JP5605367B2 - Dispersant and abrasive for silica particles or ceria particles - Google Patents
Dispersant and abrasive for silica particles or ceria particles Download PDFInfo
- Publication number
- JP5605367B2 JP5605367B2 JP2011530814A JP2011530814A JP5605367B2 JP 5605367 B2 JP5605367 B2 JP 5605367B2 JP 2011530814 A JP2011530814 A JP 2011530814A JP 2011530814 A JP2011530814 A JP 2011530814A JP 5605367 B2 JP5605367 B2 JP 5605367B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- component
- particles
- dispersant
- weight
- abrasive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 77
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 title claims description 72
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 69
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 59
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 title claims description 59
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 59
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 55
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 41
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 16
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 15
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 12
- 229920002126 Acrylic acid copolymer Polymers 0.000 claims description 11
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 10
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 25
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 23
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- -1 acrylic ester Chemical class 0.000 description 13
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 10
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 9
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 9
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 6
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 5
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 5
- 239000007870 radical polymerization initiator Substances 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 4
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexan-1-ol Chemical compound CCCCC(CC)CO YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 3
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium peroxydisulfate Substances [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)OOS([O-])=O VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 150000007514 bases Chemical class 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 238000010528 free radical solution polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 3
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L persulfate group Chemical group S(=O)(=O)([O-])OOS(=O)(=O)[O-] JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 3
- RMVRSNDYEFQCLF-UHFFFAOYSA-N thiophenol Chemical compound SC1=CC=CC=C1 RMVRSNDYEFQCLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BBMCTIGTTCKYKF-UHFFFAOYSA-N 1-heptanol Chemical compound CCCCCCCO BBMCTIGTTCKYKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N Carbamic acid Chemical compound NC(O)=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N Peracetic acid Chemical compound CC(=O)OO KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 2
- 239000012986 chain transfer agent Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 2
- ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N hexan-1-ol Chemical compound CCCCCCO ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940035429 isobutyl alcohol Drugs 0.000 description 2
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 2
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- KJRCEJOSASVSRA-UHFFFAOYSA-N propane-2-thiol Chemical compound CC(C)S KJRCEJOSASVSRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000007717 redox polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 description 2
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N tert‐butyl hydroperoxide Chemical compound CC(C)(C)OO CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-N thioglycolic acid Chemical compound OC(=O)CS CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 2
- DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N β‐Mercaptoethanol Chemical compound OCCS DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JHPBZFOKBAGZBL-UHFFFAOYSA-N (3-hydroxy-2,2,4-trimethylpentyl) 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(C)C(O)C(C)(C)COC(=O)C(C)=C JHPBZFOKBAGZBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- UICXTANXZJJIBC-UHFFFAOYSA-N 1-(1-hydroperoxycyclohexyl)peroxycyclohexan-1-ol Chemical compound C1CCCCC1(O)OOC1(OO)CCCCC1 UICXTANXZJJIBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 1-Octanol Chemical compound CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AOSFMYBATFLTAQ-UHFFFAOYSA-N 1-amino-3-(benzimidazol-1-yl)propan-2-ol Chemical compound C1=CC=C2N(CC(O)CN)C=NC2=C1 AOSFMYBATFLTAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-difluorophenoxy)pyridin-3-amine Chemical compound NC1=CC=CN=C1OC1=CC=C(F)C=C1F LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000536 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid Polymers 0.000 description 1
- GOXQRTZXKQZDDN-UHFFFAOYSA-N 2-Ethylhexyl acrylate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C=C GOXQRTZXKQZDDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 2-Methyl-2-[(1-oxo-2-propenyl)amino]-1-propanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC(C)(C)NC(=O)C=C XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFUGQJXVXHBTEM-UHFFFAOYSA-N 2-hydroperoxy-2-(2-hydroperoxybutan-2-ylperoxy)butane Chemical compound CCC(C)(OO)OOC(C)(CC)OO WFUGQJXVXHBTEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CFVWNXQPGQOHRJ-UHFFFAOYSA-N 2-methylpropyl prop-2-enoate Chemical compound CC(C)COC(=O)C=C CFVWNXQPGQOHRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BIISIZOQPWZPPS-UHFFFAOYSA-N 2-tert-butylperoxypropan-2-ylbenzene Chemical compound CC(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 BIISIZOQPWZPPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YNJSNEKCXVFDKW-UHFFFAOYSA-N 3-(5-amino-1h-indol-3-yl)-2-azaniumylpropanoate Chemical compound C1=C(N)C=C2C(CC(N)C(O)=O)=CNC2=C1 YNJSNEKCXVFDKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DKIDEFUBRARXTE-UHFFFAOYSA-N 3-mercaptopropanoic acid Chemical compound OC(=O)CCS DKIDEFUBRARXTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFNISBHGPNMTMS-UHFFFAOYSA-N 3-methylideneoxolane-2,5-dione Chemical compound C=C1CC(=O)OC1=O OFNISBHGPNMTMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 5-[3-(trifluoromethyl)phenyl]-2h-tetrazole Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=CC(C2=NNN=N2)=C1 KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000233967 Anethum sowa Species 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical compound CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N N-Pentanol Chemical compound CCCCCO AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011126 aluminium potassium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- BTBJBAZGXNKLQC-UHFFFAOYSA-N ammonium lauryl sulfate Chemical compound [NH4+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O BTBJBAZGXNKLQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940063953 ammonium lauryl sulfate Drugs 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- LCPUDZUWZDSKMX-UHFFFAOYSA-K azane;hydrogen sulfate;iron(3+);sulfate;dodecahydrate Chemical compound [NH4+].O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O LCPUDZUWZDSKMX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012964 benzotriazole Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N di-tert-butyl peroxide Chemical compound CC(C)(C)OOC(C)(C)C LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 125000003187 heptyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 150000002432 hydroperoxides Chemical class 0.000 description 1
- NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N iminodiacetic acid Chemical group OC(=O)CNCC(O)=O NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- PBOSTUDLECTMNL-UHFFFAOYSA-N lauryl acrylate Chemical compound CCCCCCCCCCCCOC(=O)C=C PBOSTUDLECTMNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940094506 lauryl betaine Drugs 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229920003145 methacrylic acid copolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QYZFTMMPKCOTAN-UHFFFAOYSA-N n-[2-(2-hydroxyethylamino)ethyl]-2-[[1-[2-(2-hydroxyethylamino)ethylamino]-2-methyl-1-oxopropan-2-yl]diazenyl]-2-methylpropanamide Chemical compound OCCNCCNC(=O)C(C)(C)N=NC(C)(C)C(=O)NCCNCCO QYZFTMMPKCOTAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DVEKCXOJTLDBFE-UHFFFAOYSA-N n-dodecyl-n,n-dimethylglycinate Chemical compound CCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)CC([O-])=O DVEKCXOJTLDBFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- UPHWVVKYDQHTCF-UHFFFAOYSA-N octadecylazanium;acetate Chemical compound CC(O)=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCCN UPHWVVKYDQHTCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 1
- PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N pent‐4‐en‐2‐one Natural products CC(=O)CC=C PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 229920000233 poly(alkylene oxides) Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000259 polyoxyethylene lauryl ether Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 229940050271 potassium alum Drugs 0.000 description 1
- GNHOJBNSNUXZQA-UHFFFAOYSA-J potassium aluminium sulfate dodecahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Al+3].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O GNHOJBNSNUXZQA-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- GNFWGDKKNWGGJY-UHFFFAOYSA-N propanimidamide Chemical compound CCC(N)=N GNFWGDKKNWGGJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- JVBXVOWTABLYPX-UHFFFAOYSA-L sodium dithionite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)S([O-])=O JVBXVOWTABLYPX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001379 sodium hypophosphite Inorganic materials 0.000 description 1
- CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L sodium persulfate Substances [Na+].[Na+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003852 triazoles Chemical class 0.000 description 1
- NCPXQVVMIXIKTN-UHFFFAOYSA-N trisodium;phosphite Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])[O-] NCPXQVVMIXIKTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K23/00—Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
- C09K23/34—Higher-molecular-weight carboxylic acid esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
- C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
- C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/45—Anti-settling agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
- C09G1/00—Polishing compositions
- C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K23/00—Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K23/00—Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
- C09K23/002—Inorganic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
- C09K3/1409—Abrasive particles per se
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Description
本発明は、シリカ粒子又はセリア（酸化セリウム）粒子用分散剤、当該分散剤を含む研磨剤、特に、ケミカルメカニカルポリッシング（以下、「ＣＭＰ」という）に有用な研磨剤に関するものであり、分散剤、研磨剤及びＣＭＰ研磨剤の技術分野に属するものである。 The present invention relates to a dispersant for silica particles or ceria (cerium oxide) particles, an abrasive containing the dispersant, and more particularly to an abrasive useful for chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as “CMP”). Belongs to the technical field of abrasives and CMP abrasives.
従来、シリカ粒子やセリア粒子の分散剤としては、アクリル酸又はその塩の単独重合体、水溶性アミノカルボン酸系重合体、あるいは、アクリル酸エステルの（共）重合体と、媒体とを含む分散剤が知られている。これらの分散剤に含まれる重合体は、シリカ粒子やセリア粒子に吸着して、粒子間に立体障害を生じさせることにより、反発作用を与えることで、安定した分散液とすることができる。
上記構成のシリカ分散液は、製紙用途、金属加工用途、繊維用途、塗料用途、光学材料用途及び後述するＣＭＰ用途に使用されている。また、セリア分散液は、排ガス浄化触媒用途、ガスセンサ用途、光学材料用途及びＣＭＰ用途に使用されている。Conventionally, as a dispersant for silica particles or ceria particles, a dispersion containing a homopolymer of acrylic acid or a salt thereof, a water-soluble aminocarboxylic acid polymer, or a (co) polymer of an acrylic ester and a medium Agents are known. The polymer contained in these dispersants can be made into a stable dispersion by giving a repulsive action by adsorbing to silica particles or ceria particles and causing steric hindrance between the particles.
The silica dispersion liquid having the above-described configuration is used for papermaking applications, metal processing applications, fiber applications, paint applications, optical material applications, and CMP applications described later. The ceria dispersion is used for exhaust gas purification catalyst applications, gas sensor applications, optical material applications, and CMP applications.
ＣＭＰとは、例えば、半導体デバイスの製造工程にて、露光を施す層を平坦にするための技術である。
ＣＭＰでは、研磨定盤上に研磨パッドを貼り付け、研磨パッドの表面が研磨剤で覆われるように、シリカ粒子又はセリア粒子を含む研磨剤を連続供給し、被研磨面を押し付け加圧した状態で研磨定盤を回し、研磨剤と被研磨体の凸部との機械的摩擦によって凸部を除去し平滑化する。または、研磨定盤上に貼り付けられた研磨パッド表面を研磨剤で浸し、被研磨面を押し付け加圧した状態で研磨定盤を回し、研磨剤と被研磨体の凸部との機械的摩擦によって凸部を除去し平滑化する。
このＣＭＰにおける研磨剤としては、シリカ粒子又はセリア粒子を、分散剤を使用して分散させたものが知られている。CMP is a technique for flattening a layer to be exposed, for example, in a semiconductor device manufacturing process.
In CMP, a polishing pad is affixed on a polishing surface plate, a polishing agent containing silica particles or ceria particles is continuously supplied so that the surface of the polishing pad is covered with the polishing agent, and the surface to be polished is pressed and pressurized. Then, the polishing surface plate is rotated, and the convex portion is removed and smoothed by mechanical friction between the abrasive and the convex portion of the object to be polished. Alternatively, the surface of the polishing pad affixed on the polishing surface plate is dipped in an abrasive, and the polishing surface plate is rotated while pressing and pressing the surface to be polished, and mechanical friction between the abrasive and the convex portion of the object to be polished To remove and smooth the convex portion.
As an abrasive in this CMP, one obtained by dispersing silica particles or ceria particles using a dispersant is known.
シリカ粒子又はセリア粒子の分散剤や、これら粒子を分散させた研磨剤やＣＭＰ研磨剤に関しては、上記アクリル系重合体を含有するものが有効であり、以下のような提案がされている。
例えば、特許文献１には、ポリアクリル酸アンモニウム塩又はポリアクリル酸アミン塩を含む分散剤が開示されている。また、特許文献２には、水溶性アミノカルボン酸系重合体を含む分散剤が開示されている。また、特許文献３には、炭素数２〜４のアルキレンオキシド付加物の（メタ）アクリル酸エステルの（共）重合体を含む分散剤が開示されている。また、特許文献４には、イミノ二酢酸基を含有するメタクリルエステル重合体を含む分散剤が開示されている。As the dispersant for silica particles or ceria particles, and the abrasive or CMP abrasive in which these particles are dispersed, those containing the acrylic polymer are effective, and the following proposals have been made.
For example, Patent Document 1 discloses a dispersant containing a polyacrylic acid ammonium salt or a polyacrylic acid amine salt. Patent Document 2 discloses a dispersant containing a water-soluble aminocarboxylic acid polymer. Patent Document 3 discloses a dispersant containing a (co) polymer of a (meth) acrylic acid ester of an alkylene oxide adduct having 2 to 4 carbon atoms. Patent Document 4 discloses a dispersant containing a methacrylic ester polymer containing an iminodiacetic acid group.
しかしながら、近年では、従来と比較してシリカ粒子又はセリア粒子が、２重量％以上である分散液が使用されるようになり、このような場合には粒子間の相互作用が強くなるため、粒子同士が経時により凝集しやすくなる。このように凝集した分散液をＣＭＰ研磨剤として使用すると、被研磨体に研磨傷が発生しやすくなる。 However, in recent years, dispersions in which silica particles or ceria particles are 2% by weight or more are used compared to conventional ones. In such a case, the interaction between the particles becomes stronger. They tend to aggregate with time. When the thus-aggregated dispersion is used as a CMP abrasive, polishing scratches are likely to occur on the object to be polished.
このような要求に対して、上記に示したような従来技術の分散剤では、経時により分散液の粘度が高くなり、凝集しやすくなり、研磨剤として使用すると、被研磨体に研磨傷が発生するという問題がある。
このように、従来の分散剤は、研磨剤として使用する場合の研磨傷について、十分満足するものではなかった。In response to such demands, the prior art dispersants as described above increase the viscosity of the dispersion over time and tend to agglomerate. When used as an abrasive, polishing scratches occur on the object to be polished. There is a problem of doing.
As described above, the conventional dispersants are not sufficiently satisfied with respect to polishing scratches when used as an abrasive.
本発明者らは、シリカ粒子又はセリア粒子用の分散剤において、シリカ粒子又はセリア粒子が高濃度の分散液であっても、経時的に高粘度になったり、凝集することがない分散剤を見出すため、並びにシリカ粒子又はセリア粒子を含む研磨剤であって、被研磨体に研磨傷が発生することがない研磨剤を見出すため鋭意検討を行った。
本発明者らは、前記課題を解決するためには、（メタ）アクリル酸又はその塩の共重合体と特定アルコールとを併用した分散剤が有効であり、これを使用してシリカ粒子又はセリア粒子を分散させた研磨剤が有効であることを見出し、本発明を完成した。In the dispersant for silica particles or ceria particles, the present inventors provide a dispersant that does not become viscous or aggregate over time even if the silica particles or ceria particles are a high-concentration dispersion. In order to find out and to find an abrasive containing silica particles or ceria particles that does not cause polishing scratches on the object to be polished, intensive studies were conducted.
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have effectively used a dispersant in which a copolymer of (meth) acrylic acid or a salt thereof and a specific alcohol is used together, and using this, silica particles or ceria are used. The present inventors have found that an abrasive in which particles are dispersed is effective and completed the present invention.
本発明は以下の通りである。
１．（Ａ）成分と（Ｂ）成分とを含有する、シリカ粒子又はセリア粒子用分散剤であって、
上記（Ａ）成分は、（メタ）アクリル酸及びその塩から選ばれた少なくとも１種の単量体（Ａ−１）からなる構成単量体単位、及びアルキル基の炭素数が４〜８個である（メタ）アクリル酸アルキルエステル（Ａ−２）からなる構成単量体単位を有し、上記（Ａ−１）及び上記（Ａ−２）の合計を１００重量％とした場合に、上記（Ａ−１）及び上記（Ａ−２）を、それぞれ、６０〜９５重量％及び５〜４０重量％の量比で用いて得られたアクリル酸系共重合体であり、
かつ、水に溶解するものであって、
上記（Ｂ）成分は、炭素数が４〜８個のアルコールであり、
上記（Ｂ）成分の含有量は、上記（Ａ）成分に対して、１，０００〜３０，０００重量ｐｐｍであることを特徴とするシリカ粒子又はセリア粒子用分散剤。
２．上記（Ａ）成分の重量平均分子量が２，０００〜１０，０００である上記１．記載のシリカ粒子又はセリア粒子用分散剤。
３．上記（Ａ）成分及び上記（Ｂ）成分の水溶液である上記１．又は２．記載のシリカ粒子又はセリア粒子用分散剤。
４．ｐＨが２〜９の範囲にある上記３．記載のシリカ粒子又はセリア粒子用分散剤。
５．シリカ粒子又はセリア粒子と、上記１．〜４．のいずれかに記載のシリカ粒子又はセリア粒子用分散剤と、を含むことを特徴とする分散液。
６．シリカ粒子又はセリア粒子１００重量部に対して、上記（Ａ）成分が０．０１〜２．０重量部である上記５．記載の分散液。
７．シリカ粒子又はセリア粒子を０．１〜５０重量％の割合で含む上記５．又は上記６．に記載の分散液。
８．シリカ粒子の平均粒径が０．００５〜０．５μｍである上記５．〜上記７．のいずれか記載の分散液。
９．セリア粒子の平均粒径が０．０１〜１．０μｍである上記５．〜上記７．のいずれか記載の分散液。
１０．上記５．〜上記９．のいずれかに記載の分散液を含むことを特徴とする研磨剤。
１１．上記１０．記載の研磨剤を含むことを特徴とするケミカルメカニカルポリッシング用研磨剤。
The present invention is as follows.
1. A dispersant for silica particles or ceria particles, comprising the component (A) and the component (B),
The component (A) is a constituent monomer unit composed of at least one monomer (A-1) selected from (meth) acrylic acid and salts thereof, and the alkyl group has 4 to 8 carbon atoms. have a constituent monomer units consisting of at (meth) acrylic acid alkyl ester (a-2), when the sum of the (a-1) and the (a-2) is 100 wt%, the An acrylic acid copolymer obtained by using (A-1) and (A-2) in an amount ratio of 60 to 95% by weight and 5 to 40% by weight, respectively .
And it dissolves in water,
The component (B) is an alcohol having 4 to 8 carbon atoms,
Content of the said (B) component is 1,000-30,000 weight ppm with respect to the said (A) component, The dispersing agent for silica particles or ceria particles characterized by the above-mentioned.
2 . 1. The weight average molecular weight of the component (A) is 2,000 to 10,000. The dispersant for silica particles or ceria particles as described.
3 . 1. An aqueous solution of the component (A) and the component (B). Or 2 . The dispersant for silica particles or ceria particles as described.
4 . 3 above pH is in the range of 2-9. The dispersant for silica particles or ceria particles as described.
5 . Silica particles or ceria particles; ~ 4 . And a dispersant for silica particles or ceria particles according to any one of the above.
6 . Relative to 100 parts by weight of silica particles or ceria particles, the component (A) is 0.01 to 2.0 parts by weight of the 5. The dispersion described.
7 . The 5 comprising silica particles or ceria particles in a proportion of 0.1 to 50 wt%. Or 6 . The dispersion liquid described in 1.
8 . The 5 average particle size of the silica particles is 0.005 to 0.5 .mu.m. To 7 above. A dispersion according to any one of the above.
9 . The 5 average particle size of the ceria particles is 0.01 to 1.0 [mu] m. To 7 above. A dispersion according to any one of the above.
10 . 5. above. To 9 above. An abrasive comprising the dispersion according to any one of the above.
11 . 10 above. A polishing agent for chemical mechanical polishing, comprising the polishing agent described above.
本発明の分散剤によれば、シリカ粒子又はセリア粒子を分散させる場合において凝集を抑えることができ、経時的にも分散液の凝集を抑制できる。
また、本発明の分散液を研磨剤として使用する場合において、凝集物があると研磨傷の原因となってしまうが、本発明の研磨剤は、経時的の凝集を抑制することができ、これにより、研磨剤の保存安定性が改善され、従来よりも長期間の保管が可能となる。
本発明の分散剤が前記効果を発現する理由の詳細は不明であるが、従来の分散剤と比較して、本発明の分散剤は分散液中の粒子に吸着すると同時に、粒子間に滑り性を付与するためでないかと推定している。According to the dispersant of the present invention, aggregation can be suppressed when silica particles or ceria particles are dispersed, and aggregation of the dispersion can be suppressed over time.
In addition, when the dispersion liquid of the present invention is used as an abrasive, if there is an aggregate, it may cause polishing scratches. However, the abrasive of the present invention can suppress aggregation over time. As a result, the storage stability of the abrasive is improved, and storage for a longer period of time than before is possible.
Although the details of the reason why the dispersant of the present invention exhibits the above-mentioned effects are unclear, compared to conventional dispersants, the dispersant of the present invention adsorbs to the particles in the dispersion and at the same time slips between the particles. It is presumed that it is for granting.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分とを含有する、シリカ粒子又はセリア粒子用分散剤であって、
上記（Ａ）成分は、（メタ）アクリル酸及びその塩から選ばれた少なくとも１種の単量体（Ａ−１）からなる構成単量体単位、及びアルキル基の炭素数が４〜８個である（メタ）アクリル酸アルキルエステル（Ａ−２）からなる構成単量体単位を有し、上記（Ａ−１）及び上記（Ａ−２）の合計を１００重量％とした場合に、上記（Ａ−１）及び上記（Ａ−２）を、それぞれ、６０〜９５重量％及び５〜４０重量％の量比で用いて得られたアクリル酸系共重合体であり、
かつ、水に溶解するものであって、
上記（Ｂ）成分は、炭素数が４〜８個のアルコールであり、
上記（Ｂ）成分の含有量は、上記（Ａ）成分に対して、１，０００〜３０，０００重量ｐｐｍであるシリカ粒子又はセリア粒子用分散剤（以下、単に「分散剤」ともいう）である。尚、本願明細書においては、アクリル酸又はメタクリル酸を、（メタ）アクリル酸と表す。
以下、分散剤を構成する（Ａ）成分及び（Ｂ）成分について説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present invention is a dispersant for silica particles or ceria particles containing the component (A) and the component (B),
The component (A) is a constituent monomer unit composed of at least one monomer (A-1) selected from (meth) acrylic acid and salts thereof, and the alkyl group has 4 to 8 carbon atoms. have a constituent monomer units consisting of at (meth) acrylic acid alkyl ester (a-2), when the sum of the (a-1) and the (a-2) is 100 wt%, the An acrylic acid copolymer obtained by using (A-1) and (A-2) in an amount ratio of 60 to 95% by weight and 5 to 40% by weight, respectively .
And it dissolves in water,
The component (B) is an alcohol having 4 to 8 carbon atoms,
The content of the component (B) is 1,000 to 30,000 ppm by weight of the dispersant for silica particles or ceria particles (hereinafter also simply referred to as “dispersant”) with respect to the component (A). is there. In the present specification, acrylic acid or methacrylic acid is represented as (meth) acrylic acid.
Hereinafter, (A) component and (B) component which comprise a dispersing agent are demonstrated.
１．（Ａ）成分
（Ａ）成分は、単量体（Ａ−１）及び（Ａ−２）を必須構成単量体単位とする（メタ）アクリル酸系共重合体である。尚、（Ａ）成分のアクリル酸系共重合体には、アクリル酸系共重合体が有するカルボキシル基が中和されて、アクリル酸系共重合体が塩の形態になっているものも含まれる。
従って、（Ａ）成分としては、以下の（１）〜（３）の態様が例示される。
（１）（メタ）アクリル酸（Ａ−１）からなる構成単量体単位（以下、（ｐ−１）単位という）と、（メタ）アクリル酸アルキルエステル（Ａ−２）からなる構成単量体単位（以下、（ｐ−３）単位という）とを含む共重合体。
（２）（メタ）アクリル酸塩（Ａ−１）からなる構成単量体単位（以下、（ｐ−２）単位という）と、（ｐ−３）単位とを含む共重合体。
（３）（ｐ−１）単位、（ｐ−２）単位、及び（ｐ−３）単位を含む共重合体。1. Component (A) The component (A) is a (meth) acrylic acid copolymer having the monomers (A-1) and (A-2) as essential constituent monomer units. The acrylic acid copolymer of component (A) includes those in which the carboxyl group of the acrylic acid copolymer is neutralized and the acrylic acid copolymer is in the form of a salt. .
Therefore, the following aspects (1) to (3) are exemplified as the component (A).
(1) Constituent monomer unit consisting of (meth) acrylic acid (A-1) monomer unit (hereinafter referred to as (p-1) unit) and (meth) acrylic acid alkyl ester (A-2) A copolymer containing a body unit (hereinafter referred to as a (p-3) unit).
(2) A copolymer containing a constituent monomer unit (hereinafter referred to as (p-2) unit) composed of (meth) acrylate (A-1) and (p-3) unit.
(3) A copolymer comprising (p-1) units, (p-2) units, and (p-3) units.
単量体（Ａ−１）は、（メタ）アクリル酸及びその塩から選ばれた少なくとも１種の単量体である。
単量体（Ａ−１）としては、（メタ）アクリル酸のみ、（メタ）アクリル酸の一部が中和された塩及び（メタ）アクリル酸の全部が中和された塩が挙げられる。
これらの中でも、アクリル酸又は／及びアクリル酸の一部が中和された塩を（Ａ−１）として用いることが、（Ａ）成分を製造する際の重合性に優れ、得られる（Ａ）成分の水溶性が優れる点で好ましい。Monomer (A-1) is at least one monomer selected from (meth) acrylic acid and salts thereof.
Examples of the monomer (A-1) include (meth) acrylic acid alone, a salt in which a part of (meth) acrylic acid is neutralized, and a salt in which all of (meth) acrylic acid is neutralized.
Among these, it is excellent in the polymerizability at the time of manufacturing (A) component, and (A) which uses (A-1) the salt in which acrylic acid or / and a part of acrylic acid was neutralized is used. It is preferable in that the water solubility of the component is excellent.
上記（メタ）アクリル酸塩としては、（メタ）アクリル酸のアンモニウム塩、有機アミン塩、アルカリ金属塩等を挙げることができる。
上記有機アミン塩における有機アミンとしては、トリエチルアミン等が挙げられる。アルカリ金属塩におけるアルカリ金属としては、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム等が挙げられる。
これらの中でも、アンモニウム塩であることが、（Ａ）成分を分散性に優れるものとし、分散剤を研磨剤として使用する場合、被研磨物への汚染が少ない点で好ましい。Examples of the (meth) acrylate include ammonium salt of (meth) acrylic acid, organic amine salt, alkali metal salt and the like.
Examples of the organic amine in the organic amine salt include triethylamine. Examples of the alkali metal in the alkali metal salt include sodium hydroxide and potassium hydroxide.
Among these, an ammonium salt is preferable in that the component (A) is excellent in dispersibility, and when the dispersant is used as an abrasive, the contamination to the object to be polished is small.
単量体（Ａ−２）は、アルキルエステル部のアルキル基の炭素数が４〜８個である（メタ）アクリル酸アルキルエステルであり、アルキル基の炭素数が４〜６個である（メタ）アクリル酸アルキルエステルが好ましい。
単量体（Ａ−２）の具体例としては、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸ペンチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸ヘプチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル及び（メタ）アクリル酸シクロヘキシル等が挙げられる。
これらの中でも、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル及び（メタ）アクリル酸t−ブチルである（メタ）アクリル酸ブチルが好ましく、特に（メタ）アクリル酸ｎ−ブチルが好ましい。
アルキル基の炭素数が４個以上の（メタ）アクリル酸アルキルエステルを使用することにより、得られる分散剤とシリカ粒子又はセリア粒子とを含有する分散液を調製したときに、分散液が経時で増粘して凝集してしまうことを防止することができる。これは、炭素数３以下の（メタ）アクリル酸アルキルエステルの場合、粒子間への滑り性付与が小さいためと推定される。一方、アルキル基の炭素数が８個以下の（メタ）アクリル酸アルキルエステルを使用することにより、分散液の分離を防止し、安定なものとすることができる。The monomer (A-2) is a (meth) acrylic acid alkyl ester in which the alkyl group in the alkyl ester part has 4 to 8 carbon atoms, and the alkyl group has 4 to 6 carbon atoms (meta ) Acrylic acid alkyl esters are preferred.
Specific examples of the monomer (A-2) include n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic. Examples include hexyl acid, heptyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, and cyclohexyl (meth) acrylate.
Among these, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate and t-butyl (meth) acrylate are preferable, and (meth) acrylate n-butyl is particularly preferable. .
By using a (meth) acrylic acid alkyl ester having an alkyl group having 4 or more carbon atoms, a dispersion containing the resulting dispersant and silica particles or ceria particles was prepared. It is possible to prevent thickening and aggregation. This is presumably because, in the case of a (meth) acrylic acid alkyl ester having 3 or less carbon atoms, imparting slipperiness between particles is small. On the other hand, by using a (meth) acrylic acid alkyl ester having 8 or less carbon atoms in the alkyl group, the dispersion can be prevented from being separated and stable.
単量体（Ａ−１）及び（Ａ−２）の共重合割合としては、重量比で、単量体（Ａ−１）及び単量体（Ａ−２）の合計を１００重量％としたときに、（Ａ−１）及び（Ａ−２）の割合は、それぞれ、６０〜９５重量％及び５〜４０重量％であり、７０〜９０重量％及び１０〜３０重量％が好ましい。
単量体（Ａ−１）の共重合割合を６０重量％以上にすることで、（Ａ）成分を水溶性に優れるものとし、分散安定性に優れるものとすることができ、一方、９５重量％以下にすることで、分散液の粘度上昇を抑制することができる。
As a copolymerization ratio of the monomers (A-1) and (A-2), the total of the monomer (A-1) and the monomer (A-2) was 100% by weight. when the proportion of (a-1) and (a-2), respectively, 60 to 95 wt% and 5 to 40 wt%, preferably 70 to 90 wt% and 10 to 30 wt%.
By making the copolymerization ratio of the monomer (A-1) 60% by weight or more, the component (A) can be made excellent in water solubility and excellent in dispersion stability. By making the ratio no more than%, it is possible to suppress an increase in the viscosity of the dispersion.
（Ａ）成分としては、（Ａ）成分中のカルボキシル基の全てが未中和のカルボキシル基のままでもよいが、カルボキシル基の１０〜１００モル％、特に１５〜１００モル％が塩基によって中和され、塩の形態になっていることが、（Ａ）成分の水溶性が増し、分散安定化効果が高くなることから好ましい。
実際の（Ａ）成分中のカルボキシル基の中和度は測定することが困難であるため、カルボキシル基の中和度の簡便な測定方法として、（Ａ）成分水溶液のｐＨを制御することが好ましい。具体的には、上記カルボキシル基の中和の範囲に相当するものとして（Ａ）成分の水溶液のｐＨが２〜９、特に３〜８の範囲になるような割合でカルボキシル基が塩基によって中和されていることが、（Ａ）成分の水溶性が高くなり、分散安定化効果が高くなるので好ましい。As the component (A), all the carboxyl groups in the component (A) may remain unneutralized carboxyl groups, but 10 to 100 mol%, particularly 15 to 100 mol% of the carboxyl groups are neutralized with a base. The salt form is preferable because the water-solubility of the component (A) increases and the effect of stabilizing the dispersion increases.
Since it is difficult to measure the degree of neutralization of the carboxyl group in the actual component (A), it is preferable to control the pH of the component (A) aqueous solution as a simple method for measuring the degree of neutralization of the carboxyl group. . Specifically, the carboxyl group is neutralized with a base at a ratio such that the pH of the aqueous solution of component (A) is in the range of 2 to 9, particularly 3 to 8, as corresponding to the neutralization range of the carboxyl group. It is preferable that the water-solubility of the component (A) is increased and the dispersion stabilization effect is increased.
（Ａ）成分を製造するための重合前及び重合段階では、（メタ）アクリル酸のカルボキシル基の少なくとも４０モル％（４０〜１００モル％）が未中和の状態であるようにして重合を行い、重合後に塩基性化合物を用いて（Ａ）成分のカルボキシル基の１０モル％以上、更には１５モル％以上を塩の形態にすることが、（Ａ）成分を製造するための重合反応が円滑に進行する点から好ましい。 (A) Polymerization is carried out so that at least 40 mol% (40 to 100 mol%) of the carboxyl group of (meth) acrylic acid is in an unneutralized state before and at the polymerization stage for producing the component (A). The polymerization reaction for producing the component (A) is facilitated by using a basic compound after the polymerization to form 10 mol% or more, more preferably 15 mol% or more of the carboxyl group of the component (A) into a salt form. From the point of proceeding to
（Ａ）成分は、単量体（Ａ−１）及び（Ａ−２）を必須構成単量体とするものであるが、目的に応じて、これらと共重合可能な単量体（Ａ−１）及び（Ａ−２）以外の単量体（以下、「他の単量体」という）を共重合させてもよい。
上記他の単量体としては、マレイン酸及びイタコン酸等の不飽和酸又はその塩、無水マレイン酸及び無水イタコン酸等の不飽和酸無水物、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸及びスチレンスルホン酸等の不飽和スルホン酸又はその塩、（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、アクリルアミド、ポリアルキレンオキサイド骨格をエステルに含む（メタ）アクリル酸エステル等が挙げられる。
他の単量体は、単独で使用しても、２種類以上を併用することもできる。
他の単量体の共重合割合としては、単量体（Ａ−１）及び（Ａ−２）の合計量１００重量部に対して０〜１０重量部であることが好ましく、０〜５重量部であることがさらに好ましい。他の単量体の共重合割合を１０重量部以下とすることにより、分散液の増粘を防止することができる。The component (A) contains the monomers (A-1) and (A-2) as essential constituent monomers, but depending on the purpose, a monomer copolymerizable with these (A- Monomers other than 1) and (A-2) (hereinafter referred to as “other monomers”) may be copolymerized.
Examples of the other monomers include unsaturated acids such as maleic acid and itaconic acid or salts thereof, unsaturated acid anhydrides such as maleic anhydride and itaconic anhydride, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and styrene. Examples thereof include unsaturated sulfonic acid such as sulfonic acid or a salt thereof, (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester, acrylamide, (meth) acrylic acid ester having polyalkylene oxide skeleton in ester.
Other monomers can be used alone or in combination of two or more.
The copolymerization ratio of other monomers is preferably 0 to 10 parts by weight, and 0 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the monomers (A-1) and (A-2). More preferably, it is a part. By setting the copolymerization ratio of other monomers to 10 parts by weight or less, thickening of the dispersion can be prevented.
（Ａ）成分の製造方法は特に制限されないが、水溶液重合法が好ましい。水溶液重合によれば、均一な溶液として分散剤を得ることができる。
上記水溶液重合の重合溶媒としては、水及び有機溶剤の混合液を使用するのが好ましい。
上記重合溶媒として、水のみを使用すると、単量体（Ａ−２）が、水に溶解しにくいことから、反応性が劣る場合がある。また、有機溶剤のみを重合溶媒とすると、（Ａ）成分の製造により得られた重合溶液（反応液）から分散剤を得る場合、有機溶剤を除去する等した後、有機溶剤を水に置換する必要がある。
従って、上記混合液を重合溶媒として使用することにより、水だけを溶媒に使用する場合の単量体（Ａ−２）が溶解しにくくなる問題を改善することができ、また、有機溶剤だけを使用する場合に比べ、有機溶剤の水への置換を容易におこなうことができ、コストと手間がかかる問題を解決することができる。
上記混合液における好ましい有機溶剤としては、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン等のケトン類が挙げられる。これらは、１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。これらのうち好ましくはアルコール類であり、特に好ましくはイソプロピルアルコールである。
また、上記混合液における水及び有機溶剤の混合割合は、混合液全量を１００重量％としたときに、水及び有機溶剤の合は、それぞれ、２０〜８０重量％及び２０〜８０重量％が好ましく、３０〜７０重量％及び３０〜７０重量％がより好ましい。The method for producing the component (A) is not particularly limited, but an aqueous solution polymerization method is preferable. According to the aqueous solution polymerization, the dispersant can be obtained as a uniform solution.
As a polymerization solvent for the aqueous solution polymerization, a mixed solution of water and an organic solvent is preferably used.
When only water is used as the polymerization solvent, the monomer (A-2) is difficult to dissolve in water, and thus the reactivity may be inferior. If only the organic solvent is used as the polymerization solvent, when the dispersant is obtained from the polymerization solution (reaction solution) obtained by the production of the component (A), the organic solvent is replaced with water after the organic solvent is removed. There is a need.
Therefore, by using the above mixed solution as a polymerization solvent, it is possible to improve the problem that the monomer (A-2) is hardly dissolved when only water is used as the solvent, and only the organic solvent is used. As compared with the case of using the organic solvent, the organic solvent can be easily replaced with water, and the problem of cost and labor can be solved.
Preferable organic solvents in the mixed solution include alcohols such as isopropyl alcohol and ketones such as acetone. These can be used alone or in combination of two or more. Of these, alcohols are preferable, and isopropyl alcohol is particularly preferable.
The mixing ratio of water and the organic solvent in the mixed solution is preferably 20 to 80% by weight and 20 to 80% by weight, respectively, when the total amount of the mixed solution is 100% by weight. 30 to 70% by weight and 30 to 70% by weight are more preferable.
以下、上記混合液を用いた（Ａ）成分の製造方法を説明する。重合反応では公知の重合開始剤を使用出来るが、特にラジカル重合開始剤が好ましく用いられる。
ラジカル重合開始剤として、例えば、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム及び過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩類、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド類、過酸化水素等の水溶性過酸化物、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド等の油溶性の過酸化物、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミジン）ジハイドロクロライド等のアゾ化合物等が挙げられる。
上記した過酸化物系のラジカル重合開始剤は１種類のみ使用しても又は２種以上を併用してもよい。
上記した過酸化物系のラジカル重合開始剤の中でも、分子量の制御が容易に行えることから、過硫酸塩類やアゾ化合物が好ましく、特に好ましくは過硫酸アンモニウムである。
上記ラジカル重合開始剤の使用量は、特に制限されないが、（Ａ）成分の全単量体の合計重量に基づいて、０．１〜１５重量％、特に０．５〜１０重量％の割合で使用することが好ましい。この割合を０．１重量％以上にすることにより共重合率を向上させることができ、１５重量％以下とすることにより、（Ａ）成分の安定性を向上させ、分散剤としての性能に優れたものとなる。
また、場合によっては、（Ａ）成分は、水溶性レドックス系重合開始剤を使用して製造してもよい。上記レドックス系重合開始剤としては、酸化剤（例えば上記した過酸化物）と、重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸アンモニウム、亜硫酸ナトリウム、ハイドロサルファイトナトリウム等の還元剤や、鉄明礬、カリ明礬等の組合せを挙げることができる。Hereinafter, the manufacturing method of (A) component using the said liquid mixture is demonstrated. In the polymerization reaction, a known polymerization initiator can be used, but a radical polymerization initiator is particularly preferably used.
Examples of radical polymerization initiators include persulfates such as sodium persulfate, potassium persulfate and ammonium persulfate, hydroperoxides such as t-butyl hydroperoxide, water-soluble peroxides such as hydrogen peroxide, and methyl ethyl ketone peroxide. Oil-soluble peroxides such as oxides, ketone peroxides such as cyclohexanone peroxide, dialkyl peroxides such as di-t-butyl peroxide and t-butylcumyl peroxide, 2,2′-azobis (2-methyl) And azo compounds such as propionamidine) dihydrochloride.
The above peroxide-based radical polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.
Among the above peroxide-based radical polymerization initiators, persulfates and azo compounds are preferable because the molecular weight can be easily controlled, and ammonium persulfate is particularly preferable.
The amount of the radical polymerization initiator used is not particularly limited, but is 0.1 to 15% by weight, particularly 0.5 to 10% by weight based on the total weight of all the monomers of component (A). It is preferable to use it. By making this proportion 0.1% by weight or more, the copolymerization rate can be improved, and by making it 15% by weight or less, the stability of the component (A) is improved and the performance as a dispersant is excellent. It will be.
In some cases, the component (A) may be produced using a water-soluble redox polymerization initiator. As the redox polymerization initiator, a combination of an oxidizing agent (for example, the above-described peroxide) and a reducing agent such as sodium bisulfite, ammonium bisulfite, sodium sulfite, sodium hydrosulfite, iron alum, potassium alum, etc. Can be mentioned.
（Ａ）成分の製造において、分子量を調整するために、連鎖移動剤を重合系に適宜添加してもよい。連鎖移動剤としては、例えば、亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、２−プロパンチオール、２−メルカプトエタノール及びチオフェノール等が挙げられる。 In the production of the component (A), a chain transfer agent may be appropriately added to the polymerization system in order to adjust the molecular weight. Examples of the chain transfer agent include sodium phosphite, sodium hypophosphite, sodium bisulfite, mercaptoacetic acid, mercaptopropionic acid, 2-propanethiol, 2-mercaptoethanol and thiophenol.
（Ａ）成分を製造する際の重合温度は、特に制限されないが、重合温度は６０〜１００℃で行うのが好ましい。
重合温度を６０℃以上にすることで、重合反応が円滑に進行し、且つ生産性に優れるものとなり、１００℃以下とすることで、製品の着色を抑制することができる。
また、上記重合反応は、加圧又は減圧下で行うことも可能であるが、加圧あるいは減圧反応用の設備にするためのコストが必要になるので、常圧で行うことが好ましい。重合時間は２〜２０時間、特に３〜１０時間程度で行うことが好ましい。The polymerization temperature for producing the component (A) is not particularly limited, but the polymerization temperature is preferably 60 to 100 ° C.
By setting the polymerization temperature to 60 ° C. or higher, the polymerization reaction proceeds smoothly and is excellent in productivity. By setting the polymerization temperature to 100 ° C. or lower, coloring of the product can be suppressed.
The polymerization reaction can be carried out under pressure or reduced pressure, but it is preferable to carry out the reaction at normal pressure because it requires a cost for making equipment for pressure or reduced pressure reaction. The polymerization time is preferably 2 to 20 hours, particularly about 3 to 10 hours.
（Ａ）成分の平均分子量としては、重量平均分子量で２，０００〜１０，０００であることが好ましく、さらに好ましくは３，０００〜８，０００である。
重量平均分子量が２，０００以上である場合は、得られる分散剤とシリカ粒子又はセリア粒子とを含有する分散液を調製したときに、分散液中のシリカ粒子又はセリア粒子からの成分（Ａ）の脱着による、分散液の増粘を抑制することができる。一方、１０，０００以下とすることで、分散剤自体が分散液の粘度を上昇させてしまうことを防止し、分散液の粘度を低減させることができる。
尚、本発明において重量平均分子量とは、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）により測定された平均分子量を、ポリアクリル酸の標準試料に基づき換算した値を意味する。(A) As an average molecular weight of a component, it is preferable that it is 2,000-10,000 by weight average molecular weight, More preferably, it is 3,000-8,000.
When the weight average molecular weight is 2,000 or more, when a dispersion containing the resulting dispersant and silica particles or ceria particles is prepared, the component (A) from the silica particles or ceria particles in the dispersion The thickening of the dispersion due to the desorption of can be suppressed. On the other hand, by setting it as 10,000 or less, it can prevent that a dispersing agent itself raises the viscosity of a dispersion liquid, and can reduce the viscosity of a dispersion liquid.
In the present invention, the weight average molecular weight means a value obtained by converting an average molecular weight measured by GPC (gel permeation chromatography) based on a standard sample of polyacrylic acid.
上記で得られる、（Ａ）成分を含む重合溶液から、混合溶液に含まれていた有機溶剤を除去した後、必要に応じて塩基性化合物で中和する。
中和に用いられる上記塩基性化合物としては、アンモニア水、有機アミン（例えばトリエチルアミン等）、アルカリ金属の水酸化物等を挙げることが出来る。そのうちでも、アンモニア水であることが、分散性と被研磨物への汚染を避ける点から好ましい。
中和の程度は、前述の通り、１０〜１００モル％、特に１５〜１００モル％が塩基によって中和され、塩の形態になっているアクリル酸系共重合体が好ましい。
前記の通り、実際の（Ａ）成分中のカルボキシル基の中和度は測定することが困難であることがあるため、（Ａ）成分水溶液のｐＨを制御することが好ましい。具体的には、（Ａ）成分の水溶液のｐＨを、２〜９とするのが好ましく、より好ましくは３〜８である。The organic solvent contained in the mixed solution is removed from the polymerization solution containing the component (A) obtained above, and then neutralized with a basic compound as necessary.
Examples of the basic compound used for neutralization include aqueous ammonia, organic amines (for example, triethylamine), alkali metal hydroxides, and the like. Among these, aqueous ammonia is preferable from the viewpoint of dispersibility and avoiding contamination of the object to be polished.
As described above, the degree of neutralization is preferably an acrylic acid copolymer in which 10 to 100 mol%, particularly 15 to 100 mol% is neutralized with a base to form a salt.
As described above, since the neutralization degree of the carboxyl group in the actual component (A) may be difficult to measure, it is preferable to control the pH of the component (A) aqueous solution. Specifically, the pH of the aqueous solution of component (A) is preferably 2-9, more preferably 3-8.
２．（Ｂ）成分
（Ｂ）成分は、炭素数が４〜８個のアルコールであり、好ましくは炭素数が４〜６個のアルコールである。
（Ｂ）成分としては、ｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール、ペンチルアルコール、ｎ−ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、２−エチルヘキシルアルコールが例示される。これらの中でも分散剤としての性能の面からｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール及びｔ−ブチルアルコールが好ましく、特に好ましくはｎ−ブチルアルコールである。
炭素数４個以上のアルコールを使用することにより、分散液の粘度上昇を抑制することができ、一方、炭素数が８個以下を使用することにより、分散剤の分離を抑制することができる。2. (B) component (B) A component is a C4-C8 alcohol, Preferably it is a C6-C6 alcohol.
Examples of the component (B) include n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, t-butyl alcohol, pentyl alcohol, n-hexyl alcohol, heptyl alcohol, octyl alcohol, and 2-ethylhexyl alcohol. Among these, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol and t-butyl alcohol are preferable from the viewpoint of performance as a dispersant, and n-butyl alcohol is particularly preferable.
By using an alcohol having 4 or more carbon atoms, an increase in the viscosity of the dispersion can be suppressed. On the other hand, by using 8 or less carbon atoms, separation of the dispersant can be suppressed.
３．シリカ粒子又はセリア粒子用分散剤
本発明の分散剤は、前記（Ａ）及び（Ｂ）成分を必須成分とするものである。
本発明の分散剤は、（Ａ）成分１００重量％に対して（Ｂ）成分を１，０００〜３０，０００重量ｐｐｍの割合で含むものであり、好ましくは１，５００〜２０，０００重量ｐｐｍ、特に好ましくは２，０００〜１５，０００重量ｐｐｍである。
（Ｂ）成分の割合を１，０００重量ｐｐｍ以上及び３０，０００重量ｐｐｍ以下とすることにより、粒子の凝集を抑制することができる。3. Dispersant for silica particles or ceria particles The dispersant of the present invention contains the components (A) and (B) as essential components.
The dispersant of the present invention contains the component (B) at a ratio of 1,000 to 30,000 ppm by weight, preferably 1,500 to 20,000 ppm by weight, with respect to 100% by weight of the component (A). Particularly preferred is 2,000 to 15,000 ppm by weight.
(B) By making the ratio of a component into 1,000 weight ppm or more and 30,000 weight ppm or less, aggregation of particle | grains can be suppressed.
分散剤の製造方法としては、（Ａ）成分に（Ｂ）成分を添加・混合する方法等が挙げられる。
上記の方法で（Ａ）成分を製造した場合、得られた共重合体を含む重合溶液中に原料単量体（Ａ−２）の構造に由来するアルコールを含む場合がある。即ち、下記一般式（１）で表される原料の単量体（Ａ−２）から、下記一般式（２）で表される成分（Ｂ）に相当するアルコールが形成される場合がある。このため、（Ｂ）成分をガスクロマトグラフィー等の方法で定量し、（Ｂ）成分の含有量が（Ａ）成分に対して、１，０００〜３０，０００重量ｐｐｍとなる様に（Ｂ）成分を添加することにより分散剤を製造することができる。
When (A) component is manufactured by said method, the alcohol derived from the structure of a raw material monomer (A-2) may be included in the polymerization solution containing the obtained copolymer. That is, an alcohol corresponding to the component (B) represented by the following general formula (2) may be formed from the raw material monomer (A-2) represented by the following general formula (1). For this reason, (B) component is quantified by methods, such as a gas chromatography, (B) so that content of (B) component may be 1,000-30,000 weight ppm with respect to (A) component. A dispersant can be produced by adding the components.
本発明の分散剤は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の水溶液の形態が好ましい。
この場合、水中に（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の合計量として３０〜５０重量％含んでいるものが好ましく、より好ましくは３５〜４５重量％である。The dispersant of the present invention is preferably in the form of an aqueous solution of the component (A) and the component (B).
In this case, what contains 30 to 50 weight% as total amount of (A) component and (B) component in water is preferable, More preferably, it is 35 to 45 weight%.
本発明の分散剤は、金属酸化物粒子である、シリカ粒子又はセリア粒子の分散に好適に使用されるものである。 The dispersant of the present invention is preferably used for dispersing silica particles or ceria particles, which are metal oxide particles.
４．分散液
本発明の分散液は、シリカ粒子又はセリア粒子と、上記のシリカ粒子又はセリア粒子用分散剤とを含むことを特徴とする。
本発明の分散液としては、水性媒体に、シリカ粒子又はセリア粒子が分散された水性分散液であることが好ましい。尚、上記水性媒体とは、水を含む媒体であり、水のみであってよいし、水を含む混合物であってもよい。
また、分散液が水性分散液である場合、水性分散液に含まれる分散剤としては、上記（Ａ）成分及び上記（Ｂ）成分を含む水溶液が好ましい。4). Dispersion The dispersion of the present invention comprises silica particles or ceria particles and the above-described dispersant for silica particles or ceria particles.
The dispersion of the present invention is preferably an aqueous dispersion in which silica particles or ceria particles are dispersed in an aqueous medium. In addition, the said aqueous medium is a medium containing water, and may be only water or a mixture containing water.
When the dispersion is an aqueous dispersion, the dispersant contained in the aqueous dispersion is preferably an aqueous solution containing the component (A) and the component (B).
シリカ粒子及び分散剤を含有する分散液（以下、「シリカ分散液」ともいう）としては、上記（Ａ）成分の含有量が、シリカ粒子１００重量部に対して、好ましくは０．０１〜２．０重量部であり、より好ましくは０．０５〜１．８重量部であり、更に好ましくは０．１〜１．５重量部である。 As a dispersion containing silica particles and a dispersant (hereinafter also referred to as “silica dispersion”), the content of the component (A) is preferably 0.01 to 2 with respect to 100 parts by weight of the silica particles. 0.0 part by weight, more preferably 0.05 to 1.8 parts by weight, still more preferably 0.1 to 1.5 parts by weight.
シリカ粒子の平均粒径は、目的に応じて適宜設定すれば良いが、研磨剤、特にＣＭＰ研磨剤として使用する場合には、０．００５〜０．５μｍが好ましい。
尚、本発明において平均粒径とは、走査型電子顕微鏡で測定した個々の粒径の平均値を意味する。
平均粒子径を０．００５μｍ以上とすることで、分散液をＣＭＰ工程に使用した場合、研磨速度が大きいものとなり、一方、０．５μｍ以下とすることで、シリカ粒子の沈降を抑制することができる。
シリカ粒子の含有量は、分散液の全量を１００重量％としたときに、０．１〜５０重量％が好ましい。０．１重量％以上とすることで、分散液をＣＭＰ工程に使用した場合、研磨速度が速いものとなり、一方、５０重量％以下とすることで、シリカ粒子の凝集を抑制することができる。
シリカ分散液のｐＨは、２〜１０が好ましい。このｐＨ範囲とすることで、シリカ粒子の凝集を抑制することができる。尚、シリカ分散液のｐＨは、硝酸、リン酸、硫酸、アンモニア水を添加することで調整可能である。The average particle diameter of the silica particles may be appropriately set according to the purpose, but 0.005 to 0.5 μm is preferable when used as an abrasive, particularly a CMP abrasive.
In the present invention, the average particle diameter means an average value of individual particle diameters measured with a scanning electron microscope.
When the average particle size is 0.005 μm or more, when the dispersion is used in the CMP process, the polishing rate is high. On the other hand, when the dispersion is 0.5 μm or less, the precipitation of silica particles can be suppressed. it can.
The content of the silica particles is preferably 0.1 to 50% by weight when the total amount of the dispersion is 100% by weight. By using 0.1% by weight or more, when the dispersion is used in the CMP process, the polishing rate becomes high. On the other hand, by using 50% by weight or less, aggregation of silica particles can be suppressed.
The pH of the silica dispersion is preferably 2-10. By setting this pH range, aggregation of silica particles can be suppressed. The pH of the silica dispersion can be adjusted by adding nitric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, and aqueous ammonia.
セリア粒子及び分散剤を含有する分散液（以下、「セリア分散液」ともいう）としては、上記（Ａ）成分の含有量が、セリア粒子１００重量部に対して、好ましくは０．０１〜２．０重量部であり、より好ましくは０．０５〜１．８重量部であり、更に好ましくは０．１〜１．５重量部である。 As a dispersion containing ceria particles and a dispersant (hereinafter also referred to as “ceria dispersion”), the content of the component (A) is preferably 0.01 to 2 with respect to 100 parts by weight of ceria particles. 0.0 part by weight, more preferably 0.05 to 1.8 parts by weight, still more preferably 0.1 to 1.5 parts by weight.
セリア粒子の平均粒径は、目的に応じて適宜設定すれば良いが、研磨剤、特にＣＭＰ研磨剤として使用する場合には、０．０１〜１．０μｍが好ましい。
平均粒子径を０．０１μｍ以上とすることで、分散液をＣＭＰ工程に使用した場合、研磨速度が速いものとなり、一方、１．０μｍ以下とすることで、粒子の沈降を抑制することができる。
セリア粒子の配合量は、分散液に対して０．１〜５０重量％が好ましい。０．１重量％以上とすることで、分散液をＣＭＰ工程に使用した場合、研磨速度が速いものとなり、一方、５０重量％以下とすることで、粒子の凝集を抑制することができる。
セリア分散液のｐＨは、６〜１０が好ましい。このｐＨ範囲とすることで、セリア粒子の凝集を抑制することができる。ｐＨは、前記と同様の方法で調整可能である。The average particle size of the ceria particles may be appropriately set according to the purpose, but is preferably 0.01 to 1.0 μm when used as an abrasive, particularly a CMP abrasive.
By setting the average particle size to 0.01 μm or more, when the dispersion is used in the CMP process, the polishing rate is high, and by setting the average particle size to 1.0 μm or less, particle sedimentation can be suppressed. .
The blending amount of ceria particles is preferably 0.1 to 50% by weight with respect to the dispersion. By setting the content to 0.1% by weight or more, when the dispersion is used in the CMP process, the polishing rate becomes high. On the other hand, by setting the content to 50% by weight or less, aggregation of particles can be suppressed.
The pH of the ceria dispersion is preferably 6-10. By setting this pH range, aggregation of ceria particles can be suppressed. The pH can be adjusted by the same method as described above.
前記したシリカ粒子の分散液は、種々の用途に使用することができ、製紙用途、金属加工用途、繊維用途、塗料用途、光学材料用途及び研磨剤等が挙げられる。
また、前記したセリア粒子の分散液は、種々の用途に使用することができ、排ガス浄化触媒用途、ガスセンサ用途、光学材料用途及び研磨剤等が挙げられる。
これら用途の中でも、シリカ粒子又はセリア粒子の分散液、特に、分散液は、研磨剤に好ましく使用できるものであり、以下研磨剤について詳細に説明する。The above-described dispersion of silica particles can be used for various applications, and includes papermaking applications, metal processing applications, fiber applications, paint applications, optical material applications, and abrasives.
Moreover, the above-mentioned dispersion of ceria particles can be used for various applications, and examples thereof include exhaust gas purification catalyst applications, gas sensor applications, optical material applications, and abrasives.
Among these uses, a dispersion of silica particles or ceria particles, in particular, a dispersion can be preferably used for the abrasive, and the abrasive will be described in detail below.
５．研磨剤
本発明の研磨剤は、前記シリカ粒子又はセリア粒子の分散液を含むものである。
また、本発明の研磨剤は、更に、有機酸、無機酸、酸化剤、保護膜形成剤及び界面活性剤等を含有することができる。5. Abrasive The abrasive of the present invention contains a dispersion of the silica particles or ceria particles.
Moreover, the abrasive | polishing agent of this invention can contain an organic acid, an inorganic acid, an oxidizing agent, a protective film formation agent, surfactant, etc. further.
上記有機酸としては、酢酸、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸及び乳酸等が挙げられる。無機酸としては、硝酸、硫酸及びリン酸等が挙げられる。これらの酸を研磨剤に含有させると、研磨作用を高めることができる。 Examples of the organic acid include acetic acid, oxalic acid, citric acid, malic acid, and lactic acid. Examples of the inorganic acid include nitric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid. When these acids are contained in the abrasive, the polishing action can be enhanced.
上記酸化剤としては、過酸化水素、過硫酸塩、過酢酸、過安息香酸、t−ブチルハイドロパーオキサイド等が挙げられる。これらの酸化剤を研磨剤へ添加すると、研磨速度を向上させることができる。 Examples of the oxidizing agent include hydrogen peroxide, persulfate, peracetic acid, perbenzoic acid, t-butyl hydroperoxide, and the like. When these oxidizing agents are added to the abrasive, the polishing rate can be improved.
上記保護膜形成剤としては、ベンゾトリアゾール、トリアゾールが挙げられる。これらの保護膜形成剤を研磨剤に含有させると、研磨パッドが接触しない被研磨体の凹部を保護し、平坦性よく研磨することができる。 Examples of the protective film forming agent include benzotriazole and triazole. When these protective film forming agents are contained in the abrasive, the concave portions of the object to be polished which are not in contact with the polishing pad can be protected and polished with good flatness.
上記界面活性剤としては、ラウリル硫酸アンモニウム等の陰イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等の非イオン性界面活性剤、ステアリルアミンアセテート等の陽イオン性界面活性剤及びラウリルベタイン等の両性界面活性剤が挙げられる。これらの界面活性剤を研磨剤に含有させると、研磨傷を改善することができる。 Examples of the surfactant include an anionic surfactant such as ammonium lauryl sulfate, a nonionic surfactant such as polyoxyethylene lauryl ether, a cationic surfactant such as stearylamine acetate, and an amphoteric interface such as lauryl betaine. An activator is mentioned. When these surfactants are contained in the abrasive, polishing scratches can be improved.
本発明の研磨剤は、ＣＭＰ研磨剤としてより好ましく使用することができる。
本発明のＣＭＰ用研磨剤を用いて化学機械研磨（ＣＭＰ）を行う場合には、被研磨体を保持するホルダーと研磨布（パッド）を貼り付けた定盤とを有する研磨装置が使用できる。研磨布は、発泡ポリウレタン、不織布等が使用できる。定盤の回転速度は２００ｒｐｍ以下が好ましく、研磨圧力は１〜１００ｋＰａが好ましい。研磨中は、研磨布の表面が研磨剤で覆われるように、研磨剤を連続供給するのが好ましい。研磨後は、被研磨体上に残った研磨剤や研磨屑等を洗浄し除去する。The abrasive of the present invention can be more preferably used as a CMP abrasive.
When chemical mechanical polishing (CMP) is performed using the CMP polishing slurry of the present invention, a polishing apparatus having a holder for holding an object to be polished and a surface plate to which a polishing cloth (pad) is attached can be used. As the polishing cloth, foamed polyurethane, nonwoven fabric or the like can be used. The rotation speed of the platen is preferably 200 rpm or less, and the polishing pressure is preferably 1 to 100 kPa. During polishing, it is preferable to continuously supply the abrasive so that the surface of the polishing cloth is covered with the abrasive. After polishing, the polishing agent, polishing scraps, etc. remaining on the object to be polished are washed and removed.
本発明の研磨剤は、半導体基板に形成された酸化珪素膜、窒化珪素等の無機絶縁膜、ＩＴＯ等の無機導電膜、磁気ディスク用ガラス基板、光学ガラス及び磁気ヘッド等を研磨することが可能である。 The abrasive of the present invention can polish a silicon oxide film formed on a semiconductor substrate, an inorganic insulating film such as silicon nitride, an inorganic conductive film such as ITO, a glass substrate for magnetic disk, optical glass, and a magnetic head. It is.
以下に実施例及び比較例を挙げ、本発明をより具体的に説明する。尚、以下の各例における「％」とは重量％を意味し、「ｐｐｍ」とは重量ｐｐｍを意味する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. In the following examples, “%” means% by weight, and “ppm” means ppm by weight.
実施例１（分散剤の製造）
攪拌機、コンデンサを備えた槽型反応器へ、脱イオン水１７０ｋｇ、イソプロピルアルコール２５０ｋｇを仕込み８０℃に保持した。
この反応器へ、アクリル酸（以下、「ＡＡ」という）２５５ｋｇ、アクリル酸ｎ−ブチル（以下、「ｎＢＡ」という）７５ｋｇを混合した単量体３３０ｋｇ、及び、１５％過硫酸アンモニウム水溶液６０ｋｇを５時間かけて供給（滴下）した。滴下終了後、反応液を８０℃で１時間保持した。
次いで、脱イオン水を投入しながらイソプロピルアルコールを減圧留去した。その後、イソプロピルアルコールが留去された反応液を５０℃に保持し、２５％アンモニア水を供給して中和し、中和反応液を得た。
ここで、ガスクロマトグラフィーにて中和反応液を分析すると、ｎ−ブタノール（以下、「ｎＢＬ」という）が３００ｐｐｍ検出されたため、ｎＢＬを投入し１，５００ｐｐｍに調整した。
このようにして、アクリル酸系共重合体（（Ａ）成分）とｎＢＬ（（Ｂ）成分〕）とを含み、固形分濃度（（Ａ）成分の含有量）が４０％、ｐＨが６、（Ｂ）成分を１，５００ｐｐｍ（（Ａ）成分に対して３，７５０ｐｐｍ）含む分散剤を得た。
上記により、得られたアクリル酸系共重合体（Ａ）成分の重量平均分子量（以下、「Ｍｗ」という）を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定した。ＧＰＣの測定条件は、ＨＬＣ８０２０システム〔東ソー（株）製〕を使い、カラムはＧ４０００ＰＷｘｌ、Ｇ３０００ＰＷｘｌ、Ｇ２５００ＰＷｘｌ〔東ソー(株)製〕を連結して使用し、溶離液は０．１ＭＮａＣｌ＋リン酸バッファー（ｐＨ７）とし、検量線はポリアクリル酸Ｎａ（創和科学製）を使用して作成した。測定の結果、上記のアクリル酸系共重合体のＭｗは６，０００であった。Example 1 (Production of dispersant)
A tank reactor equipped with a stirrer and a condenser was charged with 170 kg of deionized water and 250 kg of isopropyl alcohol and maintained at 80 ° C.
To this reactor, 255 kg of a monomer mixed with 255 kg of acrylic acid (hereinafter referred to as “AA”), 75 kg of n-butyl acrylate (hereinafter referred to as “nBA”), and 60 kg of a 15% ammonium persulfate aqueous solution for 5 hours. Over (dropped). After completion of dropping, the reaction solution was held at 80 ° C. for 1 hour.
Subsequently, isopropyl alcohol was distilled off under reduced pressure while adding deionized water. Thereafter, the reaction solution from which isopropyl alcohol was distilled off was maintained at 50 ° C., and neutralized by supplying 25% ammonia water to obtain a neutralization reaction solution.
Here, when the neutralization reaction solution was analyzed by gas chromatography, 300 ppm of n-butanol (hereinafter referred to as “nBL”) was detected. Therefore, nBL was added and adjusted to 1,500 ppm.
In this way, an acrylic acid copolymer (component (A)) and nBL (component (B))) are included, the solid content concentration (content of component (A)) is 40%, pH is 6, A dispersant containing 1,500 ppm of component (B) (3,750 ppm relative to component (A)) was obtained.
The weight average molecular weight (hereinafter referred to as “Mw”) of the resulting acrylic acid copolymer (A) component was measured by gel permeation chromatography (GPC). The measurement conditions of GPC were HLC8020 system (manufactured by Tosoh Corporation), the columns used were G4000PWxl, G3000PWxl, G2500PWxl (manufactured by Tosoh Corporation), and the eluent was 0.1M NaCl + phosphate buffer (pH 7). The calibration curve was prepared using polyacrylic acid Na (manufactured by Sowa Kagaku). As a result of the measurement, Mw of the acrylic acid copolymer was 6,000.
実施例２〜７（分散剤の製造）
実施例１において、使用する単量体を表１に示す通りに変更する以外は、実施例１と同様の方法で、重合、減圧留去及び中和を行った。
中和後の分析で、中和反応液から、それぞれ以下の割合で（Ｂ）成分が検出されたので、以下の通り、中和反応液に（Ｂ）成分を添加し、分散剤を得た。Examples 2 to 7 (Production of dispersant)
In Example 1, polymerization, vacuum distillation and neutralization were performed in the same manner as in Example 1 except that the monomers used were changed as shown in Table 1.
In the analysis after the neutralization, the component (B) was detected from the neutralization reaction solution at the following ratios. The component (B) was added to the neutralization reaction solution as follows to obtain a dispersant. .
実施例２では、２−エチルヘキサノール（以下、「ＥＨＬ」という）が１００ｐｐｍ検出された。そして、中和反応液に、さらにＥＨＬを添加して、３，０００ｐｐｍに調整した。
実施例３では、ｎＢＬが８００ｐｐｍ検出された。そして、中和反応液に追加のアルコール（（Ｂ）成分）は添加しなかった。
実施例４では、ｎＢＬが５００ｐｐｍ検出された。そして、中和反応液に、さらにｎＢＬを添加し５，０００ｐｐｍに調整した。
実施例５では、イソブタノール（以下、「ｉＢＬ」という）が１００ｐｐｍ検出された。そして、中和反応液に、さらにｉＢＬを添加し２，０００ｐｐｍに調整した。
実施例６では、ｎＢＬが５００ｐｐｍ検出された。そして、中和反応液に追加のアルコール（（Ｂ）成分）は添加しなかった。
実施例７では、ｎＢＬが５００ｐｐｍ検出された。そして、中和反応液に、さらにｎＢＬを添加し１１，０００ｐｐｍに調整した。In Example 2, 100 ppm of 2-ethylhexanol (hereinafter referred to as “EHL”) was detected. And EHL was further added to the neutralization reaction liquid, and it adjusted to 3,000 ppm.
In Example 3, 800 ppm of nBL was detected. And the additional alcohol ((B) component) was not added to the neutralization reaction liquid.
In Example 4, 500 ppm of nBL was detected. And nBL was further added to the neutralization reaction liquid, and it adjusted to 5,000 ppm.
In Example 5, 100 ppm of isobutanol (hereinafter referred to as “iBL”) was detected. And iBL was further added to the neutralization reaction liquid, and it adjusted to 2,000 ppm.
In Example 6, 500 ppm of nBL was detected. And the additional alcohol ((B) component) was not added to the neutralization reaction liquid.
In Example 7, 500 ppm of nBL was detected. And nBL was further added to the neutralization reaction liquid, and it adjusted to 11,000 ppm.
上記実施例１〜７により、得られた分散剤について、固形分濃度（（Ａ）成分の含有量）、ｐＨ及びＭｗを測定した結果を表１に示す。 Table 1 shows the results of measuring the solid content concentration (content of component (A)), pH, and Mw of the dispersants obtained in Examples 1 to 7.
比較例１〜５
実施例１において、使用する単量体を表１に示す通りに変更する以外は、実施例１と同様の方法で、重合、減圧留去及び中和を行った。
中和後の分析で、中和反応液から、それぞれ以下の割合で（Ｂ）成分又は（Ｂ）成分以外のアルコールが検出されたので、以下の通り、中和反応液に（Ｂ）成分を添加し、分散剤を得た。Comparative Examples 1-5
In Example 1, polymerization, vacuum distillation and neutralization were performed in the same manner as in Example 1 except that the monomers used were changed as shown in Table 1.
In the analysis after neutralization, since the alcohol other than the component (B) or the component (B) was detected from the neutralization reaction solution at the following ratio, the component (B) was added to the neutralization reaction solution as follows. To obtain a dispersant.
比較例１では、メタノールが３５０ｐｐｍ検出されたが、（Ｂ）成分は検出されなかった。従って、（Ｂ）成分のｎＢＬを添加し１，５００ｐｐｍに調整した。
比較例２では、エタノールが２５０ｐｐｍ検出されたが、（Ｂ）成分は検出されなかった。従って、（Ｂ）成分のｎＢＬを添加し１，５００ｐｐｍに調整した。
比較例４では、ｎＢＬが３００ｐｐｍ検出された。そして、中和反応液に（Ｂ）成分は追加添加しなかった。
比較例５では、ｎＢＬが１００ｐｐｍ検出された。そして、中和反応液に、さらにｎＢＬを添加し、１３，０００ｐｐｍに調整した。
尚、比較例３では、実施例１と同様の方法で、重合、減圧留去及び中和を行ったが、均一な液を得ることができなかったので、評価を行わなかった。In Comparative Example 1, 350 ppm of methanol was detected, but the component (B) was not detected. Therefore, the component (B) nBL was added to adjust to 1500 ppm.
In Comparative Example 2, ethanol was detected at 250 ppm, but component (B) was not detected. Therefore, the component (B) nBL was added to adjust to 1500 ppm.
In Comparative Example 4, nBL was detected at 300 ppm. And the (B) component was not added additionally to the neutralization reaction liquid.
In Comparative Example 5, 100 ppm of nBL was detected. And nBL was further added to the neutralization reaction liquid, and it adjusted to 13,000 ppm.
In Comparative Example 3, polymerization, distillation under reduced pressure, and neutralization were performed in the same manner as in Example 1, but no evaluation was performed because a uniform liquid could not be obtained.
上記比較例１〜５により、得られた分散剤について、固形分濃度（（Ａ）成分の含有量）、ｐＨ及びＭｗを測定した結果を表１に示す。 Table 1 shows the results of measuring the solid content concentration (content of component (A)), pH, and Mw of the dispersants obtained in Comparative Examples 1 to 5.
表１における略号は、前記で定義したもの以外は、下記を意味する。
ＥＨＡ：アクリル酸−２−エチルヘキシル
ｉＢＡ：アクリル酸イソブチル
ＭＡ：アクリル酸メチル
ＥＡ：アクリル酸エチル
ＬＡ：アクリル酸ラウリルAbbreviations in Table 1 mean the following, except for those defined above.
EHA: 2-ethylhexyl acrylate iBA: isobutyl acrylate MA: methyl acrylate EA: ethyl acrylate LA: lauryl acrylate
実施例Ｋ１
イオン交換水へ、上記実施例１により得られた分散剤、及びコロイダルシリカ（扶桑化学工業(株)製 製品名「ＰＬ−３」、走査型電子顕微鏡で測定した個々の粒径の平均値０．０４μｍ）を投入及び混合して混合物を得た。上記混合物に２５％アンモニア水を添加することによりｐＨを６に調整して、シリカ分散液を得た。上記分散剤のイオン交換水への投入量（添加量）は、得られるシリカ分散液混合物において、（Ａ）成分の含有量が１％となる量とした。また、コロイダルシリカの投入量（添加量）は、得られるシリカ分散液混合物において、コロイダルシリカの含有量が５％となる量とした。Example K1
To the ion-exchanged water, the dispersant obtained in Example 1 and colloidal silica (product name “PL-3” manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd., average value of individual particle diameters measured with a scanning electron microscope was 0. .04 μm) was added and mixed to obtain a mixture. The pH was adjusted to 6 by adding 25% aqueous ammonia to the above mixture to obtain a silica dispersion. The amount of addition (addition amount) of the dispersant to ion-exchanged water was such that the content of the component (A) was 1% in the resulting silica dispersion mixture. Further, the input amount (addition amount) of colloidal silica was such that the content of colloidal silica was 5% in the obtained silica dispersion mixture.
上記により得られたシリカ分散液について、下記の方法による研磨試験により評価を行なった。
被研磨体として表面に酸化珪素膜を１μｍの厚みで成膜した８インチシリコンウェハを用いた。研磨装置としては、被研磨体を保持するホルダーと研磨パッドを貼り付けた定盤とを有する研磨装置を用いた。そして、研磨装置の定盤へ発泡ポリウレタン樹脂製の研磨パッドを張り付け、上記のシリカ分散液を研磨剤として用いて、研磨パッドの表面が研磨剤で覆われるように、研磨剤を連続供給し、研磨試験を行った。研磨条件は、研磨時間２分、定盤回転数５０ｒｐｍ、研磨圧力３０ｋＰａ、研磨剤供給流量５０ｍＬ／分とした。研磨後、ウェハを純水で洗浄し乾燥した。この研磨面について、電子顕微鏡観察により研磨傷を観測し、１ｃｍ2あたりの個数として算出した。
また、シリカ分散液を５０℃で１週間保管した後、保管後の液を研磨剤とし同様の試験を行った。これらの結果を表２に示した。The silica dispersion obtained as described above was evaluated by a polishing test according to the following method.
As an object to be polished, an 8-inch silicon wafer having a silicon oxide film with a thickness of 1 μm on the surface was used. As a polishing apparatus, a polishing apparatus having a holder for holding an object to be polished and a surface plate on which a polishing pad was attached was used. Then, a polishing pad made of polyurethane foam resin is attached to the surface plate of the polishing apparatus, and the above-mentioned silica dispersion is used as an abrasive, and the abrasive is continuously supplied so that the surface of the polishing pad is covered with the abrasive, A polishing test was conducted. The polishing conditions were a polishing time of 2 minutes, a platen rotation speed of 50 rpm, a polishing pressure of 30 kPa, and an abrasive supply flow rate of 50 mL / min. After polishing, the wafer was washed with pure water and dried. With respect to this polished surface, polishing scratches were observed by observation with an electron microscope and calculated as the number per 1 cm 2 .
Further, after the silica dispersion was stored at 50 ° C. for 1 week, the same test was performed using the stored liquid as an abrasive. These results are shown in Table 2.
実施例Ｋ２〜Ｋ７
実施例Ｋ１において、分散剤を下記表２に示す通りに変更する以外は実施例Ｋ１と同様の方法で研磨剤を製造した。
得られた研磨剤を使用して、実施例Ｋ１と同様にして評価を行った。それらの結果を表２に示す。Examples K2-K7
In Example K1, an abrasive was produced in the same manner as in Example K1, except that the dispersant was changed as shown in Table 2 below.
Using the obtained abrasive, evaluation was performed in the same manner as in Example K1. The results are shown in Table 2.
実施例Ｋ８
イオン交換水へ、上記実施例１により得られた分散剤、及びセリア粒子（シーアイ化成(株)製 製品名「ＮａｎｏＴｅｋ」、走査型電子顕微鏡で測定した個々の粒径の平均値０．０３μｍ）投入及び混合して混合物を得た。上記分散剤のイオン交換水への投入量（添加量）は、得られる混合物において、（Ａ）成分の含有量が１％となる量とした。また、上記セリア粒子の投入量（添加量）は、得られる混合物における固形分（濃度）で５％となる量とした。その後、上記混合物について、攪拌しながら超音波分散を行った。この液を１μｍフィルターで濾過し、脱イオン水を追加し、２％のセリア分散液を得た。この液のｐＨは８であった。
上記により得られたセリア分散液を研磨剤として使用して、実施例１と同様にして、研磨試験を行い、評価した。それらの結果を表２に示す。Example K8
To the ion-exchanged water, the dispersant obtained in Example 1 above and ceria particles (product name “NanoTek” manufactured by C-I Kasei Co., Ltd., average value of individual particle diameters measured with a scanning electron microscope 0.03 μm) The mixture was obtained by charging and mixing. The amount of addition (addition amount) of the dispersant to ion-exchanged water was such that the content of the component (A) was 1% in the resulting mixture. The amount (addition amount) of the ceria particles was 5% in terms of solid content (concentration) in the resulting mixture. Thereafter, the mixture was subjected to ultrasonic dispersion while stirring. This solution was filtered through a 1 μm filter, and deionized water was added to obtain a 2% ceria dispersion. The pH of this solution was 8.
Using the ceria dispersion obtained above as an abrasive, a polishing test was conducted and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
実施例Ｋ９〜Ｋ１４
実施例Ｋ８において、分散剤を下記表２に示す通りに変更する以外は実施例Ｋ８と同様の方法で研磨剤を製造した。
得られた研磨剤を使用して、実施例Ｋ１と同様にして評価を行った。それらの結果を表２に示す。Examples K9-K14
In Example K8, an abrasive was produced in the same manner as in Example K8, except that the dispersant was changed as shown in Table 2 below.
Using the obtained abrasive, evaluation was performed in the same manner as in Example K1. The results are shown in Table 2.
比較例Ｋ１〜Ｋ４
実施例Ｋ１において、分散剤を下記表２に示す通りに変更する以外は実施例１と同様の方法で研磨剤を製造した。
得られた研磨剤を使用して、実施例Ｋ１と同様にして評価を行った。それらの結果を表２に示す。Comparative examples K1-K4
In Example K1, an abrasive was produced in the same manner as in Example 1 except that the dispersant was changed as shown in Table 2 below.
Using the obtained abrasive, evaluation was performed in the same manner as in Example K1. The results are shown in Table 2.
比較例Ｋ５〜Ｋ８
実施例Ｋ８において、分散剤を下記表２に示す通りに変更する以外は実施例Ｋ８と同様の方法で研磨剤を製造した。
得られた研磨剤を使用して、実施例Ｋ１と同様にして評価を行った。それらの結果を表２に示す。Comparative examples K5 to K8
In Example K8, an abrasive was produced in the same manner as in Example K8, except that the dispersant was changed as shown in Table 2 below.
Using the obtained abrasive, evaluation was performed in the same manner as in Example K1. The results are shown in Table 2.
本発明のシリカ粒子又はセリア粒子用分散剤は、研磨剤、製紙、金属加工、繊維加工、塗料、光学材料、排ガス浄化触媒、ガスセンサ及び光学材料等に使用することができ、特に研磨剤として好ましく使用することができる。さらに、研磨剤としては、種々の用途に使用することができ、特にＣＭＰ研磨剤として半導体デバイス製造で好ましく使用するこができる。 The dispersant for silica particles or ceria particles of the present invention can be used for abrasives, papermaking, metal processing, fiber processing, paints, optical materials, exhaust gas purification catalysts, gas sensors, optical materials, and the like, and is particularly preferable as an abrasive. Can be used. Furthermore, as an abrasive | polishing agent, it can be used for various uses, and can be preferably used by semiconductor device manufacture especially as a CMP abrasive | polishing agent.
Claims (11)
上記（Ａ）成分は、（メタ）アクリル酸及びその塩から選ばれた少なくとも１種の単量体（Ａ−１）からなる構成単量体単位、及びアルキル基の炭素数が４〜８個である（メタ）アクリル酸アルキルエステル（Ａ−２）からなる構成単量体単位を有し、上記（Ａ−１）及び上記（Ａ−２）の合計を１００重量％とした場合に、上記（Ａ−１）及び上記（Ａ−２）を、それぞれ、６０〜９５重量％及び５〜４０重量％の量比で用いて得られたアクリル酸系共重合体であり、
かつ、水に溶解するものであって、
上記（Ｂ）成分は、炭素数が４〜８個のアルコールであり、
上記（Ｂ）成分の含有量は、上記（Ａ）成分に対して、１，０００〜３０，０００重量ｐｐｍであることを特徴とするシリカ粒子又はセリア粒子用分散剤。 A dispersant for silica particles or ceria particles, comprising the component (A) and the component (B),
The component (A) is a constituent monomer unit composed of at least one monomer (A-1) selected from (meth) acrylic acid and salts thereof, and the alkyl group has 4 to 8 carbon atoms. have a constituent monomer units consisting of at (meth) acrylic acid alkyl ester (a-2), when the sum of the (a-1) and the (a-2) is 100 wt%, the An acrylic acid copolymer obtained by using (A-1) and (A-2) in an amount ratio of 60 to 95% by weight and 5 to 40% by weight, respectively .
And it dissolves in water,
The component (B) is an alcohol having 4 to 8 carbon atoms,
Content of the said (B) component is 1,000-30,000 weight ppm with respect to the said (A) component, The dispersing agent for silica particles or ceria particles characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011530814A JP5605367B2 (en) | 2009-09-08 | 2010-09-01 | Dispersant and abrasive for silica particles or ceria particles |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009207112 | 2009-09-08 | ||
| JP2009207112 | 2009-09-08 | ||
| JP2011530814A JP5605367B2 (en) | 2009-09-08 | 2010-09-01 | Dispersant and abrasive for silica particles or ceria particles |
| PCT/JP2010/064920 WO2011030706A1 (en) | 2009-09-08 | 2010-09-01 | Dispersant for silica particles or ceria particles, and abrasive |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2011030706A1 JPWO2011030706A1 (en) | 2013-02-07 |
| JP5605367B2 true JP5605367B2 (en) | 2014-10-15 |
Family
ID=43732379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011530814A Active JP5605367B2 (en) | 2009-09-08 | 2010-09-01 | Dispersant and abrasive for silica particles or ceria particles |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5605367B2 (en) |
| TW (1) | TW201113080A (en) |
| WO (1) | WO2011030706A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5621242B2 (en) * | 2009-11-09 | 2014-11-12 | 東亞合成株式会社 | Dispersant for alumina particles |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001007062A (en) * | 1999-06-18 | 2001-01-12 | Hitachi Chem Co Ltd | Cmp-polishing agent and method for polishing substrate |
| JP2004349608A (en) * | 2003-05-26 | 2004-12-09 | Hitachi Chem Co Ltd | Polishing agent and polishing method |
| WO2009005143A1 (en) * | 2007-07-05 | 2009-01-08 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Polishing liquid for metal film and polishing method |
| WO2009142088A1 (en) * | 2008-05-21 | 2009-11-26 | 東亞合成株式会社 | Pigment dispersing agent |
-
2010
- 2010-09-01 WO PCT/JP2010/064920 patent/WO2011030706A1/en active Application Filing
- 2010-09-01 JP JP2011530814A patent/JP5605367B2/en active Active
- 2010-09-02 TW TW099129690A patent/TW201113080A/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001007062A (en) * | 1999-06-18 | 2001-01-12 | Hitachi Chem Co Ltd | Cmp-polishing agent and method for polishing substrate |
| JP2004349608A (en) * | 2003-05-26 | 2004-12-09 | Hitachi Chem Co Ltd | Polishing agent and polishing method |
| WO2009005143A1 (en) * | 2007-07-05 | 2009-01-08 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Polishing liquid for metal film and polishing method |
| WO2009142088A1 (en) * | 2008-05-21 | 2009-11-26 | 東亞合成株式会社 | Pigment dispersing agent |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201113080A (en) | 2011-04-16 |
| WO2011030706A1 (en) | 2011-03-17 |
| JPWO2011030706A1 (en) | 2013-02-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2005502188A (en) | Chemical mechanical polishing composition and method related thereto | |
| KR20090031571A (en) | Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing, method for producing the same, and chemical mechanical polishing method | |
| JP2016115809A (en) | Polishing liquid composition for semiconductor substrate | |
| TWI644930B (en) | Wetting agent for semiconductors and polishing composition | |
| JP5157251B2 (en) | Dispersant for calcium carbonate | |
| JP5605367B2 (en) | Dispersant and abrasive for silica particles or ceria particles | |
| JP6292816B2 (en) | Semiconductor wetting agent and polishing composition | |
| JP5370360B2 (en) | Dispersant for calcium carbonate | |
| JP7303111B2 (en) | Polishing composition and method for producing same | |
| KR101118625B1 (en) | Water soluble cutting fluid | |
| JP6325064B2 (en) | Semiconductor wetting agent and polishing composition | |
| JP4784614B2 (en) | Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing | |
| JP6958774B1 (en) | Abrasive grain manufacturing method, chemical mechanical polishing composition and chemical mechanical polishing method | |
| CN113493652B (en) | Abrasive composition | |
| JP6914915B2 (en) | Polishing composition and its manufacturing method | |
| JP2020071890A (en) | Polishing agent composition for magnetic disk substrate | |
| JP4501694B2 (en) | Additive for CMP abrasives | |
| WO2022004197A1 (en) | Method for manufacturing abrasive grains, composition for chemical mechanical polishing and method for chemical mechanical polishing | |
| CN113444455B (en) | Abrasive composition | |
| TW202336060A (en) | Additive for chemical-mechanical polishing, method for manufacturing same, and polishing liquid composition | |
| JP2023072853A (en) | Additive for chemical mechanical polishing and method for producing the same, and polishing liquid composition | |
| JP2001214155A (en) | Abrasive composition for electronics material | |
| JP2006041034A (en) | Cmp abrasive and polishing method of substrate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130625 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130821 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140527 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140702 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140729 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140811 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5605367 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |