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JP7624837B2 - Polishing composition - Google Patents
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JP7624837B2 - Polishing composition - Google Patents

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Description

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

LSI製造プロセスの微細化がもたらす高集積化によって、コンピューターをはじめとした電子機器は、小型化、多機能化、高速化等の高性能化を果たしてきた。このようなLSIの高集積化に伴う新たな微細加工技術において、化学機械研磨(CMP)法が使用される。 The high integration brought about by the miniaturization of LSI manufacturing processes has led to improved performance in electronic devices, including computers, with smaller size, more functionality, and faster speeds. Chemical mechanical polishing (CMP) is used as a new microfabrication technology for the high integration of LSIs.

当該CMPは、半導体製造における各工程に適用されてきており、その一態様として、TiN等のチタン原子を含む材料や、単結晶シリコン、多結晶シリコン、酸化ケイ素、シリコン窒化物等のケイ素原子を含む材料を研磨することがあり、各材料の研磨レートを制御することが求められている。 CMP has been applied to various steps in semiconductor manufacturing, and in one aspect, it is used to polish materials containing titanium atoms, such as TiN, and materials containing silicon atoms, such as single crystal silicon, polycrystalline silicon, silicon oxide, and silicon nitride, and there is a need to control the polishing rate of each material.

例えば、ケイ素原子を含む基板を研磨するためのCMPスラリーとして、特許文献1では、塩、可溶性セリウム、カルボン酸、およびシリカ(特にヒュームドシリカ)を含む水性化学機械的研磨組成物が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses an aqueous chemical mechanical polishing composition containing a salt, soluble cerium, a carboxylic acid, and silica (particularly fumed silica) as a CMP slurry for polishing a substrate containing silicon atoms.

特表2001-507739号公報Special Publication No. 2001-507739

各材料の研磨レートを制御することが求められている状況下、本発明においては、ケイ素原子を含む材料を高速で研磨することのできる新規な研磨用組成物を提供することを課題とする。 In a situation where there is a demand to control the polishing rate of each material, the objective of the present invention is to provide a new polishing composition that can polish materials containing silicon atoms at high speed.

上記課題を解決すべく、本発明者は鋭意研究を積み重ねた。その結果、砥粒と、ケイ素原子を含む研磨対象物の研磨速度向上剤と、液体キャリアと、を含み、前記砥粒は、その表面がカチオン修飾されており、前記研磨速度向上剤が、αケト酸を含む、研磨用組成物によって、上記課題を解決することができることを見出した。 In order to solve the above problems, the present inventors have conducted extensive research. As a result, they have found that the above problems can be solved by a polishing composition that contains abrasive grains, a polishing speed enhancer for an object to be polished that contains silicon atoms, and a liquid carrier, in which the surfaces of the abrasive grains are cationically modified, and the polishing speed enhancer contains an alpha-keto acid.

本発明は、ケイ素原子を含む材料を高速で研磨することのできる新規な研磨用組成物を提供することができる。 The present invention provides a novel polishing composition capable of polishing silicon-containing materials at high speed.

以下、本発明を説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態のみには限定されない。また、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温(20~25℃)/相対湿度40~50%RHの条件で測定する。また、本明細書に開示されている全ての下限値上限値の値は、全ての組合せが開示されていると理解されなければならない。つまり、補正の根拠となりうると理解されなければならない。 The present invention is described below. Note that the present invention is not limited to the following embodiments. Furthermore, unless otherwise specified, operations and measurements of physical properties are performed under room temperature (20-25°C) and relative humidity of 40-50% RH. Furthermore, it should be understood that all combinations of lower and upper limit values disclosed in this specification are disclosed. In other words, it should be understood that they can serve as a basis for correction.

<研磨用組成物>
本発明の一実施形態において、砥粒と、ケイ素原子を含む研磨対象物の研磨速度向上剤と、液体キャリアと、を含み、前記砥粒は、その表面がカチオン修飾されており、前記研磨速度向上剤が、αケト酸を含む、研磨用組成物が提供される。かかる実施形態によれば、ケイ素原子を含む材料を高速で研磨することのできる新規な研磨用組成物を提供することができる。
<Polishing Composition>
In one embodiment of the present invention, there is provided a polishing composition comprising an abrasive grain, a polishing rate enhancer for a polishing object containing silicon atoms, and a liquid carrier, the abrasive grain having a surface cationically modified, and the polishing rate enhancer containing an alpha-keto acid. According to this embodiment, a novel polishing composition capable of polishing a material containing silicon atoms at high speed can be provided.

以下、研磨用組成物を構成する各成分の説明を行う。 Below, we will explain each component that makes up the polishing composition.

[砥粒]
本発明の一実施形態において、研磨用組成物は、砥粒を含み、前記砥粒の表面がカチオン修飾されている。表面がカチオン修飾された砥粒を用いないと本発明の所期の効果が奏されない虞がある。
[Abrasive grain]
In one embodiment of the present invention, the polishing composition contains abrasive grains, and the surfaces of the abrasive grains are cationically modified. If the abrasive grains having the surfaces cationically modified are not used, there is a risk that the intended effect of the present invention will not be achieved.

本発明の一実施形態において、当該修飾は、化学結合によるものである。 In one embodiment of the invention, the modification is by chemical bonding.

本発明の一実施形態において、砥粒の具体例としては、無機粒子、有機粒子、および有機無機複合粒子のいずれであってもよいが、好ましくは無機粒子である。無機粒子の具体例としては、例えば、シリカ、アルミナ、セリア、チタニア等の金属酸化物からなる粒子、窒化ケイ素粒子、炭化ケイ素粒子、窒化ホウ素粒子が挙げられる。本発明の一実施形態において、前記砥粒が、セリアを除く砥粒である。本発明の一実施形態において、前記砥粒が、シリカである。シリカとしては、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカが好ましく、特に好ましいのはコロイダルシリカである。コロイダルシリカの製造方法としては、ケイ酸ソーダ法、ゾルゲル法が挙げられる。 In one embodiment of the present invention, specific examples of the abrasive grains may be inorganic particles, organic particles, or organic-inorganic composite particles, but are preferably inorganic particles. Specific examples of inorganic particles include particles made of metal oxides such as silica, alumina, ceria, and titania, silicon nitride particles, silicon carbide particles, and boron nitride particles. In one embodiment of the present invention, the abrasive grains are abrasive grains other than ceria. In one embodiment of the present invention, the abrasive grains are silica. As silica, fumed silica and colloidal silica are preferred, and colloidal silica is particularly preferred. Methods for producing colloidal silica include the sodium silicate method and the sol-gel method.

本発明の一実施形態において、前記砥粒の表面がカチオン修飾されている。本発明の一実施形態において、表面がカチオン修飾されているコロイダルシリカとして、アミノ基または第4級アンモニウム基が表面に固定化されたコロイダルシリカが好ましく挙げられる。このようなカチオン性基を有するコロイダルシリカの製造方法としては、特開2005-162533号公報に記載されているような、アミノエチルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノエチルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルジメチルエトキシシラン、アミノプロピルメチルジエトキシシラン、アミノブチルトリエトキシシラン等のアミノ基を有するシランカップリング剤またはN-トリメトキシシリルプロピル-N,N,N-トリメチルアンモニウム等の第4アンモニウム基を有するシランカップリング剤を砥粒の表面に固定化する方法が挙げられる。これにより、アミノ基または第4級アンモニウム基が表面に固定化されたコロイダルシリカを得ることができる。本発明の一実施形態において、前記砥粒は、アミノ基を有するシランカップリング剤または第4アンモニウム基を有するシランカップリング剤を砥粒の表面に固定化させてなる。 In one embodiment of the present invention, the surface of the abrasive grains is cationically modified. In one embodiment of the present invention, colloidal silica having a cationically modified surface is preferably colloidal silica having an amino group or a quaternary ammonium group fixed to the surface. Examples of a method for producing colloidal silica having such cationic groups include a method of fixing a silane coupling agent having an amino group such as aminoethyltrimethoxysilane, aminopropyltrimethoxysilane, aminoethyltriethoxysilane, aminopropyltriethoxysilane, aminopropyldimethylethoxysilane, aminopropylmethyldiethoxysilane, or an silane coupling agent having a quaternary ammonium group such as N-trimethoxysilylpropyl-N,N,N-trimethylammonium to the surface of the abrasive grains, as described in JP-A-2005-162533. This makes it possible to obtain colloidal silica having an amino group or a quaternary ammonium group fixed to the surface. In one embodiment of the present invention, the abrasive grains are formed by fixing a silane coupling agent having an amino group or a silane coupling agent having a quaternary ammonium group to the surface of the abrasive grains.

本発明の一実施形態において、前記砥粒の単位表面積あたりのシラノール基数(シラノール基密度)が、2.0個/nm超である。本発明の一実施形態において、シラノール基数が、2.1個/nm以上、2.3個/nm以上、2.5個/nm以上、2.7個/nm以上、2.9個/nm以上、3.1個/nm以上、3.3個/nm以上、あるいは、3.5個/nm以上である。かような下限を有することによって本発明の所期の効果を効率的に奏することができる。本発明の一実施形態において、前記砥粒の単位表面積あたりのシラノール基数(シラノール基密度)が、10個/nm未満、8個/nm以下、6個/nm以下、5個/nm以下、あるいは、4個/nm以下である。かような上限を有することで本発明の所期の効果を効率的に奏することができるとの技術的効果を有する。 In one embodiment of the present invention, the number of silanol groups per unit surface area of the abrasive grains (silanol group density) is more than 2.0/ nm2 . In one embodiment of the present invention, the number of silanol groups is 2.1/nm2 or more , 2.3/nm2 or more, 2.5/ nm2 or more, 2.7/nm2 or more , 2.9/nm2 or more, 3.1/ nm2 or more, 3.3/ nm2 or more, or 3.5/ nm2 or more. By having such a lower limit, the desired effect of the present invention can be efficiently achieved. In one embodiment of the present invention, the number of silanol groups per unit surface area of the abrasive grains (silanol group density) is less than 10/ nm2 , 8/nm2 or less, 6/nm2 or less , 5/nm2 or less, or 4/nm2 or less . By having such an upper limit, the technical effect of efficiently achieving the desired effect of the present invention can be achieved.

本発明の一実施形態において、前記砥粒の単位表面積あたりのシラノール基数を2.0個/nm超にするためには、例えば、砥粒の製造方法を適宜選択することによる方法が挙げられる。砥粒の単位表面積あたりのシラノール基数が2.0個/nm超である市販品があればそれを購入してもよい。 In one embodiment of the present invention, the number of silanol groups per unit surface area of the abrasive grains can be made to exceed 2.0/ nm2 by, for example, appropriately selecting a method for manufacturing the abrasive grains. If a commercially available product has a number of silanol groups per unit surface area of the abrasive grains that exceeds 2.0/ nm2 , that product may be purchased.

本発明の一実施形態において、シラノール基密度は、以下の測定方法または計算方法により、各パラメータを測定または算出した後、以下の方法により算出することができる。 In one embodiment of the present invention, the silanol group density can be calculated by the following method after measuring or calculating each parameter by the following measurement method or calculation method.

下記式中のCは、砥粒の合計質量を用い、下記式中のSは、砥粒のBET比表面積である。まず、固形分として1.50gの砥粒を200mlビーカーに採取し、100mlの純水を加えてスラリーとした後、30gの塩化ナトリウムを添加して溶解する。次に、1N 塩酸を添加してスラリーのpHを約3.0~3.5に調整した後、スラリーが150mlになるまで純水を加える。このスラリーに対して、自動滴定装置(平沼産業株式会社製、COM-1700)使用して、25℃で0.1N 水酸化ナトリウムを用いてpHが4.0になるよう調整し、さらに、pH滴定によってpHを4.0から9.0に上げるのに要した0.1N 水酸化ナトリウム溶液の容量V[L]を測定する。シラノール基密度は、下記式により算出することができる。 In the formula below, C is the total mass of the abrasive grains, and S is the BET specific surface area of the abrasive grains. First, 1.50 g of abrasive grains as solids are collected in a 200 ml beaker, and 100 ml of pure water is added to make a slurry, after which 30 g of sodium chloride is added and dissolved. Next, 1 N hydrochloric acid is added to adjust the pH of the slurry to about 3.0 to 3.5, and pure water is added until the slurry becomes 150 ml. Using an automatic titration device (HIRANUMA SANGYO CO., LTD., COM-1700), this slurry is adjusted to pH 4.0 with 0.1 N sodium hydroxide at 25°C, and the volume V [L] of 0.1 N sodium hydroxide solution required to increase the pH from 4.0 to 9.0 by pH titration is measured. The silanol group density can be calculated using the formula below.

上記式中、
ρは、シラノール基密度(個/nm)を表わし;
cは、滴定に用いた水酸化ナトリウム溶液の濃度(mol/L)を表わし;
Vは、pHを4.0から9.0に上げるのに要した水酸化ナトリウム溶液の容量(L)
を表わし;
は、アボガドロ定数(個/mol)を表わし;
Cは、砥粒の合計質量(固形分)(g)を表わし;
Sは、砥粒のBET比表面積の加重平均値(nm/g)を表わす。
In the above formula,
ρ represents the silanol group density (groups/nm 2 );
c represents the concentration (mol/L) of the sodium hydroxide solution used in the titration;
V is the volume (L) of sodium hydroxide solution required to raise the pH from 4.0 to 9.0.
represents;
N A represents the Avogadro constant (mol);
C represents the total mass (solids) of the abrasive grains (g);
S represents the weighted average value (nm 2 /g) of the BET specific surface area of the abrasive grains.

本発明の一実施形態において、前記砥粒の平均一次粒子径が、5nm以上、10nm以上、12nm以上、14nm以上、16nm以上、18nm以上、20nm以上、あるいは、22nm以上である。本発明の一実施形態の研磨用組成物において、前記砥粒の平均一次粒子径が、50nm以下、40nm以下、38nm以下、36nm以下、35nm未満、34nm以下、32nm以下、30nm以下、28nm以下、26nm以下、あるいは、24nm以下である。35nm未満であることによって、本発明の所期の効果を効率的に奏することができる。本発明の一実施形態において、前記砥粒の平均一次粒子径の測定方法は、実施例に記載の方法によってもよい。 In one embodiment of the present invention, the average primary particle diameter of the abrasive grains is 5 nm or more, 10 nm or more, 12 nm or more, 14 nm or more, 16 nm or more, 18 nm or more, 20 nm or more, or 22 nm or more. In one embodiment of the polishing composition, the average primary particle diameter of the abrasive grains is 50 nm or less, 40 nm or less, 38 nm or less, 36 nm or less, less than 35 nm, 34 nm or less, 32 nm or less, 30 nm or less, 28 nm or less, 26 nm or less, or 24 nm or less. By being less than 35 nm, the intended effect of the present invention can be efficiently achieved. In one embodiment of the present invention, the method for measuring the average primary particle diameter of the abrasive grains may be the method described in the examples.

本発明の一実施形態において、前記砥粒の平均二次粒子径が、10nm以上、12nm以上、14nm以上、16nm以上、18nm以上、20nm以上、20nm以上、25nm以上、30nm以上、35nm以上、40nm以上、あるいは、45nm以上である。本発明の一実施形態の研磨用組成物において、前記砥粒の平均一次粒子径が、100nm以下、90nm以下、80nm以下、75nm以下、70nm以下、65nm以下、60nm以下、あるいは、55nm以下である。本発明の一実施形態において、前記砥粒の平均二次粒子径の測定方法は、実施例に記載の方法によってもよい。 In one embodiment of the present invention, the average secondary particle diameter of the abrasive grains is 10 nm or more, 12 nm or more, 14 nm or more, 16 nm or more, 18 nm or more, 20 nm or more, 20 nm or more, 25 nm or more, 30 nm or more, 35 nm or more, 40 nm or more, or 45 nm or more. In one embodiment of the polishing composition of the present invention, the average primary particle diameter of the abrasive grains is 100 nm or less, 90 nm or less, 80 nm or less, 75 nm or less, 70 nm or less, 65 nm or less, 60 nm or less, or 55 nm or less. In one embodiment of the present invention, the method for measuring the average secondary particle diameter of the abrasive grains may be the method described in the Examples.

本発明の一実施形態において、研磨用組成物中の砥粒の平均会合度(平均二次粒子径/平均一次粒子径)の下限は、1.3以上、1.4以上、1.5以上、1.5超、1.6以上、1.7以上、1.8以上、1.8超、1.9以上、2.0以上、あるいは、2.1以上である。特に、研磨用組成物中の砥粒の平均会合度(平均二次粒子径/平均一次粒子径)が1.5超、あるいは、1.8超であることによって本発明の所期の効果を効率的に奏する。本発明の一実施形態において、研磨用組成物中の砥粒の平均会合度の上限は、4.0以下、3.5以下、3.3以下、3.1以下、2.9以下、2.7以下、あるいは、2.5以下である。 In one embodiment of the present invention, the lower limit of the average degree of association (average secondary particle size/average primary particle size) of the abrasive grains in the polishing composition is 1.3 or more, 1.4 or more, 1.5 or more, more than 1.5, 1.6 or more, 1.7 or more, 1.8 or more, more than 1.8, 1.9 or more, 2.0 or more, or 2.1 or more. In particular, the expected effect of the present invention is efficiently achieved by having the average degree of association (average secondary particle size/average primary particle size) of the abrasive grains in the polishing composition exceed 1.5 or exceed 1.8. In one embodiment of the present invention, the upper limit of the average degree of association of the abrasive grains in the polishing composition is 4.0 or less, 3.5 or less, 3.3 or less, 3.1 or less, 2.9 or less, 2.7 or less, or 2.5 or less.

本発明の一実施形態において、前記研磨用組成物中で、前記砥粒の含有量が、0.01質量%以上、0.05質量%以上、0.1質量%以上、0.5質量%以上、0.7質量%以上、0.9質量%以上、1.1質量%以上、1.3質量%以上、1.5質量%以上、あるいは、1.7質量%以上、1.8質量%以上、1.8質量%超、2.0質量%以上、2.2質量%以上、あるいは、2.4質量%以上である。本発明の一実施形態において、前記研磨用組成物中で、前記砥粒の含有量が、10質量%以下、8質量%以下、6質量%以下、5質量%以下、4質量%以下、3質量%以下、3質量%未満、2.8質量%以下、2.3質量%以下、2.1質量%以下、あるいは、1.9質量%以下である。 In one embodiment of the present invention, the content of the abrasive grains in the polishing composition is 0.01% by mass or more, 0.05% by mass or more, 0.1% by mass or more, 0.5% by mass or more, 0.7% by mass or more, 0.9% by mass or more, 1.1% by mass or more, 1.3% by mass or more, 1.5% by mass or more, or 1.7% by mass or more, 1.8% by mass or more, more than 1.8% by mass, 2.0% by mass or more, 2.2% by mass or more, or 2.4% by mass or more. In one embodiment of the present invention, the content of the abrasive grains in the polishing composition is 10% by mass or less, 8% by mass or less, 6% by mass or less, 5% by mass or less, 4% by mass or less, 3% by mass or less, less than 3% by mass, 2.8% by mass or less, 2.3% by mass or less, 2.1% by mass or less, or 1.9% by mass or less.

本発明の一実施形態において、前記研磨用組成物における前記砥粒のゼータ電位が、正であり、具体的には、2mV超、4mV以上、6mV以上、8mV以上、10mV以上、12mV以上、13mV以上、14mV以上、16mV以上、18mV以上、20mV以上、あるいは、22mV以上である。前記砥粒の表面がカチオン修飾されていないとゼータ電位が不十分となる虞があり、本発明の所期の効果を奏しない場合がある。本発明の一実施形態において、前記研磨用組成物における前記砥粒のゼータ電位が、40mV以下、38mV以下、36mV以下、34mV以下、32mV以下、32mV未満、30mV以下、28mV以下、26mV以下、24mV以下、22mV以下、20mV以下、18mV以下、16mV以下、あるいは、14mV以下である。特に32mV未満であると本発明の所期の効果を効率的に奏する。 In one embodiment of the present invention, the zeta potential of the abrasive grains in the polishing composition is positive, specifically, more than 2 mV, 4 mV or more, 6 mV or more, 8 mV or more, 10 mV or more, 12 mV or more, 13 mV or more, 14 mV or more, 16 mV or more, 18 mV or more, 20 mV or more, or 22 mV or more. If the surface of the abrasive grains is not cationically modified, the zeta potential may be insufficient, and the intended effect of the present invention may not be achieved. In one embodiment of the present invention, the zeta potential of the abrasive grains in the polishing composition is 40 mV or less, 38 mV or less, 36 mV or less, 34 mV or less, 32 mV or less, less than 32 mV, 30 mV or less, 28 mV or less, 26 mV or less, 24 mV or less, 22 mV or less, 20 mV or less, 18 mV or less, 16 mV or less, or 14 mV or less. In particular, when it is less than 32 mV, the desired effect of the present invention is efficiently achieved.

[ケイ素原子を含む研磨対象物の研磨速度向上剤]
本発明の一実施形態において、研磨用組成物は、ケイ素原子を含む研磨対象物の研磨速度向上剤を含み、前記研磨速度向上剤が、αケト酸を含む。よって、本発明では、αケト酸を含む、ケイ素原子含有研磨対象物の研磨速度向上剤が提供される。本発明の一実施形態において、前記αケト酸が、以下:
[Polishing rate enhancer for polishing object containing silicon atoms]
In one embodiment of the present invention, the polishing composition contains an agent for improving the polishing rate of a silicon-containing object to be polished, and the agent for improving the polishing rate contains an α-keto acid. Thus, the present invention provides an agent for improving the polishing rate of a silicon-containing object to be polished, which contains an α-keto acid. In one embodiment of the present invention, the α-keto acid is one of the following:

の一般式で示され、Rが、アルキル基、カルボキシルアルキル基またはアルコキシカルボニルアルキル基である。 wherein R 1 is an alkyl group, a carboxylalkyl group or an alkoxycarbonylalkyl group.

本発明の一実施形態において、アルキル基の炭素数は、1~5、1~4、1~3、または1もしくは2である。中でも、本発明の所期の効果を効率的に奏する観点で、アルキル基の炭素数は、1または2であることが好ましい。本発明の一実施形態において、アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基等が好適である。中でも、本発明の所期の効果を効率的に奏する観点で、アルキル基としては、メチル基、エチル基が好ましい。 In one embodiment of the present invention, the number of carbon atoms in the alkyl group is 1 to 5, 1 to 4, 1 to 3, or 1 or 2. Of these, from the viewpoint of efficiently achieving the intended effects of the present invention, it is preferable that the number of carbon atoms in the alkyl group is 1 or 2. In one embodiment of the present invention, the alkyl group is preferably a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, a t-butyl group, an n-pentyl group, or the like. Of these, from the viewpoint of efficiently achieving the intended effects of the present invention, it is preferable that the alkyl group is a methyl group or an ethyl group.

本発明の一実施形態において、カルボキシルアルキル基におけるアルキル基の炭素数は、1~5、1~4、1~3、または1もしくは2である。中でも、本発明の所期の効果を効率的に奏する観点で、カルボキシルアルキル基におけるアルキル基の炭素数は、1または、2以上であることが好ましく、2以上であることがより好ましい。本発明の一実施形態において、カルボキシルアルキル基としては、カルボキシルメチル基、カルボキシルエチル基、カルボキシルプロピル基、カルボキシルブチル基、カルボキシルペンチル基等が好適である。中でも、本発明の所期の効果を効率的に奏する観点で、カルボキシルメチル基、カルボキシルエチル基が好ましく、カルボキシルエチル基がより好ましい。 In one embodiment of the present invention, the number of carbon atoms in the alkyl group in the carboxylalkyl group is 1 to 5, 1 to 4, 1 to 3, or 1 or 2. In particular, from the viewpoint of efficiently achieving the intended effects of the present invention, the number of carbon atoms in the alkyl group in the carboxylalkyl group is preferably 1 or 2 or more, and more preferably 2 or more. In one embodiment of the present invention, the carboxylalkyl group is preferably a carboxylmethyl group, a carboxylethyl group, a carboxylpropyl group, a carboxylbutyl group, a carboxylpentyl group, or the like. In particular, from the viewpoint of efficiently achieving the intended effects of the present invention, a carboxylmethyl group or a carboxylethyl group is preferred, and a carboxylethyl group is more preferred.

本発明の一実施形態において、アルコキシカルボニルアルキル基におけるアルキル基の炭素数は、1~5、1~4、1~3、または1もしくは2である。本発明の一実施形態において、アルコキシカルボニルアルキル基におけるアルコキシ基の炭素数は、1~5、1~4、1~3、または1もしくは2である。本発明の一実施形態において、アルコキシカルボニルアルキル基としては、メトキシカルボニルメチル基、エトキシカルボニルメチル基、プロポキシカルボニルエチル基、イソプロポキシカルボニルエチル基、ブトキシカルボニルメチル基、イソブトキシカルボニルエチル基、第3級ブトキシカルボニルメチル基、ペンチルオキシカルボニルメチル基等が好適である。 In one embodiment of the present invention, the number of carbon atoms in the alkyl group in the alkoxycarbonylalkyl group is 1 to 5, 1 to 4, 1 to 3, or 1 or 2. In one embodiment of the present invention, the number of carbon atoms in the alkoxy group in the alkoxycarbonylalkyl group is 1 to 5, 1 to 4, 1 to 3, or 1 or 2. In one embodiment of the present invention, preferred alkoxycarbonylalkyl groups include methoxycarbonylmethyl, ethoxycarbonylmethyl, propoxycarbonylethyl, isopropoxycarbonylethyl, butoxycarbonylmethyl, isobutoxycarbonylethyl, tertiary butoxycarbonylmethyl, and pentyloxycarbonylmethyl groups.

本発明の一実施形態において、前記αケト酸が、ピルビン酸、2-オキソグルタル酸およびオキサル酢酸からなる群から選択される少なくとも1種である。 In one embodiment of the present invention, the alpha-keto acid is at least one selected from the group consisting of pyruvic acid, 2-oxoglutaric acid, and oxalacetic acid.

本発明の一実施形態において、研磨用組成物における、ケイ素原子を含む研磨対象物の研磨速度向上剤の含有量は、0.01mM以上、0.05mM以上、0.1mM以上、0.5mM以上、1mM以上、2mM以上、4mM以上、5mM以上、5mM超、5.5mM以上、6mM以上、8mM以上、10mM以上、10.5mM以上、12mM以上、14mM以上、16mM以上、あるいは、18mM以上である。特に研磨用組成物における、ケイ素原子を含む研磨対象物の研磨速度向上剤の含有量が5mM超であることによって本発明の所期の効果を効率的に奏する。本発明の一実施形態において、研磨用組成物における、ケイ素原子を含む研磨対象物の研磨速度向上剤の含有量は、200mM以下、150mM以下、100mM以下、80mM以下、60mM以下、40mM以下、30mM以下、25mM以下、20mM以下、20mM未満、19.5mM以下、18mM以下、16mM以下、14mM以下、12mM以下、10mM以下、9.5mM以下、8mM以下、あるいは、7mM以下である。特に研磨用組成物における、ケイ素原子を含む研磨対象物の研磨速度向上剤の含有量が20mM未満であることによって本発明の所期の効果を効率的に奏する。 In one embodiment of the present invention, the content of the polishing speed enhancer for the polishing object containing silicon atoms in the polishing composition is 0.01 mM or more, 0.05 mM or more, 0.1 mM or more, 0.5 mM or more, 1 mM or more, 2 mM or more, 4 mM or more, 5 mM or more, more than 5 mM, 5.5 mM or more, 6 mM or more, 8 mM or more, 10 mM or more, 10.5 mM or more, 12 mM or more, 14 mM or more, 16 mM or more, or 18 mM or more. In particular, when the content of the polishing speed enhancer for the polishing object containing silicon atoms in the polishing composition is more than 5 mM, the intended effect of the present invention is efficiently achieved. In one embodiment of the present invention, the content of the polishing speed enhancer for the polishing object containing silicon atoms in the polishing composition is 200 mM or less, 150 mM or less, 100 mM or less, 80 mM or less, 60 mM or less, 40 mM or less, 30 mM or less, 25 mM or less, 20 mM or less, less than 20 mM, 19.5 mM or less, 18 mM or less, 16 mM or less, 14 mM or less, 12 mM or less, 10 mM or less, 9.5 mM or less, 8 mM or less, or 7 mM or less. In particular, the content of the polishing speed enhancer for the polishing object containing silicon atoms in the polishing composition is less than 20 mM, thereby efficiently achieving the desired effect of the present invention.

なお、本発明におけるケイ素原子含有研磨対象物の研磨速度向上剤は、チタン原子含有研磨対象物の研磨速度の向上にも寄与しうる。その意味で、本発明では、αケト酸を含む、ケイ素原子含有研磨対象物およびチタン原子含有研磨対象物の少なくとも一方の研磨速度を向上する、研磨速度向上剤が提供される。 The polishing speed enhancer of the present invention for a silicon-atom-containing object to be polished can also contribute to improving the polishing speed of a titanium-atom-containing object to be polished. In that sense, the present invention provides a polishing speed enhancer that contains an alpha-keto acid and that enhances the polishing speed of at least one of a silicon-atom-containing object to be polished and a titanium-atom-containing object to be polished.

[酸化剤]
本発明の一実施形態において、研磨用組成物は、酸化剤を含んでもよい。
[Oxidizing agent]
In one embodiment of the present invention, the polishing composition may contain an oxidizing agent.

本発明の一実施形態において、酸化剤としては、過酸化物が好ましい。このような過酸化物の具体例としては、以下に制限されないが、過酸化水素、過酢酸、過炭酸塩、過酸化尿素、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、および、一過硫酸カリウムなどが挙げられる。上記酸化剤は、単独でもまたは2種以上混合して用いてもよい。 In one embodiment of the present invention, the oxidizing agent is preferably a peroxide. Specific examples of such peroxides include, but are not limited to, hydrogen peroxide, peracetic acid, percarbonate, urea peroxide, sodium persulfate, potassium persulfate, ammonium persulfate, and potassium monopersulfate. The above oxidizing agents may be used alone or in combination of two or more.

本発明の一実施形態において、研磨用組成物中の酸化剤の含有量(有効成分濃度)(2種以上の場合はその合計)の下限は、0.001質量%以上、0.005質量%以上、0.01質量%以上、あるいは、0.05質量%以上である。本発明の一実施形態において、研磨用組成物中の酸化剤の含有量(有効成分濃度)(2種以上の場合はその合計)の上限は、10質量%以下、5質量%以下、3質量%以下、2質量%以下、あるいは、1質量%以下である。 In one embodiment of the present invention, the lower limit of the content (active ingredient concentration) of the oxidizing agent in the polishing composition (total if two or more types) is 0.001 mass% or more, 0.005 mass% or more, 0.01 mass% or more, or 0.05 mass% or more. In one embodiment of the present invention, the upper limit of the content (active ingredient concentration) of the oxidizing agent in the polishing composition (total if two or more types) is 10 mass% or less, 5 mass% or less, 3 mass% or less, 2 mass% or less, or 1 mass% or less.

[液体キャリア]
本発明の一実施形態において、研磨用組成物は、液体キャリアを含む。液体キャリアは、各成分を分散または溶解させる機能を有する。本発明の一実施形態において、前記液体キャリアが有機溶媒を含む場合、当該有機溶媒の含有量が、7質量%未満、6質量%以下、4質量%以下、2質量%以下、あるいは、1質量%以下である。なお、有機溶媒としては、例えば、モノアルコール、ジアルコール及びセロソルブ類からなる群より選ばれる少なくとも一種等が挙げられる。本発明の一実施形態において、前記液体キャリアは、水のみである。本発明の一実施形態において、水は、研磨対象物の汚染や他の成分の作用を阻害するという観点から、不純物をできる限り含有しない水が好ましい。ここで、水の純度は、例えば、イオン交換樹脂を用いる不純物イオンの除去、フィルタによる異物の除去、蒸留等の操作によって高めることができる。具体的には、水としては、例えば、脱イオン水(イオン交換水)、純水、超純水、蒸留水等を用いることが好ましい。
[Liquid Carrier]
In one embodiment of the present invention, the polishing composition includes a liquid carrier. The liquid carrier has a function of dispersing or dissolving each component. In one embodiment of the present invention, when the liquid carrier includes an organic solvent, the content of the organic solvent is less than 7% by mass, 6% by mass or less, 4% by mass or less, 2% by mass or less, or 1% by mass or less. The organic solvent may be, for example, at least one selected from the group consisting of monoalcohols, dialcohols, and cellosolves. In one embodiment of the present invention, the liquid carrier is only water. In one embodiment of the present invention, the water is preferably water that contains as few impurities as possible from the viewpoint of preventing contamination of the polishing object and the action of other components. Here, the purity of the water can be increased by, for example, removing impurity ions using an ion exchange resin, removing foreign matter with a filter, distillation, or other operations. Specifically, it is preferable to use, for example, deionized water (ion-exchanged water), pure water, ultrapure water, distilled water, etc. as the water.

[研磨用組成物のpH]
本発明の一実施形態において、前記研磨用組成物のpHが、2.5超、2.6以上、2.7以上、2.8以上、2.9以上、3.0以上、3.2以上、3.5以上、3.8以上、4.0以上、4.5以上、5.0以上、5.5以上、あるいは、5.8以上である。前記研磨用組成物のpHが、2.5以下であると、本発明の所期の効果を奏しない場合がある。本発明の一実施形態において、前記研磨用組成物のpHが、11以下、9以下、7以下、7未満、6.8以下、6.6以下、6.4以下、6.2以下、6以下、6未満、5.8以下、5.6以下、5.4以下、5.2以下、5.2以下、5以下、4.8以下、4.6以下、4.4以下、4.2以下、4以下、4未満、3.8以下、3.6以下、3.4以下、あるいは、3.2以下である。本明細書において、研磨用組成物のpHは、実施例に記載の方法に従って測定することができる。
[pH of polishing composition]
In one embodiment of the present invention, the pH of the polishing composition is more than 2.5, 2.6 or more, 2.7 or more, 2.8 or more, 2.9 or more, 3.0 or more, 3.2 or more, 3.5 or more, 3.8 or more, 4.0 or more, 4.5 or more, 5.0 or more, 5.5 or more, or 5.8 or more. If the pH of the polishing composition is 2.5 or less, the expected effect of the present invention may not be achieved. In one embodiment of the present invention, the pH of the polishing composition is 11 or less, 9 or less, 7 or less, less than 7, 6.8 or less, 6.6 or less, 6.4 or less, 6.2 or less, 6 or less, less than 6, 5.8 or less, 5.6 or less, 5.4 or less, 5.2 or less, 5 or less, 4.8 or less, 4.6 or less, 4.4 or less, 4.2 or less, 4 or less, less than 4, 3.8 or less, 3.6 or less, 3.4 or less, or 3.2 or less. In this specification, the pH of the polishing composition can be measured according to the method described in the Examples.

本発明の一実施形態において、研磨用組成物は、pH調整剤を含む。かかるpH調整剤としては、酸、塩基、またはそれらの塩を使用することができる。 In one embodiment of the present invention, the polishing composition contains a pH adjuster. The pH adjuster may be an acid, a base, or a salt thereof.

本発明の一実施形態において、酸としては、過ヨウ素酸、塩酸、硫酸、硝酸、フッ酸、ホウ酸、炭酸、次亜リン酸、亜リン酸、およびリン酸等の無機酸や、クエン酸、乳酸、ジグリコール酸、フランカルボン酸、メトキシ酢酸、メトキシフェニル酢酸、およびフェノキシ酢酸等の有機酸が挙げられる。 In one embodiment of the present invention, the acid may be an inorganic acid such as periodic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, hydrofluoric acid, boric acid, carbonic acid, hypophosphorous acid, phosphorous acid, or phosphoric acid, or an organic acid such as citric acid, lactic acid, diglycolic acid, furoic acid, methoxyacetic acid, methoxyphenylacetic acid, or phenoxyacetic acid.

本発明の一実施形態において、塩基としては、脂肪族アミン、芳香族アミン等のアミン、アンモニウム溶液、水酸化第四アンモニウム等の有機塩基、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、第2族元素の水酸化物、ヒスチジン等のアミノ酸、アンモニア等が挙げられる。 In one embodiment of the present invention, examples of the base include amines such as aliphatic amines and aromatic amines, ammonium solutions, organic bases such as quaternary ammonium hydroxides, hydroxides of alkali metals such as potassium hydroxide, hydroxides of Group 2 elements, amino acids such as histidine, and ammonia.

本発明の一実施形態によれば、研磨用組成物において、pH調整剤の含有量は、所望のpHとなるように適宜調整されうる。 According to one embodiment of the present invention, the content of the pH adjuster in the polishing composition can be appropriately adjusted to obtain the desired pH.

[研磨対象物]
本発明の一実施形態において、研磨対象物は、ケイ素原子を含む。ケイ素原子を含む研磨対象物としては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、酸化ケイ素、シリコン窒化物等である。本発明の一実施形態において、ケイ素原子を含む研磨対象物は、例えば、3価の元素(例えば、ホウ素、ガリウム、インジウム)の少なくとも1種がドープされてなる。本発明の一実施形態において、研磨対象物は、チタン原子を含む。チタン原子を含む研磨対象物としては、窒化チタンのほか、チタン、チタン合金等が挙げられる。
[Polished object]
In one embodiment of the present invention, the object to be polished includes silicon atoms. Examples of objects to be polished that include silicon atoms include single crystal silicon, polycrystalline silicon, silicon oxide, silicon nitride, and the like. In one embodiment of the present invention, the object to be polished that includes silicon atoms is doped with at least one trivalent element (e.g., boron, gallium, indium, and the like). In one embodiment of the present invention, the object to be polished includes titanium atoms. Examples of objects to be polished that include titanium atoms include titanium nitride, titanium, titanium alloys, and the like.

本発明においては、研磨用組成物が、αケト酸を含むことで、ケイ素原子を含む研磨対象物の研磨速度を向上させる。本発明の一実施形態において、研磨用組成物が、αケト酸を含むことで、チタン原子を含む研磨対象物の研磨速度を向上させる。よって、本発明においては、αケト酸を含むケイ素原子含有研磨対象物の研磨速度向上剤が提供される。また、本発明においては、αケト酸を含むチタン原子含有研磨対象物の研磨速度向上剤が提供される。 In the present invention, the polishing composition contains an alpha-keto acid, thereby improving the polishing rate of an object to be polished that contains silicon atoms. In one embodiment of the present invention, the polishing composition contains an alpha-keto acid, thereby improving the polishing rate of an object to be polished that contains titanium atoms. Thus, in the present invention, an agent for improving the polishing rate of an object to be polished that contains silicon atoms, which agent contains an alpha-keto acid, is provided. In addition, in the present invention, an agent for improving the polishing rate of an object to be polished that contains titanium atoms, which agent contains an alpha-keto acid, is provided.

[他の添加剤]
本発明の一実施形態において、研磨用組成物は、他の添加剤を含んでも、含まなくてもよい。他の添加剤としては、具体的には、錯化剤、金属防食剤、防腐剤、防カビ剤、還元剤、水溶性高分子、難溶性の有機物を溶解するための有機溶媒等が挙げられる。なお、本明細書中で使用される「含まない」との用語は、該当成分が、研磨用組成物中に全く含まれない他に、0.5質量ppm以下含む場合もその範疇である。
[Other Additives]
In one embodiment of the present invention, the polishing composition may or may not contain other additives.Specific examples of other additives include complexing agents, metal anticorrosives, preservatives, antifungal agents, reducing agents, water-soluble polymers, organic solvents for dissolving poorly soluble organic matter, etc.The term "not containing" used in this specification also includes the case where the corresponding component is not contained at all in the polishing composition, and the case where the corresponding component is contained in an amount of 0.5 mass ppm or less.

上記他の添加剤のうち、錯化剤、金属防食剤、防腐剤、及び防カビ剤について説明する。 Among the other additives mentioned above, we will explain the complexing agents, metal corrosion inhibitors, preservatives, and fungicides.

(錯化剤)
錯化剤は、研磨対象物の表面を化学的にエッチングする作用を有し、研磨用組成物による研磨対象物の研磨速度をより効果的に向上させうる。
(Complexing Agent)
The complexing agent has the effect of chemically etching the surface of the object to be polished, and can more effectively increase the polishing rate of the object to be polished with the polishing composition.

錯化剤の例としては、例えば、無機酸またはその塩、有機酸またはその塩、ニトリル化合物、アミノ酸、およびキレート剤等が挙げられる。これら錯化剤は、単独でもまたは2種以上混合して用いてもよい。また、該錯化剤は、市販品を用いてもよいし合成品を用いてもよい。 Examples of complexing agents include inorganic acids or their salts, organic acids or their salts, nitrile compounds, amino acids, and chelating agents. These complexing agents may be used alone or in combination of two or more. The complexing agents may be commercially available products or synthetic products.

錯化剤として、前記無機酸または前記有機酸の塩を用いてもよい。特に、弱酸と強塩基との塩、強酸と弱塩基との塩、または弱酸と弱塩基との塩を用いた場合には、pHの緩衝作用を期待することができる。 As the complexing agent, a salt of the inorganic acid or the organic acid may be used. In particular, when a salt of a weak acid and a strong base, a salt of a strong acid and a weak base, or a salt of a weak acid and a weak base is used, a pH buffering effect can be expected.

このような塩の例としては、例えば、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、硝酸カリウム、炭酸カリウム、テトラフルオロホウ酸カリウム、ピロリン酸カリウム、シュウ酸カリウム、クエン酸三ナトリウム、(+)-酒石酸カリウム、ヘキサフルオロリン酸カリウム等が挙げられる。 Examples of such salts include potassium chloride, sodium sulfate, potassium nitrate, potassium carbonate, potassium tetrafluoroborate, potassium pyrophosphate, potassium oxalate, trisodium citrate, (+)-potassium tartrate, potassium hexafluorophosphate, etc.

ニトリル化合物の具体例としては、例えば、アセトニトリル、アミノアセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、ベンゾニトリル、グルタロジニトリル、メトキシアセトニトリル等が挙げられる。 Specific examples of nitrile compounds include acetonitrile, aminoacetonitrile, propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, benzonitrile, glutaronitrile, and methoxyacetonitrile.

アミノ酸の具体例としては、グリシン、α-アラニン、β-アラニン、N-メチルグリシン、N,N-ジメチルグリシン、2-アミノ酪酸、ノルバリン、バリン、ロイシン、ノルロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、プロリン、サルコシン、オルニチン、リシン、タウリン、セリン、トレオニン、ホモセリン、チロシン、ビシン、トリシン、3,5-ジヨード-チロシン、β-(3,4-ジヒドロキシフェニル)-アラニン、チロキシン、4-ヒドロキシ-プロリン、システイン、メチオニン、エチオニン、ランチオニン、シスタチオニン、シスチン、システイン酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、S-(カルボキシメチル)-システイン、4-アミノ酪酸、アスパラギン、グルタミン、アザセリン、アルギニン、カナバニン、シトルリン、δ-ヒドロキシ-リシン、クレアチン、ヒスチジン、1-メチル-ヒスチジン、3-メチル-ヒスチジンおよびトリプトファンが挙げられる。 Specific examples of amino acids include glycine, α-alanine, β-alanine, N-methylglycine, N,N-dimethylglycine, 2-aminobutyric acid, norvaline, valine, leucine, norleucine, isoleucine, phenylalanine, proline, sarcosine, ornithine, lysine, taurine, serine, threonine, homoserine, tyrosine, bicine, tricine, 3,5-diiodo-tyrosine, β-(3,4-dihydroxyphenyl)-alanine, thyroxine, These include 4-hydroxy-proline, cysteine, methionine, ethionine, lanthionine, cystathionine, cystine, cysteic acid, aspartic acid, glutamic acid, S-(carboxymethyl)-cysteine, 4-aminobutyric acid, asparagine, glutamine, azaserine, arginine, canavanine, citrulline, delta-hydroxy-lysine, creatine, histidine, 1-methyl-histidine, 3-methyl-histidine, and tryptophan.

キレート剤の具体例としては、ニトリロ三酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、エチレンジアミン四酢酸、N,N,N-トリメチレンホスホン酸、エチレンジアミン-N,N,N’,N’-テトラメチレンスルホン酸、トランスシクロヘキサンジアミン四酢酸、1,2-ジアミノプロパン四酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、エチレンジアミンオルトヒドロキシフェニル酢酸、エチレンジアミンジ琥珀酸(SS体)、N-(2-カルボキシラートエチル)-L-アスパラギン酸、β-アラニンジ酢酸、2-ホスホノブタン-1,2,4-トリカルボン酸、1-ヒドロキシエチリデン-1,1-ジホスホン酸、N,N’-ビス(2-ヒドロキシベンジル)エチレンジアミン-N,N’-ジ酢酸、1,2-ジヒドロキシベンゼン-4,6-ジスルホン酸等が挙げられる。 Specific examples of chelating agents include nitrilotriacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, N,N,N-trimethylenephosphonic acid, ethylenediamine-N,N,N',N'-tetramethylenesulfonic acid, transcyclohexanediaminetetraacetic acid, 1,2-diaminopropanetetraacetic acid, glycol ether diaminetetraacetic acid, ethylenediamine orthohydroxyphenylacetic acid, ethylenediamine disuccinic acid (SS form), N-(2-carboxylate ethyl)-L-aspartic acid, β-alanine diacetic acid, 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid, 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, N,N'-bis(2-hydroxybenzyl)ethylenediamine-N,N'-diacetic acid, and 1,2-dihydroxybenzene-4,6-disulfonic acid.

研磨用組成物が錯化剤を含む場合の、錯化剤の含有量(有効成分濃度)は特に制限されない。例えば、錯化剤の含有量(有効成分濃度)の下限は、少量でも効果を発揮するため特に限定されるものではないが、0.001g/L以上であることが好ましく、0.01g/L以上であることがより好ましく、1g/L以上であることがさらに好ましい。また、錯化剤の含有量(有効成分濃度)の上限は、20g/L以下であることが好ましく、15g/L以下であることがより好ましく、10g/L以下であることがさらに好ましい。このような範囲であれば、研磨対象物の研磨速度が向上し、また、研磨用組成物を用いて研磨した後の、研磨対象物の表面の平滑性を向上させる上で有利である。 When the polishing composition contains a complexing agent, the content (active ingredient concentration) of the complexing agent is not particularly limited. For example, the lower limit of the content (active ingredient concentration) of the complexing agent is not particularly limited because even a small amount is effective, but it is preferably 0.001 g/L or more, more preferably 0.01 g/L or more, and even more preferably 1 g/L or more. The upper limit of the content (active ingredient concentration) of the complexing agent is preferably 20 g/L or less, more preferably 15 g/L or less, and even more preferably 10 g/L or less. If it is in such a range, the polishing speed of the object to be polished is improved, and it is advantageous in improving the smoothness of the surface of the object to be polished after polishing with the polishing composition.

(金属防食剤)
金属防食剤は、金属の溶解を防ぐことで研磨表面の面荒れ等の表面状態の悪化を抑えるよう作用する。
(Metal corrosion inhibitor)
Metal corrosion inhibitors act to prevent the dissolution of metals, thereby suppressing deterioration of the surface condition, such as roughening of the polished surface.

金属防食剤は、複素環式化合物または界面活性剤である。複素環式化合物中の複素環の員数は特に限定されない。また、複素環式化合物は、単環化合物であってもよいし、縮合環を有する多環化合物であってもよい。該金属防食剤は、単独でもまたは2種以上混合して用いてもよい。また、該金属防食剤は、市販品を用いてもよいし合成品を用いてもよい。 The metal corrosion inhibitor is a heterocyclic compound or a surfactant. The number of members of the heterocyclic ring in the heterocyclic compound is not particularly limited. The heterocyclic compound may be a monocyclic compound or a polycyclic compound having a condensed ring. The metal corrosion inhibitor may be used alone or in combination of two or more kinds. The metal corrosion inhibitor may be a commercially available product or a synthetic product.

複素環化合物の具体例としては、例えば、ピロール化合物、ピラゾール化合物、イミダゾール化合物、トリアゾール化合物、テトラゾール化合物、ピリジン化合物、ピラジン化合物、ピリダジン化合物、ピリンジン化合物、インドリジン化合物、インドール化合物、イソインドール化合物、インダゾール化合物、プリン化合物、キノリジン化合物、キノリン化合物、イソキノリン化合物、ナフチリジン化合物、フタラジン化合物、キノキサリン化合物、キナゾリン化合物、シンノリン化合物、ブテリジン化合物、チアゾール化合物、イソチアゾール化合物、オキサゾール化合物、イソオキサゾール化合物、フラザン化合物等の含窒素複素環化合物が挙げられる。 Specific examples of heterocyclic compounds include nitrogen-containing heterocyclic compounds such as pyrrole compounds, pyrazole compounds, imidazole compounds, triazole compounds, tetrazole compounds, pyridine compounds, pyrazine compounds, pyridazine compounds, pyrindine compounds, indolizine compounds, indole compounds, isoindole compounds, indazole compounds, purine compounds, quinolizine compounds, quinoline compounds, isoquinoline compounds, naphthyridine compounds, phthalazine compounds, quinoxaline compounds, quinazoline compounds, cinnoline compounds, buteridine compounds, thiazole compounds, isothiazole compounds, oxazole compounds, isoxazole compounds, and furazan compounds.

さらに具体的な例を挙げると、ピラゾール化合物の例としては、例えば、1H-ピラゾール、4-ニトロ-3-ピラゾールカルボン酸、3,5-ピラゾールカルボン酸、3-アミノ-5-フェニルピラゾール、5-アミノ-3-フェニルピラゾール、3,4,5-トリブロモピラゾール、3-アミノピラゾール、3,5-ジメチルピラゾール、3,5-ジメチル-1-ヒドロキシメチルピラゾール、3-メチルピラゾール、1-メチルピラゾール、3-アミノ-5-メチルピラゾール、4-アミノ-ピラゾロ[3,4-d]ピリミジン、アロプリノール、4-クロロ-1H-ピラゾロ[3,4-D]ピリミジン、3,4-ジヒドロキシ-6-メチルピラゾロ(3,4-B)-ピリジン、6-メチル-1H-ピラゾロ[3,4-b]ピリジン-3-アミン等が挙げられる。 More specifically, examples of pyrazole compounds include 1H-pyrazole, 4-nitro-3-pyrazole carboxylic acid, 3,5-pyrazole carboxylic acid, 3-amino-5-phenylpyrazole, 5-amino-3-phenylpyrazole, 3,4,5-tribromopyrazole, 3-aminopyrazole, 3,5-dimethylpyrazole, 3,5-dimethyl-1-hydroxymethylpyrazole, 3-methylpyrazole, 1-methylpyrazole, 3-amino-5-methylpyrazole, 4-amino-pyrazolo[3,4-d]pyrimidine, allopurinol, 4-chloro-1H-pyrazolo[3,4-D]pyrimidine, 3,4-dihydroxy-6-methylpyrazolo(3,4-B)-pyridine, and 6-methyl-1H-pyrazolo[3,4-b]pyridin-3-amine.

イミダゾール化合物の例としては、例えば、イミダゾール、1-メチルイミダゾール、2-メチルイミダゾール、4-メチルイミダゾール、1,2-ジメチルピラゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-イソプロピルイミダゾール、ベンゾイミダゾール、5,6-ジメチルベンゾイミダゾール、2-アミノベンゾイミダゾール、2-クロロベンゾイミダゾール、2-メチルベンゾイミダゾール、2-(1-ヒドロキシエチル)ベンズイミダゾール、2-ヒドロキシベンズイミダゾール、2-フェニルベンズイミダゾール、2,5-ジメチルベンズイミダゾール、5-メチルベンゾイミダゾール、5-ニトロベンズイミダゾール等が挙げられる。 Examples of imidazole compounds include imidazole, 1-methylimidazole, 2-methylimidazole, 4-methylimidazole, 1,2-dimethylpyrazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-isopropylimidazole, benzimidazole, 5,6-dimethylbenzimidazole, 2-aminobenzimidazole, 2-chlorobenzimidazole, 2-methylbenzimidazole, 2-(1-hydroxyethyl)benzimidazole, 2-hydroxybenzimidazole, 2-phenylbenzimidazole, 2,5-dimethylbenzimidazole, 5-methylbenzimidazole, and 5-nitrobenzimidazole.

トリアゾール化合物の例としては、例えば、1,2,3-トリアゾール(1H-BTA)、1,2,4-トリアゾール、1-メチル-1,2,4-トリアゾール、メチル-1H-1,2,4-トリアゾール-3-カルボキシレート、1,2,4-トリアゾール-3-カルボン酸、1,2,4-トリアゾール-3-カルボン酸メチル、1H-1,2,4-トリアゾール-3-チオール、3,5-ジアミノ-1H-1,2,4-トリアゾール、3-アミノ-1,2,4-トリアゾール-5-チオール、3-アミノ-1H-1,2,4-トリアゾール、3-アミノ-5-ベンジル-4H-1,2,4-トリアゾール、3-アミノ-5-メチル-4H-1,2,4-トリアゾール、3-ニトロ-1,2,4-トリアゾール、3-ブロモ-5-ニトロ-1,2,4-トリアゾール、4-(1,2,4-トリアゾール-1-イル)フェノール、4-アミノ-1,2,4-トリアゾール、4-アミノ-3,5-ジプロピル-4H-1,2,4-トリアゾール、4-アミノ-3,5-ジメチル-4H-1,2,4-トリアゾール、4-アミノ-3,5-ジペプチル-4H-1,2,4-トリアゾール、5-メチル-1,2,4-トリアゾール-3,4-ジアミン、1H-ベンゾトリアゾール、1-ヒドロキシベンゾトリアゾール、1-アミノベンゾトリアゾール、1-カルボキシベンゾトリアゾール、5-クロロ-1H-ベンゾトリアゾール、5-ニトロ-1H-ベンゾトリアゾール、5-カルボキシ-1H-ベンゾトリアゾール、5-メチル-1H-ベンゾトリアゾール、5,6-ジメチル-1H-ベンゾトリアゾール、1-(1’,2’-ジカルボキシエチル)ベンゾトリアゾール、1-[N,N-ビス(ヒドロキシエチル)アミノメチル]ベンゾトリアゾール、1-[N,N-ビス(ヒドロキシエチル)アミノメチル]-5-メチルベンゾトリアゾール、1-[N,N-ビス(ヒドロキシエチル)アミノメチル]-4-メチルベンゾトリアゾール等が挙げられる。 Examples of triazole compounds include 1,2,3-triazole (1H-BTA), 1,2,4-triazole, 1-methyl-1,2,4-triazole, methyl-1H-1,2,4-triazole-3-carboxylate, 1,2,4-triazole-3-carboxylic acid, methyl 1,2,4-triazole-3-carboxylate, 1H-1,2,4-triazole-3-thiol, 3,5-diamino-1H-1,2,4-triazole, 3-amino-1,2,4 -triazole-5-thiol, 3-amino-1H-1,2,4-triazole, 3-amino-5-benzyl-4H-1,2,4-triazole, 3-amino-5-methyl-4H-1,2,4-triazole, 3-nitro-1,2,4-triazole, 3-bromo-5-nitro-1,2,4-triazole, 4-(1,2,4-triazol-1-yl)phenol, 4-amino-1,2,4-triazole, 4-amino-3,5-dipropyl-4H-1,2,4- triazole, 4-amino-3,5-dimethyl-4H-1,2,4-triazole, 4-amino-3,5-dipeptyl-4H-1,2,4-triazole, 5-methyl-1,2,4-triazole-3,4-diamine, 1H-benzotriazole, 1-hydroxybenzotriazole, 1-aminobenzotriazole, 1-carboxybenzotriazole, 5-chloro-1H-benzotriazole, 5-nitro-1H-benzotriazole, 5-carboxy-1H-benzotriazole, 5-methyl-1H-benzotriazole, 5,6-dimethyl-1H-benzotriazole, 1-(1',2'-dicarboxyethyl)benzotriazole, 1-[N,N-bis(hydroxyethyl)aminomethyl]benzotriazole, 1-[N,N-bis(hydroxyethyl)aminomethyl]-5-methylbenzotriazole, 1-[N,N-bis(hydroxyethyl)aminomethyl]-4-methylbenzotriazole, etc.

テトラゾール化合物の例としては、例えば、1H-テトラゾール、5-メチルテトラゾール、5-アミノテトラゾール、および5-フェニルテトラゾール等が挙げられる。 Examples of tetrazole compounds include 1H-tetrazole, 5-methyltetrazole, 5-aminotetrazole, and 5-phenyltetrazole.

インダゾール化合物の例としては、例えば、1H-インダゾール、5-アミノ-1H-インダゾール、5-ニトロ-1H-インダゾール、5-ヒドロキシ-1H-インダゾール、6-アミノ-1H-インダゾール、6-ニトロ-1H-インダゾール、6-ヒドロキシ-1H-インダゾール、3-カルボキシ-5-メチル-1H-インダゾール等が挙げられる。 Examples of indazole compounds include 1H-indazole, 5-amino-1H-indazole, 5-nitro-1H-indazole, 5-hydroxy-1H-indazole, 6-amino-1H-indazole, 6-nitro-1H-indazole, 6-hydroxy-1H-indazole, and 3-carboxy-5-methyl-1H-indazole.

インドール化合物の例としては、例えば1H-インドール、1-メチル-1H-インドール、2-メチル-1H-インドール、3-メチル-1H-インドール、4-メチル-1H-インドール、5-メチル-1H-インドール、6-メチル-1H-インドール、7-メチル-1H-インドール、4-アミノ-1H-インドール、5-アミノ-1H-インドール、6-アミノ-1H-インドール、7-アミノ-1H-インドール、4-ヒドロキシ-1H-インドール、5-ヒドロキシ-1H-インドール、6-ヒドロキシ-1H-インドール、7-ヒドロキシ-1H-インドール、4-メトキシ-1H-インドール、5-メトキシ-1H-インドール、6-メトキシ-1H-インドール、7-メトキシ-1H-インドール、4-クロロ-1H-インドール、5-クロロ-1H-インドール、6-クロロ-1H-インドール、7-クロロ-1H-インドール、4-カルボキシ-1H-インドール、5-カルボキシ-1H-インドール、6-カルボキシ-1H-インドール、7-カルボキシ-1H-インドール、4-ニトロ-1H-インドール、5-ニトロ-1H-インドール、6-ニトロ-1H-インドール、7-ニトロ-1H-インドール、4-ニトリル-1H-インドール、5-ニトリル-1H-インドール、6-ニトリル-1H-インドール、7-ニトリル-1H-インドール、2,5-ジメチル-1H-インドール、1,2-ジメチル-1H-インドール、1,3-ジメチル-1H-インドール、2,3-ジメチル-1H-インドール、5-アミノ-2,3-ジメチル-1H-インドール、7-エチル-1H-インドール、5-(アミノメチル)インドール、2-メチル-5-アミノ-1H-インドール、3-ヒドロキシメチル-1H-インドール、6-イソプロピル-1H-インドール、5-クロロ-2-メチル-1H-インドール等が挙げられる。 Examples of indole compounds include 1H-indole, 1-methyl-1H-indole, 2-methyl-1H-indole, 3-methyl-1H-indole, 4-methyl-1H-indole, 5-methyl-1H-indole, 6-methyl-1H-indole, 7-methyl-1H-indole, 4-amino-1H-indole, 5-amino-1H-indole, 6-amino-1H-indole, 7-amino-1H-indole, 4-hydro ... 1H-indole, 5-hydroxy-1H-indole, 6-hydroxy-1H-indole, 7-hydroxy-1H-indole, 4-methoxy-1H-indole, 5-methoxy-1H-indole, 6-methoxy-1H-indole, 7-methoxy-1H-indole, 4-chloro-1H-indole, 5-chloro-1H-indole, 6-chloro-1H-indole, 7-chloro-1H-indole, 4-carboxy-1H- Indole, 5-carboxy-1H-indole, 6-carboxy-1H-indole, 7-carboxy-1H-indole, 4-nitro-1H-indole, 5-nitro-1H-indole, 6-nitro-1H-indole, 7-nitro-1H-indole, 4-nitrile-1H-indole, 5-nitrile-1H-indole, 6-nitrile-1H-indole, 7-nitrile-1H-indole, 2,5-dimethyl-1H-indole , 1,2-dimethyl-1H-indole, 1,3-dimethyl-1H-indole, 2,3-dimethyl-1H-indole, 5-amino-2,3-dimethyl-1H-indole, 7-ethyl-1H-indole, 5-(aminomethyl)indole, 2-methyl-5-amino-1H-indole, 3-hydroxymethyl-1H-indole, 6-isopropyl-1H-indole, 5-chloro-2-methyl-1H-indole, etc.

また、金属防食剤として使用される界面活性剤は、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、両性界面活性剤が挙げられる。 Surfactants used as metal corrosion inhibitors include anionic surfactants, cationic surfactants, and amphoteric surfactants.

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

陽イオン性界面活性剤の例としては、例えば、アルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩、アルキルアミン塩等が挙げられる。 Examples of cationic surfactants include alkyl dimethyl ammonium salts, alkyl benzyl dimethyl ammonium salts, and alkyl amine salts.

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

非イオン性界面活性剤の具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどのポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、およびアルキルアルカノールアミドが挙げられる。 Specific examples of nonionic surfactants include polyoxyalkylene alkyl ethers such as polyoxyethylene alkyl ethers, sorbitan fatty acid esters, glycerin fatty acid esters, polyoxyethylene fatty acid esters, polyoxyethylene alkyl amines, and alkyl alkanolamides.

研磨用組成物が金属防食剤を含む場合の、金属防食剤の含有量(有効成分濃度)は特に制限されない。例えば、金属防食剤の含有量(有効成分濃度)の下限は、0.001g/L以上であることが好ましく、0.005g/L以上であることがより好ましく、0.01g/L以上であることがさらに好ましい。また、金属防食剤の含有量(有効成分濃度)の上限は、10g/L以下であることが好ましく、5g/L以下であることがより好ましく、2g/L以下であることがさらに好ましい。このような範囲であれば、金属の溶解を防ぎ研磨表面の面荒れ等の表面状態の悪化を抑えることができる。 When the polishing composition contains a metal corrosion inhibitor, the content (active ingredient concentration) of the metal corrosion inhibitor is not particularly limited. For example, the lower limit of the content (active ingredient concentration) of the metal corrosion inhibitor is preferably 0.001 g/L or more, more preferably 0.005 g/L or more, and even more preferably 0.01 g/L or more. The upper limit of the content (active ingredient concentration) of the metal corrosion inhibitor is preferably 10 g/L or less, more preferably 5 g/L or less, and even more preferably 2 g/L or less. Within such a range, dissolution of the metal can be prevented and deterioration of the surface condition, such as roughness of the polished surface, can be suppressed.

(防腐剤および防カビ剤)
さらに、研磨用組成物に必要であれば含まれうる防腐剤および防カビ剤としては、例えば、2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オンや5-クロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン等のイソチアゾリン系防腐剤、パラオキシ安息香酸エステル類、およびフェノキシエタノール等が挙げられる。これら防腐剤および防カビ剤は、単独でもまたは2種以上混合して用いてもよい。
(Preservatives and fungicides)
Furthermore, examples of preservatives and antifungal agents that may be contained in the polishing composition if necessary include isothiazoline preservatives such as 2-methyl-4-isothiazolin-3-one and 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one, paraoxybenzoic acid esters, phenoxyethanol, etc. These preservatives and antifungal agents may be used alone or in combination of two or more kinds.

[研磨用組成物の電気伝導度(EC)]
本発明の一実施形態によれば、研磨用組成物の電気伝導度(EC)の下限は、0.01mS/cm以上、0.1mS/cm以上、0.2mS/cm以上、0.3mS/cm以上、0.4mS/cm以上、0.5mS/cm以上、0.6mS/cm以上、0.8mS/cm以上、あるいは、1.0mS/cm以上である。本発明の一実施形態によれば、研磨用組成物の電気伝導度(EC)の上限は、10mS/cm以下、5mS/cm以下、3mS/cm以下、2mS/cm以下、1.8mS/cm以下、1.5mS/cm以下、1.2mS/cm以下、1mS/cm以下、0.8mS/cm以下、あるいは、0.6mS/cm以下である。研磨用組成物の電気伝導度は、pH調整剤や研磨速度向上剤等の含有量を適宜変更することにより調整することができる。なお、研磨用組成物の電気伝導度は、卓上型電気伝導度計(株式会社堀場製作所製、型番:DS-71)により測定される値である。
[Electrical Conductivity (EC) of Polishing Composition]
According to one embodiment of the present invention, the lower limit of the electrical conductivity (EC) of the polishing composition is 0.01 mS/cm or more, 0.1 mS/cm or more, 0.2 mS/cm or more, 0.3 mS/cm or more, 0.4 mS/cm or more, 0.5 mS/cm or more, 0.6 mS/cm or more, 0.8 mS/cm or more, or 1.0 mS/cm or more. According to one embodiment of the present invention, the upper limit of the electrical conductivity (EC) of the polishing composition is 10 mS/cm or less, 5 mS/cm or less, 3 mS/cm or less, 2 mS/cm or less, 1.8 mS/cm or less, 1.5 mS/cm or less, 1.2 mS/cm or less, 1 mS/cm or less, 0.8 mS/cm or less, or 0.6 mS/cm or less. The electrical conductivity of the polishing composition can be adjusted by appropriately changing the content of a pH adjuster, a polishing rate enhancer, etc. The electrical conductivity of the polishing composition is a value measured by a tabletop electrical conductivity meter (manufactured by Horiba, Ltd., model number: DS-71).

[研磨用組成物の実施形態の特に好ましい組み合わせ等]
上述のとおり全ての実施形態の組み合わせが本願では開示されていると理解されなければならないが以下では研磨用組成物の実施形態の特に好ましい組み合わせ等について説明を行う。
[Particularly preferred combinations of embodiments of the polishing composition]
As described above, it must be understood that all combinations of the embodiments are disclosed in the present application, but particularly preferred combinations of the embodiments of the polishing composition will be described below.

すなわち、本発明の一実施形態によれば、前記砥粒の含有量が、1.8質量%超である。本発明の一実施形態の研磨用組成物において、前記砥粒の平均一次粒子径が、35nm未満、および、前記砥粒の単位表面積あたりのシラノール基数(シラノール基密度)が、5.7個/nm未満の少なくとも一方を満たす。本発明の一実施形態によれば、前記研磨用組成物のpHが、2.5超である。本発明の一実施形態において、研磨用組成物における、ケイ素原子を含む研磨対象物の研磨速度向上剤の含有量は、5mM超である。本発明の一実施形態において、研磨用組成物における、ケイ素原子を含む研磨対象物の研磨速度向上剤の含有量は、20mM未満である。 That is, according to one embodiment of the present invention, the content of the abrasive grains is more than 1.8 mass%. In the polishing composition of one embodiment of the present invention, the average primary particle size of the abrasive grains is less than 35 nm, and the number of silanol groups per unit surface area of the abrasive grains (silanol group density) is less than 5.7/ nm2 . According to one embodiment of the present invention, the pH of the polishing composition is more than 2.5. In one embodiment of the present invention, the content of the polishing rate enhancer for a polishing object containing silicon atoms in the polishing composition is more than 5 mM. In one embodiment of the present invention, the content of the polishing rate enhancer for a polishing object containing silicon atoms in the polishing composition is less than 20 mM.

<研磨用組成物の製造方法>
本発明の一実施形態によれば、研磨用組成物の製造方法は、特に制限されない。研磨用組成物の製造方法は、例えば、砥粒と、ケイ素原子を含む研磨対象物の研磨速度向上剤と、液体キャリアと、を混合することを含み、前記砥粒は、その表面がカチオン修飾されており、前記研磨速度向上剤が、αケト酸を含む。各成分を混合する際の温度は特に制限されないが、10~40℃が好ましく、溶解速度を上げるために加熱してもよい。また、混合時間も特に制限されない。
<Method of producing polishing composition>
According to one embodiment of the present invention, the method for producing the polishing composition is not particularly limited. The method for producing the polishing composition includes, for example, mixing an abrasive grain, a polishing rate enhancer for an object to be polished that contains silicon atoms, and a liquid carrier, the abrasive grain having a cation-modified surface, and the polishing rate enhancer containing an alpha-keto acid. The temperature at which each component is mixed is not particularly limited, but is preferably 10 to 40°C, and may be heated to increase the dissolution rate. The mixing time is also not particularly limited.

<研磨方法および基板の製造方法>
本発明においては、上記の研磨用組成物を用いて、研磨対象物の研磨を行うことを有する、研磨対象物の研磨方法が提供される。また、本発明においては、当該研磨方法を用いて、研磨前基板を研磨することを有する、基板の製造方法が提供される。本発明の一実施形態において、基板としては、上記の[研磨対象物]で列挙した対象が好適である。
<Polishing method and substrate manufacturing method>
In the present invention, a method for polishing an object to be polished is provided, which comprises polishing the object to be polished using the above-mentioned polishing composition.In addition, in the present invention, a method for manufacturing a substrate is provided, which comprises polishing a substrate before polishing using the above-mentioned polishing method.In one embodiment of the present invention, the substrate is preferably one of the objects listed in the above [object to be polished].

本発明の一実施形態において、研磨方法は、研磨装置を用いることで実施されうる。 In one embodiment of the present invention, the polishing method can be carried out using a polishing device.

研磨装置としては、研磨対象物を有する基板等を保持するホルダーと回転数を変更可能なモータ等とが取り付けてあり、研磨パッド(研磨布)を貼り付け可能な研磨定盤を有する一般的な研磨装置を使用することができる。 As a polishing device, a general polishing device can be used that is equipped with a holder for holding a substrate or the like having an object to be polished, a motor whose rotation speed can be changed, and a polishing platen onto which a polishing pad (polishing cloth) can be attached.

前記研磨パッドとしては、一般的な不織布、ポリウレタン、および多孔質フッ素樹脂等を特に制限なく使用することができる。研磨パッドには、研磨液が溜まるような溝加工が施されていることが好ましい。 The polishing pad can be made of any material, including general nonwoven fabric, polyurethane, and porous fluororesin, without any particular restrictions. It is preferable that the polishing pad has grooves that allow the polishing liquid to accumulate.

研磨条件にも特に制限はなく、例えば、研磨定盤の回転速度は、10~500rpmが好ましく、研磨対象物を有する基板にかける圧力(研磨圧力)は、0.5~10psiが好ましい。 There are no particular limitations on the polishing conditions. For example, the rotation speed of the polishing platen is preferably 10 to 500 rpm, and the pressure applied to the substrate carrying the object to be polished (polishing pressure) is preferably 0.5 to 10 psi.

研磨パッドに研磨用組成物を供給する方法も特に制限されず、例えば、ポンプ等で連続的に供給する方法が採用される。この供給量に制限はないが、研磨パッドの表面が常に本発明の研磨用組成物で覆われていることが好ましい。 There are no particular limitations on the method of supplying the polishing composition to the polishing pad, and for example, a method of continuously supplying it using a pump or the like is used. There is no limit to the amount of supply, but it is preferable that the surface of the polishing pad is always covered with the polishing composition of the present invention.

研磨終了後、基板を流水中で洗浄し、スピンドライヤ等により基板上に付着した水滴を払い落として乾燥させることにより、基板が得られる。 After polishing is complete, the substrate is washed with running water, and the water droplets adhering to the substrate are removed using a spin dryer or the like, followed by drying to obtain the substrate.

本発明を、以下の実施例および比較例を用いてさらに詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。なお、特記しない限り、「%」および「部」は、それぞれ、「質量%」および「質量部」を意味する。また、下記実施例において、特記しない限り、操作は室温(25℃)/相対湿度40~50%RHの条件下で行われた。 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 to the following examples. Unless otherwise specified, "%" and "parts" mean "% by mass" and "parts by mass", respectively. In the following examples, unless otherwise specified, the operations were carried out under the conditions of room temperature (25°C) and relative humidity of 40 to 50% RH.

<研磨用組成物の調製>
研磨用組成物を、表1に示される組成の、表面にアミノ基が固定化された砥粒と、研磨速度向上剤(比較例は、その類似物質)と、pH調整剤と、さらに、酸化剤(31%H)3.0g/kgとを水中で攪拌混合することによって調製した(混合温度:約25℃、混合時間:約10分)。なお、表1中の「-」は、その成分を添加しなかったことを意味する。
<Preparation of Polishing Composition>
The polishing composition was prepared by stirring and mixing in water (mixing temperature: about 25° C., mixing time: about 10 minutes) the abrasive grains having amino groups fixed on the surface thereof, the polishing rate enhancer (the comparative example is a similar substance), the pH adjuster, and 3.0 g/kg of an oxidizing agent (31% H 2 O 2 ) of the composition shown in Table 1. Note that "-" in Table 1 means that the component was not added.

<砥粒の平均一次粒子径>
砥粒の平均一次粒子径は、マイクロメリテックス社製の“Flow SorbII 2300”を用いて測定されたBET法による砥粒の比表面積と、砥粒の密度とから算出した。
<Average primary particle size of abrasive grains>
The average primary particle size of the abrasive grains was calculated from the specific surface area of the abrasive grains measured by the BET method using "Flow SorbII 2300" manufactured by Micromeritics, and the density of the abrasive grains.

<砥粒の平均二次粒子径>
砥粒の平均二次粒子径は、Microtrac社製の“UPA-UT151”を用いて測定された動的光散乱法により算出した。
<Average secondary particle size of abrasive grains>
The average secondary particle size of the abrasive grains was calculated by dynamic light scattering method measured using "UPA-UT151" manufactured by Microtrac.

<研磨用組成物のpH>
研磨用組成物のpHは、ガラス電極式水素イオン濃度指示計(株式会社堀場製作所製 型番:F-23)を使用し、標準緩衝液(フタル酸塩pH緩衝液pH:4.01(25℃)、中性リン酸塩pH緩衝液pH:6.86(25℃)、炭酸塩pH緩衝液pH:10.01(25℃))を用いて3点校正した後で、ガラス電極を研磨用組成物に入れて、2分以上経過して安定した後の値を測定することにより決定した。
<pH of Polishing Composition>
The pH of the polishing composition was determined by using a glass electrode type hydrogen ion concentration indicator (Model No.: F-23, manufactured by Horiba, Ltd.) and performing three-point calibration using standard buffer solutions (phthalate pH buffer solution, pH: 4.01 (25°C), neutral phosphate pH buffer solution, pH: 6.86 (25°C), carbonate pH buffer solution, pH: 10.01 (25°C)), then placing the glass electrode in the polishing composition and measuring the value after stabilization for at least 2 minutes.

<砥粒のゼータ(ζ)電位>
研磨用組成物を大塚電子株式会社製ELS-Z2に供し、測定温度25℃でフローセルを用い、レーザードップラー法(電気泳動光散乱測定法)により測定を行った。得られたデータをSmoluchowskiの式で解析することにより、研磨用組成物中の砥粒のゼータ電位を算出した。
<Zeta potential of abrasive grains>
The polishing composition was subjected to ELS-Z2 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., and measurement was performed by a laser Doppler method (electrophoretic light scattering measurement method) using a flow cell at a measurement temperature of 25° C. The obtained data was analyzed by the Smoluchowski formula to calculate the zeta potential of the abrasive grains in the polishing composition.

<研磨速度>
研磨対象物として、
・200mmウェハ(TEOS(酸化ケイ素膜))、
・200mmウェハ(SiN(窒化ケイ素膜))、
・200mmウェハ(TiN(窒化チタン膜))、
を準備した。
<Polishing speed>
The object to be polished is
・200 mm wafer (TEOS (silicon oxide film)),
・200 mm wafer (SiN (silicon nitride film)),
・200 mm wafer (TiN (titanium nitride) film),
was prepared.

研磨用組成物を用いて、下記の研磨条件で研磨を行い、TEOSの研磨速度は、研磨前後の研磨対象物の厚み(膜厚)を、手動シート抵抗器(VR-120、株式会社日立国際電気製)によって測定し、研磨前後の研磨対象物の厚み(膜厚)の差を研磨時間(min)で除することによって求めた。TiN膜の研磨速度は、直流4探針法を原理とするシート抵抗測定器を用いて測定される研磨前後のTiNブランケットウェハの厚み(Å)の差を、研磨時間(min)で除することにより求めた。SiN膜の研磨速度は、光干渉式膜厚測定装置(フィルメトリクス株式会社製:型番Filmetrics F50)を用いて測定される研磨前後のSiNブランケットウェハの厚み(Å)の差を、研磨時間(min)で除することにより求めた。 Polishing was performed using the polishing composition under the following polishing conditions. The polishing rate of TEOS was determined by measuring the thickness (film thickness) of the object to be polished before and after polishing using a manual sheet resistance meter (VR-120, manufactured by Hitachi Kokusai Electric Inc.) and dividing the difference in the thickness (film thickness) of the object to be polished before and after polishing by the polishing time (min). The polishing rate of TiN film was determined by dividing the difference in the thickness (Å) of TiN blanket wafer before and after polishing measured using a sheet resistance meter based on the DC four-point probe method by the polishing time (min). The polishing rate of SiN film was determined by dividing the difference in the thickness (Å) of SiN blanket wafer before and after polishing measured using an optical interference film thickness meter (manufactured by Filmetrics Inc.: model number Filmetrics F50) by the polishing time (min).

(研磨条件)
研磨機:片面CMP研磨機(ENGIS)
研磨パッド:ポリウレタン製パッド(IC1010:ロームアンドハース社製)
圧力:3.4psi
プラテン(定盤)回転数:100rpm
ヘッド(キャリア)回転数:100rpm
研磨用組成物の流量:100ml/min
ドレス:Diamond Disk(in-situ condition)。
(Polishing conditions)
Polishing machine: Single-sided CMP polishing machine (ENGIS)
Polishing pad: Polyurethane pad (IC1010: manufactured by Rohm and Haas Company)
Pressure: 3.4 psi
Platen (surface plate) rotation speed: 100 rpm
Head (carrier) rotation speed: 100 rpm
Flow rate of polishing composition: 100 ml/min
Dress: Diamond Disk (in-situ condition).

Claims (11)

砥粒と、
ケイ素原子を含む研磨対象物の研磨速度向上剤と、
液体キャリアと、
を含み、
前記砥粒は、その表面がカチオン修飾されており、
前記研磨速度向上剤が、αケト酸を含む、ケイ素原子を含む研磨対象物を研磨するための研磨用組成物。
Abrasive grains and
an agent for increasing the polishing speed of an object to be polished, the agent including silicon atoms;
A liquid carrier;
Including,
the abrasive grains have surfaces that are cationically modified;
A polishing composition for polishing an object containing silicon atoms , wherein the polishing rate enhancer comprises an α-keto acid.
pHが2.5超である、請求項1に記載の研磨用組成物。 The polishing composition according to claim 1, wherein the pH is greater than 2.5. さらにチタン原子を含む研磨対象物を研磨するための、請求項1または2に記載の研磨用組成物。 The polishing composition according to claim 1 or 2 , for polishing an object to be polished which further contains titanium atoms. 前記砥粒の単位表面積あたりのシラノール基数が、2.0個/nm超である、請求項1~のいずれか1項に記載の研磨用組成物。 The polishing composition according to any one of claims 1 to 3 , wherein the number of silanol groups per unit surface area of the abrasive grains is more than 2.0/ nm2 . 前記液体キャリアが有機溶媒を含む場合、当該有機溶媒の含有量が、7質量%未満である、請求項1~のいずれか1項に記載の研磨用組成物。 5. The polishing composition according to claim 1, wherein when the liquid carrier contains an organic solvent, the content of the organic solvent is less than 7 mass %. 前記砥粒の会合度が、1.8超である、請求項1~のいずれか1項に記載の研磨用組成物。 The polishing composition according to any one of claims 1 to 5 , wherein the degree of association of the abrasive grains is more than 1.8. 前記砥粒のゼータ電位が、正である、請求項1~のいずれか1項に記載の研磨用組成物。 The polishing composition according to any one of claims 1 to 6 , wherein the abrasive grains have a positive zeta potential. 前記砥粒が、セリアを除く砥粒である、請求項1~のいずれか1項に記載の研磨用組成物。 The polishing composition according to any one of claims 1 to 7 , wherein the abrasive grains are abrasive grains other than ceria. 前記砥粒が、シリカである、請求項に記載の研磨用組成物。 The polishing composition according to claim 8 , wherein the abrasive is silica. 前記αケト酸が、以下:

の一般式で示され、Rが、アルキル基、カルボキシルアルキル基またはアルコキシカルボニルアルキル基である、請求項1~のいずれか1項に記載の研磨用組成物。
The alpha keto acid is selected from the group consisting of:

10. The polishing composition according to claim 1, wherein R 1 is an alkyl group, a carboxylalkyl group, or an alkoxycarbonylalkyl group.
前記αケト酸が、ピルビン酸、2-オキソグルタル酸およびオキサル酢酸からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項10に記載の研磨用組成物。 11. The polishing composition according to claim 10 , wherein the α-keto acid is at least one selected from the group consisting of pyruvic acid, 2-oxoglutaric acid, and oxalacetic acid.
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