DE112013005718T5

DE112013005718T5 - Polierzusammensetzung

Info

Publication number: DE112013005718T5
Application number: DE112013005718.2T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Matsushita
Original assignee: Nitta Haas Inc
Current assignee: Nitta DuPont Inc
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2013-11-19
Publication date: 2015-09-03
Anticipated expiration: 2033-11-20
Also published as: CN104798181B; JPWO2014084091A1; MY154603A; TW201425559A; SG11201503355WA; KR101594531B1; TWI561618B; KR20150063600A; US20150299517A1; US9593259B2; CN104798181A; WO2014084091A1; DE112013005718B4; JP5732601B2

Abstract

Eine Polierzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: ein Polyvinylalkoholharz mit einer 1,2-Diolstruktur in der Seitenkette, wobei das Polyvinylalkoholharz ein Copolymer aus einem Monomer, das durch die untenstehende Formel (1) dargestellt wird, und einem Vinylester-Monomer ist; eine organische Säure; und Schleifkörner, deren Oberflächen chemisch so modifiziert sind, dass sie ein negatives Zeta-Potential auf den Oberflächen in einer Lösung mit einem pH-Wert von 2,0 oder mehr aufweisen und keinen isoelektrischen Punkt haben.(R1 bis R6 bezeichnen jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe, X bezeichnet eine Einfachbindung oder eine Verknüpfungsgruppe, und R7 und R8 bezeichnen jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder R9-CO- (wobei R9 eine Alkylgruppe bezeichnet)).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Polierzusammensetzung zum Polieren eines zu polierenden Erzeugnisses, wie einen Halbleiterwafer.
HINTERGRUND
Bei der Herstellung eines Halbleiterbauteils wird ein zu polierendes Erzeugnis, wie ein Wafer, unter Verwendung einer Polierzusammensetzung poliert.
Ein Wafer wird beispielsweise hergestellt, indem eine dünne kreisförmige Siliziumscheibe oder dergleichen, die durch Schneiden eines Einkristallingots aus Silizium oder einer anderen Halbleiterverbindung, Lappen und Ätzen erhalten wird, als das zu polierende Erzeugnis poliert wird (was nachfolgend als Polieren bezeichnet werden kann).
Des Weiteren wird, auch wenn ein sehr feiner elektrischer Schaltkreis auf einer Oberfläche eines Wafers ausgebildet ist, die Oberfläche des Wafers, auf der der Schaltkreis ausgebildet ist, poliert. In solch einem Polierschritt wird das Polieren üblicherweise unter Verwendung einer Polierzusammensetzung durchgeführt, die Schleifkörner enthält.
Die Oberfläche des zu polierenden Erzeugnisses muss nach dem Polieren sauber sein. Insbesondere bei der letzten Stufe des Polierens des Siliziums ist es erforderlich, dass nach dem Polieren selbst die geringste Menge an Verunreinigung auf der Oberfläche des Wafers entfernt wird.
Um das Entfernen von Fremdkörpern, wie rückständige Schleifkörner und Polierausschuss, die eine der Ursachen einer solchen Verunreinigung der Oberfläche des Wafers darstellen, zu erleichtern, wird der Polierzusammensetzung ein hydrophiles wasserlösliches Polymer, das hydrophil im Hinblick auf die Oberfläche des Wafers ist, beigemischt.
Die Patentschrift 1 offenbart beispielsweise eine Polierzusammensetzung, bei der Hydroxyethylzellulose als das hydrophile wasserlösliche Polymer verwendet wird.
Hydroxyethylzellulose weist jedoch ein hohes Molekulargewicht auf und verursacht aufgrund ihrer Molekülstruktur eine Aggregation der Schleifkörner, wenn sie der Polierzusammensetzung beigemischt wird, was zu Problemen führen kann. Üblicherweise wird die Polierzusammensetzung vor ihrer Verwendung gefiltert. Da eine mit Hydroxyethylzellulose vermischte Polierzusammensetzung leicht verklumpt, muss für die Filterung ein Grobfilter verwendet werden. Es ist deshalb schwierig, fein aggregierte Partikel zu entfernen. Wird das Polieren unter Anwesenheit solcher aggregierten Partikel durchgeführt, wird die Oberfläche des Wafers beschädigt, wodurch Oberflächendefekte (LPD: Light point defects) verursacht werden. Da Hydroxyethylzellulose ein aus Naturprodukten abgeleitetes Polymer ist, ist es des Weiteren schwierig, eine gleichbleibende Qualität zu erhalten, was ein weiteres Problem darstellt.
Um die Aggregation der Schleifkörner zu unterbinden, wurde vorgeschlagen, die Oberflächen der Schleifkörner einer chemischen Oberflächenbehandlung zu unterziehen, damit die Schleifkörner in der Polierzusammensetzung nicht so leicht aggregieren.
Die Patentschriften 2 und 3 offenbaren beispielsweise, dass die Dispergierbarkeit der Schleifkörner in der Polierzusammensetzung erhöht wird, indem eine Oberflächenbehandlung mittels Silanen oder dergleichen durchgeführt wird.
Patentschrift 4 offenbart kolloidales Siliziumdioxid, das einer Oberflächenbehandlung mit Aluminat-Ionen, Borsäure oder ähnlichem unterzogen wird, oder kolloidales Siliziumdioxid, bei dem das Oberflächenpotential gesteuert wird.
Jedoch ist es selbst für den Fall, dass Schleifkörner verwendet werden, die solch einer Oberflächenbehandlung unterzogen wurden, schwierig, deren Aggregation zu unterbinden, wenn sie in der Polierzusammensetzung zusammen mit Hydroxyethylzellulose vorliegen.
Eine weitere Ursache für die Verunreinigung des Wafers, die nicht von rückständigen Schleifkörnern und Polierausschuss herrührt, stellen Metallverunreinigungen dar, wobei eine geringe Menge an Metallkomponenten, die von der Polierzusammensetzung oder den Materialien des Wafers stammen, auf dem Wafer haften bleibt. Derartige Metallverunreinigungen nach dem Polieren verursachen Defekte auf der Oberfläche des Wafers, die ”Pits” genannt werden. Bei herkömmlichen Polierzusammensetzungen können diese Metallverunreinigungen jedoch nur schwer minimiert werden.
VERZEICHNIS DER ZITIERTEN PATENTSCHRIFTEN

Patentschrift 1: JP H11-116942 A
Patentschrift 2: JP H08-45934 A
Patentschrift 3: JP 2010-535144 T
Patentschrift 4: JP 2009-088010 A

ZUSAMMENFASSUNG
Technisches Problem
In Anbetracht der aufgeführten Probleme ist es folglich eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Polierzusammensetzung bereitzustellen, die geeignet ist, Verunreinigungen auf einer Oberfläche eines zu polierenden Erzeugnisses nach dem Polieren zu minimieren, während gleichzeitig die Aggregation von Schleifkörnern unterbunden wird.
Lösung des Problems
Eine erfindungsgemäße Polierzusammensetzung enthält: ein Polyvinylalkoholharz mit einer 1,2-Diolstruktur in der Seitenkette, wobei das Polyvinylalkoholharz ein Copolymer aus einem Monomer, das durch die Formel (1) dargestellt wird, wie unten gezeigt, und einem Vinylester-Monomer ist; eine organische Säure; und Schleifkörner, deren Oberflächen chemisch so modifiziert sind, dass sie ein negatives Zeta-Potential auf den Oberflächen in einer Lösung mit einem pH-Wert von 2,0 oder mehr aufweisen und keinen isoelektrischen Punkt haben.
(R¹ bis R⁶ bezeichnen jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe, X bezeichnet eine Einfachbindung oder eine Verknüpfungsgruppe, und R⁷ und R⁸ bezeichnen jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder R⁹-CO- (wobei R⁹ eine Alkylgruppe bezeichnet)).
In der vorliegenden Erfindung kann die organische Säure mindestens ein Chelatbildner sein, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Aminocarbonsäure-Chelatbildner und einem Phosphonsäure-Chelatbildner.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, das eine Veränderung des Zeta-Potentials in Abhängigkeit von dem pH-Wert zeigt.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine erfindungsgemäße Polierzusammensetzung beschrieben.
Die Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform enthält die nachfolgenden Komponenten A bis C:

A: Ein Polyvinylalkoholharz, das eine 1,2-Diolstruktur in der Seitenkette aufweist und das ein Copolymer aus einem Monomer, welches durch die unten gezeigte Formel (1) dargestellt wird, und einem Vinylester-Monomer ist.

B: Eine organische Säure

C: Schleifkörner, dessen Oberflächen chemisch so modifiziert sind, dass sie ein negatives Zeta-Potential auf den Oberflächen in einer Lösung mit einem pH-Wert von 2,0 oder mehr aufweisen und keinen isoelektrischen Punkt haben:
(worin R¹ bis R⁶ jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe bezeichnen, X eine Einfachbindung oder eine Verknüpfungsgruppe bezeichnet, R⁷ und R⁸ jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder R⁹-CO- bezeichnen (worin R⁹ eine Alkylgruppe bezeichnet)).
(A) Polyvinylalkoholharz
Die Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform enthält ein Polyvinylalkoholharz, das eine 1,2-Diolstruktur in der Seitenkette aufweist und das ein Copolymer aus einem Monomer, das durch die oben gezeigte Formel (1) dargestellt wird, und einem Vinylester-Monomer ist.
Das Polyvinylalkoholharz mit einer 1,2-Diolstruktur in der Seitenkette ist hydrophil im Hinblick auf das zu polierende Erzeugnis, weshalb eine Anhaftung von rückständigen Schleifkörnern, von Polierausschuss oder dergleichen auf dem zu polierenden Erzeugnis weniger wahrscheinlich ist. Gleichzeitig wird eine Aggregation der Schleifkörner unterbunden, auch für den Fall, dass diese zusammen mit Schleifkörnern der Komponente C vorhanden sind.
Beispiele für die Vinylester-Monomere, die ein Ausgangsmaterial des Polyvinylalkoholharzes dieser Ausführungsform darstellen, schließen mit ein: Vinylformeat, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylvalerat, Vinylbutyrat, Vinylisobutyrat, Vinylpivalat, Vinylcaprat, Vinyllaurat, Vinylstearat, Vinylbenzoat und Vinylversatat.
Aufgrund seiner geringen Kosten und guten Verfügbarkeit ist Vinylacetat besonders bevorzugt.
In dem Monomer, das ein Ausgangsmaterial des Polyvinylalkoholharzes dieser Ausführungsform ist und durch oben gezeigte Formel (1) dargestellt wird, bezeichnen R¹ bis R⁶ jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe.
R¹ bis R⁶ stellen vorzugsweise Wasserstoffatome dar.
Für den Fall, dass R¹ bis R⁶ organische Gruppen darstellen, schließen Beispiele hierfür mit ein: Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie eine Methylgruppe, eine Etylgruppe, eine n-Propylgruppe, eine Isopropylgruppe, eine n-Butylgruppe, eine Isobutylgruppe und eine tert-Butylgruppe. Des Weiteren können die organischen Gruppen Substituenten aufweisen, wie eine Halogengruppe, eine Hydroxylgruppe, eine Estergruppe, eine Carbonsäuregruppe und eine Sulfonsäuregruppe.
X bezeichnet in dem durch Formel (1) dargestellten Monomer eine Einfachbindung oder eine Verknüpfungsgruppe. Die Verknüpfungsgruppe X ist wegen der guten Thermostabilität vorzugsweise eine Einfachbindung.
Für den Fall, dass X eine Verknüpfungsgruppe darstellt, schließen Beispiele hiervon mit ein: Kohlenwasserstoffe, wie Alkylen, Alkenylen, Alkynylen, Phenylen und Naphthylen (wobei diese Kohlenwasserstoffe substituiert sein können, beispielsweise durch Halogene, wie Fluor, Chlor und Brom), -O-, -(CH₂O)_m-, -(OCH₂)_m-, -(CH₂O)_mCH₂-, -CO-, -COCO-, -CO(CH₂)_mCO-, -CO(C₆H₄)CO-, -S-, -CS-, -SO-, -SO₂-, -NR-, -CONR-, -NRCO-, -CSNR-, -NRCS-, -NRNR-, -HPO₄-, -Si(OR)₂-, -OSi(OR)₂-, -OSi(OR)₂O-, -Ti(OR)₂-, -OTi(OR)₂-, -OTi(OR)₂O-, -Al(OR)-, -OAl(OR)- und -OAl(OR)O- (wobei jedes R unabhängig voneinander einen beliebigen Substituenten bezeichnet und vorzugsweise ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe ist, und m eine natürliche Zahl ist).
Insbesondere stellt X vorzugsweise eine Alkylengruppe mit 6 oder weniger Kohlenstoffatomen dar, und im Hinblick auf die Stabilität bei der Herstellung oder Verwendung besonders bevorzugt eine Methylengruppe.
Das in dieser Ausführungsform bevorzugt verwendete Monomer ist 3,4-Diacetoxy-1-buten, bei dem R¹ bis R⁶ jeweils ein Wasserstoffatom ist, X eine Einfachbindung darstellt, R⁷ bis R⁸ jeweils R⁹-CO- ist, und R⁹ eine Alkylgruppe ist. Besonders bevorzugt wird 3,4-Diacyloxy-1-buten verwendet, bei dem R⁹ eine Methylgruppe darstellt.
Das Polyvinylalkoholharz dieser Ausführungsform ist vorzugsweise ein Produkt, das durch Copolymerisation von Vinylacetat als Vinylester-Monomer und 3,4-Diacetoxy-1-buten als das in Formel (1) dargestellte Monomer erhalten wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass ein weiteres Monomer mit dem Polyvinylalkoholharz dieser Ausführungsform copolymerisiert werden kann, außer dem zuvor in Formel (1) dargestellten Monomer und dem Vinylester-Monomer.
Beispiele für das weitere Monomer schließen mit ein: α-Olefine, wie Ethylen und Propylen; α-Olefine, die eine Hydroxygruppe enthalten, wie 3-Buten-1-ol und 4-Penten-1-ol sowie Derivate hiervon, wie deren acylierte Produkte; ungesättigte Säuren, wie Itaconsäure, Maleinsäure und Acrylsäure, oder Salze hiervon oder Mono- oder Dialkyl-Ester hiervon; Nitrile, wie Acrylnitril und Methacrylnitril; Amide, wie Acrylamid, Methacrylamid und Diacetonacrylamid; Olefin-Sulfonsäuren, wie Ethylensulfonsäure, Allylsulfonsäure und Methallylsulfonsäure oder Verbindungen wie deren Salze; Vinyl-Verbindungen, wie Alkylvinylether, Dimethylallylvinylketon, N-Vinylpyrrolidon, Vinylchlorid, Vinylethylencarbonat, 2,2-Dialkyl-4-vinyl-1,3-dioxolan, Glycerinmonoallylether und 3,4-Diacetoxy-1-buten; substituierte Vinylacetate, wie Isopropenylacetat und 1-Methoxyvinylacetat; Vinylidenchlorid; 1,4-Diacetoxy-2-buten; und Vinylencarbonate.
Das Vinylester-Monomer dieser Ausführungsform wird mit dem in Formel (1) dargestellten Monomer oder dem weiteren Monomer copolymerisiert, zum Beispiel unter den folgenden Bedingungen.
Ein Polymerisationskatalysator kann für die Polymerisation verwendet werden. Beispiele für den Polymerisationskatalysator schließen bekannte Katalysatoren für die radikalische Polymerisation mit ein, wie Azobisisobutyronitril, Acetylperoxid, Benzoylperoxid und Laurylperoxid; und niedrigtemperaturaktive Katalysatoren für die radikalische Polymerisation, wie Azobisdimethylvaleronitril und Azobismethoxydimethylvaleronitril.
Die Reaktionstemperatur der Copolymerisationsreaktion variiert in Abhängigkeit von dem verwendeten Lösungsmittel oder dem angelegten Druck. Die Copolymerisationsreaktion wird beispielsweise bei einer Temperatur im Bereich von ungefähr 30°C bis zu dem Siedepunkt, genauer 35 bis 150°C, vorzugsweise 40 bis 75°C, durchgeführt.
Zudem weist das Polyvinylalkoholharz dieser Ausführungsform eine 1,2-Diolstruktur in der Seitenkette auf. Um solch eine Struktur in der Seitenkette zu erhalen, kann das Copolymer beispielsweise verseift werden.
Die Verseifung kann beispielsweise ausgeführt werden, indem das Copolymer in einem Lösungsmittel, wie Alkohol, gelöst wird und ein Alkalikatalysator oder ein Säurekatalysator verwendet wird.
Beispiele für das Lösungsmittel schließen Methanol, Ethanol, Propanol und tert-Butanol mit ein.
Beispiele des für die Verseifung zu verwendenden Katalysators schließen einen Alkalikatalysator und einen Säurekatalysator mit ein. Beispiele für den Alkalikatalysator schließen mit ein: Hydroxide oder Alkoholate von Alkalimetallen, wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Natriummethylat, Natriumethylat, Kaliummethylat und Lithiummethylat. Des Weiteren schließen Beispiele für den Säurekatalysator mit ein: Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure, Methasulfonsäure, Zeotlithe und Kationenaustauscherharze.
Die Reaktionstemperatur der Verseifung ist nicht speziell begrenzt. Sie beträgt jedoch vorzugsweise 10 bis 60°C, stärker bevorzugt 20 bis 50°C.
Der Gehalt an 1,2-Diolstruktureinheiten in der Seitenkette des Polyvinylalkoholharzes dieser Ausführungsform beträgt 0,1 bis 20 Mol-%, vorzugsweise 0,1 bis 15 Mol-%, und besonders bevorzugt 0,1 bis 10 Mol-%.
In der Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform beträgt der Gehalt des Polyvinylalkoholharzes beispielsweise 0,00001 Massen-% bis 0,5 Massen-%, vorzugsweise ungefähr 0,0001 Massen-% bis 0,3 Massen-%. Befindet sich der Gehalt des Polyvinylalkoholharzes in dem zuvor genannten Bereich, ist es möglich, eine bei dem vorangehenden Poliervorgang beschädigte Schicht in ausreichendem Maße zu entfernen und zur gleichen Zeit eine signifikante Verminderung der Polierrate zu verhindern, ohne dabei die Benetzbarkeit an das zu polierenden Erzeugnis zu verringern. Weiterhin liegt der Gehalt des Polyvinylalkoholharzes vorzugsweise innerhalb des zuvor genannten Bereichs, weil dadurch die Aggregation der Schleifkörner leichter unterbunden werden kann und des Weiteren eine gute Benetzbarkeit des zu polierenden Erzeugnisses erreicht werden kann.
Außerdem kann das Polyvinylalkoholharz industriell hergestellt werden, wodurch es eine gleichmäßige Qualität im Vergleich zu wasserlöslichen Polymerverbindungen aufweist, die von Naturprodukten, wie Hydroxyethylzellulose, abgeleitet werden, die üblicherweise einer Polierzusammensetzung zur Erhöhung der Benetzbarkeit beigemischt wurden.
Als Polyvinylalkoholharz kann ein kommerziell erhältliches Produkt, wie G Polymer (Herstellername), hergestellt von Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., verwendet werden.
(B) Organische Säure
Die Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform enthält eine organische Säure. Die organische Säure dient hauptsächlich als Chelatbildner und als Einsteller für die Poliergeschwindigkeit.
Für den Fall, dass ein zu polierendes Erzeugnis, wie ein Wafer, unter Verwendung der Polierzusammensetzung poliert wird, können Metallverunreinigungen, die von Materialien des zu polierenden Erzeugnisses oder der Polierzusammensetzung stammen, in der Polierzusammensetzung enthalten sein. Falls solche Metallverunreinigungen an dem Wafer oder dergleichen haften bleiben, verursachen sie Mikrolöcher (Pits) oder ähnliches auf der Oberfläche des Wafers.
Die Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform enthält die organische Säure, so dass Metallionen, die von Metallverunreinigungen stammen, mit der organischen Säure einen Chelatkomplex ausbilden, sogar in solchen Fällen, bei denen die Metallverunreinigungen in der Polierzusammensetzung enthalten sind. Die Haftung an das zu polierende Erzeugnis kann somit unterbunden werden.
Beispielsweise ist die organische Säure vorzugsweise zur Ausbildung eines Chelatkomplexes mit Metallionen, wie Cr, Fe, Ni und Cu, geeignet. Insbesondere in Fällen, in denen Cu-Ionen in einer sauren Lösung vorhanden sind, werden unlösliche Cu(OH)₂-Strukturen ausgebildet, die sich auf der Oberfläche des Wafers oder dergleichen abscheiden, und damit an solchen mit Cu verunreinigten Stellen Pits herbeiführen.
Dementsprechend ist ein Chelatbildner, der mit Kupferionen Chelatkomplexe ausbildet, besonders bevorzugt.
Die organische Säure ist nicht speziell begrenzt. Beispiele schließen jedoch Karbonsäure und Phosphonsäure mit ein. Insbesondere ist die organische Säure vorzugsweise mindestens ein Chelatbildner, der aus der Gruppe bestehend aus einem Aminocarbonsäure-Chelatbildner und einem Phosphonsäure-Chelatbildner ausgewählt ist.
Beispiele für den Aminocarbonsäure-Chelatbildner schließen mit ein: Nitrilotriessigsäure (NTA), Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA), Triethylentetraaminhexaessigsäure (TTHA), Hydroxyethylethylendiamintriessigsäure (HEDTA), 1,3-Propandiaminetetraessigsäure (PDTA), 1,3-Diamino-2-hydroxypropantetraessigsäure (DPTA-OH), Hydroxyethyliminodiessigsäure (HIDA), Dihydroxyethylglycin (DHEG), Glycoletherdiamin-N,N,N',N'-tetraessigsäure (GEDTA), Dicarboxymethylglutansäure (CMGA), (S,S)-Ethylendiamindibernsteinsäure (EDDS), und Aminsalze hiervon.
Beispiele für den Phosphonsäure-Chelatbildner schließen mit ein: Hydroxyethylidendiphosphat (HEDP), Nitrilotris-(methylenphosphosäure) (NTMP), Phosphonobutantricarbonsäure (PBTC) und Ethylendiamintetramethylenphosphonsäure (EDTMP).
Der Gehalt an organischer Säure in der Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform beträgt beispielsweise 0,0001 Massen-% bis 0,2 Massen-%, vorzugsweise ungefähr 0,0002 Massen-% bis 0,1 Massen-%.
Befindet sich der Gehalt an organischer Säure in dem zuvor genannten Bereich, können rückständige Metalle auf dem zu polierenden Erzeugnis nach dem Polieren vermindert werden.
Die organische Säure dieser Ausführungsform weist die folgenden Vorteile auf, wenn sie in Kombination mit einen Polyvinylalkoholharz, welches die Komponente B darstellt, und Schleifkörnern der Komponente C verwendet wird, die untenstehend beschrieben werden.
Für den Fall, dass die organische Säure einer Polierzusammensetzung beigemischt wird, die Schleifkörner, wie kolloidales Siliziumdioxid, dessen Oberflächen nicht chemisch modifiziert sind, oder Hydroxyethylzellulose, enthält, kann die organische Säure möglicherweise nicht als Chelatbildner fungieren, was zu einer nicht ausreichenden Unterbindung der Anhaftung der Metalle führt. Dies kommt vermutlich dadurch zustande, dass die organische Säure mit einer funktionellen Gruppe auf den Oberflächen des kolloidalen Siliziumdioxids oder mit HEC reagiert, wodurch der Anteil an organischer Säure, der als Chelatbildner fungieren kann, reduziert wird.
Beispielsweise sind Si-O^–-Reste und dergleichen üblicherweise auf den Oberflächen von kolloidalem Siliziumdioxid vorhanden. Eine Silanol-Gruppe wird durch eine Reaktion zwischen dem Si-O^–-Rest und H⁺, das von der organischen Säure stammt, erzeugt, und eine Carboxylgruppe und eine Phosphonogruppe der organischen Säure gehen eine Koordinationsbindung mit der Silanol-Gruppe ein und reduzieren dabei den Anteil an organischer Säure, der als Chelatbildner in der Polierzusammensetzung fungieren kann.
Die Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform ermöglicht das Vorhandensein der organischen Säure zusammen mit dem Polyvinylalkoholharz und den Schleifkörnern und damit das Unterbinden der Reaktion der organischen Säure auf den Oberflächen der Schleifkörner. Folglich wird es ermöglicht, dass eine große Menge an organischer Säure, die als Chelatbildner fungieren kann, in der Polierzusammensetzung vorhanden sein kann.
(C) Schleifkörner
Die Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform enthält Schleifkörner, deren Oberflächen chemisch so modifiziert sind, dass sie ein negatives Zeta-Potential auf den Oberflächen in einer Lösung mit einem pH-Wert von 2,0 oder mehr aufweisen und keinen isoelektrischen Punkt haben.
Beispiele für die Schleifkörner schließen bekannte Schleifkörner mit ein, wie Siliziumdioxidpartikel, Aluminiumoxidpartikel, Ceroxidpartikel und Zirkoniumoxidpartikel.
Aus diesen Schleifkörnern sind solche, die aus Siliziumdioxid bestehen, bevorzugt, wobei kolloidales Siliziumdioxid, pyrogenes Siliziumdioxid oder dergleichen besonders bevorzugt ist.
Die Dispergierbarkeit der Schleifkörner in einer Lösung mit einem bestimmten pH-Wert kann erhöht werden, indem beispielsweise eine kationische oder anionische funktionelle Gruppe auf deren Oberflächen angebracht wird und dabei der Absolutwert des Zeta-Potentials in der Lösung erhöht wird.
Da die Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform die organische Säure enthält, sind Schleifkörner, die chemisch durch eine anionische funktionelle Gruppe mit einem negativen Zeta-Potential in saurer Lösung modifiziert sind, bevorzugt. Beispiele für die anionische funktionelle Gruppe in saurer Lösung schließen eine Sulfonsäuregruppe mit ein.
Des Weiteren weisen die Schleifkörner dieser Ausführungsform vorzugsweise keinen Punkt auf, an dem das Zeta-Potential 0 ist, das heißt, keinen isoelektrischen Punkt.
Des Weiteren beträgt das Zeta-Potential in einer sauren Lösung mit einem pH-Wert von 2,0 oder mehr und 11 oder weniger –15 mV oder weniger, vorzugsweise –70 mV bis –20 mV.
Es ist besonders bevorzugt, dass die Schleifkörner dieser Ausführungsform in einer Lösung mit einem beliebigen pH-Wert keinen Punkt aufweisen, an dem das Zeta-Potential 0 ist, und dass sie eine geringe Veränderung des Zeta-Potentials aufgrund des pH-Werts zeigen, so dass sie immer ein negatives Zeta-Potential in einer sauren Lösung mit einem pH-Wert von 2,0 oder mehr und 11 oder weniger aufweisen.
Das Zeta-Potential und der isoelektrische Punkt stellen bei dieser Ausführungsform Werte dar, die durch das Zeta-Potential bestimmt werden, welches mittels Elektrophorese unter Verwendung eines Geräts mit dem Namen ELS-Z2 gemessen wird.
Die bei dieser Ausführungsform verwendeten Schleifkörner weisen vorzugsweise eine Primärpartikelgröße von 5 nm bis 40 nm und eine Sekundärpartikelgröße von 15 nm bis 120 nm auf sowie beispielsweise einen Assoziationsgrad von 3 oder weniger.
Die Primärpartikelgröße wird durch das BET-Verfahren bestimmt und die Sekundärpartikelgröße mittels dynamischer Lichtstreuung. Der Assoziationsgrad stellt einen numerischen Wert dar, der durch Dividieren der Sekundärpartikelgröße durch die Primärpartikelgröße erhalten wird.
In der Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform beträgt der Gehalt an Schleifkörnern beispielsweise 0,001 Massen-% bis 10 Massen-%, vorzugsweise ungefähr 0,01 Massen-% bis 1 Massen-%.
Befindet sich der Gehalt an Schleifkörnern in dem zuvor genannten Bereich, kann die Aggregation einer überschüssigen Menge an Schleifkörnern unterbunden werden, während gleichzeitig die Poliergeschwindigkeit beibehalten wird.
In der Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform kann eine weitere Komponente, die anders ist als die Komponenten A bis C, wie eine Alkalikomponente und Alkohol, enthalten sein. Für den Fall, dass die Alkalikomponente oder der Alkohol der Polierzusammensetzung beigemischt werden, kann die Löslichkeit der organischen Säure in Wasser verbessert werden.
Für den Fall, dass die weitere Komponente in der Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform enthalten ist, beträgt deren Gehalt beispielsweise 1 Massen-% oder weniger, vorzugsweise 0,0001 Massen-% bis 0,5 Massen-%.
Befindet sich der Gehalt in dem zuvor genannten Bereich, können Effekte der weiteren Komponente, wie die Erhöhung der Löslichkeit der organischen Säure, wirksam zur Geltung kommen, ohne dabei die Effekte der Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform zu beeinträchtigen.
Die Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform stellt ein Dispersionselement dar, indem die Komponenten A bis C und die weitere Komponente, soweit vorhanden, in einer Flüssigkeit wie Wasser dispergiert vorliegen.
Wasser stellt die bevorzugte Flüssigkeit dar. Vorzugsweise wird Wasser verwendet, welches minimale Verunreinigungen enthält, wie destilliertes Wasser und entionisiertes Wasser, um die Hemmung verschiedenartiger Wirkungen der Komponenten A bis C zu unterbinden.
Die Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform kann erhalten werden, indem die Komponenten A bis C und die weitere Komponente, soweit vorhanden, gleichzeitig vermischt werden, oder indem nur ein Teil der Komponenten im Voraus in Wasser vermischt wird, und die restlichen Komponenten unmittelbar vor der Benutzung beigemischt werden.
Alternativ dazu können die Komponenten im Voraus in Wasser gemischt werden, so dass eine konzentrierte Lösung erhalten wird, in der jede Komponente in einer höheren Konzentration als bei der Verwendung enthalten ist, und die konzentrierte Lösung wird bei der Verwendung auf eine vorbestimmte Konzentration verdünnt. Für den Fall, dass die Polierzusammensetzung als konzentrierte Lösung erhalten wird, wird diese vorzugsweise so eingestellt, dass bei der Verwendung beispielsweise eine 100-fache Verdünnung in Übereinstimmung mit dem vorgesehenen Verwendungszweck erfolgt.
Der Gehaltsbereich jeder Komponente wird angegeben als der Gehaltsbereich der Polierzusammensetzung bei der Verwendung. Im Falle der konzentrierten Lösung wird der Gehalt einer jeden Komponente nach Verdünnung vorzugsweise so eingestellt, dass dieser in den zuvor genannten Bereich fällt.
Die Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform eignet sich für solche Poliervorgänge, bei denen es notwendig ist, dass die Verunreinigungen auf einer Oberfläche eines Wafers nach dem Polieren außergewöhnlich gering sind, insbesondere bei der letzten Stufe. Das bedeutet, dass aufgrund der guten Benetzbarkeit des Wafers das Waschen nach dem Polieren leicht vonstatten geht und rückständige Schleifkörner oder Polierfremdkörper wirksam entfernt werden können.
Des Weiteren ist eine Aggregation der Schleifkörner weniger wahrscheinlich, weshalb ein Verstopfen bei der Filterung nicht so leicht auftritt. Dadurch kann eine Beschädigung oder Verunreinigung des Wafers aufgrund der Aggregation der Schleifkörner beim Polieren unterbunden werden. Des Weiteren wird sogar für den Fall, dass Metalle in der Polierzusammensetzung vorhanden sind, die von der Polierzusammensetzung, dem Wafer oder dergleichen stammen, das Anhaften der Metalle auf der Oberfläche des Wafers unterbunden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Polierzusammensetzung enthaltend: ein Polyvinylalkoholharz, das eine 1,2-Diolstruktur in der Seitenkette aufweist und das ein Copolymer aus einem Monomer, welches durch Formel (1) dargestellt wird, und einem Vinylester-Monomer ist; eine organische Säure; und Schleifkörner, deren Oberfläche chemisch so modifiziert sind, dass diese ein negatives Zeta-Potential auf den Oberfläche in einer Lösung mit einem pH-Wert von 2,0 oder mehr aufweisen und keinen isoelektrischen Punkt haben, die Aggregation der darin enthaltenen Schleifkörner unterbinden, und kann das Anhaften einer geringen Metallmenge, die von der Polierzusammensetzung oder einem zu polierenden Erzeugnis stammt, auf dem zu polierenden Erzeugnis verhindern.
Demzufolge kann eine Beschädigung oder Verunreinigung des zu polierenden Erzeugnisses aufgrund einer Aggregation der Schleifkörner und Metallverunreinigungen vermindert werden.
Für den Fall, dass die organische Säure mindestens einen Chelatbildner ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Aminocarbonsäure-Chelatbildner und einem Phosphonsäure-Chelatbildner ist, kann das Anheften der Metalle an dem zu polierenden Erzeugnis weiter unterbunden werden.
Wie es zuvor beschrieben wurde, kann erfindungsgemäß die Verunreinigung des zu polierenden Erzeugnisses nach dem Polieren vermindert werden, während gleichzeitig die Aggregation der Schleifkörner unterbunden wird.
Die erfindungsgemäße Polierzusammensetzung setzt sich wie zuvor beschrieben zusammen. Die hierin offenbarten Ausführungsformen sollten jedoch als veranschaulichend ausgelegt werden, nicht als beschränkend. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird nicht durch die vorangehende Beschreibung angezeigt, sondern durch den Umfang der Ansprüche. Der Umfang der vorliegenden Erfindung soll alle Abwandlungen mit einschließen, die im Sinne und im Umfang zu dem Umfang der Ansprüche äquivalent sind.
BEISPIELE
Nachfolgend werden Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegend Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Für die in den Beispielen gezeigten Polierzusammensetzungen wurden die folgenden Materialien hergestellt.
Wasserlösliches Polymer

HEC: Hydroxyzellulose
Polyvinylalkoholharz: Copolymer (mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 2000 und einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von ungefähr 80000) aus dem durch Formel (1) dargestellten Monomer (wobei R¹ bis R⁸ jeweils Wasserstoffatome waren, und X eine Einfachbindung darstellte) und Vinylalkohol.

Säure/Alkalikomponente

Organische Säure: DTPA
Salzsäure
Ammoniak

Schleifkörner

Schleifkörner 1: Kolloidales Siliziumdioxid (Handelsname: PL-3, hergestellt von FUSO CHEMICAL CO., LTD.)
Schleifkörner 2: oberflächenmodifiziertes kolloidales Siliziumdioxid (Handelsname: PL-3D, hergestellt von FUSO CHEMICAL CO., LTD.)

Wasser

Entionisiertes Wasser

Messung der Konzentration der Metallverunreinigung
Polierzusammensetzungen (konzentrierte unverdünnte Lösungen) mit den in Tabelle 1 beschriebenen Mischungen wurden hergestellt. Die Zahlenwerte in dieser Tabelle entsprechen Gewichtsprozent, und die Werte von Salzsäure, Ammoniak bzw. DTPA entsprechen Werten von 100% Salzsäure, 100% Ammoniak und 100% DTPA. Die Werte von HEC und Polyvinylalkoholharz beziehen sich auf die festen Komponenten.

Polierzusammensetzungen, die durch 30-fache Verdünnung der Polierzusammensetzung (konzentrierte unverdünnte Lösung) mit entionisiertem Wasser erhalten wurden, wurden für die Wertbestimmung verwendet. Tabelle 1

Massen-%	Nr. 1	Nr. 2	Nr. 3
Entionisiertes Wasser	88,93	89,05	89,21
Schleifkörner 1
Schleifkörner 2	10,50	10,50	10,50
Polyvinylalkoholharz	0,25	0,25	0,25
Ammoniak	0,02	0,20
Salzsäure			0,04
DTPA	0,30

Als Quelle für die Pseudo-Metallverunreinigung wurden Fe: Eisen(III)-nitrat Nonahydrat, Cr: Chrom(III)-nitrat Nonahydrat, Ni: Nickel(II)-nitrat Hexahydrat und Cu: Kupfer(II)-nitrat Trihydrat zu jeder der Polierzusammensetzungen 1 bis 3 gegeben, so dass die Konzentration des Fe, Cr, Ni, Cu jeweils 1 ppm betrug. Die einer Pseudo-Metallverunreinigung ausgesetzten Polierzusammensetzungen 1 bis 3 wurden als Beispiel 1 und Vergleichsbeispiele 2 und 3 verwendet. Des Weiteren wurde die Polierzusammensetzung 2, der keine Metallquellen zugegeben wurden, als Vergleichsbeispiel 1 verwendet.
Ein Wafer wurde in Beispiel 1 und in den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 unter den nachfolgenden Bedingungen poliert. Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse der Bestimmung der Metallkonzentration und der Lichtpunktdefekte (LPD) in dem Wafer nach dem Polieren mittels nachfolgendem Verfahren.
Tabelle 2 zeigt zudem die Ergebnisse der Bestimmung des pH-Werts der jeweiligen Polierzusammensetzung vor dem Polieren mittels eines pH-Meters (hergestellt von HORIBA, Ltd.).
Drei Wafer wurden zur Bestimmung der Metallkonzentration und der Lichtpunktdefekte verwendet.
Polierbedingungen

Poliergerät: 20-Inch einseitiges Poliergerät (hergestellt von Strasbaugh Inc.)
Polierkissen: Supreme RN-H (hergestellt von Nitta Haas Incorporated)
Plattendrehzahl: 100/115 rpm
Polierbelastungsdruck der Auflagefläche: 100 gf/cm²
Zufuhrgeschwindigkeit der Polierzusammensetzung: 300 ml/min
Zu polierendes Erzeugnis: Siliziumwafer (Durchmesser: 200 mm)
Polierzeit: 300 s

Messverfahren zur Bestimmung der Metallkonzentration
Zur Bestimmung der Metallkonzentration wurde ein Wafer nach dem Polieren unter den zuvor genannten Polierbedingungen einer SC-1 Waschung mit einer wässrigen Ammoniak-Wasserstoffperoxid-Lösung bei 75°C für 5 Minuten unterzogen, anschließend wurde der Wafer HF-Dampf ausgesetzt, und nachfolgend wurde eine Ätzflüssigkeit auf der Oberfläche des Wafers mittels SC3000, hergestellt von NAS GIKEN Ltd., Corp., aufgefangen. Die aufgefangene Flüssigkeit wurde einer ICP-MS-Analyse mittels 7500CS, hergestellt von Agilent Technologies, Inc., unterzogen, so dass die Konzentration der Metallverunreinigung im Hinblick auf den Siliziumwafer berechnet wurde.
Messverfahren der Lichtpunktdefekte

Zur Bestimmung der Lichtpunktdefekte wurde ein Wafer nach dem Polieren unter den zuvor genannten Polierbedingungen einer SC-1 Waschung mit einer wässrigen Ammoniak-Wasserstoffperoxid-Lösung bei 75°C für 5 Minuten unterzogen, und anschließend wurden Defekte von 60 nm oder größer unter Verwendung von LS6600, hergestellt von Hitachi Engineering Co., Ltd., gezählt. Tabelle 2

	Polierzusammensetzung	pH	LPD	Konzentration an Metallverunreinigung 10⁹ atms/cm²
	Polierzusammensetzung	pH	LPD	Cr	Fe	Ni	Cu
Beispiel 1	Nr. 1	3	186	0,30	4,40	0,40	23,90
			187	0,40	8,90	0,40	19,80
			187	0,30	7,70	0,40	24,10
Vergleichsbeispiel 1	Nr. 2 (keine Metallquelle zugegeben)	10.3	163	1,10	15,70	1,10	4,10
			152	5,30	13,80	0,70	3,10
			143	3,00	7,70	0,70	3,10
Vergleichsbeispiel 2	Nr. 2	10.3	184	0,50	15,10	13,70	115,20
			160	0,30	8,00	12,90	98,60
			165	10,10	22,70	12,80	98,40
Vergleichsbeispiel 3	Nr. 3	3	Over	0,70	18,90	35,10	26551,30
			Over	0,80	21,70	37,80	22772,50
			Over	1,80	30,20	41,30	24406,30

Wie es aus Tabelle 2 ersichtlich ist, wurden nur geringe Mengen aller vier Metalle bei dem Wafer nach Polieren in Beispiel 1 nachgewiesen.
Der Wafer aus Beispiel 1 zeigte nach dem Polieren eine Konzentration an Metallverunreinigung, die so gering oder geringer war, als die bei einem Wafer nach dem Polieren in Vergleichsbeispiel 1, zu dessen Polierzusammensetzung keine Quellen an Pseudo-Verunreinigung gegeben wurden.
Auf der anderen Seite konnte die Verunreinigung durch Nickel und Kupfer in Vergleichsbeispiel 2, zu dem Ammoniak statt DTPA gemischt wurde, nicht so stark verringert werden wie in Beispiel 1, obgleich die Metallverunreinigung und Lichtpunktdefekte bis zu einem gewissen Ausmaß unterbunden werden konnten.
In Vergleichsbeispiel 3, zu dem Salzsäure anstatt DTPA gemischt wurde, war der Wert der Lichtpunktdefekte unmessbar hoch. Insbesondere war die Konzentration der Kupferverunreinigung außerordentlich hoch.
Der Ausdruck, dass der Wert der Lichtpunktdefekte unmessbar war, bedeutet, dass die gezählte Anzahl der Lichtpunktdefekte gleich oder größer als 30000 betrug, bei der das Gerät die Messung stoppte.
Analyse der Zusammensetzung
Polierzusammensetzungen (konzentrierte unverdünnte Lösungen) mit den in Tabelle 3 gezeigten Mischungen wurden hergestellt und anschließend bei 23°C für 12 Stunden oder mehr stehen gelassen. Dann wurden Polierzusammensetzungen, die durch 30-fache Verdünnung mit entionisiertem Wasser erhalten wurden, den nachfolgenden Analysen unterzogen.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Zusammensetzung 13 dem Beispiel 2 entspricht. Tabelle 3

Massen-%	Nr. 4	Nr. 5	Nr. 6	Nr. 7
Entionisiertes Wasser	Rest	Rest	Rest	Rest
Schleifkörner 1		10,5		10,5
Schleifkörner 2	10,5		10,5
Polyvinylalkoholharz	0,25			0,25
HEC
Ammoniak
Salzsäure
DTPA

Massen-%	Nr. 8	Nr. 9	Nr. 10	Nr. 11
Entionisiertes Wasser	Rest	Rest	Rest	Rest
Schleifkörner 1		10,5		10,5
Schleifkörner 2	10,5		10,5
Polyvinylalkoholharz	0,25
HEC		0,25	0,25
Ammoniak				0,02
Salzsäure
DTPA				0,3

Massen-%	Nr. 12	Nr. 13	Nr. 14	Nr. 15
Entionisiertes Wasser	Rest	Rest	Rest	Rest
Schleifkörner 1			10,5
Schleifkörner 2	10,5	10,5		10,5
Polyvinylalkoholharz		0,25
HEC			0,25	0,25
Ammoniak	0,02	0,02
Salzsäure
DTPA	0,3	0,3	0,3	0,3

Der pH-Wert jeder Zusammensetzung wurde mittels eines pH-Meters bestimmt (hergestellt von HORIBA, Ltd.).
Weiterhin wurden die Partikelgröße und die spezifische Oberfläche einer jeden Zusammensetzung mittels eines auf Kernspinresonanz (NMR) basierenden Geräts zur Bestimmung benetzter spezifischer Oberflächen gemessen (Acorn Area, hergestellt von XiGo Nanotools).

Des Weiteren wurde das Zeta-Potential der Schleifkörner in jeder Zusammensetzung mittels eines Zeta-Potential-Analysators bestimmt (Gerätname: ELS-Z2, hergestellt von Otsuka Electronics Co., Ltd.). In Tabelle 4 sind die Ergebnisse gezeigt. Tabelle 4

	pH	Partikelgröße nm	Spezifische Oberfläche m²/g	Zeta-Potential mV
Nr. 4	3,70	68	167	3
Nr. 5	7,30	66	83	–31
Nr. 6	6,50	69	247	–48
Nr. 7	7,50	78	78	–29
Nr. 8	6,70	78	234	–34
Nr. 9	6,10	3231	196	–1
Nr. 10	6,20	355	257	–17
Nr. 11	3,70	66	151	0.3
Nr. 12	3,50	69	203	–33
Nr. 13 (Bsp. 2)	3,63	70	222	–36
Nr. 14	3,30	5483	257	1
Nr. 15	3,32	1253	240	2

Die folgenden Schlussfolgerungen werden aus den in Tabelle 4 gezeigten Ergebnissen gezogen.
Nr. 5 stellt eine wässrige Dispersion herkömmlichen kolloidalen Siliziumdioxids (Schleifkörner 1) dar, dessen Oberflächen nicht modifiziert sind, und Nr. 6 stellt eine wässrige Dispersion von kolloidalen Siliziumdioxids (Schleifkörner 2) dar, dessen Oberflächen modifiziert sind. Ein Vergleich dieser beiden Beispiele zeigt, dass oberflächenmodifiziertes kolloidales Siliziumdioxid einen größeren Absolutwert des Zeta-Potentials im Vergleich zu herkömmlichem kolloidalen Siliziumdioxid aufweist.
Nr. 7 und Nr. 8 sind Zusammensetzungen, die das Polyvinylalkoholharz jeweils mit den Schleifkörnern 1 und 2 kombinieren. Wie es gezeigt ist, weisen die Partikel in der Zusammensetzung, die mit den Schleifkörnern 1 kombiniert ist, eine kleinere spezifische Oberfläche auf, das heißt, eine schlechtere Dispergierbarkeit in Wasser als Partikel in der Zusammensetzung, die mit den Schleifkörnern 2 kombiniert ist. Demzufolge ist das Auftreten einer Aggregation hierin wahrscheinlicher.
Des Weiteren ist gezeigt, dass Nr. 9 und Nr. 10, bei denen HEC beigemischt ist, beide eine große Partikelgröße aufweisen, das bedeutet, dass hierin eine Aggregation der Schleifkörner auftritt.
Auf der anderen Seite wird klar, dass in der Zusammensetzung Nr. 11, in der DTPA als organische Säure beigemischt und der pH-Wert auf 3,7 eingestellt ist, das Zeta-Potential 0,3 beträgt, was näherungsweise 0 entspricht, das bedeutet, dass die Schleifkörner 1 in diesem pH-Bereich ein Zeta-Potential nahe 0 aufweisen (einen isoelektrischen Punkt haben). Auf der anderen Seite beträgt in Nr. 12 mit einem pH-Wert von 3,5 das Zeta-Potential niedrige –33. Es ist folglich auch aus diesem Ergebnis ersichtlich, dass der isoelektrische Punkt der Schleifkörner 2 nicht um pH 3,5 herum ist.
Daraus wird der Schluss gezogen, dass bei Nr. 11 keine starke Aggregation auftritt, wenn zwischen der Herstellung und der Messung nicht viel Zeit vergangen ist, die Aggregation jedoch vorschreitet, wenn eine längere Zeit vergeht.
Bei einem Vergleich von Nr. 8 und Nr. 13 (Beispiel 2) unterscheiden sich die Partikelgröße und das Zeta-Potential nicht signifikant in Abhängigkeit von dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von DTPA als organische Säure. Es wird daher angenommen, dass die Schleifkörner und das Polyvinylalkoholharz nicht mit DTPA reagieren.
Auf der anderen Seite, wenn Nr. 5 und Nr. 11 miteinander verglichen werden, verändert sich das Zeta-Potential signifikant in Abhängigkeit von dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von DPTA. Es wird daher angenommen, dass DTPA mit den Schleifkörnern reagiert hat (durch diese adsorbiert wurde).
Des Weiteren werden Nr. 9, worin herkömmliches kolloidales Siliziumdioxid (Schleifkörner 1) mit HEC kombiniert ist, und Nr. 14, worin zusätzlich noch DTPA enthalten ist, miteinander verglichen. Wie es der Tabelle entnommen werden kann, ist bei Nr. 14, dem DTPA beigemischt wurde, die Partikelgröße der Schleifkörner deutlich größer, das bedeutet, die Aggregation ist vorangeschritten. Auf der anderen Seite ist die Aggregation aufgrund der Beimischung des DTPA auch für den Fall vorangeschritten, dass die Schleifkörner der Nr. 14 umgeändert wurden in die oberflächenmodifizierten Schleifkörner 2 (Nr. 15), im Vergleich zu Nr. 10, bei dem DTPA nicht beigemischt wurde. Wie sich zeigt, schreitet die Aggregation der Schleifkörner für den Fall voran, dass die organische Säure zusammen in einem System vorhanden ist, dem HEC beigemischt ist.
Analyse der Schleifkörner
Die Variation des Zeta-Potentials aufgrund der Variation des pH-Werts der Schleifkörner 1 und 2 wurde bestimmt.
Die Schleifkörner wurden einer pH-Einstellung durch Zugabe einer wässrigen HCl-Lösung und einer wässrigen NaOH-Lösung auf 20 Gew.-% einer wässrigen Siliziumoxidlösung mit einem pH-Wert von 7 unterzogen, und anschließend unter Verwendung des Zeta-Potential-Analysators bei jedem pH-Wert gemessen (Gerätename: ELS-Z2, hergestellt von Otsuka Electronics Co., Ltd.), wie es in 1 gezeigt ist.
Wie es in 1 gezeigt ist, haben die Schleifkörner 2 eine außergewöhnlich geringe Veränderung des Zeta-Potentials aufgrund einer pH-Wertänderung aufgewiesen, und zeigten ein negatives Zeta-Potential in einem pH-Bereich von 2,0 bis 11. Des Weiteren wurde kein isoelektrischer Punkt in diesem Bereich beobachtet. Auf der anderen Seite haben die Schleifkörner 1 eine signifikante Veränderung des Zeta-Potentials aufgrund der pH-Wertänderung aufgewiesen. Des Weiteren hatten sie einen isoelektrischen Punkt um pH 4,0.

Claims

Polierzusammensetzung, umfassend: ein Polyvinylalkoholharz, das eine 1,2-Diolstruktur in der Seitenkette aufweist, wobei das Polyvinylalkoholharz ein Copolymer aus einem Monomer, das durch untenstehende Formel (1) dargestellt wird, und einem Vinylester-Monomer ist; eine organische Säure; und Schleifkörner, deren Oberflächen chemisch so modifiziert sind, dass diese ein negatives Zeta-Potential auf den Oberflächen in einer Lösung mit einem pH-Wert von 2,0 oder mehr aufweisen und keinen isoelektrischen Punkt haben:
(wobei R¹ bis R⁶ unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe bezeichnen, X eine Einfachbindung oder eine Verknüpfungsgruppe bezeichnet, und R⁷ und R⁸ jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder R⁹-CO- bezeichnen (wobei R⁹ eine Alkylgruppe bezeichnet)).
Polierzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die organische Säure mindestens ein Chelatbildner, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Aminocarbonsäure-Chelatbildner und einem Phosphonsäure-Chelatbildner, ist.