JP6978933B2 - Polishing composition - Google Patents

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Description

本発明は、研磨用組成物に関する。 The present invention relates to a polishing composition.

CMPによる半導体ウェーハの研磨は、3段階又は4段階の多段階の研磨を行うことで、高精度の平滑化・平坦化を実現している。最終段階で行われる仕上げ研磨工程は、微小欠陥やヘイズ(表面曇り)の低減を主な目的としている。 Polishing of semiconductor wafers by CMP realizes high-precision smoothing and flattening by performing three-step or four-step polishing. The final polishing process is primarily aimed at reducing microdefects and haze (surface fogging).

半導体ウェーハの仕上げ研磨工程で使用される研磨用組成物は、一般に、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)等の水溶性高分子を含有する。水溶性高分子は、半導体ウェーハ表面を親水化させる役割があり、表面への砥粒の付着、過度なケミカルエッチング、砥粒の凝集等による半導体ウェーハへのダメージを抑制する。これによって、微小欠陥やヘイズを低減できることが知られている。 The polishing composition used in the finish polishing step of a semiconductor wafer generally contains a water-soluble polymer such as hydroxyethyl cellulose (HEC). The water-soluble polymer has a role of making the surface of the semiconductor wafer hydrophilic, and suppresses damage to the semiconductor wafer due to adhesion of abrasive grains to the surface, excessive chemical etching, aggregation of abrasive grains, and the like. It is known that this can reduce minute defects and haze.

HECは天然原料のセルロースを原料としているため、セルロース由来の水不溶性の不純物が含まれる場合がある。そのため、HECを含有する研磨用組成物では、この不純物の影響で微少欠陥が発生する場合がある。また、HECは分子量が数十万から百万程度の分子量のものがよく用いられるが、分子量が高くなるほどフィルターの目詰まりが起こりやすく、孔径が小さいフィルターでは通液が困難になる。そのため、分子量の大きい水溶性高分子を使用した場合、粗大粒子を除去することが困難になる。また、砥粒の凝集も起こりやすくなるため、研磨用組成物の長期安定性においても懸念がある。 Since HEC is made from cellulose, which is a natural raw material, it may contain water-insoluble impurities derived from cellulose. Therefore, in the polishing composition containing HEC, minute defects may occur due to the influence of this impurity. Further, a HEC having a molecular weight of about several hundred thousand to one million is often used, but the higher the molecular weight, the more easily the filter is clogged, and the smaller the pore size, the more difficult it is to pass the liquid. Therefore, when a water-soluble polymer having a large molecular weight is used, it becomes difficult to remove coarse particles. In addition, since agglutination of abrasive grains is likely to occur, there is a concern about the long-term stability of the polishing composition.

特開2012−216723号公報には、1,2−ジオール構造単位を有するビニルアルコール系樹脂から選ばれた少なくとも1種類以上の水溶性高分子を含む研磨用組成物が開示されている。研磨用組成物に1,2−ジオール構造単位を有するビニルアルコール系樹脂を含有させることで、研磨後の半導体ウェーハの微小欠陥や表面粗さを低減できる。これは、立体障害生を持つ変性基(1,2−ジオール構造)を導入することによって、ポリビニルアルコールの結晶化が抑制されるためと考えられる。 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-216723 discloses a polishing composition containing at least one kind of water-soluble polymer selected from vinyl alcohol-based resins having 1,2-diol structural units. By containing a vinyl alcohol-based resin having a 1,2-diol structural unit in the polishing composition, it is possible to reduce minute defects and surface roughness of the semiconductor wafer after polishing. It is considered that this is because the crystallization of polyvinyl alcohol is suppressed by introducing a modifying group (1,2-diol structure) having steric hindrance.

特開2012−216723号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-216723

近年、半導体デバイスのデザインルールの微細化が進んでいることにともなって、半導体ウェーハの表面の微小欠陥やヘイズについても、より厳しい管理が求められている。 In recent years, with the progress of miniaturization of design rules for semiconductor devices, stricter control is required for minute defects and haze on the surface of semiconductor wafers.

本発明の目的は、研磨後の半導体ウェーハの微小欠陥及びヘイズをさらに低減することができる研磨用組成物を提供することである。 An object of the present invention is to provide a polishing composition capable of further reducing minute defects and haze of a semiconductor wafer after polishing.

本発明の一実施形態による研磨用組成物は、砥粒と、塩基性化合物と、下記一般式(1)で表される1,2−ジオール構造単位を有するビニルアルコール系樹脂とを含み、前記ビニルアルコール系樹脂は、下記一般式(2)で表される構造単位のモル濃度が、全構成単位中2モル%以上である。

Figure 0006978933
但し、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又は有機基を示し、Xは単結合又は結合鎖を示し、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又は有機基を示す。 The polishing composition according to one embodiment of the present invention contains abrasive grains, a basic compound, and a vinyl alcohol-based resin having a 1,2-diol structural unit represented by the following general formula (1). In the vinyl alcohol-based resin, the molar concentration of the structural unit represented by the following general formula (2) is 2 mol% or more in all the constituent units.
Figure 0006978933
However, R 1 , R 2 , and R 3 independently indicate a hydrogen atom or an organic group, X indicates a single bond or a bond chain, and R 4 , R 5 , and R 6 independently indicate a hydrogen atom. Or indicates an organic group.

本発明によれば、研磨後の半導体ウェーハの微小欠陥及びヘイズをさらに低減することができる。 According to the present invention, it is possible to further reduce minute defects and haze of the semiconductor wafer after polishing.

本発明者らは、上記の課題を解決するため、種々の検討を行った。その結果、以下の知見を得た。 The present inventors have conducted various studies in order to solve the above-mentioned problems. As a result, the following findings were obtained.

上述のとおり、水溶性高分子は、半導体ウェーハの表面を親水化するために添加される。この目的のためには親水基である水酸基の数が多いほど好ましいと考えられることから、研磨用組成物に添加されるビニルアルコール系樹脂は、通常は完全けん化品(けん化度が98モル%以上のもの)が使用される。 As described above, the water-soluble polymer is added to hydrophilize the surface of the semiconductor wafer. For this purpose, it is considered preferable that the number of hydroxyl groups as hydrophilic groups is large. Therefore, the vinyl alcohol-based resin added to the polishing composition is usually a completely saponified product (saponification degree is 98 mol% or more). ) Is used.

しかし本発明者らの調査の結果、1,2−ジオール構造単位を有するビニルアルコール系樹脂の場合、完全けん化品よりも部分けん化品を用いた方が、微小欠陥やヘイズをより低減できることが分かった。 However, as a result of the investigation by the present inventors, it was found that in the case of a vinyl alcohol-based resin having a 1,2-diol structural unit, microdefects and haze can be further reduced by using a partially saponified product rather than a completely saponified product. rice field.

このメカニズムは明らかではないが、一つ要因としては、部分けん化品を用いることで水酸基同士での水素結合が減り、分子同士の結合が弱まることによって高分子が水に溶けやすくなり、未溶解物やゲル状異物の生成が抑制されることが考えられる。他の要因としては、疎水基である酢酸ビニル基の含有量が多くなることで半導体ウェーハとの疎水性相互作用が強くなり、半導体ウェーハへの保護性が大きくなることが考えられる。 This mechanism is not clear, but one factor is that the use of partially saponified products reduces hydrogen bonds between hydroxyl groups, and weakens the bonds between molecules, making the polymer more soluble in water and undissolved substances. And it is considered that the formation of gel-like foreign matter is suppressed. As another factor, it is considered that the content of the vinyl acetate group, which is a hydrophobic group, is increased, so that the hydrophobic interaction with the semiconductor wafer is strengthened and the protection property to the semiconductor wafer is increased.

本発明は、これらの知見に基づいて完成された。以下、本発明の一実施形態による研磨用組成物を詳述する。 The present invention has been completed based on these findings. Hereinafter, the polishing composition according to one embodiment of the present invention will be described in detail.

本発明の一実施形態による研磨用組成物は、砥粒と、塩基性化合物と、1,2−ジオール構造単位を有するビニルアルコール系樹脂(以下「変性PVA」という。)とを含む。 The polishing composition according to one embodiment of the present invention contains abrasive grains, a basic compound, and a vinyl alcohol-based resin having a 1,2-diol structural unit (hereinafter referred to as "modified PVA").

砥粒は、この分野で常用されるものを使用することができ、例えば、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカ、コロイダルアルミナ、ヒュームドアルミナ及びセリア等が挙げられ、コロイダルシリカ又はヒュームドシリカが特に好ましい。砥粒の粒径は、特に限定されないが、例えば二次平均粒子径で30〜100nmのものを用いることができる。 As the abrasive grains, those commonly used in this field can be used, and examples thereof include colloidal silica, fumed silica, colloidal alumina, fumed alumina and ceria, and colloidal silica or fumed silica is particularly preferable. The particle size of the abrasive grains is not particularly limited, but for example, those having a secondary average particle size of 30 to 100 nm can be used.

砥粒の含有量は、特に限定されないが、例えば研磨用組成物全体の0.10〜20質量%である。研磨用組成物は、研磨時に10〜40倍に希釈されて使用される。本実施形態による研磨用組成物は、砥粒の濃度が100〜5000ppm(質量ppm。以下同じ。)になるように希釈して用いることが好ましい。砥粒の濃度が高いほど、微小欠陥やヘイズが低減する傾向がある。希釈後の砥粒の濃度の下限は、好ましくは1000ppmであり、さらに好ましくは2000ppmである。希釈後の砥粒の濃度の上限は、好ましくは4000ppmであり、さらに好ましくは3000ppmである。 The content of the abrasive grains is not particularly limited, but is, for example, 0.10 to 20% by mass of the entire polishing composition. The polishing composition is diluted 10 to 40 times during polishing before use. The polishing composition according to the present embodiment is preferably diluted so that the concentration of the abrasive grains is 100 to 5000 ppm (mass ppm; the same applies hereinafter). The higher the concentration of the abrasive grains, the more the minute defects and haze tend to be reduced. The lower limit of the concentration of the abrasive grains after dilution is preferably 1000 ppm, more preferably 2000 ppm. The upper limit of the concentration of the abrasive grains after dilution is preferably 4000 ppm, more preferably 3000 ppm.

塩基性化合物は、半導体ウェーハの表面をエッチングして化学的に研磨する。塩基性化合物は、例えば、アミン化合物、無機アルカリ化合物等である。 The basic compound etches the surface of the semiconductor wafer and chemically polishes it. The basic compound is, for example, an amine compound, an inorganic alkaline compound, or the like.

アミン化合物は、例えば、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、第四級アンモニウム及びその水酸化物、複素環式アミン等である。具体的には、アンモニア、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)、水酸化テトラエチルアンモニウム(TEAH)、水酸化テトラブチルアンモニウム(TBAH)、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、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(DETA)、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−(β−アミノエチル)エタノールアミン、無水ピペラジン、ピペラジン六水和物、1−(2−アミノエチル)ピペラジン、N−メチルピペラジン、ピペラジン塩酸塩、炭酸グアニジン等が挙げられる。 The amine compound is, for example, a primary amine, a secondary amine, a tertiary amine, a quaternary ammonium and a hydroxide thereof, a heterocyclic amine and the like. Specifically, ammonia, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), tetraethylammonium hydroxide (TEAH), tetrabutylammonium hydroxide (TBAH), methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, hexylamine, Cyclohexylamine, ethylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine (DETA), triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N- (β-aminoethyl) ethanolamine, anhydrous piperazine , Piperazine hexahydrate, 1- (2-aminoethyl) piperazine, N-methylpiperazine, piperazine hydrochloride, guanidine carbonate and the like.

無機アルカリ化合物は、例えば、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属の塩、アルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ土類金属の塩等が挙げられる。無機アルカリ化合物は、具体的には、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等である。 Examples of the inorganic alkali compound include alkali metal hydroxides, alkali metal salts, alkaline earth metal hydroxides, alkaline earth metal salts and the like. Specific examples of the inorganic alkaline compound include potassium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydrogencarbonate, potassium carbonate, sodium hydrogencarbonate, and sodium carbonate.

上述した塩基性化合物は、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を混合して使用してもよい。上述した塩基性化合物の中でも、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属の塩、アンモニア、アミン、アンモニウム塩、及び第四級アンモニウム水酸化物類が特に好ましい。 The above-mentioned basic compounds may be used alone or in combination of two or more. Among the above-mentioned basic compounds, alkali metal hydroxides, alkali metal salts, ammonia, amines, ammonium salts, and quaternary ammonium hydroxides are particularly preferable.

塩基性化合物の含有量(二種以上含有する場合は、その総量)は、特に限定されないが、例えば砥粒との質量比で、砥粒:塩基性化合物=1:0.001〜1:0.10である。本実施形態による研磨用組成物は、塩基性化合物の濃度が5〜200ppmになるように希釈して用いることが好ましい The content of the basic compound (when two or more kinds are contained, the total amount thereof) is not particularly limited, but for example, in terms of the mass ratio with the abrasive grains, the abrasive grains: the basic compound = 1: 0.001 to 1: 0. It is .10. The polishing composition according to this embodiment is preferably diluted so that the concentration of the basic compound is 5 to 200 ppm.

変性PVAは、下記一般式(1)で表される1,2−ジオール構造単位を有するビニルアルコール系樹脂である。

Figure 0006978933
但し、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又は有機基を示し、Xは単結合又は結合鎖を示し、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又は有機基を示す。 The modified PVA is a vinyl alcohol-based resin having a 1,2-diol structural unit represented by the following general formula (1).
Figure 0006978933
However, R 1 , R 2 , and R 3 independently indicate a hydrogen atom or an organic group, X indicates a single bond or a bond chain, and R 4 , R 5 , and R 6 independently indicate a hydrogen atom. Or indicates an organic group.

「ビニルアルコール系樹脂」とは、下記式(2)及び(3)で表される構造単位を含む水溶性高分子をいう。 The "vinyl alcohol-based resin" refers to a water-soluble polymer containing structural units represented by the following formulas (2) and (3).

Figure 0006978933
Figure 0006978933

変性PVAは、式(2)及び(3)で表される構造単位に加えて、式(1)で表される1,2−ジオール構造単位を有する。これによって、ポリビニルアルコールの結晶化が抑制され、研磨後の半導体ウェーハの微小欠陥やヘイズをより低減できる。高分子中の1,2−ジオール構造単位の変性量は、特に限定されないが、例えば1〜20モル%である。 The modified PVA has a 1,2-diol structural unit represented by the formula (1) in addition to the structural units represented by the formulas (2) and (3). As a result, crystallization of polyvinyl alcohol is suppressed, and minute defects and haze of the semiconductor wafer after polishing can be further reduced. The amount of modification of the 1,2-diol structural unit in the polymer is not particularly limited, but is, for example, 1 to 20 mol%.

一般式(1)で表される1,2−ジオール構造単位中のR〜R、及びR〜Rがすべて水素原子であり、Xが単結合であるものが最も好ましい。 It is most preferable that R 1 to R 3 and R 4 to R 5 in the 1,2-diol structural unit represented by the general formula (1) are all hydrogen atoms and X is a single bond.

変性PVAの平均重合度は、特に限定されないが、例えば200〜3000である。変性PVAの平均重合度は、JIS K 6726に準拠して測定することができる。 The average degree of polymerization of the modified PVA is not particularly limited, but is, for example, 200 to 3000. The average degree of polymerization of the modified PVA can be measured according to JIS K 6726.

変性PVAの含有量(二種以上含有する場合は、その総量)は、特に限定されないが、例えば砥粒との質量比で、砥粒:変性PVA=1:0.001〜1:0.40である。砥粒に対する変性PVAの質量比の下限は、好ましくは0.0050であり、さらに好ましくは0.0070である。 The content of the modified PVA (when two or more kinds are contained, the total amount thereof) is not particularly limited, but for example, in terms of the mass ratio with the abrasive grains, the abrasive grains: modified PVA = 1: 0.001 to 1: 0.40. Is. The lower limit of the mass ratio of the modified PVA to the abrasive grains is preferably 0.0050, more preferably 0.0070.

本実施形態による研磨用組成物は、変性PVAの濃度が10〜200ppmになるように希釈して用いることが好ましい。希釈後の変性PVAの濃度が高いほど、微小欠陥やヘイズが低減する傾向がある。希釈後の変性PVAの濃度の下限は、好ましくは20ppmであり、さらに好ましくは50ppmである。 The polishing composition according to this embodiment is preferably diluted so that the concentration of the modified PVA is 10 to 200 ppm. The higher the concentration of modified PVA after dilution, the more likely it is that microdefects and haze will be reduced. The lower limit of the concentration of modified PVA after dilution is preferably 20 ppm, more preferably 50 ppm.

変性PVAは例えば、ビニルエステル系モノマーと下記一般式(4)で示される化合物との共重合体をけん化することで製造される。 The modified PVA is produced, for example, by saponifying a copolymer of a vinyl ester-based monomer and a compound represented by the following general formula (4).

Figure 0006978933
但し、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又は有機基を示し、Xは単結合又は結合鎖を示し、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又は有機基を示し、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又はR−CO−(Rは炭素数1〜4のアルキル基)を示す。
Figure 0006978933
However, R 1 , R 2 , and R 3 independently indicate a hydrogen atom or an organic group, X indicates a single bond or a bonded chain, and R 4 , R 5 , and R 6 independently indicate a hydrogen atom. Alternatively, it indicates an organic group, and R 7 and R 8 independently indicate a hydrogen atom or R 9- CO- (R 9 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms).

本実施形態による研磨用組成物では、変性PVAは、下記一般式(2)で表される構造単位のモル濃度が、全構成単位中2モル%以上である。

Figure 0006978933
In the polishing composition according to the present embodiment, the modified PVA has a molar concentration of 2 mol% or more of the structural units represented by the following general formula (2) in all the constituent units.
Figure 0006978933

変性PVA中における式(2)で表される構造単位のモル濃度が高いほど、研磨後の半導体ウェーハの微小欠陥やヘイズをより低減することができる。変性PVA中における式(2)で表される構造単位のモル濃度の下限は、好ましくは5モル%であり、さらに好ましくは10モル%である。一方、変性PVA中における式(2)で表される構造単位のモル濃度が高いほど、半導体ウェーハを親水化する力が弱くなる。変性PVA中における式(2)で表される構造単位のモル濃度の上限は、好ましくは30モル%であり、さらに好ましくは20モル%である。 The higher the molar concentration of the structural unit represented by the formula (2) in the modified PVA, the more the minute defects and haze of the semiconductor wafer after polishing can be further reduced. The lower limit of the molar concentration of the structural unit represented by the formula (2) in the modified PVA is preferably 5 mol%, more preferably 10 mol%. On the other hand, the higher the molar concentration of the structural unit represented by the formula (2) in the modified PVA, the weaker the ability to hydrophilize the semiconductor wafer. The upper limit of the molar concentration of the structural unit represented by the formula (2) in the modified PVA is preferably 30 mol%, more preferably 20 mol%.

変性PVA中における式(2)で表される構造単位のモル濃度(モル%)は、100モル%から変性PVAのけん化度(モル%)を差し引いた値と等しいとみなしてよい。なお、変性PVAのけん化度は、PVAと同様にJIS K 6726に準じて測定するものとする。 The molar concentration (mol%) of the structural unit represented by the formula (2) in the modified PVA may be regarded as equal to the value obtained by subtracting the saponification degree (mol%) of the modified PVA from 100 mol%. The saponification degree of the modified PVA shall be measured according to JIS K 6726 as in the case of PVA.

本実施形態による研磨用組成物は、非イオン性界面活性剤をさらに含んでいてもよい。非イオン性界面活性剤を含むことで、微小欠陥やヘイズをさらに低減することができる。 The polishing composition according to this embodiment may further contain a nonionic surfactant. By including a nonionic surfactant, microdefects and haze can be further reduced.

本実施形態による研磨用組成物に好適な非イオン性界面活性剤は例えば、エチレンジアミンテトラポリオキシエチレンポリオキシプロピレン(ポロキサミン)、ポロキサマー、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルアミン、ポリオキシアルキレンメチルグルコシド等である。 Suitable nonionic surfactants for the polishing composition according to this embodiment are, for example, ethylenediaminetetrapolyoxyethylene polyoxypropylene (poloxamin), poloxamer, polyoxyalkylene alkyl ether, polyoxyalkylene fatty acid ester, polyoxyalkylene alkyl. Amine, polyoxyalkylene methyl glucoside, etc.

ポリオキシアルキレンアルキルエーテルとしては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル等が挙げられる。ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルとしては、例えば、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノステアレート等が挙げられる。ポリオキシアルキレンアルキルアミンとしては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルアミン、ポリオキシエチレンオレイルアミン等が挙げられる。ポリオキシアルキレンメチルグルコシドとしては、例えば、ポリオキシエチレンメチルグルコシド、ポリオキシプロピレンメチルグルコシド等が挙げられる。 Examples of the polyoxyalkylene alkyl ether include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, and polyoxyethylene stearyl ether. Examples of the polyoxyalkylene fatty acid ester include polyoxyethylene monolaurate and polyoxyethylene monostearate. Examples of the polyoxyalkylene alkylamine include polyoxyethylene laurylamine and polyoxyethylene oleylamine. Examples of the polyoxyalkylene methyl glucoside include polyoxyethylene methyl glucoside and polyoxypropylene methyl glucoside.

非イオン性界面活性剤の含有量(二種以上含有する場合は、その総量)は、特に限定されないが、例えば砥粒との質量比で、砥粒:非イオン性界面活性剤=1:0.0001〜1:0.015である。本実施形態による研磨用組成物は、非イオン性界面活性剤の濃度が0.5〜30ppmになるように希釈して用いることが好ましい。 The content of the nonionic surfactant (when two or more kinds are contained, the total amount thereof) is not particularly limited, but for example, in terms of the mass ratio with the abrasive grains, the abrasive grains: the nonionic surfactant = 1: 0. It is .0001 to 1: 0.015. The polishing composition according to this embodiment is preferably diluted so that the concentration of the nonionic surfactant is 0.5 to 30 ppm.

本実施形態による研磨用組成物は、pH調整剤をさらに含んでいてもよい。本実施形態による研磨用組成物のpHは、好ましくは8.0〜12.0である。 The polishing composition according to this embodiment may further contain a pH adjuster. The pH of the polishing composition according to this embodiment is preferably 8.0 to 12.0.

本実施形態による研磨用組成物は、上記の他、研磨用組成物の分野で一般に知られた配合剤を任意に配合することができる。 In addition to the above, the polishing composition according to the present embodiment may optionally contain a compounding agent generally known in the field of polishing composition.

本実施形態による研磨用組成物は、砥粒、塩基性化合物、変性PVAその他の配合材料を適宜混合して水を加えることによって作製される。本実施形態による研磨用組成物は、あるいは、砥粒、塩基性化合物、変性PVAその他の配合材料を、順次、水に混合することによって作製される。これらの成分を混合する手段としては、ホモジナイザー、超音波等、研磨用組成物の技術分野において常用される手段が用いられる。 The polishing composition according to this embodiment is prepared by appropriately mixing abrasive grains, a basic compound, modified PVA and other compounding materials, and adding water. The polishing composition according to this embodiment is also prepared by sequentially mixing abrasive grains, a basic compound, a modified PVA and other compounding materials with water. As a means for mixing these components, means commonly used in the technical field of polishing compositions such as homogenizers and ultrasonic waves are used.

以上で説明した研磨用組成物は、適当な濃度となるように水で希釈した後、半導体ウェーハの研磨に用いられる。 The polishing composition described above is diluted with water to an appropriate concentration and then used for polishing a semiconductor wafer.

本実施形態による研磨用組成物は、シリコンウェーハの仕上げ研磨に特に好適に用いることができる。 The polishing composition according to this embodiment can be particularly preferably used for finish polishing of a silicon wafer.

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明する。本発明はこれらの実施例に限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. The present invention is not limited to these examples.

[研磨例1]
表1に示す実施例1〜10、及び比較例1〜4の研磨用組成物を作製した。
[Polishing example 1]
The polishing compositions of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4 shown in Table 1 were prepared.

Figure 0006978933
Figure 0006978933

表1の含有量は、すべて希釈後の含有量である。砥粒は、コロイダルシリカを使用した。表1の「粒径」は、砥粒の平均二次粒子径を表す。「NHOH」はアンモニア水溶液を表す。変性PVA A〜Dは、それぞれ重合度及びけん化度の異なるブテンジオールビニルアルコールポリマーを表す。PVA A及びBは、けん化度の異なるポリビニルアルコールを表す。 The contents in Table 1 are all the contents after dilution. Colloidal silica was used as the abrasive grains. The "particle size" in Table 1 represents the average secondary particle size of the abrasive grains. "NH 4 OH" represents an aqueous ammonia solution. The modified PVAs A to D represent butenediol vinyl alcohol polymers having different degrees of polymerization and saponification, respectively. PVA A and B represent polyvinyl alcohols having different saponification degrees.

これら実施例及び比較例の研磨用組成物を使用して、12インチのシリコンウェーハの研磨を行った。シリコンウェーハの導電型はP型で、抵抗率が0.1Ωcm以上100Ωcm未満のものを使用した。研磨面は<100>面とした。研磨装置は、株式会社岡本工作機械製作所製のSPP800S片面研磨装置を使用した。研磨パッドは、スエードパッドを使用した。研磨用組成物を31倍に希釈して、1L/分の供給速度で供給した。定盤の回転速度は40rpm、キャリアの回転速度は39rpm、研磨荷重は100gf/cmとして、2分間の研磨を行った。なお、実施例及び比較例の研磨用組成物で研磨する前に、研磨スラリーNP7050S(ニッタハース株式会社製)を用いて3分間の予備研磨を実施した。 A 12-inch silicon wafer was polished using the polishing compositions of these Examples and Comparative Examples. The conductive type of the silicon wafer was P type, and the resistivity was 0.1 Ωcm or more and less than 100 Ω cm. The polished surface was set to <100> surface. As the polishing device, an SPP800S single-sided polishing device manufactured by Okamoto Machinery Works Co., Ltd. was used. A suede pad was used as the polishing pad. The polishing composition was diluted 31-fold and supplied at a feed rate of 1 L / min. The surface plate rotation speed was 40 rpm, the carrier rotation speed was 39 rpm, and the polishing load was 100 gf / cm 2 , and polishing was performed for 2 minutes. Prior to polishing with the polishing compositions of Examples and Comparative Examples, preliminary polishing was carried out for 3 minutes using a polishing slurry NP7050S (manufactured by Nitta Hearth Co., Ltd.).

研磨後のシリコンウェーハの微少欠陥及びヘイズを測定した。微少欠陥は、ウェーハ表面検査装置MAGICS M5640(Lasertec社製)を用いて測定した。ヘイズは、ウェーハ表面検査装置LS6600(日立エンジニアリング株式会社製)を用いて測定した。結果を前掲の表1の「Defect」、「Haze」の欄に示す。 The minute defects and haze of the silicon wafer after polishing were measured. The minute defects were measured using a wafer surface inspection device MAGICS M5640 (manufactured by Lasertec). The haze was measured using a wafer surface inspection device LS6600 (manufactured by Hitachi Engineering Co., Ltd.). The results are shown in the "Defect" and "Haze" columns of Table 1 above.

実施例1と比較例1との比較、実施例3と比較例2との比較から、他の条件が一定であれば、式(2)で表される構造単位のモル濃度が高い程、微小欠陥及びヘイズが低減する傾向があることが分かる。 From the comparison between Example 1 and Comparative Example 1 and the comparison between Example 3 and Comparative Example 2, if the other conditions are constant, the higher the molar concentration of the structural unit represented by the formula (2), the smaller the concentration. It can be seen that defects and haze tend to be reduced.

実施例2と実施例4との比較、実施例7、9及び10の比較から、他の条件が一定であれば、変性PVAの濃度が高いほど、微小欠陥が低減する傾向があることが分かる。 From the comparison between Example 2 and Example 4, and the comparison of Examples 7, 9 and 10, it can be seen that, if the other conditions are constant, the higher the concentration of the modified PVA, the more the microdefects tend to be reduced. ..

実施例2と実施例3との比較、実施例7と実施例8との比較から、他の条件が一定であれば、砥粒の濃度が高くなる程、微小欠陥が低減する傾向があることが分かる。 From the comparison between Example 2 and Example 3 and the comparison between Example 7 and Example 8, if the other conditions are constant, the higher the concentration of the abrasive grains, the more the minute defects tend to be reduced. I understand.

実施例4〜6の比較から、他の条件が一定であれば、塩基性化合物の濃度が低くなるほど、微小欠陥及びヘイズが低減する傾向があることが分かる。 From the comparison of Examples 4 to 6, it can be seen that, if the other conditions are constant, the lower the concentration of the basic compound, the more the microdefects and haze tend to decrease.

比較例3と比較例4との比較から、通常のPVAでは、変性PVAの場合と異なり、式(2)で表される構造単位のモル濃度が高くなることで微小欠陥及びヘイズが増加することが分かる。 From the comparison between Comparative Example 3 and Comparative Example 4, in the case of normal PVA, unlike the case of modified PVA, the molar concentration of the structural unit represented by the formula (2) is increased, so that microdefects and haze increase. I understand.

[研磨例2]
表2及び表3に示す実施例11〜26、及び比較例5〜8の研磨用組成物を作製した。
[Polishing example 2]
The polishing compositions of Examples 11 to 26 and Comparative Examples 5 to 8 shown in Tables 2 and 3 were prepared.

Figure 0006978933
Figure 0006978933

Figure 0006978933
Figure 0006978933

表2及び表3の含有量は、すべて希釈後の含有量である。「ポロキサミン」は重量平均分子量7240のエチレンジアミンテトラポリオキシエチレンポリオキシプロピレン、「多価アルコールA」は重量平均分子量775のポリオキシプロピレンメチルグルコシド、「多価アルコールB」は重量平均分子量1075のポリオキシエチレンメチルグルコシドを表す。他は表1と同様である。 The contents in Tables 2 and 3 are all the contents after dilution. "Poroxamine" is ethylenediamine tetrapolyoxyethylene polyoxypropylene having a weight average molecular weight of 7240, "polyhydric alcohol A" is polyoxypropylene methyl glucoside having a weight average molecular weight of 775, and "polyhydric alcohol B" is polyoxy having a weight average molecular weight of 1075. Represents ethylene methyl glucoside. Others are the same as in Table 1.

実施例11〜26、及び比較例5〜8の研磨用組成物を用いて、研磨例1と同様にシリコンウェーハの研磨を行い、微小欠陥及びヘイズを測定した。 Using the polishing compositions of Examples 11 to 26 and Comparative Examples 5 to 8, the silicon wafer was polished in the same manner as in Polishing Example 1, and minute defects and haze were measured.

実施例11、実施例12及び比較例5の比較の比較から、他の条件が一定であれば、式(2)で表される構造単位のモル濃度が高い程、微小欠陥及びヘイズが低減する傾向があることが分かる。 From the comparison of Example 11, Example 12 and Comparative Example 5, if the other conditions are constant, the higher the molar concentration of the structural unit represented by the formula (2), the smaller the minute defects and haze. It turns out that there is a tendency.

実施例1〜10と実施例11〜26との比較から、非イオン性界面活性剤を含有することで、微小欠陥及びヘイズを顕著に低減できることが分かる。 From the comparison between Examples 1 to 10 and Examples 11 to 26, it can be seen that the inclusion of the nonionic surfactant can significantly reduce microdefects and haze.

以上、本発明の実施の形態を説明した。上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。 The embodiment of the present invention has been described above. The embodiments described above are merely examples for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the above-described embodiment can be appropriately modified and implemented within a range that does not deviate from the gist thereof.

Claims (3)

砥粒と、
塩基性化合物と、
下記一般式(1)で表される1,2−ジオール構造単位を有するビニルアルコール系樹脂とを含み、
前記ビニルアルコール系樹脂は、下記一般式(2)で表される構造単位のモル濃度が、全構成単位中2モル%以上である、研磨用組成物。
Figure 0006978933
但し、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又は有機基を示し、Xは単結合又は結合鎖を示し、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又は有機基を示す。
Abrasive grains and
Basic compounds and
It contains a vinyl alcohol-based resin having a 1,2-diol structural unit represented by the following general formula (1).
The vinyl alcohol-based resin is a polishing composition in which the molar concentration of the structural unit represented by the following general formula (2) is 2 mol% or more in all the constituent units.
Figure 0006978933
However, R 1 , R 2 , and R 3 independently indicate a hydrogen atom or an organic group, X indicates a single bond or a bond chain, and R 4 , R 5 , and R 6 independently indicate a hydrogen atom. Or indicates an organic group.
請求項1に記載の研磨用組成物であって、
非イオン性界面活性剤をさらに含む、研磨用組成物。
The polishing composition according to claim 1.
A polishing composition further comprising a nonionic surfactant.
請求項1又は2に記載の研磨用組成物であって、
前記塩基性化合物は、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属塩、アンモニア、アミン、アンモニウム塩、及び第四級アンモニウム水酸化物類からなる群から選択される1種以上である、研磨用組成物。
The polishing composition according to claim 1 or 2.
The basic compound is one or more selected from the group consisting of alkali metal oxides, alkali metal salts, ammonia, amines, ammonium salts, and quaternary ammonium hydroxides, and is a composition for polishing.
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