JP6728011B2 - Polishing composition for CMP and method for manufacturing semiconductor device using the polishing composition for CMP - Google Patents

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Description

本発明は、半導体産業等におけるウェハや液晶ディスプレー用基板の表面平坦化加工に最適な化学的機械的研磨用研磨材組成物(以後、「CMP用研磨材組成物」と称する場合がある)、及び、該CMP用研磨材組成物を使用して研磨した半導体デバイスの製造方法に関するものである。尚、「CMP」とは、ウェハ等の表面を平坦化するための化学的研磨と機械的研磨とを組み合わせた化学的機械的研磨(Chemical Mechanical Planarization)の意味である。 The present invention provides a chemical mechanical polishing abrasive composition (hereinafter sometimes referred to as “CMP abrasive composition”) most suitable for surface flattening of wafers and liquid crystal display substrates in the semiconductor industry and the like. And a method for producing a semiconductor device polished by using the CMP polishing composition. It should be noted that “CMP” means chemical mechanical polishing in which chemical polishing for planarizing the surface of a wafer or the like and mechanical polishing are combined.

現在、半導体デバイスは、高集積化、微細化の傾向にある。半導体デバイスは、例えば、インゴットを切断し、研磨して得られるウェハの表面に波長193nm程度の紫外光によりパターンを投影し、膜付け、エッチング等のプロセスによりトランジスタ等の素子を形成し、更にその上に、CVD(Chemical Vapor Deposition)等による膜形成、膜の凹凸の平坦化、光によるパターンの投影露光、エッチングによるパターンの除去という作業を繰り返して回路を形成し、配線層を積み重ねることにより製造される。ウェハ上面に形成されたトランジスタ等の素子は膨大な数になり、それらを接続するための配線は多層化するが、各層を設計通りに積み重ね、配線の段切れや局所的な抵抗値の増大を抑制して、断線や電流容量の低下等を防ぐためには、膜形成工程後に表面を平坦化し、凹凸をなくすことが重要である。 At present, semiconductor devices tend to be highly integrated and miniaturized. The semiconductor device is formed by, for example, projecting a pattern on the surface of a wafer obtained by cutting an ingot and polishing it with ultraviolet light having a wavelength of about 193 nm, and forming an element such as a transistor by a process such as film formation and etching. A film is formed by CVD (Chemical Vapor Deposition), etc., a pattern of projections and depressions of the film is flattened, a pattern is exposed by light, and a pattern is removed by etching. To be done. The number of transistors and other elements formed on the upper surface of the wafer is enormous, and the wiring to connect them is multi-layered, but each layer is stacked as designed to prevent disconnection of wiring and local increase in resistance. In order to suppress and prevent disconnection or reduction in current capacity, it is important to flatten the surface after the film formation step to eliminate irregularities.

この平坦化技術として広く使用されているのがCMPであり、CMPに用いられる研磨材組成物には研磨後の表面精度の向上を目的として界面活性剤を添加することが知られている。特許文献1には、界面活性剤としてポリオキシアルキレン誘導体を添加することで、低スクラッチ性及び良好な洗浄性が得られ、ウェハ表面にスクラッチ(かき傷)の発生を抑制しつつ、被研磨物の表面を高精度に平坦化することができ、研磨後は水洗により研磨屑を除去できることが記載されている。しかし、スクラッチの抑制の点で未だ不十分であった。 CMP is widely used as this flattening technique, and it is known that a surfactant is added to an abrasive composition used for CMP for the purpose of improving surface accuracy after polishing. In Patent Document 1, by adding a polyoxyalkylene derivative as a surfactant, low scratching property and good cleaning property are obtained, and an object to be polished is suppressed while suppressing occurrence of scratches on the wafer surface. It is described that the surface of can be highly accurately flattened and polishing debris can be removed by washing with water after polishing. However, it was still insufficient in terms of suppressing scratches.

特許文献2には、界面活性剤としてポリグリセリン又はポリグリセリンモノエーテルを使用することにより、低スクラッチ性を向上できることが記載されている。しかし、ポリグリセリンモノエーテルは水洗で除去することが困難であり、更に有機溶媒にも分散又は溶解し難いため、有機溶媒で洗浄しても容易に除去することができず、ウェハ表面にこれらが残存することにより、ウェハの欠陥を引き起こす恐れがある。配線の微細化が進行するに伴い、この問題が顕在化した。 Patent Document 2 describes that low scratch resistance can be improved by using polyglycerin or polyglycerin monoether as a surfactant. However, it is difficult to remove polyglycerin monoether by washing with water, and since it is difficult to disperse or dissolve it in an organic solvent, it cannot be easily removed even by washing with an organic solvent. Remaining may cause wafer defects. This problem became apparent as the miniaturization of wiring progressed.

特開2003−176479号公報JP, 2003-176479, A 特開2009−99819号公報JP, 2009-99819, A

従って、本発明の目的は、スクラッチを生じることなくウェハを研磨することができ、研磨終了後は、水及び有機溶媒で洗浄することにより容易にウェハ表面から除去することができるCMP用研磨材組成物を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to polish a wafer without causing scratches, and after the polishing is completed, it can be easily removed from the wafer surface by washing with water and an organic solvent. To provide things.

本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討した結果、特定のポリグリセリン誘導体を含有するCMP用研磨材組成物は、研磨材の凝集を抑制してウェハの表面に生じるスクラッチを低減することができること、水洗、及び有機溶媒を使用して洗浄することにより容易にウェハ表面から除去することができ、洗浄後、ウェハ表面に研磨材、研磨屑、添加剤等が残存することを抑制できることを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて完成させたものである。 As a result of intensive studies for solving the above-mentioned problems, the present inventor has found that an abrasive composition for CMP containing a specific polyglycerin derivative can suppress the agglomeration of the abrasive and reduce the scratches generated on the surface of the wafer. It was found that it can be removed from the wafer surface easily by washing with water and using an organic solvent, and that it is possible to suppress the presence of abrasives, polishing debris, additives, etc. on the wafer surface after cleaning. It was The present invention has been completed based on these findings.

すなわち、本発明は、下記式(a)
RO−(C352R)n−R (a)
(式中、括弧内に示す繰り返し単位は、下記式(1)及び/又は(2)

Figure 0006728011
で表される。Rは同一又は異なって、水素原子、炭素数1〜18の炭化水素基、又は炭素数2〜24のアシル基を示す。但し、(n+2)個のRのうち、少なくとも2個は炭素数1〜18の炭化水素基及び/又は炭素数2〜24のアシル基である。nは前記繰り返し単位の数を示し、2〜60の整数である)
で表されるポリグリセリン誘導体(A)、研磨材(B)、及び水(C)を含有する化学的機械的研磨用研磨材組成物を提供する。 That is, the present invention provides the following formula (a)
RO- (C 3 H 5 O 2 R) n -R (a)
(In the formula, repeating units shown in parentheses are represented by the following formula (1) and/or (2)
Figure 0006728011
It is represented by. R is the same or different and represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, or an acyl group having 2 to 24 carbon atoms. However, among (n+2) R, at least 2 is a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms and/or an acyl group having 2 to 24 carbon atoms. n represents the number of the repeating unit and is an integer of 2 to 60)
There is provided a chemical mechanical polishing abrasive composition containing a polyglycerin derivative (A) represented by, an abrasive (B), and water (C).

本発明は、また、ポリグリセリン誘導体(A)が式(a)で表され、式(a)中の(n+2)個のRのうち、25〜95%は炭素数1〜18の炭化水素基及び/又は炭素数2〜24のアシル基である化合物である、前記の化学的機械的研磨用研磨材組成物を提供する。 In the present invention, the polyglycerin derivative (A) is represented by the formula (a), and 25 to 95% of (n+2) Rs in the formula (a) are hydrocarbon groups having 1 to 18 carbon atoms. And/or a compound which is an acyl group having 2 to 24 carbon atoms, for use in the above-mentioned chemical/mechanical polishing abrasive composition.

本発明は、また、ポリグリセリン誘導体(A)の含有量が、研磨材(B)1重量部に対して0.5〜10重量部である、前記の化学的機械的研磨用研磨材組成物を提供する。 The present invention also provides the aforementioned abrasive composition for chemical mechanical polishing, wherein the content of the polyglycerin derivative (A) is 0.5 to 10 parts by weight with respect to 1 part by weight of the abrasive (B). I will provide a.

本発明は、また、研磨材(B)が、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化セリウム、窒化ケイ素、及び酸化ジルコニウムからなる群より選択される少なくとも1種の化合物である、前記の化学的機械的研磨用研磨材組成物を提供する。 The present invention also provides the aforementioned chemical mechanical polishing, wherein the abrasive (B) is at least one compound selected from the group consisting of silicon dioxide, aluminum oxide, cerium oxide, silicon nitride, and zirconium oxide. An abrasive composition for use is provided.

本発明は、また、前記の化学的機械的研磨用研磨材組成物を使用してウェハを研磨する工程を有する半導体デバイスの製造方法を提供する。 The present invention also provides a method for manufacturing a semiconductor device, which comprises a step of polishing a wafer using the above chemical/mechanical polishing composition.

本発明のCMP用研磨材組成物は、ポリグリセリン誘導体(A)が、研磨材(B)の凝集性を緩和して、研磨材(B)が凝集して粒子径が大きい二次粒子を形成することを抑制することができ、ウェハ表面にスクラッチが発生することを抑制して、ウェハ表面を高精度に平坦化することができる。また、ポリグリセリン誘導体(A)は有機溶媒に対して優れた溶解性を示すため、研磨後は、水洗、及び有機溶媒を用いた洗浄を行うことにより、ウェハ表面から研磨材や研磨屑を容易に取り除くことができる。 In the abrasive composition for CMP of the present invention, the polyglycerin derivative (A) relaxes the cohesiveness of the abrasive (B) and the abrasive (B) aggregates to form secondary particles having a large particle size. It is possible to suppress the occurrence of scratches, suppress occurrence of scratches on the wafer surface, and planarize the wafer surface with high accuracy. Further, since the polyglycerin derivative (A) has excellent solubility in an organic solvent, it is possible to easily remove abrasives and debris from the wafer surface by washing with water and washing with an organic solvent after polishing. Can be removed.

本発明の半導体デバイスの製造方法において、ウェハの研磨に使用する研磨機の一例を示す概略側面図である。FIG. 3 is a schematic side view showing an example of a polishing machine used for polishing a wafer in the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

[ポリグリセリン誘導体(A)]
本発明のポリグリセリン誘導体(A)は、下記式(a)で表される。
RO−(C352R)n−R (a)
[Polyglycerin derivative (A)]
The polyglycerin derivative (A) of the present invention is represented by the following formula (a).
RO- (C 3 H 5 O 2 R) n -R (a)

式(a)中、括弧内に示す繰り返し単位は、下記式(1)及び/又は(2)

Figure 0006728011
で表される。前記[(C352R)n]が式(1)で表される繰り返し単位と式(2)で表される繰り返し単位を共に有する場合、これらの繰り返し単位の結合方法としては特に制限がなく、例えば、ブロック結合、ランダム結合、交互結合、グラフト結合等のいずれであってもよい。 In the formula (a), the repeating unit shown in parentheses is the following formula (1) and/or (2)
Figure 0006728011
It is represented by. When the above [(C 3 H 5 O 2 R) n ] has both the repeating unit represented by the formula (1) and the repeating unit represented by the formula (2), as a method of bonding these repeating units, There is no limitation, and for example, any of block bond, random bond, alternating bond, graft bond and the like may be used.

式(a)中、Rは同一又は異なって、水素原子、炭素数1〜18の炭化水素基、又は炭素数2〜24のアシル基を示す。但し、式(a)中の全てのR、すなわち(n+2)個のRのうち、少なくとも2個は炭素数1〜18の炭化水素基及び/又は炭素数2〜24のアシル基である。 In formula (a), R is the same or different and represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, or an acyl group having 2 to 24 carbon atoms. However, at least two of all R's in the formula (a), that is, (n+2) R's are a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms and/or an acyl group having 2 to 24 carbon atoms.

Rにおける炭素数1〜18の炭化水素基には、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、及び炭素数2〜18のアルカポリエニル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、及びこれらの2以上が連結した基が含まれる。 The hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms in R includes an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, and an alkapolyenyl group having 2 to 18 carbon atoms, and 3 to 18 carbon atoms. It includes an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, and a group in which two or more of these are linked.

前記炭素数1〜18のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、2−メチル−1−プロピル、n−ブチル、t−ブチル、3,3−ジメチル−2−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、t−アミル、n−ヘキシル、2−エチルヘキシル、n−オクチル、イソオクチル、n−デシル、4−デシル、イソデシル、ドデシル(n−ラウリル)、イソドデシル、n−ヘキシルデシル、2−ヘキシルデシル、テトラデシル、ミリスチル、イソミリスチル、セチル、イソセチル、ステアリル、イソステアリル基等の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。これらの中でも、炭素数8〜18の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましい。 Examples of the alkyl group having 1 to 18 carbon atoms include methyl, ethyl, n-propyl, 2-methyl-1-propyl, n-butyl, t-butyl, 3,3-dimethyl-2-butyl and n-. Pentyl, isopentyl, t-amyl, n-hexyl, 2-ethylhexyl, n-octyl, isooctyl, n-decyl, 4-decyl, isodecyl, dodecyl (n-lauryl), isododecyl, n-hexyldecyl, 2-hexyldecyl. Examples thereof include linear or branched alkyl groups such as tetradecyl, myristyl, isomyristyl, cetyl, isocetyl, stearyl, and isostearyl groups. Among these, a linear or branched alkyl group having 8 to 18 carbon atoms is preferable.

前記炭素数2〜18のアルケニル基としては、例えば、ビニル、アリル、2−ブテニル、プロペニル、ヘキセニル、2−エチルヘキセニル、オレイル基等の直鎖状又は分岐鎖状のアルケニル基が挙げられる。 Examples of the alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms include linear or branched alkenyl groups such as vinyl, allyl, 2-butenyl, propenyl, hexenyl, 2-ethylhexenyl and oleyl groups.

前記炭素数2〜18のアルカポリエニル基としては、例えば、ブタジエニル、ペンタジエニル、ヘキサジエニル、ヘプタジエニル、オクタジエニル、リノレイル、リノリル基等のアルカジエニル基;1,2,3−ペンタトリエニル等のアルカトリエニル基;アルカテトラエニル基が挙げられる。 Examples of the alkapolyenyl group having 2 to 18 carbon atoms include butadienyl, pentadienyl, hexadienyl, heptadienyl, octadienyl, linoleyl, linolyl and other alkadienyl groups; 1,2,3-pentatrienyl and other alkatrienyl groups. An alkatetraenyl group may be mentioned.

前記炭素数3〜18の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロオクチル、シクロドデシル、2−シクロヘプテニル、2−シクロヘキセニル基等の飽和又は不飽和脂環式炭化水素基(特に、シクロアルキル基、シクロアルケニル基)が挙げられる。 Examples of the alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms include saturated or unsaturated alicyclic hydrocarbon groups such as cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cyclooctyl, cyclododecyl, 2-cycloheptenyl and 2-cyclohexenyl groups. A group (in particular, a cycloalkyl group and a cycloalkenyl group) can be mentioned.

前記炭素数6〜18の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル、ナフチル基等が挙げられる。 Examples of the aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms include phenyl and naphthyl groups.

前記基の2以上が連結した基としては、例えば、ベンジル、2−フェニルエテニル、1−シクロペンチルエチル、1−シクロヘキシルエチル、シクロヘキシルメチル、2−シクロヘキシルエチル、1−シクロヘキシル−1−メチルエチル基等が挙げられる。 Examples of the group in which two or more of the above groups are linked include a benzyl, 2-phenylethenyl, 1-cyclopentylethyl, 1-cyclohexylethyl, cyclohexylmethyl, 2-cyclohexylethyl, 1-cyclohexyl-1-methylethyl group and the like. Are listed.

前記炭素数2〜24のアシル基としては、脂肪族アシル基及び芳香族アシル基を挙げることができ、脂肪族アシル基としては、例えば、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、ステアロイル、オレオイル基等の飽和又は不飽和脂肪族アシル基が挙げられる。芳香族アシル基としては、例えば、ベンゾイル、トルオイル、ナフトイル基等が挙げられる。 Examples of the acyl group having 2 to 24 carbon atoms include an aliphatic acyl group and an aromatic acyl group. Examples of the aliphatic acyl group include acetyl, propionyl, butyryl, isobutyryl, stearoyl and oleoyl groups. And saturated or unsaturated aliphatic acyl groups. Examples of the aromatic acyl group include benzoyl, toluoyl and naphthoyl groups.

Rとしては、なかでも、水素原子、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基(中でも炭素数8〜18の分岐鎖状アルキル基、特に炭素数8〜15の分岐鎖状アルキル基)、又は脂肪族アシル基(特に、炭素数10〜18の飽和脂肪族アシル基)が好ましい。 R is, inter alia, a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group (among others, a branched alkyl group having 8 to 18 carbon atoms, particularly a branched alkyl group having 8 to 15 carbon atoms), or a fat Group acyl groups (in particular, saturated aliphatic acyl groups having 10 to 18 carbon atoms) are preferable.

式(a)中、nは前記括弧内に示す繰り返し単位の数(重合度)を示す。nは2〜60の整数であり、好ましくは4〜40、特に好ましくは10〜30、最も好ましくは15〜25の整数である。nが2より小さいと、親水性が低くなりすぎ、水を用いて洗浄することが困難となる傾向がある。一方、nが60より大きいと、親油性が低くなりすぎ、有機溶媒を用いて洗浄することが困難となる傾向がある。 In the formula (a), n represents the number of repeating units (degree of polymerization) shown in the parentheses. n is an integer of 2 to 60, preferably 4 to 40, particularly preferably 10 to 30, and most preferably 15 to 25. When n is less than 2, hydrophilicity becomes too low, and it tends to be difficult to wash with water. On the other hand, when n is larger than 60, the lipophilicity becomes too low and it tends to be difficult to wash with an organic solvent.

本発明におけるポリグリセリン誘導体(A)の重量平均分子量は、例えば200〜20000、好ましくは600〜15000、より好ましくは1000〜10000、特に好ましくは1500〜5000、最も好ましくは2000〜4500である。重量平均分子量が上記範囲の値を示す場合、界面活性及び作業性が向上する傾向がある。尚、本明細書中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)により測定される標準ポリスチレン換算の分子量である。 The weight average molecular weight of the polyglycerin derivative (A) in the present invention is, for example, 200 to 20000, preferably 600 to 15000, more preferably 1000 to 10000, particularly preferably 1500 to 5000, and most preferably 2000 to 4500. When the weight average molecular weight is in the above range, the surface activity and workability tend to be improved. The weight average molecular weight in the present specification is a standard polystyrene equivalent molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC).

本発明におけるポリグリセリン誘導体(A)としては、なかでも、上記式(a)で表され、式(a)中の(n+2)個のRのうち、少なくとも2個は炭素数1〜18の炭化水素基及び/又は炭素数2〜24のアシル基であり、且つ(n+2)個のRのうち、例えば25〜95%(好ましくは30〜90%、特に好ましくは40〜90%)のRは炭素数1〜18の炭化水素基及び/又は炭素数2〜24のアシル基である化合物が好ましく、とりわけ、式(a)中の(n+2)個のRのうち、25〜95%(好ましくは30〜90%、特に好ましくは40〜90%)が炭素数1〜18の炭化水素基である化合物、及び式(a)中の(n+2)個のRのうち、25〜60%(好ましくは30〜55%、特に好ましくは40〜55%)が炭素数2〜24のアシル基である化合物から選択される少なくとも1種の化合物が好ましい。 The polyglycerin derivative (A) in the present invention is, among others, represented by the above formula (a), and at least two of (n+2) Rs in the formula (a) are carbonized with 1 to 18 carbon atoms. A hydrogen group and/or an acyl group having 2 to 24 carbon atoms, and of (n+2) R, for example, 25 to 95% (preferably 30 to 90%, particularly preferably 40 to 90%) R is A compound which is a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms and/or an acyl group having 2 to 24 carbon atoms is preferable, and in particular, 25 to 95% (preferably, preferably) of (n+2) R in the formula (a). 30 to 90%, particularly preferably 40 to 90%) is a compound having a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and 25 to 60% (preferably preferably) of (n+2) R in the formula (a). 30 to 55%, particularly preferably 40 to 55%) is preferably at least one compound selected from compounds having an acyl group having 2 to 24 carbon atoms.

本発明におけるポリグリセリン誘導体(A)は様々な方法を用いて製造することができる。ポリグリセリン誘導体(A)の製造方法としては、例えば、下記方法等が挙げられる。
(1)(ポリ)グリセリンにグリシジルエーテル誘導体を付加する方法
(2)ポリグリセリンに、アルキルハライド、カルボン酸、又はカルボン酸誘導体(例えば、カルボン酸ハライド、酸無水物等)を縮合させる方法
The polyglycerin derivative (A) in the present invention can be produced by various methods. Examples of the method for producing the polyglycerin derivative (A) include the following methods.
(1) Method for adding glycidyl ether derivative to (poly)glycerin (2) Method for condensing polyglycerin with alkyl halide, carboxylic acid, or carboxylic acid derivative (for example, carboxylic acid halide, acid anhydride, etc.)

上記方法(1)において、付加反応はアルカリ触媒の存在下で行うことが好ましい。アルカリ触媒としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、金属ナトリウム、水素化ナトリウム等が挙げられる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 In the above method (1), the addition reaction is preferably carried out in the presence of an alkali catalyst. Examples of the alkali catalyst include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, metallic sodium, sodium hydride and the like. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

上記方法(1)及び(2)におけるポリグリセリンとしては、例えば、商品名「PGL 03P」(ポリ(3)グリセリン)、「PGL 06」(ポリ(6)グリセリン)、「PGL 10PSW」(ポリ(10)グリセリン)、「PGL 20PW」(ポリ(20)グリセリン)、「PGL XPW」(ポリ(40)グリセリン)(以上、(株)ダイセル製)等の市販品を好適に使用することができる。 Examples of the polyglycerin in the above methods (1) and (2) include, for example, trade names “PGL 03P” (poly(3) glycerin), “PGL 06” (poly(6) glycerin), and “PGL 10PSW” (poly( Commercially available products such as 10) glycerin), “PGL 20PW” (poly(20) glycerin), “PGL XPW” (poly(40) glycerin) (above, manufactured by Daicel Corporation) can be preferably used.

本発明のCMP用研磨材組成物は、上記式(a)で表されるポリグリセリン誘導体(A)を2種類以上含有していても良い。 The abrasive composition for CMP of the present invention may contain two or more kinds of the polyglycerin derivative (A) represented by the above formula (a).

本発明のCMP用研磨材組成物中のポリグリセリン誘導体(A)の含有量(2種以上含有する場合はその総量)としては、研磨材(B)1重量部に対して、例えば0.5〜10重量部、好ましくは0.5〜8重量部、特に好ましくは0.5〜6重量部、最も好ましくは0.5〜3重量部である。また、ポリグリセリン誘導体(A)の含有量は、CMP用研磨材組成物全量の、例えば0.01〜20重量%程度、好ましくは0.05〜15重量%、より好ましくは0.1〜10重量%、特に好ましくは0.1〜5重量%である。 The content of the polyglycerin derivative (A) in the polishing composition for CMP of the present invention (the total amount when two or more kinds are contained) is, for example, 0.5 with respect to 1 part by weight of the polishing agent (B). 10 to 10 parts by weight, preferably 0.5 to 8 parts by weight, particularly preferably 0.5 to 6 parts by weight, most preferably 0.5 to 3 parts by weight. The content of the polyglycerin derivative (A) is, for example, about 0.01 to 20% by weight, preferably 0.05 to 15% by weight, and more preferably 0.1 to 10% of the total amount of the polishing composition for CMP. %, particularly preferably 0.1 to 5% by weight.

ポリグリセリン誘導体(A)の含有量が上記範囲を下回ると、研磨材(B)の凝集性を緩和することができず、研磨材(B)が凝集して粒子径が大きい二次粒子を形成し易くなり、CMP用研磨材組成物を使用してウェハ表面を研磨する際にウェハ表面にスクラッチが発生し易くなる傾向がある。一方、ポリグリセリン誘導体(A)を過剰に含有すると、CMP用研磨材組成物の粘度が高くなり過ぎ、ウェハ表面を研磨する作業に用いることが困難となる傾向がある。 When the content of the polyglycerin derivative (A) is less than the above range, the cohesiveness of the abrasive (B) cannot be relaxed, and the abrasive (B) aggregates to form secondary particles having a large particle size. Scratches tend to occur on the wafer surface when the wafer surface is polished using the CMP abrasive composition. On the other hand, when the polyglycerin derivative (A) is excessively contained, the viscosity of the polishing composition for CMP becomes too high, and it tends to be difficult to use it for polishing the wafer surface.

[研磨材(B)]
研磨材(B)としては、公知慣用の研磨材を使用することができるが、なかでも、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化セリウム、窒化ケイ素、及び、酸化ジルコニウムの中から選択される少なくとも1種を使用することが好ましい。
[Abrasive (B)]
As the abrasive (B), a known and commonly used abrasive can be used, but among them, at least one selected from silicon dioxide, aluminum oxide, cerium oxide, silicon nitride, and zirconium oxide can be used. Preference is given to using.

二酸化ケイ素としては、特に限定されることなく、例えば、コロイダルシリカ、フュームドシリカ等を使用することができる。 The silicon dioxide is not particularly limited and, for example, colloidal silica, fumed silica and the like can be used.

酸化アルミニウムとしては、α−アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ、κ−アルミナ、及びその他の形態的に異なるものを使用することができる。また、製造法からフュームドアルミナと呼ばれるものも使用することができる。 As aluminum oxide, α-alumina, δ-alumina, θ-alumina, κ-alumina, and other morphologically different ones can be used. Moreover, what is called fumed alumina from the manufacturing method can also be used.

酸化セリウムとしては、3価又は4価の六方晶酸化セリウム、等軸晶酸化セリウム、及び面心立方晶酸化セリウムを使用することができる。 As the cerium oxide, trivalent or tetravalent hexagonal cerium oxide, equiaxed cerium oxide, and face-centered cubic cerium oxide can be used.

窒化ケイ素としては、α−窒化ケイ素、β−窒化ケイ素、アモルファス窒化ケイ素、及びその他の形態的に異なるものを使用することができる。 As the silicon nitride, α-silicon nitride, β-silicon nitride, amorphous silicon nitride, and other morphologically different ones can be used.

酸化ジルコニウムとしては、単斜晶酸化ジルコニウム、正方晶酸化ジルコニウム、及び非晶質酸化ジルコニウム等を使用することができる。また、製造法からフュームドジルコニアと呼ばれるものも使用することができる。 As zirconium oxide, monoclinic zirconium oxide, tetragonal zirconium oxide, amorphous zirconium oxide and the like can be used. Moreover, what is called fumed zirconia from a manufacturing method can also be used.

研磨材(B)の一次粒子の平均粒子径(DLS法による)は、例えば0.005〜0.5μm、好ましくは0.01〜0.3μm、特に好ましくは0.03〜0.3μmである。研磨材(B)の一次粒子の平均粒子径が上記範囲を超えると、被研磨物の表面にスクラッチが発生し易くなり、被研磨物の表面を高精度に平坦化することが困難となる傾向がある。一方、研磨材(B)の一次粒子の平均粒子径が上記範囲を下回ると、研磨速度が極端に遅くなる傾向がある。 The average particle diameter (by DLS method) of the primary particles of the abrasive (B) is, for example, 0.005 to 0.5 μm, preferably 0.01 to 0.3 μm, and particularly preferably 0.03 to 0.3 μm. .. If the average particle diameter of the primary particles of the abrasive (B) exceeds the above range, scratches are likely to occur on the surface of the object to be polished, and it tends to be difficult to flatten the surface of the object to be polished with high accuracy. There is. On the other hand, when the average particle size of the primary particles of the abrasive (B) is less than the above range, the polishing rate tends to be extremely slow.

本発明においては、平均粒子径の異なる研磨材(B)を組み合わせて使用することが好ましく、一次粒子の平均粒子径が、例えば0.05〜0.5μm(好ましくは、0.1〜0.3μm)の研磨材(b-1)と、一次粒子の平均粒子径が、例えば0.005以上、0.05μm未満(好ましくは0.01以上、0.05μm未満)の研磨材(b-2)とを組み合わせて使用することが、低スクラッチ性と適度な研磨速度とを兼ね備えることができる点で好ましい。前記研磨材(b-1)と研磨材(b-2)とを組み合わせて使用する場合、これらの使用割合としては、研磨材(b-1)1重量部に対して、研磨材(b−2)を0.1〜10重量部程度、好ましくは0.3〜5.0重量部、特に好ましくは0.5〜2.0重量部である。 In the present invention, it is preferable to use the abrasives (B) having different average particle sizes in combination, and the average particle size of the primary particles is, for example, 0.05 to 0.5 μm (preferably 0.1 to 0. 3 μm) abrasive (b-1) and the average particle size of primary particles is 0.005 or more and less than 0.05 μm (preferably 0.01 or more and less than 0.05 μm) (b-2) It is preferable to use a combination of (1) and (3) in combination with low scratch resistance and an appropriate polishing rate. When the abrasives (b-1) and the abrasives (b-2) are used in combination, the use ratio of these is such that the abrasives (b- 2) is about 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.3 to 5.0 parts by weight, particularly preferably 0.5 to 2.0 parts by weight.

研磨材(B)の含有量(2種以上含有する場合はその総量)としては、CMP用研磨材組成物全量の、例えば0.1〜50重量%程度であり、上限は、好ましくは40重量%、より好ましくは35重量%、更に好ましくは20重量%、特に好ましくは10重量%、最も好ましくは5重量%である。下限は、好ましくは0.5重量%、特に好ましくは1重量%である。CMP用研磨材組成物に研磨材(B)を上記範囲で添加すると、研磨に適した範囲に粘度を調整することができ、低スクラッチ性と適度な研磨速度とを兼ね備えることができる。 The content of the abrasive (B) (the total amount when two or more kinds are contained) is, for example, about 0.1 to 50% by weight of the total amount of the abrasive composition for CMP, and the upper limit is preferably 40% by weight. %, more preferably 35% by weight, even more preferably 20% by weight, particularly preferably 10% by weight, most preferably 5% by weight. The lower limit is preferably 0.5% by weight, particularly preferably 1% by weight. When the polishing agent (B) is added to the CMP polishing agent composition in the above range, the viscosity can be adjusted within a range suitable for polishing, and both low scratch resistance and appropriate polishing rate can be provided.

[水(C)]
水(C)としては、特に限定することなく、例えば、超純水、イオン交換水、蒸留水、水道水、工業用水等を使用することができる。水(C)の含有量は、適宜調整することができるが、CMP用研磨材組成物全量の、例えば40〜99重量%程度である。水(C)の含有量の下限は、好ましくは45重量%、さらに好ましくは55重量%、特に好ましくは70重量%、最も好ましくは80重量%である。水を上記範囲で含有することで、CMP用研磨材組成物の粘度を研磨に適した範囲に調整することができ、低スクラッチ性と適度な研磨速度とを兼ね備えることができる。
[Water (C)]
The water (C) is not particularly limited and, for example, ultrapure water, ion-exchanged water, distilled water, tap water, industrial water and the like can be used. The content of water (C) can be appropriately adjusted, but is, for example, about 40 to 99 wt% of the total amount of the CMP abrasive composition. The lower limit of the content of water (C) is preferably 45% by weight, more preferably 55% by weight, particularly preferably 70% by weight, most preferably 80% by weight. By containing water in the above range, the viscosity of the polishing composition for CMP can be adjusted to a range suitable for polishing, and both low scratch resistance and appropriate polishing rate can be provided.

[CMP用研磨材組成物]
本発明のCMP用研磨材組成物は上記成分以外にも、必要に応じて他の成分を含有していてもよい。他の成分としては、例えば、さび止め剤、粘度調整剤、ポリグリセリン誘導体(A)以外の界面活性剤、キレート剤、pH調整剤、防腐剤、消泡剤等が挙げられる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて含有することができる。他の成分の含有量(2種以上含有する場合はその総量)は、CMP用研磨材組成物全量の、例えば40重量%以下程度、好ましくは0.001〜10重量%、より好ましくは0.05〜5重量%、さらに好ましくは0.01〜2重量%である。従って、本発明のCMP用研磨材組成物全量における、上記ポリグリセリン誘導体(A)と研磨材(B)と水(C)の合計含有量の占める割合は、例えば60重量%以上、好ましくは80重量%以上、より好ましくは90重量%以上、特に好ましくは95重量%以上、最も好ましくは98重量%以上である。尚、上限は100重量%である。
[Abrasive composition for CMP]
The abrasive composition for CMP of the present invention may contain other components in addition to the above components, if necessary. Examples of the other component include a rust inhibitor, a viscosity modifier, a surfactant other than the polyglycerin derivative (A), a chelating agent, a pH adjuster, an antiseptic, and an antifoaming agent. These may be contained alone or in combination of two or more. The content of the other components (the total amount when two or more types are contained) is, for example, about 40% by weight or less, preferably 0.001 to 10% by weight, more preferably 0. The amount is 05 to 5% by weight, and more preferably 0.01 to 2% by weight. Therefore, the ratio of the total content of the polyglycerin derivative (A), the abrasive (B) and the water (C) in the total amount of the CMP abrasive composition of the present invention is, for example, 60% by weight or more, preferably 80%. It is preferably at least 90% by weight, more preferably at least 90% by weight, particularly preferably at least 95% by weight, most preferably at least 98% by weight. The upper limit is 100% by weight.

さび止め剤としては、特に限定されることなく、例えば、石油製品添加剤(昭和49年8月10日幸書房発行)に記載のさび止め剤を使用することができ、例えば、オクチルアミン等のアルキルアミン、オレイルアミン等のアルケニルアミン、シクロヘキシルアミン等のシクロアルキルアミン等の炭素数2〜16の脂肪族又は脂環式アミン、又は前記炭素数2〜16の脂肪族又は脂環式アミンのエチレンオキシド(1〜2モル)付加物;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノプロパノールアミン等の炭素数2〜4のアルカノールアミン、又は、前記炭素数2〜4のアルカノールアミンのエチレンオキシド(1〜2モル)付加物;オレイン酸、ステアリン酸等の炭素数18〜20の脂肪族カルボン酸とアルカリ金属(Li、Na、K、Rb、Cs)又はアルカリ土類金属(Ca、Sr、Ba、Mg)との塩;石油スルホネート等のスルホン酸塩;ラウリルホスフェート等のリン酸エステル;ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カルシウム等のケイ酸塩;リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、ポリリン酸ナトリウム等のリン酸塩;亜硝酸ナトリウム等の亜硝酸塩;ベンゾトリアゾール等が挙げられる。 The rust preventive agent is not particularly limited, and for example, the rust preventive agent described in Petroleum Product Additives (published on August 10, 1974, Kosho Shobo) can be used. For example, octylamine and the like can be used. Alkylamines such as alkylamines and oleylamines; cycloalkylamines such as cyclohexylamines; aliphatic or alicyclic amines having 2 to 16 carbon atoms; or ethylene oxides of the aliphatic or alicyclic amines having 2 to 16 carbon atoms ( 1 to 2 mol) adduct; an alkanolamine having 2 to 4 carbon atoms such as monoethanolamine, diethanolamine, and monopropanolamine, or an ethylene oxide (1 to 2 mol) adduct of the alkanolamine having 2 to 4 carbon atoms; Salts of aliphatic carboxylic acids having 18 to 20 carbon atoms such as oleic acid and stearic acid with alkali metals (Li, Na, K, Rb, Cs) or alkaline earth metals (Ca, Sr, Ba, Mg); petroleum Sulfonates such as sulfonates; phosphates such as lauryl phosphate; silicates such as sodium silicate and calcium silicate; phosphates such as sodium phosphate, potassium phosphate, sodium polyphosphate; sodium nitrite etc. Nitrite; benzotriazole and the like can be mentioned.

上記さび止め剤の含有量(2種以上含有する場合はその総量)としては、CMP用研磨材組成物全量の、例えば0.01〜5重量%程度、好ましくは0.05〜3重量%、さらに好ましくは0.1〜2重量%である。 The content of the rust preventive agent (when two or more kinds are contained, the total amount thereof) is, for example, about 0.01 to 5% by weight, preferably 0.05 to 3% by weight, based on the total amount of the polishing composition for CMP. More preferably, it is 0.1 to 2% by weight.

粘度調整剤は、本発明においてはCMP用研磨材組成物を希釈することを目的に使用されるものであり、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール等の1価の水溶性アルコール;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、グリセリン、重合度2〜50のポリエチレングリコール等の2価以上の水溶性アルコール等が挙げられる。 In the present invention, the viscosity modifier is used for the purpose of diluting the abrasive composition for CMP, and examples thereof include monohydric water-soluble alcohols such as methanol, ethanol and propanol; ethylene glycol and propylene glycol. , Butylene glycol, glycerin, and dihydric or higher water-soluble alcohols such as polyethylene glycol having a degree of polymerization of 2 to 50.

上記粘度調整剤の含有量(2種以上含有する場合はその総量)は、CMP用研磨材組成物全量の、例えば0.1〜30重量%程度、好ましくは0.5〜20重量%、さらに好ましくは1〜10重量%である。 The content of the above-mentioned viscosity modifier (when two or more kinds are contained, the total amount) is, for example, about 0.1 to 30% by weight, preferably 0.5 to 20% by weight, and more preferably about 0.5 to 20% by weight of the total amount of the CMP abrasive composition. It is preferably 1 to 10% by weight.

上記ポリグリセリン誘導体(A)以外の界面活性剤には、ポリグリセリン誘導体(A)以外のノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、及び両性界面活性剤が含まれる。 The surfactants other than the polyglycerin derivative (A) include nonionic surfactants other than the polyglycerin derivative (A), anionic surfactants, cationic surfactants, and amphoteric surfactants.

ポリグリセリン誘導体(A)以外のノニオン性界面活性剤としては、例えば、脂肪族アルコール(炭素数8〜24)アルキレンオキシド(アルキレンの炭素数2〜8)付加物(重合度2〜100);モノステアリン酸ポリエチレングリコール(重合度20)、ジステアリン酸ポリエチレングリコール(重合度30)等のポリオキシアルキレン(アルキレンの炭素数2〜8、重合度2〜100)高級脂肪酸(炭素数8〜24)エステル;モノステアリン酸グリセリン、モノステアリン酸エチレングリコール、モノラウリン酸ソルビタン、ジオレイン酸ソルビタン等の多価(2〜10価、又はそれ以上)アルコール(炭素数2〜10)高級脂肪酸(炭素数8〜24)エステル;モノラウリン酸ポリオキシエチレン(重合度10)ソルビタン、ポリオキシエチレン(重合度50)ジオレイン酸メチルグルコシド等のポリオキシアルキレン(アルキレンの炭素数2〜8、重合度2〜100)多価(2〜10価又はそれ以上)アルコール(炭素数2〜10)高級脂肪酸(炭素数8〜24)エステル;ポリオキシアルキレン(アルキレンの炭素数2〜8、重合度2〜100)アルキル(炭素数1〜22)フェニルエーテル;ポリオキシアルキレン(アルキレンの炭素数2〜8、重合度1〜100)アルキル(炭素数8〜24)アミノエーテル;ラウリルジメチルアミンオキシド等のアルキル(炭素数8〜24)ジアルキル(炭素数1〜6)アミンオキシド等が挙げられる。 Examples of nonionic surfactants other than the polyglycerin derivative (A) include aliphatic alcohols (C8 to C24) alkylene oxides (alkylene C2 to C8) adducts (degree of polymerization 2 to 100); mono. Polyoxyalkylene (C2 to C8 of alkylene, degree of polymerization 2 to 100) higher fatty acid (C8 to C24) ester such as polyethylene glycol stearate (degree of polymerization 20), polyethylene glycol distearate (degree of polymerization 30); Glycerin monostearate, ethylene glycol monostearate, sorbitan monolaurate, sorbitan dioleate, and other polyhydric (2 to 10 valent or higher) alcohols (C2 to C10) higher fatty acids (C8 to C24) esters Polyoxyalkylenes such as polyoxyethylene monolaurate (degree of polymerization 10) sorbitan, polyoxyethylene (degree of polymerization 50) dioleic acid methyl glucoside (alkylene carbon number 2-8, degree of polymerization 2-100) polyvalent (2 Alcohol (having 2 to 10 carbon atoms) higher fatty acid (having 8 to 24 carbon atoms) ester; polyoxyalkylene (having 2 to 8 carbon atoms of alkylene, polymerization degree of 2 to 100) alkyl (having 1 to 22 carbon atoms) ) Phenyl ether; polyoxyalkylene (alkylene having 2 to 8 carbon atoms, degree of polymerization 1 to 100) alkyl (carbon number 8 to 24) amino ether; alkyl such as lauryl dimethylamine oxide (carbon number to 8 to 24) dialkyl (carbon 1 to 6) amine oxide and the like.

アニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレン(重合度2〜100)ラウリルエーテル酢酸ナトリウム等の炭素数8〜24の炭化水素(エーテル)カルボン酸又はその塩;ラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレン(重合度2〜100)ラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレン(重合度2〜100)ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ポリオキシエチレン(重合度2〜100)ヤシ油脂肪酸モノエタノールアミド硫酸ナトリウム等の炭素数8〜24の炭化水素(エーテル)硫酸エステル塩;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレン(重合度2〜100)ラウリルスルホコハク酸−2−ナトリウム等の炭素数8〜24の炭化水素(エーテル)スルホン酸塩;スルホコハク酸ポリオキシエチレン(重合度2〜100)ラウロイルエタノールアミド−2−ナトリウム、ヤシ油脂肪酸メチルタウリンナトリウム、ヤシ油脂肪酸サルコシンナトリウム、ヤシ油脂肪酸サルコシントリエタノールアミン、N−ヤシ油脂肪酸アシル−L−グルタミン酸トリエタノールアミン、N−ヤシ油脂肪酸アシル−L−グルタミン酸ナトリウム、ラウロイルメチル−β−アラニンナトリウム等が挙げられる。 Examples of the anionic surfactant include polyoxyethylene (polymerization degree: 2 to 100), a hydrocarbon (ether)carboxylic acid having 8 to 24 carbon atoms such as sodium lauryl ether acetate, or a salt thereof; sodium lauryl sulfate, polyoxyethylene. (Polymerization degree 2 to 100) Sodium lauryl sulfate, polyoxyethylene (Polymerization degree 2 to 100) lauryl sulfate triethanolamine, polyoxyethylene (Polymerization degree 2 to 100) Coconut oil fatty acid monoethanolamide sodium sulfate, etc. 8 carbon atoms To 24 hydrocarbon (ether) sulfate ester salt; sodium dodecylbenzene sulfonate, polyoxyethylene (polymerization degree: 2 to 100) lauryl sulfosuccinic acid-2-sodium salt, etc., hydrocarbon (ether) sulfonate having 8 to 24 carbon atoms Salt; polyoxyethylene sulfosuccinate (polymerization degree: 2 to 100) lauroylethanolamide-2-sodium, coconut oil fatty acid methyl taurine sodium, coconut oil fatty acid sarcosine sodium, coconut oil fatty acid sarcosine triethanolamine, N-coconut oil fatty acid acyl- Examples include L-glutamic acid triethanolamine, N-coconut oil fatty acid acyl-L-glutamic acid sodium salt, and lauroylmethyl-β-alanine sodium salt.

カチオン性界面活性剤としては、例えば、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化ベヘニルトリメチルアンモニウム、塩化ジステアリルジメチルアンモニウム、エチル硫酸ラノリン脂肪酸アミノプロピルエチルジメチルアンモニウム等の第4級アンモニウム塩型カチオン性界面活性剤;ステアリン酸ジエチルアミノエチルアミド乳酸塩、ジラウリルアミン塩酸塩、オレイルアミン乳酸塩等のアミン塩型カチオン性界面活性剤等が挙げられる。 Examples of the cationic surfactant include quaternary ammonium salt type cationic surfactants such as stearyltrimethylammonium chloride, behenyltrimethylammonium chloride, distearyldimethylammonium chloride, and lanolin fatty acid aminopropylethyldimethylammonium ethylsulfate; stearin; Examples thereof include amine salt type cationic surfactants such as acid diethylaminoethylamide lactate, dilaurylamine hydrochloride and oleylamine lactate.

両性界面活性剤としては、例えば、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ラウリルヒドロキシスルホベタイン、ラウロイルアミドエチルヒドロキシエチルカルボキシメチルベタインヒドロキシプロピル等のベタイン型両性界面活性剤;β−ラウリルアミノプロピオン酸ナトリウム等のアミノ酸型両性界面活性剤等が挙げられる。 Examples of the amphoteric surfactant include coconut oil fatty acid amide propyldimethylaminoacetic acid betaine, lauryldimethylaminoacetic acid betaine, 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine, laurylhydroxysulfobetaine, lauroylamide. Examples include betaine-type amphoteric surfactants such as ethyl hydroxyethyl carboxymethyl betaine hydroxypropyl; amino-acid type amphoteric surfactants such as sodium β-laurylaminopropionate.

上記ポリグリセリン誘導体(A)以外の界面活性剤の含有量(2種以上含有する場合はその総量)は、用途等に応じて適宜調整することができるが、CMP用研磨材組成物全量の、例えば5重量%以下、好ましくは3重量%以下、特に好ましくは1重量%以下、最も好ましくは0.1重量%未満である。 The content of the surfactant other than the polyglycerin derivative (A) (the total amount when two or more kinds are contained) can be appropriately adjusted according to the application etc., but the total amount of the abrasive composition for CMP is For example, it is 5% by weight or less, preferably 3% by weight or less, particularly preferably 1% by weight or less, and most preferably less than 0.1% by weight.

キレート剤としては、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、コハク酸ナトリウム、1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸ナトリウム等が挙げられる。 Examples of the chelating agent include sodium polyacrylate, sodium ethylenediaminetetraacetate, sodium succinate, sodium 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonate, and the like.

pH調整剤としては、例えば、酢酸、ホウ酸、クエン酸、シュウ酸、リン酸、塩酸等の酸;アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリが挙げられる。 Examples of the pH adjuster include acids such as acetic acid, boric acid, citric acid, oxalic acid, phosphoric acid and hydrochloric acid; alkalis such as ammonia, sodium hydroxide and potassium hydroxide.

防腐剤としては、例えば、塩酸アルキルジアミノエチルグリシン等が挙げられる。 Examples of the preservative include alkyldiaminoethylglycine hydrochloride and the like.

消泡剤としては、例えば、シリコーン、炭素数4〜16の長鎖アルコール、炭素数4〜16の脂肪酸エステル、金属石鹸等が挙げられる。 Examples of the defoaming agent include silicone, long-chain alcohol having 4 to 16 carbon atoms, fatty acid ester having 4 to 16 carbon atoms, metal soap and the like.

本発明のCMP用研磨材組成物は、上記成分を周知慣用の混合装置を使用して混合することにより製造することができる。尚、分散性が悪い研磨材を使用する場合は、強い剪断力を有するプラネタリーミキサー等を使用してもよい。原料の配合順序としては、特に限定されない。研磨材(B)として、二酸化ケイ素を使用する場合は、pHが8以上で安定な分散状態を得られるので、アルカリ等のpH調整剤を用いてpHを調整することが好ましい。このようにして得られる本発明のCMP用研磨材組成物は、スラリー状を呈していてもよい。 The abrasive composition for CMP of the present invention can be produced by mixing the above components using a known and commonly used mixing device. When using an abrasive having poor dispersibility, a planetary mixer having a strong shearing force may be used. The order of mixing the raw materials is not particularly limited. When silicon dioxide is used as the abrasive (B), it is preferable to adjust the pH using a pH adjuster such as alkali, since a stable dispersed state can be obtained at a pH of 8 or higher. The thus obtained CMP abrasive composition of the present invention may be in the form of a slurry.

本発明のCMP用研磨材組成物は、ポリグリセリン誘導体(A)が、研磨材(B)と相互作用することにより、研磨材(B)の凝集を緩和することができ、研磨材(B)が凝集して平均粒子径が大きい二次粒子を形成することを抑制することができる。そのため、本発明のCMP用研磨材組成物をウェハや液晶ディスプレー用基板表面の研磨に使用すると、ウェハや液晶ディスプレー用基板表面を効率よく、且つ、滑らかに研磨することができ、ウェハや液晶ディスプレー用基板表面にスクラッチが生じるのを抑制することができる。また、ポリグリセリン誘導体(A)は水及び後述の有機溶媒に対する溶解性に優れるため、研磨後は、水洗し、更に有機溶媒で洗浄することにより、ウェハや液晶ディスプレー用基板表面から研磨材や研磨屑を容易に取り除くことができる。 In the abrasive composition for CMP of the present invention, the polyglycerin derivative (A) interacts with the abrasive (B), whereby the agglomeration of the abrasive (B) can be mitigated, and the abrasive (B) can be reduced. Can be suppressed from forming secondary particles having a large average particle size. Therefore, when the polishing composition for CMP of the present invention is used for polishing the surface of a wafer or a substrate for a liquid crystal display, the surface of a wafer or a substrate for a liquid crystal display can be efficiently and smoothly polished. It is possible to suppress the occurrence of scratches on the surface of the substrate for use. In addition, since the polyglycerin derivative (A) has excellent solubility in water and the organic solvent described later, after polishing, it is washed with water and further washed with an organic solvent, so that the surface of the wafer or the substrate for the liquid crystal display is polished with an abrasive or polished. Debris can be easily removed.

洗浄に利用可能な有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−エトキシメタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、3−メトキシ−1−プロパノール,1−メトキシ−2−プロパノール等のアルコール系溶媒;アセトン、アセチルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸ブチル、プロピオン酸イソブチル、1−メトキシ−2−プロピルアセテ−ト、乳酸メチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトン等のエステル系溶媒;ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、エチルプロピルエーテル、アニソール、フェネトール、ベラトロール等のエーテル系溶媒;メシチレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、プロピルベンゼン、t−ブチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒;N−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒等を挙げることができる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。本発明においては、なかでも、ポリグリセリン誘導体(A)の溶解性の点で、エステル系溶媒を好適に使用することができる。 Examples of the organic solvent that can be used for washing include methanol, ethanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-ethoxymethanol, 1-methoxy-2-propanol, 3-methoxy-1-propanol, 1-methoxy-2. -Alcohol solvents such as propanol; ketone solvents such as acetone, acetylacetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone, 3-heptanone, cyclopentanone, cyclohexanone; ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, acetic acid Ester solvents such as pentyl, ethyl propionate, propyl propionate, butyl propionate, isobutyl propionate, 1-methoxy-2-propylacetate, methyl lactate, ethyl lactate, γ-butyrolactone; diisopropyl ether, dibutyl ether, Ether solvents such as ethyl propyl ether, anisole, phenetole, veratrol; aromatic hydrocarbon solvents such as mesitylene, ethylbenzene, diethylbenzene, propylbenzene, t-butylbenzene; amide solvents such as N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide, etc. Can be mentioned. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. In the present invention, among others, an ester solvent can be preferably used in view of the solubility of the polyglycerin derivative (A).

[半導体デバイスの製造方法]
本発明の半導体デバイスの製造方法は、上述のCMP用研磨材組成物を使用してウェハの表面の凹凸を研磨して平坦化する工程を有する。
[Semiconductor Device Manufacturing Method]
The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes the step of polishing the surface irregularities of a wafer to planarize it using the above-described CMP abrasive composition.

ウェハとしては、例えば、シリコンウェハ、ガリウムヒ素ウェハ、ゲルマニウムウェハ、サファイアウェハ、リン化ガリウムウェハ、ヒ化ガリウムウェハ、リン化インジウムウェハ、窒化ガリウムウェハ等を使用することができる。 As the wafer, for example, a silicon wafer, gallium arsenide wafer, germanium wafer, sapphire wafer, gallium phosphide wafer, gallium arsenide wafer, indium phosphide wafer, gallium nitride wafer, or the like can be used.

本発明の半導体デバイスの製造方法において使用する研磨機としては、特に限定されず、例えば、ロータリー型、ベルト型等を使用することができる。代表的な研磨機の一例を図1に挙げる。研磨機を使用した研磨方法としては、例えば、定盤(1)、研磨ヘッド(5)を回転させ、CMP用研磨材組成物(4)をCMP用研磨材組成物供給用配管(3)から研磨ヘッド(5)付近に供給しながら、定盤(1)上に設けた研磨パッド(2)表面にウェハ(6)表面を押圧することにより研磨する方法が挙げられる。 The polishing machine used in the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention is not particularly limited and, for example, a rotary type, a belt type or the like can be used. An example of a typical polishing machine is shown in FIG. As a polishing method using a polishing machine, for example, the surface plate (1) and the polishing head (5) are rotated, and the CMP abrasive composition (4) is supplied from the CMP abrasive composition supply pipe (3). A method of polishing by pressing the surface of the wafer (6) against the surface of the polishing pad (2) provided on the surface plate (1) while supplying it near the polishing head (5) can be mentioned.

CMP用研磨材組成物(4)の供給量としては、50〜1000mL/分程度である。研磨ヘッド(5)及び定盤(2)の回転数としては、10〜100rpm程度である。 The supply amount of the abrasive composition for CMP (4) is about 50 to 1000 mL/min. The number of rotations of the polishing head (5) and the surface plate (2) is about 10 to 100 rpm.

研磨パッド(2)としては、通常のポリウレタン樹脂等の発泡体を好適に使用することができる。 As the polishing pad (2), an ordinary foam such as polyurethane resin can be preferably used.

研磨は、室温(1〜30℃)下、圧力1〜10psi(約6.90〜69.0kPa)の条件で行うことが好ましい。また、研磨時間としては、10秒〜5分程度である。 Polishing is preferably performed at room temperature (1 to 30° C.) under a pressure of 1 to 10 psi (about 6.90 to 69.0 kPa). The polishing time is about 10 seconds to 5 minutes.

研磨終了後は、ウェハ表面を水洗し、更に上述の有機溶媒を用いて洗浄することが好ましい。本発明では上記CMP用研磨材組成物を使用するため、水、及び有機溶媒を用いた洗浄により、研磨屑、研磨材、添加剤等を速やかに除去することができ、研磨屑等が残存することを抑制できる。尚、水洗と有機溶媒を用いた洗浄は、いずれを先に行ってもよい。 After the polishing is completed, it is preferable to wash the surface of the wafer with water and further wash with the above-mentioned organic solvent. Since the polishing composition for CMP is used in the present invention, polishing debris, abrasives, additives, etc. can be promptly removed by washing with water and an organic solvent, and the polishing debris remains. Can be suppressed. Either washing with water or washing with an organic solvent may be performed first.

本発明の半導体デバイスの製造方法によれば、ウェハ表面にスクラッチを発生させることなく高精度に平坦化することができ、トランジスタ等の素子の配線を設計通りに積み重ね、多層からなる配線層を形成することができる。更に、表面における凹凸の存在は配線の段切れ、局所的な抵抗値の増大等を招き、断線や電流容量の低下等をもたらすが、本発明の半導体デバイスの製造方法によれば、より信頼性の高い半導体デバイスを提供することができる。 According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the wafer surface can be flattened with high accuracy without generating scratches, and the wirings of elements such as transistors are stacked as designed to form a multilayer wiring layer. can do. Further, the presence of irregularities on the surface causes disconnection of wiring, local increase in resistance value, and the like, resulting in disconnection and reduction in current capacity. However, according to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, reliability is improved. It is possible to provide a semiconductor device having high cost.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、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。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

実施例及び比較例で使用した材料は下記の通りである。
<界面活性剤>
・ポリグリセリン誘導体(A−1):グリセリン1molに2−エチルヘキシルグリシジルエーテルを19mol付加したもの、重量平均分子量:3800、調製例1により製造したものを使用した
・ポリグリセリン誘導体(A−2):デカグリセリン1molに2−エチルヘキシルグリシジルエーテルを10mol付加したもの、重量平均分子量:2700、調製例2により製造したものを使用した
・ポリグリセリン誘導体(A−3):ポリ(20)グリセリン1molにラウリン酸10molを付加したもの、重量平均分子量:3500、調製例3により製造したものを使用した
・ポリグリセリン誘導体(A−4):ポリ(20)グリセリン1molにイソステアリン酸を10mol付加したもの、重量平均分子量:4200、調製例4により製造したものを使用した
・ポリグリセリン誘導体(PG−1):ラウリルアルコール1molに2,3−エポキシ−1−プロパノールを4mol付加したもの、重量平均分子量:480、商品名「PGLAL ML04」、(株)ダイセル製
・ポリグリセリン誘導体(PG−2):ラウリルアルコール1molに2,3−エポキシ−1−プロパノールを10mol付加したもの、重量平均分子量:927
・ポリグリセリン誘導体(PG−3):ラウリルアルコール1molに2,3−エポキシ−1−プロパノールを6mol付加したもの、重量平均分子量:630
・ポリグリセリン誘導体(PG−4):イソステアリルアルコール1molに2,3−エポキシ−1−プロパノールを10mol付加したもの、重量平均分子量:1020
・ポリグリセリン誘導体(PG−5):グリセリン1molに2,3−エポキシ−1−プロパノールを9mol付加したもの、重量平均分子量:760、商品名「PGL 10PS」、(株)ダイセル製
・ポリグリセリン誘導体(PG−6):グリセリン1molに2,3−エポキシ−1−プロパノールを19mol付加したもの、重量平均分子量:1500、商品名「PGL 20P」、(株)ダイセル製
・ポリオキシアルキレン誘導体(POA−1):エチレングリコール1molにエチレンオキシドを48mol付加した後、プロピレンオキシドを38mol付加したもの、重量平均分子量:4400
・ポリオキシアルキレン誘導体(POA−2):エチレングリコール1molにエチレンオキシドを32mol付加した後、プロピレンオキシドを20mol付加したもの、重量平均分子量:2600
・ポリオキシアルキレン誘導体(POA−3):ラウリルアルコール1molにエチレンオキシドを10mol付加したもの、重量平均分子量:630、商品名「EMALEX 710」、日本エマルジョン(株)製
・ポリオキシアルキレン誘導体(POA−4):ラウリルアルコール1molにエチレンオキシドを20mol付加したもの、重量平均分子量:1100、商品名「EMALEX 720」、日本エマルジョン(株)製
The materials used in Examples and Comparative Examples are as follows.
<Surfactant>
-Polyglycerin derivative (A-1): A product obtained by adding 19 mol of 2-ethylhexyl glycidyl ether to 1 mol of glycerin, weight average molecular weight: 3800, and the product produced according to Preparation Example 1 were used-Polyglycerin derivative (A-2): 10 mol of 2-ethylhexyl glycidyl ether was added to 1 mol of decaglycerin, weight average molecular weight: 2700, and the product produced in Preparation Example 2 was used. Polyglycerin derivative (A-3): poly(20) glycerin 1 mol and lauric acid The thing which added 10 mol, the weight average molecular weight:3500, and what was manufactured by the preparation example 3 was used.-Polyglycerin derivative (A-4): Poly(20) glycerol 1 mol added with 10 mol of isostearic acid, weight average molecular weight : 4200, the one prepared in Preparation Example 4 was used.-Polyglycerin derivative (PG-1): 1 mol of lauryl alcohol to which 4 mol of 2,3-epoxy-1-propanol was added, weight average molecular weight: 480, trade name "PGLAL ML04", manufactured by Daicel Corp., polyglycerin derivative (PG-2): 10 mol of 2,3-epoxy-1-propanol added to 1 mol of lauryl alcohol, weight average molecular weight: 927
-Polyglycerin derivative (PG-3): 6 mol of 2,3-epoxy-1-propanol added to 1 mol of lauryl alcohol, weight average molecular weight: 630
Polyglycerin derivative (PG-4): 1 mol of isostearyl alcohol to which 10 mol of 2,3-epoxy-1-propanol is added, weight average molecular weight: 1020
-Polyglycerin derivative (PG-5): 2,3-epoxy-1-propanol 9 mol added to 1 mol of glycerin, weight average molecular weight: 760, trade name "PGL 10PS", manufactured by Daicel Corporation-Polyglycerin derivative (PG-6): 19 mol of 2,3-epoxy-1-propanol added to 1 mol of glycerin, weight average molecular weight: 1500, trade name "PGL 20P", manufactured by Daicel Corporation, polyoxyalkylene derivative (POA- 1): 48 mol of ethylene oxide added to 1 mol of ethylene glycol, and 38 mol of propylene oxide added thereto, weight average molecular weight: 4,400
Polyoxyalkylene derivative (POA-2): 32 mol of ethylene oxide added to 1 mol of ethylene glycol and then 20 mol of propylene oxide, weight average molecular weight: 2600
-Polyoxyalkylene derivative (POA-3): 10 mol of ethylene oxide added to 1 mol of lauryl alcohol, weight average molecular weight: 630, trade name "EMALEX 710", manufactured by Nippon Emulsion Co., Ltd.-Polyoxyalkylene derivative (POA-4) ): 20 mol of ethylene oxide added to 1 mol of lauryl alcohol, weight average molecular weight: 1100, trade name "EMALEX 720", manufactured by Nippon Emulsion Co., Ltd.

調製例1(ポリグリセリン誘導体(A−1)の調製)
反応容器にグリセリン90重量部、及びアルカリ触媒として48%NaOH水溶液を仕込み、そこへ2−エチルヘキシルグリシジルエーテル3540重量部(グリセリン1molに対して19molとなる量)を、100℃を維持しつつ、12時間かけて滴下し、1時間の熟成を経て、85%リン酸水溶液を加えて反応を停止して、付加物を得た。
Preparation Example 1 (Preparation of polyglycerin derivative (A-1))
90 parts by weight of glycerin and 48% NaOH aqueous solution as an alkali catalyst were charged into a reaction vessel, and 3540 parts by weight of 2-ethylhexyl glycidyl ether (amount of 19 mol with respect to 1 mol of glycerin) was maintained at 100° C. After dripping over a period of time and aging for 1 hour, an 85% phosphoric acid aqueous solution was added to stop the reaction, and an adduct was obtained.

調製例2(ポリグリセリン誘導体(A−2)の調製)
グリセリンに代えてデカグリセリンを使用し、2−エチルヘキシルグリシジルエーテルの使用量をデカグリセリン1molに対して10molとなる量に変更した以外は調製例1と同様にして、付加物を得た。
Preparation Example 2 (Preparation of polyglycerin derivative (A-2))
An adduct was obtained in the same manner as in Preparation Example 1 except that decaglycerin was used instead of glycerin, and the amount of 2-ethylhexylglycidyl ether used was changed to 10 mol with respect to 1 mol of decaglycerin.

調製例3(ポリグリセリン誘導体(A−3)の調製)
反応容器に、ポリ(20)グリセリン1500重量部、ラウリン酸2000重量部(ポリ(20)グリセリン1molに対して10molとなる量)、及び48%水酸化ナトリウム水溶液とを仕込んだ。窒素気流下、常圧で、内温を200℃に昇温し10時間反応させた。反応終了後、常温まで冷却して、付加物を得た。
Preparation Example 3 (Preparation of polyglycerin derivative (A-3))
1500 parts by weight of poly(20)glycerin, 2000 parts by weight of lauric acid (amount of 10 mol based on 1 mol of poly(20)glycerin), and 48% aqueous sodium hydroxide solution were charged into a reaction vessel. Under a nitrogen stream, the internal temperature was raised to 200° C. under normal pressure, and the reaction was performed for 10 hours. After completion of the reaction, it was cooled to room temperature to obtain an adduct.

調製例4(ポリグリセリン誘導体(A−4)の調製)
ラウリン酸に代えてイソステアリン酸を使用した以外は調製例3と同様にして、付加物を得た。
Preparation Example 4 (Preparation of polyglycerin derivative (A-4))
An adduct was obtained in the same manner as in Preparation Example 3 except that isostearic acid was used instead of lauric acid.

調製例5(研磨材スラリーの調製)
コロイダルシリカ(一次粒子平均粒子径:0.035μm)10重量部、及び酸化セリウム(一次粒子平均粒子径:0.2μm)10重量部を、撹拌機(商品名「T.K.ホモミクサー」、プライミクス(株)社製)を使用して水に分散させて、研磨材濃度20重量%の研磨材スラリーを調製した。
Preparation Example 5 (Preparation of abrasive slurry)
10 parts by weight of colloidal silica (average particle size of primary particles: 0.035 μm) and 10 parts by weight of cerium oxide (average particle size of primary particles: 0.2 μm) were mixed with a stirrer (trade name “TK homomixer”, Primex). (Manufactured by Co., Ltd.) was used to disperse in water to prepare an abrasive slurry with an abrasive concentration of 20% by weight.

実施例1
界面活性剤として調製例1で得られたポリグリセリン誘導体(A−1)4.0重量部、調製例5で得られた研磨材スラリー20重量部、pH調整剤としてアンモニア水0.2重量部、及びイオン交換水200mLを撹拌機(商品名「T.K.ホモミクサー」、プライミクス(株)社製)を使用して混合して組成物1(pH:8.3)を得た。
Example 1
As a surfactant, 4.0 parts by weight of the polyglycerin derivative (A-1) obtained in Preparation Example 1, 20 parts by weight of the abrasive slurry obtained in Preparation Example 5, 0.2 parts by weight of aqueous ammonia as a pH adjuster , And ion-exchanged water (200 mL) were mixed by using a stirrer (trade name “TK homomixer”, manufactured by PRIMIX Corporation) to obtain a composition 1 (pH: 8.3).

実施例2〜4、比較例1〜10
下記表1に記載の処方に変更した以外は実施例1と同様にして組成物を得た。
Examples 2-4, Comparative Examples 1-10
A composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the formulation shown in Table 1 below was changed.

Figure 0006728011
Figure 0006728011

[評価試験]
実施例及び比較例で得られた組成物1〜14について下記方法により低スクラッチ性、分散性試験、及び洗浄性を評価した。
[低スクラッチ性試験]
被研磨物として、熱酸化法により表面に酸化ケイ素膜を1μmの厚みで成膜した直径8インチシリコンウェハを使用した。研磨機は、片面研磨機(商品名「EPO113」、荏原製作所(株)社製)を使用し、研磨パッドは、商品名「IC1000」(ロデール社製)を使用した。
研磨条件
加工圧力:5psi
定盤回転数:60rpm
ウェハ回転数:50rpm
組成物供給量:150mL/分
研磨時間:2分間
[Evaluation test]
The compositions 1 to 14 obtained in Examples and Comparative Examples were evaluated for low scratch resistance, dispersibility test, and detergency by the following methods.
[Low scratch test]
As the object to be polished, a silicon wafer having a diameter of 8 inches having a silicon oxide film formed on the surface by thermal oxidation to have a thickness of 1 μm was used. The polishing machine used was a single-sided polishing machine (trade name "EPO113", manufactured by EBARA CORPORATION), and the polishing pad used was trade name "IC1000" (manufactured by Rodel).
Polishing conditions Processing pressure: 5 psi
Plate rotation speed: 60 rpm
Wafer rotation speed: 50 rpm
Composition supply rate: 150 mL/min Polishing time: 2 minutes

上記研磨条件でシリコンウェハを研磨し、研磨終了後、シリコンウェハを純水で洗浄、乾燥し、研磨によるシリコンウェハ表面の長さ0.2μm以上のスクラッチ(かき傷)を観測し、下記基準で低スクラッチ性を評価した。尚、スクラッチの観測には、商品名「サーフスキャンSP−1」(ケーエルエー・テンコール社製)を使用した。
低スクラッチ性評価基準
スクラッチの数が5個未満:極めて良好(◎)
スクラッチの数が5個以上、20個未満:良好(○)
スクラッチの数が20個以上、30個未満:やや不良(△)
スクラッチの数が30個以上:不良(×)
After polishing the silicon wafer under the above polishing conditions, after the polishing is finished, the silicon wafer is washed with pure water and dried, and a scratch (scratch) having a length of 0.2 μm or more on the surface of the silicon wafer due to polishing is observed. The low scratch resistance was evaluated. The product name "Surfscan SP-1" (produced by KLA-Tencor) was used for the scratch observation.
Low Scratch Evaluation Criteria Less than 5 scratches: Very good (◎)
The number of scratches is 5 or more and less than 20: Good (○)
The number of scratches is 20 or more and less than 30: Somewhat bad (△)
30 or more scratches: bad (x)

[分散性試験]
研磨終了後、回収した組成物1Lを孔径1μmのメンブランフィルター(直径:47mm)を使用して、一次側圧力(フィルターの原液側:p1)を2kg/cm2として濾過を行い、二次側圧力(フィルターのろ液側:p2)を測定し、下記式により圧力損失を算出し、下記基準で分散性を評価した。尚、圧力測定には、商品名「マノスターゲージWO81FN100」、((株)山本電機製作所製)を使用した。
圧力損失(%)={(p1−p2)/p1}×100
分散性評価基準
10%未満:極めて良好(◎)
10%以上、50%未満:良好(○)
50%以上、70%未満:やや不良(△)
70%以上、又は途中で目詰まりして濾過不能:不良(×)
[Dispersibility test]
After completion of polishing, 1 L of the recovered composition was filtered using a membrane filter (diameter: 47 mm) having a pore size of 1 μm at a primary pressure (stock solution side of the filter: p 1 ) of 2 kg/cm 2 and a secondary side. The pressure (filtrate side of the filter: p 2 ) was measured, the pressure loss was calculated by the following formula, and the dispersibility was evaluated according to the following criteria. For the pressure measurement, a product name “Manostar gauge WO81FN100” (manufactured by Yamamoto Electric Co., Ltd.) was used.
Pressure loss (%)={(p 1 −p 2 )/p 1 }×100
Dispersibility evaluation criteria Less than 10%: Very good (◎)
10% or more and less than 50%: good (○)
50% or more and less than 70%: Somewhat bad (△)
70% or more, or clogging on the way and filtration is impossible: bad (x)

[洗浄性試験]
研磨終了後、回収した組成物1gに、25℃条件下で、メトキシプロパノール7gと1−メトキシ−2−プロピルアセテート3gを混合して得られた混合液について、外観を目視で観察し、下記基準で洗浄性を評価した。
洗浄性評価基準
溶解:極めて良好(◎)
白濁分散:良好(○)
完全分離:不良(×)
[Cleanability test]
After polishing, 1 g of the recovered composition was mixed with 7 g of methoxypropanol and 3 g of 1-methoxy-2-propylacetate under the condition of 25° C., and the appearance was visually observed. The washability was evaluated by.
Detergency evaluation criteria Dissolution: Very good (◎)
White turbid dispersion: Good (○)
Complete separation: Bad (x)

上記評価結果を下記表2にまとめて示す。

Figure 0006728011
The evaluation results are summarized in Table 2 below.
Figure 0006728011

表2の低スクラッチ性及び分散性評価結果より、界面活性剤としてポリグリセリン誘導体(A)を含有する組成物1〜4は、分散性に優れ、メンブランフィルターを通過することによる圧力損失を50%未満に抑制することができた。そして、組成物1〜4を使用してシリコンウェハ表面を研磨した場合、スクラッチの発生を極めて低く抑制することができた。
一方、ポリグリセリン誘導体(A)に代えてポリオキシアルキレン誘導体を使用した組成物11〜14は、研磨材(B)の凝集を抑制できず、研磨材(B)の二次粒子の平均粒子径が大きくなった結果、メンブランフィルターを通過することによる圧力損失が50%以上であった。そして、組成物11〜14を使用した場合は、20個以上のスクラッチが発生した。
From the results of evaluation of low scratch resistance and dispersibility in Table 2, the compositions 1 to 4 containing the polyglycerin derivative (A) as the surfactant have excellent dispersibility, and the pressure loss due to passing through the membrane filter is 50%. Could be suppressed to less than. Then, when the surface of the silicon wafer was polished using the compositions 1 to 4, the occurrence of scratches could be suppressed to an extremely low level.
On the other hand, the compositions 11 to 14 using the polyoxyalkylene derivative instead of the polyglycerin derivative (A) cannot suppress the aggregation of the abrasive (B), and the average particle diameter of the secondary particles of the abrasive (B). As a result, the pressure loss due to passing through the membrane filter was 50% or more. When using the compositions 11 to 14, 20 or more scratches were generated.

また、上記洗浄性評価結果より、界面活性剤としてポリグリセリン誘導体(A)を含有する組成物1〜4は有機溶媒に対する分散・溶解性に優れ、一方、ポリグリセリン誘導体(A)に代えてポリグリセリン誘導体(PG)を使用した組成物5〜10は、有機溶媒に対して分散、溶解することはなかった。 Moreover, from the above-mentioned detergency evaluation results, the compositions 1 to 4 containing the polyglycerin derivative (A) as a surfactant have excellent dispersibility/solubility in an organic solvent, while the polyglycerin derivative (A) was used instead of the polyglycerin derivative (A). The compositions 5 to 10 using the glycerin derivative (PG) were neither dispersed nor dissolved in the organic solvent.

以上の結果から、本発明のCMP用研磨材組成物は、ポリグリセリン誘導体(A)により研磨材(B)の凝集を防いで、平均粒子径を小さく維持することができ、研磨材の凝集により引き起こされるスクラッチの発生を抑制することができることがわかる。また、本発明のCMP用研磨材組成物は洗浄性に優れ、研磨終了後に有機溶媒を用いて洗浄することにより、研磨材や研磨屑をきれいに除去できることがわかる。 From the above results, the abrasive composition for CMP of the present invention can prevent the abrasive (B) from aggregating with the polyglycerin derivative (A) and can keep the average particle size small, and It can be seen that the occurrence of scratches caused can be suppressed. Further, it is understood that the CMP abrasive composition of the present invention has excellent cleaning properties, and the abrasive and polishing debris can be removed cleanly by cleaning with an organic solvent after polishing.

1 定盤
2 研磨パッド
3 CMP用研磨材組成物供給用配管
4 CMP用研磨材組成物
5 研磨ヘッド
6 ウェハ
1 Surface Plate 2 Polishing Pad 3 CMP Abrasive Composition Supply Pipe 4 CMP Abrasive Composition 5 Polishing Head 6 Wafer

Claims (5)

下記式(a)
RO−(C352R)n−R (a)
(式中、括弧内に示す繰り返し単位は、下記式(1)及び/又は(2)
Figure 0006728011
で表される。Rは同一又は異なって、水素原子、炭素数1〜18の炭化水素基、又は炭素数2〜24のアシル基を示す。但し、(n+2)個のRのうち、少なくとも2個は炭素数1〜18の炭化水素基及び/又は炭素数2〜24のアシル基である。nは前記繰り返し単位の数を示し、2〜60の整数である)
で表されるポリグリセリン誘導体(A)、研磨材(B)、及び水(C)を含有する化学的機械的研磨用研磨材組成物。
Formula (a) below
RO- (C 3 H 5 O 2 R) n -R (a)
(In the formula, repeating units shown in parentheses are represented by the following formula (1) and/or (2)
Figure 0006728011
It is represented by. R is the same or different and represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, or an acyl group having 2 to 24 carbon atoms. However, among (n+2) R, at least 2 is a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms and/or an acyl group having 2 to 24 carbon atoms. n represents the number of the repeating unit and is an integer of 2 to 60)
An abrasive composition for chemical mechanical polishing, which comprises the polyglycerol derivative (A) represented by the formula (A), the abrasive (B), and water (C).
ポリグリセリン誘導体(A)が式(a)で表され、式(a)中の(n+2)個のRのうち、25〜95%は炭素数1〜18の炭化水素基及び/又は炭素数2〜24のアシル基である化合物である、請求項1に記載の化学的機械的研磨用研磨材組成物。 The polyglycerin derivative (A) is represented by the formula (a), and 25 to 95% of (n+2) Rs in the formula (a) are hydrocarbon groups having 1 to 18 carbon atoms and/or 2 carbon atoms. The chemical-mechanical polishing abrasive composition according to claim 1, which is a compound having an acyl group of -24. ポリグリセリン誘導体(A)の含有量が、研磨材(B)1重量部に対して0.5〜10重量部である、請求項1又は2に記載の化学的機械的研磨用研磨材組成物。 The abrasive composition for chemical mechanical polishing according to claim 1 or 2, wherein the content of the polyglycerin derivative (A) is 0.5 to 10 parts by weight with respect to 1 part by weight of the abrasive (B). .. 研磨材(B)が、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化セリウム、窒化ケイ素、及び酸化ジルコニウムからなる群より選択される少なくとも1種の化合物である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の化学的機械的研磨用研磨材組成物。 The abrasive (B) is at least one compound selected from the group consisting of silicon dioxide, aluminum oxide, cerium oxide, silicon nitride, and zirconium oxide. Abrasive composition for chemical mechanical polishing. 請求項1〜4の何れか1項に記載の化学的機械的研磨用研磨材組成物を使用してウェハを研磨する工程を有する半導体デバイスの製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of polishing a wafer using the chemical composition polishing chemical composition according to claim 1.
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