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WO2022138103A1 - 研磨用組成物 - Google Patents

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Publication number
WO2022138103A1
WO2022138103A1 PCT/JP2021/044672 JP2021044672W WO2022138103A1 WO 2022138103 A1 WO2022138103 A1 WO 2022138103A1 JP 2021044672 W JP2021044672 W JP 2021044672W WO 2022138103 A1 WO2022138103 A1 WO 2022138103A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
polishing
polishing composition
less
nitrogen
silicon wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2021/044672
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
誼之 田邉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujimi Inc
Original Assignee
Fujimi Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujimi Inc filed Critical Fujimi Inc
Priority to CN202180086482.5A priority Critical patent/CN116648328A/zh
Priority to EP21910253.0A priority patent/EP4269023A4/en
Priority to KR1020237020164A priority patent/KR20230122591A/ko
Publication of WO2022138103A1 publication Critical patent/WO2022138103A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • B24B37/044—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor characterised by the composition of the lapping agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
    • C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
    • H10P90/129—
    • H10P95/062—

Definitions

  • the present invention relates to a polishing composition.
  • Metals or semiconductors such as silicon, aluminum, nickel, tungsten, copper, tantalum, titanium, stainless steel, or alloys thereof; compound semiconductor wafer materials such as silicon carbide, gallium nitride, gallium arsenide, etc. are various such as flattening. Polished according to request, it is applied in various fields.
  • Mirror wafers that are highly flat and have a high-quality mirror surface without scratches or impurities are used for semiconductor elements such as integrated circuits.
  • WO 2015/102101 is a polishing composition comprising colloidal silica, a weak acid salt, and a quaternary ammonium compound, wherein the content of the weak acid salt and the quaternary ammonium compound is in a specific range. Polishing compositions have been proposed.
  • an object of the present invention is to provide a means capable of achieving a high polishing rate in polishing a silicon wafer.
  • the above-mentioned problem is a polishing composition used for polishing a silicon wafer, in which a nitrogen-containing organic compound having an energy level of ⁇ 9.50 eV or higher in the highest occupied orbital (HOMO) and water are used. It is solved by the composition for polishing, including.
  • the operation and physical properties are measured under the conditions of room temperature (range of 20 ° C. or higher and 25 ° C. or lower) / relative humidity of 40% RH or higher and 50% RH or lower.
  • polishing composition of the present invention will be described in detail.
  • One embodiment of the present invention is a polishing composition used for polishing a silicon wafer, and the energy level of the highest occupied orbital (HOMO) (hereinafter, also simply referred to as “HOMO level”) is -9.
  • the mechanism of action for obtaining the above effects by the polishing composition of the present invention is unknown, but it is considered as follows.
  • the nitrogen-containing organic compound according to the present invention has a HOMO level of ⁇ 9.50 eV or higher, and the unshared electron pair of the nitrogen atom has high nucleophilicity.
  • this unshared electron pair makes a nucleophilic attack on the surface of the silicon wafer, the silicon-silicon bond of the silicon wafer is weakened.
  • the film surface (that is, the polished surface) of the silicon wafer becomes embrittlement, and it is considered that the polishing speed of the silicon wafer is improved.
  • the polishing composition according to the present invention is used for polishing a silicon wafer.
  • the silicon wafer may be made of simple substance silicon such as a single crystal silicon substrate or a polycrystalline silicon substrate, or may be composed of a layer made of simple substance silicon and a layer other than that. You may. Further, it is permissible for a silicon wafer to contain elements other than silicon with a content of impurities. Therefore, the silicon wafer may contain a p-type dopant such as boron and an n-type dopant such as phosphorus.
  • the crystal orientation of the silicon wafer is not particularly limited, and may be any of ⁇ 100>, ⁇ 110>, and ⁇ 111>.
  • the resistivity of the silicon wafer is not particularly limited.
  • the thickness of the silicon wafer is, for example, 600 to 1000 ⁇ m, but is not particularly limited.
  • the diameter of the silicon wafer is not limited, and it can be applied to a wafer of any diameter.
  • the polishing composition according to the present invention contains a nitrogen-containing organic compound having a HOMO level of ⁇ 9.50 eV or higher.
  • the nitrogen-containing organic compound makes a nucleophilic attack on the surface of the silicon wafer, and the silicon-silicon bond of the silicon wafer is weakened. As a result, the film surface (that is, the polished surface) of the silicon wafer becomes embrittlement, and it is considered that the polishing speed of the silicon wafer is improved.
  • the HOMO level adopts a value calculated by using the PM7 method (Parametric Method 7), which is a Hamiltonian of the semi-empirical molecular orbital method program MOPAC.
  • the polishing speed of the silicon wafer decreases.
  • the HOMO level is preferably ⁇ 9.30 eV or higher, more preferably ⁇ 9.20 eV or higher.
  • the upper limit of the HOMO level is not particularly limited, but is usually 0 eV or less.
  • the number of nitrogen atoms contained in the nitrogen-containing organic compound may be 1 or more, and is not particularly limited.
  • a compound containing 1 or more and 10 or less nitrogen atoms in the molecule can be preferably used as the nitrogen-containing organic compound.
  • the lower limit of the number of nitrogen atoms contained in the nitrogen-containing organic compound may be 1 or more, 2 or more, 3 or more, or 4 or more.
  • the upper limit of the number of nitrogen atoms contained in the nitrogen-containing organic compound may be 10 or less, 8 or less, 6 or less, 5 or less, or 4 or less. May be.
  • the nitrogen atom contained in the nitrogen-containing organic compound may be inside the saturated heterocycle or outside the saturated heterocycle.
  • the lower limit of the number of nitrogen atoms contained in the saturated heterocycle may be 1 or more, 2 or more, 3 or more, or 4 or more.
  • the upper limit of the number of nitrogen atoms contained in the saturated heterocycle may be 5 or less, 4 or less, 3 or less, or 2 or less.
  • the lower limit of the number of nitrogen atoms contained outside the saturated heterocycle may be 1 or more, 2 or more, 3 or more, or 4 or more.
  • the upper limit of the number of nitrogen atoms contained outside the saturated heterocycle may be 5 or less, 4 or less, 3 or less, or 2 or less.
  • nitrogen-containing organic compounds used in the present invention are shown below.
  • the values in parentheses are HOMO level values.
  • Diethylamine (-8.91 eV), ethylenediamine (-9.45 eV), 1- (3-aminopropyl) imidazole (-9.42 eV), piperazine (-8.96 eV), N- (2-aminoethyl) piperazine ( -8.90eV), 1,4-bis (3-aminopropyl) piperazine (-8.59eV), 4-aminopiperidin (-9.17eV), cis-1,2-cyclohexanediamine (-9.13eV) , 1,4-Diazabicyclo [2,2,2] octane (DABCO) (-8.65eV), triethylenetetramine (-8.87eV), 1,8-diazabicyclo [5,4,0] Undeca-7- En (DBU) (-8.55eV), 1,5-diazabicyclo [4,3,0] non-5-ene (DBN) (-8.70eV), quinuclidine (1-azabic
  • the nitrogen-containing organic compound can be used alone or in combination of two or more. Further, as the nitrogen-containing organic compound, a commercially available product or a synthetic product may be used.
  • a compound having a saturated hydrocarbon ring group or a saturated heterocyclic group containing one nitrogen atom is preferable. It is considered that such a compound does not have an unsaturated bond, so that the electron localization of the lone electron pair on the nitrogen atom causes a nucleophilic attack on the surface of the silicon wafer more efficiently. Therefore, it is considered that the polishing speed of the silicon wafer is further increased.
  • the compound having a saturated hydrocarbon ring group or a saturated heterocyclic group containing one nitrogen atom may be a monocyclic compound or a polycyclic compound.
  • the form of the ring-to-ring bond of the polycyclic compound is not particularly limited, such as ring assembly, cross-linking, condensation, and spiro condensation.
  • saturated hydrocarbon ring examples include, for example, a cyclopropane ring, a cyclobutane ring, a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, a cycloheptane ring, a cyclooctane ring, a norbornane ring, a bornane ring, an adamantan ring, a tetrahydronaphthalene ring, and a bicyclo [2]. .2.2] Octane ring and the like can be mentioned.
  • saturated heterocycle containing one nitrogen atom examples include, for example, an azetidine ring, a pyrrolidine ring, a morpholine ring, a thiomorpholine ring, a piperidine ring, a hexahydroazepine ring, and an azabicyclo [3.2.1] nonane ring, 1.
  • a nitrogen-containing organic compound having a saturated hydrocarbon ring group or a saturated heterocyclic group containing one nitrogen atom include, for example, 4-aminopiperidine (-9.17 eV), cis-1,2-. Cyclohexanediamine (-9.13eV), quinuclidine (1-azabicyclo [2,2,2] octane) (-8.91eV), homoquinuclidine (1-azabicyclo [3,2,2] nonane) (-8.57eV) , Granatan (9-methyl-9-azabicyclo [3,3,1] nonane) (-8.50eV) and the like.
  • the lower limit of the content (concentration) of the nitrogen-containing organic compound is 0.20 mM (M is mol / L) or more with respect to the total amount of the polishing composition. It is preferably 0.50 mM or more, more preferably 1.00 mM or more, and even more preferably 1.00 mM or more.
  • the upper limit of the content (concentration) of the nitrogen-containing organic compound is preferably 10.0 mM or less with respect to the total amount of the polishing composition. It is more preferably 0.0 mM or less, and even more preferably 3.0 mM or less. Within such a content range, the silicon wafer can be polished at a high polishing rate.
  • the upper limit of the content of the nitrogen-containing organic compound is for polishing from the viewpoint of storage stability and the like. It is preferably 100 mM or less, more preferably 50 mM or less, based on the total amount of the composition. Further, from the viewpoint of taking advantage of the concentrated solution, the lower limit of the content of the nitrogen-containing organic compound is preferably 10 mM or more, more preferably 20 mM or more with respect to the total amount of the polishing composition. ..
  • the above content refers to the total content of two or more types of nitrogen-containing organic compounds.
  • the content of the nitrogen-containing organic compound can also be specified by the relative relationship with the abrasive grains contained in the polishing composition. Specifically, it is appropriate that the content of the nitrogen-containing organic compound in the polishing composition is approximately 0.01 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the abrasive grains, which is preferable from the viewpoint of improving the polishing speed. Is about 0.1 parts by mass or more, more preferably about 0.5 parts by mass or more (for example, about 0.6 parts by mass or more). Further, from the viewpoint of improving the quality of the polished surface, it is appropriate that the content of the nitrogen-containing organic compound is about 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the abrasive grains, preferably about 5 parts by mass or less. It is preferably about 3 parts by mass or less (for example, about 2.5 parts by mass or less).
  • the content of the nitrogen-containing organic compound can also be specified by the relative relationship with the content of the basic compound contained in the polishing composition. Specifically, it is appropriate that the ratio ( CN / CB) of the content (CN) of the nitrogen - containing organic compound to the content of the basic compound ( CB ) is 0.001 or more. From the viewpoint of improving the polishing speed, it is preferably 0.01 or more, more preferably 0.05 or more (for example, 0.1 or more). Further, from the viewpoint of improving the quality of the polished surface, the above ratio ( CN / CB ) is preferably 1000 or less, preferably 200 or less, more preferably 100 or less, and 20 or less (for example, 10). The following) may be used.
  • the polishing composition according to the present invention contains water as a dispersion medium for dispersing or dissolving each component.
  • Water preferably contains as little impurities as possible from the viewpoint of preventing contamination of the silicon wafer and inhibition of the action of other components.
  • water for example, water having a total content of transition metal ions of 100 ppb or less is preferable.
  • the purity of water can be increased by, for example, operations such as removal of impurity ions using an ion exchange resin, removal of foreign substances by a filter, distillation and the like.
  • the water for example, deionized water (ion-exchanged water), pure water, ultrapure water, distilled water and the like are preferably used.
  • water and an organic solvent may be used in combination, and the organic solvent may be used alone or in combination of two or more.
  • examples of the organic solvent used include acetone, acetonitrile, ethanol, methanol, isopropanol, glycerin, ethylene glycol, propylene glycol and the like, which are organic solvents that are mixed with water. Further, these organic solvents may be used without being mixed with water to disperse or dissolve each component and then to be mixed with water.
  • the polishing composition of the present invention preferably contains abrasive grains.
  • the abrasive grains contained in the polishing composition have an action of mechanically polishing a silicon wafer.
  • the abrasive grains used in the present invention can be used alone or in combination of two or more.
  • the abrasive grains may be any of inorganic particles, organic particles, and organic-inorganic composite particles.
  • the 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.
  • Specific examples of the organic particles include polymethyl methacrylate (PMMA) particles.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • the abrasive grains a commercially available product or a synthetic product may be used. Unless otherwise specified in the present specification, the abrasive grains refer to those without surface modification.
  • silica is preferable, and colloidal silica is particularly preferable.
  • the lower limit of the average primary particle diameter of the abrasive grains is preferably 10 nm or more, more preferably 15 nm or more, further preferably 20 nm or more, further preferably 30 nm or more, and further preferably 40 nm or more. It is even more preferable, and it is particularly preferable that it is 50 nm or more. Within such a range, a high polishing rate can be maintained, so that it can be suitably used in the rough polishing process.
  • the upper limit of the average primary particle size of the abrasive grains is preferably 200 nm or less, more preferably 150 nm or less, and further preferably 100 nm or less.
  • the average primary particle size may be 75 nm or less, or 60 nm or less. Within such a range, it is possible to further suppress the occurrence of defects on the surface of the silicon wafer after polishing.
  • the average primary particle diameter of the abrasive grains is calculated based on, for example, the specific surface area of the abrasive grains measured by the BET method.
  • the lower limit of the average secondary particle diameter of the abrasive grains is preferably 15 nm or more, more preferably 30 nm or more, further preferably 40 nm or more, further preferably 50 nm or more, and even more preferably 60 nm or more. (For example, 80 nm or more) is particularly preferable. Within such a range, a high polishing rate can be maintained.
  • the upper limit of the average secondary particle size of the abrasive grains is preferably 300 nm or less, more preferably 260 nm or less, further preferably 220 nm or less, and 150 nm or less (for example, 130 nm or less). Is particularly preferable.
  • the average secondary particle size of the abrasive grains can be measured by a dynamic light scattering method.
  • the measurement can be performed using the model "FPAR-1000" manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. or an equivalent product thereof.
  • the average degree of association of the abrasive grains is preferably 1.2 or more, more preferably 1.4 or more, and even more preferably 1.5 or more.
  • the average degree of association is obtained by dividing the value of the average secondary particle size of the abrasive grains by the value of the average primary particle size.
  • the average degree of association of the abrasive grains is preferably 4 or less, more preferably 3.5 or less, still more preferably 3 or less. As the average degree of association of the abrasive grains decreases, it becomes easier to obtain a polished surface with few surface defects by polishing the object to be polished with the polishing composition.
  • the content of the abrasive grains is preferably 0.1% by mass or more, preferably 0.4% by mass or more, based on the polishing composition. More preferably, it is more preferably 1.0% by mass or more.
  • the polishing speed is improved by increasing the content of abrasive grains.
  • the content of the abrasive grains is usually preferably 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, and preferably 3% by mass from the viewpoint of scratch prevention and the like. The following is more preferable, and 2% by mass or less is further preferable. It is preferable to reduce the content of abrasive grains from the viewpoint of economy.
  • the content of the abrasive grains is usually determined from the viewpoint of storage stability, filterability and the like. It is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, based on the polishing composition. Further, from the viewpoint of taking advantage of the concentrated liquid, the content of the abrasive grains is preferably 1% by mass or more, and more preferably 5% by mass or more.
  • the above content refers to the total content of two or more types of abrasive grains.
  • the polishing composition according to the present invention preferably contains a basic compound.
  • the basic compound is a compound having a function of raising the pH of the composition by being added to the polishing composition, and the above-mentioned HOMO level is ⁇ 9.50 eV or more. Refers to compounds other than nitrogen-containing organic compounds.
  • the basic compound functions to chemically polish the surface to be polished, and may contribute to the improvement of the polishing speed. In addition, the basic compound may help improve the dispersion stability of the polishing composition.
  • the basic compound used in the present invention can be used alone or in combination of two or more.
  • the basic compound include an inorganic basic compound containing nitrogen, an alkali metal or a hydroxide of a Group 2 metal, various carbonates and hydrogen carbonates; a quaternary ammonium hydroxide or a salt thereof; ammonia, an amine and the like.
  • alkali metal hydroxides include potassium hydroxide and sodium hydroxide.
  • Specific examples of the carbonate or hydrogen carbonate include ammonium hydrogencarbonate, ammonium carbonate, potassium hydrogencarbonate, potassium carbonate, sodium hydrogencarbonate, sodium carbonate and the like.
  • quaternary ammonium hydroxide or a salt thereof examples include tetramethylammonium hydroxide (TMAH), tetraethylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide and the like.
  • amines include hexamethylenetetramine; azoles such as imidazole and triazole; pyridine and the like.
  • preferred basic compounds include ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, ammonium hydrogencarbonate, ammonium carbonate, potassium hydrogencarbonate, potassium carbonate, and carbonic acid.
  • At least one selected from the group consisting of sodium hydrogen hydrogen and sodium carbonate can be mentioned.
  • at least one selected from the group consisting of ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, and potassium carbonate is exemplified as more preferable.
  • the lower limit of the content (concentration) of the basic compound in the polishing composition is preferably 3 mM or more, more preferably 5 mM or more. Within such a range, a high polishing rate can be maintained. Stability can also be improved by increasing the concentration of the basic compound.
  • the upper limit of the content (concentration) of the basic compound is preferably 50 mM or less, more preferably 30 mM or less, and 10 mM or less. Is even more preferred.
  • the upper limit of the content (concentration) of the basic compound is the storage stability, the filterability and the like. From the viewpoint, it is preferably 400 mM or less, more preferably 350 mM or less, and even more preferably 300 mM or less. Further, from the viewpoint of taking advantage of the concentrated solution, the lower limit of the content (concentration) of the basic compound is preferably 50 mM or more, more preferably 100 mM or more, and more preferably 150 mM or more. More preferred.
  • the above content refers to the total content of two or more basic compounds.
  • the polishing composition according to the present invention is used for polishing compositions such as water-soluble polymers, surfactants, chelating agents, preservatives, and fungicides, as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.
  • the known additive to be obtained may be further contained, if necessary.
  • water-soluble polymer examples include cellulose derivatives, starch derivatives, polymers containing oxyalkylene units, polymers containing nitrogen atoms, vinyl alcohol-based polymers, and the like. Specific examples include hydroxyethyl cellulose, purulan, random copolymers and block copolymers of ethylene oxide and propylene oxide, polyvinyl alcohol, acetalized polyvinyl alcohol, copolymers of vinyl alcohol and alkylene oxide, and polyisoprene sulfonic acid.
  • Polyvinyl sulfonic acid Polyallyl sulfonic acid, polyisoamylene sulfonic acid, polystyrene sulfonate, polyacrylic acid salt, polyvinyl acetate, polyethylene glycol, polyvinyl imidazole, polyvinyl carbazole, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl caprolactum, polyvinyl piperidine, poly Examples thereof include acryloyl morpholine and polyhydroxyacrylamide.
  • the water-soluble polymer may be used alone or in combination of two or more.
  • the polishing composition disclosed herein may be preferably carried out in an embodiment that does not substantially contain a water-soluble polymer, that is, at least intentionally does not contain a water-soluble polymer.
  • the polishing composition of the present invention may further contain a surfactant such as a nonionic surfactant, a cationic surfactant, and an anionic surfactant, if necessary.
  • a surfactant such as a nonionic surfactant, a cationic surfactant, and an anionic surfactant, if necessary.
  • nonionic surfactant that can be used in the present invention can be used alone or in combination of two or more.
  • nonionic surfactants include alkylbetaines, alkylamine oxides, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyalkylene alkyl ethers, sorbitan fatty acid esters, glycerin fatty acid esters, polyoxyethylene fatty acid esters, polyoxyethylene alkylamines, and Examples thereof include alkyl alkanolamides. Of these, polyoxyalkylene alkyl ethers are preferable, and polyoxyethylene alkyl ethers are more preferable, from the viewpoint of improving the dispersion stability of the polishing composition.
  • the content of the nonionic surfactant is preferably 0.00001% by mass or more, more preferably 0.00002% by mass or more, based on the polishing composition. More preferably, it is 0.00003% by mass or more. Within such a range, the dispersion stability of the polishing composition is improved.
  • the upper limit of the content of the nonionic surfactant is 0.002% by mass or less, which is preferable from the viewpoint of maintaining a high polishing rate. It is 0.001% by mass or less.
  • the content of the nonionic surfactant is determined from the viewpoint of storage stability, filterability and the like. Usually, it is suitable to be 0.1% by mass or less, and more preferably 0.05% by mass or less. Further, from the viewpoint of taking advantage of the concentrated solution, the content of the nonionic surfactant is preferably 0.0001% by mass or more, more preferably 0.0002% by mass or more, and 0. It is more preferably 0005% by mass or more.
  • the above content refers to the total content of two or more nonionic surfactants.
  • the chelating agent that can be contained in the polishing composition can be used alone or in combination of two or more.
  • the chelating agent include an aminocarboxylic acid-based chelating agent and an organic phosphonic acid-based chelating agent.
  • aminocarboxylic acid-based chelating agents include ethylenediamine tetraacetic acid, sodium ethylenediamine tetraacetate, nitrilotriacetic acid, sodium nitrilotriacetate, ammonium nitrilotriacetic acid, hydroxyethylethylenediamine triacetic acid, sodium hydroxyethylethylenediamine triacetate, and diethylenetriaminepentaacetic acid.
  • organic phosphonic acid chelating agents include 2-aminoethylphosphonic acid, 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, aminotri (methylenephosphonic acid), ethylenediaminetetrakis (methylenephosphonic acid) (EDTPO), diethylenetriaminepenta.
  • ethylenediaminetetrakis methylenephosphonic acid
  • diethylenetriaminepenta methylenephosphonic acid
  • diethylenetriaminepentaacetic acid are preferable.
  • Particularly preferred chelating agents include ethylenediamine tetrakis (methylenephosphonic acid) and diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid).
  • the lower limit of the content of the chelating agent is preferably 0.0001% by mass or more, preferably 0.001% by mass or more, based on the polishing composition. More preferably, it is more preferably 0.002% by mass or more.
  • the upper limit of the content of the chelating agent is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, further preferably 0.3% by mass or less, and 0.15% by mass. The following is particularly preferable.
  • the content of the chelating agent is usually set from the viewpoint of storage stability, filterability and the like. 5% by mass or less is appropriate, 3% by mass or less is more preferable, and 1.5% by mass or less is particularly preferable. Further, from the viewpoint of taking advantage of the concentrated solution, the content of the chelating agent is preferably 0.001% by mass or more, more preferably 0.01% by mass or more, and 0.05% by mass. % Or more is more preferable.
  • the above content refers to the total content of two or more types of chelating agents.
  • the preservatives and fungicides that can be contained in the polishing composition can be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of preservatives and fungicides include isothiazolin-based preservatives such as 2-methyl-4-isothiazolin-3-one and 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one, and paraoxybenzoic acid esters. , And phenoxyethanol and the like.
  • the polishing composition disclosed herein contains substantially no oxidizing agent. If the polishing composition contains an oxidizing agent, the supply of the composition may oxidize the surface of the silicon wafer to form an oxide film, which may reduce the polishing rate. Because.
  • the fact that the polishing composition does not substantially contain an oxidizing agent means that the oxidizing agent is not added at least intentionally, and a trace amount of the oxidizing agent is inevitably contained due to the raw material, the manufacturing method, or the like. Can be tolerated.
  • 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, and particularly preferably 0. It means that it is 0000001 mol / L or less).
  • the polishing composition according to a preferred embodiment does not contain an oxidizing agent.
  • the polishing composition disclosed herein may be preferably carried out in an embodiment containing, for example, hydrogen peroxide, sodium persulfate, ammonium persulfate and sodium dichloroisocyanurate.
  • the polishing composition according to the present invention is typically supplied to the above-mentioned silicon wafer in the form of a polishing liquid containing the polishing composition, and is used for rough polishing of the silicon wafer.
  • the polishing composition according to the present invention may be, for example, diluted and used as a polishing liquid, or may be used as it is as a polishing liquid.
  • the dilution is typically a dilution with water.
  • the concept of the polishing composition in the technique according to the present invention includes a polishing liquid (working slurry) supplied to a silicon wafer and used for polishing, and a concentrated liquid (stock solution of working slurry) diluted and used for polishing. Both are included.
  • the concentration ratio of the concentrated solution can be, for example, about 2 times or more and 140 times or less on a volume basis, and usually 4 times or more and 80 times or less (for example, about 5 times or more and 50 times or less) is appropriate.
  • the pH of the polishing composition is preferably 8.0 or more, more preferably 8.5 or more, and even more preferably 9.5 or more. Particularly preferably, it is 10.0 or more (for example, 10.2 or more). The higher the pH of the polishing composition, the higher the polishing rate.
  • the pH of the polishing composition is preferably 12.0 or less, more preferably 11.5 or less. When the pH of the polishing composition is 12.0 or less, it is possible to suppress the dissolution of the abrasive grains and prevent the mechanical polishing action from being lowered by the abrasive grains.
  • the pH of the polishing composition is preferably 9.5 or more, more preferably 10. It is 0.0 or more, and even more preferably 10.5 or more.
  • the pH of the polishing composition is preferably 12.0 or less, preferably 11.5 or less.
  • the pH of the polishing composition can be measured using a pH meter. After calibrating the pH meter at 3 points with standard buffer, the glass electrodes are placed in the polishing composition. Then, the pH of the polishing composition can be grasped by measuring the value after it has stabilized after 2 minutes or more.
  • a glass electrode type hydrogen ion concentration indicator (model number F-72) manufactured by HORIBA, Ltd. can be used.
  • the standard buffer solution is, for example, a phthalate pH buffer solution pH: 4.01, a neutral phosphate pH buffer solution pH: 6.86, and a carbonate pH buffer solution pH: 10.01.
  • the pH is a value of 25 ° C.
  • the polishing composition according to the present invention may be a one-component type or a multi-component type including a two-component type.
  • the multi-component type is a combination of liquids in which a part or all of the polishing composition is mixed at an arbitrary mixing ratio. Further, when a polishing device having a plurality of supply paths for the polishing composition is used, two or more polishing compositions prepared in advance so that the polishing composition is mixed on the polishing device may be used. good.
  • the polishing composition of the present invention can be obtained, for example, by stirring and mixing each component in water. However, it is not limited to this method.
  • the temperature at which each component is mixed is not particularly limited, but is preferably 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower, and may be heated in order to increase the dissolution rate. Further, the mixing time is not particularly limited.
  • the polishing composition according to the present invention can be used in a silicon wafer polishing step, for example, in an embodiment including the following operations. Therefore, the present invention also provides a polishing method for polishing a silicon wafer using the above polishing composition.
  • the polishing composition according to the present invention is prepared.
  • the polishing composition is supplied to the silicon wafer and polished by a conventional method.
  • a silicon wafer is set in a general polishing device, and a polishing composition is supplied to the surface (polishing target surface) of the silicon wafer through the polishing pad of the polishing device.
  • the polishing pad is pressed against the surface of the silicon wafer to relatively move (for example, rotationally move) the two. Polishing of the silicon wafer is completed through such a polishing process.
  • the polishing pad used in the above process is not particularly limited.
  • any of polyurethane type, non-woven fabric type, suede type, those containing abrasive grains, those containing no abrasive grains and the like may be used.
  • the polishing device a double-sided polishing device that simultaneously polishes both sides of the silicon wafer may be used, or a single-sided polishing device that polishes only one side of the silicon wafer may be used.
  • the polishing conditions are not particularly limited, but for example, the rotation speed of the polishing surface plate is preferably 10 rpm or more and 500 rpm or less, and the pressure (polishing pressure) applied to the silicon wafer is preferably 3 kPa or more and 70 kPa or less, for example, 3.45 kPa or more and 69 kPa or less. ..
  • the method of supplying the polishing composition to the polishing pad is also not particularly limited, and for example, a method of continuously supplying the polishing composition with a pump or the like is adopted. Although the supply amount is not limited, it is preferable that the surface of the polishing pad is always covered with the polishing composition of the present invention.
  • the polishing composition may be used in a so-called "flowing" manner, or may be circulated and used repeatedly.
  • the “flowing” refers to a mode in which once used for polishing, it is thrown away.
  • the following examples can be mentioned as a method of circulating use of a polishing composition.
  • the used polishing composition discharged from the polishing device is collected in a tank, and the collected polishing composition is supplied to the polishing device again.
  • the polishing composition is recycled, the environmental load can be reduced. This is because the amount of used polishing composition to be treated as a waste liquid is reduced as compared with the case where the polishing composition is used by flowing.
  • the cost can be suppressed by reducing the amount of the polishing composition used.
  • the polishing composition of the present invention can polish a silicon wafer at a high polishing rate.
  • the polishing composition disclosed herein is particularly preferable in a pre-polishing step, that is, in a first polishing step (primary polishing step) in a polishing step or a subsequent intermediate polishing step (secondary polishing step).
  • the pre-polishing step is typically carried out as a double-sided polishing step of simultaneously polishing both sides of a silicon wafer.
  • the polishing composition disclosed herein can be preferably used in such a double-sided polishing step.
  • the energy level of HOMO of the nitrogen-containing organic compound was calculated using the PM7 method (Parametric Method 7), which is a Hamiltonian of the semi-empirical molecular orbital method program MOPAC.
  • the pH of the polishing composition was measured using a pH glass electrode type hydrogen ion concentration indicator (model number F-72) manufactured by HORIBA, Ltd.
  • Example 1 Colloidal silica (average primary particle diameter 55 nm) 33% by mass as abrasive grains, tetramethylammonium hydroxide (TMAH) as a basic compound at a concentration of 200 mM, and 4-aminopiperidin as a nitrogen-containing organic compound at a concentration of 40 mM.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • 4-aminopiperidin as a nitrogen-containing organic compound at a concentration of 40 mM.
  • the above components and ion-exchanged water were stirred and mixed at room temperature (25 ° C.) for 30 minutes to prepare a concentrated solution of the polishing composition.
  • the pH of the concentrated solution of the polishing composition according to each example was 11.6.
  • the content of each component in the concentrate of the polishing composition is as follows: Colloidal silica 33% by mass TMAH 200 mM 4-Aminopiperidine 40 mM.
  • Example 2 A concentrated solution of the polishing composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the nitrogen-containing organic compounds shown in Table 1 below were used instead of 4-aminopiperidine.
  • polishing speed The concentrated solution of the prepared polishing composition was diluted 30-fold by volume with ion-exchanged water. Using this diluted and prepared polishing composition, a bare silicon wafer (60 mm ⁇ 60 mm, conduction type: P type, crystal orientation: ⁇ 100>) is polished on one side under the following polishing conditions. Obtained a finished silicon wafer.
  • the pH of the polishing composition after dilution was 10.4: ⁇ Polishing conditions> Polishing machine: Desktop polishing machine manufactured by Nippon Engis Co., Ltd., EJ-380IN Pad: Polyurethane pad SUBA800 manufactured by Nitta DuPont Co., Ltd.
  • Polishing pressure 16kPa Flow rate of polishing composition: 100 L / min Surface plate rotation speed: +50 rpm (counterclockwise when viewed from above the grinding machine is positive) Head rotation speed: +45 rpm (counterclockwise is positive when viewed from above the grinding machine) Maintenance temperature of polishing composition: 25 ° C Replacement allowance: 4 ⁇ m Polishing time: 14-18 minutes.
  • polishing speed After polishing the silicon wafer using the polishing compositions of each Example and each Comparative Example, the polishing speed was calculated according to the following mathematical formulas (1) to (3).
  • the polishing speed in Table 1 below shows the ratio when the polishing speed when the polishing composition of Comparative Example 1 is used is 100%, and the larger the value, the higher the polishing speed.
  • the silicon wafer can be polished at a high polishing rate when the polishing composition of the example is used.

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Abstract

本発明は、シリコンウェーハの研磨において、高い研磨速度を実現できる手段を提供する。　本発明は、シリコンウェーハを研磨するために用いられる研磨用組成物であって、最高被占軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位が－９．５０ｅＶ以上である含窒素有機化合物と、水と、を含む、研磨用組成物に関する。

Description

研磨用組成物
　本発明は、研磨用組成物に関する。
　シリコン、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅、タンタル、チタン、ステンレス鋼等の金属もしくは半導体、またはこれらの合金；炭化ケイ素、窒化ガリウム、ヒ化ガリウム等の化合物半導体ウェーハ材料等は、平坦化などの各種要求により研磨がなされ、各種分野で応用されている。
　高平坦でキズや不純物の無い高品質な鏡面を有するミラーウェーハは、集積回路等の半導体素子に用いられるが、このミラーウェーハを作製するための単結晶シリコン基板（シリコンウェーハ）を研磨する技術については、様々な研究がなされている。
　例えば、国際公開第２０１５／１０２１０１号では、コロイダルシリカ、弱酸塩、および第４級アンモニウム化合物を含む研磨用組成物であって、弱酸塩および第４級アンモニウム化合物の含有量が特定の範囲である研磨用組成物が提案されている。
　しかしながら、国際公開第２０１５／１０２１０１号に記載の技術では、さらなる研磨速度の向上が求められていた。
　したがって、本発明は、シリコンウェーハの研磨において、高い研磨速度を実現できる手段を提供することを目的とする。
　上記課題は、シリコンウェーハを研磨するために用いられる研磨用組成物であって、最高被占軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位が－９．５０ｅＶ以上である含窒素有機化合物と、水と、を含む、研磨用組成物によって解決される。
　以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態のみには限定されない。また、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温（２０℃以上２５℃以下の範囲）／相対湿度４０％ＲＨ以上５０％ＲＨ以下の条件で測定する。
　以下、本発明の研磨用組成物につき、詳細を説明する。
　〔研磨用組成物〕
　本発明の一形態は、シリコンウェーハを研磨するために用いられる研磨用組成物であって、最高被占軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位（以下、単に「ＨＯＭＯ準位」とも称する）が－９．５０ｅＶ以上である含窒素有機化合物と、水と、を含む、研磨用組成物である。かような本発明の研磨用組成物によれば、シリコンウェーハを高い研磨速度で研磨することができる。
　本発明の研磨用組成物により上記効果が得られる作用機序は不明であるが、以下のように考えられる。本発明に係る含窒素有機化合物は、ＨＯＭＯ準位が－９．５０ｅＶ以上であり、窒素原子の非共有電子対は高い求核性を有する。この非共有電子対が、シリコンウェーハ表面に求核攻撃をすることにより、シリコンウェーハのケイ素－ケイ素結合は弱くなる。これにより、シリコンウェーハの膜表面（すなわち研磨面）が脆化するため、シリコンウェーハの研磨速度が向上すると考えられる。
　なお、上記メカニズムは推測に基づくものであり、その正誤が本願の技術的範囲に影響を及ぼすものではない。
　［研磨対象物］
　本発明に係る研磨用組成物は、シリコンウェーハを研磨する用途に用いられる。ここで、シリコンウェーハは、単結晶シリコン基板や、多結晶シリコン基板のように単体シリコンからなるものであってもよいし、単体シリコンからなる層とそれ以外の層とで構成されるものであってもよい。またシリコンウェーハは、不純物程度の含有量でシリコン以外の元素が含まれることは許容される。したがって、上記シリコンウェーハは、ホウ素等のｐ型ドーパントや、リン等のｎ型ドーパントを含んでいてもよい。シリコンウェーハの結晶方位も特に制限されず、＜１００＞、＜１１０＞、＜１１１＞のいずれであってもよい。また、シリコンウェーハの抵抗率にも特に制限はない。シリコンウェーハの厚さは、例えば６００～１０００μｍであるが、特に限定されるものではない。シリコンウェーハの口径も制限されず、どのような口径のウェーハにも適応可能である。
　次に、本発明の研磨用組成物の構成成分について説明する。
　［含窒素有機化合物］
　本発明に係る研磨用組成物は、ＨＯＭＯ準位が－９．５０ｅＶ以上である含窒素有機化合物を含む。当該含窒素有機化合物は、シリコンウェーハ表面に求核攻撃を行い、シリコンウェーハのケイ素－ケイ素結合は弱くなる。これにより、シリコンウェーハの膜表面（すなわち研磨面）が脆化するため、シリコンウェーハの研磨速度が向上すると考えられる。
　本明細書において、ＨＯＭＯ準位は、半経験的分子軌道法プログラムＭＯＰＡＣのハミルトニアンであるＰＭ７法（Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ　Ｍｅｔｈｏｄ　７）を用いて算出される値を採用する。
　含窒素有機化合物のＨＯＭＯ準位が－９．５０ｅＶ未満の場合、シリコンウェーハの研磨速度が低下する。当該ＨＯＭＯ準位は、好ましくは－９．３０ｅＶ以上、より好ましくは－９．２０ｅＶ以上である。ＨＯＭＯ準位の上限は特に制限されないが、通常０ｅＶ以下である。
　上記含窒素有機化合物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に含まれる窒素原子の数の下限は、１以上であってもよく、２以上であってもよく、３以上であってもよく、４以上であってもよい。上記含窒素有機化合物に含まれる窒素原子の数の上限は、１０以下であってもよく、８以下であってもよく、６以下であってもよく、５以下であってもよく、４以下であってもよい。
　ここで、含窒素有機化合物に含まれる窒素原子は飽和複素環内にあってもよいし、飽和複素環外にあってもよい。飽和複素環内に含まれる窒素原子の数の下限は、１以上であってもよく、２以上であってもよく、３以上であってもよく、４以上であってもよい。飽和複素環内に含まれる窒素原子の数の上限は、５以下であってもよく、４以下であってもよく、３以下であってもよく、２以下であってもよい。飽和複素環外に含まれる窒素原子の数の下限は、１以上であってもよく、２以上であってもよく、３以上であってもよく、４以上であってもよい。飽和複素環外に含まれる窒素原子の数の上限は、５以下であってもよく、４以下であってもよく、３以下であってもよく、２以下であってもよい。
　本発明において用いられる含窒素有機化合物の例を以下に示す。なお、カッコ内の数値は、ＨＯＭＯ準位の値である。
　ジエチルアミン（－８．９１ｅＶ）、エチレンジアミン（－９．４５ｅＶ）、１－（３－アミノプロピル）イミダゾール（－９．４２ｅＶ）、ピペラジン（－８．９６ｅＶ）、Ｎ－（２－アミノエチル）ピペラジン（－８．９０ｅＶ）、１，４－ビス（３－アミノプロピル）ピペラジン（－８．５９ｅＶ）、４－アミノピペリジン（－９．１７ｅＶ）、シス－１，２－シクロヘキサンジアミン（－９．１３ｅＶ）、１，４－ジアザビシクロ［２，２，２］オクタン（ＤＡＢＣＯ）（－８．６５ｅＶ）、トリエチレンテトラミン（－８．８７ｅＶ）、１，８－ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデカ－７－エン（ＤＢＵ）（－８．５５ｅＶ）、１，５－ジアザビシクロ［４，３，０］ノン－５－エン（ＤＢＮ）（－８．７０ｅＶ）、キヌクリジン（１－アザビシクロ［２，２，２］オクタン）（－８．９１ｅＶ）、ホモキヌクリジン（１－アザビシクロ［３，２，２］ノナン）（－８．５７ｅＶ）、グラナタン（９－メチル－９－アザビシクロ［３，３，１］ノナン）（－８．５０ｅＶ）等が挙げられる。
　上記含窒素有機化合物は、１種単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。また、上記含窒素有機化合物は市販品を用いてもよいし、合成品を用いてもよい。
　これら含窒素有機化合物の中でも、飽和炭化水素環基または窒素原子を１個含む飽和複素環基を有する化合物が好ましい。このような化合物は、不飽和結合を有しないことで窒素原子上の孤立電子対の電子局在化により、シリコンウェーハ表面への求核攻撃がより効率的に起こると考えられる。よって、シリコンウェーハの研磨速度がさらに高くなると考えられる。
　飽和炭化水素環基または窒素原子を１個含む飽和複素環基を有する化合物は、単環式化合物であってもよいし、多環式化合物であってもよい。多環式化合物の環同士の結合の形式は、環集合、架橋、縮合、スピロ縮合等、特に制限されない。
　上記飽和炭化水素環の例としては、例えば、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環、ノルボルナン環、ボルナン環、アダマンタン環、テトラヒドロナフタレン環、ビシクロ［２．２．２］オクタン環等が挙げられる。
　上記窒素原子を１個含む飽和複素環の例としては、例えば、アゼチジン環、ピロリジン環、モルホリン環、チオモルホリン環、ピペリジン環、ヘキサヒドロアゼピン環、アザビシクロ［３．２．１］オクタン環、１，４－ヘキサヒドロオキサゼピン環、オクタヒドロアゾシン環、オクタヒドロインドール環、３－アザビシクロ［３．１．０］ヘキサン環、１－アザビシクロ［２，２，２］オクタン環、１－アザビシクロ［３，２，２］ノナン環、９－アザビシクロ［３，３，１］ノナン環等が挙げられる。
　飽和炭化水素環基または窒素原子を１個含む飽和複素環基を有する含窒素有機化合物のより具体的な例としては、例えば、４－アミノピペリジン（－９．１７ｅＶ）、シス－１，２－シクロヘキサンジアミン（－９．１３ｅＶ）、キヌクリジン（１－アザビシクロ［２，２，２］オクタン）（－８．９１ｅＶ）、ホモキヌクリジン（１－アザビシクロ［３，２，２］ノナン）（－８．５７ｅＶ）、グラナタン（９－メチル－９－アザビシクロ［３，３，１］ノナン）（－８．５０ｅＶ）等が挙げられる。
　研磨用組成物がそのまま研磨液として用いられる場合、上記含窒素有機化合物の含有量（濃度）の下限は、研磨用組成物全量に対して、０．２０ｍＭ（Ｍはｍｏｌ／Ｌ）以上であることが好ましく、０．５０ｍＭ以上であることがより好ましく、１．００ｍＭ以上であることがさらに好ましい。また、研磨用組成物がそのまま研磨液として用いられる場合、上記含窒素有機化合物の含有量（濃度）の上限は、研磨用組成物全量に対して、１０．０ｍＭ以下であることが好ましく、５．０ｍＭ以下であることがより好ましく、３．０ｍＭ以下であることがさらに好ましい。このような含有量の範囲であれば、シリコンウェーハを高い研磨速度で研磨することができる。
　また、研磨用組成物が希釈して研磨に用いられる場合、すなわち該研磨用組成物が濃縮液である場合、含窒素有機化合物の含有量の上限は、保存安定性等の観点から、研磨用組成物全量に対して、１００ｍＭ以下であることが好ましく、５０ｍＭ以下であることがより好ましい。また、濃縮液とすることの利点を活かす観点から、含窒素有機化合物の含有量の下限は、研磨用組成物全量に対して、１０ｍＭ以上であることが好ましく、２０ｍＭ以上であることがより好ましい。
　なお、含窒素有機化合物を２種以上組み合わせて用いる場合は、上記の含有量は２種以上の含窒素有機化合物の合計含有量を指す。
　含窒素有機化合物の含有量は、研磨用組成物に含まれる砥粒との相対的関係によっても特定され得る。具体的には、研磨用組成物における含窒素有機化合物の含有量は、砥粒１００質量部に対して凡そ０．０１質量部以上とすることが適当であり、研磨速度向上の観点から、好ましくは凡そ０．１質量部以上、より好ましくは凡そ０．５質量部以上（例えば凡そ０．６質量部以上）である。また、研磨面の品質向上の観点から、含窒素有機化合物の含有量は、砥粒１００質量部に対して凡そ１０質量部以下とすることが適当であり、好ましくは凡そ５質量部以下、より好ましくは凡そ３質量部以下（例えば凡そ２．５質量部以下）である。
　また、含窒素有機化合物の含有量は、研磨用組成物に含まれる塩基性化合物の含有量との相対的関係によっても特定され得る。具体的には、塩基性化合物の含有量（ＣＢ）に対する含窒素有機化合物の含有量（ＣＮ）の比（ＣＮ／ＣＢ）は、０．００１以上とすることが適当であり、研磨速度向上の観点から、好ましくは０．０１以上、より好ましくは０．０５以上（例えば０．１以上）である。また、研磨面の品質向上の観点から、上記比（ＣＮ／ＣＢ）は、１０００以下とすることが適当であり、好ましくは２００以下、より好ましくは１００以下であり、２０以下（例えば１０以下）でもよい。
　［水］
　本発明に係る研磨用組成物は、各成分を分散または溶解するために分散媒として水を含む。水は、シリコンウェーハの汚染や他の成分の作用を阻害するのを防ぐ観点から、不純物をできる限り含有しないことが好ましい。このような水としては、例えば、遷移金属イオンの合計含有量が１００ｐｐｂ以下である水が好ましい。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、蒸留水などを用いることが好ましい。
　各成分の分散または溶解のために、水と有機溶媒とを併用してもよく、有機溶媒は単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。この場合、用いられる有機溶媒としては、水と混和する有機溶媒であるアセトン、アセトニトリル、エタノール、メタノール、イソプロパノール、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール等が挙げられる。また、これらの有機溶媒を水と混合せずに用いて、各成分を分散または溶解した後に、水と混合してもよい。
　［砥粒］
　本発明の研磨用組成物は、砥粒を含むことが好ましい。研磨用組成物中に含まれる砥粒は、シリコンウェーハを機械的に研磨する作用を有する。
　本発明に使用される砥粒は、１種単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。砥粒としては、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。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。有機粒子の具体例としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）粒子が挙げられる。また、該砥粒は、市販品を用いてもよいし合成品を用いてもよい。なお、本明細書において特にことわりの無い限り、砥粒は表面修飾されていないものを指す。
　これら砥粒の中でも、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。
　砥粒の平均一次粒子径の下限は、１０ｎｍ以上であることが好ましく、１５ｎｍ以上であることがより好ましく、２０ｎｍ以上であることがさらに好ましく、３０ｎｍ以上であることがさらに好ましく、４０ｎｍ以上であることがさらにより好ましく、５０ｎｍ以上であることが特に好ましい。かような範囲であれば、高い研磨速度を維持できるため、粗研磨工程において好適に使用できる。また、砥粒の平均一次粒子径の上限は、２００ｎｍ以下であることが好ましく、１５０ｎｍ以下であることがより好ましく、１００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。いくつかの態様において、平均一次粒子径は７５ｎｍ以下でもよく、６０ｎｍ以下でもよい。かような範囲であれば、研磨後のシリコンウェーハの表面に欠陥が生じるのをより抑えることができる。なお、砥粒の平均一次粒子径は、例えば、ＢＥＴ法で測定される砥粒の比表面積に基づいて算出される。
　砥粒の平均二次粒子径の下限は、１５ｎｍ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く、４０ｎｍ以上であることがさらに好ましく、５０ｎｍ以上であることがさらにより好ましく、６０ｎｍ以上（例えば８０ｎｍ以上）であることが特に好ましい。かような範囲であれば、高い研磨速度を維持することができる。また、砥粒の平均二次粒子径の上限は、３００ｎｍ以下であることが好ましく、２６０ｎｍ以下であることがより好ましく、２２０ｎｍ以下であることがさらに好ましく、１５０ｎｍ以下（例えば１３０ｎｍ以下）であることが特に好ましい。かような範囲であれば、研磨後のシリコンウェーハの表面に欠陥が生じるのをより抑えることができる。砥粒の平均二次粒子径は動的光散乱法により測定することができる。例えば、大塚電子株式会社製の型式「ＦＰＡＲ－１０００」またはその相当品を用いて測定することができる。
　砥粒の平均会合度は１．２以上であることが好ましく、１．４以上であることがより好ましく、１．５以上であることがさらに好ましい。ここで平均会合度とは砥粒の平均二次粒子径の値を平均一次粒子径の値で除することにより得られる。砥粒の平均会合度は１．２以上であると、研磨速度が向上する有利な効果があり、好ましい。また、砥粒の平均会合度は４以下であることが好ましく、より好ましくは３．５以下、さらに好ましくは３以下である。砥粒の平均会合度が小さくなるにつれて、研磨用組成物を用いて研磨対象物を研磨することによる表面欠陥の少ない研磨面が得られやすい。
　研磨用組成物がそのまま研磨液として用いられる場合、砥粒の含有量は、研磨用組成物に対して、０．１質量％以上であることが好ましく、０．４質量％以上であることがより好ましく、１．０質量％以上であることがさらに好ましい。砥粒の含有量の増大によって、研磨速度が向上する。また、研磨用組成物がそのまま研磨液として用いられる場合、スクラッチ防止等の観点から、砥粒の含有量は、通常は１０質量％以下が適当であり、５質量％以下が好ましく、３質量％以下がより好ましく、２質量％以下がさらに好ましい。砥粒の含有量を少なくすることは、経済性の観点からも好ましい。
　また、研磨用組成物が希釈して研磨に用いられる場合、すなわち該研磨用組成物が濃縮液である場合、砥粒の含有量は、保存安定性や濾過性等の観点から、通常は、研磨用組成物に対して、５０質量％以下であることが好ましく、４０質量％以下であることがより好ましい。また、濃縮液とすることの利点を活かす観点から、砥粒の含有量は、１質量％以上であることが好ましく、５質量％以上であることがより好ましい。
　なお、砥粒を２種以上組み合わせて用いる場合は、上記の含有量は２種以上の砥粒の合計含有量を指す。
　［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とが好ましい。本明細書において、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であって、上記のＨＯＭＯ準位が－９．５０ｅＶ以上である含窒素有機化合物以外の化合物を指す。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、研磨速度の向上に寄与し得る。また、塩基性化合物は、研磨用組成物の分散安定性の向上に役立ち得る。
　本発明で使用される塩基性化合物は、単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。塩基性化合物としては、窒素を含む無機の塩基性化合物、アルカリ金属または第２族金属の水酸化物、各種の炭酸塩や炭酸水素塩；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。炭酸塩または炭酸水素塩の具体例としては、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸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（ＴＭＡＨ）、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、ヘキサメチレンテトラミン；イミダゾールやトリアゾール等のアゾール類；ピリジン等が挙げられる。
　研磨速度向上等の観点から、好ましい塩基性化合物として、アンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、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、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウムおよび炭酸ナトリウムからなる群より選択される少なくとも１種が挙げられる。なかでもより好ましいものとして、アンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、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、および炭酸カリウムからなる群より選択される少なくとも１種が例示される。
　研磨用組成物がそのまま研磨液として用いられる場合、研磨用組成物中の塩基性化合物の含有量（濃度）の下限は、３ｍＭ以上であることが好ましく、５ｍＭ以上であることがより好ましい。かような範囲であれば、高い研磨速度を維持できる。また、塩基性化合物の濃度の増加によって、安定性も向上し得る。また、研磨用組成物がそのまま研磨液として用いられる場合、上記塩基性化合物の含有量（濃度）の上限は、５０ｍＭ以下であることが好ましく、３０ｍＭ以下であることがより好ましく、１０ｍＭ以下であることがさらに好ましい。
　また、研磨用組成物が希釈して研磨に用いられる場合、すなわち該研磨用組成物が濃縮液である場合、塩基性化合物の含有量（濃度）の上限は、保存安定性や濾過性等の観点から、４００ｍＭ以下であることが好ましく、３５０ｍＭ以下であることがより好ましく、３００ｍＭ以下であることがさらに好ましい。また、濃縮液とすることの利点を活かす観点から、塩基性化合物の含有量（濃度）の下限は、５０ｍＭ以上であることが好ましく、１００ｍＭ以上であることがより好ましく、１５０ｍＭ以上であることがさらに好ましい。
　なお、塩基性化合物を２種以上組み合わせて用いる場合、上記の含有量は２種以上の塩基性化合物の合計含有量を指す。
　［その他の成分］
　本発明に係る研磨用組成物は、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、キレート剤、防腐剤、防カビ剤等の、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。
　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。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、アセタール化ポリビニルアルコール、ビニルアルコールとアルキレンオキサイドとの共重合体、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、ポリアクリロイルモルホリン、ポリヒドロキシアクリルアミド等が挙げられる。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。
　（界面活性剤）
　本発明の研磨用組成物は、必要に応じてノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤等の界面活性剤をさらに含んでもよい。
　本発明に使用できるノニオン性界面活性剤は、単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。ノニオン性界面活性剤の例としては、アルキルベタイン、アルキルアミンオキシド、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、およびアルキルアルカノールアミド等が挙げられる。中でも、研磨用組成物の分散安定性向上の観点から、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが好ましく、ポリオキシエチレンアルキルエーテルがより好ましい。
　研磨用組成物がそのまま研磨液として用いられる場合、ノニオン性界面活性剤の含有量は、研磨用組成物に対して、好ましくは０．００００１質量％以上、より好ましくは０．００００２質量％以上、さらに好ましくは０．００００３質量％以上である。かような範囲であれば、研磨用組成物の分散安定性が向上する。研磨用組成物がそのまま研磨液として用いられる場合、ノニオン性界面活性剤の含有量の上限は、０．００２質量％以下とすることが適当であり、高い研磨速度を維持する観点から、好ましくは０．００１質量％以下である。
　また、研磨用組成物が希釈して研磨に用いられる場合、すなわち該研磨用組成物が濃縮液である場合、ノニオン性界面活性剤の含有量は、保存安定性や濾過性等の観点から、通常は、０．１質量％以下であることが適当であり、０．０５質量％以下であることがより好ましい。また、濃縮液とすることの利点を活かす観点から、ノニオン性界面活性剤の含有量は、０．０００１質量％以上であることが好ましく、０．０００２質量％以上であることがより好ましく、０．０００５質量％以上であることがさらに好ましい。
　なお、ノニオン性界面活性剤を２種以上組み合わせて用いる場合は、上記の含有量は２種以上のノニオン性界面活性剤の合計含有量を指す。
　（キレート剤）
　研磨用組成物に含まれうるキレート剤は、単独でもまたは２種以上を組み合わせても用いることができる。キレート剤としては、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）（ＥＤＴＰＯ）、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。
　研磨用組成物がそのまま研磨液として用いられる場合、キレート剤の含有量の下限は、研磨用組成物に対して、０．０００１質量％以上であることが好ましく、０．００１質量％以上であることがより好ましく、０．００２質量％以上であることがさらに好ましい。キレート剤の含有量の上限は、１質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以下であることがより好ましく、０．３質量％以下であることがさらに好ましく、０．１５質量％以下であることが特に好ましい。
　また、研磨用組成物が希釈して研磨に用いられる場合、すなわち該研磨用組成物が濃縮液である場合、キレート剤の含有量は、保存安定性や濾過性等の観点から、通常は、５質量％以下であることが適当であり、３質量％以下であることがより好ましく、１．５質量％以下であることが特に好ましい。また、濃縮液とすることの利点を活かす観点から、キレート剤の含有量は、０．００１質量％以上であることが好ましく、０．０１質量％以上であることがより好ましく、０．０５質量％以上であることがさらに好ましい。
　なお、キレート剤を２種以上組み合わせて用いる場合は、上記の含有量は２種以上のキレート剤の合計含有量を指す。
　研磨用組成物に含まれうる防腐剤および防カビ剤は、単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。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ウェーハ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。
　［研磨用組成物の特性］
　本発明に係る研磨用組成物は、典型的には該研磨用組成物を含む研磨液の形態で上記のシリコンウェーハに供給され、そのシリコンウェーハの粗研磨に用いられる。本発明に係る研磨用組成物は、例えば、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。ここで希釈とは、典型的には、水による希釈である。本発明に係る技術における研磨用組成物の概念には、シリコンウェーハに供給されて研磨に用いられる研磨液（ワーキングスラリー）と、希釈して研磨に用いられる濃縮液（ワーキングスラリーの原液）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倍以上１４０倍以下程度とすることができ、通常は４倍以上８０倍以下程度（例えば５倍以上５０倍以下程度）が適当である。
　研磨用組成物がそのまま研磨液として用いられる場合、研磨用組成物のｐＨは、好ましくは８．０以上であり、より好ましくは８．５以上であり、さらにより好ましくは９．５以上であり、特に好ましくは１０．０以上（例えば１０．２以上）である。研磨用組成物のｐＨが高くなると研磨速度が上昇する。一方、研磨用組成物がそのまま研磨液として用いられる場合、研磨用組成物のｐＨは、好ましくは１２．０以下であり、より好ましくは１１．５以下である。研磨用組成物のｐＨが１２．０以下であれば、砥粒の溶解を抑制し、該砥粒による機械的な研磨作用の低下を防ぐことができる。
　また、研磨用組成物が希釈して研磨に用いられる場合、すなわち該研磨用組成物が濃縮液である場合、研磨用組成物のｐＨは、好ましくは９．５以上であり、より好ましくは１０．０以上であり、さらにより好ましくは１０．５以上である。また、研磨用組成物のｐＨは、１２．０以下であることが適当であり、１１．５以下であることが好ましい。
　なお、研磨用組成物のｐＨは、ｐＨメーターを使用して測定することができる。標準緩衝液を用いてｐＨメーターを３点校正した後に、ガラス電極を研磨用組成物に入れる。そして、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研磨用組成物のｐＨを把握することができる。ｐＨメーターは、例えば、株式会社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－７２）を使用することができる。また、標準緩衝液は、例えば、フタル酸塩ｐＨ緩衝液　ｐＨ：４．０１、中性リン酸塩ｐＨ緩衝液　ｐＨ：６．８６、炭酸塩ｐＨ緩衝液　ｐＨ：１０．０１である。ここでｐＨは２５℃の値である。
　本発明に係る研磨用組成物は一液型であってもよいし、二液型をはじめとする多液型であってもよい。多液型は、研磨用組成物の一部または全部を任意の混合比率で混合した液の組み合わせである。また、研磨用組成物の供給経路を複数有する研磨装置を用いた場合、研磨装置上で研磨用組成物が混合されるように、予め調整された２つ以上の研磨用組成物を用いてもよい。
　［研磨用組成物の製造方法］
　本発明の研磨用組成物は、例えば、各成分を水中で攪拌混合することにより得ることができる。ただしこの方法に制限されない。また、各成分を混合する際の温度は特に制限されないが、１０℃以上４０℃以下が好ましく、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。
　［研磨方法］
　本発明に係る研磨用組成物は、例えば以下の操作を含む態様で、シリコンウェーハの研磨工程に使用することができる。よって、本発明は、上記の研磨用組成物を用いてシリコンウェーハを研磨する研磨方法をも提供する。
　まず、本発明に係る研磨用組成物を用意する。次いで、その研磨用組成物をシリコンウェーハに供給し、常法により研磨を行う。例えば、一般的な研磨装置にシリコンウェーハをセットし、該研磨装置の研磨パッドを通じて該シリコンウェーハの表面（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、シリコンウェーハ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シリコンウェーハの研磨が完了する。
　上記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、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、シリコンウェーハの両面を同時に研磨する両面研磨装置を用いてもよく、シリコンウェーハの片面のみを研磨する片面研磨装置を用いてもよい。
　研磨条件も特に制限されないが、例えば、研磨定盤の回転速度は、１０ｒｐｍ以上５００ｒｐｍ以下が好ましく、シリコンウェーハにかける圧力（研磨圧力）は、３ｋＰａ以上７０ｋＰａ以下、例えば３．４５ｋＰａ以上６９ｋＰａ以下が好ましい。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。
　上記研磨用組成物は、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。ここでかけ流しとは、いったん研磨に使用したら使い捨てにする態様をいう。研磨用組成物を循環使用する方法として以下の例が挙げられる。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である。研磨用組成物を循環使用する場合には、環境負荷を低減できる。かけ流しで研磨用組成物を使用する場合に比べて、廃液として処理される使用済みの研磨用組成物の量が減るためである。また、研磨用組成物の使用量が減ることによりコストを抑えることができる。
　［用途］
　上述のように、本発明の研磨用組成物は、高い研磨速度でシリコンウェーハを研磨することができる。かかる特長を活かして、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。上記予備研磨工程は、典型的には、シリコンウェーハの両面を同時に研磨する両面研磨工程として実施される。ここに開示される研磨用組成物は、このような両面研磨工程において好ましく使用され得る。
　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、含窒素有機化合物のＨＯＭＯのエネルギー準位は、半経験的分子軌道法プログラムＭＯＰＡＣのハミルトニアンであるＰＭ７法（Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ　Ｍｅｔｈｏｄ　７）を用いて計算した。
　研磨用組成物のｐＨは、株式会社堀場製作所製のｐＨガラス電極式水素イオン濃度指示計（型番Ｆ－７２）を用いて測定した。
　［研磨用組成物の濃縮液の調製］
　（実施例１）
　砥粒としてコロイダルシリカ（平均一次粒子径５５ｎｍ）３３質量％、塩基性化合物として水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）を２００ｍＭ、および含窒素有機化合物として４－アミノピぺリジンを４０ｍＭの濃度となるよう、上記成分およびイオン交換水を室温（２５℃）で３０分攪拌混合し、研磨用組成物の濃縮液を調製した。各例に係る研磨用組成物の濃縮液のｐＨは１１．６であった。
　研磨用組成物の濃縮液の各成分の含有量は、以下の通りである：
　コロイダルシリカ　　３３質量％
　ＴＭＡＨ　　２００ｍＭ
　４－アミノピぺリジン　　４０ｍＭ。
　（実施例２～１０）
　４－アミノピぺリジンに代えて、下記表１に記載の含窒素有機化合物を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、研磨用組成物の濃縮液を調製した。
　（比較例１）
　含窒素有機化合物を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして、研磨用組成物の濃縮液を調製した。
　（比較例２～４）
　４－アミノピぺリジンに代えて、下記表１に記載の含窒素有機化合物を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、研磨用組成物の濃縮液を調製した。
　（研磨速度の評価）
　調製された研磨用組成物の濃縮液を、イオン交換水を用いて体積基準で３０倍希釈した。この希釈して調製された研磨用組成物を用いて、ベアのシリコンウェーハ（６０ｍｍ×６０ｍｍ、伝導型：Ｐ型、結晶方位：＜１００＞）を、以下の研磨条件で片面研磨を行い、研磨済みのシリコンウェーハを得た。なお、希釈後の研磨用組成物のｐＨは１０．４であった：
　＜研磨条件＞
　研磨機：日本エンギス株式会社製　卓上研磨機、ＥＪ－３８０ＩＮ
　パッド：ポリウレタンパッド　ニッタ・デュポン株式会社製　ＳＵＢＡ８００
　研磨圧力：１６ｋＰａ
　研磨用組成物の流量：１００Ｌ／ｍｉｎ
　定盤回転数：＋５０ｒｐｍ（研磨機上方からみて、反時計回りを正とする）
　ヘッド回転数：＋４５ｒｐｍ（研磨機上方からみて、反時計回りを正とする）
　研磨用組成物の維持温度：２５℃
　取り代：４μｍ
　研磨時間：１４～１８分。
　〔研磨速度の評価〕
　各実施例および各比較例の研磨用組成物を用いてシリコンウェーハを研磨した後、下記数式（１）～（３）に従って研磨速度を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　なお、下記表１の研磨速度は、比較例１の研磨用組成物を用いた場合の研磨速度を１００％としたときの比率を示しており、数値が大きいほど研磨速度が高いことを表す。
　評価結果を下記表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　上記表１から明らかなように、実施例の研磨用組成物を用いた場合、シリコンウェーハを高い研磨速度で研磨できることが分かった。
　なお、本出願は、２０２０年１２月２２日に出願された日本特許出願第２０２０－２１２２７４号に基づいており、その開示内容は、参照により全体として引用されている。

Claims (7)

  1. 　シリコンウェーハを研磨するために用いられる研磨用組成物であって、
    　最高被占軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位が－９．５０ｅＶ以上である含窒素有機化合物と、
    　水と、
    を含む、研磨用組成物。
  2. 　前記含窒素有機化合物は、飽和炭化水素環基または窒素原子を１個含む飽和複素環基を有する化合物である、請求項１に記載の研磨用組成物。
  3. 　砥粒をさらに含む、請求項１または２に記載の研磨用組成物。
  4. 　前記砥粒はコロイダルシリカである、請求項３に記載の研磨用組成物。
  5. 　前記含窒素有機化合物以外の塩基性化合物をさらに含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
  6. 　シリコンウェーハの研磨方法であって、請求項１～５のいずれか１項に記載の研磨用組成物を用いて研磨する研磨方法。
  7. 　請求項１～５のいずれか１項に記載の研磨用組成物の濃縮液。
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