JP2023024267A - Surface treatment method, method of manufacturing semiconductor substrate including the surface treatment method, surface treatment composition and system of manufacturing semiconductor substrate including the surface treatment composition - Google Patents

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Abstract

To provide means enabling sufficient removal of residue which is present on a surface of a polished polishing target object including silicon oxide and includes inorganic oxide abrasive grains.SOLUTION: A surface treatment method is provided in which residues including inorganic oxide abrasive grains on a surface of a polished polishing target object including silicon oxide, is reduced using a surface treatment composition. The surface treatment composition includes: a zeta potential adjusting agent which has an sp value more than 9 and equal to or less than 11 and has a negatively charged functional group; and a dispersion media. The surface treatment method includes controlling a zeta potential of the silicon oxide to be negative and controlling a zeta potential of the inorganic oxide abrasive grains to be equal to or less than -30 mV by using the surface treatment composition.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、表面処理方法、その表面処理方法を含む半導体基板の製造方法、表面処理組成物およびその表面処理組成物を含む半導体基板の製造システムに関する。 The present invention relates to a surface treatment method, a semiconductor substrate manufacturing method including the surface treatment method, a surface treatment composition, and a semiconductor substrate manufacturing system including the surface treatment composition.

近年、半導体基板表面の多層配線化に伴い、デバイスを製造する際に、半導体基板を研磨して平坦化する、いわゆる、化学的機械的研磨(Chemical Mechanical Polishing;CMP)技術が利用されている。CMPは、例えば、シリカ、アルミナ、セリア等の砥粒、防食剤、界面活性剤等の添加剤等を含む研磨用組成物(スラリー)を用いて、半導体基板等の研磨対象物(被研磨物)の表面を平坦化する方法である。研磨対象物(被研磨物)としては、例えば、シリコン、ポリシリコン、シリコン酸化膜(酸化ケイ素)、シリコン窒化物等、金属等からなる配線、プラグ等が挙げられる。 2. Description of the Related Art In recent years, along with multi-layer wiring on the surface of a semiconductor substrate, a so-called chemical mechanical polishing (CMP) technique for polishing and flattening a semiconductor substrate has been used when manufacturing devices. CMP uses a polishing composition (slurry) containing, for example, abrasive grains such as silica, alumina, and ceria, additives such as anticorrosive agents and surfactants, to polish an object to be polished such as a semiconductor substrate (object to be polished). ) is a method of flattening the surface of The object to be polished (object to be polished) includes, for example, silicon, polysilicon, silicon oxide film (silicon oxide), silicon nitride, and wiring and plugs made of metal or the like.

CMP工程後の半導体基板表面には、不純物(異物または残渣とも称する)が多量に残留している。異物としては、例えば、CMPで使用された研磨用組成物由来の砥粒、防食剤、界面活性剤等の有機物、研磨対象物であるシリコン含有材料を研磨することによって生じたシリコン含有材料、研磨対象物である金属配線やプラグ等を研磨することによって生じた金属、さらには各種パッド等から生じるパッド屑等の有機物などが含まれる。 A large amount of impurities (also called foreign matter or residue) remain on the surface of the semiconductor substrate after the CMP process. The foreign matter includes, for example, abrasive grains derived from the polishing composition used in CMP, organic substances such as anticorrosive agents and surfactants, silicon-containing materials produced by polishing the silicon-containing material to be polished, and polishing. It includes metals generated by polishing objects such as metal wiring and plugs, and organic substances such as pad scraps generated from various pads.

半導体基板表面がこれらの異物により汚染されると、半導体の電気特性に悪影響を与え、デバイスの信頼性が低下する可能性がある。したがって、CMP工程後に表面処理工程を導入し、半導体基板表面からこれらの異物を除去することが望ましい。 Contamination of the surface of the semiconductor substrate by these foreign substances may adversely affect the electrical characteristics of the semiconductor and reduce the reliability of the device. Therefore, it is desirable to introduce a surface treatment process after the CMP process to remove these foreign substances from the surface of the semiconductor substrate.

かような洗浄工程に用いられる表面処理組成物としては、例えば、特許文献1には、ポリカルボン酸またはヒドロキシカルボン酸と、スルホン酸型アニオン性界面活性剤と、カルボン酸型アニオン性界面活性剤と、水とを含有する、半導体デバイス用基板洗浄液が開示されている。当該表面処理組成物によれば、基板表面を腐食することなく、異物を除去しうるとされている。 As a surface treatment composition used in such a cleaning step, for example, Patent Document 1 discloses a polycarboxylic acid or hydroxycarboxylic acid, a sulfonic acid-type anionic surfactant, and a carboxylic acid-type anionic surfactant. and water. The surface treatment composition is said to be able to remove foreign matter without corroding the substrate surface.

特開2012-74678号公報JP 2012-74678 A

しかしながら、特許文献1にかかる技術では、研磨済研磨対象物の洗浄(表面処理)に際して、異物(残渣)を十分に除去できないという問題があった。 However, the technique according to Patent Document 1 has a problem that foreign matter (residue) cannot be sufficiently removed when cleaning (surface treatment) a polished object to be polished.

ここで、本発明者らは、研磨済研磨対象物の種類と異物(残渣)の種類との関係について検討を行った。その結果、半導体基板として特に好ましく用いられる酸化ケイ素を含む研磨済研磨対象物の表面には、その研磨の際に用いられた研磨用組成物に含まれる無機酸化物砥粒が残渣として付着しやすく、かような無機酸化物砥粒を含む残渣は半導体デバイスの性能低下の原因となりうることを見出した。 Here, the inventors examined the relationship between the type of polished object to be polished and the type of foreign matter (residue). As a result, the inorganic oxide abrasive grains contained in the polishing composition used for polishing tend to adhere as residues to the surface of the polished object containing silicon oxide, which is particularly preferably used as a semiconductor substrate. It has been found that residues containing such inorganic oxide abrasive grains can cause deterioration in the performance of semiconductor devices.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、酸化ケイ素を含む研磨済研磨対象物の表面に存在する、無機酸化物砥粒を含む残渣を十分に除去することができる手段を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides means capable of sufficiently removing residues containing inorganic oxide abrasive grains present on the surface of a polished object containing silicon oxide. for the purpose.

本発明者らは、上記課題に鑑み、鋭意検討を進めた。その結果、表面処理組成物を用いて、酸化ケイ素を含む研磨済研磨対象物の表面における無機酸化物砥粒を含む残渣を低減する表面処理方法であって、前記表面処理組成物は、sp値が9を超えて11以下でありかつ負に帯電した官能基を有するゼータ電位調整剤と、分散媒と、を含み、前記表面処理組成物によって、前記酸化ケイ素のゼータ電位を負に制御し、かつ前記無機酸化物砥粒のゼータ電位を-30mV以下に制御することを含む、表面処理方法により、研磨済研磨対象物表面において、無機酸化物砥粒を含む残渣を除去する効果が向上することを見出し、本発明を完成させた。 In view of the above problems, the present inventors have made earnest studies. As a result, a surface treatment method for reducing residue containing inorganic oxide abrasive grains on the surface of a polished object containing silicon oxide using a surface treatment composition, wherein the surface treatment composition has an sp value of is greater than 9 and 11 or less and has a negatively charged functional group, and a dispersion medium, and the surface treatment composition controls the zeta potential of the silicon oxide to be negative, Further, the surface treatment method, which includes controlling the zeta potential of the inorganic oxide abrasive grains to −30 mV or less, improves the effect of removing residues containing inorganic oxide abrasive grains on the surface of the polished object to be polished. and completed the present invention.

本発明の上記課題を解決するための一態様は、表面処理組成物を用いて、酸化ケイ素を含む研磨済研磨対象物の表面における無機酸化物砥粒を含む残渣を低減する表面処理方法であって、前記表面処理組成物は、sp値が9を超えて11以下でありかつ負に帯電した官能基を有するゼータ電位調整剤と、分散媒と、を含み、前記表面処理組成物によって、前記酸化ケイ素のゼータ電位を負に制御し、かつ前記無機酸化物砥粒のゼータ電位を-30mV以下に制御することを含む、表面処理方法に関する。 One aspect of the present invention for solving the above-described problems is a surface treatment method that uses a surface treatment composition to reduce residue containing inorganic oxide abrasive grains on the surface of a polished object containing silicon oxide. The surface treatment composition comprises a zeta potential adjusting agent having an sp value of more than 9 and not more than 11 and having a negatively charged functional group, and a dispersion medium. The present invention relates to a surface treatment method comprising controlling the zeta potential of silicon oxide to be negative and controlling the zeta potential of the inorganic oxide abrasive grains to −30 mV or less.

本発明の上記課題を解決するための他の一態様は、酸化ケイ素を含む研磨済研磨対象物の表面における無機酸化物砥粒を含む残渣を低減するために用いられる、表面処理組成物であって、sp値が9を超えて11以下でありかつ負に帯電した官能基を有するゼータ電位調整剤と、分散媒と、を含み、前記酸化ケイ素のゼータ電位を負に制御し、かつ前記無機酸化物砥粒のゼータ電位を-30mV以下に制御する機能を有する、表面処理組成物に関する。 Another aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is a surface treatment composition used for reducing residues containing inorganic oxide abrasive grains on the surface of a polished object containing silicon oxide. and a zeta potential adjusting agent having an sp value of more than 9 and not more than 11 and having a negatively charged functional group, and a dispersion medium, controlling the zeta potential of the silicon oxide to be negative, and The present invention relates to a surface treatment composition having a function of controlling the zeta potential of oxide abrasive grains to −30 mV or less.

本発明によれば、研磨済研磨対象物の表面に存在する、無機酸化物砥粒を含む残渣を十分に除去することができる手段が提供される。 According to the present invention, there is provided means capable of sufficiently removing residues containing inorganic oxide abrasive grains existing on the surface of a polished object to be polished.

以下、本発明の実施の形態を説明するが、本発明は、以下の実施の形態のみには限定されない。本明細書中、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温(20℃以上25℃以下)/相対湿度40%RH以上50%RH以下の条件で測定する。また、本明細書において、研磨用組成物に含まれる「無機酸化物砥粒」は、単に「砥粒」と称する場合もある。さらに、研磨した後の研磨対象物を、単に「研磨済研磨対象物」とも称する。 Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited only to the following embodiments. In this specification, unless otherwise specified, measurements of operations, physical properties, etc. are performed under the conditions of room temperature (20° C. or higher and 25° C. or lower)/relative humidity of 40% RH or higher and 50% RH or lower. Moreover, in this specification, the "inorganic oxide abrasive grains" contained in the polishing composition may be simply referred to as "abrasive grains". Furthermore, the object to be polished after being polished is also simply referred to as a "polished object to be polished".

上記したように、本発明の表面処理方法は、表面処理組成物を用いて、酸化ケイ素を含む研磨済研磨対象物の表面における無機酸化物砥粒を含む残渣を低減する表面処理方法であって、前記表面処理組成物は、sp値が9を超えて11以下でありかつ負に帯電した官能基を有するゼータ電位調整剤と、分散媒と、を含み、前記表面処理組成物によって、前記酸化ケイ素のゼータ電位を負に制御し、かつ前記無機酸化物砥粒のゼータ電位を-30mV以下に制御することを含む。 As described above, the surface treatment method of the present invention is a surface treatment method that uses a surface treatment composition to reduce residues containing inorganic oxide abrasive grains on the surface of a polished object containing silicon oxide. , the surface treatment composition includes a zeta potential adjusting agent having an sp value of more than 9 and not more than 11 and having a negatively charged functional group, and a dispersion medium, and the surface treatment composition causes the oxidation Controlling the zeta potential of silicon to be negative and controlling the zeta potential of the inorganic oxide abrasive grains to −30 mV or less.

表面処理組成物によって、酸化ケイ素のゼータ電位を負に制御し、かつ無機酸化物砥粒のゼータ電位を-30mV以下に制御することを含む方法としては、特に制限されないが、sp値が9を超えて11以下でありかつ負に帯電した官能基を有するゼータ電位調整剤と、分散媒と、を含む表面処理組成物を用いて研磨済研磨対象物の表面とを接触させる方法であることが好ましい。 The method including controlling the zeta potential of silicon oxide to be negative and controlling the zeta potential of inorganic oxide abrasive grains to -30 mV or less by the surface treatment composition is not particularly limited, but sp value is 9 more than 11 and less than or equal to 11 and having a negatively charged functional group, and a dispersing medium. preferable.

本発明によれば、研磨済研磨対象物の表面に存在する、無機酸化物砥粒を含む残渣を十分に除去することができる手段が提供される。 According to the present invention, there is provided means capable of sufficiently removing residues containing inorganic oxide abrasive grains existing on the surface of a polished object to be polished.

また、本発明の他の一実施形態によれば、酸化ケイ素を含む研磨済研磨対象物の表面を、sp値が9を超えて11以下でありかつ負に帯電した官能基を有するゼータ電位調整剤と、分散媒と、を含む表面処理組成物を用いて処理することを含む、表面処理方法を提供する。 Further, according to another embodiment of the present invention, the surface of a polished object containing silicon oxide is treated with a zeta potential adjustment agent having an sp value of more than 9 and not more than 11 and having negatively charged functional groups. Provided is a surface treatment method comprising treating with a surface treatment composition comprising an agent and a dispersion medium.

本明細書において、表面処理とは、研磨済研磨対象物の表面における残渣を除去する処理をいい、広義の洗浄を行う処理を表す。本発明の一形態に係る表面処理方法は、表面処理組成物を研磨済研磨対象物に直接接触させる方法により行われる。表面処理は、特に制限されないが、例えば、リンス研磨処理または洗浄処理によって行われることが好ましい。 In the present specification, surface treatment refers to treatment for removing residues on the surface of a polished object, and represents cleaning treatment in a broad sense. A surface treatment method according to one aspect of the present invention is carried out by a method of directly contacting a surface treatment composition with a polished object to be polished. Although the surface treatment is not particularly limited, it is preferably performed by, for example, rinse polishing treatment or cleaning treatment.

本発明の一実施形態に係る表面処理方法は、リンス研磨処理による方法であることが好ましい。この理由は、研磨処理の方が圧力存在下での処理を行うことができ、物理的に基板表面の残渣を脱離させることと、より強くゼータ電位調整剤を基板または残渣に吸着させることができるため、無機酸化物砥粒を含む残渣をより効率よく低減することが可能となるためである。また、本発明の表面処理方法においては、無機酸化物砥粒を含む残渣をより効率よく低減するという観点から、研磨済研磨対象物の表面処理の後、水による洗浄(後述の後洗浄処理)を行うことが好ましい。 A surface treatment method according to an embodiment of the present invention is preferably a method using a rinse polishing treatment. The reason for this is that the polishing process can be performed under the presence of pressure, so that the residue on the substrate surface can be physically desorbed and the zeta potential adjusting agent can be more strongly adsorbed to the substrate or the residue. Therefore, it is possible to more efficiently reduce the residue containing the inorganic oxide abrasive grains. Further, in the surface treatment method of the present invention, from the viewpoint of more efficiently reducing residues containing inorganic oxide abrasive grains, after the surface treatment of the polished object, it is washed with water (post-washing treatment described later). It is preferable to

表面処理(リンス研磨処理および、洗浄処理)、後洗浄処理については、後述する。 The surface treatment (rinse polishing treatment and cleaning treatment) and post-cleaning treatment will be described later.

本発明の他の一実施形態によれば、酸化ケイ素を含む研磨済研磨対象物の表面における無機酸化物砥粒を含む残渣を低減するために用いられる、表面処理組成物であって、sp値が9を超えて11以下でありかつ負に帯電した官能基を有するゼータ電位調整剤と、分散媒と、を含み、前記酸化ケイ素のゼータ電位を負に制御し、かつ前記無機酸化物砥粒のゼータ電位を-30mV以下に制御する機能を有する、表面処理組成物も提供される。 According to another embodiment of the present invention, there is provided a surface treatment composition used to reduce residue comprising inorganic oxide abrasive grains on the surface of a polished object comprising silicon oxide, the composition comprising: is greater than 9 and less than or equal to 11 and has a negatively charged functional group; Also provided is a surface treatment composition having a function of controlling the zeta potential of −30 mV or less.

また、上述のように、本発明に係る表面処理組成物は、リンス研磨処理または洗浄処理において好適に用いられる。よって、本発明に係る表面処理組成物は、リンス研磨用組成物または洗浄用組成物でありうる。 Moreover, as described above, the surface treatment composition according to the present invention is preferably used in rinse polishing treatment or cleaning treatment. Therefore, the surface treatment composition according to the present invention can be a rinse polishing composition or a cleaning composition.

本発明の表面処理方法は、表面処理組成物と、その表面処理組成物を用いて表面処理が行われる(すなわち、表面処理される対象である)研磨済研磨対象物との関係性に特徴を有する。具体的には、本発明の表面処理方法は、表面処理組成物と、研磨済研磨対象物の含有成分と、その研磨済研磨対象物を研磨した研磨用組成物の含有成分(より詳しくは、残渣として研磨済研磨対象物表面に付着する研磨用組成物の成分:砥粒)との関係性が、研磨済研磨対象物表面の残渣の低減に影響を与えることを見出したものである。これは、後述するように、本発明の表面処理方法が、研磨済研磨対象物表面の電荷(ゼータ電位)および研磨済研磨対象物表面に残渣として存在する研磨用組成物の成分(砥粒)の電荷(ゼータ電位)に基づいて、本発明の効果が発現されると考えているためである。 The surface treatment method of the present invention is characterized by the relationship between the surface treatment composition and the polished object to be surface treated using the surface treatment composition (that is, the object to be surface treated). have. Specifically, the surface treatment method of the present invention includes a surface treatment composition, components contained in a polished object, and components contained in a polishing composition obtained by polishing the polished object (more specifically, It was found that the relationship between the component of the polishing composition (abrasive grains) adhering to the surface of the polished object as residue affects the reduction of the residue on the surface of the polished object. This is because, as will be described later, the surface treatment method of the present invention reduces the electric charge (zeta potential) of the surface of the polished object to be polished and the components (abrasive grains) of the polishing composition present as residues on the surface of the polished object to be polished. This is because it is considered that the effect of the present invention is exhibited based on the electric charge (zeta potential) of .

以下では、まず、研磨済研磨対象物表面に存在する残渣と、表面処理される対象である研磨済研磨対象物と、について説明する。 In the following, first, the residue present on the surface of the polished object to be polished and the polished object to be surface-treated are described.

[残渣]
本明細書において、残渣とは、研磨済研磨対象物の表面に付着した異物を表す。残渣の例は、特に制限されないが、例えば、研磨用組成物に含まれる砥粒由来の粒子状の砥粒残渣、後述する有機物残渣、その他の異物等が挙げられる。
[Residue]
As used herein, the term "residue" refers to foreign matter adhering to the surface of the polished object. Examples of the residue include, but are not particularly limited to, particulate abrasive residue derived from abrasive grains contained in the polishing composition, organic residue described later, and other foreign matter.

本明細書において、有機物残渣とは、研磨済研磨対象物表面に付着した異物のうち、有機低分子化合物や高分子化合物等の有機物や有機塩等からなる成分を表す。 In the present specification, the term "organic residue" refers to a component composed of organic substances such as organic low-molecular-weight compounds and high-molecular compounds, organic salts, and the like, among the foreign substances adhering to the polished surface of the object to be polished.

研磨済研磨対象物に付着する有機物残渣は、例えば、後述の研磨処理もしくは表面処理において使用したパットから発生するパッド屑(例えばポリウレタン)、または研磨処理において用いられる研磨用組成物もしくは表面処理において用いられる表面処理組成物に含まれる添加剤に由来する成分等が挙げられる。本発明では、後述の実施例において、有機物残渣として、ポリウレタン残渣数を算出しているため、以下では、有機物残渣とは、ポリウレタンを含む有機物残渣を意味する。 The organic residue adhering to the polished object is, for example, pad dust (e.g., polyurethane) generated from the pad used in the polishing treatment or surface treatment described below, or the polishing composition used in the polishing treatment or the surface treatment. and components derived from additives contained in the surface treatment composition. In the present invention, the number of polyurethane residues is calculated as the organic residue in the examples described later, so hereinafter, the organic residue means the organic residue containing polyurethane.

総残渣数とは、種類によらず、全ての残渣の総数を表す。総残渣数は、ウェーハ欠陥検査装置(例えば、ケーエルエー・テンコール株式会社製、光学検査機Surfscan(登録商標)SP5等)を用いて測定することができる。総残渣数の測定方法の詳細は、後述の実施例に記載する。 The total number of residues represents the total number of all residues regardless of the type. The total number of residues can be measured using a wafer defect inspection device (eg, optical inspection machine Surfscan (registered trademark) SP5, manufactured by KLA-Tencor Corporation). The details of the method for measuring the total number of residues will be described in Examples below.

なお、砥粒残渣と、有機物残渣と、その他の異物とは色および形状が大きく異なることから、異物が、砥粒残渣、有機物残渣(例えば、ポリウレタン残渣)、その他の異物のいずれであるかの判断は、SEM観察によって行うことができる。また、異物が砥粒残渣、有機物残渣、およびその他の異物のいずれであるかの判断、砥粒残渣の種類の判断、ならびに有機物残渣の種類の判断は、必要に応じて、エネルギー分散型X線分析装置(EDX)による元素分析にて判断してもよい。砥粒残渣数、ポリウレタン残渣数の測定方法の詳細は、後述の実施例に記載する。 Abrasive residue, organic residue, and other foreign matter differ greatly in color and shape. Judgment can be made by SEM observation. In addition, determination of whether the foreign matter is abrasive residue, organic residue, or other foreign matter, determination of the type of abrasive residue, and determination of the type of organic residue may be performed using an energy dispersive X-ray beam, if necessary. You may judge by the elemental analysis by an analyzer (EDX). The details of the method for measuring the number of abrasive grain residues and the number of polyurethane residues will be described later in Examples.

本発明の表面処理方法は、表面処理組成物により、研磨済研磨対象物表面における残渣のゼータ電位を制御することができる。具体的には、本発明の表面処理方法によれば、残渣に含まれる無機酸化物砥粒(好ましくは酸化セリウム砥粒)のゼータ電位は-30mV以下に制御される。ここで、本明細書中、無機酸化物砥粒とは、研磨用組成物において砥粒として用いられた無機酸化物を意味する。よって、残渣が無機酸化物砥粒を含む場合、当該無機酸化物砥粒は、砥粒残渣となる。 In the surface treatment method of the present invention, the surface treatment composition can control the zeta potential of residues on the surface of a polished object to be polished. Specifically, according to the surface treatment method of the present invention, the zeta potential of inorganic oxide abrasive grains (preferably cerium oxide abrasive grains) contained in the residue is controlled to −30 mV or less. Here, the term "inorganic oxide abrasive grains" as used herein means an inorganic oxide used as abrasive grains in the polishing composition. Therefore, when the residue contains inorganic oxide abrasive grains, the inorganic oxide abrasive grains become the abrasive grain residue.

本発明の効果の観点から、残渣に含まれる無機酸化物砥粒の好ましい例としては、特に制限されないが、後述する研磨用組成物で説明における好ましい砥粒である、酸化セリウム砥粒、アニオン修飾酸化ケイ素砥粒等が挙げられる。よって、本発明の好ましい一実施形態に係る表面処理方法によれば、無機酸化物砥粒は、酸化セリウム砥粒およびアニオン修飾酸化ケイ素砥粒のうちの少なくとも一方を含み、表面処理組成物によって、酸化セリウム砥粒およびアニオン修飾酸化ケイ素砥粒のうちの少なくとも一方のゼータ電位は-30mV以下に制御される。そして、本発明のより好ましい一実施形態に係る表面処理方法によれば、無機酸化物砥粒は、酸化セリウム砥粒を含み、表面処理組成物によって、酸化セリウム砥粒のゼータ電位は-30mV以下に制御される。残渣に含まれる無機酸化物砥粒のゼータ電位が-30mVを超える場合、残渣が凝集してしまい、粗大粒子を形成すると、表面処理により除去できないおそれがある。 From the viewpoint of the effects of the present invention, preferred examples of the inorganic oxide abrasive grains contained in the residue are not particularly limited, but cerium oxide abrasive grains, anion-modified Examples include silicon oxide abrasive grains. Therefore, according to the surface treatment method according to a preferred embodiment of the present invention, the inorganic oxide abrasive grains include at least one of cerium oxide abrasive grains and anion-modified silicon oxide abrasive grains, and the surface treatment composition The zeta potential of at least one of the cerium oxide abrasive grains and the anion-modified silicon oxide abrasive grains is controlled to −30 mV or less. According to the surface treatment method according to a more preferred embodiment of the present invention, the inorganic oxide abrasive grains contain cerium oxide abrasive grains, and the zeta potential of the cerium oxide abrasive grains is −30 mV or less due to the surface treatment composition. controlled by When the zeta potential of the inorganic oxide abrasive grains contained in the residue exceeds −30 mV, the residue aggregates to form coarse particles, which may not be removed by surface treatment.

また、本発明の好ましい一実施形態においては、残渣に含まれるポリウレタンのゼータ電位は、-10mV以下に制御される。すなわち、本発明の好ましい一実施形態に係る表面処理方法によれば、残渣は、ポリウレタンをさらに含み、表面処理組成物によって、ポリウレタンのゼータ電位を-30mV以下に制御することをさらに含む。残渣に含まれるポリウレタンのゼータ電位が-30mVを超える場合、残渣が凝集してしまい、粗大粒子を形成すると、表面処理により除去できないおそれがある。 Further, in a preferred embodiment of the present invention, the zeta potential of polyurethane contained in the residue is controlled to -10 mV or less. That is, according to the surface treatment method according to a preferred embodiment of the present invention, the residue further includes polyurethane, and the surface treatment composition further includes controlling the zeta potential of polyurethane to −30 mV or less. When the zeta potential of the polyurethane contained in the residue exceeds −30 mV, the residue aggregates to form coarse particles, which may not be removed by surface treatment.

残渣に含まれる無機酸化物砥粒(好ましくは酸化セリウム砥粒およびアニオン修飾酸化ケイ素砥粒のうちの少なくとも一方、より好ましくは酸化セリウム砥粒)のゼータ電位は、好ましくは-65mV以上、より好ましくは-60mV以上、さらに好ましくは-55mV以上、特に好ましくは-50mV以上である。また、残渣に含まれる無機酸化物砥粒(好ましくは酸化セリウム砥粒およびアニオン修飾酸化ケイ素砥粒のうちの少なくとも一方、より好ましくは酸化セリウム砥粒)のゼータ電位は、好ましくは-31mV以下、より好ましくは-32mV以下、さらに好ましくは-34mV以下、特に好ましくは-35mV以下である。表面処理方法において、無機酸化物砥粒のゼータ電位が上記範囲内の値に制御されることにより、本発明の効果がより発揮される。また、表面処理組成物は、無機酸化物砥粒のゼータ電位を上記範囲内の値に制御する機能を有することにより、本発明の効果がより発揮される。 The zeta potential of the inorganic oxide abrasive grains (preferably at least one of cerium oxide abrasive grains and anion-modified silicon oxide abrasive grains, more preferably cerium oxide abrasive grains) contained in the residue is preferably −65 mV or more, more preferably is -60 mV or higher, more preferably -55 mV or higher, particularly preferably -50 mV or higher. In addition, the zeta potential of the inorganic oxide abrasive grains (preferably at least one of cerium oxide abrasive grains and anion-modified silicon oxide abrasive grains, more preferably cerium oxide abrasive grains) contained in the residue is preferably −31 mV or less, It is more preferably -32 mV or less, still more preferably -34 mV or less, and particularly preferably -35 mV or less. In the surface treatment method, by controlling the zeta potential of the inorganic oxide abrasive grains to a value within the above range, the effects of the present invention are more exhibited. Moreover, the effect of the present invention is exhibited more by the surface treatment composition having the function of controlling the zeta potential of the inorganic oxide abrasive grains to a value within the above range.

また、残渣に含まれるポリウレタンのゼータ電位は、好ましくは-75mV以上、より好ましくは-70mV以上、さらに好ましくは-69mV以上、特に好ましくは-65mV以上である。また、残渣に含まれるポリウレタンのゼータ電位は、好ましくは-30mV以下、より好ましくは-33mV以下、さらに好ましくは-35mV以下、特に好ましくは-40mV以下である。表面処理方法において、ポリウレタンのゼータ電位が上記範囲内の値に制御されることにより、本発明の効果がより発揮される。また、表面処理組成物は、ポリウレタンのゼータ電位を上記範囲内の値に制御する機能を有することにより、本発明の効果がより発揮される。 The zeta potential of the polyurethane contained in the residue is preferably -75 mV or higher, more preferably -70 mV or higher, still more preferably -69 mV or higher, and particularly preferably -65 mV or higher. The zeta potential of the polyurethane contained in the residue is preferably −30 mV or less, more preferably −33 mV or less, still more preferably −35 mV or less, and particularly preferably −40 mV or less. In the surface treatment method, the effect of the present invention is exhibited more by controlling the zeta potential of the polyurethane to a value within the above range. Moreover, when the surface treatment composition has a function of controlling the zeta potential of polyurethane to a value within the above range, the effect of the present invention is more exhibited.

本明細書中、残渣に含まれる無機酸化物砥粒のゼータ電位は、スペクトリス株式会社製(マルバーン事業部)のZetasizer Nano ZSPにより測定することができる。残渣に含まれるポリウレタンのゼータ電位は、アントンパールジャパン株式会社製の固体ゼータ電位測定器SurPASS3により測定することができる。なお、測定方法の詳細は実施例に記載する。 In this specification, the zeta potential of the inorganic oxide abrasive grains contained in the residue can be measured by Zetasizer Nano ZSP manufactured by Spectris Co., Ltd. (Malvern Division). The zeta potential of the polyurethane contained in the residue can be measured with a solid zeta potential measuring instrument SurPASS3 manufactured by Anton Paar Japan K.K. Details of the measuring method are described in Examples.

残渣のゼータ電位は、例えば、ゼータ電位調整剤の種類、量および表面処理組成物のpH等によって制御することができる。表面処理組成物中における存在状態でのゼータ電位調整剤の負の電荷を大きくすることで、無機酸化物砥粒およびポリウレタンのゼータ電位を低下させることができる。例えば、ゼータ電位調整剤としてアニオン性界面活性剤を選択することや、アニオン性界面活性剤が有する基を選択することができる。その中でも後述するような特定の基を選択することで、無機酸化物砥粒およびポリウレタンのゼータ電位をより低下させることができる。また、pHを低すぎない範囲まで適度に低くすることで、無機酸化物砥粒およびポリウレタンのゼータ電位をより低下させることができる。そして、表面処理組成物中のゼータ電位調整剤の量を増加することで、ゼータ電位調整剤によるゼータ電位の低下作用をより高めることができる。 The zeta potential of the residue can be controlled by, for example, the type and amount of the zeta potential adjusting agent, the pH of the surface treatment composition, and the like. By increasing the negative charge of the zeta-potential control agent in the state of existence in the surface treatment composition, the zeta-potential of the inorganic oxide abrasive grains and polyurethane can be lowered. For example, an anionic surfactant can be selected as a zeta potential adjusting agent, or a group possessed by an anionic surfactant can be selected. Among them, by selecting a specific group as described later, the zeta potential of the inorganic oxide abrasive grains and polyurethane can be further lowered. In addition, the zeta potential of the inorganic oxide abrasive grains and the polyurethane can be further lowered by appropriately lowering the pH to a range that is not too low. By increasing the amount of the zeta potential adjusting agent in the surface treatment composition, the zeta potential lowering effect of the zeta potential adjusting agent can be further enhanced.

[研磨済研磨対象物]
本明細書において、研磨済研磨対象物とは、研磨工程において研磨された後の研磨対象物を意味する。研磨工程としては、特に制限されないが、CMP工程であることが好ましい。
[Polished object to be polished]
In this specification, a polished object to be polished means an object to be polished after being polished in a polishing process. Although the polishing process is not particularly limited, it is preferably a CMP process.

本発明の一形態に係る表面処理組成物は、酸化ケイ素を含む研磨済研磨対象物の表面に残留する残渣を低減するために用いられる。酸化ケイ素を含む研磨済研磨対象物としては、例えば、オルトケイ酸テトラエチルを前駆体として使用して生成されるTEOSタイプ酸化ケイ素面(以下、単に「TEOS」とも称する)、HDP膜、USG膜、PSG膜、BPSG膜、RTO膜等が挙げられる。 A surface treatment composition according to one embodiment of the present invention is used to reduce residues remaining on the surface of a polished object containing silicon oxide. Polished objects containing silicon oxide include, for example, a TEOS-type silicon oxide surface produced using tetraethyl orthosilicate as a precursor (hereinafter also simply referred to as "TEOS"), an HDP film, a USG film, and a PSG film. film, BPSG film, RTO film, and the like.

研磨済研磨対象物は、研磨済半導体基板であることが好ましく、CMP後の半導体基板であることがより好ましい。かかる理由は、残渣は半導体デバイスの破壊の原因となりうるため、研磨済研磨対象物が研磨済半導体基板である場合は、半導体基板の洗浄工程としては、残渣をできる限り除去しうるものであることが必要とされるからである。 The polished object to be polished is preferably a polished semiconductor substrate, more preferably a semiconductor substrate after CMP. The reason for this is that the residue can cause destruction of the semiconductor device, so when the polished object to be polished is a polished semiconductor substrate, the cleaning process of the semiconductor substrate should remove the residue as much as possible. is required.

酸化ケイ素を含む研磨済研磨対象物としては、特に制限されないが、酸化ケイ素単体からなる研磨済研磨対象物や、酸化ケイ素以外の材料が表面に露出している状態の研磨済研磨対象物等が挙げられる。ここで、前者としては、例えば、半導体基板である酸化ケイ素基板が挙げられる。また、後者について、酸化ケイ素以外の材料は、例えば、窒化ケイ素、ポリシリコン、タングステン等が挙げられる。かかる研磨済研磨対象物の具体例としては、窒化ケイ素、ポリシリコンまたはタングステン上に、酸化ケイ素膜が形成された構造を有する研磨済半導体基板や、窒化ケイ素、ポリシリコンまたはタングステン部分と、酸化ケイ素膜と、が全て露出した構造を有する研磨済半導体基板等が挙げられる。 The polished polishing object containing silicon oxide is not particularly limited, but may include a polished polishing object made of silicon oxide alone, a polished polishing object in which a material other than silicon oxide is exposed on the surface, and the like. mentioned. Here, the former includes, for example, a silicon oxide substrate which is a semiconductor substrate. As for the latter, examples of materials other than silicon oxide include silicon nitride, polysilicon, and tungsten. Specific examples of such a polished object to be polished include a polished semiconductor substrate having a structure in which a silicon oxide film is formed on silicon nitride, polysilicon or tungsten; A polished semiconductor substrate having a structure in which all the films and are exposed can be mentioned.

本発明の表面処理方法は、表面処理組成物により、研磨済研磨対象物に含まれる酸化ケイ素のゼータ電位を制御することができる。具体的には、本発明の表面処理方法によれば、酸化ケイ素のゼータ電位は、負に制御される。 The surface treatment method of the present invention can control the zeta potential of silicon oxide contained in the polished object by the surface treatment composition. Specifically, according to the surface treatment method of the present invention, the zeta potential of silicon oxide is controlled to be negative.

研磨済研磨対象物に含まれる酸化ケイ素のゼータ電位は、好ましくは-55mV以上-1mV以下であり、より好ましくは-50mV以上-2mV以下であり、さらに好ましくは-49mV以上-10mV以下であり、さらにより好ましくは-45mV以上-20mV以下であり、最も好ましくは-42mV以上-30mV以下である。酸化ケイ素のゼータ電位が上記範囲であることにより、本発明の初期の効果がより発揮される。 The zeta potential of silicon oxide contained in the polished object is preferably −55 mV or more and −1 mV or less, more preferably −50 mV or more and −2 mV or less, further preferably −49 mV or more and −10 mV or less, Even more preferably -45 mV or more and -20 mV or less, and most preferably -42 mV or more and -30 mV or less. When the zeta potential of silicon oxide is within the above range, the initial effects of the present invention are more exhibited.

酸化ケイ素のゼータ電位は、例えば、ゼータ電位調整剤の種類、量および表面処理組成物のpH等によって制御することができる。表面処理組成物中における存在状態でのゼータ電位調整剤の負の電荷を大きくすることで、研磨済研磨対象物に含まれる酸化ケイ素のゼータ電位を低下させることができる。例えば、ゼータ電位調整剤としてアニオン性界面活性剤を選択することや、アニオン性界面活性剤が有する基を選択したり、その中でも後述するような特定の基を選択することで、研磨済研磨対象物に含まれる酸化ケイ素のゼータ電位をより低下させることができる。また、pHを低すぎない範囲まで適度に低下させることで、研磨済研磨対象物に含まれる酸化ケイ素のゼータ電位をより低下させることができる。そして、表面処理組成物中のゼータ電位調整剤の量を増加することで、ゼータ電位調整剤によるゼータ電位の低下作用をより高めることができる。 The zeta potential of silicon oxide can be controlled by, for example, the type and amount of the zeta potential adjusting agent, the pH of the surface treatment composition, and the like. By increasing the negative charge of the zeta potential adjusting agent in the state of existence in the surface treatment composition, the zeta potential of silicon oxide contained in the polished object can be lowered. For example, by selecting an anionic surfactant as the zeta potential adjusting agent, selecting a group possessed by the anionic surfactant, or selecting a specific group as described later, the polished object The zeta potential of silicon oxide contained in the substance can be further lowered. In addition, by appropriately lowering the pH to a range that is not too low, the zeta potential of silicon oxide contained in the polished object can be further lowered. By increasing the amount of the zeta potential adjusting agent in the surface treatment composition, the zeta potential lowering effect of the zeta potential adjusting agent can be further enhanced.

本発明の表面処理方法においては、酸化ケイ素以外の材料として、窒化ケイ素を含んでいてもよい。残渣に含まれる無機酸化物砥粒として、窒化ケイ素が含まれる場合、例えば、pH4未満において、窒化ケイ素のゼータ電位を負に制御することができる。この場合、研磨済研磨対象物に含まれる窒化ケイ素のゼータ電位は、好ましくは-65mV以上-1mV以下であり、より好ましくは-62mV以上-2mV以下であり、さらに好ましくは-60mV以上-10mV以下であり、さらにより好ましくは-58mV以上-15mV以下であり、なおさらにより好ましくは-55mV以上-30mV以下であり、最も好ましくは-52mV以上-35mV以下である。 In the surface treatment method of the present invention, silicon nitride may be included as a material other than silicon oxide. When silicon nitride is contained as the inorganic oxide abrasive grains contained in the residue, for example, the zeta potential of silicon nitride can be controlled to be negative at a pH of less than 4. In this case, the zeta potential of silicon nitride contained in the polished object is preferably -65 mV or more and -1 mV or less, more preferably -62 mV or more and -2 mV or less, and still more preferably -60 mV or more and -10 mV or less. , still more preferably −58 mV or more and −15 mV or less, even more preferably −55 mV or more and −30 mV or less, and most preferably −52 mV or more and −35 mV or less.

次に、本発明の表面処理方法において用いられる表面処理組成物について説明する。 Next, the surface treatment composition used in the surface treatment method of the present invention will be described.

[表面処理組成物]
本発明の一形態は、sp値が9を超えて11以下であり、かつ負に帯電した官能基を有するゼータ電位調整剤と、分散媒と、を含み、研磨済研磨対象物の表面を処理するために用いられる、表面処理組成物である。ここで、研磨用組成物のいくつかの成分は、研磨済研磨対象物の表面に付着しやすく、研磨処理の後に研磨済研磨対象物の表面に残存してしまう。特に、研磨用組成物に含まれる無機酸化物砥粒は、研磨済研磨対象物の表面に残存する傾向がある。この場合、研磨済研磨対象物の表面に残存した無機酸化物砥粒は、異物の原因となる場合がある。本発明に係る表面処理組成物は、このような研磨済研磨対象物の表面上に残存する研磨用組成物由来の残渣(すなわち、無機酸化物砥粒)を除去することができる。
[Surface treatment composition]
One embodiment of the present invention includes a zeta potential adjusting agent having an sp value of more than 9 and less than or equal to 11 and having a negatively charged functional group, and a dispersion medium to treat the surface of a polished object. It is a surface treatment composition used for Here, some components of the polishing composition tend to adhere to the surface of the polished object and remain on the surface of the polished object after polishing. In particular, inorganic oxide abrasive grains contained in the polishing composition tend to remain on the surface of the polished object. In this case, the inorganic oxide abrasive grains remaining on the surface of the polished object may cause foreign matter. The surface treatment composition according to the present invention can remove the polishing composition-derived residue (that is, inorganic oxide abrasive grains) remaining on the surface of such a polished object to be polished.

本発明に係る表面処理組成物は、研磨済研磨対象物に含まれる酸化ケイ素のゼータ電位を負に制御し、研磨済研磨対象物の表面上に残渣として存在する無機酸化物砥粒のゼータ電位を-30mV以下に制御することができる。すなわち、研磨済研磨対象物が本発明に係る表面処理組成物と接することにより、研磨済研磨対象物表面の酸化ケイ素および無機酸化物砥粒のゼータ電位が上記範囲に制御される。これにより、本発明に係る表面処理組成物によれば、表面処理工程において、残渣(無機酸化物砥粒)を効率的に除去することができるための残渣低減剤として用いることができる。 The surface treatment composition according to the present invention controls the zeta potential of the silicon oxide contained in the polished object to be negative, and the zeta potential of the inorganic oxide abrasive grains present as residues on the surface of the polished object. can be controlled to −30 mV or less. That is, the zeta potential of the silicon oxide and inorganic oxide abrasive grains on the surface of the polished object is controlled within the above range by contacting the polished object with the surface treatment composition of the present invention. Accordingly, the surface treatment composition according to the present invention can be used as a residue reducing agent for efficiently removing residues (inorganic oxide abrasive grains) in the surface treatment step.

よって、本発明によれば、酸化ケイ素を含む研磨済研磨対象物の表面における無機酸化物砥粒を含む残渣を低減するために用いられる、表面処理組成物であって、sp値が9を超えて11以下でありかつ負に帯電した官能基を有するゼータ電位調整剤と、分散媒とを含み、前記酸化ケイ素のゼータ電位を負に制御し、かつ前記無機酸化物砥粒のゼータ電位を-30mV以下に制御する機能を有する、表面処理組成物も提供される。 Therefore, according to the present invention, there is provided a surface treatment composition used for reducing residue containing inorganic oxide abrasive grains on the surface of a polished object containing silicon oxide, wherein the sp value exceeds 9 is 11 or less and has a negatively charged functional group; A surface treatment composition is also provided that has the function of controlling to 30 mV or less.

また、上記表面処理組成物において、前記無機酸化物砥粒は、酸化セリウム砥粒を含み、前記表面処理組成物は、前記酸化セリウム砥粒のゼータ電位を-30mV以下に制御する機能を有する。 In the surface treatment composition, the inorganic oxide abrasive grains contain cerium oxide abrasive grains, and the surface treatment composition has a function of controlling the zeta potential of the cerium oxide abrasive grains to −30 mV or less.

また、本発明に係る表面処理組成物は、研磨処理もしくは表面処理において使用したパットから発生するパッド屑(ポリウレタン)についても効率的に除去することができる。すなわち、これらパッド屑も、研磨済研磨対象物の表面上に残渣として存在するが、本発明に係る表面処理組成物は、パッド屑がポリウレタンである場合において、研磨済研磨対象物表面のポリウレタンのゼータ電位を制御することにより、効率的に除去することができる。よって、本発明に係る表面処理組成物は、前記残渣はポリウレタンをさらに含み、前記表面処理組成物は、前記ポリウレタンのゼータ電位を-30mV以下に制御する機能をさらに有する。 The surface treatment composition according to the present invention can also efficiently remove pad dust (polyurethane) generated from pads used in polishing or surface treatment. That is, these pad shavings also exist as residues on the surface of the polished object, but when the pad shavings are polyurethane, the surface treatment composition according to the present invention is used to remove polyurethane on the surface of the polished object. Efficient removal can be achieved by controlling the zeta potential. Therefore, in the surface treatment composition according to the present invention, the residue further contains polyurethane, and the surface treatment composition further has a function of controlling the zeta potential of the polyurethane to −30 mV or less.

本発明者らは、本発明によって上記課題が解決されるメカニズムを以下のように推定している。 The present inventors presume the mechanism by which the present invention solves the above problems as follows.

表面処理組成物に含まれるゼータ電位調整剤は、sp値が9を超えて11以下でありかつ負に帯電した官能基を有するため、研磨済研磨対象物表面に存在する残渣(無機酸化物砥粒、ポリウレタン)の表面に付着して親水層を形成する。また、ゼータ電位調整剤は、表面処理組成物中の研磨済研磨対象物の表面にも付着し、親水層を形成する。親水層が形成された残渣は、親水化された研磨済研磨対象物表面と親和性を有するため、表面処理工程中に研磨済研磨対象物表面から移動(例えば、研磨パッド側への移動)することなく、研磨済研磨対象物への付着状態を維持する。その後、水による洗浄(後述の後洗浄処理)により、研磨済研磨対象物の表面の親水層が容易に除去され、研磨済研磨対象物表面の残渣も除去される。 Since the zeta potential adjusting agent contained in the surface treatment composition has an sp value of more than 9 and not more than 11 and has a negatively charged functional group, the residue present on the surface of the polished object (inorganic oxide abrasive granules, polyurethane) to form a hydrophilic layer. The zeta potential adjusting agent also adheres to the surface of the polished object in the surface treatment composition to form a hydrophilic layer. Since the residue on which the hydrophilic layer is formed has an affinity for the hydrophilic surface of the polished object, it moves from the surface of the polished object (for example, moves toward the polishing pad) during the surface treatment step. maintains the state of adhesion to the polished object. Thereafter, by washing with water (post-washing treatment described later), the hydrophilic layer on the surface of the polished object is easily removed, and the residue on the surface of the polished object is also removed.

よって、本発明に係る表面処理組成物は、表面処理組成物に含有される各成分と、研磨済研磨対象物表面および研磨済研磨対象物表面の残渣との化学的な相互作用により、研磨済研磨対象物表面の残渣を除去する機能、または除去を容易にする機能を有する。 Therefore, the surface treatment composition according to the present invention is a polished surface due to chemical interaction between each component contained in the surface treatment composition, the surface of the polished object to be polished, and the residue on the surface of the polished object to be polished. It has the function of removing residues on the surface of the object to be polished, or the function of facilitating the removal.

なお、上記メカニズムは推測に基づくものであり、その正誤が本発明の技術的範囲に影響を及ぼすものではない。 It should be noted that the above mechanism is based on speculation, and its correctness or wrongness does not affect the technical scope of the present invention.

以下、表面処理組成物に含まれる各成分について説明する。 Each component contained in the surface treatment composition will be described below.

[ゼータ電位調整剤]
本発明の一形態に係る表面処理組成物は、sp値が9を超えて11以下であり、かつ負に帯電した官能基を有するゼータ電位調整剤を含む。ここで、sp値とは、溶解度パラメータであり、本明細書におけるゼータ電位調整剤のsp値は、Fedors法(文献:R.F.Fedors,Polym.Eng.Sci.,14[2]147(1974))により算出される値である。
[Zeta potential adjusting agent]
A surface treatment composition according to one aspect of the present invention includes a zeta potential adjuster having an sp value of more than 9 and not more than 11 and having a negatively charged functional group. Here, the sp value is a solubility parameter, and the sp value of the zeta potential adjusting agent in this specification is determined by the Fedors method (Reference: RF Fedors, Polym. Eng. Sci., 14 [2] 147 ( 1974)).

ゼータ電位調整剤のsp値は、9を超えて11以下であり、好ましくは9を超えて10.9以下であり、より好ましくは9.5以上10.8以下である。当該sp値が9を超えて11以下の場合、ゼータ電位調整剤と研磨済研磨対象物表面の残渣との親和性が高まり、ゼータ電位調整剤が残渣に付着しやすくなる。ゼータ電位調整剤のsp値が9以下の場合、水のsp値(23)から大きく離れるため、ゼータ電位調整剤が分散媒(例えば、水)に溶解しにくくなり、ゼータ電位調整剤自体が表面の残渣になりやすくなる。ゼータ電位調整剤のsp値が11を超えた場合、水のsp値(23)に近づくことに基づいて、ゼータ電位調整剤は、研磨済研磨対象物表面または残渣に吸着するよりも、周辺の分散媒(例えば、水)になじむ方が安定になり、本発明の効果が発揮されない。 The sp value of the zeta potential adjuster is more than 9 and 11 or less, preferably more than 9 and 10.9 or less, more preferably 9.5 or more and 10.8 or less. When the sp value exceeds 9 and is 11 or less, the affinity between the zeta potential control agent and the residue on the surface of the polished object increases, and the zeta potential control agent easily adheres to the residue. When the sp value of the zeta potential adjuster is 9 or less, it is significantly different from the sp value of water (23). It becomes easy to become a residue of When the sp value of the zeta potential control agent exceeds 11, based on approaching the sp value of water (23), the zeta potential control agent is more likely to It becomes more stable when it is more compatible with a dispersion medium (for example, water), and the effect of the present invention is not exhibited.

ゼータ電位調整剤は、負に帯電した官能基を有する。このような官能基としては、例えば、スルホン酸(塩)基、硫酸(塩)基、ホスホン酸(塩)基、およびリン酸(塩)基からなる群より選択される少なくとも1つの官能基が挙げられる。負に帯電した官能基がこれらの基であると、酸化ケイ素を含む研磨済研磨対象物の表面に存在する、無機酸化物砥粒を含む残渣の除去効果がより向上する。この理由は、研磨済み研磨対象物と残渣の表面の電荷とを同じ負に帯電させることで、電荷反発を有効にさせ、残渣の脱離、再付着防止が可能になるからであると推測される。 A zeta potential modifier has a negatively charged functional group. Such functional groups include, for example, at least one functional group selected from the group consisting of a sulfonic acid (salt) group, a sulfuric acid (salt) group, a phosphonic acid (salt) group, and a phosphoric acid (salt) group. mentioned. When the negatively charged functional groups are these groups, the effect of removing residues containing inorganic oxide abrasive grains present on the surface of the polished object containing silicon oxide is further improved. It is speculated that the reason for this is that by charging the surface of the polished object and the surface of the residue with the same negative charge, charge repulsion becomes effective and the residue can be detached and prevented from reattaching. be.

ゼータ電位調整剤は、アニオン性界面活性剤であるのが好ましく、重量平均分子量が1,000未満であるアニオン性界面活性剤であるのがより好ましい。アニオン性界面活性剤は、残渣に対して親水層を形成しやすく、また、水による洗浄(後述の後洗浄処理)により、形成された親水層を容易に除去することができ、表面処理組成物による残渣の除去に寄与する。よって、アニオン性界面活性剤を含む表面処理組成物は、研磨済研磨対象物の表面処理において、研磨済研磨対象物の表面に残留する残渣を十分に除去することができる。 The zeta potential adjuster is preferably an anionic surfactant, more preferably an anionic surfactant having a weight average molecular weight of less than 1,000. The anionic surfactant easily forms a hydrophilic layer on the residue, and the formed hydrophilic layer can be easily removed by washing with water (post-washing treatment described later), and the surface treatment composition contributes to the removal of residues by Therefore, the surface treatment composition containing an anionic surfactant can sufficiently remove residues remaining on the surface of the polished object during the surface treatment of the polished object.

アニオン性界面活性剤の重量平均分子量は、1,000未満であるのが好ましく、200以上1,000未満であるのがより好ましく、500以上980以下であるのがさらに好ましく、800以上959以下であるのがさらに好ましい。アニオン性界面活性剤の重量平均分子量が上記範囲であることにより、残渣に対する親和性を向上させることができ、本発明の所期の効果をより一層発揮できる。なお、アニオン性界面活性剤の重量平均分子量は、分子式により算出したり、ゲルパーミーエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いたポリエチレングリコール換算の値として測定することができる。 The weight average molecular weight of the anionic surfactant is preferably less than 1,000, more preferably 200 or more and less than 1,000, still more preferably 500 or more and 980 or less, and 800 or more and 959 or less. It is more preferable to have By setting the weight-average molecular weight of the anionic surfactant within the above range, the affinity for the residue can be improved, and the intended effects of the present invention can be further exhibited. The weight-average molecular weight of the anionic surfactant can be calculated from the molecular formula or measured as a value converted to polyethylene glycol using gel permeation chromatography (GPC).

このようなアニオン性界面活性剤としては、スルホン酸(塩)基、硫酸(塩)基、ホスホン酸(塩)基およびリン酸(塩)基からなる群より選択される少なくとも1つの官能基を含む化合物が挙げられる。このうち、官能基としては、硫酸(塩)基、ホスホン酸(塩)基、リン酸(塩)基が好ましく、硫酸(塩)基、リン酸(塩)基がより好ましい。 Such an anionic surfactant has at least one functional group selected from the group consisting of a sulfonic acid (salt) group, a sulfuric acid (salt) group, a phosphonic acid (salt) group and a phosphoric acid (salt) group. compounds containing Among these, the functional group is preferably a sulfuric acid (salt) group, a phosphonic acid (salt) group, or a phosphoric acid (salt) group, and more preferably a sulfuric acid (salt) group or a phosphoric acid (salt) group.

なお、本明細書における酸(塩)とは、注目する基または化合物が酸の形態であっても塩の形態であってもよいことを表す。ここで、スルホン酸基とは、スルホ基であり、硫酸基とは、-OSOHで表される基を表し、ホスホン酸基とは、ホスホ基であり、リン酸基とは、-OPOで表される基を表す。なお、ホスホン酸塩基およびリン酸塩基は、1つのHが残存する酸性塩基であってもよい。これらの基は、塩の形態であってもよく、塩としては、特に制限されないが、例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩、カルシウム塩などの第2族元素の塩、アミン塩、アンモニウム塩等が挙げられる。これらの中でも、アルカリ金属塩が好ましく、ナトリウム塩がより好ましい。塩の種類は、1種単独でもよいしまたは2種以上の組み合わせであってもよい。 The term "acid (salt)" as used herein means that the group or compound of interest may be in the form of an acid or a salt. Here, the sulfonic acid group is a sulfo group, the sulfate group is a group represented by —OSO 3 H, the phosphonic acid group is a phospho group, and the phosphate group is —OPO represents a group represented by 3 H 2 ; The phosphonate group and phosphate group may be acidic bases in which one H remains. These groups may be in the form of a salt, and the salt is not particularly limited. Examples include alkali metal salts such as lithium salts, sodium salts, and potassium salts; Amine salts, ammonium salts and the like are included. Among these, alkali metal salts are preferred, and sodium salts are more preferred. The salt may be used alone or in combination of two or more.

本発明で用いられるアニオン性界面活性剤の種類について説明する。以下に述べるアニオン性界面活性剤は、低分子型界面活性剤であってもよく、高分子型界面活性剤であってもよいが、本発明の効果をより一層発揮させるためには、低分子型界面活性剤であるのが好ましい。なお、本明細書中、「低分子型界面活性剤」とは、その分子量が1000未満である化合物をいう。当該化合物の分子量は、例えば、TOF-MSやLC-MS等の公知の質量分析手段を用いて行うことができる。他方、本明細書中、「高分子型界面活性剤」とは、その分子量(重量平均分子量)が1000以上である化合物をいう。重量平均分子量は、ゲルパーミーエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定することができる。 The types of anionic surfactants used in the present invention will be described. The anionic surfactant described below may be a low-molecular-weight surfactant or a high-molecular-weight surfactant. type surfactants. As used herein, the term "low-molecular-weight surfactant" refers to a compound having a molecular weight of less than 1,000. The molecular weight of the compound can be determined using known mass spectrometry means such as TOF-MS and LC-MS. On the other hand, the term "polymeric surfactant" used herein refers to a compound having a molecular weight (weight average molecular weight) of 1,000 or more. Weight average molecular weight can be measured by gel permeation chromatography (GPC).

(スルホン酸(塩)基を有する化合物)
本発明に係るアニオン性界面活性剤としてのスルホン酸(塩)基を有する化合物は、スルホン酸(塩)基を有する界面活性剤であれば特に制限されない。
(Compound having a sulfonic acid (salt) group)
The compound having a sulfonic acid (salt) group as the anionic surfactant according to the present invention is not particularly limited as long as it is a surfactant having a sulfonic acid (salt) group.

スルホン酸(塩)基を有する化合物として、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸(例えばn-ドデシルベンゼンスルホン酸)、アルキルスルホン酸(例えばラウリルスルホン酸)、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸(例えばラウリルジフェニルエーテルジスルホン酸)、アルキルナフタレンスルホン酸(例えばラウリルナフタレンスルホン酸)等のスルホン酸またはその塩が挙げられる。これらスルホン酸の塩の例としては、ナトリウム塩などのアルカリ金属塩、カルシウム塩などの第2族元素の塩、アミン塩、アンモニウム塩等が挙げられる。特に、研磨済研磨対象物がCMP工程後の半導体基板である場合には、基板表面の金属を極力除去するという観点から、ナトリウム塩、アミン塩またはアンモニウム塩であると好ましい。例えば、スルホン酸(塩)基を有するアニオン性界面活性剤としては、ラウリルスルホン酸アンモニウム、ラウリルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムが好ましい。 Examples of compounds having a sulfonic acid (salt) group include alkylbenzenesulfonic acid (eg n-dodecylbenzenesulfonic acid), alkylsulfonic acid (eg laurylsulfonic acid), alkyldiphenyletherdisulfonic acid (eg lauryldiphenyletherdisulfonic acid), alkylnaphthalene Sulfonic acids or salts thereof, such as sulfonic acids (eg, lauryl naphthalene sulfonic acid). Examples of salts of these sulfonic acids include alkali metal salts such as sodium salts, Group 2 element salts such as calcium salts, amine salts, and ammonium salts. In particular, when the polished object to be polished is a semiconductor substrate after a CMP process, a sodium salt, an amine salt or an ammonium salt is preferable from the viewpoint of removing metal from the substrate surface as much as possible. For example, as the anionic surfactant having a sulfonic acid (salt) group, ammonium lauryl sulfonate and sodium lauryl diphenyl ether disulfonate are preferred.

上記市販品としては、例えば、スルホン酸基含有変性ポリビニルアルコール(日本合成化学工業株式会社製、ゴーセネックスLシリーズ)、スルホン酸基含有共重合体(東亞合成株式会社製、アロン(登録商標)Aシリーズ)、スルホン酸基含有共重合体(アクゾ
ノーベル社製、VERSA(登録商標、以下同じ)シリーズ、NARLEX(登録商標、以下同じ)シリーズ;東ソー・ファインケム株式会社製、STシリーズ、MAシリーズ)、ポリスチレンスルホン酸(塩)(東ソー・ファインケム株式会社製、ポリナス(登録商標、以下同じ)シリーズ)、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩(竹本油脂株式会社製、パイオニン(登録商標、以下同じ)A-43-D、A-43-S;タケサーフA-43-NQ)等を用いることができる。
Examples of the commercially available products include sulfonic acid group-containing modified polyvinyl alcohol (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., Gohsenex L series), sulfonic acid group-containing copolymer (manufactured by Toagosei Co., Ltd., Aron (registered trademark) A series ), sulfonic acid group-containing copolymers (manufactured by Akzo Nobel, VERSA (registered trademark, the same applies hereinafter) series, NARLEX (registered trademark, the same applies hereinafter) series; manufactured by Tosoh Finechem Co., Ltd., ST series, MA series), polystyrene Sulfonic acid (salt) (manufactured by Tosoh Finechem Co., Ltd., Polynas (registered trademark, hereinafter the same) series), alkyldiphenyl ether disulfonate (manufactured by Takemoto Oil & Fat Co., Ltd., Pionin (registered trademark, hereinafter the same) A-43-D, A-43-S; Takesurf A-43-NQ) and the like can be used.

(硫酸(塩)基を有する化合物)
本発明に係るアニオン性界面活性剤としての硫酸(塩)基を有する化合物は、硫酸(塩)基を含む界面活性剤であれば特に制限されない。
(Compound having a sulfate (salt) group)
The compound having a sulfate (salt) group as the anionic surfactant according to the present invention is not particularly limited as long as it is a surfactant containing a sulfate (salt) group.

硫酸(塩)基を有する化合物として、例えば、アルキル硫酸エステル塩(例えばラウリル硫酸アンモニウム)、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアリルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアリルフェニルエーテル硫酸エステル塩(例えばポリオキシエチレンアリルフェニルエーテル硫酸エステル塩)、ポリオキシアルキレンアルキルアリルフェニルエーテル硫酸エステル塩、(例えばポリオキシエチレンアルキルアリルフェニルエーテル硫酸エステル塩)、ポリオキシアルキレンフェニルエーテル硫酸エステル塩(例えばポリオキシエチレンフェニルエーテル硫酸エステル塩)、ポリオキシアルキレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩等が挙げられる。これらの化合物は、単独でもまたは二種以上組み合わせても用いることができる。なお、塩の例としては、上述の(スルホン酸(塩)基を有する化合物)に記載のものと同様である。例えば、硫酸(塩)基を有するアニオン性界面活性剤としては、ラウリル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンアリルフェニルエーテル硫酸アンモニウムが好ましい。 Examples of compounds having a sulfuric acid (salt) group include alkyl sulfate salts (e.g. ammonium lauryl sulfate), polyoxyalkylene alkyl ether sulfate salts, polyoxyalkylene allyl ether sulfate salts, polyoxyalkylene allyl phenyl ether sulfate salts ( For example, polyoxyethylene allyl phenyl ether sulfate), polyoxyalkylene alkyl allyl phenyl ether sulfate, (e.g. polyoxyethylene alkyl allyl phenyl ether sulfate), polyoxyalkylene phenyl ether sulfate (e.g. polyoxyethylene phenyl ether sulfate), polyoxyalkylene polycyclic phenyl ether sulfate, and the like. These compounds can be used alone or in combination of two or more. Examples of the salt are the same as those described in the above (compound having a sulfonic acid (salt) group). For example, anionic surfactants having a sulfate (salt) group are preferably ammonium lauryl sulfate and ammonium polyoxyethylene allylphenyl ether sulfate.

硫酸(塩)基を有するアニオン性界面活性剤は、市販品を用いてもよいし合成品を用いてもよい。上記市販品としては、例えば、ポリオキシアルキレンアリルフェニルエーテル硫酸エステル塩(塩)(竹本油脂株式会社製、ニューカルゲン(登録商標、以下同じ)FS-7S)、ポリオキシエチレンアリルフェニルエーテル硫酸エステル塩(第一工業製薬株式会社製、ハイテノール(登録商標、以下同じ)NF08)、ポリオキシエチレンアルキルアリルフェニルエーテル硫酸エステル塩(第一工業製薬株式会社製、アクアロン(登録商標、以下同じ)HS-10)、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤株式会社製、ニューコール(登録商標、以下同じ)1020-SN)、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤株式会社製、ニューコール707シリーズ)、ポリオキシエチレンアリルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤株式会社製のニューコールB4-SN)等が挙げられる。 As the anionic surfactant having a sulfate (salt) group, a commercially available product or a synthetic product may be used. Examples of the commercially available products include polyoxyalkylene allylphenyl ether sulfate (salt) (manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd., Nucalgen (registered trademark, hereinafter the same) FS-7S), and polyoxyethylene allylphenyl ether sulfate. (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Hytenol (registered trademark, hereinafter the same) NF08), polyoxyethylene alkylallyl phenyl ether sulfate salt (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Aqualon (registered trademark, hereinafter the same) HS- 10), polyoxyethylene alkyl ether sulfate (manufactured by Nippon Nyukazai Co., Ltd., Newcol (registered trademark, hereinafter the same) 1020-SN), polyoxyethylene polycyclic phenyl ether sulfate (manufactured by Nippon Nyukazai Co., Ltd., New Cole 707 series), polyoxyethylene allyl ether sulfate (New Cole B4-SN manufactured by Nippon Nyukazai Co., Ltd.), and the like.

(ホスホン酸(塩)基を有する化合物)
本発明に係るアニオン性界面活性剤としてのホスホン酸(塩)基を有する化合物は、ホスホン酸(塩)基を有する界面活性剤であれば特に制限されない。
(Compound having a phosphonic acid (salt) group)
The compound having a phosphonic acid (salt) group as the anionic surfactant according to the present invention is not particularly limited as long as it is a surfactant having a phosphonic acid (salt) group.

ホスホン酸(塩)基を有する化合物として、例えば、ドデシルホスホン酸等、公知のものを使用することができる。これらの化合物は、単独でもまたは二種以上組み合わせても用いることができる。なお、塩の例としては、上述の(スルホン酸酸(塩)基を有する化合物)に記載のものと同様である。 Known compounds such as dodecylphosphonic acid can be used as the compound having a phosphonic acid (salt) group. These compounds can be used alone or in combination of two or more. Examples of the salt are the same as those described in the above (compound having a sulfonic acid (salt) group).

(リン酸(塩)基を有する化合物)
本発明に係るアニオン性界面活性剤としてのリン酸(塩)基を有する化合物は、リン酸(塩)基を含む界面活性剤であれば特に制限されない。
(Compound having a phosphate (salt) group)
The compound having a phosphate (salt) group as the anionic surfactant according to the present invention is not particularly limited as long as it is a surfactant containing a phosphate (salt) group.

リン酸(塩)基を有する化合物として、例えば、モノアルキルリン酸、アルキルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンアリルフェニルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸等が挙げられる。これらの化合物は、単独でもまたは二種以上組み合わせても用いることができる。なお、塩の例としては、上述の(スルホン酸(塩)基を有する化合物)に記載のものと同様である。 Examples of compounds having a phosphoric acid (salt) group include monoalkyl phosphates, alkyl ether phosphates, polyoxyethylene alkyl ether phosphates, polyoxyethylene allyl phenyl ether phosphates, polyoxyethylene alkyl phenyl ether phosphates, and the like. mentioned. These compounds can be used alone or in combination of two or more. Examples of the salt are the same as those described in the above (compound having a sulfonic acid (salt) group).

リン酸(塩)基を有する化合物は、市販品を用いてもよいし合成品を用いてもよい。上記市販品としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸(日光ケミカルズ株式会社製、NIKKOL(登録商標、以下同じ)DLP、DOP、DDP、TLP、TCP、TOP、TDP の各シリーズ)、ポリオキシエチレンアリルフェニルエーテルリン酸塩(竹本油脂株式会社製、リン酸エステル(ホスフェート)型シリーズ(ニューカルゲンFS-3AQ、ニューカルゲンFS-3PG等))が挙げられる。 As the compound having a phosphate (salt) group, a commercially available product or a synthetic product may be used. Examples of the commercially available products include polyoxyethylene alkyl ether phosphate (manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd., NIKKOL (registered trademark, hereinafter the same) DLP, DOP, DDP, TLP, TCP, TOP, and TDP series), polyoxy Ethylene allyl phenyl ether phosphate (manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd., phosphoric acid ester (phosphate) series (Nucalgen FS-3AQ, Nucalgen FS-3PG, etc.)).

アニオン性界面活性剤は、アルキル基を有する場合、炭素数6~20の直鎖または分岐のアルキル基であるのが好ましい。また、アニオン性界面活性剤は、エチレンオキサイドが付加した構造を有するのが好ましく、エチレンオキサイドの付加モル数は、好ましくは2~18であり、より好ましくは3~15であり、さらに好ましくは3~12である。 When the anionic surfactant has an alkyl group, it is preferably a linear or branched alkyl group having 6 to 20 carbon atoms. Further, the anionic surfactant preferably has a structure in which ethylene oxide is added, and the number of moles of ethylene oxide added is preferably 2 to 18, more preferably 3 to 15, and still more preferably 3. ~12.

ゼータ電位調整剤は、市販品を用いてもよいし、合成品を用いてもよい。合成する場合の製造方法は特に制限されず、公知の合成方法により得ることができる。 A commercially available product or a synthetic product may be used as the zeta potential adjusting agent. There are no particular restrictions on the production method when synthesizing, and it can be obtained by a known synthesis method.

ゼータ電位調整剤は、単独でもまたは2種以上組み合わせても用いることができる。 The zeta potential adjusters may be used alone or in combination of two or more.

ゼータ電位調整剤の含有量(濃度)(2種以上の場合はその合計量)は、特に制限されないが、表面処理組成物の全質量に対して、好ましくは0.001g/kg以上であり、より好ましくは0.01g/kg以上であり、さらに好ましくは0.03g/kg以上であり、特に好ましくは0.05g/kg以上であり、最も好ましくは0.08g/kg以上である。ゼータ電位調整剤の含有量が0.001g/kg以上であると、本発明の効果がより向上する。また、ゼータ電位調整剤の含有量の上限は、特に制限されないが、表面処理組成物の全質量に対して、好ましくは10g/kg以下であり、より好ましくは5g/kg以下であり、さらに好ましくは1g/kg以下であり、特に好ましくは0.5g/kg以下であり、最も好ましくは0.3g/kg以下である。ゼータ電位調整剤の含有量が10g/kg以下であると、表面処理後のゼータ電位調整剤自体の除去が容易となる。 The content (concentration) of the zeta potential adjusting agent (the total amount in the case of two or more types) is not particularly limited, but is preferably 0.001 g/kg or more with respect to the total mass of the surface treatment composition, It is more preferably 0.01 g/kg or more, still more preferably 0.03 g/kg or more, particularly preferably 0.05 g/kg or more, and most preferably 0.08 g/kg or more. When the content of the zeta potential adjuster is 0.001 g/kg or more, the effects of the present invention are further improved. The upper limit of the content of the zeta potential adjusting agent is not particularly limited, but it is preferably 10 g/kg or less, more preferably 5 g/kg or less, and still more preferably 5 g/kg or less, relative to the total mass of the surface treatment composition. is 1 g/kg or less, particularly preferably 0.5 g/kg or less, most preferably 0.3 g/kg or less. When the content of the zeta potential adjusting agent is 10 g/kg or less, the zeta potential adjusting agent itself after the surface treatment can be easily removed.

[分散媒]
本発明に係る表面処理組成物は、各成分を溶解または分散するための分散媒(溶媒)を含む。分散媒は、水を含むことが好ましく、水のみであることがより好ましい。また、分散媒は、各成分の分散または溶解のために、水と有機溶媒との混合溶媒であってもよい。有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等のアルコール類;アセトン等のケトン類;アセトニトリル等が挙げられる。よって、分散媒としては、水;メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等のアルコール類;アセトン等のケトン類;アセトニトリル;等や、これらの混合物などが例示できる。これらのうち、分散媒としては水が好ましい。また、これらの有機溶媒を水と混合せずに用いて、各成分を分散または溶解した後に、水と混合してもよい。これら有機溶媒は、単独でもまたは2種以上組み合わせても用いることができる。水以外の分散媒を含む場合、分散媒の全質量に対する水の含有量は、好ましくは90質量%以上100質量%以下であり、より好ましくは99質量%以上100質量%以下である。ただし、分散媒は、水のみであることが最も好ましい。
[Dispersion medium]
The surface treatment composition according to the present invention contains a dispersion medium (solvent) for dissolving or dispersing each component. The dispersion medium preferably contains water, more preferably only water. Also, the dispersion medium may be a mixed solvent of water and an organic solvent for dispersing or dissolving each component. Examples of organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, propylene glycol and glycerin; ketones such as acetone; and acetonitrile. Therefore, examples of the dispersion medium include water; alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, propylene glycol and glycerin; ketones such as acetone; acetonitrile; Among these, water is preferable as the dispersion medium. Alternatively, these organic solvents may be used without being mixed with water, and each component may be dispersed or dissolved and then mixed with water. These organic solvents can be used alone or in combination of two or more. When a dispersion medium other than water is included, the content of water with respect to the total weight of the dispersion medium is preferably 90% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 99% by mass or more and 100% by mass or less. However, the dispersion medium is most preferably water only.

表面処理組成物に含まれる成分の作用を阻害しないようにするという観点から、分散媒としては、不純物をできる限り含有しない水が好ましい。例えば、遷移金属イオンの合計含有量が100ppb以下である水が好ましい。ここで、水の純度は、例えば、イオン交換樹脂を用いる不純物イオンの除去、フィルタによる異物の除去、蒸留等の操作によって高めることができる。具体的には、イオン交換樹脂にて不純物イオンを除去した後、フィルタを通して異物を除去した脱イオン水、純水、超純水、または蒸留水がより好ましい。 From the viewpoint of not inhibiting the action of the components contained in the surface treatment composition, the dispersion medium is preferably water containing as few impurities as possible. For example, water having a total content of transition metal ions of 100 ppb or less is preferable. Here, the purity of water can be increased by, for example, removal of impurity ions using an ion exchange resin, removal of foreign matter using a filter, distillation, or other operations. Specifically, deionized water, pure water, ultrapure water, or distilled water obtained by removing foreign matter through a filter after removing impurity ions with an ion exchange resin is more preferable.

[pHおよびpH調整剤]
本発明に係る表面処理組成物のpHは、好ましくは2以上5未満である。表面処理組成物のpHが上記範囲であると、酸化セリウムのゼータ電位は正に帯電しており、ゼータ電位調整剤と電気的に引き合うため、結果として、砥粒残渣(例えば、酸化セリウム)を負に帯電させることが可能となる。これにより、本発明の所期の効果がより発揮される。本発明に係る表面処理組成物のpHは2以上であればよいが、好ましくは2.5以上であり、より好ましくは3以上である。本発明に係る表面処理組成物のpHは5以下であればよいが、好ましくは4.5未満であり、より好ましくは4以下であり、さらに好ましくは4.5以下である。
[pH and pH adjuster]
The pH of the surface treatment composition according to the present invention is preferably 2 or more and less than 5. When the pH of the surface treatment composition is within the above range, the zeta potential of cerium oxide is positively charged and is electrically attracted to the zeta potential adjuster, resulting in abrasive residue (e.g., cerium oxide). It becomes possible to charge negatively. As a result, the intended effects of the present invention are exhibited more effectively. The surface treatment composition according to the present invention may have a pH of 2 or higher, preferably 2.5 or higher, and more preferably 3 or higher. The surface treatment composition according to the present invention may have a pH of 5 or less, preferably less than 4.5, more preferably 4 or less, and still more preferably 4.5 or less.

なお、表面処理組成物のpHは、例えばpHメータ(例えば、株式会社堀場製作所製、型番:LAQUA)により測定することができる。 The pH of the surface treatment composition can be measured, for example, with a pH meter (for example, manufactured by Horiba Ltd., model number: LAQUA).

本発明に係る表面処理組成物は、ゼータ電位調整剤および分散媒を必須成分とするが、これらのみによって所望のpHを得ることが難しい場合は、本発明の効果を阻害しない範囲内において、pH調整剤(上記のゼータ電位調整剤とは異なる化合物であるpH調整剤)を添加してpHを調整してもよい。本発明に係る表面処理組成物は、一実施形態において、pH調整剤をさらに含む。 The surface treatment composition according to the present invention contains a zeta potential adjusting agent and a dispersion medium as essential components. The pH may be adjusted by adding an adjusting agent (a pH adjusting agent that is a compound different from the above zeta potential adjusting agent). In one embodiment, the surface treatment composition according to the present invention further contains a pH adjuster.

pH調整剤は、公知の酸、塩基、またはそれらの塩を使用することができる。 Known acids, bases, or salts thereof can be used as pH adjusters.

pH調整剤として使用できる酸の具体例としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、フッ酸、ホウ酸、炭酸、次亜リン酸、亜リン酸、およびリン酸等の無機酸や、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、ペンタン酸、2-メチル酪酸、ヘキサン酸、3,3-ジメチル-酪酸、2-エチル酪酸、4-メチルペンタン酸、ヘプタン酸、2-メチルヘキサン酸、オクタン酸、2-エチルヘキサン酸、安息香酸、ヒドロキシ酢酸、サリチル酸、グリセリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、乳酸、ジグリコール酸、2-フランカルボン酸、2,5-フランジカルボン酸、3-フランカルボン酸、2-テトラヒドロフランカルボン酸、メトキシ酢酸、メトキシフェニル酢酸、2-ヒドロキシイソ酪酸およびフェノキシ酢酸等の有機酸が挙げられる。pH調整剤として無機酸を使用した場合、特に硫酸、硝酸、亜リン酸、リン酸等が好ましい。また、pH調整剤として有機酸を使用した場合、酢酸、乳酸、安息香酸、ヒドロキシ酢酸、マレイン酸、クエン酸、酒石酸、ヒドロキシイソ酪酸が好ましく、マレイン酸、クエン酸、酒石酸がより好ましい。 Specific examples of acids that can be used as pH adjusters include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, hydrofluoric acid, boric acid, carbonic acid, hypophosphorous acid, phosphorous acid, and phosphoric acid, formic acid, and acetic acid. , propionic acid, butyric acid, pentanoic acid, 2-methylbutyric acid, hexanoic acid, 3,3-dimethyl-butyric acid, 2-ethylbutyric acid, 4-methylpentanoic acid, heptanoic acid, 2-methylhexanoic acid, octanoic acid, 2- Ethylhexanoic acid, benzoic acid, hydroxyacetic acid, salicylic acid, glyceric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, maleic acid, phthalic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid, lactic acid, di organic acids such as glycolic acid, 2-furancarboxylic acid, 2,5-furandicarboxylic acid, 3-furancarboxylic acid, 2-tetrahydrofurancarboxylic acid, methoxyacetic acid, methoxyphenylacetic acid, 2-hydroxyisobutyric acid and phenoxyacetic acid; be done. Sulfuric acid, nitric acid, phosphorous acid, phosphoric acid and the like are particularly preferred when an inorganic acid is used as the pH adjuster. When an organic acid is used as the pH adjuster, acetic acid, lactic acid, benzoic acid, hydroxyacetic acid, maleic acid, citric acid, tartaric acid and hydroxyisobutyric acid are preferred, and maleic acid, citric acid and tartaric acid are more preferred.

pH調整剤として使用できる塩基としては、脂肪族アミン、芳香族アミン等のアミン、アンモニウム溶液、水酸化第四アンモニウム等の有機塩基、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、第2族元素の水酸化物、ヒスチジン等のアミノ酸、アンモニア等が挙げられる。 Bases that can be used as pH adjusters include amines such as aliphatic amines and aromatic amines, ammonium solutions, organic bases such as quaternary ammonium hydroxide, alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide, and group 2 elements. , amino acids such as histidine, and ammonia.

表面処理組成物は、酸を含むことが好ましく、無機酸を含むことがより好ましく、硫酸、硝酸、亜リン酸およびリン酸からなる群より選択される少なくとも1種を含むことがさらに好ましく、硝酸を含むことが特に好ましい。 The surface treatment composition preferably contains an acid, more preferably an inorganic acid, more preferably at least one selected from the group consisting of sulfuric acid, nitric acid, phosphorous acid and phosphoric acid. is particularly preferred.

pH調整剤は、市販品を用いてもよいし、合成品を用いてもよい。pH調整剤は、単独でもまたは2種以上を組み合わせて用いてもよい。pH調整剤の添加量は、特に制限されず、表面処理組成物が所望のpHとなるように適宜調整すればよい。 A commercially available product or a synthetic product may be used as the pH adjuster. A pH adjuster may be used alone or in combination of two or more. The amount of the pH adjuster to be added is not particularly limited, and may be appropriately adjusted so that the surface treatment composition has a desired pH.

[他の添加剤]
本発明の一形態に係る表面処理組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲内において、必要に応じて、他の添加剤を任意の割合で含有していてもよい。ただし、本発明の一形態に係る表面処理組成物の必須成分以外の成分は、異物の原因となりうるため、できる限り添加しないことが望ましい。よって、必須成分以外の成分は、その添加量はできる限り少ないことが好ましく、含まないことがより好ましい。他の添加剤としては、例えば、砥粒、アルカリ、高分子化合物、防カビ剤(防腐剤)、溶存ガス、還元剤、酸化剤およびアルカノールアミン類等が挙げられる。なかでも、異物除去効果のさらなる向上のため、表面処理組成物は、砥粒を実質的に含有しないことが好ましい。ここで、「砥粒を実質的に含有しない」とは、表面処理組成物全体に対する砥粒の含有量が0.01質量%以下(下限0質量%)である場合を指し、0.005質量%以下(下限0質量%)であることが好ましく、0.001質量%以下(下限0質量%)であることがより好ましい。
[Other additives]
The surface treatment composition according to one aspect of the present invention may optionally contain other additives in any proportion within the range that does not impair the effects of the present invention. However, since components other than the essential components of the surface treatment composition according to one aspect of the present invention may cause foreign matter, it is desirable not to add them as much as possible. Therefore, it is preferable that the amount of the components other than the essential components to be added is as small as possible, and it is more preferable not to include them. Other additives include, for example, abrasive grains, alkalis, polymer compounds, antifungal agents (preservatives), dissolved gases, reducing agents, oxidizing agents, and alkanolamines. Above all, it is preferable that the surface treatment composition does not substantially contain abrasive grains in order to further improve the foreign matter removing effect. Here, "substantially free of abrasive grains" means that the content of abrasive grains in the entire surface treatment composition is 0.01% by mass or less (lower limit of 0% by mass), and 0.005% by mass. % (lower limit of 0% by mass), and more preferably 0.001% by mass or less (lower limit of 0% by mass).

(高分子化合物)
本発明の一形態に係る表面処理組成物は、高分子化合物を含有していてもよい。高分子化合物としては、重量平均分子量が1,000以上である、アニオン性基を有する高分子化合物であることが好ましい。高分子化合物は、重量平均分子量が1,000以上である、酸(塩)基を有する高分子であることが好ましい。高分子化合物は、重量平均分子量が1,000以上である、スルホン酸(塩)基、ホスホン酸(塩)基およびリン酸(塩)基からなる群より選択される少なくとも1つの官能基を有する高分子化合物であることがさらに好ましい。
(Polymer compound)
The surface treatment composition according to one aspect of the present invention may contain a polymer compound. The polymer compound is preferably a polymer compound having an anionic group and having a weight average molecular weight of 1,000 or more. The polymer compound is preferably a polymer having an acid (salt) group and having a weight average molecular weight of 1,000 or more. The polymer compound has at least one functional group selected from the group consisting of a sulfonic acid (salt) group, a phosphonic acid (salt) group and a phosphoric acid (salt) group, having a weight average molecular weight of 1,000 or more. More preferably, it is a polymer compound.

高分子化合物は、1種単独でも、または2種以上を組み合わせても用いることができる。また、高分子化合物は、市販品を用いてもよいし合成品を用いてもよい。 The polymer compounds can be used singly or in combination of two or more. Moreover, a commercial product may be used for a high molecular compound, and a synthetic product may be used.

表面処理組成物が高分子化合物を含む場合、高分子化合物の含有量の下限は、表面処理組成物の総質量を100質量%として、0.01質量%以上が好ましく、0.03質量%以上がより好ましく、0.05質量%以上がさらに好ましい。また、表面処理組成物中の高分子化合物の含有量の上限は、表面処理組成物の総質量を100質量%として、5質量%以下が好ましく、1質量%以下がより好ましく、0.5質量%以下がさらに好ましい。なお、表面処理組成物が2種以上の高分子化合物を含む場合、高分子化合物の含有量は、これらの合計量を意図する。 When the surface treatment composition contains a polymer compound, the lower limit of the content of the polymer compound is preferably 0.01% by mass or more, preferably 0.03% by mass or more, based on the total mass of the surface treatment composition as 100% by mass. is more preferable, and 0.05% by mass or more is even more preferable. Further, the upper limit of the content of the polymer compound in the surface treatment composition is preferably 5% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, and 0.5% by mass, based on the total mass of the surface treatment composition being 100% by mass. % or less is more preferable. In addition, when a surface treatment composition contains 2 or more types of high molecular compounds, content of a high molecular compound intends these total amounts.

[防カビ剤]
本発明に係る表面処理組成物は、防カビ剤(防腐剤)を含むことが好ましい。本発明に係る表面処理組成物が防カビ剤(防腐剤)を含む場合に使用できる、防カビ剤(防腐剤)は、特に制限されず、高分子の種類に応じて適切に選択できる。具体的には、2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オンや5-クロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン等のイソチアゾリン系防腐剤、およびフェノキシエタノール等が挙げられる。
[Antifungal agent]
The surface treatment composition according to the present invention preferably contains an antifungal agent (preservative). The antifungal agent (preservative) that can be used when the surface treatment composition according to the present invention contains an antifungal agent (preservative) is not particularly limited and can be appropriately selected according to the type of polymer. Specific examples include isothiazolin-based preservatives such as 2-methyl-4-isothiazolin-3-one and 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one, and phenoxyethanol.

上記防カビ剤(防腐剤)は、単独で使用されてもまたは2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The antifungal agents (preservatives) may be used alone or in combination of two or more.

表面処理組成物が防カビ剤(防腐剤)を含む場合の、防カビ剤(防腐剤)の含有量(濃度)の下限は、特に制限されないが、0.0001質量%以上であることが好ましく、0.001質量%以上であることがより好ましく、0.005質量%以上であることがさらに好ましく、0.01質量%以上であることが特に好ましい。また、防カビ剤(防腐剤)の含有量(濃度)の上限は、特に制限されないが、5質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以下であることがさらに好ましく、0.1質量%以下であることが特に好ましい。すなわち、表面処理組成物中の防カビ剤(防腐剤)の含有量(濃度)は、好ましくは0.0001質量%以上5質量%以下、より好ましくは0.001質量%以上1質量%以下、さらに好ましくは0.005質量%以上0.5質量%以下、特に好ましくは0.01質量%以上0.1質量%以下である。このような範囲であれば、微生物を不活性化または破壊するのに十分な効果が得られる。なお、表面処理組成物が2種以上の防カビ剤(防腐剤)を含む場合には、上記含有量はこれらの合計量を意図する。 When the surface treatment composition contains an antifungal agent (preservative), the lower limit of the content (concentration) of the antifungal agent (preservative) is not particularly limited, but is preferably 0.0001% by mass or more. , is more preferably 0.001% by mass or more, still more preferably 0.005% by mass or more, and particularly preferably 0.01% by mass or more. The upper limit of the content (concentration) of the antifungal agent (preservative) is not particularly limited, but is preferably 5% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, and 0.5% by mass. It is more preferably 0.1% by mass or less, and particularly preferably 0.1% by mass or less. That is, the content (concentration) of the antifungal agent (preservative) in the surface treatment composition is preferably 0.0001% by mass or more and 5% by mass or less, more preferably 0.001% by mass or more and 1% by mass or less, It is more preferably 0.005% by mass or more and 0.5% by mass or less, and particularly preferably 0.01% by mass or more and 0.1% by mass or less. Within such a range, a sufficient effect for inactivating or destroying microorganisms can be obtained. In addition, when the surface treatment composition contains two or more antifungal agents (preservatives), the above-mentioned content intends the total amount thereof.

すなわち、本発明の一実施形態では、表面処理組成物は、ゼータ電位調整剤、pH調整剤および水、ならびに防カビ剤、有機溶媒および高分子化合物からなる群より選択される少なくともひとつから実質的に構成される。本発明の一実施形態では、表面処理組成物は、ゼータ電位調整剤、pH調整剤および水、ならびに防カビ剤および有機溶媒の少なくとも一方から実質的に構成される。本発明の一実施形態では、表面処理組成物は、ゼータ電位調整剤、pH調整剤および水から実質的に構成される。当該形態において、「表面処理組成物が、Xから実質的に構成される」とは、Xの合計含有量が、表面処理組成物の総質量を100質量%として(表面処理組成物に対して)、99質量%を超える(上限:100質量%)ことを意味する。好ましくは、表面処理組成物は、Xから構成される(上記合計含有量=100質量%)。例えば、「表面処理組成物が、ゼータ電位調整剤、pH調整剤および水、ならびに防カビ剤、有機溶媒および高分子化合物の少なくともひとつから実質的に構成される」とは、ゼータ電位調整剤、pH調整剤および水、ならびに防カビ剤、有機溶媒および高分子化合物の合計含有量が、表面処理組成物の総質量を100質量%として(表面処理組成物に対して)、99質量%を超える(上限:100質量%)ことを意味し、表面処理組成物が、ゼータ電位調整剤、pH調整剤および水、ならびに防カビ剤、有機溶媒および高分子化合物の少なくともひとつから構成される(上記合計含有量=100質量%)ことが好ましい。 That is, in one embodiment of the present invention, the surface treatment composition is substantially composed of at least one selected from the group consisting of a zeta potential adjuster, a pH adjuster, water, an antifungal agent, an organic solvent, and a polymer compound. configured to In one embodiment of the present invention, the surface treatment composition consists essentially of a zeta potential modifier, a pH modifier and water, and at least one of an antifungal agent and an organic solvent. In one embodiment of the invention, the surface treatment composition consists essentially of a zeta potential modifier, a pH modifier and water. In this embodiment, "the surface treatment composition is substantially composed of X" means that the total content of X is 100% by mass of the total mass of the surface treatment composition (with respect to the surface treatment composition ), which means more than 99% by mass (upper limit: 100% by mass). Preferably, the surface treatment composition consists of X (the above total content = 100% by mass). For example, "the surface treatment composition is substantially composed of at least one of a zeta potential adjuster, a pH adjuster and water, an antifungal agent, an organic solvent and a polymer compound" means a zeta potential adjuster, The total content of the pH adjuster and water, as well as the antifungal agent, organic solvent and polymer compound exceeds 99% by mass when the total mass of the surface treatment composition is 100% by mass (relative to the surface treatment composition). (Upper limit: 100% by mass), and the surface treatment composition is composed of at least one of a zeta potential adjuster, a pH adjuster and water, an antifungal agent, an organic solvent and a polymer compound (the above total content = 100% by mass).

本発明に係る表面処理組成物は、研磨済研磨対象物に含まれる酸化ケイ素のゼータ電位を負に制御し、かつ研磨済研磨対象物に付着している無機酸化物砥粒のゼータ電位を-30mV以下に制御することができる。このような制御が可能な理由としては、表面処理組成物に含まれるゼータ電位調整剤が、研磨済研磨対象物に含まれる酸化ケイ素および無機酸化物砥粒に対して親和性が高く、酸化ケイ素および無機酸化物砥粒の表面に付着しやすいことが考えられる。ゼータ電位調整剤は、酸化ケイ素および無機酸化物砥粒を負に帯電させ、さらに無機酸化物砥粒のゼータ電位を-30mV以下へと導くものと考えられる。 The surface treatment composition according to the present invention controls the zeta potential of the silicon oxide contained in the polished object to be negative, and the zeta potential of the inorganic oxide abrasive grains adhering to the polished object to be - It can be controlled to 30 mV or less. The reason why such control is possible is that the zeta potential adjusting agent contained in the surface treatment composition has a high affinity for silicon oxide and inorganic oxide abrasive grains contained in the polished object, and silicon oxide And it is thought that it tends to adhere to the surface of inorganic oxide abrasive grains. It is believed that the zeta potential adjuster negatively charges the silicon oxide and inorganic oxide abrasive grains and leads the zeta potential of the inorganic oxide abrasive grains to −30 mV or less.

[表面処理組成物の製造方法]
上記表面処理組成物の製造方法は特に制限されない。例えば、sp値が9を超えて11以下であり、かつ負の官能基を有するゼータ電位調整剤と、分散媒(例えば、水)と、を混合することにより製造できる。すなわち、本発明の他の形態によれば、sp値が9を超えて11以下であり、かつ負の官能基を有するゼータ電位調整剤と、分散媒と、を混合することを含む、上記表面処理組成物の製造方法もまた提供される。上記のゼータ電位調整剤の種類、添加量等は、前述の通りである。さらに、本発明の一形態に係る表面処理組成物の製造方法においては、必要に応じて、ゼータ電位調整剤および分散媒以外の他の成分をさらに混合してもよい。これらの種類、添加量等は、前述の通りである。
[Method for producing surface treatment composition]
The method for producing the surface treatment composition is not particularly limited. For example, it can be produced by mixing a zeta potential adjusting agent having an sp value of more than 9 and not more than 11 and having a negative functional group with a dispersion medium (eg, water). That is, according to another aspect of the present invention, the above-described surface including mixing a zeta potential adjusting agent having an sp value of more than 9 and not more than 11 and having a negative functional group with a dispersion medium A method of making the treatment composition is also provided. The type, addition amount, etc. of the zeta potential adjusting agent are as described above. Furthermore, in the method for producing a surface treatment composition according to one aspect of the present invention, other components than the zeta potential adjusting agent and the dispersion medium may be further mixed, if necessary. The types, addition amounts, etc. of these are as described above.

表面処理組成物に含有される各成分の添加順、添加方法は特に制限されない。上記各成分を、一括してもしくは別々に、または段階的にもしくは連続的に加えてもよい。また、混合方法も特に制限されず、公知の方法を用いることができる。好ましくは、上記表面処理組成物の製造方法は、ゼータ電位調整剤と、分散媒と、必要に応じて添加される他の成分と、を順次添加し、分散媒中で攪拌することを含む。加えて、上記表面処理組成物の製造方法は所望のpHとなるように、表面処理組成物のpHを測定し、調整することをさらに含んでいてもよい。 The addition order and addition method of each component contained in the surface treatment composition are not particularly limited. Each of the above ingredients may be added together or separately, stepwise or continuously. Also, the mixing method is not particularly limited, and a known method can be used. Preferably, the method for producing the surface treatment composition includes sequentially adding a zeta potential adjusting agent, a dispersion medium, and optionally other components, and stirring in the dispersion medium. In addition, the method for producing the surface treatment composition may further include measuring and adjusting the pH of the surface treatment composition so as to obtain a desired pH.

ここで、本発明に係る表面処理組成物により除去される研磨済研磨対象物表面上の残渣は、研磨対象物に対する研磨処理により付着するものである。すなわち、無機酸化物砥粒は、研磨用組成物に由来する残渣であり、パッド屑(例えばポリウレタン)は、研磨処理において用いられる研磨パッドに由来する残渣である。そこで、これら残渣の由来となる研磨用組成物および研磨処理について説明する。換言すれば、本発明の表面処理方法において表面処理の対象である研磨済研磨対象物がどのように得られるかについて説明する。 Here, the residue on the surface of the polished object to be polished that is removed by the surface treatment composition according to the present invention is adhered to the polished object by the polishing treatment. That is, the inorganic oxide abrasive grains are residues derived from the polishing composition, and the pad scraps (for example, polyurethane) are residues derived from the polishing pad used in the polishing process. Therefore, the polishing composition and the polishing treatment from which these residues are derived will be described. In other words, how the polished object to be surface-treated is obtained in the surface treatment method of the present invention will be described.

[研磨用組成物]
研磨用組成物は、無機酸化物砥粒と、分散媒と、必要に応じて、添加剤と、を含む。本発明において、研磨用組成物は、無機酸化物砥粒および分散媒を必須とする以外は、その構成は特に制限されないが、以下に好ましい研磨用組成物の構成について説明する。
[Polishing composition]
The polishing composition contains inorganic oxide abrasive grains, a dispersion medium, and, if necessary, additives. In the present invention, the composition of the polishing composition is not particularly limited except that it essentially contains inorganic oxide abrasive grains and a dispersion medium.

[砥粒]
研磨用組成物に含まれる砥粒(無機酸化物砥粒)としては、例えば、酸化ケイ素(シリカ)、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化セリウム(セリア)、酸化ジルコニウム(ジルコニア)、酸化チタン(チタニア)等の無機酸化物(金属酸化物)からなる粒子が挙げられる。これらの金属酸化物は、表面修飾されていてもよい。例えば、カルボン酸やスルホン酸等の有機酸を固定化したアニオン修飾無機酸化物であってもよい。このようなアニオン修飾無機酸化物としては、カルボン酸やスルホン酸等の有機酸を固定化したアニオン修飾酸化ケイ素であるのが好ましく、カルボン酸やスルホン酸等の有機酸を固定化したアニオン修飾コロイダルシリカであるのがより好ましい。このような無機酸化物の表面への有機酸の固定化は、例えば無機酸化物の表面に有機酸の官能基が化学的に結合することにより行われている。無機酸化物有機酸を単に共存させただけでは無機酸化物への有機酸の固定化は果たされない。例えば、有機酸の一種であるスルホン酸をコロイダルシリカに固定化するのであれば、例えば、“Sulfonic acid-functionalized silica through quantitative oxidation of thiol groups”, Chem. Commun. 246-247 (2003)に記載の方法で行うことができる。具体的には、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のチオール基を有するシランカップリング剤をコロイダルシリカにカップリングさせた後に過酸化水素でチオール基を酸化することにより、スルホン酸が表面に固定化されたアニオン修飾コロイダルシリカを得ることができる。あるいは、カルボン酸をコロイダルシリカに固定化するのであれば、例えば、“Novel Silane Coupling Agents Containing a Photolabile 2-Nitrobenzyl Ester for Introduction of a Carboxy Group on the Surface of Silica
Gel”, Chemistry Letters, 3, 228-229 (2000)に記載の方法で行うことができる。具体的には、光反応性2-ニトロベンジルエステルを含むシランカップリング剤をコロイダルシリカにカップリングさせた後に光照射することにより、カルボン酸が表面に固定化されたアニオン修飾コロイダルシリカを得ることができる。これらの中でも、スルホン酸が表面に固定化されたアニオン修飾酸化ケイ素(本明細書において、スルホン酸修飾酸化ケイ素とも称する)が好ましく、スルホン酸が表面に固定化されたアニオン修飾コロイダルシリカ(本明細書において、スルホン酸修飾コロイダルシリカとも称する)がより好ましい。無機酸化物の表面に固定化された有機酸は、酸の状態であっても、塩の状態であってもよい。
[Abrasive]
Examples of abrasive grains (inorganic oxide abrasive grains) contained in the polishing composition include silicon oxide (silica), aluminum oxide (alumina), cerium oxide (ceria), zirconium oxide (zirconia), and titanium oxide (titania). Particles made of inorganic oxides (metal oxides) such as These metal oxides may be surface-modified. For example, it may be an anion-modified inorganic oxide in which an organic acid such as carboxylic acid or sulfonic acid is immobilized. Such an anion-modified inorganic oxide is preferably an anion-modified silicon oxide in which an organic acid such as carboxylic acid or sulfonic acid is immobilized. Silica is more preferred. Such immobilization of the organic acid on the surface of the inorganic oxide is performed, for example, by chemically bonding the functional group of the organic acid to the surface of the inorganic oxide. Mere coexistence of an inorganic oxide and an organic acid does not accomplish the fixation of the organic acid to the inorganic oxide. For example, if sulfonic acid, which is a kind of organic acid, is immobilized on colloidal silica, for example, "Sulfonic acid-functionalized silica through quantitative oxidation of thiol groups", Chem. Commun. 246-247 (2003) described in method can be done. Specifically, sulfonic acid is immobilized on the surface by coupling a silane coupling agent having a thiol group such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane to colloidal silica and then oxidizing the thiol group with hydrogen peroxide. anion-modified colloidal silica can be obtained. Alternatively, if the carboxylic acid is immobilized on colloidal silica, for example, "Novel Silane Coupling Agents Containing a Photolabile 2-Nitrobenzyl Ester for Introduction of a Carboxy Group on the Surface of Silica
Gel", Chemistry Letters, 3, 228-229 (2000). Specifically, a silane coupling agent containing a photoreactive 2-nitrobenzyl ester is coupled to colloidal silica. Then, by irradiating with light, anion-modified colloidal silica having carboxylic acid immobilized on the surface can be obtained.Among these, anion-modified silicon oxide having sulfonic acid immobilized on the surface (in this specification, Anion-modified colloidal silica with sulfonic acid immobilized on its surface (also referred to herein as sulfonic acid-modified colloidal silica) is more preferable.Immobilized on the surface of an inorganic oxide The organic acid used may be in the acid state or in the salt state.

砥粒(無機酸化物砥粒)は、表面処理組成物による除去効果の観点から、アニオン修飾酸化ケイ素砥粒、および酸化セリウム砥粒の少なくとも一方であるのがより好ましく、アニオン修飾コロイダルシリカ砥粒および酸化セリウム砥粒のうちの少なくとも一方がさらに好ましく、酸化セリウム砥粒であるのが特に好ましい。アニオン修飾酸化ケイ素砥粒および酸化セリウム砥粒は、表面処理組成物と接触した場合に親和層を形成しやすく、表面処理後の洗浄処理等により研磨済研磨対象物の表面から除去されやすい。 The abrasive grains (inorganic oxide abrasive grains) are more preferably at least one of anion-modified silicon oxide abrasive grains and cerium oxide abrasive grains from the viewpoint of the removal effect by the surface treatment composition, and anion-modified colloidal silica abrasive grains. and cerium oxide abrasive grains are more preferred, and cerium oxide abrasive grains are particularly preferred. Anion-modified silicon oxide abrasive grains and cerium oxide abrasive grains tend to form an affinity layer when in contact with the surface treatment composition, and are easily removed from the surface of the polished object by washing or the like after the surface treatment.

よって、本発明の表面処理方法の好ましい一実施形態によれば、残渣に含まれる無機酸化物砥粒は、アニオン修飾酸化ケイ素砥粒および酸化セリウム砥粒の少なくとも一方であり、表面処理組成物によって、アニオン修飾酸化ケイ素砥粒および酸化セリウム砥粒の少なくとも一方のゼータ電位を-30mV以下に制御する。本発明の表面処理方法のより好ましい一実施形態によれば、残渣に含まれる無機酸化物砥粒は、酸化セリウム砥粒であり、表面処理組成物によって、酸化セリウム砥粒のゼータ電位を-30mV以下に制御する。 Therefore, according to a preferred embodiment of the surface treatment method of the present invention, the inorganic oxide abrasive grains contained in the residue are at least one of anion-modified silicon oxide abrasive grains and cerium oxide abrasive grains, and are , the zeta potential of at least one of the anion-modified silicon oxide abrasive grains and the cerium oxide abrasive grains is controlled to −30 mV or less. According to a more preferred embodiment of the surface treatment method of the present invention, the inorganic oxide abrasive grains contained in the residue are cerium oxide abrasive grains, and the surface treatment composition reduces the zeta potential of the cerium oxide abrasive grains to −30 mV. Control below.

砥粒の平均一次粒子径の下限は、特に制限されないが、5nm以上であることが好ましく、7nm以上であることがより好ましく、10nm以上であることがより好ましい。この範囲であると、所望の研磨速度が得られやすくなる。また、砥粒の平均一次粒子径の上限は、特に制限されないが、50nm以下であることが好ましく、40nm以下であることがより好ましく、30nm以下であることがさらに好ましい。この範囲であると、本発明に係る表面処理組成物による効果がより発揮される。なお、砥粒の平均一次粒子径の値は、BET法で測定される砥粒の比表面積に基づいて、無機酸化物砥粒の粒子形状が真球であると仮定して算出することができる。 Although the lower limit of the average primary particle size of the abrasive grains is not particularly limited, it is preferably 5 nm or more, more preferably 7 nm or more, and more preferably 10 nm or more. Within this range, a desired polishing rate can be easily obtained. Although the upper limit of the average primary particle size of the abrasive grains is not particularly limited, it is preferably 50 nm or less, more preferably 40 nm or less, and even more preferably 30 nm or less. Within this range, the effect of the surface treatment composition according to the present invention is exhibited more effectively. The value of the average primary particle size of the abrasive grains can be calculated based on the specific surface area of the abrasive grains measured by the BET method, assuming that the particle shape of the inorganic oxide abrasive grains is a true sphere. .

砥粒の平均二次粒子径の下限は、特に制限されないが、5nm以上であることが好ましく、10nm以上であることがより好ましく、20nm以上であることがさらに好ましい。この範囲であると、所望の研磨速度が得られやすくなる。また、砥粒の平均二次粒子径の上限は、特に制限されないが、100nm以下であることが好ましく、90nm以下であることがより好ましく、80nm以下であることがさらに好ましい。この範囲であると、本発明に係る表面処理組成物による効果がより発揮される。なお、砥粒の平均二次粒子径の値は、レーザー光を用いた光散乱法に基づいて算出することができる。 Although the lower limit of the average secondary particle size of the abrasive grains is not particularly limited, it is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, and even more preferably 20 nm or more. Within this range, a desired polishing rate can be easily obtained. The upper limit of the average secondary particle size of the abrasive grains is not particularly limited, but is preferably 100 nm or less, more preferably 90 nm or less, and even more preferably 80 nm or less. Within this range, the effect of the surface treatment composition according to the present invention is exhibited more effectively. The value of the average secondary particle size of abrasive grains can be calculated based on a light scattering method using laser light.

砥粒は、合成品を用いてもよいし、市販品を用いてもよい。 Abrasive grains may be synthetic or commercially available.

研磨用組成物における砥粒の含有量(濃度)の下限は、特に制限されないが、研磨用組成物の総質量に対して、0.01質量%超であることが好ましく、0.1質量%以上であることがより好ましく、0.5質量%以上であることがさらに好ましい。この範囲であると、所望の研磨速度が得られやすくなる。また、砥粒の含有量(濃度)の上限は、特に制限されないが、研磨用組成物の総質量に対して、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、3質量%以下であることがさらに好ましい。この範囲であると、研磨済研磨対象物の表面上に残存する砥粒において、表面処理組成物による効果がより発揮される。 The lower limit of the content (concentration) of the abrasive grains in the polishing composition is not particularly limited, but it is preferably more than 0.01% by mass, preferably 0.1% by mass, based on the total mass of the polishing composition. It is more preferably 0.5% by mass or more, and more preferably 0.5% by mass or more. Within this range, a desired polishing rate can be easily obtained. The upper limit of the content (concentration) of the abrasive grains is not particularly limited, but it is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, relative to the total mass of the polishing composition. , 3% by mass or less. Within this range, the abrasive grains remaining on the surface of the polished object to be polished are more effective due to the surface treatment composition.

[その他の成分]
研磨用組成物は、無機酸化物砥粒および分散媒以外の他の成分(添加剤)を含有していてもよく、例えば、pH調整剤、界面活性剤、濡れ剤、キレート剤、防腐剤、防カビ剤、溶存ガス、酸化剤、還元剤等の公知の研磨用組成物に用いられる成分を適宜選択しうる。
[Other ingredients]
The polishing composition may contain components (additives) other than the inorganic oxide abrasive grains and the dispersion medium, such as pH adjusters, surfactants, wetting agents, chelating agents, preservatives, Components used in known polishing compositions, such as antifungal agents, dissolved gases, oxidizing agents and reducing agents, can be appropriately selected.

[研磨処理]
研磨用組成物を用いて行われる研磨処理は、研磨対象物を研磨して、研磨済研磨対象物を形成する工程である。研磨処理において、研磨対象物は、研磨装置を用いて研磨される。
[Polishing]
A polishing process performed using a polishing composition is a process of polishing an object to be polished to form a polished object. In the polishing process, the object to be polished is polished using a polishing device.

研磨処理は、研磨対象物を研磨するのであれば特に制限されないが、化学的機械的研磨(Chemical Mechanical Polishing;CMP)処理であることが好ましい。また、研磨処理は、単一の工程からなる研磨工程であっても複数の工程からなる研磨工程であってもよい。複数の工程からなる研磨工程としては、例えば、予備研磨工程(粗研磨工程)の後に仕上げ研磨工程を行う工程や、1次研磨工程の後に1回または2回以上の2次研磨工程を行い、その後に仕上げ研磨工程を行う工程等が挙げられる。本発明に係る表面処理組成物を用いた表面処理は、上記仕上げ研磨工程後に行われると好ましい。 The polishing treatment is not particularly limited as long as it polishes the object to be polished, but chemical mechanical polishing (CMP) treatment is preferred. Further, the polishing process may be a polishing process consisting of a single process or a polishing process consisting of a plurality of processes. Examples of the polishing process comprising a plurality of processes include a process of performing a final polishing process after a preliminary polishing process (rough polishing process), a process of performing a secondary polishing process once or twice or more after a primary polishing process, A process of performing a final polishing process after that, etc. are mentioned. Surface treatment using the surface treatment composition according to the present invention is preferably performed after the final polishing step.

研磨装置としては、研磨対象物を保持するホルダーと回転数を変更可能なモータ等とが取り付けてあり、研磨パッド(研磨布)を貼り付け可能な研磨定盤を有する一般的な研磨装置を使用することができる。研磨装置としては、片面研磨装置または両面研磨装置のいずれを用いてもよい。 As a polishing device, a general polishing device is used that has a holder that holds the object to be polished, a motor that can change the rotation speed, etc., and a polishing surface plate that can be attached with a polishing pad (abrasive cloth). can do. As the polishing device, either a single-sided polishing device or a double-sided polishing device may be used.

本発明に係る研磨工程で用いられる研磨パッドとしては、一般的な不織布、ポリウレタン、および多孔質フッ素樹脂等を特に制限なく使用することができるが、表面処理工程において残渣をより低減するためには、研磨パッドがポリウレタンであることが好ましい。 As the polishing pad used in the polishing process according to the present invention, general non-woven fabric, polyurethane, porous fluororesin, and the like can be used without particular limitation. Preferably, the polishing pad is polyurethane.

すなわち、本発明において、研磨済研磨対象物の表面には、研磨パッド由来の成分が付着する場合がある。この場合、研磨パッドがポリウレタンであると、本発明に係る表面処理用組成物により研磨済研磨対象物の表面上に付着した残渣であるポリウレタンのゼータ電位を-30mV以下に制御することができ、これによりその残渣(ポリウレタン)を効率的に除去することができる。 That is, in the present invention, components derived from the polishing pad may adhere to the surface of the polished object to be polished. In this case, when the polishing pad is made of polyurethane, the zeta potential of the polyurethane, which is the residue adhered to the surface of the object that has been polished by the surface treatment composition according to the present invention, can be controlled to −30 mV or less. This allows the residue (polyurethane) to be removed efficiently.

本発明の表面処理方法においては、研磨処理に用いられる研磨パッドのショアA硬度が、40°以上100°以下であるのが好ましい。研磨処理に用いられる研磨パッドのショアA硬度は、40°以上が好ましく、60°以上がより好ましく、70°以上がさらに好ましく、75°以上がよりさらに好ましく、80°以上が特に好ましく、85°以上が最も好ましい。研磨処理に用いられる研磨パッドのショアA硬度は、100°以下が好ましく、99°以下がより好ましく、97°以下がさらに好ましく、95°以下がよりさらにより好ましく、93°以下が特に好ましい。研磨処理に用いられる研磨パッドのショアA硬度が上記範囲内であることにより、研磨パッドと研磨対象物とが適度な圧力で接触し合い、研磨を効率的に行うことができるだけでなく、研磨済研磨対象物表面の残渣が残りにくいという効果がある。 In the surface treatment method of the present invention, it is preferable that the Shore A hardness of the polishing pad used for the polishing treatment is 40° or more and 100° or less. The Shore A hardness of the polishing pad used for polishing treatment is preferably 40° or higher, more preferably 60° or higher, even more preferably 70° or higher, even more preferably 75° or higher, particularly preferably 80° or higher, and 85°. The above is most preferable. The Shore A hardness of the polishing pad used for polishing treatment is preferably 100° or less, more preferably 99° or less, even more preferably 97° or less, even more preferably 95° or less, and particularly preferably 93° or less. When the Shore A hardness of the polishing pad used in the polishing process is within the above range, the polishing pad and the object to be polished are brought into contact with each other with an appropriate pressure, and not only can the polishing be efficiently performed, but also the polished object can be polished. There is an effect that it is difficult for residues to remain on the surface of the object to be polished.

研磨パッドのショアA硬度は、JIS K 6253-3:2012に準拠し、タイプAデュロメーターに基づき測定された値である。 The Shore A hardness of the polishing pad is a value measured based on a type A durometer in compliance with JIS K 6253-3:2012.

研磨パッドには、研磨液が溜まるような溝加工が施されていることが好ましい。 It is preferable that the polishing pad is grooved so that the polishing liquid is accumulated.

研磨条件にも特に制限はなく、例えば、研磨定盤の回転数、ヘッド(キャリア)回転数は、10rpm(0.17s-1)以上100rpm(1.7s-1)以下が好ましく、研磨対象物にかける圧力(研磨圧力)は、0.5psi(3.5kPa)以上10psi(69kPa)以下が好ましい。研磨パッドに研磨用組成物を供給する方法も特に制限されず、例えば、ポンプ等で連続的に供給する方法(掛け流し)が採用される。この供給量に制限はないが、研磨パッドの表面が常に研磨用組成物で覆われていることが好ましく、10mL/分以上5000mL/分以下であることが好ましい。研磨時間も特に制限されないが、研磨用組成物を用いる工程については5秒以上180秒以下であることが好ましい。 Polishing conditions are not particularly limited. For example, the number of rotations of the polishing surface plate and the number of rotations of the head (carrier) are preferably 10 rpm (0.17 s -1 ) or more and 100 rpm (1.7 s -1 ) or less. The pressure (polishing pressure) applied to the surface is preferably 0.5 psi (3.5 kPa) or more and 10 psi (69 kPa) or less. The method of supplying the polishing composition to the polishing pad is also not particularly limited, and for example, a method of continuously supplying the composition with a pump or the like (overflow) is employed. Although there is no limit to the supply amount, it is preferable that the surface of the polishing pad is always covered with the polishing composition, and the amount is preferably 10 mL/min or more and 5000 mL/min or less. The polishing time is also not particularly limited, but it is preferably 5 seconds or more and 180 seconds or less for the step using the polishing composition.

[表面処理方法]
本発明は、上記表面処理組成物を用いて、研磨済研磨対象物の表面を処理することを含む、表面処理方法である。
[Surface treatment method]
The present invention is a surface treatment method comprising treating the surface of a polished object using the surface treatment composition.

本発明の一形態に係る表面処理方法によれば、研磨済研磨対象物の表面に残留する残渣を十分に除去することができる。すなわち、本発明の他の一形態によれば、上記表面処理組成物を用いて研磨済研磨対象物を表面処理する、研磨済研磨対象物の表面における残渣低減方法が提供される。 According to the surface treatment method according to one aspect of the present invention, it is possible to sufficiently remove residues remaining on the surface of a polished object to be polished. That is, according to another aspect of the present invention, there is provided a method for reducing residues on the surface of a polished object, comprising surface-treating the polished object using the surface treatment composition.

本発明の一形態に係る表面処理方法は、本発明に係る表面処理組成物を、酸化ケイ素を含む研磨済研磨対象物に直接接触させる方法により行われる。特に制限されないが、例えば、リンス研磨処理による方法、洗浄処理による方法等が挙げられる。これより、本発明の一実施形態に係る表面処理方法は、リンス研磨処理方法または洗浄処理方法である。また、本発明の一実施形態に係る表面処理組成物は、リンス研磨用組成物または洗浄用組成物である。リンス研磨処理および洗浄処理は、研磨済研磨対象物の表面上の異物(無機酸化物砥粒、パッド屑等の残渣、金属汚染など)を除去し、清浄な表面を得るために実施される。 A surface treatment method according to one aspect of the present invention is carried out by a method in which the surface treatment composition according to the present invention is brought into direct contact with a polished object containing silicon oxide. Examples include, but are not limited to, a method using a rinse polishing treatment, a method using a cleaning treatment, and the like. Accordingly, the surface treatment method according to one embodiment of the present invention is a rinse polishing treatment method or a cleaning treatment method. Moreover, the surface treatment composition according to one embodiment of the present invention is a rinse polishing composition or a cleaning composition. Rinsing treatment and cleaning treatment are performed to remove foreign substances (inorganic oxide abrasive grains, residues such as pad dust, metal contamination, etc.) on the surface of the polished object to obtain a clean surface.

本発明に係る表面処理組成物は、リンス研磨処理において特に好適に用いられる。リンス研磨処理とは、研磨パッドが取り付けられた研磨定盤(プラテン)上で行われる、研磨パッドによる摩擦力(物理的作用)および表面処理組成物の作用により研磨済研磨対象物の表面上の残渣を除去する処理を表す。リンス研磨処理の具体例としては、特に制限されないが、研磨対象物について研磨(例えば、最終研磨、仕上げ研磨等)を行った後に、研磨済研磨対象物が研磨装置の研磨定盤(プラテン)に設置された状態で、研磨済研磨対象物と研磨パッドとを接触させて、その接触部分に表面処理組成物を供給しながら、研磨済研磨対象物と、研磨パッドとを相対摺動させる処理が挙げられる。なお、リンス研磨処理は、研磨対象物の研磨(例えば、最終研磨、仕上げ研磨等)で用いられた研磨定盤と同一の研磨定盤上で行われてもよいし、当該研磨で用いられた研磨定盤とは異なる研磨定盤上で行われてもよい。これらの中でも、リンス研磨処理は、研磨対象物の研磨(例えば、最終研磨、仕上げ研磨等)で用いられた研磨定盤とは異なる研磨定盤上で行われることが好ましい。 The surface treatment composition according to the present invention is particularly suitable for use in rinse polishing. Rinse polishing is performed on a polishing surface plate (platen) to which a polishing pad is attached. Represents the process of removing residues. A specific example of the rinse polishing treatment is not particularly limited, but after performing polishing (for example, final polishing, finish polishing, etc.) on the polishing object, the polished polishing object is placed on the polishing surface plate (platen) of the polishing apparatus. A process is performed in which the polished object to be polished and the polishing pad are brought into contact with each other in the installed state, and the polished object to be polished and the polishing pad are caused to slide relative to each other while supplying the surface treatment composition to the contact portion. mentioned. The rinse polishing process may be performed on the same polishing surface plate as the polishing surface plate used for polishing the object to be polished (for example, final polishing, final polishing, etc.), or may be performed on the polishing surface plate used for the polishing. It may be performed on a polishing platen different from the polishing platen. Among these, the rinse polishing process is preferably performed on a polishing surface plate different from the polishing surface plate used for polishing the object to be polished (for example, final polishing, final polishing, etc.).

本発明に係る表面処理組成物を、酸化ケイ素を含む研磨済研磨対象物に直接接触させることにより、リンス研磨処理が行われる。表面処理組成物による作用によって、酸化ケイ素、無機酸化物砥粒、場合によってはさらにポリウレタンは、ゼータ電位調整剤の付着により負に帯電すると考えられる。そして、研磨パッドによる摩擦力(物理的作用)および表面処理組成物による作用によって、無機酸化物砥粒、場合によってはさらにポリウレタンは、酸化ケイ素を含む研磨済研磨対象物の表面から除去され、また、再付着が防止される。この際、研磨定盤(プラテン)上で研磨パッドとの摩擦(研磨パッドと残渣との摩擦)を利用することで、無機酸化物砥粒、パッド屑等の残渣がより効果的が除去される。そして、リンス研磨処理後、水による洗浄(後述の後洗浄処理)等のプロセスが行われ、これにより、窒化ケイ素の表面のゼータ電位調整剤が容易に除去される。その結果、無機酸化物砥粒を含む残渣が顕著に低減された、酸化ケイ素を含む研磨済研磨対象物を得ることができる。 A rinse polishing treatment is performed by directly contacting the surface treatment composition according to the present invention with a polished polishing object containing silicon oxide. It is believed that the action of the surface treatment composition negatively charges the silicon oxide, the inorganic oxide abrasive grains, and in some cases, the polyurethane due to the adhesion of the zeta potential control agent. Then, by the frictional force (physical action) of the polishing pad and the action of the surface treatment composition, the inorganic oxide abrasive grains, and optionally polyurethane, are removed from the surface of the polished object containing silicon oxide, and , redeposition is prevented. At this time, by utilizing the friction with the polishing pad (the friction between the polishing pad and the residue) on the polishing surface plate (platen), residues such as inorganic oxide abrasive grains and pad scraps are more effectively removed. . After the rinsing treatment, a process such as washing with water (post-washing treatment described later) is performed, whereby the zeta potential adjusting agent on the surface of the silicon nitride is easily removed. As a result, it is possible to obtain a polished object containing silicon oxide in which residue containing inorganic oxide abrasive grains is remarkably reduced.

リンス研磨処理は、特に制限されないが、研磨対象物を保持するホルダーと回転数を変更可能なモータ等とが取り付けてあり、研磨パッド(研磨布)を貼り付け可能な研磨定盤を有する一般的な研磨装置を使用して行うことが好ましい。研磨装置としては、片面研磨装置または両面研磨装置のいずれを用いてもよい。研磨パッドとしては、一般的な不織布、ポリウレタン、および多孔質フッ素樹脂等を特に制限なく使用することができるが、残渣をより低減するという観点から、ポリウレタンが好ましい。研磨パッドには、研磨液が溜まるような溝加工が施されていることが好ましい。また、化学的機械的研磨とリンス研磨処理とを同じ研磨装置を用いて行う場合、研磨装置は、研磨用組成物の吐出ノズルに加えて、本発明の一形態に係る表面処理組成物の吐出ノズルを備えていると好ましい。 The rinsing polishing process is not particularly limited, but is generally equipped with a holder that holds the object to be polished, a motor that can change the number of rotations, and a polishing surface plate that can be attached with a polishing pad (abrasive cloth). It is preferable to use a suitable polishing apparatus. As the polishing device, either a single-sided polishing device or a double-sided polishing device may be used. As the polishing pad, general non-woven fabric, polyurethane, porous fluororesin, and the like can be used without particular limitation, but polyurethane is preferable from the viewpoint of further reducing residue. It is preferable that the polishing pad is grooved so that the polishing liquid is accumulated. Further, when the chemical mechanical polishing and the rinse polishing treatment are performed using the same polishing apparatus, the polishing apparatus, in addition to the polishing composition ejection nozzle, ejects the surface treatment composition according to one embodiment of the present invention. A nozzle is preferably provided.

ここで、処理条件には特に制限はないが、例えば、研磨済研磨対象物と、研磨パッドとの圧力は、0.5psi(3.5kPa)以上10psi(69kPa)以下が好ましい。ヘッド回転数は、10rpm(0.17s-1)以上100rpm(1.7s-1)以下が好ましい。また、研磨定盤(プラテン)回転数は、10rpm(0.17s-1)以上100rpm(1.7s-1)以下が好ましい。掛け流しの供給量に制限はないが、研磨済研磨対象物の表面が表面処理組成物で覆われていることが好ましく、例えば、10mL/分以上5000mL/分以下である。また、表面処理時間も特に制限されないが、5秒以上180秒以下であることが好ましい。なお、本発明においては、長時間の表面処理によっても残渣数の増加が抑制されることから、表面処理時間は20秒以上であることが好ましく、30秒以上であることがより好ましく、45秒以上であることがさらに好ましい。なお、表面処理時間の上限は通常5分以内である。 Here, the processing conditions are not particularly limited, but for example, the pressure between the polished object to be polished and the polishing pad is preferably 0.5 psi (3.5 kPa) or more and 10 psi (69 kPa) or less. The head rotation speed is preferably 10 rpm (0.17 s -1 ) or more and 100 rpm (1.7 s -1 ) or less. Further, the rotation speed of the polishing surface plate (platen) is preferably 10 rpm (0.17 s -1 ) or more and 100 rpm (1.7 s -1 ) or less. There is no limit to the supply amount of free-flowing, but it is preferable that the surface of the polished object to be polished is covered with the surface treatment composition, for example, 10 mL/min or more and 5000 mL/min or less. Also, the surface treatment time is not particularly limited, but it is preferably 5 seconds or more and 180 seconds or less. In the present invention, the surface treatment time is preferably 20 seconds or more, more preferably 30 seconds or more, more preferably 45 seconds, since an increase in the number of residues is suppressed even by long-term surface treatment. It is more preferable that it is above. The upper limit of surface treatment time is usually within 5 minutes.

本発明に係る表面処理組成物は、洗浄処理においても好適に用いられる。本明細書において、洗浄処理とは、研磨済研磨対象物が研磨定盤(プラテン)上から取り外された状態で行われる、主に表面処理組成物による作用により研磨済研磨対象物の表面上の残渣を除去する処理を表す。洗浄処理の具体例としては、研磨対象物について研磨(例えば、最終研磨、仕上げ研磨等)を行った後、または、研磨に続いてリンス研磨処理を行った後、研磨済研磨対象物を研磨定盤(プラテン)上から取り外し、研磨済研磨対象物を表面処理組成物と接触させる処理が挙げられる。表面処理組成物と研磨済研磨対象物との接触状態において、研磨済研磨対象物の表面に摩擦力(物理的作用)を与える手段をさらに用いてもよい。 The surface treatment composition according to the present invention is also suitable for cleaning treatment. As used herein, the term “cleaning treatment” refers to cleaning of the surface of the polished object mainly by the action of the surface treatment composition, which is performed after the polished object has been removed from the polishing surface plate (platen). Represents the process of removing residues. As a specific example of the cleaning treatment, after polishing (for example, final polishing, final polishing, etc.) the object to be polished, or after performing rinsing treatment following polishing, the polished object is polished. A treatment of removing the object from the board (platen) and contacting the object to be polished with the surface treatment composition is exemplified. A means for applying a frictional force (physical action) to the surface of the polished object while the surface treatment composition and the polished object are in contact may be further used.

洗浄処理方法としては、特に制限されないが、例えば、研磨済研磨対象物を表面処理組成物中に浸漬させ、必要に応じて超音波処理を行う方法、研磨済研磨対象物を保持した状態で洗浄ブラシと研磨済研磨対象物とを接触させて、その接触部分に表面処理組成物を供給しながら研磨済研磨対象物の表面をブラシで擦る方法等が挙げられる。 The cleaning treatment method is not particularly limited, but for example, a method of immersing the polished object to be polished in the surface treatment composition and, if necessary, subjecting it to ultrasonic treatment, washing while holding the polished object to be polished. Examples include a method of contacting a brush with a polished object to be polished and rubbing the surface of the polished object with a brush while supplying the surface treatment composition to the contact portion.

洗浄処理装置としては、特に制限されないが、例えば、カセットに収容された複数枚の研磨済研磨対象物を同時に表面処理するバッチ式洗浄装置、1枚の研磨済研磨対象物をホルダーに装着して表面処理する枚葉式洗浄装置、研磨定盤(プラテン)から研磨済研磨対象物を取り外した後、当該対象物を洗浄ブラシで擦る洗浄用設備を備えている研磨装置等が挙げられる。ここで、研磨装置としては、研磨済研磨対象物を保持するホルダー、回転数を変更可能なモータ、洗浄ブラシ等を有する一般的な研磨装置を使用することができる。また、洗浄ブラシとしては、特に制限されないが、例えば、PVA(ポリビニルアルコール)等の樹脂製ブラシが挙げられる。 The cleaning apparatus is not particularly limited, but for example, a batch-type cleaning apparatus for simultaneously surface-treating a plurality of polished objects housed in a cassette, or a holder in which a single polished object is mounted. Examples include a single-wafer cleaning apparatus for surface treatment, and a polishing apparatus equipped with cleaning equipment for removing a polished object from a polishing platen (platen) and then scrubbing the object with a cleaning brush. Here, as the polishing device, a general polishing device having a holder for holding the polished object to be polished, a motor capable of changing the number of revolutions, a cleaning brush, and the like can be used. Moreover, the cleaning brush is not particularly limited, but for example, a brush made of resin such as PVA (polyvinyl alcohol) can be used.

洗浄条件としては、特に制限はなく、研磨済研磨対象物の種類、ならびに除去対象とする不純物の種類および量に応じて、適宜設定することができる。 The cleaning conditions are not particularly limited, and can be appropriately set according to the type of polished object to be polished and the type and amount of impurities to be removed.

[後洗浄処理]
本発明の一実施形態に係る表面処理方法としては、表面処理の後、研磨済研磨対象物をさらに洗浄処理を行ってもよい。本明細書では、この洗浄処理を後洗浄処理と称する。後洗浄処理の具体例としては、特に制限されないが、例えば、表面処理後の研磨済研磨対象物に水を掛け流す方法、表面処理後の研磨済研磨対象物を水に浸漬する方法、水を掛け流しながら表面処理後の研磨済研磨対象物を洗浄ブラシで擦る方法等が挙げられる。なお、後洗浄処理の方法、装置および条件としては、特に制限されないが、例えば、洗浄処理の説明を参照することができる。後洗浄処理に用いる水としては、特に制限されないが、脱イオン水を用いることが特に好ましい。
[Post-washing treatment]
As a surface treatment method according to an embodiment of the present invention, after the surface treatment, the polished object to be polished may be further subjected to a cleaning treatment. This cleaning process is referred to herein as a post-cleaning process. Specific examples of the post-cleaning treatment are not particularly limited. Examples include a method of rubbing the polished object after surface treatment with a cleaning brush while pouring the water over it. The method, apparatus, and conditions for the post-cleaning treatment are not particularly limited, but the description of the cleaning treatment can be referred to, for example. The water used for the post-washing treatment is not particularly limited, but it is particularly preferable to use deionized water.

本発明の一形態に係る表面処理組成物で表面処理を行うことによって、残渣が極めて除去されやすい状態となる。このため、本発明の一形態の表面処理に係る表面処理組成物で表面処理を行った後、水を用いてさらなる洗浄処理を行うことで、残渣が極めて良好に除去されることとなる。 By performing the surface treatment with the surface treatment composition according to one embodiment of the present invention, the residue is extremely easily removed. Therefore, after the surface treatment with the surface treatment composition according to one embodiment of the present invention, the residue can be removed very well by further washing treatment with water.

後洗浄後の研磨済研磨対象物は、スピンドライヤー等により表面に付着した水滴を払い落として乾燥させることが好ましい。また、エアブロー乾燥により、研磨済研磨対象物の表面を乾燥させてもよい。 After post-cleaning, the polished object to be polished is preferably dried by using a spin dryer or the like to remove water droplets adhering to the surface. Alternatively, the surface of the polished object may be dried by air blow drying.

[半導体基板の製造方法]
本発明の表面処理方法は、研磨済研磨対象物が研磨済半導体基板であるとき、好適に適用可能である。すなわち、本発明の他の一実施形態によれば、研磨済研磨対象物が研磨済半導体基板であり、当該研磨済半導体基板を、上記表面処理方法によって、研磨済研磨対象物の表面を処理することを含む、半導体基板の製造方法もまた提供される。
[Method for manufacturing semiconductor substrate]
The surface treatment method of the present invention is suitably applicable when the polished object to be polished is a polished semiconductor substrate. That is, according to another embodiment of the present invention, the polished object to be polished is a polished semiconductor substrate, and the surface of the polished object to be polished is treated by the surface treatment method described above. A method of manufacturing a semiconductor substrate is also provided, comprising:

すなわち、本発明の半導体基板の製造方法は、研磨済研磨対象物が研磨済半導体基板であり、無機酸化物砥粒を含む研磨用組成物を使用して、酸化ケイ素を含む研磨前半導体基板を研磨することによって、研磨済半導体基板を得る研磨工程と、本発明の表面処理方法によって、前記研磨済半導体基板の表面における前記無機酸化物砥粒を含む残渣を低減する表面処理工程と、を含む。 That is, in the method for manufacturing a semiconductor substrate of the present invention, the polished object to be polished is a semiconductor substrate, and a polishing composition containing inorganic oxide abrasive grains is used to prepare an unpolished semiconductor substrate containing silicon oxide. a polishing step of obtaining a polished semiconductor substrate by polishing; and a surface treatment step of reducing residue containing the inorganic oxide abrasive grains on the surface of the polished semiconductor substrate by the surface treatment method of the present invention. .

本発明の一実施形態によれば、半導体基板の製造方法において、前記無機酸化物砥粒は、酸化セリウム砥粒を含み、前記表面処理工程で使用される前記表面処理組成物によって、前記酸化セリウム砥粒のゼータ電位を-30mV以下に制御することを含む。 According to one embodiment of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor substrate, the inorganic oxide abrasive grains include cerium oxide abrasive grains, and the surface treatment composition used in the surface treatment step reduces the cerium oxide This includes controlling the zeta potential of the abrasive grains to −30 mV or less.

本発明の一実施形態によれば、半導体基板の製造方法において、前記研磨工程は、ポリウレタン製の研磨パッドを使用することを含み、前記残渣は、前記ポリウレタンをさらに含み、前記表面処理工程で使用される前記表面処理組成物によって、前記ポリウレタンのゼータ電位を-30mV以下に制御することをさらに含む。 According to one embodiment of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor substrate, the polishing step includes using a polishing pad made of polyurethane, and the residue further includes the polyurethane and is used in the surface treatment step. controlling the zeta potential of the polyurethane to −30 mV or less with the surface treatment composition applied.

かかる製造方法が適用される半導体基板の詳細については、上記表面処理組成物によって表面処理される研磨済研磨対象物の説明の通りである。 The details of the semiconductor substrate to which such a manufacturing method is applied are as described for the polished object to be surface-treated with the surface treatment composition.

また、半導体基板の製造方法としては、研磨済半導体基板の表面を、本発明の一形態に係る表面処理組成物を用いて表面処理する、または本発明の一形態に係る表面処理方法によって表面処理する工程(表面処理工程)を含むものであれば特に制限されない。 In addition, as a method for manufacturing a semiconductor substrate, the surface of a polished semiconductor substrate is surface treated using the surface treatment composition according to one embodiment of the present invention, or surface treated by the surface treatment method according to one embodiment of the present invention. It is not particularly limited as long as it includes a step (surface treatment step).

[半導体基板の製造システム]
本発明は、酸化ケイ素を含む研磨対象物、研磨パッド、無機酸化物砥粒を含む研磨用組成物、および上記の表面処理組成物を含む、半導体基板の製造システムにも関する。これより、本発明の他の一態様によれば、酸化ケイ素を含む研磨対象物、研磨パッド、酸化セリウム砥粒を含む研磨用組成物、および表面処理組成物を含む、半導体基板の製造システムであって、前記研磨用組成物および前記研磨パッドを用いて研磨した後の前記研磨対象物の表面を前記表面処理組成物と接触させる、半導体基板の製造システムについても提供される。
[Semiconductor substrate manufacturing system]
The present invention also relates to a semiconductor substrate manufacturing system comprising an object to be polished containing silicon oxide, a polishing pad, a polishing composition containing inorganic oxide abrasive grains, and the surface treatment composition described above. Thus, according to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor substrate manufacturing system comprising a polishing object containing silicon oxide, a polishing pad, a polishing composition containing cerium oxide abrasive grains, and a surface treatment composition. A semiconductor substrate manufacturing system is also provided, wherein the surface of the object to be polished after polishing with the polishing composition and the polishing pad is brought into contact with the surface treatment composition.

本発明の半導体基板の製造システムに適用される、酸化ケイ素を含む研磨対象物、研磨パッド、無機酸化物砥粒を含む研磨用組成物、および表面処理組成物の好ましい実施形態については、上記と同様であるため、説明を省略する。 Preferred embodiments of the polishing object containing silicon oxide, the polishing pad, the polishing composition containing inorganic oxide abrasive grains, and the surface treatment composition, which are applied to the semiconductor substrate manufacturing system of the present invention, are described above. Since it is the same, the explanation is omitted.

本発明の一実施形態において、半導体基板の製造システムは、研磨済研磨対象物の両面を研磨パッドおよび表面処理組成物と接触させて、研磨済研磨対象物の両面を同時に表面処理するものであってもよいし、研磨済研磨対象物の片面のみを研磨パッドおよび表面処理組成物と接触させて、研磨済研磨対象物の片面のみを表面処理するものであってもよい。なお、表面処理の好ましい実施形態については、上記と同様であるため、記載を省略する。 In one embodiment of the present invention, a system for manufacturing a semiconductor substrate is such that both surfaces of a polished object are brought into contact with a polishing pad and a surface treatment composition to simultaneously treat both surfaces of the polished object. Alternatively, only one side of the polished object may be brought into contact with the polishing pad and the surface treatment composition to surface-treat only one side of the polished object. Since the preferred embodiment of the surface treatment is the same as above, the description is omitted.

[残渣除去効果]
本発明の一形態に係る表面処理組成物は、研磨済研磨対象物の表面上の残渣を除去する効果が高いほど好ましい。すなわち、表面処理組成物を用いて研磨済研磨対象物の表面処理を行った際、表面に残存する残渣数が少ないほど好ましい。具体的には、表面処理組成物を用いて研磨済研磨対象物を表面処理した際、総残渣)が10000個以下であると好ましく、7000個以下であるとより好ましく、5000個以下であるとさらにより好ましく、3000個以下であると特に好ましく、2000個以下であると特に好ましい。一方、上記総残渣数は少ないほど好ましいため、その下限は特に制限されないが、実質的には、100個以上である。
[Residue removal effect]
It is preferable that the surface treatment composition according to one aspect of the present invention has a higher effect of removing residues on the surface of the polished object. That is, it is preferable that the number of residues remaining on the surface of the polished object to be polished is as small as possible when the surface treatment composition is used to treat the surface of the polished object. Specifically, when the polished object to be polished is surface-treated with the surface treatment composition, the total residue) is preferably 10,000 or less, more preferably 7,000 or less, and 5,000 or less. Even more preferably, it is particularly preferably 3000 or less, and particularly preferably 2000 or less. On the other hand, since it is preferable that the total number of residues is as small as possible, the lower limit is not particularly limited, but is substantially 100 or more.

また、表面処理組成物を用いて研磨済研磨対象物を表面処理した際、砥粒残渣数が6000個以下であると好ましく、4000個以下であるとより好ましく、3500個以下であるとさらに好ましく、2500個以下であるとよりさらに好ましく、2000個以下であると特に好ましい。一方、上記砥粒残渣数は少ないほど好ましいため、その下限は特に制限されないが、例えば、50個以上である。 Further, when the polished object to be polished is surface-treated with the surface treatment composition, the number of residual abrasive grains is preferably 6,000 or less, more preferably 4,000 or less, and even more preferably 3,500 or less. , is more preferably 2500 or less, and particularly preferably 2000 or less. On the other hand, since the number of residual abrasive grains is preferably as small as possible, the lower limit is not particularly limited, but is, for example, 50 or more.

そして、表面処理組成物を用いて研磨済研磨対象物を表面処理した際、ポリウレタン残渣数が4000個以下であると好ましく、3000個以下であるとより好ましく、2500個以下であるとさらに好ましく、1500個以下であると特に好ましい。一方、上記ポリウレタン残渣数は少ないほど好ましいため、その下限は特に制限されないが、例えば、50個以上である。 When the polished object to be polished is surface-treated with the surface treatment composition, the number of polyurethane residues is preferably 4000 or less, more preferably 3000 or less, even more preferably 2500 or less, 1500 or less is particularly preferable. On the other hand, since the number of polyurethane residues is preferably as small as possible, the lower limit is not particularly limited, but is, for example, 50 or more.

なお、上記の各残渣数は実施例に記載の方法により表面処理を行った後、実施例に記載の方法により測定された値を採用する。 For the numbers of residues described above, the values measured by the method described in Examples after the surface treatment is performed by the method described in Examples are adopted.

本発明の実施形態を詳細に説明したが、これは説明的かつ例示的なものであって限定的ではなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって解釈されるべきであることは明らかである。 While the embodiments of the invention have been described in detail, it is clear that this is to be considered illustrative and exemplary rather than limiting, and the scope of the invention is to be construed by the appended claims. is.

本発明は、下記態様および形態を包含する。 The present invention includes the following aspects and forms.

[1] 表面処理組成物を用いて、酸化ケイ素を含む研磨済研磨対象物の表面における無機酸化物砥粒を含む残渣を低減する表面処理方法であって、
前記表面処理組成物は、sp値が9を超えて11以下でありかつ負に帯電した官能基を有するゼータ電位調整剤と、分散媒と、を含み、
前記表面処理組成物によって、前記酸化ケイ素のゼータ電位を負に制御し、かつ前記無機酸化物砥粒のゼータ電位を-30mV以下に制御することを含む、表面処理方法。
[1] A surface treatment method for reducing residue containing inorganic oxide abrasive grains on the surface of a polished object containing silicon oxide using a surface treatment composition,
The surface treatment composition comprises a zeta potential adjusting agent having an sp value of more than 9 and not more than 11 and having a negatively charged functional group, and a dispersion medium,
A surface treatment method, comprising controlling the zeta potential of the silicon oxide to be negative and the zeta potential of the inorganic oxide abrasive grains to −30 mV or less with the surface treatment composition.

[2] 前記無機酸化物砥粒は、酸化セリウム砥粒を含み、前記表面処理組成物によって、酸化セリウム砥粒のゼータ電位を-30mV以下に制御する、上記[1]に記載の表面処理方法。 [2] The surface treatment method according to [1] above, wherein the inorganic oxide abrasive grains contain cerium oxide abrasive grains, and the zeta potential of the cerium oxide abrasive grains is controlled to −30 mV or less by the surface treatment composition. .

[3] 前記残渣は、ポリウレタンをさらに含み、前記表面処理組成物によって、前記ポリウレタンのゼータ電位を-30mV以下に制御することをさらに含む、上記[1]または[2]に記載の表面処理方法。 [3] The surface treatment method according to [1] or [2] above, wherein the residue further comprises polyurethane, and the surface treatment composition further comprises controlling the zeta potential of the polyurethane to −30 mV or less. .

[4] 前記ゼータ電位調整剤は、分子量が1,000未満であるアニオン性界面活性剤である、上記[1]~[3]のいずれかに記載の表面処理方法。 [4] The surface treatment method according to any one of [1] to [3] above, wherein the zeta-potential adjusting agent is an anionic surfactant having a molecular weight of less than 1,000.

[5] 前記アニオン性界面活性剤は、スルホン酸(塩)基、硫酸(塩)基、ホスホン酸(塩)基、およびリン酸(塩)基からなる群より選択される少なくとも1つの官能基を有する、上記[4]に記載の表面処理方法。 [5] The anionic surfactant has at least one functional group selected from the group consisting of a sulfonic acid (salt) group, a sulfuric acid (salt) group, a phosphonic acid (salt) group, and a phosphoric acid (salt) group. The surface treatment method according to [4] above.

[6] 前記表面処理組成物は、pH調整剤をさらに含む、上記[1]~[5]のいずれかに記載の表面処理方法。 [6] The surface treatment method according to any one of [1] to [5] above, wherein the surface treatment composition further contains a pH adjuster.

[7] 前記表面処理組成物のpH値は、2以上5未満である、上記[1]~[6]のいずれかに記載の表面処理方法。 [7] The surface treatment method according to any one of [1] to [6] above, wherein the surface treatment composition has a pH value of 2 or more and less than 5.

[8] リンス研磨処理方法または洗浄処理方法である、上記[1]~[7]のいずれかに記載の表面処理方法。 [8] The surface treatment method according to any one of [1] to [7] above, which is a rinse polishing treatment method or a cleaning treatment method.

[9] 研磨済研磨対象物が研磨済半導体基板であり、
無機酸化物砥粒を含む研磨用組成物を使用して、酸化ケイ素を含む研磨前半導体基板を研磨することによって、研磨済半導体基板を得る研磨工程と、
請求項1~8のいずれか1項に記載の表面処理方法によって、前記研磨済半導体基板の表面における前記無機酸化物砥粒を含む残渣を低減する表面処理工程と、
を含む、半導体基板の製造方法。
[9] The polished object to be polished is a polished semiconductor substrate,
a polishing step of obtaining a polished semiconductor substrate by polishing an unpolished semiconductor substrate containing silicon oxide using a polishing composition containing inorganic oxide abrasive grains;
a surface treatment step of reducing residue containing the inorganic oxide abrasive grains on the surface of the polished semiconductor substrate by the surface treatment method according to any one of claims 1 to 8;
A method of manufacturing a semiconductor substrate, comprising:

[10] 前記無機酸化物砥粒は、酸化セリウム砥粒を含み、
前記表面処理工程で使用される前記表面処理組成物によって、前記酸化セリウム砥粒のゼータ電位を-30mV以下に制御することを含む、上記[9]に記載の半導体基板の製造方法。
[10] The inorganic oxide abrasive grains include cerium oxide abrasive grains,
The method for producing a semiconductor substrate according to [9] above, comprising controlling the zeta potential of the cerium oxide abrasive grains to −30 mV or less by the surface treatment composition used in the surface treatment step.

[11] 前記研磨工程は、ポリウレタン製の研磨パッドを使用することを含み、
前記残渣は、前記ポリウレタンをさらに含み、
前記表面処理工程で使用される前記表面処理組成物によって、前記ポリウレタンのゼータ電位を-30mV以下に制御することをさらに含む、上記[9]または[10]に記載の半導体基板の製造方法。
[11] The polishing step includes using a polyurethane polishing pad,
The residue further contains the polyurethane,
The method for manufacturing a semiconductor substrate according to [9] or [10] above, further comprising controlling the zeta potential of the polyurethane to −30 mV or less by the surface treatment composition used in the surface treatment step.

[12] 前記研磨パッドのショアA硬度は、40°以上100°以下である、上記[11]に記載の半導体基板の製造方法。 [12] The method for manufacturing a semiconductor substrate according to [11] above, wherein the polishing pad has a Shore A hardness of 40° or more and 100° or less.

[13] 酸化ケイ素を含む研磨済研磨対象物の表面における無機酸化物砥粒を含む残渣を低減するために用いられる、表面処理組成物であって、
sp値が9を超えて11以下でありかつ負に帯電した官能基を有するゼータ電位調整剤と、分散媒と、を含み、
前記酸化ケイ素のゼータ電位を負に制御し、かつ前記無機酸化物砥粒のゼータ電位を-30mV以下に制御する機能を有する、表面処理組成物。
[13] A surface treatment composition used for reducing residue containing inorganic oxide abrasive grains on the surface of a polished object containing silicon oxide, comprising:
A zeta potential adjusting agent having an sp value of more than 9 and not more than 11 and having a negatively charged functional group, and a dispersion medium,
A surface treatment composition having a function of controlling the zeta potential of the silicon oxide to be negative and controlling the zeta potential of the inorganic oxide abrasive grains to −30 mV or less.

[14] 前記無機酸化物砥粒は、酸化セリウム砥粒を含み、前記表面処理組成物は、前記酸化セリウム砥粒のゼータ電位を-30mV以下に制御する機能を有する、上記[13]に記載の表面処理組成物。 [14] The above [13], wherein the inorganic oxide abrasive grains contain cerium oxide abrasive grains, and the surface treatment composition has a function of controlling the zeta potential of the cerium oxide abrasive grains to −30 mV or less. surface treatment composition.

[15] 前記残渣はポリウレタンをさらに含み、前記表面処理組成物は、前記ポリウレタンのゼータ電位を-30mV以下に制御する機能をさらに有する、上記[13]または[14]に記載の表面処理組成物。 [15] The surface treatment composition according to [13] or [14] above, wherein the residue further contains polyurethane, and the surface treatment composition further has a function of controlling the zeta potential of the polyurethane to −30 mV or less. .

[16] リンス研磨用組成物または洗浄用組成物である、上記[13]~[15]のいずれか1項に記載の表面処理組成物。 [16] The surface treatment composition according to any one of [13] to [15] above, which is a rinse polishing composition or a cleaning composition.

[17] 酸化ケイ素を含む研磨対象物、研磨パッド、無機酸化物砥粒を含む研磨用組成物、および上記[13]~[16]のいずれかに記載の表面処理組成物を含む、半導体基板の製造システムであって、
前記研磨用組成物および前記研磨パッドを用いて研磨した後の前記研磨対象物の表面を前記表面処理組成物と接触させる、半導体基板の製造システム。
[17] A semiconductor substrate comprising an object to be polished containing silicon oxide, a polishing pad, a polishing composition containing inorganic oxide abrasive grains, and the surface treatment composition according to any one of [13] to [16] above. A manufacturing system for
A system for manufacturing a semiconductor substrate, wherein the surface of the object to be polished after polishing with the polishing composition and the polishing pad is brought into contact with the surface treatment composition.

本発明を、以下の実施例および比較例を用いてさらに詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。なお、特記しない限り、「%」および「部」は、それぞれ、「質量%」および「質量部」を意味する。また、下記実施例において、特記しない限り、操作は室温(20~25℃)/相対湿度40~50%RHの条件下で行われた。さらに、以下の実施例において「TEOS基板」とは、オルトケイ酸テトラエチルを前駆体として使用して生成された酸化ケイ素膜を有する基板を意味する。 The present invention will be described in more detail with the following examples and comparative examples. However, the technical scope of the present invention is not limited only to the following examples. Unless otherwise specified, "%" and "parts" mean "% by mass" and "parts by mass" respectively. Further, in the following examples, unless otherwise specified, the operations were carried out under the conditions of room temperature (20 to 25° C.)/relative humidity of 40 to 50% RH. Furthermore, in the following examples, "TEOS substrate" means a substrate having a silicon oxide film produced using tetraethyl orthosilicate as a precursor.

[表面処理組成物の調製]
[表面処理組成物A1の調製]
組成物全体を100質量部として、ゼータ電位調整剤としてPOEアリルフェニルエーテル硫酸アンモニウム(製品名:ハイテノール(登録商標、以下同じ)NF08、第一工業製薬株式会社製)と、pH調整剤として硝酸と、分散媒として水(脱イオン水)とを混合して、表面処理組成物A1を調製した。ゼータ電位調整剤の添加量(含有量)は、表面処理組成物A1の全質量に対して0.1g/kgとなる量とし、pH調整剤の添加量(含有量)は、表面処理組成物A1のpHが3(液温:25℃)となる量とした。pHの測定は、pHメータ(株式会社堀場製作所製 製品名:LAQUA(登録商標))により行った。
[Preparation of surface treatment composition]
[Preparation of surface treatment composition A1]
The entire composition is 100 parts by mass, POE allylphenyl ether ammonium sulfate (product name: Hytenol (registered trademark, hereinafter the same) NF08, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) as a zeta potential adjuster, and nitric acid as a pH adjuster. and water (deionized water) as a dispersion medium to prepare a surface treatment composition A1. The amount (content) of the zeta potential adjuster to be added is 0.1 g/kg with respect to the total mass of the surface treatment composition A1, and the amount (content) of the pH adjuster to be added is the amount (content) of the surface treatment composition. The amount was such that the pH of A1 was 3 (liquid temperature: 25°C). The pH was measured using a pH meter (manufactured by Horiba, Ltd., product name: LAQUA (registered trademark)).

[表面処理組成物A2~A6の調製]
ゼータ電位調整剤の種類を下記表1のように変更し、得られる表面処理組成物のpHが下記表1に記載のpHになるようpH調整剤の量を変更したこと以外は、表面処理組成物A1の調製と同様にして、各表面処理組成物A2~A6を調製した。
[Preparation of surface treatment compositions A2 to A6]
The surface treatment composition except that the type of zeta potential adjuster was changed as shown in Table 1 below, and the amount of the pH adjuster was changed so that the pH of the resulting surface treatment composition was the pH shown in Table 1 below. Surface treatment compositions A2 to A6 were prepared in the same manner as in the preparation of product A1.

[表面処理組成物B1~B9の調製]
表1に記載のゼータ電位調整剤または添加剤(ゼータ電位調整剤の代わりに用いる化合物を添加剤と称する)を用いて、ゼータ電位調整剤または添加剤の種類と含有量とを下記表1のように変更し、得られる表面処理組成物のpHが下記表1に記載のpHになるようpH調整剤の量を変更したこと以外は、表面処理組成物A1の調製と同様にして、各表面処理組成物B1~B9を調製した。
[Preparation of Surface Treatment Compositions B1 to B9]
Using the zeta potential adjuster or additive described in Table 1 (a compound used instead of the zeta potential adjuster is referred to as an additive), the type and content of the zeta potential adjuster or additive are shown in Table 1 below. In the same manner as in the preparation of the surface treatment composition A1, except that the amount of the pH adjuster was changed so that the resulting surface treatment composition had a pH shown in Table 1 below, each surface Treatment compositions B1-B9 were prepared.

表面処理組成物A1~A6は、実施例において用いられる表面処理組成物であり、表面処理組成物B1~B9は比較例において用いられる表面処理組成物である。 Surface treatment compositions A1 to A6 are surface treatment compositions used in Examples, and surface treatment compositions B1 to B9 are surface treatment compositions used in Comparative Examples.

表面処理組成物A1~A6およびB1~B9で用いたゼータ電位調整剤および添加剤の詳細を、以下に示す。表1には、用いたゼータ電位調整剤および添加剤のsp値を示した。sp値は、Fedors法(文献:R.F.Fedors,Polym.Eng.Sci.,14[2]147(1974))により算出される値である。 Details of the zeta potential adjusting agents and additives used in the surface treatment compositions A1 to A6 and B1 to B9 are shown below. Table 1 shows the sp values of the zeta potential regulators and additives used. The sp value is a value calculated by the Fedors method (reference: RF Fedors, Polym. Eng. Sci., 14 [2] 147 (1974)).

・POEアリルフェニルエーテル硫酸アンモニウム、第一工業製薬株式会社製、品番:ハイテノールNF08(EO=10)
・アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、竹本油脂株式会社製、品番:パイオニンA-43-S(アルキル=C12)
・POEアリルフェニルエーテルホスフェートアミン塩、竹本油脂株式会社製、品番:ニューカルゲンFS-3AQ(EO=3~10の混合品)
・ラウリル硫酸アンモニウム、花王株式会社製、品番:エマールAS-25R
・ラウリルグリコールカルボン酸Na、三洋化成工業株式会社社製、品番:ビューライトSHAA
・ポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸Na、日光ケミカルズ株式会社社製、品番:NIKKOL ECTD-3NEX
・3-アミノ-1,5-ナフタレンジスルホン酸2Na
・ポリビニルアルコール(PVA)、Mw=10,000:日本酢ビ・ポバール株式会社製、品番:JMR-10HH
・ポリグリセリンラウリルエーテル(PGLE)、Mw=2,000:株式会社ダイセル製、品番:セルモリス(登録商標)B044(グリセリン20量体)
・POEラウリルエーテル、日本エマルジョン株式会社社製、品番:EMALEX 709(EO=9)。
・ POE allyl phenyl ether ammonium sulfate, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., product number: Hitenol NF08 (EO = 10)
・Alkyl diphenyl ether disulfonate, manufactured by Takemoto Oil Co., Ltd., product number: Pionin A-43-S (alkyl = C12)
・ POE allyl phenyl ether phosphate amine salt, manufactured by Takemoto Oil Co., Ltd., product number: Nucalgen FS-3AQ (mixture of EO = 3 to 10)
・ Ammonium lauryl sulfate, manufactured by Kao Corporation, product number: Emar AS-25R
・ Sodium lauryl glycol carboxylate, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., product number: Beaulight SHAA
・ Polyoxyethylene tridecyl ether acetate Na, manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd., product number: NIKKOL ECTD-3NEX
・3-amino-1,5-naphthalenedisulfonic acid 2Na
・ Polyvinyl alcohol (PVA), Mw = 10,000: manufactured by Japan Vinyl Acetate and Poval Co., Ltd., product number: JMR-10HH
· Polyglycerin lauryl ether (PGLE), Mw = 2,000: manufactured by Daicel Corporation, product number: Sermolis (registered trademark) B044 (glycerin 20-mer)
- POE lauryl ether, manufactured by Nippon Emulsion Co., Ltd., product number: EMALEX 709 (EO=9).

[実施例1~24、比較例1~27および参考例1~5]
得られた表面処理組成物A1~A6およびB1~B9の性能評価を行うために、以下のように、研磨対象物に対するCMP工程、CMP工程を経て得られた研磨済研磨対象物に対するリンス研磨工程を実施した。なお、リンス研磨工程は、上記表面処理組成物A1~A6およびB1~B9を用いて行うものである。
[Examples 1 to 24, Comparative Examples 1 to 27 and Reference Examples 1 to 5]
In order to evaluate the performance of the obtained surface treatment compositions A1 to A6 and B1 to B9, a CMP step for the polishing object and a rinse polishing step for the polished polishing object obtained through the CMP step were carried out as follows. carried out. The rinsing and polishing step is carried out using the surface treatment compositions A1 to A6 and B1 to B9.

[CMP工程]
まず、研磨対象物に対するCMP工程を行った。研磨対象物としては、TEOS基板またはSiN基板とし、研磨用組成物としては、以下の2種類を準備した。
[CMP process]
First, a CMP process was performed on the object to be polished. A TEOS substrate or a SiN substrate was used as the object to be polished, and the following two types of polishing compositions were prepared.

「研磨用組成物」
研磨用組成物C1(砥粒としてCeO砥粒を使用する研磨用組成物)
コロイダルセリア(ソルベイ社製 HC30)(平均一次粒子径:30nm、平均二次粒子径:70nm、30wt%水分散液):1質量%
ポリアクリル酸アンモニウム(東亞合成株式会社製 アロンA-30SL)(Mw:6000、40%水溶液):0.6質量%
30%マレイン酸水溶液(関東化学株式会社製):0.2質量%
水:残部
(pH4に調整)。
"Polishing composition"
Polishing composition C1 (polishing composition using CeO2 abrasive grains as abrasive grains)
Colloidal ceria (HC30 manufactured by Solvay) (average primary particle size: 30 nm, average secondary particle size: 70 nm, 30 wt% aqueous dispersion): 1% by mass
Ammonium polyacrylate (Aron A-30SL manufactured by Toagosei Co., Ltd.) (Mw: 6000, 40% aqueous solution): 0.6% by mass
30% maleic acid aqueous solution (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd.): 0.2% by mass
Water: balance (adjusted to pH 4).

・研磨用組成物C2(砥粒としてSiO砥粒を使用する研磨用組成物)
アニオン修飾コロイダルシリカ(“Sulfonic acid-functionalized silica through quantitative oxidation of thiol groups”, Chem. Commun. 246-247 (2003)に記載の方法で作製した、スルホン酸修飾コロイダルシリカ)(平均一次粒子径:35nm、平均二次粒子径:70nm):2質量%
30%マレイン酸水溶液(関東化学株式会社製):0.002質量%
硫酸アンモニウム(関東化学株式会社製):0.25質量%
水:残部
(pH3に調整)。
- Polishing composition C2 (polishing composition using SiO2 abrasive grains as abrasive grains)
Anion-modified colloidal silica ("Sulfonic acid-functionalized silica through quantitative oxidation of thiol groups", Chem. Commun. 246-247 (2003) prepared by the method described in sulfonic acid-modified colloidal silica) (average primary particle size: 35 nm , Average secondary particle size: 70 nm): 2% by mass
30% maleic acid aqueous solution (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.): 0.002% by mass
Ammonium sulfate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.): 0.25% by mass
Water: balance (adjusted to pH 3).

「CMP工程」
研磨対象物として半導体基板であるTEOS基板またはSiN基板について、研磨用組成物を使用し、それぞれ下記の条件にて研磨を行った。ここで、TEOS基板は、300mmウェーハを使用し、SiN基板は、300mmウェーハを使用した;
・TEOS基板(300mmウェーハ、株式会社アドバンテック社製、品番:300mm P-TEOS 10000A)
・SiN基板(300mmウェーハ、株式会社アドバンテック社製、品番:(CVD-)LP-SiN 2500A)
-研磨装置および研磨条件-
研磨装置:株式会社荏原製作所製 FREX300E
研磨パッド:下記のいずれかを使用
・富士紡ホールディングス株式会社製 発泡ポリウレタンパッド H800-Type1(ショアA硬度:89.4°)
・富士紡ホールディングス株式会社製 発泡ポリウレタンパッド H800-CZM(ショアA硬度:78.9°)
・富士紡ホールディングス株式会社製 発泡ポリウレタンパッド X400-CZM(ショアA硬度:76.3°)
コンディショナー(ドレッサー):ナイロンブラシ(3M社製)
研磨圧力:2.0psi(1psi=6894.76Pa)
研磨定盤回転数:80rpm
ヘッド回転数:80rpm
研磨用組成物の供給:掛け流し
研磨用組成物供給量:200mL/分
研磨時間:30秒。
"CMP process"
A TEOS substrate or a SiN substrate, which is a semiconductor substrate, was used as an object to be polished, and the polishing composition was used to perform polishing under the following conditions. Here, the TEOS substrate used a 300 mm wafer, and the SiN substrate used a 300 mm wafer;
・TEOS substrate (300mm wafer, manufactured by Advantech Co., Ltd., product number: 300mm P-TEOS 10000A)
・ SiN substrate (300mm wafer, manufactured by Advantech Co., Ltd., product number: (CVD-) LP-SiN 2500A)
-Polishing equipment and polishing conditions-
Polishing device: FREX300E manufactured by Ebara Corporation
Polishing pad: Use one of the following ・Foam polyurethane pad H800-Type1 (Shore A hardness: 89.4 °) manufactured by Fujibo Holdings Co., Ltd.
・ Foamed polyurethane pad H800-CZM (Shore A hardness: 78.9°) manufactured by Fujibo Holdings Co., Ltd.
・Polyurethane foam pad X400-CZM manufactured by Fujibo Holdings Co., Ltd. (Shore A hardness: 76.3°)
Conditioner (dresser): Nylon brush (manufactured by 3M)
Polishing pressure: 2.0 psi (1 psi = 6894.76 Pa)
Polishing surface plate rotation speed: 80 rpm
Head rotation speed: 80rpm
Supply of polishing composition: Free-flowing Amount of supply of polishing composition: 200 mL/min Polishing time: 30 seconds.

[リンス研磨処理工程]
上記CMP工程にてTEOS基板表面を研磨した後、研磨済研磨対象物として研磨済TEOS基板を研磨定盤(プラテン)上から取り外した。続いて、同じ研磨装置内で、研磨済TEOS基板を別の研磨定盤(プラテン)上に取り付け、下記の条件にて、上記で調製した表面処理組成物A1~A6およびB1~B9を用いて、研磨済TEOS基板表面に対してリンス研磨処理を行った;
-リンス研磨装置およびリンス研磨条件-
研磨圧力:1.0psi
定盤回転数:60rpm
ヘッド回転数:60rpm
研磨用組成物の供給:掛け流し
表面処理組成物供給量:300mL/分
研磨時間:60秒。
[Rinse polishing process]
After polishing the surface of the TEOS substrate in the CMP process, the polished TEOS substrate was removed from the polishing surface plate (platen) as a polished object to be polished. Subsequently, in the same polishing apparatus, the polished TEOS substrate was mounted on another polishing platen (platen), and the surface treatment compositions A1 to A6 and B1 to B9 prepared above were used under the following conditions. , rinse-polishing treatment was performed on the polished TEOS substrate surface;
- Rinse Polishing Apparatus and Conditions for Rinse Polishing -
Polishing pressure: 1.0 psi
Surface plate rotation speed: 60 rpm
Head rotation speed: 60rpm
Supply of polishing composition: free flowing Surface treatment composition supply rate: 300 mL/min Polishing time: 60 seconds.

リンス研磨処理後、脱イオン水を用いて60秒間、基板表面のブラシ洗浄を行い、リンス研磨済の研磨済TEOS基板を得た。 After the rinse-polishing treatment, the substrate surface was brush-cleaned with deionized water for 60 seconds to obtain a rinse-polished and polished TEOS substrate.

<評価>
上記リンス研磨工程後の各研磨済TEOS基板について、下記項目について測定し評価を行った。評価結果は、表2~表6に示す。
<Evaluation>
For each polished TEOS substrate after the rinse polishing step, the following items were measured and evaluated. Evaluation results are shown in Tables 2 to 6.

表2は、研磨工程において、研磨用組成物C1を用いて、研磨パッドとしてH800-Type1を用いて、TEOS基板(研磨対象物)を研磨して得られた「研磨済TEOS基板に対する各表面処理組成物A1~A6およびB1~B9の評価結果(実施例1~6および比較例1~9)」を示すものである。 Table 2 shows the "each surface treatment for the polished TEOS substrate" obtained by polishing the TEOS substrate (object to be polished) using the polishing composition C1 and H800-Type 1 as the polishing pad in the polishing step. Evaluation results of compositions A1 to A6 and B1 to B9 (Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 9)” are shown.

表3は、研磨工程において、研磨用組成物C1を用いて、研磨パッドとしてH800-CZMを用いて、TEOS基板(研磨対象物)を研磨して得られた「研磨済TEOS基板に対する各表面処理組成物A1~A6およびB1~B9の評価結果(実施例7~12および比較例10~18)」を示すものである。 Table 3 shows the "each surface treatment for the polished TEOS substrate" obtained by polishing the TEOS substrate (object to be polished) using the polishing composition C1 and H800-CZM as the polishing pad in the polishing step. Evaluation results of compositions A1 to A6 and B1 to B9 (Examples 7 to 12 and Comparative Examples 10 to 18)” are shown.

表4は、研磨工程において、研磨用組成物C1を用いて、研磨パッドとしてX400-CZMを用いて、TEOS基板(研磨対象物)を研磨して得られた「研磨済TEOS基板に対する各表面処理組成物A1~A6およびB1~B9の評価結果(実施例13~18および比較例19~27)」を示すものである。 Table 4 shows the "each surface treatment for the polished TEOS substrate" obtained by polishing the TEOS substrate (object to be polished) using the polishing composition C1 and X400-CZM as the polishing pad in the polishing step. Evaluation results of compositions A1 to A6 and B1 to B9 (Examples 13 to 18 and Comparative Examples 19 to 27)” are shown.

表5は、研磨工程において、研磨用組成物C2を用いて、研磨パッドとしてH800-Type1を用いて、TEOS基板(研磨対象物)を研磨して得られた「研磨済TEOS基板に対する各表面処理組成物A1~A6の評価結果(実施例19~24)」を示すものである。 Table 5 shows the "each surface treatment for the polished TEOS substrate" obtained by polishing the TEOS substrate (object to be polished) using the polishing composition C2 and H800-Type 1 as the polishing pad in the polishing step. Evaluation results of compositions A1 to A6 (Examples 19 to 24)” are shown.

表6は、研磨工程において、研磨用組成物C1を用いて、研磨パッドとしてH800-Type1を用いて、SiN基板(研磨対象物)を研磨して得られた「研磨済SiN基板に対する各表面処理組成物A1~A5の評価結果(参考例1~5)」を示すものである。なお、表6では、同条件における研磨済TEOS基板の評価結果も併記する。この参照例は、本発明の表面処理組成物が、SiN基板に対しても本発明の効果が発揮できるか否かを試験するものであり、研磨済研磨対象物が酸化ケイ素および窒化ケイ素を含む場合においても、本発明の表面処理組成物が好適に用いられるか否かを試験する意図で行うものである。 Table 6 shows, in the polishing step, using the polishing composition C1 and using H800-Type 1 as the polishing pad to polish the SiN substrate (object to be polished). Evaluation results of compositions A1 to A5 (Reference Examples 1 to 5)” are shown. Table 6 also shows the evaluation results of the polished TEOS substrate under the same conditions. This reference example is to test whether the surface treatment composition of the present invention can exert the effect of the present invention also on a SiN substrate, and the polished polishing object contains silicon oxide and silicon nitride. In any case, the purpose is to test whether the surface treatment composition of the present invention is suitable for use.

[総残渣数の評価]
総残渣数は、ケーエルエー・テンコール株式会社製、光学検査機Surfscan(登録商標)SP5を用いて、リンス研磨処理後の研磨済TEOS基板表面上の残渣数を評価した。具体的には、研磨済TEOS基板の片面の外周端部から幅5mmの部分(外周端部を0mmとしたときに、幅0mmから幅5mmまでの部分)を除外した残りの部分について、直径50μmを超える残渣の数をカウントした。残渣数は少ないほど好ましい。この結果を下記表2~表6に示す。なお、総残渣数が10000個を超えた場合、個数の検出ができないため、表2~表6において「>10000」と示す。
[Evaluation of total number of residues]
As for the total number of residues, the number of residues on the polished TEOS substrate surface after rinsing treatment was evaluated using an optical inspection machine Surfscan (registered trademark) SP5 manufactured by KLA-Tencor Corporation. Specifically, the remaining portion excluding a portion having a width of 5 mm from the outer peripheral edge of one side of the polished TEOS substrate (a portion having a width of 0 mm to 5 mm when the outer peripheral edge is 0 mm) has a diameter of 50 μm. was counted. The smaller the number of residues, the better. The results are shown in Tables 2 to 6 below. Note that when the total number of residues exceeds 10000, the number cannot be detected, so Tables 2 to 6 indicate ">10000".

[砥粒残渣数およびポリウレタン残渣数の評価]
上記リンス研磨処理後の研磨済TEOS基板について、砥粒残渣数およびポリウレタン残渣数を、株式会社日立ハイテク製Review SEM RS6000を使用し、SEM観察によって測定した。まず、SEM観察にて、研磨済研磨対象物の片面の外周端部から幅5mmの部分を除外した残りの部分に存在する残渣を100個サンプリングした。次いで、サンプリングした100個の残渣の中から、目視によるSEM観察にて残渣の種類(砥粒またはポリウレタン)を判別し、砥粒(CeOまたはSiO)およびポリウレタンのそれぞれについて、その個数を確認することで、残渣中の砥粒残渣の割合(%)およびポリウレタン残渣の割合(%)を算出した。そして、上述の総残渣数の評価により測定した直径50μmを超える総残渣数(個)と、SEM観察により算出した残渣中の砥粒残渣の割合(%)との積を、それぞれ、砥粒残渣数(個)として算出した。また、上述の総残渣数の評価により測定した直径50μmを超える総残渣数(個)と、SEM観察により算出した残渣中のポリウレタン残渣の割合(%)との積を、ポリウレタン残渣数(個)として算出した。
[Evaluation of Number of Abrasive Grain Residues and Number of Polyurethane Residues]
The number of abrasive grain residues and the number of polyurethane residues of the polished TEOS substrate after the rinse polishing treatment were measured by SEM observation using a Review SEM RS6000 manufactured by Hitachi High-Tech Corporation. First, by SEM observation, 100 samples of residues existing in the remaining portion excluding a portion having a width of 5 mm from the outer peripheral end portion of one side of the polished object were sampled. Next, from among the 100 sampled residues, the type of residue (abrasive grain or polyurethane) was determined by visual SEM observation, and the number of abrasive grains (CeO 2 or SiO 2 ) and polyurethane was confirmed. By doing so, the ratio (%) of abrasive grain residue and the ratio (%) of polyurethane residue in the residue were calculated. Then, the product of the total number of residues exceeding 50 μm in diameter (pieces) measured by the above evaluation of the total number of residues and the ratio (%) of the abrasive residue in the residue calculated by SEM observation was calculated. It was calculated as the number (pieces). In addition, the product of the total number of residues exceeding 50 μm in diameter (pieces) measured by the evaluation of the total number of residues described above and the ratio (%) of polyurethane residues in the residue calculated by SEM observation was calculated as the number of polyurethane residues (pieces). calculated as

表2~表6において、「砥粒残渣数」は、無機酸化物砥粒の残渣(CeO砥粒残渣またはSiO砥粒残渣)であり、「ポリウレタン残渣数」とは、研磨パッドの残渣である。なお、総残渣数が10000個を超えた場合、残渣における砥粒残渣数およびポリウレタン残渣の含有割合の算出ができなかった。残渣の大多数は砥粒残渣であることが考えられるため、表2~表6において、総残渣数が10000個を超える場合は、砥粒残渣数を「>10000」と示し、ポリウレタン残渣数は「-」と示す。 In Tables 2 to 6, "number of abrasive grain residues" is the residue of inorganic oxide abrasive grains (CeO 2 abrasive grain residue or SiO 2 abrasive grain residue), and "polyurethane residue number" is the residue of the polishing pad. is. When the total number of residues exceeded 10,000, the number of abrasive grain residues and the percentage content of polyurethane residues in the residues could not be calculated. Since most of the residues are considered to be abrasive residues, in Tables 2 to 6, when the total number of residues exceeds 10000, the number of abrasive residues is indicated as ">10000", and the number of polyurethane residues is Indicate "-".

[ゼータ電位測定]
[無機酸化物砥粒のゼータ電位測定]
無機酸化物砥粒のゼータ電位は、スペクトリス株式会社製(マルバーン事業部)のZetasizer Nano ZSPにより測定された値である。表面処理組成物を用いてリンス研磨中のCeO砥粒のゼータ電位、および表面処理組成物を用いてリンス研磨中のアニオン修飾SiO砥粒のゼータ電位は、それぞれ、以下のようなモデル実験で測定された値とした。これらの値を下記表1~表6に示す。
[Zeta potential measurement]
[Zeta potential measurement of inorganic oxide abrasive grains]
The zeta potential of the inorganic oxide abrasive grains is a value measured by Zetasizer Nano ZSP manufactured by Spectris Co., Ltd. (Malvern Division). The zeta potential of the CeO2 abrasive grains during rinsing with the surface treatment composition, and the zeta potential of the anion-modified SiO2 abrasive grains during rinsing with the surface treatment composition, respectively, were obtained from the following model experiments: The value measured by These values are shown in Tables 1 to 6 below.

(CeO砥粒)
上記で調製した表面処理組成物中にCeO粒子分散液(ソルベイ社製 HC30、平均一次粒子径:30nm、平均二次粒子径:60nmのコロイダルセリアの30質量%水分散液)を添加して、CeO粒子濃度0.02質量%の測定液を調製した(測定液中のCeO粒子の含有量は、測定液の総質量に対して0.02質量%)。得られた測定液を上記装置(Zetasizer Nano ZSP)の測定専用セルに充填して、CeO砥粒のゼータ電位を測定した。
(CeO 2 abrasive)
A CeO 2 particle dispersion (HC30 manufactured by Solvay, a 30% by mass aqueous dispersion of colloidal ceria having an average primary particle size of 30 nm and an average secondary particle size of 60 nm) was added to the surface treatment composition prepared above. , a measuring solution with a CeO2 particle concentration of 0.02% by mass was prepared (the content of CeO2 particles in the measuring solution is 0.02% by mass relative to the total mass of the measuring solution). The resulting measurement solution was filled in a dedicated measurement cell of the above device (Zetasizer Nano ZSP), and the zeta potential of the CeO 2 abrasive grains was measured.

(アニオン修飾SiO砥粒)
上記で調製した表面処理組成物にアニオン修飾SiO粒子分散液(アニオン修飾コロイダルシリカ(“Sulfonic acid-functionalized silica through quantitative oxidation of thiol groups”, Chem. Commun. 246-247 (2003)に記載の方法で作製した、スルホン酸修飾コロイダルシリカ、平均一次粒子径:35nm、平均二次粒子径:70nm)の19.5質量%水分散液)を添加して、アニオン修飾SiO粒子濃度0.02質量%の測定液を調製した(測定液中のアニオン修飾SiO粒子の含有量は、測定液の総質量に対して0.02質量%)。得られた測定液を上記装置(Zetasizer Nano ZSP)の測定専用セルに充填して、アニオン修飾SiO砥粒のゼータ電位を測定した。
(anion-modified SiO2 abrasive)
Anion-modified SiO 2 particle dispersion (anion-modified colloidal silica (“Sulfonic acid-functionalized silica through quantitative oxidation of thiol groups”, Chem. Commun. 246-247 (2003), the method described in 19.5% by mass aqueous dispersion of sulfonic acid-modified colloidal silica, average primary particle size: 35 nm, average secondary particle size: 70 nm) prepared in ) to obtain an anion-modified SiO2 particle concentration of 0.02 mass % measurement solution was prepared (the content of anion-modified SiO2 particles in the measurement solution was 0.02% by weight relative to the total weight of the measurement solution). The obtained measurement solution was filled in the measurement cell of the above device (Zetasizer Nano ZSP) to measure the zeta potential of the anion-modified SiO2 abrasive grains.

[研磨済TEOS基板、研磨済SiN基板およびポリウレタンのゼータ電位測定]
研磨済TEOS基板のゼータ電位、およびポリウレタンのゼータ電位は、それぞれ、アントンパールジャパン株式会社製の固体ゼータ電位測定器SurPASS3により測定された値である。表面処理組成物を用いてリンス研磨中の研磨済TEOS基板表面のゼータ電位、研磨済SiN基板表面のゼータ電位および表面処理組成物を用いてリンス研磨中のポリウレタンのゼータ電位は、それぞれ、以下のようなモデル実験で測定された値とした。これらの値を下記表1に示す。
[Measurement of Zeta Potential of Polished TEOS Substrate, Polished SiN Substrate and Polyurethane]
The zeta potential of the polished TEOS substrate and the zeta potential of polyurethane are values measured by a solid state zeta potential measuring instrument SurPASS3 manufactured by Anton Paar Japan K.K. The zeta potential of the polished TEOS substrate surface during rinsing with the surface treatment composition, the zeta potential of the polished SiN substrate surface, and the zeta potential of the polyurethane during rinsing with the surface treatment composition are as follows. A value measured in a model experiment such as These values are shown in Table 1 below.

ポリウレタンのゼータ電位は、60mm角に切断したポリウレタンパッド(富士紡ホールディングス株式会社製 発泡ポリウレタンパッド H800-Type1)を測定対象物として用いた。 For the zeta potential of polyurethane, a polyurethane pad cut into 60 mm squares (foamed polyurethane pad H800-Type1 manufactured by Fujibo Holdings Co., Ltd.) was used as an object to be measured.

研磨済TEOS基板表面のゼータ電位は、60mm角に切断したTEOS基板(300mmウェーハ、アドバンテック社製、品番:300mm P-TEOS 10000A)を測定対象物として用いた。研磨済SiN基板表面のゼータ電位は、60mm角に切断したSiN基板(300mmウェーハ、株式会社アドバンテック社製、品番:(CVD-)LP-SiN 2500A)を測定対象物として用いた。 The zeta potential of the surface of the polished TEOS substrate was measured using a TEOS substrate (300 mm wafer, manufactured by Advantech, product number: 300 mm P-TEOS 10000A) cut into 60 mm squares. The zeta potential of the surface of the polished SiN substrate was measured using a SiN substrate (300 mm wafer, Advantech Co., Ltd., product number: (CVD-)LP-SiN 2500A) cut into 60 mm squares.

これらの測定対象物を、それぞれゼータ電位計に設置した。次いで、上記で調製した表面処理組成物を測定対象物に通液させて、これらの測定対象物のゼータ電位をそれぞれ測定した。 Each of these measurement objects was installed in a zeta potential meter. Next, the surface treatment compositions prepared above were passed through the measurement objects, and the zeta potentials of these measurement objects were measured.

Figure 2023024267000001
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Figure 2023024267000002
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Figure 2023024267000003
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Figure 2023024267000004
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Figure 2023024267000006
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表2~表4に示すように、実施例1~18において、TEOS基板を研磨用組成物C1(すなわち、砥粒として酸化セリウム砥粒を使用する研磨用組成物)により研磨した後、表面処理組成物A1~A6を用いた研磨済TEOS基板のリンス研磨により、研磨済TEOS基板における残渣(総残渣数)が著しく減っていることがわかった。また、表5に示すように、実施例19~24により、TEOS基板を研磨用組成物C2(すなわち、砥粒としてアニオン修飾コロイダルシリカ砥粒を使用する研磨用組成物)により研磨した場合であっても、表面処理組成物A1~A6を用いた研磨済TEOS基板のリンス研磨により、研磨済TEOS基板における残渣(総残渣数)が著しく減ることがわかった。 As shown in Tables 2 to 4, in Examples 1 to 18, the TEOS substrate was polished with the polishing composition C1 (that is, the polishing composition using cerium oxide abrasive grains as abrasive grains), and then the surface was treated. It was found that rinsing the polished TEOS substrates with compositions A1 to A6 significantly reduced the residue (total number of residues) on the polished TEOS substrates. Further, as shown in Table 5, according to Examples 19 to 24, the TEOS substrate was polished with the polishing composition C2 (that is, the polishing composition using anion-modified colloidal silica abrasive grains as abrasive grains). However, it was found that rinsing the polished TEOS substrate using the surface treatment compositions A1 to A6 significantly reduced the residue (total number of residues) on the polished TEOS substrate.

表6では、SiN基板においても、表面処理組成物A1~A5による残渣の低減効果を確認できた。よって、参照例1~5により、本発明の表面処理組成物が、SiN基板に対しても本発明の効果が発揮できることがわかった。これにより、研磨済研磨対象物が酸化ケイ素および窒化ケイ素を含む場合においても、本発明の表面処理組成物が好適に用いられることがわかった。 In Table 6, it was confirmed that the surface treatment compositions A1 to A5 were effective in reducing the residue even on SiN substrates. Therefore, it was found from Reference Examples 1 to 5 that the surface treatment composition of the present invention can exhibit the effect of the present invention even on SiN substrates. From this, it was found that the surface treatment composition of the present invention can be suitably used even when the polished object contains silicon oxide and silicon nitride.

このことから、砥粒として酸化セリウム砥粒またはアニオン修飾コロイダルシリカ砥粒を含む研磨用組成物を用いて酸化ケイ素を含む研磨対象物を研磨した場合、その研磨済研磨対象物を本発明の表面処理組成物A1~A6により表面処理することによって、研磨済研磨対象物に付着する残渣(砥粒、研磨パッド)を十分に除去できることがわかる。上記は、表面処理組成物製造直後に評価した結果であるが、長期間保存または貯蔵する場合には、防カビ剤(防腐剤)を含むことが好ましい。なお、防カビ剤(防腐剤)は上記結果に影響をほとんど及ぼさないまたは及ぼさないので、防カビ剤(防腐剤)を含む表面処理組成物も上記と同様の結果となると考察される。 From this fact, when a polishing composition containing cerium oxide abrasive grains or anion-modified colloidal silica abrasive grains is used as abrasive grains to polish an object to be polished containing silicon oxide, the polished object to be polished has the surface of the present invention. It can be seen that the residues (abrasive grains, polishing pad) adhering to the polished object can be sufficiently removed by surface treatment with the treatment compositions A1 to A6. Although the above is the result of evaluating the surface treatment composition immediately after its production, it is preferable to contain an antifungal agent (preservative) when preserving or storing for a long period of time. Since the antifungal agent (preservative) has little or no effect on the above results, it is considered that a surface treatment composition containing an antifungal agent (antiseptic agent) will also produce the same results as above.

Claims (17)

表面処理組成物を用いて、酸化ケイ素を含む研磨済研磨対象物の表面における無機酸化物砥粒を含む残渣を低減する表面処理方法であって、
前記表面処理組成物は、sp値が9を超えて11以下でありかつ負に帯電した官能基を有するゼータ電位調整剤と、分散媒と、を含み、
前記表面処理組成物によって、前記酸化ケイ素のゼータ電位を負に制御し、かつ前記無機酸化物砥粒のゼータ電位を-30mV以下に制御することを含む、表面処理方法。
A surface treatment method for reducing residue containing inorganic oxide abrasive grains on the surface of a polished object containing silicon oxide using a surface treatment composition,
The surface treatment composition comprises a zeta potential adjusting agent having an sp value of more than 9 and not more than 11 and having a negatively charged functional group, and a dispersion medium,
A surface treatment method, comprising controlling the zeta potential of the silicon oxide to be negative and the zeta potential of the inorganic oxide abrasive grains to −30 mV or less with the surface treatment composition.
前記無機酸化物砥粒は、酸化セリウム砥粒を含み、前記表面処理組成物によって、酸化セリウム砥粒のゼータ電位を-30mV以下に制御する、請求項1に記載の表面処理方法。 2. The surface treatment method according to claim 1, wherein the inorganic oxide abrasive grains contain cerium oxide abrasive grains, and the surface treatment composition controls the zeta potential of the cerium oxide abrasive grains to −30 mV or less. 前記残渣は、ポリウレタンをさらに含み、前記表面処理組成物によって、前記ポリウレタンのゼータ電位を-30mV以下に制御することをさらに含む、請求項1に記載の表面処理方法。 2. The surface treatment method according to claim 1, wherein said residue further comprises polyurethane, and further comprising controlling the zeta potential of said polyurethane to −30 mV or less with said surface treatment composition. 前記ゼータ電位調整剤は、分子量が1,000未満であるアニオン性界面活性剤である、請求項1に記載の表面処理方法。 2. The surface treatment method according to claim 1, wherein said zeta potential adjusting agent is an anionic surfactant having a molecular weight of less than 1,000. 前記アニオン性界面活性剤は、スルホン酸(塩)基、硫酸(塩)基、ホスホン酸(塩)基、およびリン酸(塩)基からなる群より選択される少なくとも1つの官能基を有する、請求項4に記載の表面処理方法。 The anionic surfactant has at least one functional group selected from the group consisting of a sulfonic acid (salt) group, a sulfate (salt) group, a phosphonic acid (salt) group, and a phosphate (salt) group. The surface treatment method according to claim 4. 前記表面処理組成物は、pH調整剤をさらに含む、請求項1に記載の表面処理方法。 The surface treatment method according to claim 1, wherein the surface treatment composition further contains a pH adjuster. 前記表面処理組成物のpH値は、2以上5未満である、請求項1に記載の表面処理方法。 The surface treatment method according to claim 1, wherein the surface treatment composition has a pH value of 2 or more and less than 5. リンス研磨処理方法または洗浄処理方法である、請求項1に記載の表面処理方法。 2. The surface treatment method according to claim 1, which is a rinse polishing treatment method or a cleaning treatment method. 研磨済研磨対象物が研磨済半導体基板であり、
無機酸化物砥粒を含む研磨用組成物を使用して、酸化ケイ素を含む研磨前半導体基板を研磨することによって、研磨済半導体基板を得る研磨工程と、
請求項1に記載の表面処理方法によって、前記研磨済半導体基板の表面における前記無機酸化物砥粒を含む残渣を低減する表面処理工程と、
を含む、半導体基板の製造方法。
The polished object to be polished is a polished semiconductor substrate,
a polishing step of obtaining a polished semiconductor substrate by polishing an unpolished semiconductor substrate containing silicon oxide using a polishing composition containing inorganic oxide abrasive grains;
a surface treatment step of reducing residue containing the inorganic oxide abrasive grains on the surface of the polished semiconductor substrate by the surface treatment method according to claim 1;
A method of manufacturing a semiconductor substrate, comprising:
前記無機酸化物砥粒は、酸化セリウム砥粒を含み、
前記表面処理工程で使用される前記表面処理組成物によって、前記酸化セリウム砥粒のゼータ電位を-30mV以下に制御することを含む、請求項9に記載の半導体基板の製造方法。
The inorganic oxide abrasive grains include cerium oxide abrasive grains,
10. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 9, comprising controlling the zeta potential of said cerium oxide abrasive grains to -30 mV or less by said surface treatment composition used in said surface treatment step.
前記研磨工程は、ポリウレタン製の研磨パッドを使用することを含み、
前記残渣は、前記ポリウレタンをさらに含み、
前記表面処理工程で使用される前記表面処理組成物によって、前記ポリウレタンのゼータ電位を-30mV以下に制御することをさらに含む、請求項9に記載の半導体基板の製造方法。
The polishing step includes using a polyurethane polishing pad,
The residue further contains the polyurethane,
10. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 9, further comprising controlling the zeta potential of said polyurethane to -30 mV or less with said surface treatment composition used in said surface treatment step.
前記研磨パッドのショアA硬度は、40°以上100°以下である、請求項11に記載の半導体基板の製造方法。 12. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 11, wherein the polishing pad has a Shore A hardness of 40[deg.] or more and 100[deg.] or less. 酸化ケイ素を含む研磨済研磨対象物の表面における無機酸化物砥粒を含む残渣を低減するために用いられる、表面処理組成物であって、
sp値が9を超えて11以下でありかつ負に帯電した官能基を有するゼータ電位調整剤と、分散媒と、を含み、
前記酸化ケイ素のゼータ電位を負に制御し、かつ前記無機酸化物砥粒のゼータ電位を-30mV以下に制御する機能を有する、表面処理組成物。
A surface treatment composition used to reduce residue containing inorganic oxide abrasive grains on the surface of a polished object containing silicon oxide, comprising:
A zeta potential adjusting agent having an sp value of more than 9 and not more than 11 and having a negatively charged functional group, and a dispersion medium,
A surface treatment composition having a function of controlling the zeta potential of the silicon oxide to be negative and controlling the zeta potential of the inorganic oxide abrasive grains to −30 mV or less.
前記無機酸化物砥粒は、酸化セリウム砥粒を含み、前記表面処理組成物は、前記酸化セリウム砥粒のゼータ電位を-30mV以下に制御する機能を有する、請求項13に記載の表面処理組成物。 The surface treatment composition according to claim 13, wherein the inorganic oxide abrasive grains contain cerium oxide abrasive grains, and the surface treatment composition has a function of controlling the zeta potential of the cerium oxide abrasive grains to −30 mV or less. thing. 前記残渣はポリウレタンをさらに含み、前記表面処理組成物は、前記ポリウレタンのゼータ電位を-30mV以下に制御する機能をさらに有する、請求項13に記載の表面処理組成物。 14. The surface treatment composition according to claim 13, wherein said residue further contains polyurethane, and said surface treatment composition further has a function of controlling the zeta potential of said polyurethane to -30 mV or less. リンス研磨用組成物または洗浄用組成物である、請求項13に記載の表面処理組成物。 14. The surface treatment composition according to claim 13, which is a rinse polishing composition or a cleaning composition. 酸化ケイ素を含む研磨対象物、研磨パッド、無機酸化物砥粒を含む研磨用組成物、および請求項13に記載の表面処理組成物を含む、半導体基板の製造システムであって、
前記研磨用組成物および前記研磨パッドを用いて研磨した後の前記研磨対象物の表面を前記表面処理組成物と接触させる、半導体基板の製造システム。
A semiconductor substrate manufacturing system comprising an object to be polished containing silicon oxide, a polishing pad, a polishing composition containing inorganic oxide abrasive grains, and the surface treatment composition according to claim 13,
A system for manufacturing a semiconductor substrate, wherein the surface of the object to be polished after polishing with the polishing composition and the polishing pad is brought into contact with the surface treatment composition.
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