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JP7666930B2 - Polishing composition - Google Patents
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JP7666930B2 - Polishing composition - Google Patents

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Description

本発明は、研磨用組成物に関する。詳しくはシリコン基板を予備研磨するための研磨用組成物に関する。本出願は、2019年2月5日に出願された日本国特許出願2019-18930号に基づく優先権を主張しており、その出願の全内容は本明細書中に参照として組み入れられている。 The present invention relates to a polishing composition. More specifically, the present invention relates to a polishing composition for pre-polishing a silicon substrate. This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-18930, filed on February 5, 2019, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

従来、金属や半金属、非金属、その酸化物等の材料表面に対して研磨用組成物を用いた精密研磨が行われている。例えば、半導体製品の構成要素等として用いられるシリコン基板の表面は、一般的にラッピング工程やポリシング工程を経て高品位の鏡面に仕上げられる。上記ポリシング工程は、典型的には、予備ポリシング工程(予備研磨工程)とファイナルポリシング工程(最終研磨工程)とを含む。上記予備ポリシング工程は、典型的には、粗研磨工程(一次研磨工程)および中間研磨工程(二次研磨工程)を含んでいる。この種のシリコン基板の研磨に関連する技術文献として、特許文献1が挙げられる。Conventionally, precision polishing using a polishing composition has been performed on the surfaces of materials such as metals, semi-metals, non-metals, and their oxides. For example, the surface of a silicon substrate used as a component of a semiconductor product is generally finished to a high-quality mirror surface through a lapping process and a polishing process. The polishing process typically includes a preliminary polishing process (preliminary polishing process) and a final polishing process (final polishing process). The preliminary polishing process typically includes a rough polishing process (primary polishing process) and an intermediate polishing process (secondary polishing process). Patent Document 1 is an example of a technical document related to the polishing of this type of silicon substrate.

日本国特許出願公開2015-191966号公報Japanese Patent Application Publication No. 2015-191966

ところで、シリコン基板には、識別等の目的で、該シリコン基板の表面や裏面にレーザー光を照射することによって、バーコード、数字、記号等のマーク(ハードレーザーマーク;以下「HLM」と表記することがある。)が付されることがある。HLMの付与は、一般に、シリコン基板のラッピング工程を終えた後、ポリシング工程を開始する前に行われる。通常、HLMを付すためのレーザー光の照射によって、HLM周縁のシリコン基板表面には変質層が生じる。シリコン基板のうちHLMの部分自体は最終製品には用いられないが、HLM付与後のポリシング工程において上記変質層が適切に研磨されないと、隆起となって必要以上に歩留まりが低下することがあり得る。しかし、上記変質層はレーザー光のエネルギーによりポリシリコン等に変質して研磨されにくくなっているため、従来の一般的なシリコン基板用の研磨用組成物では上記隆起の発生を効果的に抑制することが困難であった。By the way, for the purpose of identification, etc., a mark such as a barcode, a number, a symbol, etc. (hard laser mark; hereinafter sometimes referred to as "HLM") may be applied to a silicon substrate by irradiating the front or back surface of the silicon substrate with a laser beam. The application of the HLM is generally performed after the lapping process of the silicon substrate is completed and before the polishing process is started. Usually, an altered layer is generated on the surface of the silicon substrate around the HLM by the irradiation of the laser beam for applying the HLM. Although the HLM part of the silicon substrate itself is not used in the final product, if the altered layer is not properly polished in the polishing process after the HLM is applied, it may become a protuberance and the yield may decrease more than necessary. However, since the altered layer is altered to polysilicon or the like by the energy of the laser beam and is difficult to polish, it was difficult to effectively suppress the occurrence of the above-mentioned protuberance with a conventional polishing composition for a general silicon substrate.

また、研磨効率の向上を期待して高い研磨レート(単位時間当たりに研磨対象物を除去する量)を示す研磨用組成物を用いてHLMが付与されたシリコン基板を研磨した場合、上記HLM周縁以外の研磨されやすい部位が該HLM周縁部の研磨されにくい部位よりも選択的に研磨されてしまい、結果として上記HLM周縁の隆起(以下、単に「隆起」ともいう。)の解消性向上が達成されにくいことがあった。このため、研磨レートに関する実用的な要求レベルを満足しつつ、HLM周縁の隆起を解消する性能に優れた研磨用組成物が求められている。In addition, when a silicon substrate having an HLM is polished using a polishing composition exhibiting a high polishing rate (amount of material removed per unit time) in the hope of improving polishing efficiency, the areas other than the periphery of the HLM that are easily polished are selectively polished over the areas of the periphery of the HLM that are difficult to polish, and as a result, it is difficult to improve the elimination of the protuberances on the periphery of the HLM (hereinafter also simply referred to as "protuberances"). For this reason, there is a demand for a polishing composition that has excellent performance in eliminating the protuberances on the periphery of the HLM while satisfying the practical required level of polishing rate.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、シリコン基板の予備研磨工程に使用されて、高い研磨レートと優れたHLM周縁の隆起解消性とを両立して達成し得る研磨用組成物を提供することを目的とする。The present invention has been made in consideration of these points, and aims to provide a polishing composition that can be used in the preliminary polishing process of silicon substrates and can achieve both a high polishing rate and excellent elimination of protuberances around the HLM edges.

本発明によると、シリコン基板の予備研磨工程に使用するための研磨用組成物が提供される。上記研磨用組成物は、砥粒、塩基性化合物および含窒素有機化合物Aを含む。ここで上記含窒素有機化合物Aは、該含窒素有機化合物Aに含まれる少なくとも1つの窒素原子がπ共役系構造を構成している化合物である。かかる構成の研磨用組成物によると、シリコン基板の予備研磨工程に使用されて、実用上十分に高い研磨レートと優れたHLM周縁の隆起解消性とが両立して達成され得る。According to the present invention, a polishing composition for use in a preliminary polishing step of a silicon substrate is provided. The polishing composition includes an abrasive grain, a basic compound, and a nitrogen-containing organic compound A. Here, the nitrogen-containing organic compound A is a compound in which at least one nitrogen atom contained in the nitrogen-containing organic compound A constitutes a π-conjugated structure. The polishing composition having such a configuration can be used in the preliminary polishing step of a silicon substrate to achieve both a polishing rate that is sufficiently high for practical use and excellent elimination of the protuberance around the HLM.

なお、本明細書においてHLM周縁の隆起を解消するとは、シリコン基板のHLM周辺の基準面(基準平面)から上記隆起の最高点までの高さを小さくすることをいう。シリコン基板のHLM周辺の基準面から上記隆起の最高点までの高さは、例えば、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。In this specification, eliminating the protuberance around the HLM means reducing the height from the reference surface (reference plane) around the HLM of the silicon substrate to the highest point of the protuberance. The height from the reference surface around the HLM of the silicon substrate to the highest point of the protuberance can be measured, for example, by the method described in the examples below.

好ましい一態様において、上記研磨用組成物は、上記含窒素有機化合物Aとして、アミジン誘導体アミン、含窒素複素環式芳香族アミン、窒素共役系カルボキシ基含有化合物および尿素からなる群から選択された少なくとも1種を含む。かかる含窒素有機化合物Aを含む研磨用組成物によると、実用上十分に高い研磨レートを維持しつつ、HLM周縁の隆起をより好適に解消することができる。In a preferred embodiment, the polishing composition contains at least one selected from the group consisting of amidine derivative amines, nitrogen-containing heterocyclic aromatic amines, nitrogen-conjugated carboxyl group-containing compounds, and urea as the nitrogen-containing organic compound A. The polishing composition containing such a nitrogen-containing organic compound A can more suitably eliminate the protuberance around the HLM while maintaining a polishing rate that is sufficiently high for practical use.

好ましい一態様において、上記塩基性化合物は有機の塩基性化合物(有機アルカリ)である。塩基性化合物として有機アルカリを使用すると、研磨用組成物における砥粒の分散性が向上し、研磨レートが向上しやすい。In a preferred embodiment, the basic compound is an organic basic compound (organic alkali). When an organic alkali is used as the basic compound, the dispersibility of the abrasive grains in the polishing composition is improved, and the polishing rate is likely to be improved.

好ましい他の一態様に係る研磨用組成物は、上記塩基性化合物として、第四級アンモニウム化合物を含む。かかる構成の研磨用組成物によると、研磨用組成物における砥粒の分散性が向上し、研磨レートが向上し得る。Another preferred embodiment of the polishing composition contains a quaternary ammonium compound as the basic compound. The polishing composition of this configuration can improve the dispersibility of the abrasive grains in the polishing composition, thereby improving the polishing rate.

好ましい一態様に係る研磨用組成物は、上記含窒素有機化合物Aとして、アルギニン、ヒスチジンおよびトリプトファンの少なくとも1種を含む。かかる含窒素有機化合物Aを含む構成によると、実用上十分に高い研磨レートが維持されつつ、HLM周縁の隆起を好適に解消することができる。A preferred embodiment of the polishing composition contains at least one of arginine, histidine, and tryptophan as the nitrogen-containing organic compound A. When the composition contains such a nitrogen-containing organic compound A, it is possible to effectively eliminate the protuberance around the HLM while maintaining a polishing rate that is sufficiently high for practical use.

好ましい他の一態様に係る研磨用組成物は、上記含窒素有機化合物Aとして、イミダゾール、ピリジンおよびこれらの誘導体からなる群から選択される少なくとも1種を含む。かかる含窒素有機化合物Aを含む構成によると、高い研磨レートとHLM周縁の優れた隆起解消性が両立して達成されうる。In another preferred embodiment, the polishing composition contains at least one selected from the group consisting of imidazole, pyridine, and derivatives thereof as the nitrogen-containing organic compound A. By including such a nitrogen-containing organic compound A, a high polishing rate and excellent elimination of bumps around the HLM can be achieved at the same time.

好ましい他の一態様に係る研磨用組成物は、上記含窒素有機化合物Aとして、尿素を含む。かかる含窒素有機化合物Aを含む構成によると、高い研磨レートとHLM周縁の優れた隆起解消性が両立して達成されうる。Another preferred embodiment of the polishing composition contains urea as the nitrogen-containing organic compound A. By including such a nitrogen-containing organic compound A, a high polishing rate and excellent elimination of bumps around the HLM can be achieved at the same time.

ここに開示される研磨用組成物の好ましい他の一態様では、上記砥粒はシリカ粒子である。砥粒としてシリカ粒子を用いる研磨において、上記含窒素有機化合物AによるHLM周縁の隆起解消効果がより効果的に発揮され得る。In another preferred embodiment of the polishing composition disclosed herein, the abrasive grains are silica grains. In polishing using silica grains as abrasive grains, the nitrogen-containing organic compound A can more effectively eliminate the protuberance around the HLM.

以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
本明細書において、範囲を示す「X~Y」は「X以上Y以下」を意味する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below. Note that matters other than those specifically mentioned in this specification that are necessary for carrying out the present invention can be understood as design matters for a person skilled in the art based on the prior art in the relevant field. The present invention can be carried out based on the contents disclosed in this specification and the technical common sense in the relevant field.
In this specification, the range "X to Y" means "at least X and at most Y."

この明細書において、砥粒の平均一次粒子径とは、BET法により測定される比表面積(BET値)から、平均一次粒子径(nm)=6000/(真密度(g/cm)×BET値(m/g))の式により算出される粒子径をいう。例えばシリカ粒子の場合、平均一次粒子径(nm)=2727/BET値(m/g)により平均一次粒子径を算出することができる。比表面積の測定は、例えば、マイクロメリテックス社製の表面積測定装置、商品名「Flow Sorb II 2300」を用いて行うことができる。 In this specification, the average primary particle size of the abrasive grains refers to the particle size calculated from the specific surface area (BET value) measured by the BET method using the formula: average primary particle size (nm) = 6000/(true density (g/ cm3 ) x BET value ( m2 /g)). For example, in the case of silica particles, the average primary particle size can be calculated from the formula: average primary particle size (nm) = 2727/BET value ( m2 /g). The specific surface area can be measured using, for example, a surface area measuring device manufactured by Micromeritics, under the product name "Flow Sorb II 2300".

この明細書において、砥粒を構成する各粒子のアスペクト比は、走査型電子顕微鏡(SEM)による当該粒子の画像に外接する最小の長方形の長辺の長さを同じ長方形の短辺の長さで除することにより求めることができる。In this specification, the aspect ratio of each particle constituting an abrasive grain can be determined by dividing the length of the long side of the smallest rectangle circumscribing an image of the particle taken with a scanning electron microscope (SEM) by the length of the short side of the same rectangle.

この明細書において、粒子の円換算径とは、走査型電子顕微鏡(SEM)による当該粒子の画像の面積を計測し、それと同じ面積の円の直径を求めることにより得られる値をいう。In this specification, the equivalent circular diameter of a particle means the value obtained by measuring the area of an image of the particle taken with a scanning electron microscope (SEM) and calculating the diameter of a circle with the same area.

<砥粒>
ここに開示される研磨用組成物は、砥粒を含む。砥粒は、研磨対象物の表面を機械的に研磨する働きをする。
<Abrasive grain>
The polishing composition disclosed herein contains abrasive grains. The abrasive grains function to mechanically polish the surface of the object to be polished.

砥粒の材質や性状は特に制限されず、使用目的や使用態様等に応じて適宜選択することができる。砥粒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。砥粒の例としては、無機粒子、有機粒子、および有機無機複合粒子が挙げられる。無機粒子の具体例としては、シリカ粒子、窒化ケイ素粒子、炭化ケイ素粒子等のシリコン化合物粒子や、ダイヤモンド粒子等が挙げられる。有機粒子の具体例としては、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)粒子、ポリアクリロニトリル粒子等が挙げられる。なかでも無機粒子が好ましい。The material and properties of the abrasive grains are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose and mode of use. Abrasive grains may be used alone or in combination of two or more types. Examples of abrasive grains include inorganic particles, organic particles, and organic-inorganic composite particles. Specific examples of inorganic particles include silicon compound particles such as silica particles, silicon nitride particles, and silicon carbide particles, and diamond particles. Specific examples of organic particles include polymethylmethacrylate (PMMA) particles and polyacrylonitrile particles. Among these, inorganic particles are preferred.

ここに開示される技術において特に好ましい砥粒として、シリカ粒子が挙げられる。ここに開示される技術は、例えば、上記砥粒が実質的にシリカ粒子からなる態様で好ましく実施され得る。ここで「実質的に」とは、砥粒を構成する粒子の95重量%以上(好ましくは98重量%以上、より好ましくは99重量%以上であり、100重量%であってもよい。)がシリカ粒子であることをいう。In the technology disclosed herein, silica particles are particularly preferred as abrasive particles. The technology disclosed herein can be preferably implemented, for example, in an embodiment in which the abrasive particles are substantially composed of silica particles. Here, "substantially" means that 95% by weight or more (preferably 98% by weight or more, more preferably 99% by weight or more, and may be 100% by weight) of the particles constituting the abrasive particles are silica particles.

シリカ粒子の具体例としては、コロイダルシリカ、フュームドシリカ、沈降シリカ等が挙げられる。シリカ粒子は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。研磨対象物表面にスクラッチを生じにくく、かつ良好な研磨性能(表面粗さを低下させる性能や隆起解消性等)を発揮し得ることから、コロイダルシリカが特に好ましい。コロイダルシリカとしては、例えば、イオン交換法により水ガラス(珪酸Na)を原料として作製されたコロイダルシリカや、アルコキシド法コロイダルシリカを好ましく採用することができる。ここでアルコキシド法コロイダルシリカとは、アルコキシシランの加水分解縮合反応により製造されたコロイダルシリカである。コロイダルシリカは、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。 Specific examples of silica particles include colloidal silica, fumed silica, precipitated silica, etc. Silica particles can be used alone or in combination of two or more types. Colloidal silica is particularly preferred because it is less likely to cause scratches on the surface of the object to be polished and can exhibit good polishing performance (performance to reduce surface roughness, ability to eliminate protuberances, etc.). As colloidal silica, for example, colloidal silica produced by ion exchange using water glass (Na silicate) as a raw material, or alkoxide method colloidal silica can be preferably used. Here, alkoxide method colloidal silica is colloidal silica produced by hydrolysis and condensation reaction of alkoxysilane. Colloidal silica can be used alone or in combination of two or more types.

シリカ粒子を構成するシリカの真比重は、1.5以上であることが好ましく、より好ましくは1.6以上、さらに好ましくは1.7以上である。シリカの真比重の増大により、研磨レートは高くなる傾向にある。かかる観点から、真比重が2.0以上(例えば2.1以上)のシリカ粒子が特に好ましい。シリカの真比重の上限は特に限定されないが、典型的には2.3以下、例えば2.2以下である。シリカの真比重としては、置換液としてエタノールを用いた液体置換法による測定値を採用し得る。The true specific gravity of the silica constituting the silica particles is preferably 1.5 or more, more preferably 1.6 or more, and even more preferably 1.7 or more. The polishing rate tends to increase as the true specific gravity of the silica increases. From this perspective, silica particles having a true specific gravity of 2.0 or more (e.g., 2.1 or more) are particularly preferred. The upper limit of the true specific gravity of the silica is not particularly limited, but is typically 2.3 or less, for example, 2.2 or less. The true specific gravity of the silica may be measured using a liquid substitution method using ethanol as the substitution liquid.

砥粒の平均一次粒子径は特に限定されず、例えば10nm~200nm程度の範囲から適宜選択し得る。隆起解消性向上の観点から、平均一次粒子径は、20nm以上であることが好ましく、30nm以上であることがより好ましい。いくつかの態様において、平均一次粒子径は、例えば40nm超であってよく、45nm超でもよく、50nm超でもよい。また、スクラッチの発生防止の観点から、平均一次粒子径は、通常、150nm以下であることが有利であり、120nm以下であることが好ましく、100nm以下であることがより好ましい。いくつかの態様において、砥粒の平均一次粒子径は、75nm以下でもよく、60nm以下でもよい。The average primary particle diameter of the abrasive grains is not particularly limited and may be appropriately selected, for example, from a range of about 10 nm to 200 nm. From the viewpoint of improving the ability to eliminate bumps, the average primary particle diameter is preferably 20 nm or more, and more preferably 30 nm or more. In some embodiments, the average primary particle diameter may be, for example, more than 40 nm, more than 45 nm, or more than 50 nm. In addition, from the viewpoint of preventing the occurrence of scratches, the average primary particle diameter is usually advantageously 150 nm or less, preferably 120 nm or less, and more preferably 100 nm or less. In some embodiments, the average primary particle diameter of the abrasive grains may be 75 nm or less, or may be 60 nm or less.

砥粒の形状(外形)は、球形であってもよく、非球形であってもよい。非球形をなす粒子の具体例としては、ピーナッツ形状すなわち落花生の殻の形状、繭型形状、金平糖形状等のような突起付き形状、ラグビーボール形状等が挙げられる。The shape (external shape) of the abrasive grains may be spherical or non-spherical. Specific examples of non-spherical grains include peanut-shaped (i.e., peanut shell-shaped), cocoon-shaped, confetti-shaped, and other shapes with protrusions, and rugby ball-shaped.

砥粒の平均アスペクト比は特に限定されない。砥粒の平均アスペクト比は、原理的に1.0以上であり、1.05以上、または、1.1以上とすることができる。平均アスペクト比の増大により、隆起解消性は概して向上する傾向にある。また、砥粒の平均アスペクト比は、スクラッチ低減や研磨の安定性向上等の観点から、好ましくは3.0以下であり、より好ましくは2.0以下である。いくつかの態様において、砥粒の平均アスペクト比は、例えば1.5以下であってよく、1.4以下でもよく、1.3以下でもよい。The average aspect ratio of the abrasive grains is not particularly limited. The average aspect ratio of the abrasive grains is, in principle, 1.0 or more, and can be 1.05 or more, or 1.1 or more. As the average aspect ratio increases, the ability to eliminate bumps generally tends to improve. In addition, the average aspect ratio of the abrasive grains is preferably 3.0 or less, more preferably 2.0 or less, from the viewpoint of reducing scratches and improving the stability of polishing. In some embodiments, the average aspect ratio of the abrasive grains may be, for example, 1.5 or less, 1.4 or less, or 1.3 or less.

いくつかの態様において、砥粒としては、円換算径が50nm以上でかつアスペクト比が1.2以上である粒子の体積割合が50%以上であるものを採用することができる。上記体積割合は、60%以上とすることもできる。上記体積割合の値が50%以上である場合、さらに言えば60%以上である場合には、隆起の解消に特に有効なサイズおよびアスペクト比の粒子が砥粒中に比較的多く含まれることが理由で、砥粒の機械的作用による隆起解消性をより向上させることができる。In some embodiments, the abrasive grains may have a volume fraction of 50% or more of particles having a circular equivalent diameter of 50 nm or more and an aspect ratio of 1.2 or more. The volume fraction may be 60% or more. When the volume fraction is 50% or more, or even 60% or more, the abrasive grains contain a relatively large number of particles with a size and aspect ratio that are particularly effective for eliminating bumps, and this can further improve the ability of the abrasive grains to eliminate bumps through their mechanical action.

いくつかの態様において、砥粒の平均円換算径は、例えば25nm以上であってよく、40nm以上でもよく、55nm以上でもよく、70nm以上でもよい。また、砥粒の平均円換算径は、例えば300nm以下であってよく、200nm以下でもよく、150nm以下でもよく、100nm以下でもよい。ここに開示される研磨用組成物は、このような平均円換算径を有する砥粒を用いて好適に実施され得る。In some embodiments, the average circular equivalent diameter of the abrasive grains may be, for example, 25 nm or more, 40 nm or more, 55 nm or more, or 70 nm or more. The average circular equivalent diameter of the abrasive grains may be, for example, 300 nm or less, 200 nm or less, 150 nm or less, or 100 nm or less. The polishing composition disclosed herein may be suitably implemented using abrasive grains having such average circular equivalent diameters.

砥粒の含有量は、特に限定されず、目的に応じて適宜設定し得る。研磨用組成物の全重量に対する砥粒の含有量は、例えば0.01重量%以上であってよく、0.05重量%以上でもよく、0.1重量%以上でもよい。砥粒の含有量の増大により、隆起解消性は概して向上する傾向にある。いくつかの態様において、砥粒の含有量は、0.2重量%以上でもよく、0.5重量%以上でもよく、0.6重量%以上でもよく、0.7重量%以上でもよく、0.8重量%以上でもよく、0.85重量%以上でもよい。また、スクラッチ防止や砥粒の使用量節約の観点から、いくつかの態様において、砥粒の含有量は、例えば10重量%以下であってよく、5重量%以下でもよく、3重量%以下でもよく、2重量%以下でもよい。これらの含有量は、例えば、研磨対象物に供給される研磨液(ワーキングスラリー)における含有量に好ましく適用され得る。The content of the abrasive grains is not particularly limited and can be set appropriately according to the purpose. The content of the abrasive grains relative to the total weight of the polishing composition may be, for example, 0.01% by weight or more, 0.05% by weight or more, or 0.1% by weight or more. By increasing the content of the abrasive grains, the bump elimination property generally tends to improve. In some embodiments, the content of the abrasive grains may be 0.2% by weight or more, 0.5% by weight or more, 0.6% by weight or more, 0.7% by weight or more, 0.8% by weight or more, or 0.85% by weight or more. In addition, from the viewpoint of preventing scratches and saving the amount of abrasive grains used, in some embodiments, the content of the abrasive grains may be, for example, 10% by weight or less, 5% by weight or less, 3% by weight or less, or 2% by weight or less. These contents can be preferably applied to the content in the polishing liquid (working slurry) supplied to the polishing object, for example.

<含窒素有機化合物A>
ここに開示される研磨用組成物は、含窒素有機化合物Aを含む。ここで、上記含窒素有機化合物Aとは、分子中に少なくとも1つの窒素原子を含む有機化合物であって、かつ該含窒素有機化合物Aに含まれる少なくとも1つの窒素原子が、π共役系構造(π電子が非局在化している構造)を構成している化合物である。このような含窒素有機化合物Aを含む研磨用組成物によると、高い研磨レートと優れたHLM周縁の隆起解消性とが両立して達成されやすい。
<Nitrogen-containing organic compound A>
The polishing composition disclosed herein contains a nitrogen-containing organic compound A. Here, the nitrogen-containing organic compound A is an organic compound containing at least one nitrogen atom in the molecule, and at least one nitrogen atom contained in the nitrogen-containing organic compound A constitutes a π-conjugated structure (a structure in which π electrons are delocalized). With a polishing composition containing such a nitrogen-containing organic compound A, it is easy to achieve both a high removal rate and excellent elimination of the protuberance around the HLM.

上記含窒素有機化合物Aに含まれる窒素原子の数は1以上であればよく、特に限定されない。ここに開示される技術において、上記含窒素有機化合物Aとしては、分子中に窒素原子を1以上10以下含むものを好ましく使用することができる。上記含窒素有機化合物Aに含まれる窒素原子の数は、より好ましくは1以上6以下、さらに好ましくは1以上5以下、例えば1以上4以下である。The number of nitrogen atoms contained in the nitrogen-containing organic compound A is not particularly limited as long as it is 1 or more. In the technology disclosed herein, the nitrogen-containing organic compound A preferably contains 1 to 10 nitrogen atoms in the molecule. The number of nitrogen atoms contained in the nitrogen-containing organic compound A is more preferably 1 to 6, even more preferably 1 to 5, for example 1 to 4.

ここで、含窒素有機化合物Aに含まれる窒素原子の数が2以上である場合において、含窒素有機化合物Aに含まれる窒素原子の全てがπ共役系構造を構成している必要はない。即ち、含窒素有機化合物Aに含まれる窒素原子のうち少なくとも1つの窒素原子がπ共役系構造を構成していればよい。ここに開示される技術における好適な一態様において、上記含窒素有機化合物Aに含まれるπ共役系構造を構成している窒素原子の数は1以上3以下であり、より好ましくは1以上2以下である。Here, when the number of nitrogen atoms contained in the nitrogen-containing organic compound A is two or more, it is not necessary for all of the nitrogen atoms contained in the nitrogen-containing organic compound A to form a π-conjugated structure. In other words, it is sufficient that at least one of the nitrogen atoms contained in the nitrogen-containing organic compound A forms a π-conjugated structure. In a preferred embodiment of the technology disclosed herein, the number of nitrogen atoms forming the π-conjugated structure contained in the nitrogen-containing organic compound A is 1 to 3, more preferably 1 to 2.

ここに開示される技術において、窒素原子がπ共役系構造を構成している構造(以下、「窒素共役系構造」ともいう。)の構成は、特に限定されない。例えば、上記窒素共役系構造の例として、交互に位置する単結合および多重結合の一部を窒素原子が構成する構造(例えば、含窒素不飽和複素環構造など)や、窒素原子の有する非共有電子対が該窒素原子に隣り合う原子との間で共役系を構成する構造等が挙げられる。上記窒素共役系構造の具体例としては、アミジン構造、含窒素不飽和複素環構造、尿素(カルバミド)構造等が挙げられる。かかる構造を分子内に有する含窒素有機化合物Aを含む研磨用組成物によると、HLM周縁の隆起を解消する性能が向上しやすい。In the technology disclosed herein, the structure in which nitrogen atoms form a π-conjugated structure (hereinafter also referred to as "nitrogen conjugated structure") is not particularly limited. For example, examples of the nitrogen conjugated structure include a structure in which nitrogen atoms form part of alternating single bonds and multiple bonds (for example, a nitrogen-containing unsaturated heterocyclic structure, etc.), and a structure in which a non-shared electron pair of a nitrogen atom forms a conjugated system with an atom adjacent to the nitrogen atom. Specific examples of the nitrogen conjugated structure include an amidine structure, a nitrogen-containing unsaturated heterocyclic structure, and a urea (carbamide) structure. A polishing composition containing a nitrogen-containing organic compound A having such a structure in its molecule is likely to improve the performance of eliminating the protuberance around the HLM.

ここに開示される含窒素有機化合物Aは、窒素原子がπ共役系を構成している構造を含む限りにおいて、当該窒素共役系構造以外の部分の構成(構造、置換基など)は特に限定されない。ここに開示される技術において好適に用いられ得る含窒素有機化合物Aの具体例としては、アミジン誘導体アミン、含窒素複素環式芳香族アミン、窒素共役系カルボキシ基含有化合物、尿素等が挙げられる。なかでも、HLM周縁の隆起解消性の観点から、含窒素複素環式芳香族アミン、窒素共役系カルボキシ基含有化合物および尿素からなる群から選択される1種または2種以上が好ましく用いられ得る。ここで、上記窒素共役系カルボキシ基含有化合物は、分子中に窒素共役系構造を含みつつ、少なくとも1つのカルボキシ基を含む化合物のことを指す。As long as the nitrogen-containing organic compound A disclosed herein contains a structure in which nitrogen atoms form a π-conjugated system, the structure (structure, substituents, etc.) of the portion other than the nitrogen-conjugated structure is not particularly limited. Specific examples of the nitrogen-containing organic compound A that can be suitably used in the technology disclosed herein include amidine derivative amines, nitrogen-containing heterocyclic aromatic amines, nitrogen-conjugated carboxyl group-containing compounds, urea, etc. Among them, from the viewpoint of the ability to eliminate the protuberance around the HLM, one or more selected from the group consisting of nitrogen-containing heterocyclic aromatic amines, nitrogen-conjugated carboxyl group-containing compounds, and urea can be preferably used. Here, the nitrogen-conjugated carboxyl group-containing compound refers to a compound that contains a nitrogen-conjugated structure in the molecule and at least one carboxyl group.

上記アミジン誘導体アミンの例としては、アミジン部位を有するアミン(例えばアミジンの部分構造を有する複素環式アミン)が挙げられる。具体的には、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン(DBU)、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]-5-ノネン(DBN)等が挙げられる。なかでも、HLM周縁の隆起解消性の観点から、DBUが好ましい。Examples of the amidine derivative amines include amines having an amidine moiety (e.g., heterocyclic amines having an amidine partial structure). Specific examples include 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene (DBU) and 1,5-diazabicyclo[4.3.0]-5-nonene (DBN). Among these, DBU is preferred from the viewpoint of eliminating the protuberance around the HLM.

上記含窒素複素環式芳香族アミンは、窒素原子を含む芳香族複素環を分子内に少なくとも1つ含むアミンのことを指す。ここで、上記芳香族複素環の大きさは特に限定されない。ここに開示される技術における好適な一態様において、上記芳香族複素環は六員環以下であることが好ましく、より好ましくは五員環または六員環である。上記含窒素複素環式芳香族アミンは、2以上の不飽和複素環(典型的には芳香族複素環)を分子内に有していてもよい。好ましくは、上記含窒素複素環式芳香族アミンは1つまたは2つの含窒素不飽和複素環を分子内に有する。The nitrogen-containing heterocyclic aromatic amine refers to an amine containing at least one aromatic heterocycle containing a nitrogen atom in the molecule. Here, the size of the aromatic heterocycle is not particularly limited. In a preferred embodiment of the technology disclosed herein, the aromatic heterocycle is preferably a six-membered ring or less, more preferably a five-membered ring or a six-membered ring. The nitrogen-containing heterocyclic aromatic amine may have two or more unsaturated heterocycles (typically aromatic heterocycles) in the molecule. Preferably, the nitrogen-containing heterocyclic aromatic amine has one or two nitrogen-containing unsaturated heterocycles in the molecule.

上記含窒素複素環式芳香族アミンの例としては、含窒素六員環芳香族アミン、含窒素五員環芳香族アミン等が挙げられる。上記含窒素六員環芳香族アミンの好適例としては、ピリジンおよびその誘導体が挙げられる。ピリジン誘導体の好適例としては、4-アミノピリジン、ピコリン酸、ピリジン等が挙げられる。なかでも、ピリジンが好ましく用いられ得る。上記含窒素五員環芳香族アミンの好適例としては、イミダゾールおよびその誘導体が挙げられる。イミダゾール誘導体の好適例としては、1-(3-アミノプロピル)イミダゾール、2-メチルイミダゾール等が挙げられる。なかでも、1-(3-アミノプロピル)イミダゾールが好ましく用いられ得る。Examples of the nitrogen-containing heterocyclic aromatic amine include nitrogen-containing six-membered aromatic amines and nitrogen-containing five-membered aromatic amines. Suitable examples of the nitrogen-containing six-membered aromatic amine include pyridine and its derivatives. Suitable examples of pyridine derivatives include 4-aminopyridine, picolinic acid, pyridine, and the like. Of these, pyridine is preferably used. Suitable examples of the nitrogen-containing five-membered aromatic amine include imidazole and its derivatives. Suitable examples of imidazole derivatives include 1-(3-aminopropyl)imidazole, 2-methylimidazole, and the like. Of these, 1-(3-aminopropyl)imidazole is preferably used.

上記窒素共役系カルボキシ基含有化合物の非限定的な例としては、グアニジノ安息香酸、グアニジノグルタル酸、グアニジノコハク酸、グアニジノ酢酸、クレアチン、グアニジノプロピオン酸等のグアニジン誘導体、1-イミダゾール酢酸等のイミダゾール誘導体、ピコリン酸等が挙げられる。Non-limiting examples of the nitrogen-conjugated carboxyl group-containing compounds include guanidine derivatives such as guanidinobenZoic acid, guanidinoglutaric acid, guanidinosuccinic acid, guanidinacetic acid, creatine, and guanidinop ionic acid, imidazole derivatives such as 1-imidazoleacetic acid, and picolinic acid.

さらに、上記窒素共役系カルボキシ基含有化合物の例として、窒素共役系アミノ酸が挙げられる。上記窒素共役系アミノ酸とは、分子内の少なくとも一つの窒素原子がπ共役系構造を構成しているアミノ酸のことを指す。上記窒素共役系アミノ酸は、HLM周縁の隆起解消性の観点から好ましく用いられ得る。上記窒素共役系アミノ酸の具体例としては、アルギニン、ヒスチジン、トリプトファン等が挙げられる。Further, examples of the nitrogen-conjugated carboxyl group-containing compound include nitrogen-conjugated amino acids. The nitrogen-conjugated amino acids refer to amino acids in which at least one nitrogen atom in the molecule constitutes a π-conjugated structure. The nitrogen-conjugated amino acids are preferably used from the viewpoint of eliminating the protuberance around the HLM. Specific examples of the nitrogen-conjugated amino acids include arginine, histidine, tryptophan, etc.

ここに開示される技術における含窒素有機化合物Aは、上述のような化合物のいずれか1種であってもよく、2種以上の混合物であってもよい。The nitrogen-containing organic compound A in the technology disclosed herein may be any one of the compounds described above or a mixture of two or more of them.

上記研磨用組成物における含窒素有機化合物Aの含有量(複数種類の含窒素有機化合物Aを含有する場合にはそれらの合計量)は特に限定されず、使用目的や使用態様等に応じて所望の効果が得られるように適宜設定することができる。好ましい一態様において、研磨用組成物における含窒素有機化合物Aの含有量は、例えば0.0001重量%以上とすることができ、隆起解消効果をよりよく発揮する観点から0.001重量%以上としてもよく、0.003重量%以上が好ましく、0.004重量%以上がより好ましい。また、研磨用組成物における含窒素有機化合物Aの含有量は、例えば0.5重量%以下とすることができ、研磨効率等の観点から0.1重量%以下としてもよく、0.05重量%以下が好ましく、より好ましくは0.03重量%以下であり、さらに好ましくは0.02重量%以下である。これらの含有量は、例えば、研磨対象物に供給される研磨液(ワーキングスラリー)における含有量に好ましく適用され得る。The content of the nitrogen-containing organic compound A in the polishing composition (the total amount of the nitrogen-containing organic compounds A when multiple types of the nitrogen-containing organic compounds A are contained) is not particularly limited, and can be appropriately set so as to obtain the desired effect according to the purpose of use, the mode of use, etc. In a preferred embodiment, the content of the nitrogen-containing organic compound A in the polishing composition can be, for example, 0.0001% by weight or more, and may be 0.001% by weight or more from the viewpoint of better exerting the bump-eliminating effect, preferably 0.003% by weight or more, and more preferably 0.004% by weight or more. In addition, the content of the nitrogen-containing organic compound A in the polishing composition can be, for example, 0.5% by weight or less, and may be 0.1% by weight or less from the viewpoint of polishing efficiency, etc., preferably 0.05% by weight or less, more preferably 0.03% by weight or less, and even more preferably 0.02% by weight or less. These contents can be preferably applied, for example, to the content in the polishing liquid (working slurry) supplied to the polishing object.

特に限定されるものではないが、ここに開示される研磨用組成物における含窒素有機化合物Aの含有量は、砥粒100重量部に対して0.01重量部以上とすることができ、隆起解消効果をよりよく発揮する観点から0.05重量部以上としてもよく、好ましくは0.1重量部以上であり、より好ましくは0.3重量部以上、さらに好ましくは0.5重量部以上である。また、研磨用組成物における含窒素有機化合物Aの含有量は、砥粒100重量部に対して20重量部以下とすることができ、研磨効率等の観点から15重量部以下としてもよく、好ましくは10重量部以下であり、より好ましくは5重量部以下、さらに好ましくは3重量部以下(例えば2.5重量部以下)である。Although not particularly limited, the content of the nitrogen-containing organic compound A in the polishing composition disclosed herein can be 0.01 parts by weight or more per 100 parts by weight of the abrasive grains, and may be 0.05 parts by weight or more from the viewpoint of better exerting the bump-eliminating effect, preferably 0.1 parts by weight or more, more preferably 0.3 parts by weight or more, and even more preferably 0.5 parts by weight or more. The content of the nitrogen-containing organic compound A in the polishing composition can be 20 parts by weight or less per 100 parts by weight of the abrasive grains, and may be 15 parts by weight or less from the viewpoint of polishing efficiency, etc., preferably 10 parts by weight or less, more preferably 5 parts by weight or less, and even more preferably 3 parts by weight or less (for example, 2.5 parts by weight or less).

<塩基性化合物>
本発明に係る研磨用組成物は、塩基性化合物を含む。ここで塩基性化合物とは、研磨用組成物に添加されることによって該組成物のpHを上昇させる機能を有する化合物を指す。塩基性化合物は、研磨対象となる面を化学的に研磨する働きをし、研磨レートの向上に寄与し得る。なお、本発明において、上記塩基性化合物には、窒素原子がπ共役系構造を構成する含窒素有機化合物Aは含まれない。
<Basic Compound>
The polishing composition according to the present invention contains a basic compound. Here, the basic compound refers to a compound that has the function of increasing the pH of the polishing composition by being added to the polishing composition. The basic compound acts to chemically polish the surface to be polished, and can contribute to improving the polishing rate. In the present invention, the basic compound does not include the nitrogen-containing organic compound A in which the nitrogen atom forms a π-conjugated structure.

上記塩基性化合物としては、窒素を含む有機または無機の塩基性化合物、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物等を用いることができる。例えば、上記塩基性化合物としては、アルカリ金属の水酸化物、水酸化第四級アンモニウムまたはその塩、アンモニア、アミン等が挙げられる。アルカリ金属の水酸化物の具体例としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等が挙げられる。水酸化第四級アンモニウムまたはその塩の具体例としては、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム等が挙げられる。アミンの具体例としては、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、モノエタノールアミン、N-(β-アミノエチル)エタノールアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、無水ピペラジン、ピペラジン六水和物、1-(2-アミノエチル)ピペラジン、N-メチルピペラジン等が挙げられる。このように窒素原子がπ共役系構造を構成していない塩基性化合物と、含窒素有機化合物Aとを組み合わせて使用すると、研磨レート向上とHLM周縁の隆起解消性向上とが両立して達成されやすい。As the basic compound, an organic or inorganic basic compound containing nitrogen, an alkali metal or alkaline earth metal hydroxide, etc. can be used. For example, the basic compound can be an alkali metal hydroxide, a quaternary ammonium hydroxide or a salt thereof, ammonia, an amine, etc. Specific examples of the alkali metal hydroxide include potassium hydroxide and sodium hydroxide. Specific examples of the quaternary ammonium hydroxide or a salt thereof include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, etc. Specific examples of the amine include methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, ethylenediamine, monoethanolamine, N-(β-aminoethyl)ethanolamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, anhydrous piperazine, piperazine hexahydrate, 1-(2-aminoethyl)piperazine, N-methylpiperazine, etc. In this way, by using a combination of a basic compound in which nitrogen atoms do not form a π-conjugated structure and the nitrogen-containing organic compound A, it is easy to achieve both an improvement in the polishing rate and an improvement in the elimination of protuberances around the HLM.

ここに開示される技術において、好ましく用いられる塩基性化合物としては、有機の塩基性化合物(有機アルカリ)が挙げられる。塩基性化合物として有機アルカリを用いると、砥粒の分散性が向上し、研磨レートが向上する傾向がある。In the technology disclosed herein, the basic compound preferably used is an organic basic compound (organic alkali). When an organic alkali is used as the basic compound, the dispersibility of the abrasive grains is improved, and the polishing rate tends to increase.

隆起解消性向上等の観点から好ましい塩基性化合物として、第四級アンモニウム化合物が挙げられる。第四級アンモニウム化合物としては、テトラアルキルアンモニウム塩、ヒドロキシアルキルトリアルキルアンモニウム塩等の第四級アンモニウム塩(典型的には強塩基)を好ましく用いることができる。かかる第四級アンモニウム塩におけるアニオン成分は、例えば、OH、F、Cl、Br、I、ClO 、BH 等であり得る。なかでも好ましい例として、アニオンがOHである第四級アンモニウム塩、すなわち水酸化第四級アンモニウムが挙げられる。水酸化第四級アンモニウムの具体例としては、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化テトラペンチルアンモニウムおよび水酸化テトラヘキシルアンモニウム等の水酸化テトラアルキルアンモニウム;水酸化2-ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウム(コリンともいう。)等の水酸化ヒドロキシアルキルトリアルキルアンモニウム;等が挙げられる。特に好ましく用いられるものとして水酸化テトラアルキルアンモニウム(例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム)が挙げられる。上記塩基性化合物は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。 A quaternary ammonium compound is a preferred basic compound from the viewpoint of improving the swelling-resolving property. As the quaternary ammonium compound, a quaternary ammonium salt (typically a strong base) such as a tetraalkylammonium salt or a hydroxyalkyltrialkylammonium salt can be preferably used. The anion component in such a quaternary ammonium salt can be, for example, OH - , F - , Cl - , Br - , I - , ClO 4 - , BH 4 - , etc. Among them, a preferred example is a quaternary ammonium salt whose anion is OH - , that is, a quaternary ammonium hydroxide. Specific examples of the quaternary ammonium hydroxide include tetraalkylammonium hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrapentylammonium hydroxide, and tetrahexylammonium hydroxide; hydroxyalkyltrialkylammonium hydroxides such as 2-hydroxyethyltrimethylammonium hydroxide (also called choline); and the like. A particularly preferred example is tetraalkylammonium hydroxide (for example, tetramethylammonium hydroxide). The above basic compounds may be used alone or in combination of two or more.

研磨用組成物全量に対する塩基性化合物の含有量は、研磨レートの促進の観点から、好ましくは0.01重量%以上、より好ましくは0.02重量%以上、さらに好ましくは0.03重量%以上である。塩基性化合物の含有量の増加によって、研磨用組成物の分散安定性も向上し得る。上記塩基性化合物の含有量は、1重量%以下とすることが適当であり、表面品質等の観点から、好ましくは0.5重量%以下であり、より好ましくは0.1重量%以下である。また、2種以上の塩基性化合物を組み合わせて用いる場合は、上記含有量は2種以上の塩基性化合物の合計含有量を指す。これらの含有量は、例えば、研磨対象物に供給される研磨液(ワーキングスラリー)における含有量に好ましく適用され得る。The content of the basic compound relative to the total amount of the polishing composition is preferably 0.01% by weight or more, more preferably 0.02% by weight or more, and even more preferably 0.03% by weight or more, from the viewpoint of promoting the polishing rate. By increasing the content of the basic compound, the dispersion stability of the polishing composition can also be improved. The content of the basic compound is preferably 1% by weight or less, and from the viewpoint of surface quality, etc., it is preferably 0.5% by weight or less, more preferably 0.1% by weight or less. In addition, when two or more basic compounds are used in combination, the above content refers to the total content of two or more basic compounds. These contents can be preferably applied to the content in the polishing liquid (working slurry) supplied to the polishing object, for example.

特に限定されるものではないが、ここに開示される研磨用組成物における塩基性化合物の含有量は、砥粒100重量部に対して0.01重量部以上とすることができ、研磨レートの促進の観点から0.05重量部以上としてもよく、好ましくは0.1重量部以上であり、より好ましくは0.3重量部以上、さらに好ましくは0.5重量部以上である。また、研磨用組成物における塩基性化合物の含有量は、砥粒100重量部に対して20重量部以下とすることができ、表面品質等の観点から、15重量部以下としてもよく、好ましくは12重量部以下であり、より好ましくは10重量部以下である。例えば、砥粒100重量部に対して、塩基性化合物の含有量は、8重量部以下であってもよく、5重量部以下とすることもできる。2種以上の塩基性化合物を組み合わせて用いる場合は、上記含有量は2種以上の塩基性化合物の合計含有量を指す。Although not particularly limited, the content of the basic compound in the polishing composition disclosed herein can be 0.01 parts by weight or more per 100 parts by weight of the abrasive grains, and may be 0.05 parts by weight or more from the viewpoint of accelerating the polishing rate, preferably 0.1 parts by weight or more, more preferably 0.3 parts by weight or more, and even more preferably 0.5 parts by weight or more. The content of the basic compound in the polishing composition can be 20 parts by weight or less per 100 parts by weight of the abrasive grains, and may be 15 parts by weight or less from the viewpoint of surface quality, etc., preferably 12 parts by weight or less, and more preferably 10 parts by weight or less. For example, the content of the basic compound may be 8 parts by weight or less, or 5 parts by weight or less per 100 parts by weight of the abrasive grains. When two or more kinds of basic compounds are used in combination, the above content refers to the total content of two or more kinds of basic compounds.

<水>
好ましい一態様において、ここに開示される研磨用組成物は水を含む。水としては、イオン交換水(脱イオン水)、純水、超純水、蒸留水等を好ましく用いることができる。使用する水は、研磨用組成物に含有される他の成分の働きが阻害されることを極力回避するため、例えば遷移金属イオンの合計含有量が100ppb以下であることが好ましい。例えば、イオン交換樹脂によ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水の純度を高めることができる。
ここに開示される研磨用組成物は、必要に応じて、水と均一に混合し得る有機溶剤(低級アルコール、低級ケトン等)をさらに含有してもよい。通常は、研磨用組成物に含まれる溶媒の90体積%以上が水であることが好ましく、95体積%以上(典型的には99~100体積%)が水であることがより好ましい。
<Water>
In a preferred embodiment, the polishing composition disclosed herein contains water. As the water, ion-exchanged water (deionized water), pure water, ultrapure water, distilled water, etc. can be preferably used. In order to avoid as much as possible the inhibition of the action of other components contained in the polishing composition, the water used preferably has a total transition metal ion content of, for example, 100 ppb or less. For example, the purity of water can be increased by removing impurity ions with an ion exchange resin, removing foreign matter with a filter, distillation, etc.
The polishing composition disclosed herein may further contain an organic solvent (such as a lower alcohol or a lower ketone) that can be uniformly mixed with water, if necessary. Usually, it is preferable that 90% by volume or more of the solvent contained in the polishing composition is water, and more preferably 95% by volume or more (typically 99 to 100% by volume) is water.

<その他の成分>
ここに開示される研磨用組成物は、本発明の効果が著しく妨げられない範囲で、水溶性高分子、界面活性剤、酸、キレート剤、防腐剤、防カビ剤等の、研磨用組成物(典型的には、シリコン基板のポリシング工程に用いられる研磨用組成物)に用いられ得る公知の添加剤を、必要に応じてさらに含有してもよい。
<Other ingredients>
The polishing composition disclosed herein may further contain, as necessary, known additives that can be used in polishing compositions (typically polishing compositions used in the polishing process of silicon substrates), such as water-soluble polymers, surfactants, acids, chelating agents, preservatives, and anti-fungal agents, to the extent that the effects of the present invention are not significantly impeded.

上記水溶性高分子の例としては、セルロース誘導体、デンプン誘導体、オキシアルキレン単位を含むポリマー、窒素原子を含有するポリマー、ビニルアルコール系ポリマー等が挙げられる。上記水溶性高分子の具体例としては、ヒドロキシエチルセルロース、プルラン、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとのランダム共重合体やブロック共重合体、ポリビニルアルコール、ポリイソプレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリイソアミレンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレングリコール、ポリビニルイミダゾール、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルカプロラクタム、ポリビニルピペリジン等が挙げられる。水溶性高分子は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。ここに開示される研磨用組成物は、水溶性高分子を実質的に含まない態様、すなわち、少なくとも意図的には水溶性高分子を含有させない態様でも好ましく実施され得る。Examples of the water-soluble polymer include cellulose derivatives, starch derivatives, polymers containing oxyalkylene units, polymers containing nitrogen atoms, vinyl alcohol-based polymers, etc. Specific examples of the water-soluble polymer include hydroxyethyl cellulose, pullulan, random copolymers or block copolymers of ethylene oxide and propylene oxide, polyvinyl alcohol, polyisoprene sulfonic acid, polyvinyl sulfonic acid, polyallyl sulfonic acid, polyisoamylene sulfonic acid, polystyrene sulfonate, polyacrylate, polyvinyl acetate, polyethylene glycol, polyvinyl imidazole, polyvinyl carbazole, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl caprolactam, polyvinyl piperidine, etc. The water-soluble polymer may be used alone or in combination of two or more. The polishing composition disclosed herein may also be preferably implemented in an embodiment that does not substantially contain a water-soluble polymer, that is, an embodiment that does not contain a water-soluble polymer at least intentionally.

ここに開示される研磨用組成物には、任意成分として、界面活性剤(典型的には、分子量1×10未満の水溶性有機化合物)を含ませることができる。界面活性剤の使用により、研磨用組成物の分散安定性が向上し得る。界面活性剤は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
界面活性剤としては、アニオン性またはノニオン性のものを好ましく採用し得る。低起泡性やpH調整の容易性の観点から、ノニオン性の界面活性剤がより好ましい。例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のオキシアルキレン重合体;ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、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グリセリルエーテル脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等のポリオキシアルキレン付加物;複数種のオキシアルキレンの共重合体(ジブロック型、トリブロック型、ランダム型、交互型);等のノニオン性界面活性剤が挙げられる。
界面活性剤の使用量は、砥粒1kg当たり5g以下とすることが適当であり、2g以下とすることが好ましく、1g以下とすることがより好ましい。ここに開示される研磨用組成物は、界面活性剤を実質的に含まない態様でも好ましく実施され得る。
The polishing composition disclosed herein may contain a surfactant (typically a water-soluble organic compound having a molecular weight of less than 1×10 4 ) as an optional component. The use of a surfactant may improve the dispersion stability of the polishing composition. The surfactant may be used alone or in combination of two or more.
As the surfactant, anionic or nonionic surfactants can be preferably used. From the viewpoint of low foaming and ease of pH adjustment, nonionic surfactants are more preferable. For example, nonionic surfactants include oxyalkylene polymers such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol; polyoxyalkylene adducts such as polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, polyoxyethylene alkylamines, polyoxyethylene fatty acid esters, polyoxyethylene glyceryl ether fatty acid esters, and polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters; copolymers of multiple types of oxyalkylenes (diblock type, triblock type, random type, alternating type); and the like.
The amount of the surfactant used is suitably 5 g or less per kg of abrasive grains, preferably 2 g or less, and more preferably 1 g or less. The polishing composition disclosed herein can also be preferably implemented in an embodiment that does not substantially contain a surfactant.

上記酸の例としては、塩酸、リン酸、硫酸、ホスホン酸、硝酸、ホスフィン酸、ホウ酸等の無機酸;酢酸、イタコン酸、コハク酸、酒石酸、クエン酸、マレイン酸、グリコール酸、マロン酸、メタンスルホン酸、ギ酸、リンゴ酸、グルコン酸、アラニン、グリシン、乳酸、hydroxyethylidene diphosphonic acid(HEDP)、nitrilotris[methylene phosphonic acid](NTMP)、phosphonobutane tricarboxylic acid(PBTC)等の有機酸;等が挙げられる。酸は、該酸の塩の形態で用いられてもよい。上記酸の塩は、例えば、ナトリウム塩やカリウム塩等のアルカリ金属塩や、アンモニウム塩等であり得る。Examples of the above acids include inorganic acids such as hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, phosphonic acid, nitric acid, phosphinic acid, and boric acid; and organic acids such as acetic acid, itaconic acid, succinic acid, tartaric acid, citric acid, maleic acid, glycolic acid, malonic acid, methanesulfonic acid, formic acid, malic acid, gluconic acid, alanine, glycine, lactic acid, hydroxyethylidene diphosphonic acid (HEDP), nitrilotris[methylene phosphonic acid] (NTMP), and phosphonobutane tricarboxylic acid (PBTC). The acid may be used in the form of a salt of the acid. The salt of the acid may be, for example, an alkali metal salt such as a sodium salt or a potassium salt, or an ammonium salt.

上記キレート剤の例としては、アミノカルボン酸系キレート剤および有機ホスホン酸系キレート剤が挙げられる。アミノカルボン酸系キレート剤の例には、エチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸アンモニウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、トリエチレンテトラミン六酢酸およびトリエチレンテトラミン六酢酸ナトリウムが含まれる。有機ホスホン酸系キレート剤の例には、2-アミノエチルホスホン酸、1-ヒドロキシエチリデン-1,1-ジホスホン酸、アミノトリ(メチレンホスホン酸)、エチレンジアミンテトラキス(メチレンホスホン酸)、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)、エタン-1,1-ジホスホン酸、エタン-1,1,2-トリホスホン酸、エタン-1-ヒドロキシ-1,1-ジホスホン酸、エタン-1-ヒドロキシ-1,1,2-トリホスホン酸、エタン-1,2-ジカルボキシ-1,2-ジホスホン酸、メタンヒドロキシホスホン酸、2-ホスホノブタン-1,2-ジカルボン酸、1-ホスホノブタン-2,3,4-トリカルボン酸およびα-メチルホスホノコハク酸が含まれる。これらのうち有機ホスホン酸系キレート剤がより好ましい。なかでも好ましいものとして、エチレンジアミンテトラキス(メチレンホスホン酸)、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)およびジエチレントリアミン五酢酸が挙げられる。特に好ましいキレート剤として、エチレンジアミンテトラキス(メチレンホスホン酸)およびジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)が挙げられる。キレート剤は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。キレート剤の使用量は、例えば、ワーキングスラリーにおけるキレート剤の含有量が0.0001~1重量%程度、0.001~0.5重量%程度、または0.005~0.1重量%程度となるように設定することができるが、これに限定されない。ここに開示される研磨用組成物は、キレート剤を含まない態様においても好ましく使用され得る。Examples of the chelating agent include aminocarboxylic acid chelating agents and organic phosphonic acid chelating agents. Examples of aminocarboxylic acid chelating agents include ethylenediaminetetraacetic acid, sodium ethylenediaminetetraacetate, nitrilotriacetic acid, sodium nitrilotriacetate, ammonium nitrilotriacetate, hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid, sodium hydroxyethylethylenediaminetriacetate, diethylenetriaminepentaacetic acid, sodium diethylenetriaminepentaacetate, triethylenetetraminehexaacetic acid, and sodium triethylenetetraminehexaacetate. Examples of organic phosphonic acid chelating agents include 2-aminoethylphosphonic acid, 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, aminotri(methylenephosphonic acid), ethylenediaminetetrakis(methylenephosphonic acid), diethylenetriaminepenta(methylenephosphonic acid), ethane-1,1-diphosphonic acid, ethane-1,1,2-triphosphonic acid, ethane-1-hydroxy-1,1-diphosphonic acid, ethane-1-hydroxy-1,1,2-triphosphonic acid, ethane-1,2-dicarboxy-1,2-diphosphonic acid, methanehydroxyphosphonic acid, 2-phosphonobutane-1,2-dicarboxylic acid, 1-phosphonobutane-2,3,4-tricarboxylic acid, and α-methylphosphonosuccinic acid. Of these, organic phosphonic acid chelating agents are more preferred. Among them, preferred are ethylenediaminetetrakis(methylene phosphonic acid), diethylenetriaminepenta(methylene phosphonic acid) and diethylenetriaminepentaacetic acid. Particularly preferred chelating agents are ethylenediaminetetrakis(methylene phosphonic acid) and diethylenetriaminepenta(methylene phosphonic acid). The chelating agents can be used alone or in combination of two or more. The amount of the chelating agent used can be set so that the content of the chelating agent in the working slurry is, for example, about 0.0001 to 1 wt%, about 0.001 to 0.5 wt%, or about 0.005 to 0.1 wt%, but is not limited thereto. The polishing composition disclosed herein can also be preferably used in an embodiment that does not contain a chelating agent.

上記防腐剤および防カビ剤の例としては、イソチアゾリン系化合物、パラオキシ安息香酸エステル類、フェノキシエタノール等が挙げられる。 Examples of the above preservatives and antifungal agents include isothiazolinone compounds, paraoxybenzoic acid esters, phenoxyethanol, etc.

ここに開示される研磨用組成物は、酸化剤を実質的に含まないことが好ましい。研磨用組成物中に酸化剤が含まれていると、当該組成物が供給されることでシリコン基板の表面が酸化されて酸化膜が生じ、これにより研磨レートが低下してしまうことがあり得るためである。ここで、研磨用組成物が酸化剤を実質的に含有しないとは、少なくとも意図的には酸化剤を配合しないことをいい、原料や製法等に由来して微量の酸化剤が不可避的に含まれることは許容され得る。上記微量とは、研磨用組成物における酸化剤のモル濃度が0.0005モル/L以下(好ましくは0.0001モル/L以下、より好ましくは0.00001モル/L以下、特に好ましくは0.000001モル/L以下)であることをいう。好ましい一態様に係る研磨用組成物は、酸化剤を含有しない。ここに開示される研磨用組成物は、例えば、過酸化水素、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムおよびジクロロイソシアヌル酸ナトリウムをいずれも含有しない態様で好ましく実施され得る。The polishing composition disclosed herein preferably does not substantially contain an oxidizing agent. If an oxidizing agent is contained in the polishing composition, the surface of the silicon substrate may be oxidized by the supply of the composition, resulting in an oxide film, which may result in a decrease in the polishing rate. Here, the polishing composition substantially does not contain an oxidizing agent means that an oxidizing agent is not intentionally blended, and it is acceptable that a trace amount of an oxidizing agent is inevitably contained due to the raw materials, manufacturing method, etc. The above-mentioned trace amount means that the molar concentration of the oxidizing agent in the polishing composition is 0.0005 mol/L or less (preferably 0.0001 mol/L or less, more preferably 0.00001 mol/L or less, particularly preferably 0.000001 mol/L or less). A preferred embodiment of the polishing composition does not contain an oxidizing agent. The polishing composition disclosed herein may be preferably implemented in an embodiment that does not contain any of hydrogen peroxide, sodium persulfate, ammonium persulfate, and sodium dichloroisocyanurate, for example.

<研磨用組成物>
ここに開示される研磨用組成物は、典型的には該研磨用組成物を含む研磨液(ワーキングスラリー)の形態で研磨対象物に供給されて、その研磨対象物の研磨に用いられる。ここに開示される研磨用組成物は、例えば、希釈(典型的には、水により希釈)して研磨液として使用されるものであってもよく、そのまま研磨液として使用されるものであってもよい。すなわち、ここに開示される技術における研磨用組成物の概念には、研磨対象物に供給されて該研磨対象物の研磨に用いられるワーキングスラリーと、かかるワーキングスラリーの濃縮液(原液)との双方が包含される。上記濃縮液の濃縮倍率は、例えば、体積基準で2倍~100倍程度であってよく、通常は5倍~50倍程度が適当である。
<Polishing Composition>
The polishing composition disclosed herein is typically supplied to an object to be polished in the form of a polishing liquid (working slurry) containing the polishing composition, and used to polish the object to be polished. The polishing composition disclosed herein may be used, for example, as a polishing liquid after dilution (typically with water), or may be used as a polishing liquid as is. That is, the concept of the polishing composition in the technology disclosed herein includes both a working slurry that is supplied to an object to be polished and used to polish the object to be polished, and a concentrated liquid (undiluted liquid) of the working slurry. The concentration ratio of the concentrated liquid may be, for example, about 2 to 100 times on a volume basis, and is usually about 5 to 50 times.

研磨用組成物のpHは、典型的には8.0以上であり、好ましくは8.5以上、より好ましくは9.0以上、さらに好ましくは9.5以上、例えば10.0以上である。pHが高くなると、研磨レートや隆起解消性が向上する傾向にある。一方、砥粒(例えばシリカ粒子)の溶解を防ぎ、該砥粒による機械的な研磨作用の低下を抑制する観点から、研磨液のpHは、通常、12.0以下であることが適当であり、11.8以下であることが好ましく、11.5以下であることがより好ましく、11.0以下であることがさらに好ましい。これらのpHは、研磨対象物に供給される研磨液(ワーキングスラリー)およびその濃縮液のpHのいずれにも好ましく適用され得る。The pH of the polishing composition is typically 8.0 or more, preferably 8.5 or more, more preferably 9.0 or more, even more preferably 9.5 or more, for example 10.0 or more. As the pH increases, the polishing rate and the ability to eliminate bumps tend to improve. On the other hand, from the viewpoint of preventing dissolution of the abrasive grains (e.g., silica particles) and suppressing a decrease in the mechanical polishing action of the abrasive grains, the pH of the polishing liquid is usually appropriate to be 12.0 or less, preferably 11.8 or less, more preferably 11.5 or less, and even more preferably 11.0 or less. These pH values can be preferably applied to both the pH of the polishing liquid (working slurry) supplied to the object to be polished and the concentrated liquid thereof.

なお、研磨用組成物のpHは、pHメーター(例えば、堀場製作所製のガラス電極式水素イオン濃度指示計(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把握することができる。The pH of the polishing composition can be determined by using a pH meter (for example, a glass electrode type hydrogen ion concentration indicator (model number 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 into the polishing composition and measuring the value after it has stabilized for at least two minutes.

ここに開示される研磨用組成物は、一剤型であってもよく、二剤型を始めとする多剤型であってもよい。例えば、少なくとも砥粒を含むパートAと、残りの成分を含むパートBとを混合し、必要に応じて適切なタイミングで希釈することによって研磨液が調製されるように構成されていてもよい。The polishing composition disclosed herein may be a one-component type or a multi-component type, including a two-component type. For example, the polishing liquid may be prepared by mixing at least part A containing abrasive grains with part B containing the remaining components, and diluting the mixture at an appropriate time as necessary.

ここに開示される研磨用組成物の製造方法は特に限定されない。例えば、翼式攪拌機、超音波分散機、ホモミキサー等の周知の混合装置を用いて、研磨用組成物に含まれる各成分を混合するとよい。これらの成分を混合する態様は特に限定されず、例えば全成分を一度に混合してもよく、適宜設定した順序で混合してもよい。The method for producing the polishing composition disclosed herein is not particularly limited. For example, the components contained in the polishing composition may be mixed using a well-known mixing device such as a blade stirrer, ultrasonic disperser, or homomixer. The manner in which these components are mixed is not particularly limited, and for example, all the components may be mixed at once or in an appropriately set order.

<研磨>
ここに開示される研磨用組成物は、例えば以下の操作を含む態様で、研磨対象物の研磨に使用することができる。
すなわち、ここに開示されるいずれかの研磨用組成物を含むワーキングスラリーを用意する。次いで、その研磨用組成物を研磨対象物に供給し、常法により研磨する。例えば、一般的な研磨装置に研磨対象物をセットし、該研磨装置の研磨パッドを通じて該研磨対象物の表面(研磨対象面)に研磨用組成物を供給する。典型的には、上記研磨用組成物を連続的に供給しつつ、研磨対象物の表面に研磨パッドを押しつけて両者を相対的に移動(例えば回転移動)させる。かかる研磨工程を経て研磨対象物の研磨が完了する。
<Polishing>
The polishing composition disclosed herein can be used for polishing an object to be polished, for example, in an embodiment including the following steps.
That is, a working slurry containing any of the polishing compositions disclosed herein is prepared. Then, the polishing composition is supplied to an object to be polished, and polished by a conventional method. For example, the object to be polished is set in a general polishing device, and the polishing composition is supplied to the surface (surface to be polished) of the object to be polished through the polishing pad of the polishing device. Typically, the polishing pad is pressed against the surface of the object to be polished while the polishing composition is continuously supplied, and the two are moved relatively (for example, rotated). Through this polishing process, the polishing of the object to be polished is completed.

上記研磨工程で使用される研磨パッドは特に限定されない。例えば、発泡ポリウレタンタイプ、不織布タイプ、スウェードタイプ、砥粒を含むもの、砥粒を含まないもの等のいずれを用いてもよい。また、上記研磨装置としては、研磨対象物の両面を同時に研磨する両面研磨装置を用いてもよく、研磨対象物の片面のみを研磨する片面研磨装置を用いてもよい。The polishing pad used in the polishing process is not particularly limited. For example, any of foamed polyurethane type, nonwoven fabric type, suede type, abrasive type, and abrasive type may be used. In addition, the polishing device may be a double-sided polishing device that polishes both sides of the object to be polished simultaneously, or a single-sided polishing device that polishes only one side of the object to be polished.

上記研磨用組成物は、いったん研磨に使用したら使い捨てにする態様(いわゆる「かけ流し」)で使用されてもよいし、循環して繰り返し使用されてもよい。研磨用組成物を循環使用する方法の一例として、研磨装置から排出される使用済みの研磨用組成物をタンク内に回収し、回収した研磨用組成物を再度研磨装置に供給する方法が挙げられる。ここに開示される研磨用組成物を循環使用する場合、その使用中の研磨用組成物に、任意のタイミングで新たな成分、使用により減少した成分または増加させることが望ましい成分を添加してもよい。例えば、成分を添加する態様としては、循環使用中の研磨用組成物に対して、上記含窒素有機化合物Aのみを添加する、上記塩基性化合物のみを添加する、これらいずれも添加する等の態様が挙げられる。The polishing composition may be used in a manner in which it is used once for polishing and then disposed of (so-called "flow-through"), or may be recycled and used repeatedly. An example of a method for recycling a polishing composition is a method in which the used polishing composition discharged from a polishing device is collected in a tank and the collected polishing composition is supplied to the polishing device again. When recycling the polishing composition disclosed herein, new components, components that have decreased due to use, or components that are desired to be increased may be added to the polishing composition during use at any time. For example, examples of adding components include adding only the nitrogen-containing organic compound A to the polishing composition during recycling, adding only the basic compound, or adding both of these.

<用途>
ここに開示される研磨用組成物は、HLM周縁の隆起を解消する性能(隆起解消性)に優れる。かかる特長を活かして、上記研磨用組成物は、HLMの付された表面を含む研磨対象面の研磨に好ましく適用することができる。ここに開示される研磨用組成物は、予備研磨工程、すなわちポリシング工程における最初の研磨工程(一次研磨工程)あるいはその次の中間研磨工程(二次研磨工程)において特に好ましく使用され得る。
<Applications>
The polishing composition disclosed herein has excellent performance in eliminating the ridges around the HLM (ridge elimination). Taking advantage of this feature, the polishing composition can be preferably applied to polishing a surface to be polished, including a surface to which an HLM is applied. The polishing composition disclosed herein can be particularly preferably used in a preliminary polishing step, i.e., the first polishing step (primary polishing step) in a polishing step, or the subsequent intermediate polishing step (secondary polishing step).

ここに開示される研磨用組成物は、シリコン基板の研磨に好適に使用される。上記シリコン基板には、ここに開示される研磨用組成物を用いる研磨工程の前に、ラッピングやエッチング、上述したHLMの付与等の、シリコン基板に適用され得る一般的な処理が施されていてもよい。
上記シリコン基板は、典型的には、シリコンからなる表面を有する。このようなシリコン基板の典型的はシリコン単結晶ウェーハであり、例えば、シリコン単結晶インゴットをスライスして得られたシリコン単結晶ウェーハである。ここに開示される研磨用組成物は、HLMが付されたシリコン単結晶ウェーハを研磨する用途に好適である。
また、ここに開示される研磨用組成物は、HLMを有しない研磨対象物の研磨にも好適に使用することができる。
The polishing composition disclosed herein is suitable for use in polishing silicon substrates. The silicon substrate may be subjected to a general treatment that can be applied to silicon substrates, such as lapping, etching, or application of the above-mentioned HLM, before the polishing process using the polishing composition disclosed herein.
The silicon substrate typically has a surface made of silicon. A typical example of such a silicon substrate is a silicon single crystal wafer, for example, a silicon single crystal wafer obtained by slicing a silicon single crystal ingot. The polishing composition disclosed herein is suitable for polishing a silicon single crystal wafer with an HLM.
In addition, the polishing composition disclosed herein can be suitably used for polishing an object that does not have an HLM.

以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる実施例に示すものに限定することを意図したものではない。 Several examples of the present invention are described below, but it is not intended that the present invention be limited to those examples.

<研磨用組成物の調製>
(例1)
砥粒としてのコロイダルシリカ(平均一次粒子径:55nm)の含有量が0.9重量%、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)の含有量が0.04重量%、含窒素有機化合物AとしてのL-アルギニンの含有量が0.016重量%になるように、上記各成分およびイオン交換水を、室温25℃程度で約30分間攪拌混合することにより、例1に係る研磨用組成物を調製した。
<Preparation of Polishing Composition>
(Example 1)
The polishing composition of Example 1 was prepared by stirring and mixing the above components and ion-exchanged water at room temperature of about 25° C. for about 30 minutes so that the content of colloidal silica (average primary particle diameter: 55 nm) as abrasive grains was 0.9 wt %, the content of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) was 0.04 wt %, and the content of L-arginine as nitrogen-containing organic compound A was 0.016 wt %.

(例2~6)
含窒素有機化合物Aの種類と含有量を表1に記載したものに変えたこと以外は、例1に係る研磨用組成物と同様な方法で、例2~6に係る研磨用組成物を調製した。
(Examples 2 to 6)
Polishing compositions of Examples 2 to 6 were prepared in the same manner as the polishing composition of Example 1, except that the type and content of nitrogen-containing organic compound A were changed to those shown in Table 1.

(例7)
含窒素有機化合物Aを使用しなかったこと以外は、例1に係る研磨用組成物と同様な方法で、例7に係る研磨用組成物を調製した。
(Example 7)
The polishing composition of Example 7 was prepared in the same manner as in the polishing composition of Example 1, except that the nitrogen-containing organic compound A was not used.

(例8~11)
含窒素有機化合物の種類と含有量を表1に記載したものに変えたこと以外は、例1に係る研磨用組成物と同様な方法で、例8~11に係る研磨用組成物を調製した。
(Examples 8 to 11)
The polishing compositions of Examples 8 to 11 were prepared in the same manner as the polishing composition of Example 1, except that the type and content of the nitrogen-containing organic compound were changed to those shown in Table 1.

<シリコン基板の研磨>
各例に係る研磨液をそのままワーキングスラリーとして使用して、研磨対象物(試験片)の表面を下記の条件で研磨した。試験片としては、ラッピングおよびエッチングを終えた直径100mmの市販シリコン単結晶ウェーハ(厚さ:525μm、伝導型:P型、結晶方位:<100>、抵抗率:0.1Ω・cm以上100Ω・cm未満)を使用した。上記ウェーハにはHLMが付されている。
<Polishing of silicon substrate>
The polishing liquid according to each example was used as a working slurry to polish the surface of the object to be polished (test piece) under the following conditions. The test piece was a commercially available silicon single crystal wafer (thickness: 525 μm, conductivity type: P type, crystal orientation: <100>, resistivity: 0.1 Ω cm or more and less than 100 Ω cm) with a diameter of 100 mm that had been lapped and etched. The wafer was provided with an HLM.

(研磨条件)
研磨装置:日本エンギス株式会社製の片面研磨装置、型式「EJ-380IN」
研磨圧力:12kPa
定盤回転数:50rpm
ヘッド回転数:45rpm
研磨パッド:ニッタハース社製、商品名「SUBA800」
研磨液供給レート:100mL/分(かけ流し使用)
研磨環境の保持温度:25℃
研磨取り代:4μm
(Polishing conditions)
Polishing equipment: Single-sided polishing equipment manufactured by Engis Japan Co., Ltd., model number "EJ-380IN"
Polishing pressure: 12 kPa
Rotation speed of the platen: 50 rpm
Head rotation speed: 45 rpm
Polishing pad: Nitta Haas, product name "SUBA800"
Polishing liquid supply rate: 100 mL/min (flowing)
Polishing environment temperature: 25°C
Polishing allowance: 4 μm

<隆起解消性評価>
研磨後のシリコンウェーハについて、触針式表面粗さ形状測定機(SURFCOM 1500DX、株式会社東京精密製)を使用してHLMを含むサイトの表面形状を測定し、HLM周辺の基準面から隆起の最高点までの高さを計測した。隆起高さが大きいほど、隆起解消性が悪いとの評価結果になる。得られた結果を表1の「隆起高さ」の欄に示す。また、得られた各例の隆起高さを、例7の隆起高さを100%とする相対値(相対隆起高さ)に換算した。得られた結果を表1の「相対隆起高さ」の欄に示す。
<研磨レート評価>
上記研磨に要した時間、すなわち研磨取り代が4μmに到達するまでの所要時間に基づいて、各例における研磨レート[nm/分]を算出した。得られた結果を、例7の研磨レートを100%とする相対値(相対研磨レート)に換算した。得られた結果を表1の「相対研磨レート」の欄に示す。
<Evaluation of bump elimination>
For the polished silicon wafer, the surface shape of the site including the HLM was measured using a stylus surface roughness profiler (SURFCOM 1500DX, manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.), and the height from the reference plane around the HLM to the highest point of the protuberance was measured. The evaluation result indicates that the greater the protuberance height, the worse the protuberance elimination. The results are shown in the "Protuberance Height" column of Table 1. In addition, the protuberance height of each example obtained was converted into a relative value (relative protuberance height) with the protuberance height of Example 7 taken as 100%. The results are shown in the "Relative Protuberance Height" column of Table 1.
<Polishing rate evaluation>
The polishing rate [nm/min] for each example was calculated based on the time required for the polishing, i.e., the time required for the polishing stock removal to reach 4 μm. The results were converted into relative values (relative polishing rates) with the polishing rate of Example 7 taken as 100%. The results are shown in the "relative polishing rate" column of Table 1.

Figure 0007666930000001
Figure 0007666930000001

なお、表1における略称は、以下の化合物を意味する。
Arg:L-アルギニン
His:L-ヒスチジン
Trp:L-トリプトファン
APP:1-(3-アミノプロピル)イミダゾール
Py:ピリジン
TEA:トリエチルアミン
AEP:N-(2-アミノエチル)ピペラジン
The abbreviations in Table 1 refer to the following compounds.
Arg: L-arginine His: L-histidine Trp: L-tryptophan APP: 1-(3-aminopropyl)imidazole Py: pyridine TEA: triethylamine AEP: N-(2-aminoethyl)piperazine

表1に示されるように、窒素原子がπ共役系構造を構成している含窒素有機化合物Aを含む例1~6に係る研磨用組成物によると、含窒素有機化合物Aを含まない例7の研磨用組成物に比べて、研磨レートが十分に高いレベルで維持されつつ隆起解消性が顕著に向上した。As shown in Table 1, the polishing compositions of Examples 1 to 6, which contain a nitrogen-containing organic compound A whose nitrogen atoms form a π-conjugated structure, exhibited significantly improved bump elimination while maintaining a sufficiently high polishing rate compared to the polishing composition of Example 7, which does not contain a nitrogen-containing organic compound A.

一方、含窒素有機化合物Aを含有せず、代わりに窒素原子がπ共役系構造を構成していない含窒素有機化合物を含む例8~11の研磨用組成物は、含窒素有機化合物Aを含む例1~6に係る研磨用組成物に比べて、隆起解消性が悪化した。On the other hand, the polishing compositions of Examples 8 to 11, which did not contain nitrogen-containing organic compound A but instead contained a nitrogen-containing organic compound in which the nitrogen atom did not form a π-conjugated structure, had worse bump-eliminating properties than the polishing compositions of Examples 1 to 6, which contained nitrogen-containing organic compound A.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and variations of the specific examples exemplified above.

Claims (6)

シリコン基板の予備研磨工程に使用するための研磨用組成物であって、
砥粒、塩基性化合物および含窒素有機化合物Aを含み、
前記含窒素有機化合物Aは、
該含窒素有機化合物Aに含まれる少なくとも1つの窒素原子がπ共役系構造を構成している化合物であり、かつ、
ピリジン、1-(3-アミノプロピル)イミダゾールおよび窒素共役系カルボキシ基含有化合物からなる群から選択される1種または2種以上であり、
前記含窒素有機化合物Aの含有量は、前記砥粒100重量部に対して0.01重量部以上10重量部以下である、研磨用組成物。
A polishing composition for use in a pre-polishing step of a silicon substrate, comprising:
The method comprises the steps of:
The nitrogen-containing organic compound A is
At least one nitrogen atom contained in the nitrogen-containing organic compound A constitutes a π-conjugated structure, and
one or more selected from the group consisting of pyridine, 1-(3-aminopropyl)imidazole and nitrogen-conjugated carboxy group-containing compounds;
The content of the nitrogen-containing organic compound A is 0.01 parts by weight or more and 10 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the abrasive grains.
前記塩基性化合物は有機アルカリである、請求項1に記載の研磨用組成物。 The polishing composition according to claim 1, wherein the basic compound is an organic alkali. 前記有機アルカリとして、第四級アンモニウム化合物を含む、請求項2に記載の研磨用組成物。 The polishing composition according to claim 2, wherein the organic alkali comprises a quaternary ammonium compound. 前記含窒素有機化合物Aは窒素共役系カルボキシ基含有化合物である、請求項1から3のいずれか一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 nitrogen-containing organic compound A is a nitrogen-conjugated carboxyl group-containing compound. 前記含窒素有機化合物Aとして、アルギニン、ヒスチジンおよびトリプトファンの少なくとも1種を含む、請求項4に記載の研磨用組成物。 The polishing composition according to claim 4, wherein the nitrogen-containing organic compound A contains at least one of arginine, histidine, and tryptophan. 前記砥粒はシリカ粒子である、請求項1からのいずれか一項に記載の研磨用組成物。
The polishing composition according to claim 1 , wherein the abrasive grains are silica grains.
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