JP2001064631A

JP2001064631A - 研磨用組成物および研磨方法

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Publication number: JP2001064631A
Application number: JP26645499A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Bessho; 啓一別所; Makoto Higami; 誠樋上; Toshio Ono; 寿男小野; Katsuhiro Ishikawa; 克廣石川
Original assignee: JSR Corp
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 1999-06-23
Filing date: 1999-09-21
Publication date: 2001-03-13
Anticipated expiration: 2019-09-21
Also published as: JP4171858B2

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体基板、層間絶縁膜などの半導体部品
や、ガラス状炭素基板、ガラス基板、セラミックス基板
のような脆性材料などの化学的機械研磨（ＣＭＰ）に適
し、被研磨物の表面を平坦にし、かつ研磨速度を高くで
きる研磨用組成物および研磨方法を提供すること。【解決手段】少なくとも研磨材、およびスルホン酸
（塩）基を有する（共）重合体からなる研磨助剤、なら
びに、必要に応じて界面活性剤および溶剤を含有する研
磨用組成物であり、上記スルホン酸（塩）基を有する
（共）重合体は、ブロック構造を有する共重合体である
か、またはスルホン酸（塩）基を有する単量体、ならび
に、カルボン酸（塩）基を有する単量体、水酸基を有す
る単量体、およびエチレンオキサイドまたはプロピレン
オキサイドに由来する骨格を有する単量体の群から選ば
れた少なくとも１種の単量体を重合してなることが好ま
しい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨用組成物およ
び研磨方法に関し、特に半導体基板などの半導体部品、
記録媒体部品および光学用部品などの表面を研磨するた
めに使用される研磨用組成物および研磨方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイス製造プロセスにおける新
たな平坦化技術として、化学的機械研磨（ＣＭＰ）が注
目されており、従来のリフロー技術やＲＩＥ（反応性イ
オンエッチング）などのエッチバック技術に比べ工程が
短縮でき、しかもパターン依存性を受けにくく、良好な
平坦化が実現できるという利点がある。この種のＣＭＰ
は、例えば、多層でのメタル平坦化あるいは層間絶縁膜
の平坦化などに適用されている。

【０００３】従来から、半導体基板、層間絶縁膜などの
半導体部品、記録媒体部品および光学用部品などの平坦
化工程で採用されている化学的機械研磨（ＣＭＰ）に使
用する研磨用組成物としては、例えば、サブミクロンか
ら数１０ミクロンオーダーのダイヤモンド、アルミナ、
ＳｉＣなどの研磨砥粒を水中に分散させた研磨用組成物
などが知られている（特開平１−２０５９７３号公報、
特開昭６２−２５１８７号公報、特開平９−１４３４５
５号公報など）。しかし、これらの研磨用組成物を使用
した場合、研磨砥粒の分散性、研磨により発生する研磨
屑の分散除去・再付着防止が不充分であるため、被研磨
物表面に、ピット、スクラッチ、オレンジピール、クラ
ックなどの凹凸が生じやすく、研磨速度が上げられず、
生産性に劣るものである。また、研磨効果の高い研磨用
組成物も知られているが、それらは高価なため、低コス
ト化には限界がある。

【０００４】また、近年、電子機器の発達に従い、磁気
ディスク記録装置の記録の高密度化が要求されている。
高密度化には、磁気ディスクからの磁気ヘッドの浮上量
低減が必要である。浮上量が小さいと、ハードディスク
面上に突起が存在した場合、ヘッドクラッシュを招き、
ハードディスクや磁気ヘッドを損傷させる恐れがある。
また、ヘッドクラッシュに至らない微小突起でも、突起
部の磁気特性の乱れにより、情報の読み書きに際し、種
々のエラー原因となりやすい。従って、ハードディスク
基板の研磨工程では、優れた平滑性を有する研磨面を形
成することが重要である。磁気ディスク基板としては、
従来のアルミニウム基板のほか、脆性材料であるガラス
状炭素基板も使用されており、ガラス状炭素基板、ガラ
ス基板、セラミックス基板などの脆性材料を研磨して、
高い研磨速度で、高度の平滑性を有する表面とするのに
適した、比較的安価な研磨用組成物は提供されていな
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、半導
体基板、層間絶縁膜などの半導体部品、ガラス状炭素、
ガラス、セラミックスのような脆性材料からなる、記録
媒体部品および光学用部品などの化学的機械研磨（ＣＭ
Ｐ）に適し、被研磨物の表面を平坦にし、かつ研磨速度
を高くできる研磨用組成物であって、特に半導体基板、
層間絶縁膜などの半導体部品の研磨に使用される研磨用
組成物および研磨方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも研
磨材、およびスルホン酸（塩）基を有する（共）重合体
からなる研磨助剤を含有することを特徴とする研磨用組
成物に関する。ここで、上記スルホン酸（塩）基を有す
る（共）重合体は、ブロック構造を有する共重合体であ
ってもよい。また、上記スルホン酸（塩）基を有する
（共）重合体は、スルホン酸（塩）基を有する単量体を
重合してなるものであってもよい。さらに、上記スルホ
ン酸（塩）基を有する（共）重合体は、（ａ）スルホン
酸（塩）基を有する単量体、ならびに（ｂ）カルボン酸
（塩）基を有する単量体、水酸基を有する単量体および
エチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイドに由
来する骨格を有する単量体の群から選ばれた少なくとも
１種の単量体、からなる（共）重合体であることが好ま
しい。上記スルホン酸（塩）基を有する単量体は、イソ
プレンスルホン酸（塩）であることが好ましい。また、
上記スルホン酸（塩）基を有する単量体は、（メタ）ア
クリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（塩）で
あることも好ましい。上記カルボン酸（塩）基を有する
単量体は、イタコン酸（塩）であることが好ましい。上
記スルホン酸（塩）基を有する（共）重合体中のカルボ
ン酸（塩）基を有する単量体成分の割合は、２０モル％
未満であることが好ましい。上記研磨助剤としては、ス
ルホン酸（塩）基を有する（共）重合体に、アニオン系
界面活性剤、カチオン系界面活性剤およびノニオン系界
面活性剤の群から選ばれた少なくとも１種の界面活性剤
を配合してなるものが好ましい。上記研磨用組成物は、
少なくとも研磨材、およびスルホン酸（塩）基を有する
（共）重合体からなる研磨助剤に、さらに溶剤を配合す
ることが好ましい。上記研磨用組成物は、化学的機械研
磨に使用することが好ましい。また、本発明は、上記研
磨用組成物を使用して被研磨物を研磨することを特徴と
する研磨方法に関するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の研磨用組成物は、少なく
とも研磨材、およびスルホン酸（塩）基を有する（共）
重合体からなる研磨助剤を含有するものである。上記研
磨材としては、研磨砥粒として通常使用されるものを適
宜使用できる。研磨粒径として、例えば、ダイヤモンド
粒子、アルミナ粒子、炭化ケイ素（ＳｉＣ）粒子、酸化
マグネシウム粒子、酸化セリウム粒子、酸化ジルコニウ
ム粒子、クロミア（Ｃｒ₂Ｏ₃）粒子、ヒュームドシリ
カ粒子、コロイダルシリカ粒子などが挙げられる。半導
体基板、記録媒体用基板および光学用部品などの研磨用
としては、中でも、アルミナ粒子、ＳｉＣ粒子、酸化セ
リウム粒子、酸化ジルコニウム粒子、ヒュームドシリカ
粒子、コロイダルシリカ粒子などが挙げられ、好ましく
はアルミナ粒子、ヒュームドシリカ粒子、コロイダルシ
リカ粒子である。アルミナ粒子の中でも、γ−アルミナ
粒子、δ−アルミナ粒子、θ−アルミナ粒子、η−アル
ミナ粒子および無定形アルミナ粒子が好ましい。これら
は、１種単独でも、または２種以上を組み合わせて使用
してもよい。

【０００８】一般に、研磨砥粒には、大きな粒子を破砕
し、所望の粒度に分級して得られる破砕タイプのもの
と、コロイド溶液から生成させる球状タイプのものがあ
る。破砕タイプとしては、例えば、湿式スラリー方式で
は、微粉砕装置（ボールミルなど）で粉砕し、粗大粒子
は重力沈降、遠心分離して得られるもの、乾式方式で
は、ジェット気流による粉砕分級して得られるものなど
が挙げられる。同一粒径で比較した場合、破砕タイプの
ものは、球状タイプのものに比べ、比表面積が大きく、
研磨速度も大きい。本発明の研磨材として、層間絶縁
膜、金属膜などを研磨する場合、どちらのタイプでも使
用できるが、好ましくは破砕タイプのものである。

【０００９】研磨砥粒の平均粒径は、好ましくは０．０
０１〜１０．０μｍ、さらに好ましくは０．０１〜５．
０μｍ、特に好ましくは０．０２〜３．０μｍである。
０．００１μｍ未満であると、研磨速度が著しく低下
し、一方、１０．０μｍを超えると、被研磨物の表面の
平坦性を保つことが困難となる。また、大小粒径の研磨
材を組み合わせて使用することもできる。なお、上記平
均粒径は、例えば、ＳＥＭ観察、ＴＥＭ観察で得られる
粒径を測定して得られるものである。

【００１０】研磨砥粒の硬度は、ヌープ硬度（ＪＩＳ
Ｚ２２５１）が、好ましくは６００〜１０，０００、さ
らに好ましくは１，０００〜５，０００、特に好ましく
は１，５００〜３，０００である。ヌープ硬度が６００
未満であると、充分な研磨速度を得られず、生産性が低
下し、一方、１０，０００を超えると、被研磨物の表面
の平坦性が低下し、品質が低下する。また、上記研磨砥
粒の比表面積は、好ましくは０．１〜５０ｍ²／ｇ、比
重が好ましくは２〜５、さらに好ましくは３〜４であ
る。比重がこの範囲内であると、取り扱い性、研磨の際
の分散性、回収再利用性の点で好ましい。

【００１１】上記研磨材は、研磨助剤と共にスラリー状
の研磨用組成物として使用される。研磨用組成物中の研
磨材の配合割合は、研磨用組成物の粘度や被研磨物に要
求される品質などに応じて適宜選択することができる
が、好ましくは０．０１〜４０重量％、さらに好ましく
は０．１〜３５重量％、特に好ましくは１〜３０重量％
である。０．０１重量％未満であると目標とする研磨特
性が得られず、一方、４０重量％を超えると、組成物の
粘度が高くなりすぎるので好ましくない。

【００１２】本発明の研磨用組成物に含まれる研磨助剤
は、スルホン酸（塩）基を有する（共）重合体からな
る。スルホン酸（塩）基を有する（共）重合体は、例え
ば、ジエン構造あるいは芳香族構造を含むベースポリマ
ー（前駆体）の芳香族環または残存二重結合の一部もし
くは全部をスルホン化したり、ジエン構造を一部もしく
は全部水添したのちスルホン化することで得られる。そ
の場合、公知の水添触媒が使用可能で、例えば特開平５
―２２２１１５号公報に記載されているような水添触
媒、水添方法が挙げられる。ベースポリマーを水添後、
後述する方法でスルホン化することもできるが、上記ベ
ースポリマーをスルホン化したのち、水添してもなんら
問題ない。

【００１３】本発明に使用されるベースポリマーは、ラ
ンダム型でもＡＢ型あるいはＡＢＡ型などのブロック型
の共重合体でも特に制限なく使用できる。ベースポリマ
ーとして、ブロック型の共重合体を使用すると、ブロッ
ク構造を有する、スルホン酸（塩）基を有する共重合体
が得られる。例えば、スチレン−イソプレン２元ブロッ
ク共重合体であれば、後述する無水硫酸／電子供与性化
合物を用いることにより、イソプレンユニットを優先的
にスルホン化でき、また、スチレン−イソプレンブロッ
ク共重合体のイソプレンユニットを水添後、無水硫酸で
スチレンの芳香族環を優先的にスルホン化することによ
り、スルホン酸（塩）基ブロックおよび疎水ブロックを
有する共重合体が得られる。好ましいベースポリマーと
しては、例えばポリスチレン、イソプレン単独重合体、
ブタジエン単独重合体、スチレン−イソプレンランダム
共重合体、スチレン−イソプレンブロック共重合体、ス
チレン−イソプレン−スチレン三元ブロック共重合体、
ブタジエン−スチレンランダム共重合体、ブタジエン−
スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−ス
チレンブロック共重合体、およびこれら（共）重合体の
水添物、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体な
どが挙げられ、好ましくは芳香族モノマー重合体、芳香
族モノマー−共役ジエンブロック共重合体、さらに好ま
しくはポリスチレン、スチレン−イソプレン系ランダム
共重合体、スチレン−イソプレン系ブロック共重合体お
よびこれらの水添物である。

【００１４】本発明のスルホン酸（塩）基を有する
（共）重合体は、上記ベースポリマーを、公知の方法、
例えば日本化学会編集、新実験講座（１４巻 III、１７
７３頁）、あるいは特開平２−２２７４０３号公報など
に記載された方法でスルホン化して得られる。

【００１５】すなわち、上記ベースポリマーは、該ポリ
マー中の二重結合部分をスルホン化剤を用いて、スルホ
ン化することができる。このスルホン化の際、二重結合
は開環して単結合になるか、あるいは二重結合は残った
まま、水素原子がスルホン酸基と置換することになる。
なお、他のモノマーを使用した場合、二重結合部分がジ
エンユニット部分以外にも、例えば芳香族ユニットがス
ルホン化されてもかまわない。この場合のスルホン化剤
としては、好ましくは無水硫酸、無水硫酸と電子供与性
化合物との錯体のほか、硫酸、クロルスルホン酸、発煙
硫酸、亜硫酸水素塩（Ｎａ塩、Ｋ塩、Ｌｉ塩など）など
が使用される。

【００１６】ここで、電子供与性化合物としては、Ｎ，
Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジオキサン、ジブチルエー
テル、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルなどのエ
ーテル類；ピリジン、ピペラジン、トリメチルアミン、
トリエチルアミン、トリブチルアミンなどのアミン類；
ジメチルスルフィド、ジエチルスルフィドなどのスルフ
ィド類；アセトニトリル、エチルニトリル、プロピルニ
トリルなどのニトリル化合物などが挙げられ、このうち
でもＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジオキサンが好ま
しい。

【００１７】スルホン化剤の量は、ベースポリマー中の
ジエンユニット１モルに対して、通常、無水硫酸換算で
０．２〜２．０モル、好ましくは０．３〜１．２モルで
あり、０．２モル未満では、スルホン酸ポリマーが得ら
れにくく、一方、２．０モルを超えると、未反応の無水
硫酸などのスルホン化剤が多くなり、アルカリで中和し
たのち、多量の硫酸塩を生じ、純度が低下するため好ま
しくない。

【００１８】このスルホン化の際には、無水硫酸などの
スルホン化剤に不活性な溶媒を使用することもでき、こ
の溶媒としては、例えばクロロホルム、ジクロロエタ
ン、テトラクロロエタン、テトラクロロエチレン、ジク
ロロメタンなどのハロゲン化炭化水素；ニトロメタン、
ニトロベンゼンなどのニトロ化合物；液体二酸化イオ
ウ、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、シクロヘ
キサンなどの脂肪族炭化水素が挙げられる。これらの溶
媒は、適宜、２種以上混合して使用することができる。

【００１９】このスルホン化の反応温度は、通常、−７
０〜＋２００℃、好ましくは−３０〜＋５０℃であり、
−７０℃未満ではスルホン化反応が遅くなり経済的でな
く、一方、＋２００℃を超えると副反応を起こし、生成
物が黒色化あるいは不溶化する場合があり好ましくな
い。かくて、ベースポリマーに無水硫酸などのスルホン
化剤が結合した中間体（ベースポリマーのスルホン酸エ
ステル、以下「中間体」という）が生成する。

【００２０】本発明のスルホン酸（塩）基を有する
（共）重合体は、この中間体に水または塩基性化合物を
作用させることにより、二重結合は開環してスルホン酸
基が結合した単結合になるか、あるいは二重結合は残っ
たまま、水素原子がスルホン酸基と置換することによっ
て得られる。この塩基性化合物としては、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ
金属水酸化物；ナトリウムメトキシド、ナトリウムエト
キシド、カリウムメトキシド、ナトリウム−ｔ−ブトキ
シド、カリウム−ｔ−ブトキシドなどのアルカリ金属ア
ルコキシド；炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチ
ウムなどの炭酸塩；メチルリチウム、エチルリチウム、
ｎ−ブチルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウム、アミル
リチウム、プロピルナトリウム、メチルマグネシウムク
ロライド、エチルマグネシウムブロマイド、プロピルマ
グネシウムアイオダイド、ジエチルマグネシウム、ジエ
チル亜鉛、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルア
ルミニウムなどの有機金属化合物；アンモニア水、トリ
メチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミ
ン、トリブチルアミン、ピリジン、アニリン、ピペラジ
ンなどのアミン類；ナトリウム、リチウム、カリウム、
カルシウム、亜鉛などの金属化合物を挙げることができ
る。これらの塩基性化合物は、１種単独で使用すること
も、また２種以上を併用することもできる。これらの塩
基性化合物の中では、アルカリ金属水酸化物、アンモニ
ア水が好ましく、特に水酸化ナトリウム、水酸化リチウ
ムが好ましい。

【００２１】塩基性化合物の使用量は、使用したスルホ
ン化剤１モルに対して、２モル以下、好ましくは１．３
モル以下であり、２モルを超えると、未反応の塩基性化
合物が多くなり、製品の純度が低下し好ましくない。こ
の中間体と塩基性化合物の反応の際には、上記塩基性化
合物を水溶液の形で使用することもでき、あるいは塩基
性化合物に不活性な有機溶媒に溶解して使用することも
できる。この有機溶媒としては、上記各種の有機溶媒の
ほか、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化
水素化合物；メタノール、エタノール、プロパノール、
イソプロパノール、エチレングリコールなどのアルコー
ル類などが挙げられる。これらの溶媒は、適宜、２種以
上混合して使用することができる。

【００２２】塩基性化合物を水溶液または有機溶媒溶液
として使用する場合には、塩基性化合物濃度は、通常、
１〜７０重量％、好ましくは１０〜５０重量％程度であ
る。また、この反応温度は、通常、−３０〜＋１５０
℃、好ましくは０〜＋１２０℃、さらに好ましくは＋５
０〜＋１００℃で行われ、また常圧、減圧あるいは加圧
下のいずれでも実施することができる。さらに、この反
応時間は、通常、０．１〜２４時間、好ましくは０．５
〜５時間である。

【００２３】本発明の研磨用組成物に含まれるスルホン
酸（塩）基を有する（共）重合体は、また、スルホン酸
（塩）基を有する単量体、ならびに、必要に応じて、こ
れらと他の単量体からなる単量体成分を（共）重合する
ことにより得ることができる。ここで、スルホン酸
（塩）基を有する単量体としては、例えば、イソプレン
スルホン酸、（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロ
パンスルホン酸、スチレンスルホン酸、メタリルスルホ
ン酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、イソアミ
レンスルホン酸、下記一般式（Ｉ) で表される不飽和
（メタ）アリルエーテル系単量体〔例えば、３−アリロ
キシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸、３−メタア
リロキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸〕、

【００２４】

【００２５】〔式中、Ｒ¹は水素原子または炭素数１〜
８のアルキル基、ａ〜ｄは同一または異なり、０または
１〜１００の整数を示し（ただし、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝０
〜１００）、（ＯＣ₂Ｈ₄）単位と（ＯＣ₃Ｈ₆）単位
とは、任意の順序で結合しており、Ｙ，Ｚはスルホン酸
基または水酸基であり、Ｙ，Ｚの少なくとも一方はス
ルホン酸基である。〕、スルホエチル（メタ）アクリレ
ート、下記一般式（II）で表される共役ジエンスルホン
酸（例えば、２−メチル−１，３−ブタジエン−１−ス
ルホン酸）（式中、Ｒ¹〜Ｒ⁷は水素原子、炭素数１〜８のアルキ
ル基、炭素数６〜２０のアリール基または−ＳＯ₃Ｘで
あり、ここでＸは水素原子、金属原子、アンモニウム
基、もしくはアミノ基であり、Ｒ¹〜Ｒ⁷の少なくとも
一つは−ＳＯ₃Ｘである）、（メタ）アクリルアミド−
２−メチルプロパンスルホン酸）、２−ヒドロキシ−３
−アクリルアミドプロパンスルホン酸、およびこれらの
塩などが挙げられる。好ましくは、イソプレンスルホン
酸、（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスル
ホン酸、およびこれらの塩である。特に好ましくは、イ
ソプレンスルホン酸、（メタ）アクリルアミド−２−メ
チルプロパンスルホン酸、およびこれらの塩である。こ
れらのスルホン酸（塩）基含有単量体は、１種単独で使
用することも、あるいは２種以上を混合して用いること
もできる。本発明のスルホン酸（塩）基を有する（共）
重合体中に含まれる、スルホン酸（塩）基を有する単量
体成分の割合は、好ましくは５〜１００モル％、さらに
好ましくは３０〜１００モル％、特に好ましくは５０〜
１００モル％である。５モル％未満であると、研磨速度
が低下する場合があり好ましくない。

【００２６】本発明のスルホン酸（塩）基を有する
（共）重合体は、（ａ）スルホン酸（塩）基を有する単
量体、ならびに（ｂ）カルボン酸（塩）基を有する単量
体、水酸基を有する単量体、およびエチレンオキサイド
またはプロピレンオキサイドに由来する骨格を有する単
量体の群から選ばれた少なくとも１種の単量体、からな
る共重合体であってもよい。カルボン酸（塩）基を有す
る単量体としては、カルボン酸基を含み重合可能な二重
結合を有する単量体であれば特に限定されないが、例え
ば、イタコン酸、無水イタコン酸、（メタ）アクリル
酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、無水フマ
ル酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、グルタコン
酸、ビニル酢酸、アリル酢酸、フォスフィノカルボン
酸、α−ハロアクリル酸、β−カルボン酸、またはこれ
らの塩類、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリ
ル酸エチル、（メタ）アクリル酸オクチルなどの（メ
タ）アクリル酸アルキルエステル類、などが挙げられ
る。好ましくは、イタコン酸、無水イタコン酸、アクリ
ル酸、メタクリル酸またはこれらの塩類がよい。これら
のカルボン酸（塩）基を含み重合可能な二重結合を有す
る単量体は、１種単独で使用することも、あるいは２種
以上を混合して用いることもできる。

【００２７】水酸基を有する単量体としては、例えば、
ビニルアルコール、アリルアルコール、メチルビニルア
ルコール、エチルビニルアルコール、ビニルグリコール
酸などの不飽和アルコール類、ヒドロキシメチル（メ
タ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレ
ート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ポリ
エチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプ
ロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、グリセ
ロールモノ（メタ）アクリレート、グリセロールジ（メ
タ）アクリレート、ポリテトラメチレングリコールモノ
（メタ）アクリレート、ポリテトラメチレングリコール
ジ（メタ）アクリレート、ブタンジオールモノ（メタ）
アクリレート、ヘキサンジオールモノ（メタ）アクリレ
ート、ペンタエリスリトールモノ（メタ）アクリレー
ト、ヒドロキシフェノキシエチル（メタ）アクリレート
などの水酸基含有（メタ）アクリル酸エステル類が挙げ
られる。好ましくはヒドロキシエチル（メタ）アクリレ
ートである。

【００２８】エチレンオキサイドまたはプロピレンオキ
サイドに由来する骨格を有する単量体としては、ポリオ
キシエチレンモノメタクリレート（アルキレンオキサイ
ド１〜１０モル付加物）、および下記一般式（III)で表
される構造を有する化合物、（式中、Ｒ⁸は水素原子またはメチル基、Ｒ⁹は、炭素
数１〜１８の脂肪族基または芳香族基であり、Ａはメチ
レン基、プロピレン基、テトラメチレン基である）など
が挙げられる。好ましくはポリオキシエチレンモノメタ
クリレート（エチレンオキサイド５モル付加物）であ
る。上記単量体は、１種または２種以上使用できる。

【００２９】本発明のスルホン酸（塩）基を有する
（共）重合体は、上記単量体成分のほかに、共重合可能
なその他の単量体を共重合して得ることもできる。その
他の単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、
ビニルトルエン、ｐ−メチルスチレンなどの芳香族ビニ
ル化合物、ブタジエン、イソプレン、２−クロル−１，
３−ブタジエン、１−クロル−１，３−ブタジエンなど
の脂肪族共役ジエン、（メタ）アクリロニトリルなどの
シアン化ビニル化合物、リン酸化合物などが挙げられ
る。上記単量体は、１種または２種以上使用できる。こ
れらその他の単量体を共重合させる場合には、単量体成
分中に、３０モル％以下であることが好ましい。

【００３０】本発明の（共）重合体は、スルホン酸
（塩）基を有する単量体、ならびに、必要に応じて、こ
れらと他の単量体からなる単量体成分を（共）重合する
ことにより得ることができる。すなわち、本発明の
（共）重合体は、スルホン酸（塩）基を有する単量体成
分の単独重合体でも、スルホン酸（塩）基を有する単量
体および他の単量体からなる単量体成分の共重合体でも
よい。本発明の（共）重合体として、好ましくは、スル
ホン酸（塩）単独重合体、スルホン酸（塩）／カルボン
酸（塩）共重合体である。スルホン酸（塩）基およびカ
ルボン酸（塩）基を有する共重合体では、共重合体中の
カルボン酸（塩）基を有する単量体成分の割合が、２０
モル％未満であることが好ましく、さらに好ましくは１
５〜５モル％、特に好ましくは１５〜１０モル％であ
る。２０モル％以上であると、研磨用組成物のＰＨが低
い場合に使用すると、研磨特性が低下する場合があり、
好ましくないという問題がある。

【００３１】本発明において、スルホン酸（塩）基を有
する（共）重合体の、スルホン酸（塩）基を有する単量
体を含む単量体成分からの製造方法は、例えば、下記の
とおりである。すなわち、上記単量体成分を過酸化水
素、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウムなどの公知の重
合開始剤の存在下、反応温度を、通常、２０〜２００
℃、好ましくは４０〜１５０℃で、０．１〜２０時間、
好ましくは１〜１５時間にわたり重合反応させ、（共）
重合体を製造することができる。一つの処方として、重
合に使用する単量体成分を逐次添加し重合を行うことが
できる。ここで、逐次重合とは、単位時間あたり一定量
で、あるいは添加量を変量させて単量体成分を重合系に
所定時間内に投入することである。

【００３２】上記（共）重合反応において、反応を円滑
に行うため重合溶媒を用いることができ、この重合溶媒
としては、水、または水と混合可能な有機溶剤と水との
混合物などを用いることができる。この有機溶剤の具体
例としては、水と混合可能であれば特に限定されない
が、例えば、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサ
ン、アルコール類などが挙げられる。

【００３３】さらに、本発明において用いられる上記ス
ルホン酸（塩）基を有する（共）重合体の重量平均分子
量は、１，０００〜５０万、好ましくは３，０００〜３
０万、さらに好ましくは５，０００〜３０万である。
１，０００未満では、被研磨物から生じる研磨屑を研磨
用組成物中に分散させる効果が充分発揮されない場合が
あり、一方、５０万を超えると、ゲル化などを伴い、取
り扱いが困難となる。

【００３４】なお、本発明のスルホン酸（塩）基を有す
る（共）重合体は、研磨用組成物を構成する研磨助剤と
するために、水溶性であることが好ましい。水溶性にす
るためには、カチオン種の対イオンを有する（共）重合
体とすればよい。カチオン種は、特に限定されるもので
ないが、水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アン
モニア、アミンなどが好ましい。上記アルカリ金属とし
ては、ナトリウム、カリウムなどを、アルカリ土類金属
としてはカルシウム、マグネシウムなどを、アミンとし
てはメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ジ
メチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ブ
チルアミンジブチルアミン、トリブチルアミンなどのア
ルキルアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミ
ン、トリエチレンテトラミンなどのポリアミン、モルホ
リン、ピペリジンなどを例示することができる。好まし
くは、水素、カリウム、アンモニア、アルキルアミンで
ある。また、これらのカチオン種を有する（共）重合体
を得るためには、好ましいカチオン種を有する単量体を
（共）重合してもよいし、酸タイプの単量体を共重合し
たのち、該当するアルカリで中和してもよい。また、
（共）重合体を種々のイオン交換技法により他種のカチ
オン種と相互に交換することも可能である。これら、カ
チオン種は１種単独で用いることも、２種以上併用する
ことも可能である。

【００３５】本発明の研磨用組成物が、スルホン酸
（塩）基を有する（共）重合体からなる研磨助剤を含む
ことにより、研磨効果が上昇し、研磨表面の平坦性が上
昇する理由として、下記の理由が考えられる。すなわ
ち、研磨により発生した研磨屑にスルホン酸（塩）基を
有する（共）重合体が吸着することにより、研磨屑の間
に働く凝集力が低下し、研磨屑が研磨用組成物中に均一
に分散して被研磨物の表面から素早く除去され、被研磨
物の表面は常に新しい面が露出する。また、研磨材は、
スルホン酸（塩）基を有する（共）重合体が吸着するこ
とにより、均一に分散化して研磨パッド表面に捕捉され
た状態を保ち、研磨に使用される研磨材量が増大し、そ
れぞれの研磨材にかかる荷重が低下し、研磨材が被研磨
物表面に均一に作用する。さらに、本発明のスルホン酸
（塩）基を有する（共）重合体は、安定性が高く、高加
圧条件においても研磨処理を行えるため、研磨速度の上
昇が可能である。

【００３６】本発明の研磨助剤は、スルホン酸（塩）基
を有する（共）重合体からなるものであり、スルホン酸
（塩）基を有する（共）重合体の濃度は、研磨用組成物
中に、好ましくは、０．００１〜１０重量％、特に好ま
しくは０．０１〜５重量％である。（共）重合体の濃度
が研磨用組成物中に０．００１重量％未満では、被研磨
物の表面の平坦性や研磨速度の上昇などの効果は充分に
発揮されず、一方、１０重量％を超えると、高濃度に見
合う効果が期待できず効率的でない。

【００３７】本発明の研磨助剤は、上記スルホン酸
（塩）基を有する（共）重合体に、アニオン系界面活性
剤、カチオン系界面活性剤、およびノニオン系界面活性
剤の群から選ばれた少なくとも１種の界面活性剤を配合
してなるものでもよい。アニオン系界面活性剤として
は、例えば、高級アルコールの硫酸エステル塩、アルキ
ルベンゼンスルホン酸塩、脂肪族スルホン酸塩、脂肪族
有機酸塩、リン酸系などが挙げられる。好ましくは、オ
レイン酸アンモニウムなどのオレイン酸塩、ラウリン酸
塩、ロジン酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ポリ
オキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩であ
る。カチオン系界面活性剤としては、ラウリルトリメチ
ルアンモニウムクロライド、オクチルトリメチルアンモ
ニウムブロマイド、ジオクチルジメチルアンモニウムク
ロライドなどが挙げられる。好ましくは、ラウリルトリ
メチルアンモニウムクロライドである。

【００３８】ノニオン系界面活性剤としては、通常、ポ
リエチレングリコールのアルキルエステル型、トリエチ
レングリコールモノブチルエーテルなどのアルキルエー
テル型、ポリオキシソルビタンエステルなどのエステル
型、アルキルフェノール型などが挙げられる。好ましく
は、トリエチレングリコールモノブチルエーテルであ
る。また、界面活性剤として、両性界面活性剤を使用す
ることもでき、アニオン部分としてカルボン酸塩、硫酸
エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩を、カチ
オン部分としてアミン塩、第４級アンモニウム塩などを
持つものが挙げられる。

【００３９】上記界面活性剤の使用量は、研磨助剤中
に、好ましくは０．０１〜５重量％、さらに好ましくは
０．１〜３重量％、特に好ましくは０．２〜１重量％で
ある。０．０１重量％未満であると被研磨物の表面の平
坦性や研磨速度の上昇などの効果は充分に発揮されず、
一方、５重量％を超えると、高濃度に見合う効果が期待
できず効率的でない。

【００４０】なお、本発明の研磨助剤には、酸化合物ま
たはその塩など、その他の成分が含まれていてもよい。
その他の成分としては、例えば、エチレンジアミン四酢
酸（ＥＤＴＡ）、トランス−１，２−シクロヘキサンジ
アミン四酢酸（ＣｙＤＴＡ）、ニトリロトリ酢酸（ＮＴ
Ａ）、ジエチレントリアミンペンタ酢酸（ＤＴＰＡ）、
Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミン−Ｎ，
Ｎ′，Ｎ′−トリ酢酸（ＥＤＴＡ−ＯＨ）などの化合物
およびその塩などのポリアミノカルボン酸類のほか、シ
ュウ酸、クエン酸、グルコン酸、コハク酸、酒石酸、フ
マル酸、リンゴ酸、ピロリン酸、乳酸、安息香酸などの
有機酸、フッ化水素、過酸化水素、炭酸、塩酸、過塩素
酸、硝酸、硫酸、亜硫酸、過硫酸、リン酸、亜リン酸、
次亜リン酸などの無機酸、およびこれらを官能基として
有する有機酸が挙げられる。一般に、これらの化合物
は、遊離酸あるいは塩の形で用いらる。

【００４１】例えば、半導体部品、記録媒体部品、光学
用部品などの製造用には特性に悪影響を及ぼさない酸
型、アンモニア、アミンや、リチウム、ナトリウム、カ
リウムなどのアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム
などのアルカリ土類金属、亜鉛、アルミニウム、ニッケ
ル、鉄などとの塩の形で使用することが好ましい。なか
でも、アンモニア、アミン、カリウムなどとの塩が好ま
しく、特に好ましくはアンモニアまたはカリウムとの塩
である。これらの化合物は、１種単独で使用することも
できるし、２種以上使用することも可能である。また、
これらの化合物の使用量は、特に制限はないが、通常、
研磨用組成物中に、０．０１〜１０重量％、好ましくは
０．１〜５重量％である。０．０１重量％未満では、充
分な研磨特性が得られない場合があり、一方、１０重量
％を超えると、添加効果の向上が見られず効果的でな
い。また、研磨効果を促進するために、各種アルカリ溶
液を併用してもよい。本発明の研磨助剤の使用量は、研
磨用組成物中に好ましくは０．００１〜１０重量％、さ
らに好ましくは０．０１〜５重量％である。０．００１
重量％未満であると、充分な研磨特性が得られない場合
があり、一方、１０重量％を超えると、添加効果の向上
が見られず効果的でない。

【００４２】本発明における研磨材と研磨助剤との配合
量の関係は、研磨用組成物中の研磨材と研磨助剤との濃
度比〔研磨材の濃度（重量％）／研磨助剤の濃度（重量
％）〕が、好ましくは０．１／３０〜４０／０．０１、
さらに好ましくは１／２０〜３０／０．１、特に好まし
くは５／１０〜２５／１となるように配合する。０．１
／３０未満であると、研磨効果の低下が生じ、一方、４
０／０．０１を超えると研磨助剤を配合した効果が充分
に発現しない。

【００４３】本発明の研磨用組成物に含まれる溶剤は、
水および／または親水性有機溶剤である。通常、上記ス
ルホン酸（塩）基を有する（共）重合体からなる研磨助
剤を、溶剤中に溶解させ、研磨砥粒と共にスラリー状の
研磨用組成物とする。上記溶剤のうち、水としては、蒸
留水、脱イオン水、水道水、工業用水などが適宜選択で
きる。また、水の他の溶剤としては、アルコール、エー
テル、ケトンなどの親水性有機溶剤が挙げられるが、な
かでも、水を主成分とするもの、特に水が好ましい。上
記親水性有機溶剤のうち、アルコール類の具体例として
は、メタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコー
ル、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、
ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール、ｎ
−ヘキシルアルコール、ｎ−オクチルアルコール、エチ
レングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレン
グリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、
エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジ
エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレング
リコールモノメチルエーテル、プロピレンモノメチルエ
ーテルアセテート、ジアセトンアルコールなどを挙げる
ことができる。また、エーテル類の具体例としては、テ
トラヒドロフラン、ジオキサンなどを、ケトン類の具体
例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイ
ソブチルケトン、ジイソブチルケトンなどが挙げられ
る。これらの親水性有機溶剤は、１種単独であるいは２
種以上を併用することができる。本発明の研磨用組成物
中の固形分濃度は、好ましくは１〜６０重量％、さらに
好ましくは５〜４０重量％、特に好ましくは１０〜３０
重量％である。固形分濃度が１重量％未満であると、充
分な研磨特性が得られない場合があり、一方、６０重量
％を超えると、添加効果の向上がみられず効果的でな
い。

【００４４】本発明の研磨用組成物のＰＨに特に制限は
ないが、通常、１〜１３、好ましくは２〜１２、さらに
好ましくは３〜１１で使用できる。この範囲外では、研
磨助剤が不安定になり、研磨能力が低下したり、金属部
分の腐食が生じる場合があり、好ましくない。ＰＨの調
節は、研磨助剤の対イオン種の種類を適宜選択するこ
と、または酸、塩基を添加することにより調整すること
が可能である。例えば、対イオンに使用する、Ｈ⁺とア
ンモニアイオン（ＮＨ₃ ⁺）などのアルカリ成分の割合
を変化させることでＰＨの調整を行うことができる。本
発明の研磨用組成物には、上記研磨助剤の他に、各種増
粘剤、分散剤、防錆剤などの公知の添加剤を加えること
ができる。これらの添加剤は、本発明の研磨助剤中に好
ましくは０〜１重量％含まれる。

【００４５】本発明の研磨用組成物は、主として、半導
体用部品、記録媒体部品および光学用部品の研磨のため
に使用される。これら被研磨物の材質としては、例え
ば、半導体製造過程で使用されるタングステン、銅、ア
ルミニウムなどが配線された金属膜、Ｎｉ−Ｐメッキさ
れたアルミニウム合金などの金属、シリコン、ガラス状
炭素材料、ガラス、Ａｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣなどのセラミッ
クなどの脆性材料が挙げられる。上記ガラス状炭素材料
としては、例えば、アモルファス炭素のマトリックス中
にグラファイトが分散した構造となっているものなどが
挙げられる。これら被研磨物の形状としては、例えば、
ディスク状、プレート状、スラブ状、プリズム状、レン
ズ状など、様々な形状のものが挙げられる。本発明の研
磨用組成物を使用する研磨には、上記被研磨物を粗研磨
（ラッピング）して、通常、０．０１〜１μｍ、好まし
くは０．０５〜０．５μｍの表面粗さにしたものを使用
する。なお、本発明における表面粗さは、中心線平均粗
さＲａのことであり、ランク・テーラーホブソン社製の
タリ０ステップを用いて測定される。

【００４６】本発明の研磨用組成物の使用方法として
は、特に制限はなく公知の方法が採用できる。例えば、
ＳＰＥＥＤＦＡＭ（株）製両面研磨機９Ｂ型により研
磨加工を行える。加工圧力は、通常、１０〜２，０００
ｇｆ／ｃｍ²、好ましくは５０〜５００ｇｆ／ｃｍ²、
加工時間は、通常、０．５〜１５０分、好ましくは１〜
１００分、加工温度は、通常、５〜７０℃、好ましくは
５〜５０℃である。また、研磨パッドの硬度（ＪＩＳ
Ｋ６３０１に準拠）は、硬質であるほど表面の平坦性を
上昇させることができるため、通常、８６〜９９、好ま
しくは８８〜９５である。研磨パッドの材料としては、
例えば、発泡ポリウレタンなどの樹脂、ポリエステル不
織布およびポリウレタンの複合体などの樹脂複合体など
が挙げられる。さらに、下定盤回転数は、通常、５〜１
００ｒｐｍ、好ましくは１０〜６０ｒｐｍ、研磨用組成
物流量は、通常、３〜３００ｍｌ／分、好ましくは１０
〜２００ｍｌ／分である。

【００４７】本発明の研磨用組成物は、半導体基板、層
間絶縁膜などの半導体部品や、ガラス状炭素基板、ガラ
ス基板、セラミックス基板のような脆性材料からなる、
記録媒体部品および光学用部品などの化学的機械研磨
（ＣＭＰ）、特に半導体基板、層間絶縁膜などの半導体
部品の研磨に適し、被研磨物の表面を平坦にし、かつ研
磨速度を高くできる。なお、本発明において、「基板」
とは、平面部を有する形状のものに限られず、曲面部を
有する形状のものも含む。

【００４８】

【実施例】以下、実施例を挙げ、本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもの
ではない。なお、実施例中の％および部は、特に断らな
い限り重量基準である。また、実施例中における各種の
測定は、以下のようにして実施した。

【００４９】重量平均分子量重量平均分子量（Ｍｗ）は、ゲルパーミエーションクロ
マトグラフィー（ＧＰＣ）によって判定した結果を、ポ
リスチレンスルホン酸ナトリウムを標準サンプルとして
作成した検量線を用いて換算したものである。ここで、
ＧＰＣの測定条件は、下記のとおりである。カラム；Ｇ３０００ＰＷＸＬ〔東ソー（株）製〕カラム；ＧＭＰＷＸＬ〔東ソー（株）製〕カラム；ＧＭＰＷＸＬ〔東ソー（株）製〕カラムを〜の順に直列につなぎ、カラム側より試
料を導入する。検出器；示差屈折計ＲＩ−８０２１〔東ソー（株）製〕溶離液；水／アセトニトリル／硫酸ナトリウム＝２，１
００／９００／１５（重量比）流速；１．０ｍｌ／分温度；４０℃ サンプル濃度；０．２％サンプル注入量；４００μｌ

【００５０】研磨粗研磨により表面粗さを０．１μｍとした直径２．５イ
ンチの銅膜付きウェハ基板を研磨用組成物を用いて、両
面研磨機により研磨加工を行った。なお、被研磨物の表
面粗さ（中心線平均粗さＲａ）は、ランク・テーラーホ
ブソン社製のタリ０ステップを用いて測定した。加工条
件は、下記のとおりである。両面研磨機：ラップマスター社製、型式ＬＧＰ−５１０加工圧力：１５０ｇｆ／ｃｍ² 加工時間：２分加工温度：２５℃ 研磨パッドの硬度：９０（ＪＩＳＫ６３０１に準拠）下定盤回転数：５０ｒｐｍ研磨用組成物流量：５０ｍｌ／分

【００５１】研磨速度銅膜付きウェハ基板を、上記と同条件で研磨し、下式
（IV）により研磨速度（μｍ／分）を求めた。研磨速度（μｍ／分）＝〔研磨前の銅膜の厚さ（μｍ）−研磨後の銅膜の厚さ（μｍ）〕／研磨時間（分）・・・・・（IV）なお、銅膜の厚さ（μｍ）は、抵抗率測定機（ＮＰＳ社
製、型式Σ−５）により、直流４探針法でシート抵抗を
測定し、このシート抵抗値と銅の抵抗率から、下式
（Ｖ）により算出した。銅膜の厚さ（μｍ）＝〔シート抵抗値（Ω／ｃｍ²）×銅の抵抗率（Ω／ｃｍ）〕×１０⁴ ・・・・・（Ｖ）スクラッチ数光学顕微鏡を使用して、倍率５０倍で研磨した基板の表
面を、６０度おきに６個所観察し、スクラッチの数を測
定した。スクラッチの深さは、Ｚｙｇｏ（株）製Ｚｙｇ
ｏで測定した。評価基準は下記のとおりである。 ○：深さ０．０５μｍ以上のスクラッチが、１視野に
０．５本未満。 △：深さ０．０５μｍ以上のスクラッチが、１視野に
０．５〜１本。 ×：深さ０．０５μｍ以上のスクラッチが、１視野に１
本を超える。

【００５２】参考例１内容積２リットルの容器に、ポリスチレン１００ｇを仕
込み、１，２−ジクロロエタン１リットルに溶解した。
溶解後、無水硫酸７７ｇを、内温を２５℃に保ちながら
容器内に滴下し、滴下後、２５℃で１時間攪拌した。そ
の後、水およびアンモニアを添加して、対イオンを（Ｎ
Ｈ₃ ⁺）とし、溶剤などを除去して、スルホン化ポリス
チレンのアンモニウム塩（Ａ）を得た。重合体（塩）の
重量平均分子量は、１０，０００であった。参考例２内容積３リットルの容器に、スチレン／イソプレン（２
０／８０モル比）ランダム共重合体１００ｇを仕込み、
ジオキサン１リットルに溶解した。溶解後、無水硫酸／
ジオキサン錯体（８５ｇ／５００ｇ）を、内温を２５℃
に保ちながら容器内に滴下し、滴下後、２５℃で１時間
攪拌した。その後、水およびアンモニアを添加して、対
イオンを（ＮＨ₃ ⁺）とし、溶剤などを除去して、スチ
レン／イソプレン（２０／８０モル比）ランダム共重合
体のスルホン化物のアンモニウム塩（Ｂ）を得た。共重
合体（塩）の重量平均分子量は、５，０００であった。

【００５３】参考例３内容積３リットルの容器に、スチレン／イソプレン（３
０／７０モル比）ＡＢ型ブロック共重合体１００ｇを仕
込み、ジオキサン１リットルに溶解した。溶解後、無水
硫酸／ジオキサン錯体（７１ｇ／５００ｇ）を、内温を
２５℃に保ちながら容器内に滴下した。滴下後、２５℃
で１時間攪拌し、イソプレンユニットを優先的にスルホ
ン化した。その後、水を添加して、対イオンを（Ｈ⁺）
とし、溶剤などを除去して、スチレン／イソプレン（３
０／７０モル比）ＡＢ型ブロック共重合体（２０／８０
モル比）のスルホン化物（Ｃ）を得た。共重合体の重量
平均分子量は、１５，０００であった。

【００５４】参考例４内容積２リットルの容器中で、３５％過酸化水素水１４
ｇを水１００ｇに溶解し、２０％濃度のスチレンスルホ
ン酸水溶液５００ｇを、還流下で撹拌しながら２時間か
けて均等に滴下した。滴下終了後、１０時間還流下で保
ったのち、反応を終了した。対イオンが（Ｈ⁺）である
重合体（Ｄ）を得た。重合体の重量平均分子量は、８，
０００であった。参考例５参考例４において、２０％濃度のスチレンスルホン酸水
溶液５００ｇを、２０％濃度のイソプレンスルホン酸カ
リウム水溶液５００ｇに変更し、対イオンを（Ｋ⁺）と
した以外は、参考例４と同様に実施し、イソプレンスル
ホン酸重合体のカリウム塩（Ｅ）を得た。重合体（塩）
の重量平均分子量は、１５，０００であった。

【００５５】参考例６参考例４において、２０％濃度のスチレンスルホン酸水
溶液５００ｇを、２０％濃度のアクリルアミド−２−メ
チルプロパンスルホン酸水溶液５００ｇに変更した以外
は、参考例４と同様に実施し、アクリルアミド−２−メ
チルプロパンスルホン酸重合体（Ｆ）を得た。重合体の
重量平均分子量は、２０，０００であった。参考例７参考例４において、２０％濃度のスチレンスルホン酸水
溶液５００ｇを、２０％濃度のアクリルアミド−２−メ
チルプロパンスルホン酸水溶液３０５ｇ、および３０％
濃度のイタコン酸水溶液１３０ｇに変更した以外は、参
考例４と同様に実施し、アクリルアミド−２−メチルプ
ロパンスルホン酸／イタコン酸（５０／５０モル比）共
重合体（Ｇ）を得た。共重合体の重量平均分子量は、
８，０００であった。

【００５６】参考例８参考例４において、２０％濃度のスチレンスルホン酸水
溶液５００ｇを、２０％濃度のイソプレンスルホン酸ア
ンモニウム水溶液４４０ｇ、および３０％濃度のイタコ
ン酸アンモニウム水溶液４０ｇに変更して、対イオンを
（ＮＨ₃ ⁺）とした以外は、参考例４と同様に実施し、
イソプレンスルホン酸／イタコン酸（８５／１５モル
比）共重合体のアンモニウム塩（Ｈ）を得た。共重合体
（塩）の重量平均分子量は、５，０００であった。参考例９参考例４において、２０％濃度のスチレンスルホン酸水
溶液５００ｇを、２０％濃度のアクリルアミド−２−メ
チルプロパンスルホン酸水溶液４３１ｇ、および２０％
濃度のポリオキシエチレンモノメタクリレート（エチレ
ンオキサイド５モル付加物）水溶液６９ｇに変更した以
外は、参考例４と同様に実施し、アクリルアミド−２−
メチルプロパンスルホン酸／ポリオキシエチレンモノメ
タクリレート（９０／１０モル比）共重合体（Ｉ）を得
た。共重合体の重量平均分子量は、１５，０００であっ
た。

【００５７】参考例１０参考例４において、２０％濃度のスチレンスルホン酸水
溶液５００ｇを、２０％濃度のアクリルアミド−２−メ
チルプロパンスルホン酸アンモニウム水溶液４７９ｇお
よび２０％濃度のアクリル酸アンモニウム水溶液２１ｇ
に変更し、対イオンを（ＮＨ₃ ⁺）とした以外は、参考
例４と同様に実施し、アクリルアミド−２−メチルプロ
パンスルホン酸／アクリル酸（９０／１０モル比）共重
合体のアンモニウム塩（Ｊ）を得た。共重合体（塩）の
重量平均分子量は、１０，０００であった。参考例１１参考例４において、２０％濃度のスチレンスルホン酸水
溶液５００ｇを、２０％濃度のアクリルアミド−２−メ
チルプロパンスルホン酸カリウム水溶液６４ｇおよび２
０％濃度のアクリル酸カリウム水溶液７ｇに変更した以
外は、参考例４と同様に実施し、アクリルアミド−２−
メチルプロパンスルホン酸／アクリル酸（８５／１５モ
ル比）共重合体（Ｋ）を得た。共重合体の重量平均分子
量は、１０，０００であった。

【００５８】参考例１２参考例４において、２０％濃度のスチレンスルホン酸水
溶液５００ｇを、２０％濃度のイソプレンスルホン酸水
溶液４８５ｇおよび２０％濃度のメタクリル酸水溶液１
５ｇに変更した以外は、参考例４と同様に実施し、イソ
プレンスルホン酸／メタクリル酸（９５／５モル比）共
重合体（Ｌ）を得た。共重合体の重量平均分子量は、１
０，０００であった。参考例１３参考例４において、２０％濃度のスチレンスルホン酸水
溶液５００ｇを、２０％濃度のアクリルアミド−２−メ
チルプロパンスルホン酸水溶液４５８ｇ、２０％濃度の
アクリル酸水溶液１９．５ｇ、および２０％濃度のヒド
ロキシエチルメタクリレート水溶液２３ｇに変更した以
外は、参考例４と同様に実施し、アクリルアミド−２−
メチルプロパンスルホン酸／アクリル酸／ヒドロキシエ
チルメタクリレート（８０／１０／１０モル比）共重合
体（Ｍ）を得た。共重合体の重量平均分子量は、９，０
００であった。

【００５９】参考例１４参考例４において、２０％濃度のスチレンスルホン酸水
溶液５００ｇを、２０％濃度のイソプレンスルホン酸ア
ンモニウム水溶液４４３ｇ、２０％濃度のアクリル酸ア
ンモニウム水溶液１３ｇ、および２０％濃度のポリオキ
シエチレンモノメタクリレート（エチレンオキサイド５
モル付加物）アンモニウム水溶液４４ｇに変更して対イ
オンを（ＮＨ₃ ⁺）とした以外は、参考例４と同様に実
施し、イソプレンスルホン酸／アクリル酸／ポリオキシ
エチレンモノメタクリレート（９０／５／５モル比）共
重合体のアンモニウム塩（Ｎ）を得た。共重合体（塩）
の重量平均分子量は、１５，０００であった。参考例１５参考例４において、２０％濃度のスチレンスルホン酸水
溶液５００ｇを、２０％濃度のアクリルアミド−２−メ
チルプロパンスルホン酸水溶液３７３ｇおよび２０％濃
度のアクリル酸水溶液１２７ｇに変更した以外は、参考
例４と同様に実施し、アクリルアミド−２−メチルプロ
パンスルホン酸／アクリル酸（５０／５０モル比）共重
合体（Ｏ）を得た。共重合体の重量平均分子量は、１
２，０００であった。

【００６０】実施例１〜２１研磨材としてアルミナ砥粒〔住友化学（株）製、商品
名：ＡＫＰ１０−αアルミナ〕（純度９９．９％、平均
粒径１．０μｍ、比表面積２．０ｍ²／ｇ）を表１に示
す濃度で、濃度３０％の過酸化水素水を研磨用組成物に
対し６．７％使用し、参考例１〜１５の共重合体（塩）
（Ａ〜Ｏ）、ならびに必要に応じて界面活性剤を、表１
に示す濃度で混合・攪拌し、研磨用組成物を得た。な
お、表１に示す量は、水を溶剤として含む研磨用組成物
に対する濃度（％）である。ＰＨは４〜１０であった。
上記研磨用組成物を用いて、両面研磨機により研磨加工
を行った。研磨後の基板を洗浄液にて洗浄し、研磨表面
の評価を行った。結果を表１〜２に示す。

【００６１】比較例１実施例１において、共重合体（塩）を使用しない以外
は、同様に実施した。結果を表２に示す。表１〜２に示
すように、本発明の研磨用組成物を使用すると、被研磨
物のスクラッチ数が低く、平坦性を保ったままで、研磨
速度を高くできた。

【００６２】

【表１】

【００６３】

【表２】

【００６４】上記実施例において、本発明の研磨用組成
物を使用して研磨すると、被研磨物の表面を平坦にし、
かつ研磨速度を高くできた。また、本発明の研磨用組成
物は、研磨材の分散が安定しており、流動性に富み、取
り扱い性に優れていた。さらに、研磨パッドの目詰まり
が少なく、研磨パッドの清掃、交換頻度を低く抑えられ
た。

【００６５】

【発明の効果】本発明の研磨用組成物は、半導体基板、
層間絶縁膜などの半導体部品や、ガラス状炭素基板、ガ
ラス基板、セラミックス基板のような脆性材料からな
る、記録媒体部品および光学用部品などの化学的機械研
磨（ＣＭＰ）に適し、なかでも特に半導体基板、層間絶
縁膜などの半導体部品の研磨に適している。本発明の研
磨用組成物を使用すると、被研磨物の表面を平坦にし、
かつ研磨速度を高くできる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小野寿男東京都中央区築地二丁目11番24号ジェイエスアール株式会社内 (72)発明者石川克廣東京都中央区築地二丁目11番24号ジェイエスアール株式会社内Ｆターム(参考） 4H003 AB04 AC09 AE05 DA15 EA25 EB11 EB29 EB30 EB36 EE04 FA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも研磨材、およびスルホン酸
（塩）基を有する（共）重合体からなる研磨助剤を含有
することを特徴とする研磨用組成物。
【請求項２】スルホン酸（塩）基を有する（共）重合
体がブロック構造を有する共重合体である請求項１記載
の研磨用組成物。
【請求項３】スルホン酸（塩）基を有する（共）重合
体が、スルホン酸（塩）基を有する単量体を重合してな
るものである請求項１記載の研磨用組成物。
【請求項４】スルホン酸（塩）基を有する（共）重合
体が、（ａ）スルホン酸（塩）基を有する単量体、ならびに
（ｂ）カルボン酸（塩）基を有する単量体、水酸基を有
する単量体およびエチレンオキサイドもしくはプロピレ
ンオキサイドに由来する骨格を有する単量体の群から選
ばれた少なくとも１種の単量体、からなる（共）重合体
である請求項１記載の研磨用組成物。
【請求項５】スルホン酸（塩）基を有する単量体が、
イソプレンスルホン酸（塩）である請求項３または４記
載の研磨用組成物。
【請求項６】スルホン酸（塩）基を有する単量体が、
（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン
酸（塩）である請求項３または４記載の研磨用組成物。
【請求項７】カルボン酸（塩）基を有する単量体が、
イタコン酸（塩）である請求項４〜６いずれか１項記載
の研磨用組成物。
【請求項８】スルホン酸（塩）基を有する（共）重合
体中のカルボン酸（塩）基を有する単量体成分の割合
が、２０モル％未満である請求項４〜７いずれか１項記
載の研磨用組成物。
【請求項９】研磨助剤として、スルホン酸（塩）基を
有する（共）重合体に、アニオン系界面活性剤、カチオ
ン系界面活性剤およびノニオン系界面活性剤の群から選
ばれた少なくとも１種の界面活性剤をさらに配合してな
るものである請求項１〜８いずれか１項記載の研磨用組
成物。
【請求項１０】少なくとも研磨材、およびスルホン酸
（塩）基を有する（共）重合体からなる研磨助剤に、さ
らに溶剤を配合する請求項１〜９いずれか１項記載の研
磨用組成物。
【請求項１１】化学的機械研磨に使用する請求項１〜
１０いずれか１項記載の研磨用組成物。
【請求項１２】請求項１〜１１いずれか１項記載の研
磨用組成物を使用して被研磨物を研磨することを特徴と
する研磨方法。