JP2019104781A - Method for producing hydrophobized hydroxyethyl cellulose and polishing aid - Google Patents

Method for producing hydrophobized hydroxyethyl cellulose and polishing aid Download PDF

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To produce hydrophobized hydroxyethyl cellulose useful as a polishing aid which can improve polishing accuracy in combination with polishing grains.SOLUTION: Hydrophobized hydroxyethyl cellulose is obtained by: reacting hydroxyethyl cellulose and aldehydes in the presence of a solvent to obtain a composition containing hydrophobized hydroxyethyl cellulose and the solvent; and, thereafter, removing the solvent from the obtained composition under at least one condition selected from the following conditions (1) and (2): condition (1) a maximum reached temperature α of the hydrophobized hydroxyethyl cellulose is less than 65°C; and condition (2) a heat quantity parameter β calculated from temperature and heating time of the hydrophobized hydroxyethyl cellulose is 2500°C min or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、砥粒と組み合わせてシリコンウェハなどの半導体基板を研磨する研磨助剤などに有効に利用できる疎水化ヒドロキシエチルセルロースの製造方法及び研磨助剤に関する。   The present invention relates to a method for producing hydrophobized hydroxyethyl cellulose and a polishing aid which can be effectively used as a polishing aid for polishing a semiconductor substrate such as a silicon wafer in combination with abrasive grains.

半合成高分子化合物であるヒドロキシエチルセルロース(HEC)は、水溶性であり、分散性、増粘性などの特性に優れる。このようなヒドロキシエチルセルロースは、分散剤、増粘剤、乳化重合安定剤、保護コロイド、塗料、化粧品、保水剤、医薬製剤などの種々の用途に利用されている。特に、前記特性が有効な用途として、シリコンウェハなどに代表される半導体基板などの研磨工程において、研磨対象物表面の保護や濡れ性を向上させる目的で、研磨助剤として、砥粒及び水に加えて利用されている。   Hydroxyethyl cellulose (HEC), which is a semi-synthetic polymer compound, is water-soluble, and is excellent in properties such as dispersibility and viscosity. Such hydroxyethyl cellulose is used in various applications such as dispersants, thickeners, emulsion polymerization stabilizers, protective colloids, paints, cosmetics, water retention agents, pharmaceutical preparations and the like. In particular, in the polishing step of a semiconductor substrate typified by a silicon wafer etc. as the application in which the above-mentioned characteristics are effective, for the purpose of improving the protection of the surface of the object to be polished and the wettability, In addition, it is used.

特開2003−12535号公報(特許文献1)には、(A)アルカリセルロースとエチレンオキシドとを反応させて得られたヒドロキシエチルセルロースを、難水溶性有機溶媒、メタノールおよび水からなる混合溶媒Iを用いて洗浄する第1洗浄工程と、(B)前記混合溶媒I及び酸からなる混合溶媒IIで洗浄する第2洗浄工程を含むヒドロキシエチルセルロースの製造方法が記載されている。この文献の実施例には、難水溶性有機溶媒としてメチルイソブチルケトンを用いた混合溶媒I、難水溶性有機溶媒としてメチルイソブチルケトンを用い、酸として酢酸を用いた混合溶媒IIで洗浄し、さらに前記混合溶媒Iで洗浄して濾別した後、得られた残渣を、減圧下、70℃で一昼夜乾燥し、ヒドロキシエチルセルロースの乾燥品を得たことが記載されている。   JP-A 2003-12535 (patent document 1) uses a mixed solvent I comprising a poorly water-soluble organic solvent, methanol and water, which is obtained by reacting (A) alkaline cellulose with ethylene oxide. A process for producing hydroxyethyl cellulose is described which comprises a first washing step of washing and a second washing step of washing with (B) a mixed solvent II consisting of the mixed solvent I and an acid. In the examples of this document, the mixed solvent I using methyl isobutyl ketone as the poorly water-soluble organic solvent, the methyl isobutyl ketone as the poorly water-soluble organic solvent, and the mixed solvent II using acetic acid as the acid After washing with mixed solvent I and filtering off, it is described that the obtained residue is dried at 70 ° C. under reduced pressure overnight to obtain a dried product of hydroxyethyl cellulose.

特開2003−171401号公報(特許文献2)には、アリカリ比率が14〜18重量%、水分比率が20〜55重量%であるアルカリセルロースと、アルキレンオキサイドとを反応させてヒドロキシアルキルセルロースを製造することが記載されている。この文献の実施例では、スラリー液から濾別したヒドロキシエチルセルロースを所定の混合溶媒で洗浄した後、減圧下、70℃で一昼夜乾燥してヒドロキシエチルセルロースを得たことが記載されている。   JP-A 2003-171401 (patent document 2) manufactures a hydroxyalkyl cellulose by reacting an alkali cellulose having an alkaline ratio of 14 to 18% by weight and a moisture ratio of 20 to 55% by weight with an alkylene oxide. It has been described that. In Examples of this document, it is described that after hydroxyethyl cellulose separated by filtration from the slurry liquid was washed with a predetermined mixed solvent, it was dried overnight at 70 ° C. under reduced pressure to obtain hydroxyethyl cellulose.

特開平11−92707号公報(特許文献3)には、酵素加水分解に抵抗性の分子量減少多糖誘導体(ヒドロキシエチルセルロース(HEC)など)、及び水媒体ペイント成分を含む、生物学的安定性の水媒体ペイントが記載されている。この文献には、高分子量HECの製造及び酵素処理に関し、t−ブチルアルコール、水、および水酸化ナトリウムの混合物を含有する反応器に、Buckeye HVEセルロース(Spartanburg,SCのBuckeye Corp.から市販)を加え、混合物を室温で攪拌し、エチレンオキシドを加えて反応させ、反応混合物を冷却した後に、硝酸および追加エチレンオキシドを加えて反応させた後、硝酸で中和し、濾別した残留物を80:20アセトン/水混合物で洗浄し、精製物をアセトンで脱水した後、脱水精製物を、50℃で0.5時間で、流動床乾燥器で乾燥し、ヒドロキシエチルモル置換(MS)が4.3であり、1%溶液粘度が3350cpsのHECを得たことが記載されている。   JP 11-92 707 (patent document 3) relates to biologically stable water comprising a molecular weight reduced polysaccharide derivative (such as hydroxyethyl cellulose (HEC)) resistant to enzymatic hydrolysis, and an aqueous medium paint component. Media paint is described. This document describes Buckeye HVE cellulose (commercially available from Buckeye Corp., Spartananburg, SC) in a reactor containing a mixture of t-butyl alcohol, water, and sodium hydroxide for the preparation of high molecular weight HEC and enzyme treatment. In addition, the mixture is stirred at room temperature, ethylene oxide is added and reacted, the reaction mixture is cooled, nitric acid and additional ethylene oxide are added and reacted, and then neutralized with nitric acid, and the filtered off residue is 80:20 After washing with an acetone / water mixture and dehydrating the product with acetone, the dewatered product is dried in a fluid bed drier at 50 ° C. for 0.5 h, hydroxyethyl molar substitution (MS) 4.3 It is stated that HEC with a 1% solution viscosity of 3350 cps is obtained.

しかし、特許文献1〜3には、HECを研磨助剤として利用することは記載されていない。さらに、近年のシリコンウェハの研磨では、研磨表面に対して高い表面品質が要求されており、水に対する不溶物が多いためか、これらのHECでは、研磨後の表面に微小な欠陥[例えば、LPD(light point defects)]が生じる。   However, Patent Documents 1 to 3 do not describe using HEC as a polishing aid. Furthermore, in recent polishing of silicon wafers, high surface quality is required to the polishing surface, and there are many insolubles in water, and these HECs have minute defects on the surface after polishing [eg, LPD (Light point defects) occur.

特開2011−61089号公報(特許文献4)には、研磨材と、高分子量のヒドロキシエチルセルロースを加水分解して調製されたヒドロキシエチルセルロースと、塩基性化合物とを含む研磨液組成物が記載されている。この文献には、ヒドロキシエチルセルロース(HEC、Mw=150万、平均モル置換度2.4)を、イソプロパノール(IPA)/水=85/15(重量比)混合溶媒中、塩酸で加水分解し、生成した混合物に上記組成の混合溶媒を加え、ろ別した沈殿物をIPA/水=95/5(重量比)混合溶媒で洗浄し、50℃の雰囲気下で減圧乾燥して、加水分解ヒドロキシセルロース(GPC法による重量平均分子量(Mw)107万、平均モル置換度2.4)を得たことが記載されている。   JP-A-2011-61089 (Patent Document 4) describes a polishing composition containing an abrasive, hydroxyethyl cellulose prepared by hydrolyzing high molecular weight hydroxyethyl cellulose, and a basic compound. There is. In this document, hydroxyethyl cellulose (HEC, Mw = 1.5 million, average molar substitution 2.4) is formed by hydrolysis with hydrochloric acid in a mixed solvent of isopropanol (IPA) / water = 85/15 (weight ratio) The mixed solvent of the above composition is added to the mixed solution, and the filtered precipitate is washed with a mixed solvent of IPA / water = 95/5 (weight ratio), dried under reduced pressure under an atmosphere of 50.degree. It is described that a weight average molecular weight (Mw) of 107,000 and an average molar substitution degree of 2.4) were obtained by the GPC method.

しかし、この文献に記載の加水分解ヒドロキシエチルセルロースでも、研磨精度を向上するのは困難であり、表面欠陥を十分に抑制できない。   However, even with hydrolyzed hydroxyethyl cellulose described in this document, it is difficult to improve the polishing accuracy, and surface defects can not be sufficiently suppressed.

特開2003−12535号公報(特許請求の範囲、実施例)Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-12535 (Claims, Example) 特開2003−171401号公報(特許請求の範囲、実施例)Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-171401 (Claims, Example) 特開平11−92707号公報(特許請求の範囲、実施例)JP-A-11-92707 (Claims, Examples) 特開2011−61089号公報(特許請求の範囲、実施例)JP, 2011-61089, A (claim, example)

従って、本発明の目的は、砥粒と組み合わせて研磨精度を向上できる研磨助剤として有用な疎水化ヒドロキシエチルセルロースの製造方法及びこの製造方法で得られた疎水化ヒドロキシエチルセルロースからなる研磨助剤を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing hydrophobized hydroxyethyl cellulose which is useful as a polishing aid capable of improving polishing accuracy in combination with abrasive grains, and a polishing aid comprising hydrophobized hydroxyethyl cellulose obtained by this production method. It is to do.

本発明の他の目的は、砥粒と組み合わせてシリコンウェハなどの半導体基板を研磨しても半導体基板の表面に欠陥が発生するのを抑制できる研磨助剤を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a polishing aid which can suppress generation of defects on the surface of a semiconductor substrate even when the semiconductor substrate such as a silicon wafer is polished in combination with abrasive grains.

本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、溶媒の存在下でヒドロキシエチルセルロースとアルデヒド類とを反応させて得られる疎水化ヒドロキシエチルセルロース及び前記溶媒を含む組成物から、特定の熱履歴で乾燥することにより得られる疎水化ヒドロキシエチルセルロースを、砥粒と組み合わせて被研磨体を研磨すると、研磨精度を向上できることを見いだし、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have made it possible to obtain specific heat from a composition containing hydrophobized hydroxyethyl cellulose obtained by reacting hydroxyethyl cellulose and aldehydes in the presence of a solvent and the solvent. It has been found that when the object to be polished is polished by combining the hydrophobized hydroxyethyl cellulose obtained by drying with a history and the abrasive grains, the polishing accuracy can be improved, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明の疎水化ヒドロキシエチルセルロースの製造方法は、溶媒の存在下でヒドロキシエチルセルロースとアルデヒド類とを反応させて疎水化ヒドロキシエチルセルロース及び前記溶媒を含む組成物を得る疎水化工程、下記条件(1)及び(2)から選択される少なくとも1つの条件で前記組成物から前記溶媒を除去して疎水化ヒドロキシエチルセルロースを得る乾燥工程を含む。   That is, the method for producing hydrophobized hydroxyethyl cellulose according to the present invention comprises a hydrophobizing step of reacting hydroxyethyl cellulose and aldehydes in the presence of a solvent to obtain hydrophobized hydroxyethyl cellulose and a composition containing the solvent, the following conditions (1 And (2) removing the solvent from the composition under at least one condition selected from (2) to obtain a hydrophobized hydroxyethyl cellulose.

条件(1):疎水化ヒドロキシエチルセルロースの最高到達温度αが65℃未満である
条件(2):疎水化ヒドロキシエチルセルロースの温度と加熱時間とから算出される熱量パラメータβが2500℃・min以下である。
Condition (1): Maximum reaching temperature α of hydrophobized hydroxyethyl cellulose is less than 65 ° C. Condition (2): Calorific parameter β calculated from temperature and heating time of hydrophobized hydroxyethyl cellulose is 2500 ° C. · min or less .

前記疎水化HECの製造方法は、疎水化工程で得られた疎水化HECを加水分解することなく、乾燥工程に供してもよい。前記アルデヒド類の割合は、HEC100重量部に対して1重量部以下であってもよい。前記アルデヒド類はジアルデヒド(特にグリオキサール)であってもよい。前記疎水化HECの製造方法は、疎水化工程の前工程として、固有粘度2〜6dl/gを有するセルロースをアルセル化し、生成したアルカリセルロースとエチレンオキサイドとを反応させ、得られたHECを含む反応混合物を中和するHEC生成工程をさらに含んでいてもよい。   The method for producing the hydrophobized HEC may be subjected to a drying step without hydrolyzing the hydrophobized HEC obtained in the hydrophobization step. The proportion of the aldehyde may be 1 part by weight or less with respect to 100 parts by weight of HEC. The aldehydes may be dialdehydes (especially glyoxal). In the method for producing the hydrophobized HEC, as a step prior to the hydrophobization step, a cellulose having an intrinsic viscosity of 2 to 6 dl / g is subjected to alcoholization, the produced alkali cellulose is reacted with ethylene oxide, and a reaction including the obtained HEC It may further include an HEC generation step of neutralizing the mixture.

本発明には、砥粒と組み合わせて被研磨体を研磨するための研磨助剤であって、アルデヒド類で疎水化され、かつ前記アルデヒド類を0.3重量%以下の割合で含む疎水化HECからなる研磨助剤も含まれる。前記疎水化HEC中の水に対する不溶物の割合が1000重量ppm以下であってもよい。前記疎水化HECの重量平均分子量は3×10〜100×10程度であってもよい。前記疎水化HECの平均置換度は0.5〜2.5程度であってもよい。前記疎水化HECの水分含量は10重量%以下であってもよい。前記疎水化HECの1重量%水溶液における25℃での粘度が2000cps以下であってもよい。 In the present invention, it is a polishing aid for polishing an object to be polished in combination with abrasive particles, which is hydrophobized with an aldehyde and which contains the aldehyde in a proportion of 0.3% by weight or less Abrasive assistants are also included. The ratio of insoluble matter to water in the hydrophobized HEC may be 1000 ppm by weight or less. The weight average molecular weight of the hydrophobized HEC may be about 3 × 10 4 to 100 × 10 4 . The average degree of substitution of the hydrophobized HEC may be about 0.5 to 2.5. The water content of the hydrophobized HEC may be 10% by weight or less. The viscosity at 25 ° C. in a 1% by weight aqueous solution of the hydrophobized HEC may be 2000 cps or less.

なお、本明細書及び特許請求の範囲において、「疎水化HEC」とは、アルデヒド類で処理(又は架橋)されたHECを意味し、アルデヒド類で緩く又は弱く架橋されていてもよい。   In the present specification and claims, “hydrophobicized HEC” means HEC treated (or crosslinked) with aldehydes, and may be loosely or weakly crosslinked with aldehydes.

本発明では、溶媒の存在下でHECとアルデヒド類とを反応させて得られる疎水化HECを含む組成物を特定の熱履歴で乾燥することにより得られる乾燥疎水化用HECを、研磨砥粒と組み合わせて被研磨体を研磨するため、研磨精度を向上できる。特に、研磨砥粒と組み合わせてシリコンウェハなどの半導体基板を研磨しても半導体基板の表面に欠陥が発生するのを抑制できる。   In the present invention, a dry hydrophobizing HEC obtained by drying a composition containing hydrophobized HEC obtained by reacting HEC with an aldehyde in the presence of a solvent with a specific heat history is used as abrasive grains and abrasive grains. The polishing accuracy can be improved because the object to be polished is polished in combination. In particular, even when a semiconductor substrate such as a silicon wafer is polished in combination with abrasive grains, generation of defects on the surface of the semiconductor substrate can be suppressed.

[疎水化ヒドロキシエチルセルロースの製造方法]
本発明の疎水化HECの製造方法は、溶媒の存在下でHECとアルデヒド類とを反応させて疎水化HECを含む液状組成物を得る疎水化工程、特定の条件で前記液状組成物を乾燥させて疎水化HECを得る乾燥工程を含んでいればよいが、疎水化工程の前工程として、HEC生成工程をさらに含んでいてもよい。
[Method for producing hydrophobized hydroxyethyl cellulose]
In the method for producing hydrophobized HEC of the present invention, a hydrophobization step of reacting HEC with aldehydes in the presence of a solvent to obtain a liquid composition containing hydrophobized HEC, drying the liquid composition under specific conditions The drying step may be performed to obtain the hydrophobized HEC, but the HEC generation step may be further included as a step prior to the hydrophobization step.

(HEC生成工程)
HEC生成工程では、セルロースをアルセル化し、生成したアルカリセルロースとエチレンオキサイドとを反応させ、得られたヒドロキシエチルセルロースを含む反応混合物を中和してもよい。
(HEC generation process)
In the HEC production step, the cellulose may be subjected to aceleration, the produced alkali cellulose and ethylene oxide may be reacted, and the reaction mixture containing the obtained hydroxyethyl cellulose may be neutralized.

セルロースとしては、材質がβ−1,4−グルカン構造を有する多糖類で形成されていればよい。セルロースの形状は、粉粒状、繊維状などであってもよく、通常、繊維状である。繊維状セルロースとしては、例えば、高等植物由来のセルロース繊維(例えば、木材繊維(針葉樹、広葉樹などの木材パルプなど)、竹繊維、サトウキビ繊維、種子毛繊維(例えば、コットンリンター、ボンバックス綿、カポックなど)、ジン皮繊維(例えば、麻、コウゾ、ミツマタなど)、葉繊維(例えば、マニラ麻、ニュージーランド麻など)などの天然セルロース繊維(パルプ繊維)など)、動物由来のセルロース繊維(例えば、ホヤセルロースなど)、バクテリア由来のセルロース繊維(例えば、ナタデココに含まれるセルロースなど)などが挙げられる。これらのセルロースは、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。   As a cellulose, the material should just be formed with the polysaccharide which has a (beta) -1, 4- glucan structure. The shape of the cellulose may be particulate, fibrous or the like, and is usually fibrous. Examples of fibrous cellulose include cellulose fibers derived from higher plants (for example, wood fibers (such as softwoods and wood pulp such as hardwoods), bamboo fibers, sugar cane fibers, seed hair fibers (for example, cotton linters, bombax cotton, kapok Etc.), ginseng fibers (eg hemp, kozo, mitsumata etc.), natural cellulose fibers (pulp fibers) such as leaf fibers (eg manila hemp, New Zealand hemp etc), cellulose fibers of animal origin (eg Etc.), cellulose fibers derived from bacteria (eg, cellulose contained in nata de coco). These celluloses can be used alone or in combination of two or more.

セルロースの固有粘度(Intrinsic viscosity)は、例えば2〜6dl/g、好ましくは2.5〜5.5dl/g(例えば3〜5dl/g)、さらに好ましくは3.2〜4.5dl/g(特に3.3〜4.3dl/g)程度である。固有粘度が小さすぎると、水に対する溶解性が強すぎるの虞があり、逆に大きすぎると、水に対する溶解性が弱すぎる虞がある。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、固有粘度は、JIS P8215:1998 A法に準拠して測定できる。   The intrinsic viscosity (intrinsic viscosity) of the cellulose is, for example, 2 to 6 dl / g, preferably 2.5 to 5.5 dl / g (eg, 3 to 5 dl / g), and more preferably 3.2 to 4.5 dl / g In particular, it is about 3.3 to 4.3 dl / g). If the intrinsic viscosity is too small, the solubility in water may be too strong, and if it is too large, the solubility in water may be too weak. In the present specification and claims, the intrinsic viscosity can be measured in accordance with JIS P8215: 1998 A.

アルセル化では、慣用のスラリー法(高液倍率法)やニーダー法(低液倍率法)などの種々の方法を用いて、前記セルロースとアルカリとを反応させてアルカリセルロースを生成する。アルカリとしては、例えば、アルカリ金属(リチウム、カリウム、ナトリウム、ルビジウム、セシウムなど)の水酸化物、アルカリ土類金属(マグネシウム、カルシウム、バリウムなど)の水酸化物、アンモニアなどが挙げられる。これらのアルカリのうち、アルカリ金属水酸化物(特に水酸化ナトリウム)が汎用される。   In the alsification, alkali cellulose is produced by reacting the above-mentioned cellulose and alkali using various methods such as a conventional slurry method (high liquid power method) or a kneader method (low liquid power method). Examples of the alkali include hydroxides of alkali metals (lithium, potassium, sodium, rubidium, cesium and the like), hydroxides of alkaline earth metals (magnesium, calcium, barium and the like), ammonia and the like. Among these alkalis, alkali metal hydroxides (especially sodium hydroxide) are widely used.

アルカリ(水酸化ナトリウムなど)の割合は、セルロース100重量部に対して、例えば10〜100重量部、好ましくは15〜70重量部、さらに好ましくは20〜50重量部程度である。   The proportion of the alkali (sodium hydroxide or the like) is, for example, about 10 to 100 parts by weight, preferably about 15 to 70 parts by weight, and more preferably about 20 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cellulose.

アルセル化は、溶媒の存在下で行ってもよい。溶媒としては、水性溶媒が好ましく、例えば、水、アルコール類(エタノール、イソプロパノール、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、t−ブチルアルコールなど)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)、環状エーテル類(テトラヒドロフラン、ジオキサンなど)、セロソルブ類(メチルセロソルブ、エチルセロソルブなど)などが例示できる。これらの溶媒は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの溶媒のうち、水、アルコール類が汎用され、t−ブチルアルコールなどのアルコール類を主溶媒として含むのが好ましい。   Alcification may be performed in the presence of a solvent. As the solvent, an aqueous solvent is preferable. For example, water, alcohols (ethanol, isopropanol, butyl alcohol, isobutyl alcohol, t-butyl alcohol etc.), ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone etc.), cyclic ethers ( Tetrahydrofuran, dioxane and the like), cellosolves (methyl cellosolve, ethyl cellosolve and the like) and the like can be exemplified. These solvents can be used alone or in combination of two or more. Among these solvents, water and alcohols are generally used, and alcohols such as t-butyl alcohol are preferably contained as main solvents.

セルロース濃度は、例えば1〜20重量%、好ましくは2〜15重量%、さらに好ましくは3〜10重量%程度である。   The cellulose concentration is, for example, about 1 to 20% by weight, preferably about 2 to 15% by weight, and more preferably about 3 to 10% by weight.

アルセル化は、例えば10〜50℃(特に15〜40℃)程度の温度で、攪拌しながら、反応させてもよい。反応時間は5分〜2時間(特に1時間〜2時間)程度である。   Alcification may be reacted, for example, at a temperature of about 10 to 50 ° C. (particularly 15 to 40 ° C.) with stirring. The reaction time is about 5 minutes to 2 hours (particularly, 1 hour to 2 hours).

エチレンオキサイド(酸化エチレン)の割合は、生成したアルカリセルロースの原料であるセルロース100重量部に対して、例えば10〜300重量部、好ましくは30〜200重量部、さらに好ましくは50〜150重量部(特に50〜100重量部)程度である。   The ratio of ethylene oxide (ethylene oxide) is, for example, 10 to 300 parts by weight, preferably 30 to 200 parts by weight, and more preferably 50 to 150 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of cellulose which is a raw material of the produced alkali cellulose. In particular, it is about 50 to 100 parts by weight.

アルカリセルロースとエチレンオキサイドとの混合温度は、反応を均一に進行できる点から、5〜30℃(特に10〜25℃)程度であり、混合時間は、5分〜2時間(特に5分〜1時間)程度である。   The mixing temperature of the alkali cellulose and ethylene oxide is about 5 to 30 ° C. (especially 10 to 25 ° C.) from the point that the reaction can proceed uniformly, and the mixing time is 5 minutes to 2 hours (especially 5 minutes to 1 hour). Time) degree.

アルカリセルロースとエチレンオキサイドとの反応温度は、例えば35〜90℃、好ましくは40〜90℃、さらに好ましくは50〜85℃(特に50〜80℃)程度である。反応時間は、例えば1〜15時間、好ましくは1.5〜10時間、さらに好ましくは2〜5時間程度である。   The reaction temperature of the alkali cellulose and ethylene oxide is, for example, 35 to 90 ° C., preferably 40 to 90 ° C., and more preferably 50 to 85 ° C. (particularly 50 to 80 ° C.). The reaction time is, for example, about 1 to 15 hours, preferably about 1.5 to 10 hours, and more preferably about 2 to 5 hours.

得られたヒドロキシエチルセルロースを含む反応混合物(通常、液状組成物)を中和するための酸としては、プロトン酸、例えば、無機酸(例えば、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸など)、有機酸(例えば、カルボン酸、スルホン酸など)などが挙げられる。これらの酸のうち、硝酸などの無機酸が汎用される。酸の割合は、混合物のpHが弱酸性、例えば3.5〜6.5、好ましくは4〜6、さらに好ましくは4.3〜5.5(特に4.5〜5)程度に調整できる割合であればよい。   As an acid for neutralizing the reaction mixture (usually, liquid composition) containing the obtained hydroxyethyl cellulose, protonic acids, for example, inorganic acids (for example, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid etc.), organic acids (for example, For example, carboxylic acid, sulfonic acid and the like can be mentioned. Among these acids, inorganic acids such as nitric acid are widely used. The proportion of the acid is such that the pH of the mixture can be adjusted to, for example, 3.5 to 6.5, preferably 4 to 6, more preferably 4.3 to 5.5 (particularly 4.5 to 5). If it is

(疎水化工程)
疎水化工程(架橋工程)では、溶媒の存在下でHECとアルデヒド類とを反応させて疎水化HECを得る。疎水化工程では、HECの親水性基(通常、ヒドロキシル基)とアルデヒド類とを反応させることにより、HECを疎水化し、かつ架橋することができ、HECの水性溶媒(特に水)に対する溶解性を低減できる。そのため、疎水化HECを研磨助剤などに利用しても、水溶液中で疎水化HECが凝集してダマ(ママコ)を形成するのを抑制できる。これに対して、疎水化されてないHECでは、粉末状で水に添加すると、水に対する溶解性が高すぎるため、水との接触面が直ちに溶解することによりゲル状の層を形成してダマとなり、取り扱い性が低下し易い。
(Hydrophobization process)
In the hydrophobization step (crosslinking step), HEC is reacted with an aldehyde in the presence of a solvent to obtain hydrophobized HEC. In the hydrophobization step, HEC can be hydrophobized and crosslinked by reacting the hydrophilic group (usually hydroxyl group) of HEC with aldehydes, and the solubility of HEC in aqueous solvent (especially water) It can be reduced. Therefore, even when hydrophobized HEC is used as a polishing aid or the like, aggregation of hydrophobized HEC in an aqueous solution to form lumps (mammako) can be suppressed. On the other hand, in the case of HEC which is not hydrophobized, when it is added to water in powder form, its solubility in water is too high, so the contact surface with water immediately dissolves to form a gel-like layer and Thus, the handling is likely to be reduced.

アルデヒド類としては、例えば、モノアルデヒド(ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、グリセリンアルデヒドなど)、ポリアルデヒド[グリオキサール(シュウ酸アルデヒド又はエタンジアール)、マロンアルデヒド(プロパンジアール)、スクシンアルデヒド(ブタンジアール)、グルタルアルデヒド、アジピンアルデヒド、オクタンジアルデヒド、フタルアルデヒドなどのジアルデヒド;トリホルミルメタン、トリホルミルエタンなどのトリアルデヒドなど]などが挙げられる。これらのアルデヒド類は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらのアルデヒド類のうち、ジアルデヒドが好ましく、グリオキサールが特に好ましい。   As aldehydes, for example, monoaldehyde (formaldehyde, acetaldehyde, butyraldehyde, isobutyraldehyde, glyceraldehyde etc.), polyaldehyde [glyoxal (oxalic acid aldehyde or ethanedial), malonaldehyde (propanedial), succinaldehyde (butanedial) And dialdehydes such as glutaraldehyde, adipinaldehyde, octanedialdehyde and phthalaldehyde; and trialdehydes such as triformylmethane and triformylethane]. These aldehydes can be used alone or in combination of two or more. Of these aldehydes, dialdehydes are preferred, and glyoxal is particularly preferred.

アルデヒド類(特にグリオキサールなどのジアルデヒド)の割合は、HEC100重量部に対して、例えば5重量部以下(特に1重量部以下)であってもよく、例えば0.05〜1重量部、好ましくは0.1〜0.8重量部、さらに好ましくは0.3〜0.8重量部(特に0.5〜0.7重量部)程度である。アルデヒド類の割合が少なすぎると、親水性が高すぎる虞があり、多すぎると、架橋が進行し過ぎて水系での使用が困難となる虞がある。   The proportion of aldehydes (in particular, dialdehydes such as glyoxal) may be, for example, 5 parts by weight or less (particularly, 1 part by weight or less) with respect to 100 parts by weight of HEC, for example, 0.05 to 1 part by weight, preferably The amount is about 0.1 to 0.8 parts by weight, and more preferably about 0.3 to 0.8 parts by weight (particularly 0.5 to 0.7 parts by weight). If the proportion of aldehydes is too small, there is a possibility that the hydrophilicity is too high, and if too large, crosslinking proceeds too much, which may make it difficult to use in aqueous systems.

溶媒としては、前記HEC生成工程のアルセル化工程の溶媒として例示された溶媒を利用でき、好ましい態様も同様である。溶媒は、HEC生成工程で使用した溶媒であってもよく、新たに添加して溶媒であってもよい。HEC濃度は、例えば1〜20重量%、好ましくは2〜15重量%、さらに好ましくは3〜10重量%程度である。   As a solvent, a solvent exemplified as a solvent for the acetalization step of the HEC generation step can be used, and preferred embodiments are also the same. The solvent may be the solvent used in the HEC generation step, or may be a solvent newly added. The HEC concentration is, for example, about 1 to 20% by weight, preferably about 2 to 15% by weight, and more preferably about 3 to 10% by weight.

疎水化反応は、例えば10〜50℃(特に15〜40℃)程度の温度で、攪拌しながら、反応させてもよい。反応時間は10分〜3時間(特に30分〜2時間)程度である。   The hydrophobization reaction may be reacted, for example, at a temperature of about 10 to 50 ° C. (particularly 15 to 40 ° C.) with stirring. The reaction time is about 10 minutes to 3 hours (particularly, 30 minutes to 2 hours).

(乾燥工程)
乾燥工程では、得られた疎水化HEC及び溶媒を含む組成物(通常、液状組成物)から、特定の熱履歴(熱負荷)で溶媒を除去することにより、乾燥工程においてアルデヒド類による架橋構造が変化するのを抑制できる。アルデヒド類による架橋構造が変化すると、疎水化HECでの水に対する溶解性が低下しすぎて、研磨助剤として利用した場合に被研磨体の表面に欠陥が発生し易くなる。特定の熱履歴で溶媒を除去することにより、疎水化HECが適度な水溶解性を発現するメカニズムの詳細は不明であるが、疎水化工程によってアルデヒド類がアセタール結合などにより架橋された疎水化HECは、水に混合した当初は、適度な疎水性を示し、疎水化HECが凝集するのを抑制するとともに、溶解性が向上するのに対し、熱負荷が大きすぎると、架橋構造が変化し、不溶物となるためであると推定できる。
(Drying process)
In the drying step, the solvent is removed from the obtained composition (usually a liquid composition) containing the hydrophobized HEC and the solvent with a specific heat history (heat load), whereby the crosslinked structure with aldehydes is obtained in the drying step. It is possible to suppress the change. When the cross-linked structure by the aldehydes is changed, the solubility in water of the hydrophobized HEC is too low, and when it is used as a polishing aid, defects are easily generated on the surface of the workpiece. Although the details of the mechanism by which hydrophobized HEC expresses appropriate water solubility by removing the solvent with a specific heat history is unclear, hydrophobized HEC in which aldehydes are cross-linked by acetal bond etc. in the hydrophobization process. In the beginning, when mixed with water, it shows appropriate hydrophobicity, suppresses aggregation of hydrophobized HEC, and improves solubility, whereas when the heat load is too large, the cross-linked structure changes, It can be estimated that it is because it becomes insoluble matter.

本発明では、疎水化工程で得られた疎水化HECは、加水分解することなく、乾燥工程に供される。   In the present invention, the hydrophobized HEC obtained in the hydrophobization step is subjected to a drying step without hydrolysis.

乾燥工程では、生産性の点から、通常、加熱により前記組成物から溶媒を除去する。さらに、前記組成物が液状組成物である場合、加熱処理の前に、生産性の点から、通常、液状組成物から一部の溶媒を脱液処理し、疎水化HEC及び残部の溶媒を含む組成物(固体状又はゲル状組成物)を調製した後、得られた組成物が加熱処理に供される。   In the drying step, from the viewpoint of productivity, the solvent is usually removed from the composition by heating. Furthermore, when the composition is a liquid composition, from the viewpoint of productivity, a part of the solvent is usually removed from the liquid composition prior to the heat treatment to contain the hydrophobized HEC and the remaining solvent. After preparing the composition (solid or gel composition), the composition obtained is subjected to a heat treatment.

脱液処理では、濾過などの慣用の方法で液状組成物から、一部の溶媒を除去してもよい。さらに、脱液処理では、疎水化HECを精製するための洗浄処理と組み合わせてもよい。例えば、脱液処理に供した固体状組成物を、水性溶媒中に添加して攪拌した後、攪拌後の液状組成物から濾過などの慣用の方法で一部の溶媒をさらに除去する洗浄処理に供してもよい。さらに、洗浄処理は、複数回繰り返してもよい。   In the liquid removal treatment, part of the solvent may be removed from the liquid composition by a conventional method such as filtration. Furthermore, the drainage process may be combined with a washing process for purifying hydrophobized HEC. For example, a solid composition subjected to a liquid removal treatment is added to an aqueous solvent and stirred, and then the liquid composition after stirring is subjected to a washing treatment for further removing a part of the solvent by a conventional method such as filtration. You may use it. Furthermore, the washing process may be repeated multiple times.

洗浄処理で用いる水性溶媒としては、前記HEC生成工程のアルセル化工程の溶媒として例示された溶媒を利用できる。前記溶媒のうち、水やケトン類などが汎用され、アセトンななどのケトン類を主溶媒として含む溶媒が好ましい。   As an aqueous solvent used in the washing treatment, a solvent exemplified as a solvent for the alcification step of the HEC forming step can be used. Among the above solvents, water, ketones and the like are widely used, and solvents containing ketones such as acetone as a main solvent are preferable.

脱液処理(及び洗浄処理)された組成物中の水分の割合(水分含量)は、例えば20〜80重量%、好ましくは30〜70重量%、さらに好ましくは40〜60重量%程度である。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、脱液された組成物中の水分含量は、ハロゲン水分計などを用いて測定できる。   The proportion of water (water content) in the composition subjected to liquid removal treatment (and washing treatment) is, for example, about 20 to 80% by weight, preferably about 30 to 70% by weight, and more preferably about 40 to 60% by weight. In the present specification and claims, the water content in the drained composition can be measured using a halogen moisture meter or the like.

加熱処理の方法としては、乾燥器を用いた慣用の方法を利用できる。乾燥器としては、例えば、材料静置型乾燥器(例えば、回分式箱型乾燥器など)、材料移送型乾燥器(トンネル乾燥器、通気バソド乾燥器、ノズルジェット乾燥器、通気竪型乾燥器など)、材料攪拌型乾燥器(例えば、円筒及び溝型攪拌乾燥器、捏和乾燥器、円盤乾燥器、回転乾燥器、水蒸気管付き回転乾燥器、通気回転乾燥器などの流動層乾燥器、円錐型乾燥器、振動輸送乾燥器など)、熟風移送型乾燥器(例えば、噴霧乾燥器、気流乾燥器など)、円筒乾燥器(例えば、ドラム乾燥器、多円筒乾燥器など)、赤外線乾燥器、凍結乾燥器、高周波乾燥器などが挙げられる。乾燥機内の製品の付着が少ない材料移送型乾燥器が好ましい。   As a method of heat treatment, a conventional method using a drier can be used. As the drier, for example, a material static drier (for example, a batch box drier etc.), a material transfer drier (tunnel drier, ventilated bath drier, nozzle jet drier, vented air drier etc) ), Material stirring type driers (eg, cylindrical and groove type stirring driers, kneading driers, disc driers, disc driers, rotary driers, rotary driers with steam tubes, fluidized bed driers such as through-flow rotary driers, cones) Type dryer, vibratory transport dryer, etc.), mid-air transfer type dryer (eg, spray dryer, flash dryer, etc.), cylindrical dryer (eg, drum dryer, multiple cylindrical dryer, etc.), infrared dryer , Lyophilizer, high frequency dryer and the like. It is preferable to use a material transfer type drier with less adhesion of products in the drier.

加熱温度は、後述する熱履歴(最高到達温度α及び熱量パラメータβ)を充足する限り、特に限定されず、35℃以上(例えば35〜150℃)であってもよく、例えば40〜120℃、好ましくは45〜100℃、さらに好ましくは50〜90℃程度である。加熱時間は、加熱温度に応じて、1分〜10時間程度の範囲から適宜選択でき、例えば2分〜8時間、好ましくは3分〜5時間程度であり、架橋の調整と生産性とを両立できる点から、10分〜4時間(特に1〜3時間)程度であってもよい。   The heating temperature is not particularly limited as long as it satisfies the heat history (maximum attainable temperature α and thermal energy parameter β) described later, and may be 35 ° C. or more (eg 35 to 150 ° C.), for example 40 to 120 ° C. Preferably it is 45-100 degreeC, More preferably, it is about 50-90 degreeC. The heating time can be appropriately selected from the range of about 1 minute to 10 hours depending on the heating temperature, for example, about 2 minutes to 8 hours, preferably about 3 minutes to 5 hours, and both the adjustment of crosslinking and productivity can be achieved. It may be about 10 minutes to 4 hours (particularly, 1 to 3 hours) from the point of being able to.

加熱処理は、加圧下、常圧下、減圧下のいずれで処理してもよいが、熱負荷を低減しつつ溶媒を除去できる点から、常圧下又は減圧下で処理するのが好ましい。   The heat treatment may be carried out under pressure, normal pressure or reduced pressure, but it is preferable to perform treatment under normal pressure or reduced pressure from the viewpoint of being able to remove the solvent while reducing the heat load.

本発明では、乾燥工程において、下記条件(1)及び(2)から選択される少なくとも1つの条件で前記液状組成物から前記溶媒を除去する。すなわち、本発明では、疎水化HECの熱履歴として、最高到達温度α及び熱量パラメータβを下記の範囲に調整することにより、アルデヒド類による適度な架橋を実現できる。   In the present invention, in the drying step, the solvent is removed from the liquid composition under at least one condition selected from the following conditions (1) and (2). That is, in the present invention, appropriate crosslinking by aldehydes can be realized by adjusting the maximum reaching temperature α and the heat quantity parameter β to the following ranges as the heat history of the hydrophobized HEC.

条件(1):疎水化HECの最高到達温度αが65℃未満である
条件(2):疎水化HECの温度と加熱時間とから算出される熱量パラメータβが2500℃・min以下である。
Condition (1): Maximum reached temperature α of hydrophobized HEC is less than 65 ° C. Condition (2): Calorific parameter β calculated from the temperature of hydrophobized HEC and heating time is 2500 ° C. · min or less.

条件(1)では、疎水化HECの最高到達温度αが65℃未満であればよいが、架橋の程度を調整し易く、かつ生産性にも優れる点から、例えば20℃以上65℃未満、好ましくは25〜63℃(例えば35〜60℃)、さらに好ましくは40〜55℃(特に45〜50℃)程度である。   Under the condition (1), the maximum reaching temperature α of the hydrophobized HEC may be less than 65 ° C., but it is easy to adjust the degree of crosslinking and excellent in productivity, for example, 20 ° C. or more and less than 65 ° C. Is about 25 to 63 ° C. (eg, 35 to 60 ° C.), and more preferably about 40 to 55 ° C. (particularly 45 to 50 ° C.).

本明細書及び特許請求の範囲において、最高到達温度αとは、乾燥工程において、疎水化HECの表面温度(以下「品温」と称する)が最も高くなった時点の温度を意味する。疎水化HECの品温は、例えば、温度計や熱電対などの温度センサを用いて、疎水化HEC集合体の内部の温度を測定することにより求めることができる。   In the present specification and claims, the maximum temperature α means a temperature at which the surface temperature of the hydrophobized HEC (hereinafter referred to as “material temperature”) becomes the highest in the drying step. The product temperature of the hydrophobized HEC can be determined, for example, by measuring the temperature inside the hydrophobized HEC assembly using a temperature sensor such as a thermometer or a thermocouple.

条件(2)では、疎水化HECの熱量パラメータβが2500℃・min以下であればよいが、架橋の程度を調整し易く、かつ生産性にも優れる点から、例えば30〜2500℃・min、好ましくは50〜2000℃・min、さらに好ましくは75〜1500℃・min(特に300〜1000℃・min)程度であってもよく、さらに最高到達温度αが低めの値である場合、熱量パラメータβを高めに調整すると、架橋の程度と生産性とを高度に両立でき、例えば1500〜2500℃・min(特に2000〜2500℃・min)程度であってもよい。   In the condition (2), the heat quantity parameter β of the hydrophobized HEC may be 2500 ° C. · min or less, but from the viewpoint of easy adjustment of the degree of crosslinking and excellent productivity, for example, 30 to 2500 ° C. · min, The thermal energy parameter β may be preferably 50 to 2000 ° C. · min, more preferably 75 to 1500 ° C. · min (especially 300 to 1000 ° C. · min), and further, if the maximum reaching temperature α is a lower value. The degree of crosslinking and the productivity can be highly compatible, and may be, for example, about 1500 to 2500 ° C. · min (in particular, about 2000 to 2500 ° C. · min).

本明細書及び特許請求の範囲において、熱量パラメータβとは、温度と時間との積として算出されるパラメータであり、前記時間は、疎水化HECの品温が40℃以上に到達した以降の時間であり、前記温度は、疎水化HECの品温から40℃を減じた温度である。典型的には、熱量パラメータβは、次式:
β=∫a〜b{f(t)−40}dt
により算出され得る。上記式中、f(t)は、乾燥工程における疎水化HECの品温T(℃)を縦軸とし、時間t(min)を横軸としたときのグラフにおいて、疎水化HECの品温Tの推移を示す関数である。a〜bは積分区間であり、ここでは疎水化HECの品温Tが40℃以上となっているときの区間である。すなわち、疎水化HECの品温Tが40℃以上となっているときの区間a≦t≦bにおいて、T=f(t)及びT=40の関数に囲まれた部分の面積を熱量パラメータβとして算出する。
In the present specification and claims, the calorific parameter β is a parameter calculated as the product of temperature and time, and the time is the time after the material temperature of the hydrophobized HEC reaches 40 ° C. or more. The temperature is a temperature obtained by subtracting 40 ° C. from the substance temperature of the hydrophobized HEC. Typically, the thermal parameter β is:
β = ∫ a ̃b {f (t) −40} dt
It can be calculated by In the above equation, f (t) is the product temperature T (° C.) of the hydrophobized HEC in the drying step as the ordinate and the time t (min) as the abscissa, the product temperature T of the hydrophobized HEC Is a function that indicates the transition of Reference symbols a to b denote integration intervals, which are intervals when the product temperature T of the hydrophobized HEC is 40 ° C. or higher. That is, in the section a ≦ t ≦ b when the product temperature T of the hydrophobized HEC is 40 ° C. or higher, the area of the portion surrounded by the functions T = f (t) and T = 40 is the heat quantity parameter β Calculated as

なお、本発明では、前記条件(1)及び(2)のいずれかを充足すればよく、条件(1)を充足する場合は、熱量パラメータβは、例えば2500℃・minを超えて6000℃・min、好ましくは2800〜5000℃・min、さらに好ましくは3000〜4500℃・min程度であってもよく、逆に、条件(2)を充足する場合は、最高到達温度αは、例えば65〜150℃、好ましくは70〜120℃、さらに好ましくは80〜120℃程度であってもよいが、架橋の制御と生産性とを高度に両立できる点から、条件(1)及び(2)の双方を充足するのが特に好ましい。   In the present invention, when either of the conditions (1) and (2) is satisfied, and the condition (1) is satisfied, the heat quantity parameter β is, for example, over 2500 ° C. · min and 6000 ° C. ··· The temperature may be about min, preferably about 2800 to 5000 ° C. · min, more preferably about 3000 to 4500 ° C. · min, and conversely, when the condition (2) is satisfied, the maximum reach temperature α is, for example, 65 to 150 C., preferably 70 to 120.degree. C., and more preferably 80 to 120.degree. C., but both conditions (1) and (2) should be satisfied in terms of highly compatible control of crosslinking and productivity. It is particularly preferred to satisfy.

乾燥工程では、加熱処理された疎水化HEC中の水分の割合(水分含量)が20重量%未満(例えば10重量%以下、好ましくは5重量%以下、さらに好ましくは1重量%以下)となるように調整すればよい。また、疎水化HECは、必要に応じて、分級、粉砕等の処理に供してもよい。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、疎水化HEC中の水分含量は、乾燥減量法を用いて測定できる。   In the drying step, the proportion of water in the heat-treated hydrophobized HEC (water content) is less than 20% by weight (eg, 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less, more preferably 1% by weight or less) You can adjust it to In addition, the hydrophobized HEC may be subjected to processing such as classification, pulverization and the like, as necessary. In the present specification and claims, the water content in the hydrophobized HEC can be measured using the loss on drying method.

[疎水化ヒドロキシエチルセルロース又は研磨助剤]
前記方法で得られた疎水化HECは、疎水化HEC中の水分の割合(水分含量)は20重量%未満(例えば10重量%以下、好ましくは5重量%以下、さらに好ましくは1重量%以下)であればよく、例えば0.01〜18重量%、好ましくは0.1〜15重量%、さらに好ましくは0.3〜10重量%(特に0.5〜5重量%)程度である。
[Hydrophobicized hydroxyethyl cellulose or grinding aid]
In the hydrophobized HEC obtained by the above method, the proportion of water in the hydrophobized HEC (water content) is less than 20% by weight (for example, 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less, more preferably 1% by weight or less) For example, it is about 0.01 to 18% by weight, preferably 0.1 to 15% by weight, and more preferably 0.3 to 10% by weight (particularly 0.5 to 5% by weight).

前記疎水化HECは、アルデヒド類で疎水化されており、疎水化HEC中のアルデヒド類(特にグリオキサールなどのジアルデヒド)の割合は0.3重量%以下であってもよく、例えば0.03〜0.25重量%、好ましくは0.05〜0.2重量%、さらに好ましくは0.08〜0.15重量%(特に0.1〜0.13重量%)程度である。アルデヒド類の割合が少なすぎると、架橋の程度が小さすぎて、水中でダマになる虞があり、逆に多すぎると、架橋の程度が大きすぎて、水に対する溶解性が低下する虞がある。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、アルデヒド類の割合は、ヒドラジンで誘導体化した化合物を分光光度計で吸光度測定することにより評価できる。   The hydrophobized HEC is hydrophobized with aldehydes, and the proportion of aldehydes (particularly dialdehyde such as glyoxal) in the hydrophobized HEC may be 0.3% by weight or less, for example, 0.03 to It is about 0.25 wt%, preferably about 0.05 to 0.2 wt%, and more preferably about 0.08 to 0.15 wt% (particularly about 0.1 to 0.13 wt%). If the proportion of aldehydes is too small, the degree of crosslinking may be too small to cause lumps in water. On the contrary, if the proportion is too large, the degree of crosslinking may be too large to lower the solubility in water. . In the present specification and claims, the proportion of aldehydes can be evaluated by measuring the absorbance of a compound derivatized with hydrazine with a spectrophotometer.

前記疎水化HECは、エチレンオキサイドの平均モル置換度(MS)が1.5〜7程度の範囲から選択でき、例えば1.55〜6、好ましくは1.6〜5、さらに好ましくは1.7〜3(特に1.8〜2.5)程度である。MSが小さすぎると、水に対する溶解性が低下する虞があり、逆に多すぎると、水に対する溶解性が大きくなりすぎて、水中でダマになる虞がある。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、MSは、核磁気共鳴装置(NMR)を用いてで測定できる。   The hydrophobized HEC can be selected from the range of an average molar substitution (MS) of ethylene oxide of about 1.5 to 7, for example, 1.55 to 6, preferably 1.6 to 5, and more preferably 1.7. It is about -3 (especially 1.8-2.5). If the MS is too small, the solubility in water may be reduced, and on the contrary, if the MS is too large, the solubility in water may be too large to result in lumps in water. In the present specification and claims, MS can be measured using a nuclear magnetic resonance apparatus (NMR).

前記疎水化HECの平均モル置換度(DS)は、例えば0.5〜2.5、好ましくは1〜2、さらに好ましくは1.1〜1.6(特に1.2〜1.4)程度である。DSが小さすぎると、水に対する溶解性が大きくなりすぎて、水中でダマになる虞があり、逆に多すぎると、水に対する溶解性が低下する虞がある。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、DSは、核磁気共鳴装置(NMR)を用いて測定できる。   The average molar degree of substitution (DS) of the hydrophobized HEC is, for example, about 0.5 to 2.5, preferably about 1 to 2, more preferably about 1.1 to 1.6 (particularly about 1.2 to 1.4). It is. If the DS is too small, the solubility in water may be too large to cause lumps in water. On the other hand, if it is too large, the solubility in water may be reduced. In the present specification and claims, DS can be measured using a nuclear magnetic resonance apparatus (NMR).

前記疎水化HECの重量平均分子量(Mw)は、例えば3×10〜200×10、好ましくは5×10〜70×10、さらに好ましくは10×10〜50×10(特に20×10〜30×10)程度である。前記疎水化HECのMwの上限値を小さくすることで研磨用組成物中の分散性が向上する。Mwの下限値を大きくすることで親水性が高まり、研磨面の濡れ性が向上できる。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)において、ポリエチレンオキサイド換算(水系)で測定できる。 The weight average molecular weight (Mw) of the hydrophobized HEC is, for example, 3 × 10 4 to 200 × 10 4 , preferably 5 × 10 4 to 70 × 10 4 , and more preferably 10 × 10 4 to 50 × 10 4 It is about 20 × 10 4 to 30 × 10 4 ). By decreasing the upper limit of the Mw of the hydrophobized HEC, the dispersibility in the polishing composition is improved. By increasing the lower limit value of Mw, the hydrophilicity is enhanced, and the wettability of the polished surface can be improved. In the present specification and claims, Mw can be measured in terms of polyethylene oxide (water system) in gel permeation chromatography (GPC).

前記疎水化HECの1重量%水溶液における粘度(25℃)は、例えば2000cps以下であり、例えば1〜1000cps、好ましくは3〜500cps(例えば5〜300cps)、さらに好ましくは10〜100cps(特に20〜60cps)程度である。粘度が大きすぎると、水に対する溶解性が低下する虞がある。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、粘度は、B型粘度計を用いて測定できる。   The viscosity (25 ° C.) of the hydrophobized HEC in a 1% by weight aqueous solution is, for example, 2000 cps or less, for example, 1 to 1000 cps, preferably 3 to 500 cps (eg 5 to 300 cps), more preferably 10 to 100 cps (especially 20 to 20 cps) 60 cps). If the viscosity is too high, the solubility in water may be reduced. In the present specification and claims, the viscosity can be measured using a B-type viscometer.

[研磨助剤及び研磨方法]
前記疎水化HECは、適度に架橋されており、水中でダマにならずに溶解するため、水中で砥粒と組み合わせて被研磨体を研磨するための研磨助剤として利用してもよい。
[Abrasive assistant and polishing method]
The hydrophobized HEC is appropriately crosslinked and dissolves in water without being damaged, and may be used as a polishing aid for polishing an object in combination with abrasive grains in water.

砥粒としては、慣用の砥粒を利用でき、有機粒子であってもよく、無機粒子であってもよいが、無機粒子が汎用される。無機粒子としては、シリカ粒子、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、酸化クロム粒子、二酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化マグネシウム粒子、二酸化マンガン粒子、酸化亜鉛粒子、ベンガラ粒子等の酸化物粒子;窒化ケイ素粒子、窒化ホウ素粒子等の窒化物粒子;炭化ケイ素粒子、炭化ホウ素粒子等の炭化物粒子;ダイヤモンド粒子;炭酸カルシウムや炭酸バリウム等の炭酸塩などが挙げられる。これらのうち、シリコンウェハなどの半導体基板では、シリカ粒子が汎用される。砥粒の平均粒径は5nm以上であってもよく、例えば5〜100nm、好ましくは10〜80nm、さらに好ましくは20〜50nm程度である。   As the abrasive grains, conventional abrasive grains can be used, which may be organic particles or inorganic particles, but inorganic particles are generally used. As the inorganic particles, silica particles, alumina particles, cerium oxide particles, chromium oxide particles, titanium dioxide particles, zirconium oxide particles, magnesium oxide particles, manganese dioxide particles, zinc oxide particles, oxide particles such as bengara particles; silicon nitride particles And nitride particles such as boron nitride particles; carbide particles such as silicon carbide particles and boron carbide particles; diamond particles; and carbonates such as calcium carbonate and barium carbonate. Among these, silica particles are generally used in semiconductor substrates such as silicon wafers. The average particle size of the abrasive may be 5 nm or more, and is, for example, about 5 to 100 nm, preferably about 10 to 80 nm, and more preferably about 20 to 50 nm.

砥粒及び砥粒助剤を用いた研磨では、通常、砥粒、砥粒助剤及び水を含む研磨用組成物を研磨液として被研磨体を研磨する。砥粒の割合は、組成物中0.01〜10重量%(特に0.1〜1重量%)程度である。砥粒助剤の割合は、組成物中0.0001〜1重量%(特に0.01〜0.1重量%)程度である。   In the polishing using the abrasive grains and the abrasive grain assistant, the body to be polished is usually polished using a polishing composition containing the abrasive grains, the abrasive grain adjuvant and water as a polishing liquid. The proportion of abrasive grains is about 0.01 to 10% by weight (particularly 0.1 to 1% by weight) in the composition. The proportion of the abrasive grain assistant is about 0.0001 to 1% by weight (especially 0.01 to 0.1% by weight) in the composition.

研磨用組成物は、砥粒、砥粒助剤及び水に加えて、慣用の研磨助剤又は添加剤、例えば、塩基性化合物、水溶性高分子、界面活性剤、キレート剤、有機酸、有機酸塩、無機酸、無機酸塩、防腐剤、防カビ剤などを含んでいてもよい。   The polishing composition contains, in addition to the abrasive grains, abrasive grain assistant and water, conventional grinding assistants or additives, such as basic compounds, water-soluble polymers, surfactants, chelating agents, organic acids, organic acids, etc. Acid salts, inorganic acids, inorganic acid salts, preservatives, fungicides and the like may be included.

研磨用組成物は、種々の材質及び形状を有する被研磨体の研磨に利用できる。研磨体の材質としては、例えば、シリコン、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅、タンタル、チタン、ステンレス鋼等の金属もしくは半金属又はこれらの合金;石英ガラス、アルミノシリケートガラス、ガラス状カーボン等のガラス状物質;アルミナ、シリカ、サファイア、窒化ケイ素、窒化タンタル、炭化チタン等のセラミック材料;炭化ケイ素、窒化ガリウム、ヒ化ガリウム等の化合物半導体基板材料;ポリイミド樹脂等の樹脂材料などが挙げられる。これらのうち、シリコンが汎用される。   The polishing composition can be used to polish an object to be polished having various materials and shapes. The material of the polishing body is, for example, a metal or semimetal such as silicon, aluminum, nickel, tungsten, copper, tantalum, titanium, stainless steel, etc. or an alloy thereof; glassy such as quartz glass, aluminosilicate glass, glassy carbon, etc. Substances: Ceramic materials such as alumina, silica, sapphire, silicon nitride, tantalum nitride and titanium carbide; Compound semiconductor substrate materials such as silicon carbide, gallium nitride and gallium arsenide; Resin materials such as polyimide resin and the like. Among these, silicon is generally used.

研磨方法は、慣用の方法を利用でき、例えば、研磨液の存在下で、発泡ポリウレタンタイプ、不織布タイプ、スウェードタイプなどの研磨パッドを用いて研磨してもよい。   The polishing method may be a conventional method, and for example, polishing may be performed using a polishing pad of a foamed polyurethane type, non-woven type, suede type or the like in the presence of a polishing liquid.

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。   The present invention will be described in more detail based on examples given below, but the present invention is not limited by these examples.

未乾燥疎水化HECの合成例
滴下ロート、冷却コンデンサー、攪拌装置を備えた加熱兼冷却用ジャケット付き5Lセパラブルフラスコに、第三ブチルアルコール3.3L、水0.02L、水酸化ナトリウム67gを加えて混合し、この混合液に、固有粘度(Intrinsic viscosity)370ml/g(3.7dl/g)の木材パルプ244gを加え、攪拌下、20℃で60分間に亘りアルセル化反応を行った。なお、この反応の間、フラスコ内の液温を所定の範囲に維持するため、ジャケットに適宜冷水又は温水を供給した(以下同じ)。
Synthesis example of undried hydrophobized HEC To a heating and cooling jacketed 5L separable flask equipped with a dropping funnel, a cooling condenser, and a stirrer, add 3.3 L of tertiary butyl alcohol, 0.02 L of water, and 67 g of sodium hydroxide. The mixed solution was mixed with 244 g of wood pulp with an intrinsic viscosity of 370 ml / g (3.7 dl / g), and subjected to an alcification reaction under stirring at 20 ° C. for 60 minutes. In addition, in order to maintain the liquid temperature in a flask in a predetermined | prescribed range during this reaction, cold water or warm water was suitably supplied to the jacket (following the same).

なお、前記パルプの固有粘度は、JIS P8215:1998 A法に準拠して測定した。   In addition, the intrinsic viscosity of the said pulp was measured based on JISP8215: 1998 A method.

アルセル化反応の後、攪拌下、フラスコ内液温を20〜25℃に保ちつつ、酸化エチレン0.23Lを滴下ロートより15分かけて滴下し、滴下終了後に昇温し、フラスコ内温70〜75℃で3時間加熱攪拌を継続した。その後、攪拌下にフラスコ内液温を25℃まで冷却した後、反応スラリーを67.5%硝酸でpH4.7に中和した。   After the alcification reaction, 0.23 L of ethylene oxide is added dropwise from the dropping funnel over 15 minutes while keeping the solution temperature in the flask at 20 to 25 ° C. under stirring, and the temperature is raised after the dropping is completed, Heating and stirring were continued at 75 ° C. for 3 hours. Thereafter, the temperature in the flask was cooled to 25 ° C. with stirring, and the reaction slurry was neutralized to pH 4.7 with 67.5% nitric acid.

中和後、反応混合液にグリオキサール2.5mLを添加し、フラスコ内液温を20〜25℃に保ちつつ、50分間攪拌した後、反応スラリーを濾布で包み脱液した。   After neutralization, 2.5 mL of glyoxal was added to the reaction mixture and stirred for 50 minutes while maintaining the temperature in the flask at 20 to 25 ° C. The reaction slurry was wrapped with a filter cloth and drained.

脱液した疎水化HECを5Lポリプロピレン手付きビーカー(サイズ内径19cm×27cm)にいれ、水/アセトン混合液(濃度:アセトン約90%溶液、液量:約3.0L)を加え、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で被覆した攪拌棒(直径8mm×長さ400mm)で回転数350rpm、20分攪拌し、上記と同様にして脱液した。この洗浄・脱液作業を合計2回繰り返し、未乾燥HECを得た。ハロゲン水分計(メトラー・トレド社製「HG53」)で測定したところ、未乾燥疎水化HECの揮発分は約50重量%であった。   Put the drained hydrophobized HEC into a 5 L polypropylene hand-made beaker (size ID 19 cm × 27 cm), add water / acetone mixed solution (concentration: about 90% solution of acetone, liquid volume: about 3.0 L) and add polytetrafluoroethylene The mixture was stirred for 20 minutes at a rotational speed of 350 rpm with a stirring rod (diameter 8 mm × length 400 mm) coated with (PTFE), and the solution was drained in the same manner as described above. This washing and draining operation was repeated twice in total to obtain undried HEC. The volatile content of the wet hydrophobized HEC was about 50% by weight, as measured with a halogen moisture meter ("HG53" manufactured by METTLER TOLEDO).

実施例1(乾燥疎水化HECの製造)
合成例で得られた未乾燥疎水化HECを以下のようにして乾燥した。なお、乾燥時間は、乾燥後のHECの水分含量が5重量%以下となるように調整した(以下同じ)。
Example 1 (Production of dry hydrophobized HEC)
The undried hydrophobized HEC obtained in the synthesis example was dried as follows. The drying time was adjusted so that the moisture content of HEC after drying was 5% by weight or less (the same applies hereinafter).

未乾燥疎水化HEC100gをステンレスバット(横30cm×幅23cm×高さ5.5cm)に入れ、棚式乾燥機(Espec社製「品番:SPH−301S」)内で、常圧下、加熱温度(乾燥機内温度)を50℃に保ち170分間加熱した。その後、棚式乾燥機の加熱を止め、そのまま放置し、常温まで冷却した。次いで、乾燥したHECを小型粉砕機(大阪ケミカル(株)製、「フォースミルFM−1」)で粉砕し、水分含量3.0重量%の乾燥疎水化HECを得た。   Put 100 g of undried, hydrophobized HEC in a stainless steel vat (30 cm wide x 23 cm wide x 5.5 cm high) and heat it under normal pressure at a drying temperature (dry) in a shelf-type drier (product number: SPH-301S manufactured by Espec) The in-machine temperature was kept at 50 ° C. and heated for 170 minutes. Thereafter, the heating of the tray dryer was stopped, and left as it was, and cooled to normal temperature. Next, the dried HEC was crushed by a small grinder (“Force Mill FM-1” manufactured by Osaka Chemical Co., Ltd.) to obtain a dry hydrophobized HEC having a water content of 3.0% by weight.

得られた乾燥疎水化HECについて、重量平均分子量(Mw)、エチレンオキサイドの平均モル置換度(MS)、平均モル置換度(DS)、グリオキサール含量、1重量%水溶液粘度を以下のようにして測定した。   The weight average molecular weight (Mw), the average molar substitution degree (MS) of ethylene oxide, the average molar substitution degree (DS), the glyoxal content, and the viscosity of a 1% by weight aqueous solution of the obtained dry hydrophobized HEC were measured as follows: did.

(重量平均分子量)
以下の測定条件で、GPC法によって疎水化HECのMwを測定した結果、27.5×10であった。
(Weight average molecular weight)
As a result of measuring Mw of hydrophobized HEC by GPC method under the following measurement conditions, it was 27.5 × 10 4 .

分析装置:(株)島津製作所製「20A」
カラム:東ソー(株)製「TSKgel GMPWxl×2」
カラム温度:35℃
溶離液:0.1M−NaClaq.
流量:0.6mL/min
検出:(株)島津製作所製「RID−20A(35℃) Porlarity(+)」
注入量:50μL
サンプル濃度:0.1重量%(3mg/3ml超純水にて一晩溶解、17mgNaCl添加後0.2μmフィルターろ過。n=2作成、n=1測定)
標準試料:Easi Vial PEG。
Analyzer: "20A" manufactured by Shimadzu Corporation
Column: "TSKgel GMPWxl × 2" manufactured by Tosoh Corporation
Column temperature: 35 ° C
Eluent: 0.1 M NaCl aq.
Flow rate: 0.6 mL / min
Detection: "RID-20A (35 ° C) Porrarity (+)" manufactured by Shimadzu Corporation
Injection volume: 50 μL
Sample concentration: 0.1% by weight (dissolved in 3 mg / 3 ml ultrapure water overnight, filtered with 0.2 μm filter after addition of 17 mg NaCl, n = 2 prepared, n = 1 measured)
Standard sample: Easi Vial PEG.

(エチレンオキサイドの平均モル置換度及び平均モル置換度)
以下の測定条件で、NMRによって疎水化HECのMS及びDSを測定した結果、MSは2.25であり、DSは1.32であった。
(Average molar substitution degree and average molar substitution degree of ethylene oxide)
As a result of measuring MS and DS of hydrophobized HEC by NMR under the following measurement conditions, MS was 2.25 and DS was 1.32.

装置:AVANCE600
プローブ:10mmBBO
パルスプログラム:zgig45(45°パルス、NOE無し)
温度:室温
積算回数:2500回
待ち時間:20s
溶媒:DO。
Device: AVANCE 600
Probe: 10mm BBO
Pulse program: zgig 45 (45 ° pulse, no NOE)
Temperature: Room temperature Integration number: 2500 times Wait time: 20s
Solvent: D 2 O.

(グリオキサール含量)
以下の方法で、疎水化HECのグリオキサール含量を測定した結果、0.11重量%であった。
(Glyoxal content)
As a result of measuring the glyoxal content of hydrophobized HEC by the following method, it was 0.11% by weight.

1)疎水化HECの溶解
100mLメスフラスコに疎水化HEC 0.2gを入れ、0.1N塩酸を加え100mLにメスアップした。
1) Dissolution of hydrophobized HEC 0.2 g of hydrophobized HEC was placed in a 100 mL measuring flask, and 0.1 N hydrochloric acid was added to make up to 100 mL.

2)グリオキサールの定量
1)で得られた溶液に2,4−ジニトロフェニルヒドラジンを反応させて誘導体化し、分光光度計で吸光度測定することにより定量した。具体的には下記参考文献に準じて行った。但し、2,4−ジニトロフェニルヒドラジンの溶媒のジメチルスルホキシド水溶液及びアルカリ溶液(水酸化カリウムのエタノール水溶液)をジエタノールアミンのピリジン溶液に代えた。
2) Determination of Glyoxal The solution obtained in 1) was reacted with 2,4-dinitrophenylhydrazine to be derivatized and quantified by measuring absorbance with a spectrophotometer. Specifically, it was performed according to the following reference. However, an aqueous solution of dimethylsulfoxide and an alkaline solution (an aqueous solution of potassium hydroxide in ethanol) of a solvent of 2,4-dinitrophenylhydrazine were replaced with a pyridine solution of diethanolamine.

(参考文献)
Susumu Honda, Kazuaki Kakehi, Hidetaka Yuki, Kiyoshi Takiura, Analytica Chimica Acta Volume 74, Issue 1, January 1975, Pages 67-73
Periodate oxidation analysis of carbohydrates : Part I. Spectrophotometric determination of glyoxal in dialdehyde fragments formed from glycosides with 2,4-dinitrophenylhydrazine。
(References)
Susumu Honda, Kazuaki Kakehi, Hidetaka Yuki, Kiyoshi Takiura, Analytica Chimica Acta Volume 74, Issue 1, January 1975, Pages 67-73
Periodate oxidation analysis of carbohydrates: Part I. Spectrophotometric determination of glyoxal in dialyzed fragments formed from glycosides with 2,4-dinitrophenylhydrazine.

(1重量%水溶液粘度)
疎水化HECの1重量%水溶液粘度を、ブルックフィールド型粘度計を用い、30回転、25℃で測定した結果、40cpsであった。
(1 wt% aqueous solution viscosity)
The viscosity of a 1% by weight aqueous solution of hydrophobized HEC was measured at 30 revolutions at 25 ° C. using a Brookfield viscometer, and was 40 cps.

なお、最高到達温度α及び熱量パラメータβは、以下の方法で測定した。   The maximum temperature α and the heat quantity parameter β were measured by the following method.

(最高到達温度αの測定方法)
未乾燥疎水化HEC350gをステンレスバット(横30cm×幅23cm×高さ5.5cm)に入れ、3−5cm程度の層にする。未乾燥疎水化HECをいれたステンスレスバットを棚式乾燥機(Espec社製「品番:SPH−301S」)にいれて乾燥を開始する。乾燥中のHEC品温はHEC層中に熱電対を差し込み常時測定できるようにした。HECの水分が5%以下になるまで乾燥し、その間の品温の最高温度を最高到達温度αとした。
(How to measure the maximum achievable temperature α)
Place 350 g of undried, hydrophobized HEC in a stainless steel vat (30 cm wide × 23 cm wide × 5.5 cm high) to form a layer of about 3-5 cm. Into a tray drier (product number: SPH-301S manufactured by Espec, Inc.), the Stensless bat containing the undried, hydrophobized HEC is placed to start drying. The temperature of the HEC component during drying was measured by inserting a thermocouple into the HEC layer so that it could be measured at all times. It dried until the moisture of HEC became 5% or less, and made the maximum temperature of the material temperature in the meantime the maximum attainment temperature alpha.

(熱量パラメータβの測定方法)
上記の未乾燥疎水化HECの乾燥の際の疎水化HECの品温T(℃)を縦軸、時間t(min)を横軸としてグラフを作成し、疎水化HECの品温Tが40℃以上となっている区間の面積を算出し、その面積(℃・min)を熱量パラメーターβとした。
(Method of measuring heat quantity parameter β)
Create a graph with the product temperature T (° C) of the hydrophobized HEC at the time of drying the above-mentioned undried hydrophobized HEC as the ordinate and the time t (min) as the abscissa, and the product temperature T of the hydrophobized HEC is 40 ° C The area of the above section was calculated, and the area (° C. · min) was used as the heat quantity parameter β.

実施例2〜6及び比較例1〜2
加熱温度及び時間を表1に示す加熱温度及び時間に変更する以外は実施例1と同様にして乾燥疎水化HECを得た。
Examples 2 to 6 and Comparative Examples 1 to 2
A dry hydrophobized HEC was obtained in the same manner as in Example 1 except that the heating temperature and time were changed to the heating temperature and time shown in Table 1.

実施例及び比較例で得られた乾燥疎水化HECを研磨助剤として、以下の方法でシリコンウェハを研磨し、シリコンウェハ表面の欠陥を計測した結果を表1に示す。   The silicon wafer was polished by the following method using the dry and hydrophobized HEC obtained in Examples and Comparative Examples as a polishing aid, and the defects on the surface of the silicon wafer were measured. The results are shown in Table 1.

<予備研磨工程>
砥粒0.95重量%および塩基性化合物0.065重量%を含み、残部が水からなる予備研磨用組成物を調製した。砥粒としては、平均一次粒子径35nmのコロイダルシリカを使用した。塩基性化合物としては水酸化カリウムを使用した。
<Preliminary polishing process>
A preliminary polishing composition was prepared containing 0.95% by weight of abrasive grains and 0.065% by weight of a basic compound, with the balance being water. As the abrasive grains, colloidal silica having an average primary particle diameter of 35 nm was used. Potassium hydroxide was used as a basic compound.

この予備研磨用組成物をそのまま研磨液(ワーキングスラリー)として使用して、研磨対象物としてのシリコンウェハを下記の予備研磨条件で研磨した。シリコンウェハとしては、ラッピング及びエッチングを終えた直径300mmの市販シリコン単結晶ウェーハ(伝導型:P型、結晶方位:<100>、抵抗率:1Ω・cm以上100Ω・cm未満、COPフリー)を使用した。   Using this preliminary polishing composition as it was as a polishing solution (working slurry), a silicon wafer as a polishing target was polished under the following preliminary polishing conditions. As a silicon wafer, a commercially available silicon single crystal wafer 300 mm in diameter (conductive type: P type, crystal orientation: <100>, resistivity: 1 Ω · cm or more and less than 100 Ω · cm, COP free) having a diameter of 300 mm after lapping and etching is used did.

(予備研磨条件)
研磨装置:(株)岡本工作機械製作所製の枚葉研磨機、型式「PNX−332B」
研磨荷重:12kPa
定盤回転数:50rpm
キャリア回転数:50rpm
研磨パッド:フジボウ愛媛社製、製品名「FP55」
研磨液供給レート:1リットル/分
研磨液の温度:20℃
定盤冷却水の温度:20℃
研磨時間:6分。
(Preliminary polishing conditions)
Polishing device: Sheet-fed polishing machine manufactured by Okamoto Machine Tool Mfg. Co., Ltd., model "PNX-332B"
Polishing load: 12kPa
Plate rotation speed: 50 rpm
Carrier rotation speed: 50 rpm
Polishing pad: manufactured by Fujibo Ehime, product name "FP55"
Polishing fluid supply rate: 1 liter / min Polishing fluid temperature: 20 ° C.
Plate surface cooling water temperature: 20 ° C
Polishing time: 6 minutes.

<研磨用組成物の調製と仕上げ研磨>
実施例及び比較例で得られた乾燥疎水化HECと、砥粒と、塩基性化合物と、水とを混合して研磨用組成物を調製した。砥粒としては、平均一次粒子径35nmのシリカ粒子を使用した。塩基性化合物としてはアンモニアを使用した。研磨用組成物中の砥粒の含有量は9重量%、乾燥疎水化HECの含有量は0.86重量%、アンモニアの含有量は0.09重量%とした。各例の研磨用組成物において、使用した乾燥疎水化HECの乾燥温度(乾燥炉の設定温度)、最高到達温度α、乾燥時間、熱量パラメータβ及び含水率を表1に示す。乾燥疎水化HECの品温及び最高到達温度αは、温度計を用いて前述の方法により測定したものである。熱量パラメータβは、乾燥工程における疎水化セルロース誘導体の温度と時間とから前述の方法に準じて求めたものである。また、含水率は乾燥減量法を用いて測定された値である。具体的には、疎水化セルロース1.0gを105℃にて1時間乾燥し、乾燥後の重量減少から算出した。
<Preparation of Polishing Composition and Finishing Polishing>
The dry hydrophobized HEC obtained in Examples and Comparative Examples, abrasive grains, a basic compound, and water were mixed to prepare a polishing composition. As abrasive grains, silica particles having an average primary particle diameter of 35 nm were used. Ammonia was used as the basic compound. The content of abrasive grains in the polishing composition was 9% by weight, the content of dry hydrophobized HEC was 0.86% by weight, and the content of ammonia was 0.09% by weight. In the polishing composition of each example, the drying temperature (the set temperature of the drying furnace), the maximum reaching temperature α, the drying time, the calorific parameter β and the water content of the dry hydrophobized HEC used are shown in Table 1. The material temperature of the dry and hydrophobized HEC and the maximum reaching temperature α are measured by the above-mentioned method using a thermometer. The heat quantity parameter β is obtained from the temperature and time of the hydrophobized cellulose derivative in the drying step according to the above-mentioned method. Also, the water content is a value measured using a loss on drying method. Specifically, 1.0 g of hydrophobic cellulose was dried at 105 ° C. for 1 hour, and calculated from the weight loss after drying.

この研磨用組成物を20倍に水で希釈したものを研磨液として使用して、上記予備研磨工程を終えたシリコンウェーハを、下記の仕上げ研磨条件で研磨した。   Using the polishing composition diluted 20 times with water as a polishing solution, the silicon wafer after the preliminary polishing step was polished under the following finish polishing conditions.

(仕上げ研磨条件)
研磨装置:(株)岡本工作機械製作所製の枚葉研磨機、型式「PNX−332B」
研磨荷重:15kPa
定盤回転数:50rpm
キャリア回転数:50rpm
研磨パッド:フジボウ愛媛社製の研磨パッド、商品名「POLYPAS27NX」
研磨液供給レート:2リットル/分
研磨液の温度:20℃
定盤冷却水の温度:20℃
研磨時間:8分。
(Finish polishing conditions)
Polishing device: Sheet-fed polishing machine manufactured by Okamoto Machine Tool Mfg. Co., Ltd., model "PNX-332B"
Polishing load: 15kPa
Plate rotation speed: 50 rpm
Carrier rotation speed: 50 rpm
Polishing pad: Fujibo Ehime Co., Ltd. polishing pad, trade name "POLYPAS 27NX"
Polishing fluid supply rate: 2 liters / minute Polishing fluid temperature: 20 ° C.
Plate surface cooling water temperature: 20 ° C
Polishing time: 8 minutes.

研磨後のシリコンウェハを研磨装置から取り外し、NHOH(29%):H(31%):脱イオン水(DIW)=1:3:30(体積比)の洗浄液を用いて洗浄した(SC−1洗浄)。より具体的には、周波数950kHzの超音波発振器を取り付けた洗浄槽を2つ用意し、それら第1および第2の洗浄槽の各々に上記洗浄液を収容して60℃に保持し、研磨後のシリコンウェハを第1の洗浄槽に6分、その後超純水と超音波によるリンス槽を経て、第2の洗浄槽に6分、それぞれ前記超音波発振器を作動させた状態で浸漬し、イソプロピルアルコール(IPA)雰囲気中に引き上げて乾燥させた。 The silicon wafer after polishing is removed from the polishing apparatus and washed with a cleaning solution of NH 4 OH (29%): H 2 O 2 (31%): deionized water (DIW) = 1: 3: 30 (volume ratio) (SC-1 wash). More specifically, two cleaning baths provided with an ultrasonic oscillator with a frequency of 950 kHz are prepared, the cleaning bath is stored in each of the first and second cleaning baths, and kept at 60 ° C. Immerse the silicon wafer in the first cleaning tank for 6 minutes, then pass through the rinse tank with ultrapure water and ultrasonic waves, and immerse it in the second cleaning tank for 6 minutes with the ultrasonic oscillator activated, isopropyl alcohol (IPA) It pulled up to atmosphere and was made to dry.

<評価>
上記の各例により得られたシリコンウェハについて、以下の評価を行った。
<Evaluation>
The following evaluation was performed about the silicon wafer obtained by said each example.

(欠陥数測定)
シリコンウェハの表面(研磨面)に存在する欠陥の個数を、ウェーハ検査装置(ケーエルエー・テンコール社製、商品名「Surfscan SP2XP」)を用いて37nm以上の欠陥を計測した。計測された欠陥の個数を表1に示す。
(Defect count measurement)
The number of defects present on the surface (polished surface) of the silicon wafer was measured for defects of 37 nm or more using a wafer inspection apparatus (manufactured by KLA Tencor Corporation, trade name “Surfscan SP2XP”). The number of defects measured is shown in Table 1.

Figure 2019104781
Figure 2019104781

表1に示されるように、実施例1〜6で得られた疎水化HECで研磨したシリコンウェハは、比較例1〜2で得られた疎水化HECで研磨したシリコンウェハよりも、表面の欠陥数が少なかった。   As shown in Table 1, the silicon wafers polished with hydrophobized HEC obtained in Examples 1 to 6 have surface defects more than the silicon wafers polished with hydrophobized HEC obtained in Comparative Examples 1 and 2 There were few.

本発明の方法で得られた疎水化ヒドロキシエチルセルロースは、例えば、分散剤、増粘剤、乳化重合安定剤、保護コロイド、塗料、化粧品、保水剤、医薬製剤などの種々の用途に利用できる。特に、水性組成物の形態で不溶物の含有量が少ないため、微細加工が必要な用途、例えば、半導体基板(例えば、シリコンウェハ、シリコンカーバイドなどで形成された基板)の研磨助剤として有用である。   The hydrophobized hydroxyethyl cellulose obtained by the method of the present invention can be used for various applications such as, for example, dispersants, thickeners, emulsion polymerization stabilizers, protective colloids, paints, cosmetics, water retention agents, pharmaceutical preparations and the like. In particular, since the content of insoluble matter in the form of an aqueous composition is small, it is useful as a polishing aid for applications requiring fine processing, for example, a semiconductor substrate (for example, a substrate formed of silicon wafer, silicon carbide, etc.) is there.

Claims (12)

溶媒の存在下でヒドロキシエチルセルロースとアルデヒド類とを反応させて疎水化ヒドロキシエチルセルロース及び前記溶媒を含む組成物を得る疎水化工程、下記条件(1)及び(2)から選択される少なくとも1つの条件で前記組成物から前記溶媒を除去して疎水化ヒドロキシエチルセルロースを得る乾燥工程を含む疎水化ヒドロキシエチルセルロースの製造方法。
条件(1):疎水化ヒドロキシエチルセルロースの最高到達温度αが65℃未満である
条件(2):疎水化ヒドロキシエチルセルロースの温度と加熱時間とから算出される熱量パラメータβが2500℃・min以下である
A step of reacting hydroxyethyl cellulose with aldehydes in the presence of a solvent to obtain hydrophobized hydroxyethyl cellulose and a composition comprising the solvent, at least one of conditions selected from the following conditions (1) and (2): A method for producing hydrophobized hydroxyethyl cellulose, comprising a drying step of removing the solvent from the composition to obtain hydrophobized hydroxyethyl cellulose.
Condition (1): Maximum reaching temperature α of hydrophobized hydroxyethyl cellulose is less than 65 ° C. Condition (2): Calorific parameter β calculated from temperature and heating time of hydrophobized hydroxyethyl cellulose is 2500 ° C. · min or less
疎水化工程で得られた疎水化ヒドロキシエチルセルロースを加水分解することなく乾燥工程に供する請求項1記載の製造方法。   The method according to claim 1, wherein the hydrophobized hydroxyethyl cellulose obtained in the hydrophobization step is subjected to a drying step without hydrolysis. アルデヒド類の割合が、ヒドロキシエチルセルロース100重量部に対して1重量部以下である請求項1又は2記載の製造方法。   The method according to claim 1 or 2, wherein the proportion of aldehydes is 1 part by weight or less with respect to 100 parts by weight of hydroxyethyl cellulose. アルデヒド類がジアルデヒドである請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。   The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the aldehyde is a dialdehyde. アルデヒド類がグリオキサールである請求項4記載の製造方法。   The process according to claim 4, wherein the aldehyde is glyoxal. 疎水化工程の前工程として、固有粘度2〜6dl/gを有するセルロースをアルセル化し、生成したアルカリセルロースとエチレンオキサイドとを反応させ、得られたヒドロキシエチルセルロースを含む反応混合物を中和するヒドロキシエチルセルロース生成工程をさらに含む請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法。   As a step prior to the hydrophobization step, cellulose having an intrinsic viscosity of 2 to 6 dl / g is subjected to acelation, the produced alkali cellulose is reacted with ethylene oxide, and the resulting reaction mixture containing hydroxyethyl cellulose is neutralized to form hydroxyethyl cellulose. The method according to any one of claims 1 to 5, further comprising a step. 砥粒と組み合わせて被研磨体を研磨するための研磨助剤であって、アルデヒド類で疎水化され、かつ前記アルデヒド類を0.3重量%以下の割合で含む疎水化ヒドロキシエチルセルロースからなる研磨助剤。   A polishing aid for polishing an object to be polished in combination with abrasive particles, comprising: hydrophobized hydroxyethyl cellulose hydrophobized with aldehydes and containing said aldehydes in a proportion of 0.3% by weight or less Agent. 疎水化ヒドロキシエチルセルロース中の水に対する不溶物の割合が1000重量ppm以下である請求項7記載の研磨助剤。   The polishing aid according to claim 7, wherein the ratio of insolubles to water in the hydrophobized hydroxyethyl cellulose is 1000 ppm by weight or less. 疎水化ヒドロキシエチルセルロースの重量平均分子量が3×10〜100×10である請求項7又は8記載の研磨助剤。 The polishing aid according to claim 7 or 8, wherein the weight average molecular weight of the hydrophobized hydroxyethyl cellulose is 3 × 10 4 to 100 × 10 4 . 疎水化ヒドロキシエチルセルロースの平均置換度が0.5〜2.5である請求項7〜9のいずれかに記載の研磨助剤。   The grinding aid according to any one of claims 7 to 9, wherein the average degree of substitution of the hydrophobized hydroxyethyl cellulose is 0.5 to 2.5. 疎水化ヒドロキシエチルセルロースの水分含量が10重量%以下である請求項7〜10のいずれかに記載の研磨助剤。   The polishing aid according to any one of claims 7 to 10, wherein the water content of the hydrophobized hydroxyethyl cellulose is 10% by weight or less. 疎水化ヒドロキシエチルセルロースの1重量%水溶液における25℃での粘度が2000cps以下である請求項7〜11のいずれかに記載の研磨助剤。   The polishing assistant according to any one of claims 7 to 11, wherein the viscosity at 25 ° C in a 1% by weight aqueous solution of hydrophobized hydroxyethyl cellulose is 2000 cps or less.
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