JP2015035514A - Polishing liquid for cmp - Google Patents

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美千代 藤田
Michiyo Fujita
美千代 藤田
一賀 午菴
Kazuyoshi Goan
一賀 午菴
奥士 奥山
Okushi Okuyama
奥士 奥山
洋一 藤枝
Yoichi Fujieda
洋一 藤枝
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing liquid for CMP which makes possible to reduce the occurrence of polishing flaw in a face to be polished, and to achieve a high polishing speed and superior dispersion stability.SOLUTION: A polishing liquid for CMP comprises: polishing grains composed of aggregations which polishing material particles and cationic organic polymer particles form into with the aid of an anionic water-soluble polymer compound; and water. The polishing material particles each have a core-shell structure including a core layer and a shell layer. The core layer contains an oxide of at least one element selected from Al, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, In, Sn, Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, W, Bi, Th and alkali-earth metals. The shell layer contains a cerium oxide.

Description

本発明は、CMP用研磨液に関する。特に、被研磨面における研磨傷の発生を抑制し、研磨速度が高く、かつ分散安定性に優れたCMP用研磨液に関する。   The present invention relates to a polishing liquid for CMP. In particular, the present invention relates to a polishing slurry for CMP that suppresses generation of polishing flaws on a surface to be polished, has a high polishing rate, and is excellent in dispersion stability.

近年、半導体装置の集積度の向上、多層配線化に伴い、メモリデバイスの記憶容量が飛躍的に増大している。その一方で、チップサイズが大きくなるとともに、高集積化に伴い製造工程が増大することにより、チップのコストアップを招いている。このような状況下において、高密度で微細なチップを製造するための加工技術の研究が進められており、そのような加工技術の一つとして、CMP(Chemical Mechanical Polishing:化学機械研磨)技術が挙げられる。CMP技術は、CMP用研磨液中の研磨材粒子による機械的作用とCMP用研磨液に含まれる成分による化学的作用によって平滑な研磨面を得る研磨技術であって、例えば、半導体素子の製造工程における、層間絶縁膜やBPSG膜(ボロン、リン等をドープした二酸化ケイ素膜)の平坦化工程等に用いられている。   In recent years, the storage capacity of a memory device has been dramatically increased as the degree of integration of semiconductor devices has increased and multilayer wiring has been achieved. On the other hand, as the chip size increases and the number of manufacturing processes increases with higher integration, the cost of the chip is increased. Under such circumstances, research on a processing technique for manufacturing a high-density and fine chip is underway, and one of such processing techniques is a CMP (Chemical Mechanical Polishing) technique. Can be mentioned. The CMP technique is a polishing technique for obtaining a smooth polished surface by a mechanical action by abrasive particles in a CMP polishing liquid and a chemical action by components contained in the CMP polishing liquid. For example, a semiconductor element manufacturing process Are used in the flattening step of the interlayer insulating film and the BPSG film (silicon dioxide film doped with boron, phosphorus or the like).

また、半導体製造工程における微細化素子分離法(Shallow Trench Isolation)、いわゆるSTI技術において、ウェハ基板上に成膜した酸化ケイ素絶縁層のうち余分な部分を研磨して除去するためにCMP技術が用いられる。なお、ウェハ基板上における酸化ケイ素絶縁層の下層には、ストッパ層が形成されており、酸化ケイ素絶縁層と当該ストッパ層との研磨速度差を利用して、研磨を停止させることができる。したがって、研磨の停止を精度良く行うためには、ストッパ層の材料として、酸化ケイ素絶縁層に対して研磨速度比が大きい窒化ケイ素が用いられることが好ましい。   Further, in the so-called STI technique, which is a so-called STI technique in the semiconductor manufacturing process, the CMP technique is used to polish and remove an excess portion of the silicon oxide insulating layer formed on the wafer substrate. It is done. Note that a stopper layer is formed below the silicon oxide insulating layer on the wafer substrate, and polishing can be stopped by utilizing a polishing rate difference between the silicon oxide insulating layer and the stopper layer. Therefore, in order to stop the polishing with high accuracy, it is preferable to use silicon nitride having a larger polishing rate ratio than the silicon oxide insulating layer as the material of the stopper layer.

このようなCMP技術においては、被研磨面の平坦性を向上させるために、種々の研磨材が検討されている。
CMP技術に用いられる研磨材粒子としては、シリカ粒子が一般的であるが、シリカ粒子は、酸化ケイ素膜の研磨速度と窒化ケイ素膜の研磨速度の差が小さい、すなわち研磨選択性が低い。このため、STI技術においては、酸化ケイ素膜と窒化ケイ素膜との研磨選択性に優れる酸化セリウム粒子が用いられることが好ましい。
In such a CMP technique, various abrasives are being studied in order to improve the flatness of the surface to be polished.
As the abrasive particles used in the CMP technique, silica particles are generally used, but the silica particles have a small difference between the polishing rate of the silicon oxide film and the polishing rate of the silicon nitride film, that is, the polishing selectivity is low. For this reason, in the STI technique, it is preferable to use cerium oxide particles having excellent polishing selectivity between a silicon oxide film and a silicon nitride film.

例えば、STI技術におけるCMP工程において、研磨材粒子として酸化セリウムを含む水系分散体をCMP用研磨液として用いることにより、研磨速度が速く、しかも比較的研磨傷の少ない被研磨面を得る技術が提供されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)。   For example, in the CMP process of the STI technology, a technique for obtaining a polished surface having a high polishing rate and relatively few polishing flaws by using an aqueous dispersion containing cerium oxide as abrasive particles as a polishing liquid for CMP is provided. (For example, see Patent Document 1 and Patent Document 2).

しかしながら、酸化セリウム粒子は、従来のシリカ粒子に比べて研磨特性は優れるものの、CMP用研磨液中に分散させると、比重が大きいため沈降しやすく、結果として研磨特性が低下してしまう。これに対し、研磨特性を改善するために分散剤等の添加剤を過剰に添加すると、酸化セリウム粒子の凝集が促進されて、凝集沈降が著しくなり、分散安定性が低下する。
このような問題に対し、分散安定性を確保するため、研磨材粒子からなる砥粒の凝集を抑制し、保存状態を保つことのできる第一液と、その第一液を研磨に最適な状態に調整する第二液とに分けて保存するという方法が提案されている(例えば、特許文献3参照。)。しかしながら、第一液と第二液とを混合し使い切らなかった分は、砥粒が凝集するため短期間しか保存することができない。
However, although cerium oxide particles have better polishing characteristics than conventional silica particles, when dispersed in a CMP polishing liquid, the cerium oxide particles tend to settle due to their large specific gravity, resulting in a decrease in polishing characteristics. On the other hand, when an additive such as a dispersant is excessively added to improve the polishing characteristics, the aggregation of the cerium oxide particles is promoted, the aggregation and precipitation become remarkable, and the dispersion stability is lowered.
In order to ensure dispersion stability against such problems, the first liquid that can suppress the agglomeration of abrasive grains made of abrasive particles and maintain the storage state, and the first liquid in an optimum state for polishing A method of storing separately for the second liquid to be adjusted is proposed (for example, see Patent Document 3). However, the amount of the first liquid and the second liquid that are not used up after being mixed can be stored only for a short period because the abrasive grains aggregate.

特許第3335667号公報Japanese Patent No. 3335667 特開平9−270402号公報JP-A-9-270402 特許第5177430号公報Japanese Patent No. 5177430

本発明の課題は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、被研磨面における研磨傷の発生を抑制し、研磨速度が高く、かつ分散安定性に優れたCMP用研磨液を提供することである。   An object of the present invention has been made in view of the above problems and circumstances, and provides a polishing slurry for CMP that suppresses generation of polishing flaws on a surface to be polished, has a high polishing rate, and is excellent in dispersion stability. That is.

本発明に係る上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討した結果、研磨材粒子及びカチオン性有機重合体粒子がアニオン性水溶性高分子化合物を介して集合してなる砥粒と、水と、を含み、前記研磨材粒子が、コア・シェル構造を有し、コア層が、特定元素の酸化物を含有し、かつ、シェル層が、酸化セリウムを含有することにより、被研磨面における研磨傷の発生を抑制し、研磨速度が高く、かつ分散安定性に優れたCMP用研磨液を提供することができることを見出した。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
As a result of examining the cause of the above-mentioned problems in order to solve the above-mentioned problems according to the present invention, abrasive grains and cationic organic polymer particles aggregated via an anionic water-soluble polymer compound, Water, the abrasive particles have a core-shell structure, the core layer contains an oxide of a specific element, and the shell layer contains cerium oxide, whereby the surface to be polished It has been found that a polishing slurry for CMP can be provided which suppresses the generation of polishing flaws, has a high polishing rate, and is excellent in dispersion stability.
That is, the said subject which concerns on this invention is solved by the following means.

1.研磨材粒子及びカチオン性有機重合体粒子がアニオン性水溶性高分子化合物を介して集合してなる砥粒と、水と、を含み、
前記研磨材粒子が、コア・シェル構造を有し、
コア層が、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、In、Sn、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、W、Bi、Th及びアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種の元素の酸化物を含有し、かつ、
シェル層が、酸化セリウムを含有することを特徴とするCMP用研磨液。
1. Abrasive particles and cationic organic polymer particles aggregated via an anionic water-soluble polymer compound, and water,
The abrasive particles have a core-shell structure;
The core layer is made of Al, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, In, Sn, Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Containing an oxide of at least one element selected from Yb, Lu, W, Bi, Th and an alkaline earth metal, and
A polishing slurry for CMP, wherein the shell layer contains cerium oxide.

2.前記研磨材粒子が、前記コア層と前記シェル層との間に中間層を更に有し、かつ、
前記中間層が、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、In、Sn、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、W、Bi、Th及びアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種の元素の酸化物と、酸化セリウムとを含有することを特徴とする第1項に記載のCMP用研磨液。
2. The abrasive particles further have an intermediate layer between the core layer and the shell layer; and
The intermediate layer is made of Al, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, In, Sn, Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm. 2. The polishing slurry for CMP according to item 1, comprising an oxide of at least one element selected from Yb, Lu, W, Bi, Th, and an alkaline earth metal, and cerium oxide.

3.前記研磨材粒子と前記カチオン性有機重合体粒子と水とを含む第一液に、前記アニオン性水溶性化合物と水とを含む第二液が混合されてなることを特徴とする第1項又は第2項に記載のCMP用研磨液。   3. Item 1 or 2, wherein the first liquid containing the abrasive particles, the cationic organic polymer particles, and water is mixed with a second liquid containing the anionic water-soluble compound and water. The polishing liquid for CMP according to item 2.

本発明によれば、被研磨面における研磨傷の発生を抑制し、研磨速度が高く、かつ分散安定性に優れたCMP用研磨液を提供することができる。
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
すなわち、研磨材粒子が、コア・シェル構造を有し、コア層が、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、In、Sn、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、W、Bi、Th及びアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種の元素の酸化物を含有し、かつ、シェル層が、酸化セリウムを含有するため、表面に酸化セリウム粒子と同等の研磨特性を具備しつつ、酸化セリウム粒子よりも比重が低い。したがって、CMP用研磨液中に、表面が酸化セリウムで被覆された研磨材粒子が含まれているので、被研磨面における研磨傷の発生を抑制でき、高い研磨速度を得ることができる。更に、研磨材粒子の比重が低いため、本発明のCMP用研磨液は、酸化セリウムを分散させた研磨液よりも長期間に亘って高い分散性を維持することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, generation | occurrence | production of the grinding | polishing damage | wound in a to-be-polished surface can be suppressed, the polishing liquid for CMP with high polishing rate and excellent dispersion stability can be provided.
The expression mechanism or action mechanism of the effect of the present invention is not clear, but is presumed as follows.
That is, the abrasive particles have a core-shell structure, and the core layer is made of Al, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, In, Sn Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, W, Bi, Th and an oxide of at least one element selected from alkaline earth metals, and the shell layer, Since cerium oxide is contained, the specific gravity is lower than that of the cerium oxide particles while having the same polishing characteristics as the cerium oxide particles on the surface. Therefore, since the abrasive for polishing whose surface is coated with cerium oxide is contained in the polishing liquid for CMP, the generation of polishing flaws on the surface to be polished can be suppressed, and a high polishing rate can be obtained. Furthermore, since the specific gravity of the abrasive particles is low, the CMP polishing liquid of the present invention can maintain higher dispersibility over a longer period than the polishing liquid in which cerium oxide is dispersed.

本発明に係る一実施形態である研磨材粒子の3層構造を示す模式図The schematic diagram which shows the 3 layer structure of the abrasive particle which is one Embodiment which concerns on this invention 本発明に係る一実施形態である研磨材粒子の3層構造の組成を模式的に示すグラフThe graph which shows typically the composition of the 3 layer structure of the abrasive particle which is one Embodiment which concerns on this invention 本発明に係る一実施形態である研磨材粒子の3層構造の組成を模式的に示すグラフThe graph which shows typically the composition of the 3 layer structure of the abrasive particle which is one Embodiment which concerns on this invention 本発明に係る一実施形態である研磨材粒子の2層構造の組成を模式的に示すグラフThe graph which shows typically the composition of the 2 layer structure of the abrasive | polishing material particle which is one Embodiment which concerns on this invention 本発明に係る一実施形態である研磨材粒子の2層構造の組成を模式的に示すグラフThe graph which shows typically the composition of the 2 layer structure of the abrasive | polishing material particle which is one Embodiment which concerns on this invention

本発明のCMP用研磨液は、研磨材粒子及びカチオン性有機重合体粒子がアニオン性水溶性高分子化合物を介して集合してなる砥粒と、水と、を含み、前記研磨材粒子が、コア・シェル構造を有し、コア層が、アルミニウム(Al)、スカンジウム(Sc)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ガリウム(Ga)、ゲルマニウム(Ge)、ジルコニウム(Zr)、インジウム(In)、スズ(Sn)、イットリウム(Y)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、ルテチウム(Lu)、タングステン(W)、ビスマス(Bi)、トリウム(Th)及びアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種の元素の酸化物を含有し、かつ、シェル層が、酸化セリウムを含有することを特徴とする。この特徴は、請求項1から請求項3までの請求項に共通する技術的特徴である。
また、本発明は、前記研磨材粒子が、前記コア層と前記シェル層との間に中間層を更に有し、かつ、前記中間層が、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、In、Sn、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、W、Bi、Th及びアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種の元素の酸化物と、酸化セリウムとを含有することが好ましい。これにより、研磨材粒子の調製が容易になり、CMP用研磨液を容易に調製することができる。
また、本発明は、前記研磨材粒子と前記カチオン性有機重合体粒子と水とを含む第一液に、前記アニオン性水溶性化合物と水とを含む第二液が混合されてなることが好ましい。このようにCMP用研磨液を、第一液と第二液とを混合して調製し、使用する場合においても、混合後の状態で長期間に亘って高い分散性を維持することができる。
The polishing slurry for CMP of the present invention comprises abrasive particles and cationic organic polymer particles aggregated via an anionic water-soluble polymer compound, and water, and the abrasive particles are: It has a core-shell structure, and the core layer is made of aluminum (Al), scandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co ), Nickel (Ni), copper (Cu), zinc (Zn), gallium (Ga), germanium (Ge), zirconium (Zr), indium (In), tin (Sn), yttrium (Y), gadolinium (Gd) ), Terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), ytterbium (Yb), lutetium (Lu), tongues Containing an oxide of at least one element selected from tantalum (W), bismuth (Bi), thorium (Th), and alkaline earth metal, and the shell layer containing cerium oxide . This feature is a technical feature common to claims 1 to 3.
Further, according to the present invention, the abrasive particles further include an intermediate layer between the core layer and the shell layer, and the intermediate layer includes Al, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe , Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, In, Sn, Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, W, Bi, Th and alkaline earth metals It is preferable to contain an oxide of at least one element and cerium oxide. Thereby, the preparation of the abrasive particles becomes easy, and the polishing liquid for CMP can be easily prepared.
In the present invention, it is preferable that a first liquid containing the abrasive particles, the cationic organic polymer particles, and water is mixed with a second liquid containing the anionic water-soluble compound and water. . Thus, even when the polishing liquid for CMP is prepared by mixing the first liquid and the second liquid and used, high dispersibility can be maintained over a long period of time after mixing.

以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。   Hereinafter, the present invention, its components, and modes and modes for carrying out the present invention will be described in detail. In addition, in this application, "-" is used in the meaning which includes the numerical value described before and behind that as a lower limit and an upper limit.

本発明のCMP用研磨液は、研磨材粒子とカチオン性有機重合体粒子とがアニオン性水溶性高分子化合物を介して集合してなる砥粒と、水と、を含んで構成されている。
本発明のCMP用研磨液の材料や製造方法、用途等について、以下説明する。
The polishing slurry for CMP of the present invention comprises abrasive grains in which abrasive particles and cationic organic polymer particles are aggregated via an anionic water-soluble polymer compound, and water.
The material, manufacturing method, application and the like of the polishing liquid for CMP of the present invention will be described below.

《研磨材粒子》
研磨材粒子は、本発明のCMP用研磨液に含まれる砥粒の構成材料である。
《Abrasive particles》
The abrasive particle is a constituent material of abrasive grains contained in the CMP polishing liquid of the present invention.

(研磨材粒子の層構造)
本発明に係る研磨材粒子は、コア・シェル構造を有し、コア層1が、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、In、Sn、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、W、Bi、Th及びアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種の元素の酸化物を含有し、かつ、シェル層3が、酸化セリウムを含有する。
(Abrasive particle layer structure)
The abrasive particles according to the present invention have a core-shell structure, and the core layer 1 has Al, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, Containing an oxide of at least one element selected from In, Sn, Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, W, Bi, Th, and an alkaline earth metal, and a shell Layer 3 contains cerium oxide.

研磨材粒子は、コア層1とシェル層3との間に中間層2を有することが好ましく、図1に示すような3層構造となっていることが好ましい。中間層2は、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、In、Sn、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、W、Bi、Th及びアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種の元素の酸化物と、酸化セリウムとを含有する。後述するように、中間層2が、コア層1又はシェル層3と一体として形成され、研磨材粒子が実質的に2層構造となっていても良い。   The abrasive particles preferably have an intermediate layer 2 between the core layer 1 and the shell layer 3, and preferably have a three-layer structure as shown in FIG. The intermediate layer 2 is made of Al, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, In, Sn, Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm. Yb, Lu, W, Bi, Th and an oxide of at least one element selected from alkaline earth metals and cerium oxide. As will be described later, the intermediate layer 2 may be formed integrally with the core layer 1 or the shell layer 3, and the abrasive particles may have a substantially two-layer structure.

研磨材粒子の具体的な構成及び材料としては、例えば、酸化イットリウムを主成分とするコア層1と、コア層1の外側に形成される酸化イットリウムと酸化セリウムを含む中間層2と、中間層2の外側に形成される酸化セリウムを主成分とするシェル層3と、を有する構造が挙げられる。ここで、本発明において主成分とは、含有量が50mol%以上であることをいう。   The specific configuration and material of the abrasive particles include, for example, a core layer 1 mainly composed of yttrium oxide, an intermediate layer 2 containing yttrium oxide and cerium oxide formed outside the core layer 1, and an intermediate layer. And a shell layer 3 mainly composed of cerium oxide formed on the outer side of 2. Here, in the present invention, the main component means that the content is 50 mol% or more.

このような3層構造の研磨材粒子として、例えば、図2Aに示す研磨材粒子のコア層1には、酸化セリウムがほとんど含まれておらず、酸化イットリウムが主成分となっている。具体的には、コア層1の酸化セリウム含有量が、コア層1の外側に形成される中間層2の酸化セリウム含有量以下となっていれば良い。そして、中間層2の酸化セリウム含有量は、中間層2の外側(シェル層3側)から中間層2の内側(コア層1側)にかけて一定の濃度勾配で組成が変化(減少)する。なお、中間層2の酸化セリウム含有量は、コア層1の酸化セリウム含有量以上であって、シェル層3の酸化セリウム含有量以下であれば良い。中間層2の外側に形成されるシェル層3は、酸化セリウムをほぼ100mol%の割合で含有している。具体的には、シェル層3の酸化セリウム含有量は、50〜100mol%が好ましく、特に、75mol%以上であることが好ましい。研磨材粒子の表面を構成するシェル層3に含まれる酸化セリウムの含有量を100mol%に近づけることで、酸化セリウムの持つ優れた研磨速度を発揮することができる。   As such three-layer structure abrasive particles, for example, the core layer 1 of the abrasive particles shown in FIG. 2A contains almost no cerium oxide, and is mainly composed of yttrium oxide. Specifically, the cerium oxide content of the core layer 1 should just be below the cerium oxide content of the intermediate | middle layer 2 formed in the outer side of the core layer 1. FIG. The cerium oxide content of the intermediate layer 2 changes (decreases) in a constant concentration gradient from the outer side of the intermediate layer 2 (shell layer 3 side) to the inner side of the intermediate layer 2 (core layer 1 side). The cerium oxide content of the intermediate layer 2 may be not less than the cerium oxide content of the core layer 1 and not more than the cerium oxide content of the shell layer 3. The shell layer 3 formed on the outer side of the intermediate layer 2 contains cerium oxide at a ratio of approximately 100 mol%. Specifically, the cerium oxide content of the shell layer 3 is preferably 50 to 100 mol%, and particularly preferably 75 mol% or more. By making the content of cerium oxide contained in the shell layer 3 constituting the surface of the abrasive particles close to 100 mol%, the excellent polishing rate of cerium oxide can be exhibited.

また、3層構造の研磨材粒子としては、例えば、図2Bに示すように構成されていても良い。当該研磨材粒子は、中間層2に含有される酸化イットリウムと酸化セリウムの割合が、研磨材粒子の中心からの距離にかかわらず一定で、ほぼ半分ずつとなるように構成されている。   The abrasive particles having a three-layer structure may be configured as shown in FIG. 2B, for example. The abrasive particles are configured such that the ratio of yttrium oxide and cerium oxide contained in the intermediate layer 2 is constant regardless of the distance from the center of the abrasive particles and is approximately half of each.

また、研磨材粒子は、コア層1と中間層2とが実質的に一つの層を形成し、その外側にシェル層3が形成される2層構造となっていても良い。
このような2層構造の研磨材粒子として、例えば、図2Cに示すようにコア層1と中間層2とに区別がない構造であっても良い。このような研磨材粒子は、コア層1との境界がなく、酸化イットリウムと酸化セリウムの含有量がほぼ半分ずつである中間層2と、当該中間層2の外側に形成される酸化セリウムを主成分とするシェル層3と、から構成される。
Further, the abrasive particles may have a two-layer structure in which the core layer 1 and the intermediate layer 2 substantially form one layer, and the shell layer 3 is formed outside thereof.
As such abrasive particles having a two-layer structure, for example, a structure in which the core layer 1 and the intermediate layer 2 are not distinguished as shown in FIG. 2C may be used. Such abrasive particles are mainly composed of an intermediate layer 2 which has no boundary with the core layer 1 and contains approximately half of the contents of yttrium oxide and cerium oxide, and cerium oxide formed outside the intermediate layer 2. And a shell layer 3 as a component.

また、2層構造の研磨材粒子としては、例えば、図2Dに示すように構成されていても良い。このような研磨材粒子においては、コア層1との境界がない中間層2は、研磨材粒子の中心側から外側にかけて所定の濃度勾配で酸化セリウム含有量が増大するように構成されている。   The abrasive particles having a two-layer structure may be configured as shown in FIG. 2D, for example. In such abrasive particles, the intermediate layer 2 having no boundary with the core layer 1 is configured such that the cerium oxide content increases with a predetermined concentration gradient from the center side to the outside of the abrasive particles.

なお、研磨材粒子のコア層1及び中間層2に含有される材料として、使用時に印加される応力に対して壊れにくい酸化イットリウムを一例として説明したが、これに限定されるものではなく、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、In、Sn、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、W、Bi、Th及びアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種の元素の酸化物であれば良い。
また、研磨材粒子のコア層1に含有される元素の酸化物は、中間層2に含有される元素の酸化物(酸化セリウムを除く。)と同一であることが、層間の結合力を保つことができるため好ましい。
The material contained in the core layer 1 and the intermediate layer 2 of the abrasive particles has been described as an example of yttrium oxide that is not easily broken against stress applied during use, but is not limited to this. , Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, In, Sn, Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, W , Bi, Th, and an oxide of at least one element selected from alkaline earth metals.
Further, the oxide of the element contained in the core layer 1 of the abrasive particles is the same as the oxide of the element contained in the intermediate layer 2 (excluding cerium oxide), so that the bonding strength between the layers is maintained. This is preferable.

なお、研磨材粒子は、中間層2を有する3層構造であるものとしたが、中間層2を有しない2層構造であっても良い。
また、研磨材粒子のシェル層3は、酸化セリウムを主成分とするものとしたが、酸化セリウムのみから形成されているものとしても良い。
The abrasive particles have a three-layer structure having the intermediate layer 2, but may have a two-layer structure without the intermediate layer 2.
Further, the shell layer 3 of abrasive particles is mainly composed of cerium oxide, but may be formed only of cerium oxide.

(研磨材粒子の製造方法)
研磨材粒子の製造方法として、3層構造を有する研磨材粒子を製造する場合の製造方法の一例を示す。かかる製造方法は、以下の5つの工程からなる。
(Method for producing abrasive particles)
An example of a manufacturing method in the case of manufacturing abrasive particles having a three-layer structure is shown as a method for manufacturing abrasive particles. Such a manufacturing method includes the following five steps.

(1)コア層形成工程
コア層形成工程は、まず、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、In、Sn、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、W、Bi、Th及びアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種の元素の塩を含有する水溶液に尿素系化合物を添加して、前記Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、In、Sn、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、W、Bi、Th及びアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種の元素の塩基性炭酸塩が分散される第1分散溶液を調製する。
(1) Core layer forming step The core layer forming step is performed first by Al, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, In, Sn, Y, Gd. A urea compound is added to an aqueous solution containing a salt of at least one element selected from Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, W, Bi, Th, and an alkaline earth metal, and the Al , Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, In, Sn, Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, W A first dispersion solution is prepared in which a basic carbonate of at least one element selected from Bi, Th, and alkaline earth metal is dispersed.

前記Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、In、Sn、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、W、Bi、Th及びアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種の元素の塩としては、例えば、硝酸塩、塩酸塩、硫酸塩等を用いることができるが、硝酸塩を用いることが好ましい。   Al, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, In, Sn, Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu As the salt of at least one element selected from W, Bi, Th, and alkaline earth metal, for example, nitrates, hydrochlorides, sulfates, and the like can be used, and nitrates are preferably used.

尿素系化合物としては、例えば、尿素、尿素の塩(例えば、硝酸塩、塩酸塩等)、N,N´−ジメチルアセチル尿素、N,N´−ジベンゾイル尿素、ベンゼンスルホニル尿素、p−トルエンスルホニル尿素、トリメチル尿素、テトラエチル尿素、テトラメチル尿素、トリフェニル尿素、テトラフェニル尿素、N−ベンゾイル尿素、メチルイソ尿素、エチルイソ尿素等を用いることができるが、尿素を用いることが好ましい。
なお、以下の説明においては、コア層形成工程は、尿素を用いて塩基性炭酸塩を形成させる場合について示すが、一例であって、これに限定されるものではない。
Examples of urea compounds include urea, urea salts (eg, nitrates, hydrochlorides, etc.), N, N′-dimethylacetylurea, N, N′-dibenzoylurea, benzenesulfonylurea, p-toluenesulfonylurea, Trimethylurea, tetraethylurea, tetramethylurea, triphenylurea, tetraphenylurea, N-benzoylurea, methylisourea, ethylisourea and the like can be used, but urea is preferred.
In the following description, the core layer forming step is shown as an example in which a basic carbonate is formed using urea, but is not limited to this example.

Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、In、Sn、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、W、Bi、Th及びアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種の元素の塩を含有する水溶液中での当該元素のイオン濃度は、0.001mol/Lから0.1mol/Lで、尿素は前記イオン濃度の5から50倍の濃度が好ましい。これは、前記Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、In、Sn、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、W、Bi、Th及びアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種の元素の水溶液中でのイオン濃度及び尿素のイオン濃度を、当該範囲内とすることで、単分散性を示す球状の研磨材粒子を合成することができるためである。   Al, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, In, Sn, Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, The ion concentration of the element in an aqueous solution containing a salt of at least one element selected from W, Bi, Th, and alkaline earth metal is 0.001 mol / L to 0.1 mol / L, and urea is A concentration of 5 to 50 times the ion concentration is preferred. This is because the Al, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, In, Sn, Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, A spherical shape that exhibits monodispersity by setting the ion concentration in an aqueous solution and the ion concentration of urea in an aqueous solution of at least one element selected from Yb, Lu, W, Bi, Th, and an alkaline earth metal within the range. This is because the abrasive particles can be synthesized.

そして、第1分散溶液は、80℃以上で加熱撹拌され、当該第1分散溶液中に分散するコア層1となる塩基性炭酸塩を成長させる。
なお、加熱撹拌の際には、十分な撹拌効率が得られれば、特に撹拌機の形状等は指定しないが、より高い撹拌効率を得るためには、ローター・ステータータイプの撹拌機を使用することが好ましい。
Then, the first dispersion solution is heated and stirred at 80 ° C. or higher to grow a basic carbonate that becomes the core layer 1 dispersed in the first dispersion solution.
In the case of heating and stirring, if sufficient stirring efficiency is obtained, the shape of the stirrer is not specified, but in order to obtain higher stirring efficiency, a rotor / stator type stirrer should be used. Is preferred.

(2)中間層形成工程
中間層形成工程は、コア層形成工程により形成された塩基性炭酸塩を含む第1分散溶液に、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、In、Sn、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、W、Bi、Th及びアルカリ土類金属から選ばれる、コア層形成工程において含まれていた元素の塩、例えばイットリウム硝酸塩を含有する水溶液とCeの塩を含有する水溶液を添加する。そして、例えば、コア層1であるイットリウムの塩基性炭酸塩の外側にイットリウムとセリウムが混合された中間層2を形成させることによりコア層1を粒子成長させ、より粒子径の大きな塩基性炭酸塩を得る。具体的には、第1分散溶液に添加する水溶液の添加速度は、1分当たり0.003mmol/Lから3.0mmol/Lが好ましく、特に、添加量に占めるCeの割合が90mol%未満であることが好ましい。これは、添加速度及び添加量に占めるCeの割合が、当該範囲を外れると、形成される研磨材粒子が単分散性を示す球状粒子とすることが難しくなるためである。また、第1分散溶液は、前記速度で水溶液を添加されながら、80℃以上で加熱撹拌されることが好ましい。これは、80℃以下で加熱撹拌されると、コア層形成工程において添加された尿素の分解が進まなくなり、粒子形成が阻害されるためである。ここで、コア層1の外側に中間層2が形成された粒子が分散された分散溶液を第2分散溶液とする。
(2) Intermediate layer forming step In the intermediate layer forming step, Al, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni are added to the first dispersion solution containing the basic carbonate formed in the core layer forming step. , Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, In, Sn, Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, W, Bi, Th, and alkaline earth metal formation An aqueous solution containing the salt of the element contained in the process, for example, yttrium nitrate, and an aqueous solution containing the salt of Ce are added. Then, for example, by forming an intermediate layer 2 in which yttrium and cerium are mixed on the outside of the basic carbonate of yttrium that is the core layer 1, the core layer 1 is made to grow particles, and the basic carbonate having a larger particle diameter is formed. Get. Specifically, the addition rate of the aqueous solution added to the first dispersion solution is preferably 0.003 mmol / L to 3.0 mmol / L per minute, and in particular, the ratio of Ce in the addition amount is less than 90 mol%. It is preferable. This is because when the ratio of Ce in the addition rate and the addition amount is out of the range, it is difficult for the abrasive particles to be formed to be spherical particles exhibiting monodispersity. The first dispersion solution is preferably heated and stirred at 80 ° C. or higher while the aqueous solution is added at the above rate. This is because when heated and stirred at 80 ° C. or lower, decomposition of urea added in the core layer forming step does not proceed and particle formation is inhibited. Here, a dispersion solution in which particles in which the intermediate layer 2 is formed outside the core layer 1 is dispersed is referred to as a second dispersion solution.

(3)シェル層形成工程
シェル層形成工程は、中間層形成工程によりコア層1の外側に中間層2が形成された粒子が分散された第2分散溶液に、Ceの塩を含有する水溶液を添加して、中間層2の外側にCeの塩基性炭酸塩が主成分であるシェル層3を形成させることで、更に粒子成長させる。Ceの塩を含む水溶液は、1分当たり0.003mmol/Lから3.0mmol/Lの添加速度で、80℃以上で加熱撹拌しながら添加されることが好ましい。これは、添加速度が、当該範囲を外れると、形成される研磨材粒子が単分散性を示す球状粒子とすることが難しくなるためである。加熱温度については、中間層形成工程の場合と同様、80℃以下で加熱撹拌されると、コア層形成工程において添加された尿素の分解が進まなくなり、粒子形成が阻害されるためである。ここで、中間層2の外側にシェル層3が形成された粒子が分散された分散溶液を第3分散溶液とする。
(3) Shell layer forming step In the shell layer forming step, an aqueous solution containing a salt of Ce is added to the second dispersion solution in which the particles in which the intermediate layer 2 is formed outside the core layer 1 in the intermediate layer forming step are dispersed. In addition, the shell layer 3 mainly composed of a basic carbonate of Ce is formed outside the intermediate layer 2 to further grow the particles. The aqueous solution containing the Ce salt is preferably added at a rate of 0.003 mmol / L to 3.0 mmol / L per minute with heating and stirring at 80 ° C. or higher. This is because if the addition rate is out of the range, it will be difficult for the abrasive particles to be formed into spherical particles exhibiting monodispersity. As for the heating temperature, as in the case of the intermediate layer forming step, when heated and stirred at 80 ° C. or lower, the decomposition of urea added in the core layer forming step does not proceed and particle formation is inhibited. Here, the dispersion solution in which the particles in which the shell layer 3 is formed outside the intermediate layer 2 is dispersed is referred to as a third dispersion solution.

(4)固液分離工程
固液分離工程では、シェル層形成工程により得られた第3分散溶液から、シェル層3が中間層2の外側に形成された固体を、固液分離の操作により回収し、研磨材前駆体を得る。なお、固液分離工程において、必要に応じて得られた研磨材前駆体を乾燥した後に、焼成工程へ移行しても良い。
(4) Solid-liquid separation step In the solid-liquid separation step, the solid in which the shell layer 3 is formed outside the intermediate layer 2 is recovered from the third dispersion obtained in the shell layer formation step by an operation of solid-liquid separation. Then, an abrasive precursor is obtained. In the solid-liquid separation step, the abrasive precursor obtained as necessary may be dried and then transferred to the firing step.

(5)焼成工程
焼成工程は、固液分離により得られた塩基性炭酸塩の研磨材前駆体を空気中又は酸化性雰囲気中で、400℃以上で焼成する。焼成された研磨材前駆体は、酸化物となり、外側が酸化セリウムで覆われた研磨材粒子となる。
(5) Firing step In the firing step, the basic carbonate abrasive precursor obtained by solid-liquid separation is fired at 400 ° C or higher in air or in an oxidizing atmosphere. The baked abrasive precursor becomes an oxide, and becomes an abrasive particle whose outer side is covered with cerium oxide.

(研磨材粒子の粒子径と研磨速度、表面精度)
研磨材粒子は、その使用用途によって粒子径に対する要求レベルが異なるが、研磨後の被研磨面の仕上がり表面精度が高くなるにつれて、使用される研磨材に含まれる研磨材粒子の微粒子化が必要になり、例えば、半導体デバイスの製造工程で使用するには平均粒子径が2.0μm以下である必要がある。研磨材の粒子径が小さくなるほど、研磨後の被研磨面の仕上がり表面精度が高くなるのに対して、研磨速度は粒子径が小さいほど遅くなる傾向がある。このため、粒子径を0.02μm未満とすると、セリウム系の研磨材の研磨速度が、コロイダルシリカ等の研磨材に比べて速いという優位性が失われてしまう。したがって、研磨材粒子の平均粒子径としては0.02〜2.0μmの範囲が好ましく、更に0.05〜1.5μmの範囲がより好ましい。
また、研磨加工後の平面精度を高めるためには、できるだけ粒子径が揃っており、粒子径分布変動係数が小さい研磨材を使用することが望ましい。
(Abrasive particle size, polishing speed, surface accuracy)
Abrasive particles vary in the required level of particle size depending on their use, but as the finished surface accuracy of the polished surface after polishing increases, it is necessary to make the abrasive particles contained in the abrasive used finer For example, the average particle size needs to be 2.0 μm or less for use in the manufacturing process of a semiconductor device. The smaller the particle size of the abrasive, the higher the finished surface accuracy of the polished surface after polishing, whereas the smaller the particle size, the slower the polishing rate. For this reason, when the particle diameter is less than 0.02 μm, the advantage that the polishing rate of the cerium-based abrasive is faster than that of the abrasive such as colloidal silica is lost. Accordingly, the average particle diameter of the abrasive particles is preferably in the range of 0.02 to 2.0 μm, and more preferably in the range of 0.05 to 1.5 μm.
Further, in order to increase the planar accuracy after the polishing process, it is desirable to use an abrasive having a uniform particle diameter as much as possible and having a small particle diameter distribution variation coefficient.

《カチオン性有機重合体粒子》
カチオン性有機重合体粒子は、本発明のCMP用研磨液に含まれる砥粒の構成材料である。
本発明において、カチオン性有機重合体粒子とは、酸の存在等の条件下でカチオンになり得る(以下、単に「カチオンになり得る」という。)化合物からなる粒子である。具体的には、例えば、下記式(1)〜(4)で表される基を有する化合物が挙げられる。
<< Cationic organic polymer particles >>
The cationic organic polymer particles are a constituent material of abrasive grains contained in the CMP polishing liquid of the present invention.
In the present invention, the cationic organic polymer particle is a particle made of a compound that can become a cation under conditions such as the presence of an acid (hereinafter simply referred to as “can become a cation”). Specific examples include compounds having groups represented by the following formulas (1) to (4).

Figure 2015035514
Figure 2015035514

上記式(1)〜(4)において、Rは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜30の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜30のアリール基を表し、好ましくは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、更に好ましくは水素原子又はメチル基である。また、R´は、水素原子、炭素数1〜30の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜30のアリール基を表す。   In the above formulas (1) to (4), each R independently represents a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, preferably a hydrogen atom or carbon. It is a C1-C4 alkyl group, More preferably, it is a hydrogen atom or a methyl group. R ′ represents a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms.

カチオン性有機重合体粒子としては、カチオンになり得るものであれば、特に制限はないが、例えば、上記式(1)〜(4)で表される置換基のような、カチオンになり得る基を有する重合体粒子、又は、カチオンになり得る基を有する界面活性剤が付着した重合体粒子等を用いることができる。   The cationic organic polymer particle is not particularly limited as long as it can be a cation, but for example, a group that can be a cation such as the substituents represented by the above formulas (1) to (4). Or polymer particles to which a surfactant having a group capable of becoming a cation is attached.

カチオン性有機重合体粒子が、カチオンになり得る基を有する重合体粒子である場合、当該カチオンになり得る基は、重合体の側鎖及び末端のうち少なくとも一方に位置する。
カチオンになり得る基を側鎖に有する重合体は、カチオンになり得るモノマーの単独重合若しくは二種以上のカチオンになり得るモノマーの共重合又はカチオンになり得るモノマーとそれ以外のモノマーとの共重合によって得ることができる。
When the cationic organic polymer particles are polymer particles having a group capable of becoming a cation, the group capable of becoming a cation is located in at least one of a side chain and a terminal of the polymer.
A polymer having a group that can become a cation in the side chain is a homopolymerization of a monomer that can become a cation, a copolymerization of monomers that can become two or more cations, or a copolymerization of a monomer that can become a cation and other monomers. Can be obtained by:

上記カチオンになり得るモノマーとしては、例えば、アミノアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル、アミノアルコキシアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸アミド又はそのN−アルキル置換体、N−アミノアルキル基含有(メタ)アクリル酸エステル等を挙げることができる。
アミノアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、3−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等を;
アミノアルコキシアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、2−(ジメチルアミノエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2−(ジエチルアミノエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、3−(ジメチルアミノエトキシ)プロピル(メタ)アクリレート等を;
(メタ)アクリル酸アミド又はそのN−アルキル置換体としては、例えば、(メタ)アクリルアミド、メチル(メタ)アクリルアミド等を;
N−アミノアルキル基含有(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、N−(2−ジメチルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ジエチルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ジメチルアミノプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(3−ジメチルアミノプロピル)(メタ)アクリルアミド等を、それぞれ挙げることができる。
Examples of the monomer that can be a cation include (meth) acrylic acid ester having an aminoalkyl group, (meth) acrylic acid ester having an aminoalkoxyalkyl group, (meth) acrylic acid amide, or an N-alkyl-substituted product thereof. N-aminoalkyl group containing (meth) acrylic acid ester etc. can be mentioned.
Examples of the (meth) acrylic acid ester having an aminoalkyl group include 2-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, 2-diethylaminoethyl (meth) acrylate, 2-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, and 3-dimethylaminopropyl. (Meth) acrylate etc .;
Examples of the (meth) acrylic acid ester having an aminoalkoxyalkyl group include 2- (dimethylaminoethoxy) ethyl (meth) acrylate, 2- (diethylaminoethoxy) ethyl (meth) acrylate, and 3- (dimethylaminoethoxy) propyl. (Meth) acrylate etc .;
Examples of (meth) acrylic acid amide or N-alkyl-substituted product thereof include (meth) acrylamide, methyl (meth) acrylamide and the like;
Examples of N-aminoalkyl group-containing (meth) acrylic acid esters include N- (2-dimethylaminoethyl) (meth) acrylamide, N- (2-diethylaminoethyl) (meth) acrylamide, and N- (2-dimethyl). Aminopropyl) (meth) acrylamide, N- (3-dimethylaminopropyl) (meth) acrylamide, etc. can be mentioned, respectively.

これらのうち、2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−(2−ジメチルアミノエチル)(メタ)アクリルアミドが好ましい。
なお、これらカチオンになり得るモノマーは、塩化メチル、硫酸ジメチル、硫酸ジエチル等が付加した塩の形態であっても良い。カチオンになり得るモノマーがこれらの塩である場合には、塩化メチルが付加した塩が好ましい。
Of these, 2-dimethylaminoethyl (meth) acrylate and N- (2-dimethylaminoethyl) (meth) acrylamide are preferred.
The monomer capable of becoming a cation may be in the form of a salt added with methyl chloride, dimethyl sulfate, diethyl sulfate or the like. When the monomer capable of becoming a cation is any of these salts, a salt added with methyl chloride is preferable.

上記それ以外のモノマーとしては、例えば、芳香族ビニル化合物、不飽和ニトリル化合物、(メタ)アクリル酸エステル(ただし、上記カチオンになり得るモノマーに相当するものは除く。)、共役ジエン化合物、カルボン酸のビニルエステル、ハロゲン化ビニリデン等を挙げることができる。
芳香族ビニル化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ハロゲン化スチレン等を;
不飽和ニトリル化合物としては、例えば、アクリロニトリル等を;
(メタ)アクリル酸エステル(ただし、上記カチオンになり得るモノマーに相当するものは除く。)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等を;
共役ジエン化合物としては、例えば、ブタジエン、イソプレン等を;
カルボン酸のビニルエステルとしては、例えば、酢酸ビニル等を;
ハロゲン化ビニリデンとしては、例えば、塩化ビニル、塩化ビニリデン等を、それぞれ挙げることができる。
これらのうち、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート及びトリメチロールプロパントリメタクリレートが好ましい。
Examples of the other monomers include aromatic vinyl compounds, unsaturated nitrile compounds, (meth) acrylic acid esters (excluding those corresponding to the above-mentioned monomers that can be cations), conjugated diene compounds, and carboxylic acids. And vinyl esters and vinylidene halides.
Examples of the aromatic vinyl compound include styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, halogenated styrene and the like;
Examples of unsaturated nitrile compounds include acrylonitrile and the like;
Examples of (meth) acrylic acid esters (excluding those corresponding to the above-mentioned monomers that can be cations) include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, and cyclohexyl (meth). Acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and the like;
Examples of the conjugated diene compound include butadiene and isoprene;
Examples of vinyl esters of carboxylic acid include vinyl acetate and the like;
Examples of the vinylidene halide include vinyl chloride and vinylidene chloride.
Of these, styrene, α-methylstyrene, acrylonitrile, methyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate and trimethylolpropane trimethacrylate are preferred.

更に必要に応じて、重合性不飽和結合を二個以上有するモノマーを共重合しても良い。
このようなモノマーとしては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、2,2´−ビス〔4−(メタ)アクリロイルオキシプロピオキシフェニル〕プロパン、2,2´−ビス〔4−(メタ)アクリロイルオキシジエトキシジフェニル〕プロパン、グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールブロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
これらのうち、ジビニルベンゼン及びエチレングリコールジメタクリレートが好ましい。
Further, if necessary, a monomer having two or more polymerizable unsaturated bonds may be copolymerized.
Examples of such monomers include divinylbenzene, divinylbiphenyl, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, and propylene glycol. Di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, tetrapropylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexane Diol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 2,2'-bis [4- (meth) acryloyloxypropoxyphenyl] propane, 2,2 ' -Bis [4- (meth) acryloyloxydiethoxydiphenyl] propane, glycerin tri (meth) acrylate, trimethylol bropan tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, and the like can be mentioned.
Of these, divinylbenzene and ethylene glycol dimethacrylate are preferred.

カチオン性有機重合体粒子が、カチオンになり得るモノマーとそれ以外のモノマーとの共重合体である場合には、原料として使用するカチオンになり得るモノマーは、全モノマーに対して0.1〜60質量%であることが好ましく、0.1〜20質量%であることが更に好ましい。
上記のような重合体は、ラジカル重合開始剤を用いて公知の方法により製造することができる。ここで、ラジカル重合開始剤としては、例えば、過酸化ベンゾイル、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、2,2´−アゾビスイソブチロニトリル等を挙げることができる。ラジカル重合開始剤の使用量としては、モノマーの総量100質量部に対して好ましくは0.05〜3.0質量部であり、より好ましくは0.1〜2.0質量部である。
When the cationic organic polymer particles are a copolymer of a monomer that can be a cation and another monomer, the monomer that can be a cation used as a raw material is 0.1 to 60 with respect to the total monomers. It is preferable that it is mass%, and it is still more preferable that it is 0.1-20 mass%.
The polymer as described above can be produced by a known method using a radical polymerization initiator. Here, examples of the radical polymerization initiator include benzoyl peroxide, potassium persulfate, ammonium persulfate, and 2,2′-azobisisobutyronitrile. The amount of the radical polymerization initiator used is preferably 0.05 to 3.0 parts by mass, more preferably 0.1 to 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of monomers.

上記末端にカチオンになり得る基を有する重合体は、上記したようなモノマーを重合するに際して、重合開始剤として重合体の末端に残存してカチオンになり得る基を有する重合開始剤(以下、「カチオン性重合開始剤」ということがある。)を用いて製造することができる。また、必要に応じて重合性不飽和結合を二個以上有するモノマーを共重合しても良い。
この場合の原料となる単量体としては、上記したカチオンになり得るモノマー及びそれ以外のモノマーのうちから選択される少なくとも1種のモノマーの単独重合又は共重合によって製造することができる。ここで、原料モノマーの一部又は全部にカチオンになり得るモノマーを使用すると、重合体の側鎖及び末端の双方にカチオンになり得る基を有する重合体を得ることができる。
The polymer having a group capable of becoming a cation at the terminal is a polymerization initiator having a group that can remain at the terminal of the polymer and become a cation as a polymerization initiator (hereinafter, “ It may be referred to as “cationic polymerization initiator”). Moreover, you may copolymerize the monomer which has two or more polymerizable unsaturated bonds as needed.
The monomer used as a raw material in this case can be produced by homopolymerization or copolymerization of at least one monomer selected from the above-described monomers that can be cations and other monomers. Here, when a monomer that can be a cation is used for part or all of the raw material monomer, a polymer having a group that can become a cation on both the side chain and the terminal of the polymer can be obtained.

上記カチオン性重合開始剤としては、例えば、2,2´−アゾビス(2−メチル−N−フェニルプロピオンアミジン)ジヒドロクロライド(和光純薬工業(株)から商品名「VA−545」として販売)、
2,2´−アゾビス[N−(4−クロロフェニル)−2−メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロライド(和光純薬工業(株)から商品名「VA−546」として販売)、
2,2´−アゾビス[N−(4−ヒドロキシフェニル)−2−メチルプロピオンアミジン]ジヒドロクロライド(和光純薬工業(株)から商品名「VA−548」として販売)、
2,2´−アゾビス[2−メチル−N−(フェニルメチル)−プロピオンアミジン]ジヒドロクロライド(和光純薬工業(株)から商品名「VA−552」として販売)、
2,2´−アゾビス[2−メチル−N−(2−プロペニル)プロピオンアミジン]ジヒドロクロライド(和光純薬工業(株)から商品名「VA−553」として販売)、
2,2´−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロライド(和光純薬工業(株)から商品名「V−50」として販売)、
2,2´−アゾビス[N−(2−ヒドロキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ジヒドロクロライド(和光純薬工業(株)から商品名「VA−558」として販売)、
2,2´−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ハイドレート(和光純薬工業(株)から商品名「VA−057」として販売)、
2,2´−アゾビス[2−メチル−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン)ジヒドロクロライド(和光純薬工業(株)から商品名「VA−041」として販売)、
2,2´−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン)ジヒドロクロライド(和光純薬工業(株)から商品名「VA−044」として販売)、
2,2´−アゾビス[2−(4,5,6,7−テトラヒドロ−1H−1,3−ジアゼピン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロライド(和光純薬工業(株)から商品名「VA−054」として販売)、
2,2´−アゾビス[2−(3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロライド(和光純薬工業(株)から商品名「VA−058」として販売)、
2,2´−アゾビス[2−(5−ヒドロキシ−3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロライド(和光純薬工業(株)から商品名「VA−059」として販売)、
2,2´−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン}ジヒドロクロライド(和光純薬工業(株)から商品名「VA−060」として販売)、
2,2´−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン)(和光純薬工業(株)から商品名「VA−061」として販売)、等を挙げることができる。
Examples of the cationic polymerization initiator include 2,2′-azobis (2-methyl-N-phenylpropionamidine) dihydrochloride (sold as trade name “VA-545” from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.),
2,2′-azobis [N- (4-chlorophenyl) -2-methylpropionamidine) dihydrochloride (sold as trade name “VA-546” from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.),
2,2′-azobis [N- (4-hydroxyphenyl) -2-methylpropionamidine] dihydrochloride (sold as trade name “VA-548” from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.),
2,2′-azobis [2-methyl-N- (phenylmethyl) -propionamidine] dihydrochloride (sold as trade name “VA-552” from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.),
2,2′-azobis [2-methyl-N- (2-propenyl) propionamidine] dihydrochloride (sold as trade name “VA-553” from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.),
2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride (sold as “V-50” from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.),
2,2′-azobis [N- (2-hydroxyethyl) -2-methylpropionamidine] dihydrochloride (sold as trade name “VA-558” from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.),
2,2′-azobis [N- (2-carboxyethyl) -2-methylpropionamidine] hydrate (sold as trade name “VA-057” from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.),
2,2′-azobis [2-methyl- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane) dihydrochloride (sold as trade name “VA-041” from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.),
2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane) dihydrochloride (sold as trade name “VA-044” from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.),
2,2′-azobis [2- (4,5,6,7-tetrahydro-1H-1,3-diazepin-2-yl) propane] dihydrochloride (trade name “VA-” from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 054 ”),
2,2′-azobis [2- (3,4,5,6-tetrahydropyrimidin-2-yl) propane] dihydrochloride (sold as trade name “VA-058” from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.),
2,2′-azobis [2- (5-hydroxy-3,4,5,6-tetrahydropyrimidin-2-yl) propane] dihydrochloride (trade name “VA-059” from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Sales),
2,2′-azobis {2- [1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolin-2-yl] propane} dihydrochloride (sold as trade name “VA-060” from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) ,
2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] (sold as trade name “VA-061” from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and the like.

これらのうち、2,2´−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロライド(商品名「V−50」)、2,2´−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ハイドレート(商品名「VA−057」)及び2,2´−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン)ジヒドロクロライド(商品名「VA−044」)を使用することが好ましい。
かかるカチオン性重合開始剤の使用量としては、モノマーの総量100質量部に対して好ましくは0.1〜5.0質量部であり、より好ましくは0.2〜3.0質量部であり、更に0.5〜2.0質量部であることが好ましい。
Among these, 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride (trade name “V-50”), 2,2′-azobis [N- (2-carboxyethyl) -2-methylpropionamidine ] Hydrate (trade name “VA-057”) and 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride (trade name “VA-044”) are preferably used. .
The amount of the cationic polymerization initiator used is preferably 0.1 to 5.0 parts by weight, more preferably 0.2 to 3.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of monomers. Furthermore, it is preferable that it is 0.5-2.0 mass parts.

カチオン性有機重合体粒子がカチオンになり得る基を有する界面活性剤が付着した重合体粒子である場合、重合体としては、中性又はアニオン性基を有するものであることが好ましい。このような重合体は、上記した「その他のモノマー」又は「その他のモノマー」と「重合性不飽和結合を二個以上有するモノマー」とを、上記したようなラジカル重合開始剤(上記カチオン性重合開始剤ではないもの)を用いて、公知の方法により製造することができる。
アニオン性基を有するモノマーとしては、例えば、上記したカルボン酸のビニルエステル等を用いることができる。ここで、アニオン性基を有するモノマーの使用量としては、全モノマーに対して1〜60質量%であることが好ましく、1〜30質量%であることが更に好ましい。
この場合のラジカル重合開始剤の使用量としては、モノマーの総量100質量部に対して好ましくは0.05〜3.0質量部であり、より好ましくは0.1〜2.0質量部である。
上記カチオンになり得る基を有する界面活性剤としては、アルキルピリジニルクロライド、アルキルアミンアセテート、アルキルアンモニウムクロライド、アルキンアミン等の他、特開昭60−235631号公報に記載されているようなジアリルアンモニウムハロゲン化物等の反応性陽イオン界面活性剤等が挙げられる。
カチオンになり得る基を有する界面活性剤の使用量は、重合体100質量部に対して、好ましくは1〜30質量部であり、更に好ましくは1〜10質量部である。
When the cationic organic polymer particle is a polymer particle to which a surfactant having a group capable of becoming a cation is attached, the polymer preferably has a neutral or anionic group. Such a polymer includes the above-mentioned “other monomer” or “other monomer” and “monomer having two or more polymerizable unsaturated bonds” as described above, a radical polymerization initiator (the above cationic polymerization). Can be produced by a known method using a non-initiator).
As the monomer having an anionic group, for example, the vinyl ester of carboxylic acid described above can be used. Here, the usage amount of the monomer having an anionic group is preferably 1 to 60% by mass, and more preferably 1 to 30% by mass with respect to all monomers.
The amount of radical polymerization initiator used in this case is preferably 0.05 to 3.0 parts by mass, more preferably 0.1 to 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of monomers. .
Examples of the surfactant having a group capable of becoming a cation include alkylpyridinyl chloride, alkylamine acetate, alkylammonium chloride, alkyneamine, and diallyl as described in JP-A-60-235631. And reactive cationic surfactants such as ammonium halides.
The amount of the surfactant having a group that can become a cation is preferably 1 to 30 parts by mass, more preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer.

重合体にカチオンになり得る基を有する界面活性剤を付着させるには、適宜の方法が使用できるが、例えば重合体粒子を含有する分散体を調製し、これに界面活性剤の溶液を加えることにより行うことができる。   An appropriate method can be used to attach a surfactant having a group capable of becoming a cation to the polymer. For example, a dispersion containing polymer particles is prepared, and a surfactant solution is added thereto. Can be performed.

カチオン性有機重合体粒子の平均粒子径としては、1.0μm以下であることが好ましく、更に好ましくは0.02〜0.6μmであり、特に0.04〜0.3μmであることが好ましい。平均粒子径は、動的光散乱法、レーザー散乱回折法、透過型電子顕微鏡観察等により測定することができる。   The average particle size of the cationic organic polymer particles is preferably 1.0 μm or less, more preferably 0.02 to 0.6 μm, and particularly preferably 0.04 to 0.3 μm. The average particle diameter can be measured by dynamic light scattering, laser scattering diffraction, observation with a transmission electron microscope, or the like.

《アニオン性水溶性化合物》
アニオン性水溶性化合物は、本発明のCMP用研磨液に含まれる砥粒の構成材料である。
アニオン性水溶性化合物が有するアニオン性の官能基としては、例えば、カルボキシル基、スルホン基等を挙げることができる。
アニオン性水溶性化合物としては、好ましくはアニオン性水溶性高分子又はアニオン性界面活性剤である。
<Anionic water-soluble compound>
An anionic water-soluble compound is a constituent material of abrasive grains contained in the polishing slurry for CMP of the present invention.
As an anionic functional group which an anionic water-soluble compound has, a carboxyl group, a sulfone group, etc. can be mentioned, for example.
The anionic water-soluble compound is preferably an anionic water-soluble polymer or an anionic surfactant.

アニオン性官能基としてカルボキシル基を含有するアニオン性水溶性高分子としては、例えば、不飽和カルボン酸の(共)重合体、ポリグルタミン酸、ポリマレイン酸等を挙げることができる。
上記不飽和カルボン酸(共)重合体は、不飽和カルボン酸の単独重合体又は不飽和カルボン酸とその他の単量体との共重合体である。不飽和カルボン酸としては、例えば、(メタ)アクリル酸を挙げることができる。その他の単量体としては、例えば、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、ブタジエン、イソプレン等を挙げることができる。(メタ)アクリル酸エステルとしては、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)アクリル酸ベンジル等を挙げることができる。
Examples of the anionic water-soluble polymer containing a carboxyl group as an anionic functional group include (co) polymers of unsaturated carboxylic acids, polyglutamic acid, polymaleic acid and the like.
The unsaturated carboxylic acid (co) polymer is a homopolymer of an unsaturated carboxylic acid or a copolymer of an unsaturated carboxylic acid and another monomer. As unsaturated carboxylic acid, (meth) acrylic acid can be mentioned, for example. Examples of other monomers include (meth) acrylamide, (meth) acrylic acid ester, styrene, butadiene, and isoprene. Examples of the (meth) acrylic acid ester include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, and the like.

アニオン性基としてスルホン基を含有するアニオン性水溶性高分子としては、例えば、スルホン基を有する不飽和単量体の(共)重合体等を挙げることができる。
上記スルホン基を有する不飽和単量体の(共)重合体は、スルホン基を有する不飽和単量体の単独重合体又はスルホン基を有する不飽和単量体とその他の単量体との共重合体である。スルホン基を有する不飽和単量体としては、例えば、スチレンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、イソプレンスルホン酸等を挙げることができる。その他の単量体としては、上記した不飽和カルボン酸共重合体の原料として例示したその他の単量体と同様の単量体を使用することができる。
Examples of the anionic water-soluble polymer containing a sulfone group as an anionic group include (co) polymers of unsaturated monomers having a sulfone group.
The unsaturated monomer (co) polymer having a sulfone group is a homopolymer of an unsaturated monomer having a sulfone group or a copolymer of an unsaturated monomer having a sulfone group and another monomer. It is a polymer. Examples of the unsaturated monomer having a sulfone group include styrene sulfonic acid, naphthalene sulfonic acid, and isoprene sulfonic acid. As the other monomer, the same monomer as the other monomer exemplified as the raw material of the unsaturated carboxylic acid copolymer described above can be used.

これらのアニオン性水溶性高分子のうち、不飽和カルボン酸(共)重合体が好ましく、特にポリ(メタ)アクリル酸が好ましい。
なお、これらアニオン性水溶性高分子としては、これに含まれるアニオン性基の全部又は一部が塩であるものを使用しても良い。その場合のカウンターカチオンとしては、例えば、アンモニウムイオン、アルキルアンモニウムイオン、カリウムイオン等を挙げることができ、これらのうちアンモニウムイオン又はアルキルアンモニウムイオンが好ましい。そのようなアニオン性水溶性高分子としては、例えば、ポリアクリル酸アンモニウム等が挙げられる。
Of these anionic water-soluble polymers, unsaturated carboxylic acid (co) polymers are preferred, and poly (meth) acrylic acid is particularly preferred.
As these anionic water-soluble polymers, those in which all or part of the anionic groups contained therein are salts may be used. In this case, examples of the counter cation include ammonium ion, alkylammonium ion, potassium ion and the like, and among these, ammonium ion or alkylammonium ion is preferable. Examples of such an anionic water-soluble polymer include ammonium polyacrylate.

アニオン性水溶性高分子の、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により溶媒を水として測定したポリエチレングリコール換算の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは3,000〜30,000であり、より好ましくは4,000〜25,000、更に好ましくは5,000〜20,000である。この範囲の重量平均分子量にあるアニオン性水溶性高分子を使用することにより、被研磨面の表面欠陥の発生をより低減するという効果が有効に発現されることとなる。   The weight average molecular weight (Mw) in terms of polyethylene glycol, measured by gel permeation chromatography (GPC) of the anionic water-soluble polymer as water, is preferably 3,000 to 30,000, more preferably It is 4,000 to 25,000, more preferably 5,000 to 20,000. By using an anionic water-soluble polymer having a weight average molecular weight within this range, the effect of further reducing the occurrence of surface defects on the surface to be polished is effectively expressed.

上記アニオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルフォン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、アルキルエーテル硫酸塩等を挙げることができる。これらのアニオン性界面活性剤のカウンターカチオンとしては、例えば、アンモニウムイオン、アルキルアンモニウムイオン、カリウムイオン等を挙げることができる。
これらのうち、ドデシルベンゼンスルホン酸の塩又はアルキルジフェニルエーテルジスルフォン酸の塩が好ましく、これらのアンモニウム塩がより好ましい。
本発明に用いられるアニオン性水溶性化合物としては、アニオン性水溶性高分子が好ましい。
Examples of the anionic surfactant include alkylbenzene sulfonate, alkyl diphenyl ether disulfonate, alkyl sulfosuccinate, alkyl ether sulfate and the like. Examples of counter cations of these anionic surfactants include ammonium ions, alkylammonium ions, and potassium ions.
Among these, a salt of dodecylbenzenesulfonic acid or a salt of alkyldiphenyl ether disulfonic acid is preferable, and an ammonium salt thereof is more preferable.
As the anionic water-soluble compound used in the present invention, an anionic water-soluble polymer is preferable.

《砥粒》
本発明のCMP用研磨液に含有される砥粒は、(A)研磨材粒子、(B)カチオン性有機重合体粒子、(C)アニオン性水溶性化合物からなる。
《Abrasive grains》
The abrasive grains contained in the polishing slurry for CMP of the present invention comprise (A) abrasive particles, (B) cationic organic polymer particles, and (C) an anionic water-soluble compound.

カチオン性有機重合体粒子は、研磨材粒子100質量部に対して10〜80質量部であることが好ましく、15〜60質量部であることがより好ましい。アニオン性水溶性化合物は、研磨材粒子100質量部に対して10〜50質量部であることが好ましく、15〜40質量部であることがより好ましい。   The cationic organic polymer particles are preferably 10 to 80 parts by mass and more preferably 15 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the abrasive particles. The anionic water-soluble compound is preferably 10 to 50 parts by mass and more preferably 15 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the abrasive particles.

上記砥粒は、電子顕微鏡観察によって、上記研磨材粒子とカチオン性有機重合体粒子とが、アニオン性水溶性化合物を介して集合してなる特異な集合状態にあることが分かっている。   It has been found that the abrasive grains are in a unique aggregate state in which the abrasive particles and the cationic organic polymer particles are aggregated via an anionic water-soluble compound by observation with an electron microscope.

本発明のCMP用研磨液に含有される砥粒の量は、水系分散体の全量に対して好ましくは0.1〜2.0質量%であり、より好ましくは0.2〜0.8質量%である。   The amount of abrasive grains contained in the CMP polishing liquid of the present invention is preferably 0.1 to 2.0 mass%, more preferably 0.2 to 0.8 mass%, based on the total amount of the aqueous dispersion. %.

本発明のCMP用研磨液は、上記の砥粒を必須成分として含有するが、そのほかに任意的に酸、塩基、防腐剤等を含有していても良い。
上記酸としては、有機酸、無機酸のいずれを用いることもできる。有機酸としては、例えば、パラトルエンスルホン酸、イソプレンスルホン酸、グルコン酸、乳酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、グリコール酸、マロン酸、ギ酸、シユウ酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、フタル酸等が挙げられる。無機酸としては、例えば、硝酸、塩酸及び硫酸等が挙げられる。これら酸の配合量は、CMP用研磨液全体に対して好ましくは2質量%以下であり、より好ましくは1質量%以下である。
上記塩基としては、有機塩基、無機塩基のいずれを用いることもできる。有機塩基としては、例えば、エチレンジアミン、エタノールアミン、水酸化テトラメチルアンモニウム等の含窒素有機化合物等が挙げられる。無機塩基としては、例えば、アンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム等が挙げられる。これら塩基の含有量は、CMP用研磨液全体に対して好ましくは1質量%以下であり、より好ましくは0.5質量%以下である。
上記防腐剤としては、例えば、ブロモニトロアルコール化合物、イソチアゾロン化合物を挙げることができる。ブロモニトロアルコール化合物としては、例えば2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオール、2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−ブタンジオール、2,2−ジブロモ−2−ニトロエタノール、2,2−ジブロモ−3−ニトリロプロピオンアミド等が挙げられる。イソチアゾロン化合物としては、例えば、1,2−ベンゾイソチアゾロン−3−オン、5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾロン−3−オン、2−メチル−4−イソチアゾロン−3−オン、5−クロロ−2−フェネチル−3−イソチアゾロン、4−ブロモ−2−n−ドデシル−3−イソチアゾロン、4,5−ジクロロ−2−n−オクチル−3−イソチアゾロン、4−メチル−5−クロロ−2−(4´−クロロベンジル)−3−イソチアゾロン、4,5−ジクロロ−2−(4´−クロロベンジル)−3−イソチアゾロン、4,5−ジクロロ−2−(4´−クロロフェニル)−3−イソチアゾロン、4,5−ジクロロ−2−(2´−メトキシ−3´−クロロフェニル)−3−イソチアゾロン、4,5−ジブロモ−2−(4´−クロロベンジル)−3−イソチアゾロン、4−メチル−5−クロロ−2−(4´−ヒドロキシフェニル)−3−イソチアゾロン、4,5−ジクロロ−2−n−ヘキシル−3−イソチアゾロン、5−クロロ−2−(3´,4´−ジクロロフェニル)−3−イソチアゾロン等が挙げられる。これらのうち2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオール、1,2−ベンゾイソチアゾロン−3−オン、5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾロン−3−オン又は2−メチル−4−イソチアゾロン−3−オンが好ましい。
これら防腐剤の含有量は、CMP用研磨液全体に対して好ましくは0.1質量%以下であり、より好ましくは0.01質量%以下である。
The polishing slurry for CMP of the present invention contains the above abrasive grains as an essential component, but may optionally contain an acid, a base, a preservative, and the like.
As the acid, either an organic acid or an inorganic acid can be used. Examples of organic acids include p-toluenesulfonic acid, isoprenesulfonic acid, gluconic acid, lactic acid, citric acid, tartaric acid, malic acid, glycolic acid, malonic acid, formic acid, oxalic acid, succinic acid, fumaric acid, maleic acid, phthalic acid An acid etc. are mentioned. Examples of inorganic acids include nitric acid, hydrochloric acid, and sulfuric acid. The amount of these acids is preferably 2% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, based on the entire CMP polishing liquid.
As the base, either an organic base or an inorganic base can be used. Examples of the organic base include nitrogen-containing organic compounds such as ethylenediamine, ethanolamine, and tetramethylammonium hydroxide. Examples of the inorganic base include ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide, lithium hydroxide and the like. The content of these bases is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, based on the entire CMP polishing liquid.
Examples of the preservative include bromonitroalcohol compounds and isothiazolone compounds. Examples of the bromonitroalcohol compound include 2-bromo-2-nitro-1,3-propanediol, 2-bromo-2-nitro-1,3-butanediol, 2,2-dibromo-2-nitroethanol, 2 , 2-dibromo-3-nitrilopropionamide and the like. Examples of the isothiazolone compounds include 1,2-benzisothiazolone-3-one, 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolone-3-one, 2-methyl-4-isothiazolone-3-one, and 5-chloro- 2-phenethyl-3-isothiazolone, 4-bromo-2-n-dodecyl-3-isothiazolone, 4,5-dichloro-2-n-octyl-3-isothiazolone, 4-methyl-5-chloro-2- (4 '-Chlorobenzyl) -3-isothiazolone, 4,5-dichloro-2- (4'-chlorobenzyl) -3-isothiazolone, 4,5-dichloro-2- (4'-chlorophenyl) -3-isothiazolone, 4 , 5-Dichloro-2- (2'-methoxy-3'-chlorophenyl) -3-isothiazolone, 4,5-dibromo-2- (4'-chlorobenzyl)- -Isothiazolone, 4-methyl-5-chloro-2- (4'-hydroxyphenyl) -3-isothiazolone, 4,5-dichloro-2-n-hexyl-3-isothiazolone, 5-chloro-2- (3 ' , 4'-dichlorophenyl) -3-isothiazolone and the like. Of these, 2-bromo-2-nitro-1,3-propanediol, 1,2-benzisothiazolone-3-one, 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolone-3-one or 2-methyl-4 -Isothiazolone-3-one is preferred.
The content of these preservatives is preferably 0.1% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or less, based on the entire CMP polishing liquid.

本発明のCMP用研磨液は、必須成分として上記の砥粒及び任意添加成分として酸、塩基、防腐剤等を含有した水系分散体である。
本発明のCMP用研磨液に使用できる分散媒としては、例えば、水、又は、水と水溶性アルコールとの混合溶媒を挙げることができる。水溶性アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール等を挙げることができる。これらのうち、研磨材の製造時の分散媒としては、水を使用することが好ましい。
The polishing slurry for CMP of the present invention is an aqueous dispersion containing the above-mentioned abrasive grains as essential components and acids, bases, preservatives and the like as optional components.
Examples of the dispersion medium that can be used in the polishing slurry for CMP of the present invention include water or a mixed solvent of water and a water-soluble alcohol. As water-soluble alcohol, methanol, ethanol, isopropanol etc. can be mentioned, for example. Among these, it is preferable to use water as a dispersion medium during production of the abrasive.

本発明のCMP用研磨液のpHは、25℃換算値において、好ましくは4.0〜9.0であり、より好ましくは5.0〜8.5であり、更に5.5〜8.0であることが好ましい。   The pH of the polishing slurry for CMP of the present invention is preferably 4.0 to 9.0, more preferably 5.0 to 8.5, and further preferably 5.5 to 8.0, in terms of 25 ° C. It is preferable that

上記各成分からなる砥粒を含有する本発明のCMP用研磨液は、被研磨面に実質的に研磨傷が発生せずかつ高速な研磨が可能であり、特に、微細素子分離工程(STI工程)における絶縁膜研磨、多層化配線基板の層間絶縁膜の研磨に極めて好適に用いられる。   The polishing slurry for CMP of the present invention containing abrasive grains composed of the above components can be polished at a high speed with substantially no polishing scratches on the surface to be polished, and in particular, a fine element isolation step (STI step). ), And for polishing the interlayer insulating film of the multilayer wiring board.

《CMP用研磨液の製造方法》
本発明のCMP用研磨液は、研磨材粒子0.1〜10質量%と、研磨材粒子100質量部に対して5〜100質量部のカチオン性有機重合体粒子を含有する第一液に、アニオン性水溶性化合物5〜30質量%を含有する第二液を添加する工程を含む方法により製造することができる。
<< Manufacturing method of polishing liquid for CMP >>
The polishing liquid for CMP of the present invention includes 0.1 to 10% by weight of abrasive particles and 5 to 100 parts by weight of cationic organic polymer particles with respect to 100 parts by weight of abrasive particles. It can manufacture by the method of including the process of adding the 2nd liquid containing 5-30 mass% of anionic water-soluble compounds.

第一液は水系分散体であり、その分散媒は、所望のCMP用研磨液の分散媒と同様であり、水を使用することが好ましい。第一液中の研磨材粒子の含有量は、好ましくは0.25〜7.5質量%である。第一液中のカチオン性有機重合体粒子の含有量は、所望のCMP用研磨液に含有される砥粒における研磨材粒子とカチオン性有機重合体粒子との比に応じて決定することができ、好ましくは第一液に含有される研磨材粒子100質量部に対して10〜80質量部であり、より好ましくは15〜60質量部である。第一液のpHは、好ましくは3.5〜9.0であり、より好ましくは4.0〜8.0であり、更に好ましくは4.5〜6.0である。第一液は、そのpHを上記の好ましいpH範囲とするために、上記した酸又は塩基を含有することができる。   The first liquid is an aqueous dispersion, and the dispersion medium is the same as the dispersion medium for the desired CMP polishing liquid, and it is preferable to use water. The content of abrasive particles in the first liquid is preferably 0.25 to 7.5% by mass. The content of the cationic organic polymer particles in the first liquid can be determined according to the ratio of the abrasive particles to the cationic organic polymer particles in the abrasive grains contained in the desired CMP polishing liquid. The amount is preferably 10 to 80 parts by mass and more preferably 15 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the abrasive particles contained in the first liquid. The pH of the first liquid is preferably 3.5 to 9.0, more preferably 4.0 to 8.0, and still more preferably 4.5 to 6.0. The first liquid can contain the above-described acid or base in order to bring the pH into the above-mentioned preferable pH range.

第一液を調製するには、(1)研磨材粒子を含有する水系分散体とカチオン性有機重合体粒子を含有する水系分散体とをそれぞれ準備し、両者を混合する方法、(2)研磨材粒子及びカチオン性有機重合体粒子のうちの一方を含有する水系分散体を準備し、これに他方を固体状(粉体状)で加えることにより混合する方法、(3)両者を固体状(粉体状)で混合し、次いでこれを水系媒体に分散させる方法のいずれの方法であっても良い。これらの方法のうち、上記(1)の方法が好ましい。   To prepare the first liquid, (1) a method of preparing an aqueous dispersion containing abrasive particles and an aqueous dispersion containing cationic organic polymer particles, respectively, and mixing both, (2) polishing A method of preparing an aqueous dispersion containing one of material particles and cationic organic polymer particles, and adding the other in solid form (powder form), and (3) mixing both in solid form ( Any method of mixing in powder form and then dispersing it in an aqueous medium may be used. Of these methods, the method (1) is preferred.

第二液は溶液であり、その溶媒は、所望のCMP用研磨液の分散媒と同様であり、水を使用することが好ましい。第二液に含有されるアニオン性水溶性化合物の量は、好ましくは10〜25質量%であり、より好ましくは15〜20質量%である。第二液のpHは、好ましくは4.0〜9.0であり、より好ましくは5.0〜8.0であり、更に好ましくは5.5〜7.0である。第二液は、そのpHを上記の好ましいpH範囲とするために、上記した酸又は塩基を含有することができる。   The second liquid is a solution, and the solvent is the same as the dispersion medium for the desired CMP polishing liquid, and it is preferable to use water. The amount of the anionic water-soluble compound contained in the second liquid is preferably 10 to 25% by mass, more preferably 15 to 20% by mass. The pH of the second liquid is preferably 4.0 to 9.0, more preferably 5.0 to 8.0, and still more preferably 5.5 to 7.0. The second liquid can contain the above-described acid or base in order to bring the pH into the above-mentioned preferable pH range.

第一液及び第二液に含有される各成分の含有量を上記の好ましい範囲とすることにより、これらを用いて均一な組成の砥粒を適当な含有量で含有する本発明のCMP用研磨液又はその濃縮物を容易に得ることができる。
上記のように調製された第一液及び第二液を準備し、第一液を好ましくは撹拌しつつ、これに第二液を添加し、必要に応じて任意添加成分を加え、更に必要に応じて砥粒の含有量を調整すべく希釈することにより、本発明のCMP用研磨液を製造することができる。
第一液と第二液とを混合した後にCMP用研磨液のpHを調整するために、更に酸又は塩基を加えても良い。
また、本発明のCMP用研磨液が、上述の防腐剤を含有するものである場合、防腐剤はあらかじめ第一液及び第二液のいずれか一方又は双方に含有させておいても良く、あるいは防腐剤を含有しない第一液及び第二液を混合した後に更に防腐剤を加えても良い。これらのうち、あらかじめ第一液に混合しておくことが好ましい。
By making the content of each component contained in the first liquid and the second liquid within the above preferable range, the polishing for CMP of the present invention containing abrasive grains of a uniform composition in an appropriate content using these components A liquid or a concentrate thereof can be easily obtained.
Prepare the first liquid and the second liquid prepared as described above, add the second liquid to this while preferably stirring the first liquid, add optional additional components as necessary, and further Accordingly, the polishing slurry for CMP of the present invention can be produced by diluting to adjust the content of abrasive grains.
In order to adjust the pH of the polishing liquid for CMP after mixing the first liquid and the second liquid, an acid or a base may be further added.
Further, when the CMP polishing liquid of the present invention contains the above-mentioned preservative, the preservative may be previously contained in one or both of the first liquid and the second liquid, or You may add a preservative further, after mixing the 1st liquid and 2nd liquid which do not contain a preservative. Among these, it is preferable to mix with the first liquid in advance.

こうして調製された水系分散体は、孔径2〜10μm程度のフィルターで濾過した後にCMP工程に供しても良い。   The aqueous dispersion thus prepared may be subjected to a CMP process after being filtered through a filter having a pore diameter of about 2 to 10 μm.

本発明のCMP用研磨液によれば、砥粒を構成する研磨材粒子が上記のように構成されていることにより、第一液と第二液を混合した後においても長期間に亘って高い分散安定性を維持するため、あらかじめ上記成分の全てを含有する水系分散体又はその濃縮物として製造・保存して使用することができる。
したがって、本発明のCMP用研磨液は、上記成分の全てを含有する水系分散体又はその濃縮物として製造・保存して使用しても良いし、上記のように第一液及び第二液を別々に製造・保存して、化学機械研磨工程に行う直前に上記のように混合して使用しても良い。
According to the polishing slurry for CMP of the present invention, the abrasive particles constituting the abrasive grains are configured as described above, so that they are high over a long period of time even after mixing the first liquid and the second liquid. In order to maintain dispersion stability, it can be produced and stored in advance as an aqueous dispersion containing all of the above components or a concentrate thereof.
Therefore, the polishing slurry for CMP of the present invention may be produced and stored as an aqueous dispersion containing all of the above components or a concentrate thereof, and the first and second liquids may be used as described above. They may be manufactured and stored separately and mixed and used as described above immediately before the chemical mechanical polishing step.

第一液及び第二液を別々に製造・保存する場合には、第一液若しくは第二液又はその双方は、各液に含有される各成分の含有割合を保ったまま濃縮状態に調製されたものであっても良い。したがって、第一液は、研磨材粒子100質量部及びカチオン性有機重合体粒子5〜100質量部を含有し、第二液は、アニオン性水溶性化合物を含有する。
第一液が濃縮物である場合、この第一液中の研磨材粒子及びカチオン性有機重合体粒子の含有量は、それぞれ30質量%以下とすることが好ましく、それぞれ20質量%以下とすることがより好ましい。第一液である濃縮物中の研磨材粒子及びカチオン性有機重合体粒子をかかる含有量とすることにより、第一液を長期間保存した後でも第一液中で粒子の沈降が生じず、あるいは沈降が生じたとしても容易に再分散させることができるため、これを希釈することにより容易に本発明のCMP用研磨液の製造に供することができる。したがって、第一液中の研磨材粒子の含有量は、好ましくは1〜30質量%であり、より好ましくは2.5〜20質量%である。
一方、第二液が濃縮物である場合、この第二液中のアニオン性水溶性化合物の含有量は40質量%以下であることが好ましい。第二液である濃縮物中のアニオン性水溶性化合物をかかる含有量とすることにより、第二液を均一かつ安定な溶液とすることができ、第二液を長期間保存した後でもこれを希釈することにより本発明のCMP用研磨液の製造に好適に供することができることとなる。したがって、第二液中のアニオン性水溶性化合物の含有量は、好ましくは5〜40質量%である。
When the first liquid and the second liquid are produced and stored separately, the first liquid and / or the second liquid are prepared in a concentrated state while maintaining the content ratio of each component contained in each liquid. It may be. Accordingly, the first liquid contains 100 parts by mass of abrasive particles and 5 to 100 parts by mass of cationic organic polymer particles, and the second liquid contains an anionic water-soluble compound.
When the first liquid is a concentrate, the contents of the abrasive particles and the cationic organic polymer particles in the first liquid are each preferably 30% by mass or less, and each 20% by mass or less. Is more preferable. By setting the content of the abrasive particles and the cationic organic polymer particles in the concentrate that is the first liquid, precipitation of particles does not occur in the first liquid even after the first liquid is stored for a long period of time. Alternatively, even if sedimentation occurs, it can be easily redispersed. Therefore, by diluting it, it can be easily used for producing the CMP polishing liquid of the present invention. Therefore, the content of the abrasive particles in the first liquid is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 2.5 to 20% by mass.
On the other hand, when the second liquid is a concentrate, the content of the anionic water-soluble compound in the second liquid is preferably 40% by mass or less. By adjusting the content of the anionic water-soluble compound in the concentrate as the second liquid, the second liquid can be made into a uniform and stable solution, and this can be maintained even after the second liquid has been stored for a long period of time. By diluting, it can be suitably used for the production of the polishing slurry for CMP of the present invention. Therefore, the content of the anionic water-soluble compound in the second liquid is preferably 5 to 40% by mass.

《本発明のCMP用研磨液を用いた化学機械研磨》
(無機絶縁膜作製方法)
本発明のCMP用研磨液が使用される無機絶縁膜の作製方法として、低圧CVD法、プラズマCVD法等が挙げられる。
低圧CVD法による酸化ケイ素膜形成は、Si源としてモノシラン:SiH、酸素源として酸素:Oを用いる。これらのSiH−O系酸化反応を400℃以下の低温で行わせることにより酸化ケイ素膜が得られる。場合によっては、CVD後1000℃又はそれ以下の温度で熱処理される。高温リフローによる表面平坦化を図るためにリン:Pをドープするときには、SiH−O−PH系反応ガスを用いることが好ましい。
プラズマCVD法は、通常の熱平衡下では高温を必要とする化学反応が低温でできる利点を有する。プラズマ発生法には、容量結合型と誘導結合型の2つが挙げられる。反応ガスとしては、Si源としてSiH、酸素源としてNOを用いたSiH−NO系ガスとテトラエトキシシラン(TEOS)をSi源に用いたTEOS−O系ガス(TEOS−プラズマCVD法)が挙げられる。基板温度は250℃〜400℃、反応圧力は67〜400Paの範囲が好ましい。このようにして作製される酸化ケイ素膜にはリン、ホウ素等の元素がドープされていても良い。
<< Chemical mechanical polishing using polishing liquid for CMP of the present invention >>
(Inorganic insulating film production method)
Examples of a method for producing an inorganic insulating film using the CMP polishing liquid of the present invention include a low pressure CVD method and a plasma CVD method.
Silicon oxide film formation by low-pressure CVD uses monosilane: SiH 4 as the Si source and oxygen: O 2 as the oxygen source. A silicon oxide film can be obtained by performing these SiH 4 —O 2 -based oxidation reactions at a low temperature of 400 ° C. or lower. In some cases, heat treatment is performed at a temperature of 1000 ° C. or lower after CVD. When doping phosphorus: P in order to achieve surface flattening by high-temperature reflow, it is preferable to use a SiH 4 —O 2 —PH 3 -based reactive gas.
The plasma CVD method has an advantage that a chemical reaction requiring a high temperature can be performed at a low temperature under normal thermal equilibrium. There are two plasma generation methods, capacitive coupling type and inductive coupling type. The reaction as a gas, SiH 4 as an Si source, an oxygen source as N 2 O was used was SiH 4 -N 2 O-based gas and TEOS-O 2 based gas using tetraethoxysilane (TEOS) in an Si source (TEOS- Plasma CVD method). The substrate temperature is preferably 250 to 400 ° C., and the reaction pressure is preferably 67 to 400 Pa. The silicon oxide film thus manufactured may be doped with an element such as phosphorus or boron.

同様に、低圧CVD法による窒化ケイ素膜形成は、Si源としてジクロルシラン:SiHCl、窒素源としてアンモニア:NHを用いる。このSiHCl−NH系酸化反応を900℃の高温で行わせることにより窒化ケイ素膜が得られる。
プラズマCVD法による窒化ケイ素膜の形成における反応ガスとしては、Si源としてSiH、窒素源としてNHを用いたSiH−NH系ガスが挙げられる。基板温度は300〜400℃が好ましい。
Similarly, the silicon nitride film formation by the low pressure CVD method uses dichlorosilane: SiH 2 Cl 2 as the Si source and ammonia: NH 3 as the nitrogen source. A silicon nitride film can be obtained by performing this SiH 2 Cl 2 —NH 3 oxidation reaction at a high temperature of 900 ° C.
Examples of the reactive gas in forming a silicon nitride film by plasma CVD include SiH 4 —NH 3 based gas using SiH 4 as a Si source and NH 3 as a nitrogen source. The substrate temperature is preferably 300 to 400 ° C.

基板として、半導体基板、すなわち回路素子と配線パターンが形成された段階の半導体基板、回路素子が形成された段階の半導体基板等の、半導体基板上に酸化ケイ素膜又は窒化ケイ素膜が形成された基板が使用できる。このような半導体基板上に形成された酸化ケイ素膜又は窒化ケイ素膜を上記CMP用研磨液で研磨することによって、酸化ケイ素膜表面の凹凸を解消し、半導体基板全面にわたって平滑な面とすることができる。
また、本発明のCMP用研磨液は、STIにも使用できる。STIに使用するためには、酸化ケイ素膜研磨速度と窒化ケイ素膜研磨速度の比、酸化ケイ素膜研磨速度/窒化ケイ素膜研磨速度が10以上であることが必要である。この比が小さすぎると、酸化ケイ素膜研磨速度と窒化ケイ素膜研磨速度の差が小さくなり、STIを行う際、所定の位置で研磨を停止することができなくなる。また、この比が50以上であると、窒化ケイ素膜の研磨速度が更に小さくなって研磨の停止が容易になり、よりSTIに好適である。
As a substrate, a semiconductor substrate, that is, a substrate having a silicon oxide film or a silicon nitride film formed on a semiconductor substrate, such as a semiconductor substrate in which a circuit element and a wiring pattern are formed, or a semiconductor substrate in a stage in which a circuit element is formed Can be used. By polishing the silicon oxide film or silicon nitride film formed on such a semiconductor substrate with the CMP polishing liquid, unevenness on the surface of the silicon oxide film can be eliminated and the entire surface of the semiconductor substrate can be made smooth. it can.
Moreover, the polishing slurry for CMP of the present invention can also be used for STI. In order to use for STI, the ratio of the silicon oxide film polishing rate to the silicon nitride film polishing rate and the silicon oxide film polishing rate / silicon nitride film polishing rate must be 10 or more. If this ratio is too small, the difference between the silicon oxide film polishing rate and the silicon nitride film polishing rate becomes small, and polishing cannot be stopped at a predetermined position when performing STI. Further, when this ratio is 50 or more, the polishing rate of the silicon nitride film is further reduced and the polishing can be easily stopped, which is more suitable for STI.

(研磨装置)
研磨装置としては、半導体基板を保持するホルダーと研磨布(パッド)を貼り付けた(回転数が変更可能なモータ等を取り付けてある)定盤を有する一般的な研磨装置が使用できる。研磨布としては、一般的な不織布、発泡ポリウレタン、多孔質フッ素樹脂などが使用でき、特に制限はない。また、研磨布にはCMP用研磨液がたまるような溝加工を施すことが好ましい。研磨条件には制限はないが、定盤の回転速度は半導体基板が飛び出さないように200rpm以下の低回転が好ましく、半導体基板にかける圧力は研磨後に傷が発生しないように1kg/cm以下が好ましい。半導体基板を研磨している間、研磨布には上記CMP用研磨液をポンプ等で連続的に供給する。この供給量には制限はないが、研磨布の表面が常にCMP用研磨液で覆われていることが好ましい。
(Polishing equipment)
As a polishing apparatus, a general polishing apparatus having a surface plate with a holder for holding a semiconductor substrate and a polishing cloth (pad) attached (a motor or the like whose rotation speed can be changed) is attached. As an abrasive cloth, a general nonwoven fabric, a polyurethane foam, a porous fluororesin, etc. can be used, and there is no restriction | limiting in particular. Further, it is preferable that the polishing cloth is subjected to groove processing so that the polishing liquid for CMP is accumulated. The polishing conditions are not limited, but the rotation speed of the surface plate is preferably low rotation of 200 rpm or less so that the semiconductor substrate does not jump out, and the pressure applied to the semiconductor substrate is 1 kg / cm 2 or less so that no scratches are generated after polishing. Is preferred. While the semiconductor substrate is being polished, the CMP polishing liquid is continuously supplied to the polishing cloth by a pump or the like. Although there is no restriction | limiting in this supply amount, It is preferable that the surface of polishing cloth is always covered with the polishing liquid for CMP.

(洗浄)
研磨終了後の半導体基板は、流水中で良く洗浄後、スピンドライヤー等を用いて半導体基板上に付着した水滴を払い落としてから乾燥させることが好ましい。このようにして平坦化されたシャロートレンチを形成した後、酸化ケイ素絶縁膜層の上に、アルミニウム配線を形成し、その配線間及び配線上に再度上記方法により酸化ケイ素絶縁膜を形成後、上記CMP用研磨液を用いて研磨することによって、絶縁膜表面の凹凸を解消し、半導体基板全面にわたって平滑な面とする。この工程を所定数繰り返すことにより、所望の層数の半導体を製造することができる。
(Washing)
The semiconductor substrate after completion of polishing is preferably washed in running water and then dried after removing water droplets adhering to the semiconductor substrate using a spin dryer or the like. After forming the flattened shallow trench in this way, an aluminum wiring is formed on the silicon oxide insulating film layer, and after forming the silicon oxide insulating film again between the wirings and on the wiring by the above method, By polishing using a polishing liquid for CMP, irregularities on the surface of the insulating film are eliminated, and the entire surface of the semiconductor substrate is smoothed. By repeating this step a predetermined number of times, a semiconductor having a desired number of layers can be manufactured.

《その他の用途》
本発明のCMP用研磨液は、半導体基板に形成された酸化ケイ素膜だけでなく、所定の配線を有する配線板に形成された酸化ケイ素膜、ガラス、窒化ケイ素等の無機絶縁膜、フォトマスク・レンズ・プリズムなどの光学ガラス、ITO等の無機導電膜、ガラス及び結晶質材料で構成される光集積回路・光スイッチング素子・光導波路、光ファイバーの端面、シンチレータ等の光学用単結晶、固体レーザー単結晶、青色レーザーLED用サファイヤ基板、SiC、GaP、GaAS等の半導体単結晶、磁気ディスク用ガラス基板、磁気ヘッド等を研磨することができる。
<Other applications>
The polishing slurry for CMP of the present invention includes not only a silicon oxide film formed on a semiconductor substrate, but also a silicon oxide film formed on a wiring board having a predetermined wiring, an inorganic insulating film such as glass and silicon nitride, a photomask Optical glass such as lenses and prisms, inorganic conductive films such as ITO, optical integrated circuits / optical switching elements / waveguides composed of glass and crystalline materials, optical single-crystals such as scintillators, solid-state lasers, etc. Crystals, sapphire substrates for blue laser LEDs, semiconductor single crystals such as SiC, GaP, and GaAS, glass substrates for magnetic disks, magnetic heads, and the like can be polished.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量%」を表す。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, although the display of "part" or "%" is used in an Example, unless otherwise indicated, "part by mass" or "mass%" is represented.

[実施例1]
《研磨材粒子1〜8の調製》
(研磨材粒子1の調製)
(1)0.01mol/Lのイットリウム硝酸水溶液10Lを用意し、この水溶液に、尿素が0.20mol/Lになるように添加し、十分に撹拌した後に90℃で一時間加熱撹拌した。
(2)上記(1)の操作で得られた分散溶液に、0.08mol/Lのイットリウム硝酸水溶液300mLと0.32mol/Lのセリウム硝酸水溶液300mLの混合液を10mL/minの添加速度で、90℃で加熱撹拌しながら添加した。
(3)上記(2)の操作で得られた分散溶液に、0.4mol/Lのセリウム硝酸水溶液50mLを10mL/minの添加速度で、90℃で加熱撹拌しながら添加した。
(4)上記(3)の操作で得られた分散溶液から析出した研磨材前駆体をメンブランフィルターにて分離し、600℃で焼成して研磨材粒子1を得た。
(5)得られた研磨材粒子1は、粒子100個の走査型電子顕微鏡写真(SEM像)から、平均粒子径0.40μm、粒子径分布の変動係数11%の単分散粒子であった。ここで、粒子径分布変動係数は以下の式で求めた。
変動係数(%)=(粒子径分布の標準偏差/平均粒子径)×100
(6)研磨材粒子を日立ハイテクノロジーズ製集束イオンビーム(FB−2000A)により断面加工を行い、粒子中心付近を通る面を切り出した。切断面より、日立ハイテクノロジーズ製STEM−EDX(HD−2000)を使用して元素分析を行い、粒子組成の分布評価を行った結果、研磨材粒子1は3層構造であり、研磨材粒子の断面において、0.3μmのイットリウムのコア層、その外側に0.04μmの層厚で中間層(イットリウム:セリウム=1:4のモル比)、更にその外側(最表面)に0.01μmの層厚で酸化セリウムのシェル層が形成されていることが分かった。
[Example 1]
<< Preparation of abrasive particles 1-8 >>
(Preparation of abrasive particles 1)
(1) 10 L of 0.01 mol / L yttrium nitric acid aqueous solution was prepared, and urea was added to this aqueous solution so that the concentration of urea was 0.20 mol / L. After sufficiently stirring, the mixture was heated and stirred at 90 ° C. for 1 hour.
(2) To the dispersion obtained in the above operation (1), a mixed solution of 0.08 mol / L yttrium nitric acid aqueous solution 300 mL and 0.32 mol / L cerium nitric acid aqueous solution 300 mL was added at a rate of 10 mL / min. It added at 90 degreeC, heating and stirring.
(3) To the dispersion obtained in the above operation (2), 50 mL of a 0.4 mol / L cerium nitric acid aqueous solution was added at 90 ° C. with heating and stirring at an addition rate of 10 mL / min.
(4) The abrasive precursor precipitated from the dispersion obtained in the above operation (3) was separated with a membrane filter and fired at 600 ° C. to obtain abrasive particles 1.
(5) The obtained abrasive particles 1 were monodisperse particles having an average particle size of 0.40 μm and a particle size distribution coefficient of variation of 11% from a scanning electron micrograph (SEM image) of 100 particles. Here, the particle size distribution variation coefficient was determined by the following equation.
Coefficient of variation (%) = (standard deviation of particle size distribution / average particle size) × 100
(6) The abrasive particles were subjected to cross-section processing using a focused ion beam (FB-2000A) manufactured by Hitachi High-Technologies, and a surface passing through the vicinity of the particle center was cut out. From the cut surface, elemental analysis was performed using STEM-EDX (HD-2000) manufactured by Hitachi High-Technologies, and the particle composition distribution was evaluated. As a result, the abrasive particle 1 has a three-layer structure. In cross section, a core layer of yttrium of 0.3 μm, an intermediate layer (molar ratio of yttrium: cerium = 1: 4) with a layer thickness of 0.04 μm on the outer side, and a layer of 0.01 μm on the outer side (outermost surface) It was found that a shell layer of cerium oxide was formed with a thickness.

(研磨材粒子2の調製)
(1)0.05mol/Lのイットリウム硝酸水溶液10Lを用意し、この水溶液に、尿素が1.0mol/Lになるように添加し、十分に撹拌した後に90℃で一時間加熱撹拌した。
(2)上記(1)の操作で得られた分散溶液に、0.08mol/Lのイットリウム硝酸水溶液300mLと0.32mol/Lのセリウム硝酸水溶液300mLの混合液を10mL/minの添加速度で、90℃で加熱撹拌しながら添加した。
(3)上記(2)の操作で得られた分散溶液に、0.4mol/Lのセリウム硝酸水溶液50mLを10mL/minの添加速度で、90℃で加熱撹拌しながら添加した。
(4)上記(3)の操作で得られた分散溶液から析出した研磨材前駆体をメンブランフィルターにて分離し、600℃で焼成して研磨材粒子2を得た。
(5)研磨材粒子1と同様に、研磨材粒子2の粒子径及び元素分析の評価を行った。研磨材粒子2は、平均粒子径0.62μm、変動係数14%の単分散粒子であり、コア層の直径0.57μm(イットリウム)、中間層の層厚0.02μm(イットリウム:セリウム=1:4のモル比)、シェル層の層厚0.005μm(酸化セリウム)の3層構造であった。
(Preparation of abrasive particles 2)
(1) 10 L of 0.05 mol / L yttrium nitric acid aqueous solution was prepared, and urea was added to this aqueous solution so that the concentration of urea was 1.0 mol / L. After sufficiently stirring, the mixture was heated and stirred at 90 ° C. for 1 hour.
(2) To the dispersion obtained in the above operation (1), a mixed solution of 0.08 mol / L yttrium nitric acid aqueous solution 300 mL and 0.32 mol / L cerium nitric acid aqueous solution 300 mL was added at a rate of 10 mL / min. It added at 90 degreeC, heating and stirring.
(3) To the dispersion obtained in the above operation (2), 50 mL of a 0.4 mol / L cerium nitric acid aqueous solution was added at 90 ° C. with heating and stirring at an addition rate of 10 mL / min.
(4) The abrasive precursor precipitated from the dispersion obtained in the above operation (3) was separated by a membrane filter and fired at 600 ° C. to obtain abrasive particles 2.
(5) As with the abrasive particles 1, the particle size and elemental analysis of the abrasive particles 2 were evaluated. The abrasive particles 2 are monodisperse particles having an average particle diameter of 0.62 μm and a coefficient of variation of 14%, a core layer diameter of 0.57 μm (yttrium), and an intermediate layer thickness of 0.02 μm (yttrium: cerium = 1: 4) and a shell layer thickness of 0.005 μm (cerium oxide).

(研磨材粒子3の調製)
(1)0.1mol/Lのイットリウム硝酸水溶液10Lを用意し、この水溶液に、尿素が2.0mol/Lになるように添加し、十分に撹拌した後に90℃で一時間加熱撹拌した。
(2)上記(1)の操作で得られた分散溶液に、0.08mol/Lのイットリウム硝酸水溶液300mLと0.32mol/Lのセリウム硝酸水溶液300mLの混合液を10mL/minの添加速度で、90℃で加熱撹拌しながら添加した。
(3)上記(2)の操作で得られた分散溶液に、0.4mol/Lのセリウム硝酸水溶液50mLを10mL/minの添加速度で、90℃で加熱撹拌しながら添加した。
(4)上記(3)の操作で得られた分散溶液から析出した研磨材前駆体をメンブランフィルターにて分離し、600℃で焼成して研磨材粒子3を得た。
(5)研磨材粒子1と同様に、研磨材粒子3の粒子径及び元素分析の評価を行った。研磨材粒子3は、平均粒子径0.75μm、変動係数19%の単分散粒子であり、コア層の直径0.72μm(イットリウム)、中間層の層厚0.01μm(イットリウム:セリウム=1:4のモル比)、シェル層の層厚0.005μm(酸化セリウム)の3層構造であった。
(Preparation of abrasive particles 3)
(1) 10 L of a 0.1 mol / L yttrium nitric acid aqueous solution was prepared, urea was added to this aqueous solution so that the concentration of urea was 2.0 mol / L, and after sufficient stirring, the mixture was heated and stirred at 90 ° C. for 1 hour.
(2) To the dispersion obtained in the above operation (1), a mixed solution of 0.08 mol / L yttrium nitric acid aqueous solution 300 mL and 0.32 mol / L cerium nitric acid aqueous solution 300 mL was added at a rate of 10 mL / min. It added at 90 degreeC, heating and stirring.
(3) To the dispersion obtained in the above operation (2), 50 mL of a 0.4 mol / L cerium nitric acid aqueous solution was added at 90 ° C. with heating and stirring at an addition rate of 10 mL / min.
(4) The abrasive precursor precipitated from the dispersion obtained in the above operation (3) was separated with a membrane filter and fired at 600 ° C. to obtain abrasive particles 3.
(5) In the same manner as the abrasive particles 1, the particle size and elemental analysis of the abrasive particles 3 were evaluated. The abrasive particles 3 are monodisperse particles having an average particle diameter of 0.75 μm and a coefficient of variation of 19%, a core layer diameter of 0.72 μm (yttrium), and an intermediate layer thickness of 0.01 μm (yttrium: cerium = 1: 4) and a shell layer thickness of 0.005 μm (cerium oxide).

(研磨材粒子4の調製)
(1)0.01mol/Lのイットリウム硝酸水溶液10Lを用意し、この水溶液に、尿素が0.20mol/Lになるように添加し、十分に撹拌した後に90℃で一時間加熱撹拌した。
(2)上記(1)の操作で得られた分散溶液に、0.4mol/Lのイットリウム硝酸水溶液300mLを(10−0.16t)mL/minの添加速度で、0.4mol/Lのセリウム硝酸水溶液300mLを(0.16t)mL/minの添加速度で、90℃で加熱撹拌しながら添加した。ただし、tは添加開始からの時間(分)を表しており、時間経過とともに添加速度を関数的に変化させている。
(3)上記(2)の操作で得られた分散溶液に、0.4mol/Lのセリウム硝酸水溶液50mLを10mL/minの添加速度で、90℃で加熱撹拌しながら添加した。
(4)上記(3)の操作で得られた分散溶液から析出した研磨材前駆体をメンブランフィルターにて分離し、600℃で焼成して研磨材粒子4を得た。
(5)研磨材粒子1と同様に、研磨材粒子4の粒子径及び元素分析の評価を行った。研磨材粒子4は、平均粒子径0.37μm、変動係数15%の単分散粒子であり、コア層の直径0.24μm(イットリウム)、中間層の層厚0.06μm(イットリウム:セリウム=1:1のモル比であり、中心から外側に向けてセリウムの比率が傾斜的に高くなる濃度分布を持つ)、シェル層の層厚0.005μm(酸化セリウム)の3層構造であった。
(Preparation of abrasive particles 4)
(1) 10 L of 0.01 mol / L yttrium nitric acid aqueous solution was prepared, and urea was added to this aqueous solution so that the concentration of urea was 0.20 mol / L. After sufficiently stirring, the mixture was heated and stirred at 90 ° C. for 1 hour.
(2) To the dispersion obtained by the operation of (1), 300 mL of 0.4 mol / L yttrium nitric acid aqueous solution is added at a rate of (10-0.16 t) mL / min and 0.4 mol / L cerium. 300 mL of an aqueous nitric acid solution was added at a rate of (0.16 t) mL / min while heating and stirring at 90 ° C. However, t represents time (minutes) from the start of addition, and the addition rate is changed as a function with time.
(3) To the dispersion obtained in the above operation (2), 50 mL of a 0.4 mol / L cerium nitric acid aqueous solution was added at 90 ° C. with heating and stirring at an addition rate of 10 mL / min.
(4) The abrasive precursor precipitated from the dispersion obtained in the above operation (3) was separated with a membrane filter and fired at 600 ° C. to obtain abrasive particles 4.
(5) In the same manner as the abrasive particles 1, the particle diameter and elemental analysis of the abrasive particles 4 were evaluated. The abrasive particles 4 are monodisperse particles having an average particle diameter of 0.37 μm and a coefficient of variation of 15%, a core layer diameter of 0.24 μm (yttrium), and an intermediate layer thickness of 0.06 μm (yttrium: cerium = 1: And a shell layer thickness of 0.005 μm (cerium oxide).

(研磨材粒子5の調製)
(1)0.005mol/Lのイットリウムと0.005mol/Lのセリウムを含む硝酸水溶液10Lを用意し、尿素が0.20mol/Lになるように添加し、十分に撹拌した後に90℃で一時間加熱撹拌した。
(2)上記(1)の操作で得られた分散溶液に、0.08mol/Lのイットリウム硝酸水溶液600mLと0.32mol/Lのセリウム硝酸水溶液600mLの混合液を10mL/minの添加速度で、90℃で加熱撹拌しながら添加した。
(3)上記(2)の操作で得られた分散溶液に、0.4mol/Lのセリウム硝酸水溶液50mLを10mL/minの添加速度で、90℃で加熱撹拌しながら添加した。
(4)上記(3)の操作で得られた分散溶液から析出した研磨材前駆体をメンブランフィルターにて分離し、600℃で焼成して研磨材粒子5を得た。
(5)研磨材粒子1と同様に、研磨材粒子5の粒子径及び元素分析の評価を行った。研磨材粒子5は、平均粒子径0.38μm、変動係数19%の単分散粒子であった。
また、研磨材粒子5は、イットリウムとセリウムが混在した0.31μmのコア層、その外側に層厚0.035μmの酸化セリウムのシェル層が形成されている実質的な2層構造であった。そのコア層の外側から0.03μmの領域には、コア層中心部に比べてセリウム比が高い領域が存在していた。
(Preparation of abrasive particles 5)
(1) Prepare 10 L of nitric acid aqueous solution containing 0.005 mol / L yttrium and 0.005 mol / L cerium, add urea so that the concentration is 0.20 mol / L, and stir well at 90 ° C. Stir for hours.
(2) To the dispersion obtained by the operation of (1) above, a mixture of 600 mL of a 0.08 mol / L yttrium nitric acid aqueous solution and 600 mL of a 0.32 mol / L cerium nitric acid aqueous solution is added at a rate of 10 mL / min. It added at 90 degreeC, heating and stirring.
(3) To the dispersion obtained in the above operation (2), 50 mL of a 0.4 mol / L cerium nitric acid aqueous solution was added at 90 ° C. with heating and stirring at an addition rate of 10 mL / min.
(4) The abrasive precursor precipitated from the dispersion obtained in the above operation (3) was separated with a membrane filter and fired at 600 ° C. to obtain abrasive particles 5.
(5) In the same manner as the abrasive particles 1, the particle size and elemental analysis of the abrasive particles 5 were evaluated. The abrasive particles 5 were monodisperse particles having an average particle diameter of 0.38 μm and a coefficient of variation of 19%.
The abrasive particles 5 had a substantially two-layer structure in which a core layer of 0.31 μm mixed with yttrium and cerium and a shell layer of cerium oxide having a layer thickness of 0.035 μm were formed on the outer side. In the region 0.03 μm from the outside of the core layer, there was a region having a higher cerium ratio than the central portion of the core layer.

(研磨材粒子6の調製)
(1)0.01mol/Lのイットリウム硝酸水溶液10Lを用意し、この水溶液に、尿素が0.20mol/Lになるように添加し、十分に撹拌した後に90℃で一時間加熱撹拌した。
(2)上記(1)の操作で得られた分散溶液に、0.40mol/Lのイットリウム硝酸水溶液600mLを10mL/minの添加速度で、90℃で加熱撹拌しながら添加した。
(3)上記(2)の操作で得られた分散溶液に、0.4mol/Lのセリウム硝酸水溶液50mLを10mL/minの添加速度で、90℃で加熱撹拌しながら添加した。
(4)上記(3)の操作で得られた分散溶液から析出した研磨材前駆体をメンブランフィルターにて分離し、600℃で焼成して研磨材粒子6を得た。
(5)研磨材粒子1と同様に、研磨材粒子6の粒子径及び元素分析の評価を行った。研磨材粒子6は、平均粒子径0.45μm、変動係数15%の単分散粒子であった。また、研磨材粒子6は、コア層の直径0.43μm(イットリウム)、シェル層の層厚0.01μm(酸化セリウム)の2層構造であった。
(Preparation of abrasive particles 6)
(1) 10 L of 0.01 mol / L yttrium nitric acid aqueous solution was prepared, and urea was added to this aqueous solution so that the concentration of urea was 0.20 mol / L. After sufficiently stirring, the mixture was heated and stirred at 90 ° C. for 1 hour.
(2) To the dispersion obtained by the operation of (1), 600 mL of a 0.40 mol / L yttrium nitric acid aqueous solution was added at 90 ° C. with heating and stirring at an addition rate of 10 mL / min.
(3) To the dispersion obtained in the above operation (2), 50 mL of a 0.4 mol / L cerium nitric acid aqueous solution was added at 90 ° C. with heating and stirring at an addition rate of 10 mL / min.
(4) The abrasive precursor precipitated from the dispersion obtained in the above operation (3) was separated with a membrane filter and fired at 600 ° C. to obtain abrasive particles 6.
(5) As with the abrasive particles 1, the particle size and elemental analysis of the abrasive particles 6 were evaluated. The abrasive particles 6 were monodispersed particles having an average particle diameter of 0.45 μm and a coefficient of variation of 15%. The abrasive particles 6 had a two-layer structure with a core layer diameter of 0.43 μm (yttrium) and a shell layer thickness of 0.01 μm (cerium oxide).

(研磨材粒子7の調製)
(1)水10Lを用意し、尿素が0.20mol/Lになるように添加し、十分に撹拌した後に90℃になるまで加熱撹拌した。
(2)上記(1)の操作で得られた分散溶液に、0.08mol/Lのイットリウム硝酸水溶液600mLと0.32mol/Lのセリウム硝酸水溶液600mLの混合液を10mL/minの添加速度で、90℃で加熱撹拌しながら添加した。
(3)上記(2)の操作で得られた分散溶液から析出した研磨材前駆体をメンブランフィルターにて分離し、600℃で焼成して、比較例としての研磨材粒子7を得た。
(4)研磨材粒子1と同様に、研磨材粒子7の粒子径及び元素分析の評価を行った。研磨材粒子7は、平均粒子径0.40μm、変動係数13%の単分散粒子であり、イットリウム:セリウム=1:4のモル比の1層構造であった。
(Preparation of abrasive particles 7)
(1) 10 L of water was prepared, urea was added so that it might be 0.20 mol / L, and after stirring sufficiently, it was heated and stirred until it reached 90 ° C.
(2) To the dispersion obtained by the operation of (1) above, a mixture of 600 mL of a 0.08 mol / L yttrium nitric acid aqueous solution and 600 mL of a 0.32 mol / L cerium nitric acid aqueous solution is added at a rate of 10 mL / min. It added at 90 degreeC, heating and stirring.
(3) The abrasive precursor precipitated from the dispersion obtained in the above operation (2) was separated with a membrane filter and baked at 600 ° C. to obtain abrasive particles 7 as a comparative example.
(4) In the same manner as the abrasive particles 1, the particle size and elemental analysis of the abrasive particles 7 were evaluated. The abrasive particles 7 were monodisperse particles having an average particle diameter of 0.40 μm and a coefficient of variation of 13%, and had a single-layer structure with a molar ratio of yttrium: cerium = 1: 4.

(研磨材粒子8の調製)
(1)炭酸セリウムを空気中、700℃で4時間加熱し、酸化セリウムを得た。この酸化セリウムをイオン交換水と混合してジルコニアビーズを使用したビーズミルで粉砕した。これを72時間静置し、上部の90質量%相当分を分取することにより分級し、28.7質量%の酸化セリウム粒子(研磨材粒子8)を含有する酸化セリウム粒子(研磨材粒子8)の水分散体を得た。
(2)上記水分散体を乾燥して得た酸化セリウム粒子(研磨材粒子8)につき、研磨材粒子1と同様に、研磨材粒子8の粒子径の評価を行ったところ、平均粒子径0.14μmであった。
(Preparation of abrasive particles 8)
(1) Cerium carbonate was heated in air at 700 ° C. for 4 hours to obtain cerium oxide. This cerium oxide was mixed with ion-exchanged water and pulverized by a bead mill using zirconia beads. This was allowed to stand for 72 hours and classified by separating the upper portion corresponding to 90% by mass, and cerium oxide particles (abrasive particles 8) containing 28.7% by mass of cerium oxide particles (abrasive particles 8). ) Was obtained.
(2) When the cerium oxide particles (abrasive particles 8) obtained by drying the aqueous dispersion were evaluated for the particle size of the abrasive particles 8 in the same manner as the abrasive particles 1, the average particle size was 0. .14 μm.

《カチオン性有機重合体粒子(a)〜(c)の調製》
(カチオン性有機重合体粒子(a)の調製)
モノマーとしてメチルメタクリレート40質量部、2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート20質量部及びスチレン40質量部、重合開始剤として2,2´−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロライド(商品名「V−50」、和光純薬工業(株)製)0.5質量部、界面活性剤として非イオン系界面活性剤「アデカリアソープ ER−10」((株)ADEKA製)1質量部及びイオン交換水400質量部を混合し、窒素ガス雰囲気下、撹拌しながら70℃に昇温し、同温度で5時間重合させることにより、カチオン性有機重合体粒子(a)が得られた。平均粒子径は126nm、粒子含有率は19.5質量%であった。
<< Preparation of Cationic Organic Polymer Particles (a) to (c) >>
(Preparation of cationic organic polymer particles (a))
Methyl methacrylate 40 parts by mass, 2-dimethylaminoethyl (meth) acrylate 20 parts by mass and styrene 40 parts by mass, 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride (trade name “V” as a polymerization initiator) -50 ", manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.5 parts by mass, 1 part by mass of a nonionic surfactant" Adekaria Soap ER-10 "(manufactured by ADEKA) as a surfactant, and ion exchange Cationic organic polymer particles (a) were obtained by mixing 400 parts by mass of water, heating to 70 ° C. with stirring in a nitrogen gas atmosphere, and polymerizing at that temperature for 5 hours. The average particle size was 126 nm, and the particle content was 19.5% by mass.

(カチオン性重合体粒子(b)及び(c)の調製)
上記カチオン性重合体粒子(a)の調製において、使用するモノマーを、メチルメタクリレート23質量部、2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート12質量部、スチレン64質量部及びジビニルベンゼン1質量部に変更し、使用する界面活性剤を、非イオン系界面活性剤「アデカリアソープ ER−30」((株)ADEKA製)0.5質量部に変更した以外は同様にして、カチオン性重合体粒子(b)を調製した。平均粒子径は269nm、粒子含有率は19.8質量%であった。
また、上記カチオン性重合体粒子(a)の調製において、使用するモノマーを、メチルメタクリレート40質量部、2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート20質量部、スチレン33質量部、ジビニルベンゼン5質量部及びメチルメタクリルアミド2質量部に変更し、使用する界面活性剤を、非イオン系界面活性剤「アデカリアソープ ER−30」((株)ADEKA製)1質量部に変更した以外は同様にして、カチオン性重合体粒子(c)を調製した。平均粒子径は59nm、粒子含有率は19.7質量%であった。
(Preparation of cationic polymer particles (b) and (c))
In the preparation of the cationic polymer particles (a), the monomers used were changed to 23 parts by weight of methyl methacrylate, 12 parts by weight of 2-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, 64 parts by weight of styrene and 1 part by weight of divinylbenzene. The cationic polymer particles (b) were changed in the same manner except that the surfactant used was changed to 0.5 parts by mass of the nonionic surfactant “ADEKA rear soap ER-30” (manufactured by ADEKA). ) Was prepared. The average particle size was 269 nm, and the particle content was 19.8% by mass.
Further, in the preparation of the cationic polymer particles (a), monomers used are 40 parts by mass of methyl methacrylate, 20 parts by mass of 2-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, 33 parts by mass of styrene, 5 parts by mass of divinylbenzene, and In the same manner except that the surfactant used was changed to 2 parts by weight of methylmethacrylamide and the surfactant used was changed to 1 part by weight of the nonionic surfactant “ADEKA rear soap ER-30” (manufactured by ADEKA) Cationic polymer particles (c) were prepared. The average particle size was 59 nm and the particle content was 19.7% by mass.

《CMP用研磨液1〜32の調製》
(CMP用研磨液1の調製)
(1)第一液の調製
あらかじめ容器に入れたイオン交換水中に、研磨材粒子1を加え、研磨材粒子含有量が6.25質量%となるように希釈した。ここにカチオン性有機重合体粒子(a)を含有する水分散体を、第一液中のカチオン性有機重合体粒子(a)含有量が0.625質量%となるような量だけ加えた。この混合物につき、更に30分間撹拌を継続することにより、研磨材粒子1及びカチオン性有機重合体粒子(a)を含有する水分散体である第一液を調製した。
<< Preparation of polishing liquids 1-32 for CMP >>
(Preparation of polishing liquid 1 for CMP)
(1) Preparation of first liquid Abrasive particles 1 were added to ion-exchanged water previously placed in a container, and diluted so that the content of abrasive particles was 6.25% by mass. The aqueous dispersion containing the cationic organic polymer particles (a) was added thereto in such an amount that the content of the cationic organic polymer particles (a) in the first liquid was 0.625% by mass. The mixture was further stirred for 30 minutes to prepare a first liquid that was an aqueous dispersion containing abrasive particles 1 and cationic organic polymer particles (a).

(2)第二液の調製
アニオン性水溶性化合物として重量平均分子量Mwが10,000のポリアクリル酸アンモニウムを10質量%含有する水溶液である第二液を調製した。
(2) Preparation of second liquid A second liquid, which is an aqueous solution containing 10% by mass of ammonium polyacrylate having a weight average molecular weight Mw of 10,000 as an anionic water-soluble compound, was prepared.

(3)CMP用研磨液1の調製
上記で調製した第一液を撹拌しつつ、これに第二液を、アニオン性水溶性化合物の量が第一液中の研磨材粒子1の100質量部に対して40質量部に相当する量だけ加え、更に30分間撹拌を継続した。これを孔径5μmのポリプロピレン製デプスフィルターで濾過することにより、100質量部の研磨材粒子1(5.0質量%)、10質量部のカチオン性有機重合体粒子(a)(0.5質量%)及びアニオン性水溶性化合物として40質量部のポリアクリル酸アンモニウム(2.0質量%)からなる砥粒1を7.5質量%含有するCMP用研磨液濃縮物1を得た。
このCMP用研磨液濃縮物1を、砥粒1の含有量が2.00質量%となるように希釈することでCMP用研磨液1を得た。
(3) Preparation of polishing liquid 1 for CMP While stirring the first liquid prepared above, the second liquid was added thereto, and the amount of the anionic water-soluble compound was 100 parts by mass of the abrasive particles 1 in the first liquid. Was added in an amount corresponding to 40 parts by mass, and stirring was further continued for 30 minutes. By filtering this through a polypropylene depth filter having a pore diameter of 5 μm, 100 parts by mass of abrasive particles 1 (5.0% by mass), 10 parts by mass of cationic organic polymer particles (a) (0.5% by mass) ) And an anionic water-soluble compound, a polishing slurry concentrate 1 for CMP containing 7.5% by mass of abrasive grains 1 composed of 40 parts by mass of ammonium polyacrylate (2.0% by mass) was obtained.
The CMP polishing liquid 1 was obtained by diluting the CMP polishing liquid concentrate 1 so that the content of the abrasive grains 1 was 2.00% by mass.

(CMP用研磨液2〜16の調製)
CMP用研磨液1の調製において、第一液中の研磨材粒子及びカチオン性有機重合体粒子並びに第二液中のアニオン性水溶性化合物の種類及び含有量を表1に記載のとおりに変更した以外は同様にして、それぞれ砥粒2〜16を含有するCMP用研磨液濃縮物2〜16を調製した。砥粒2〜16の組成は、表2に記載のとおりとなった。
なお、表1〜4において、PAAA(1)は、重量平均分子量Mwが10,000のポリアクリル酸アンモニウムを示し、PAAA(2)は、重量平均分子量Mwが6,000のポリアクリル酸アンモニウムを示し、DBSAは、ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウムを示す。
(Preparation of polishing liquids 2-16 for CMP)
In the preparation of the polishing liquid 1 for CMP, the types and contents of the abrasive particles and the cationic organic polymer particles in the first liquid and the anionic water-soluble compound in the second liquid were changed as shown in Table 1. In the same manner, polishing liquid concentrates 2 to 16 for CMP containing abrasive grains 2 to 16 were prepared. The compositions of the abrasive grains 2 to 16 were as shown in Table 2.
In Tables 1 to 4, PAAA (1) represents ammonium polyacrylate having a weight average molecular weight Mw of 10,000, and PAAA (2) represents ammonium polyacrylate having a weight average molecular weight Mw of 6,000. DBSA indicates ammonium dodecylbenzenesulfonate.

このようにして得られたCMP用研磨液濃縮物2〜16を、イオン交換水によってそれぞれ砥粒2〜16が表5に記載の含有量となるように希釈することで、CMP用研磨液2〜16を得た。   The CMP polishing liquid concentrates 2 to 16 thus obtained are diluted with ion-exchanged water so that the abrasive grains 2 to 16 have the contents shown in Table 5, respectively. ~ 16 were obtained.

Figure 2015035514
Figure 2015035514

Figure 2015035514
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(CMP用研磨液17の調製)
(1)第一液の濃縮物の調製
あらかじめ容器に入れたイオン交換水中に、研磨材粒子1を加え、第一液中の研磨材粒子含有量が5.0質量%となるように希釈した。ここにカチオン性有機重合体粒子(a)を含有する水分散体を、第一液中のカチオン性有機重合体粒子(a)含有量が4.0質量%となるような量だけ加えた。この混合物につき、更に30分間撹拌を継続した後、これを孔径5μmのポリプロピレン製デプスフィルターで濾過することにより、研磨材粒子1及びカチオン性有機重合体粒子(a)を含有する第一液の濃縮物を調製した。
(Preparation of polishing liquid 17 for CMP)
(1) Preparation of concentrate of first liquid Abrasive particles 1 were added to ion-exchanged water previously placed in a container, and diluted so that the content of abrasive particles in the first liquid was 5.0% by mass. . The aqueous dispersion containing the cationic organic polymer particles (a) was added thereto in such an amount that the content of the cationic organic polymer particles (a) in the first liquid was 4.0% by mass. The mixture was further stirred for 30 minutes and then filtered through a polypropylene depth filter having a pore size of 5 μm to concentrate the first liquid containing the abrasive particles 1 and the cationic organic polymer particles (a). A product was prepared.

(2)第二液の調製
アニオン性水溶性化合物として重量平均分子量Mwが10,000のポリアクリル酸アンモニウムを10質量%含有する水溶液である第二液を調製した。
(2) Preparation of second liquid A second liquid, which is an aqueous solution containing 10% by mass of ammonium polyacrylate having a weight average molecular weight Mw of 10,000 as an anionic water-soluble compound, was prepared.

(3)CMP用研磨液17の調製
あらかじめ容器に入れたイオン交換水中に、上記で調製した第一液の濃縮物を、研磨材粒子1の含有量が0.5質量%となるような量だけ入れた。ここに第二液を、アニオン性水溶性化合物の量が第一液中の研磨材粒子1の100質量部に対して5質量部に相当する量だけ加え、更に30分間撹拌を継続することにより、100質量部の研磨材粒子1(0.5質量%)、80質量部のカチオン性有機重合体粒子(a)(0.4質量%)及びアニオン性水溶性化合物として5質量部のポリアクリル酸アンモニウム(0.025質量%)からなる砥粒17を0.925質量%含有するCMP用研磨液17を得た。
(3) Preparation of polishing liquid 17 for CMP An amount of the first liquid concentrate prepared above in an ion-exchanged water previously placed in a container so that the content of abrasive particles 1 is 0.5% by mass. Just put in. By adding the second liquid here in an amount corresponding to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the abrasive particles 1 in the first liquid, and continuing stirring for 30 minutes. 100 parts by weight of abrasive particles 1 (0.5% by weight), 80 parts by weight of cationic organic polymer particles (a) (0.4% by weight) and 5 parts by weight of polyacrylic anionic water-soluble compound A polishing slurry 17 for CMP containing 0.925 mass% of abrasive grains 17 made of ammonium acid (0.025 mass%) was obtained.

(CMP用研磨液18〜32の調製)
CMP用研磨液17の調製において、第一液中の研磨材粒子及びカチオン性有機重合体粒子並びに第二液中のアニオン性水溶性化合物の種類及び含有量を表3に記載のとおりに変更した以外は同様にして、それぞれ砥粒18〜32を含有するCMP用研磨液18〜32を調製した。砥粒18〜32の組成は、表4に記載のとおりとなった。
(Preparation of polishing liquids 18 to 32 for CMP)
In the preparation of the polishing liquid 17 for CMP, the types and contents of the abrasive particles and the cationic organic polymer particles in the first liquid and the anionic water-soluble compound in the second liquid were changed as shown in Table 3. In the same manner, CMP polishing liquids 18 to 32 containing abrasive grains 18 to 32 were prepared. The composition of the abrasive grains 18 to 32 was as shown in Table 4.

Figure 2015035514
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Figure 2015035514
Figure 2015035514

《CMP用研磨液の評価》
このようにして調製した各CMP用研磨液1〜32について以下の評価を行った。評価結果を表5に示す。
<< Evaluation of CMP polishing liquid >>
The following evaluation was performed for each of the polishing liquids for CMP 1 to 32 thus prepared. The evaluation results are shown in Table 5.

(化学機械研磨試験)
上記のようにして調製したCMP用研磨液1〜32を使用して、以下の条件下、直径8インチの熱酸化膜付きウェハを被研磨体として化学機械研磨を行った。
(Chemical mechanical polishing test)
Using CMP polishing liquids 1 to 32 prepared as described above, chemical mechanical polishing was performed using a wafer with a thermal oxide film having a diameter of 8 inches as an object to be polished under the following conditions.

研磨装置:(株)荏原製作所製、型式「EPO−112」
研磨パッド:ロデール・ニッタ(株)製、「IC1000/SUBA400」
水系分散体供給速度:200mL/分
定盤回転数:100rpm
研磨ヘッド回転数:107rpm
研磨ヘッド押し付け圧:350hPa
Polishing equipment: Model “EPO-112” manufactured by Ebara Corporation
Polishing pad: Rodel Nitta Co., Ltd., “IC1000 / SUBA400”
Aqueous dispersion supply speed: 200 mL / min Plate rotation speed: 100 rpm
Polishing head rotation speed: 107 rpm
Polishing head pressing pressure: 350 hPa

(研磨速度の評価)
被研磨体である直径8インチの熱酸化膜付きウェハにつき、その研磨前の膜厚を光干渉式膜厚計「NanoSpec 6100」(ナノメトリクス・ジャパン(株)製)によってあらかじめ測定した後、上記の化学機械研磨試験条件にて1分間研磨を行った。研磨後の被研磨体の膜厚を、研磨前と同じ光干渉式膜厚計を用いて測定し、研磨前の膜厚との差、すなわち化学機械研磨により減少した膜厚を求めた。ここで減少した膜厚及び研磨時間から研磨速度を算出し、結果を表5に示した。
(Evaluation of polishing rate)
For a wafer with a thermal oxide film having a diameter of 8 inches, which is an object to be polished, the film thickness before polishing is measured in advance by an optical interference film thickness meter “NanoSpec 6100” (manufactured by Nanometrics Japan Co., Ltd.), Polishing was performed for 1 minute under the chemical mechanical polishing test conditions. The film thickness of the object to be polished after polishing was measured using the same optical interference film thickness meter as before polishing, and the difference from the film thickness before polishing, that is, the film thickness decreased by chemical mechanical polishing was determined. The polishing rate was calculated from the reduced film thickness and polishing time, and the results are shown in Table 5.

(研磨傷の評価)
被研磨体である直径8インチの熱酸化膜付きウェハを、上記の化学機械研磨試験条件にて2分間研磨を行った。研磨後の被研磨面につき、ケーエルエー・テンコール(株)製のウェハ欠陥検査装置「KLA2351」により欠陥検査した。まず、ピクセルサイズ0.39μm、敷居値(threshold)20の条件でウェハ被研磨面の全範囲について、「KLA2351」が「欠陥」としてカウントした数を計測した。次いで、これら「欠陥」を順次に装置のディスプレイ上に表示し、それぞれの「欠陥」がスクラッチであるか否かを分類することにより、ウェハ全面のスクラッチ数を調べた。なお、ウェハ欠陥検査装置が欠陥としてカウントしたもののうち、スクラッチでないものとは、例えば付着したゴミ、ウェハ製造時に発生したシミ等を挙げることができる。
(Evaluation of polishing scratches)
A wafer with a thermal oxide film having a diameter of 8 inches, which is an object to be polished, was polished for 2 minutes under the chemical mechanical polishing test conditions described above. The polished surface after polishing was inspected for defects by a wafer defect inspection apparatus “KLA2351” manufactured by KLA-Tencor Corporation. First, the number of “KLA2351” counted as “defects” was measured for the entire range of the wafer polished surface under the conditions of a pixel size of 0.39 μm and a threshold value of 20. Subsequently, these “defects” were sequentially displayed on the display of the apparatus, and the number of scratches on the entire surface of the wafer was examined by classifying whether or not each “defect” was a scratch. Of those counted as defects by the wafer defect inspection apparatus, those that are not scratched include, for example, adhering dust, stains generated during wafer manufacture, and the like.

(分散安定性の評価)
CMP用研磨液をポリタンクに入れて温度20℃、相対湿度50%の環境で静置し、3月後に超音波分散機で分散してから再度上記と同様の研磨試験を行った。
(Evaluation of dispersion stability)
A polishing liquid for CMP was put in a plastic tank and allowed to stand in an environment having a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 50%. After 3 months, the slurry was dispersed with an ultrasonic disperser, and then the same polishing test as described above was performed.

Figure 2015035514
Figure 2015035514

表5に示すとおり、本発明のCMP用研磨液によれば、研磨速度が高く、研磨傷の発生が抑制されていることが示されている。また、3月静置後のCMP用研磨液においても、研磨速度及び研磨傷の数にほとんど変化がなく、本発明のCMP用研磨液は分散安定性に優れていることが示されている。
一方、比較例のCMP用研磨液においては、研磨速度が低いものや、3月静置後のCMP用研磨液を用いた場合に研磨傷の数が大幅に増大しているものがあった。
As shown in Table 5, according to the polishing slurry for CMP of the present invention, it is shown that the polishing rate is high and the generation of polishing flaws is suppressed. Also, in the polishing slurry for CMP after standing in March, the polishing rate and the number of polishing flaws hardly change, indicating that the polishing slurry for CMP of the present invention is excellent in dispersion stability.
On the other hand, in the CMP polishing liquid of the comparative example, there were ones with a low polishing rate, and when the CMP polishing liquid after standing in March was used, the number of polishing flaws was greatly increased.

[実施例2]
本実施例は、本発明に係る砥粒が、研磨材粒子とカチオン性有機重合体粒子とがアニオン性水溶性化合物を介して集合してなることを検証するために行った。
上記実施例1で調製したCMP用研磨液1を更にイオン交換水で希釈してコロジオン膜に塗布し乾燥した後、透過型電子顕微鏡(TEM)写真を撮影した。
当該透過型電子顕微鏡写真を確認することで、本発明に係る砥粒1が、研磨材粒子1とカチオン性有機重合体粒子(a)とがポリアクリル酸アンモニウムを介して集合して形成されていることを確認した。
[Example 2]
This example was carried out in order to verify that abrasive grains according to the present invention were formed by aggregating abrasive particles and cationic organic polymer particles via an anionic water-soluble compound.
The CMP polishing liquid 1 prepared in Example 1 was further diluted with ion-exchanged water, applied to the collodion film and dried, and then a transmission electron microscope (TEM) photograph was taken.
By confirming the transmission electron micrograph, the abrasive grain 1 according to the present invention is formed by aggregating the abrasive particles 1 and the cationic organic polymer particles (a) via ammonium polyacrylate. I confirmed.

1 コア層
2 中間層
3 シェル層
1 Core layer 2 Intermediate layer 3 Shell layer

Claims (3)

研磨材粒子及びカチオン性有機重合体粒子がアニオン性水溶性高分子化合物を介して集合してなる砥粒と、水と、を含み、
前記研磨材粒子が、コア・シェル構造を有し、
コア層が、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、In、Sn、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、W、Bi、Th及びアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種の元素の酸化物を含有し、かつ、
シェル層が、酸化セリウムを含有することを特徴とするCMP用研磨液。
Abrasive particles and cationic organic polymer particles aggregated via an anionic water-soluble polymer compound, and water,
The abrasive particles have a core-shell structure;
The core layer is made of Al, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, In, Sn, Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Containing an oxide of at least one element selected from Yb, Lu, W, Bi, Th and an alkaline earth metal, and
A polishing slurry for CMP, wherein the shell layer contains cerium oxide.
前記研磨材粒子が、前記コア層と前記シェル層との間に中間層を更に有し、かつ、
前記中間層が、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、In、Sn、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、W、Bi、Th及びアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種の元素の酸化物と、酸化セリウムとを含有することを特徴とする請求項1に記載のCMP用研磨液。
The abrasive particles further have an intermediate layer between the core layer and the shell layer; and
The intermediate layer is made of Al, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, In, Sn, Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm. 2. The polishing slurry for CMP according to claim 1, comprising an oxide of at least one element selected from Yb, Lu, W, Bi, Th, and an alkaline earth metal, and cerium oxide.
前記研磨材粒子と前記カチオン性有機重合体粒子と水とを含む第一液に、前記アニオン性水溶性化合物と水とを含む第二液が混合されてなることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のCMP用研磨液。   2. The second liquid containing the anionic water-soluble compound and water is mixed with the first liquid containing the abrasive particles, the cationic organic polymer particles, and water. The polishing slurry for CMP according to claim 2.
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