WO2017002433A1 - 研磨用濡れ剤及び研磨液組成物 - Google Patents
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
-
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- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
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-
- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
Definitions
- the present invention relates to a polishing wetting agent and a polishing liquid composition, and more particularly to a semiconductor polishing wetting agent and a semiconductor polishing liquid composition used for finish polishing of a silicon wafer.
- Semiconductor devices using a silicon wafer as a substrate are widely used in information communication equipment such as personal computers and mobile phones, and digital home appliances such as digital cameras and televisions.
- information communication equipment such as personal computers and mobile phones
- digital home appliances such as digital cameras and televisions.
- Wafers prior to device formation have defects such as smoothness and scratches. The so-called intactness requirement that does not exist is becoming increasingly severe.
- CMP Chemical Mechanical Polishing
- a polishing liquid composition containing fine abrasive grains and a basic compound is used. While supplying the polishing composition to the surface of the polishing pad, the surface is polished by relatively moving the pressure-contacted polishing pad and the wafer to be polished. At this time, since the mechanical polishing by the abrasive grains and the chemical polishing by the basic compound proceed simultaneously, the wafer surface can be smoothed over a wide range with high accuracy.
- high-precision smoothing is realized by performing polishing in 3 to 4 stages.
- the polishing speed tends to be regarded as important. There is.
- the final polishing in the third stage or the fourth stage not only the polishing rate but also intactness of the wafer surface and high smoothness are required.
- Examples of the parameters for intactness and smoothness include various surface defects such as haze, LPD (Light Point Defect), and scratches. If various surface defects exist on the wafer surface manufactured by the above CMP process, pattern defects, insulation breakdown voltage failure, ion implantation failure and other device characteristics will be deteriorated in the subsequent device formation process, resulting in a decrease in yield. Therefore, it is necessary to manufacture a wafer with as few surface defects as possible. In order to obtain a wafer with few surface defects, a method of adding a water-soluble polymer compound to the polishing composition is generally employed.
- the water-soluble polymer compound functions as a wetting agent, exerts a stress relaxation effect by adsorbing on the surface of the abrasive grains and the wafer, and reduces damage to the wafer due to the abrasive grains and foreign substances. Moreover, the effect which gives hydrophilicity to a wafer surface and prevents adhesion of an abrasive grain or a foreign material can also be expected. As a result, the wafer surface can be highly smoothed as compared with the case where no water-soluble polymer compound is added. Under such circumstances, a polishing liquid composition containing a water-soluble polymer compound has been proposed.
- Patent Document 1 discloses a polishing liquid composition containing hydroxyethyl cellulose (HEC) as a water-soluble polymer.
- Patent Document 2 describes a polishing liquid composition containing a water-soluble polymer compound having a molecular weight of 100,000 or more and water-soluble salts.
- Patent Document 3 discloses a polishing liquid composition containing various water-soluble polymers having a weight average molecular weight of 1,000,000 or less and a molecular weight distribution of less than 5.0.
- HEC described in Patent Document 1 is a polymer derived from a natural product, there is a problem that control of the chemical structure is limited and quality variation is large.
- natural cellulose which is a raw material of HEC, contains water-insoluble matter derived from cellulose. The water-insoluble matter itself, silica particles aggregated with the water-insoluble matter as a nucleus, and the like after polishing The number of surface defects may be increased.
- various synthetic water-soluble polymer compounds are described in Patent Document 2, there is no description regarding the difference in effect based on the difference in the structural unit and the molecular weight distribution. In some cases, sufficient polishing performance may not be obtained.
- Patent Document 3 there is a description that the molecular weight distribution of the water-soluble polymer has a correlation with the reduction of LPD, but from the background of the above-mentioned improvement in semiconductor device accuracy, etc., the adsorptivity to the surface of the object to be polished such as a wafer. Further improvements were required for surface smoothness and the like.
- the present invention has been made in view of such circumstances.
- it is a polishing wetting agent containing a synthetic water-soluble polymer useful for surface polishing of silicon wafers, etc., and has excellent adsorptive power and wettability to the surface of the object to be polished, and dispersion stability of abrasive grains
- the present invention is as follows.
- a water solution in which a main chain portion is composed of a repeating unit composed of only a carbon-carbon bond, and a dispersity (PDI) represented by weight average molecular weight (Mw) / number average molecular weight (Mn) is 2.0 or less.
- Polishing wetting agent containing a conductive polymer [2] When the water-soluble polymer is prepared as an aqueous solution having a concentration of 10% by mass and pH 10, the hydrolysis rate of the water-soluble polymer after 1 month at 60 ° C. is 5.0% or less.
- the wetting agent for polishing according to [1] above.
- Mw weight average molecular weight
- Wetting agent. [5]
- the monomer having a nitrogen atom in the molecule comprises N- (meth) acryloylmorpholine, N-alkyl (meth) acrylamide compound, (di) alkylaminoalkylamide compound, and N-vinyl lactam compound.
- a polishing composition comprising the polishing wetting agent according to any one of [1] to [6], water, abrasive grains, and an alkali compound.
- the polishing composition according to [7] which is for finish polishing of a silicon wafer.
- the water-soluble polymer contained in the polishing wetting agent of the present invention has a sufficiently narrow molecular weight distribution. Therefore, it is possible to obtain a polishing wetting agent comprising a polymer having a molecular weight desirable from the viewpoint of adsorption / desorption on the surface of an object to be polished such as a wafer and dispersion stability of abrasive grains in the polishing composition. As a result, the smoothness of the polished wafer surface can be enhanced, and the ability to suppress surface defects such as LPD can be further enhanced. Furthermore, since the dispersibility of silica is also good, there are few scratches and surface roughness due to the agglomerated silica abrasive grains, and a wafer surface with excellent scratch resistance can be obtained.
- (meth) acryl means acryl and methacryl
- (meth) acrylate means acrylate and methacrylate
- the “(meth) acryloyl group” means an acryloyl group and a methacryloyl group.
- the polishing wetting agent of the present invention is composed of a repeating unit whose main chain portion is composed only of carbon-carbon bonds, and has a dispersity (PDI) of 2 expressed by weight average molecular weight (Mw) / number average molecular weight (Mn).
- PDI dispersity
- Mw weight average molecular weight
- Mn number average molecular weight
- “the main chain portion consists only of carbon-carbon bonds” means that the main chain itself does not include those containing carbon-oxygen bonds, carbon-nitrogen bonds, etc., such as polyether, polyester and polyamide.
- the types of bonds derived from substituents possessed by the polymerizable functional groups of the constituent monomers such as carbon-hydrogen bonds and pendant groups derived from acryloyl groups introduced when an acrylic monomer is polymerized are considered. do not do.
- a polishing wetting agent containing a water-soluble polymer having a carbon-carbon unsaturated bond in the main chain portion is included in the scope of the present invention.
- a water-soluble polymer in which the main chain portion is composed of a repeating unit consisting only of carbon-carbon bonds can be obtained, for example, by polymerizing a vinyl monomer.
- the vinyl monomer is not particularly limited, and specific examples include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, and 2-ethylhexyl (meth) acrylate.
- (Meth) acrylic acid alkyl ester compounds (meth) acrylic acid, crotonic acid, maleic acid, itaconic acid, fumaric acid and other unsaturated acids and their salts; maleic anhydride and other unsaturated acid anhydrides; 2-acrylamide -2-sulfonic acid group-containing monomers such as 2-methylpropanesulfonic acid and salts thereof; (meth) acrylamide; N- (meth) acryloylmorpholine; methyl (meth) acrylamide, ethyl (meth) acrylamide, n-propyl (meth) ) Acrylamide, isopropyl (meth) acrylamide, n-butyl (meth) acrylamide and -N-alkyl (meth) acrylamide compounds such as ethylhexyl (meth) acrylamide; methylaminopropyl (meth) acrylamide, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, e
- N- (meth) acryloylmorpholine and N-alkyl (meth) acrylamide compounds have moderate adsorptivity to wafers and abrasive grains and are excellent in hydrolysis resistance under alkaline conditions.
- Monomers having a nitrogen atom in the molecule such as (di) alkylaminoalkylamide compounds and N-vinyl lactam compounds are preferred, and N- (meth) acryloylmorpholine is particularly preferred.
- the water-soluble polymer of the present invention preferably has a structural unit derived from a monomer having a nitrogen atom in the molecule in a range of 10 mol% or more and 100 mol% or less with respect to all the structural units of the water-soluble polymer. More preferably in the range of 30 mol% to 100 mol%, still more preferably in the range of 50 mol% to 100 mol%, and still more preferably in the range of 70 mol% to 100 mol%.
- the structural unit derived from the monomer having a nitrogen atom in the molecule is in the range of 10 mol% to 100 mol%, the adsorbability to the wafer and abrasive grains described above is moderate without deteriorating the solubility in water. This is preferable.
- a polishing wetting agent having excellent stability can be obtained.
- a water-soluble polymer having a carbon-oxygen bond or a carbon-nitrogen bond in the main chain portion may cause main chain breakage due to alkali hydrolysis or auto-oxidation. Depending on the above, the performance as a wetting agent may not be stably exhibited.
- the polishing composition is generally prepared, stored and used under the condition where an alkali compound is blended.
- the water-soluble polymer contained in the polishing wetting agent is preferably one having good alkali hydrolysis resistance.
- the evaluation of the alkali hydrolysis is, for example, prepared by preparing a water-soluble polymer in an aqueous solution having a concentration of 10% by mass and a pH of 10 and leaving it at 60 ° C. for 1 month, and generating the water-soluble polymer by hydrolysis.
- the amount of the compound derived from the side chain of the monomer unit constituting the water-soluble polymer is determined by GC (for example, gas chromatography GC-2014, manufactured by Shimadzu Corporation, or a gas capable of ensuring the same level of accuracy and accuracy as the apparatus. It can be evaluated by the hydrolysis rate obtained by calculating the percentage with respect to the theoretical amount after measurement with a chromatography apparatus.
- the preferable range of the hydrolysis rate of the water-soluble polymer is 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, and further preferably 1.0% or less.
- the weight average molecular weight (Mw) of the water-soluble polymer of the present invention is preferably in the range of 10,000 to 1,000,000, more preferably in the range of 30,000 to 800,000, still more preferably. Is in the range of 50,000 to 600,000. If the weight average molecular weight (Mw) is 10,000 or more, it is preferable in terms of good wettability to a wafer or the like, and if it is 1,000,000 or less, in terms of dispersion stability of the abrasive grains. preferable. In the present invention, the weight average molecular weight (Mw) was obtained as a polymethyl methacrylate conversion value by gel permeation chromatography (GPC) measurement. The number average molecular weight (Mn) can also be obtained by the same method.
- GPC gel permeation chromatography
- the magnitude of the molecular weight of the water-soluble polymer in the polishing liquid composition affects the adsorption / desorption rate of the wafer or other object to be polished.
- the adsorption / desorption rate with respect to a wafer or the like is considered to be higher as the molecular weight is lower. Therefore, in a polishing process in which a polishing liquid composition is always supplied, a water-soluble polymer having a lower molecular weight is more quickly adsorbed to a wafer or the like and hinders polishing, resulting in a decrease in polishing rate (a decrease in productivity).
- the hydrophilicity of the surface of the wafer or the like is lowered and the wettability is lowered in order to quickly desorb from the surface of the wafer or the like.
- the surface defects may be deteriorated by finally attaching particles or the like to the exposed wafer surface or the like.
- the molecular weight of the water-soluble polymer is too high, the dispersibility of abrasive grains such as silica contained in the polishing liquid composition may be deteriorated to cause aggregation of the abrasive grains.
- the number of surface defects on the wafer due to scratches caused by aggregated abrasive grains or adhesion of abrasive aggregates themselves may be increased.
- the aqueous solution viscosity of the said water-soluble polymer becomes high, the filterability will deteriorate, and there exists a possibility that productivity at the time of manufacturing polishing liquid composition may fall.
- the water-soluble polymer has a suitable molecular weight depending on the application and does not include a low molecular weight body or a high molecular weight body that is greatly different from the target molecular weight region. That is, the molecular weight distribution of the water-soluble polymer is preferably narrow, and in the present invention, the degree of dispersion (PDI) represented by the value obtained by dividing the weight average molecular weight (Mw) of the water-soluble polymer by the number average molecular weight (Mn). ) Is 2.0 or less. PDI is preferably 1.8 or less, more preferably 1.5 or less, and even more preferably 1.3 or less. The lower limit of PDI is usually 1.0.
- the PDI is 2.0 or less, it is possible to ensure good adsorbability in the polishing process, ensuring wettability to the surface of the object to be polished, and good abrasive dispersion stability in a balanced manner. Become. Therefore, when used in the wafer polishing process, the entire wafer can be uniformly polished without unevenness. In addition, since it does not contain a polymer with a remarkably high molecular weight, it exhibits good abrasive dispersibility, scratches and surface roughness due to agglomerated abrasive grains, and surface contamination where the abrasive agglomerates themselves adhere to the wafer surface as particles Etc. are suppressed. As a result, further improvement in surface smoothness and intactness in the final polishing of the wafer surface is expected.
- the method for producing the water-soluble polymer in the present invention is not particularly limited, and a known polymerization method can be adopted.
- the living radical is easy to control the molecular weight distribution and easily obtain a polymer having a small PDI.
- a polymerization method and a living anion polymerization method are preferable, and a living radical polymerization is more preferable in terms of a wide range of applicable monomers.
- the living radical polymerization used in the present invention may employ any process such as a batch process, a semi-batch process, a dry continuous polymerization process, and a continuous stirred tank process (CSTR).
- the polymerization method can be applied to various modes such as bulk polymerization without using a solvent, solvent-based solution polymerization, aqueous emulsion polymerization, miniemulsion polymerization or suspension polymerization.
- living radical polymerization method and atom transfer radical polymerization method (ATRP method), reversible addition-cleavage chain transfer polymerization method (RAFT method), nitroxy radical method (NMP method), organic tellurium compounds
- RAFT method reversible addition-cleavage chain transfer polymerization method
- NMP method nitroxy radical method
- organic tellurium compounds Various polymerization methods such as polymerization method using TERP (TERP method), polymerization method using organic antimony compound (SBRP method), polymerization method using organic bismuth compound (BIRP method), and iodine transfer polymerization method can be employed.
- the RAFT method and the NMP method are preferable because there is no possibility of wafer contamination due to the mixing of metal or metalloid compound.
- the chemical reaction between the metal and silicon or silicon oxide film causes ridges, depressions, pit formation, dendritic foreign matter formation, etc. on the wafer.
- the wiring pattern of the transistor may be hindered.
- the insulation resistance of the silicon oxide film (insulating film) of the transistor may be deteriorated to induce electrical breakdown of the transistor, or excessive charge in the silicon oxide film alone may cause the transistor to malfunction. . For this reason, it is preferable to prevent metal contamination in the water-soluble polymer contained in the polishing wetting agent.
- the metal that prevents mixing into the water-soluble polymer includes not only metals such as alkali metals, alkaline earth metals, transition metals and other metals, but also semimetals such as Te.
- the alkali metal include Na and K.
- Examples of the alkaline earth metal include Ca.
- Examples of the transition metal include Ni, Cu, Fe, Cr, Zn, Ti, W, and Co.
- Examples of the other metals include Al.
- it is preferable that the content of each metal (including metalloid) in the water-soluble polymer is 100 ppm or less.
- RAFT agent specific chain transfer agent
- RAFT agent a specific chain transfer agent
- RAFT agent a general free radical polymerization initiator
- RAFT agent a specific chain transfer agent
- RAFT agent a general free radical polymerization initiator
- various known RAFT agents such as a dithioester compound, a xanthate compound, a dithiocarbamate compound and a trithiocarbonate compound can be used.
- the use ratio of the RAFT agent is appropriately adjusted depending on the type of monomer used and the type of RAFT agent, but is 0.01 mass based on the total mass of all monomers constituting the entire water-soluble polymer. % To 5.0% by mass, more preferably 0.05% to 3.0% by mass, and more preferably 0.1% to 2.0% by mass. Further preferred.
- radical polymerization initiators such as azo compounds, organic peroxides and persulfates can be used.
- An azo compound is preferred because side reactions are unlikely to occur.
- Specific examples of the azo compound include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (4-methoxy-2, 4-dimethylvaleronitrile), dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate), 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 1,1′-azobis (cyclohexane-1- Carbonitrile), 2,2′-azobis [N- (2-propenyl) -2-methylpropionamide], 2,2′-azobis (N-butyl-2-methylpropionamide), and the like.
- the radical polymerization initiator may be used alone or in combination of two or more.
- the use ratio of the radical polymerization initiator is not particularly limited, but it should be used at a ratio of 0.01% by mass or more and 1.0% by mass or less based on the total mass of all monomers constituting the entire water-soluble polymer. Is preferable, the ratio of 0.01 mass% or more and 0.3 mass% or less is more preferable, and the ratio of 0.01 mass% or more and 0.1 mass% or less is more preferable.
- the reaction temperature in the polymerization reaction by the RAFT method is preferably 40 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, more preferably 45 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, and further preferably 50 ° C. or higher and 80 ° C. or lower. If the reaction temperature is less than 40 ° C, the reaction rate may be remarkably slow. On the other hand, when the reaction temperature is higher than 100 ° C., the initiator and solvent that can be used are limited, and side reactions such as radical chain transfer are liable to occur, which may increase the PDI of the polymer.
- the NMP method a specific alkoxyamine compound having nitroxide or the like is used as a living radical polymerization initiator, and polymerization proceeds via a nitroxide radical derived therefrom.
- the type of nitroxide radical used is not particularly limited.
- the molar ratio between the living radical polymerization initiator and the vinyl monomer used is the degree of polymerization of the obtained polymer.
- the reaction temperature of the living radical polymerization initiator in the NMP method and the vinyl monomer used is preferably 50 ° C. or higher and 140 ° C. or lower, more preferably 60 ° C. or higher and 130 ° C. or lower, and further preferably 70 ° C.
- the temperature is 120 ° C. or lower, and particularly preferably 80 ° C. or higher and 120 ° C. or lower. If the reaction temperature is less than 50 ° C, the reaction rate may be remarkably slow. On the other hand, if the reaction temperature is higher than 140 ° C., side reactions such as radical chain transfer are likely to occur, so that the PDI of the polymer may increase.
- the polymerization of the water-soluble polymer may be carried out in the presence of a chain transfer agent, if necessary, irrespective of the polymerization method.
- a chain transfer agent known ones can be used. Specifically, ethanethiol, 1-propanethiol, 2-propanethiol, 1-butanethiol, 2-butanethiol, 1-hexanethiol, 2-hexane Thiol, 2-methylheptane-2-thiol, 2-butylbutane-1-thiol, 1,1-dimethyl-1-pentanethiol, 1-octanethiol, 2-octanethiol, 1-decanethiol, 3-decanethiol, 1-undecanethiol, 1-dodecanethiol, 2-dodecanethiol, 1-tridecanethiol, 1-tetradecanethiol, 3-methyl-3-undecanethiol, 5-e
- an alkylthiol compound having an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms is preferable from the viewpoint of good adsorbability to a wafer, more preferably one having an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, More preferred are those having 6 to 20 alkyl groups.
- the preferred amount is 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.5 to 5% by weight, based on the amount of all monomers.
- a known polymerization solvent can be used in living radical polymerization.
- aromatic compounds such as benzene, toluene, xylene and anisole
- ester compounds such as methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate and butyl acetate
- ketone compounds such as acetone and methyl ethyl ketone
- dimethylformamide, acetonitrile, dimethyl sulfoxide Examples include alcohol and water.
- the polishing wetting agent of the present invention comprises the water-soluble polymer element and water. It is preferable to use high-purity water so as not to impair the effect as a wetting agent. Specifically, it is preferable to use pure water, ultrapure water, or distilled water from which foreign ions are removed by filtration after removing impurity ions with an ion exchange resin. In addition to this, the wetting agent may contain an organic solvent such as alcohol and ketone having high miscibility with water.
- the ratio of the water-soluble polymer in the polishing wetting agent is not particularly limited as long as it is a viscosity that can be easily handled as an aqueous solution, but is preferably in the range of 1% by mass to 50% by mass, and in the range of 3% by mass to 40% by mass. Is more preferable, and the range of 5% by mass or more and 30% by mass or less is more preferable.
- the water-soluble polymer in the present invention has a sufficiently small PDI, it has high uniformity of adsorption force and adsorption rate on the surface of the object to be polished such as abrasive grains such as silica and wafers. Therefore, in the polishing composition containing the water-soluble polymer of the present invention, the surface of the object to be polished can be uniformly polished without unevenness. Further, since it does not contain a component having a remarkably high molecular weight, it is excellent in abrasive dispersibility, and scratches, surface contamination, etc. on the surface of the object to be polished due to abrasive aggregates are suppressed.
- the polishing composition of the present invention comprises the above-mentioned polishing wetting agent, water, abrasive grains, and an alkali compound.
- the polishing composition of the present invention is not particularly limited, but can be used for polishing a silicon wafer, particularly for final polishing.
- the ratio of the polishing wetting agent in the polishing liquid composition is not particularly limited, but it is preferable that the polishing liquid composition has an appropriate viscosity for handling in CMP and adsorbing to the wafer surface.
- the specific viscosity of the polishing composition is preferably in the range of 0.1 mPa ⁇ s to 10 mPa ⁇ s, more preferably in the range of 0.3 mPa ⁇ s to 8 mPa ⁇ s. More preferably, it is in the range of 5 mPa ⁇ s or more and 5 mPa ⁇ s or less.
- the water-soluble polymer is preferably used in the range of 0.001% by mass to 10% by mass of the entire polishing composition, and is in the range of 0.005% by mass to 5% by mass. Is more preferable.
- colloidal silica or the like can be used as the abrasive grains.
- the content in the polishing composition is preferably 0.1% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less. More preferably, it is 3 mass% or more and 20 mass% or less. If the usage-amount of colloidal silica is 0.1 mass% or more, the polishing rate of mechanical polishing will become favorable. Moreover, if it is 50 mass% or less, the dispersibility of an abrasive grain is hold
- the average particle size of the colloidal silica is appropriately selected from the required polishing rate and the smoothness of the wafer surface after polishing, but is generally in the range of 2 nm to 500 nm, preferably in the range of 5 nm to 300 nm. The range of 5 nm or more and 200 nm or less is more preferable.
- the alkali compound is not particularly limited as long as it is a water-soluble alkali compound, and alkali metal hydroxides, amines, ammonia, quaternary ammonium hydroxide salts, and the like can be used.
- alkali metal hydroxide include potassium hydroxide, sodium hydroxide, rubidium hydroxide and cesium hydroxide.
- amines include triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, diisopropanolamine, ethylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, triethylpentamine, and tetraethylpentamine.
- the quaternary ammonium hydroxide salt examples include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, and tetrabutylammonium hydroxide. Among these, ammonia or a quaternary ammonium hydroxide salt is preferable from the viewpoint of less contamination of the semiconductor substrate.
- the polishing composition of the present invention is preferably adjusted to have a pH of 8 to 13 by adding the alkali compound. The pH range is more preferably adjusted to 8.5 or more and 12 or less.
- the polishing liquid composition may further contain an organic solvent, various chelating agents, a surfactant, an organic acid compound, an inorganic acid compound, a preservative, and the like as necessary.
- the manufacturing method of the abrasives of a silicon wafer is also provided.
- the main chain portion is composed of repeating units consisting only of carbon-carbon bonds, and the dispersity (PDI) expressed by weight average molecular weight (Mw) / number average molecular weight (Mn) is 2.0 or less. Polishing a silicon wafer in the presence of a certain water-soluble polymer.
- the polishing step of this production method may be performed as any polishing step of the wafer polishing process. That is, it may be a polishing step in the first half of the polishing process that mainly requires rough polishing and requires a high polishing rate, or finish polishing is the main purpose, and it is required to finish the wafer surface with a high level of intactness and smoothness. You may implement as a grinding
- PTFE polytetrafluoroethylene
- the polymerization rate of ACMO at this time was determined from GC (gas chromatography) measurement, and was about 87%.
- the polymer A was obtained by reprecipitation purification from methanol and vacuum drying.
- the molecular weight of the obtained polymer A was Mn25500 and Mw30000 based on GPC (gel permeation chromatography) measurement, and PDI was 1.18.
- the contained metal content was measured by an ICP mass spectrometer, all the metal content was 100 ppm or less.
- Production Example 2 (Production of Polymer B) A polymer B was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the charged raw materials were changed as shown in Table 1. From the GPC measurement, the molecular weight of the polymer B was Mn 65000 and Mw 80000, and PDI was 1.23. When the contained metal content was measured by an ICP mass spectrometer, all the metal content was 100 ppm or less.
- Production Example 3 (Production of Polymer C) A polymer C was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the charged raw materials were changed as shown in Table 1. From the GPC measurement, the molecular weight of the polymer C was Mn292000, Mw351000, and PDI was 1.20. When the contained metal content was measured by an ICP mass spectrometer, all the metal content was 100 ppm or less.
- Production Example 4 (Production of Polymer D) A polymer D was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the charged raw materials were changed as shown in Table 1. From the GPC measurement, the molecular weight of the polymer D was Mn412000, Mw500,000, and PDI was 1.21. When the contained metal content was measured by an ICP mass spectrometer, all the metal content was 100 ppm or less.
- Production Example 5 (Production of Polymer E) A polymer E was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the charged raw materials were changed as shown in Table 1.
- the molecular weight of the polymer E was Mn621000 and Mw796000 from GPC measurement, and PDI was 1.28.
- the contained metal content was measured by an ICP mass spectrometer, all the metal content was 100 ppm or less.
- Production Example 6 (Production of polymer F) A polymer F was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the charged raw materials were changed as shown in Table 1. From the GPC measurement, the molecular weight of the polymer F was Mn 240000 and Mw 346000, and PDI was 1.44. When the contained metal content was measured by an ICP mass spectrometer, all the metal content was 100 ppm or less.
- Production Example 7 (Production of polymer G) A polymer G was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the charged raw materials were changed as shown in Table 1. From the GPC measurement, the molecular weight of the polymer G was Mn205000 and Mw351000, and PDI was 1.71. When the contained metal content was measured by an ICP mass spectrometer, all the metal content was 100 ppm or less.
- Production Example 8 (Production of polymer H) A polymer H was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the charged raw materials were changed as shown in Table 1. From the GPC measurement, the molecular weight of the polymer H was Mn 191000 and Mw 368000, and PDI was 1.93. When the contained metal content was measured by an ICP mass spectrometer, all the metal content was 100 ppm or less.
- Production Example 9 (Production of Polymer I) A polymer I was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the charged raw materials were changed as shown in Table 1.
- the molecular weight of the polymer I was Mn13300 and Mw19800 from GPC measurement, and PDI was 1.49.
- the obtained polymer I was saponified under the following two conditions.
- Production Example 10 (Saponification of Polymer I; Production of Polymer I-2) Polymer I (60 g) and methanol (110 g) were added to a 500 mL flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a nitrogen introduction tube, and dissolved while bubbling nitrogen. A saponification reaction was performed in the same manner as for the polymer I-1, except that the water content of this solution was adjusted to 4.5%, to obtain a polymer I-2. The degree of saponification of the polymer I-2 was measured and found to be 85 mol%. Further, when the contained metal content was measured by an ICP mass spectrometer, any metal content was 100 ppm or less.
- Production Example 11 (Production of Polymer J) A polymer J was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the charged raw materials were changed as shown in Table 2. From the GPC measurement, the molecular weight of the polymer J was Mn269000, Mw355000, and PDI was 1.32. When the contained metal content was measured by an ICP mass spectrometer, all the metal content was 100 ppm or less.
- N, N-dimethylacrylamide (318 g) was added dropwise at ⁇ 30 ° C. over about 10 hours.
- the polymerization rate of N, N-dimethylacrylamide at this time was determined from GC measurement and found to be 99% or more.
- the polymer M was obtained by reprecipitation purification from methanol and vacuum drying.
- the molecular weight of the obtained polymer M was Mn309000, Mw348000, and PDI was 1.13 from GPC measurement. When the contained metal content was measured by an ICP mass spectrometer, all the metal content was 100 ppm or less.
- Production Example 15 (Production of polymer N) A polymer N was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the charged raw materials were changed as shown in Table 2. From the GPC measurement, the molecular weight of the polymer N was Mn682000, Mw119000, and PDI was 1.74. When the contained metal content was measured by an ICP mass spectrometer, all the metal content was 100 ppm or less.
- Production Example 16 (Production of Polymer O) A polymer O was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the charged raw materials were changed as shown in Table 2.
- the molecular weight of the obtained polymer O was Mn4200 and Mw5100 from GPC (gel permeation chromatography) measurement, and PDI was 1.21.
- the contained metal content was measured by an ICP mass spectrometer, all the metal content was 100 ppm or less.
- Tables 1 and 2 show the contents and physical properties of the polymers obtained in Production Examples 1 to 16 and Comparative Production Example 1.
- Example 1 Using the polymer A obtained in Production Example 1, the following evaluation was performed as a polishing wetting agent and a polishing liquid composition. The obtained results are shown in Table 3.
- the etching rate (E.R.) was calculated according to the following formula. ⁇ : Less than 1.5 nm / min ⁇ : 1.5 nm / min or more and less than 2.0 nm / min ⁇ : 2.0 nm / min or more
- ⁇ Wettability> The oxide film on the wafer surface was removed by the same method as etching resistance, and then immersed in a 0.18% water-soluble polymer solution for 5 minutes. After immersion, the surface of the wafer was pulled up using a tweezers so as to be perpendicular to the liquid level, and the water-repellent distance from the end of the wafer at the time when 10 seconds had passed was visually confirmed, and judged according to the following criteria.
- ⁇ Alkali resistance> Using sodium hydroxide as an alkaline agent, a water-soluble polymer was prepared in an aqueous solution having a concentration of 10% by mass and a pH of 10. 45 g of the obtained aqueous solution was taken in a 50 cc screw bottle and allowed to stand at 60 ° C. for 1 month in an aluminum block heater. After measuring the amount of the compound derived from the side chain of the monomer unit constituting the water-soluble polymer produced by hydrolysis of the water-soluble polymer with GC (Gas Chromatography GC-2014, manufactured by Shimadzu Corporation) The percentage of the theoretical amount was calculated as the hydrolysis rate. According to the calculated hydrolysis rate value, alkali resistance was determined according to the following criteria. ⁇ : Hydrolysis rate of water-soluble polymer is less than 5% ⁇ : Hydrolysis rate of water-soluble polymer is 5% or more and less than 10% ⁇ : Hydrolysis rate of water-soluble polymer is 10% or more
- ⁇ Silica dispersibility> In a 9 cc screw bottle, 0.5 g of a water-soluble polymer aqueous solution having a resin solid content of 20% was added to 5.0 g of colloidal silica (primary particle size: 30 to 50 nm) and mixed well.
- the particle size (A) of the silica after standing overnight was measured by a dynamic light scattering method (ELSZ-1000, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). From the particle size (B) of the colloidal silica to which no water-soluble polymer was added. The rate of change was calculated according to the following formula and judged according to the following criteria.
- Rate of change (%) ⁇ (AB) / B ⁇ ⁇ 100 ⁇ : Change rate is less than 5% ⁇ : Change rate is 5% or more and less than 10% ⁇ : Change rate is 10% or more and less than 20% ⁇ : Change rate is 20% or more
- Examples 2 to 16 and Comparative Examples 1 to 3 Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1 except that the polishing wetting agent was changed as shown in Table 3. The obtained results are shown in Table 3.
- a polyethylene oxide-polypropylene oxide-polyethylene oxide triblock copolymer (hereinafter also referred to as “PEO-PPO-PEO”) was used as the water-soluble polymer.
- hydroxyethyl cellulose hereinafter also referred to as “HEC” was used.
- PEO-PPO-PEO Polyethylene oxide-polypropylene oxide-polyethylene oxide triblock copolymer (Pluronic F127, manufactured by Sigma-Aldrich)
- HEC hydroxyethyl cellulose (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., weight average molecular weight 250,000)
- Examples 1 to 16 are experimental examples using a polishing wetting agent defined in the present invention. Since the water-soluble polymer has a sufficiently low degree of dispersion and the content of high molecular weight components and low molecular weight components that adversely affect polishing performance, all of etching resistance, wettability and silica dispersibility, which are indicators of adsorption power Shows good performance with a good balance. Among them, Examples 1 to 8, 12, 13, 15 and 16 using a water-soluble polymer containing a structural unit derived from N-acryloylmorpholine in the molecule have particularly excellent adsorptive power. Indicated.
- Comparative Example 1 in which the PDI value of the water-soluble polymer was high, a result that silica dispersibility deteriorated was recognized.
- Comparative Example 2 is an example in which a water-soluble polymer having a carbon-oxygen bond in the main chain portion is used, and there is concern about the stability of the polymer. In addition, in this case, a result that is insufficient in terms of the adsorption force to the object to be polished was obtained.
- the polishing wetting agent of the present invention Since the water-soluble polymer contained in the polishing wetting agent of the present invention has a sufficiently small PDI, it has high uniformity of adsorption force and adsorption rate on the surface of the polishing object such as abrasive grains such as silica and wafers. . Therefore, in the polishing composition containing the water-soluble polymer of the present invention, the surface of the object to be polished can be uniformly polished without unevenness. Further, since it does not contain a component having a remarkably high molecular weight, it is excellent in abrasive dispersibility, and scratches, surface contamination, etc. on the surface of the object to be polished due to abrasive aggregates are suppressed. From the above, the polishing liquid composition containing the polishing wetting agent of the present invention exhibits good polishing performance for various objects to be polished, and thus is particularly useful as a final polishing liquid composition for silicon wafers as semiconductor materials. It is.
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Abstract
主鎖部分が炭素-炭素結合のみからなる繰り返し単位により構成され、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)で表される分散度(PDI)が2.0以下である水溶性重合体を含む研磨用濡れ剤。上記水溶性重合体は、分子内に窒素原子を有する単量体に由来する構造単位を10mol%以上100mol%以下含むものであってもよい。
Description
関連出願の相互参照
本出願は、2015年7月1日に出願された日本国特許出願である特願2015-132367の関連出願であり、この日本出願に基づく優先権を主張するものであり、この日本出願に記載された全ての内容を参照により本明細書に組み込まれたものとする。
本発明は、研磨用濡れ剤及び研磨液組成物に関し、さらに詳しくは、シリコンウェーハの仕上げ研磨等に用いられる半導体研磨用濡れ剤及び半導体研磨液組成物に関する。
本出願は、2015年7月1日に出願された日本国特許出願である特願2015-132367の関連出願であり、この日本出願に基づく優先権を主張するものであり、この日本出願に記載された全ての内容を参照により本明細書に組み込まれたものとする。
本発明は、研磨用濡れ剤及び研磨液組成物に関し、さらに詳しくは、シリコンウェーハの仕上げ研磨等に用いられる半導体研磨用濡れ剤及び半導体研磨液組成物に関する。
パソコン及び携帯電話等の情報通信機器、並びに、デジタルカメラ及びテレビ等のデジタル家電製品では、シリコンウェーハを基板とする半導体デバイスが広く用いられている。近年の半導体チップの高集積化、大容量化に伴い、半導体デバイスの加工精度は微細化の一途をたどっており、デバイス形成前のウェーハに対しては、その平滑性、及びキズ等の欠陥を有さないいわゆる無傷性の要求がますます厳しいものとなっている。
ウェーハの平滑化技術としては、CMP(ケミカルメカニカルポリッシング:化学機械研磨)と呼ばれる研磨プロセスがよく用いられている。CMPによる平滑化処理では、微細な砥粒と塩基性化合物を含有した研磨液組成物が使用される。この研磨液組成物を研磨パッド表面に供給しながら、圧接した研磨パッドと被研磨物であるウェーハとを相対移動させて表面を研磨する。このとき、砥粒によるメカニカル研磨と、塩基性化合物によるケミカル研磨とが同時に進行することにより、広範囲にわたりウェーハ表面を高精度に平滑化することができる。
一般に、CMPによるウェーハ研磨では、3~4段階の研磨を行うことにより、高精度の平滑化を実現している。第1段階および第2段階に行う1次研磨および2次研磨では、シリコンインゴットからスライスされた後の荒れたウェーハ表面の粗研磨を主な目的としていることから、研磨速度が重要視される傾向がある。これに対し、第3段階または第4段階の仕上げ研磨では、研磨速度だけではなく、ウェーハ表面の無傷性や高度な平滑性も要求される。
一般に、CMPによるウェーハ研磨では、3~4段階の研磨を行うことにより、高精度の平滑化を実現している。第1段階および第2段階に行う1次研磨および2次研磨では、シリコンインゴットからスライスされた後の荒れたウェーハ表面の粗研磨を主な目的としていることから、研磨速度が重要視される傾向がある。これに対し、第3段階または第4段階の仕上げ研磨では、研磨速度だけではなく、ウェーハ表面の無傷性や高度な平滑性も要求される。
無傷性や平滑性のパラメータとしては、ヘイズ、LPD(Light Point Defect)、スクラッチ傷等の各種表面欠陥が挙げられる。上記のCMPプロセスにより製造されたウェーハ表面上に各種表面欠陥が存在すると、後のデバイス形成工程においてパターン欠陥、絶縁物耐圧不良、イオン打ち込み不良およびその他デバイス特性の劣化を招き、歩留まり低下の要因となるため、出来る限り表面欠陥の少ないウェーハを製造する必要がある。
表面欠陥の少ないウェーハを得るために、一般的には研磨液組成物中に水溶性高分子化合物を加える方法が採用されている。水溶性高分子化合物は、濡れ剤として機能し、砥粒やウェーハの表面に吸着することによって応力緩和効果を発揮し、砥粒や異物によるウェーハへのダメージを低下させる。また、ウェーハ表面に親水性を付与し、砥粒や異物の付着を防止する効果も期待できる。結果として、水溶性高分子化合物を加えない場合に比べてウェーハ表面の高度な平滑化を可能にする。
このような状況の下、水溶性高分子化合物を含む研磨液組成物が提案されている。特許文献1には、水溶性高分子としてヒドロキシエチルセルロース(HEC)を含有する研磨液組成物が開示されている。また、特許文献2には、分子量10万以上の水溶解性の高分子化合物及び水溶解性の塩類等を含有してなる研磨液組成物が記載されている。特許文献3には、重量平均分子量1000000以下かつ分子量分布が5.0未満である各種水溶性高分子を含有する研磨液組成物が開示されている。
表面欠陥の少ないウェーハを得るために、一般的には研磨液組成物中に水溶性高分子化合物を加える方法が採用されている。水溶性高分子化合物は、濡れ剤として機能し、砥粒やウェーハの表面に吸着することによって応力緩和効果を発揮し、砥粒や異物によるウェーハへのダメージを低下させる。また、ウェーハ表面に親水性を付与し、砥粒や異物の付着を防止する効果も期待できる。結果として、水溶性高分子化合物を加えない場合に比べてウェーハ表面の高度な平滑化を可能にする。
このような状況の下、水溶性高分子化合物を含む研磨液組成物が提案されている。特許文献1には、水溶性高分子としてヒドロキシエチルセルロース(HEC)を含有する研磨液組成物が開示されている。また、特許文献2には、分子量10万以上の水溶解性の高分子化合物及び水溶解性の塩類等を含有してなる研磨液組成物が記載されている。特許文献3には、重量平均分子量1000000以下かつ分子量分布が5.0未満である各種水溶性高分子を含有する研磨液組成物が開示されている。
しかし、特許文献1に記載されたHECは、天然物に由来するポリマーであるため、化学構造の制御が制限され、品質のばらつきが大きいという問題があった。また、HECの原料である天然セルロース中にはセルロース由来の水不溶物が含まれており、当該水不溶物自体や、当該水不溶物が核となって凝集したシリカ粒子などが、研磨後の表面欠陥数を増大させることがあった。
また、特許文献2には各種の合成系水溶解性高分子化合物が記載されているものの、構造単位の差異に基づく効果の違いや、分子量分布に関する記載がなく、被研磨体の種類や使用条件によっては十分な研磨性能が得られない虞があった。
特許文献3には、水溶性高分子の分子量分布がLPDの低減と相関がある旨の記載があるが、上述した半導体デバイス精度向上等の背景から、ウェーハ等の被研磨体表面への吸着性および表面平滑性等についてはさらなる改善が求められるものであった。
また、特許文献2には各種の合成系水溶解性高分子化合物が記載されているものの、構造単位の差異に基づく効果の違いや、分子量分布に関する記載がなく、被研磨体の種類や使用条件によっては十分な研磨性能が得られない虞があった。
特許文献3には、水溶性高分子の分子量分布がLPDの低減と相関がある旨の記載があるが、上述した半導体デバイス精度向上等の背景から、ウェーハ等の被研磨体表面への吸着性および表面平滑性等についてはさらなる改善が求められるものであった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものである。すなわち、シリコンウェーハ等の表面研磨に有用な合成系の水溶性重合体を含む研磨用濡れ剤であって、被研磨体表面等への吸着力及び濡れ性に優れるとともに、砥粒の分散安定性に悪影響を及ぼさない研磨用濡れ剤、及び研磨液組成物を提供することを課題とするものである。
上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明者らは、主鎖部分が炭素-炭素結合のみからなる分散度の小さい水溶性重合体を含む研磨液組成物が、研磨後のウェーハ表面の平滑化及びLPD抑制に効果を奏することを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は以下の通りである。
〔1〕主鎖部分が炭素-炭素結合のみからなる繰り返し単位により構成され、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)で表される分散度(PDI)が2.0以下である水溶性重合体を含む研磨用濡れ剤。
〔2〕上記水溶性重合体を濃度10質量%、pH10の水溶液に調製した際に、60℃条件下で1ヶ月経過後の当該水溶性重合体の加水分解率が5.0%以下である、上記〔1〕に記載の研磨用濡れ剤。
〔3〕上記水溶性重合体の重量平均分子量(Mw)が、10,000以上1,000,000以下の範囲である、上記〔1〕又は〔2〕に記載の研磨用濡れ剤。
〔4〕上記水溶性重合体が、分子内に窒素原子を有する単量体に由来する構造単位を10mol%以上100mol%以下含む、上記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の研磨用濡れ剤。
〔5〕上記分子内に窒素原子を有する単量体は、N-(メタ)アクリロイルモルホリン、N-アルキル(メタ)アクリルアミド化合物、(ジ)アルキルアミノアルキルアミド化合物、及びN-ビニルラクタム化合物からなる群から選択される1又は2以上である、上記〔4〕に記載の研磨用濡れ剤。
〔6〕上記分子内に窒素原子を有する単量体は、N-(メタ)アクリロイルモルホリンである、上記〔4〕に記載の研磨用濡れ剤。
〔7〕上記〔1〕~〔6〕のいずれかに記載の研磨用濡れ剤、水、砥粒及びアルカリ化合物を含んでなる研磨液組成物。
〔8〕シリコンウェーハの仕上げ研磨用である、上記〔7〕に記載の研磨液組成物。
〔9〕主鎖部分が炭素-炭素結合のみからなる繰り返し単位により構成され、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)で表される分散度(PDI)が2.0以下である水溶性重合体の存在下で、シリコンウェーハを研磨する工程、
を備える、シリコンウェーハの研磨物の生産方法。
〔1〕主鎖部分が炭素-炭素結合のみからなる繰り返し単位により構成され、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)で表される分散度(PDI)が2.0以下である水溶性重合体を含む研磨用濡れ剤。
〔2〕上記水溶性重合体を濃度10質量%、pH10の水溶液に調製した際に、60℃条件下で1ヶ月経過後の当該水溶性重合体の加水分解率が5.0%以下である、上記〔1〕に記載の研磨用濡れ剤。
〔3〕上記水溶性重合体の重量平均分子量(Mw)が、10,000以上1,000,000以下の範囲である、上記〔1〕又は〔2〕に記載の研磨用濡れ剤。
〔4〕上記水溶性重合体が、分子内に窒素原子を有する単量体に由来する構造単位を10mol%以上100mol%以下含む、上記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の研磨用濡れ剤。
〔5〕上記分子内に窒素原子を有する単量体は、N-(メタ)アクリロイルモルホリン、N-アルキル(メタ)アクリルアミド化合物、(ジ)アルキルアミノアルキルアミド化合物、及びN-ビニルラクタム化合物からなる群から選択される1又は2以上である、上記〔4〕に記載の研磨用濡れ剤。
〔6〕上記分子内に窒素原子を有する単量体は、N-(メタ)アクリロイルモルホリンである、上記〔4〕に記載の研磨用濡れ剤。
〔7〕上記〔1〕~〔6〕のいずれかに記載の研磨用濡れ剤、水、砥粒及びアルカリ化合物を含んでなる研磨液組成物。
〔8〕シリコンウェーハの仕上げ研磨用である、上記〔7〕に記載の研磨液組成物。
〔9〕主鎖部分が炭素-炭素結合のみからなる繰り返し単位により構成され、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)で表される分散度(PDI)が2.0以下である水溶性重合体の存在下で、シリコンウェーハを研磨する工程、
を備える、シリコンウェーハの研磨物の生産方法。
本発明の研磨用濡れ剤に含まれる水溶性重合体は、十分に狭い分子量分布を有する。このため、ウェーハ等の被研磨体表面への吸脱着、及び研磨液組成物中の砥粒の分散安定性等の観点から望ましい分子量を有する重合体からなる研磨用濡れ剤を得ることができる。これにより、研磨後のウェーハ表面の平滑性を高め、LPD等の表面欠陥の抑制力をさらに高めることが可能となる。さらに、シリカの分散性も良好であることから、凝集したシリカ砥粒による擦傷や表面荒れも少なく、無傷性に優れたウェーハ表面を得ることができる。
以下、本開示の代表的かつ非限定的な具体例について、詳細に説明する。この詳細な説明は、本発明の好ましい例を実施するための詳細を当業者に示すことを単純に意図しており、本開示の範囲を限定することを意図したものではない。また、以下に開示される追加的な特徴ならびに発明は、さらに改善された研磨用濡れ剤及び研磨液組成物を提供するために、他の特徴や発明とは別に、又は共に用いることができる。
また、以下の詳細な説明で開示される特徴や工程の組み合わせは、最も広い範囲において本開示を実施する際に必須のものではなく、特に本開示の代表的な具体例を説明するためにのみ記載されるものである。さらに、上記及び下記の代表的な具体例の様々な特徴、ならびに、独立及び従属クレームに記載されるものの様々な特徴は、本開示の追加的かつ有用な実施形態を提供するにあたって、ここに記載される具体例のとおりに、あるいは列挙された順番のとおりに組み合わせなければならないものではない。
本明細書及び/又はクレームに記載された全ての特徴は、実施例及び/又はクレームに記載された特徴の構成とは別に、出願当初の開示ならびにクレームされた特定事項に対する限定として、個別に、かつ互いに独立して開示されることを意図するものである。さらに、全ての数値範囲及びグループ又は集団に関する記載は、出願当初の開示ならびにクレームされた特定事項に対する限定として、それらの中間の構成を開示する意図を持ってなされている。
以下、本発明を詳しく説明する。尚、本明細書において、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及びメタクリルを意味し、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートを意味する。また、「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基及びメタクリロイル基を意味する。
<水溶性重合体>
本発明の研磨用濡れ剤は、主鎖部分が炭素-炭素結合のみからなる繰り返し単位により構成され、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)で表される分散度(PDI)が2.0以下である水溶性重合体を含む。ここで、「主鎖部分が炭素-炭素結合のみからなる」とは、ポリエーテル、ポリエステル及びポリアミド等のように主鎖自身に炭素-酸素結合、炭素-窒素結合等を含むものを除くという意味で用いられる。従って、例えばアクリル系単量体を重合した場合に導入されるアクリロイル基由来の炭素-水素結合やペンダント基等、構成単量体の重合性官能基が有する置換基に由来する結合種類については考慮しない。また、主鎖部分に炭素-炭素不飽和結合を有する水溶性重合体を含む研磨用濡れ剤は、本発明の範囲に含まれる。
本発明の研磨用濡れ剤は、主鎖部分が炭素-炭素結合のみからなる繰り返し単位により構成され、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)で表される分散度(PDI)が2.0以下である水溶性重合体を含む。ここで、「主鎖部分が炭素-炭素結合のみからなる」とは、ポリエーテル、ポリエステル及びポリアミド等のように主鎖自身に炭素-酸素結合、炭素-窒素結合等を含むものを除くという意味で用いられる。従って、例えばアクリル系単量体を重合した場合に導入されるアクリロイル基由来の炭素-水素結合やペンダント基等、構成単量体の重合性官能基が有する置換基に由来する結合種類については考慮しない。また、主鎖部分に炭素-炭素不飽和結合を有する水溶性重合体を含む研磨用濡れ剤は、本発明の範囲に含まれる。
主鎖部分が炭素-炭素結合のみからなる繰り返し単位により構成される水溶性重合体は、例えば、ビニル系単量体を重合することにより得ることができる。
ビニル系単量体は特に限定されるものではないが、具体的には(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル及び(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル化合物;(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸及びフマル酸等の不飽和酸並びにこれらの塩類;無水マレイン酸等の不飽和酸無水物;2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸及びその塩類等のスルホン酸基含有単量体;(メタ)アクリルアミド;N-(メタ)アクリロイルモルホリン;メチル(メタ)アクリルアミド、エチル(メタ)アクリルアミド、n-プロピル(メタ)アクリルアミド、イソプロピル(メタ)アクリルアミド、n-ブチル(メタ)アクリルアミド及び2-エチルヘキシル(メタ)アクリルアミド等のN-アルキル(メタ)アクリルアミド化合物;メチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、エチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド及びジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等の(ジ)アルキルアミノアルキルアミド化合物;メチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、エチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等の(ジ)アルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート化合物;N-ビニルピロリドン、N-ビニル-ε-カプロラクタム等のN-ビニルラクタム化合物;スチレン、ビニルトルエン及びビニルキシレン等の芳香族ビニル化合物;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、t-ブチルビニルエーテル、n-ヘキシルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、n-オクチルビニルエーテル、n-ノニルビニルエーテル及びn-デシルビニルエーテル等の炭素数1~10のアルキル基を有するアルキルビニルエーテル類;ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、ピパリン酸ビニル及びバーサチック酸ビニル等のビニルエステル化合物;エチレン、プロピレン、ブチレン等のα―オレフィン類等が例示され、これらの内の1種又は2種以上を用いることができる。
上記の内でも、ウェーハや研磨砥粒に対して適度な吸着性を有し、アルカリ条件下における耐加水分解性に優れる点から、N-(メタ)アクリロイルモルホリン、N-アルキル(メタ)アクリルアミド化合物、(ジ)アルキルアミノアルキルアミド化合物、N-ビニルラクタム化合物等の分子内に窒素原子を有する単量体が好ましく、さらにはN-(メタ)アクリロイルモルホリンが特に好ましい。
ビニル系単量体は特に限定されるものではないが、具体的には(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル及び(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル化合物;(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸及びフマル酸等の不飽和酸並びにこれらの塩類;無水マレイン酸等の不飽和酸無水物;2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸及びその塩類等のスルホン酸基含有単量体;(メタ)アクリルアミド;N-(メタ)アクリロイルモルホリン;メチル(メタ)アクリルアミド、エチル(メタ)アクリルアミド、n-プロピル(メタ)アクリルアミド、イソプロピル(メタ)アクリルアミド、n-ブチル(メタ)アクリルアミド及び2-エチルヘキシル(メタ)アクリルアミド等のN-アルキル(メタ)アクリルアミド化合物;メチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、エチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド及びジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等の(ジ)アルキルアミノアルキルアミド化合物;メチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、エチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等の(ジ)アルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート化合物;N-ビニルピロリドン、N-ビニル-ε-カプロラクタム等のN-ビニルラクタム化合物;スチレン、ビニルトルエン及びビニルキシレン等の芳香族ビニル化合物;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、t-ブチルビニルエーテル、n-ヘキシルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、n-オクチルビニルエーテル、n-ノニルビニルエーテル及びn-デシルビニルエーテル等の炭素数1~10のアルキル基を有するアルキルビニルエーテル類;ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、ピパリン酸ビニル及びバーサチック酸ビニル等のビニルエステル化合物;エチレン、プロピレン、ブチレン等のα―オレフィン類等が例示され、これらの内の1種又は2種以上を用いることができる。
上記の内でも、ウェーハや研磨砥粒に対して適度な吸着性を有し、アルカリ条件下における耐加水分解性に優れる点から、N-(メタ)アクリロイルモルホリン、N-アルキル(メタ)アクリルアミド化合物、(ジ)アルキルアミノアルキルアミド化合物、N-ビニルラクタム化合物等の分子内に窒素原子を有する単量体が好ましく、さらにはN-(メタ)アクリロイルモルホリンが特に好ましい。
本発明の水溶性重合体は、上記の分子内に窒素原子を有する単量体に由来する構造単位を水溶性重合体の全構造単位に対して10mol%以上100mol%以下の範囲有することが好ましく、30mol%以上100mol%以下の範囲有することがより好ましく、50mol%以上100mol%以下の範囲有することがさらに好ましく、70mol%以上100mol%以下の範囲有することが一層好ましい。分子内に窒素原子を有する単量体に由来する構造単位が10mol%以上100mol%以下の範囲である場合、水に対する溶解性を悪化させることなく、前述したウェーハや研磨砥粒に対する吸着性を適度に付与できるため、好ましい。
本発明では、主鎖部分が炭素-炭素結合のみからなる繰り返し単位により構成される水溶性重合体を用いるため、安定性に優れた研磨用濡れ剤を得ることができる。これに対し、主鎖部分に、炭素-酸素結合又は炭素-窒素結合を有する水溶性重合体は、アルカリ加水分解又は自動酸化等に起因する主鎖切断を生じる場合があり、研磨条件及び保存条件等によっては濡れ剤としての性能が安定的に発揮されない虞がある。
また、研磨液組成物はアルカリ化合物が配合された条件で調製され、保管及び使用されるのが一般的である。このため、研磨用濡れ剤に含まれる水溶性重合体としては、耐アルカリ加水分解性の良好なものが好ましい。
上記アルカリ加水分解の評価は、例えば、水溶性重合体を濃度10質量%、pH10の水溶液に調製し、60℃条件下で1ヶ月静置し、水溶性重合体の加水分解により生成する、当該水溶性重合体を構成する単量体単位の側鎖に由来する化合物の量をGC(例えば、ガスクロマトグラフィー GC-2014、島津製作所製又は当該装置と同程度の精度や正確性を確保できるガスクロマトグラフィー装置)で測定した後、理論量に対する百分率を算出して得られる加水分解率により評価することができる。本発明では、水溶性重合体の上記加水分解率の好ましい範囲は5.0%以下であり、より好ましくは3.0%以下であり、さらに好ましくは1.0%以下である。
上記アルカリ加水分解の評価は、例えば、水溶性重合体を濃度10質量%、pH10の水溶液に調製し、60℃条件下で1ヶ月静置し、水溶性重合体の加水分解により生成する、当該水溶性重合体を構成する単量体単位の側鎖に由来する化合物の量をGC(例えば、ガスクロマトグラフィー GC-2014、島津製作所製又は当該装置と同程度の精度や正確性を確保できるガスクロマトグラフィー装置)で測定した後、理論量に対する百分率を算出して得られる加水分解率により評価することができる。本発明では、水溶性重合体の上記加水分解率の好ましい範囲は5.0%以下であり、より好ましくは3.0%以下であり、さらに好ましくは1.0%以下である。
本発明の水溶性重合体の重量平均分子量(Mw)は、10,000~1,000,000の範囲であることが好ましく、より好ましくは30,000~800,000の範囲であり、さらに好ましくは50,000~600,000の範囲である。重量平均分子量(Mw)が10,000以上であれば、ウェーハ等への濡れ性が良好となる点で好ましく、1,000,000以下であれば、研磨砥粒の分散性安定性の点で好ましい。
尚、本発明では、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定によるポリメタクリル酸メチル換算値として上記重量平均分子量(Mw)を得た。また、数平均分子量(Mn)も同様の方法により得られるものである。
尚、本発明では、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定によるポリメタクリル酸メチル換算値として上記重量平均分子量(Mw)を得た。また、数平均分子量(Mn)も同様の方法により得られるものである。
研磨液組成物における水溶性重合体の分子量の大小は、ウェーハ等の被研磨体への吸脱着速度に影響を与える。一般に、ウェーハ等に対する吸脱着速度は、低分子量体であるほど高いと考えられる。そのため、常に研磨液組成物が供給されている研磨工程においては、低分子量の水溶性重合体ほど素早くウェーハ等に吸着して研磨を阻害し、研磨レートの低下(生産性の低下)をもたらす。一方で研磨後の洗浄工程においては、ウェーハ等の表面から素早く脱着するために、ウェーハ等の表面の親水性が低下して濡れ性が低下する。この場合、最終的にパーティクル等がむき出しのウェーハ表面等に付着することで表面欠陥の悪化に繋がる虞がある。
一方、水溶性重合体の分子量が高すぎる場合は、研磨液組成物中に含まれるシリカ等の砥粒の分散性を悪化させ、砥粒の凝集を引き起こすことがある。この場合、凝集した砥粒によるスクラッチ傷や砥粒凝集物自体の付着などに起因するウェーハ上の表面欠陥数を増大させることがある。また、上記水溶性重合体の水溶液粘度が高くなるためそのろ過性が悪化し、研磨液組成物を製造する際の生産性が低下する虞がある。
一方、水溶性重合体の分子量が高すぎる場合は、研磨液組成物中に含まれるシリカ等の砥粒の分散性を悪化させ、砥粒の凝集を引き起こすことがある。この場合、凝集した砥粒によるスクラッチ傷や砥粒凝集物自体の付着などに起因するウェーハ上の表面欠陥数を増大させることがある。また、上記水溶性重合体の水溶液粘度が高くなるためそのろ過性が悪化し、研磨液組成物を製造する際の生産性が低下する虞がある。
このため、水溶性重合体には用途等に応じて好適な分子量が存在し、目標とする分子量領域に対して大きく異なる低分子量体または高分子量体を含まないことが好ましい。すなわち、水溶性重合体の分子量分布は狭い方が好ましく、本発明においては、水溶性重合体の重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で除した値により表される分散度(PDI)は2.0以下である。PDIは、1.8以下であることが好ましく、1.5以下であることがより好ましく、1.3以下であることがさらに好ましい。PDIの下限は通常1.0である。
PDIが2.0以下であれば、研磨工程における良好な吸着性および研磨後の被研磨体表面への濡れ性の確保、並びに、良好な砥粒分散安定性をバランス良く発揮することが可能となる。このため、ウェーハの研磨工程に用いた場合にはウェーハ全体をムラなく均一に研磨することが可能となる。また、著しく分子量の高い重合体を含まないために良好な砥粒分散性を示し、凝集した研磨砥粒によるスクラッチや表面荒れ、並びに、砥粒凝集体そのものがパーティクルとしてウェーハ表面に付着する表面汚染等が抑制される。その結果、ウェーハ表面の仕上げ研磨における、表面平滑性と無傷性のさらなる向上が期待される。
PDIが2.0以下であれば、研磨工程における良好な吸着性および研磨後の被研磨体表面への濡れ性の確保、並びに、良好な砥粒分散安定性をバランス良く発揮することが可能となる。このため、ウェーハの研磨工程に用いた場合にはウェーハ全体をムラなく均一に研磨することが可能となる。また、著しく分子量の高い重合体を含まないために良好な砥粒分散性を示し、凝集した研磨砥粒によるスクラッチや表面荒れ、並びに、砥粒凝集体そのものがパーティクルとしてウェーハ表面に付着する表面汚染等が抑制される。その結果、ウェーハ表面の仕上げ研磨における、表面平滑性と無傷性のさらなる向上が期待される。
<水溶性重合体の製造方法>
本発明における水溶性重合体の製造方法は特に限定されるものではなく、公知の重合方法を採用することができるが、分子量分布を制御し易くPDIの小さな重合体が得られ易い点でリビングラジカル重合法やリビングアニオン重合法が好ましく、適用可能な単量体の範囲が広い点でリビングラジカル重合がより好ましい。
本発明に用いるリビングラジカル重合は、バッチプロセス、セミバッチプロセス、乾式連続重合プロセス、連続攪拌槽型プロセス(CSTR)等のいずれのプロセスを採用してもよい。また、重合形式は、溶剤を用いないバルク重合、溶剤系の溶液重合、水系の乳化重合、ミニエマルション重合又は懸濁重合等の各種態様に適用することができる。
リビングラジカル重合法の種類についても特段の制限はなく、原子移動ラジカル重合法(ATRP法)、可逆的付加-開裂連鎖移動重合法(RAFT法)、ニトロキシラジカル法(NMP法)、有機テルル化合物を用いる重合法(TERP法)、有機アンチモン化合物を用いる重合法(SBRP法)、有機ビスマス化合物を用いる重合法(BIRP法)及びヨウ素移動重合法等の各種重合方法を採用することができる。これらの内でも、金属又は半金属化合物の混入によるウェーハ汚染の虞がない点から、RAFT法及びNMP法が好ましい。
本発明における水溶性重合体の製造方法は特に限定されるものではなく、公知の重合方法を採用することができるが、分子量分布を制御し易くPDIの小さな重合体が得られ易い点でリビングラジカル重合法やリビングアニオン重合法が好ましく、適用可能な単量体の範囲が広い点でリビングラジカル重合がより好ましい。
本発明に用いるリビングラジカル重合は、バッチプロセス、セミバッチプロセス、乾式連続重合プロセス、連続攪拌槽型プロセス(CSTR)等のいずれのプロセスを採用してもよい。また、重合形式は、溶剤を用いないバルク重合、溶剤系の溶液重合、水系の乳化重合、ミニエマルション重合又は懸濁重合等の各種態様に適用することができる。
リビングラジカル重合法の種類についても特段の制限はなく、原子移動ラジカル重合法(ATRP法)、可逆的付加-開裂連鎖移動重合法(RAFT法)、ニトロキシラジカル法(NMP法)、有機テルル化合物を用いる重合法(TERP法)、有機アンチモン化合物を用いる重合法(SBRP法)、有機ビスマス化合物を用いる重合法(BIRP法)及びヨウ素移動重合法等の各種重合方法を採用することができる。これらの内でも、金属又は半金属化合物の混入によるウェーハ汚染の虞がない点から、RAFT法及びNMP法が好ましい。
例えば、シリコンウェーハ等の表面研磨においてウェーハ表面が金属により汚染された場合には、該金属とシリコン又はシリコン酸化膜との化学反応により、ウェーハ上に隆起、陥没、ピット形成、樹枝状異物形成などの平坦性異常を生じる結果、トランジスタの配線パターンを阻害する虞がある。また、トランジスタのシリコン酸化膜(絶縁膜)の絶縁耐性を劣化させてトランジスタの電気的な破壊を誘発したり、シリコン酸化膜中の余分な電荷単体となってトランジスタの動作不良を起こす場合がある。
このため、研磨用濡れ剤に含まれる水溶性重合体への金属混入を防止することが好ましい。尚、本発明において上記水溶性重合体への混入を防止する金属とは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属及びその他の金属等の金属のみならず、Te等の半金属も含まれるものとする。上記アルカリ金属としては、Na、K等が挙げられる。上記アルカリ土類金属としては、Ca等が挙げられる。上記遷移金属としては、Ni、Cu、Fe、Cr、Zn、Ti、W、Co等が挙げられる。上記その他の金属としては、Al等が挙げられる。本発明では、水溶性重合体に対する上記の各金属(半金属を含む)の含有量を100ppm以下とすることが好ましい。
このため、研磨用濡れ剤に含まれる水溶性重合体への金属混入を防止することが好ましい。尚、本発明において上記水溶性重合体への混入を防止する金属とは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属及びその他の金属等の金属のみならず、Te等の半金属も含まれるものとする。上記アルカリ金属としては、Na、K等が挙げられる。上記アルカリ土類金属としては、Ca等が挙げられる。上記遷移金属としては、Ni、Cu、Fe、Cr、Zn、Ti、W、Co等が挙げられる。上記その他の金属としては、Al等が挙げられる。本発明では、水溶性重合体に対する上記の各金属(半金属を含む)の含有量を100ppm以下とすることが好ましい。
RAFT法では、特定の連鎖移動剤(RAFT剤)及び一般的なフリーラジカル重合開始剤の存在下、可逆的な連鎖移動反応を介して制御された重合が進行し、一般的にはポリマーの分子量は単量体とRAFT剤の仕込み比により調整することが可能である。
本発明では、ジチオエステル化合物、ザンテート化合物、ジチオカーバメート化合物及びトリチオカーボネート化合物等、公知の各種RAFT剤を使用することができる。
本発明では、ジチオエステル化合物、ザンテート化合物、ジチオカーバメート化合物及びトリチオカーボネート化合物等、公知の各種RAFT剤を使用することができる。
RAFT剤の使用割合は、用いる単量体及びRAFT剤の種類等により適宜調整されるものであるが、水溶性重合体全体を構成する全単量体の合計質量に基づいて、0.01質量%以上5.0質量%以下の割合で使用することが好ましく、0.05質量%以上3.0質量%以下の割合がより好ましく、0.1質量%以上2.0質量%以下の割合がさらに好ましい。
RAFT法による重合の際に用いる重合開始剤としては、アゾ化合物、有機過酸化物及び過硫酸塩等の公知のラジカル重合開始剤を使用することができるが、安全上取り扱い易く、ラジカル重合時の副反応が起こりにくい点からアゾ化合物が好ましい。
上記アゾ化合物の具体例としては、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、ジメチル-2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス[N-(2-プロペニル)-2-メチルプロピオンアミド]、2,2’-アゾビス(N-ブチル-2-メチルプロピオンアミド)等が挙げられる。
上記ラジカル重合開始剤は1種類のみ使用しても又は2種以上を併用してもよい。
上記アゾ化合物の具体例としては、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、ジメチル-2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス[N-(2-プロペニル)-2-メチルプロピオンアミド]、2,2’-アゾビス(N-ブチル-2-メチルプロピオンアミド)等が挙げられる。
上記ラジカル重合開始剤は1種類のみ使用しても又は2種以上を併用してもよい。
ラジカル重合開始剤の使用割合は特に制限されないが、水溶性重合体全体を構成する全単量体の合計質量に基づいて、0.01質量%以上1.0質量%以下の割合で使用することが好ましく、0.01質量%以上0.3質量%以下の割合がより好ましく、0.01質量%以上0.1質量%以下の割合がさらに好ましい。
RAFT法による重合反応の際の反応温度は、好ましくは40℃以上100℃以下であり、より好ましくは45℃以上90℃以下であり、さらに好ましくは50℃以上80℃以下である。反応温度が40℃未満であると、反応速度が著しく遅くなる場合がある。一方、反応温度が100℃より高いと使用できる開始剤や溶剤が制限される他、ラジカル連鎖移動等の副反応が起きやすくなるため重合体のPDIが増大する虞がある。
NMP法では、ニトロキシドを有する特定のアルコキシアミン化合物等をリビングラジカル重合開始剤として用い、これに由来するニトロキシドラジカルを介して重合が進行する。本発明では、用いるニトロキシドラジカルの種類に特に制限はない。
NMP法によれば、全く副反応が起こらないと仮定した場合には、上記リビングラジカル重合開始剤と用いるビニル系単量体とのモル比がそのまま得られる重合体の重合度となる。本発明では、リビングラジカル重合開始剤1モルに対して該ビニル系単量体60モル以上6,000モル以下程度を反応させることが好ましく、より好ましくは150モル以上5,000モル以下程度であり、特に好ましくは300モル以上4,000モル以下程度である。
NMP法によれば、全く副反応が起こらないと仮定した場合には、上記リビングラジカル重合開始剤と用いるビニル系単量体とのモル比がそのまま得られる重合体の重合度となる。本発明では、リビングラジカル重合開始剤1モルに対して該ビニル系単量体60モル以上6,000モル以下程度を反応させることが好ましく、より好ましくは150モル以上5,000モル以下程度であり、特に好ましくは300モル以上4,000モル以下程度である。
NMP法におけるリビングラジカル重合開始剤と、用いるビニル系単量体との反応温度は、好ましくは50℃以上140℃以下であり、より好ましくは60℃以上130℃以下であり、さらに好ましくは70℃以上120℃以下であり、特に好ましくは80℃以上120℃以下である。反応温度が50℃未満であると、反応速度が著しく遅くなる場合がある。一方、反応温度が140℃より高いとラジカル連鎖移動等の副反応が起きやすくなるため重合体のPDIが増大する虞がある。
本発明では、水溶性重合体の重合は、重合方法によらず、必要に応じて連鎖移動剤の存在下で実施しても良い。
連鎖移動剤は公知のものを使用することができ、具体的には、エタンチオール、1-プロパンチオール、2-プロパンチオール、1-ブタンチオール、2-ブタンチオール、1-ヘキサンチオール、2-ヘキサンチオール、2-メチルヘプタン-2-チオール、2-ブチルブタン-1-チオール、1,1-ジメチル-1-ペンタンチオール、1-オクタンチオール、2-オクタンチオール、1-デカンチオール、3-デカンチオール、1-ウンデカンチオール、1-ドデカンチオール、2-ドデカンチオール、1-トリデカンチオール、1-テトラデカンチオール、3-メチル-3-ウンデカンチオール、5-エチル-5-デカンチオール、tert-テトラデカンチオール、1-ヘキサデカンチオール、1-ヘプタデカンチオール及び1-オクタデカンチオール等の炭素数2~20のアルキル基を有するアルキルチオール化合物の他、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、2-メルカプトエタノール等が挙げられ、これらの内の1種又は2種以上を用いることができる。
連鎖移動剤は公知のものを使用することができ、具体的には、エタンチオール、1-プロパンチオール、2-プロパンチオール、1-ブタンチオール、2-ブタンチオール、1-ヘキサンチオール、2-ヘキサンチオール、2-メチルヘプタン-2-チオール、2-ブチルブタン-1-チオール、1,1-ジメチル-1-ペンタンチオール、1-オクタンチオール、2-オクタンチオール、1-デカンチオール、3-デカンチオール、1-ウンデカンチオール、1-ドデカンチオール、2-ドデカンチオール、1-トリデカンチオール、1-テトラデカンチオール、3-メチル-3-ウンデカンチオール、5-エチル-5-デカンチオール、tert-テトラデカンチオール、1-ヘキサデカンチオール、1-ヘプタデカンチオール及び1-オクタデカンチオール等の炭素数2~20のアルキル基を有するアルキルチオール化合物の他、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、2-メルカプトエタノール等が挙げられ、これらの内の1種又は2種以上を用いることができる。
連鎖移動剤の中でも、ウェーハへの吸着性が良好となる点から炭素数2~20のアルキル基を有するアルキルチオール化合物が好ましく、炭素数4~20のアルキル基を有するものがより好ましく、炭素数6~20のアルキル基を有するものがさらに好ましい。
連鎖移動剤を用いる際、その好ましい使用量は、全単量体の量に対して0.1~10質量%であり、さらに好ましくは0.5~5質量%である。
連鎖移動剤を用いる際、その好ましい使用量は、全単量体の量に対して0.1~10質量%であり、さらに好ましくは0.5~5質量%である。
本発明では、リビングラジカル重合において公知の重合溶媒を用いることができる。具体的には、ベンゼン、トルエン、キシレン及びアニソール等の芳香族化合物;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル及び酢酸ブチル等のエステル化合物;アセトン及びメチルエチルケトン等のケトン化合物;ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、アルコール、水等が挙げられる。また、重合溶媒を使用せず、塊状重合等の態様で行ってもよい。
<研磨用濡れ剤>
本発明の研磨用濡れ剤は、前記水溶性重合体子及び水を含んでなる。水は、濡れ剤としての効果を損なわないよう、純度の高いものを用いることが好ましい。具体的には、イオン交換樹脂により不純物イオンを除去した後、濾過により異物を除去した純水若しくは超純水、又は、蒸留水を使用することが好ましい。濡れ剤には、この他に、水との混和性が高いアルコール及びケトン類等の有機溶剤等を含んでいてもよい。
研磨用濡れ剤中の水溶性重合体の割合は、水溶液として扱いやすい粘度であれば特に限定されないが、1質量%以上50質量%以下の範囲が好ましく、3質量%以上40質量%以下の範囲がより好ましく、5質量%以上30質量%以下の範囲がさらに好ましい。
本発明の研磨用濡れ剤は、前記水溶性重合体子及び水を含んでなる。水は、濡れ剤としての効果を損なわないよう、純度の高いものを用いることが好ましい。具体的には、イオン交換樹脂により不純物イオンを除去した後、濾過により異物を除去した純水若しくは超純水、又は、蒸留水を使用することが好ましい。濡れ剤には、この他に、水との混和性が高いアルコール及びケトン類等の有機溶剤等を含んでいてもよい。
研磨用濡れ剤中の水溶性重合体の割合は、水溶液として扱いやすい粘度であれば特に限定されないが、1質量%以上50質量%以下の範囲が好ましく、3質量%以上40質量%以下の範囲がより好ましく、5質量%以上30質量%以下の範囲がさらに好ましい。
本発明における水溶性重合体は十分に小さいPDIを有するため、シリカ等の砥粒やウェーハ等の被研磨体表面に対する吸着力や吸着速度の均一性が高いものである。従って、本発明の水溶性重合体を含む研磨液組成物では、被研磨体表面をムラなく均一に研磨することが可能となる。また、著しく分子量の高い成分を含まないことから砥粒分散性にも優れ、砥粒凝集体に起因する被研磨体表面の傷や表面汚染等が抑制される。
<研磨液組成物>
本発明の研磨液組成物は、上記研磨用濡れ剤、水、砥粒及びアルカリ化合物を含んでなるものである。本発明の研磨液組成物は、特に限定するものではないが、シリコンウェーハの研磨用、特に仕上げ研磨用として用いることができる。研磨液組成物中の研磨用濡れ剤の割合は、特に限定されるものではないが、研磨液組成物がCMPにおける扱い上、又ウェーハ表面に吸着するにあたり適度な粘度とすることが好ましい。研磨液組成物の具体的な粘度は、0.1mPa・s以上10mPa・s以下の範囲であることが好ましく、0.3mPa・s以上8mPa・s以下の範囲であることがより好ましく、0.5mPa・s以上5mPa・s以下の範囲であることがさらに好ましい。
また、上記水溶性重合体は、研磨液組成物全体の0.001質量%以上10質量%以下の範囲となるよう用いることが好ましく、0.005質量%以上5質量%以下の範囲であることがより好ましい。
本発明の研磨液組成物は、上記研磨用濡れ剤、水、砥粒及びアルカリ化合物を含んでなるものである。本発明の研磨液組成物は、特に限定するものではないが、シリコンウェーハの研磨用、特に仕上げ研磨用として用いることができる。研磨液組成物中の研磨用濡れ剤の割合は、特に限定されるものではないが、研磨液組成物がCMPにおける扱い上、又ウェーハ表面に吸着するにあたり適度な粘度とすることが好ましい。研磨液組成物の具体的な粘度は、0.1mPa・s以上10mPa・s以下の範囲であることが好ましく、0.3mPa・s以上8mPa・s以下の範囲であることがより好ましく、0.5mPa・s以上5mPa・s以下の範囲であることがさらに好ましい。
また、上記水溶性重合体は、研磨液組成物全体の0.001質量%以上10質量%以下の範囲となるよう用いることが好ましく、0.005質量%以上5質量%以下の範囲であることがより好ましい。
砥粒としてはコロイダルシリカ等を用いることができる。砥粒にコロイダルシリカを用いる場合、研磨液組成物におけるその含有量は、0.1質量%以上50質量%以下であることが好ましく、1質量%以上30質量%以下であることがより好ましく、3質量%以上20質量%以下であることがさらに好ましい。コロイダルシリカの使用量が0.1質量%以上であればメカニカル研磨の研磨速度が良好なものとなる。また、50質量%以下であれば、砥粒の分散性が保持され、ウェーハ表面の平滑性が良好なものとすることができる。
コリダルシリカの平均粒子径は、必要とする研磨速度と研磨後のウェーハ表面の平滑性から適宜選択されるが、一般的には、2nm以上500nm以下の範囲であり、5nm以上300nm以下の範囲が好ましく、5nm以上200nm以下の範囲がより好ましい。
アルカリ化合物としては、水溶性のアルカリ化合物であれば特に制限はなく、アルカリ金属水酸化物、アミン類又はアンモニア若しくは4級水酸化アンモニウム塩等を使用することができる。アルカリ金属水酸化物としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化ルビジウム及び水酸化セシウム等が挙げられる。アミン類としては、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチルペンタミン及びテトラエチルペンタミン等が挙げられる。4級水酸化アンモニウム塩としては、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム及び水酸化テトラブチルアンモニウム等が挙げられる。これらの内では、半導体基板に対する汚染が少ないという点からアンモニア又は4級水酸化アンモニウム塩が好ましい。
本発明の研磨液組成物は、前記アルカリ化合物を添加することにより、そのpHが8~13となるように調整されるのが好ましい。pHの範囲は8.5以上12以下に調整するのがより好ましい。
本発明の研磨液組成物は、前記アルカリ化合物を添加することにより、そのpHが8~13となるように調整されるのが好ましい。pHの範囲は8.5以上12以下に調整するのがより好ましい。
研磨液組成物には、上記以外にも、必要に応じて有機溶剤、各種キレート剤、界面活性剤、有機酸化合物、無機酸化合物及び防腐剤等を更に含有することができる。
(シリコンウェーハの研磨物の生産方法)
本明細書によれば、シリコンウェーハの研磨物の生産方法も提供される。本生産方法は、主鎖部分が炭素-炭素結合のみからなる繰り返し単位により構成され、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)で表される分散度(PDI)が2.0以下である水溶性重合体の存在下で、シリコンウェーハを研磨する工程、を備えることができる。水溶性重合体によりウェーハ表面を保護する形態としては、水溶性重合体と水とを含む半導体用濡れ剤として供給するほか、本開示の水溶性重合体、水、砥粒及びアルカリ化合物を含む研磨用組成物をウェーハに対して供給する形態が含まれる。本生産方法における、水溶性重合体、半導体用濡れ剤及び研磨液組成物については、既に説明した各種の実施態様をそのまま適用することができる。
本明細書によれば、シリコンウェーハの研磨物の生産方法も提供される。本生産方法は、主鎖部分が炭素-炭素結合のみからなる繰り返し単位により構成され、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)で表される分散度(PDI)が2.0以下である水溶性重合体の存在下で、シリコンウェーハを研磨する工程、を備えることができる。水溶性重合体によりウェーハ表面を保護する形態としては、水溶性重合体と水とを含む半導体用濡れ剤として供給するほか、本開示の水溶性重合体、水、砥粒及びアルカリ化合物を含む研磨用組成物をウェーハに対して供給する形態が含まれる。本生産方法における、水溶性重合体、半導体用濡れ剤及び研磨液組成物については、既に説明した各種の実施態様をそのまま適用することができる。
本生産方法の研磨工程は、ウェーハの研磨プロセスのいずれの研磨工程として行ってもよい。すなわち、粗研磨を主目的とし高い研磨レートが要求される研磨プロセス前半の研磨工程でもよいし、仕上げ研磨を主目的とし、ウェーハ表面の無傷性や平滑性が高いレベルで仕上げることが要求される研磨プロセス後半の研磨工程、いわゆる仕上げ研磨工程として実施してもよい。
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。尚、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。尚、以下において「部」及び「%」は、特に断らない限り質量部及び質量%を意味する。
製造例で得られた水溶性重合体の分析方法並びに、実施例及び比較例における半導体用濡れ剤又は研磨液組成物の評価方法について以下に記載する。
製造例で得られた水溶性重合体の分析方法並びに、実施例及び比較例における半導体用濡れ剤又は研磨液組成物の評価方法について以下に記載する。
<分子量測定>
各製造例で得られた重合体について、以下に記載の条件にてゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定を行い、ポリメタクリル酸メチル換算による数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)を得た。また、得られた値から分散度(PDI=Mw/Mn)を算出した。
○測定条件
カラム:東ソー製TSKgel SuperHM-M×3本
溶媒:N,N-ジメチルホルムアミド(10mM LiBr含有)
温度:40℃
検出器:RI
流速:300μL/min
各製造例で得られた重合体について、以下に記載の条件にてゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定を行い、ポリメタクリル酸メチル換算による数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)を得た。また、得られた値から分散度(PDI=Mw/Mn)を算出した。
○測定条件
カラム:東ソー製TSKgel SuperHM-M×3本
溶媒:N,N-ジメチルホルムアミド(10mM LiBr含有)
温度:40℃
検出器:RI
流速:300μL/min
<含有金属分の定量>
各製造例で得られた水溶性重合体約100~200mgをポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製加圧容器に精密に秤量し、超高純度硫酸および超高純度硝酸を加えてマイクロウェーブ分解を行い、分解物を50mlに定容した。上記の溶液について、ICP質量分析器(Agilent7500cs、Agilent社製)を使用し、同時に実施したブランク試験値を減算し、水溶性重合体に対する各金属(半金属を含む)の含有量を決定した。
各製造例で得られた水溶性重合体約100~200mgをポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製加圧容器に精密に秤量し、超高純度硫酸および超高純度硝酸を加えてマイクロウェーブ分解を行い、分解物を50mlに定容した。上記の溶液について、ICP質量分析器(Agilent7500cs、Agilent社製)を使用し、同時に実施したブランク試験値を減算し、水溶性重合体に対する各金属(半金属を含む)の含有量を決定した。
≪重合制御剤(RAFT剤)の合成≫
製造例0
(1,4-ビス(n-ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニルメチル)ベンゼンの合成)
500mlナス型フラスコに1-ドデカンチオール(42.2g)、20%KOH水溶液(63.8g)、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド(1.5g)を加えて氷浴で冷却し、二硫化炭素(15.9g)、テトラヒドロフラン(以下「THF」ともいう)(38ml)を加え20分攪拌した。α、α-ジクロロ-p-キシレン(16.6g)のTHF溶液(170ml)を30分かけて滴下した。室温で1時間反応させた後、クロロホルムから抽出し、純水で洗浄、無水硫酸ナトリウムで乾燥、ロータリーエバポレータで濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製した後、酢酸エチルから再結晶することで式(1)で表される1,4-ビス(n-ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニルメチル)ベンゼン(以下「RAFT剤-A」ともいう)を収率80%で得た。1H-NMR測定より7.2ppm、4.6ppm、3.4ppmに目的物のピークを確認した。
製造例0
(1,4-ビス(n-ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニルメチル)ベンゼンの合成)
500mlナス型フラスコに1-ドデカンチオール(42.2g)、20%KOH水溶液(63.8g)、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド(1.5g)を加えて氷浴で冷却し、二硫化炭素(15.9g)、テトラヒドロフラン(以下「THF」ともいう)(38ml)を加え20分攪拌した。α、α-ジクロロ-p-キシレン(16.6g)のTHF溶液(170ml)を30分かけて滴下した。室温で1時間反応させた後、クロロホルムから抽出し、純水で洗浄、無水硫酸ナトリウムで乾燥、ロータリーエバポレータで濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製した後、酢酸エチルから再結晶することで式(1)で表される1,4-ビス(n-ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニルメチル)ベンゼン(以下「RAFT剤-A」ともいう)を収率80%で得た。1H-NMR測定より7.2ppm、4.6ppm、3.4ppmに目的物のピークを確認した。
≪水溶性重合体の製造≫
製造例1(重合体Aの製造)
攪拌機、温度計、窒素導入管を備えた1Lフラスコに製造例0で合成したRAFT剤-A(5g)、2,2’-アゾビス2-メチルブチロニトリル(0.3g)、アクリロイルモルホリン(以下「ACMO」ともいう)(214g)およびアニソール(279g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、60℃の恒温槽で重合を開始した。4時間後、ドライアイス/メタノール浴で冷却し反応を停止した。この時点でのACMOの重合率をGC(ガスクロマトグラフィー)測定から決定したところ、約87%であった。上記重合溶液を、メタノールから再沈殿精製、真空乾燥することで重合体Aを得た。得られた重合体Aの分子量はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定より、Mn25500、Mw30000であり、PDIは1.18であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
製造例1(重合体Aの製造)
攪拌機、温度計、窒素導入管を備えた1Lフラスコに製造例0で合成したRAFT剤-A(5g)、2,2’-アゾビス2-メチルブチロニトリル(0.3g)、アクリロイルモルホリン(以下「ACMO」ともいう)(214g)およびアニソール(279g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、60℃の恒温槽で重合を開始した。4時間後、ドライアイス/メタノール浴で冷却し反応を停止した。この時点でのACMOの重合率をGC(ガスクロマトグラフィー)測定から決定したところ、約87%であった。上記重合溶液を、メタノールから再沈殿精製、真空乾燥することで重合体Aを得た。得られた重合体Aの分子量はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定より、Mn25500、Mw30000であり、PDIは1.18であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
製造例2(重合体Bの製造)
仕込み原料を表1に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Bを得た。重合体Bの分子量はGPC測定より、Mn65000、Mw80000であり、PDIは1.23であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
仕込み原料を表1に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Bを得た。重合体Bの分子量はGPC測定より、Mn65000、Mw80000であり、PDIは1.23であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
製造例3(重合体Cの製造)
仕込み原料を表1に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Cを得た。重合体Cの分子量はGPC測定より、Mn292000、Mw351000であり、PDIは1.20であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
仕込み原料を表1に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Cを得た。重合体Cの分子量はGPC測定より、Mn292000、Mw351000であり、PDIは1.20であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
製造例4(重合体Dの製造)
仕込み原料を表1に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Dを得た。重合体Dの分子量はGPC測定より、Mn412000、Mw500000であり、PDIは1.21であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
仕込み原料を表1に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Dを得た。重合体Dの分子量はGPC測定より、Mn412000、Mw500000であり、PDIは1.21であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
製造例5(重合体Eの製造)
仕込み原料を表1に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Eを得た。重合体Eの分子量はGPC測定より、Mn621000、Mw796000であり、PDIは1.28であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
仕込み原料を表1に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Eを得た。重合体Eの分子量はGPC測定より、Mn621000、Mw796000であり、PDIは1.28であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
製造例6(重合体Fの製造)
仕込み原料を表1に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Fを得た。重合体Fの分子量はGPC測定より、Mn240000、Mw346000であり、PDIは1.44であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
仕込み原料を表1に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Fを得た。重合体Fの分子量はGPC測定より、Mn240000、Mw346000であり、PDIは1.44であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
製造例7(重合体Gの製造)
仕込み原料を表1に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Gを得た。重合体Gの分子量はGPC測定より、Mn205000、Mw351000であり、PDIは1.71であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
仕込み原料を表1に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Gを得た。重合体Gの分子量はGPC測定より、Mn205000、Mw351000であり、PDIは1.71であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
製造例8(重合体Hの製造)
仕込み原料を表1に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Hを得た。重合体Hの分子量はGPC測定より、Mn191000、Mw368000であり、PDIは1.93であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
仕込み原料を表1に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Hを得た。重合体Hの分子量はGPC測定より、Mn191000、Mw368000であり、PDIは1.93であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
製造例9(重合体Iの製造)
仕込み原料を表1に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Iを得た。重合体Iの分子量はGPC測定より、Mn13300、Mw19800であり、PDIは1.49であった。得られた重合体Iについて以下に示す2通りの条件により、鹸化処理を行った。
仕込み原料を表1に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Iを得た。重合体Iの分子量はGPC測定より、Mn13300、Mw19800であり、PDIは1.49であった。得られた重合体Iについて以下に示す2通りの条件により、鹸化処理を行った。
(重合体Iの鹸化;重合体I-1の製造)
攪拌機、温度計、窒素導入管を備えた500mLフラスコに、重合体I(60g)及びメタノール(110g)を加えて、窒素をバブリングさせながら溶解した。この溶液の含水率は1.5%であった。この溶液を60℃に昇温した後、水酸化カリウム(1.15g)をメタノール(30g)に溶かしたアルカリ溶液を一括で加えて鹸化反応を開始した。2時間反応させた後の鹸化度を測定したところ、98mol%であった。溶剤を除去して、重合体Iの鹸化物(重合体I-1)を得た。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
攪拌機、温度計、窒素導入管を備えた500mLフラスコに、重合体I(60g)及びメタノール(110g)を加えて、窒素をバブリングさせながら溶解した。この溶液の含水率は1.5%であった。この溶液を60℃に昇温した後、水酸化カリウム(1.15g)をメタノール(30g)に溶かしたアルカリ溶液を一括で加えて鹸化反応を開始した。2時間反応させた後の鹸化度を測定したところ、98mol%であった。溶剤を除去して、重合体Iの鹸化物(重合体I-1)を得た。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
製造例10(重合体Iの鹸化;重合体I-2の製造)
攪拌機、温度計、窒素導入管を備えた500mLフラスコに、重合体I(60g)及びメタノール(110g)を加えて、窒素をバブリングさせながら溶解した。この溶液の含水率を4.5%に調整した以外は重合体I―1と同様の鹸化反応を行い、重合体I-2を得た。重合体I-2の鹸化度を測定したところ、85mol%であった。また、ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
攪拌機、温度計、窒素導入管を備えた500mLフラスコに、重合体I(60g)及びメタノール(110g)を加えて、窒素をバブリングさせながら溶解した。この溶液の含水率を4.5%に調整した以外は重合体I―1と同様の鹸化反応を行い、重合体I-2を得た。重合体I-2の鹸化度を測定したところ、85mol%であった。また、ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
製造例11(重合体Jの製造)
仕込み原料を表2に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Jを得た。重合体Jの分子量はGPC測定より、Mn269000、Mw355000であり、PDIは1.32であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
仕込み原料を表2に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Jを得た。重合体Jの分子量はGPC測定より、Mn269000、Mw355000であり、PDIは1.32であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
製造例12(重合体Kの製造)
仕込み原料を表2に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Kを得た。得られた重合体Kの分子量はGPC測定より、Mn270000、Mw345000であり、PDIは1.28であった。1H-NMR測定からアクリロイルモルホリンとN、N-ジメチルアクリルアミドの組成比を決定したところ、アクリロイルモルホリン/N、N-ジメチルアクリルアミド=51/49wt%であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
仕込み原料を表2に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Kを得た。得られた重合体Kの分子量はGPC測定より、Mn270000、Mw345000であり、PDIは1.28であった。1H-NMR測定からアクリロイルモルホリンとN、N-ジメチルアクリルアミドの組成比を決定したところ、アクリロイルモルホリン/N、N-ジメチルアクリルアミド=51/49wt%であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
製造例13(重合体Lの製造)
(重合体Lの製造) 攪拌機、温度計を装着した1Lフラスコに2-メチル-2-[N-tert-ブチル-N-(1-ジエチルホスフォノ-2,2-ジメチルプロピル)-N-オキシル]プロピオン酸(以下「SG1-MAA」ともいう)(0.2g)、アクリロイルモルホリン(75g)、アクリル酸(75g)およびアニソール(350g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、115℃の恒温槽で重合を開始した。5時間後、ドライアイス/メタノール浴で冷却し反応を停止した。この時点での各単量体の重合率をGC測定から決定したところ、アクリロイルモルホリンは約95%、アクリル酸は約88%であった。上記重合溶液を、メタノールから再沈殿精製、真空乾燥することで重合体Lを得た。得られた重合体Lの分子量はGPC測定(ポリスチレン換算)より、Mn245000、Mw347000であり、PDIは1.42であった。1H-NMR測定からアクリロイルモルホリンとアクリル酸の組成比を決定したところ、アクリロイルモルホリン/アクリル酸=52/48wt%であった。また、ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
(重合体Lの製造) 攪拌機、温度計を装着した1Lフラスコに2-メチル-2-[N-tert-ブチル-N-(1-ジエチルホスフォノ-2,2-ジメチルプロピル)-N-オキシル]プロピオン酸(以下「SG1-MAA」ともいう)(0.2g)、アクリロイルモルホリン(75g)、アクリル酸(75g)およびアニソール(350g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、115℃の恒温槽で重合を開始した。5時間後、ドライアイス/メタノール浴で冷却し反応を停止した。この時点での各単量体の重合率をGC測定から決定したところ、アクリロイルモルホリンは約95%、アクリル酸は約88%であった。上記重合溶液を、メタノールから再沈殿精製、真空乾燥することで重合体Lを得た。得られた重合体Lの分子量はGPC測定(ポリスチレン換算)より、Mn245000、Mw347000であり、PDIは1.42であった。1H-NMR測定からアクリロイルモルホリンとアクリル酸の組成比を決定したところ、アクリロイルモルホリン/アクリル酸=52/48wt%であった。また、ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
製造例14(重合体Mの製造)
攪拌機、温度計を装着した1Lフラスコの系内雰囲気を窒素で置換し、トルエン(143g)、1,2-ジメトキシエタン(2.9g)、およびジイソブチル(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシ)アルミニウムを33mmol含有するトルエン溶液(42ml)を加え、-30℃に冷却した。これに、sec-ブチルリチウムを1mmol含有するシクロヘキサン溶液(0.7ml)を加え、20分間撹拌した。溶液を撹拌しながら、-30℃で、N、N-ジメチルアクリルアミド(318g)を約10時間かけて滴下した。溶液は当初、黄色に着色し、滴下終了から3分後に退色した。滴下終了より3分後にメタノールを50ml加えることにより、重合反応を停止させた。この時点でのN、N-ジメチルアクリルアミドの重合率をGC測定から決定したところ、99%以上であった。上記重合溶液を、メタノールから再沈殿精製、真空乾燥することで重合体Mを得た。得られた重合体Mの分子量はGPC測定より、Mn309000、Mw348000であり、PDIは1.13であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
攪拌機、温度計を装着した1Lフラスコの系内雰囲気を窒素で置換し、トルエン(143g)、1,2-ジメトキシエタン(2.9g)、およびジイソブチル(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシ)アルミニウムを33mmol含有するトルエン溶液(42ml)を加え、-30℃に冷却した。これに、sec-ブチルリチウムを1mmol含有するシクロヘキサン溶液(0.7ml)を加え、20分間撹拌した。溶液を撹拌しながら、-30℃で、N、N-ジメチルアクリルアミド(318g)を約10時間かけて滴下した。溶液は当初、黄色に着色し、滴下終了から3分後に退色した。滴下終了より3分後にメタノールを50ml加えることにより、重合反応を停止させた。この時点でのN、N-ジメチルアクリルアミドの重合率をGC測定から決定したところ、99%以上であった。上記重合溶液を、メタノールから再沈殿精製、真空乾燥することで重合体Mを得た。得られた重合体Mの分子量はGPC測定より、Mn309000、Mw348000であり、PDIは1.13であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
製造例15(重合体Nの製造)
仕込み原料を表2に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Nを得た。重合体Nの分子量はGPC測定より、Mn682000、Mw1190000であり、PDIは1.74であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
仕込み原料を表2に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Nを得た。重合体Nの分子量はGPC測定より、Mn682000、Mw1190000であり、PDIは1.74であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
製造例16(重合体Oの製造)
仕込み原料を表2に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Oを得た。得られた重合体Oの分子量はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定より、Mn4200、Mw5100であり、PDIは1.21であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
仕込み原料を表2に示す通りに変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Oを得た。得られた重合体Oの分子量はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定より、Mn4200、Mw5100であり、PDIは1.21であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
比較製造例1(重合体Pの製造)
攪拌機、温度計を装着した1Lフラスコに2,2´-アゾビス2-メチルブチロニトリル(1.5g)、アクリロイルモルホリン(176g)およびアニソール(320g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、60℃の恒温槽で重合を開始した。3時間後、ドライアイス/メタノール浴で冷却し反応を停止した。この時点でのアクリロイルモルホリンの重合率をGC測定から決定したところ、約73%であった。上記重合溶液を、メタノールから再沈殿精製、真空乾燥することで重合体Pを得た。得られた重合体Pの分子量はGPC測定より、Mn282000、Mw786000であり、PDIは2.79であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
攪拌機、温度計を装着した1Lフラスコに2,2´-アゾビス2-メチルブチロニトリル(1.5g)、アクリロイルモルホリン(176g)およびアニソール(320g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、60℃の恒温槽で重合を開始した。3時間後、ドライアイス/メタノール浴で冷却し反応を停止した。この時点でのアクリロイルモルホリンの重合率をGC測定から決定したところ、約73%であった。上記重合溶液を、メタノールから再沈殿精製、真空乾燥することで重合体Pを得た。得られた重合体Pの分子量はGPC測定より、Mn282000、Mw786000であり、PDIは2.79であった。ICP質量分析器によって含有金属分を測定したところ何れの金属分も100ppm以下であった。
表1及び表2に示された化合物の詳細は以下の通り。
ACMO:アクリロイルモルホリン
DMAAm:N,N-ジメチルアクリルアミド
VAC:酢酸ビニル
AA:アクリル酸
NVP:N-ビニルピロリドン
RAFT剤-A:1,4-ビス(n-ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニルメチル)ベンゼン
SG1-MAA:2-メチル-2-[N-tert-ブチル-N-(1-ジエチルホスフォノ-2,2-ジメチルプロピル)-N-オキシル]プロピオン酸(Arkema社製ニトロキシド化合物)
sec-BuLi:sec-ブチルリチウム
DME:1,2-ジメトキシエタン
iBu2ALBHT:ジイソブチル(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシ)アルミニウム
ABN-E:2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)
ACMO:アクリロイルモルホリン
DMAAm:N,N-ジメチルアクリルアミド
VAC:酢酸ビニル
AA:アクリル酸
NVP:N-ビニルピロリドン
RAFT剤-A:1,4-ビス(n-ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニルメチル)ベンゼン
SG1-MAA:2-メチル-2-[N-tert-ブチル-N-(1-ジエチルホスフォノ-2,2-ジメチルプロピル)-N-オキシル]プロピオン酸(Arkema社製ニトロキシド化合物)
sec-BuLi:sec-ブチルリチウム
DME:1,2-ジメトキシエタン
iBu2ALBHT:ジイソブチル(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシ)アルミニウム
ABN-E:2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)
実施例1
製造例1で得られた重合体Aを用いて、研磨用濡れ剤及び研磨液組成物としての以下の評価を行った。得られた結果を表3に示す。
製造例1で得られた重合体Aを用いて、研磨用濡れ剤及び研磨液組成物としての以下の評価を行った。得られた結果を表3に示す。
<耐エッチング性(E.R.)>
ガラスカッターで3×6cmに切出したウェーハの質量を測定後、3%フッ酸水溶液に20秒間浸漬してウェーハ表面の酸化膜を除去し、その後純水で10秒間洗浄した。この工程をウェーハの表面が完全撥水になるまで繰り返した。次いで、アンモニア:水の質量比が1:19であるアンモニア水に、水溶性重合体の濃度が0.18%となるように研磨用濡れ剤を加えて、エッチング薬液を調製した。ウェーハをエッチング薬液に完全に浸漬させ、25℃、12時間静置してエッチングした。エッチング前後のウェーハ質量変化から、次式に従いエッチングレート(E.R.)を算出した。
○:1.5nm/min未満
△:1.5nm/min以上2.0nm/min未満
×:2.0nm/min以上
ガラスカッターで3×6cmに切出したウェーハの質量を測定後、3%フッ酸水溶液に20秒間浸漬してウェーハ表面の酸化膜を除去し、その後純水で10秒間洗浄した。この工程をウェーハの表面が完全撥水になるまで繰り返した。次いで、アンモニア:水の質量比が1:19であるアンモニア水に、水溶性重合体の濃度が0.18%となるように研磨用濡れ剤を加えて、エッチング薬液を調製した。ウェーハをエッチング薬液に完全に浸漬させ、25℃、12時間静置してエッチングした。エッチング前後のウェーハ質量変化から、次式に従いエッチングレート(E.R.)を算出した。
△:1.5nm/min以上2.0nm/min未満
×:2.0nm/min以上
<濡れ性>
耐エッチング性と同様の方法にてウェーハ表面の酸化膜を除去後、0.18%の水溶性重合体溶液中に5分間浸漬した。浸漬後、ピンセットを用いて、ウェーハの表面が液面に対して垂直になるように引き上げ、10秒経過時点におけるウェーハ端部からの撥水距離を目視で確認し、以下の基準により判定した。
◎:撥水距離 3mm未満
○:撥水距離 3mm以上5mm未満
△:撥水距離 5mm以上7mm未満
▲:撥水距離 7mm以上10mm未満
×:撥水距離 10mm以上
耐エッチング性と同様の方法にてウェーハ表面の酸化膜を除去後、0.18%の水溶性重合体溶液中に5分間浸漬した。浸漬後、ピンセットを用いて、ウェーハの表面が液面に対して垂直になるように引き上げ、10秒経過時点におけるウェーハ端部からの撥水距離を目視で確認し、以下の基準により判定した。
◎:撥水距離 3mm未満
○:撥水距離 3mm以上5mm未満
△:撥水距離 5mm以上7mm未満
▲:撥水距離 7mm以上10mm未満
×:撥水距離 10mm以上
<耐アルカリ性>
水酸化ナトリウムをアルカリ剤に用いて、水溶性重合体を濃度10質量%、pH10の水溶液に調製した。得られた水溶液45gを50ccスクリュー瓶に採り、アルミブロックヒーター内で60℃、1ヶ月静置した。水溶性重合体の加水分解により生成する、当該水溶性重合体を構成する単量体単位の側鎖に由来する化合物の量をGC(ガスクロマトグラフィー GC-2014、島津製作所製)で測定した後、理論量に対する百分率を算出して加水分解率とした。算出された加水分解率の値に応じて、以下の基準により耐アルカリ性を判定した。
○:水溶性高分子の加水分解率が5%未満
△:水溶性高分子の加水分解率が5%以上10%未満
×:水溶性高分子の加水分解率が10%以上
水酸化ナトリウムをアルカリ剤に用いて、水溶性重合体を濃度10質量%、pH10の水溶液に調製した。得られた水溶液45gを50ccスクリュー瓶に採り、アルミブロックヒーター内で60℃、1ヶ月静置した。水溶性重合体の加水分解により生成する、当該水溶性重合体を構成する単量体単位の側鎖に由来する化合物の量をGC(ガスクロマトグラフィー GC-2014、島津製作所製)で測定した後、理論量に対する百分率を算出して加水分解率とした。算出された加水分解率の値に応じて、以下の基準により耐アルカリ性を判定した。
○:水溶性高分子の加水分解率が5%未満
△:水溶性高分子の加水分解率が5%以上10%未満
×:水溶性高分子の加水分解率が10%以上
<シリカ分散性>
9ccのスクリュー瓶にコロイダルシリカ(1次粒子径:30~50nm)5.0gに樹脂固形分20%の水溶性重合体水溶液を0.5g加えて、良く混合した。一晩静置後のシリカの粒子径(A)を動的光散乱法(ELSZ-1000、大塚電子製)により測定し、水溶性重合体を加えていないコロイダルシリカの粒子径(B)からの変化率を下式に従って算出し、以下の基準より判定した。
変化率(%)={(A-B)/B}×100
○:変化率が5%未満
△:変化率が5%以上10%未満
▲:変化率が10%以上20%未満
×:変化率が20%以上
9ccのスクリュー瓶にコロイダルシリカ(1次粒子径:30~50nm)5.0gに樹脂固形分20%の水溶性重合体水溶液を0.5g加えて、良く混合した。一晩静置後のシリカの粒子径(A)を動的光散乱法(ELSZ-1000、大塚電子製)により測定し、水溶性重合体を加えていないコロイダルシリカの粒子径(B)からの変化率を下式に従って算出し、以下の基準より判定した。
変化率(%)={(A-B)/B}×100
○:変化率が5%未満
△:変化率が5%以上10%未満
▲:変化率が10%以上20%未満
×:変化率が20%以上
<水溶液ろ過性>
1.5%ポリマー水溶液0.5kgを吸引ろ過(500hPa)し、全量ろ過するまでに要した時間を測定し、以下の基準より判定した。
◎:3min未満
○:3min以上5min未満
△:5min以上10min未満
▲:10min以上20min未満
×:20min以上
1.5%ポリマー水溶液0.5kgを吸引ろ過(500hPa)し、全量ろ過するまでに要した時間を測定し、以下の基準より判定した。
◎:3min未満
○:3min以上5min未満
△:5min以上10min未満
▲:10min以上20min未満
×:20min以上
実施例2~16及び比較例1~3
研磨用濡れ剤を表3に記載の通り変更した以外は実施例1と同様の操作により各種評価を行った。得られた結果を表3に示す。
なお、比較例2では水溶性重合体としてポリエチレンオキサイド-ポリプロピレンオキサイド-ポリエチレンオキサイドトリブロック共重合体(以下「PEO-PPO-PEO」ともいう)を使用した。また、比較例3ではヒドロキシエチルセルロース(以下「HEC」ともいう)を使用した。
研磨用濡れ剤を表3に記載の通り変更した以外は実施例1と同様の操作により各種評価を行った。得られた結果を表3に示す。
なお、比較例2では水溶性重合体としてポリエチレンオキサイド-ポリプロピレンオキサイド-ポリエチレンオキサイドトリブロック共重合体(以下「PEO-PPO-PEO」ともいう)を使用した。また、比較例3ではヒドロキシエチルセルロース(以下「HEC」ともいう)を使用した。
表3に示された水溶性重合体の詳細は以下の通り。
PEO-PPO-PEO:ポリエチレンオキサイド-ポリプロピレンオキサイド-ポリエチレンオキサイドトリブロック共重合体(シグマアルドリッチ社製、Pluronic F127)
HEC:ヒドロキシエチルセルロース(和光純薬工業社製、重量平均分子量250,000)
PEO-PPO-PEO:ポリエチレンオキサイド-ポリプロピレンオキサイド-ポリエチレンオキサイドトリブロック共重合体(シグマアルドリッチ社製、Pluronic F127)
HEC:ヒドロキシエチルセルロース(和光純薬工業社製、重量平均分子量250,000)
実施例1~16は、本発明で規定する研磨用濡れ剤を用いた実験例である。水溶性重合体の分散度が十分に小さく、研磨性能に悪影響を及ぼす高分子量成分及び低分子量成分の含有量が少ないため、吸着力の指標となる耐エッチング性、濡れ性及びシリカ分散性の全てにおいてバランスよく良好な性能を示している。中でも、分子内にN-アクリロイルモルホリンに由来する構造単位を含む水溶性重合体を用いた実施例1~8、12、13、15及び16は、特に優れた吸着力を有するものであることが示された。
これに対し、水溶性重合体のPDI値が高い比較例1では、シリカ分散性が悪化する結果が認められた。比較例2は、主鎖部分に炭素-酸素結合を有する水溶性重合体を用いた例であり、重合体の安定性の点で懸念されるものである。加えて、この場合、被研磨体への吸着力の点でも不十分である結果が得られた。
これに対し、水溶性重合体のPDI値が高い比較例1では、シリカ分散性が悪化する結果が認められた。比較例2は、主鎖部分に炭素-酸素結合を有する水溶性重合体を用いた例であり、重合体の安定性の点で懸念されるものである。加えて、この場合、被研磨体への吸着力の点でも不十分である結果が得られた。
本発明の研磨用濡れ剤に含まれる水溶性重合体は十分に小さいPDIを有するため、シリカ等の砥粒やウェーハ等の被研磨体表面に対する吸着力や吸着速度の均一性が高いものである。従って、本発明の水溶性重合体を含む研磨液組成物では、被研磨体表面をムラなく均一に研磨することが可能となる。また、著しく分子量の高い成分を含まないことから砥粒分散性にも優れ、砥粒凝集体に起因する被研磨体表面の傷や表面汚染等が抑制される。
上記より、本発明の研磨用濡れ剤を含有する研磨液組成物は各種の被研磨体に対して良好な研磨性能を発揮するため、半導体材料としてのシリコンウェーハの仕上げ研磨液組成物として特に有用である。
上記より、本発明の研磨用濡れ剤を含有する研磨液組成物は各種の被研磨体に対して良好な研磨性能を発揮するため、半導体材料としてのシリコンウェーハの仕上げ研磨液組成物として特に有用である。
Claims (9)
- 主鎖部分が炭素-炭素結合のみからなる繰り返し単位により構成され、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)で表される分散度(PDI)が2.0以下である水溶性重合体を含む研磨用濡れ剤。
- 前記水溶性重合体を濃度10質量%、pH10の水溶液に調製した際に、60℃条件下で1ヶ月経過後の当該水溶性重合体の加水分解率が5.0%以下である、請求項1に記載の研磨用濡れ剤。
- 前記水溶性重合体の重量平均分子量(Mw)が、10,000以上1,000,000以下の範囲である、請求項1又は2に記載の研磨用濡れ剤。
- 前記水溶性重合体が、分子内に窒素原子を有する単量体に由来する構造単位を10mol%以上100mol%以下含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の研磨用濡れ剤。
- 前記分子内に窒素原子を有する単量体は、N-(メタ)アクリロイルモルホリン、N-アルキル(メタ)アクリルアミド化合物、(ジ)アルキルアミノアルキルアミド化合物、及びN-ビニルラクタム化合物からなる群から選択される1又は2以上である、請求項4に記載の研磨用濡れ剤。
- 前記分子内に窒素原子を有する単量体は、N-(メタ)アクリロイルモルホリンである、請求項4に記載の研磨用濡れ剤。
- 請求項1~6のいずれか一項に記載の研磨用濡れ剤、水、砥粒及びアルカリ化合物を含む、研磨液組成物。
- シリコンウェーハの仕上げ研磨用である、請求項7に記載の研磨液組成物。
- 主鎖部分が炭素-炭素結合のみからなる繰り返し単位により構成され、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)で表される分散度(PDI)が2.0以下である水溶性重合体の存在下で、シリコンウェーハを研磨する工程、
を備える、シリコンウェーハの研磨物の生産方法。
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TWI773742B (zh) * | 2017-03-31 | 2022-08-11 | 日商福吉米股份有限公司 | 研磨用組成物 |
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