KR20200115201A - Polishing composition - Google Patents

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KR20200115201A
KR20200115201A KR1020200034168A KR20200034168A KR20200115201A KR 20200115201 A KR20200115201 A KR 20200115201A KR 1020200034168 A KR1020200034168 A KR 1020200034168A KR 20200034168 A KR20200034168 A KR 20200034168A KR 20200115201 A KR20200115201 A KR 20200115201A
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polishing
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less
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soluble polymer
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KR1020200034168A
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Inventor
료타 마에
츠토무 요시노
쇼고 오니시
히로후미 이카와
야스토 이시다
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가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드
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    • H01L21/32115Planarisation
    • H01L21/3212Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]

Abstract

The present invention relates to a novel polishing composition which contributes to improving the quality of a device and, more specifically, to a polishing composition used for polishing a polishing object, comprising: an abrasive grain made by immobilizing organic acids on a surface; a first water-soluble polymer having a sulfonic acid group or a group having salt thereof or a carboxyl group or a group having salt thereof; a second water-soluble polymer different from the first water-soluble polymer; a nonionic surfactant; and an aqueous carrier.

Description

연마용 조성물{POLISHING COMPOSITION}Polishing composition {POLISHING COMPOSITION}

본 발명은 연마용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a polishing composition.

LSI 제조 프로세스의 미세화가 가져 오는 고집적화에 의해, 컴퓨터를 비롯한 전자 기기는, 소형화, 다기능화, 고속화 등의 고성능화를 달성해 왔다. 이러한 LSI의 고집적화에 수반되는 새로운 미세 가공 기술에 있어서, 화학 기계 연마(CMP)법이 사용된다. CMP법은, LSI 제조 공정, 특히 다층 배선 형성 공정에 있어서의 층간 절연막의 평탄화, 금속 플러그 형성, 매립 배선(다마신 배선) 형성에 있어서 빈번하게 이용되는 기술이다.Due to the high integration brought about by the miniaturization of the LSI manufacturing process, electronic devices including computers have achieved high performance such as miniaturization, multifunctionality, and high speed. In a new microfabrication technique accompanying such high integration of LSI, a chemical mechanical polishing (CMP) method is used. The CMP method is a technique frequently used for flattening an interlayer insulating film, forming a metal plug, and forming a buried wiring (damascene wiring) in an LSI manufacturing process, particularly a multilayer wiring forming process.

반도체 디바이스에 있어서의 금속 플러그나 배선의 형성은 일반적으로, 오목부가 형성된 산화실리콘막, 질화실리콘막, 폴리실리콘막의 막 등의 위에 금속을 포함하는 도체층을 형성한 후, 도체층의 일부를 상기 막이 노출될 때까지 연마에 의해 제거함으로써 행해진다. 이 연마의 공정은, 제거해야 할 대상물의 대부분을 제거하기 위한 연마를 행하는 메인(벌크) 연마 공정과, 대상물을 마무리 연마하는 버프 연마 공정으로 크게 구별된다(예를 들어, 특허문헌 1).In the formation of a metal plug or a wiring in a semiconductor device, generally, a conductor layer containing a metal is formed on a silicon oxide film, a silicon nitride film, a polysilicon film, etc. in which a concave portion is formed, and then a part of the conductor layer is described above. This is done by removing by polishing until the film is exposed. This polishing step is largely divided into a main (bulk) polishing step for performing polishing to remove most of the object to be removed, and a buff polishing step for finishing polishing the object (for example, Patent Document 1).

일본 특허 공개 제2004-273502호 공보Japanese Patent Application Publication No. 2004-273502

근년에는, 상기 막의 박막화가 진행되고 있고, 일반적인 연마용 조성물을 사용한, 벌크 연마 공정과, 버프 연마 공정만을 행하는 프로세스에서는, 제조되는 최종적인 디바이스의 품질이 충분하지 않은 경우가 있음을, 본 발명자들은 지견하였다. 그래서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 최종 제품인 디바이스의 품질을 향상시키는 것에 이바지하는, 신규의 연마용 조성물을 제공하는 것이다.In recent years, thinning of the film is in progress, and in the process of performing only the bulk polishing process and the buff polishing process using a general polishing composition, the present inventors have found that the quality of the final device to be manufactured may not be sufficient. I knew. Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a novel polishing composition that contributes to improving the quality of a device as a final product.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명자들은 예의 연구를 거듭하였다. 그 결과, 표면에 유기산이 고정화되어 이루어지는 지립과, 술폰산기 혹은 그 염을 갖는 기 또는 카르복실기 혹은 그 염을 갖는 기를 갖는, 제1 수용성 고분자와, 상기 제1 수용성 고분자와 다른, 제2 수용성 고분자와, 비이온계 계면 활성제와, 수성 캐리어를 포함하는, 연마 대상물의 연마에 사용되는, 연마용 조성물을 제공함으로써, 상기 과제가 해결될 수 있음을 알아내었다.In order to solve the above problems, the present inventors have repeatedly conducted extensive research. As a result, a first water-soluble polymer having an abrasive grain formed by immobilizing an organic acid on the surface, a group having a sulfonic acid group or a salt thereof, or a carboxyl group or a group having a salt thereof, and a second water-soluble polymer different from the first water-soluble polymer It has been found that the above problems can be solved by providing a polishing composition used for polishing an object to be polished, comprising a nonionic surfactant and an aqueous carrier.

본 발명의 연마용 조성물이라면, 최종 제품인 디바이스의 품질을 향상시키는 것에 이바지한다.The polishing composition of the present invention contributes to improving the quality of the device as a final product.

이하, 본 발명을 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시 형태만으로 한정되지는 않는다. 또한, 특기하지 않는 한, 조작 및 물성 등의 측정은 실온(20 내지 25℃)/상대 습도 40 내지 50% RH의 조건에서 측정한다.Hereinafter, the present invention will be described. In addition, this invention is not limited only to the following embodiment. In addition, unless otherwise specified, operation and measurement of physical properties, etc. are measured under conditions of room temperature (20 to 25°C)/relative humidity of 40 to 50% RH.

본 발명은 표면에 유기산이 고정화되어 이루어지는 지립과, 술폰산기 혹은 그 염을 갖는 기 또는 카르복실기 혹은 그 염을 갖는 기를 갖는 제1 수용성 고분자와, 상기 제1 수용성 고분자와 다른, 제2 수용성 고분자와, 비이온계 계면 활성제와, 수성 캐리어를 포함하는, 연마 대상물의 연마에 사용되는, 연마용 조성물이다. 이와 같은 연마용 조성물이라면, 최종 제품인 디바이스의 품질을 향상시키는 것에 이바지한다.The present invention relates to a first water-soluble polymer having an abrasive grain formed by immobilizing an organic acid on the surface, a group having a sulfonic acid group or a salt thereof, or a carboxyl group or a group having a salt thereof, a second water-soluble polymer different from the first water-soluble polymer, It is a polishing composition used for polishing an object to be polished, containing a nonionic surfactant and an aqueous carrier. Such a polishing composition contributes to improving the quality of a device as a final product.

[디바이스의 제조 프로세스][Device manufacturing process]

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 디바이스는 반도체 디바이스이다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 위에 연마 대상물이 제막된다. 당해 연마 대상물은, 제한은 없지만, 예를 들어 Si계 재료, 예를 들어 규소-규소 결합, 질소-규소 결합 또는 산소-규소 결합을 포함하는 연마 대상물이다. 이러한 실시 형태에 의해, 미리 연마함으로써 조도를 해소할 수 있고, 그 후의 프로세스에 있어서의 처리 시간, 공정을 삭감할 수 있다는 기술적 효과가 있다.In one embodiment of the present invention, the device is a semiconductor device. In one embodiment of the present invention, a polishing object is formed on a substrate (eg, a silicon wafer). The object to be polished is, but not limited to, an object to be polished including, for example, a Si-based material such as a silicon-silicon bond, a nitrogen-silicon bond, or an oxygen-silicon bond. According to this embodiment, there is a technical effect that roughness can be eliminated by polishing in advance, and processing time and steps in subsequent processes can be reduced.

본 실시 형태에 있어서, 규소-산소 결합을 갖는 연마 대상물로서는, 산화규소막, BD(블랙 다이아몬드: SiOCH), SiOC, FSG(플루오로실리케이트글라스), HSQ(수소실세스퀴옥산), CYCLOTENE, SiLK, MSQ(메틸실세스퀴옥산) 등을 들 수 있다. 규소-규소 결합을 갖는 연마 대상물로서는, 폴리실리콘, 비정질 실리콘, 단결정 실리콘, n형 도프 단결정 실리콘, p형 도프 단결정 실리콘, 인 도프 폴리실리콘, 붕소 도프 폴리실리콘, SiGe 등의 Si계 합금 등을 들 수 있다. 규소-질소 결합을 갖는 연마 대상물로서는, 질화 규소막, SiCN(탄질화 규소) 등을 들 수 있다.In the present embodiment, examples of the polishing object having a silicon-oxygen bond include a silicon oxide film, BD (black diamond: SiOCH), SiOC, FSG (fluorosilicate glass), HSQ (hydrogen silsesquioxane), CYCLOTENE, and SiLK. , MSQ (methylsilsesquioxane), and the like. Examples of the polishing object having a silicon-silicon bond include Si-based alloys such as polysilicon, amorphous silicon, single crystal silicon, n-type doped single crystal silicon, p-type doped single crystal silicon, phosphorus-doped polysilicon, boron-doped polysilicon, and SiGe. I can. Examples of the object to be polished having a silicon-nitrogen bond include a silicon nitride film and SiCN (silicon carbonitride).

본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 연마 대상물은, 탄소(Carbon), DFR(Dry film resist=드라이 필름 레지스트), SiC 등이다.According to another embodiment of the present invention, the object to be polished is carbon, DFR (Dry film resist = dry film resist), SiC, or the like.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 디바이스의 제조 프로세스는, 벌크 연마 공정과, 버프 연마 공정을 포함한다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 디바이스의 제조 프로세스는, 예비 연마 공정과, 벌크 연마 공정과, 버프 연마 공정을 포함한다. 이들 연마 공정 전, 후 또는 전후에는, 연마되는 연마 대상물의 제막 공정이 포함될 수 있다. 본 실시 형태에 있어서, 연마 대상물의 대부분을 제거하기 위한 벌크 연마 공정에 앞서, 예비 연마 공정을 행함으로써, 기판이나, 연마 대상물에 있어서의 표면 조도에 기인하는, 최종 디바이스에 대한 영향을 최소한으로 할 수 있다. 또한, 디바이스의 결함수도 유의미하게 감소시킬 수 있기 때문에 최종 제품인 디바이스의 신뢰성이 향상된다. 또한, 미리 연마함으로써 조도를 해소할 수 있고, 그 후의 프로세스에 있어서의 처리 시간, 공정을 삭감할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the device manufacturing process includes a bulk polishing step and a buff polishing step. In one embodiment of the present invention, the device manufacturing process includes a preliminary polishing step, a bulk polishing step, and a buff polishing step. Before, after, or before and after these polishing processes, a film formation process of the object to be polished may be included. In this embodiment, by performing a preliminary polishing step prior to the bulk polishing step for removing most of the object to be polished, the influence on the final device due to the surface roughness of the substrate or the object to be polished can be minimized. I can. In addition, since the number of defects in the device can be significantly reduced, the reliability of the final product, the device, is improved. Further, by polishing in advance, the roughness can be eliminated, and the processing time and steps in the subsequent process can be reduced.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마 대상물의 막 두께는, 특별히 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마 대상물의 제막 방법은 특별히 제한되지 않고, ALD, CVD, PVD 등의 공지의 제막 기술을 적용할 수 있다. 연마 대상물의 막 두께를 보다 효율적으로 박막화하기 위해서는 ALD를 사용하는 것이 바람직하지만 물론 이것에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present invention, the film thickness of the object to be polished is not particularly limited. In one embodiment of the present invention, a method of forming a film of an object to be polished is not particularly limited, and known film forming techniques such as ALD, CVD, and PVD can be applied. Although it is preferable to use ALD in order to thin the film thickness of the object to be polished more efficiently, it is of course not limited thereto.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, 어느 공정에서의 연마 대상물의 연마에 사용될 수 있지만, 바람직하게는 예비 연마 공정에서의 연마에 사용된다. 이러한 실시 형태에 의해, 표면 조도에 기인하는, 최종 디바이스에 대한 영향을 최소한으로 할 수 있다. 또한, 디바이스의 결함수도 유의미하게 감소시킬 수 있기 때문에 최종 제품인 디바이스의 신뢰성이 향상된다. 또한, 미리 연마함으로써 조도를 해소할 수 있어, 그 후의 프로세스에 있어서의 처리 시간, 공정을 삭감할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 반도체 디바이스의 제조 프로세스이며, 예비 연마 공정과, 벌크 연마 공정과, 버프 연마 공정을 포함하고, 상기 예비 연마 공정에서의 연마용 조성물로서, 본 발명의 실시 형태에 관한 연마용 조성물을 사용하는, 반도체 디바이스의 제조 프로세스가 제공된다. 이러한 실시 형태에 의해, 표면 조도에 기인하는, 최종 디바이스에 대한 영향을 최소한으로 할 수 있다. 또한, 디바이스의 결함수도 유의미하게 감소시킬 수 있기 때문에 최종 제품인 디바이스의 신뢰성이 향상된다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 예비 연마 공정과, 벌크 연마 공정과, 버프 연마 공정에 사용되는 연마용 조성물의 조성은 서로 달라도 된다. 즉, 예비 연마 공정에서의 연마용 조성물의 조성과, 벌크 연마 공정에서의 연마용 조성물의 조성과, 버프 연마 공정에서의 연마용 조성물의 조성은 모두 달라도 된다.In one embodiment of the present invention, the polishing composition may be used for polishing an object to be polished in any step, but is preferably used for polishing in a preliminary polishing step. According to this embodiment, the influence on the final device due to the surface roughness can be minimized. In addition, since the number of defects in the device can be significantly reduced, the reliability of the final product, the device, is improved. Further, by polishing in advance, roughness can be eliminated, and processing time and steps in subsequent processes can be reduced. Accordingly, in an embodiment of the present invention, the semiconductor device manufacturing process includes a preliminary polishing step, a bulk polishing step, and a buff polishing step, and as a polishing composition in the preliminary polishing step, the implementation of the present invention A process for manufacturing a semiconductor device using a polishing composition according to the form is provided. According to this embodiment, the influence on the final device due to the surface roughness can be minimized. In addition, since the number of defects in the device can be significantly reduced, the reliability of the final product, the device, is improved. In one embodiment of the present invention, the composition of the polishing composition used in the preliminary polishing step, the bulk polishing step, and the buff polishing step may be different from each other. That is, the composition of the polishing composition in the preliminary polishing step, the composition of the polishing composition in the bulk polishing step, and the composition of the polishing composition in the buff polishing step may all be different.

[연마 방법][Polishing method]

본 발명의 일 실시 형태에 있어서는, 연마용 조성물을 사용하여, 연마 대상물의 연마를 행하는 것을 갖는 연마 대상물의 연마 방법이 제공된다. 이러한 연마 방법에 의하면, 최종 제품인 디바이스의 품질이 향상된다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서는, 예를 들어 연마 장치를 사용하여, 연마 대상물에 패드를 압박하여, 연마용 조성물을 흘려 보내면서 회전 처리하는 방법 등을 들 수 있다.In one embodiment of the present invention, a method of polishing an object to be polished is provided, which includes polishing the object to be polished using a polishing composition. According to this polishing method, the quality of the device as the final product is improved. In one embodiment of the present invention, for example, a method of performing rotational treatment while flowing a polishing composition by pressing a pad against an object to be polished using a polishing device may be mentioned.

연마 장치로서는, 연마 대상물 등을 보유 지지하는 홀더와 회전수를 변경 가능한 모터 등이 장착되어 있고, 패드를 부착 가능한 연마 정반을 갖는 일반적인 연마 장치를 원용할 수 있다. 패드로서는, 일반적인 부직포, 폴리우레탄, 및 다공질 불소 수지 등을 특별히 제한없이 사용할 수 있다.As the polishing apparatus, a general polishing apparatus having a holder for holding an object to be polished or the like, a motor capable of changing the rotational speed, and the like, and a polishing plate on which a pad can be attached can be used. As the pad, a general nonwoven fabric, polyurethane, and porous fluororesin can be used without particular limitation.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 예비 연마 공정과, 벌크 연마 공정과, 버프 연마 공정에 있어서의 연마 조건을 적절하게 설정하는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, it is preferable to appropriately set the polishing conditions in the preliminary polishing step, the bulk polishing step, and the buff polishing step.

본 실시 형태에 있어서, 예비 연마 공정에서의 연마 대상물과, 패드의 압력의 상한은, 3psi 미만인 것이 바람직하고, 2psi 미만인 것이 보다 바람직하고, 1.6psi 이하인 것이 더욱 바람직하고, 1.5psi 미만인 것이 보다 더 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서, 예비 연마 공정에서의 연마 대상물과, 패드의 압력의 하한은, 0.1psi 이상인 것이 바람직하고, 0.3psi 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.5psi 이상인 것이 더욱 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서, 예비 연마 공정에서의 헤드(캐리어) 회전수의 상한은, 120rpm 미만인 것이 바람직하고, 100rpm 미만인 것이 보다 바람직하고, 80rpm 미만인 것이 더욱 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서, 예비 연마 공정에서의 헤드 회전수의 하한은, 50rpm 이상인 것이 바람직하고, 60rpm 이상인 것이 보다 바람직하고, 70rpm 이상인 것이 더욱 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서, 예비 연마 공정에서의 정반 회전수의 상한은, 120rpm 미만인 것이 바람직하고, 100rpm 미만인 것이 보다 바람직하고, 90rpm 미만인 것이 더욱 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서, 예비 연마 공정에서의 정반 회전수의 하한은, 50rpm 이상인 것이 바람직하고, 60rpm 이상인 것이 보다 바람직하고, 70rpm 이상인 것이 더욱 바람직하다. 예비 연마 공정에서의 흘려 보냄식의 공급량에 제한은 없지만, 연마 대상물의 표면이 연마용 조성물로 덮여 있는 것이 바람직하고, 예를 들어 50 내지 300㎖/분이다. 또한, 연마 시간도 특별히 제한되지 않지만, 5 내지 60초간인 것이 바람직하다.In this embodiment, the upper limit of the pressure between the object to be polished and the pad in the preliminary polishing step is preferably less than 3 psi, more preferably less than 2 psi, still more preferably less than 1.6 psi, and even more preferably less than 1.5 psi. Do. In this embodiment, the lower limit of the pressure between the object to be polished and the pad in the preliminary polishing step is preferably 0.1 psi or more, more preferably 0.3 psi or more, and even more preferably 0.5 psi or more. In this embodiment, the upper limit of the rotation speed of the head (carrier) in the preliminary polishing step is preferably less than 120 rpm, more preferably less than 100 rpm, and still more preferably less than 80 rpm. In this embodiment, the lower limit of the head rotation speed in the preliminary polishing step is preferably 50 rpm or more, more preferably 60 rpm or more, and even more preferably 70 rpm or more. In the present embodiment, the upper limit of the rotation speed of the platen in the preliminary polishing step is preferably less than 120 rpm, more preferably less than 100 rpm, and still more preferably less than 90 rpm. In this embodiment, the lower limit of the rotation speed of the platen in the preliminary polishing step is preferably 50 rpm or more, more preferably 60 rpm or more, and even more preferably 70 rpm or more. Although there is no limitation on the amount of the flow-through type supplied in the preliminary polishing step, it is preferable that the surface of the object to be polished is covered with the polishing composition, and is, for example, 50 to 300 ml/min. Further, the polishing time is also not particularly limited, but it is preferably 5 to 60 seconds.

본 실시 형태에 있어서, 벌크 연마 공정에서의 연마 대상물과, 패드의 압력의 상한은, 10psi 미만인 것이 바람직하고, 7psi 미만인 것이 보다 바람직하고, 5psi 미만인 것이 더욱 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서, 벌크 연마 공정에서의 연마 대상물과, 패드의 압력의 하한은, 1psi 이상인 것이 바람직하고, 1.5psi 이상인 것이 보다 바람직하고, 1.6psi 이상인 것이 보다 바람직하고, 2psi 이상인 것이 더욱 바람직하고, 3psi 이상인 것이 더욱 바람직하며. 본 실시 형태에 있어서, 벌크 연마 공정에서의 헤드 회전수의 상한은, 130rpm 미만인 것이 바람직하고, 120rpm 미만인 것이 보다 바람직하고, 110rpm 미만인 것이 더욱 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서, 벌크 연마 공정에서의 헤드 회전수의 하한은, 80rpm 이상인 것이 바람직하고, 90rpm 이상인 것이 보다 바람직하고, 100rpm 이상인 것이 더욱 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서, 벌크 연마 공정에서의 정반 회전수의 상한은, 140rpm 미만인 것이 바람직하고, 130rpm 미만인 것이 보다 바람직하고, 120rpm 미만인 것이 더욱 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서, 벌크 연마 공정에서의 정반 회전수의 하한은, 80rpm 이상인 것이 바람직하고, 90rpm 이상인 것이 보다 바람직하고, 100rpm 이상인 것이 더욱 바람직하다. 벌크 연마 공정에서의 흘려 보냄식의 공급량에 제한은 없지만, 연마 대상물의 표면이 연마용 조성물로 덮여 있는 것이 바람직하고, 예를 들어 50 내지 300㎖/분이다. 또한, 연마 시간도 특별히 제한되지 않지만, 30 내지 120초간인 것이 바람직하다.In the present embodiment, the upper limit of the pressure between the object to be polished and the pad in the bulk polishing step is preferably less than 10 psi, more preferably less than 7 psi, and still more preferably less than 5 psi. In the present embodiment, the lower limit of the pressure between the object to be polished and the pad in the bulk polishing step is preferably 1 psi or more, more preferably 1.5 psi or more, more preferably 1.6 psi or more, and even more preferably 2 psi or more. , More preferably 3psi or more. In this embodiment, the upper limit of the head rotation speed in the bulk polishing step is preferably less than 130 rpm, more preferably less than 120 rpm, and still more preferably less than 110 rpm. In the present embodiment, the lower limit of the head rotation speed in the bulk polishing step is preferably 80 rpm or more, more preferably 90 rpm or more, and still more preferably 100 rpm or more. In this embodiment, the upper limit of the rotational speed of the surface plate in the bulk polishing step is preferably less than 140 rpm, more preferably less than 130 rpm, and still more preferably less than 120 rpm. In the present embodiment, the lower limit of the rotation speed of the surface plate in the bulk polishing step is preferably 80 rpm or more, more preferably 90 rpm or more, and even more preferably 100 rpm or more. Although there is no limitation on the amount of flow-through type supplied in the bulk polishing process, it is preferable that the surface of the object to be polished is covered with the polishing composition, and is, for example, 50 to 300 ml/min. Further, the polishing time is also not particularly limited, but it is preferably 30 to 120 seconds.

본 실시 형태에 있어서, 버프 연마 공정에서의 연마 대상물과, 패드의 압력의 상한은, 3psi 미만인 것이 바람직하고, 2psi 미만인 것이 보다 바람직하고, 1.6psi 이하인 것이 더욱 바람직하고, 1.5psi 미만인 것이 보다 더 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서, 버프 연마 공정에서의 연마 대상물과, 패드의 압력의 하한은, 0.3psi 이상인 것이 바람직하고, 0.6psi 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.8psi 이상인 것이 더욱 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서, 버프 연마 공정에서의 헤드 회전수의 상한은, 100rpm 미만인 것이 바람직하고, 90rpm 미만인 것이 보다 바람직하고, 80rpm 미만인 것이 더욱 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서, 버프 연마 공정에서의 헤드 회전수의 하한은, 50rpm 이상인 것이 바람직하고, 60rpm 이상인 것이 보다 바람직하고, 70rpm 이상인 것이 더욱 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서, 버프 연마 공정에서의 정반 회전수의 상한은, 120rpm 미만인 것이 바람직하고, 100rpm 미만인 것이 보다 바람직하고, 90rpm 미만인 것이 더욱 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서, 버프 연마 공정에서의 정반 회전수의 하한은, 60rpm 이상인 것이 바람직하고, 70rpm 이상인 것이 보다 바람직하고, 80rpm 이상인 것이 더욱 바람직하다. 버프 연마 공정에서의 흘려 보냄식의 공급량에 제한은 없지만, 연마 대상물의 표면이 연마용 조성물로 덮여 있는 것이 바람직하고, 예를 들어 50 내지 300㎖/분이다. 또한, 연마 시간도 특별히 제한되지 않지만, 5 내지 60초간인 것이 바람직하다.In this embodiment, the upper limit of the pressure between the object to be polished and the pad in the buffing step is preferably less than 3 psi, more preferably less than 2 psi, still more preferably less than 1.6 psi, and even more preferably less than 1.5 psi. Do. In this embodiment, the lower limit of the pressure between the object to be polished and the pad in the buffing step is preferably 0.3 psi or more, more preferably 0.6 psi or more, and even more preferably 0.8 psi or more. In this embodiment, the upper limit of the head rotation speed in the buffing step is preferably less than 100 rpm, more preferably less than 90 rpm, and still more preferably less than 80 rpm. In the present embodiment, the lower limit of the head rotation speed in the buffing step is preferably 50 rpm or more, more preferably 60 rpm or more, and even more preferably 70 rpm or more. In the present embodiment, the upper limit of the rotation speed of the platen in the buffing step is preferably less than 120 rpm, more preferably less than 100 rpm, and still more preferably less than 90 rpm. In this embodiment, the lower limit of the rotational speed of the platen in the buffing step is preferably 60 rpm or more, more preferably 70 rpm or more, and even more preferably 80 rpm or more. Although there is no limitation on the amount of the flow-through type supplied in the buff polishing step, it is preferable that the surface of the object to be polished is covered with the polishing composition, and is, for example, 50 to 300 ml/min. Further, the polishing time is also not particularly limited, but it is preferably 5 to 60 seconds.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, (예비 연마 공정에서의 연마 대상물과, 패드의 압력)/(벌크 연마 공정에서의 연마 대상물과, 패드의 압력)이 1.0 미만인 것이 바람직하고, 0.75 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.5 이하인 것이 더욱 바람직하다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, (예비 연마 공정에서의 연마 대상물과, 패드의 압력)/(벌크 연마 공정에서의 연마 대상물과, 패드의 압력)이 0.15 이상인 것이 바람직하고, 0.20 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.25 이상인 것이 더욱 바람직하다.In one embodiment of the present invention, (pressure of the object to be polished and the pad in the preliminary polishing step) / (pressure of the object to be polished and the pad in the bulk polishing step) is preferably less than 1.0, more preferably 0.75 or less. And more preferably 0.5 or less. In one embodiment of the present invention, (pressure of the object to be polished and the pad in the preliminary polishing step) / (pressure of the object to be polished and the pad in the bulk polishing step) is preferably 0.15 or more, and more preferably 0.20 or more. And more preferably 0.25 or more.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, (버프 연마 공정에서의 연마 대상물과, 패드의 압력)/(벌크 연마 공정에서의 연마 대상물과, 패드의 압력)이 1.0 미만인 것이 바람직하고, 0.75 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.5 이하인 것이 더욱 바람직하다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, (버프 연마 공정에서의 연마 대상물과, 패드의 압력)/(벌크 연마 공정에서의 연마 대상물과, 패드의 압력)이 0.15 이상인 것이 바람직하고, 0.20 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.2 이상인 것이 더욱 바람직하다.In one embodiment of the present invention, (pressure of the object to be polished and the pad in the buffing step) / (pressure of the object to be polished and the pad in the bulk polishing step) is preferably less than 1.0, more preferably 0.75 or less. And more preferably 0.5 or less. In one embodiment of the present invention, (pressure of the object to be polished and the pad in the buff polishing step) / (pressure of the object to be polished and the pad in the bulk polishing step) is preferably 0.15 or more, more preferably 0.20 or more. And more preferably 0.2 or more.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, (버프 연마 공정에서의 연마 대상물과, 패드의 압력)/(예비 연마 공정에서의 연마 대상물과, 패드의 압력)이 3.0 이하인 것이 바람직하고, 2.5 이하인 것이 보다 바람직하고, 2.0 이하인 것이 더욱 바람직하다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, (버프 연마 공정에서의 연마 대상물과, 패드의 압력)/(예비 연마 공정에서의 연마 대상물과, 패드의 압력)이 0.1 이상인 것이 바람직하고, 0.3 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.5 이상인 것이 더욱 바람직하다.In one embodiment of the present invention, (pressure of the object to be polished and the pad in the buffing step)/(pressure of the object to be polished and the pad in the preliminary polishing step) is preferably 3.0 or less, more preferably 2.5 or less. And more preferably 2.0 or less. In one embodiment of the present invention, (pressure of the object to be polished and the pad in the buff polishing step) / (pressure of the object to be polished and the pad in the preliminary polishing step) is preferably 0.1 or more, and more preferably 0.3 or more. And more preferably 0.5 or more.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 벌크 연마 공정 전에, 예비 연마 공정이 행해져, 벌크 연마 공정 후에, 버프 연마 공정이 행해진다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 버프 연마 공정 후에, 린스 연마 처리 및 세정 처리의 적어도 한쪽을 마련해도 된다. 또한, 린스용 조성물이나, 세정용 조성물로서는 종래 공지의 것을 적절하게 사용할 수 있다.In one embodiment of the present invention, a preliminary polishing step is performed before the bulk polishing step, and a buff polishing step is performed after the bulk polishing step. In one embodiment of the present invention, after the buffing step, at least one of a rinse polishing treatment and a washing treatment may be provided. In addition, as the rinsing composition or the cleaning composition, a conventionally known one can be suitably used.

[연마용 조성물][Polishing composition]

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, 표면에 유기산이 고정화되어 이루어지는 지립과, 술폰산기 혹은 그 염을 갖는 기 또는 카르복실기 혹은 그 염을 갖는 기를 갖는 제1 수용성 고분자와, 상기 제1 수용성 고분자와 다른, 제2 수용성 고분자와, 비이온계 계면 활성제와, 수성 캐리어를 포함하고, 연마 대상물의 연마에 사용된다.In one embodiment of the present invention, the polishing composition includes a first water-soluble polymer having an abrasive grain obtained by immobilizing an organic acid on a surface thereof, a sulfonic acid group or a group having a salt thereof, or a carboxyl group or a group having a salt thereof, and the first It contains a second water-soluble polymer different from the water-soluble polymer, a nonionic surfactant, and an aqueous carrier, and is used for polishing an object to be polished.

(표면에 유기산이 고정화되어 이루어지는 지립)(Abrasive grain formed by immobilizing organic acids on the surface)

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, 표면에 유기산이 고정화되어 이루어지는 지립(본 명세서 중, 간단히 「지립」이라고도 칭함)을 포함한다. 연마용 조성물 중에 포함되는 지립은, 연마 대상물을 기계적으로 연마하는 작용을 갖는다.In one embodiment of the present invention, the polishing composition includes abrasive grains obtained by immobilizing an organic acid on the surface (in this specification, also simply referred to as “abrasive grains”). The abrasive grains contained in the polishing composition have an action of mechanically polishing the object to be polished.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 지립의 구체예로서는, 예를 들어 실리카, 알루미나, 지르코니아, 티타니아 등의 금속 산화물을 포함하는 입자를 들 수 있다. 해당 지립은, 단독이어도 또는 2종 이상 혼합하여 사용해도 된다. 또한, 해당 지립은, 시판품을 사용해도 되고 합성품을 사용해도 된다. 이들 지립 중에서도, 실리카가 바람직하고, 퓸드 실리카, 콜로이달 실리카가 보다 바람직하고, 특히 바람직한 것은 콜로이달 실리카이다. 콜로이달 실리카의 제조 방법으로는, 규산 소다법, 졸겔법을 들 수 있고, 어느 제조 방법으로 제조된 콜로이달 실리카여도, 본 발명의 지립으로서 바람직하게 사용된다. 그러나, 고순도로 제조할 수 있는 졸겔법에 의해 제조된 콜로이달 실리카가 바람직하다.In one embodiment of the present invention, as a specific example of the abrasive, particles containing metal oxides such as silica, alumina, zirconia, and titania may be mentioned. These abrasive grains may be used alone or in combination of two or more. In addition, as the abrasive grain, a commercial product may be used or a synthetic product may be used. Among these abrasive grains, silica is preferable, fumed silica and colloidal silica are more preferable, and colloidal silica is particularly preferable. Examples of the method for producing colloidal silica include a sodium silicate method and a sol-gel method, and colloidal silica produced by any of the production methods is preferably used as the abrasive of the present invention. However, colloidal silica produced by a sol-gel method that can be produced with high purity is preferred.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 지립은, 표면에 유기산이 고정화되어 이루어지는 지립이다. 표면에 유기산이 고정화되어 이루어지는 지립을 사용하지 않으면, 본 발명의 소기의 효과를 발휘할 수 없다. 특히, 연마용 조성물의 pH가 산성 영역으로 조정되어 있는 경우, 표면에 유기산이 고정화되어 이루어지는 지립을 함유하지 않으면, 연마 대상물의 표면 조도가 악화될 우려가 있다.In one embodiment of the present invention, the abrasive grains are abrasive grains obtained by immobilizing an organic acid on the surface. If no abrasive grains obtained by immobilizing an organic acid on the surface are used, the desired effect of the present invention cannot be exhibited. In particular, when the pH of the polishing composition is adjusted to an acidic region, there is a fear that the surface roughness of the object to be polished deteriorates if the surface does not contain abrasive grains obtained by immobilizing an organic acid.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 유기산은, 특별히 제한되지 않지만, 술폰산, 카르복실산, 인산 등을 들 수 있고, 바람직하게는 술폰산이다. 또한, 유기산을 표면에 고정한 실리카는, 실리카의 표면에 상기 유기산 유래의 산성기(예를 들어, 술포기, 카르복실기, 인산기 등)가 (경우에 따라서는 링커 구조를 통해) 공유 결합에 의해 고정되어 있게 된다. 여기서, 링커 구조란, 실리카의 표면과, 유기산 사이에 개재되는 임의의 구조를 의미한다. 따라서, 유기산을 표면에 고정한 실리카는, 실리카의 표면에 유기산 유래의 산성기가 직접 공유 결합에 의해 고정됨으로써 형성되어도 되고, 링커 구조를 통하여 공유 결합에 의해 고정됨으로써 형성되어 있어도 된다. 이들 유기산을 실리카 표면으로 도입하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 머캅토기나 알킬기 등의 상태로 실리카 표면에 도입하고, 그 후, 술폰산이나 카르복실산으로 산화하는 방법 외에, 상기 유기산기에 보호기가 결합된 상태로 실리카 표면에 도입하고, 그 후, 보호기를 탈리시키는 방법이 있다.In one embodiment of the present invention, the organic acid is not particularly limited, but includes sulfonic acid, carboxylic acid, phosphoric acid, and the like, preferably sulfonic acid. In addition, in the silica having an organic acid immobilized on the surface, an acidic group (e.g., a sulfo group, a carboxyl group, a phosphoric acid group, etc.) derived from the above organic acid is fixed to the surface of the silica by a covalent bond (in some cases through a linker structure). There will be. Here, the linker structure means an arbitrary structure interposed between the surface of silica and an organic acid. Accordingly, silica having an organic acid immobilized thereon may be formed by directly fixing an acidic group derived from an organic acid on the surface of the silica by covalent bonds, or by being fixed by covalent bonds through a linker structure. The method of introducing these organic acids to the silica surface is not particularly limited, and in addition to the method of introducing a mercapto group or an alkyl group to the silica surface and then oxidizing it with a sulfonic acid or carboxylic acid, a protecting group is bonded to the organic acid group. There is a method of introducing into the silica surface in a state and then removing the protecting group.

유기산을 표면에 고정한 실리카의 구체적인 합성 방법으로서, 유기산의 일종인 술폰산을 실리카의 표면에 고정하는 것이면, 예를 들어 "Sulfonic acid-functionalized silica through quantitative oxidation of thiol groups", Chem. Co㎜un. 246-247(2003)에 기재된 방법으로 행할 수 있다. 구체적으로는, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등의 티올기를 갖는 실란 커플링제를 실리카에 커플링시킨 후에 과산화수소로 티올기를 산화함으로써, 술폰산이 표면에 고정화된 실리카를 얻을 수 있다. 본 발명의 실시예의 술폰산이 표면에 수식되어 있는 콜로이달 실리카도 마찬가지로 하여 제조하고 있다.As a specific synthesis method of silica having an organic acid fixed on the surface, if sulfonic acid, which is a kind of organic acid, is fixed on the surface of silica, for example, "Sulfonic acid-functionalized silica through quantitative oxidation of thiol groups", Chem. Commun. This can be done by the method described in 246-247 (2003). Specifically, by coupling a silane coupling agent having a thiol group such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane to silica and oxidizing the thiol group with hydrogen peroxide, a silica having a sulfonic acid immobilized thereon can be obtained. The colloidal silica in which the sulfonic acid of the examples of the present invention is modified on the surface is also prepared in the same manner.

카르복실산을 실리카의 표면에 고정하는 것이라면, 예를 들어 "Novel Silane Coupling Agents Containing a Photo labile 2-Nitrobenzyl Ester for Introduction of a Carboxy Group on the Surface of Silica Gel", Chemistry Letters, 3, 228-229(2000)에 기재된 방법으로 행할 수 있다. 구체적으로는, 광반응성 2-니트로벤질에스테르를 포함하는 실란 커플링제를 실리카에 커플링시킨 후에 광 조사함으로써, 카르복실산이 표면에 고정화된 실리카를 얻을 수 있다.If it is to fix the carboxylic acid to the surface of silica, for example, "Novel Silane Coupling Agents Containing a Photo labile 2-Nitrobenzyl Ester for Introduction of a Carboxy Group on the Surface of Silica Gel", Chemistry Letters, 3, 228-229 It can be performed by the method described in (2000). Specifically, by coupling a silane coupling agent containing a photoreactive 2-nitrobenzyl ester to silica and then irradiating with light, a silica having a carboxylic acid immobilized on the surface can be obtained.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 지립의 평균 1차 입자경이 10㎚ 이상인 것이 바람직하고, 15㎚ 이상인 것이 보다 바람직하고, 20㎚ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 25㎚ 이상인 것이 보다 더 바람직하고, 30㎚ 이상인 것이 보다 더 바람직하다. 본 발명의 실시 형태의 연마용 조성물에 있어서, 상기 지립의 평균 1차 입자경이 60㎚ 이하인 것이 바람직하고, 50㎚ 이하인 것이 보다 바람직하고, 40㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 지립이 상기 평균 1차 입자경을 가짐으로써 스크래치를 저감하여, 결함 저하시키고, 연마 속도를 향상시키는 효과가 있다. 본 발명에 있어서의 평균 1차 입자경은, 실시예에 기재된 방법에 의해 측정되는 값을 채용해도 된다.In one embodiment of the present invention, the average primary particle diameter of the abrasive grains is preferably 10 nm or more, more preferably 15 nm or more, still more preferably 20 nm or more, even more preferably 25 nm or more, and 30 It is even more preferable that it is nm or more. In the polishing composition of the embodiment of the present invention, the average primary particle diameter of the abrasive grains is preferably 60 nm or less, more preferably 50 nm or less, and still more preferably 40 nm or less. Since the abrasive grains have the above average primary particle diameter, there is an effect of reducing scratches, reducing defects, and improving a polishing rate. The average primary particle diameter in the present invention may employ a value measured by the method described in Examples.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 지립의 평균 2차 입자경이 40㎚ 이상인 것이 바람직하고, 45㎚ 이상인 것이 보다 바람직하고, 50㎚ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 55㎚ 이상인 것이 보다 더 바람직하고, 60㎚ 이상인 것이 보다 더 바람직하고, 65㎚ 이상인 것이 보다 더 바람직하다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 지립의 평균 2차 입자경이, 100㎚ 미만인 것이 바람직하고, 90㎚ 이하인 것이 보다 바람직하고, 80㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 75㎚ 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 지립이 상기 평균 2차 입자경을 가짐으로써 연마 속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 본 발명에 있어서의 평균 2차 입자경은, 실시예에 기재된 방법에 의해 측정되는 값을 채용해도 된다. 또한 상기 지립의 평균 2차 입자경이, 100㎚ 이상이면 지립의 분산 안정성이 저하될 우려가 있다.In one embodiment of the present invention, the average secondary particle diameter of the abrasive grains is preferably 40 nm or more, more preferably 45 nm or more, even more preferably 50 nm or more, even more preferably 55 nm or more, and 60 It is even more preferable that it is nm or more, and it is even more preferable that it is 65 nm or more. In one embodiment of the present invention, the average secondary particle diameter of the abrasive grains is preferably less than 100 nm, more preferably 90 nm or less, further preferably 80 nm or less, and even more preferably 75 nm or less. Since the abrasive grains have the above average secondary particle diameter, there is an effect of improving the polishing rate. As the average secondary particle diameter in the present invention, a value measured by the method described in Examples may be adopted. In addition, when the average secondary particle diameter of the abrasive grains is 100 nm or more, there is a concern that dispersion stability of the abrasive grains may decrease.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물 중의 지립에 있어서의, 레이저 회절 산란법에 의해 구해지는 입도 분포에 있어서, 미립자측으로부터 적산 입자 질량이 전 입자 질량의 90%에 달할 때의 입자 직경 D90과, 10%에 달할 때의 입자 직경 D10의 비(본 명세서 중, 간단히 「D90/D10」이라고도 칭함)의 하한은, 1.3 이상인 것이 바람직하고, 1.4 이상인 것이 보다 바람직하고, 1.5 이상인 것이 더욱 바람직하고, 1.6 이상인 것이 보다 더 바람직하다. 이러한 하한인 것에 의해 연마 속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, D90/D10의 상한은, 4.0 이하인 것이 바람직하고, 3.5 이하인 것이 보다 바람직하고, 3.0 이하인 것이 더욱 바람직하고, 2.0 이하인 것이 보다 더 바람직하다.In one embodiment of the present invention, in the particle size distribution of the abrasive grains in the polishing composition obtained by laser diffraction scattering method, the particle diameter when the accumulated particle mass reaches 90% of the total particle mass from the particle side The lower limit of the ratio of D90 and the particle diameter D10 when it reaches 10% (in this specification, also simply referred to as ``D90/D10'') is preferably 1.3 or more, more preferably 1.4 or more, and even more preferably 1.5 or more. And more preferably 1.6 or more. By being such a lower limit, there is an effect that the polishing rate can be improved. In one embodiment of the present invention, the upper limit of D90/D10 is preferably 4.0 or less, more preferably 3.5 or less, still more preferably 3.0 or less, and even more preferably 2.0 or less.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 지립의 애스펙트비는, 1.05 이상인 것이 바람직하고, 1.10 이상인 것이 보다 바람직하고, 1.15 이상인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 실시 형태에 의해, 연마 속도 향상의 기술적 효과가 있다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 지립의 애스펙트비는, 5 이하인 것이 바람직하고, 2 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.5 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 실시 형태에 의해, 분산 안정성을 향상시켜 결함수를 저감시키는 기술적 효과가 있다. 또한, 지립의 애스펙트비의 측정 방법은, 실시예 기재된 방법에 의한다.In one embodiment of the present invention, the aspect ratio of the abrasive grains is preferably 1.05 or more, more preferably 1.10 or more, and still more preferably 1.15 or more. According to this embodiment, there is a technical effect of improving the polishing rate. In one embodiment of the present invention, the aspect ratio of the abrasive grains is preferably 5 or less, more preferably 2 or less, and even more preferably 1.5 or less. According to this embodiment, there is a technical effect of improving dispersion stability and reducing the number of defects. In addition, the method of measuring the aspect ratio of the abrasive is according to the method described in Examples.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 연마용 조성물 중에서, 연마 속도 향상이나 연마 후 표면 조도 저하의 관점에서, 상기 지립의 함유량이, 0.001질량% 초과인 것이 바람직하고, 0.005질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.01질량% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 0.05질량% 이상인 것이 보다 더 바람직하고, 0.1질량% 이상인 것이 보다 더 바람직하고, 0.01질량% 초과인 것이 보다 더 바람직하고, 0.3질량% 이상인 것이 보다 더 바람직하고, 0.8질량% 이상이어도, 1.2질량% 이상이어도, 2질량% 이상이어도, 3질량% 이상이어도, 4질량% 이상이어도 된다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 연마용 조성물 중에서, 스크래치 저하와 결함수 저감의 관점에서, 상기 지립의 함유량이, 30질량% 이하인 것이 바람직하고, 20질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 15질량% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 10질량% 이하인 것이 보다 더 바람직하고, 7질량% 이하인 것이 보다 더 바람직하고, 5질량% 이하여도, 4질량% 이하여도, 3질량% 이하여도, 2질량% 이하여도, 1질량% 이하여도, 1질량% 미만이어도, 0.8질량% 이하여도, 0.7질량% 이하여도, 0.6질량% 이하여도 된다. 또한, 본 명세서 중, 어느 물질의 함유량 등에 관한 기재는, 그 물질이 2종 이상 포함되는 경우에는, 그 합계량을 의미하는 것으로 한다.In one embodiment of the present invention, in the polishing composition, from the viewpoint of improving the polishing rate or lowering the surface roughness after polishing, the content of the abrasive grains is preferably more than 0.001% by mass, more preferably 0.005% by mass or more. And it is still more preferably 0.01% by mass or more, even more preferably 0.05% by mass or more, even more preferably 0.1% by mass or more, even more preferably more than 0.01% by mass, even more preferably 0.3% by mass or more It may be 0.8% by mass or more, 1.2% by mass or more, 2% by mass or more, 3% by mass or more, or 4% by mass or more. In one embodiment of the present invention, in the polishing composition, from the viewpoint of reducing scratches and reducing the number of defects, the content of the abrasive grains is preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and 15% by mass. It is still more preferable that it is less than or equal to 10% by mass, even more preferably less than or equal to 10% by mass, even more preferably less than or equal to 7% by mass, and less than or equal to 5% by mass, less than or equal to 4% by mass, less than or equal to 3% by mass, or less than or equal to 2% by mass , 1 mass% or less, less than 1 mass %, 0.8 mass% or less, 0.7 mass% or less, or 0.6 mass% or less may be sufficient. In addition, in this specification, the description regarding the content of a certain substance, etc., when two or more types of the substance are contained, shall mean the total amount.

(제1 수용성 고분자)(First water soluble polymer)

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, 제1 수용성 고분자를 포함한다. 제1 수용성 고분자는, 술폰산기 혹은 그 염을 갖는 기 또는 카르복실기 혹은 그 염을 갖는 기를 갖는다.In one embodiment of the present invention, the polishing composition contains a first water-soluble polymer. The first water-soluble polymer has a sulfonic acid group or a group having a salt thereof, or a carboxyl group or a group having a salt thereof.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 제1 수용성 고분자는, 벤젠환을 갖는다. 본 실시 형태에 있어서, 벤젠환은, 제1 수용성 고분자의 주쇄에 들어 있어도 되고, 펜던트기의 형태로 들어 있어도 된다.In one embodiment of the present invention, the first water-soluble polymer has a benzene ring. In this embodiment, the benzene ring may be contained in the main chain of the first water-soluble polymer, or may be contained in the form of a pendant group.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 제1 수용성 고분자는, 그 주쇄 및 측쇄의 적어도 한쪽에 헤테로 원자가 포함되어도 되지만, 본 발명의 소기의 효과를 효율적으로 발휘시키는 관점에서는 헤테로 원자를 포함하지 않는 쪽이 좋다. 또한, 당해 헤테로 원자로서는, 산소 원자, 질소 원자 및 황 원자 중 적어도 1종을 들 수 있다.In one embodiment of the present invention, the first water-soluble polymer may contain a hetero atom in at least one of its main chain and side chain, but from the viewpoint of effectively exerting the desired effect of the present invention, it is better not to contain a hetero atom. good. Moreover, as said hetero atom, at least 1 type of an oxygen atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom is mentioned.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 제1 수용성 고분자가,In one embodiment of the present invention, the first water-soluble polymer,

하기 식 (1):Equation (1):

Figure pat00001
Figure pat00001

로 나타내는 구성 단위를 포함하며, R9는, 수소 원자 또는 메틸기이며, R10 및 R11은, 각각 독립적으로 수소 원자, -COOR12 혹은 -G이며, 단, R10 및 R11이, 동시에 수소 원자가 되는 것은 아니고, -G는, 술폰산기,Contain a structural unit represented by, R 9 is a hydrogen atom or a methyl group, R 10 and R 11 are each independently a hydrogen atom, -COOR 12 or -G, provided that R 10 and R 11 are simultaneously hydrogen Does not become an atom, -G is a sulfonic acid group,

Figure pat00002
Figure pat00002

이며, 단, *는 결합 위치를 나타내고, R12, R13 및 R15는, 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 탄소수 1 내지 12의 히드록시알킬기 또는 카운터 양이온이며, R14는, 2가의 기이다. 이러한 실시 형태인 것에 의해 본 발명의 소기의 효과를 효율적으로 발휘할 수 있다. 또한, 본 명세서 중, *는 결합 위치를 나타낸다.And, provided that * represents a bonding position, R 12 , R 13 and R 15 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a counter cation, R 14 is , Is a bivalent group. By being such an embodiment, the desired effect of this invention can be exhibited efficiently. In addition, in this specification, * represents a bonding position.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 제1 수용성 고분자는, 상기 식 (1)로 나타내는, 다른 구성 단위를 2종 이상 포함해도 된다.In one embodiment of the present invention, the first water-soluble polymer may contain two or more kinds of other structural units represented by the formula (1).

여기서, 탄소수 1 내지 12의 알킬기로서는, 직쇄상이어도 분지상이어도 되고, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 트리데실기, 테트라데실기, 헥사데실기, 스테아릴기, 이코실기, 도코실기, 테트라코실기, 트리아콘틸기, 이소프로필기, 이소부틸기, tert-부틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, tert-펜틸기, 이소헵틸기, 2-에틸헥실기, 이소데실기를 들 수 있다.Here, the alkyl group having 1 to 12 carbon atoms may be linear or branched. For example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group Sil group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, hexadecyl group, stearyl group, icosyl group, docosyl group, tetracosyl group, triacontyl group, isopropyl group, isobutyl group, tert-butyl group, isopene Tyl group, neopentyl group, tert-pentyl group, isoheptyl group, 2-ethylhexyl group, and isodecyl group are mentioned.

또한, 탄소수 1 내지 12의 히드록시알킬기로서는, 상기 탄소수 1 내지 12의 알킬기의 적어도 하나의 수소 원자가 수산기로 치환되어 있는 것을 들 수 있다. In addition, examples of the hydroxyalkyl group having 1 to 12 carbon atoms include those in which at least one hydrogen atom of the alkyl group having 1 to 12 carbon atoms is substituted with a hydroxyl group.

또한, 2가의 기로서는, 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기, 탄소수 6 내지 24의 아릴렌기 등을 들 수 있다. 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기는, 상기 탄소수 1 내지 12의 알킬기 수소를 둘 제거한 2가의 치환기이다. 또한, 탄소수 6 내지 24의 아릴렌기로서는, 페닐렌기나, 나프탈렌 디일기 등이 적합하다.Further, examples of the divalent group include an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, an arylene group having 6 to 24 carbon atoms, and the like. The alkylene group having 1 to 12 carbon atoms is a divalent substituent from which two hydrogens of the alkyl group having 1 to 12 carbon atoms are removed. Moreover, as a C6-C24 arylene group, a phenylene group, a naphthalene diyl group, etc. are suitable.

또한, 카운터 양이온으로서는, 암모늄 이온이나, 나트륨 이온 등을 들 수 있다.Moreover, as a counter cation, an ammonium ion, a sodium ion, etc. are mentioned.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, R9가, 수소 원자 또는 메틸기이며, R10 및 R11의 적어도 한쪽이 -G이며, -G는, 술폰산기, 또는,In one embodiment of the present invention, R 9 is a hydrogen atom or a methyl group, at least one of R 10 and R 11 is -G, and -G is a sulfonic acid group, or,

Figure pat00003
Figure pat00003

이고, R13은, 수소 원자, 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 탄소수 1 내지 12의 히드록시알킬기 또는 카운터 양이온이다.And R 13 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a counter cation.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 식 (1)로 나타내는, 다른 구성 단위를 2종 이상 포함하며, 하나의 구성 단위는, R9가, 수소 원자 또는 메틸기이며, R10 및 R11의 적어도 한쪽이, COOR12이며, R12가, 수소 원자 또는 카운터 양이온으로 나타나고, 하나의 구성 단위는, R9가, 수소 원자 또는 메틸기이며, R10 및 R11의 적어도 한쪽이 -G이며, -G는, 술폰산기, 또는,In one embodiment of the present invention, it represented by the formula (1), and the other constituent unit include two or more of them, a structural unit is the R 9, a hydrogen atom or a methyl group, the R 10 and R 11 at least One is COOR 12 , R 12 is represented by a hydrogen atom or a counter cation, one constitutional unit is R 9 is a hydrogen atom or a methyl group, at least one of R 10 and R 11 is -G, and -G Is, a sulfonic acid group, or,

Figure pat00004
Figure pat00004

이고, R13은, 수소 원자, 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 탄소수 1 내지 12의 히드록시알킬기 또는 카운터 양이온으로 나타낸다.And R 13 is represented by a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a counter cation.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, R9가, 수소 원자 또는 메틸기이며, R10 및 R11이, 각각 -COOR12, 수소 원자이며, R12가, 수소 원자 또는 카운터 양이온이다. 이 때, 특히, pH가 7.0 미만인 것이 바람직하고, 5.0 미만인 것이 보다 바람직하다.In one embodiment of the present invention, R 9 is a hydrogen atom or a methyl group, R 10 and R 11 are each -COOR 12 and a hydrogen atom, and R 12 is a hydrogen atom or a counter cation. In this case, particularly, the pH is preferably less than 7.0, and more preferably less than 5.0.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 제1 수용성 고분자는, R9가, 수소 원자 또는 메틸기이며, R10 및 R11이, 각각 -COOR12, 수소 원자이며, R12가, 수소 원자 또는 카운터 양이온인 구성 단위와; R9가, 수소 원자 또는 메틸기이며, R10 및 R11이, 모두 -COOR12이며, R12가, 수소 원자 또는 카운터 양이온인 구성 단위;를 포함한다. 이 때, 무수물의 형태가 되어도 되지만, 무수물의 형태가 아닌 쪽이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, in the first water-soluble polymer, R 9 is a hydrogen atom or a methyl group, R 10 and R 11 are each -COOR 12 , a hydrogen atom, and R 12 is a hydrogen atom or a counter A structural unit that is a cation; R 9 is a hydrogen atom or a methyl group, R 10 and R 11 are both -COOR 12 and R 12 is a hydrogen atom or a counter cation. In this case, it may be in the form of an anhydride, but it is preferable that it is not in the form of an anhydride.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, R9가, 수소 원자 또는 메틸기이며, R10 및 R11이, 모두 -COOR12이며, R12가, 수소 원자 또는 카운터 양이온이다.In one embodiment of the present invention, R 9 is a hydrogen atom or a methyl group, R 10 and R 11 are both -COOR 12 , and R 12 is a hydrogen atom or a counter cation.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 제1 수용성 고분자는, R9가, 수소 원자 또는 메틸기이며, R10 및 R11이, 각각 -COOR12, 수소 원자이며, R12가, 수소 원자 또는 카운터 양이온인 구성 단위와; R9가, 수소 원자 또는 메틸기이며, R10 및 R11의 적어도 한쪽이, -COOR12이며, R12가, 탄소수 1 내지 12의 알킬기인 구성 단위;를 포함한다.In one embodiment of the present invention, in the first water-soluble polymer, R 9 is a hydrogen atom or a methyl group, R 10 and R 11 are each -COOR 12 , a hydrogen atom, and R 12 is a hydrogen atom or a counter A structural unit that is a cation; R 9 is a hydrogen atom or a methyl group, at least one of R 10 and R 11 is -COOR 12 , and R 12 is a structural unit in which a C 1 to C 12 alkyl group is included.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 제1 수용성 고분자는, R9가, 수소 원자 또는 메틸기이며, R10 및 R11의 적어도 한쪽이 -COOR12이며, R12가, 수소 원자 또는 카운터 양이온인 구성 단위와; R9가, 수소 원자 또는 메틸기이며, R10 및 R11의 적어도 한쪽이 -G이며, -G가,In one embodiment of the present invention, in the first water-soluble polymer, R 9 is a hydrogen atom or a methyl group, at least one of R 10 and R 11 is -COOR 12 , and R 12 is a hydrogen atom or a counter cation. Constituent units; R 9 is a hydrogen atom or a methyl group, at least one of R 10 and R 11 is -G, and -G is,

Figure pat00005
Figure pat00005

이고, R14는, 2가의 기이며, R15는, 수소 원자, 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 탄소수 1 내지 12의 히드록시알킬기 또는 카운터 양이온인 구성 단위를 포함한다.And R 14 is a divalent group, and R 15 includes a structural unit which is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a counter cation.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, R9가, 수소 원자 또는 메틸기이며, R10 및 R11의 적어도 한쪽이 -G이며, -G가,In one embodiment of the present invention, R 9 is a hydrogen atom or a methyl group, at least one of R 10 and R 11 is -G, and -G is,

Figure pat00006
Figure pat00006

이고, R14는, 2가의 기이며, R15는, 수소 원자, 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 탄소수 1 내지 12의 히드록시알킬기 또는 카운터 양이온이다.And R 14 is a divalent group, and R 15 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a counter cation.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 제1 수용성 고분자는, 술폰산과, 카르복실산의 공중합체(「술폰산/카르복실산 공중합체」라고도 칭함)이다. 술폰산과, 카르복실산의 공중합체는, 술폰산기를 갖는 단량체 유래의 구성 단위와, 카르복실산기를 갖는 단량체 유래의 구성 단위를 함유한다.In one embodiment of the present invention, the first water-soluble polymer is a copolymer of sulfonic acid and carboxylic acid (also referred to as "sulfonic acid/carboxylic acid copolymer"). The copolymer of sulfonic acid and carboxylic acid contains a structural unit derived from a monomer having a sulfonic acid group and a structural unit derived from a monomer having a carboxylic acid group.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 술폰산기를 갖는 단량체의 예로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2015-168770호 공보의 단락 「0019」 내지 「0036」에 기재된 폴리알킬렌글리콜계 단량체 (A)나, 동 공보의 단락 「0041」 내지 「0054」에 기재된 술폰산기 함유 단량체 (C) 등을 들 수 있다.In one embodiment of the present invention, examples of the monomer having a sulfonic acid group include, for example, polyalkylene glycol-based monomers (A) described in paragraphs "0019" to "0036" of JP 2015-168770 A, or The sulfonic acid group-containing monomer (C) and the like described in paragraphs "0041" to "0054" of the same publication can be mentioned.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 카르복실산기를 갖는 단량체의 예로서는, 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, α-히드록시아크릴산, α-히드록시메틸아크릴산 및 이들 금속염, 암모늄염, 유기 아민염 등의 염을 들 수 있다.In one embodiment of the present invention, examples of the monomer having a carboxylic acid group include, for example, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, α-hydroxyacrylic acid, α-hydroxymethylacrylic acid, and their metal salts, ammonium salts, and organic amines. And salts such as salts.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 술폰산/카르복실산 공중합체 중의 술폰산기를 갖는 단량체 유래의 구성 단위와 카르복실산기를 갖는 단량체 유래의 구성 단위의 몰비는, 술폰산기를 갖는 단량체 유래의 구성 단위: 카르복실산기를 갖는 단량체 유래의 구성 단위=5:95 내지 95:5가 바람직하고, 10:90 내지 90:10이 보다 바람직하고, 30:70 내지 70:30이 더욱 바람직하고, 45:55 내지 65:35가 보다 더 바람직하고, 50:50 내지 60:40이 가장 바람직하다. In one embodiment of the present invention, the molar ratio of the structural unit derived from the monomer having a sulfonic acid group and the structural unit derived from the monomer having a carboxylic acid group in the sulfonic acid/carboxylic acid copolymer is the structural unit derived from the monomer having a sulfonic acid group: car Constituent units derived from monomers having an acid group = 5:95 to 95:5 are preferable, 10:90 to 90:10 are more preferable, 30:70 to 70:30 are still more preferable, and 45:55 to 65 :35 is more preferable, and 50:50 to 60:40 are most preferable.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 제1 수용성 고분자의 중량 평균 분자량은, 연마 대상물로의 흡착 속도의 관점(즉, 연마 대상물에 대한 흡착 용이함)의 관점에서, 1000 이상, 2000 이상, 3000 이상, 4000 이상, 5000 이상, 6000 이상, 6500 이상, 7000 이상, 8000 이상, 9000 이상, 9500 이상, 1만 이상, 1.5만 이상, 혹은 1.5만 초과이다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 제1 수용성 고분자의 중량 평균 분자량은, 연마 대상물로부터의 탈리 속도의 관점(후의 연마 대상물로부터의 탈리 용이함)의 관점에서, 10만 이하, 3만 이하, 2.5만 이하, 2만 이하, 1.5만 이하, 1만 이하, 9500 이하, 9000 이하, 8000 이하, 7000 이하, 6500 이하, 혹은 6500 미만이다. 본 실시 형태에 있어서, 질소-규소 결합을 포함하는 연마 대상물의 연마 속도를 향상시키고, 또한, 산소-규소 결합을 포함하는 연마 대상물의 결함수를 낮게 한다는 관점에서는, 중량 평균 분자량이, 1.5만 초과인 것이 바람직하고, 질소-규소 결합을 포함하는 연마 대상물의 결함수를 낮게 한다는 관점에서는, 중량 평균 분자량이, 6500 미만인 것이 바람직하고, 규소-규소 결합을 포함하는 연마 대상물의 결함수를 낮게 한다는 관점에서는, 중량 평균 분자량이, 6500 내지 1.5만인 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, the weight average molecular weight of the first water-soluble polymer is 1000 or more, 2000 or more, 3000 or more, from the viewpoint of the adsorption rate to the polishing object (i.e., easy adsorption to the polishing object), 4000 or more, 5000 or more, 6000 or more, 6500 or more, 7000 or more, 8000 or more, 9000 or more, 9500 or more, 10,000 or more, 15,000 or more, or 15,000 or more. In one embodiment of the present invention, the weight average molecular weight of the first water-soluble polymer is 100,000 or less, 30,000 or less, and 25,000 or less in terms of the rate of release from the object to be polished (easily detached from the object to be polished later). Or less, 20,000 or less, 15,000 or less, 10,000 or less, 9500 or less, 9000 or less, 8000 or less, 7000 or less, 6500 or less, or 6500 or less. In this embodiment, from the viewpoint of improving the polishing rate of the object to be polished containing nitrogen-silicon bonds and reducing the number of defects on the object to be polished containing oxygen-silicon bonds, the weight average molecular weight is more than 15,000. From the viewpoint of reducing the number of defects of the object to be polished including nitrogen-silicon bonds, the weight average molecular weight is preferably less than 6500, and the number of defects of the object to be polished containing silicon-silicon bonds is reduced. It is preferable that the weight average molecular weight is 650-15,000.

또한, 본 명세서 중, 중량 평균 분자량은, 겔 침투 크로마토그래피(GPC)에 의해 분자량이 기지의 폴리스티렌을 기준 물질로서 측정한다.In addition, in this specification, the weight average molecular weight measures polystyrene of known molecular weight as a reference substance by gel permeation chromatography (GPC).

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 제1 수용성 고분자의 함유량은, 연마용 조성물의 총 질량에 대해, 0.001질량% 이상, 0.005질량% 이상, 0.05질량% 이상, 혹은 0.08질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.2질량% 이상, 0.4질량% 이상, 0.6질량% 이상, 0.8질량% 이상이어도 된다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 제1 수용성 고분자의 함유량은, 10질량% 이하, 8질량% 이하, 6질량% 이하, 4질량% 이하, 2질량% 이하, 1.9질량% 이하, 1.8질량% 이하, 1.7질량% 이하, 1.6질량% 이하, 1.5질량% 이하, 1.4질량% 이하, 1.3질량% 이하, 1.2질량% 이하, 1.1질량% 이하, 1.0질량% 이하, 0.9질량% 이하, 0.8질량% 이하, 0.7질량% 이하, 0.6질량% 이하, 0.5질량% 이하, 0.4질량% 이하, 0.3질량% 이하, 혹은 0.2질량% 이하이다. 본 발명의 실시 형태에 의하면, 제1 수용성 고분자의 첨가량을 적게 해도, 제2 수용성 고분자와, 비이온계 계면 활성제의 보완적인 협동 작용에 의해 본 발명의 효과를 효율적으로 발휘할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the content of the first water-soluble polymer is preferably 0.001% by mass or more, 0.005% by mass or more, 0.05% by mass or more, or 0.08% by mass or more with respect to the total mass of the polishing composition, It may be 0.2 mass% or more, 0.4 mass% or more, 0.6 mass% or more, and 0.8 mass% or more. In one embodiment of the present invention, the content of the first water-soluble polymer is 10 mass% or less, 8 mass% or less, 6 mass% or less, 4 mass% or less, 2 mass% or less, 1.9 mass% or less, 1.8 mass% Below, 1.7 mass% or less, 1.6 mass% or less, 1.5 mass% or less, 1.4 mass% or less, 1.3 mass% or less, 1.2 mass% or less, 1.1 mass% or less, 1.0 mass% or less, 0.9 mass% or less, 0.8 mass% It is 0.7 mass% or less, 0.6 mass% or less, 0.5 mass% or less, 0.4 mass% or less, 0.3 mass% or less, or 0.2 mass% or less. According to the embodiment of the present invention, even if the amount of the first water-soluble polymer is reduced, the effect of the present invention can be efficiently exhibited by the complementary cooperative action of the second water-soluble polymer and the nonionic surfactant.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 제1 수용성 고분자는, 단독 중합체여도, 공중합체여도 된다. 공중합체인 경우, 그 형태는, 블록 공중합체, 랜덤 공중합체, 그래프트 공중합체, 교호 공중합체의 어느 것이어도 된다.In one embodiment of the present invention, the first water-soluble polymer may be a homopolymer or a copolymer. In the case of a copolymer, the form may be any of a block copolymer, a random copolymer, a graft copolymer, and an alternating copolymer.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 제1 수용성 고분자가, 폴리스티렌술폰산, 폴리스티렌술폰산 유래의 구성 단위를 구조의 일부에 포함하는 (공)중합체, 술폰산과 카르복실산의 공중합체, 술폰화 폴리술폰, 및 폴리아닐린산으로 이루어지는 군이 선택되는 적어도 1종이다. 이러한 실시 형태인 것에 의해 본 발명의 소기의 효과를 효율적으로 발휘할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the first water-soluble polymer is a polystyrene sulfonic acid, a (co)polymer including a structural unit derived from polystyrene sulfonic acid as part of the structure, a copolymer of a sulfonic acid and a carboxylic acid, a sulfonated polysulfone And at least one selected from the group consisting of polyanilic acid. By being such an embodiment, the desired effect of this invention can be exhibited efficiently.

(제2 수용성 고분자)(Second water soluble polymer)

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, 상기 제1 수용성 고분자와 다른, 제2 수용성 고분자를 포함한다. 여기서, 제2 수용성 고분자는, 상기 제1 수용성 고분자와 다르기만 하면, 술폰산기 혹은 그 염을 갖는 기 또는 카르복실기 혹은 그 염을 갖는 기를 가져도 되는 것을 부언해 둔다.In one embodiment of the present invention, the polishing composition contains a second water-soluble polymer different from the first water-soluble polymer. Here, it is added that the second water-soluble polymer may have a sulfonic acid group or a group having a salt thereof or a carboxyl group or a group having a salt thereof as long as it is different from the first water-soluble polymer.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 제2 수용성 고분자가, 하기 식 (2): In one embodiment of the present invention, the second water-soluble polymer is the following formula (2):

Figure pat00007
Figure pat00007

로 나타내는 구성 단위를 포함하며, X가, 하기:It includes a structural unit represented by, and X is, the following:

Figure pat00008
Figure pat00008

으로 나타나고,Appears as,

R1 내지 R6은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 -J이며, -J가, 수산기, 술폰산기 또는 그 염의 기,R 1 to R 6 are each independently a hydrogen atom or -J, -J is a hydroxyl group, a sulfonic acid group or a group of a salt thereof,

Figure pat00009
Figure pat00009

으로 나타나고, 단, *는 결합 위치를 나타내고, R7 및 R8은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 -E이며, -E가, 하기 식:, Provided that * represents a bonding position, R 7 and R 8 are each independently a hydrogen atom or -E, and -E is the following formula:

Figure pat00010
Figure pat00010

으로 나타나고, 단, *는 결합 위치를 나타내고, 상기 구성 단위가, -J 및 -E의 적어도 한쪽을 포함한다. 이러한 실시 형태인 것에 의해 본 발명의 소기의 효과를 효율적으로 발휘할 수 있다.However, * represents a bonding position, and the said structural unit contains at least one of -J and -E. By being such an embodiment, the desired effect of this invention can be exhibited efficiently.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, X가, 하기:In one embodiment of the present invention, X is:

Figure pat00011
Figure pat00011

이고, R1 내지 R4의 적어도 하나가 -J이며, -J가, 수산기, 술폰산기 또는 그 염의 기, 혹은,And at least one of R 1 to R 4 is -J, and -J is a hydroxyl group, a sulfonic acid group or a group of a salt thereof, or

Figure pat00012
Figure pat00012

인 것이 바람직하다.It is preferable to be.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, X가, 하기:In one embodiment of the present invention, X is:

Figure pat00013
Figure pat00013

이고, R1 내지 R4의 적어도 하나가 -J이며, -J가,And at least one of R 1 to R 4 is -J, and -J is,

Figure pat00014
Figure pat00014

인 것이 바람직하다.It is preferable to be.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, X가, 하기:In one embodiment of the present invention, X is:

Figure pat00015
Figure pat00015

으로 나타나고, R1, R2, R5 및 R6 중 적어도 하나가, 수소 원자이며, R8은, -E이며, -E가, 하기 식:And at least one of R 1 , R 2 , R 5 and R 6 is a hydrogen atom, R 8 is -E, and -E is the following formula:

Figure pat00016
Figure pat00016

으로 나타나는 것이 바람직하다.It is preferable to appear as.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 제2 수용성 고분자의 중량 평균 분자량은, 스크래치나 결함수 저감의 관점에서, 5000 이상, 1만 이상, 1.5만 이상, 2만 이상, 혹은 2.5만 이상이다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 제2 수용성 고분자의 중량 평균 분자량은, 연마 후의 결함수 저감의 관점에서, 6만 이하, 5만 이하, 4만 이하, 3만 미만, 3.5만 이하, 2만 이하, 1.5만 이하, 혹은 1.2만 이하이다. 본 발명의 실시 형태에 의하면, 제2 수용성 고분자의 중량 평균 분자량이 커도, 제1 수용성 고분자와, 비이온계 계면 활성제의 보완적인 협동 작용에 의해 본 발명의 효과를 효율적으로 발휘할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the weight average molecular weight of the second water-soluble polymer is 5,000 or more, 10,000 or more, 150,000 or more, 20,000 or more, or 250,000 or more from the viewpoint of reducing the number of scratches and defects. In one embodiment of the present invention, the weight average molecular weight of the second water-soluble polymer is 60,000 or less, 50,000 or less, 40,000 or less, 30,000 or less, 350,000 or less, 20,000 from the viewpoint of reducing the number of defects after polishing. It is less than 15,000, or less than 120,000. According to the embodiment of the present invention, even if the weight average molecular weight of the second water-soluble polymer is large, the effect of the present invention can be efficiently exhibited by the complementary cooperative action of the first water-soluble polymer and the nonionic surfactant.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 제2 수용성 고분자가, 폴리비닐알코올(PVA)이나, 폴리비닐알코올(PVA) 유래의 구성 단위를 구조의 일부에 포함하는 (공)중합체인 경우, 중량 평균 분자량의 분자량은, 바람직한 순으로, 30000 미만, 20000 이하, 15000 이하, 12000 이하이다. 또한, 제2 수용성 고분자의 중량 평균 분자량이 15000 이하인 경우에는, SiN의 결함수의 저감을 고려하면, 계면 활성제로서는 폴리프로필렌글리콜을 사용하는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, when the second water-soluble polymer is a (co)polymer containing a structural unit derived from polyvinyl alcohol (PVA) or polyvinyl alcohol (PVA) as part of the structure, the weight average molecular weight The molecular weight of is less than 30000, 20000 or less, 15000 or less, and 12000 or less in preferred order. In addition, when the weight average molecular weight of the second water-soluble polymer is 15000 or less, in consideration of reducing the number of defects in SiN, polypropylene glycol is preferably used as the surfactant.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 제2 수용성 고분자의 함유량은, 연마용 조성물의 총 질량에 대해, 0.001질량% 이상, 0.005질량% 이상, 0.05질량% 이상, 0.08질량% 이상, 0.2질량% 이상, 0.4질량% 이상, 0.6질량% 이상, 혹은 0.8질량% 이상인 것이 바람직하다. 이러한 실시 형태인 것에 의해, 본 발명의 소기의 효과를 효율적으로 발휘한다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 제2 수용성 고분자의 함유량은, 10질량% 이하, 8질량% 이하, 6질량% 이하, 4질량% 이하, 2질량% 이하, 1.9질량% 이하, 1.8질량% 이하, 1.7질량% 이하, 1.6질량% 이하, 1.5질량% 이하, 1.4질량% 이하, 1.3질량% 이하, 1.2질량% 이하, 혹은 1.1질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.8질량% 이하, 0.6질량% 이하, 0.4질량% 이하, 혹은 0.3질량% 이하여도 된다. 본 발명의 실시 형태에 의하면, 제2 수용성 고분자의 첨가량을 적게 해도, 제1 수용성 고분자와, 비이온계 계면 활성제의 보완적인 협동 작용에 의해, 특히, 산소-규소 결합을 포함하는 연마 대상물, 질소-규소 결합을 포함하는 연마 대상물에 대해, 본 발명의 효과를 효율적으로 발휘할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the content of the second water-soluble polymer is 0.001% by mass or more, 0.005% by mass or more, 0.05% by mass or more, 0.08% by mass or more, 0.2% by mass or more with respect to the total mass of the polishing composition. , 0.4% by mass or more, 0.6% by mass or more, or 0.8% by mass or more is preferable. By being such an embodiment, the desired effect of this invention is exhibited efficiently. In one embodiment of the present invention, the content of the second water-soluble polymer is 10 mass% or less, 8 mass% or less, 6 mass% or less, 4 mass% or less, 2 mass% or less, 1.9 mass% or less, 1.8 mass% It is 1.7 mass% or less, 1.6 mass% or less, 1.5 mass% or less, 1.4 mass% or less, 1.3 mass% or less, 1.2 mass% or less, or 1.1 mass% or less is preferable, and 0.8 mass% or less, 0.6 mass% or less , 0.4 mass% or less, or 0.3 mass% or less may be sufficient. According to an embodiment of the present invention, even if the amount of the second water-soluble polymer is reduced, in particular, the object to be polished containing an oxygen-silicon bond, nitrogen, due to the complementary cooperative action of the first water-soluble polymer and the nonionic surfactant. -For a polishing object containing a silicon bond, the effect of the present invention can be exhibited efficiently.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 제2 수용성 고분자는, 단독 중합체여도, 공중합체여도 된다. 공중합체인 경우, 그 형태는, 블록 공중합체, 랜덤 공중합체, 그래프트 공중합체, 교호 공중합체의 어느 것이어도 된다.In one embodiment of the present invention, the second water-soluble polymer may be a homopolymer or a copolymer. In the case of a copolymer, the form may be any of a block copolymer, a random copolymer, a graft copolymer, and an alternating copolymer.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 제2 수용성 고분자가, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐알코올(PVA) 유래의 구성 단위를 구조의 일부에 포함하는 (공)중합체, 폴리N-비닐아세트아미드, 및 폴리N-비닐아세트아미드 유래의 구성 단위를 구조의 일부에 포함하는 (공)중합체로 이루어지는 군이 선택되는 적어도 1종이다. 이러한 실시 형태인 것에 의해 본 발명의 소기의 효과를 효율적으로 발휘할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the second water-soluble polymer is a (co)polymer containing a structural unit derived from polyvinyl alcohol (PVA) and polyvinyl alcohol (PVA) as part of the structure, and polyN-vinylacetate. It is at least one member selected from the group consisting of amides and (co)polymers containing structural units derived from polyN-vinylacetamide as part of the structure. By being such an embodiment, the desired effect of this invention can be exhibited efficiently.

또한, 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 폴리비닐알코올(PVA) 또는 상기 폴리비닐알코올(PVA) 유래의 구성 단위를 구조의 일부에 포함하는 (공)중합체의 비누화도가, 바람직하게는 90% 이상이다.Further, in one embodiment of the present invention, the degree of saponification of the (co)polymer comprising a structural unit derived from the polyvinyl alcohol (PVA) or the polyvinyl alcohol (PVA) as part of the structure is preferably 90 % Or more.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 제1 수용성 고분자 및 상기 제2 수용성 고분자의 적어도 한쪽이, 단독 중합체이다. 이러한 실시 형태에 의해, 특히 질화 규소막의 결함을 저감하는 기술적 효과가 있다.In one embodiment of the present invention, at least one of the first water-soluble polymer and the second water-soluble polymer is a homopolymer. In particular, this embodiment has a technical effect of reducing defects in the silicon nitride film.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 제2 수용성 고분자가, 술폰산기 또는 그 염을 갖는 기를 갖는다. 제1 수용성 고분자뿐만 아니라, 제2 수용성 고분자도 술폰산기 또는 그 염을 갖는 기를 가짐으로써, 전하 상호 작용에 의해 연마 대상물 표면 상에 제1 수용성 고분자, 제2 수용성 고분자가 흡착되는 것에 의한 보호막의 형성 밀도를 더 높일 수 있고, 당해 보호막이, 결함원인 물질이 연마 대상물 표면에 부착되는 것을 방지하는, 박리 용이한 부착 방지막(본 명세서 중, 간단히 「부착 방지막」이라고도 칭함)과 같이 기능할 수 있기 때문에, 결함수를 저감할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the second water-soluble polymer has a sulfonic acid group or a group having a salt thereof. Formation of a protective film by adsorbing the first water-soluble polymer and the second water-soluble polymer on the surface of the object to be polished by charge interaction, as the second water-soluble polymer as well as the first water-soluble polymer has a sulfonic acid group or a group having a salt thereof. Since the density can be further increased, the protective film can function like an easily peelable anti-adhesion film (in this specification, also simply referred to as a ``anti-adhesion film'') that prevents the substance causing the defect from adhering to the surface of the object to be polished. , The number of defects can be reduced.

(연마용 조성물의 pH)(Ph of the polishing composition)

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, pH가 9.0 미만이다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, pH가 8.0 미만이다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, pH가 7.0 미만이다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, pH가 6.0 미만이다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, pH가 5.0 미만이다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, pH가 4.5 미만이다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, pH가 4.0 미만이다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, pH가 3.9 이하, pH가 3.7 이하, pH가 3.5 이하, 혹은 pH가 3.3 이하이다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, pH가 1.0 초과이다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, pH가 1.5 초과이다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, pH가 2.0 초과이다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, pH가 2.1 이상이다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, pH가 2.3 이상이다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, pH가 2.5 이상이다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, pH가 2.7 이상이다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, pH가 2.0 초과 5.0 미만이며, 나아가 pH가 2.0 초과 4.0 미만이다. 이러한 실시 형태에 의해, 본 발명의 소기의 효과를 효율적으로 발휘할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the polishing composition has a pH of less than 9.0. In one embodiment of the present invention, the polishing composition has a pH of less than 8.0. In one embodiment of the present invention, the polishing composition has a pH of less than 7.0. In one embodiment of the present invention, the polishing composition has a pH of less than 6.0. In one embodiment of the present invention, the polishing composition has a pH of less than 5.0. In one embodiment of the present invention, the polishing composition has a pH of less than 4.5. In one embodiment of the present invention, the polishing composition has a pH of less than 4.0. In one embodiment of the present invention, the polishing composition has a pH of 3.9 or less, a pH of 3.7 or less, a pH of 3.5 or less, or a pH of 3.3 or less. In one embodiment of the present invention, the polishing composition has a pH of more than 1.0. In one embodiment of the present invention, the polishing composition has a pH of more than 1.5. In one embodiment of the present invention, the polishing composition has a pH of more than 2.0. In one embodiment of the present invention, the polishing composition has a pH of 2.1 or higher. In one embodiment of the present invention, the polishing composition has a pH of 2.3 or higher. In one embodiment of the present invention, the polishing composition has a pH of 2.5 or more. In one embodiment of the present invention, the polishing composition has a pH of 2.7 or higher. In one embodiment of the present invention, the polishing composition has a pH of more than 2.0 and less than 5.0, and further, more than 2.0 and less than 4.0. According to this embodiment, the desired effect of the present invention can be exhibited efficiently.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, pH 조정제를 포함한다. 이와 같은 pH 조정제로서는, 공지의 산, 염기 또는 그것들의 염을 사용할 수 있다. pH 조정제로서 사용할 수 있는 산의 구체예로서는, 예를 들어 염산, 황산, 질산, 불산, 붕산, 탄산, 차아인산, 아인산 및 인산 등의 무기산이나, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 펜탄산, 2-메틸부티르산, 헥산산, 3,3-디메틸-부티르산, 2-에틸부티르산, 4-메틸펜탄산, 헵탄산, 2-메틸헥산산, 옥탄산, 2-에틸헥산산, 벤조산, 히드록시 아세트산, 살리실산, 글리세린산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 말레산, 프탈산, 말산, 타르타르산, 시트르산, 락트산, 디글리콜산, 2-푸란카르복실산, 2,5-푸란디카르복실산, 3-푸란카르복실산, 2-테트라히드로푸란카르복실산, 메톡시아세트산, 메톡시페닐아세트산 및 페녹시아세트산 등의 유기산을 들 수 있다. 단, 본 발명은 술폰산기 혹은 그 염을 갖는 기 또는 카르복실기 혹은 그 염을 갖는 기를 갖는 제1 수용성 고분자를 연마용 조성물 중에 함유시키는 것을 특징의 하나로 한다. 따라서, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, pH 조정제로서의 산이, 제1 수용성 고분자뿐이다. 이러한 실시 형태인 것에 의해, 전하 상호 작용에 의해 연마 대상물 표면 상에 제1 수용성 고분자에 의한 보호막의 형성을 촉진할 수 있고, 당해 보호막이, 결함 원인 물질이 연마 대상물 표면에 부착되는 것을 방지하는 박리 용이한 부착 방지막과 같이 기능할 수 있기 때문에, 결함수를 저감할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the polishing composition contains a pH adjuster. As such a pH adjuster, known acids, bases, or salts thereof can be used. Specific examples of the acid that can be used as the pH adjuster include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, hydrofluoric acid, boric acid, carbonic acid, hypophosphorous acid, phosphorous acid and phosphoric acid, formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, pentanoic acid, 2- Methylbutyric acid, hexanoic acid, 3,3-dimethyl-butyric acid, 2-ethylbutyric acid, 4-methylpentanoic acid, heptanoic acid, 2-methylhexanoic acid, octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, benzoic acid, hydroxy acetic acid, salicylic acid , Glyceric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, maleic acid, phthalic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid, lactic acid, diglycolic acid, 2-furancarboxylic acid, 2,5- And organic acids such as furandicarboxylic acid, 3-furancarboxylic acid, 2-tetrahydrofurancarboxylic acid, methoxyacetic acid, methoxyphenylacetic acid, and phenoxyacetic acid. However, one of the features of the present invention is that the first water-soluble polymer having a sulfonic acid group or a group having a salt thereof or a carboxyl group or a group having a salt thereof is contained in the polishing composition. Therefore, according to one embodiment of the present invention, only the first water-soluble polymer is the acid as the pH adjuster. With such an embodiment, it is possible to promote the formation of a protective film by the first water-soluble polymer on the surface of the object to be polished by charge interaction, and the protective film prevents adhesion of the substance causing the defect to the surface of the object to be polished. Since it can function like an easy adhesion prevention film, the number of defects can be reduced.

또한, 상기 제2 수용성 고분자가, 술폰산기 또는 그 염을 갖는 기를 갖는 경우, pH 조정제로서의 산이, 제1 수용성 고분자 및 제2 수용성 고분자뿐이다. 이러한 실시 형태인 것에 의해, 전하 상호 작용에 의해 연마 대상물 표면 상에 제1 수용성 고분자 및 제2 수용성 고분자에 의한 보호막의 형성을 촉진할 수 있고, 당해 보호막이, 결함 원인 물질이 연마 대상물 표면에 부착되는 것을 방지하는 박리 용이한 부착 방지막과 같이 기능할 수 있기 때문에, 결함수를 저감할 수 있다. 본 발명의 실시 형태에 있어서, 연마 대상물로서, Si계 재료(구체적으로는 산화실리콘, 다결정 실리콘, 질화실리콘 등 실리콘 원소를 함유하는 물질 전반을 나타냄)에 대해, 이와 같은 효과를 특히 발휘할 수 있다.Further, when the second water-soluble polymer has a sulfonic acid group or a group having a salt thereof, only the first water-soluble polymer and the second water-soluble polymer are acids as a pH adjuster. According to this embodiment, the formation of a protective film by the first water-soluble polymer and the second water-soluble polymer on the surface of the object to be polished can be promoted by charge interaction, and the protective film adheres to the surface of the object to be polished. The number of defects can be reduced because it can function like an easily peelable anti-adhesion film that prevents it from being formed. In the embodiment of the present invention, such an effect can be particularly exhibited for Si-based materials (specifically, all materials containing silicon elements such as silicon oxide, polycrystalline silicon, and silicon nitride are shown) as an object to be polished.

pH 조정제로서 사용할 수 있는 염기로서는, 지방족 아민, 방향족 아민 등의 아민, 암모늄 용액, 수산화 제4암모늄 등의 유기 염기, 수산화칼륨 등의 알칼리 금속의 수산화물, 제2족 원소의 수산화물, 히스티딘 등의 아미노산, 암모니아 등을 들 수 있다. pH 조정제는, 단독이어도 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. pH 조정제의 첨가량은, 특별히 제한되지 않으며, 연마용 조성물이 원하는 pH가 되도록 적절하게 조정하면 된다.Examples of bases that can be used as pH adjusters include amines such as aliphatic amines and aromatic amines, ammonium solutions, organic bases such as quaternary ammonium hydroxide, hydroxides of alkali metals such as potassium hydroxide, hydroxides of elements of Group 2, amino acids such as histidine. And ammonia. The pH adjuster may be used alone or in combination of two or more. The amount of the pH adjuster to be added is not particularly limited, and may be appropriately adjusted so that the polishing composition becomes a desired pH.

(비이온계 계면 활성제)(Nonionic surfactant)

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, 비이온계 계면 활성제를 포함한다.In one embodiment of the present invention, the polishing composition contains a nonionic surfactant.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 비이온계 계면 활성제가 고분자이며, 그 중량 평균 분자량이, 50 이상인 것이 바람직하고, 100 이상인 것이 보다 바람직하고, 200 이상인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 실시 형태인 것에 의해, 본 발명의 소기의 효과를 효율적으로 발휘할 수 있다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 비이온계 계면 활성제가 고분자이며, 그 중량 평균 분자량이, 10000 이하인 것이 바람직하고, 5000 이하인 것이 보다 바람직하고, 1000 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 실시 형태인 것에 의해, 본 발명의 소기의 효과를 효율적으로 발휘할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the nonionic surfactant is a polymer, and its weight average molecular weight is preferably 50 or more, more preferably 100 or more, and even more preferably 200 or more. By being such an embodiment, the desired effect of this invention can be exhibited efficiently. In one embodiment of the present invention, the nonionic surfactant is a polymer, and its weight average molecular weight is preferably 10000 or less, more preferably 5000 or less, and even more preferably 1000 or less. By being such an embodiment, the desired effect of this invention can be exhibited efficiently.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 비이온계 계면 활성제가, 글리세린 구조와, 탄소수 4 이상의 알킬기를 포함한다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 비이온계 계면 활성제가, 글리세린 구조와, 하나의 탄소수 4 이상의 알킬기를 포함한다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 당해 알킬기의 탄소수가 6 이상인 것이 바람직하고, 8 이상인 것이 보다 바람직하고, 10 이상인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 실시 형태인 것에 의해, Si계 재료 표면에 선택적으로 흡착할 수 있고, 본 발명의 소기의 효과를 효율적으로 발휘한다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 당해 알킬기의 탄소수가, 18 이하인 것이 바람직하고, 16 이하인 것이 보다 바람직하고, 14 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 실시 형태인 것에 의해, Si계 재료 표면에 흡착하여, 후에(예를 들어, 세정 또는 린스 시에) 탈리되기 쉽다는 기술적 효과가 있다.In one embodiment of the present invention, the nonionic surfactant contains a glycerin structure and an alkyl group having 4 or more carbon atoms. In one embodiment of the present invention, the nonionic surfactant contains a glycerin structure and one alkyl group having 4 or more carbon atoms. In one embodiment of the present invention, the alkyl group preferably has 6 or more carbon atoms, more preferably 8 or more, and even more preferably 10 or more. By being such an embodiment, it can selectively adsorb on the surface of a Si-based material, and the desired effect of this invention is exhibited efficiently. In one embodiment of the present invention, the number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 18 or less, more preferably 16 or less, and even more preferably 14 or less. According to this embodiment, there is a technical effect of being adsorbed on the surface of the Si-based material and being easily removed later (for example, at the time of washing or rinsing).

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 비이온계 계면 활성제의 1급 수산기 밀도가, 50% 이상이다. 더 알기 쉽게 설명하면, 비이온계 계면 활성제(예를 들어, 폴리글리세린계 계면 활성제)의 모든 수산기 중 1급 수산기가 50% 이상이다. 상기 비이온계 계면 활성제의 1급 수산기 밀도가, 50% 미만이면, Si계 재료 표면에 흡착되기 어려울 우려가 있다. 본 실시 형태에 의하면, 1급 수산기 밀도가, 60% 이상인 것이 바람직하고, 65% 이상인 것이 보다 바람직하고, 70% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 75% 이상인 것이 더욱 보다 더 바람직하다. 이러한 실시 형태인 것에 의해, Si계 재료 표면에 흡착되기 쉽다는 기술적 효과가 있다. 본 실시 형태에 의하면, 1급 수산기 밀도가, 99% 이하인 것이 바람직하고, 95% 이하인 것이 보다 바람직하고, 92% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 90% 이하인 것이 더욱 보다 더 바람직하다.In one embodiment of the present invention, the density of primary hydroxyl groups of the nonionic surfactant is 50% or more. To explain more clearly, of all the hydroxyl groups of a nonionic surfactant (for example, a polyglycerin surfactant), the primary hydroxyl group is 50% or more. When the density of primary hydroxyl groups of the nonionic surfactant is less than 50%, there is a fear that it is difficult to be adsorbed on the surface of the Si-based material. According to this embodiment, the primary hydroxyl group density is preferably 60% or more, more preferably 65% or more, still more preferably 70% or more, and even more preferably 75% or more. According to this embodiment, there is a technical effect of being easily adsorbed on the Si-based material surface. According to this embodiment, the primary hydroxyl group density is preferably 99% or less, more preferably 95% or less, still more preferably 92% or less, and even more preferably 90% or less.

상기 비이온계 계면 활성제의 1급 수산기 밀도를 상기 수치로 조정하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 일본 특허 공개 제2006-346526호 공보 등에 개시되는 방법을 적용하면 된다. 또한 당해 공보에서는, 폴리글리세린라우릴에스테르에 대해 개시하고 있지만, 1급 수산기 밀도를 상기 수치로 조정하는 지견에 대해서는, 다른 폴리올계의 비이온계 계면 활성제(예를 들어, 폴리글리세린라우릴에테르)에 대해서도 적용할 수 있다. 또한, 1급 수산기와 2급 수산기의 비율은, 당해 문헌의 「0018」에 개시된 바와 같이 핵자기 공명 장치에 있어서의 스펙트럼 분석으로 구할 수 있다. 또한, 일본 특허 공개 제2013-181169호 공보, 일본 특허 공개 제2014-074175호 공보, 일본 특허 공개 제2019-026822호 공보, 일본 특허 공개 제2011-007588호 공보에 개시되는 기술을 적절하게 조합하여 참조함으로써 1급 수산기 밀도를 상기 수치로 조정할 수 있다.The method of adjusting the primary hydroxyl group density of the nonionic surfactant to the above value is not particularly limited, and for example, a method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-346526 or the like may be applied. In addition, although this publication discloses polyglycerol lauryl ester, for knowledge of adjusting the primary hydroxyl group density to the above value, other polyol-based nonionic surfactants (for example, polyglycerol lauryl ether) It can also be applied to In addition, the ratio of a primary hydroxyl group and a secondary hydroxyl group can be calculated|required by spectrum analysis in a nuclear magnetic resonance apparatus as disclosed in "0018" of this document. In addition, by appropriately combining the techniques disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 2013-181169, Japanese Patent Application Publication No. 2014-074175, Japanese Patent Application Publication No. 2019-026822, and Japanese Patent Application Publication No. 2011-007588. By reference, the density of primary hydroxyl groups can be adjusted to the above value.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 비이온계 계면 활성제는, 상술한 바와 같이, 글리세린 구조와, 탄소수 4 이상의 알킬기를 포함하는 폴리글리세린알킬에테르가 아니라, 폴리프로필렌글리콜, 폴리글리세린, 폴리글리세린알킬에스테르, 덱스트린, 덱스트린 유도체 등, 특히 폴리프로필렌글리콜도 적합하다.In one embodiment of the present invention, the nonionic surfactant, as described above, is not a polyglycerin alkyl ether containing a glycerin structure and an alkyl group having 4 or more carbon atoms, but polypropylene glycol, polyglycerin, polyglycerin alkyl Esters, dextrins, dextrin derivatives, and the like, especially polypropylene glycol are also suitable.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 비이온계 계면 활성제가 폴리글리세린알킬에테르이며, 그 중량 평균 분자량이, 500 이상이다. 중량 평균 분자량이, 500 미만인 폴리글리세린알킬에테르를 사용하면, 연마 대상물 표면에 결함 원인 물질의 부착 방지막을 형성하지 못할 우려가 있다. 본 실시 형태에 의하면, 중량 평균 분자량이, 750 이상인 것이 바람직하고, 1250 이상인 것이 보다 바람직하고, 1500 이상인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 실시 형태인 것에 의해, 결함 원인 물질의 부착 방지막 형성 시의 흡착 속도가 빠르고, 세정 또는 린스시에 탈리하기 쉽다는 기술적 효과가 있다.In one embodiment of the present invention, the nonionic surfactant is polyglycerin alkyl ether, and its weight average molecular weight is 500 or more. When a polyglycerol alkyl ether having a weight average molecular weight of less than 500 is used, there is a fear that a film for preventing adhesion of a substance causing a defect may not be formed on the surface of an object to be polished. According to this embodiment, it is preferable that it is 750 or more, and, as for a weight average molecular weight, it is more preferable that it is 1250 or more, and it is still more preferable that it is 1500 or more. According to this embodiment, there is a technical effect that the adsorption rate at the time of formation of the film for preventing adhesion of the substance causing the defect is high, and it is easy to detach during washing or rinsing.

본 실시 형태에 의하면, 중량 평균 분자량이, 2500 이하여도 된다. 이러한 실시 형태인 것에 의해, 연마 대상물 표면에 흡착하여, 결함 원인 물질의 부착 방지막을 형성할 수 있다는 기술적 효과가 있다.According to this embodiment, the weight average molecular weight may be 2500 or less. According to this embodiment, there is a technical effect of being able to form a film for preventing adhesion of substances causing defects by adsorbing to the surface of the object to be polished.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 폴리프로필렌글리콜은, 모노올형이어도 되고, 디올형이어도 되고, 트리올형이어도 되고, 이들 혼합물이어도 된다. 그 중에서도, 디올형이 바람직하다. 실시예에서도 디올형을 사용하고 있다.In one embodiment of the present invention, the polypropylene glycol may be a monool type, a diol type, a triol type, or a mixture of these. Among them, a diol type is preferable. The diol type is also used in Examples.

또한, 폴리프로필렌글리콜(PPG) 대신에 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 사용하면 표면 조도가 악화될 우려가 있다.In addition, if polyethylene glycol (PEG) is used instead of polypropylene glycol (PPG), there is a concern that the surface roughness may deteriorate.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 폴리프로필렌글리콜의 중량 평균 분자량이, 200 이상인 것이 바람직하고, 300 이상인 것이 보다 바람직하고, 400 이상인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 실시 형태에 의하면, 본 발명의 소기의 효과를 효율적으로 발휘할 수 있다. 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 폴리프로필렌글리콜의 중량 평균 분자량이, 10000 이하인 것이 바람직하고, 5000 이하인 것이 보다 바람직하고, 2000 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 실시 형태에 의하면, 폴리프로필렌글리콜의 용해성이 향상되고, 본 발명의 소기의 효과를 효율적으로 발휘할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the weight average molecular weight of the polypropylene glycol is preferably 200 or more, more preferably 300 or more, and even more preferably 400 or more. According to such an embodiment, the desired effect of this invention can be exhibited efficiently. According to an embodiment of the present invention, the weight average molecular weight of the polypropylene glycol is preferably 10000 or less, more preferably 5000 or less, and still more preferably 2000 or less. According to this embodiment, the solubility of polypropylene glycol is improved, and the desired effect of the present invention can be efficiently exhibited.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 비이온계 계면 활성제의 함유량은, 연마용 조성물의 총 질량에 대해, 0.001질량% 이상, 0.005질량% 이상, 0.05질량% 이상, 0.08질량% 이상, 0.2질량% 이상, 0.4질량% 이상, 0.6질량% 이상, 혹은 0.8질량% 이상인 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, the content of the nonionic surfactant is 0.001% by mass or more, 0.005% by mass or more, 0.05% by mass or more, 0.08% by mass or more, and 0.2% by mass relative to the total mass of the polishing composition. It is preferable that it is 0.4 mass% or more, 0.6 mass% or more, or 0.8 mass% or more.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 비이온계 계면 활성제의 함유량은, 10질량% 이하, 8질량% 이하, 6질량% 이하, 4질량% 이하, 2질량% 이하, 1.9질량% 이하, 1.8질량% 이하, 1.7질량% 이하, 1.6질량% 이하, 1.5질량% 이하, 1.4질량% 이하, 1.3질량% 이하, 1.2질량% 이하, 혹은 1.1질량% 이하인 것이 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서, 상기 비이온계 계면 활성제가 폴리글리세린알킬에테르인 경우, 폴리글리세린알킬에테르가, 0.6질량% 이상, 혹은 0.8질량% 이상이다. 그것에 의해, 산소-규소 결합을 포함하는 연마 대상물, 혹은 규소-규소 결합을 포함하는 연마 대상물의 결함수를 보다 저감할 수 있다. 또한, 상한에 대해서는, 상기 설명이 적용된다.In one embodiment of the present invention, the content of the nonionic surfactant is 10% by mass or less, 8% by mass or less, 6% by mass or less, 4% by mass or less, 2% by mass or less, 1.9% by mass or less, and 1.8% by mass. It is preferable that they are less than or equal to 1.7 mass%, less than 1.6 mass%, 1.5 mass% or less, 1.4 mass% or less, 1.3 mass% or less, 1.2 mass% or less, or 1.1 mass% or less. In this embodiment, when the said nonionic surfactant is polyglycerin alkyl ether, the polyglycerol alkyl ether is 0.6 mass% or more, or 0.8 mass% or more. Thereby, the number of defects of an object to be polished containing an oxygen-silicon bond or an object to be polished containing a silicon-silicon bond can be further reduced. In addition, about the upper limit, the above description applies.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 제1 수용성 고분자, 상기 제2 수용성 고분자 및 상기 비이온계 계면 활성제의 중량 평균 분자량이, 각각 3000 이상; 5000 이상; 200, 300, 400, 또는 500 이상; 이다. 이러한 실시 형태와 같이 연마용 조성물에 함유되는 3종의 화합물의 모두가 상기 하한의 분자량을 갖는 고분자인 것에 의해, 연마 대상물에 결함 원인 물질의 부착 방지막을 형성하기 쉬워져, 본 발명의 소기의 효과를 효율적으로 발휘한다는 기술적 효과가 있다. 본 형태에 있어서, 상기 제1 수용성 고분자, 상기 제2 수용성 고분자 및 상기 비이온계 계면 활성제의 중량 평균 분자량의 상한에 대해서는, 상술한 설명이 적용된다.In one embodiment of the present invention, the weight average molecular weight of the first water-soluble polymer, the second water-soluble polymer, and the nonionic surfactant is 3000 or more, respectively; More than 5000; 200, 300, 400, or 500 or more; to be. Since all of the three compounds contained in the polishing composition as in this embodiment are polymers having a molecular weight of the lower limit, it is easy to form a film for preventing adhesion of a substance causing a defect on an object to be polished, and the desired effect of the present invention. There is a technical effect of efficiently exerting. In the present embodiment, the above description applies to the upper limit of the weight average molecular weight of the first water-soluble polymer, the second water-soluble polymer, and the nonionic surfactant.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 비이온계 계면 활성제는, 아민형 비이온 계면 활성제는 아니다.In one embodiment of the present invention, the nonionic surfactant is not an amine type nonionic surfactant.

(수성 캐리어)(Aqueous carrier)

본 발명의 일 형태에 관한 연마용 조성물은, 통상 수성 캐리어를 포함한다. 수성 캐리어는, 각 성분을 분산 또는 용해시키는 기능을 갖는다. 수성 캐리어는, 물뿐인 것이 보다 바람직하다. 또한, 수성 캐리어는, 각 성분의 분산 또는 용해를 위해, 물과 유기 용매의 혼합 용매여도 된다.The polishing composition according to one embodiment of the present invention usually contains an aqueous carrier. The aqueous carrier has a function of dispersing or dissolving each component. It is more preferable that the aqueous carrier is only water. In addition, the aqueous carrier may be a mixed solvent of water and an organic solvent in order to disperse or dissolve each component.

물은, 연마 대상물의 오염이나 다른 성분의 작용을 저해한다고 하는 관점에서, 불순물을 가능한 한 함유하지 않는 물이 바람직하다. 예를 들어, 전이 금속 이온의 합계 함유량이 100ppb 이하인 물이 바람직하다. 여기서, 물의 순도는, 예를 들어 이온 교환 수지를 사용하는 불순물 이온의 제거, 필터에 의한 이물의 제거, 증류 등의 조작에 의해 높일 수 있다. 구체적으로는, 물로서는, 예를 들어 탈이온수(이온 교환수), 순수, 초순수, 증류수 등을 사용하는 것이 바람직하다.Water is preferably water that does not contain impurities as much as possible from the viewpoint of inhibiting contamination of the object to be polished or the action of other components. For example, water in which the total content of transition metal ions is 100 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 matters by a filter, and distillation. Specifically, it is preferable to use deionized water (ion-exchanged water), pure water, ultrapure water, distilled water, or the like as water.

(다른 첨가제)(Other additives)

본 발명의 일 형태에 관한 연마용 조성물은, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에 있어서, 필요에 따라, 다른 첨가제를 임의의 비율로 함유하고 있어도 된다. 다른 첨가제로서는, 예를 들어 방부제, 용존 가스, 환원제, 산화제 등을 들 수 있다.The polishing composition according to one embodiment of the present invention may contain other additives in an arbitrary ratio, if necessary, within a range that does not impair the effects of the present invention. As another additive, a preservative, a dissolved gas, a reducing agent, an oxidizing agent, etc. are mentioned, for example.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, 폴리에틸렌글리콜, 폴리옥 시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리글리세린 및 폴리옥시에틸렌라우릴황산염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하지 않는다.In one embodiment of the present invention, the polishing composition does not contain at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyglycerin and polyoxyethylene lauryl sulfate.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, 폴리비닐아세탈을 포함하지 않는다.In one embodiment of the present invention, the polishing composition does not contain polyvinyl acetal.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, 히드록시에틸아크릴아미드 유래의 구성 단위를 포함하는 중합체를 포함하지 않는다.In one embodiment of the present invention, the polishing composition does not contain a polymer containing a structural unit derived from hydroxyethylacrylamide.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, 알킬렌옥시기를 함유하는 변성 폴리비닐알코올계 중합체를 포함하지 않는다.In one embodiment of the present invention, the polishing composition does not contain a modified polyvinyl alcohol-based polymer containing an alkyleneoxy group.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물은, (메트)아크릴산아미드 유래의 구성 단위를 포함하는 중합체를 포함하지 않는다.In one embodiment of the present invention, the polishing composition does not contain a polymer containing a structural unit derived from (meth)acrylic acid amide.

[실시예][Example]

본 발명을, 이하의 실시예 및 비교예를 사용하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 본 발명의 기술적 범위가 이하의 실시예만으로 제한되는 것은 아니다. 또한, 특기하지 않는 한, 「%」 및 「부」는, 각각 「질량%」 및 「질량부」를 의미한다. 또한, 하기 실시예에 있어서, 특기하지 않는 한, 조작은 실온(25℃)/상대 습도 40 내지 50% RH의 조건 하에서 행해졌다.The present invention will be described in more detail using the following examples and comparative examples. However, the technical scope of the present invention is not limited only to the following examples. In addition, unless otherwise specified, "%" and "part" mean "mass%" and "mass part", respectively. In addition, in the following Examples, the operation was performed under the conditions of room temperature (25 degreeC)/relative humidity 40-50% RH, unless otherwise specified.

[연마용 조성물의 조제][Preparation of composition for polishing]

표 1에 나타낸 바와 같이, 지립(술폰산 고정 콜로이달 실리카; 평균 1차 입자경: 35㎚, 평균 2차 입자경: 70㎚, D90/D10: 1.7, 애스펙트비: 1.2)과; 제1 수용성 고분자와; 제2 수용성 고분자와; 계면 활성제와; 액체 캐리어(순수);를 표 1에 나타내는 조성, pH가 되도록, 일부의 실시예, 비교예에 대해서는 적절하게 암모니아도 첨가하여 교반 혼합함으로써, 각 연마용 조성물을 조제하였다(혼합 온도: 약 25℃, 혼합 시간: 약 10분). 또한, 실시예, 비교예에서 사용한 폴리글리세린라우릴에테르 및 폴리글리세린라우릴에스테르의 1급 수산기 밀도는, 모두 75% 내지 85%였다. 또한, 실시예, 비교예에서 사용한 폴리비닐알코올, 술폰산 변성 폴리비닐알코올의 비누화도는, 각각 100%, 99%였다.As shown in Table 1, abrasive grains (sulfonic acid-fixed colloidal silica; average primary particle diameter: 35 nm, average secondary particle diameter: 70 nm, D90/D10: 1.7, aspect ratio: 1.2); A first water-soluble polymer; A second water-soluble polymer; With surfactants; Liquid carrier (pure water); For some examples and comparative examples, ammonia was appropriately added and mixed with stirring so as to obtain the composition and pH shown in Table 1 to prepare each polishing composition (mixing temperature: about 25°C , Mixing time: about 10 minutes). In addition, the density of primary hydroxyl groups of the polyglycerol lauryl ether and the polyglycerol lauryl ester used in Examples and Comparative Examples were all 75% to 85%. In addition, the saponification degrees of polyvinyl alcohol and sulfonic acid-modified polyvinyl alcohol used in Examples and Comparative Examples were 100% and 99%, respectively.

[지립의 평균 1차 입자경][Average primary particle diameter of abrasive grains]

지립의 평균 1차 입자경은, 마이크로메리틱스사제의 "Flow SorbII 2300"을 사용하여 측정된 BET법에 의한 지립의 비표면적과, 지립의 밀도로부터 산출하였다.The average primary particle diameter of the abrasive grains was calculated from the specific surface area of the abrasive grains by the BET method and the density of the abrasive grains measured using "Flow SorbII 2300" manufactured by Micromerics.

[지립의 평균 2차 입자경][Average secondary particle diameter of abrasive grains]

지립의 평균 2차 입자경은, Microtrac사제의 "UPA-UT151"을 사용하여 측정된 동적 광산란법에 의해 산출하였다.The average secondary particle diameter of the abrasive grains was calculated by the dynamic light scattering method measured using "UPA-UT151" manufactured by Microtrac.

[지립의 애스펙트비][Abrasive aspect ratio]

지립의 애스펙트비로서, FE-SEM에 의해 측정된 지립 입자상을 랜덤으로 300개 발취하여, 애스펙트비(긴 직경/짧은 직경)를 측정한 값의 평균값을 채용하였다.As the aspect ratio of the abrasive grains, 300 abrasive grain images measured by FE-SEM were randomly extracted, and the average value of the measured aspect ratio (long diameter/short diameter) was adopted.

[연마용 조성물의 pH][Ph of the composition for polishing]

연마용 조성물의 pH는, 유리 전극식 수소 이온 농도 지시계(가부시키가이샤 호리바 세이사쿠쇼제 형번: F-23)를 사용하여, 표준 완충액(프탈산 염 pH 완충액pH: 4.01(25℃), 중성 인산염 pH 완충액 pH: 6.86(25℃), 탄산염 pH 완충액 pH: 10.01(25℃))을 사용하여 3점 교정한 후에, 유리 전극을 연마용 조성물에 넣고, 2분 이상 경과하여 안정된 후의 값을 측정함으로써 결정하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.The pH of the polishing composition is a glass electrode type hydrogen ion concentration indicator (model number: F-23 manufactured by Horiba Seisakusho Co., Ltd.), and a standard buffer solution (phthalate pH buffer solution pH: 4.01 (25°C), neutral phosphate pH After three-point calibration using the buffer solution pH: 6.86 (25°C), carbonate pH buffer solution pH: 10.01 (25°C)), the glass electrode was added to the polishing composition, and the value after 2 minutes or more was stabilized to determine I did. The results are shown in Table 1.

[연마 시험][Polishing test]

각 실시예, 각 비교예에 있어서, 실리콘 웨이퍼(300㎜, 블랭킷 웨이퍼)의 표면에 두께 1000Å의 산화규소막, 두께 1000Å의 질화 규소막, 두께 1000Å의 폴리실리콘막을 형성한 것을, 각 연마 대상물로 하였다(표 중에서는, 각각 SiO2, SiN, Poly-Si로 나타내고 있다). 또한 산화규소막은 TEOS(오르토규산테트라에틸) 유래이다. 각 연마 대상물을 60㎜×60㎜의 칩으로 절단한 쿠폰을 시험편으로 하여, 하기의 조건에 의해 연마하였다.In each of the Examples and Comparative Examples, a silicon wafer (300 mm, blanket wafer) having a thickness of 1000 Å, a silicon nitride film of 1000 Å, and a polysilicon film having a thickness of 1000 Å was formed on the surface of the silicon wafer (300 mm, blanket wafer). (In the table, they are represented by SiO 2 , SiN, and Poly-Si, respectively). In addition, the silicon oxide film is derived from TEOS (tetraethyl orthosilicate). A coupon obtained by cutting each object to be polished into 60 mm×60 mm chips was used as a test piece, and polished under the following conditions.

(연마 장치 및 연마 조건)(Polishing device and polishing conditions)

연마 장치: 니혼 엔기스 가부시키가이샤제 랩핑 머신 EJ-380IN-CHPolishing device: Nippon Engis Co., Ltd. lapping machine EJ-380IN-CH

연마 압력: 1.5psi(=10.3kPa)Polishing pressure: 1.5psi (=10.3kPa)

패드: 닛타 하스 가부시키가이샤제 경질 폴리우레탄 패드 IC1010Pad: Nitta Haas Co., Ltd. rigid polyurethane pad IC1010

연마 정반 회전수: 83rpmGrinding plate rotation speed: 83rpm

캐리어 회전수 77rpmCarrier rotation speed 77rpm

연마용 조성물의 공급: 흘려 보냄식Supply of polishing composition: flow through

연마용 조성물 공급량: 200㎖/분Polishing composition supply amount: 200ml/min

연마 시간: 20초간.Polishing time: 20 seconds.

(연마 속도의 측정)(Measurement of grinding speed)

연마 전후의 시험편 두께(막 두께)를 광학식 막 두께 측정기(ASET-f5x: 케이엘에이 텐코르사제)에 의해 측정하였다. 연마 전후의 시험편 두께(막 두께)의 차를 구하여, 연마 시간으로 나누고, 단위를 조정함으로써, 연마 속도(Å/min)를 산출하였다. 이 결과를 하기 표에 나타내었다. 또한, 1Å=0.1㎚이다.The thickness of the test piece (film thickness) before and after polishing was measured with an optical film thickness measuring device (ASET-f5x: manufactured by KLA Tencor). The difference in the thickness (film thickness) of the test piece before and after polishing was calculated, divided by the polishing time, and the unit was adjusted to calculate the polishing rate (Å/min). These results are shown in the table below. In addition, 1 Å = 0.1 nm.

(결함수의 측정)(Measurement of the number of defects)

연마 완료의 시험편에 대해, 0.13㎛ 이상의 결함수를 측정하였다. 결함수의 측정에는 KLA TENCOR사제 웨이퍼 결함 검사 장치 SP-2를 사용하였다. 측정은, 연마 완료의 시험편의 편면의 외주 단부로부터 폭 5㎜의 부분(외주 단부를 0㎜로 하였을 때, 폭 0㎜로부터 폭 5㎜까지의 부분)을 제외한 나머지 부분에 대해 측정을 행하였다. 결함수가 적을수록, 표면의 흠집, 거칠음, 잔사수가 적고, 표면의 무질서가 작은 것을 의미한다.About the polished test piece, the number of defects of 0.13 micrometer or more was measured. For the measurement of the number of defects, a wafer defect inspection device SP-2 manufactured by KLA TENCOR was used. The measurement was performed on the remaining portions except for a portion having a width of 5 mm from the outer peripheral end of one surface of the polished test piece (a portion having a width of 0 mm to a width of 5 mm when the outer peripheral end is 0 mm). The smaller the number of defects, the smaller the number of scratches, roughness, and residues on the surface, and the smaller the disorder of the surface.

(표면 조도의 측정)(Measurement of surface roughness)

연마 완료의 시험편에 대해, 표면 조도(Ra)를 주사형 프로브 현미경(SPM)을 사용하여 측정하였다. 또한, Ra로서, (주) 히타치 하이테크놀러지즈제의 NANO-NAVI2를 사용하였다. 캔틸레버는, SI-DF40P2를 사용하였다. 측정은, 주사 주파수 0.86Hz, X: 512pt, Y: 512pt에서 3회 행하여, 이들 평균값을 표면 조도(Ra)로 하였다. 또한, SPM의 주사 범위는 「2㎛×2㎛」의 정사각형 에어리어이다.For the polished test piece, the surface roughness (Ra) was measured using a scanning probe microscope (SPM). In addition, as Ra, NANO-NAVI2 manufactured by Hitachi High Technologies Co., Ltd. was used. SI-DF40P2 was used as the cantilever. The measurement was performed three times at a scanning frequency of 0.86 Hz, X: 512 pt, and Y: 512 pt, and these average values were taken as surface roughness (Ra). In addition, the scanning range of SPM is a square area of "2 mu m x 2 mu m".

[표 1-1][Table 1-1]

Figure pat00017
Figure pat00017

[표 1-2][Table 1-2]

Figure pat00018
Figure pat00018

[표 1-3][Table 1-3]

Figure pat00019
Figure pat00019

[표 1-4][Table 1-4]

Figure pat00020
Figure pat00020

[표 1-5][Table 1-5]

Figure pat00021
Figure pat00021

[표 2-1][Table 2-1]

Figure pat00022
Figure pat00022

[표 2-2][Table 2-2]

Figure pat00023
Figure pat00023

[표 2-3][Table 2-3]

Figure pat00024
Figure pat00024

Claims (19)

표면에 유기산이 고정화되어 이루어지는 지립과,
술폰산기 혹은 그 염을 갖는 기 또는 카르복실기 혹은 그 염을 갖는 기를 갖는 제1 수용성 고분자와,
상기 제1 수용성 고분자와 다른, 제2 수용성 고분자와,
비이온계 계면 활성제와,
수성 캐리어
를 포함하는, 연마 대상물의 연마에 사용되는, 연마용 조성물.
Abrasive grains made by immobilizing organic acids on the surface,
A first water-soluble polymer having a sulfonic acid group or a group having a salt thereof or a carboxyl group or a group having a salt thereof,
A second water-soluble polymer different from the first water-soluble polymer,
A nonionic surfactant,
Aqueous carrier
Containing, used for polishing of a polishing object, a polishing composition.
제1항에 있어서, pH가 9.0 미만인, 연마용 조성물.The polishing composition according to claim 1, wherein the pH is less than 9.0. 제2항에 있어서, pH가 7.0 미만인, 연마용 조성물.The polishing composition according to claim 2, wherein the pH is less than 7.0. 제3항에 있어서, pH가 5.0 미만인, 연마용 조성물.The polishing composition according to claim 3, wherein the pH is less than 5.0. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지립의 함유량이, 0.01질량% 초과인, 연마용 조성물.The polishing composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the content of the abrasive grains is more than 0.01% by mass. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지립의 평균 2차 입자경이, 100㎚ 미만인, 연마용 조성물.The polishing composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the average secondary particle diameter of the abrasive grains is less than 100 nm. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 수용성 고분자 및 상기 제2 수용성 고분자의 적어도 한쪽이, 단독 중합체인, 연마용 조성물.The polishing composition according to any one of claims 1 to 6, wherein at least one of the first water-soluble polymer and the second water-soluble polymer is a homopolymer. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 수용성 고분자가,
하기 식 (1):
Figure pat00025

로 나타내는 구성 단위를 포함하며,
R9는, 수소 원자 또는 메틸기이며,
R10 및 R11은, 각각 독립적으로 수소 원자, -COOR12 혹은 -G이며, 단, R10 및 R11이, 동시에 수소 원자가 되는 것은 아니고,
-G는, 술폰산기,
Figure pat00026

이며, 단, *는 결합 위치를 나타내고,
R12, R13 및 R15는, 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 탄소수 1 내지 12의 히드록시알킬기 또는 카운터 양이온이며,
R14는, 2가의 기인, 연마용 조성물.
The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the first water-soluble polymer,
Equation (1):
Figure pat00025

It includes a structural unit represented by,
R 9 is a hydrogen atom or a methyl group,
R 10 and R 11 are each independently a hydrogen atom, -COOR 12 or -G, provided that R 10 and R 11 do not simultaneously become a hydrogen atom,
-G is a sulfonic acid group,
Figure pat00026

And, provided that * represents a bonding position,
R 12 , R 13 and R 15 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a counter cation,
R 14 is a divalent group, and a polishing composition.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 수용성 고분자가, 하기 식 (2):
Figure pat00027

로 나타내는 구성 단위를 포함하며,
X가, 하기:
Figure pat00028

으로 나타나고,
R1 내지 R6은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 -J이며,
-J가, 수산기, 술폰산기 또는 그 염의 기,
Figure pat00029

로 나타나고, 단, *는 결합 위치를 나타내고,
R7 및 R8은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 -E이며,
-E가, 하기 식:
Figure pat00030

으로 나타나고, 단, *는 결합 위치를 나타내고,
상기 구성 단위가, -J 및 -E의 적어도 한쪽을 포함하는, 연마용 조성물.
The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the second water-soluble polymer is the following formula (2):
Figure pat00027

It includes a structural unit represented by,
X is, to:
Figure pat00028

Appears as,
R 1 to R 6 are each independently a hydrogen atom or -J,
-J is a hydroxyl group, a sulfonic acid group or a group of a salt thereof,
Figure pat00029

Represented by, provided that * represents a bonding position,
R 7 and R 8 are each independently a hydrogen atom or -E,
-E is the following formula:
Figure pat00030

Is represented by, provided that * indicates a bonding position,
The composition for polishing, wherein the structural unit contains at least one of -J and -E.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 수용성 고분자가, 폴리스티렌술폰산, 폴리스티렌술폰산 유래의 구성 단위를 구조의 일부에 포함하는 (공)중합체, 술폰산과 카르복실산의 공중합체, 술폰화 폴리술폰, 및 폴리아닐린산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인, 연마용 조성물.The (co)polymer according to any one of claims 1 to 9, wherein the first water-soluble polymer contains a structural unit derived from polystyrene sulfonic acid or polystyrene sulfonic acid as part of its structure, and a copolymer of sulfonic acid and carboxylic acid. , Sulfonated polysulfone, and at least one selected from the group consisting of polyanilic acid, a polishing composition. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 수용성 고분자가, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐알코올(PVA) 유래의 구성 단위를 구조의 일부에 포함하는 (공)중합체, 폴리N-비닐아세트아미드, 및 폴리N-비닐아세트아미드 유래의 구성 단위를 구조의 일부에 포함하는 (공)중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인, 연마용 조성물.The (co)polymer according to any one of claims 1 to 10, wherein the second water-soluble polymer contains a structural unit derived from polyvinyl alcohol (PVA) and polyvinyl alcohol (PVA) as part of the structure, A polishing composition, which is at least one member selected from the group consisting of polyN-vinylacetamide and a (co)polymer containing constituent units derived from polyN-vinylacetamide in a part of the structure. 제11항에 있어서, 상기 폴리비닐알코올(PVA) 또는 상기 폴리비닐알코올(PVA) 유래의 구성 단위를 구조의 일부에 포함하는 (공)중합체의 비누화도가, 90% 이상인, 연마용 조성물.The polishing composition according to claim 11, wherein the saponification degree of the (co)polymer comprising a structural unit derived from the polyvinyl alcohol (PVA) or the polyvinyl alcohol (PVA) is 90% or more. 제1항에 있어서, 상기 제2 수용성 고분자가, 술폰산기 또는 그 염을 갖는 기를 갖는 연마용 조성물.The polishing composition according to claim 1, wherein the second water-soluble polymer has a group having a sulfonic acid group or a salt thereof. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비이온계 계면 활성제가, 폴리프로필렌글리콜인, 연마용 조성물.The polishing composition according to any one of claims 1 to 13, wherein the nonionic surfactant is polypropylene glycol. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 예비 연마에 사용되는, 연마용 조성물.The polishing composition according to any one of claims 1 to 14, which is used for preliminary polishing. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연마 대상물이, 규소-규소 결합, 질소-규소 결합 또는 산소-규소 결합을 포함하는, 연마용 조성물.The polishing composition according to any one of claims 1 to 15, wherein the object to be polished contains a silicon-silicon bond, a nitrogen-silicon bond, or an oxygen-silicon bond. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 수용성 고분자, 상기 제2 수용성 고분자 및 상기 비이온계 계면 활성제의 중량 평균 분자량이, 각각 3000 이상, 5000 이상, 200 이상인, 연마용 조성물.The polishing according to any one of claims 1 to 16, wherein the weight average molecular weight of the first water-soluble polymer, the second water-soluble polymer, and the nonionic surfactant is 3000 or more, 5000 or more, and 200 or more, respectively. Composition. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 기재된 연마용 조성물을 사용하여, 연마 대상물의 연마를 행하는 것을 갖는 연마 대상물의 연마 방법.A method of polishing an object to be polished, comprising polishing the object to be polished using the polishing composition according to any one of claims 1 to 17. 반도체 디바이스의 제조 프로세스이며, 예비 연마 공정과, 벌크 연마 공정과, 버프 연마 공정을 포함하여, 상기 예비 연마 공정에서의 연마용 조성물로서, 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 기재된 연마용 조성물을 사용하는, 반도체 디바이스의 제조 프로세스.A semiconductor device manufacturing process, including a preliminary polishing step, a bulk polishing step, and a buff polishing step, as a polishing composition in the preliminary polishing step, the polishing according to any one of claims 1 to 18. A process for manufacturing a semiconductor device using the composition.
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