JP2016119418A - Polishing liquid composition for silicon wafer - Google Patents

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洋平 内田
Yohei Uchida
洋平 内田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing liquid composition for a silicon wafer that reduces surface defects (LPD).SOLUTION: The polishing liquid composition for a silicon wafer includes: silicon particles, a nitride-containing basic compound, and a water-soluble polymer containing (1)(2).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明はシリコンウェーハ用研磨液組成物及びこれを用いた半導体基板の製造方法並びにシリコンウェーハの研磨方法に関する。   The present invention relates to a polishing composition for a silicon wafer, a method for producing a semiconductor substrate using the same, and a method for polishing a silicon wafer.

近年、半導体メモリの高記録容量化に対する要求の高まりから半導体装置のデザインルールは微細化が進んでいる。このため半導体装置の製造過程で行われるフォトリソグラフィーにおいて焦点深度は浅くなり、シリコンウェーハ(ベアウェーハ)の欠陥低減や平滑性に対する要求はますます厳しくなっている。   In recent years, design rules for semiconductor devices have been increasingly miniaturized due to increasing demand for higher recording capacity of semiconductor memories. For this reason, the depth of focus becomes shallower in photolithography performed in the manufacturing process of a semiconductor device, and the demands for defect reduction and smoothness of silicon wafers (bare wafers) are becoming stricter.

シリコンウェーハの品質を向上する目的で、シリコンウェーハの研磨は多段階で行われている。特に研磨の最終段階で行われる仕上げ研磨は、表面粗さ(ヘイズ)の抑制と研磨後のシリコンウェーハ表面のぬれ性向上(親水化)によるパーティクルやスクラッチ、ピット等の表面欠陥(LPD:Light point defects)の抑制とを目的として行われている。   In order to improve the quality of silicon wafers, polishing of silicon wafers is performed in multiple stages. In particular, the final polishing performed in the final stage of polishing is a surface defect (LPD: Light point) such as particles, scratches and pits due to suppression of surface roughness (haze) and improvement of wettability (hydrophilization) of the silicon wafer surface after polishing. This is done to reduce defects).

仕上げ研磨に用いられる研磨液組成物としては、コロイダルシリカ、及びアルカリ化合物を含む化学的機械研磨用の研磨液組成物が知られている。さらにヘイズレベルを改善することを目的とした研磨液組成物として、コロイダルシリカ、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)及びポリエチレンオキサイド(PEO)を含む化学的機械研磨用の研磨液組成物が知られている(特許文献1)。   As a polishing liquid composition used for finish polishing, a polishing liquid composition for chemical mechanical polishing containing colloidal silica and an alkali compound is known. Further, as a polishing composition for the purpose of improving the haze level, a polishing composition for chemical mechanical polishing containing colloidal silica, hydroxyethyl cellulose (HEC) and polyethylene oxide (PEO) is known (patent). Reference 1).

また、研磨対象がシリコンウェーハではないが、特許文献2から4には、下記の組成物が開示されている。特許文献2には、被研磨面の平坦性を高めることを目的として、ポリメタクリル酸又はメタクリル酸とアクリル酸の共重合体等のメタクリル酸系ポリマーを含む金属膜用研磨液組成物が開示されている。特許文献3には、単結晶シリコン膜またはポリシリコン膜とシリコン酸化膜の研磨選択比を高めることを解決課題とし、セリア研磨材と、分散剤であるポリアクリル酸又はポリメタクリル酸と、イオン性高分子添加剤であるポリアクリル酸又はポリプロピレンオキシドメタクリル酸―ポリアクリル酸共重合体と、非イオン性高分子添加剤であるポリエチレン主鎖に2つ又は3つのポリエチレングリコール分岐鎖が結合された共重合体を含むCMP用スラリー組成物が開示されている。特許文献4には、窒化ケイ素膜に対する酸化ケイ素膜の研磨選択度を高めると共に、CMPスラリー内の粒子サイズの均一化、粘度変化の安定化を解決課題とし、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸等のカルボキシル基を含むリニア型高分子電解質、及び/又はアクリル酸―メトキシポリエレングリコールモノメタクリレート等のグラフト型高分子電解質を含むCMPスラリーが開示されている(特許文献4参照)。   Further, although the object to be polished is not a silicon wafer, Patent Documents 2 to 4 disclose the following compositions. Patent Document 2 discloses a metal film polishing liquid composition containing a methacrylic acid polymer such as polymethacrylic acid or a copolymer of methacrylic acid and acrylic acid for the purpose of enhancing the flatness of the surface to be polished. ing. In Patent Document 3, the problem to be solved is to increase the polishing selectivity of a single crystal silicon film or a polysilicon film and a silicon oxide film, and a ceria abrasive, polyacrylic acid or polymethacrylic acid as a dispersant, and ionicity A polymer additive, polyacrylic acid or polypropylene oxide methacrylic acid-polyacrylic acid copolymer, and a non-ionic polymer additive, a polyethylene backbone, with two or three polyethylene glycol branched chains attached. A CMP slurry composition comprising a polymer is disclosed. In Patent Document 4, the polishing selectivity of the silicon oxide film with respect to the silicon nitride film is increased, and the problem to be solved is to make the particle size uniform in the CMP slurry and to stabilize the viscosity change, such as polyacrylic acid and polymethacrylic acid. A CMP slurry containing a linear polymer electrolyte containing a carboxyl group and / or a graft type polymer electrolyte such as acrylic acid-methoxypolyethylene glycol monomethacrylate is disclosed (see Patent Document 4).

特開2004―128089号公報JP 2004-128089 A 特開2014―160827号公報JP 2014-160827 A 特表2013−507786号公報Special table 2013-507786 gazette 特表2009−518852号公報Special table 2009-518852 gazette

しかし、HECを用いる研磨液組成物は、HECが天然物であるセルロースを原料としているため、セルロース由来の水不溶物が含まれ、当該水不溶物が核となってシリカ粒子が凝集しやすい。そして、シリカ粒子の凝集体や当該水不溶物自体の存在によって、表面欠陥(LPD)の増大を生じさせる場合がある。   However, since the polishing liquid composition using HEC uses cellulose, which is a natural product of HEC, a water-insoluble material derived from cellulose is included, and the water-insoluble material serves as a nucleus and the silica particles tend to aggregate. The presence of silica particle aggregates and the water-insoluble matter itself may cause an increase in surface defects (LPD).

また、被研磨シリコンウェーハの研磨において、表面欠陥(LPD)の更なる低減の要請がある。   Further, there is a demand for further reduction of surface defects (LPD) in polishing of a silicon wafer to be polished.

そこで、本発明では、シリコンウェーハの表面欠陥(LPD)の低減を可能とする、シリコンウェーハ用研磨液組成物、及び当該シリコンウェーハ用研磨液組成物を用いた半導体基板の製造方法、並びにシリコンウェーハの研磨方法を提供する。   Therefore, in the present invention, a polishing composition for silicon wafer, a method for producing a semiconductor substrate using the polishing composition for silicon wafer, and a silicon wafer that can reduce surface defects (LPD) of the silicon wafer, and silicon wafer A polishing method is provided.

本発明のシリコンウェーハ用研磨液組成物は、下記成分A〜Cを含む。
成分A:シリカ粒子
成分B:含窒素塩基性化合物
成分C:下記一般式(1)で表される構成単位Iと、下記一般式(2)で表わされる構成単位IIとを含む水溶性高分子。
但し、一般式(1)中、R1は、水素又はメチル基であり、Mは、H,Na,K,又はNH4であり、一般式(2)中、nは平均付加モル数であって3以上150以下であり、R2は、水素又はメチル基、R3は、水素又はメチル基である。
The polishing composition for silicon wafers of the present invention contains the following components A to C.
Component A: Silica particle component B: Nitrogen-containing basic compound Component C: A water-soluble polymer comprising a structural unit I represented by the following general formula (1) and a structural unit II represented by the following general formula (2) .
However, in the general formula (1), R 1 is hydrogen or a methyl group, M is H, Na, K, or a NH 4, in the general formula (2), n is a average addition molar number 3 or more and 150 or less, R 2 is hydrogen or a methyl group, and R 3 is hydrogen or a methyl group.

本発明のシリコンウェーハの研磨方法は、本発明のシリコンウェーハ用研磨液組成物を用いて被覆研磨シリコンウェーハを研磨する研磨工程を含む。   The method for polishing a silicon wafer of the present invention includes a polishing step of polishing the coated polished silicon wafer using the polishing composition for silicon wafer of the present invention.

本発明の半導体基板の製造方法は、本発明のシリコンウェーハ用研磨液組成物を用いて被覆研磨シリコンウェーハを研磨する研磨工程を含む。   The manufacturing method of the semiconductor substrate of this invention includes the grinding | polishing process of grind | polishing a covering grinding | polishing silicon wafer using the polishing liquid composition for silicon wafers of this invention.

本発明によれば、シリコンウェーハの表面欠陥(LPD)の低減を可能とする、シリコンウェーハ用研磨液組成物、及び当該シリコンウェーハ用研磨液組成物を用いた半導体基板の製造方法、並びにシリコンウェーハの研磨方法を提供できる。   According to the present invention, a silicon wafer polishing liquid composition, a method for manufacturing a semiconductor substrate using the silicon wafer polishing liquid composition, and a silicon wafer that can reduce surface defects (LPD) of the silicon wafer are provided. Can be provided.

本発明は、シリコンウェーハ用研磨液組成物(以下「研磨液組成物」と略称する場合もある。)に、研磨助剤として、下記一般式(1)で表される構成単位Iと下記一般式(2)で表わされる構成単位IIとを含む水溶性高分子が含まれていると、シリコンウェーハの表面欠陥(LPD)を低減できる、という知見に基づく。   The present invention relates to a structural unit I represented by the following general formula (1) as a polishing aid in a polishing composition for a silicon wafer (hereinafter sometimes abbreviated as “polishing composition”) and the following general formula (1). This is based on the knowledge that when a water-soluble polymer containing the structural unit II represented by the formula (2) is contained, surface defects (LPD) of the silicon wafer can be reduced.

シリコンウェーハの表面欠陥(LPD)を低減できるという本発明の効果の発現機構の詳細は明らかではないが、本発明者は、以下のように推定している。   Although details of the mechanism of the effect of the present invention that can reduce the surface defects (LPD) of the silicon wafer are not clear, the present inventor presumes as follows.

被研磨シリコンウェーハ表面と研磨パッドとの間に供給された研磨液組成物中では、凝集していないシリカ粒子よりも凝集したシリカ粒子に対して、より大きな研磨荷重がかかる。そのため、シリカ粒子の凝集物は、シリコンウェーハの表面により強く吸着し、シリコンウェーハの表面欠陥(LPD)の増大の原因の一つとなっている。本発明の研磨液組成物では、EO付加モル数が3以上150以下のオキシエチレン基を含み下記一般式(2)で表わされる構成単位IIを含む水溶性高分子(研磨助剤)が、適度な疎水性を示しており、シリコンウェーハに吸着し易く、シリコンウェーハに対して保護膜を形成する。一方、下記一般式(1)で表わされる構成単位Iは、アニオン性であり負の電荷を持つカルボ
ン酸基を有しているので、アルカリ下で表面に負電荷を有するシリカ粒子が、シリコンウェーハに近づくことを、電荷反発により抑制する。また、上記水溶性高分子の負電荷によりシリカ粒子同士の凝集を抑制する。そのため、研磨最中に、シリコンウェーハ表面でシリカ粒子が凝集したり、シリコンウェーハ表面にシリカ粒子の凝集物が吸着することが抑制される。故に、本発明の研磨液組成物を用いれば、下記一般式(1)で表される構成単位Iと、下記一般式(2)で表わされる構成単位IIとを含む水溶性高分子の存在によって、シリコンウェーハに対して保護膜が形成され、且つ、シリカ粒子の凝集物のシリコンウェーハへの吸着が抑制されるので、高いレベルでシリコンウェーハの表面欠陥(LPD)の低減を実現できる。但し、本発明はこれらの推定に限定されるものではない。
In the polishing liquid composition supplied between the surface of the silicon wafer to be polished and the polishing pad, a larger polishing load is applied to the agglomerated silica particles than to the agglomerated silica particles. For this reason, the aggregates of silica particles are more strongly adsorbed on the surface of the silicon wafer, which is one of the causes of an increase in surface defects (LPD) of the silicon wafer. In the polishing liquid composition of the present invention, a water-soluble polymer (polishing aid) containing an oxyethylene group having an EO addition mole number of 3 to 150 and containing the structural unit II represented by the following general formula (2) is moderate. It exhibits excellent hydrophobicity, is easily adsorbed on a silicon wafer, and forms a protective film on the silicon wafer. On the other hand, since the structural unit I represented by the following general formula (1) has a carboxylic acid group that is anionic and has a negative charge, silica particles having a negative charge on the surface under alkali are formed on a silicon wafer. Is suppressed by charge repulsion. Moreover, aggregation of silica particles is suppressed by the negative charge of the water-soluble polymer. Therefore, it is possible to suppress the silica particles from aggregating on the silicon wafer surface during the polishing and the silica particle agglomerates from adsorbing to the silicon wafer surface. Therefore, if the polishing composition of the present invention is used, the presence of a water-soluble polymer containing the structural unit I represented by the following general formula (1) and the structural unit II represented by the following general formula (2). Since the protective film is formed on the silicon wafer and the adsorption of the silica particle aggregates to the silicon wafer is suppressed, the surface defect (LPD) of the silicon wafer can be reduced at a high level. However, the present invention is not limited to these estimations.

本発明は、一つの態様において、シリカ粒子(成分A)と、含窒素塩基性化合物(成分B)と、下記一般式(1)で表される構成単位Iと下記一般式(2)で表わされる構成単位IIとを含む水溶性高分子(成分C)とを含有するシリコンウェーハ用研磨液組成物に関する。本発明の研磨液組成物を用いれば、研磨液組成物を被研磨基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び前記被研磨基板の少なくとも一方を動かして前記被研磨基板を研磨する、被研磨シリコンウェーハの研磨工程において、シリコンウェーハの表面欠陥(LPD)の発生を低減できる。   In one embodiment, the present invention is represented by silica particles (component A), a nitrogen-containing basic compound (component B), a structural unit I represented by the following general formula (1), and the following general formula (2). It is related with the polishing liquid composition for silicon wafers containing the water-soluble polymer (component C) containing the structural unit II. If the polishing liquid composition of the present invention is used, the polishing liquid composition is supplied to the surface to be polished of the substrate to be polished, the polishing pad is brought into contact with the surface to be polished, and at least one of the polishing pad and the substrate to be polished is attached. In the polishing process of the silicon wafer to be polished, which moves and polishes the substrate to be polished, generation of surface defects (LPD) of the silicon wafer can be reduced.

[シリカ含有粒子:成分A]
本開示の研磨液組成物には、研磨材としてシリカ粒子が含まれる。シリカ粒子の具体例としては、コロイダルシリカ、フュームドシリカ等が挙げられるが、シリコンウェーハの表面平滑性を向上させる観点から、コロイダルシリカがより好ましい。
[Silica-containing particles: Component A]
The polishing liquid composition of the present disclosure includes silica particles as an abrasive. Specific examples of the silica particles include colloidal silica and fumed silica. Colloidal silica is more preferable from the viewpoint of improving the surface smoothness of the silicon wafer.

シリカ粒子の使用形態としては、操作性の観点からスラリー状が好ましい。本発明の研磨液組成物に含まれる研磨材がコロイダルシリカである場合、アルカリ金属やアルカリ土類金属等によるシリコンウェーハの汚染を防止する観点から、コロイダルシリカは、アルコキシシランの加水分解物から得たものであることが好ましい。アルコキシシランの加水分解物から得られるシリカ粒子は、従来から公知の方法によって作製できる。   The use form of the silica particles is preferably a slurry from the viewpoint of operability. When the abrasive contained in the polishing composition of the present invention is colloidal silica, colloidal silica is obtained from a hydrolyzate of alkoxysilane from the viewpoint of preventing contamination of the silicon wafer by alkali metal or alkaline earth metal. It is preferable that Silica particles obtained from the hydrolyzate of alkoxysilane can be produced by a conventionally known method.

本発明の研磨液組成物に含まれるシリカ粒子の平均一次粒子径は、研磨速度の確保の観点から、5nm以上が好ましく、10nm以上がより好ましく、15nm以上が更に好ましく、30nm以上が更により好ましい。また、シリカ粒子の平均一次粒子径は、研磨速度の確保と、シリコンウェーハの表面粗さ(ヘイズ)の低減と表面欠陥(LPD)の低減の両立の観点から、50nm以下が好ましく、45nm以下がより好ましく、40nm以下が更に好ましい。   The average primary particle size of the silica particles contained in the polishing composition of the present invention is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, still more preferably 15 nm or more, and even more preferably 30 nm or more from the viewpoint of ensuring the polishing rate. . The average primary particle diameter of the silica particles is preferably 50 nm or less, preferably 45 nm or less, from the viewpoint of ensuring the polishing rate, reducing the surface roughness (haze) of the silicon wafer, and reducing surface defects (LPD). More preferred is 40 nm or less.

特に、シリカ粒子としてコロイダルシリカを用いた場合には、シリカ粒子の平均一次粒子径は、研磨速度の確保の観点から、5nm以上が好ましく、10nm以上がより好ましく、15nm以上が更に好ましく、30nm以上が更により好ましい。また、研磨速度の確保と、シリコンウェーハの表面粗さ(ヘイズ)の低減と表面欠陥(LPD)の低減の両立の観点から、50nm以下が好ましく、45nm以下がより好ましく、40nm以下が更に好ましい。また、シリカ粒子の平均二次粒子径は、上記と同じ観点から、10nm以上、100nm以下が好ましく、20nm以上、90nm以下がより好ましく、30nm以上、80nm以下が更に好ましい。   In particular, when colloidal silica is used as the silica particles, the average primary particle diameter of the silica particles is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, further preferably 15 nm or more, and more preferably 30 nm or more from the viewpoint of ensuring the polishing rate. Is even more preferred. Further, from the viewpoint of ensuring the polishing rate, reducing the surface roughness (haze) of the silicon wafer, and reducing the surface defects (LPD), 50 nm or less is preferable, 45 nm or less is more preferable, and 40 nm or less is even more preferable. Further, the average secondary particle diameter of the silica particles is preferably 10 nm or more and 100 nm or less, more preferably 20 nm or more and 90 nm or less, and further preferably 30 nm or more and 80 nm or less from the same viewpoint as described above.

シリカ粒子の平均一次粒子径は、BET(窒素吸着)法によって算出される比表面積S(m2/g)を用いて算出される。比表面積は、例えば、実施例に記載の方法により測定できる。 The average primary particle diameter of the silica particles is calculated using a specific surface area S (m 2 / g) calculated by a BET (nitrogen adsorption) method. A specific surface area can be measured by the method as described in an Example, for example.

シリカ粒子の会合度は、研磨速度の確保、及びシリコンウェーハの表面粗さ(ヘイズ)の低減と表面欠陥(LPD)の低減の両立の観点から、3.0以下が好ましく、1.1以上3.0以下がより好ましく、1.8以上2.5以下が更に好ましく、2.0以上2.3以下が更により好ましい。シリカ粒子の形状はいわゆる球型といわゆるマユ型であることが好ましい。シリカ粒子がコロイダルシリカである場合、その会合度は、研磨速度の確保、及びシリコンウェーハの表面粗さ(ヘイズ)の低減と表面欠陥(LPD)の低減の両立の観点から、3.0以下が好ましく、1.1以上3.0以下がより好ましく、1.8以上2.5以下が更に好ましく、2.0以上2.3以下が更により好ましい。   The degree of association of the silica particles is preferably 3.0 or less, and preferably 1.1 or more and 3 from the viewpoint of ensuring the polishing rate and reducing the surface roughness (haze) of the silicon wafer and reducing the surface defects (LPD). Is preferably 0.0 or less, more preferably 1.8 or more and 2.5 or less, and even more preferably 2.0 or more and 2.3 or less. The shape of the silica particles is preferably a so-called spherical type and a so-called mayu type. When the silica particles are colloidal silica, the degree of association is 3.0 or less from the viewpoint of ensuring the polishing rate and reducing both the surface roughness (haze) of the silicon wafer and the reduction of surface defects (LPD). Preferably, 1.1 or more and 3.0 or less are more preferable, 1.8 or more and 2.5 or less are more preferable, and 2.0 or more and 2.3 or less are still more preferable.

シリカ粒子の会合度とは、シリカ粒子の形状を表す係数であり、下記式により算出される。平均二次粒子径は、動的光散乱法によって測定される値であり、例えば、実施例に記載の装置を用いて測定できる。
会合度=平均二次粒子径/平均一次粒子径
The association degree of silica particles is a coefficient representing the shape of silica particles, and is calculated by the following formula. The average secondary particle diameter is a value measured by a dynamic light scattering method, and can be measured using, for example, the apparatus described in the examples.
Degree of association = average secondary particle size / average primary particle size

シリカ粒子の会合度の調整方法としては、特に限定されないが、例えば、特開平6−254383号公報、特開平11−214338号公報、特開平11−60232号公報、特開2005−060217号公報、特開2005−060219号公報等に記載の方法を採用することができる。   The method for adjusting the degree of association of the silica particles is not particularly limited. For example, JP-A-6-254383, JP-A-11-214338, JP-A-11-60232, JP-A-2005-060217, A method described in JP-A-2005-060219 or the like can be employed.

本発明の研磨液組成物に含まれるシリカ粒子の含有量は、シリコンウェーハの研磨速度の確保の観点から、SiO2換算で、好ましくは0.01質量%以上であり、より好ましくは0.03質量%以上、更に好ましくは0.05質量%以上である。また、シリコンウェーハの表面粗さ(ヘイズ)の低減と表面欠陥(LPD)の低減の両立の観点から、SiO2換算で、好ましくは0.50質量%以下、より好ましくは0.30質量%以下、更に好ましくは0.20質量%以下である。 The content of the silica particles contained in the polishing composition of the present invention is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.03 in terms of SiO 2 from the viewpoint of securing the polishing rate of the silicon wafer. It is at least mass%, more preferably at least 0.05 mass%. Further, from the viewpoint of both reduction of the surface roughness (haze) of the silicon wafer and reduction of surface defects (LPD), it is preferably 0.50% by mass or less, more preferably 0.30% by mass or less in terms of SiO 2. More preferably, it is 0.20 mass% or less.

[含窒素塩基性化合物(成分B)]
本発明の研磨液組成物は、研磨液組成物の保存安定性の向上、研磨速度の確保、及びシリコンウェーハの表面粗さ(ヘイズ)の低減と表面欠陥(LPD)の低減の両立の観点から、水溶性の塩基性化合物を含有する。水溶性の塩基性化合物としては、アミン化合物及びアンモニウム化合物から選ばれる少なくとも1種類以上の含窒素塩基性化合物である。ここで、「水溶性」とは、水に対して2g/100ml以上の溶解度を有することをいい、「水溶性の塩基性化合物」とは、水に溶解したとき、塩基性を示す化合物をいう。
[Nitrogen-containing basic compound (component B)]
The polishing composition of the present invention is from the viewpoint of improving the storage stability of the polishing composition, ensuring the polishing rate, and reducing the surface roughness (haze) of the silicon wafer and reducing surface defects (LPD). Contains a water-soluble basic compound. The water-soluble basic compound is at least one nitrogen-containing basic compound selected from amine compounds and ammonium compounds. Here, “water-soluble” means having a solubility of 2 g / 100 ml or more in water, and “water-soluble basic compound” means a compound that shows basicity when dissolved in water. .

アミン化合物及びアンモニウム化合物から選ばれる少なくとも1種類以上の含窒素塩基性化合物としては、例えば、アンモニア、水酸化アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N一メチルエタノールアミン、N−メチル−N,N一ジエタノ−ルアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N,N−ジブチルエタノールアミン、N−(β−アミノエチル)エタノ−ルアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン・六水和物、無水ピペラジン、1−(2−アミノエチル)ピペラジン、N−メチルピペラジン、ジエチレントリアミン、及び水酸化テトラメチルアンモニウムが挙げられる。これらの含窒素塩基性化合物は2種以上を混合して用いてもよい。本発明の研磨液組成物に含まれ得る含窒素塩基性化合物としては、シリコンウェーハの表面粗さ(ヘイズ)の低減と表面欠陥(LPD)の低減の両立の観点、研磨液組成物の保存安定性の向上、及び、研磨速度の確保の観点からアンモニアがより好ましい。   Examples of the at least one nitrogen-containing basic compound selected from amine compounds and ammonium compounds include ammonia, ammonium hydroxide, ammonium carbonate, ammonium hydrogen carbonate, methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, Monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-methylethanolamine, N-methyl-N, N-diethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, N, N-diethylethanolamine, N, N-dibutylethanol Amine, N- (β-aminoethyl) ethanolamine, monoisopropanolamine, diisopropanolamine, triisopropanolamine, ethylenediamine, hexamethylenedia Down, piperazine hexahydrate, anhydrous piperazine, 1- (2-aminoethyl) piperazine, N- methylpiperazine, diethylenetriamine, and tetramethylammonium and the like hydroxide. These nitrogen-containing basic compounds may be used as a mixture of two or more. As the nitrogen-containing basic compound that can be contained in the polishing liquid composition of the present invention, both the reduction of the surface roughness (haze) of the silicon wafer and the reduction of surface defects (LPD), the storage stability of the polishing liquid composition Ammonia is more preferable from the viewpoint of improving the property and ensuring the polishing rate.

本発明の研磨液組成物に含まれる含窒素塩基性化合物の含有量は、所望のpHになる様に添加することでき、pH8.0以上12.0以下になる様に添加することが好ましい。別途pHの調整が必要になった場合には、後述するpH調整剤を用いることができる。具体的にはシリコンウェーハの表面粗さ(ヘイズ)の低減と表面欠陥(LPD)の低減の両立の観点、研磨液組成物の保存安定性の向上、及び研磨速度の確保の観点から、0.001質量%以上が好ましく、0.003質量%以上がより好ましく、0.005質量%以上が更に好ましく、0.07質量%以上が更により好ましい。また、含窒素塩基性化合物の含有量は、シリコンウェーハの表面粗さ(ヘイズ)の低減と表面欠陥(LPD)の低減の両立の観点から、0.1質量%以下が好ましく、0.05質量%以下がより好ましく、0.025質量%以下が更に好ましく、0.018質量%以下が更により好ましく、0.014質量%以下が更により好ましい。   The content of the nitrogen-containing basic compound contained in the polishing composition of the present invention can be added so as to have a desired pH, and is preferably added so that the pH is 8.0 or more and 12.0 or less. When pH adjustment is required separately, a pH adjuster described later can be used. Specifically, from the viewpoint of coexistence of reduction of the surface roughness (haze) and surface defect (LPD) of the silicon wafer, improvement of the storage stability of the polishing composition, and securing of the polishing rate, 0. 001% by mass or more is preferable, 0.003% by mass or more is more preferable, 0.005% by mass or more is further preferable, and 0.07% by mass or more is even more preferable. Further, the content of the nitrogen-containing basic compound is preferably 0.1% by mass or less from the viewpoint of coexistence of reduction of the surface roughness (haze) of the silicon wafer and reduction of surface defects (LPD), and 0.05% by mass. % Or less is more preferable, 0.025 mass% or less is further preferable, 0.018 mass% or less is further more preferable, and 0.014 mass% or less is still more preferable.

[水溶性高分子(成分C)]
本開示の研磨液組成物は、表面欠陥(LPD)の低減の観点から、下記一般式(1)で表される構成単位Iと下記一般式(2)で表わされる構成単位IIとを含む水溶性高分子(成分C)を含む。「水溶性」とは、水(20℃)に対して2g/100ml以上の溶解度を有することをいう。
[Water-soluble polymer (component C)]
The polishing composition of the present disclosure includes a water solution containing a structural unit I represented by the following general formula (1) and a structural unit II represented by the following general formula (2) from the viewpoint of reducing surface defects (LPD). Functional polymer (component C). “Water-soluble” means having a solubility of 2 g / 100 ml or more in water (20 ° C.).

一般式(1)中、R1は、表面欠陥(LPD)低減の観点から、水素又はメチル基、好ましくはメチル基である。Mは、表面欠陥(LPD)低減の観点から、H,Na,K,又はNH4、好ましくはNH4である。 In general formula (1), R 1 is hydrogen or a methyl group, preferably a methyl group, from the viewpoint of reducing surface defects (LPD). From the viewpoint of reducing surface defects (LPD), M is H, Na, K, or NH 4 , preferably NH 4 .

一般式(2)で表わされる構成単位IIは、モノメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート及びモノメトキシポリエチレングリコールモノアクリレートから選ばれる少なくとも1種に由来する構成単位である。一般式(2)中、nはエチレンオキシ基(EO)の平均付加モル数であって、水溶性高分子のシリコンウェーハへの吸着性向上の観点から、3以上、好ましくは17以上、より好ましくは19以上、更に好ましくは20以上であり、研磨速度の確保の観点から、150以下、好ましくは140以下、より好ましくは135以下、更に好ましくは130以下である。R2は、表面欠陥(LPD)低減の観点から、水素又はメチル基、好ましくはメチル基であり、R3は、表面欠陥(LPD)低減の観点から、水素又はメチル基、好ましくはメチル基である。 The structural unit II represented by the general formula (2) is a structural unit derived from at least one selected from monomethoxy polyethylene glycol monomethacrylate and monomethoxy polyethylene glycol monoacrylate. In general formula (2), n is the average number of added moles of ethyleneoxy group (EO), and 3 or more, preferably 17 or more, more preferably from the viewpoint of improving the adsorptivity of the water-soluble polymer to the silicon wafer. Is 19 or more, more preferably 20 or more, and from the viewpoint of securing the polishing rate, it is 150 or less, preferably 140 or less, more preferably 135 or less, and still more preferably 130 or less. R 2 is hydrogen or a methyl group, preferably a methyl group, from the viewpoint of reducing surface defects (LPD), and R 3 is hydrogen or a methyl group, preferably a methyl group, from the viewpoint of reducing surface defects (LPD). is there.

水溶性高分子の全構成単位に占める構成単位Iのモル%は、表面欠陥(LPD)の低減の観点から、好ましくは40モル%以上、より好ましくは60モル%以上、更に好ましくは70モル%以上であり、表面欠陥(LPD)低減の観点から、好ましくは99モル%以下、より好ましくは90モル%以下、更に好ましくは80モル%以下である。尚、前記モル%は、共重合体に含まれる構成単位Iの平均モル%である。   From the viewpoint of reducing surface defects (LPD), the mol% of the structural unit I in the total structural units of the water-soluble polymer is preferably 40 mol% or more, more preferably 60 mol% or more, and still more preferably 70 mol%. From the viewpoint of reducing surface defects (LPD), it is preferably 99 mol% or less, more preferably 90 mol% or less, and still more preferably 80 mol% or less. The mol% is the average mol% of the structural unit I contained in the copolymer.

水溶性高分子としては、具体的には、表面欠陥(LPD)の低減の観点から、メタクリル酸とモノメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートとの共重合体、メタクリル酸とモノメトキシポリエチレングリコールモノアクリレートとの共重合体、アクリル酸とモノメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートとの共重合体、アクリル酸とモノメトキシポリエチレングリコールモノアクリレートとの共重合体、これらのアルカリ金属塩、及びこれらのアンモニウム塩からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、メタクリル酸とモノメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートとの共重合体、そのアルカリ金属塩、及びそのアンモニウム塩からなる群から選ばれる少なくとも1種がより好ましく、メタクリル酸とモノメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートとの共重合体のアンモニウム塩が更に好ましい。   Specific examples of the water-soluble polymer include a copolymer of methacrylic acid and monomethoxypolyethylene glycol monomethacrylate, and a copolymer of methacrylic acid and monomethoxypolyethylene glycol monoacrylate from the viewpoint of reducing surface defects (LPD). Selected from the group consisting of a polymer, a copolymer of acrylic acid and monomethoxypolyethylene glycol monomethacrylate, a copolymer of acrylic acid and monomethoxypolyethylene glycol monoacrylate, their alkali metal salts, and their ammonium salts At least one is preferable, and at least one selected from the group consisting of a copolymer of methacrylic acid and monomethoxypolyethylene glycol monomethacrylate, an alkali metal salt thereof, and an ammonium salt thereof is more preferable. Ammonium salt of copolymer of monomethoxy polyethylene glycol monomethacrylate is more preferable.

前記水溶性高分子(成分C)の重量平均分子量(Mw)は、表面欠陥(LPD)の低減の観点から、好ましくは5000以上、より好ましくは1万以上、更に好ましくは2万以上、更により好ましくは4万以上であり、表面欠陥(LPD)低減の観点から、好ましくは10万以下、より好ましくは8万以下、更に好ましくは6万5千以下である。尚、水溶性高分子(成分B)の重量平均分子量(Mw)は、後述の実施例に記載のゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)を用いて測定した値である。   The weight average molecular weight (Mw) of the water-soluble polymer (component C) is preferably 5000 or more, more preferably 10,000 or more, still more preferably 20,000 or more, even more, from the viewpoint of reducing surface defects (LPD). Preferably, it is 40,000 or more, and from the viewpoint of reducing surface defects (LPD), it is preferably 100,000 or less, more preferably 80,000 or less, and still more preferably 65,000 or less. In addition, the weight average molecular weight (Mw) of water-soluble polymer (component B) is the value measured using the gel permeation chromatography (GPC) as described in the below-mentioned Example.

本発明の研磨液組成物中の水溶性高分子(成分C)の含有量は、表面欠陥(LPD)の低減の観点から、好ましくは0.0001質量%以上、より好ましくは0.001質量%以上、更に好ましくは0.003質量%以上である。また研磨速度の向上の観点から、好ましくは1質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下、更に好ましくは0.1質量%以下、更により好ましくは0.04質量%以下である。   The content of the water-soluble polymer (component C) in the polishing liquid composition of the present invention is preferably 0.0001% by mass or more, more preferably 0.001% by mass, from the viewpoint of reducing surface defects (LPD). As mentioned above, More preferably, it is 0.003 mass% or more. From the viewpoint of improving the polishing rate, it is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, still more preferably 0.1% by mass or less, and still more preferably 0.04% by mass or less.

本発明の研磨液組成物中の水溶性高分子(成分C)とシリカ粒子(成分A)との質量比(水溶性高分子の質量/シリカ粒子の質量)は、表面欠陥(LPD)の低減の観点から、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.02以上、更に好ましくは0.04以上であり、研磨速度の確保の観点から、好ましくは0.5以下、より好ましくは0.45以下、更に好ましくは0.40以下である。   The mass ratio of the water-soluble polymer (component C) and the silica particles (component A) in the polishing liquid composition of the present invention (water-soluble polymer mass / silica particle mass) is a reduction in surface defects (LPD). In view of the above, it is preferably 0.01 or more, more preferably 0.02 or more, still more preferably 0.04 or more, and from the viewpoint of ensuring the polishing rate, preferably 0.5 or less, more preferably 0.45. Hereinafter, it is more preferably 0.40 or less.

[水系媒体:成分D]
本発明の研磨液組成物に含まれる水系媒体としては、イオン交換水や超純水等の水、又は水と溶媒との混合媒体等が挙げられ、上記溶媒としては、水と混合可能な溶媒(例えば、エタノール等のアルコール)が好ましい。水系媒体としては、なかでも、イオン交換水又は超純水がより好ましく、超純水が更に好ましい。本発明の研磨液組成物に含まれる水系媒体が、水と溶媒との混合媒体である場合、前記混合媒体全体に対する水の割合は、特に限定されるわけではないが、経済性の観点から、好ましくは95質量%以上、より好ましくは98質量%以上、更に好ましくは実質的に100質量%である。
[Aqueous medium: Component D]
Examples of the aqueous medium contained in the polishing liquid composition of the present invention include water such as ion-exchanged water and ultrapure water, or a mixed medium of water and a solvent. The solvent is a solvent that can be mixed with water. (For example, alcohol such as ethanol) is preferred. As the aqueous medium, ion-exchanged water or ultrapure water is more preferable, and ultrapure water is more preferable. When the aqueous medium contained in the polishing composition of the present invention is a mixed medium of water and a solvent, the ratio of water to the entire mixed medium is not particularly limited, but from the viewpoint of economy, Preferably it is 95 mass% or more, More preferably, it is 98 mass% or more, More preferably, it is substantially 100 mass%.

本発明の研磨液組成物中の水系媒体(成分D)の含有量は、特に限定されるものではないが、シリカ粒子(成分A)と、含窒素塩基性化合物(成分B)と、水溶性高分子(成分C)と、後述する任意成分とを除いた残余であればよい。   The content of the aqueous medium (component D) in the polishing liquid composition of the present invention is not particularly limited, but silica particles (component A), a nitrogen-containing basic compound (component B), and water-solubility. What is necessary is just the remainder except a polymer (component C) and the arbitrary component mentioned later.

本発明の研磨液組成物の25℃におけるpHは、研磨速度の確保の観点から、8.0以上が好ましく、9.0以上がより好ましく、9.5以上が更に好しく、また、12.0以下が好ましく、11.5以下がより好ましく、11.0以下が更に好ましい。pHの調整は、必要に応じて、含窒素塩基性化合物(成分B)及び/又はpH調整剤を適宜添加して行うことができる。ここで、25℃におけるpHは、pHメータ(東亜電波工業株式会社、HM−30G)を用いて測定でき、電極の研磨液組成物への浸漬後1分後の数値である。   The pH at 25 ° C. of the polishing composition of the present invention is preferably 8.0 or more, more preferably 9.0 or more, still more preferably 9.5 or more, from the viewpoint of ensuring the polishing rate. 0 or less is preferable, 11.5 or less is more preferable, and 11.0 or less is still more preferable. Adjustment of pH can be performed by adding a nitrogen-containing basic compound (component B) and / or a pH adjuster as needed. Here, the pH at 25 ° C. can be measured using a pH meter (Toa Denpa Kogyo Co., Ltd., HM-30G), and is a value one minute after immersion of the electrode in the polishing composition.

[任意成分(助剤)]
本発明の研磨液組成物には、本発明の効果が妨げられない範囲で、更に、水溶性高分子化合物(成分C)以外の水溶性高分子化合物(成分E)、pH調整剤、防腐剤、アルコール類、キレート剤、アニオン性界面活性剤、及び非イオン性界面活性剤から選ばれる少なくとも1種の任意成分が含まれてもよい。
[Optional ingredients (auxiliaries)]
In the polishing composition of the present invention, a water-soluble polymer compound (component E) other than the water-soluble polymer compound (component C), a pH adjuster, and a preservative are added as long as the effects of the present invention are not hindered. , Alcohols, chelating agents, anionic surfactants, and at least one optional component selected from nonionic surfactants may be included.

[水溶性高分子化合物(成分E)]
本発明の研磨液組成物には、シリコンウェーハの表面粗さ(ヘイズ)の低減と表面欠陥(LPD)の低減の両立の観点から、更に水溶性高分子化合物(成分C)以外の水溶性高分子化合物(成分E)を含有してもよい。この水溶性高分子化合物(成分E)は、親水基を有する高分子化合物であり、水溶性高分子化合物(成分E)の重量平均分子量は、研磨速度の確保、シリコンウェーハの表面欠陥の低減の観点から、10,000以上が好ましく、100,000以上がより好ましい。このような水溶性高分子化合物(成分E)としては、ポリアミド、ポリ(N−アシルアルキレンイミン)、セルロース誘導体、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド等が例示できる。ポリアミドとしては、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリオキサゾリン、ポリジメチルアクリルアミド、ポリジエチルアクリルアミド、ポリイソプロピルアクリルアミド、ポリヒドロキシエチルアクリルアミド等が挙げられる。ポリ(N−アシルアルキレンイミン)としては、ポリ(N−アセチルエチレンイミン)、ポリ(N−プロピオニルエチレンイミン)、ポリ(N−カプロイルエチレンイミン)、ポリ(N−ベンゾイルエチレンイミン)、ポリ(N−ノナデゾイルエチレンイミン)、ポリ(N−アセチルプロピレンイミン)、ポリ(N−ブチオニルエチレンイミン)等があげられる。セルロース誘導体としては、カルボキシメチルセルロ−ス、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルエチルセルロース、及びカルボキシメチルエチルセルロース等が挙げられる。これらの水溶性高分子化合物は任意の割合で2種以上を混合して用いてもよい。
[Water-soluble polymer compound (component E)]
In the polishing composition of the present invention, from the viewpoint of coexistence of reduction of surface roughness (haze) of silicon wafer and reduction of surface defects (LPD), water-soluble high-molecular compounds other than the water-soluble polymer compound (component C) are used. A molecular compound (component E) may be contained. This water-soluble polymer compound (component E) is a polymer compound having a hydrophilic group, and the weight average molecular weight of the water-soluble polymer compound (component E) is to ensure the polishing rate and reduce the surface defects of the silicon wafer. From a viewpoint, 10,000 or more are preferable and 100,000 or more are more preferable. Examples of such a water-soluble polymer compound (component E) include polyamide, poly (N-acylalkylenimine), cellulose derivatives, polyvinyl alcohol, polyethylene oxide and the like. Examples of the polyamide include polyvinyl pyrrolidone, polyacrylamide, polyoxazoline, polydimethylacrylamide, polydiethylacrylamide, polyisopropylacrylamide, polyhydroxyethylacrylamide and the like. As poly (N-acylalkylenimine), poly (N-acetylethyleneimine), poly (N-propionylethyleneimine), poly (N-caproylethyleneimine), poly (N-benzoylethyleneimine), poly ( N-nonadezoylethyleneimine), poly (N-acetylpropyleneimine), poly (N-butionylethyleneimine) and the like. Examples of the cellulose derivative include carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxyethyl methyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxyethyl ethyl cellulose, and carboxymethyl ethyl cellulose. These water-soluble polymer compounds may be used in a mixture of two or more at any ratio.

[pH調整剤]
本開示の研磨液組成物のpH調整は、前述した含窒素塩基性化合物(成分B)を用いて行うのが好ましい。しかし、本発明の研磨液組成物の調整に際し、例えば、pHが所望より上がり過ぎた場合には、下記pH調整剤を用いることができる。pH調整剤としては、酸性化合物等が挙げられる。酸性化合物としては、硫酸、塩酸、硝酸又はリン酸等の無機酸、酢酸、シュウ酸、コハク酸、グリコール酸、リンゴ酸、クエン酸又は安息香酸等の有機酸等が挙げられる。
[pH adjuster]
The pH adjustment of the polishing composition of the present disclosure is preferably performed using the nitrogen-containing basic compound (component B) described above. However, when adjusting the polishing composition of the present invention, for example, when the pH is excessively higher than desired, the following pH adjuster can be used. Examples of pH adjusters include acidic compounds. Examples of the acidic compound include inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid and phosphoric acid, and organic acids such as acetic acid, oxalic acid, succinic acid, glycolic acid, malic acid, citric acid and benzoic acid.

[防腐剤]
防腐剤としては、ベンザルコニウムクロライド、ベンゼトニウムクロライド、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン、(5−クロロ−)2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン、過酸化水素、又は次亜塩素酸塩等が挙げられる。
[Preservative]
Preservatives include benzalkonium chloride, benzethonium chloride, 1,2-benzisothiazolin-3-one, (5-chloro-) 2-methyl-4-isothiazolin-3-one, hydrogen peroxide, or hypochlorite Examples include acid salts.

[アルコール類]
アルコール類としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロピルアルコール、2−メチル−2−プロパノオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン等が挙げられる。本発明の研磨液組成物におけるアルコール類の含有量は、0.1質量%以上が好ましく、5質量%以下が好ましい。
[Alcohols]
Examples of alcohols include methanol, ethanol, propanol, butanol, isopropyl alcohol, 2-methyl-2-propanool, ethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, and glycerin. 0.1 mass% or more is preferable and, as for content of alcohol in the polishing liquid composition of this invention, 5 mass% or less is preferable.

[キレート剤]
キレート剤としては、エチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸アンモニウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、トリエチレンテトラミン六酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸ナトリウム等が挙げられる。本発明の研磨液組成物におけるキレート剤の含有量は、0.01質量%以上が好ましく、1質量%以下が好ましい。
[Chelating agent]
Chelating agents include: ethylenediaminetetraacetic acid, sodium ethylenediaminetetraacetate, nitrilotriacetic acid, sodium nitrilotriacetate, ammonium nitrilotriacetate, hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid, sodium hydroxyethylethylenediaminetriacetate, triethylenetetraminehexaacetic acid, triethylenetetramine Examples include sodium hexaacetate. 0.01 mass% or more is preferable and, as for content of the chelating agent in the polishing liquid composition of this invention, 1 mass% or less is preferable.

[アニオン性界面活性剤]
アニオン性界面活性剤としては、例えば、脂肪酸石鹸、アルキルエーテルカルボン酸塩等のカルボン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩等のスルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸塩等の硫酸エステル塩、アルキルリン酸エステル等のリン酸エステル塩等が挙げられる。
[Anionic surfactant]
Examples of the anionic surfactant include fatty acid soaps, carboxylates such as alkyl ether carboxylates, sulfonates such as alkylbenzene sulfonates and alkylnaphthalene sulfonates, higher alcohol sulfates, alkyl ether sulfates. And sulfate ester salts such as alkyl phosphate esters and the like.

[非イオン性界面活性剤]
非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレン(硬化)ヒマシ油等のポリエチレングリコール型と、ショ糖脂肪酸エステル、アルキルグリコシド等の多価アルコール型及び脂肪酸アルカノールアミド等が挙げられる。
[Nonionic surfactant]
Nonionic surfactants include polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbit fatty acid ester, polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene fatty acid ester, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, Examples include polyethylene glycol types such as oxyalkylene (hardened) castor oil, polyhydric alcohol types such as sucrose fatty acid esters and alkylglycosides, and fatty acid alkanolamides.

[0.45μmフィルタ通液量]
粗大粒子やゲル化物が多い研磨液組成物をフィルタに通液した時、目詰まりを起こし通液量が低下する。従って、研磨液組成物の0.45μmフィルタ通液量(孔径0.45μmのフィルタに対する通液量)は、粗大粒子やゲル化物の存在量の尺度となる。尚、シリカ粒子の一次粒子の平均粒子径が大きい場合も目詰まりを起こしやすく0.45μmフィルタ通液量は低下するので、「0.45μmフィルタ通液量」は、シリカ粒子の一次粒子の平均粒子径が同程度の研磨液組成物を比較するためのパラメータとして適している。
[0.45 μm filter flow rate]
When a polishing composition containing a large amount of coarse particles or gelled material is passed through a filter, clogging occurs and the amount of liquid passing decreases. Accordingly, the 0.45 μm filter flow rate of the polishing composition (the flow rate through the filter having a pore diameter of 0.45 μm) is a measure of the abundance of coarse particles and gelled products. In addition, even when the average particle diameter of the primary particles of the silica particles is large, clogging is likely to occur, and the 0.45 μm filter flow rate decreases. Therefore, “0.45 μm filter flow rate” is the average of the primary particles of silica particles. It is suitable as a parameter for comparing polishing liquid compositions having the same particle size.

本開示にかかる研磨液組成物の0.45μmフィルタ通液量は、表面欠陥(LPD)の低減の観点から、100mL以上であることが好ましく、120mL以上がより好ましく、140mL以上が更に好ましく、150ml以上が更により好ましく、180ml以上が更により好ましい。ここで、研磨液組成物の0.45μmフィルタ通液量は、実施例に記載の方法により測定することができる。   From the viewpoint of reducing surface defects (LPD), the 0.45 μm filter flow rate of the polishing composition according to the present disclosure is preferably 100 mL or more, more preferably 120 mL or more, still more preferably 140 mL or more, and 150 ml. The above is even more preferable, and 180 ml or more is even more preferable. Here, the 0.45 μm filter flow rate of the polishing composition can be measured by the method described in Examples.

尚、上記において説明した各成分の含有量は、使用時における含有量であるが、本発明の研磨液組成物は、その保存安定性が損なわれない範囲で濃縮された状態で保存及び供給されてもよい。この場合、製造及び輸送コストを更に低くできる点で好ましい。濃縮液は、必要に応じて前述の水系媒体で適宜希釈して使用すればよい。濃縮倍率としては、希釈した後の研磨時の濃度を確保できれば、特に限定するものではないが、製造及び輸送コストを更に低くできる観点から、2倍以上が好ましく、10倍以上がより好ましく、20倍以上が更に好ましく、30倍以上が更により好ましく、また、100倍以下が好ましく、80倍以下がより好ましく、60倍以下が更により好ましい。   In addition, although content of each component demonstrated above is content at the time of use, the polishing liquid composition of this invention is preserve | saved and supplied in the state concentrated in the range by which the storage stability is not impaired. May be. In this case, it is preferable in that the manufacturing and transportation costs can be further reduced. The concentrate may be used after appropriately diluted with the above-mentioned aqueous medium as necessary. The concentration factor is not particularly limited as long as the concentration at the time of polishing after dilution can be secured, but it is preferably 2 times or more, more preferably 10 times or more, from the viewpoint of further reducing the production and transportation costs. Is more preferably at least twice, more preferably at least 30 times, more preferably at most 100 times, more preferably at most 80 times, and even more preferably at most 60 times.

本発明の研磨液組成物が上記濃縮液である場合、濃縮液におけるシリカ粒子(成分A)の含有量は、SiO2換算で、製造及び輸送コストを低くする観点から、2質量%以上が好ましく、4質量%以上がより好ましく、6質量%以上が更に好ましい。また、濃縮液中におけるシリカ粒子の含有量は、SiO2換算で、保存安定性を向上させる観点から、40質量%以下が好ましく、35質量%以下がより好ましく、20質量%以下が更に好ましく、15質量%以下が更により好ましい。 When the polishing liquid composition of the present invention is the concentrated liquid, the content of silica particles (component A) in the concentrated liquid is preferably 2% by mass or more from the viewpoint of reducing production and transportation costs in terms of SiO 2. 4 mass% or more is more preferable, and 6 mass% or more is still more preferable. In addition, the content of silica particles in the concentrate is preferably 40% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, and still more preferably 20% by mass or less from the viewpoint of improving storage stability in terms of SiO 2 . 15 mass% or less is still more preferable.

本発明の研磨液組成物が上記濃縮液である場合、濃縮液における含窒素塩基性化合物(成分B)の含有量は、製造及び輸送コストを低くする観点から、0.02質量%以上が好ましく、0.05質量%以上がより好ましく、0.1質量%以上が更に好ましい。また、濃縮液中における含窒素塩基性化合物(成分B)の含有量は、保存安定性の向上の観点から5質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましく、1質量%以下が更に好ましい。   When the polishing liquid composition of the present invention is the concentrated liquid, the content of the nitrogen-containing basic compound (component B) in the concentrated liquid is preferably 0.02% by mass or more from the viewpoint of reducing production and transportation costs. 0.05 mass% or more is more preferable, and 0.1 mass% or more is still more preferable. Further, the content of the nitrogen-containing basic compound (component B) in the concentrate is preferably 5% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, and still more preferably 1% by mass or less from the viewpoint of improving storage stability. .

本発明の研磨液組成物が上記濃縮液である場合、濃縮液における水溶性高分子化合物(成分C)の含有量は、製造及び輸送コストを低くする観点から、0.005質量%以上が好ましく、0.01質量%以上がより好ましく、0.02質量%以上が更に好ましく、0.05質量%以上が更により好ましく、0.1質量%以上が更により好ましい。また、濃縮液中における水溶性高分子化合物(成分C)の含有量は、保存安定性の向上の観点から、5質量%以下が好ましく、3質量%以下がより好ましく、2質量%以下が更に好ましい。   When the polishing liquid composition of the present invention is the concentrated liquid, the content of the water-soluble polymer compound (component C) in the concentrated liquid is preferably 0.005% by mass or more from the viewpoint of reducing production and transportation costs. 0.01 mass% or more is more preferable, 0.02 mass% or more is further preferable, 0.05 mass% or more is still more preferable, and 0.1 mass% or more is still more preferable. Further, the content of the water-soluble polymer compound (component C) in the concentrate is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and further preferably 2% by mass or less from the viewpoint of improving storage stability. preferable.

本発明の研磨液組成物が上記濃縮液である場合、上記濃縮液の25℃におけるpHは、8.0以上が好ましく、9.0以上がより好ましく、9.5以上が更に好しく、また、12.0以下が好ましく、11.5以下がより好ましく、11.0以下が更に好ましい。   When the polishing composition of the present invention is the concentrated liquid, the pH of the concentrated liquid at 25 ° C. is preferably 8.0 or higher, more preferably 9.0 or higher, and even more preferably 9.5 or higher. 12.0 or less is preferable, 11.5 or less is more preferable, and 11.0 or less is still more preferable.

次に、本発明の研磨液組成物の製造方法の一例について説明する。   Next, an example of the manufacturing method of the polishing composition of the present invention will be described.

本発明の研磨液組成物の製造方法の一例は、何ら制限されず、例えば、シリカ粒子(成分A)と、含窒素塩基性化合物(成分B)と、水溶性高分子化合物(成分C)と、水系媒体(成分D)と、必要に応じて任意成分とを混合することによって調製できる。   An example of the manufacturing method of the polishing liquid composition of the present invention is not limited at all. For example, silica particles (component A), nitrogen-containing basic compound (component B), water-soluble polymer compound (component C), It can be prepared by mixing an aqueous medium (component D) and optional components as required.

シリカ粒子の水系媒体への分散は、例えば、ホモミキサー、ホモジナイザー、超音波分散機、湿式ボールミル、又はビーズミル等の撹拌機等を用いて行うことができる。シリカ粒子の凝集等により生じた粗大粒子が水系媒体中に含まれる場合、遠心分離やフィルタを用いたろ過等により、当該粗大粒子を除去すると好ましい。シリカ粒子の水系媒体への分散は、水溶性高分子化合物(成分C)の存在下で行うと好ましい。具体的には、水溶性高分子化合物(成分C)と水系媒体(成分D)とを含むシリコンウェーハ研磨用添加剤組成物を調製した後、当該シリコンウェーハ研磨用添加剤組成物とシリカ粒子とを混合し、次いで、必要に応じて、シリコンウェーハ研磨用添加剤組成物とシリカ粒子の混合物を水系媒体(成分D)で希釈すると好ましい。   Dispersion of silica particles in an aqueous medium can be performed using a stirrer such as a homomixer, a homogenizer, an ultrasonic disperser, a wet ball mill, or a bead mill, for example. When coarse particles generated by aggregation of silica particles or the like are contained in the aqueous medium, it is preferable to remove the coarse particles by centrifugation or filtration using a filter. The dispersion of the silica particles in the aqueous medium is preferably performed in the presence of a water-soluble polymer compound (component C). Specifically, after preparing a silicon wafer polishing additive composition containing a water-soluble polymer compound (component C) and an aqueous medium (component D), the silicon wafer polishing additive composition, silica particles, And then, if necessary, a mixture of the silicon wafer polishing additive composition and silica particles is preferably diluted with an aqueous medium (component D).

本発明の研磨液組成物は、例えば、半導体基板の製造過程における、被研磨シリコンウェーハを研磨する研磨工程や、被研磨シリコンウェーハを研磨する研磨工程を含むシリコンウェーハの研磨方法に用いられる。   The polishing liquid composition of the present invention is used, for example, in a method for polishing a silicon wafer including a polishing step for polishing a silicon wafer to be polished and a polishing step for polishing a silicon wafer to be polished in the process of manufacturing a semiconductor substrate.

前記シリコンウェーハを研磨する研磨工程には、シリコン単結晶インゴットを薄円板状にスライスすることにより得られたシリコンウェーハを平面化するラッピング(粗研磨)工程と、ラッピングされたシリコンウェーハをエッチングした後、シリコンウェーハ表面を鏡面化する仕上げ研磨工程とがある。本発明の研磨液組成物は、上記仕上げ研磨工程で用いられるとより好ましい。   In the polishing process for polishing the silicon wafer, a lapping (rough polishing) process for planarizing a silicon wafer obtained by slicing a silicon single crystal ingot into a thin disk shape, and etching the lapped silicon wafer Thereafter, there is a finish polishing step for mirror-finishing the silicon wafer surface. The polishing composition of the present invention is more preferably used in the above-described finish polishing step.

前記半導体基板の製造方法や前記シリコンウェーハの研磨方法では、被研磨シリコンウェーハを研磨する研磨工程の前に、本発明の研磨液組成物(濃縮液)を希釈する希釈工程を含んでいてもよい。希釈媒には、水系媒体(成分D)を用いればよい。   The semiconductor substrate manufacturing method and the silicon wafer polishing method may include a dilution step of diluting the polishing composition (concentrate) of the present invention before the polishing step of polishing the silicon wafer to be polished. . An aqueous medium (component D) may be used as the diluent.

前記希釈工程で希釈される濃縮液は、製造及び輸送コスト低減、保存安定性の向上の観点から、例えば、成分Aを2〜40質量%、成分Bを0.02〜5質量%、成分Cを0.005〜5質量%含んでいると好ましい。   The concentrated solution diluted in the dilution step is, for example, from 2 to 40% by mass of component A, 0.02 to 5% by mass of component B, and component C from the viewpoint of reducing production and transportation costs and improving storage stability. Is preferably contained in an amount of 0.005 to 5 mass%.

本発明は、さらに以下<1>〜<18>を開示する。   The present invention further discloses the following <1> to <18>.

<1> シリカ粒子と、含窒素塩基性化合物と、下記一般式(1)で表される構成単位Iと下記一般式(2)で表わされる構成単位IIとを含む水溶性高分子とを含む、シリコンウェーハ用研磨液組成物。
但し、一般式(1)中、R1は、水素又はメチル基であり、Mは、H,Na,K,又はNH4であり、一般式(2)中、nは平均付加モル数であって3以上150以下の正の数であり、R2は、水素又はメチル基であり、R3は、水素又はメチル基である。
<2> 前記一般式(1)中、R1は、好ましくはメチル基である、前記<1>に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<3> 前記前記一般式(1)中、Mは、好ましくはNH4である、前記<1>又は<2>に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<4> 前記一般式(2)中、nは、好ましくは17以上、より好ましくは19以上、更に好ましくは20以上であり、好ましくは140以下、より好ましくは135以下、更に好ましくは130以下である、前記<1>から<3>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<5> 前記一般式(2)中、R2は、好ましくはメチル基である、前記<1>から<4>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<6> 前記一般式(2)中、R3は、好ましくはメチル基である、前記<1>から<5>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<7> 前記水溶性高分子は、好ましはメタクリル酸とモノメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートとの共重合体、メタクリル酸とモノメトキシポリエチレングリコールモノアクリレートとの共重合体、アクリル酸とモノメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートとの共重合体、アクリル酸とモノメトキシポリエチレングリコールモノアクリレートとの共重合体、これらのアルカリ金属塩、及びこれらのアンモニウム塩からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、より好ましはメタクリル酸とモノメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートとの共重合体、そのアルカリ金属塩、及びそのアンモニウム塩からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、更に好ましはメタクリル酸とモノメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートとの共重合体のアンモニウム塩である、前記<1>に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<8> 前記水溶性高分子中の全構成単位における構成単位Iのモル%が、好ましくは40モル%以上、より好ましくは60モル%以上、更に好ましくは70モル%以上であり、好ましくは99モル%以下、より好ましくは90モル%以下、更に好ましくは80モル%以下である、前記<1>から<7>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<9> 前記水溶性高分子の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは5000以上、より好ましくは1万以上、更に好ましくは2万以上、更により好ましくは4万以上であり、好ましくは10万以下、より好ましくは8万以下、更に好ましくは6万5千以下である、前記<1>から<8>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<10> 前記水溶性高分子と前記シリカ粒子との質量比(水溶性高分子の質量/シリカ粒子の質量)は、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.02以上、更に好ましくは0.04以上であり、好ましくは0.5以下、より好ましくは0.45以下、更に好ましくは0.40以下である、前記<1>から<9>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<11> 前記シリコンウェーハ用研磨液組成物に含まれる水溶性高分子の含有量は、好ましくは0.001質量%以上、より好ましくは0.003質量%以上、更に好ましくは0.005質量%以上であり、好ましくは1質量%以下、より好ましくは0.8質量%以下、更に好ましくは0.5質量%以下、更により好ましくは0.2質量%以下である、前記<1>から<10>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<12> 前記シリコンウェーハ用研磨液組成物に含まれる前記シリカ粒子の含有量は、SiO2換算で、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.03質量%以上、更に好ましくは0.05質量%以上であり、好ましくは0.50質量%以下、より好ましくは0.30質量%以下、更に好ましくは0.20質量%以下である、前記<1>から<11>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<13> 前記シリコンウェーハ用研磨液組成物に含まれる含窒素塩基性化合物の含有量は、好ましくは0.001質量%以上、より好ましくは0.003質量%以上、更に好ましくは0.005質量%以上、更により好ましくは0.07質量%以上であり、好ましくは0.1質量%以下、より好ましくは0.05質量%以下、更に好ましくは0.025質量%以下、更により好ましくは0.018質量%以下、更により好ましくは0.014質量%以下である、前記<1>から<12>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<14> 前記シリカ粒子の平均一次粒子径は、好ましくは5nm以上、より好ましくは10nm以上、更に好ましくは15nm以上、更に好ましくは30nm以上であり、好ましくは50nm以下、より好ましくは45nm以下、更に好ましくは40nm以下である、前記<1>から<13>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<15> 前記シリコンウェーハ用研磨液組成物の25℃におけるpHは、好ましくは8.0以上、より好ましくは9.0以上、更に好ましくは9.5以上であり、好ましくは12.0以下、より好ましくは11.5以下、更に好ましくは11.0以下である、前記<1>から<14>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<16> 前記シリコンウェーハ用研磨液組成物の0.45μmフィルタ通液量は、好ましくは100mL以上、より好ましくは120mL以上、更に好ましくは140mL以上、更により好ましくは150ml以上、更により好ましくは180ml以上である、前記<1>から<15>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<17> 前記<1>から<16>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物を用いて被覆研磨シリコンウェーハを研磨する研磨工程を含むシリコンウェーハの研磨方法。
<18> 前記<1>から<16>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物を用いて被覆研磨シリコンウェーハを研磨する研磨工程を含む、半導体基板の製造方法。
<1> A silica particle, a nitrogen-containing basic compound, and a water-soluble polymer containing a structural unit I represented by the following general formula (1) and a structural unit II represented by the following general formula (2) A polishing composition for silicon wafers.
However, in the general formula (1), R 1 is hydrogen or a methyl group, M is H, Na, K, or a NH 4, in the general formula (2), n is a average addition molar number R 2 is hydrogen or a methyl group, and R 3 is hydrogen or a methyl group.
<2> The polishing composition for a silicon wafer according to <1>, wherein R 1 in the general formula (1) is preferably a methyl group.
<3> The polishing composition for a silicon wafer according to <1> or <2>, wherein M in the general formula (1) is preferably NH 4 .
<4> In the general formula (2), n is preferably 17 or more, more preferably 19 or more, still more preferably 20 or more, preferably 140 or less, more preferably 135 or less, and still more preferably 130 or less. The polishing composition for a silicon wafer according to any one of <1> to <3>.
<5> The polishing composition for a silicon wafer according to any one of <1> to <4>, wherein R 2 in the general formula (2) is preferably a methyl group.
<6> The silicon wafer polishing composition according to any one of <1> to <5>, wherein R 3 in the general formula (2) is preferably a methyl group.
<7> The water-soluble polymer is preferably a copolymer of methacrylic acid and monomethoxypolyethylene glycol monomethacrylate, a copolymer of methacrylic acid and monomethoxypolyethylene glycol monoacrylate, acrylic acid and monomethoxypolyethylene glycol. It is at least one selected from the group consisting of a copolymer of monomethacrylate, a copolymer of acrylic acid and monomethoxypolyethylene glycol monoacrylate, an alkali metal salt thereof, and an ammonium salt thereof, and more preferably It is at least one selected from the group consisting of a copolymer of methacrylic acid and monomethoxypolyethylene glycol monomethacrylate, its alkali metal salt, and its ammonium salt, more preferably methacrylic acid and monomethoxypolyethylene. A copolymer of an ammonium salt of a recall monomethacrylate, the silicon wafer for the polishing liquid composition according to <1>.
<8> The mol% of the structural unit I in all the structural units in the water-soluble polymer is preferably 40 mol% or more, more preferably 60 mol% or more, still more preferably 70 mol% or more, preferably 99 The polishing composition for a silicon wafer according to any one of <1> to <7>, wherein the polishing composition is at most mol%, more preferably at most 90 mol%, still more preferably at most 80 mol%.
<9> The weight average molecular weight (Mw) of the water-soluble polymer is preferably 5000 or more, more preferably 10,000 or more, still more preferably 20,000 or more, still more preferably 40,000 or more, and preferably 100,000. Hereinafter, the polishing composition for a silicon wafer according to any one of <1> to <8>, more preferably 80,000 or less, and further preferably 65,000 or less.
<10> The mass ratio between the water-soluble polymer and the silica particles (the mass of the water-soluble polymer / the mass of the silica particles) is preferably 0.01 or more, more preferably 0.02 or more, and still more preferably 0. 0.04 or more, preferably 0.5 or less, more preferably 0.45 or less, and even more preferably 0.40 or less, the polishing liquid for silicon wafers according to any one of <1> to <9> above Composition.
<11> The content of the water-soluble polymer contained in the silicon wafer polishing composition is preferably 0.001% by mass or more, more preferably 0.003% by mass or more, and further preferably 0.005% by mass. From the above <1>, preferably 1% by mass or less, more preferably 0.8% by mass or less, further preferably 0.5% by mass or less, and still more preferably 0.2% by mass or less. The polishing composition for silicon wafers according to any one of 10>.
<12> The content of the silica particles contained in the silicon wafer polishing composition is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.03% by mass or more, and still more preferably 0.02% by mass in terms of SiO 2. Any one of the above <1> to <11>, which is 05% by mass or more, preferably 0.50% by mass or less, more preferably 0.30% by mass or less, and still more preferably 0.20% by mass or less. The polishing composition for silicon wafers as described.
<13> The content of the nitrogen-containing basic compound contained in the silicon wafer polishing composition is preferably 0.001% by mass or more, more preferably 0.003% by mass or more, and further preferably 0.005% by mass. % Or more, still more preferably 0.07% by mass or more, preferably 0.1% by mass or less, more preferably 0.05% by mass or less, still more preferably 0.025% by mass or less, and still more preferably 0%. The polishing composition for a silicon wafer according to any one of <1> to <12>, which is 0.018% by mass or less, and still more preferably 0.014% by mass or less.
<14> The average primary particle diameter of the silica particles is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, still more preferably 15 nm or more, still more preferably 30 nm or more, preferably 50 nm or less, more preferably 45 nm or less, The polishing composition for a silicon wafer according to any one of <1> to <13>, which is preferably 40 nm or less.
<15> The pH of the polishing composition for a silicon wafer at 25 ° C. is preferably 8.0 or more, more preferably 9.0 or more, still more preferably 9.5 or more, preferably 12.0 or less. More preferably, it is 11.5 or less, More preferably, it is 11.0 or less, The polishing liquid composition for silicon wafers in any one of said <1> to <14>.
<16> The 0.45 μm filter flow rate of the polishing composition for silicon wafer is preferably 100 mL or more, more preferably 120 mL or more, still more preferably 140 mL or more, still more preferably 150 ml or more, and even more preferably 180 ml. The polishing composition for a silicon wafer according to any one of <1> to <15>, which is as described above.
<17> A method for polishing a silicon wafer, comprising a polishing step of polishing a coated polished silicon wafer using the polishing composition for a silicon wafer according to any one of <1> to <16>.
<18> A method for producing a semiconductor substrate, comprising a polishing step of polishing a coated polished silicon wafer using the polishing composition for a silicon wafer according to any one of <1> to <16>.

1.モノメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートの合成例等
PEGMA(EO平均付加モル数120)は、特許第3874917号に記載の方法に準じて、エステル化反応により合成し、未反応物として残留するメタクリル酸を留去により、1重量%未満にしたものを用いた。尚、EO平均付加モル数9及び23のPEGMAについては、市販品(共栄社化学製)を用いた。
1. Example of Synthesis of Monomethoxy Polyethylene Glycol Monomethacrylate PEGMA (EO average addition mole number 120) was synthesized by esterification reaction according to the method described in Japanese Patent No. 387494917, and residual methacrylic acid as an unreacted product was retained. Lastly, less than 1% by weight was used. In addition, about PEGMA of EO average addition mole number 9 and 23, the commercial item (made by Kyoeisha Chemical) was used.

2.水溶性高分子の合成方法又はその詳細
[水溶性高分子(1)の合成方法]
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入菅、及び冷却菅を備えた反応器に、蒸留水281.4gを仕込み、蒸留水を撹拌しながら反応器内を窒素置換し、窒素雰囲気中で蒸留水を80℃に昇温した。続いて、PEGMA(EO平均付加モル数120) 336.5gとメタクリル酸22.2gと2 -メルカプトエタノール1.89gを水238.2gに溶解したものと、過硫酸アンモニウム3.68gを水45gに溶解したものの二者を前記反応器内にそれぞれ1.5時間かけて滴下した。引き続き、過硫酸アンモニウム1.47gを水1 5gに溶解したものを30分かけて前記反応器内に滴下し、その後1時間同温度(80℃)で熟成した。熟成終了後に48質量%水酸化ナトリウム18.7gで中和して、メタクリル酸(MAA)/モノメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(PEGMA)(モル比:95/5、重量平均分子量65611)共重合体を得た。その後、水にて固形分を調整して、固形分濃度10%の水溶性高分子(1)の水溶液を得た。
2. Method for synthesizing water-soluble polymer or its details
[Method of synthesizing water-soluble polymer (1)]
A reactor equipped with a thermometer, stirrer, dripping device, nitrogen introduction tank, and cooling tank was charged with 281.4 g of distilled water, the inside of the reactor was purged with nitrogen while stirring the distilled water, and distilled water was added in a nitrogen atmosphere. The temperature was raised to 80 ° C. Subsequently, 336.5 g of PEGMA (EO average addition mole number 120), 22.2 g of methacrylic acid and 1.89 g of 2-mercaptoethanol were dissolved in 238.2 g of water, and two were dissolved in 3.68 g of ammonium persulfate in 45 g of water. Each was dropped into the reactor over 1.5 hours. Subsequently, 1.47 g of ammonium persulfate dissolved in 15 g of water was dropped into the reactor over 30 minutes, and then aged at the same temperature (80 ° C.) for 1 hour. After completion of aging, neutralization was performed with 18.7 g of 48% by mass sodium hydroxide to obtain a copolymer of methacrylic acid (MAA) / monomethoxypolyethylene glycol monomethacrylate (PEGMA) (molar ratio: 95/5, weight average molecular weight 65611). It was. Thereafter, the solid content was adjusted with water to obtain an aqueous solution of the water-soluble polymer (1) having a solid content concentration of 10%.

[水溶性高分子(2)〜(4)の合成方法]
モノマーであるPEGMA(EO平均付加モル数120)とメタクリル酸の仕込み量を変化させたこと以外は、[水溶性高分子(1)の合成方法]と同様にして、MAA/PEGMA共重合体を得、同様に水にて固形分を調整して、固形分濃度10%の水溶性高分子(2)〜(4)の水溶液を得た。
[Method of synthesizing water-soluble polymers (2) to (4)]
The MAA / PEGMA copolymer was prepared in the same manner as in [Synthesis of water-soluble polymer (1)] except that the amounts of monomers PEGMA (EO average addition mole number 120) and methacrylic acid were changed. Similarly, the solid content was adjusted with water to obtain aqueous solutions of water-soluble polymers (2) to (4) having a solid content concentration of 10%.

[水溶性高分子(5)の合成方法]
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入菅、及び冷却菅を備えた反応器に、蒸留水281.4gを仕込み、蒸留水を撹拌しながら反応器内を窒素置換をし、窒素雰囲気中で蒸留水を80℃に昇温した。続いて、PEGMA(EO平均付加モル数23) 336.5gとメタクリル酸22.2gと2 -メルカプトエタノール1.89gを水238.2gに溶解したものと、過硫酸アンモニウム3.68gを水45gに溶解したものの二者を前記反応器内にそれぞれ1.5時間かけて滴下した。引き続き、過硫酸アンモニウム1.47gを水1 5gに溶解したものを30分かけて前記反応器内に滴下し、その後1時間同温度(80℃)で熟成した。熟成終了後に48質量%水酸化ナトリウム18.7gで中和して、メタクリル酸(MAA)/モノメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(PEGMA)(モル比:73/27、重量平均分子量40147)共重合体を得た。その後、水にて固形分を調整して、固形分濃度10%の水溶性高分子(5)の水溶液を得た。
[Method of synthesizing water-soluble polymer (5)]
A reactor equipped with a thermometer, a stirrer, a dripping device, a nitrogen introduction tank, and a cooling tank was charged with 281.4 g of distilled water, and the inside of the reactor was purged with nitrogen while stirring the distilled water, and distilled water in a nitrogen atmosphere. The temperature was raised to 80 ° C. Subsequently, 336.5 g of PEGMA (EO average addition mole number 23), 22.2 g of methacrylic acid and 1.89 g of 2-mercaptoethanol were dissolved in 238.2 g of water, and 2.68 g of ammonium persulfate dissolved in 45 g of water. Each was dropped into the reactor over 1.5 hours. Subsequently, 1.47 g of ammonium persulfate dissolved in 15 g of water was dropped into the reactor over 30 minutes, and then aged at the same temperature (80 ° C.) for 1 hour. After completion of aging, neutralization was performed with 18.7 g of 48% by mass sodium hydroxide to obtain a copolymer of methacrylic acid (MAA) / monomethoxypolyethylene glycol monomethacrylate (PEGMA) (molar ratio: 73/27, weight average molecular weight 40147). It was. Thereafter, the solid content was adjusted with water to obtain an aqueous solution of the water-soluble polymer (5) having a solid content concentration of 10%.

[水溶性高分子(6)の合成方法]
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入菅、及び冷却菅を備えた反応器に、蒸留水281.4gを仕込み、蒸留水を撹拌しながら反応器内を窒素置換をし、窒素雰囲気中で蒸留水を80℃に昇温した。続いて、PEGMA(EO平均付加モル数9) 336.5gとメタクリル酸22.2gと2 -メルカプトエタノール1.89gを水238.2gに溶解したものと、過硫酸アンモニウム3.68gを水45gに溶解したものの二者を前記反応器内にそれぞれ1.5時間かけて滴下した。引き続き、過硫酸アンモニウム1.47gを水1 5gに溶解したものを30分かけて前記反応器内に滴下し、その後1時間同温度(80℃)で熟成した。熟成終了後に48質量%水酸化ナトリウム18.7gで中和して、メタクリル酸(MAA)/モノメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(PEGMA)(モル比:47/53、重量平均分子量51347)共重合体を得た。その後、水にて固形分を調整して、固形分濃度10%の水溶性高分子(6)の水溶液を得た。
[Method of synthesizing water-soluble polymer (6)]
A reactor equipped with a thermometer, a stirrer, a dripping device, a nitrogen introduction tank, and a cooling tank was charged with 281.4 g of distilled water, and the inside of the reactor was purged with nitrogen while stirring the distilled water, and distilled water in a nitrogen atmosphere. The temperature was raised to 80 ° C. Subsequently, 336.5 g of PEGMA (EO average addition mole number 9), 22.2 g of methacrylic acid and 1.89 g of 2-mercaptoethanol were dissolved in 238.2 g of water, and 2.68 g of ammonium persulfate dissolved in 45 g of water. Each was dropped into the reactor over 1.5 hours. Subsequently, 1.47 g of ammonium persulfate dissolved in 15 g of water was dropped into the reactor over 30 minutes, and then aged at the same temperature (80 ° C.) for 1 hour. After completion of aging, neutralization was performed with 18.7 g of 48% by mass sodium hydroxide to obtain a methacrylic acid (MAA) / monomethoxypolyethylene glycol monomethacrylate (PEGMA) (molar ratio: 47/53, weight average molecular weight 51347) copolymer. It was. Thereafter, the solid content was adjusted with water to obtain an aqueous solution of the water-soluble polymer (6) having a solid content concentration of 10%.

水溶性高分子(7)(8)には、各々、下記の市販品を用いた。
水溶性高分子(7):HEC(ヒドロキシエチルセルロース、住友精化社製、CF−V、重量平均分子量1129157)
水溶性高分子(8):PEG6000(ポリエチレングリコール、重量平均分子量6000、和光純薬工業社製)
The following commercially available products were used for the water-soluble polymers (7) and (8), respectively.
Water-soluble polymer (7): HEC (hydroxyethyl cellulose, manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd., CF-V, weight average molecular weight 1129157)
Water-soluble polymer (8): PEG6000 (polyethylene glycol, weight average molecular weight 6000, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)

[水溶性高分子(9)の合成方法]
水溶性高分子(9)のモノメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートの単独重合体は、特開2012-167053号公報の記載を参考にして合成した。重量平均分子量の調整は、重合開始剤の濃度を調製することで実施した。
[Method of synthesizing water-soluble polymer (9)]
A homopolymer of water-soluble polymer (9) monomethoxypolyethylene glycol monomethacrylate was synthesized with reference to the description in JP-A-2012-167053. The weight average molecular weight was adjusted by adjusting the concentration of the polymerization initiator.

[水溶性高分子(10)の合成方法]
モノマー種をメタクリル酸のみとしたこと以外は[水溶性高分子(1)の合成方法]と同様にしてポリメタクリル酸(重量平均分子量42215)を得、同様に水にて固形分を調整して、固形分濃度10%の水溶性高分子(10)の水溶液を得た。
[Method of synthesizing water-soluble polymer (10)]
Polymethacrylic acid (weight average molecular weight 42215) was obtained in the same manner as in [Method for synthesizing water-soluble polymer (1)] except that the monomer type was only methacrylic acid, and the solid content was similarly adjusted with water. An aqueous solution of a water-soluble polymer (10) having a solid content concentration of 10% was obtained.

3.各種測定方法
〈水溶性高分子(1)〜(10)の溶解度〉
水溶性高分子(1)〜(10)の20℃の水に対する溶解度は、いずれも2g/100ml以上であった。
3. Various measurement methods <Solubility of water-soluble polymers (1) to (10)>
The solubility of water-soluble polymers (1) to (10) in water at 20 ° C. was 2 g / 100 ml or more.

<水溶性高分子の重量平均分子量の測定方法>
研磨液組成物の調製に用いた水溶性高分子の重量平均分子量の測定方法は下記の通りである。水溶性高分子の重量平均分子量は、液体クロマトグラフィー(株式会社日立製作所製、L−6000型高速液体クロマトグラフィー)を使用し、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によって下記条件で測定した。
検出器:ショーデックスRI SE−61示差屈折率検出器
カラム:東ソー株式会社製のG4000PWXLとG2500PWXLを直列につないだものを使用した。
溶離液:0.2Mリン酸緩衝液/アセトニトリル=90/10(容量比)で0.5g/100mLの濃度に調整し、20μLを用いた。
カラム温度:40℃
流速:1.0mL/min
標準ポリマー:分子量が既知の単分散ポリエチレングリコール
<Method for measuring weight average molecular weight of water-soluble polymer>
The measuring method of the weight average molecular weight of the water-soluble polymer used for the preparation of the polishing liquid composition is as follows. The weight average molecular weight of the water-soluble polymer was measured under the following conditions by gel permeation chromatography (GPC) using liquid chromatography (manufactured by Hitachi, Ltd., L-6000 type high performance liquid chromatography).
Detector: Shodex RI SE-61 differential refractive index detector Column: G4000PWXL and G2500PWXL manufactured by Tosoh Corporation were connected in series.
Eluent: 0.2 M phosphate buffer / acetonitrile = 90/10 (volume ratio) was adjusted to a concentration of 0.5 g / 100 mL, and 20 μL was used.
Column temperature: 40 ° C
Flow rate: 1.0 mL / min
Standard polymer: Monodispersed polyethylene glycol with known molecular weight

<研磨材(シリカ粒子)の平均一次粒子径>
研磨材の平均一次粒子径(nm)は、BET(窒素吸着)法によって算出される比表面積S(m2/g)を用いて下記式で算出した。
平均一次粒子径(nm)=2727/S
<Average primary particle diameter of abrasive (silica particles)>
The average primary particle diameter (nm) of the abrasive was calculated by the following formula using the specific surface area S (m 2 / g) calculated by the BET (nitrogen adsorption) method.
Average primary particle diameter (nm) = 2727 / S

研磨材の比表面積は、下記の[前処理]をした後、測定サンプル約0.1gを測定セルに小数点以下4桁まで精量し、比表面積の測定直前に110℃の雰囲気下で30分間乾燥した後、比表面積測定装置(マイクロメリティック自動比表面積測定装置 フローソーブ
III2305、島津製作所製)を用いて窒素吸着法(BET法)により測定した。
The specific surface area of the abrasive is subjected to the following [pretreatment], and then approximately 0.1 g of a measurement sample is accurately weighed to 4 digits after the decimal point in a measurement cell, and immediately under the measurement at a specific temperature of 110 ° C. for 30 minutes. After drying, the surface area was measured by a nitrogen adsorption method (BET method) using a specific surface area measuring device (Micromeritic automatic specific surface area measuring device Flowsorb III 2305, manufactured by Shimadzu Corporation).

[前処理]
(a)スラリー状の研磨材を硝酸水溶液でpH2.5±0.1に調整する。
(b)pH2.5±0.1に調整されたスラリー状の研磨材をシャーレにとり150℃の熱風乾燥機内で1時間乾燥させる。
(c)乾燥後、得られた試料をメノウ乳鉢で細かく粉砕する。
(d)粉砕された試料を40℃のイオン交換水に懸濁させ、孔径1μmのメンブランフィルターで濾過する。
(e)フィルタ上の濾過物を20gのイオン交換水(40℃)で5回洗浄する。
(f)濾過物が付着したフィルタをシャーレにとり、110℃の雰囲気下で4時間乾燥させる。
(g)乾燥した濾過物(砥粒)をフィルタ屑が混入しないようにとり、乳鉢で細かく粉砕して測定サンプルを得た。
[Preprocessing]
(A) The slurry-like abrasive is adjusted to pH 2.5 ± 0.1 with an aqueous nitric acid solution.
(B) A slurry-like abrasive adjusted to pH 2.5 ± 0.1 is placed in a petri dish and dried in a hot air dryer at 150 ° C. for 1 hour.
(C) After drying, the obtained sample is finely ground in an agate mortar.
(D) The pulverized sample is suspended in ion exchange water at 40 ° C. and filtered through a membrane filter having a pore size of 1 μm.
(E) The filtrate on the filter is washed 5 times with 20 g of ion exchange water (40 ° C.).
(F) The filter with the filtrate attached is taken in a petri dish and dried in an atmosphere of 110 ° C. for 4 hours.
(G) The dried filtrate (abrasive grains) was taken so that filter waste was not mixed and finely pulverized with a mortar to obtain a measurement sample.

<研磨材(シリカ粒子)の平均二次粒子径>
研磨材の平均二次粒子径(nm)は、研磨材の濃度が0.25質量%となるように研磨材をイオン交換水に添加した後、得られた水溶液をDisposable Sizing Cuvette(ポリスチレン製 10mmセル)に下底からの高さ10mmまで入れ、動的光散乱法(装置名:ゼータサイザーNano ZS、シスメックス(株)製)を用いて測定した。
<Average secondary particle diameter of abrasive (silica particles)>
The average secondary particle diameter (nm) of the abrasive is such that the abrasive is added to ion-exchanged water so that the concentration of the abrasive is 0.25% by mass, and then the obtained aqueous solution is disposable sizing cuvette (polystyrene 10 mm). The cell was measured up to a height of 10 mm from the bottom and measured using a dynamic light scattering method (device name: Zetasizer Nano ZS, manufactured by Sysmex Corporation).

(1)研磨液組成物の調製
シリカ粒子(コロイダルシリカ、平均一次粒子径35nm、平均二次粒子径70nm、会合度2)、水溶性高分子、28質量%アンモニア水(キシダ化学(株)試薬特級)、イオン交換水を攪拌混合して、実施例1〜12、及び比較例1〜3の研磨液組成物(いずれも濃縮液、pH10.6±0.1(25℃))を得た。シリカ粒子、水溶性高分子、アンモニアを除いた残余はイオン交換水である。アンモニアの添加量は、濃縮液のpH(25℃)が10.6±0.1となるようにした。尚、表1における各成分の含有量は、濃縮液を40倍に希釈して得た研磨液組成物についての値であり、シリカ粒子の含有量は、SiO2換算濃度である。
(1) Preparation of polishing liquid composition Silica particles (colloidal silica, average primary particle size 35 nm, average secondary particle size 70 nm, association degree 2), water-soluble polymer, 28% by mass ammonia water (Kishida Chemical Co., Ltd. reagent) Special grade) and ion-exchanged water were stirred and mixed to obtain the polishing composition of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 3 (both concentrated solutions, pH 10.6 ± 0.1 (25 ° C.)). The remainder excluding silica particles, water-soluble polymer, and ammonia is ion-exchanged water. The amount of ammonia added was such that the pH (25 ° C.) of the concentrate was 10.6 ± 0.1. In addition, content of each component in Table 1 is a value about the polishing liquid composition obtained by diluting the concentrated liquid 40 times, and content of the silica particles is a SiO 2 equivalent concentration.

(2)研磨方法
研磨液組成物(濃縮液)をイオン交換水で40倍に希釈して得た研磨液組成物(pH10.6±0.1(25℃))を研磨直前にフィルタ(コンパクトカートリッジフィルター MCP−LX−C10S アドバンテック株式会社)にてろ過を行い、下記の研磨条件で下記のシリコンウェーハ(直径200mmのシリコン片面鏡面ウェーハ(伝導型:P、結晶方位:100、抵抗率0.1Ω・cm以上100Ω・cm未満))に対して仕上げ研磨を行った。当該仕上げ研磨に先立ってシリコンウェーハに対して市販の研磨剤組成物を用いてあらかじめ粗研磨を実施した。粗研磨を終了し仕上げ研磨に供したシリコンウェーハの表面粗さ(ヘイズ)は、2.680ppmであった。表面粗さ(ヘイズ)は、KLA Tencor社製のSurfscan SP1−DLS(商品名)を用いて測定される暗視野ワイド斜入射チャンネル(DWO)での値である。
(2) Polishing method A polishing composition (pH 10.6 ± 0.1 (25 ° C)) obtained by diluting the polishing composition (concentrated solution) 40 times with ion-exchanged water is filtered (compact cartridge filter) immediately before polishing. Filtered with MCP-LX-C10S Advantech Co., Ltd. and under the following polishing conditions, the following silicon wafer (silicon single-sided mirror wafer with a diameter of 200 mm (conductivity type: P, crystal orientation: 100, resistivity 0.1 Ω · cm) More than 100Ω · cm)) was finished. Prior to the final polishing, rough polishing was performed on the silicon wafer in advance using a commercially available abrasive composition. The surface roughness (haze) of the silicon wafer subjected to the final polishing after the completion of the rough polishing was 2.680 ppm. The surface roughness (haze) is a value in a dark field wide oblique incidence channel (DWO) measured using Surfscan SP1-DLS (trade name) manufactured by KLA Tencor.

<仕上げ研磨条件>
研磨機:片面8インチ研磨機GRIND-X SPP600s(岡本工作製)
研磨パッド:スエードパッド(東レ コーテックス社製 アスカー硬度64 厚さ 1.37mm ナップ長450um 開口径60um)
シリコンウェーハ研磨圧力:100g/cm2
定盤回転速度:60rpm
研磨時間:5分
研磨剤組成物の供給速度:150g/cm2
研磨剤組成物の温度:23℃
キャリア回転速度:60rpm
<Finishing polishing conditions>
Polishing machine: Single-sided 8-inch polishing machine GRIND-X SPP600s (manufactured by Okamoto)
Polishing pad: Suede pad (Toray Cortex, Asker hardness 64, thickness 1.37mm, nap length 450um, opening diameter 60um)
Silicon wafer polishing pressure: 100 g / cm 2
Surface plate rotation speed: 60 rpm
Polishing time: 5 minutes Supply rate of the abrasive composition: 150 g / cm 2
Abrasive composition temperature: 23 ° C.
Carrier rotation speed: 60rpm

仕上げ研磨後、シリコンウェーハに対して、オゾン洗浄と希フッ酸洗浄を下記のとおり行った。オゾン洗浄では、20ppmのオゾンを含んだ水溶液をノズルから流速1L/minで、600rpmで回転するシリコンウェーハの中央に向かって3分間噴射した。このときオゾン水の温度は常温とした。次に希フッ酸洗浄を行った。希フッ酸洗浄では、0.5質量%のフッ化水素アンモニウム(特級:ナカライテクス株式会社)を含んだ水溶液をノズルから流速1L/minで、600rpmで回転するシリコンウェーハの中央に向かって6秒間噴射した。上記オゾン洗浄と希フッ酸洗浄を1セットとして計2セット行い、最後にスピン乾燥を行った。スピン乾燥では1500rpmでシリコンウェーハを回転させた。   After finish polishing, the silicon wafer was subjected to ozone cleaning and dilute hydrofluoric acid cleaning as follows. In ozone cleaning, an aqueous solution containing 20 ppm of ozone was sprayed from a nozzle at a flow rate of 1 L / min for 3 minutes toward the center of a silicon wafer rotating at 600 rpm. At this time, the temperature of the ozone water was normal temperature. Next, dilute hydrofluoric acid cleaning was performed. In dilute hydrofluoric acid cleaning, an aqueous solution containing 0.5 mass% ammonium hydrogen fluoride (special grade: Nacalai Tex Co., Ltd.) was sprayed from the nozzle at a flow rate of 1 L / min for 6 seconds toward the center of a silicon wafer rotating at 600 rpm. . The above ozone cleaning and dilute hydrofluoric acid cleaning were performed as a set, for a total of 2 sets, and finally spin drying was performed. In the spin drying, the silicon wafer was rotated at 1500 rpm.

〔研磨液組成物のpH測定〕
研磨液組成物の25℃におけるpH値は、pHメータ(東亜電波工業株式会社、HM−30G)を用いて測定した値であり、電極の研磨液組成物への浸漬後1分後の数値である。
[PH measurement of polishing liquid composition]
The pH value of the polishing composition at 25 ° C. is a value measured using a pH meter (Toa Denpa Kogyo Co., Ltd., HM-30G), and is a value one minute after the electrode is immersed in the polishing composition. is there.

〔シリコンウェーハの表面欠陥(LPD)の評価〕
洗浄後のシリコンウェーハ表面の表面欠陥(LPD)の評価には、KLA Tencor社製のSurfscan SP1−DLS(商品名)を用い、シリコンウェーハ表面の粒子径が45nm以上のパーティクル数を測定することによって評価した。LPDの数値(パーティクル数)が小さいほど表面欠陥が少ないことを示す。表面欠陥(LPD)の結果を表1に示した。表面欠陥(LPD)の測定は、各々2枚のシリコンウェーハに対して行い、各々平均値を表1に示した。
[Evaluation of silicon wafer surface defects (LPD)]
The surface defect (LPD) on the silicon wafer surface after cleaning is measured by measuring the number of particles with a particle diameter of 45 nm or more on the surface of the silicon wafer using Surfscan SP1-DLS (trade name) manufactured by KLA Tencor. evaluated. It shows that there are few surface defects, so that the numerical value (number of particles) of LPD is small. The results of surface defects (LPD) are shown in Table 1. The surface defect (LPD) was measured on each of two silicon wafers, and the average values are shown in Table 1.

〔0.45μmフィルタ通液量の測定方法〕
研磨液組成物(濃縮液)をイオン交換水で40倍に希釈して得た研磨液組成物を、エアー圧力0.25MPaの一定圧力の下で、所定のフィルタ(アドバンテック社製 親水性PTFE0.45(孔径)μmフィルタ、型式:25HP045AN)に通液させ、1分間の通液量(ml)をMF値として求めた。尚、本条件による0.45μmフィルタ通液量は、研磨液組成物の調製に使用した場合に表面欠陥(LPD)を低減することができることの指標とすることができる。すなわち、MF値が高いほど、表面欠陥(LPD)の低減が可能な研磨液組成物と評価することができる。
[Measurement method of 0.45 μm filter flow rate]
A polishing liquid composition obtained by diluting the polishing liquid composition (concentrated liquid) 40 times with ion-exchanged water was subjected to a predetermined filter (hydrophilic PTFE0. Manufactured by Advantech Co., Ltd.) under a constant pressure of 0.25 MPa. The solution was passed through a 45 (pore diameter) μm filter, model: 25HP045AN, and the amount of liquid per minute (ml) was determined as the MF value. In addition, the 0.45 micrometer filter flow volume by this condition can be used as an parameter | index of being able to reduce a surface defect (LPD), when used for preparation of polishing liquid composition. That is, it can be evaluated that the higher the MF value is, the polishing composition that can reduce surface defects (LPD).

〔研磨液組成物におけるシリカ粒子の分散粒径の評価]
研磨液組成物(濃縮液)をイオン交換水で40倍に希釈して得た研磨液組成物(pH10.6±0.1(25℃))を用いて、研磨液組成物中のシリカ粒子の分散粒径の測定を行った。分散粒径測定に使用する粒径測定装置として、光子相関法(動的光散乱法)の原理に基づいているシスメックス社製の粒度分布測定機「ゼータサイザーナノZS」を使用した。前記研磨液組成物を測定液としてDisposable Sizing Cuvette(ポリスチレン製 10mmセル)に1.2mL採取し、測定部に入れて、分散粒径としてZ平均粒子径を測定した。この結果を下記表1に示した。Z平均粒子径の値が小さいほど、シリカ粒子の分散性は良好である。
[Evaluation of dispersed particle size of silica particles in polishing composition]
Dispersion of silica particles in the polishing composition using a polishing composition (pH 10.6 ± 0.1 (25 ° C)) obtained by diluting the polishing composition (concentrated solution) 40 times with ion-exchanged water The particle size was measured. As a particle size measuring apparatus used for measuring the dispersed particle size, a particle size distribution measuring instrument “Zetasizer Nano ZS” manufactured by Sysmex Corporation based on the principle of the photon correlation method (dynamic light scattering method) was used. 1.2 mL of the polishing composition was sampled into a Disposable Sizing Cuvette (polystyrene 10 mm cell) as a measurement solution, and placed in a measurement unit, and the Z average particle size was measured as a dispersed particle size. The results are shown in Table 1 below. The smaller the value of the Z average particle diameter, the better the dispersibility of the silica particles.

〔シリコンウェーハ表面への水溶性高分子の吸着量〕
0.02質量%に調整した水溶性高分子水溶液20mlに、シリコンウェーハ粉砕物(1mm3程度のサイズに粉砕)を5g浸漬させる。30分浸漬後所定のフィルタ(アドバンテック社製 親水性PTFE0.45(孔径)μmフィルタ、型式:25HP045AN)に通液させ、濾液の全炭素量(TOC)を株式会社島津製作所社製全有機体炭素計(TOC-5050A)にて測定した。値が小さいほどシリコンウェーハへの水溶性高分子の吸着量が多く、表面欠陥(LPD)の低減が可能な水溶性高分子と評価することができる。
[Amount of water-soluble polymer adsorbed on the silicon wafer surface]
5 g of a silicon wafer pulverized product (pulverized to a size of about 1 mm 3 ) is immersed in 20 ml of a water-soluble polymer aqueous solution adjusted to 0.02% by mass. After immersion for 30 minutes, the solution is passed through a predetermined filter (hydrophilic PTFE 0.45 (pore diameter) μm filter, model: 25HP045AN, manufactured by Advantech), and the total carbon content (TOC) of the filtrate is all organic carbon manufactured by Shimadzu Corporation. Measured with a meter (TOC-5050A). The smaller the value, the greater the amount of water-soluble polymer adsorbed on the silicon wafer, and it can be evaluated as a water-soluble polymer capable of reducing surface defects (LPD).

表1に示されるように、実施例1〜12の研磨液組成物を用いることで、比較例1〜3の研磨液組成物を用いた場合に比べて、表面欠陥(LPD)の低減が可能になった。   As shown in Table 1, by using the polishing liquid compositions of Examples 1 to 12, surface defects (LPD) can be reduced as compared with the case of using the polishing liquid compositions of Comparative Examples 1 to 3. Became.

本発明の研磨液組成物を用いれば、シリコンウェーハの表面欠陥(LPD)の低減が可能となる。よって、本発明の研磨液組成物は、様々な半導体基板の製造過程で用いられる研磨液組成物として有用であり、なかでも、シリコンウェーハの仕上げ研磨用の研磨液組成物として有用である。   If the polishing composition of the present invention is used, the surface defects (LPD) of the silicon wafer can be reduced. Therefore, the polishing liquid composition of the present invention is useful as a polishing liquid composition used in various semiconductor substrate manufacturing processes, and is particularly useful as a polishing liquid composition for finish polishing of silicon wafers.

Claims (5)

シリカ粒子と、含窒素塩基性化合物と、下記一般式(1)で表される構成単位Iと下記一般式(2)で表わされる構成単位IIとを含む水溶性高分子とを含む、シリコンウェーハ用研磨液組成物。
但し、一般式(1)中、R1は、水素又はメチル基であり、Mは、H,Na,K,又はNH4であり、一般式(2)中、nは平均付加モル数であって3以上150以下の正の数であり、R2は、水素又はメチル基であり、R3は、水素又はメチル基である。
A silicon wafer comprising silica particles, a nitrogen-containing basic compound, and a water-soluble polymer containing a structural unit I represented by the following general formula (1) and a structural unit II represented by the following general formula (2) Polishing liquid composition.
However, in the general formula (1), R 1 is hydrogen or a methyl group, M is H, Na, K, or a NH 4, in the general formula (2), n is a average addition molar number R 2 is hydrogen or a methyl group, and R 3 is hydrogen or a methyl group.
前記水溶性高分子が、メタクリル酸とモノメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートとの共重合体、そのアルカリ金属塩、及びそのアンモニウム塩からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。   2. The silicon according to claim 1, wherein the water-soluble polymer is at least one selected from the group consisting of a copolymer of methacrylic acid and monomethoxypolyethylene glycol monomethacrylate, an alkali metal salt thereof, and an ammonium salt thereof. Polishing liquid composition for wafers. 前記水溶性高分子中の全構成単位における構成単位Iのモル%が40モル%以上99モル%以下である、請求項1又は2に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。   The polishing composition for silicon wafers according to claim 1 or 2, wherein the mol% of the structural unit I in all the structural units in the water-soluble polymer is 40 mol% or more and 99 mol% or less. 請求項1〜3のいずれかの項に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物を用いて被覆研磨シリコンウェーハを研磨する研磨工程を含むシリコンウェーハの研磨方法。   A method for polishing a silicon wafer, comprising a polishing step of polishing a coated polished silicon wafer using the polishing composition for a silicon wafer according to any one of claims 1 to 3. 請求項1〜3のいずれかの項に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物を用いて被覆研磨シリコンウェーハを研磨する研磨工程を含む、半導体基板の製造方法。   The manufacturing method of a semiconductor substrate including the grinding | polishing process of grind | polishing a covering grinding | polishing silicon wafer using the polishing liquid composition for silicon wafers in any one of Claims 1-3.
JP2014259297A 2014-12-22 2014-12-22 Polishing liquid composition for silicon wafer Pending JP2016119418A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019009278A (en) * 2017-06-23 2019-01-17 花王株式会社 Finish polishing liquid composition for silicon wafer

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