JPWO2018216733A1 - Polishing composition and polishing method using the same - Google Patents

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Abstract

本発明は、砥粒の分散性、研磨レート、およびヘイズの低減などの性能を維持しつつ、増粘化された研磨用組成物を提供する。本発明は、砥粒と、塩基性化合物と、研磨対象物の表面を保護する作用を有する水溶性高分子Aと、増粘作用を有する水溶性高分子Bと、水と、を含み、前記水溶性高分子Bの重量平均分子量が50,000以上であり、標準試験1から前記水溶性高分子Bの得られる砥粒吸着パラメータ1が40%以下であり、標準試験2から得られる前記水溶性高分子Bの基板吸着パラメータ2が20%以下である、研磨用組成物である。The present invention provides a polishing composition that is thickened while maintaining properties such as dispersibility of abrasive grains, polishing rate, and reduction of haze. The present invention contains abrasive grains, a basic compound, a water-soluble polymer A having a function of protecting the surface of an object to be polished, a water-soluble polymer B having a thickening effect, and water, and The weight average molecular weight of the water-soluble polymer B is 50,000 or more, the abrasive grain adsorption parameter 1 of the water-soluble polymer B obtained from the standard test 1 is 40% or less, and the water-soluble polymer obtained from the standard test 2 is used. A polishing composition in which the substrate adsorption parameter 2 of the organic polymer B is 20% or less.

Description

本発明は、研磨用組成物およびこれを用いた研磨方法に関する。   The present invention relates to a polishing composition and a polishing method using the same.

シリコン、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅、タンタル、チタン、ステンレス鋼等の金属もしくは半導体、またはこれらの合金;炭化ケイ素、窒化ガリウム、ヒ化ガリウム等の化合物半導体ウェーハ材料等は、平坦化などの各種要求により研磨がなされ、各種分野で応用されている。   Metals or semiconductors such as silicon, aluminum, nickel, tungsten, copper, tantalum, titanium, and stainless steel, or alloys thereof; compound semiconductor wafer materials such as silicon carbide, gallium nitride, and gallium arsenide; Polished as required and applied in various fields.

中でも、集積回路等の半導体素子を作るために、高平坦でキズや不純物の無い高品質な鏡面を持つミラーウェーハを作るため、シリコンウェーハを研磨する技術については様々な研究がなされている。   In particular, various researches have been made on a technique for polishing a silicon wafer in order to manufacture a mirror wafer having a highly flat mirror surface with high quality without scratches or impurities in order to manufacture a semiconductor element such as an integrated circuit.

研磨では、ウェーハ表面を高精度な鏡面に仕上げ、かつヘイズの少ないものとするため、砥粒(たとえば、コロイダルシリカなどのコロイド状の粒子)を含有する研磨用組成物が用いられる。たとえば、特開2004−128070号公報(米国特許出願公開第2004/0127047号明細書に対応)では、二酸化ケイ素、アルカリ化合物、ヒドロキシエチルセルロース等の水溶性高分子化合物、および水を含有し、前記二酸化ケイ素は、BET法で測定される比表面積から求められる平均一次粒子径およびレーザー散乱法で測定される平均二次粒子径が特定の範囲であるコロイダルシリカ、あるいは前記平均一次粒子径および前記平均二次粒子径が特定の範囲であるヒュームドシリカである研磨用組成物が提案されている。   In polishing, a polishing composition containing abrasive grains (for example, colloidal particles such as colloidal silica) is used in order to finish the wafer surface into a highly accurate mirror surface and to reduce haze. For example, in JP-A-2004-128070 (corresponding to US Patent Application Publication No. 2004/0127047), silicon dioxide, an alkali compound, a water-soluble polymer compound such as hydroxyethyl cellulose, and water are contained, and Silicon is colloidal silica in which the average primary particle diameter obtained from the specific surface area measured by the BET method and the average secondary particle diameter measured by the laser scattering method are within a specific range, or the average primary particle diameter and the average secondary particle diameter. A polishing composition that is fumed silica having a secondary particle size within a specific range has been proposed.

また、特開2011−61089号公報では、研磨材と、ヒドロキシエチルセルロースと、塩基性化合物とを含有し、前記ヒドロキシエチルセルロースは、重量平均分子量が30万〜300万のヒドロキシエチルセルロースを加水分解することにより調製されたヒドロキシエチルセルロースである研磨液組成物が提案されている。   In JP 2011-61089 A, an abrasive, hydroxyethyl cellulose, and a basic compound are contained, and the hydroxyethyl cellulose is obtained by hydrolyzing hydroxyethyl cellulose having a weight average molecular weight of 300,000 to 3,000,000. A polishing liquid composition which is prepared hydroxyethyl cellulose has been proposed.

最近、シリコンウェーハ等の研磨に適用される研磨用組成物について、砥粒の分散性や研磨レート、およびヘイズの低減といった性能を維持しつつ、ウェーハ表面の加工均一性を高めるために増粘化させるという新たな要求が高まっている。しかしながら、この新たな要求に対しては、これまで十分な知見がないというのが現状であった。   Recently, for polishing compositions applied to polishing silicon wafers, etc., while increasing the dispersibility of abrasive grains, polishing rate, and performance such as reduction of haze, increase the viscosity to increase processing uniformity of the wafer surface. New demands for them are increasing. However, the current situation is that there is not enough knowledge to meet this new demand.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、砥粒の分散性、研磨レート、およびヘイズの低減などの性能を維持しつつ、増粘化された研磨用組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、かような研磨用組成物を用いた研磨方法の提供もまた目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a thickened polishing composition while maintaining performance such as dispersibility of abrasive grains, polishing rate, and reduction of haze. The purpose is to The present invention also aims to provide a polishing method using such a polishing composition.

上記課題は、砥粒と、塩基性化合物と、研磨対象物の表面を保護する作用を有する水溶性高分子Aと、増粘作用を有する水溶性高分子Bと、水と、を含み、前記水溶性高分子Bの重量平均分子量が50,000以上であり、標準試験1から得られる前記水溶性高分子Bの砥粒吸着パラメータ1が40%以下であり、標準試験2から得られる前記水溶性高分子Bの基板吸着パラメータ2が20%以下である、研磨用組成物によって解決される。   The above problems include abrasive grains, a basic compound, a water-soluble polymer A having a function of protecting the surface of an object to be polished, a water-soluble polymer B having a thickening effect, and water, The weight average molecular weight of the water-soluble polymer B is 50,000 or more, the abrasive particle adsorption parameter 1 of the water-soluble polymer B obtained from the standard test 1 is 40% or less, and the water-soluble polymer obtained from the standard test 2 is used. This is solved by a polishing composition in which the substrate adsorption parameter 2 of the functional polymer B is 20% or less.

以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態のみには限定されない。また、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温(20℃以上25℃以下の範囲)/相対湿度40%RH以上50%RH以下の条件で測定する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The present invention is not limited to the following embodiments. Unless otherwise specified, operations and measurements of physical properties are performed under the conditions of room temperature (range of 20 ° C. to 25 ° C.) / Relative humidity of 40% RH to 50% RH.

〔研磨用組成物〕
本発明の一形態は、砥粒と、塩基性化合物と、研磨対象物の表面を保護する作用を有する水溶性高分子Aと、増粘作用を有する水溶性高分子Bと、水と、を含み、前記水溶性高分子Bの重量平均分子量が50,000以上であり、標準試験1から得られる前記水溶性高分子Bの砥粒吸着パラメータ1が40%以下であり、標準試験2から得られる前記水溶性高分子Bの基板吸着パラメータ2が20%以下である、研磨用組成物である。
[Polishing composition]
One form of the present invention comprises abrasive grains, a basic compound, a water-soluble polymer A having a function of protecting the surface of an object to be polished, a water-soluble polymer B having a thickening effect, and water. Including, the weight average molecular weight of the water-soluble polymer B is 50,000 or more, the abrasive adsorption parameter 1 of the water-soluble polymer B obtained from standard test 1 is 40% or less, obtained from standard test 2 The polishing composition has a substrate adsorption parameter 2 of the water-soluble polymer B of 20% or less.

本発明者らは、砥粒の分散性、研磨レート、およびヘイズの低減などの性能を維持しながら、研磨用組成物を増粘化させる検討を行った。その過程で、特開2004−128070号公報(米国特許出願公開第2004/0127047号明細書に対応)および特開2011−61089号公報に記載の研磨用組成物に含まれるヒドロキシエチルセルロース等の水溶性高分子の添加量を単純に増やす検討を行ったところ、増粘化は一応達成されるものの、砥粒の分散性、研磨レート、およびヘイズの低減等の研磨用組成物に本来求められる性能が低下してしまうことを知見した。   The present inventors conducted studies to increase the viscosity of a polishing composition while maintaining the properties such as dispersibility of abrasive grains, polishing rate, and reduction of haze. In the process, water-solubility such as hydroxyethyl cellulose contained in the polishing composition described in JP-A-2004-128070 (corresponding to US Patent Application Publication No. 2004/0127047) and JP-A-2011-61089. When a study was conducted to simply increase the addition amount of the polymer, thickening was achieved for the time being, but the dispersibility of the abrasive grains, the polishing rate, and the performance originally required for the polishing composition such as reduction of haze, etc. We found that it would decrease.

このような検討結果に基づいて、本発明者らはさらに検討を行った。その結果、驚くべきことに、研磨対象物の表面を保護する作用を有する水溶性高分子Aと、重量平均分子量が5万以上であり、標準試験1から得られる砥粒吸着パラメータ1が40%以下であり、かつ標準試験2から得られる基板吸着パラメータ2が20%以下である、増粘作用を有する水溶性高分子Bとを併用することにより、砥粒の分散性、研磨レート、およびヘイズの低減などの性能を維持しつつ、増粘化された研磨用組成物が得られることを見出した。   The present inventors conducted further studies based on the results of such studies. As a result, surprisingly, the water-soluble polymer A having a function of protecting the surface of the object to be polished, the weight average molecular weight of 50,000 or more, and the abrasive adsorption parameter 1 obtained from the standard test 1 were 40%. The dispersibility of the abrasive grains, the polishing rate, and the haze of the water-soluble polymer B having the thickening action, which is the following and the substrate adsorption parameter 2 obtained from the standard test 2 is 20% or less. It was found that a thickened polishing composition can be obtained while maintaining performances such as reduction of viscosity.

本発明の研磨用組成物により上記効果が得られる作用機序は不明であるが、以下のように考えられる。すなわち、本発明に係る研磨用組成物に含まれる水溶性高分子Aは、研磨対象物の表面を保護する作用を有する。かような水溶性高分子Aは、研磨対象物の表面に水溶性高分子膜を形成するため、研磨対象物のヘイズを低減することができる。また、本発明に係る研磨用組成物に含まれる水溶性高分子Bは、重量平均分子量が50,000以上であることから、研磨用組成物を増粘させる作用を有する。また、水溶性高分子Bは、標準試験1により得られる砥粒吸着パラメータ1および標準試験2により得られる基板吸着パラメータ2が、特定の値以下であるため、砥粒に過度に吸着することがなく、研磨用組成物中での砥粒の分散性を良好に維持でき、さらに研磨対象物の表面にも過度に吸着することがなく、研磨用組成物による研磨レートを良好に維持することができる。かような水溶性高分子Aと水溶性高分子Bとを併用した本発明に係る研磨用組成物は、砥粒の分散性、研磨レート、およびヘイズの低減などの性能を維持しつつ、増粘化が達成される。   The mechanism of action by which the above effects are obtained by the polishing composition of the present invention is unknown, but it is considered as follows. That is, the water-soluble polymer A contained in the polishing composition according to the present invention has a function of protecting the surface of the object to be polished. Since such a water-soluble polymer A forms a water-soluble polymer film on the surface of the object to be polished, the haze of the object to be polished can be reduced. Further, since the water-soluble polymer B contained in the polishing composition according to the present invention has a weight average molecular weight of 50,000 or more, it has an action of increasing the viscosity of the polishing composition. Further, since the water-soluble polymer B has the abrasive adsorption parameter 1 obtained by the standard test 1 and the substrate adsorption parameter 2 obtained by the standard test 2 of not more than a specific value, it may be excessively adsorbed to the abrasive grains. Without, it is possible to maintain good dispersibility of the abrasive grains in the polishing composition, and also without excessive adsorption to the surface of the object to be polished, it is possible to maintain a good polishing rate by the polishing composition. it can. The polishing composition according to the present invention in which the water-soluble polymer A and the water-soluble polymer B are used together increases the dispersibility of the abrasive grains, the polishing rate, and the haze while maintaining performance. Thickening is achieved.

なお、上記メカニズムは推測に基づくものであり、その正誤が本願の技術的範囲に影響を及ぼすものではない。   The above mechanism is based on speculation, and its correctness does not affect the technical scope of the present application.

以下、本発明に係る研磨用組成物に含まれる各成分について詳細に説明する。   Hereinafter, each component contained in the polishing composition according to the present invention will be described in detail.

<砥粒>
本発明の一形態に係る研磨用組成物は、砥粒を必須に含む。砥粒は、研磨対象物の表面を機械的に研磨する働きをする。
<Abrasive grains>
The polishing composition according to one aspect of the present invention essentially contains abrasive grains. The abrasive grains serve to mechanically polish the surface of the object to be polished.

砥粒の材質や性状は特に制限されず、研磨用組成物の使用目的や使用態様等に応じて適宜選択することができる。砥粒の例としては、無機粒子、有機粒子、および有機無機複合粒子が挙げられる。無機粒子の具体例としては、シリカ粒子、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、酸化クロム粒子、二酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化マグネシウム粒子、二酸化マンガン粒子、酸化亜鉛粒子、ベンガラ粒子等の酸化物粒子;窒化ケイ素粒子、窒化ホウ素粒子等の窒化物粒子;炭化ケイ素粒子、炭化ホウ素粒子等の炭化物粒子;ダイヤモンド粒子;炭酸カルシウムや炭酸バリウム等の炭酸塩等が挙げられる。有機粒子の具体例としては、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)粒子やポリ(メタ)アクリル酸粒子、ポリアクリロニトリル粒子等が挙げられる。ここで(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸およびメタクリル酸を包括的に指す意味である。砥粒は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。   The material and properties of the abrasive grains are not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the purpose of use and the mode of use of the polishing composition. Examples of the abrasive grains include inorganic particles, organic particles, and organic-inorganic composite particles. Specific examples of the inorganic particles include silica particles, alumina particles, cerium oxide particles, chromium oxide particles, titanium dioxide particles, zirconium oxide particles, magnesium oxide particles, manganese dioxide particles, zinc oxide particles, and oxide particles such as red iron oxide particles; Examples thereof include nitride particles such as silicon nitride particles and boron nitride particles; carbide particles such as silicon carbide particles and boron carbide particles; diamond particles; carbonates such as calcium carbonate and barium carbonate. Specific examples of the organic particles include polymethylmethacrylate (PMMA) particles, poly (meth) acrylic acid particles, and polyacrylonitrile particles. The term “(meth) acrylic acid” as used herein means a generic term for acrylic acid and methacrylic acid. The abrasive grains may be used alone or in combination of two or more.

上記砥粒としては、無機粒子が好ましく、なかでも金属または半金属の酸化物からなる粒子が好ましい。特に好ましい砥粒としてシリカ粒子が挙げられる。シリカ粒子としてはコロイダルシリカ、フュームドシリカ、沈降シリカ等が挙げられる。   As the abrasive grains, inorganic particles are preferable, and particles made of metal or semimetal oxides are particularly preferable. Silica particles are mentioned as particularly preferable abrasive grains. Examples of silica particles include colloidal silica, fumed silica, and precipitated silica.

シリカ粒子の中でも、コロイダルシリカおよびフュームドシリカが好ましく、コロイダルシリカが特に好ましい。コロイダルシリカまたはフュームドシリカを使用した場合、特にコロイダルシリカを使用した場合には、研磨工程においてシリコンウェーハの表面に発生するスクラッチが減少する。   Among the silica particles, colloidal silica and fumed silica are preferable, and colloidal silica is particularly preferable. When colloidal silica or fumed silica is used, particularly when colloidal silica is used, scratches generated on the surface of the silicon wafer in the polishing step are reduced.

ここで、好ましい研磨対象物であるシリコンウェーハの表面は、一般に、ラッピング工程とポリシング工程とを経て高品質な鏡面に仕上げられる。そして、上記ポリシング工程は、通常、予備研磨工程(予備ポリシング工程)と仕上げ研磨工程(ファイナルポリシング工程)とを含む複数の研磨工程により構成されている。たとえば、シリコンウェーハを大まかに研磨する段階(たとえば、予備研磨工程)では加工力(研磨力)の高い研磨用組成物が使用され、より繊細に研磨する段階(たとえば、仕上げ研磨工程)では研磨力の低い研磨用組成物が使用される傾向にある。このように、使用される研磨用組成物は、研磨工程ごとに求められる研磨特性が異なるため、研磨用組成物に含まれる各成分の含有量もまた、その研磨用組成物が使用される研磨工程の段階に依存して、異なったものが採用されうる。   Here, the surface of a silicon wafer, which is a preferable object to be polished, is generally finished into a high quality mirror surface through a lapping step and a polishing step. The polishing step is usually composed of a plurality of polishing steps including a preliminary polishing step (preliminary polishing step) and a final polishing step (final polishing step). For example, a polishing composition having a high processing force (polishing force) is used in the step of roughly polishing a silicon wafer (eg, a preliminary polishing step), and a polishing force is used in a more delicate polishing step (eg, a final polishing step). There is a tendency that polishing compositions having a low viscosity are used. As described above, since the polishing composition used has different polishing characteristics required for each polishing step, the content of each component contained in the polishing composition also depends on the polishing composition used in the polishing composition. Different ones may be employed depending on the stage of the process.

上記のように、研磨用組成物に含まれる砥粒においても、その含有量や粒子径は、その研磨用組成物が使用される研磨工程の段階に依存して、それぞれ異なったものが採用されうる。   As described above, even in the abrasive grains contained in the polishing composition, the content and the particle size thereof are different from each other depending on the stage of the polishing step in which the polishing composition is used. sell.

砥粒の含有量の増加によって、研磨対象物の表面に対する研磨レートが向上する。一方、砥粒の含有量の減少によって、研磨用組成物の分散安定性が向上し、かつ、研磨された面の砥粒の残渣が低減する傾向となる。   The increase in the content of the abrasive grains improves the polishing rate for the surface of the object to be polished. On the other hand, the reduction in the content of the abrasive grains tends to improve the dispersion stability of the polishing composition and reduce the residue of the abrasive grains on the polished surface.

予備研磨工程に用いられる研磨用組成物中における砥粒の含有量は、特に制限されないが、0.001質量%以上であることが好ましく、0.01質量%以上であることがより好ましく、0.1質量%以上であることがさらに好ましく、0.2質量%以上であることが特に好ましい。また、予備研磨工程に用いられる研磨用組成物中における砥粒の含有量は、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、1質量%以下であることがさらに好ましく、0.8質量%以下であることが最も好ましい。   The content of the abrasive grains in the polishing composition used in the preliminary polishing step is not particularly limited, but is preferably 0.001 mass% or more, more preferably 0.01 mass% or more, and 0 It is more preferably at least 1 mass%, particularly preferably at least 0.2 mass%. The content of abrasive grains in the polishing composition used in the preliminary polishing step is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and 1% by mass or less. More preferably, it is most preferably 0.8% by mass or less.

仕上げ研磨工程に用いられる研磨用組成物中における砥粒の含有量は、特に制限されないが、0.001質量%以上であることが好ましく、0.01質量%以上であることがより好ましく、0.1質量%以上であることが特に好ましい。また、仕上げ研磨工程に用いられる研磨用組成物中における砥粒の含有量は、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、1質量%以下であることがさらにより好ましく、0.5質量%以下であることが最も好ましい。   The content of the abrasive grains in the polishing composition used in the final polishing step is not particularly limited, but is preferably 0.001 mass% or more, more preferably 0.01 mass% or more, and 0 It is particularly preferably at least 1% by mass. The content of abrasive grains in the polishing composition used in the final polishing step is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and further preferably 1% by mass or less. Even more preferably, it is most preferably 0.5% by mass or less.

また、砥粒の粒子径の増大によって、研磨対象物の表面を機械的に研磨しやすくなり、研磨レートが向上する。一方、砥粒の粒子径の減少によって、ヘイズが低減しやすくなる。   In addition, the increase in the particle size of the abrasive grains facilitates mechanical polishing of the surface of the object to be polished, and improves the polishing rate. On the other hand, haze is likely to be reduced due to the decrease in the particle size of the abrasive grains.

予備研磨工程に用いられる研磨用組成物中における砥粒の平均一次粒子径は、特に制限されないが、5nm以上が好ましく、10nm以上であることがより好ましく、20nm以上であることがさらに好ましく、30nm以上であることがさらにより好ましい。また、予備研磨工程に用いられる砥粒の平均一次粒子径は、100nm以下が好ましく、80nm以下であることがより好ましく、60nm以下であることがさらに好ましい。   The average primary particle diameter of the abrasive grains in the polishing composition used in the preliminary polishing step is not particularly limited, but is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, further preferably 20 nm or more, and 30 nm. It is even more preferable that the above is satisfied. The average primary particle diameter of the abrasive grains used in the preliminary polishing step is preferably 100 nm or less, more preferably 80 nm or less, and further preferably 60 nm or less.

仕上げ研磨工程に用いられる研磨用組成物中における砥粒の平均一次粒子径は、特に制限されないが、5nm以上が好ましく、10nm以上であることがより好ましく、20nm以上であることがさらに好ましい。また、仕上げ研磨工程に用いられる研磨用組成物中における砥粒の平均一次粒子径は、60nm以下が好ましく、50nm以下であることがより好ましく、40nm以下であることがさらに好ましい。   The average primary particle diameter of the abrasive grains in the polishing composition used in the final polishing step is not particularly limited, but is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, and further preferably 20 nm or more. The average primary particle diameter of the abrasive grains in the polishing composition used in the final polishing step is preferably 60 nm or less, more preferably 50 nm or less, and even more preferably 40 nm or less.

また、予備研磨工程に用いられる研磨用組成物中における砥粒の平均二次粒子径は、特に制限されないが、10nm以上であることが好ましく、20nm以上であることがより好ましく、40nm以上であることがさらに好ましい。また、予備研磨工程に用いられる研磨用組成物中における砥粒の平均二次粒子径は、250nm以下であることが好ましく、180nm以下であることがより好ましく、150nm以下がさらに好ましい。   The average secondary particle size of the abrasive grains in the polishing composition used in the preliminary polishing step is not particularly limited, but is preferably 10 nm or more, more preferably 20 nm or more, and 40 nm or more. Is more preferable. The average secondary particle diameter of the abrasive grains in the polishing composition used in the preliminary polishing step is preferably 250 nm or less, more preferably 180 nm or less, and even more preferably 150 nm or less.

仕上げ研磨工程に用いられる研磨用組成物中における砥粒の平均二次粒子径は、10nm以上であることが好ましく、20nm以上であることがより好ましく、30nm以上であることがさらに好ましく、40nm以上であることが特に好ましい。また、仕上げ研磨工程に用いられる研磨用組成物中における砥粒の平均二次粒子径は、100nm以下であることが好ましく、90nm以下であることがより好ましく、80nm以下であることがさらに好ましい。   The average secondary particle diameter of the abrasive grains in the polishing composition used in the final polishing step is preferably 10 nm or more, more preferably 20 nm or more, further preferably 30 nm or more, and 40 nm or more. Is particularly preferable. The average secondary particle diameter of the abrasive grains in the polishing composition used in the final polishing step is preferably 100 nm or less, more preferably 90 nm or less, and even more preferably 80 nm or less.

一般に、水溶性高分子および砥粒を含有する研磨用組成物中では、水溶性高分子によって媒介された砥粒の凝集体が形成され易い。そのため、水溶性高分子および砥粒を含有する研磨用組成物では、水溶性高分子を含有しない研磨用組成物と比べ、研磨用組成物中に存在する粒子の平均粒子径が大きくなる傾向にある。本明細書において「研磨用組成物中に存在する粒子」とは、水溶性高分子によって媒介された砥粒の凝集体だけでなく、凝集体を形成していない砥粒も包含する用語として用いられる。   Generally, in a polishing composition containing a water-soluble polymer and abrasive grains, aggregates of abrasive grains mediated by the water-soluble polymer are likely to be formed. Therefore, in a polishing composition containing a water-soluble polymer and abrasive grains, as compared with a polishing composition containing no water-soluble polymer, the average particle size of the particles present in the polishing composition tends to be large. is there. In the present specification, "particles present in the polishing composition" is used as a term including not only aggregates of abrasive grains mediated by a water-soluble polymer but also abrasive grains not forming aggregates. To be

予備研磨工程に用いられる研磨用組成物中に存在する粒子の平均二次粒子径は10nm以上であることが好ましく、20nm以上であることがより好ましく、40nm以上であることがさらに好ましい。また、予備研磨工程に用いられる研磨用組成物中に存在する粒子の平均二次粒子径は、250nm以下であることが好ましく、180nm以下であることがより好ましく、150nm以下であることがさらに好ましい。   The average secondary particle diameter of the particles present in the polishing composition used in the preliminary polishing step is preferably 10 nm or more, more preferably 20 nm or more, and further preferably 40 nm or more. The average secondary particle diameter of the particles present in the polishing composition used in the preliminary polishing step is preferably 250 nm or less, more preferably 180 nm or less, and further preferably 150 nm or less. .

仕上げ研磨工程に用いられる研磨用組成物中に存在する粒子の平均二次粒子径は10nm以上であることが好ましく、20nm以上であることがより好ましく、30nm以上であることがさらに好ましく、40nm以上であることが特に好ましい。また、仕上げ研磨工程に用いられる研磨用組成物中に存在する粒子の平均二次粒子径は、100nm以下であることが好ましく、90nm以下であることがより好ましく、80nm以下であることがさらに好ましい。   The average secondary particle size of the particles present in the polishing composition used in the final polishing step is preferably 10 nm or more, more preferably 20 nm or more, further preferably 30 nm or more, and 40 nm or more. Is particularly preferable. The average secondary particle diameter of the particles present in the polishing composition used in the final polishing step is preferably 100 nm or less, more preferably 90 nm or less, and further preferably 80 nm or less. .

なお、砥粒の平均一次粒子径の値は、たとえば、BET法により測定される比表面積から算出される。砥粒の比表面積の測定は、たとえば、マイクロメリティックス社製の「Flow SorbII 2300」を用いて行うことができる。また、砥粒および研磨用組成物中に存在する粒子の平均二次粒子径は、たとえば動的光散乱法により測定され、たとえば日機装株式会社製の「ナノトラック(登録商標)UPA−UT151」を用いて測定することができる。   The value of the average primary particle diameter of the abrasive grains is calculated, for example, from the specific surface area measured by the BET method. The specific surface area of the abrasive grains can be measured using, for example, "Flow SorbII 2300" manufactured by Micromeritics. Further, the average secondary particle diameter of the particles present in the abrasive grains and the polishing composition is measured, for example, by a dynamic light scattering method, for example, "Nanotrack (registered trademark) UPA-UT151" manufactured by Nikkiso Co., Ltd. Can be used to measure.

<塩基性化合物>
本発明の一形態に係る研磨用組成物は、塩基性化合物を必須に含む。ここで塩基性化合物とは、研磨用組成物に添加されることによって該組成物のpHを上昇させる機能を有する化合物を指す。塩基性化合物は、研磨対象物の面をエッチングにより化学的に研磨する働き、および砥粒の分散安定性を向上させる働きを有する。また、塩基性化合物は、pH調整剤として用いることができる。
<Basic compound>
The polishing composition according to one aspect of the present invention essentially contains a basic compound. Here, the basic compound means a compound having a function of increasing the pH of the polishing composition by being added thereto. The basic compound has a function of chemically polishing the surface of an object to be polished by etching, and a function of improving dispersion stability of abrasive grains. Further, the basic compound can be used as a pH adjuster.

塩基性化合物の具体例としては、第2族元素またはアルカリ金属の水酸化物または塩、第四級アンモニウム化合物、アンモニアまたはその塩、アミンなどが挙げられる。   Specific examples of the basic compound include hydroxides or salts of Group 2 elements or alkali metals, quaternary ammonium compounds, ammonia or salts thereof, amines and the like.

第2族元素またはアルカリ金属の水酸化物または塩において、第2族元素としては、特に制限されないが、アルカリ土類金属を好ましく用いることができ、たとえば、カルシウムが挙げられる。また、アルカリ金属としては、カリウム、ナトリウムなどが挙げられる。塩としては、炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、酢酸塩などが挙げられる。第2族元素またはアルカリ金属の水酸化物または塩としては、たとえば、水酸化カルシウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、硫酸カリウム、酢酸カリウム、塩化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、および炭酸ナトリウム等が挙げられる。   In the hydroxide or salt of Group 2 element or alkali metal, the Group 2 element is not particularly limited, but an alkaline earth metal can be preferably used, and examples thereof include calcium. In addition, examples of the alkali metal include potassium and sodium. Examples of the salt include carbonate, hydrogen carbonate, sulfate, acetate and the like. Examples of the hydroxides or salts of Group 2 elements or alkali metals include calcium hydroxide, potassium hydroxide, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, potassium sulfate, potassium acetate, potassium chloride, sodium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, And sodium carbonate and the like.

第四級アンモニウム化合物としては、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムなどの水酸化物、塩化物、炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、およびリン酸塩などの塩が挙げられる。具体例としては、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、水酸化テトラブチルアンモニウムなどの水酸化テトラアルキルアンモニウム;炭酸テトラメチルアンモニウム、炭酸テトラエチルアンモニウム、炭酸テトラブチルアンモニウムなどの炭酸テトラアルキルアンモニウム;塩化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラエチルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウムなどの塩化テトラアルキルアンモニウム等が挙げられる。   Examples of the quaternary ammonium compound include hydroxides such as tetramethylammonium, tetraethylammonium and tetrabutylammonium, salts such as chlorides, carbonates, hydrogencarbonates, sulfates and phosphates. Specific examples include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide and other tetraalkylammonium hydroxides; tetramethylammonium carbonate, tetraethylammonium carbonate, tetrabutylammonium carbonate and other tetraalkylammonium carbonates; chloride Examples thereof include tetraalkylammonium chloride, such as tetramethylammonium, tetraethylammonium chloride, and tetrabutylammonium chloride.

他のアンモニウム塩としては、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムなどが挙げられる。   Other ammonium salts include ammonium carbonate and ammonium hydrogen carbonate.

アミンの具体例としては、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、エチレンジアミン、モノエタノールアミン、N−(β−アミノエチル)エタノールアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、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、グアニジンなどが挙げられる。   Specific examples of amines include methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, ethylenediamine, monoethanolamine, N- (β-aminoethyl) ethanolamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, anhydrous piperazine. , Piperazine hexahydrate, 1- (2-aminoethyl) piperazine, N-methylpiperazine, guanidine and the like.

ここで、塩基性化合物は、その期待される機能に応じて好ましい化合物を選択することができる。   Here, as the basic compound, a preferable compound can be selected according to its expected function.

ここで、予備研磨工程に用いられる研磨用組成物中における塩基性化合物としては、研磨レート向上の観点から、水酸化テトラメチルアンモニウムなどの水酸化第四級アンモニウム化合物、アンモニアを用いることが好ましい。また、予備研磨工程に用いられる研磨用組成物中における塩基性化合物としては、研磨レート向上の観点から、炭酸塩または炭酸水素塩などを含むことが好ましく、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸ナトリウム、または炭酸水素ナトリウムなどを含むことが好適である。取り扱いのしやすさという観点から、水酸化第四級アンモニウム化合物およびアンモニアがさらに好ましく、アンモニアが最も好ましい。   Here, as the basic compound in the polishing composition used in the preliminary polishing step, it is preferable to use a quaternary ammonium hydroxide compound such as tetramethylammonium hydroxide or ammonia from the viewpoint of improving the polishing rate. Further, as the basic compound in the polishing composition used in the preliminary polishing step, from the viewpoint of improving the polishing rate, it is preferable to include a carbonate or a hydrogen carbonate, and the like, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, ammonium carbonate, It is preferable to include ammonium hydrogen carbonate, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, or the like. From the viewpoint of easy handling, the quaternary ammonium hydroxide compound and ammonia are more preferable, and ammonia is the most preferable.

また、仕上げ研磨工程に用いられる研磨用組成物中における塩基性化合物としては、研磨後の研磨対象物に付着して残らないという観点から、アルカリ土類金属、アルカリ金属、遷移金属を含まないものが好まれる。よって、塩基性化合物としては、たとえば、水酸化第四級アンモニウム化合物、アミン、アンモニアであることが好ましく、取り扱いのしやすさという観点から、水酸化第四級アンモニウム化合物およびアンモニアがさらに好ましく、アンモニアが最も好ましい。   Further, the basic compound in the polishing composition used in the final polishing step does not contain an alkaline earth metal, an alkali metal, or a transition metal from the viewpoint that it does not remain attached to the object to be polished after polishing. Is preferred. Therefore, the basic compound is preferably, for example, a quaternary ammonium hydroxide compound, an amine, or ammonia. From the viewpoint of easy handling, the quaternary ammonium hydroxide compound and ammonia are more preferable, and the ammonia Is most preferred.

研磨用組成物中の塩基性化合物の含有量(二種以上用いる場合はその合計量)は、0.001質量%以上であることが好ましく、0.003質量%以上であることがより好ましい。塩基性化合物の含有量を増加させることによって、高い研磨レートが得られ易くなる。他方で、研磨用組成物中の塩基性化合物の含有量(二種以上用いる場合はその合計量)は、0.2質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましい。塩基性化合物の含有量を減少させることによって、ヘイズが低減されやすくなる。   The content of the basic compound in the polishing composition (when two or more kinds are used, the total amount thereof) is preferably 0.001 mass% or more, and more preferably 0.003 mass% or more. By increasing the content of the basic compound, it becomes easy to obtain a high polishing rate. On the other hand, the content of the basic compound in the polishing composition (when two or more kinds are used, the total amount thereof) is preferably 0.2% by mass or less, and 0.1% by mass or less. More preferable. By reducing the content of the basic compound, haze is easily reduced.

なお、仕上げ研磨工程に近づくにつれて、塩基性化合物の含有量を段階的に少なくしていくとよい。好ましい実施形態は、予備研磨用組成物の塩基性化合物の含有量が最も多い形態であり、その含有量は仕上げ研磨用組成物における塩基性化合物の含有量の2倍以上20倍以下の範囲であることが好ましい。   In addition, it is advisable to reduce the content of the basic compound stepwise as the final polishing step is approached. A preferred embodiment is a form in which the content of the basic compound in the preliminary polishing composition is the largest, and the content is in the range of 2 times or more and 20 times or less the content of the basic compound in the finish polishing composition. Preferably there is.

<水溶性高分子A>
本発明の一形態に係る研磨用組成物は、研磨対象物の表面を保護する作用を有する水溶性高分子Aを必須に含む。水溶性高分子Aは、研磨対象物の表面に水溶性高分子膜を形成するため、研磨対象物のヘイズを低減することができる。
<Water-soluble polymer A>
The polishing composition according to one aspect of the present invention essentially contains a water-soluble polymer A having a function of protecting the surface of an object to be polished. Since the water-soluble polymer A forms a water-soluble polymer film on the surface of the object to be polished, the haze of the object to be polished can be reduced.

水溶性高分子Aとしては、分子中に、カチオン基、アニオン基およびノニオン基から選ばれる少なくとも一種の官能基を有するものを使用することができる。具体的な水溶性高分子Aとしては、分子中に水酸基、カルボキシル基、アシルオキシ基、スルホ基、第四級アンモニウム構造、複素環構造、ビニル構造、ポリオキシアルキレン構造などを含むものが挙げられる。凝集物の低減や洗浄性向上などの観点から、ノニオン性の水溶性高分子を好ましく採用し得る。好適例として、オキシアルキレン単位を含むポリマー、窒素原子を含有するポリマー(含窒素水溶性高分子)、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体、デンプン誘導体などが例示される。   As the water-soluble polymer A, those having at least one functional group selected from a cation group, an anion group and a nonion group in the molecule can be used. Specific examples of the water-soluble polymer A include those containing a hydroxyl group, a carboxyl group, an acyloxy group, a sulfo group, a quaternary ammonium structure, a heterocyclic structure, a vinyl structure, a polyoxyalkylene structure, and the like in the molecule. A nonionic water-soluble polymer can be preferably used from the viewpoints of reducing aggregates and improving detergency. Suitable examples include polymers containing oxyalkylene units, polymers containing nitrogen atoms (nitrogen-containing water-soluble polymers), polyvinyl alcohol, cellulose derivatives, starch derivatives and the like.

水溶性高分子Aは、オキシアルキレン単位を含むポリマー、窒素原子を含有するポリマー、ポリビニルアルコール、およびセルロース誘導体からなる群より選択される少なくとも1種であることがより好ましく、窒素原子を含有するポリマーおよびセルロース誘導体からなる群より選択される少なくとも1種であることがさらに好ましい。   The water-soluble polymer A is more preferably at least one selected from the group consisting of a polymer containing an oxyalkylene unit, a polymer containing a nitrogen atom, polyvinyl alcohol, and a cellulose derivative, and a polymer containing a nitrogen atom. And at least one selected from the group consisting of cellulose derivatives.

オキシアルキレン単位を含むポリマーとしては、ポリエチレンオキサイド(PEO)、エチレンオキサイド(EO)とプロピレンオキサイド(PO)とのブロック共重合体、EOとPOとのランダム共重合体などが挙げられる。EOとPOとのブロック共重合体は、ポリエチレンオキサイド(PEO)ブロックとポリプロピレンオキサイド(PPO)ブロックとを含むジブロック体、トリブロック体などであり得る。上記トリブロック体には、PEO−PPO−PEO型トリブロック体およびPPO−PEO−PPO型トリブロック体が含まれる。通常は、PEO−PPO−PEO型トリブロック体がより好ましい。EOとPOとのブロック共重合体またはランダム共重合体において、該共重合体を構成するEOとPOとのモル比(EO/PO)は、水への溶解性や洗浄性などの観点から、1より大きいことが好ましく、2以上であることがより好ましく、3以上(たとえば5以上)であることがさらに好ましい。   Examples of the polymer containing an oxyalkylene unit include polyethylene oxide (PEO), a block copolymer of ethylene oxide (EO) and propylene oxide (PO), and a random copolymer of EO and PO. The block copolymer of EO and PO may be a diblock body, a triblock body or the like containing a polyethylene oxide (PEO) block and a polypropylene oxide (PPO) block. The triblock body includes a PEO-PPO-PEO type triblock body and a PPO-PEO-PPO type triblock body. Usually, a PEO-PPO-PEO type triblock body is more preferable. In a block copolymer or a random copolymer of EO and PO, the molar ratio of EO and PO (EO / PO) constituting the copolymer is from the viewpoint of solubility in water and detergency. It is preferably larger than 1, more preferably 2 or more, and further preferably 3 or more (for example, 5 or more).

窒素原子を含有するポリマーとしては、モノマー単位中に窒素原子を1個以上有するもの、または側鎖の一部に窒素原子を1個以上有するものであれば特に限定されない。窒素原子を含有するポリマーの形成に用いられるモノマーとしては、たとえば、アミン、イミン、アミド、イミド、カルボジイミド、ヒドラジド、ウレタンなどが挙げられ、その構造は、鎖状、環状、1級、2級、3級のいずれであってもよい。また、窒素原子がカチオンの一部となる塩の構造を有する含窒素水溶性高分子であってもよい。また、主鎖に窒素原子を含有するポリマーおよび側鎖官能基(ペンダント基)に窒素原子を有するポリマーのいずれも使用可能である。塩の構造を有する含窒素水溶性高分子としては、たとえば、第四級アンモニウム塩が挙げられる。また、含窒素水溶性高分子としては、たとえば、水溶性ナイロンなどの重縮合系ポリアミド、水溶性ポリエステルなどの重縮合系ポリエステル、重付加系ポリアミン、重付加系ポリイミン、重付加系(メタ)アクリルアミド、アルキル主鎖の少なくとも一部に窒素原子を有する水溶性高分子、側鎖の少なくとも一部に窒素原子を有する水溶性高分子などが挙げられる。なお、側鎖に窒素原子を有する水溶性高分子は、側鎖に第四級窒素を有する水溶性高分子も含む。重付加系の含窒素水溶性高分子の具体例としては、ポリビニルイミダゾール、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルピロリドン、ポリN−ビニルホルムアミド、ポリビニルカプロラクタム、ポリビニルピペリジンなどが挙げられる。また、含窒素水溶性高分子は、ビニルアルコール構造、メタクリル酸構造、ビニルスルホン酸構造、ビニルアルコールカルボン酸エステル構造、オキシアルキレン構造などの親水性を有する構造を部分的に有するものであってもよい。また、これらのジブロック型やトリブロック型、ランダム型、交互型といった複数種の構造を有する重合体であってもよい。含窒素水溶性高分子は、分子中の一部または全部にカチオンを持つもの、アニオンを持つもの、アニオンとカチオンとの両方を持つもの、ノニオンを持つもの、等のいずれであってもよい。主鎖に窒素原子を含有するポリマーの例としては、N−アシルアルキレンイミン型モノマーの単独重合体および共重合体が挙げられる。N−アシルアルキレンイミン型モノマーの具体例としては、N−アセチルエチレンイミン、N−プロピオニルエチレンイミン等が挙げられる。ペンダント基に窒素原子を有するポリマーとしては、たとえばN−(メタ)アクリロイル型モノマーの単独重合体および共重合体、N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド型モノマーの単独重合体および共重合体、N−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド型モノマーの単独重合体および共重合体、N−アルキル(メタ)アクリルアミド型モノマーの単独重合体および共重合体、N−ジアルキル(メタ)アクリルアミド型のモノマーの単独重合体および共重合体、N−ビニル型モノマーの単独重合体および共重合体等が挙げられる。ここで「(メタ)アクリロイル」とは、アクリロイルおよびメタクリロイルを包括的に指す意味である。N−(メタ)アクリロイル型モノマーの具体例としては、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−(メタ)アクリロイルピペリジン等が挙げられる。N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド型モノマーの具体例としては、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。N−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド型モノマーの具体例としては、N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。N−アルキル(メタ)アクリルアミド型モノマーの具体例としては、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。N−ジアルキル(メタ)アクリルアミド型モノマーの具体例としては、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジプロピル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。N−ビニル型モノマーの具体例としては、N−ビニルピロリドン等が挙げられる。なお、本明細書中において共重合体とは、特記しない場合、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体等の各種の共重合体を包括的に指す意味である。   The polymer containing a nitrogen atom is not particularly limited as long as it has one or more nitrogen atoms in the monomer unit or one or more nitrogen atoms in a part of the side chain. Examples of the monomer used for forming the polymer containing a nitrogen atom include amine, imine, amide, imide, carbodiimide, hydrazide, urethane and the like, and the structures thereof are linear, cyclic, primary, secondary, It may be any of the third grade. Further, it may be a nitrogen-containing water-soluble polymer having a salt structure in which a nitrogen atom is part of a cation. Further, both a polymer containing a nitrogen atom in the main chain and a polymer having a nitrogen atom in a side chain functional group (pendant group) can be used. Examples of the nitrogen-containing water-soluble polymer having a salt structure include quaternary ammonium salts. Examples of the nitrogen-containing water-soluble polymer include polycondensation polyamides such as water-soluble nylon, polycondensation polyesters such as water-soluble polyesters, polyaddition polyamines, polyaddition polyimines, and polyaddition (meth) acrylamides. , A water-soluble polymer having a nitrogen atom in at least a part of its alkyl main chain, a water-soluble polymer having a nitrogen atom in at least a part of its side chain, and the like. The water-soluble polymer having a nitrogen atom in the side chain also includes a water-soluble polymer having a quaternary nitrogen in the side chain. Specific examples of the polyaddition type nitrogen-containing water-soluble polymer include polyvinyl imidazole, polyvinyl carbazole, polyvinyl pyrrolidone, poly N-vinyl formamide, polyvinyl caprolactam, polyvinyl piperidine and the like. Further, the nitrogen-containing water-soluble polymer may be one partially having a hydrophilic structure such as a vinyl alcohol structure, a methacrylic acid structure, a vinyl sulfonic acid structure, a vinyl alcohol carboxylic acid ester structure, or an oxyalkylene structure. Good. Further, it may be a polymer having a plurality of types of structures such as these diblock type, triblock type, random type and alternating type. The nitrogen-containing water-soluble polymer may be any one having a cation in a part or all of the molecule, one having an anion, one having both an anion and a cation, one having a nonion, and the like. Examples of the polymer containing a nitrogen atom in the main chain include homopolymers and copolymers of N-acylalkyleneimine type monomers. Specific examples of the N-acylalkyleneimine type monomer include N-acetylethyleneimine and N-propionylethyleneimine. Examples of the polymer having a nitrogen atom in the pendant group include homopolymers and copolymers of N- (meth) acryloyl type monomers, homopolymers and copolymers of N-alkoxyalkyl (meth) acrylamide type monomers, N- Homopolymers and copolymers of hydroxyalkyl (meth) acrylamide type monomers, homopolymers and copolymers of N-alkyl (meth) acrylamide type monomers, homopolymers of N-dialkyl (meth) acrylamide type monomers, and Examples thereof include copolymers, homopolymers and copolymers of N-vinyl type monomers. Here, "(meth) acryloyl" means a generic term for acryloyl and methacryloyl. Specific examples of the N- (meth) acryloyl-type monomer include N- (meth) acryloylmorpholine and N- (meth) acryloylpiperidine. Specific examples of the N-alkoxyalkyl (meth) acrylamide type monomer include N-methoxymethyl (meth) acrylamide, N-ethoxymethyl (meth) acrylamide, N-butoxymethyl (meth) acrylamide and the like. Specific examples of N-hydroxyalkyl (meth) acrylamide type monomers include N- (2-hydroxyethyl) (meth) acrylamide, N- (1,1-dimethyl-2-hydroxyethyl) (meth) acrylamide and the like. To be Specific examples of N-alkyl (meth) acrylamide type monomers include N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N-propyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide and the like. . Specific examples of the N-dialkyl (meth) acrylamide type monomer include N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N, N-dipropyl (meth) acrylamide and the like. Specific examples of the N-vinyl type monomer include N-vinylpyrrolidone and the like. In the present specification, the term "copolymer", unless otherwise specified, means a comprehensive reference to various copolymers such as random copolymers, alternating copolymers, block copolymers, and graft copolymers. is there.

ポリビニルアルコールについて、ケン化度は特に限定されない。また、ポリビニルアルコールとして、第四級アンモニウム構造等のカチオン性基を有するカチオン化ポリビニルアルコールを使用してもよい。上記カチオン化ポリビニルアルコールとしては、たとえば、ジアリルジアルキルアンモニウム塩、N−(メタ)アクリロイルアミノアルキル−N,N,N−トリアルキルアンモニウム塩等のカチオン性基を有するモノマーに由来するものが挙げられる。   The saponification degree of polyvinyl alcohol is not particularly limited. As the polyvinyl alcohol, cationized polyvinyl alcohol having a cationic group such as a quaternary ammonium structure may be used. Examples of the cationized polyvinyl alcohol include those derived from a monomer having a cationic group such as diallyldialkylammonium salt and N- (meth) acryloylaminoalkyl-N, N, N-trialkylammonium salt.

「セルロース誘導体」とは、セルロースの持つ水酸基の一部が他の異なった置換基に置換されたものをいう。セルロース誘導体としては、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体およびプルランが挙げられる。   The "cellulose derivative" refers to a cellulose in which a part of hydroxyl groups is substituted with another different substituent. Examples of the cellulose derivative include cellulose derivatives such as hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, hydroxyethyl methyl cellulose, methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, methyl cellulose, ethyl cellulose, ethyl hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, and pullulan.

デンプン誘導体としては、アルファ化デンプン、プルラン、シクロデキストリンなどが挙げられる。なかでもプルランが好ましい。   Examples of the starch derivative include pregelatinized starch, pullulan, cyclodextrin and the like. Of these, pullulan is preferred.

上記水溶性高分子Aは、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。   The water-soluble polymer A may be used alone or in combination of two or more.

上記水溶性高分子Aの中でも、研磨対象物のヘイズをより低減しやすいという観点からは、水溶性高分子Aは、セルロース誘導体を含んでいると好ましい。水溶性高分子Aとしてセルロース誘導体を用いると、他の水溶性高分子を用いた場合と比較して、研磨対象物(特にシリコンウェーハ)表面においてより水溶性高分子膜が形成されやすく、ヘイズの低減効果がより向上する。さらに、セルロース誘導体の中でも研磨対象物表面において水溶性高分子膜が形成されやすく、ヘイズ低減効果が高いという観点から、ヒドロキシエチルセルロースが特に好ましい。   Among the above-mentioned water-soluble polymers A, it is preferable that the water-soluble polymers A contain a cellulose derivative from the viewpoint of easily reducing the haze of the object to be polished. When a cellulose derivative is used as the water-soluble polymer A, a water-soluble polymer film is more likely to be formed on the surface of the object to be polished (particularly a silicon wafer), as compared with the case where another water-soluble polymer is used, and haze of The reduction effect is further improved. Further, among the cellulose derivatives, hydroxyethyl cellulose is particularly preferable from the viewpoint that a water-soluble polymer film is easily formed on the surface of the object to be polished and the haze reducing effect is high.

水溶性高分子Aの重量平均分子量は、研磨レートの向上とヘイズを低減させるという観点から、ポリエチレンオキサイド換算で2,000,000以下であることが好ましく、1,500,000以下であることがより好ましく、1,000,000以下であることがさらに好ましい。また、研磨用組成物中の水溶性高分子Aの重量平均分子量は10,000以上であることが好ましく、20,000以上であることがより好ましく、30,000以上であることがさらに好ましい。また、水溶性高分子Aの重量平均分子量が上記範囲内であると、研磨用組成物の分散安定性や、研磨対象物をシリコンウェーハ(シリコン基板)としたとき、シリコンウェーハの洗浄性の観点からも好ましい。なお、水溶性高分子Aの重量平均分子量は、GPC法(水系、ポリエチレンオキサイド換算)により測定された値を採用することができる。   The weight average molecular weight of the water-soluble polymer A is preferably 2,000,000 or less, and preferably 1,500,000 or less in terms of polyethylene oxide, from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing haze. More preferably, it is still more preferably 1,000,000 or less. The weight average molecular weight of the water-soluble polymer A in the polishing composition is preferably 10,000 or more, more preferably 20,000 or more, still more preferably 30,000 or more. When the weight average molecular weight of the water-soluble polymer A is within the above range, the dispersion stability of the polishing composition and the cleaning performance of the silicon wafer when the object to be polished is a silicon wafer (silicon substrate) Is also preferable. As the weight average molecular weight of the water-soluble polymer A, a value measured by the GPC method (water-based, converted to polyethylene oxide) can be adopted.

研磨用組成物に含まれる水溶性高分子Aの含有量は、その研磨用組成物が使用される研磨工程の段階に依存して、それぞれ異なったものが採用されうる。   The content of the water-soluble polymer A contained in the polishing composition may be different depending on the stage of the polishing step in which the polishing composition is used.

水溶性高分子Aの含有量の増加によって、研磨対象物表面での水溶性高分子膜形成が促進され、ヘイズを低減することができる。一方、水溶性高分子Aの含有量の減少によって、研磨レートが向上する。   By increasing the content of the water-soluble polymer A, the formation of the water-soluble polymer film on the surface of the object to be polished is promoted and the haze can be reduced. On the other hand, the reduction of the content of the water-soluble polymer A improves the polishing rate.

予備研磨工程に用いられる研磨用組成物中の水溶性高分子Aの含有量(二種以上用いる場合はその合計量)としては、研磨面の濡れ性を向上させ、また、ヘイズをより低減させる観点から、1×10−6質量%以上であることが好ましく、5×10−5質量%以上であることがより好ましく、1×10−4質量%以上であることがさらに好ましい。他方で、研磨レートを向上させる観点から、0.5質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましく、0.05質量%以下であることがさらに好ましく、0.01質量%以下であることがさらにより好ましく、0.005質量%以下であることが特に好ましい。The content of the water-soluble polymer A in the polishing composition used in the preliminary polishing step (when two or more kinds are used, the total amount thereof) improves the wettability of the polishing surface and further reduces the haze. From the viewpoint, it is preferably 1 × 10 −6 mass% or more, more preferably 5 × 10 −5 mass% or more, and further preferably 1 × 10 −4 mass% or more. On the other hand, from the viewpoint of improving the polishing rate, it is preferably 0.5 mass% or less, more preferably 0.1 mass% or less, further preferably 0.05 mass% or less, and 0 It is even more preferably 0.01% by mass or less, and particularly preferably 0.005% by mass or less.

仕上げ研磨工程に用いられる研磨用組成物中の水溶性高分子Aの含有量(二種以上用いる場合はその合計量)としては、研磨面の濡れ性を向上させ、また、ヘイズをより低減させる観点から、1×10−4質量%以上であることが好ましく、1×10−3質量%以上であることがより好ましく、2×10−3質量%以上であることがさらに好ましい。他方で、研磨レートを向上させる観点から、0.5質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましく、0.05質量%以下であることがさらに好ましく、0.01質量%以下であることが特に好ましい。The content of the water-soluble polymer A in the polishing composition used in the finish polishing step (the total amount when two or more kinds are used) improves the wettability of the polishing surface and further reduces the haze. From the viewpoint, it is preferably 1 × 10 −4 mass% or more, more preferably 1 × 10 −3 mass% or more, and further preferably 2 × 10 −3 mass% or more. On the other hand, from the viewpoint of improving the polishing rate, it is preferably 0.5 mass% or less, more preferably 0.1 mass% or less, further preferably 0.05 mass% or less, and 0 It is particularly preferable that the content is 0.01% by mass or less.

上記のうち、特に、研磨用組成物中の水溶性高分子Aとして、セルロース誘導体(たとえばヒドロキシエチルセルロース)を用いる場合、ポリビニルピロリドンと併用してもよい。   Among the above, particularly when a cellulose derivative (for example, hydroxyethyl cellulose) is used as the water-soluble polymer A in the polishing composition, it may be used in combination with polyvinylpyrrolidone.

<水溶性高分子B>
本発明の一形態に係る研磨用組成物は、増粘作用を有する水溶性高分子Bを必須に含む。本発明に係る水溶性高分子Bは、重量平均分子量が50,000以上であることから、研磨用組成物を増粘させる作用を有する。また、水溶性高分子Bは、標準試験1により得られる砥粒吸着パラメータ1が40%以下であるため、砥粒に過度に吸着することがなく、研磨用組成物中での砥粒の分散性を良好に維持できる。さらに、水溶性高分子Bは、標準試験2により得られる基板吸着パラメータ2が20%以下であるため、研磨対象物の表面に過度に吸着することがなく、研磨用組成物による研磨レートを良好に維持することができる。上記の水溶性高分子Aと当該水溶性高分子Bとを併用した本発明に係る研磨用組成物は、砥粒の分散性、研磨レート、およびヘイズの低減などの性能を維持しつつ、増粘化が達成される。
<Water-soluble polymer B>
The polishing composition according to one aspect of the present invention essentially contains a water-soluble polymer B having a thickening action. Since the water-soluble polymer B according to the present invention has a weight average molecular weight of 50,000 or more, it has an action of increasing the viscosity of the polishing composition. Further, since the water-soluble polymer B has an abrasive grain adsorption parameter 1 obtained by the standard test 1 of 40% or less, it is not excessively adsorbed to the abrasive grains, and the abrasive grains are dispersed in the polishing composition. The goodness can be maintained. Further, since the water-soluble polymer B has a substrate adsorption parameter 2 obtained by the standard test 2 of 20% or less, it is not excessively adsorbed on the surface of the object to be polished and has a good polishing rate by the polishing composition. Can be maintained at. The polishing composition according to the present invention in which the water-soluble polymer A and the water-soluble polymer B are used in combination increases the dispersibility of the abrasive grains, the polishing rate, and the performance such as reduction of haze. Thickening is achieved.

水溶性高分子Bの重量平均分子量は、50,000以上である。水溶性高分子Bの重量平均分子量が50,000未満である場合、砥粒の分散性などの性能を維持しつつ研磨用組成物を増粘させる作用が得られない。水溶性高分子Bの重量平均分子量は、100,000以上であることが好ましく、200,000以上であることがより好ましい。また、水溶性高分子Bの重量平均分子量は、研磨用組成物の保存安定性の観点から、7,000,000以下であることが好ましく、5,000,000以下であることがより好ましく、3,000,000以下であることがさらに好ましく、1,500,000以下であることが特に好ましい。   The weight average molecular weight of the water-soluble polymer B is 50,000 or more. When the weight average molecular weight of the water-soluble polymer B is less than 50,000, the effect of increasing the viscosity of the polishing composition while maintaining the performance such as the dispersibility of abrasive grains cannot be obtained. The weight average molecular weight of the water-soluble polymer B is preferably 100,000 or more, more preferably 200,000 or more. Further, the weight average molecular weight of the water-soluble polymer B is preferably 7,000,000 or less, more preferably 5,000,000 or less, from the viewpoint of storage stability of the polishing composition. It is more preferably 3,000,000 or less, and particularly preferably 1,500,000 or less.

なお、水溶性高分子Bの重量平均分子量は、GPC法(水系、ポリエチレンオキサイド換算)により測定された値を採用することができる。   As the weight average molecular weight of the water-soluble polymer B, a value measured by the GPC method (water-based, converted to polyethylene oxide) can be adopted.

水溶性高分子Bは、標準試験1により得られる砥粒吸着パラメータ1が40%以下である。ここで、「砥粒吸着パラメータ1」とは、水溶性高分子Bの砥粒への吸着のしやすさを表しており、砥粒吸着パラメータ1が40%以下であることにより、水溶性高分子Bの砥粒への吸着が起こりにくく、研磨用組成物中での砥粒の分散性が向上する。砥粒吸着パラメータ1が40%を超える場合、水溶性高分子Bの砥粒への吸着がより起こりやすく、研磨用組成物中の砥粒の分散性が低下する。砥粒吸着パラメータ1は、40%以下であることが好ましく、20%以下であることがより好ましく、5%以下であることがさらに好ましい。なお、砥粒吸着パラメータ1の下限値は、通常0%である。   The water-soluble polymer B has an abrasive grain adsorption parameter 1 obtained by standard test 1 of 40% or less. Here, "abrasive grain adsorption parameter 1" represents the ease with which the water-soluble polymer B is adsorbed to the abrasive grains, and since the abrasive grain adsorption parameter 1 is 40% or less, it is highly water-soluble. Adsorption of the molecule B to the abrasive grains hardly occurs, and the dispersibility of the abrasive grains in the polishing composition is improved. When the abrasive grain adsorption parameter 1 exceeds 40%, the water-soluble polymer B is more likely to be adsorbed to the abrasive grains, and the dispersibility of the abrasive grains in the polishing composition is lowered. The abrasive grain adsorption parameter 1 is preferably 40% or less, more preferably 20% or less, and further preferably 5% or less. The lower limit of the abrasive grain adsorption parameter 1 is usually 0%.

砥粒吸着パラメータ1は、下記に示す方法で標準試験1を行い下記式1により算出することができる。   Abrasive grain adsorption parameter 1 can be calculated by the following formula 1 by performing standard test 1 by the method shown below.

・標準試験1:砥粒吸着パラメータ1の算出
下記標準液を作製し、この標準液を下記の遠心分離条件で遠心分離し、上澄み液を回収する。
Standard Test 1: Calculation of Abrasive Grain Adsorption Parameter 1 The following standard solution is prepared, and this standard solution is centrifuged under the following centrifugation conditions to collect the supernatant.

≪標準液の組成≫
砥粒の濃度が0.46質量%、アンモニアの濃度が0.009質量%、および水溶性高分子Bの濃度が0.017質量%である水分散液
≪遠心分離条件≫
遠心分離機:ベックマン・コールター株式会社製、Avanti(登録商標) HP−30I
回転数:20000rpm
遠心分離時間:30min
標準液および上澄み液の全有機炭素濃度(TOC)を、下記測定装置を用いて測定し、標準液の測定値をC1とし、上澄み液の測定値をC2として、下記式1により、砥粒吸着パラメータ1を算出する:
TOC測定装置:株式会社島津製作所製、TOC−5000A。
<< Composition of standard solution >>
Aqueous dispersion in which the concentration of abrasive grains is 0.46% by mass, the concentration of ammonia is 0.009% by mass, and the concentration of water-soluble polymer B is 0.017% by mass << Centrifugation Conditions >>
Centrifuge: manufactured by Beckman Coulter, Inc., Avanti (registered trademark) HP-30I
Rotation speed: 20000 rpm
Centrifuge time: 30 min
The total organic carbon concentration (TOC) of the standard liquid and the supernatant liquid was measured using the following measuring device, and the standard liquid measurement value was set to C1, the supernatant liquid measurement value was set to C2, and the abrasive particles were adsorbed by the following formula 1. Calculate parameter 1:
TOC measuring device: TOC-5000A manufactured by Shimadzu Corporation.

また、水溶性高分子Bは、標準試験2により得られる基板吸着パラメータ2が20%以下である。ここで、「基板吸着パラメータ2」とは、水溶性高分子Bの研磨対象物への吸着のしやすさを表しており、基板吸着パラメータ2が20%以下であることにより、水溶性高分子Bが研磨対象物に対して吸着しにくくなり、研磨用組成物による研磨レートが向上する。基板吸着パラメータ2が20%を超える場合、水溶性高分子Bの研磨対象物への吸着がより起こりやすく、研磨用組成物による研磨レートが低下する。基板吸着パラメータ2は、20%以下であることが好ましく、15%以下であることがより好ましい。なお、基板吸着パラメータ2の下限値は、通常0%である。   In addition, the water-soluble polymer B has a substrate adsorption parameter 2 obtained by standard test 2 of 20% or less. Here, "substrate adsorption parameter 2" represents the ease of adsorption of the water-soluble polymer B to the object to be polished, and when the substrate adsorption parameter 2 is 20% or less, the water-soluble polymer is B is less likely to be adsorbed to the object to be polished, and the polishing rate of the polishing composition is improved. When the substrate adsorption parameter 2 exceeds 20%, the water-soluble polymer B is more likely to be adsorbed on the object to be polished, and the polishing rate by the polishing composition is lowered. The substrate adsorption parameter 2 is preferably 20% or less, and more preferably 15% or less. The lower limit of the substrate adsorption parameter 2 is usually 0%.

基板吸着パラメータ2は、下記に示す方法で標準試験2を行い下記式2により算出することができる。   The substrate adsorption parameter 2 can be calculated by the following equation 2 by performing the standard test 2 by the method shown below.

・標準試験2:基板吸着パラメータ2の算出
下記2種の標準液を作製する:
リファレンス標準液:アンモニア 1.3質量%の水溶液
評価用標準液:アンモニアの含有量が1.3質量%であり、水溶性高分子Bの含有量が0.18質量%である水溶液。
-Standard test 2: Calculation of substrate adsorption parameter 2 Prepare the following two standard solutions:
Reference standard solution: Aqueous solution containing 1.3% by mass of ammonia Standard solution for evaluation: Aqueous solution containing 1.3% by mass of ammonia and 0.18% by mass of water-soluble polymer B.

実施例に記載の<シリコンウェーハ前処理>の方法で前処理した単結晶シリコン基板を、60mm×30mmのチップ型に切断し評価用基板を作製する。この評価用基板の重量をW0とする。また、当該評価用基板を、約5質量%のHF(フッ化水素)水溶液に30秒間浸漬した後(自然酸化膜除去)、脱イオン水でリンスする。このようにして酸化膜処理した評価用基板を、25℃にて評価用標準液に12時間浸漬した後、脱イオン水でリンスし乾燥させ重量測定する。この重量をW1とする。浸漬前後の重量差(W0−W1)とシリコンの比重とから、エッチングレート(E.R.)を算出する。別途、上記と同様の方法で、リファレンス標準液を用いて求めたエッチングレートをαとし、下記式2により、基板吸着パラメータ2を算出する。   The single crystal silicon substrate pretreated by the method of <Silicon wafer pretreatment> described in the examples is cut into a chip type of 60 mm × 30 mm to prepare an evaluation substrate. The weight of this evaluation substrate is W0. Further, the evaluation substrate is immersed in an approximately 5 mass% HF (hydrogen fluoride) aqueous solution for 30 seconds (removal of natural oxide film), and then rinsed with deionized water. The evaluation substrate thus treated with the oxide film is immersed in the evaluation standard solution at 25 ° C. for 12 hours, rinsed with deionized water, dried and weighed. This weight is W1. The etching rate (ER) is calculated from the weight difference (W0-W1) before and after immersion and the specific gravity of silicon. Separately, by the same method as above, the etching rate obtained using the reference standard solution is set to α, and the substrate adsorption parameter 2 is calculated by the following equation 2.

上記のような性状を示す水溶性高分子Bの具体的な種類としては、ポリアクリル酸、またはその塩等が挙げられる。水溶性高分子Bは、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。   Specific examples of the water-soluble polymer B having the above-mentioned properties include polyacrylic acid and salts thereof. As the water-soluble polymer B, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.

中でも、研磨用組成物の保存安定性の観点から、水溶性高分子Bはポリアクリル酸を含むことがより好ましい。   Among them, it is more preferable that the water-soluble polymer B contains polyacrylic acid from the viewpoint of storage stability of the polishing composition.

研磨用組成物に含まれる水溶性高分子Bの含有量は、その研磨用組成物が使用される研磨工程の段階に依存して、それぞれ異なったものが採用されうる。   The content of the water-soluble polymer B contained in the polishing composition may be different depending on the stage of the polishing step in which the polishing composition is used.

水溶性高分子Bの含有量の増加によって、増粘することができる。一方、水溶性高分子Bの含有量の減少によって、研磨用組成物の保存安定性が向上できる。   By increasing the content of the water-soluble polymer B, the viscosity can be increased. On the other hand, by reducing the content of the water-soluble polymer B, the storage stability of the polishing composition can be improved.

予備研磨工程に用いられる研磨用組成物中における水溶性高分子Bの含有量は、特に制限されないが、1×10−6質量%以上であることが好ましく、5×10−5質量%以上であることがより好ましく、0.0001質量%以上であることがさらに好ましい。また、予備研磨工程に用いられる研磨用組成物中における水溶性高分子Bの含有量は、0.5質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましく、0.05質量%以下であることがさらに好ましく、0.01質量%以下であることがさらにより好ましく、0.005質量%以下であることが特に好ましい。The content of the water-soluble polymer B in the polishing composition used in the preliminary polishing step is not particularly limited, but is preferably 1 × 10 −6 mass% or more, and 5 × 10 −5 mass% or more. It is more preferable that the content is 0.0001% by mass or more. Further, the content of the water-soluble polymer B in the polishing composition used in the preliminary polishing step is preferably 0.5% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or less, and The content is more preferably 0.05% by mass or less, still more preferably 0.01% by mass or less, and particularly preferably 0.005% by mass or less.

仕上げ研磨工程に用いられる研磨用組成物中における水溶性高分子Bの含有量は、特に制限されないが、1×10−6質量%以上であることが好ましく、5×10−5質量%以上であることがより好ましく、0.0001質量%以上であることがさらに好ましい。また、仕上げ研磨工程に用いられる研磨用組成物中における水溶性高分子Bの含有量は、0.5質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましく、0.05質量%以下であることがさらに好ましく、0.01質量%以下であることがさらにより好ましく、0.005質量%以下であることが特に好ましい。The content of the water-soluble polymer B in the polishing composition used in the final polishing step is not particularly limited, but is preferably 1 × 10 −6 mass% or more, and 5 × 10 −5 mass% or more. It is more preferable that the content is 0.0001% by mass or more. The content of the water-soluble polymer B in the polishing composition used in the final polishing step is preferably 0.5% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or less, and The content is more preferably 0.05% by mass or less, still more preferably 0.01% by mass or less, and particularly preferably 0.005% by mass or less.

<水>
本発明の一形態に係る研磨用組成物は、水を必須に含む。水は、他の成分を溶解させる溶媒または分散させる分散媒としての働きを有する。
<Water>
The polishing composition according to one aspect of the present invention essentially contains water. Water functions as a solvent for dissolving other components or a dispersion medium for dispersing the other components.

研磨対象物の汚染や他の成分の作用を阻害するという観点から、不純物をできる限り含有しない水が好ましい。たとえば、遷移金属イオンの合計含有量が100質量ppb以下である水が好ましい。ここで、水の純度は、たとえば、イオン交換樹脂を用いる不純物イオンの除去、フィルタによる異物の除去、蒸留等の操作によって高めることができる。具体的には、水としては、たとえば、イオン交換水(脱イオン水)、純水、超純水、蒸留水などを用いることが好ましい。   From the viewpoint of inhibiting contamination of the object to be polished and the action of other components, water containing as little impurities as possible is preferable. For example, water having a total content of transition metal ions of 100 mass ppb or less is preferable. Here, the purity of water can be increased by operations such as removal of impurity ions using an ion exchange resin, removal of foreign matter by a filter, and distillation. Specifically, as the water, for example, it is preferable to use ion exchanged water (deionized water), pure water, ultrapure water, distilled water, or the like.

<他の成分>
本発明の一形態に係る研磨用組成物は、砥粒、塩基性化合物、水溶性高分子A、水溶性高分子Bおよび水以外に、必要に応じて他の成分を含有してもよい。しかし、一方で、本発明に係る研磨用組成物は、酸化剤を実質的に含まないことが好ましい。研磨用組成物中に酸化剤が含まれていると、当該組成物が研磨対象物(たとえばシリコンウェーハ)に供給されることにより、該研磨対象物の表面が酸化されて酸化膜が形成され、これにより研磨レートが低下しうる。ここでいう酸化剤の具体例としては、過酸化水素(H)、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム等が挙げられる。なお、研磨用組成物が酸化剤を実質的に含まないとは、少なくとも意図的には酸化剤を含有させないことをいう。したがって、原料や製法等に由来して微量(たとえば、研磨用組成物中における酸化剤のモル濃度が0.0005モル/L以下、好ましくは0.0001モル以下、より好ましくは0.00001モル/L以下、特に好ましくは0.000001モル/L以下)の酸化剤が不可避的に含まれている研磨用組成物は、ここでいう酸化剤を実質的に含有しない研磨用組成物の概念に包含されうる。
<Other ingredients>
The polishing composition according to one aspect of the present invention may contain other components, if necessary, in addition to the abrasive grains, the basic compound, the water-soluble polymer A, the water-soluble polymer B, and water. On the other hand, however, the polishing composition according to the present invention preferably contains substantially no oxidizing agent. When the polishing composition contains an oxidizing agent, the composition is supplied to the object to be polished (for example, a silicon wafer), whereby the surface of the object to be polished is oxidized to form an oxide film, This can reduce the polishing rate. Specific examples of the oxidizing agent include hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), sodium persulfate, ammonium persulfate, and sodium dichloroisocyanurate. In addition, that the polishing composition is substantially free of an oxidizing agent means that the oxidizing agent is not included at least intentionally. Therefore, a small amount (for example, the molar concentration of the oxidizing agent in the polishing composition is 0.0005 mol / L or less, preferably 0.0001 mol or less, more preferably 0.00001 mol / L or less, particularly preferably 0.000001 mol / L or less) is inevitably contained in the polishing composition is included in the concept of the polishing composition that does not substantially contain the oxidizing agent. Can be done.

研磨用組成物に含まれうる他の成分としては、たとえば、キレート剤、防腐剤・防カビ剤、界面活性剤、その他公知の添加剤(たとえば、有機酸、有機酸塩、無機酸、無機酸塩等)等が挙げられるが、これらに限定されない。   Other components that can be contained in the polishing composition include, for example, chelating agents, preservatives / antifungal agents, surfactants, and other known additives (for example, organic acids, organic acid salts, inorganic acids, inorganic acids). Salt, etc.) and the like, but are not limited thereto.

(キレート剤)
本発明の一形態に係る研磨用組成物は、キレート剤を含有していてもよい。キレート剤は、研磨用組成物中に元々含まれている金属不純物や研磨中に研磨対象物や研磨装置から生じる、あるいは外部から混入する金属不純物を捕捉して錯体を形成することで、研磨対象物への金属不純物の残留を抑制する。特に、研磨対象物が半導体の場合、金属不純物の残留を抑制することで半導体の金属汚染を防止し、半導体の品質低下を抑制する。
(Chelating agent)
The polishing composition according to one aspect of the present invention may contain a chelating agent. The chelating agent is an object to be polished by forming a complex by capturing a metal impurity originally contained in the polishing composition or a metal object generated from the object to be polished or the polishing apparatus during polishing or mixed from the outside to form a complex. Suppressing the retention of metallic impurities on objects. In particular, when the object to be polished is a semiconductor, metal contamination of the semiconductor is prevented by suppressing residual metal impurities, and deterioration of semiconductor quality is suppressed.

キレート剤としては、たとえば、アミノカルボン酸系キレート剤および有機ホスホン酸系キレート剤が挙げられる。   Examples of chelating agents include aminocarboxylic acid type chelating agents and organic phosphonic acid type chelating agents.

アミノカルボン酸系キレート剤の具体例としては、エチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸アンモニウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、トリエチレンテトラミン六酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸ナトリウムなどが挙げられる。   Specific examples of the aminocarboxylic acid-based chelating agent include ethylenediaminetetraacetic acid, sodium ethylenediaminetetraacetate, nitrilotriacetic acid, sodium nitrilotriacetate, ammonium nitrilotriacetate, hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid, sodium hydroxyethylethylenediaminetriacetate, and diethylenetriaminepentane Examples thereof include acetic acid, sodium diethylenetriaminepentaacetic acid, triethylenetetraminehexaacetic acid, and sodiumtriethylenetetraminehexaacetic acid.

有機ホスホン酸系キレート剤の具体例としては、2−アミノエチルホスホン酸、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、アミノトリ(メチレンホスホン酸)、エチレンジアミンテトラキス(メチレンホスホン酸)、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)、トリエチレンテトラミンヘキサ(メチレンホスホン酸)、エタン−1,1,−ジホスホン酸、エタン−1,1,2−トリホスホン酸、エタン−1−ヒドロキシ−1,1−ジホスホン酸、エタン−1−ヒドロキシ−1,1,2−トリホスホン酸、エタン−1,2−ジカルボキシ−1,2−ジホスホン酸、メタンヒドロキシホスホン酸、2−ホスホノブタン−1,2−ジカルボン酸、1−ホスホノブタン−2,3,4−トリカルボン酸、α−メチルホスホノコハク酸などが挙げられる。   Specific examples of the organic phosphonic acid type chelating agent include 2-aminoethylphosphonic acid, 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, aminotri (methylenephosphonic acid), ethylenediaminetetrakis (methylenephosphonic acid), diethylenetriaminepenta (methylene). Phosphonic acid), triethylenetetramine hexa (methylenephosphonic acid), ethane-1,1, -diphosphonic acid, ethane-1,1,2-triphosphonic acid, ethane-1-hydroxy-1,1-diphosphonic acid, ethane- 1-hydroxy-1,1,2-triphosphonic acid, ethane-1,2-dicarboxy-1,2-diphosphonic acid, methanehydroxyphosphonic acid, 2-phosphonobutane-1,2-dicarboxylic acid, 1-phosphonobutane-2 , 3,4-tricarboxylic acid, α-methylphosphonosuccinic acid And the like.

これらのキレート剤は、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。   These chelating agents may be used alone or in combination of two or more.

キレート剤の中でも、有機ホスホン酸系キレートが好ましく、エチレンジアミンテトラキス(メチレンホスホン酸)がより好ましい。   Among the chelating agents, organic phosphonic acid chelates are preferable, and ethylenediaminetetrakis (methylenephosphonic acid) is more preferable.

研磨用組成物中のキレート剤の含有量(二種以上用いる場合はその合計量)は0.0001質量%以上であることが好ましく、0.0005質量%以上であることがより好ましく、0.001質量%以上であることがさらに好ましい。キレート剤の含有量を増加させることによって、研磨対象物に残留する金属不純物を抑制する効果が高まる。また、研磨用組成物中のキレート剤の含有量(二種以上用いる場合はその合計量)は0.5質量%未満であることが好ましく、0.3質量%未満であることがより好ましく、0.1質量%未満であることがさらに好ましく、0.05質量%未満であることが最も好ましい。キレート剤の含有量を減少させることによって、研磨用組成物の保存安定性がより保たれる。   The content of the chelating agent in the polishing composition (when two or more kinds are used, the total amount thereof) is preferably 0.0001% by mass or more, more preferably 0.0005% by mass or more, and 0.1. More preferably, it is 001% by mass or more. By increasing the content of the chelating agent, the effect of suppressing the metal impurities remaining on the object to be polished is enhanced. Further, the content of the chelating agent in the polishing composition (when two or more kinds are used, the total amount thereof) is preferably less than 0.5% by mass, more preferably less than 0.3% by mass, It is more preferably less than 0.1% by mass, and most preferably less than 0.05% by mass. By reducing the content of the chelating agent, the storage stability of the polishing composition is further maintained.

(防腐剤・防カビ剤)
本発明の一形態に係る研磨用組成物は、防腐剤・防カビ剤をさらに含んでいてもよい。
(Antiseptic / antifungal agent)
The polishing composition according to one aspect of the present invention may further contain an antiseptic / antifungal agent.

防腐剤および防カビ剤としては、たとえば、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オンや5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン等のイソチアゾリン系防腐剤、パラオキシ安息香酸エステル類、およびフェノキシエタノール等が挙げられる。   Examples of the preservatives and fungicides include isothiazoline-based preservatives such as 2-methyl-4-isothiazolin-3-one and 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one, and paraoxybenzoic acid esters. , And phenoxyethanol.

これら防腐剤および防カビ剤は、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。   These preservatives and fungicides may be used alone or in combination of two or more.

(界面活性剤)
本発明の一形態に係る研磨用組成物は、界面活性剤を含んでもよい。界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、およびノニオン性界面活性剤のいずれであってもよい。
(Surfactant)
The polishing composition according to one aspect of the present invention may include a surfactant. The surfactant may be any of an anionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant, and a nonionic surfactant.

アニオン性界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル、アルキル硫酸エステル、ポリオキシエチレンアルキル硫酸、アルキル硫酸、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンスルホコハク酸、アルキルスルホコハク酸、アルキルナフタレンスルホン酸、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸、およびこれらの塩等が挙げられる。   Examples of the anionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether acetic acid, polyoxyethylene alkyl sulfuric acid ester, alkyl sulfuric acid ester, polyoxyethylene alkyl sulfuric acid, alkyl sulfuric acid, alkylbenzene sulfonic acid, alkyl phosphoric acid ester, polyoxyethylene alkyl. Examples thereof include phosphoric acid ester, polyoxyethylene sulfosuccinic acid, alkyl sulfosuccinic acid, alkyl naphthalene sulfonic acid, alkyl diphenyl ether disulfonic acid, and salts thereof.

カチオン性界面活性剤の例としては、アルキルトリメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩、およびアルキルアミン塩等が挙げられる。   Examples of the cationic surfactant include alkyl trimethyl ammonium salt, alkyl dimethyl ammonium salt, alkyl benzyl dimethyl ammonium salt, and alkyl amine salt.

両性界面活性剤の例としては、アルキルベタインおよびアルキルアミンオキシド等が挙げられる。   Examples of amphoteric surfactants include alkyl betaines and alkyl amine oxides.

ノニオン性界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、およびアルキルアルカノールアミドが含まれる。ノニオン性界面活性剤の具体例としては、エチレンオキサイド(EO)とプロピレンオキサイド(PO)とのブロック共重合体(ジブロック体、PEO(ポリエチレンオキサイド)−PPO(ポリプロピレンオキサイド)−PEO型トリブロック体、PPO−PEO−PPO型トリブロック体等)、EOとPOとのランダム共重合体、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシエチレンプロピルエーテル、ポリオキシエチレンブチルエーテル、ポリオキシエチレンペンチルエーテル、ポリオキシエチレンヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレン−2−エチルヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンノニルエーテル、ポリオキシエチレンデシルエーテル、ポリオキシエチレンイソデシルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、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、ポリオキシエチレンイソステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル、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ステアリルアミン、ポリオキシエチレンオレイルアミン、ポリオキシエチレンモノラウリン酸エステル、ポリオキシエチレンモノステアリン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ポリオキシエチレンモノオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジオレイン酸エステル、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノパルチミン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン、トリオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット、ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油等が挙げられる。なかでも好ましい界面活性剤として、EOとPOとのブロック共重合体(特に、PEO−PPO−PEO型のトリブロック体)、EOとPOとのランダム共重合体、およびポリオキシエチレンアルキルエーテル(例えばポリオキシエチレンデシルエーテル)が挙げられる。かような界面活性剤は、ヘイズの低減や洗浄性を向上させたりする目的で添加されうる。   Examples of nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyalkylene alkyl ethers, sorbitan fatty acid esters, glycerin fatty acid esters, polyoxyethylene fatty acid esters, polyoxyethylene alkylamines, and alkyl alkanolamides. Specific examples of the nonionic surfactant include a block copolymer of ethylene oxide (EO) and propylene oxide (PO) (diblock body, PEO (polyethylene oxide) -PPO (polypropylene oxide) -PEO type triblock body). , PPO-PEO-PPO triblock, etc.), random copolymer of EO and PO, polyoxyethylene glycol, polyoxyethylene propyl ether, polyoxyethylene butyl ether, polyoxyethylene pentyl ether, polyoxyethylene hexyl ether. , Polyoxyethylene octyl ether, polyoxyethylene-2-ethylhexyl ether, polyoxyethylene nonyl ether, polyoxyethylene decyl ether, polyoxyethylene isodecyl ether, poly Xyethylene tridecyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene isostearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene phenyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, Polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene dodecyl phenyl ether, polyoxyethylene styrenated phenyl ether, polyoxyethylene lauryl amine, polyoxyethylene stearyl amine, polyoxyethylene oleyl amine, polyoxyethylene monolauric acid ester, polyoxyethylene mono Stearic acid ester, polyoxyethylene distearic acid ester, Oxyethylene monooleate, polyoxyethylene dioleate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopaltimate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan monooleate, trioleate poly Examples thereof include oxyethylene sorbitan, polyoxyethylene sorbitol tetraoleate, polyoxyethylene castor oil, and polyoxyethylene hydrogenated castor oil. Among them, preferred surfactants include block copolymers of EO and PO (particularly PEO-PPO-PEO type triblock products), random copolymers of EO and PO, and polyoxyethylene alkyl ethers (for example, Polyoxyethylene decyl ether). Such a surfactant may be added for the purpose of reducing haze and improving detergency.

研磨用組成物中における界面活性剤の重量平均分子量は、特に制限されないが、研磨レート向上の観点から、200以上であることが好ましく、250以上であることがより好ましく、300以上であることがさらに好ましい。界面活性剤の重量平均分子量の増大によって、研磨レートが向上する。   The weight average molecular weight of the surfactant in the polishing composition is not particularly limited, but from the viewpoint of improving the polishing rate, it is preferably 200 or more, more preferably 250 or more, and preferably 300 or more. More preferable. The increase in the weight average molecular weight of the surfactant improves the polishing rate.

界面活性剤の重量平均分子量は、ヘイズを低減する観点から、10000未満であることが好ましく、9500以下であることがより好ましい。   The weight average molecular weight of the surfactant is preferably less than 10,000 and more preferably 9500 or less from the viewpoint of reducing haze.

これら界面活性剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。   One of these surfactants may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

(その他公知の添加剤)
研磨用組成物は、必要に応じて研磨用組成物に一般に含有されている公知の添加剤、たとえば有機酸、有機酸塩、無機酸、無機酸塩等をさらに含有してもよい。
(Other known additives)
The polishing composition may further contain a known additive generally contained in the polishing composition, such as an organic acid, an organic acid salt, an inorganic acid or an inorganic acid salt, if necessary.

有機酸としては、たとえば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、アクリル酸、メタクリル酸等のモノカルボン酸、安息香酸、フタル酸等の芳香族カルボン酸、シュウ酸、酒石酸、リンゴ酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸等のジカルボン酸、クエン酸等のポリカルボン酸、有機スルホン酸、および有機ホスホン酸等が挙げられる。有機酸塩としては、たとえば、有機酸のナトリウム塩およびカリウム塩等のアルカリ金属塩、またはアンモニウム塩等が挙げられる。   Examples of organic acids include monocarboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, acrylic acid and methacrylic acid, aromatic carboxylic acids such as benzoic acid and phthalic acid, oxalic acid, tartaric acid, malic acid, maleic acid and fumaric acid. , Dicarboxylic acids such as succinic acid, polycarboxylic acids such as citric acid, organic sulfonic acids, and organic phosphonic acids. Examples of the organic acid salts include alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts of organic acids, ammonium salts, and the like.

無機酸としては、たとえば、硫酸、硝酸、塩酸、および炭酸等が挙げられる。無機酸塩としては、無機酸のナトリウム塩およびカリウム塩等のアルカリ金属塩、またはアンモニウム塩等が挙げられる。   Examples of the inorganic acid include sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, carbonic acid and the like. Examples of the inorganic acid salt include alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts of inorganic acids, or ammonium salts.

有機酸およびその塩、ならびに無機酸およびその塩は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。   The organic acid and its salt, and the inorganic acid and its salt may be used alone or in combination of two or more kinds.

研磨用組成物中の有機酸およびその塩、ならびに無機酸およびその塩の含有量(二種以上用いる場合はその合計量)は0.00005質量%以上であることが好ましく、0.0001質量%以上であることがより好ましく、0.0005質量%以上であることがさらに好ましい。また、研磨用組成物中の有機酸およびその塩、ならびに無機酸およびその塩の含有量(二種以上用いる場合はその合計量)は0.5質量%未満であることが好ましく、0.3質量%未満であることがより好ましく、0.1質量%未満であることがさらに好ましく、0.05質量%未満であることが最も好ましい。   The content of the organic acid and its salt, and the inorganic acid and its salt (the total amount when two or more kinds are used) in the polishing composition is preferably 0.00005% by mass or more, and 0.0001% by mass. The above content is more preferable, and the content is more preferably 0.0005 mass% or more. Further, the content of the organic acid and its salt, and the inorganic acid and its salt (the total amount when two or more kinds are used) in the polishing composition is preferably less than 0.5% by mass, and 0.3 It is more preferably less than 0.1% by mass, even more preferably less than 0.1% by mass, and most preferably less than 0.05% by mass.

〔研磨用組成物の形態等〕
本発明に係る研磨用組成物は、一剤型であってもよいし、二剤以上から構成する多剤型であってもよい。また、上記で説明した研磨用組成物は、そのまま研磨に使用されてもよいし、研磨用組成物の濃縮液に水を加えて希釈する、あるいは多剤型の研磨用組成物の場合は水と構成成分の一部を含有する水溶液とを加えて希釈する、などの調製方法により調製して研磨に使用してもよい。たとえば、研磨用組成物の濃縮液を保管および/または輸送した後に、使用時に希釈して研磨用組成物を調製することができる。すなわち、ここに開示される技術における研磨用組成物の概念には、研磨対象物に供給されて該研磨対象物の研磨に用いられる研磨液(ワーキングスラリー)と、希釈して研磨液として用いられる濃縮液(研磨液の原液)との双方が包含される。
[Form of polishing composition, etc.]
The polishing composition according to the present invention may be a one-component type or a multi-component type composed of two or more agents. Further, the polishing composition described above may be used for polishing as it is, or diluted by adding water to a concentrated solution of the polishing composition, or in the case of a multi-component polishing composition, water. And an aqueous solution containing a part of the constituents may be added to dilute and prepare for polishing. For example, the polishing composition can be prepared by storing and / or transporting the concentrated solution of the polishing composition and then diluting it at the time of use. That is, the concept of the polishing composition in the technology disclosed herein includes a polishing liquid (working slurry) which is supplied to a polishing object and used for polishing the polishing object, and a diluted polishing solution. Both a concentrated solution (stock solution of polishing solution) is included.

濃縮された形態の研磨用組成物は、製造、流通、保存等の際における利便性やコスト低減等の観点から有利である。濃縮倍率は、たとえば、体積換算で2倍以上100倍以下程度とすることができ、5倍以上50倍以下程度であることが好ましい。より好ましい一態様に係る研磨用組成物の濃縮倍率は、10倍以上40倍以下である。   The concentrated form of the polishing composition is advantageous from the viewpoints of convenience, cost reduction, and the like during production, distribution, storage, and the like. The concentration ratio can be, for example, about 2 times or more and 100 times or less in terms of volume, and is preferably about 5 times or more and 50 times or less. The concentration ratio of the polishing composition according to a more preferable aspect is 10 times or more and 40 times or less.

本発明に係る研磨用組成物は、アルカリ性であると好ましく、そのpHは、8以上であることが好ましく、9以上であることがより好ましく、9.5以上であることがさらに好ましい。研磨用組成物のpHが高くなると、研磨レートが向上する傾向にある。一方、pHは、12以下であることが好ましく、11以下であることがより好ましく、10.8以下であることがさらに好ましい。研磨用組成物のpHが低くなると、表面の精度が向上する傾向にある。   The polishing composition according to the present invention is preferably alkaline, and its pH is preferably 8 or higher, more preferably 9 or higher, and even more preferably 9.5 or higher. When the pH of the polishing composition increases, the polishing rate tends to improve. On the other hand, the pH is preferably 12 or less, more preferably 11 or less, and further preferably 10.8 or less. When the pH of the polishing composition decreases, the accuracy of the surface tends to improve.

以上より、本発明に係る研磨用組成物のpHは、8以上12以下の範囲であることが好ましく、9以上11以下の範囲であることがより好ましく、9.5以上10.8以下の範囲であることが特に好ましい。特に、研磨対象物がシリコンウェーハである場合、研磨用組成物のpHは、上記範囲であると好ましい。   From the above, the pH of the polishing composition according to the present invention is preferably in the range of 8 or more and 12 or less, more preferably in the range of 9 or more and 11 or less, and in the range of 9.5 or more and 10.8 or less. Is particularly preferable. Particularly, when the object to be polished is a silicon wafer, the pH of the polishing composition is preferably in the above range.

研磨用組成物は、これを再使用する際に、必要に応じてpHが上記範囲になるように調整してもよい。pHの調整には、公知のpH調整剤を用いてもよいし、上記塩基性化合物を用いてもよい。研磨用組成物のpHの値は、pHメーターにより確認することができる。なお、詳細な測定方法は実施例に記載する。   When the polishing composition is reused, it may be adjusted so that the pH is within the above range, if necessary. For adjusting the pH, a known pH adjuster may be used, or the above basic compound may be used. The pH value of the polishing composition can be confirmed with a pH meter. The detailed measuring method will be described in Examples.

〔研磨対象物〕
本発明の一形態に係る研磨用組成物を用いて研磨する研磨対象物は、特に制限されず、種々の材料および形状を有する研磨対象物の研磨に適用され得る。研磨対象物の材料としては、たとえば、シリコン材料、アルミニウム、ニッケル、タングステン、鋼、タンタル、チタン、ステンレス鋼等の金属もしくは半金属、またはこれらの合金;石英ガラス、アルミノシリケー卜ガラス、ガラス状カーボン等のガラス状物質;アルミナ、シリカ、サファイア、窒化ケイ素、窒化タンタル、炭化チタン等のセラミック材料;炭化ケイ素、窒化ガリウム、ヒ化ガリウム等の化合物半導体基板材料;ポリイミド樹脂等の樹脂材料;等が挙げられる。また、研磨対象物は、上記材料のうち、複数の材料により構成されていてもよい。
[Object to be polished]
The object to be polished by using the polishing composition according to one embodiment of the present invention is not particularly limited and can be applied to the polishing of objects to be polished having various materials and shapes. Examples of materials to be polished include silicon materials, metals such as aluminum, nickel, tungsten, steel, tantalum, titanium, and stainless steel, or semimetals, or alloys thereof; quartz glass, aluminosilicate glass, glass-like Glassy substances such as carbon; ceramic materials such as alumina, silica, sapphire, silicon nitride, tantalum nitride, titanium carbide; compound semiconductor substrate materials such as silicon carbide, gallium nitride, gallium arsenide; resin materials such as polyimide resin; etc. Is mentioned. Further, the object to be polished may be composed of a plurality of materials among the above materials.

これらの中でも、本発明に係る研磨用組成物の効果がより顕著に得られることから、シリコン材料であることが好ましい。すなわち、本発明の一形態に係る研磨用組成物が、シリコン材料の研磨に用いられることが好ましい。   Among these, a silicon material is preferable because the effect of the polishing composition according to the present invention can be more remarkably obtained. That is, the polishing composition according to one aspect of the present invention is preferably used for polishing a silicon material.

また、シリコン材料は、シリコン単結晶、アモルファスシリコンおよびポリシリコンからなる群より選択される少なくとも一種の材料を含むことが好ましい。シリコン材料としては、本発明の効果をより顕著に得ることができるとの観点から、シリコン単結晶またはポリシリコンであることがより好ましく、シリコン単結晶であることが特に好ましい。すなわち、研磨対象物は、単結晶シリコン基板であると好ましい。   The silicon material preferably contains at least one material selected from the group consisting of silicon single crystal, amorphous silicon and polysilicon. As the silicon material, silicon single crystal or polysilicon is more preferable, and silicon single crystal is particularly preferable, from the viewpoint that the effect of the present invention can be more remarkably obtained. That is, the object to be polished is preferably a single crystal silicon substrate.

さらに、研磨対象物の形状は特に制限されない。本発明に係る研磨用組成物は、たとえば、板状や多面体状等の、平面を有する研磨対象物の研磨に好ましく適用され得る。   Further, the shape of the object to be polished is not particularly limited. The polishing composition according to the present invention can be preferably applied to polishing an object to be polished having a flat surface such as a plate shape or a polyhedron shape.

〔研磨方法〕
本発明のその他の形態としては、上記研磨用組成物を用いて研磨対象物を研磨することを含む、研磨方法が提供される。本発明に係る研磨用組成物は、ヘイズの低減効果に優れるため、仕上げ研磨工程において特に好適に用いられる。すなわち、本発明に係る研磨方法は、仕上げ研磨工程において好適に用いられる。したがって、本発明によれば、上記研磨用組成物を用いた仕上げ研磨工程を含む研磨物の製造方法(たとえば、シリコンウェーハの製造方法)もまた提供される。なお、仕上げ研磨工程とは、目的物の製造プロセスにおける最後の研磨工程(すなわち、その工程の後にはさらなる研磨を行わない工程)を指す。本発明に係る研磨用組成物は、また、仕上げ研磨工程よりも上流の研磨工程(粗研磨工程と最終研磨工程との間の工程を指す)、たとえば仕上げ研磨工程の直前に行われる研磨工程に用いられてもよい。
[Polishing method]
As another aspect of the present invention, there is provided a polishing method including polishing an object to be polished using the above polishing composition. The polishing composition according to the present invention is particularly suitable for use in the finish polishing step because it has an excellent effect of reducing haze. That is, the polishing method according to the present invention is preferably used in the finish polishing step. Therefore, according to the present invention, there is also provided a method for manufacturing an abrasive article (for example, a method for manufacturing a silicon wafer) including a final polishing step using the polishing composition. The final polishing step refers to the final polishing step in the manufacturing process of the target object (that is, the step in which further polishing is not performed after that step). The polishing composition according to the present invention is also used in a polishing step upstream of the final polishing step (refers to a step between the rough polishing step and the final polishing step), for example, a polishing step performed immediately before the final polishing step. It may be used.

本発明に係る研磨用組成物は、上述のように、単結晶シリコン基板の研磨に特に好ましく使用される。特に、本発明に係る研磨用組成物は、単結晶シリコン基板の仕上げ研磨工程に用いられる研磨用組成物として好適である。より具体的には、本発明に係る研磨用組成物は、仕上げ研磨工程よりも上流の工程によって、表面粗さが0.01nm以上100nm以下の表面状態に調製された単結晶シリコン基板の研磨へ適用されると好適である。   The polishing composition according to the present invention is particularly preferably used for polishing a single crystal silicon substrate, as described above. In particular, the polishing composition according to the present invention is suitable as a polishing composition used in the final polishing step of a single crystal silicon substrate. More specifically, the polishing composition according to the present invention is used for polishing a single crystal silicon substrate whose surface roughness is adjusted to a surface state of 0.01 nm or more and 100 nm or less by a step upstream from a finish polishing step. It is suitable when applied.

研磨装置としては、研磨対象物を有する基板等を保持するホルダーと回転数を変更可能なモータ等とが取り付けてあり、研磨パッド(研磨布)を貼り付け可能な研磨定盤を有する一般的な研磨装置を用いることができる。   As a polishing apparatus, a holder for holding a substrate or the like having an object to be polished, a motor capable of changing the number of revolutions, and the like are attached, and a general polishing plate having a polishing pad (polishing cloth) can be attached. A polishing machine can be used.

前記研磨パッドとしては、一般的な不織布タイプ、ポリウレタンタイプ、スウェードタイプ等を特に制限なく使用することができる。研磨パッドには、研磨用組成物が溜まるような溝加工が施されていることが好ましい。   As the polishing pad, general non-woven fabric type, polyurethane type, suede type and the like can be used without particular limitation. It is preferable that the polishing pad is grooved so that the polishing composition is retained therein.

研磨条件は、研磨用組成物が使用される研磨工程の段階に依存して、適宜設定される。   The polishing conditions are appropriately set depending on the stage of the polishing process in which the polishing composition is used.

予備研磨工程では、定盤の回転速度は、10rpm以上100rpm以下程度であることが好ましく、20rpm以上50rpm以下程度であることがより好ましい。この際、上部回転定盤と下部回転定盤との回転速度は別であってもよいが、通常はウェーハに対して同じ相対速度に設定される。また、仕上げ研磨工程では、片面研磨装置が好適に使用でき、定盤の回転速度は、10rpm以上100rpm以下程度であることが好ましく、20rpm以上50rpm以下程度であることがより好ましく、25rpm以上50rpm以下程度であることがさらに好ましい。このような回転速度であると、研磨対象物の表面のヘイズレベルを顕著に低減することができる。   In the preliminary polishing step, the rotation speed of the surface plate is preferably about 10 rpm or more and 100 rpm or less, more preferably about 20 rpm or more and 50 rpm or less. At this time, the upper rotary platen and the lower rotary platen may have different rotation speeds, but they are usually set to the same relative speed with respect to the wafer. In the finish polishing step, a single-side polishing machine can be preferably used, and the rotation speed of the surface plate is preferably 10 rpm or more and 100 rpm or less, more preferably 20 rpm or more and 50 rpm or less, and 25 rpm or more and 50 rpm or less. It is more preferable that the degree is approximately. With such a rotation speed, the haze level on the surface of the object to be polished can be significantly reduced.

研磨対象物は、通常、定盤により加圧されている。この際の圧力は、適宜選択することができるが、予備研磨工程では、5kPa以上30kPa以下程度であることが好ましく、10kPa以上25kPa以下程度であることがより好ましい。また、仕上げ研磨工程の場合、5kPa以上30kPa以下程度であることが好ましく、10kPa以上20kPa以下程度であることがより好ましい。このような圧力であると、研磨対象物の表面のヘイズレベルを顕著に低減することができる。   The object to be polished is usually pressed by a platen. The pressure at this time can be appropriately selected, but in the preliminary polishing step, it is preferably about 5 kPa or more and 30 kPa or less, more preferably about 10 kPa or more and 25 kPa or less. Further, in the case of the finish polishing step, it is preferably about 5 kPa or more and 30 kPa or less, more preferably about 10 kPa or more and 20 kPa or less. With such a pressure, the haze level on the surface of the object to be polished can be significantly reduced.

研磨用組成物の供給速度も定盤のサイズに応じて適宜選択することができるが、経済性を考慮すると、予備研磨工程の場合、通常0.1L/分以上5L/分以下程度であることが好ましく、0.2L/分以上2L/分以下程度であることがより好ましい。また、仕上げ研磨工程の場合、通常0.1L/分以上5L/分以下程度であることが好ましく、0.2L/分以上2L/分以下程度であることがより好ましい。かような供給速度により、研磨対象物の表面を効率よく研磨し、研磨対象物の表面のヘイズレベルを顕著に低減することがでる。   The supply rate of the polishing composition can be appropriately selected according to the size of the platen, but in view of economy, in the case of the preliminary polishing step, it is usually about 0.1 L / min or more and 5 L / min or less. Is preferable, and more preferably about 0.2 L / min or more and about 2 L / min or less. Further, in the case of the finish polishing step, it is usually preferably 0.1 L / min or more and 5 L / min or less, and more preferably 0.2 L / min or more and 2 L / min or less. With such a supply rate, the surface of the object to be polished can be efficiently polished, and the haze level of the surface of the object to be polished can be significantly reduced.

研磨用組成物の研磨装置における保持温度としても特に制限はないが、研磨レートの安定性、ヘイズレベルの低減といった観点から、いずれも通常15℃以上40℃以下程度が好ましく、18℃以上25℃以下程度がより好ましい。   The holding temperature of the polishing composition in the polishing apparatus is not particularly limited, but from the viewpoint of stability of the polishing rate and reduction of haze level, it is usually preferably 15 ° C or higher and 40 ° C or lower, and 18 ° C or higher and 25 ° C or lower The following degree is more preferable.

上記の研磨条件(研磨装置の設定)に関しては単に一例を述べただけであり、上記の範囲を外れてもよいし、適宜設定を変更することもできる。このような条件は当業者であれば適宜設定可能である。   Regarding the above-mentioned polishing conditions (setting of the polishing apparatus), only one example has been described, and it may be out of the above range or the setting can be changed appropriately. Those skilled in the art can appropriately set such conditions.

さらに、研磨後に洗浄・乾燥を行うことが好ましい。これら操作の方法や条件は特に制限されず、公知のものが適宜採用される。たとえば、研磨対象物を洗浄する工程として、SC−1洗浄を行うと好ましい。「SC−1洗浄」とは、たとえばアンモニアと過酸化水素水との混合液(たとえば40℃以上80℃以下)を用いて行う洗浄方法である。SC−1洗浄を行い、たとえばシリコンウェーハの表面を薄くエッチングすることにより、このシリコンウェーハ表面のパーティクルを除去することができる。   Furthermore, it is preferable to carry out washing and drying after polishing. The method and conditions for these operations are not particularly limited, and known ones are appropriately adopted. For example, SC-1 cleaning is preferably performed as the step of cleaning the object to be polished. "SC-1 cleaning" is a cleaning method performed using, for example, a mixed liquid of ammonia and hydrogen peroxide solution (for example, 40 ° C or higher and 80 ° C or lower). Particles on the surface of the silicon wafer can be removed by performing SC-1 cleaning and, for example, thinly etching the surface of the silicon wafer.

本発明を、以下の実施例および比較例を用いてさらに詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples. However, the technical scope of the present invention is not limited to the following examples.

[実施例1〜5および比較例1〜7]
(1)研磨用組成物の調製
下記表2に示される組成となるように、以下の材料を脱イオン水中で混合することにより、pHが10.4である実施例1〜5および比較例1〜7の研磨用組成物をそれぞれ調製した(混合温度:約20℃、混合時間:約5分)。なお、研磨用組成物(液温:20℃)のpHは、pHメーター(株式会社堀場製作所製 商品名:LAQUA(登録商標))により確認した。このとき、標準緩衝液(フタル酸塩pH緩衝液 pH:4.01(25℃)、中性リン酸塩pH緩衝液 pH:6.86(25℃)、炭酸塩pH緩衝液 pH:10.01(25℃))を用いて3点校正した後で、ガラス電極を研磨用組成物に挿入し、2分以上経過し、安定した後の値を測定した。
[Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 7]
(1) Preparation of Polishing Composition Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 having a pH of 10.4 by mixing the following materials in deionized water so as to have the compositions shown in Table 2 below. Each of the polishing compositions Nos. 7 to 7 was prepared (mixing temperature: about 20 ° C., mixing time: about 5 minutes). The pH of the polishing composition (liquid temperature: 20 ° C.) was confirmed with a pH meter (trade name: LAQUA (registered trademark) manufactured by Horiba, Ltd.). At this time, standard buffer solutions (phthalate pH buffer solution pH: 4.01 (25 ° C), neutral phosphate pH buffer solution pH: 6.86 (25 ° C), carbonate pH buffer solution pH: 10. 01 (25 ° C)), the glass electrode was inserted into the polishing composition, and after 2 minutes or more, the value was measured after it was stabilized.

・砥粒(コロイダルシリカ、平均一次粒子径:35nm、平均二次粒子径:60nm)
・塩基性化合物(アンモニア水(29質量%))
・水溶性高分子A
HEC:ヒドロキシエチルセルロース(重量平均分子量:500,000)
・水溶性高分子B
PAA:ポリアクリル酸(重量平均分子量:1,100,000、100,000、200,000)
HEC:ヒドロキシエチルセルロース(重量平均分子量:500,000)
PEO−PPO−PEO:PEO−PPO−PEO型トリブロック体
(重量平均分子量:9,000)
PEO−PPOランダム:EOとPOとのランダム共重合体
(重量平均分子量:1,000,000)
PVA:ポリビニルアルコール(重量平均分子量:100,000)
・キレート剤
EDTPO:エチレンジアミンテトラキス(メチレンホスホン酸)
・有機酸塩(クエン酸三アンモニウム)。
-Abrasive grains (colloidal silica, average primary particle size: 35 nm, average secondary particle size: 60 nm)
・ Basic compound (ammonia water (29% by mass))
・ Water-soluble polymer A
HEC: hydroxyethyl cellulose (weight average molecular weight: 500,000)
・ Water-soluble polymer B
PAA: polyacrylic acid (weight average molecular weight: 1,100,000, 100,000, 200,000)
HEC: hydroxyethyl cellulose (weight average molecular weight: 500,000)
PEO-PPO-PEO: PEO-PPO-PEO type triblock body
(Weight average molecular weight: 9,000)
PEO-PPO Random: Random copolymer of EO and PO
(Weight average molecular weight: 1,000,000)
PVA: Polyvinyl alcohol (weight average molecular weight: 100,000)
・ Chelating agent EDTPO: ethylenediaminetetrakis (methylenephosphonic acid)
-Organic acid salt (triammonium citrate).

さらに、砥粒の平均一次粒子径は、表面積測定装置(マイクロメリティックス社製 商品名:Flow Sorb II 2300)を用いて測定された値である。   Further, the average primary particle diameter of the abrasive grains is a value measured by using a surface area measuring device (trade name: Flow Sorb II 2300 manufactured by Micromeritics Co., Ltd.).

(2)評価
<シリコンウェーハ前処理>
単結晶シリコン基板(直径:200mmまたは300mm、p型、結晶方位<100>、COPフリー)を、下記表1に示す組成で調製した標準スラリーIを用いて条件1で研磨し、さらに下記表1に示す組成で調製した標準スラリーIIを用いて条件2で研磨した。
(2) Evaluation <Silicon wafer pretreatment>
A single crystal silicon substrate (diameter: 200 mm or 300 mm, p-type, crystal orientation <100>, COP free) was polished under the condition 1 using the standard slurry I prepared with the composition shown in the following Table 1, and further the following Table 1 Polishing was performed under the condition 2 using the standard slurry II prepared with the composition shown in.

≪前処理条件≫
(条件1)
研磨機:枚葉研磨機 PNX−332B(株式会社岡本工作機械製作所製)
研磨パッド:POLYPAS(登録商標) FP55(不織布タイプ、厚さ約2mm、密度約0.3g/cm、圧縮率約7%、圧縮弾性率約90%、硬度約50°、フジボウ愛媛株式会社製)
研磨荷重:20kPa
プラテン(定盤)回転数:20rpm
ヘッド(キャリア)回転数:20rpm
研磨用組成物の供給速度:1L/min
研磨時間:2.5min
定盤冷却水の温度:20℃
研磨用組成物の保持温度:20℃。
≪Pretreatment condition≫
(Condition 1)
Polishing machine: Single-wafer polishing machine PNX-332B (manufactured by Okamoto Machine Tool Co., Ltd.)
Polishing pad: POLYPAS (registered trademark) FP55 (nonwoven fabric type, thickness about 2 mm, density about 0.3 g / cm 3 , compression rate about 7%, compression elastic modulus about 90%, hardness about 50 °, manufactured by Fuji Bow Ehime Co., Ltd. )
Polishing load: 20kPa
Platen rotation rate: 20 rpm
Head (carrier) rotation speed: 20 rpm
Supply rate of polishing composition: 1 L / min
Polishing time: 2.5min
Surface plate cooling water temperature: 20 ° C
Holding temperature of the polishing composition: 20 ° C.

(条件2)
研磨機:枚葉研磨機 PNX−332B(株式会社岡本工作機械製作所製)
研磨パッド:POLYPAS(登録商標) 27NX(スウェードタイプ、厚さ約1.5mm、密度約0.4g/cm、圧縮率約20%、圧縮弾性率約90%、硬度約40°、平均開孔径約45μm、開孔率約25%、フジボウ愛媛株式会社製)
研磨荷重:15kPa
プラテン(定盤)回転数:30rpm
ヘッド(キャリア)回転数:30rpm
研磨用組成物の供給速度:2L/min
研磨時間:2.5min
定盤冷却水の温度:20℃
研磨用組成物の保持温度:20℃。
(Condition 2)
Polishing machine: Single-wafer polishing machine PNX-332B (manufactured by Okamoto Machine Tool Co., Ltd.)
Polishing pad: POLYPAS (registered trademark) 27NX (suede type, thickness about 1.5 mm, density about 0.4 g / cm 3 , compression rate about 20%, compression elastic modulus about 90%, hardness about 40 °, average aperture diameter) Approximately 45 μm, Porosity approximately 25%, made by Fujibo Ehime Co., Ltd.)
Polishing load: 15kPa
Platen rotation rate: 30 rpm
Head (carrier) rotation speed: 30 rpm
Supply rate of polishing composition: 2 L / min
Polishing time: 2.5min
Surface plate cooling water temperature: 20 ° C
Holding temperature of the polishing composition: 20 ° C.

≪洗浄および乾燥≫
上記研磨後の単結晶シリコン基板を、さらに洗浄液(NHOH(29質量%):H(31質量%):脱イオン水(DIW)=1:3:30(体積比))を用いて洗浄した(SC−1洗浄)。より具体的には、洗浄槽を2つ用意し、それら第1および第2の洗浄槽の各々に上記洗浄液を収容して60℃に保持し、研磨後のシリコンウェーハを第1の洗浄槽に6分、その後超純水による周波数950kHzの超音波発振器を取り付けたリンス槽を経て、第2の洗浄槽に6分、それぞれ上記超音波発振器を作動させた状態で浸漬した。その後、IPA蒸気乾燥を行った。
≪Washing and drying≫
A cleaning liquid (NH 4 OH (29 mass%): H 2 O 2 (31 mass%): deionized water (DIW) = 1: 3: 30 (volume ratio)) was further added to the polished single crystal silicon substrate. Washed with (SC-1 wash). More specifically, two cleaning tanks are prepared, the cleaning solution is stored in each of the first and second cleaning tanks and kept at 60 ° C., and the silicon wafer after polishing is used as the first cleaning tank. After 6 minutes, after passing through a rinse tank equipped with an ultrasonic oscillator of ultrapure water having a frequency of 950 kHz, it was immersed in the second cleaning tank for 6 minutes while the ultrasonic oscillator was operating. Then, IPA vapor drying was performed.

以上のようにして、研磨、洗浄および乾燥を行い、シリコンウェーハの前処理を行った。   As described above, the silicon wafer was pretreated by polishing, cleaning and drying.

<標準試験1:砥粒吸着パラメータ1の算出>
下記標準液を作製し、この標準液を下記の遠心分離条件で遠心分離し、上澄み液を回収した。
<Standard test 1: Calculation of abrasive grain adsorption parameter 1>
The following standard solution was prepared, and the standard solution was centrifuged under the following centrifugation conditions to collect the supernatant.

≪標準液の組成≫
砥粒の濃度が0.46質量%、アンモニアの濃度が0.009質量%、および水溶性高分子Bの濃度が0.017質量%である水分散液
≪遠心分離条件≫
遠心分離機:ベックマン・コールター株式会社製、Avanti(登録商標) HP−30I
回転数:20000rpm
遠心分離時間:30min
標準液および上澄み液の全有機炭素濃度(TOC)を、下記測定装置を用いて測定し、標準液の測定値をC1とし、上澄み液の測定値をC2として、下記式1により、砥粒吸着パラメータ1を算出した:
TOC測定装置:株式会社島津製作所製、TOC−5000A。
<< Composition of standard solution >>
Aqueous dispersion in which the concentration of abrasive grains is 0.46% by mass, the concentration of ammonia is 0.009% by mass, and the concentration of water-soluble polymer B is 0.017% by mass << Centrifugation Conditions >>
Centrifuge: manufactured by Beckman Coulter, Inc., Avanti (registered trademark) HP-30I
Rotation speed: 20000 rpm
Centrifuge time: 30 min
The total organic carbon concentration (TOC) of the standard liquid and the supernatant liquid was measured using the following measuring device, and the standard liquid measurement value was set to C1, the supernatant liquid measurement value was set to C2, and the abrasive particles were adsorbed by the following formula 1. Parameter 1 was calculated:
TOC measuring device: TOC-5000A manufactured by Shimadzu Corporation.

<標準試験2:基板吸着パラメータ2の算出>
下記2種の標準液を作製した:
リファレンス標準液:アンモニアの含有量が1.3質量%の水溶液
評価用標準液:アンモニアの含有量が1.3質量%であり、水溶性高分子Bの含有量が0.18質量%である水溶液。
<Standard test 2: Calculation of substrate adsorption parameter 2>
Two standard solutions were prepared:
Reference standard solution: aqueous solution containing 1.3% by mass of ammonia Standard solution for evaluation: containing 1.3% by mass of ammonia and 0.18% by mass of water-soluble polymer B Aqueous solution.

上記<シリコンウェーハ前処理>の方法で前処理した単結晶シリコン基板を、60mm×30mmのチップ型に切断し評価用基板を作製した。この評価用基板の重量をW0とした。また、当該評価用基板を、約5質量%のHF(フッ化水素)水溶液に30秒間浸漬した後(自然酸化膜除去)、脱イオン水でリンスした。このようにして酸化膜処理した評価用基板を、25℃にて評価用標準液に12時間浸漬した後、脱イオン水でリンスし乾燥させ重量測定した。この重量をW1とした。浸漬前後の重量差(W0−W1)とシリコンの比重とから、エッチングレート(E.R.)を算出した。別途、上記と同様の方法で、リファレンス標準液を用いて求めたエッチングレートをαとし、下記式2により、基板吸着パラメータ2を算出した。   The single crystal silicon substrate pretreated by the method of <Silicon wafer pretreatment> was cut into a 60 mm x 30 mm chip die to prepare an evaluation substrate. The weight of this evaluation substrate was W0. Further, the evaluation substrate was immersed in an approximately 5 mass% HF (hydrogen fluoride) aqueous solution for 30 seconds (removal of natural oxide film), and then rinsed with deionized water. The substrate for evaluation thus treated with an oxide film was immersed in a standard solution for evaluation at 25 ° C. for 12 hours, rinsed with deionized water, dried and weighed. This weight was defined as W1. The etching rate (ER) was calculated from the weight difference (W0-W1) before and after immersion and the specific gravity of silicon. Separately, by the same method as described above, the etching rate obtained using the reference standard solution was set to α, and the substrate adsorption parameter 2 was calculated by the following equation 2.

<D90
実施例および比較例の研磨用組成物に存在する粒子のD90(体積基準における積算粒子径分布の小粒子径側からの積算質量が90%となる粒子径)を、日機装株式会社製、UPA−UT151を用いて測定した(単位:μm)。D90が小さいと、砥粒の分散性に優れていることを示す。
<D 90 >
The D 90 (particle size at which the cumulative mass from the small particle size side of the cumulative particle size distribution on the volume basis is 90%) of the particles present in the polishing compositions of Examples and Comparative Examples was measured by UPA manufactured by Nikkiso Co., Ltd. -Measured using UT151 (unit: μm). When D 90 is small, the dispersibility of the abrasive grains is excellent.

<研磨レート(R.R.)>
上記<シリコンウェーハ前処理>の方法で前処理した単結晶シリコン基板の重量W2を測定した。測定後、約3質量%のHF(フッ化水素)水溶液に浸漬し、脱イオン水でリンスを行った。次いで、実施例および比較例の研磨用組成物を用いて下記条件3の研磨条件で研磨した。研磨後、上記のようなSC−1洗浄およびスピン乾燥を行って重量W3を測定した。研磨前後の重量差(W2−W3)とシリコンの比重とから、研磨レート(R.R.、単位:nm/min)を算出した。
<Polishing rate (RR)>
The weight W2 of the single crystal silicon substrate pretreated by the above method of <silicon wafer pretreatment> was measured. After the measurement, it was immersed in an approximately 3% by mass HF (hydrogen fluoride) aqueous solution and rinsed with deionized water. Then, the polishing compositions of Examples and Comparative Examples were used to perform polishing under the following Condition 3. After polishing, SC-1 cleaning and spin drying as described above were performed to measure the weight W3. The polishing rate (RR, unit: nm / min) was calculated from the weight difference (W2-W3) before and after polishing and the specific gravity of silicon.

(条件3)
研磨機:枚葉研磨機 PNX−322(株式会社岡本工作機械製作所製)
研磨パッド:POLYPAS(登録商標) 27NX(スウェードタイプ、厚さ約1.5mm、密度約0.4g/cm、圧縮率約20%、圧縮弾性率約90%、硬度約40°、平均開孔径約45μm、開孔率約25%、フジボウ愛媛株式会社製)
研磨荷重:15kPa
プラテン(定盤)回転数:30rpm
ヘッド(キャリア)回転数:30rpm
研磨用組成物の供給速度:0.4L/min
研磨時間:5min
定盤冷却水の温度:20℃
研磨用組成物の保持温度:20℃。
(Condition 3)
Polishing machine: Single-wafer polishing machine PNX-322 (manufactured by Okamoto Machine Tool Co., Ltd.)
Polishing pad: POLYPAS (registered trademark) 27NX (suede type, thickness about 1.5 mm, density about 0.4 g / cm 3 , compression rate about 20%, compression elastic modulus about 90%, hardness about 40 °, average aperture diameter) Approximately 45 μm, Porosity approximately 25%, made by Fujibo Ehime Co., Ltd.)
Polishing load: 15kPa
Platen rotation rate: 30 rpm
Head (carrier) rotation speed: 30 rpm
Supply rate of polishing composition: 0.4 L / min
Polishing time: 5 min
Surface plate cooling water temperature: 20 ° C
Holding temperature of the polishing composition: 20 ° C.

<ヘイズ>
上記のようにして前処理した単結晶シリコン基板を、上記標準スラリーIを用いて上記条件1で研磨し、さらに実施例および比較例の研磨用組成物を用いて上記条件2で研磨した。その後SC−1洗浄およびIPA蒸気乾燥を行い、ケーエルエー・テンコール株式会社製の「Surfscan SP2」を用いて、基板のヘイズ(DWOモード)を測定した。
<Haze>
The single crystal silicon substrate pretreated as described above was polished under the above condition 1 using the above standard slurry I, and further under the above condition 2 using the polishing compositions of the examples and comparative examples. After that, SC-1 cleaning and IPA vapor drying were performed, and the haze (DWO mode) of the substrate was measured using “Surfscan SP2” manufactured by KLA-Tencor Corporation.

<粘度>
実施例および比較例の研磨用組成物の40倍濃縮液の25℃での粘度を、柴田科学株式会社製の細管式動粘度計 キャノンフェンスケで測定した(単位:mPa・s)。
<Viscosity>
The viscosities of 40-fold concentrated liquids of the polishing compositions of Examples and Comparative Examples at 25 ° C. were measured by a capillary kinematic viscometer, Canon Fenceke, manufactured by Shibata Scientific Co., Ltd. (unit: mPa · s).

実施例および比較例の研磨用組成物の評価結果を下記表3に示す。   The evaluation results of the polishing compositions of Examples and Comparative Examples are shown in Table 3 below.

上記の結果から、実施例1〜5の研磨用組成物は、比較例の研磨用組成物と比較して、砥粒の分散性(D90)、研磨レート、およびヘイズを良好なものに維持しつつ、増粘することが可能であることが分かった。From the above results, the polishing compositions of Examples 1 to 5 maintain good dispersibility of abrasive grains (D 90 ), polishing rate, and haze, as compared with the polishing compositions of Comparative Examples. However, it was found that it is possible to increase the viscosity.

比較例1の研磨用組成物は、D90、研磨レート、およびヘイズが良好ではあるが、水溶性高分子Bがないため、増粘することができなかった。比較例2は、D90、研磨レート、および粘度は良好ではあるが、水溶性高分子Aがないため、ヘイズが悪化した。比較例3および5の研磨用組成物は、水溶性高分子Bの砥粒吸着パラメータ1および基板吸着パラメータ2が高すぎて、D90が大きくなり、研磨レートが低下した。比較例4の研磨用組成物は、水溶性高分子Bの砥粒吸着パラメータ1および基板吸着パラメータ2が高すぎ、さらに分子量が小さいため、増粘効果を十分に得ることができなかった。比較例6の研磨用組成物は、水溶性高分子Bの砥粒吸着パラメータ1は低いものの基板吸着パラメータ2が高すぎて、ヘイズが悪化した。比較例7の研磨用組成物は、水溶性高分子Bの分子量が小さいため、十分な増粘効果を得ようとすると、砥粒の分散性(D90)が悪化した。The polishing composition of Comparative Example 1 had good D 90 , polishing rate, and haze, but could not be thickened because it did not contain the water-soluble polymer B. In Comparative Example 2, the D 90 , polishing rate, and viscosity were good, but the haze was worsened because there was no water-soluble polymer A. In the polishing compositions of Comparative Examples 3 and 5, the abrasive grain adsorption parameter 1 and the substrate adsorption parameter 2 of the water-soluble polymer B were too high, D 90 became large, and the polishing rate was lowered. In the polishing composition of Comparative Example 4, the abrasive particle adsorption parameter 1 and the substrate adsorption parameter 2 of the water-soluble polymer B were too high, and the molecular weight was small, so that the thickening effect could not be sufficiently obtained. In the polishing composition of Comparative Example 6, the abrasive particle adsorption parameter 1 of the water-soluble polymer B was low, but the substrate adsorption parameter 2 was too high, and the haze deteriorated. In the polishing composition of Comparative Example 7, since the water-soluble polymer B had a small molecular weight, the dispersibility (D 90 ) of the abrasive grains deteriorated when an attempt was made to obtain a sufficient thickening effect.

なお、本出願は、2017年5月26日に出願された日本特許出願第2017−104877号に基づいており、その開示内容は、参照により全体として引用されている。   The present application is based on Japanese Patent Application No. 2017-104877 filed on May 26, 2017, the disclosure content of which is incorporated by reference in its entirety.

Claims (9)

砥粒と、塩基性化合物と、研磨対象物の表面を保護する作用を有する水溶性高分子Aと、増粘作用を有する水溶性高分子Bと、水と、を含み、
前記水溶性高分子Bの重量平均分子量が50,000以上であり、
標準試験1から得られる前記水溶性高分子Bの砥粒吸着パラメータ1が40%以下であり、
標準試験2から得られる前記水溶性高分子Bの基板吸着パラメータ2が20%以下である、研磨用組成物。
An abrasive grain, a basic compound, a water-soluble polymer A having a function of protecting the surface of an object to be polished, a water-soluble polymer B having a thickening effect, and water,
The weight average molecular weight of the water-soluble polymer B is 50,000 or more,
Abrasive grain adsorption parameter 1 of the water-soluble polymer B obtained from standard test 1 is 40% or less,
A polishing composition in which the substrate adsorption parameter 2 of the water-soluble polymer B obtained from standard test 2 is 20% or less.
前記水溶性高分子Bが、ポリアクリル酸を含む、請求項1に記載の研磨用組成物。   The polishing composition according to claim 1, wherein the water-soluble polymer B contains polyacrylic acid. 前記水溶性高分子Aが、セルロース誘導体を含む、請求項1または2に記載の研磨用組成物。   The polishing composition according to claim 1, wherein the water-soluble polymer A contains a cellulose derivative. 酸化剤を実質的に含まない、請求項1〜3のいずれか1項に記載の研磨用組成物。   The polishing composition according to claim 1, which is substantially free of an oxidizing agent. キレート剤を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の研磨用組成物。   The polishing composition according to claim 1, further comprising a chelating agent. 有機酸および有機酸塩の少なくとも一方を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の研磨用組成物。   The polishing composition according to claim 1, comprising at least one of an organic acid and an organic acid salt. 前記研磨用組成物のpHは、8以上12以下の範囲である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の研磨用組成物。   The polishing composition according to claim 1, wherein the polishing composition has a pH in the range of 8 or more and 12 or less. 前記研磨対象物が単結晶シリコン基板である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の研磨用組成物。   The polishing composition according to claim 1, wherein the polishing object is a single crystal silicon substrate. 請求項1〜8のいずれか1項に記載の研磨用組成物を用いて研磨対象物を研磨することを含む、研磨方法。   A polishing method comprising polishing an object to be polished with the polishing composition according to claim 1.
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