composition Sample 10 according to Example 10 was added to polishing composition Sample 9 according to Example 9 with 0.1% by weight of N, N, N ′, N′-tetrakis (polyoxyethylene) (polyoxypropylene) ethylenediamine. Is added.

実施例11による研磨用組成物Sample11は、実施例10による研磨用組成物Sample10のN,N,N’,N’−テトラキス(ポリオキシエチレン)(ポリオキシプロピレン)エチレンジアミンの含有量を0.2重量%に変えたものである。   Polishing composition Sample 11 according to Example 11 has a content of N, N, N ′, N′-tetrakis (polyoxyethylene) (polyoxypropylene) ethylenediamine of 0.2 according to Polishing composition Sample 10 according to Example 10. The weight is changed.

実施例12による研磨用組成物Sample12は、実施例10による研磨用組成物Sample10のN,N,N’,N’−テトラキス(ポリオキシエチレン)(ポリオキシプロピレン)エチレンジアミンの含有量を0.3重量%に変えたものである。   Polishing composition Sample 12 according to Example 12 contained 0.3, N, N, N ′, N′-tetrakis (polyoxyethylene) (polyoxypropylene) ethylenediamine in the polishing composition Sample 10 according to Example 10. The weight is changed.

実施例13による研磨用組成物Sample13は、実施例10による研磨用組成物Sample10のN,N,N’,N’−テトラキス(ポリオキシエチレン)(ポリオキシプロピレン)エチレンジアミンの含有量を0.4重量%に変えたものである。   Polishing composition Sample 13 according to Example 13 has a content of N, N, N ′, N′-tetrakis (polyoxyethylene) (polyoxypropylene) ethylenediamine in the polishing composition Sample 10 according to Example 10 of 0.4. The weight is changed.

実施例14による研磨用組成物Sample14は、実施例10による研磨用組成物Sample10のN,N,N’,N’−テトラキス(ポリオキシエチレン)(ポリオキシプロピレン)エチレンジアミンの含有量を0.5重量%に変えたものである。   Polishing composition Sample 14 according to Example 14 has a content of N, N, N ′, N′-tetrakis (polyoxyethylene) (polyoxypropylene) ethylenediamine of polishing composition Sample 10 according to Example 10 of 0.5. The weight is changed.

比較例11による研磨用組成物Sample_CP11は、実施例10による研磨用組成物Sample10のN,N,N’,N’−テトラキス(ポリオキシエチレン)(ポリオキシプロピレン)エチレンジアミンの含有量を0.75重量%に変えたものである。   Polishing composition Sample_CP11 according to Comparative Example 11 has a content of N, N, N ′, N′-tetrakis (polyoxyethylene) (polyoxypropylene) ethylenediamine in the polishing composition Sample 10 according to Example 10 of 0.75. The weight is changed.

比較例12による研磨用組成物Sample_CP12は、実施例10による研磨用組成物Sample10のN,N,N’,N’−テトラキス(ポリオキシエチレン)(ポリオキシプロピレン)エチレンジアミンの含有量を1.0重量%に変えたものである。   Polishing composition Sample_CP12 according to Comparative Example 12 has a content of N, N, N ′, N′-tetrakis (polyoxyethylene) (polyoxypropylene) ethylenediamine in the polishing composition Sample 10 according to Example 10 of 1.0. The weight is changed.

実施例9〜14および比較例11,12による研磨用組成物Sample10〜Sample15,Sample_CP11,Sample_CP12を用いてシリコンウェーハを研磨したときの60nm以上のLPD、Hazeおよび研磨レートを表12に示す。   Table 12 shows the LPD, Haze and polishing rate of 60 nm or more when a silicon wafer was polished using the polishing compositions Sample 10 to Sample 15, Sample_CP11 and Sample_CP12 according to Examples 9 to 14 and Comparative Examples 11 and 12.

Figure 2012216723
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なお、研磨レートは、上述した研磨速度評価2において説明した方法によって評価された。   The polishing rate was evaluated by the method described in the polishing rate evaluation 2 described above.

表12に示すように、実施例10〜15による研磨用組成物Sample10〜Sample15を用いてシリコンウェーハを研磨したとき、60nm以上のLPDは、それぞれ、139個、79個、83個、96個、112個および208個であり、Hazeは、それぞれ、113,113,112,112,111,112であり、研磨レートは、それぞれ、21(nm/min),21(nm/min),16(nm/min),18(nm/min),11(nm/min),9(nm/min)である。   As shown in Table 12, when a silicon wafer was polished using the polishing compositions Sample 10 to Sample 15 according to Examples 10 to 15, LPDs of 60 nm or more had 139, 79, 83, 96, 112 and 208, Haze is 113, 113, 112, 112, 111, 112, respectively, and polishing rates are 21 (nm / min), 21 (nm / min), and 16 (nm), respectively. / Min), 18 (nm / min), 11 (nm / min), 9 (nm / min).

一方、比較例11,12による研磨用組成物Sample_CP11,Sample_CP12を用いてシリコンウェーハを研磨したとき、60nm以上のLPDは、それぞれ、722個、および1366個であり、Hazeは、それぞれ、126,116であり、研磨レートは、それぞれ、9(nm/min),6(nm/min)である。   On the other hand, when silicon wafers were polished using the polishing compositions Sample_CP11 and Sample_CP12 according to Comparative Examples 11 and 12, the LPDs of 60 nm or more were 722 and 1366, respectively, and the Haze was 126 and 116, respectively. The polishing rates are 9 (nm / min) and 6 (nm / min), respectively.

このように、N,N,N’,N’−テトラキス(ポリオキシエチレン)(ポリオキシプロピレン)エチレンジアミンの含有量が0〜0.5重量%の範囲では、60nm以上のLPDは、208個以下であり、N,N,N’,N’−テトラキス(ポリオキシエチレン)(ポリオキシプロピレン)エチレンジアミンの含有量が0.75重量%以上である場合に比べ、0.29〜0.058倍に低減される。   Thus, when the content of N, N, N ′, N′-tetrakis (polyoxyethylene) (polyoxypropylene) ethylenediamine is in the range of 0 to 0.5% by weight, the number of LPDs of 60 nm or more is 208 or less. And N, N, N ′, N′-tetrakis (polyoxyethylene) (polyoxypropylene) ethylenediamine has a content of 0.29 to 0.058 times that of 0.75% by weight or more. Reduced.

そして、実施例10による研磨用組成物Sample10は、N,N,N’,N’−テトラキス(ポリオキシエチレン)(ポリオキシプロピレン)エチレンジアミンを含まないので、研磨用組成物中におけるN,N,N’,N’−テトラキス(ポリオキシエチレン)(ポリオキシプロピレン)エチレンジアミンの含有量を0.1重量%〜0.4重量%の範囲に設定することによって、60nm以上のLPDを139個から112個以下に低減でき、研磨用組成物中におけるN,N,N’,N’−テトラキス(ポリオキシエチレン)(ポリオキシプロピレン)エチレンジアミンの含有量を0.1重量%〜0.3重量%の範囲に設定することによって、60nm以上のLPDを139個から96個以下に低減できる。   The polishing composition Sample 10 according to Example 10 does not contain N, N, N ′, N′-tetrakis (polyoxyethylene) (polyoxypropylene) ethylenediamine, so that N, N, By setting the content of N ′, N′-tetrakis (polyoxyethylene) (polyoxypropylene) ethylenediamine in the range of 0.1 wt% to 0.4 wt%, the LPD of 60 nm or more is increased from 139 to 112 wt%. The content of N, N, N ′, N′-tetrakis (polyoxyethylene) (polyoxypropylene) ethylenediamine in the polishing composition can be reduced to 0.1 wt% to 0.3 wt%. By setting the range, the number of LPDs of 60 nm or more can be reduced from 139 to 96 or less.

従って、この発明の実施の形態による研磨用組成物においては、非イオン性界面活性剤(N,N,N’,N’−テトラキス(ポリオキシエチレン)(ポリオキシプロピレン)エチレンジアミン)の含有量は、0.5重量%以下に設定され、好ましくは、0.1重量%〜0.4重量%の範囲に設定され、更に好ましくは、0.1重量%〜0.3重量%の範囲に設定される。   Therefore, in the polishing composition according to the embodiment of the present invention, the content of the nonionic surfactant (N, N, N ′, N′-tetrakis (polyoxyethylene) (polyoxypropylene) ethylenediamine) is 0.5 wt% or less, preferably 0.1 wt% to 0.4 wt%, more preferably 0.1 wt% to 0.3 wt%. Is done.

G−Polymerからなる水溶性高分子と、NHからなるアルカリと、コロイダルシリカからなる砥粒とを含む研磨用組成物Aと、HECからなる水溶性高分子と、NHからなるアルカリと、コロイダルシリカからなる砥粒とを含む研磨用組成物Bとについて、フィルタリングの実験を行なった。この場合、研磨用組成物A,Bは、希釈後のスラリーからなり、G−Polymerは、商品名(OKS−1083)からなり、HECの分子量は、100万である。 Polishing composition A containing a water-soluble polymer composed of G-Polymer, an alkali composed of NH 3 , and abrasive grains composed of colloidal silica, a water-soluble polymer composed of HEC, an alkali composed of NH 3 , A filtering experiment was performed on the polishing composition B containing abrasive grains made of colloidal silica. In this case, the polishing compositions A and B are made of a slurry after dilution, G-Polymer is made of a trade name (OKS-1083), and the molecular weight of HEC is 1 million.

フィルタリングの実験は、ポンプ(LEV50(株式会社イワキ製))を4000rpmの回転数で回転させて研磨用組成物A,Bをフィルター(0.2μm@10インチ、日本ポール株式会社製)に通したときの希釈後の経過時間と研磨用組成物A,Bの流量との関係を測定することによって行なわれた。   In the filtering experiment, the polishing composition A and B was passed through a filter (0.2 μm @ 10 inches, manufactured by Nippon Pole Co., Ltd.) by rotating a pump (LEV50 (manufactured by Iwaki Co., Ltd.)) at a rotational speed of 4000 rpm. The measurement was performed by measuring the relationship between the elapsed time after dilution and the flow rates of the polishing compositions A and B.

希釈後の経過時間と研磨用組成物A,Bの流量との関係を表13に示す。   Table 13 shows the relationship between the elapsed time after dilution and the flow rates of the polishing compositions A and B.

Figure 2012216723
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表13に示すように、水溶性高分子としてG−Polymerを用いた研磨用組成物Aの流量は、希釈直後において1680ml/minであり、10分の経過時間において2040ml/minであり、20分〜10080分の経過時間において2070ml/minである。   As shown in Table 13, the flow rate of the polishing composition A using G-Polymer as the water-soluble polymer was 1680 ml / min immediately after dilution, 2040 ml / min after 10 minutes, and 20 minutes. 2070 ml / min at an elapsed time of ˜10080 minutes.

一方、水溶性高分子としてHECを用いた研磨用組成物Bの流量は、希釈直後から0ml/minである。   On the other hand, the flow rate of the polishing composition B using HEC as the water-soluble polymer is 0 ml / min immediately after dilution.

従って、水溶性高分子としてG−Polymerを用いることによって、希釈時のpH変動による粗大粒子の発生が抑制されていることが解った。   Therefore, it was found that the use of G-Polymer as the water-soluble polymer suppresses the generation of coarse particles due to pH fluctuation during dilution.

上述したように、G−Polymerからなる水溶性高分子を用いることによってLPDおよび表面粗さを低減できる。これは、次の理由による。   As described above, LPD and surface roughness can be reduced by using a water-soluble polymer composed of G-Polymer. This is due to the following reason.

PVAの重合体は、次の式(2)によって表されるポリビニルアルコールと、次の式(3)によって表されるポリ酢酸ビニルとの共重合体である。   The polymer of PVA is a copolymer of polyvinyl alcohol represented by the following formula (2) and polyvinyl acetate represented by the following formula (3).

Figure 2012216723
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Figure 2012216723
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一方、G−Polymerは、上記式(2)によって表されるポリビニルアルコールと、次の式(4)によって表される変成PVAとの共重合体であり、式(4)によって表される変成PVAの割合は、数%である。   On the other hand, G-Polymer is a copolymer of polyvinyl alcohol represented by the above formula (2) and a modified PVA represented by the following formula (4), and the modified PVA represented by the formula (4): The percentage of is several percent.

Figure 2012216723
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G−Polymerは、その構造より立体障害を生じやすい部位を有し、結晶化が抑制される。   G-Polymer has a site that is more likely to cause steric hindrance than its structure and crystallization is suppressed.

一方、PVAの重合体は、立体規則性があり、結晶化度が高いポリマーである。それは、PVAの側鎖の水酸基が水素基と大きさが殆ど変わらず、主鎖が結晶の際にジグザク鎖をとるが、水酸基が立体障害となり、その配列形態を変えるほどの影響力を持たない事が理由であると考えられる。   On the other hand, the polymer of PVA is a polymer having stereoregularity and high crystallinity. The side chain hydroxyl group of PVA is almost the same size as the hydrogen group, and the main chain takes a zigzag chain when crystallized, but the hydroxyl group becomes a steric hindrance and does not have the influence to change its arrangement form. The reason is considered to be the reason.

また、PVAは、研磨中等に高速回転で攪拌された際に、分子配向が進み結晶化が起こる。PVAの結晶化が進むと、微小な析出結晶によりシリコンウェーハの研磨表面に傷をつけるだけでなく、水溶状のポリマーの存在割合が減少することでシリコンウェーハの研磨表面を十分に保護することができなくなる。   Moreover, when PVA is stirred at high speed during polishing or the like, molecular orientation advances and crystallization occurs. As the crystallization of PVA progresses, not only will the scratched surface of the silicon wafer be damaged by fine precipitated crystals, but the polished surface of the silicon wafer may be sufficiently protected by reducing the proportion of water-soluble polymer present. become unable.

従って、水溶性高分子としてG−Polymerを用いた場合、LPDおよび表面粗さを低減でき、水溶性高分子としてPVAの重合体を用いた場合、LPDの値が悪化したり、表面粗さが十分に除去されないものと考えられる。   Therefore, when G-Polymer is used as the water-soluble polymer, LPD and surface roughness can be reduced. When a polymer of PVA is used as the water-soluble polymer, the value of LPD is deteriorated or the surface roughness is low. It is thought that it is not removed sufficiently.

また、アルカリとの反応性において、G−PolymerとPVAおよびHECとの間には、次のような違いがある。   Moreover, in the reactivity with an alkali, there exists the following difference between G-Polymer, PVA, and HEC.

シリコン研磨剤の濡れ剤として一般的に使用されている、セルロース類(HEC)やPVAは、アルカリとの反応性があり、混合するとアルカリイオンに水酸基イオンが引き寄せられ、ポリマー分子の水酸基が脱水縮合され、疎水化し、凝集・析出する。また、ポロキサミン等のポリエーテルポリマーも分子結晶水がアルカリイオンに取られ、水中に溶解・分散することが出来ずに析出する。   Cellulose (HEC) and PVA, which are commonly used as wetting agents for silicon abrasives, are reactive with alkali. When mixed, hydroxyl ions are attracted to alkali ions, and the hydroxyl groups of polymer molecules are dehydrated and condensed. It becomes hydrophobic and aggregates and precipitates. In addition, polyether polymers such as poloxamine are precipitated by molecular water crystallized by alkali ions and cannot be dissolved or dispersed in water.

一方、G−Polymerは、アルカリとの反応性が低く、同条件でアルカリを添加しても凝集物は観察されない。   On the other hand, G-Polymer has low reactivity with alkali, and aggregates are not observed even when alkali is added under the same conditions.

1%のG−Polymerを含む水溶液、1%のHECを含む水溶液、1%のPVAを含む水溶液、1%のG−Polymerと49%のKOHとを含む水溶液、1%のHECと49%のKOHとを含む水溶液、および1%のPVAと49%のKOHとを含む水溶液について散乱強度を測定した結果を表14に示す。   An aqueous solution containing 1% G-Polymer, an aqueous solution containing 1% HEC, an aqueous solution containing 1% PVA, an aqueous solution containing 1% G-Polymer and 49% KOH, 1% HEC and 49% Table 14 shows the results of measurement of scattering intensity for an aqueous solution containing KOH and an aqueous solution containing 1% PVA and 49% KOH.

Figure 2012216723
Figure 2012216723

散乱強度は、大塚電子製のELS−Z2(NDフィルター:0.5%)を用いて測定された。   The scattering intensity was measured using ELS-Z2 (ND filter: 0.5%) manufactured by Otsuka Electronics.

アルカリ(KOH)を含まない水溶液の場合、散乱強度は、G−Polymer、HECおよびPVAの間で大差がない。   In the case of an aqueous solution not containing alkali (KOH), the scattering intensity does not differ greatly between G-Polymer, HEC and PVA.

一方、G−Polymerとアルカリ(KOH)とを含む水溶液の散乱強度は、3397cpsであるのに対し、PVAとアルカリ(KOH)とを含む水溶液の散乱強度は、252060と非常に大きい。また、HECとアルカリ(KOH)とを含む水溶液では、KOHを添加した直後に水面で凝集物が生じ、溶液中に分散しなかったため、散乱強度を測定できなかった。   On the other hand, the scattering intensity of the aqueous solution containing G-Polymer and alkali (KOH) is 3397 cps, whereas the scattering intensity of the aqueous solution containing PVA and alkali (KOH) is as large as 252060. Further, in an aqueous solution containing HEC and alkali (KOH), aggregates formed on the water surface immediately after the addition of KOH, and the dispersion was not dispersed in the solution, so that the scattering intensity could not be measured.

このように、G−Polymerは、アルカリとの反応性が低く、凝集物を生じないことが実験的にも実証されており、PVAおよびHECは、アルカリとの反応性が高く、凝集物を生じることが実験的にも実証されている。   As described above, it has been experimentally demonstrated that G-Polymer has low reactivity with alkali and does not generate aggregates, and PVA and HEC have high reactivity with alkali and generate aggregates. This has been demonstrated experimentally.

これは、PVAは、水溶液中で配向しており、分子・水酸基同士が近接した状況でアルカリイオンが効率的に脱水するのに対して、G−Polymerは、溶液中で不均一な分布を示すと共に、溶液中での分子間距離が広いことにより脱水縮合が起き難くなっているためである。   This is because PVA is oriented in an aqueous solution, and alkali ions are efficiently dehydrated in a state where molecules and hydroxyl groups are close to each other, whereas G-Polymer shows a non-uniform distribution in the solution. At the same time, it is difficult to cause dehydration condensation due to the large intermolecular distance in the solution.

また、HECは、材木が原材料であり、パルプからセルロースを取り出し、ケミカル処理でセルロースを分解・ヒドロキシエチル化してゆく工程を経て製造される。概略的には、HECは、大きな塊を粉砕して小さな塊を作り出すことによって製造される。   HEC is manufactured from a process in which timber is a raw material, cellulose is extracted from pulp, and cellulose is decomposed and hydroxyethylated by chemical treatment. Schematically, HEC is manufactured by crushing large chunks to create small chunks.

一方、G−Polymerは、1分子サイズの塊を1つづつ連ねてゆくことによって製造される。   On the other hand, G-Polymer is produced by connecting a lump of molecular size one by one.

従って、HECは、3次元の立体網目状の構造からなるのに対して、G−Polymerは、直鎖の線状構造からなる。   Therefore, HEC has a three-dimensional solid network structure, whereas G-Polymer has a linear linear structure.

このように、セルロース類(HEC)も、3次元網目構造体であり、近接した水酸基がアルカリにより脱水凝集し、アルカリ(アンモニア)の添加量が増えると、シリコンウェーハの濡れ性が低下する。   Thus, celluloses (HEC) are also a three-dimensional network structure, and when the adjacent hydroxyl groups are dehydrated and aggregated by alkali and the amount of alkali (ammonia) added increases, the wettability of the silicon wafer decreases.

一方、アルカリは、研磨促進作用・pH調整作用(Z電位での凝集安定性向上)があり、研磨には必要な物質であるが、上述したように、ポリマーとの反応性に問題があり、アルカリ自身がシリコンウェーハに吸着してポリマー付着(濡れ性)を低下させたりすることによって、使用できるアルカリ濃度の範囲や品種などが限られるという問題がある。   On the other hand, alkali has a polishing promoting action / pH adjusting action (aggregation stability improvement at Z potential) and is a necessary substance for polishing, but as described above, there is a problem in reactivity with the polymer, There is a problem that the range of alkali concentrations that can be used, the variety, and the like are limited by the fact that the alkali itself is adsorbed to the silicon wafer and polymer adhesion (wetting) is reduced.

しかし、G−Polymerを用いた場合、アルカリ(NH)の含有量が0.4重量%までは、LPDが199〜344個であるので(表9,10参照)、上記問題を解決できる。 However, when G-Polymer is used, since the LPD is 199 to 344 (see Tables 9 and 10) when the content of alkali (NH 3 ) is 0.4% by weight (see Tables 9 and 10), the above problem can be solved.

上述したように、G−Polymerは、結晶化が抑制されるとともに、アルカリとの反応性が低いために凝集物を生じ難い。一方、PVAおよびHECは、結晶化し易く、アルカリとの反応性が高いために凝集物が生じ易い。   As described above, G-Polymer suppresses crystallization and has low reactivity with an alkali, and thus hardly produces an aggregate. On the other hand, PVA and HEC are easy to crystallize and have high reactivity with alkalis, so aggregates are likely to be formed.

また、G−Polymerは、シリコンウェーハとの濡れ性が良いのに対し、PVAは、シリコンウェーハとの濡れ性が悪い。HECは、シリコンウェーハとの濡れ性が良いが、濡れ性を維持できる好適なpH範囲やアルカリ種が限定されてしまう。   G-Polymer has good wettability with a silicon wafer, whereas PVA has poor wettability with a silicon wafer. HEC has good wettability with a silicon wafer, but a suitable pH range and alkali species that can maintain wettability are limited.

これらの違いに起因して、水溶性高分子としてG−Polymerを用いた場合、シリコンウェーハの研磨面がG−Polymerによって保護され、凝集物によるシリコンウェーハの研磨面へのダメージが低減される。従って、水溶性高分子としてG−Polymerを用いた場合、LPDおよび表面粗さを低減できる。   Due to these differences, when G-Polymer is used as the water-soluble polymer, the polished surface of the silicon wafer is protected by G-Polymer, and damage to the polished surface of the silicon wafer due to aggregates is reduced. Therefore, when G-Polymer is used as the water-soluble polymer, LPD and surface roughness can be reduced.

また、G−Polymerは、1分子サイズの塊を1つずつ連ねた直鎖の線状構造からなるのに対し、HECは、3次元網目構造体からなる。   In addition, G-Polymer has a linear linear structure in which one molecule-sized mass is connected one by one, whereas HEC has a three-dimensional network structure.

これらの構造的な違いに起因して、水溶性高分子としてG−Polymerを用いた場合、フィルタリング特性が良いものと考えられる。   Due to these structural differences, when G-Polymer is used as the water-soluble polymer, it is considered that the filtering characteristics are good.

このように、G−Polymerとアルカリとを含む研磨用組成物を用いてシリコンウェーハを研磨した場合、LPDおよび表面粗さを低減できるので、この発明の実施の形態による研磨用組成物は、上記式(1)で表される1,2−ジオール構造単位を有するビニルアルコール系樹脂から選ばれた少なくとも1種類の水溶性高分子と、アルカリとを含んでいればよい。   Thus, when a silicon wafer is polished using a polishing composition containing G-Polymer and an alkali, LPD and surface roughness can be reduced. Therefore, the polishing composition according to the embodiment of the present invention is It is sufficient if it contains at least one water-soluble polymer selected from vinyl alcohol resins having a 1,2-diol structural unit represented by the formula (1) and an alkali.

また、G−Polymerとアルカリと砥粒とを含む研磨用組成物を用いてシリコンウェーハを研磨した場合、研磨レートを高くしてLPDおよび表面粗さを低減できるので(表2〜4参照)、この発明の実施の形態による研磨用組成物は、上記式(1)で表される1,2−ジオール構造単位を有するビニルアルコール系樹脂から選ばれた少なくとも1種類の水溶性高分子と、アルカリと、砥粒とを含んでいればよい。   Further, when a silicon wafer is polished using a polishing composition containing G-Polymer, alkali and abrasive grains, the polishing rate can be increased to reduce LPD and surface roughness (see Tables 2 to 4). A polishing composition according to an embodiment of the present invention includes at least one water-soluble polymer selected from vinyl alcohol-based resins having a 1,2-diol structural unit represented by the above formula (1), an alkali And abrasive grains.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

この発明は、研磨用組成物に適用される。   The present invention is applied to a polishing composition.

Claims (4)

下記一般式(1)で表される1,2−ジオール構造単位を有するビニルアルコール系樹脂から選ばれた少なくとも1種類の水溶性高分子と、
アルカリとを含む研磨用組成物。
Figure 2012216723
At least one water-soluble polymer selected from vinyl alcohol-based resins having a 1,2-diol structural unit represented by the following general formula (1);
Polishing composition containing an alkali.
Figure 2012216723
砥粒を更に含む、請求項1に記載の研磨用組成物。   The polishing composition according to claim 1, further comprising abrasive grains. キレート剤を更に含む、請求項2に記載の研磨用組成物。   The polishing composition according to claim 2, further comprising a chelating agent. 非イオン性界面活性剤を更に含む、請求項2に記載の研磨用組成物。   The polishing composition according to claim 2, further comprising a nonionic surfactant.
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