JP6232243B2 - Semiconductor wetting agent and polishing composition - Google Patents

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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Description

本発明は、半導体用濡れ剤及び研磨用組成物に関し、さらに詳しくは、シリコンウェーハの仕上げ研磨等に用いられる半導体用濡れ剤及び研磨用組成物に関する。   The present invention relates to a wetting agent for semiconductors and a polishing composition, and more particularly to a wetting agent for semiconductors and a polishing composition used for final polishing of a silicon wafer.

パソコン及び携帯電話等の情報通信機器、並びに、デジタルカメラ及びテレビ等のデジタル家電製品では、シリコンウェーハを基板とする半導体デバイスが広く用いられている。近年の半導体チップの高集積化、大容量化に伴い、半導体デバイスの加工精度は微細化の一途をたどっており、デバイス形成前のウェーハに対しては、その平滑性、及びキズ等の欠陥を有さないいわゆる無傷性の要求がますます厳しいものとなっている。   Semiconductor devices using a silicon wafer as a substrate are widely used in information communication devices such as personal computers and mobile phones, and digital home appliances such as digital cameras and televisions. As semiconductor chips have been highly integrated and increased in capacity in recent years, the processing accuracy of semiconductor devices has been continually miniaturized. Wafers prior to device formation have defects such as smoothness and scratches. The so-called intactness requirement that does not exist is becoming increasingly severe.

ウェーハの平滑化技術としては、CMP(ケミカルメカニカルポリッシング:化学機械研磨)と呼ばれる研磨プロセスがよく用いられている。CMPによる平滑化処理では、微細な砥粒と塩基性化合物を含有した研磨用組成物が使用される。この研磨用組成物を研磨パッド表面に供給しながら、圧接した研磨パッドと被研磨物であるウェーハとを相対移動させて表面を研磨する。このとき、砥粒によるメカニカル研磨と、塩基性化合物によるケミカル研磨とが同時に進行することにより、広範囲にわたりウェーハ表面を高精度に平滑化することができる。
一般に、CMPによるウェーハ研磨では、3〜4段階の研磨を行うことにより、高精度の平滑化を実現している。第1段階および第2段階に行う1次研磨および2次研磨では、表面の平滑化を主な目的としていることから、研磨速度が重要視される傾向がある。これに対し、第3段階または第4段階の仕上げ研磨では、ウェーハ表面のヘイズ及びCOP(Crystal Originated Particles;結晶欠陥)の抑制、更には凝集した研磨砥粒、研磨パッド屑、研磨により除去されたシリコン粉といったいわゆるパーティクルの付着による汚染防止などについても重要視される。
As a wafer smoothing technique, a polishing process called CMP (Chemical Mechanical Polishing) is often used. In the smoothing treatment by CMP, a polishing composition containing fine abrasive grains and a basic compound is used. While supplying this polishing composition to the surface of the polishing pad, the surface is polished by relatively moving the polishing pad in pressure contact with the wafer as the object to be polished. At this time, since the mechanical polishing by the abrasive grains and the chemical polishing by the basic compound proceed simultaneously, the wafer surface can be smoothed over a wide range with high accuracy.
Generally, in wafer polishing by CMP, high-precision smoothing is realized by performing polishing in 3 to 4 stages. In primary polishing and secondary polishing performed in the first stage and the second stage, since the main purpose is to smooth the surface, the polishing rate tends to be regarded as important. On the other hand, in the final polishing in the third stage or the fourth stage, the haze and COP (Crystal Originated Particles) of the wafer surface are suppressed, and further, agglomerated abrasive grains, polishing pad debris, and polishing are removed. Emphasis is also placed on the prevention of contamination caused by the adhesion of so-called particles such as silicon powder.

上記仕上げ研磨に使用される研磨用組成物としては、研磨用組成物中に水溶性高分子化合物を添加する方法が有効であることが知られている。特許文献1には、分子量10万以上の水溶解性の高分子化合物及び水溶改正の塩類等を含有してなる研磨用組成物が開示されている。また、特許文献2には、水溶性高分子化合物を含む研磨用組成物が記載され、該水溶性高分子化合物として、セルロース誘導体又はポリビニルアルコールを用いることができる旨が示されている。   As a polishing composition used for the above-mentioned finish polishing, it is known that a method of adding a water-soluble polymer compound to the polishing composition is effective. Patent Document 1 discloses a polishing composition containing a water-soluble polymer compound having a molecular weight of 100,000 or more and a water-modified salt. Patent Document 2 describes a polishing composition containing a water-soluble polymer compound, and indicates that a cellulose derivative or polyvinyl alcohol can be used as the water-soluble polymer compound.

特開平2−158684号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-158684 特開平11−116942号公報JP 11-116942 A

しかし、特許文献1に記載の発明では、用いられる水溶解性高分子化合物のウェーハ表面への吸着性が十分ではなく、仕上げ研磨後のウェーハ表面のヘイズ及びCOPが満足できるものではなかった。また、研磨性向上の目的で添加される水溶解性の塩類もシリカ砥粒の分散性の観点からは好ましくないものであった。シリカ砥粒の分散性が不十分な場合、仕上げ研磨後のウェーハ表面の表面粗さが大きくなり、さらにはスクラッチ傷が発生するなどの問題が起こり易くなる傾向がある。
また、特許文献2に記載のセルロース誘導体又はポリビニルアルコールも同様にウェーハ表面に対する吸着性は十分なものではなかった。加えて、特許文献2の実施例では、具体的な水溶性高分子化合物としてヒドロキシエチルセルロースを用いた実験例が開示されているが、天然物由来の化合物であるために品質のばらつきが大きいという問題もあった。
However, in the invention described in Patent Document 1, the water-soluble polymer compound used is not sufficiently adsorbed to the wafer surface, and the haze and COP of the wafer surface after finish polishing are not satisfactory. Further, water-soluble salts added for the purpose of improving the polishing properties are also not preferable from the viewpoint of dispersibility of the silica abrasive grains. If the dispersibility of the silica abrasive grains is insufficient, the surface roughness of the wafer surface after finish polishing tends to increase, and problems such as scratches tend to occur.
Similarly, the cellulose derivative or polyvinyl alcohol described in Patent Document 2 is not sufficiently adsorbable on the wafer surface. In addition, in the Example of Patent Document 2, an experimental example using hydroxyethyl cellulose as a specific water-soluble polymer compound is disclosed, but since it is a compound derived from a natural product, there is a problem in that quality variation is large. There was also.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、シリコンウェーハの表面研磨において、ウェーハ表面を高精度に平滑化し、COPの抑制に有効な半導体用濡れ剤及び研磨用組成物を提供することを課題とするものである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a wetting agent for semiconductor and a polishing composition effective in smoothing the wafer surface with high accuracy and effective in suppressing COP in surface polishing of a silicon wafer. It is an object to do.

上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明者らは、ポリビニルアルコールと炭素数1〜7のアルデヒド化合物とのアセタール化反応により得られる水溶性高分子を含む半導体用濡れ剤を用いることにより、研磨後のウェーハ表面の平滑化及びCOP抑制に効果を奏することを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors use a semiconductor wetting agent containing a water-soluble polymer obtained by acetalization reaction between polyvinyl alcohol and an aldehyde compound having 1 to 7 carbon atoms. Thus, the inventors have found that there is an effect in smoothing the wafer surface after polishing and suppressing COP, and have completed the present invention.

本発明は以下の通りである。
〔1〕ポリビニルアルコールと炭素数1〜7のアルデヒド化合物とのアセタール化反応により得られる水溶性高分子であって、分子中にビニルアルコール構造単位70〜99mol%及びアセタール化された構造単位1〜30mol%を有する水溶性高分子を含む半導体用濡れ剤
〔2〕前記水溶性高分子の数平均分子量が1,000〜200,000であることを特徴とする前記〔1〕に記載の半導体用濡れ剤。
〔3〕前記〔1〕又は〔2〕2に記載の半導体用濡れ剤、水、砥粒及びアルカリ化合物を含んでなることを特徴とする研磨用組成物。
〔4〕前記砥粒がコロイダルシリカである前記〔3〕に記載の研磨用組成物。
〔5〕前記〔3〕又は〔4〕のいずれかの研磨用組成物からなるシリコンウェーハの仕上げ研磨用組成物。
The present invention is as follows.
[1] A water-soluble polymer obtained by an acetalization reaction between polyvinyl alcohol and an aldehyde compound having 1 to 7 carbon atoms, wherein 70 to 99 mol% of vinyl alcohol structural units and acetalized structural units 1 to 1 are included in the molecule. A semiconductor wetting agent comprising a water-soluble polymer having 30 mol% [2] The semiconductor-use as described in [1] above, wherein the water-soluble polymer has a number average molecular weight of 1,000 to 200,000 Wetting agent.
[3] A polishing composition comprising the semiconductor wetting agent according to [1] or [2] 2, water, abrasive grains, and an alkali compound.
[4] The polishing composition according to [3], wherein the abrasive grains are colloidal silica.
[5] A composition for polishing a silicon wafer, comprising the polishing composition according to any one of [3] or [4].

本発明の半導体用濡れ剤は、研磨後のウェーハ表面への吸着性に優れるものである。このため、該半導体用濡れ剤を含む研磨用組成物を用いることにより、研磨後のウェーハ表面の平滑性を高め、かつ、耐エッチング性に優れることからCOPを抑制することが可能となる。さらに、シリカの分散性も良好であることから、凝集したシリカ砥粒による擦傷や表面荒れも少なく、無償性に優れたウェーハ表面を得ることができる。   The wetting agent for semiconductors of the present invention has excellent adsorptivity to the wafer surface after polishing. For this reason, by using the polishing composition containing the semiconductor wetting agent, it is possible to increase the smoothness of the polished wafer surface and to suppress the COP because of excellent etching resistance. Furthermore, since the dispersibility of silica is also good, there are few scratches and surface roughness due to the agglomerated silica abrasive grains, and it is possible to obtain a wafer surface excellent in free of charge.

以下、本発明を詳しく説明する。尚、本明細書において、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及びメタクリルを意味し、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートを意味する。また、「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基及びメタクリロイル基を意味する。   The present invention will be described in detail below. In the present specification, “(meth) acryl” means acryl and methacryl, and “(meth) acrylate” means acrylate and methacrylate. The “(meth) acryloyl group” means an acryloyl group and a methacryloyl group.

<水溶性高分子>
本発明の半導体用濡れ剤は、ポリビニルアルコールと炭素数1〜7のアルデヒド化合物とのアセタール化反応により得られる水溶性高分子であって、分子中にビニルアルコール構造単位70〜99mol%及びアセタール化された構造単位1〜30mol%を有する水溶性高分子を含む。
ここで、前記ビニルアルコール単位とは、以下の式(1)で表される構造単位を示す。また、前記アセタール化された構造単位とは、主に以下の一般式(2)で表される構造単位を示す。
[−CH2CH(OH)−] (1)

Figure 0006232243
〔式中、Yは、水素又は炭素数1〜6の直鎖又は分岐アルキル基であって、該アルキル基は官能基によって置換されていてもよい。〕 <Water-soluble polymer>
The wetting agent for semiconductors of the present invention is a water-soluble polymer obtained by acetalization reaction between polyvinyl alcohol and an aldehyde compound having 1 to 7 carbon atoms, and contains 70 to 99 mol% of vinyl alcohol structural units and acetalization in the molecule. And a water-soluble polymer having 1 to 30 mol% of the structural units.
Here, the said vinyl alcohol unit shows the structural unit represented by the following formula | equation (1). The acetalized structural unit mainly represents a structural unit represented by the following general formula (2).
[—CH 2 CH (OH) —] (1)
Figure 0006232243
[Wherein Y is hydrogen or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the alkyl group may be substituted with a functional group. ]

本発明における水溶性高分子は、前記式(1)で表されるビニルアルコール構造単位を70〜99mol%の範囲で有する。該構造単位の好ましい範囲は70〜95mol%であり、より好ましい範囲は75〜90mol%である。式(1)で表される構造単位は、ウェーハへの吸着性が良好であるとともに、水溶性高分子の水への溶解性を確保する点で重要である。
水溶性高分子におけるビニルアルコール構造単位が70mol%未満の場合、水への溶解性が十分でなく、本発明の半導体用濡れ剤の効果が得られない場合がある。また、99mol%を超える場合、前記式(2)で表されるアセタール化された構造単位が1mol%未満となるため、ウェーハへの吸着性が不十分となることがある。
The water-soluble polymer in the present invention has a vinyl alcohol structural unit represented by the formula (1) in a range of 70 to 99 mol%. A preferable range of the structural unit is 70 to 95 mol%, and a more preferable range is 75 to 90 mol%. The structural unit represented by the formula (1) is important in that the adsorptivity to the wafer is good and the solubility of the water-soluble polymer in water is ensured.
When the vinyl alcohol structural unit in the water-soluble polymer is less than 70 mol%, the solubility in water is not sufficient, and the effect of the wetting agent for semiconductors of the present invention may not be obtained. On the other hand, when it exceeds 99 mol%, the acetalized structural unit represented by the formula (2) is less than 1 mol%, and the adsorptivity to the wafer may be insufficient.

式(2)において、Yは、水素又は炭素数1〜6の直鎖又は分岐アルキル基であって、該アルキル基は官能基によって置換されていてもよい。Yは、これらの内の1種でもよく、又2種以上を併用してもよい。上記の内、ウェーハに対する吸着性が良好である点で、炭素数3〜6の直鎖または分岐アルキル基が好ましい。   In Formula (2), Y is hydrogen or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the alkyl group may be substituted with a functional group. Y may be one of these, or two or more may be used in combination. Among the above, a linear or branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms is preferable in that the adsorptivity to the wafer is good.

また、水溶性高分子において、前記アセタール化された構造単位は1〜30mol%の範囲にあることが必要である。該構造単位の好ましい範囲は5〜30mol%であり、より好ましい範囲は10〜25mol%である。アセタール化された構造単位は、ウェーハへの吸着性を付与するために重要な構造単位である。
アセタール化された構造単位が1mol%未満の場合はウェーハへの吸着性が不十分となる場合があり、30mol%を超える場合は水への溶解性が不十分となることが懸念される。
In the water-soluble polymer, the acetalized structural unit needs to be in the range of 1 to 30 mol%. A preferable range of the structural unit is 5 to 30 mol%, and a more preferable range is 10 to 25 mol%. The acetalized structural unit is an important structural unit for imparting adsorptivity to a wafer.
If the acetalized structural unit is less than 1 mol%, the adsorptivity to the wafer may be insufficient, and if it exceeds 30 mol%, the solubility in water may be insufficient.

水溶性高分子の数平均分子量は、1,000〜200,000の範囲であることが好ましく、より好ましくは1,500〜100,000の範囲であり、さらに好ましくは2,000〜50,000の範囲である。数平均分子量が1,000以上の場合、ウェーハの濡れ性が良好となる傾向があり、200,000以下であれば、研磨砥粒の分散性を確保することができる。   The number average molecular weight of the water-soluble polymer is preferably in the range of 1,000 to 200,000, more preferably in the range of 1,500 to 100,000, still more preferably 2,000 to 50,000. Range. When the number average molecular weight is 1,000 or more, the wettability of the wafer tends to be good, and when it is 200,000 or less, the dispersibility of the abrasive grains can be ensured.

<水溶性高分子の製造方法>
本発明における水溶性高分子は、例えば、溶媒中、ポリビニルアルコール類の水酸基の一部をアルデヒド化合物と反応させ、アセタール化することにより得ることができる。
一般に、アセタール化は、ポリビニルアルコールとアルデヒド化合物とを塩酸等の酸触媒の存在下で脱水縮合させて行われ、従来公知の方法を使用することができる。例えば、ポリビニルアルコールを1〜30質量%含む水溶液を調整し、−5〜60℃程度の温度範囲で酸触媒及びアルデヒド化合物を接触させて20分〜6時間反応を進行させる。その後、必要に応じて温度を10〜50℃上昇させて更に30分〜5時間熟成反応させて反応を完了し、好ましくは冷却することによりアセタール化ポリビニルアルコールを得る方法が挙げられる。
<Method for producing water-soluble polymer>
The water-soluble polymer in the present invention can be obtained, for example, by reacting a part of the hydroxyl groups of polyvinyl alcohols with an aldehyde compound in a solvent and acetalizing.
In general, acetalization is performed by dehydration condensation of polyvinyl alcohol and an aldehyde compound in the presence of an acid catalyst such as hydrochloric acid, and a conventionally known method can be used. For example, an aqueous solution containing 1 to 30% by mass of polyvinyl alcohol is prepared, and the reaction is allowed to proceed for 20 minutes to 6 hours by contacting an acid catalyst and an aldehyde compound in a temperature range of about −5 to 60 ° C. Thereafter, the temperature is raised by 10 to 50 ° C. as necessary, and the reaction is completed by further aging reaction for 30 minutes to 5 hours, and preferably a method of obtaining acetalized polyvinyl alcohol by cooling.

上記アルデヒド化合物としては、例えば、ホルムアルデヒド、並びにアセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、t−ブチルアルデヒド及びヘキシルアルデヒド等の直鎖または分岐アルキルアルデヒド類;シクロヘキサンカルバルデヒド、ベンズアルデヒド等の脂環式又は芳香族アルデヒド類等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。また、ホルムアルデヒドを除き、1以上の水素原子がハロゲン等により置換されたものであってもよい。これらの内でも、水に対する溶解性が高くアセタール化反応が容易である点から、直鎖または分岐アルキルアルデヒド類であることが好ましく、その中でもn−プロピルアルデヒド、n−ブチルアルデヒド、n−ペンチルアルデヒドであることがより好ましい。
アルデヒド化合物としては、上記の他にも、2−エチルヘキシルアルデヒド、ノニルアルデヒド、デシルアルデヒド等の炭素数8以上のアルデヒド化合物を用いてもよい。
Examples of the aldehyde compound include formaldehyde and linear or branched alkyl aldehydes such as acetaldehyde, propionaldehyde, n-butyraldehyde, isobutyraldehyde, t-butyraldehyde, and hexyl aldehyde; and alicyclic rings such as cyclohexanecarbaldehyde and benzaldehyde. Formula or aromatic aldehydes may be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Further, except for formaldehyde, one or more hydrogen atoms may be substituted with halogen or the like. Of these, linear or branched alkyl aldehydes are preferred from the viewpoint of high solubility in water and easy acetalization reaction. Among them, n-propyl aldehyde, n-butyraldehyde, n-pentyl aldehyde are preferable. It is more preferable that
As the aldehyde compound, in addition to the above, an aldehyde compound having 8 or more carbon atoms such as 2-ethylhexylaldehyde, nonylaldehyde, decylaldehyde and the like may be used.

ポリビニルアルコールは、市販のものを用いてもよいし、重合開始剤等の存在下でギ酸ビニル、酢酸ビニル及びプロピオン酸ビニル等のビニルエステル類の溶液重合により得られたポリビニルエステルを鹸化することにより得ることもできる。尚、ビニルエステル類としては、重合安定性等の観点から酢酸ビニルが好ましい。本発明では、ポリビニルアルコールは完全鹸化型及び部分鹸化型のいずれを用いてもよいが、部分鹸化の場合、鹸化率は70mol%以上であることが好ましく、80mol%以上であることがより好ましく、90mol%以上であることがさらに好ましい。   A commercially available polyvinyl alcohol may be used, or by saponifying a polyvinyl ester obtained by solution polymerization of vinyl esters such as vinyl formate, vinyl acetate and vinyl propionate in the presence of a polymerization initiator or the like. It can also be obtained. The vinyl esters are preferably vinyl acetate from the viewpoint of polymerization stability. In the present invention, polyvinyl alcohol may be either completely saponified or partially saponified, but in the case of partial saponification, the saponification rate is preferably 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, More preferably, it is 90 mol% or more.

<半導体用濡れ剤>
本発明の半導体用濡れ剤は、前記水溶性高分子及び水を含んでなる。水は、濡れ剤としての効果を損なわないよう、純度の高いものを用いることが好ましい。具体的には、イオン交換樹脂により不純物イオンを除去した後、濾過により異物を除去した純水若しくは超純水、又は、蒸留水を使用することが好ましい。濡れ剤には、この他に、水との混和性が高いアルコール及びケトン類等の有機溶剤等を含んでいてもよい。
半導体用濡れ剤中の水溶性高分子の割合は、水溶液として扱いやすい粘度であれば特に限定されないが、1〜50質量%の範囲が好ましく、3〜40質量%の範囲がより好ましく、5〜30質量%の範囲がさらに好ましい。
<Wetting agent for semiconductors>
The semiconductor wetting agent of the present invention comprises the water-soluble polymer and water. It is preferable to use high-purity water so as not to impair the effect as a wetting agent. Specifically, it is preferable to use pure water, ultrapure water, or distilled water from which foreign ions are removed by filtration after removing impurity ions with an ion exchange resin. In addition to this, the wetting agent may contain an organic solvent such as alcohol and ketone having high miscibility with water.
Although the ratio of the water-soluble polymer in the wetting agent for semiconductor is not particularly limited as long as it is a viscosity that can be easily handled as an aqueous solution, the range is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 3 to 40% by mass, The range of 30% by mass is more preferable.

本発明における水溶性高分子は、ウェーハ表面等への吸着性に優れ、特に完全に酸化膜が除去された状態のウェーハ表面に対して高い吸着性を示す。このため、ウェーハの表面処理工程に本発明の半導体用濡れ剤を用いた場合、研磨後のウェーハ表面の平滑性を高め、COP及びパーティクル付着による汚染等を低減することができる。これらの効果が得られる理由として、以下のメカニズムを想定している。
ウェーハ表面の平滑性に関しては、半導体用濡れ剤中の水溶性高分子がウェーハ表面に吸着することで、CMPのメカニカル研磨においてウェーハ表面と砥粒との間の摩擦が緩和される。このため、メカニカル研磨によりウェーハ表面に形成される微小な凹凸が低減され、平滑性が向上すると考えられる。
The water-soluble polymer in the present invention is excellent in adsorptivity to the wafer surface and the like, and particularly exhibits high adsorptivity to the wafer surface in a state where the oxide film is completely removed. For this reason, when the semiconductor wetting agent of the present invention is used in the wafer surface treatment process, the smoothness of the polished wafer surface can be improved, and contamination caused by COP and particle adhesion can be reduced. The following mechanism is assumed as a reason why these effects can be obtained.
Regarding the smoothness of the wafer surface, the water-soluble polymer in the semiconductor wetting agent is adsorbed on the wafer surface, so that the friction between the wafer surface and the abrasive grains is reduced in the mechanical polishing of CMP. For this reason, it is considered that the minute unevenness formed on the wafer surface by mechanical polishing is reduced and the smoothness is improved.

また、上述した通り、メカニカル研磨では、ウェーハ表面に研磨用組成物が供給されるとともに研磨パッドがウェーハ表面に押し付けられて回転することにより、ウェーハ表面を物理的に研磨する。よって、ウェーハ表面ではCOP以外の箇所に研磨パッドが押し付けられ、ウェーハ表面に対して垂直方向に研磨されることとなる。メカニカル研磨の進行に伴いCOPは次第に小さくなり、その深さ以上にウェーハ表面が研磨されたときにCOPは消滅することとなる。したがって、メカニカル研磨は、COPの数を減少させ、又その大きさを低減する効果を示すと考えられる。
一方、ケミカル研磨では、研磨の際にCOP内に研磨用組成物が入り込み、塩基性化合物がCOP内部を腐食又はエッチングする。このように、COP内部では、その内部壁に対して垂直方向に研磨されるため、ケミカル研磨の進行に伴いウェーハ表面のCOPは大きくなると考えられる。
本発明では、ウェーハ表面に吸着した水溶性高分子は、メカニカル研磨以上にケミカル研磨を抑制する働きを有するものと想定している。ウェーハに対する水溶性高分子の吸着性が高いほどこの傾向は強くなり、結果として平滑性が高くCOPの少ないウェーハ表面を得ることができると推察される。
In addition, as described above, in mechanical polishing, the polishing composition is supplied to the wafer surface and the polishing pad is pressed against the wafer surface and rotated to physically polish the wafer surface. Therefore, the polishing pad is pressed against a portion other than the COP on the wafer surface and polished in a direction perpendicular to the wafer surface. As the mechanical polishing proceeds, the COP gradually decreases, and the COP disappears when the wafer surface is polished beyond the depth. Therefore, it is considered that the mechanical polishing shows the effect of reducing the number of COPs and the size thereof.
On the other hand, in chemical polishing, the polishing composition enters the COP during polishing, and the basic compound corrodes or etches the inside of the COP. As described above, since the polishing is performed in the direction perpendicular to the inner wall of the COP, it is considered that the COP on the wafer surface increases with the progress of chemical polishing.
In the present invention, it is assumed that the water-soluble polymer adsorbed on the wafer surface has a function of suppressing chemical polishing more than mechanical polishing. It is presumed that this tendency becomes stronger as the water-soluble polymer adsorbability to the wafer becomes higher, and as a result, a wafer surface having high smoothness and low COP can be obtained.

さらに、ウェーハ表面に水溶性高分子が吸着することにより、その表面が親水化される。これにより、研磨の際のパーティクルの付着による汚染も防止することができる。   Furthermore, when the water-soluble polymer is adsorbed on the wafer surface, the surface is hydrophilized. Thereby, contamination due to adhesion of particles during polishing can also be prevented.

<研磨用組成物>
本発明の研磨用組成物は、上記半導体用濡れ剤、水、砥粒及びアルカリ化合物を含んでなるものである。研磨用組成物中の半導体用濡れ剤の割合は、特に限定されるものではないが、研磨用組成物がCMPにおける扱い上、又ウェーハ表面に吸着するにあたり適度な粘度とすることが好ましい。研磨用組成物の具体的な粘度は、0.1〜10mPa・sの範囲であることが好ましく、0.3〜8mPa・sの範囲であることがより好ましく、0.5〜5mPa・sの範囲であることがさらに好ましい。
また、上記水溶性高分子は、研磨剤用組成物全体の0.001〜10質量%の範囲となるよう用いることが好ましく、0.005〜5質量%の範囲であることがより好ましい。
<Polishing composition>
The polishing composition of the present invention comprises the semiconductor wetting agent, water, abrasive grains, and an alkali compound. The ratio of the semiconductor wetting agent in the polishing composition is not particularly limited, but it is preferable that the polishing composition has an appropriate viscosity for handling in CMP and adsorbing to the wafer surface. The specific viscosity of the polishing composition is preferably in the range of 0.1 to 10 mPa · s, more preferably in the range of 0.3 to 8 mPa · s, and 0.5 to 5 mPa · s. More preferably, it is in the range.
Moreover, it is preferable to use the said water-soluble polymer so that it may become the range of 0.001-10 mass% of the whole composition for abrasive | polishing agents, and it is more preferable that it is the range of 0.005-5 mass%.

砥粒としてはコロイダルシリカ等を用いることができる。砥粒としてコロイダルシリカを用いる場合、研磨用組成物におけるその含有量は、0.1〜50質量%であることが好ましく、1〜30質量%であることがより好ましく、3〜20質量%であることがさらに好ましい。コロイダルシリカの使用量が0.1質量%以上であればメカニカル研磨の研磨速度が良好なものとなる。また、50質量%以下であれば、砥粒の分散性が保持され、ウェーハ表面の平滑性が良好なものとすることができる。   Colloidal silica or the like can be used as the abrasive. When colloidal silica is used as the abrasive, the content in the polishing composition is preferably 0.1 to 50% by mass, more preferably 1 to 30% by mass, and 3 to 20% by mass. More preferably it is. If the usage-amount of colloidal silica is 0.1 mass% or more, the polishing rate of mechanical polishing will become favorable. Moreover, if it is 50 mass% or less, the dispersibility of an abrasive grain is hold | maintained and the smoothness of a wafer surface can be made favorable.

コリダルシリカの平均粒子径は、必要とする研磨速度と研磨後のウェーハ表面の平滑性から適宜選択されるが、一般的には、2〜500nmの範囲であり、5〜300nmの範囲が好ましく、5〜200nmの範囲がより好ましい。   The average particle size of the corridal silica is appropriately selected from the required polishing rate and the smoothness of the wafer surface after polishing, but is generally in the range of 2 to 500 nm, preferably in the range of 5 to 300 nm. A range of ˜200 nm is more preferable.

アルカリ化合物としては、水溶性のアルカリ化合物であれば特に制限はなく、アルカリ金属水酸化物、アミン類又はアンモニア若しくは4級水酸化アンモニウム塩等を使用することができる。アルカリ金属水酸化物としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化ルビジウム及び水酸化セシウム等が挙げられる。アミン類としては、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、ジ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、ジエチレントリアミン、トリエチルペンタミン及びテトラエチルペンタミン等が挙げられる。4級水酸化アンモニウム塩としては、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム及び水酸化テトラブチルアンモニウム等が挙げられる。これらの内では、半導体基板に対する汚染が少ないという点からアンモニア又は4級水酸化アンモニウム塩が好ましい。
本発明の研磨用組成物は、前記アルカリ化合物を添加することにより、そのpHが8〜13となるように調整されるのが好ましい。pHの範囲は8.5〜12に調整するのがより好ましい。
The alkali compound is not particularly limited as long as it is a water-soluble alkali compound, and alkali metal hydroxides, amines, ammonia, quaternary ammonium hydroxide salts, and the like can be used. Examples of the alkali metal hydroxide include potassium hydroxide, sodium hydroxide, rubidium hydroxide and cesium hydroxide. Examples of amines include triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, diisopropanolamine, ethylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, triethylpentamine, and tetraethylpentamine. Examples of the quaternary ammonium hydroxide salt include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, and tetrabutylammonium hydroxide. Among these, ammonia or a quaternary ammonium hydroxide salt is preferable from the viewpoint of less contamination of the semiconductor substrate.
The polishing composition of the present invention is preferably adjusted to have a pH of 8 to 13 by adding the alkali compound. More preferably, the pH range is adjusted to 8.5-12.

研磨剤用組成物には、上記以外にも、必要に応じて有機溶剤、各種キレート剤及び界面活性剤等を添加することができる。   In addition to the above, an organic solvent, various chelating agents, surfactants, and the like can be added to the abrasive composition as necessary.

以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。尚、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。尚、以下において「部」及び「%」は、特に断らない限り質量部及び質量%を意味する。
製造例で得られた水溶性高分子の分析方法並びに、実施例及び比較例における半導体用濡れ剤又は研磨用組成物の評価方法について以下に記載する。
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples. In addition, this invention is not limited by these Examples. In the following, “parts” and “%” mean mass parts and mass% unless otherwise specified.
It describes below about the analysis method of the water-soluble polymer obtained by the manufacture example, and the evaluation method of the wetting agent for semiconductors or polishing composition in an Example and a comparative example.

<アセタール化率>
ポリビニルアルコールのアセタール化率は、以下の方法で算出した。すなわち、アセタール化反応は、理論上アルデヒド1molに対しビニルアルコール由来の水酸基2molが反応することから、用いたアルデヒド量をXmol%(対水酸基)、アルデヒドの反応率をY%とした場合、下式によって表すことができる。
アセタール化率(mol%)=2×X×Y
アルデヒドの反応率は、GC(ガスクロマトグラフィー GC−2014、島津製作所製)を用いて測定した。
<Acetalization rate>
The acetalization rate of polyvinyl alcohol was calculated by the following method. That is, in the acetalization reaction, since 2 mol of hydroxyl group derived from vinyl alcohol reacts theoretically with 1 mol of aldehyde, when the amount of aldehyde used is X mol% (with respect to hydroxyl group) and the reaction rate of aldehyde is Y%, Can be represented by
Acetalization rate (mol%) = 2 × X × Y
The reaction rate of aldehyde was measured using GC (gas chromatography GC-2014, manufactured by Shimadzu Corporation).

<数平均分子量(Mn)>
各製造例で得られた重合体について、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー HLC−8220、東ソー製)を用いて、ポリスチレン換算により測定した。
<Number average molecular weight (Mn)>
About the polymer obtained by each manufacture example, it measured by polystyrene conversion using GPC (gel permeation chromatography HLC-8220, product made from Tosoh).

<耐エッチング性(E.R.)>
ガラスカッターで3×6cmに切出したウェーハの重量を測定後、3%フッ酸水溶液に20秒浸漬してウェーハ表面の酸化膜を除去し、その後純水で10秒洗浄した。この工程をウェーハの表面が完全撥水になるまで繰り返した。次いで、アンモニア:水の重量比が1:19であるアンモニア水に、水溶性高分子の濃度が0.18wt%となるように半導体用濡れ剤を加えて、エッチング薬液を調整した。ウェーハをエッチング薬液に完全に浸漬させ、25℃、12時間静置してエッチングした。エッチング前後のウェーハ重量変化から、次式に従いエッチングレート(E.R.)を算出した。

Figure 0006232243
<Etching resistance (E.R.)>
After measuring the weight of the wafer cut to 3 × 6 cm with a glass cutter, it was immersed in a 3% hydrofluoric acid aqueous solution for 20 seconds to remove the oxide film on the wafer surface, and then washed with pure water for 10 seconds. This process was repeated until the wafer surface was completely water repellent. Next, an etching chemical solution was prepared by adding a semiconductor wetting agent to ammonia water having an ammonia: water weight ratio of 1:19 so that the concentration of the water-soluble polymer was 0.18 wt%. The wafer was completely immersed in an etching chemical solution and left to stand at 25 ° C. for 12 hours for etching. From the wafer weight change before and after etching, the etching rate (E.R.) was calculated according to the following formula.
Figure 0006232243

<濡れ性>
耐エッチング性と同様の方法にてウェーハ表面の酸化膜を除去後、0.18wt%の水溶性高分子溶液中に5分間浸漬した。浸漬後、ピンセットを用いて、ウェーハの表面が液面に対して垂直になるように引き上げ、10秒経過時点におけるウェーハ端部からの撥水距離を目視で確認し、以下の基準により判定した。
○:撥水距離 5mm未満
△:撥水距離 5〜10mm
×:撥水距離 10mm超
<Wettability>
The oxide film on the wafer surface was removed by the same method as etching resistance, and then immersed in a 0.18 wt% water-soluble polymer solution for 5 minutes. After immersion, the surface of the wafer was pulled up using a tweezers so as to be perpendicular to the liquid level, and the water-repellent distance from the end of the wafer at the time when 10 seconds had passed was visually confirmed, and judged according to the following criteria.
○: Water repellent distance less than 5 mm △: Water repellent distance 5 to 10 mm
×: Water repellent distance> 10mm

<ウェーハ外観>
耐エッチング性と同様の方法でエッチングを行った後の、ウェーハ表面を目視で確認し、以下の基準により判定した。
○:表面に荒れが認められない
△:表面がやや荒れている
×:表面が著しく荒れている
<Wafer appearance>
The wafer surface after etching was performed by the same method as the etching resistance was visually confirmed, and judged according to the following criteria.
○: No roughening on the surface △: The surface is slightly rough ×: The surface is extremely rough

<耐アルカリ性>
50ccのスクリュー瓶に水酸化ナトリウムを水に溶かして調整したpH10のアルカリ水溶液40gに水溶性高分子5.0gを加え、蓋をして良く混合した。アルミブロックヒーター内で50℃、1ヶ月静置後の加水分解率をGCから評価し、以下の基準より判定した。
○:水溶性高分子の加水分解率が1%未満
△:水溶性高分子の加水分解質が1%以上5%未満
×:水溶性高分子の加水分解率が5%以上
<Alkali resistance>
5.0 g of a water-soluble polymer was added to 40 g of an aqueous alkali solution adjusted to pH 10 by dissolving sodium hydroxide in water in a 50 cc screw bottle, and the mixture was covered well and mixed. The hydrolysis rate after standing at 50 ° C. for 1 month in an aluminum block heater was evaluated from GC, and judged from the following criteria.
○: Hydrolysis rate of water-soluble polymer is less than 1% Δ: Hydrolyzate of water-soluble polymer is 1% or more and less than 5% ×: Hydrolysis rate of water-soluble polymer is 5% or more

<シリカ分散性>
9ccスクリュー瓶にコロイダルシリカ(1次粒子径:30〜50nm)5.0gに樹脂固形分20%の水溶性高分子水溶液を0.5g加えて、良く混合した。一晩静置後のシリカの粒子径(A)を動的光散乱法(ELSZ−1000、大塚電子製)により測定し、水溶性高分子を加えていないコロイダルシリカの粒子径(B)からの変化率を下式に従って算出し、以下の基準より判定した。
変化率(%)={(A−B)/B}×100
○:変化率が10%未満
△:変化率が10%以上〜30%未満
×:変化率が30%以上
<Silica dispersibility>
In a 9 cc screw bottle, 0.5 g of a water-soluble polymer aqueous solution having a resin solid content of 20% was added to 5.0 g of colloidal silica (primary particle size: 30 to 50 nm) and mixed well. The particle size (A) of the silica after standing overnight was measured by a dynamic light scattering method (ELSZ-1000, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), and from the particle size (B) of colloidal silica not added with a water-soluble polymer. The rate of change was calculated according to the following formula and judged according to the following criteria.
Rate of change (%) = {(A−B) / B} × 100
○: Change rate is less than 10% Δ: Change rate is 10% to less than 30% ×: Change rate is 30% or more

≪ポリビニルアルコールのアセタール化≫
製造例1
攪拌翼、還流冷却管、温度計、各種導入管を備えた3Lの4つ口フラスコを用意し、PVA105(クラレ社製ポリビニルアルコール、鹸化度98mol%、重合度500)を100部及び純水400部を仕込み、攪拌翼を150rpmで回転させながら、90℃に昇温させて完全に溶解させた。次いで、内温を60℃まで冷却した後、攪拌を継続しながら98%硫酸11.0部を加えた。さらにn−ブチルアルデヒド(和光純薬工業社製)6.6部を純水100部で希釈した水溶液を30分間に渡り滴下した。60℃で4時間反応させた後、25%アンモニア水を7.7部加えて反応を終了させた。ガスクロマトグラフィ(GC)の結果から、使用したアルデヒドは全量消失していることを確認した。その後、80℃で一晩真空乾燥を行い、白色固体の重合体1を得た。アセタール化率は8.0mol%であった。
重合体1をピリジン中、110℃で無水酢酸と反応させてアセチル化した後、GPCにより分子量を測定したところ、Mn=41,000であった。
≪Acetalization of polyvinyl alcohol≫
Production Example 1
A 3 L four-necked flask equipped with a stirring blade, a reflux condenser, a thermometer, and various introduction tubes was prepared, and 100 parts of PVA105 (polyvinyl alcohol manufactured by Kuraray Co., Ltd., saponification degree 98 mol%, polymerization degree 500) and pure water 400 The temperature was raised to 90 ° C. and completely dissolved while rotating the stirring blade at 150 rpm. Next, after cooling the internal temperature to 60 ° C., 11.0 parts of 98% sulfuric acid was added while continuing stirring. Further, an aqueous solution obtained by diluting 6.6 parts of n-butyraldehyde (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) with 100 parts of pure water was added dropwise over 30 minutes. After reacting at 60 ° C. for 4 hours, 7.7 parts of 25% aqueous ammonia was added to terminate the reaction. From the results of gas chromatography (GC), it was confirmed that all of the aldehyde used had disappeared. Then, it vacuum-dried at 80 degreeC overnight, and obtained the polymer 1 of white solid. The acetalization rate was 8.0 mol%.
After the polymer 1 was reacted with acetic anhydride at 110 ° C. in pyridine for acetylation, the molecular weight was measured by GPC. As a result, Mn = 41,000.

製造例2
製造例1において、使用したアルデヒドを37%ホルムアルデヒド液(和光純薬工業社製)25.8部に変更した以外は同様の操作により白色固体の重合体2を得た。GCの結果から、使用したアルデヒドは全量消失していることを確認した。アセタール化率は28.0mol%であった。また、重合体2のMnは34,000であった。
Production Example 2
A white solid polymer 2 was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the aldehyde used was changed to 25.8 parts of a 37% formaldehyde solution (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). From the results of GC, it was confirmed that all of the aldehyde used had disappeared. The acetalization rate was 28.0 mol%. Moreover, Mn of the polymer 2 was 34,000.

製造例3
製造例1において、使用したアルデヒドをn−プロピルアルデヒド(和光純薬工業社製)12.5部に変更した以外は同様の操作により白色固体の重合体3を得た。GCの結果から、使用したアルデヒドは全量消失していることを確認した。アセタール化率は19.0mol%であった。また、重合体3のMnは38,000であった。
Production Example 3
A white solid polymer 3 was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the aldehyde used was changed to 12.5 parts of n-propyl aldehyde (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). From the results of GC, it was confirmed that all of the aldehyde used had disappeared. The acetalization rate was 19.0 mol%. Further, the Mn of the polymer 3 was 38,000.

製造例4
製造例1において、使用したアルデヒドをn−ヘキシルアルデヒド(和光純薬工業社製)5.7部に変更した以外は同様の操作により白色固体の重合体4を得た。GCの結果から、使用したアルデヒドは全量消失していることを確認した。アセタール化率は5.0mol%であった。また、重合体4のMnは43,000であった。
Production Example 4
A white solid polymer 4 was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the aldehyde used was changed to 5.7 parts of n-hexylaldehyde (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). From the results of GC, it was confirmed that all of the aldehyde used had disappeared. The acetalization rate was 5.0 mol%. Moreover, Mn of the polymer 4 was 43,000.

製造例5
製造例1において、使用したポリビニルアルコールをPVA115(クラレ社製、鹸化度98mol%、重合度1500)に変更した以外は同様の操作により白色固体の重合体5を得た。GCの結果から、使用したアルデヒドは全量消失していることを確認した。アセタール化率は8.0mol%であった。また、重合体5のMnは129,000であった。
Production Example 5
A white solid polymer 5 was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the polyvinyl alcohol used was changed to PVA115 (manufactured by Kuraray Co., Ltd., saponification degree 98 mol%, polymerization degree 1500). From the results of GC, it was confirmed that all of the aldehyde used had disappeared. The acetalization rate was 8.0 mol%. Further, the Mn of the polymer 5 was 129,000.

製造例6
製造例1において、使用したn−ブチルアルデヒドの使用量を0.7部に変更した以外は同様の操作により白色固体の重合体6を得た。GCの結果から、使用したアルデヒドは全量消失していることを確認した。アセタール化率は0.8mol%であった。また、重合体6のMnは43,000であった。
Production Example 6
A white solid polymer 6 was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the amount of n-butyraldehyde used was changed to 0.7 parts. From the results of GC, it was confirmed that all of the aldehyde used had disappeared. The acetalization rate was 0.8 mol%. Moreover, Mn of the polymer 6 was 43,000.

製造例7
製造例1において、使用したn−ブチルアルデヒドの使用量を31.1部に変更した以外は同様の操作によりアセタール化反応を行った。しかし、反応途中で水に不溶化した重合体7が析出した。溶媒に含まれるアルデヒドをGCにより測定した結果、使用したアルデヒドは全量消失していることを確認した。アセタール化率は38.0mol%であった。重合体7のMnは35,000であった。
Production Example 7
In Production Example 1, an acetalization reaction was performed by the same operation except that the amount of n-butyraldehyde used was changed to 31.1 parts. However, polymer 7 insolubilized in water during the reaction was deposited. As a result of measuring the aldehyde contained in the solvent by GC, it was confirmed that the total amount of the aldehyde used had disappeared. The acetalization rate was 38.0 mol%. The Mn of the polymer 7 was 35,000.

製造例8
製造例1において、使用したアルデヒドをn−オクチルアルデヒド(和光純薬工業社製)8.7部に変更した以外は同様の操作によりアセタール化反応を行った。しかし、原料アルデヒドの水溶解性が乏しく、反応の進行が認められず、重合体8は得られなかった。
Production Example 8
In Production Example 1, an acetalization reaction was performed by the same operation except that the aldehyde used was changed to 8.7 parts of n-octylaldehyde (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). However, the water solubility of the raw material aldehyde was poor, the progress of the reaction was not observed, and the polymer 8 was not obtained.

実施例1
水溶性高分子1の濃度が15質量%となるように水を加え、半導体用濡れ剤を調整した。得られた半導体用濡れ剤について、耐エッチング性、濡れ性、ウェーハ外観及び耐アルカリ性の評価を行った。得られた結果について表1に示した。
また、アンモニア水を加えてpHを10.0に調整したコロイダルシリカ分散液(1次粒子系30〜50nm、シリカ固形分10%)10.0g、上記半導体用濡れ剤を0.1g添加して、研磨剤用組成物を得た。得られた研磨剤用組成物についてシリカ分散性を評価し、表1に結果を示した。
Example 1
Water was added so that the concentration of the water-soluble polymer 1 was 15% by mass to prepare a semiconductor wetting agent. About the obtained wetting agent for semiconductors, etching resistance, wettability, wafer appearance and alkali resistance were evaluated. The results obtained are shown in Table 1.
Also, 10.0 g of colloidal silica dispersion (primary particle system 30-50 nm, silica solid content 10%) adjusted to pH 10.0 by adding aqueous ammonia and 0.1 g of the above-mentioned wetting agent for semiconductor were added. A composition for an abrasive was obtained. The obtained abrasive composition was evaluated for silica dispersibility, and Table 1 shows the results.

実施例2〜5及び比較例1〜3
表1に示された水溶性高分子を用いた以外は実施例1と同様に半導体用濡れ剤及び研磨剤組成物を調製した。ただし、比較例2は、アセタール化反応後の重合体が水に不溶または殆ど溶解しないため、濡れ剤及び研磨剤組成物としての評価ができなかった。各試料の評価結果について表1に示した。
Examples 2-5 and Comparative Examples 1-3
A semiconductor wetting agent and abrasive composition were prepared in the same manner as in Example 1 except that the water-soluble polymer shown in Table 1 was used. However, in Comparative Example 2, since the polymer after the acetalization reaction was insoluble or hardly dissolved in water, evaluation as a wetting agent and an abrasive composition could not be performed. The evaluation results of each sample are shown in Table 1.

比較例4
水溶性高分子として市販のポリビニルアルコール(クラレ社製、商品名「クラレポバールPVA505」、鹸化度73.5mol%、重合度500)を用いた以外は実施例1と同様に半導体用濡れ剤及び研磨剤組成物を調製し、評価結果について表1に示した。
Comparative Example 4
Wetting agent for semiconductor and polishing in the same manner as in Example 1 except that a commercially available polyvinyl alcohol (trade name “Kuraray Poval PVA505”, saponification degree 73.5 mol%, polymerization degree 500) manufactured by Kuraray Co., Ltd. was used as the water-soluble polymer. An agent composition was prepared, and the evaluation results are shown in Table 1.

比較例5
水溶性高分子として市販のヒドロキシエチルセルロース(和光純薬工業社製、Mw=90,000)を用いた以外は実施例1と同様に半導体用濡れ剤及び研磨剤組成物を調製し、評価結果について表1に示した。
Comparative Example 5
About the evaluation result, a wetting agent for semiconductor and an abrasive composition were prepared in the same manner as in Example 1 except that commercially available hydroxyethyl cellulose (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Mw = 90,000) was used as the water-soluble polymer. It is shown in Table 1.

比較例6
水溶性高分子として市販のポリビニルピロリドン(東京化成工業社製、商品名「PVP K30」)を用いた以外は実施例1と同様に半導体用濡れ剤及び研磨剤組成物を調製し、評価結果について表1に示した。
Comparative Example 6
About the evaluation result, we prepared a wetting agent for semiconductor and an abrasive composition in the same manner as in Example 1 except that a commercially available polyvinyl pyrrolidone (trade name “PVP K30” manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used as the water-soluble polymer. It is shown in Table 1.

Figure 0006232243
Figure 0006232243

表1に示された水溶性高分子の詳細は以下の通り。
PVA505:低鹸化ポリビニルアルコール(クラレ社製、商品名「クラレポバール
PVA505」、鹸化度73.5mol%、重合度500)
HEC:ヒドロキシエチルセルロース(和光純薬工業社製、重量平均分子量90,000)
PVP K30:ポリビニルピロリドン(東京化成工業社製)
Details of the water-soluble polymer shown in Table 1 are as follows.
PVA505: low saponified polyvinyl alcohol (manufactured by Kuraray Co., Ltd., trade name “Kuraray Poval”
PVA505 ”, saponification degree 73.5 mol%, polymerization degree 500)
HEC: hydroxyethyl cellulose (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., weight average molecular weight 90,000)
PVP K30: Polyvinylpyrrolidone (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)

実施例1〜5は、本発明で規定する水溶性高分子を用いた実験例であり、ウェーハへの吸着性が高いため、耐エッチング性、濡れ性及びウェーハへの外観に優れる結果が得られている。また、研磨剤組成物とした場合のシリカ分散性にも優れることが確認された。
一方、水溶性高分子におけるアセタール化された構造単位が本発明で規定する下限値に満たない比較例1はウェーハ表面への吸着性が不十分であるため、耐エッチング性、濡れ性及びウェーハ外観の点で劣る結果となった。また、アセタール化された構造単位が上限値を超える比較例2では、上記の通りアセタール化後の高分子の水への溶解性が不十分であった。
また、鹸化率の低いポリビニルアルコールを用いた比較例4は、酢酸ビニル由来のユニットの加水分解が生じるため、耐アルカリ性が不足するものであった。本発明の水溶性高分子と構造単位の異なる水溶性高分子を用いた比較例5及び6は、ウェーハ表面への吸着性及びシリカ分散性の点で、満足するものではなかった。
Examples 1 to 5 are experimental examples using the water-soluble polymer defined in the present invention, and because the adsorptivity to the wafer is high, results excellent in etching resistance, wettability and appearance on the wafer are obtained. ing. Moreover, it was confirmed that the silica dispersibility is excellent in the case of an abrasive composition.
On the other hand, Comparative Example 1 in which the acetalized structural unit in the water-soluble polymer does not satisfy the lower limit defined in the present invention has insufficient adsorbability on the wafer surface, so that the etching resistance, wettability and wafer appearance are reduced. The result was inferior. In Comparative Example 2 in which the acetalized structural unit exceeds the upper limit, as described above, the solubility of the polymer after acetalization in water was insufficient.
Further, in Comparative Example 4 using polyvinyl alcohol having a low saponification rate, hydrolysis of a unit derived from vinyl acetate occurred, so that the alkali resistance was insufficient. Comparative Examples 5 and 6 using a water-soluble polymer having a structural unit different from that of the water-soluble polymer of the present invention were not satisfactory in terms of adsorptivity to the wafer surface and silica dispersibility.

本発明の半導体用濡れ剤は、研磨後のウェーハ表面への吸着性に優れるため、該半導体用濡れ剤を含む研磨用組成物を用いることにより、研磨後のウェーハ表面の平滑性を高め、かつ、COPを抑制することが可能となる。さらに、シリカの分散性も良好であることから、シリコンウェーハの仕上げ研磨用組成物として特に有用である。   Since the wetting agent for semiconductors of the present invention is excellent in the adsorptivity to the wafer surface after polishing, by using a polishing composition containing the wetting agent for semiconductors, the smoothness of the wafer surface after polishing is improved, and , COP can be suppressed. Furthermore, since the dispersibility of silica is also good, it is particularly useful as a composition for final polishing of silicon wafers.

Claims (5)

ポリビニルアルコールと炭素数1〜7のアルデヒド化合物とのアセタール化反応により得られる水溶性高分子であって、分子中にビニルアルコール構造単位70〜99mol%及びアセタール化された構造単位1〜30mol%を有する水溶性高分子を含む半導体用濡れ剤。   A water-soluble polymer obtained by acetalization reaction between polyvinyl alcohol and an aldehyde compound having 1 to 7 carbon atoms, wherein 70 to 99 mol% of vinyl alcohol structural units and 1 to 30 mol% of acetalized structural units are contained in the molecule. A semiconductor wetting agent comprising a water-soluble polymer. 前記水溶性高分子の数平均分子量が1,000〜200,000であることを特徴とする請求項1に記載の半導体用濡れ剤。   The wetting agent for a semiconductor according to claim 1, wherein the water-soluble polymer has a number average molecular weight of 1,000 to 200,000. 請求項1又は2に記載の半導体用濡れ剤、水、砥粒及びアルカリ化合物を含んでなることを特徴とする研磨用組成物。   A polishing composition comprising the semiconductor wetting agent according to claim 1, water, abrasive grains, and an alkali compound. 前記砥粒がコロイダルシリカである請求項3に記載の研磨用組成物。   The polishing composition according to claim 3, wherein the abrasive grains are colloidal silica. 請求項3又は4のいずれかの研磨用組成物からなるシリコンウェーハの仕上げ研磨用組成物。   A composition for polishing a silicon wafer, comprising the polishing composition according to claim 3.
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