JP6169938B2 - Polishing liquid composition for silicon wafer - Google Patents

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

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

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

仕上げ研磨に用いられる研磨液組成物としては、コロイダルシリカ、及びアルカリ化合物を用いた化学的機械研磨用の研磨液組成物が知られている。さらにヘイズレベルを改善することを目的とした研磨液組成物として、上記の研磨液組成物に水溶性高分子化合物をさらに添加した研磨液組成物が報告されている(特許文献1)。   As a polishing liquid composition used for final polishing, a polishing liquid composition for chemical mechanical polishing using colloidal silica and an alkali compound is known. Further, as a polishing liquid composition for the purpose of improving the haze level, a polishing liquid composition in which a water-soluble polymer compound is further added to the above polishing liquid composition has been reported (Patent Document 1).

一方、表面欠陥(LPD)の数を低減することを目的とした研磨液組成物として、含窒素基を有する水溶性高分子化合物を含有する研磨液組成物が知られている(特許文献2)。また、酸化ケイ素とポリシリコンとの研磨速度比を十分に大きくし、ポリシリコンをストッパとして適用可能とする研磨液組成物であって、アクリルアミド誘導体等の水溶性高分子化合物を含有し、ポリシリコン膜の研磨を抑制可能とする研磨液組成物が開示されている(特許文献3)。また、迅速な研磨を可能とし、平坦性が向上し、配線と絶縁層との間に溝を形成しにくく、保存安定性の高い金属用研磨液組成物として、シリカゾルとアクリルアミドのN−アルキル置換体とを含有する研磨液組成物が提案されている(特許文献4)。   On the other hand, as a polishing composition for reducing the number of surface defects (LPD), a polishing composition containing a water-soluble polymer compound having a nitrogen-containing group is known (Patent Document 2). . Also, a polishing liquid composition capable of sufficiently increasing the polishing rate ratio between silicon oxide and polysilicon and applying polysilicon as a stopper, comprising a water-soluble polymer compound such as an acrylamide derivative, A polishing liquid composition that can suppress polishing of a film is disclosed (Patent Document 3). In addition, N-alkyl substitution of silica sol and acrylamide is possible as a metal polishing liquid composition that enables rapid polishing, improves flatness, hardly forms a groove between the wiring and the insulating layer, and has high storage stability. A polishing composition containing a body has been proposed (Patent Document 4).

特開2004―128089号公報JP 2004-128089 A 特開2008―53415号公報JP 2008-53415 A WO2007/055278WO2007 / 055278 特開2008―91524号公報JP 2008-91524 A

特許文献1に記載の研磨液組成物には、表面粗さ(ヘイズ)の低減を目的として、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)とポリエチレンオキサイド(PEO)とが含まれているが、HECは、天然原料である天然セルロースを原料としているため、セルロース由来の水不溶物が含まれており、その品質が安定しない。そして、当該水不溶物が核となってシリカ粒子が凝集するため、研磨液組成物の保存安定性が低下し、シリカ粒子の凝集体は表面欠陥数(LPD)を増大させる。また、当該水不溶物自体の存在が、表面欠陥(LPD)数の増大も生じさせる場合がある。そこで、シリカ粒子の凝集体や当該水不溶物を除去する目的で研磨液組成物を使用直前にろ過することが一般的に行われるが、HECの溶解により、研磨液組成物の粘度が高く、さらには、水不溶物等の存在により、フィルターが目詰まりを起こしてしまうため、ろ過精度を下げなければならず、その結果、シリカ粒子の凝集体や水不溶物の除去が不十分となり、シリコンウェーハの生産性の低下を引き起こす。   The polishing composition described in Patent Document 1 contains hydroxyethyl cellulose (HEC) and polyethylene oxide (PEO) for the purpose of reducing the surface roughness (haze), but HEC is a natural raw material. Since some natural cellulose is used as a raw material, water-insoluble matter derived from cellulose is contained, and the quality is not stable. And since the said water insoluble matter becomes a nucleus and a silica particle aggregates, the storage stability of polishing liquid composition falls, and the aggregate of a silica particle increases a surface defect number (LPD). In addition, the presence of the water-insoluble matter itself may cause an increase in the number of surface defects (LPD). Therefore, it is common to filter the polishing composition immediately before use for the purpose of removing aggregates of silica particles and water-insoluble matter, but due to the dissolution of HEC, the viscosity of the polishing composition is high, Furthermore, since the filter is clogged due to the presence of water-insoluble matter, etc., the filtration accuracy must be lowered. As a result, the removal of silica particle aggregates and water-insoluble matter becomes insufficient, and silicon This causes a decrease in wafer productivity.

また、特許文献2に記載の研磨液組成物には、表面欠陥(LPD)の低減を目的として、ポリビニルピロリドン及びポリN-ビニルホルムアミドから選ばれる、少なくとも一種類の水溶性高分子が含まれているが、この研磨液組成物を用いた研磨では、研磨されたシリコンウェーハの表面粗さ(ヘイズ)を十分に低減できない。   Further, the polishing composition described in Patent Document 2 contains at least one water-soluble polymer selected from polyvinyl pyrrolidone and poly N-vinylformamide for the purpose of reducing surface defects (LPD). However, the polishing using this polishing composition cannot sufficiently reduce the surface roughness (haze) of the polished silicon wafer.

また、特許文献3又は特許文献4に記載の研磨液組成物についても、これらの研磨液組成物を用いた研磨では、研磨されたシリコンウェーハの表面粗さ(ヘイズ)を十分に低減できない。   Moreover, also about the polishing liquid composition of patent document 3 or patent document 4, the grinding | polishing using these polishing liquid compositions cannot fully reduce the surface roughness (haze) of the polished silicon wafer.

そこで、本発明では、良好な生産性が担保される研磨速度を確保しながら、研磨されたシリコンウェーハの表面粗さ(ヘイズ)を低減できる、シリコンウェーハ用研磨液組成物、及び当該シリコンウェーハ用研磨液組成物を用いた半導体基板の製造方法、並びにシリコンウェーハの研磨方法を提供する。   Accordingly, in the present invention, a polishing composition for a silicon wafer that can reduce the surface roughness (haze) of a polished silicon wafer while ensuring a polishing rate that ensures good productivity, and for the silicon wafer. A method for producing a semiconductor substrate using a polishing composition and a method for polishing a silicon wafer are provided.

本発明のシリコンウェーハ用研磨液組成物は、下記成分A及び成分Bを含有する。
(成分A):シリカ粒子
(成分B):下記一般式(1)で表される構成単位を含み、重量平均分子量が2万以上100万以下の水溶性高分子化合物

Figure 0006169938
ただし、上記一般式(1)において、R1及びR2はそれぞれ独立して、水素又は炭素数が1〜2のモノヒドロキシアルキル基を示し、R3は炭素数が1〜4のアルキル基、炭素数が1〜4のモノヒドロキシアルキル基、又は炭素数が1〜4のジヒドロキシアルキル基を示し、R4は、水素又は炭素数が1〜4のアルキル基を示し、R5は、水素又はメチル基を示す。ただし、上記一般式(1)で表される構成単位は、2個以上の水酸基を含む。 The polishing composition for a silicon wafer of the present invention contains the following component A and component B.
(Component A): Silica particles (Component B): a water-soluble polymer compound containing a structural unit represented by the following general formula (1) and having a weight average molecular weight of 20,000 to 1,000,000
Figure 0006169938
However, in the general formula (1), R 1 and R 2 each independently represent hydrogen or a monohydroxyalkyl group having 1 to 2 carbon atoms, R 3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, A monohydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a dihydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 4 represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 5 represents hydrogen or Indicates a methyl group. However, the structural unit represented by the general formula (1) contains two or more hydroxyl groups.

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

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

本発明のシリコンウェーハ研磨用添加剤組成物は、本発明のシリコンウェーハ用研磨液組成物の調製に使用されるシリコンウェーハ研磨用添加剤組成物であって、下記一般式(1)で表される構成単位を含み、重量平均分子量が2万以上100万以下の水溶性高分子化合物と水系媒体とを含む。

Figure 0006169938
ただし、上記一般式(1)において、R1及びR2はそれぞれ独立して、水素又は炭素数が1〜2のモノヒドロキシアルキル基を示し、R3は炭素数が1〜4のアルキル基、炭素数が1〜4のモノヒドロキシアルキル基、又は炭素数が1〜4のジヒドロキシアルキル基を示し、R4は、水素又は炭素数が1〜4のアルキル基を示し、R5は、水素又はメチル基を示す。ただし、上記一般式(1)で表される構成単位は、2個以上の水酸基を含む。 The silicon wafer polishing additive composition of the present invention is a silicon wafer polishing additive composition used for preparing the silicon wafer polishing liquid composition of the present invention, and is represented by the following general formula (1). A water-soluble polymer compound having a weight average molecular weight of 20,000 to 1,000,000 and an aqueous medium.
Figure 0006169938
However, in the general formula (1), R 1 and R 2 each independently represent hydrogen or a monohydroxyalkyl group having 1 to 2 carbon atoms, R 3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, A monohydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a dihydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 4 represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 5 represents hydrogen or Indicates a methyl group. However, the structural unit represented by the general formula (1) contains two or more hydroxyl groups.

本発明によれば、良好な生産性が担保される研磨速度を確保しながら、研磨されたシリコンウェーハの表面粗さ(ヘイズ)を低減可能とする、シリコンウェーハ用研磨液組成物、及び当該シリコンウェーハ用研磨液組成物を用いた半導体基板の製造方法、並びにシリコンウェーハの研磨方法を提供できる。また、前記シリコンウェーハ用研磨液組成物の調製に使用されるシリコンウェーハ研磨用添加剤組成物を提供できる。   According to the present invention, a polishing composition for a silicon wafer that can reduce the surface roughness (haze) of a polished silicon wafer while ensuring a polishing rate that ensures good productivity, and the silicon The manufacturing method of the semiconductor substrate using the polishing liquid composition for wafers, and the polishing method of a silicon wafer can be provided. Moreover, the additive composition for silicon wafer polishing used for preparation of the said polishing liquid composition for silicon wafers can be provided.

本発明は、上記一般式(1)で表される構成単位を含み、重量平均分子量が2万以上100万以下の水溶性高分子化合物(成分B)がシリコンウェーハ用研磨液組成物(以下、「研磨液組成物」と略称する場合もある。)に含まれることにより、良好な生産性が担保される研磨速度を確保しながら、シリコンウェーハの表面粗さ(ヘイズ)を顕著に低減できるという知見に基づく。   The present invention includes a constitutional unit represented by the above general formula (1), and a water-soluble polymer compound (component B) having a weight average molecular weight of 20,000 or more and 1,000,000 or less is a polishing composition for a silicon wafer (hereinafter, In some cases, the surface roughness (haze) of the silicon wafer can be remarkably reduced while ensuring a polishing rate that ensures good productivity. Based on knowledge.

本発明の効果発現機構の詳細は明らかではないが、以下のように推定している。研磨液組成物を用いて研磨されたシリコンウェーハの表面粗さ(ヘイズ)は、研磨粒子の大きさ(粒子径)に比例する切削力等に影響を受けている。具体的には、研磨液組成物の調製に用いられる水溶性高分子化合物のシリカ粒子との相互作用が強すぎる場合、シリカ粒子同士の凝集を抑制できず、研磨液組成物の保存安定性が低下し、シリカ粒子の凝集物(二次粒子)の粒子径(分散粒径)が大きくなる。その結果、切削力が大きくなりすぎ、シリコンウェーハの表面粗さは悪化してしまう。   The details of the effect expression mechanism of the present invention are not clear, but are estimated as follows. The surface roughness (haze) of a silicon wafer polished with the polishing composition is affected by cutting force proportional to the size (particle diameter) of the abrasive particles. Specifically, when the interaction between the water-soluble polymer compound used in the preparation of the polishing liquid composition and the silica particles is too strong, aggregation of the silica particles cannot be suppressed, and the storage stability of the polishing liquid composition is reduced. The particle size (dispersed particle size) of the aggregate (secondary particles) of silica particles decreases. As a result, the cutting force becomes too large, and the surface roughness of the silicon wafer is deteriorated.

しかし、水溶性高分子化合物(成分B)は、所定の重量平均分子量を有しており、その構成単位中に、シリカ粒子と相互作用する親水性を呈する部位であるアミド基と、シリコンウェーハと相互作用する疎水性を呈する部位であるアルキル基、モノヒドロキシアルキル基又はジヒドロキシアルキル基の両方を含む。そのため、水溶性高分子化合物(成分B)がシリカ粒子とシリコンウェーハ表面の双方に適度に吸着する。シリカ粒子に水溶性高分子化合物(成分B)が適度に吸着されることによって、シリカ粒子の凝集に起因するシリコンウェーハの表面粗さ(ヘイズ)の悪化が抑制される。   However, the water-soluble polymer compound (component B) has a predetermined weight average molecular weight, and in its constituent unit, an amide group that is a hydrophilic portion that interacts with silica particles, a silicon wafer, It includes both an alkyl group, a monohydroxyalkyl group, and a dihydroxyalkyl group, which are hydrophobic sites that interact with each other. Therefore, the water-soluble polymer compound (component B) is moderately adsorbed on both the silica particles and the silicon wafer surface. By appropriately adsorbing the water-soluble polymer compound (component B) on the silica particles, the deterioration of the surface roughness (haze) of the silicon wafer due to the aggregation of the silica particles is suppressed.

また、一般的には、アルカリ条件ではシリカ粒子とシリコンウェーハの表面電荷はともに負に帯電しており、その電荷反発によってシリカ粒子がウェーハに接近できず、研磨速度が十分に発現できない。しかし、本発明では、水溶性高分子化合物(成分B)を存在させることにより、水溶性高分子化合物(成分B)がシリカ粒子とウェーハの両方の表面に吸着することから、水溶性高分子化合物(成分B)が、シリカ粒子とウェーハとのバインダーとして機能する。その結果、シリカ粒子とウェーハとの相互作用が強くなり、シリカ粒子による研磨が効率的に進行するため、水溶性高分子化合物(成分B)はシリコンウェーハの良好な研磨速度の確保に寄与しているものと考えられる。   In general, the surface charges of the silica particles and the silicon wafer are both negatively charged under alkaline conditions, and the silica particles cannot approach the wafer due to the repulsion of the charge, and the polishing rate cannot be fully expressed. However, in the present invention, the presence of the water-soluble polymer compound (component B) causes the water-soluble polymer compound (component B) to be adsorbed on the surfaces of both the silica particles and the wafer. (Component B) functions as a binder between the silica particles and the wafer. As a result, the interaction between the silica particles and the wafer is strengthened, and the polishing with the silica particles proceeds efficiently. Therefore, the water-soluble polymer compound (component B) contributes to securing a good polishing rate of the silicon wafer. It is thought that there is.

このように、本発明では、上記一般式(1)で表される構成単位を含む水溶性高分子化合物(成分B)が、シリカ粒子同士の凝集を抑制することで、シリコンウェーハの良好な表面粗さ(ヘイズ)を達成するとともに、シリカ粒子とシリコンウェーハとのバインダーとして機能することで、良好な研磨速度の確保に寄与している。但し、本発明はこれらの推定に限定されるものではない。   As described above, in the present invention, the water-soluble polymer compound (component B) containing the structural unit represented by the general formula (1) suppresses aggregation of silica particles, so that a good surface of the silicon wafer is obtained. While achieving roughness (haze) and functioning as a binder of a silica particle and a silicon wafer, it contributes to ensuring a favorable polishing rate. However, the present invention is not limited to these estimations.

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

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

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

特に、シリカ粒子としてコロイダルシリカを用いた場合には、平均一次粒子径は、研磨速度の確保の観点から、5nm以上が好ましく、10nm以上がより好ましく、15nm以上が更に好ましく、30nm以上が更により好ましい。また、コロイダルシリカの平均一次粒子径は、研磨速度の確保とシリコンウェーハの表面粗さの低減との両立の観点から、50nm以下が好ましく、45nm以下がより好ましく、40nm以下が更に好ましい。   In particular, when colloidal silica is used as the silica particles, the average primary particle diameter is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, still more preferably 15 nm or more, and even more preferably 30 nm or more, from the viewpoint of ensuring the polishing rate. preferable. Further, the average primary particle diameter of colloidal silica is preferably 50 nm or less, more preferably 45 nm or less, and still more preferably 40 nm or less, from the viewpoint of ensuring both the polishing rate and reducing the surface roughness of the silicon wafer.

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

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

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

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

本発明の研磨液組成物に含まれるシリカ粒子の含有量は、研磨速度の確保の観点から、0.005質量%以上が好ましく、0.05質量%以上がより好ましく、0.10質量%以上が更に好ましく、0.15質量%以上が更に好ましい。また、経済性及び研磨液組成物の保存安定性の向上の観点から1.0質量%以下が好ましく、0.5質量%以下がより好ましく、0.4質量%以下が更に好ましく、0.3質量%以下が更により好ましく、0.2質量%以下が更により好ましい。   The content of the silica particles contained in the polishing liquid composition of the present invention is preferably 0.005% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and 0.10% by mass or more from the viewpoint of ensuring the polishing rate. Is more preferable, and 0.15% by mass or more is more preferable. Moreover, 1.0 mass% or less is preferable from a viewpoint of the economical improvement and the storage stability improvement of polishing liquid composition, 0.5 mass% or less is more preferable, 0.4 mass% or less is further more preferable, 0.3 The mass% or less is still more preferable, and 0.2 mass% or less is still more preferable.

[水溶性高分子化合物(成分B)]
本発明の研磨液組成物は、研磨速度の確保及びシリコンウェーハの表面粗さの低減の観点から、下記一般式(1)で表される構成単位(以下「構成単位I」と称する場合もある。)を含み、重量平均分子量が2万以上100万以下の水溶性高分子化合物(成分B)を含有する。尚、本発明において、水溶性高分子化合物の「水溶性」とは、水に対して2g/100ml以上の溶解度を有することをいう。
[Water-soluble polymer compound (component B)]
The polishing composition of the present invention may be referred to as a structural unit represented by the following general formula (1) (hereinafter referred to as “structural unit I”) from the viewpoint of ensuring the polishing rate and reducing the surface roughness of the silicon wafer. And a water-soluble polymer compound (component B) having a weight average molecular weight of 20,000 to 1,000,000. In the present invention, “water-soluble” of a water-soluble polymer compound means having a solubility of 2 g / 100 ml or more in water.

Figure 0006169938
ただし、上記一般式(1)において、R1及びR2はそれぞれ独立して、水素又は炭素数が1〜2のモノヒドロキシアルキル基を示し、R3は炭素数が1〜4のアルキル基、炭素数が1〜4のモノヒドロキシアルキル基、又は炭素数が1〜4のジヒドロキシアルキル基を示し、R4は、水素又は炭素数が1〜4のアルキル基を示し、R5は、水素又はメチル基を示す。ただし、上記一般式(1)で表される構成単位は、2個以上の水酸基を含む。
Figure 0006169938
However, in the general formula (1), R 1 and R 2 each independently represent hydrogen or a monohydroxyalkyl group having 1 to 2 carbon atoms, R 3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, A monohydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a dihydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 4 represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 5 represents hydrogen or Indicates a methyl group. However, the structural unit represented by the general formula (1) contains two or more hydroxyl groups.

1及びR2は、研磨速度の確保、及びシリコンウェーハの表面粗さの低減の観点から、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシエチル基、又はヒドロキシメチル基であるが、R1及びR2のうちの少なくとも一方がヒドロキシメチル基であると好ましく、R1及びR2の双方がヒドロキシメチル基であるとより好ましい。R3は、シリコンウェーハの表面粗さの低減の観点から、炭素数が1〜4のアルキル基、炭素数が1〜4のモノヒドロキシアルキル基、又は炭素数が1〜4のジヒドロキシアルキル基であるが、ヒドロキシエチル基又はヒドロキシメチル基がより好ましく、ヒドロキシメチル基が更により好ましい。 R 1 and R 2 are secured in the polishing rate, and from the viewpoint of reducing the surface roughness of the silicon wafer, each independently, hydrogen, a hydroxyethyl group, or a hydroxymethyl group, R 1 and R 2 At least one of them is preferably a hydroxymethyl group, more preferably both R 1 and R 2 are hydroxymethyl groups. R 3 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a monohydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a dihydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms from the viewpoint of reducing the surface roughness of the silicon wafer. However, a hydroxyethyl group or a hydroxymethyl group is more preferable, and a hydroxymethyl group is still more preferable.

一般式(1)で表される構成単位Iの供給源である単量体としては、N−[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]アクリルアミド(THMMAA)、N−[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]メタクリルアミド(THMMMAA)、N−(2,3ジヒドロキシ)プロピルアクリルアミド(PDAA)、N−(2,3ジヒドロキシ)プロピルメタクリルアミド(PDMAA)等が例示できる。これらは、1種単独又は2種以上組み合わせて用いることができる。これらの単量体のなかでも、シリコンウェーハの表面粗さの低減と研磨速度の確保の観点から、N−[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]アクリルアミド(THMMAA)、N−[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]メタクリルアミド(THMMMAA)が好ましく、N−[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]アクリルアミド(THMMAA)がより好ましい。   As a monomer which is a supply source of the structural unit I represented by the general formula (1), N- [tris (hydroxymethyl) methyl] acrylamide (THMMAA), N- [tris (hydroxymethyl) methyl] methacrylamide (THMMMAA), N- (2,3dihydroxy) propylacrylamide (PDAA), N- (2,3dihydroxy) propylmethacrylamide (PDMAA) and the like can be exemplified. These can be used alone or in combination of two or more. Among these monomers, N- [tris (hydroxymethyl) methyl] acrylamide (THMMAA) and N- [tris (hydroxymethyl) methyl are preferred from the viewpoint of reducing the surface roughness of the silicon wafer and ensuring the polishing rate. Methacrylamide (THMMMAA) is preferred, and N- [tris (hydroxymethyl) methyl] acrylamide (THMMAA) is more preferred.

水溶性高分子化合物(成分B)の全構成単位中における前記構成単位Iの割合は、シリコンウェーハの表面粗さの低減の観点から、10質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、40質量%以上が更に好ましく、60質量%以上が更により好ましく、80質量%以上が更により好ましく、90質量%以上が更により好ましく、95質量%以上が更により好ましく、実質的に100質量%が更により好ましく、100質量%が更により好ましい。   The proportion of the structural unit I in all the structural units of the water-soluble polymer compound (component B) is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, from the viewpoint of reducing the surface roughness of the silicon wafer. More preferably 40% by weight or more, still more preferably 60% by weight or more, still more preferably 80% by weight or more, still more preferably 90% by weight or more, still more preferably 95% by weight or more, substantially 100% by weight. Is more preferable, and 100% by mass is even more preferable.

水溶性高分子化合物(成分B)が、前記構成単位I以外の構成単位を含む場合、当該構成単位I以外の構成単位は、研磨速度の確保と、シリコンウェーハの表面粗さの低減の観点から、下記一般式(2)で表される構成単位IIが好ましい。

Figure 0006169938
但し、下記一般式(2)において、R6及びR7は、それぞれ独立して、水素、炭素数が1〜4のアルキル基、又は炭素数が1〜2モノヒドロキシアルキル基を示す。ただし、上記一般式(2)で表される構成単位IIは、水酸基を2個以上含まない。 When the water-soluble polymer compound (component B) includes a structural unit other than the structural unit I, the structural unit other than the structural unit I is used in terms of ensuring a polishing rate and reducing the surface roughness of the silicon wafer. The structural unit II represented by the following general formula (2) is preferable.
Figure 0006169938
However, in the following general formula (2), R 6 and R 7 each independently represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a monohydroxyalkyl group having 1 to 2 carbon atoms. However, the structural unit II represented by the general formula (2) does not contain two or more hydroxyl groups.

一般式(2)で表される構成単位IIの供給源である単量体としては、アクリルアミド(AA)、N−メチルアクリルアミド(MAA)、N−エチルアクリルアミド、N−プロピルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド(NIPAM)、N−ブチルアクリルアミド、N−イソブチルアクリルアミド、N−ターシャリブチルアクリルアミド、N−ヘプチルアクリルアミド、N−オクチルアクリルアミド、N−ターシャリオクチルアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド(HEAA)、N,N−ジメチルアクリルアミド(DMAA)、N,N−ジエチルアクリルアミド(DEAA)、N,N−ジプロピルアクリルアミド、N,N−ジイソプロピルアクリルアミド、N,N−ジブチルアクリルアミド、N,N−ジイソブチルアクリルアミド、N,N−ジヘプチルアクリルアミド、N,N−ジオクチルアクリルアミド、N,N−ジメチロールアクリルアミド、N,N−ジヒドロキシエチルアクリルアミド等が例示できる。これらは、1種単独又は2種以上組み合わせて用いることができる。これらの単量体のなかでも、シリコンウェーハの表面粗さの低減と研磨速度の確保の観点から、アクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミドが好ましく、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミドがより好ましい。   As a monomer which is a supply source of the structural unit II represented by the general formula (2), acrylamide (AA), N-methylacrylamide (MAA), N-ethylacrylamide, N-propylacrylamide, N-isopropylacrylamide (NIPAM), N-butylacrylamide, N-isobutylacrylamide, N-tertiarybutylacrylamide, N-heptylacrylamide, N-octylacrylamide, N-tertiaryoctylacrylamide, N-methylolacrylamide, N-hydroxyethylacrylamide (HEAA) ), N, N-dimethylacrylamide (DMAA), N, N-diethylacrylamide (DEAA), N, N-dipropylacrylamide, N, N-diisopropylacrylamide, N, N-dibutylactyl Ruamido, N, N-diisobutyl acrylamide, N, N-di-heptyl acrylamide, N, N-dioctyl acrylamide, N, N-dimethylol acrylamide, N, N-dihydroxyethyl acrylamide and the like. These can be used alone or in combination of two or more. Among these monomers, acrylamide, N-isopropylacrylamide, N-hydroxyethylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N- from the viewpoint of reducing the surface roughness of the silicon wafer and ensuring the polishing rate. Diethylacrylamide is preferred, and N-hydroxyethylacrylamide and N, N-diethylacrylamide are more preferred.

水溶性高分子化合物(成分B)が、前記構成単位Iと、前記構成単位IIとを含む共重合体である場合、全構成単位中における前記構成単位Iの割合は、シリコンウェーハの表面粗さの低減の観点から、10質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、40質量%以上が更に好ましく、60質量%以上が更により好ましく、80質量%以上が更により好ましく、90質量%以上が更により好ましい。   When the water-soluble polymer compound (component B) is a copolymer containing the structural unit I and the structural unit II, the proportion of the structural unit I in all the structural units is the surface roughness of the silicon wafer. From the viewpoint of reduction, the content is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, still more preferably 40% by mass or more, still more preferably 60% by mass or more, still more preferably 80% by mass or more, and 90% by mass. The above is even more preferable.

水溶性高分子化合物(成分B)が、前記構成単位Iと前記構成単位IIとを含む共重合体である場合、全構成単位中における前記構成単位IIの割合は、シリコンウェーハの表面粗さ低減の観点から、90質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましく、60質量%以下が更に好ましく、40質量%以下が更により好ましく、20質量%以下が更により好ましく、10質量%以下が更により好ましい。   When the water-soluble polymer compound (component B) is a copolymer containing the structural unit I and the structural unit II, the proportion of the structural unit II in all the structural units is a reduction in the surface roughness of the silicon wafer. In view of the above, 90% by mass or less is preferable, 80% by mass or less is more preferable, 60% by mass or less is further preferable, 40% by mass or less is further more preferable, 20% by mass or less is further more preferable, and 10% by mass or less is more preferable. Even more preferred.

水溶性高分子化合物(成分B)は、前記構成単位I及び前記構成単位II以外の構成単位として、構成単位IIIを含んでいてもよい。前記構成単位IIIを形成する単量体成分としては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、スチレン、ビニルピロリドン、オキサゾリン等が挙げられる。   The water-soluble polymer compound (component B) may contain a structural unit III as a structural unit other than the structural unit I and the structural unit II. Examples of the monomer component forming the structural unit III include acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, methyl methacrylate, styrene, vinyl pyrrolidone, and oxazoline.

尚、水溶性高分子化合物(成分B)が、前記構成単位IIIを含む共重合体である場合、共重合体における各構成単位の配列は、ブロックでもランダムでもよい。   When the water-soluble polymer compound (component B) is a copolymer containing the structural unit III, the arrangement of the structural units in the copolymer may be block or random.

水溶性高分子化合物(成分B)の重量平均分子量は、研磨速度向上の観点から、2万以上であり、6万以上が好ましく、9万以上がより好ましく、12万以上が更に好ましい。また、水溶性高分子化合物(成分B)の重量平均分子量は、シリコンウェーハの表面粗さ低減の観点から、100万以下であり、90万以下が好ましく、80万以下がより好ましく、60万以下が更に好ましく、40万以下が更により好ましく、30万以下が更により好ましい。尚、水溶性高分子化合物(成分B)の重量平均分子量は後の実施例に記載の方法により測定される。   The weight average molecular weight of the water-soluble polymer compound (component B) is 20,000 or more, preferably 60,000 or more, more preferably 90,000 or more, and still more preferably 120,000 or more, from the viewpoint of improving the polishing rate. Further, the weight average molecular weight of the water-soluble polymer compound (component B) is 1,000,000 or less, preferably 900,000 or less, more preferably 800,000 or less, and 600,000 or less, from the viewpoint of reducing the surface roughness of the silicon wafer. Is more preferable, 400,000 or less is still more preferable, and 300,000 or less is still more preferable. In addition, the weight average molecular weight of a water-soluble polymer compound (component B) is measured by the method as described in a later Example.

本発明の研磨液組成物に含まれる水溶性高分子化合物(成分B)の含有量は、シリコンウェーハの表面粗さの低減の観点から、0.0005質量%以上が好ましく、0.001質量%以上がより好ましく、0.002質量%以上が更に好ましく、0.003質量%以上が更により好ましく、0.005質量%以上が更により好ましく、0.007質量%以上が更により好ましく、0.01質量%以上が更により好ましく、0.014質量%以上が更により好ましく、0.018質量%以上が更により好ましい。また、水溶性高分子化合物(成分B)の含有量は、研磨速度の確保の観点から1.0質量%以下が好ましく、0.8質量%以下がより好ましく、0.5質量%以下が更に好ましく、0.1質量%以下が更により好ましく、0.05質量%以下が更により好ましく、0.04質量%以下が更により好ましく、0.03質量%以下が更により好ましく、0.025質量%以下が更により好ましい。   From the viewpoint of reducing the surface roughness of the silicon wafer, the content of the water-soluble polymer compound (component B) contained in the polishing composition of the present invention is preferably 0.0005% by mass or more, and 0.001% by mass. The above is more preferable, 0.002% by mass or more is further preferable, 0.003% by mass or more is further more preferable, 0.005% by mass or more is further more preferable, 0.007% by mass or more is further more preferable, and 01 mass% or more is still more preferable, 0.014 mass% or more is further more preferable, and 0.018 mass% or more is still more preferable. Further, the content of the water-soluble polymer compound (component B) is preferably 1.0% by mass or less, more preferably 0.8% by mass or less, and further preferably 0.5% by mass or less from the viewpoint of ensuring the polishing rate. Preferably, 0.1% by mass or less is even more preferable, 0.05% by mass or less is further more preferable, 0.04% by mass or less is further more preferable, 0.03% by mass or less is further more preferable, and 0.025% by mass. % Or less is even more preferable.

本発明の研磨液組成物に含まれる前記シリカ粒子と水溶性高分子化合物(成分B)の質量比(シリカ粒子の質量/水溶性高分子化合物(成分B)の質量)は、シリコンウェーハの表面粗さの低減の観点から、50以下が好ましく、40以下がより好ましく、30以下が更に好ましく、24以下が更に好ましい。また、質量比(シリカ粒子の質量/水溶性高分子化合物の質量)は、研磨速度の確保の観点から、1以上が好ましく、4以上がより好ましく、5以上が更に好ましいく、7以上が更により好ましい。   The mass ratio of the silica particles and the water-soluble polymer compound (component B) contained in the polishing composition of the present invention (the mass of silica particles / the mass of the water-soluble polymer compound (component B)) is the surface of the silicon wafer. From the viewpoint of reducing roughness, it is preferably 50 or less, more preferably 40 or less, still more preferably 30 or less, and still more preferably 24 or less. The mass ratio (mass of silica particles / mass of the water-soluble polymer compound) is preferably 1 or more, more preferably 4 or more, still more preferably 5 or more, and more preferably 7 or more from the viewpoint of ensuring the polishing rate. Is more preferable.

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

本発明の研磨液組成物における水系媒体の含有量は、特に限定されるわけではなく、成分A、成分B及び後述する任意成分の残余であってよい。   The content of the aqueous medium in the polishing liquid composition of the present invention is not particularly limited, and may be the remainder of Component A, Component B, and optional components described below.

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

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

[含窒素塩基性化合物(成分D)]
本発明の研磨液組成物は、研磨液組成物の保存安定性の向上、研磨速度の確保、及びシリコンウェーハの表面粗さの低減の観点から、水溶性の塩基性化合物を含有する。水溶性の塩基性化合物としては、アミン化合物及びアンモニウム化合物から選ばれる少なくとも1種類以上の含窒素塩基性化合物である。ここで、「水溶性」とは、20℃の水に対して2g/100ml以上の溶解度を有することをいい、「水溶性の塩基性化合物」とは、水に溶解したとき、塩基性を示す化合物をいう。
[Nitrogen-containing basic compound (component D)]
The polishing liquid composition of the present invention contains a water-soluble basic compound from the viewpoint of improving the storage stability of the polishing liquid composition, ensuring the polishing rate, and reducing the surface roughness of the silicon wafer. The water-soluble basic compound is at least one nitrogen-containing basic compound selected from amine compounds and ammonium compounds. Here, “water-soluble” means having a solubility of 2 g / 100 ml or more in water at 20 ° C., and “water-soluble basic compound” indicates basicity when dissolved in water. Refers to a compound.

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

本発明の研磨液組成物に含まれる含窒素塩基性化合物の含有量は、研磨液組成物の保存安定性の向上、及び研磨速度の確保の観点から、0.001質量%以上が好ましく、0.004質量%以上がより好ましく、0.006質量%以上が更に好ましく、0.008質量%以上が更により好ましく、0.010質量%以上が更により好ましい。また、シリコンウェーハの表面粗さの低減の観点から、1質量%以下が好ましく、0.5質量%以下がより好ましく、0.1質量%以下が更に好ましく、0.05質量%以下が更により好ましく、0.025質量%以下が更により好ましく、0.018質量%以下が更により好ましく、0.014質量%以下が更により好ましい。   The content of the nitrogen-containing basic compound contained in the polishing liquid composition of the present invention is preferably 0.001% by mass or more from the viewpoint of improving the storage stability of the polishing liquid composition and ensuring the polishing rate. 0.004 mass% or more is more preferable, 0.006 mass% or more is further preferable, 0.008 mass% or more is still more preferable, and 0.010 mass% or more is still more preferable. Further, from the viewpoint of reducing the surface roughness of the silicon wafer, it is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, still more preferably 0.1% by mass or less, and even more preferably 0.05% by mass or less. Preferably, 0.025 mass% or less is still more preferable, 0.018 mass% or less is further more preferable, and 0.014 mass% or less is still more preferable.

[水溶性高分子化合物(成分E)]
本発明の研磨液組成物には、シリコンウェーハの表面欠陥の低減の観点から、更に水溶性高分子化合物(成分B)以外の水溶性高分子化合物(成分E)を含有してもよい。この水溶性高分子化合物(成分E)は、親水基を有する高分子化合物であり、水溶性高分子化合物(成分E)の重量平均分子量は、研磨速度の確保、シリコンウェーハの表面欠陥の低減の観点から、10,000以上が好ましく、100,000以上がより好ましく、1,000,000以下が好ましく、500,000以下がより好ましい。上記成分Eを構成する供給源である単量体としては、例えば、前記成分Bが有する構成単位Iに由来するアミド基以外のアミド基、水酸基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、スルホン酸基等の水溶性基を有する単量体が挙げられる。このような水溶性高分子化合物(成分E)としては、ポリアミド、ポリ(N−アシルアルキレンイミン)、セルロース誘導体、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド等が例示できる。ポリアミドとしては、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリオキサゾリン等が挙げられる。ポリ(N−アシルアルキレンイミン)としては、ポリ(N−アセチルエチレンイミン)、ポリ(N−プロピオニルエチレンイミン)、ポリ(N−カプロイルエチレンイミン)、ポリ(N−ベンゾイルエチレンイミン)、ポリ(N−ノナデゾイルエチレンイミン)、ポリ(N−アセチルプロピレンイミン)、ポリ(N−ブチオニルエチレンイミン)等があげられる。セルロース誘導体としては、カルボキシメチルセルロ−ス、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルエチルセルロース、及びカルボキシメチルエチルセルロース等が挙げられる。これらの水溶性高分子化合物は任意の割合で2種以上を混合して用いてもよい。
[Water-soluble polymer compound (component E)]
The polishing composition of the present invention may further contain a water-soluble polymer compound (component E) other than the water-soluble polymer compound (component B) from the viewpoint of reducing surface defects of the silicon wafer. This water-soluble polymer compound (component E) is a polymer compound having a hydrophilic group, and the weight average molecular weight of the water-soluble polymer compound (component E) is to ensure the polishing rate and reduce the surface defects of the silicon wafer. From the viewpoint, 10,000 or more is preferable, 100,000 or more is more preferable, 1,000,000 or less is preferable, and 500,000 or less is more preferable. Examples of the monomer that is a supply source constituting the component E include, for example, an amide group other than the amide group derived from the structural unit I of the component B, a hydroxyl group, a carboxyl group, a carboxylic acid ester group, a sulfonic acid group, and the like. And a monomer having a water-soluble group. Examples of such a water-soluble polymer compound (component E) include polyamide, poly (N-acylalkylenimine), cellulose derivatives, polyvinyl alcohol, polyethylene oxide and the like. Examples of the polyamide include polyvinyl pyrrolidone, polyacrylamide, and polyoxazoline. As poly (N-acylalkylenimine), poly (N-acetylethyleneimine), poly (N-propionylethyleneimine), poly (N-caproylethyleneimine), poly (N-benzoylethyleneimine), poly ( N-nonadezoylethyleneimine), poly (N-acetylpropyleneimine), poly (N-butionylethyleneimine) and the like. Examples of the cellulose derivative include carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxyethyl methyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxyethyl ethyl cellulose, and carboxymethyl ethyl cellulose. These water-soluble polymer compounds may be used in a mixture of two or more at any ratio.

[pH調整剤]
pH調整剤としては、酸性化合物が挙げられる。酸性化合物としては、硫酸、塩酸、硝酸又はリン酸等の無機酸、酢酸、シュウ酸、コハク酸、グリコール酸、リンゴ酸、クエン酸又は安息香酸等の有機酸等が挙げられる。
[pH adjuster]
An acidic compound is mentioned as a pH adjuster. Examples of the acidic compound include inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid and phosphoric acid, and organic acids such as acetic acid, oxalic acid, succinic acid, glycolic acid, malic acid, citric acid and benzoic acid.

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

[アルコール類]
アルコール類としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロピルアルコール、2−メチル−2−プロパノオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン等が挙げられる。本発明の研磨液組成物におけるアルコール類の含有量は、0.1質量%〜5質量%が好ましい。ただし、当該含有量は、水性媒体(成分C)がアルコールを含む場合、水性媒体(成分C)の一部として含まれる当該アルコールに加えて添加される量である。
[Alcohols]
Examples of alcohols include methanol, ethanol, propanol, butanol, isopropyl alcohol, 2-methyl-2-propanool, ethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, and glycerin. The content of alcohol in the polishing composition of the present invention is preferably 0.1% by mass to 5% by mass. However, the content is an amount added in addition to the alcohol contained as a part of the aqueous medium (component C) when the aqueous medium (component C) contains an alcohol.

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

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

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

尚、上記において説明した各成分の含有量は、使用時における含有量であるが、本発明の研磨液組成物は、その保存安定性が損なわれない範囲で濃縮された状態で保存及び供給されてもよい。この場合、製造及び輸送コストを更に低くできる点で好ましい。濃縮液は、必要に応じて前述の水系媒体で適宜希釈して使用すればよい。濃縮倍率としては、希釈した後の研磨時の濃度を確保できれば、特に限定するものではないが、製造及び輸送コストを更に低くできる観点から、2倍以上が好ましく、10倍以上がより好ましく、20倍以上が更に好ましく、30倍以上が更により好ましく、また、100倍以下が好ましく、80倍以下がより好ましく、60倍以下が更に好ましく、50倍以下が更により好ましい。   In addition, although content of each component demonstrated above is content at the time of use, the polishing liquid composition of this invention is preserve | saved and supplied in the state concentrated in the range by which the storage stability is not impaired. May be. In this case, it is preferable in that the manufacturing and transportation costs can be further reduced. The concentrate may be used after appropriately diluted with the above-mentioned aqueous medium as necessary. The concentration factor is not particularly limited as long as the concentration at the time of polishing after dilution can be secured, but it is preferably 2 times or more, more preferably 10 times or more, from the viewpoint of further reducing the production and transportation costs. The ratio is more preferably double or more, still more preferably 30 or more, more preferably 100 or less, more preferably 80 or less, still more preferably 60 or less, and even more preferably 50 or less.

本発明の研磨液組成物が上記濃縮液である場合、濃縮液におけるシリカ粒子(成分A)の含有量は、製造及び輸送コストを低くする観点から、2質量%以上が好ましく、4質量%以上がより好ましく、6質量%以上が更に好ましい。また、濃縮液中におけるシリカ粒子の含有量は、保存安定性を向上させる観点から、40質量%以下が好ましく、35質量%以下がより好ましく、20質量%以下が更に好ましく、15質量%以下が更により好ましく、9質量%以下が更により好ましい。   When the polishing liquid composition of the present invention is the above concentrated liquid, the content of silica particles (component A) in the concentrated liquid is preferably 2% by mass or more, from the viewpoint of reducing production and transportation costs, and is 4% by mass or more. Is more preferable, and 6 mass% or more is still more preferable. In addition, the content of silica particles in the concentrate is preferably 40% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, still more preferably 20% by mass or less, and further preferably 15% by mass or less from the viewpoint of improving storage stability. Even more preferred is 9% by weight or less.

本発明の研磨液組成物が上記濃縮液である場合、濃縮液における水溶性高分子化合物(成分B)の含有量は、製造及び輸送コストを低くする観点から、0.005質量%以上が好ましく、0.01質量%以上がより好ましく、0.02質量%以上が更に好ましく、0.05質量%以上が更により好ましく、0.1質量%以上が更により好ましい。また、濃縮液中における水溶性高分子化合物(成分B)の含有量は、保存安定性の向上の観点から、5質量%以下が好ましく、3質量%以下がより好ましく、2質量%以下が更に好ましく、1質量%以下が更により好ましい。   When the polishing liquid composition of the present invention is the concentrated liquid, the content of the water-soluble polymer compound (component B) in the concentrated liquid is preferably 0.005% by mass or more from the viewpoint of reducing production and transportation costs. 0.01 mass% or more is more preferable, 0.02 mass% or more is further preferable, 0.05 mass% or more is still more preferable, and 0.1 mass% or more is still more preferable. Further, the content of the water-soluble polymer compound (component B) in the concentrate is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and further preferably 2% by mass or less from the viewpoint of improving storage stability. Preferably, 1 mass% or less is still more preferable.

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

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

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

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

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

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

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

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

前記希釈工程で希釈される濃縮液は、製造及び輸送コスト低減、保存安定性の向上の観点から、例えば、成分Aを2〜40質量%、成分Bを0.005〜5質量%含んでいると好ましい。   The concentrate diluted in the dilution step contains, for example, 2 to 40% by mass of component A and 0.005 to 5% by mass of component B from the viewpoints of manufacturing and transportation cost reduction and improvement of storage stability. And preferred.

本発明は、さらに以下<1>〜<16>を開示する。   The present invention further discloses the following <1> to <16>.

<1> シリカ粒子と、下記一般式(1)で表される構成単位を含み、重量平均分子量が2万以上100万以下の水溶性高分子化合物と、を含むシリコンウェーハ用研磨液組成物。

Figure 0006169938
ただし、上記一般式(1)において、R1及びR2はそれぞれ独立して、水素又は炭素数が1〜2のモノヒドロキシアルキル基を示し、R3は炭素数が1〜4のアルキル基、炭素数が1〜4のモノヒドロキシアルキル基、又は炭素数が1〜4のジヒドロキシアルキル基を示し、R4は、水素又は炭素数が1〜4のアルキル基を示し、R5は、水素又はメチル基を示す。ただし、上記一般式(1)で表される構成単位は、2個以上の水酸基を含む。
<2> 好ましくは前記R1及びR2のうちの少なくとも一方がヒドロキシメチル基であり、より好ましくはR1及びR2の双方がヒドロキシメチル基である、<1>に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<3> 前記R3が、好ましくはヒドロキシエチル基又はヒドロキシメチル基、より好ましくはヒドロキシメチル基である、<1>又は<2>に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<4> 前記一般式(1)で表される構成単位Iの供給源である単量体が、好ましくはN−[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]アクリルアミド(THMMAA)、N−[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]メタクリルアミド(THMMMAA)、N−(2,3ジヒドロキシ)プロピルアクリルアミド(PDAA)、又はN−(2,3ジヒドロキシ)プロピルメタクリルアミド(PDMAA)、より好ましくはN−[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]アクリルアミド(THMMAA)、又はN−[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]メタクリルアミド(THMMMAA)、更に好ましくはN−[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]アクリルアミド(THMMAA)である、<1>に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<5> 前記水溶性高分子化合物の全構成単位中における前記構成単位Iの割合が、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは40質量%以上、更により好ましくは60質量%以上、更により好ましくは80質量%以上、更により好ましくは90質量%以上、更により好ましくは95質量%以上、更により好ましくは実質的に100質量%、更により好ましくは100質量%である、<1>〜<4>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<6> 前記水溶性高分子化合物が前記構成単位I以外の構成単位IIを含み、前記構成単位IIの供給源である単量体は、好ましくはアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、及びN,N−ジエチルアクリルアミドからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくはN−ヒドロキシエチルアクリルアミド及びN,N−ジエチルアクリルアミドからなる群から選ばれる少なくとも1種である、<1>〜<4>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<7> 前記水溶性高分子化合物の全構成単位中における前記構成単位Iの割合が、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは40質量%以上、更により好ましくは60質量%以上、更により好ましくは80質量%以上、更により好ましくは90質量%以上である、<6>に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<8> 前記水溶性高分子化合物の全構成単位中における前記構成単位IIの割合が、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下、更に好ましくは60質量%以下、更により好ましくは40質量%以下、更により好ましくは20質量%以下、更により好ましくは10質量%以下である、<6>又は<7>に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<9>前記水溶性高分子化合物の重量平均分子量が、好ましくは6万以上、より好ましくは9万以上、更に好ましくは12万以上であり、好ましくは100万以下、より好ましくは90万以下、更に好ましくは80万以下、更により好ましくは60万以下、更により好ましくは40万以下、更により好ましくは30万以下である、<1>〜<8>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<10> 前記シリカ粒子と前記水溶性高分子化合物との質量比(シリカ粒子の質量/水溶性高分子化合物の質量)が、好ましくは50以下、より好ましくは40以下、更に好ましくは30以下、更により好ましくは24以下であり、好ましくは1以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは5以上、更により好ましいくは7以上である、<1>〜<9>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<11> 前記水溶性高分子化合物の含有量が、好ましくは0.0005質量%以上、より好ましくは0.001質量%以上、更に好ましくは0.002質量%以上、更により好ましくは0.003質量%以上、更により好ましくは0.005質量%以上、更により好ましくは0.007質量%以上、更により好ましくは0.01質量%以上、更により好ましくは0.014質量%以上、更により好ましくは0.018質量%以上であり、好ましくは1.0質量%以下、より好ましくは0.8質量%以下、更に好ましくは0.5質量%以下、更に好ましくは0.1質量%以下、更により好ましくは0.05質量%以下、更により好ましくは0.04質量%以下、更により好ましくは0.03質量%以下、更により好ましくは0.025質量%以下である、<1>〜<10>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<12> 前記シリカ粒子の含有量が、好ましくは0.005質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、更に好ましくは0.10質量%以上、更により好ましくは0.15質量%以上であり、好ましくは1.0質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下、更に好ましくは0.4質量%以下、更により好ましくは0.3質量%以下、更により好ましくは0.2質量%以下である、<1>〜<11>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<13> 前記シリカ粒子の平均一次粒子径が、好ましくは5nm以上、より好ましくは10nm以上、更に好ましくは15nm以上、更により好ましくは30nm以上であり、好ましくは50nm以下、より好ましくは45nm以下、更に好ましくは40nm以下である、前記<1>〜<12>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
<14> 前記<1>〜<13>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物を用いてシリコンウェーハを研磨する研磨工程を含む研磨方法。
<15> 前記<1>〜<13>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物を用いてシリコンウェーハを研磨する研磨工程を含む、半導体基板の製造方法。
<16> 前記<1>〜<13>のいずれかに記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物の調製に使用される、シリコンウェーハ研磨用添加剤組成物であって、下記一般式(1)で表される構成単位を含み、重量平均分子量が2万以上100万以下の水溶性高分子化合物と、水系媒体とを含むシリコンウェーハ研磨用添加剤組成物。
Figure 0006169938
ただし、上記一般式(1)において、R1及びR2はそれぞれ独立して、水素又は炭素数が1〜2のモノヒドロキシアルキル基を示し、R3は炭素数が1〜4のアルキル基、炭素数が1〜4のモノヒドロキシアルキル基、又は炭素数が1〜4のジヒドロキシアルキル基を示し、R4は、水素又は炭素数が1〜4のアルキル基を示し、R5は、水素又はメチル基を示す。ただし、上記一般式(1)で表される構成単位は、2個以上の水酸基を含む。 <1> A polishing composition for a silicon wafer comprising silica particles and a water-soluble polymer compound having a structural unit represented by the following general formula (1) and having a weight average molecular weight of 20,000 to 1,000,000.
Figure 0006169938
However, in the general formula (1), R 1 and R 2 each independently represent hydrogen or a monohydroxyalkyl group having 1 to 2 carbon atoms, R 3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, A monohydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a dihydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 4 represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 5 represents hydrogen or Indicates a methyl group. However, the structural unit represented by the general formula (1) contains two or more hydroxyl groups.
<2> preferably at least one hydroxymethyl group of said R 1 and R 2, more preferably both hydroxymethyl group of R 1 and R 2, polished silicon wafer according to <1> Liquid composition.
<3> The polishing composition for a silicon wafer according to <1> or <2>, wherein R 3 is preferably a hydroxyethyl group or a hydroxymethyl group, more preferably a hydroxymethyl group.
<4> The monomer which is a supply source of the structural unit I represented by the general formula (1) is preferably N- [tris (hydroxymethyl) methyl] acrylamide (THMMAA), N- [tris (hydroxymethyl). ) Methyl] methacrylamide (THMMMAA), N- (2,3dihydroxy) propylacrylamide (PDAA), or N- (2,3dihydroxy) propylmethacrylamide (PDMAA), more preferably N- [tris (hydroxymethyl) Methyl] acrylamide (THMMAA), or N- [tris (hydroxymethyl) methyl] methacrylamide (THMMMAA), more preferably N- [tris (hydroxymethyl) methyl] acrylamide (THMMAA), according to <1> Polishing liquid composition for silicon wafers.
<5> The proportion of the structural unit I in all the structural units of the water-soluble polymer compound is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, still more preferably 40% by mass or more, and still more preferably. 60% by weight or more, still more preferably 80% by weight or more, still more preferably 90% by weight or more, still more preferably 95% by weight or more, still more preferably substantially 100% by weight, and even more preferably 100% by weight. The polishing composition for silicon wafers according to any one of <1> to <4>.
<6> The monomer that includes the structural unit II other than the structural unit I and is a supply source of the structural unit II is preferably acrylamide, N-isopropylacrylamide, or N-hydroxyethylacrylamide. , N, N-dimethylacrylamide and at least one selected from the group consisting of N, N-diethylacrylamide, more preferably at least one selected from the group consisting of N-hydroxyethylacrylamide and N, N-diethylacrylamide. The polishing composition for a silicon wafer according to any one of <1> to <4>, which is a seed.
<7> The proportion of the structural unit I in all the structural units of the water-soluble polymer compound is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, still more preferably 40% by mass or more, and still more preferably. The polishing composition for silicon wafers according to <6>, which is 60% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and still more preferably 90% by mass or more.
<8> The proportion of the structural unit II in all the structural units of the water-soluble polymer compound is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less, still more preferably 60% by mass or less, and still more preferably. The polishing composition for a silicon wafer according to <6> or <7>, which is 40% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and still more preferably 10% by mass or less.
<9> The weight average molecular weight of the water-soluble polymer compound is preferably 60,000 or more, more preferably 90,000 or more, still more preferably 120,000 or more, preferably 1,000,000 or less, more preferably 900,000 or less, More preferably 800,000 or less, still more preferably 600,000 or less, still more preferably 400,000 or less, and even more preferably 300,000 or less, polishing for silicon wafers according to any one of <1> to <8> Liquid composition.
<10> The mass ratio of the silica particles to the water-soluble polymer compound (silica particle mass / water-soluble polymer compound mass) is preferably 50 or less, more preferably 40 or less, and even more preferably 30 or less. The silicon according to any one of <1> to <9>, which is more preferably 24 or less, preferably 1 or more, more preferably 4 or more, still more preferably 5 or more, and even more preferably 7 or more. Polishing liquid composition for wafers.
<11> The content of the water-soluble polymer compound is preferably 0.0005% by mass or more, more preferably 0.001% by mass or more, still more preferably 0.002% by mass or more, and still more preferably 0.003. % By mass, still more preferably 0.005% by mass or more, still more preferably 0.007% by mass or more, still more preferably 0.01% by mass or more, still more preferably 0.014% by mass or more, and even more. Preferably it is 0.018 mass% or more, preferably 1.0 mass% or less, more preferably 0.8 mass% or less, still more preferably 0.5 mass% or less, still more preferably 0.1 mass% or less, Even more preferably 0.05% by weight or less, still more preferably 0.04% by weight or less, even more preferably 0.03% by weight or less, and even more preferably 0.025% by weight or less. The polishing composition for a silicon wafer according to any one of <1> to <10>, which is below.
<12> The content of the silica particles is preferably 0.005% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, still more preferably 0.10% by mass or more, and even more preferably 0.15% by mass or more. Preferably 1.0% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, still more preferably 0.4% by mass or less, still more preferably 0.3% by mass or less, and even more preferably 0.2% by mass. The polishing composition for silicon wafers according to any one of <1> to <11>, which is not more than mass%.
<13> The average primary particle diameter of the silica particles is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, still more preferably 15 nm or more, still more preferably 30 nm or more, preferably 50 nm or less, more preferably 45 nm or less, More preferably, it is 40 nm or less, The polishing liquid composition for silicon wafers in any one of said <1>-<12>.
<14> A polishing method including a polishing step of polishing a silicon wafer using the silicon wafer polishing composition according to any one of <1> to <13>.
<15> A method for producing a semiconductor substrate, comprising a polishing step of polishing a silicon wafer using the polishing composition for a silicon wafer according to any one of <1> to <13>.
<16> An additive composition for polishing a silicon wafer, which is used for preparing the polishing composition for a silicon wafer according to any one of <1> to <13>, wherein the following general formula (1): An additive composition for polishing a silicon wafer comprising a water-soluble polymer compound having a structural unit represented and having a weight average molecular weight of 20,000 to 1,000,000 and an aqueous medium.
Figure 0006169938
However, in the general formula (1), R 1 and R 2 each independently represent hydrogen or a monohydroxyalkyl group having 1 to 2 carbon atoms, R 3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, A monohydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a dihydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 4 represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 5 represents hydrogen or Indicates a methyl group. However, the structural unit represented by the general formula (1) contains two or more hydroxyl groups.

〈水溶性高分子化合物の合成〉
下記の実施例1〜25及び比較例1で用いた水溶性高分子化合物は下記のようにして合成した。
<Synthesis of water-soluble polymer compounds>
The water-soluble polymer compounds used in the following Examples 1 to 25 and Comparative Example 1 were synthesized as follows.

(水溶性高分子化合物No.1)
[THMMAAの重合体、重量平均分子量10万]
Tris(hydroxymethyl)methylacrylamide(Aldrich製)24.5g、2,2'-Azobis(2-methyl propionamidine)dihydrochloride 「V−50」(和光純薬工業(株)製)0.035g、及び純水180.5gを300mlガラス製ビーカーに入れ、これらを撹拌して、溶解させた。その後、得られた溶液を、0.45μmのセルロースアセテート製メンブレンフィルター(アドバンテック東洋(株)製 DISMIC(登録商標)-25CS)にて濾過した。得られた濾液を、還流冷却管、温度計、窒素導入管、撹拌装置を取り付けた300mlセパラブルフラスコ内に入れ、次いで、当該セパラブルフラスコ内に室温で窒素ガスを100ml/min.で30分吹き込み、この窒素雰囲気下でイソプロピルアルコール(和光純薬工業(株)製 特級)22.8gを濾液に加えた。その後、イソプロピルアルコールが添加された濾液を60℃まで加温したのち、6時間60℃で撹拌した。得られた反応物(溶液状)を室温に冷却した後、反応物をアセトン(和光純薬工業(株)製 1級)3Lに加えることにより、固体を析出させ、当該固体を回収した。この固体を70℃減圧下で12時間乾燥し、17.8g(収率78%)白色の固体(水溶性高分子化合物No.1)を得た。
(Water-soluble polymer compound No. 1)
[THMMAA polymer, weight average molecular weight 100,000]
Tris (hydroxymethyl) methylacrylamide (Aldrich) 24.5g, 2,2'-Azobis (2-methyl propionamidine) dihydrochloride "V-50" (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.035g, and pure water 180.5g 300ml They were placed in a glass beaker and stirred to dissolve. Thereafter, the obtained solution was filtered through a 0.45 μm cellulose acetate membrane filter (DISMIC (registered trademark) -25CS manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.). The obtained filtrate was put into a 300 ml separable flask equipped with a reflux condenser, a thermometer, a nitrogen inlet tube, and a stirrer, and then nitrogen gas was added to the separable flask at room temperature at 100 ml / min for 30 minutes. Under a nitrogen atmosphere, 22.8 g of isopropyl alcohol (special grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the filtrate. Thereafter, the filtrate to which isopropyl alcohol was added was heated to 60 ° C., and then stirred at 60 ° C. for 6 hours. After the obtained reaction product (solution state) was cooled to room temperature, the reaction product was added to 3 L of acetone (grade 1 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to precipitate a solid, and the solid was collected. This solid was dried under reduced pressure at 70 ° C. for 12 hours to obtain 17.8 g (yield 78%) of a white solid (water-soluble polymer compound No. 1).

(水溶性高分子化合物No.2)
[THMMAAの重合体、重量平均分子量65万]
Tris(hydroxymethyl)methylacrylamide(Aldrich製)2.0g、2,2'-Azobis(2-methyl propionamidine)dihydrochloride 「V−50」(和光純薬工業(株)製)0.014g、及び純水72.4gを100mlガラス製ビーカーに入れ、これらを撹拌して溶解させた。その後、得られた溶液を、5μmのセルロースアセテート製メンブレンフィルター(Sartorius社製 Minisart)にて濾過した。得られた濾液を、110mlのスクリュー管(マルエム社製 No.8)内に入れ、次いで、当該スクリュー管内に室温で窒素ガスを100ml/min.で30分吹き込み、当該スクリュー管を密閉した後、濾液を80℃で12時間静置し、無色透明なポリマー(水溶性高分子化合物No.2)の水溶液を得た。
(Water-soluble polymer compound No. 2)
[THMMAA polymer, weight average molecular weight 650,000]
Tris (hydroxymethyl) methylacrylamide (Aldrich) 2.0g, 2,2'-Azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride "V-50" (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.014g, and pure water 72.4g 100ml These were placed in a glass beaker and dissolved by stirring. Thereafter, the obtained solution was filtered through a 5 μm cellulose acetate membrane filter (Sartorius Minisart). The obtained filtrate was put into a 110 ml screw tube (No. 8 manufactured by Maruem), and then nitrogen gas was blown into the screw tube at room temperature for 30 minutes at 100 ml / min. The filtrate was allowed to stand at 80 ° C. for 12 hours to obtain an aqueous solution of a colorless and transparent polymer (water-soluble polymer compound No. 2).

(水溶性高分子化合物No.3)
[THMMAAの重合体、重量平均分子量6万4千]
還流冷却管、温度計、窒素導入管、撹拌装置を取り付けた300mlセパラブルフラスコ内に純水51.9gを入れた後、当該セパラブルフラスコ内を、10KPaまで減圧し次いで窒素ガスにて常圧に戻す作業を3回行い、窒素雰囲気下にした。その後、セパラブルフラスコ内の温度を75℃まで加熱した。別途、Tris(hydroxymethyl)methylacrylamide(AlfaAcer製)15.0g、2,2'-Azobis(2-methyl propionamidine)dihydrochloride 「V−50」(和光純薬工業(株)製)0.116g、及び純水83.0gを混合し溶解させた後、得られた溶液を、0.45μmのセルロースアセテート製メンブレンフィルター(アドバンテック東洋(株)製 DISMIC(登録商標)-25CS)にて濾過した。得られた濾液を、内部の温度が75℃まで加熱された300mlセパラブルフラスコ内に3時間かけて滴下した。その後、セパラブルフラスコ内の濾液を、75℃で4時間撹拌し、無色透明なポリマー(水溶性高分子化合物No.3)の水溶液を得た。
(Water-soluble polymer compound No. 3)
[THMMAA polymer, weight average molecular weight 64,000]
After putting 51.9 g of pure water in a 300 ml separable flask equipped with a reflux condenser, thermometer, nitrogen inlet tube, and stirrer, the separable flask is evacuated to 10 KPa and then brought to atmospheric pressure with nitrogen gas. The return operation was performed three times and a nitrogen atmosphere was established. Thereafter, the temperature in the separable flask was heated to 75 ° C. Separately, Tris (hydroxymethyl) methylacrylamide (AlfaAcer) 15.0g, 2,2'-Azobis (2-methyl propionamidine) dihydrochloride "V-50" (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.116g, and pure water 83.0g After mixing and dissolving, the obtained solution was filtered through a 0.45 μm cellulose acetate membrane filter (DISMIC (registered trademark) -25CS manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.). The obtained filtrate was dropped into a 300 ml separable flask heated to 75 ° C. for 3 hours. Thereafter, the filtrate in the separable flask was stirred at 75 ° C. for 4 hours to obtain an aqueous solution of a colorless and transparent polymer (water-soluble polymer compound No. 3).

(水溶性高分子化合物No.4)
[THMMAAの重合体、重量平均分子量9万2千]
Tris(hydroxymethyl)methylacrylamide(Aldrich製)12g、2,2'-Azobis(2-methyl propionamidine)dihydrochloride 「V−50」(和光純薬工業(株)製)0.017g、及び純水88.4gを300mlガラス製ビーカーに入れ、これらを撹拌して溶解させた。その後、得られた溶液を、0.45μmのセルロースアセテート製メンブレンフィルター(アドバンテック東洋(株)製 DISMIC(登録商標)-25CS)にて濾過した。得られた濾液を、還流冷却管、温度計、窒素導入管、撹拌装置を取り付けた200mlセパラブルフラスコ内に入れ、次いで、当該セパラブルフラスコ内に室温で窒素ガスを100ml/min.で30分吹き込み、この窒素雰囲気下でイソプロピルアルコール(和光純薬工業(株)製 特級)11.6gを濾液に加えた。その後、イソプロピルアルコールが添加された濾液を60℃まで加温したのち、6時間60℃で撹拌した。得られた反応物(溶液状)を室温に冷却した後、反応物をアセトン(和光純薬工業(株)製 1級)3Lに加えることにより、固体を析出させ、当該固体を回収した。この固体を70℃減圧下で12時間乾燥し、9.8g(収率88%)白色の固体(水溶性高分子化合物No.4)を得た。
(Water-soluble polymer compound No. 4)
[THMMAA polymer, weight average molecular weight 92,000]
Tris (hydroxymethyl) methylacrylamide (Aldrich) 12g, 2,2'-Azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride "V-50" (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.017g, and pure water 88.4g in 300ml glass They were placed in a beaker and dissolved by stirring. Thereafter, the obtained solution was filtered through a 0.45 μm cellulose acetate membrane filter (DISMIC (registered trademark) -25CS manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.). The obtained filtrate was put into a 200 ml separable flask equipped with a reflux condenser, a thermometer, a nitrogen inlet tube, and a stirrer, and then nitrogen gas was introduced into the separable flask at room temperature at 100 ml / min for 30 minutes. Under a nitrogen atmosphere, 11.6 g of isopropyl alcohol (special grade, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the filtrate. Thereafter, the filtrate to which isopropyl alcohol was added was heated to 60 ° C., and then stirred at 60 ° C. for 6 hours. After the obtained reaction product (solution state) was cooled to room temperature, the reaction product was added to 3 L of acetone (grade 1 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to precipitate a solid, and the solid was collected. This solid was dried under reduced pressure at 70 ° C. for 12 hours to obtain 9.8 g (yield 88%) of a white solid (water-soluble polymer compound No. 4).

(水溶性高分子化合物No.5)
[THMMAAの重合体、重量平均分子量16万]
還流冷却管、温度計、窒素導入管、撹拌装置を取り付けた300mlセパラブルフラスコ内に純水43.3gを入れたのち、当該セパラブルフラスコ内を、10KPaまで減圧し次いで窒素ガスにて常圧に戻す作業を3回行い、窒素雰囲気下にした。その後、セパラブルフラスコ内の温度を75℃まで加熱した。別途、Tris(hydroxymethyl)methylacrylamide(AlfaAcer製)15.0g、2,2'-Azobis(2-methyl propionamidine)dihydrochloride 「V−50」(和光純薬工業(株)製)0.093g、及び純水91.3gを混合し溶解させた後、得られた溶液を、0.45μmのセルロースアセテート製メンブレンフィルター(アドバンテック東洋(株)製 DISMIC(登録商標)-25CS)にて濾過した。得られた濾液を、内部の温度が75℃まで加熱された300mlセパラブルフラスコ内に3時間かけて滴下した。その後、セパラブルフラスコ内の濾液を、75℃で4時間撹拌し、無色透明なポリマー(水溶性高分子化合物No.5)の水溶液を得た。
(Water-soluble polymer compound No. 5)
[THMMAA polymer, weight average molecular weight 160,000]
After putting 43.3 g of pure water in a 300 ml separable flask equipped with a reflux condenser, thermometer, nitrogen inlet tube, and stirring device, the separable flask was depressurized to 10 KPa and then brought to atmospheric pressure with nitrogen gas. The return operation was performed three times and a nitrogen atmosphere was established. Thereafter, the temperature in the separable flask was heated to 75 ° C. Separately, Tris (hydroxymethyl) methylacrylamide (AlfaAcer) 15.0g, 2,2'-Azobis (2-methyl propionamidine) dihydrochloride "V-50" (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.093g, and pure water 91.3g After mixing and dissolving, the obtained solution was filtered through a 0.45 μm cellulose acetate membrane filter (DISMIC (registered trademark) -25CS manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.). The obtained filtrate was dropped into a 300 ml separable flask heated to 75 ° C. for 3 hours. Thereafter, the filtrate in the separable flask was stirred at 75 ° C. for 4 hours to obtain an aqueous solution of a colorless and transparent polymer (water-soluble polymer compound No. 5).

(水溶性高分子化合物No.6)
[THMMAAの重合体、重量平均分子量37万]
Tris(hydroxymethyl)methylacrylamide(AlfaAcer製)2.0g、2,2'-Azobis(2-methyl propionamidine)dihydrochloride 「V−50」(和光純薬工業(株)製)0.016g、及び純水78.0gを100mlガラス製ビーカーに入れ、これらを攪拌して、溶解させた。その後、得られた溶液を、5μmのセルロースアセテート製メンブレンフィルター(Sartorius社製 Minisart)にて濾過した。得られた濾液を、110mlのスクリュー管(マルエム社製 No.8)内に入れ、次いで、当該スクリュー管内に室温で窒素ガスを100ml/min. で30分吹き込み、当該スクリュー管を密閉した後、濾液を80℃で12時間静置し、無色透明なポリマー(水溶性高分子化合物No.6)の水溶液を得た。
(Water-soluble polymer compound No. 6)
[THMMAA polymer, weight average molecular weight 370,000]
Tris (hydroxymethyl) methylacrylamide (AlfaAcer) 2.0g, 2,2'-Azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride "V-50" (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.016g, and pure water 78.0g 100ml They were placed in a glass beaker and stirred to dissolve. Thereafter, the obtained solution was filtered through a 5 μm cellulose acetate membrane filter (Sartorius Minisart). The obtained filtrate was put into a 110 ml screw tube (No. 8 manufactured by Maruem), and then nitrogen gas was blown into the screw tube at room temperature for 30 minutes at 100 ml / min. The filtrate was allowed to stand at 80 ° C. for 12 hours to obtain an aqueous solution of a colorless and transparent polymer (water-soluble polymer compound No. 6).

(水溶性高分子化合物No.7)
[THMMAAの重合体、重量平均分子量52万]
Tris(hydroxymethyl)methylacrylamide(Aldrich製)12g、2,2'-Azobis(2-methyl propionamidine)dihydrochloride 「V−50」(和光純薬工業(株)製)0.017g、及び純水434.38gを500mlガラス製ビーカーで撹拌して溶解させた。その後、得られた溶液を、還流冷却管、温度計、窒素導入管、撹拌装置を取り付けた500mlセパラブルフラスコ内に加え、次いで、当該セパラブルフラスコ内に室温で窒素ガスを100ml/min.で30分吹き込み、当該セパラブルフラスコ内を窒素雰囲気下とした後、溶液を80℃まで加温したのち、6時間80℃で撹拌した。得られた反応物(溶液状)を室温に冷却した後、反応物をアセトン(和光純薬工業(株)製 1級)3Lに加えることにより、固体を析出させ、当該固体を回収した。この固体を70℃減圧下で12時間乾燥し、9.8g(収率88%)白色の固体(水溶性高分子化合物No.7)を得た。
(Water-soluble polymer compound No. 7)
[THMMAA polymer, weight average molecular weight 520,000]
Tris (hydroxymethyl) methylacrylamide (Aldrich) 12g, 2,2'-Azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride "V-50" (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.017g, and pure water 434.38g in 500ml glass The solution was stirred and dissolved in a beaker. Thereafter, the obtained solution was added to a 500 ml separable flask equipped with a reflux condenser, a thermometer, a nitrogen inlet tube, and a stirring device, and then nitrogen gas was added to the separable flask at room temperature at 100 ml / min. After blowing for 30 minutes and putting the inside of the separable flask under a nitrogen atmosphere, the solution was heated to 80 ° C. and then stirred at 80 ° C. for 6 hours. After the obtained reaction product (solution state) was cooled to room temperature, the reaction product was added to 3 L of acetone (grade 1 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to precipitate a solid, and the solid was collected. This solid was dried under reduced pressure at 70 ° C. for 12 hours to obtain 9.8 g (yield 88%) of a white solid (water-soluble polymer compound No. 7).

(水溶性高分子化合物No.8)
[THMMAAの重合体、重量平均分子量82万]
還流冷却管、温度計、窒素導入管、撹拌装置を取り付けた300mlセパラブルフラスコ内に純水26.8gを入れた後、当該セパラブルフラスコ内を、10KPaまで減圧し次いで窒素ガスにて常圧に戻す作業を3回行い、窒素雰囲気下にした。その後、セパラブルフラスコ内の温度を68℃まで加熱した。別途、Tris(hydroxymethyl)methylacrylamide(AlfaAcer製)15.0g、2,2'-Azobis(2-methyl propionamidine)dihydrochloride 「V−50」(和光純薬工業(株)製)0.046g、及び純水108.17gを混合し溶解させた後、得られた溶液を、0.45μmのセルロースアセテート製メンブレンフィルター(アドバンテック東洋(株)製 DISMIC(登録商標)-25CS)にて濾過した。得られた濾液を、内部の温度が68℃まで加熱された300mlセパラブルフラスコに3時間かけて滴下した。その後、セパラブルフラスコ内の濾液を、75℃で4時間撹拌し、無色透明なポリマー(水溶性高分子化合物No.8)の水溶液を得た。
(Water-soluble polymer compound No. 8)
[THMMAA polymer, weight average molecular weight 820,000]
After putting 26.8 g of pure water into a 300 ml separable flask equipped with a reflux condenser, a thermometer, a nitrogen inlet tube, and a stirrer, the inside of the separable flask was depressurized to 10 KPa and then brought to normal pressure with nitrogen gas. The return operation was performed three times and a nitrogen atmosphere was established. Thereafter, the temperature in the separable flask was heated to 68 ° C. Separately, 15.0 g of Tris (hydroxymethyl) methylacrylamide (AlfaAcer), 0.046 g of 2,2'-Azobis (2-methyl propionamidine) dihydrochloride “V-50” (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and 108.17 g of pure water After mixing and dissolving, the obtained solution was filtered through a 0.45 μm cellulose acetate membrane filter (DISMIC (registered trademark) -25CS manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.). The obtained filtrate was added dropwise to a 300 ml separable flask heated to an internal temperature of 68 ° C. over 3 hours. Thereafter, the filtrate in the separable flask was stirred at 75 ° C. for 4 hours to obtain an aqueous solution of a colorless and transparent polymer (water-soluble polymer compound No. 8).

(水溶性高分子化合物No.9)
[THMMAAの重合体、重量平均分子量128万]
Tris(hydroxymethyl)methylacrylamide(Aldrich製)3.0g、2,2'-Azobis(2-methyl propionamidine)dihydrochloride 「V−50」(和光純薬工業(株)製)0.004g、及び純水52.8gを110mlのスクリュー管(マルエム社製 No.8)内に入れ、これらを攪拌し溶解させて溶液を得た。次いで、スクリュー管内に室温で窒素ガスを100ml/min.で30分吹き込み、スクリュー管を密閉した後、前記溶液を80℃で12時間静置し、無色透明なポリマー(水溶性高分子化合物No.9)の水溶液を得た。
(Water-soluble polymer compound No. 9)
[THMMAA polymer, 1.28 million weight average molecular weight]
110ml of Tris (hydroxymethyl) methylacrylamide (Aldrich) 3.0g, 2,2'-Azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride "V-50" (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.004g, and pure water 52.8g Were put into a screw tube (No. 8 manufactured by Marum Co., Ltd.), and these were stirred and dissolved to obtain a solution. Next, nitrogen gas was blown into the screw tube at room temperature for 30 minutes at 100 ml / min., And the screw tube was sealed, and then the solution was allowed to stand at 80 ° C. for 12 hours to obtain a colorless transparent polymer (water-soluble polymer compound No. 1). 9) was obtained.

(水溶性高分子化合物No.10)
[THMMAAとDMAAの共重合体、THMMAAとDMAAの質量比95対5、重量平均分子量41万]
Tris(hydroxymethyl)methylacrylamide(AlfaAcer製)1.8g、N,N-Dimethylacrylamide 0.2 g(和光純薬工業(株)製)、2,2'-Azobis(2-methyl propionamidine)dihydrochloride 「V−50」(和光純薬工業(株)製)0.017g、及び純水78.0gを、100mlガラス製ビーカーに入れ、これらを撹拌し溶解させた後、得られた溶液を、5μmのセルロースアセテート製メンブレンフィルター(Sartorius社製 Minisart)にて濾過した。次いで、得られた濾液を、110mlのスクリュー管(マルエム社製 No.8)内に入れ、当該スクリュー管内に室温で窒素ガスを100ml/min.で30分吹き込み、スクリュー管を密閉した後、前記濾液を80℃で12時間静置し、無色透明なポリマー(水溶性高分子化合物No.10)の水溶液を得た。
(Water-soluble polymer compound No. 10)
[THMMAA / DMAA copolymer, THMMAA / DMAA mass ratio 95: 5, weight average molecular weight 410,000]
Tris (hydroxymethyl) methylacrylamide (AlfaAcer) 1.8g, N, N-Dimethylacrylamide 0.2g (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 2,2'-Azobis (2-methyl propionamidine) dihydrochloride "V-50" (Japanese) After adding 0.017 g (manufactured by Kosei Pharmaceutical Co., Ltd.) and 78.0 g of pure water to a 100 ml glass beaker and stirring and dissolving them, the obtained solution was added to a 5 μm cellulose acetate membrane filter (Sartorius) (Minisart). Next, the obtained filtrate was put into a 110 ml screw tube (No. 8 manufactured by Marum), and nitrogen gas was blown into the screw tube at room temperature for 30 minutes at 100 ml / min. After sealing the screw tube, The filtrate was allowed to stand at 80 ° C. for 12 hours to obtain an aqueous solution of a colorless and transparent polymer (water-soluble polymer compound No. 10).

また、表1中の水溶性高分子化合物No.11〜15、及びPEG6000の詳細は下記のとおりである。
(水溶性高分子化合物No.11)
ポリアクリルアミド(PAM、重量平均分子量:80万(カタログ値)、和光純薬社製)
(水溶性高分子化合物No.12)
HEC(商品名CF-V、重量平均分子量:82万、住友精化社製)
(水溶性高分子化合物No.13)
HEC(商品名SE400、重量平均分子量:25万、ダイセル社製)
(水溶性高分子化合物No.14)
ポリビニルピロリドン(商品名K-90、重量平均分子量:36万(カタログ値):和光純薬社製)
(水溶性高分子化合物No.15)
ポリN-ビニルホルムアミド(重量平均分子量:50万(カタログ値)、花王株式会社製)
(PEG6000)
ポリエチレングリコール(重量平均分子量6000(カタログ値):和光純薬社製)
The details of the water-soluble polymer compounds No. 11 to 15 and PEG 6000 in Table 1 are as follows.
(Water-soluble polymer compound No. 11)
Polyacrylamide (PAM, weight average molecular weight: 800,000 (catalog value), manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
(Water-soluble polymer compound No. 12)
HEC (trade name CF-V, weight average molecular weight: 820,000, manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd.)
(Water-soluble polymer compound No. 13)
HEC (trade name SE400, weight average molecular weight: 250,000, manufactured by Daicel)
(Water-soluble polymer compound No. 14)
Polyvinylpyrrolidone (trade name K-90, weight average molecular weight: 360,000 (catalog value): manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
(Water-soluble polymer compound No. 15)
Poly N-vinylformamide (weight average molecular weight: 500,000 (catalog value), manufactured by Kao Corporation)
(PEG6000)
Polyethylene glycol (weight average molecular weight 6000 (catalog value): Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)

〈水溶性高分子化合物の溶解度〉
上記水溶性高分子化合物No.1〜15の20℃の水に対する溶解度は、いずれも2g/100ml以上であった。
<Solubility of water-soluble polymer compound>
The solubility of the water-soluble polymer compounds No. 1 to 15 in water at 20 ° C. was 2 g / 100 ml or more.

〈重合平均分子量の測定〉
水溶性高分子化合物No.1〜10および12、13の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法を下記の条件で適用して得たクロマトグラム中のピークに基づき算出した。
装置:HLC-8320 GPC(東ソー株式会社、検出器一体型)
カラム:TSKgel α−M+TSKgel α−M(カチオン、東ソー株式会社製)
溶離液:エタノール/水(=3/7)に対して、LiBr (50mmol/L(0.43質量%))、CH3COOH(166.7mmol/L(1.0質量%))を添加
流量:0.6mL/min
カラム温度:40℃
検出器:RI 検出器
標準物質:ポリエチレングリコール
<Measurement of polymerization average molecular weight>
Water-soluble polymer compound No. The weight average molecular weights of 1 to 10, 12, and 13 were calculated based on the peaks in the chromatogram obtained by applying the gel permeation chromatography (GPC) method under the following conditions.
Equipment: HLC-8320 GPC (Tosoh Corporation, detector integrated type)
Column: TSKgel α-M + TSKgel α-M (cation, manufactured by Tosoh Corporation)
Eluent: LiBr (50 mmol / L (0.43 mass%)) and CH3COOH (166.7 mmol / L (1.0 mass%)) are added to ethanol / water (= 3/7) Flow rate: 0.6 mL / min
Column temperature: 40 ° C
Detector: RI Detector Reference material: Polyethylene glycol

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

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

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

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

(1)研磨液組成物の調製
表1に示すようにシリカ粒子(コロイダルシリカ、平均一次粒子径38nm、平均二次粒子径78nm、会合度2.1)、水溶性高分子化合物、28%アンモニア水(キシダ化学(株)試薬特級)、イオン交換水を攪拌混合して、実施例1〜25、比較例1〜6の研磨液組成物(いずれも濃縮液、pH10.6±0.1(25℃))を得た。尚、表1に記載のシリカ粒子及び水溶性高分子化合物の含有量は、各々、前記濃縮液をイオン交換水で希釈した後の値である(希釈倍率:40倍)。残余はイオン交換水である。前記濃縮液をイオン交換水で希釈して得られた研磨液組成物のpHは、いずれも、pH10.6±0.1(25℃)であった。
(1) Preparation of polishing liquid composition As shown in Table 1, silica particles (colloidal silica, average primary particle diameter 38 nm, average secondary particle diameter 78 nm, association degree 2.1), water-soluble polymer compound, 28% ammonia Water (Kishida Chemical Co., Ltd. reagent grade) and ion-exchanged water were mixed with stirring, and the polishing liquid compositions of Examples 1 to 25 and Comparative Examples 1 to 6 (both concentrated solution, pH 10.6 ± 0.1 (25 ° C.) )). In addition, content of the silica particle and water-soluble polymer compound of Table 1 is a value after diluting the said concentrate with ion-exchange water, respectively (dilution magnification: 40 times). The balance is ion exchange water. The pH of the polishing composition obtained by diluting the concentrated solution with ion-exchanged water was pH 10.6 ± 0.1 (25 ° C.).

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

<仕上げ研磨条件>
研磨機:片面8インチ研磨機GRIND-X SPP600s(岡本工作製)
研磨パッド:スエードパッド(東レ コーテックス社製 アスカー硬度64 厚さ 1.37mm ナップ長450um 開口径60um)
ウェーハ研磨圧力:100g/cm2
定盤回転速度:60rpm
研磨時間:5分
研磨剤組成物の供給速度:150ml / min
研磨剤組成物の温度:20℃
キャリア回転速度:60rpm
<Finishing polishing conditions>
Polishing machine: Single-sided 8-inch polishing machine GRIND-X SPP600s (manufactured by Okamoto)
Polishing pad: Suede pad (Toray Cortex, Asker hardness 64, thickness 1.37mm, nap length 450um, opening diameter 60um)
Wafer polishing pressure: 100 g / cm 2
Surface plate rotation speed: 60 rpm
Polishing time: 5 minutes Supply rate of the abrasive composition: 150 ml / min
Abrasive composition temperature: 20 ° C
Carrier rotation speed: 60rpm

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

<分散粒径の評価>
研磨液組成物(濃縮液)をイオン交換水で40倍に希釈して得た研磨液組成物(pH10.6±0.1(25℃))を用いて、研磨液組成物中のシリカ粒子の分散粒径の測定を行った。分散粒径測定に使用する粒径測定装置として、光子相関法(動的光散乱法)の原理に基づいているシスメックス社製の粒度分布測定機「ゼータサイザーナノZS」を使用した。前記研磨液組成物を測定液としてDisposable Sizing Cuvette(ポリスチレン製 10mmセル)に1.2mL採取し、測定部に入れて、分散粒径として体積中位粒径(D50)を測定した。この結果を下記表1に示した。D50の値が小さいほど、シリカ粒子の分散性は良好である。
<Evaluation of dispersed particle size>
Dispersion of silica particles in the polishing composition using a polishing composition (pH 10.6 ± 0.1 (25 ° C)) obtained by diluting the polishing composition (concentrated solution) 40 times with ion-exchanged water The particle size was measured. As a particle size measuring apparatus used for measuring the dispersed particle size, a particle size distribution measuring instrument “Zetasizer Nano ZS” manufactured by Sysmex Corporation based on the principle of the photon correlation method (dynamic light scattering method) was used. 1.2 mL of the polishing liquid composition was sampled into a Disposable Sizing Cuvette (polystyrene 10 mm cell) as a measurement liquid, and placed in a measurement unit, and the volume median particle diameter (D50) was measured as a dispersed particle diameter. The results are shown in Table 1 below. The smaller the value of D50, the better the dispersibility of the silica particles.

<シリコンウェーハの表面粗さ(ヘイズ)の評価>
洗浄後のシリコンウェーハ表面の表面粗さ(ヘイズ)は、KLA Tencor社製のSurfscan SP1(商品名)を用いて測定される暗視野ワイド斜入射チャンネル(DWO)での値を用いた。その結果を表1に示した。表面粗さ(ヘイズ)の評価結果は、数値が小さいほど良好であることを示す。
<Evaluation of surface roughness (haze) of silicon wafer>
As the surface roughness (haze) of the cleaned silicon wafer surface, a value in a dark field wide oblique incident channel (DWO) measured using Surfscan SP1 (trade name) manufactured by KLA Tencor was used. The results are shown in Table 1. The evaluation result of the surface roughness (haze) indicates that the smaller the numerical value, the better.

<研磨速度の評価>
研磨速度は以下の方法で評価した。研磨前後の各シリコンウェーハの重さを精密天秤(Sartorius社製「BP−210S」)を用いて測定し、得られた重量差をシリコンウェーハの密度、面積及び研磨時間で除して、単位時間当たりの片面研磨速度を求めた。尚、表1には、比較例4の研磨液組成物を用いた場合の片面研磨速度を「1.0」として、他の研磨液組成物を用いた場合の研磨速度を相対値で示した。数値が大きいほど研磨速度が速いことを示す。尚、比較例4の研磨速度と同等かそれより速ければ実生産における生産性は許容されるレベルである。
<Evaluation of polishing rate>
The polishing rate was evaluated by the following method. The weight of each silicon wafer before and after polishing was measured using a precision balance ("BP-210S" manufactured by Sartorius), and the obtained weight difference was divided by the density, area and polishing time of the silicon wafer, and unit time The single-side polishing rate per hit was determined. In Table 1, the single-side polishing rate when the polishing composition of Comparative Example 4 was used was “1.0”, and the polishing rate when other polishing compositions were used was shown as a relative value. . The larger the value, the faster the polishing rate. In addition, if it is equal to or faster than the polishing rate of Comparative Example 4, the productivity in actual production is at an acceptable level.

Figure 0006169938
Figure 0006169938

表1に示されるように、実施例1〜25の研磨液組成物を用いた方が、比較例1〜5の研磨液組成物を用いるよりも、研磨されたシリコンウェーハの表面粗さ(ヘイズ)が顕著に小さかった。また、実施例1〜25の研磨液組成物を用いた場合の研磨速度は、比較例2〜5の研磨液組成物を用いた場合よりも大きく、良好な生産性が担保するために十分な速さであった。また、尚、実施例1〜25の研磨液組成物では、分散粒径のサイズは、比較例1〜6の研磨液組成物の場合と同等かそれよりも小さかった。   As shown in Table 1, the surface roughness of the polished silicon wafer (haze) was higher when the polishing liquid compositions of Examples 1 to 25 were used than when the polishing liquid compositions of Comparative Examples 1 to 5 were used. ) Was significantly smaller. Moreover, the polishing rate when the polishing liquid compositions of Examples 1 to 25 are used is larger than that when the polishing liquid compositions of Comparative Examples 2 to 5 are used, which is sufficient for ensuring good productivity. It was fast. In addition, in the polishing liquid compositions of Examples 1 to 25, the size of the dispersed particle diameter was the same as or smaller than that of the polishing liquid compositions of Comparative Examples 1 to 6.

本発明の研磨液組成物を用いれば、良好な生産性が担保される研磨速度を確保しながら、シリコンウェーハの表面粗さ(ヘイズ)を低減できる。よって、本発明の研磨液組成物は、様々な半導体基板の製造過程で用いられる研磨液組成物として有用であり、なかでも、シリコンウェーハの仕上げ研磨用の研磨液組成物として有用である。   If the polishing liquid composition of the present invention is used, the surface roughness (haze) of the silicon wafer can be reduced while ensuring a polishing rate that ensures good productivity. Therefore, the polishing liquid composition of the present invention is useful as a polishing liquid composition used in various semiconductor substrate manufacturing processes, and is particularly useful as a polishing liquid composition for finish polishing of silicon wafers.

Claims (8)

シリカ粒子(成分A)と、
下記一般式(1)で表される構成単位を含み、重量平均分子量が2万以上100万以下の水溶性高分子化合物(成分B)と、を含むシリコンウェーハ用研磨液組成物。
Figure 0006169938
ただし、上記一般式(1)において、R1及びR2はそれぞれ独立して、水素又は炭素数が1〜2のモノヒドロキシアルキル基を示し、R3は炭素数が1〜4のアルキル基、炭素数が1〜4のモノヒドロキシアルキル基、又は炭素数が1〜4のジヒドロキシアルキル基を示し、R4は、水素又は炭素数が1〜4のアルキル基を示し、R5は、水素又はメチル基を示す。ただし、上記一般式(1)で表される構成単位は、2個以上の水酸基を含む。
Silica particles (component A);
A polishing composition for a silicon wafer, comprising a water-soluble polymer compound (component B) having a structural unit represented by the following general formula (1) and having a weight average molecular weight of 20,000 to 1,000,000.
Figure 0006169938
However, in the general formula (1), R 1 and R 2 each independently represent hydrogen or a monohydroxyalkyl group having 1 to 2 carbon atoms, R 3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, A monohydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a dihydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 4 represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 5 represents hydrogen or Indicates a methyl group. However, the structural unit represented by the general formula (1) contains two or more hydroxyl groups.
前記シリカ粒子(成分A)と前記水溶性高分子化合物(成分B)との質量比(シリカ粒子の質量/水溶性高分子化合物(成分B)の質量)が1〜50である、請求項1に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。   The mass ratio of the silica particles (component A) and the water-soluble polymer compound (component B) (the mass of silica particles / the mass of the water-soluble polymer compound (component B)) is 1 to 50. The polishing liquid composition for silicon wafers described in 1. 前記水溶性高分子化合物(成分B)の含有量が、0.0005質量%以上1.0質量%以下である請求項1又は2に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。   3. The polishing composition for a silicon wafer according to claim 1, wherein the content of the water-soluble polymer compound (component B) is 0.0005% by mass or more and 1.0% by mass or less. 前記シリカ粒子(成分A)の添加量が、0.005質量%以上1.0質量%以下である請求項1〜3のいずれかの項に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。   The polishing liquid composition for silicon wafers according to any one of claims 1 to 3, wherein an amount of the silica particles (component A) added is 0.005 mass% or more and 1.0 mass% or less. 前記シリカ粒子(成分A)の平均一次粒子径が5nm以上50nm以下である、請求項1〜4のいずれかの項に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。   The polishing composition for a silicon wafer according to any one of claims 1 to 4, wherein an average primary particle size of the silica particles (component A) is 5 nm or more and 50 nm or less. 請求項1〜5のいずれかの項に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物を用いてシリコンウェーハを研磨する研磨工程を含む研磨方法。   A polishing method comprising a polishing step of polishing a silicon wafer using the polishing composition for a silicon wafer according to any one of claims 1 to 5. 請求項1〜5のいずれかの項に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物を用いてシリコンウェーハを研磨する研磨工程を含む、半導体基板の製造方法。   The manufacturing method of a semiconductor substrate including the grinding | polishing process of grind | polishing a silicon wafer using the polishing liquid composition for silicon wafers in any one of Claims 1-5. 請求項1〜5のいずれかの項に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物の調製に使用される、シリコンウェーハ研磨用添加剤組成物であって、下記一般式(1)で表される構成単位を含み、重量平均分子量が2万以上100万以下の水溶性高分子化合物と、水系媒体とを含むシリコンウェーハ研磨用添加剤組成物。
Figure 0006169938
ただし、上記一般式(1)において、R1及びR2はそれぞれ独立して、水素又は炭素数が1〜2のモノヒドロキシアルキル基を示し、R3は炭素数が1〜4のアルキル基、炭素数が1〜4のモノヒドロキシアルキル基、又は炭素数が1〜4のジヒドロキシアルキル基を示し、R4は、水素又は炭素数が1〜4のアルキル基を示し、R5は、水素又はメチル基を示す。ただし、上記一般式(1)で表される構成単位は、2個以上の水酸基を含む。
A silicon wafer polishing additive composition used for preparing the silicon wafer polishing liquid composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the composition is represented by the following general formula (1): A silicon wafer polishing additive composition comprising a water-soluble polymer compound containing a unit and having a weight average molecular weight of 20,000 to 1,000,000 and an aqueous medium.
Figure 0006169938
However, in the general formula (1), R 1 and R 2 each independently represent hydrogen or a monohydroxyalkyl group having 1 to 2 carbon atoms, R 3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, A monohydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a dihydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 4 represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 5 represents hydrogen or Indicates a methyl group. However, the structural unit represented by the general formula (1) contains two or more hydroxyl groups.
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