JP2010017841A

JP2010017841A - 合成石英ガラス基板用研磨剤

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Publication number: JP2010017841A
Application number: JP2009127437A
Authority: JP
Inventors: Omi Harada; 大実原田; Masaki Takeuchi; 正樹竹内; Yukio Shibano; 由紀夫柴野; Shuhei Ueda; 修平上田; Atsushi Watabe; 厚渡部
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2010-01-28
Anticipated expiration: 2029-05-27
Also published as: JP5407555B2

Abstract

【解決手段】コロイド溶液及びポリカルボン酸系ポリマーを含み、当該コロイド濃度が２０〜５０質量％であることを特徴とする合成石英ガラス基板用研磨剤。
【効果】本発明によれば、ＩＣ等の製造に重要な光リソグラフィー法において使用されるフォトマスク用合成石英ガラス基板等の合成石英ガラスの製造において、合成石英ガラス基板表面の高感度欠陥検査装置で検出される欠陥の生成が抑制され、半導体デバイス製造等において歩留まりの向上が期待され、かつ半導体工業の更なる高精細化につながる。
また、ディスプレイ関連材料に用いられる厚みのある端面を有するフォトマスク用合成石英ガラス基板について、研磨における欠陥の発生を抑制し、歩留まりを向上させることができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、主に半導体関連電子材料、ナノインプリント関連材料又はディスプレイ関連材料に用いられる合成石英ガラス基板、特に最先端の半導体関連電子材料用途や、液晶関連材料用途の合成石英ガラス基板に用いられる合成石英ガラス基板用研磨剤に関する。

合成石英ガラス基板の品質としては、基板上の欠陥サイズ及び欠陥密度、平坦度、面粗度、材質の光化学的安定性、表面の化学的安定性等が挙げられる。このうち、基板上の欠陥に関する品質はＩＣの高精細化のトレンドやディスプレイパネルの大型化に伴ってますます厳しくなってきている。

合成石英ガラス基板の欠陥品質も年々改良されてきたが、例えば半導体用基板としては、実質約０．３μｍ以下のサイズの凹欠陥が存在している基板が使用されてきた。これは集光ランプによる衛生上問題にならない照度での目視検査や、特開昭６３−２０００４３号公報（特許文献１）や特開昭６３−２０８７４６号公報（特許文献２）に記載の自動欠陥検査装置による欠陥検査においては、特に０．５μｍ以下のサイズの欠陥検出確率が低いためで、基板の品質向上対策の遅れにつながっていた。

このような背景の中、近年高感度の欠陥検査装置が開発され、同装置を用いた表面微細欠陥抑制のための研究が進んだ。特開昭６４−４０２６７号公報（特許文献３）によれば、ガラス基板上をコロイダルシリカで研磨することによって精密に鏡面化する方法が記載されているが、上記の高感度欠陥検査装置で表面欠陥を分析すると、微細な凹凸欠陥の存在が確認され、微小欠陥抑制方法としては不十分なことが分かった。特開２００２−３０２７４号公報（特許文献４）によれば、アルミニウムディスク及びガラス製ハードディスク用の研磨剤としてコロイダルシリカを挙げている。より好ましいＳｉＯ₂の濃度範囲として１〜３０質量％と記載されており、実施例ではＳｉＯ₂濃度が１０質量％や１４質量％の研磨剤での研磨を行っている。

しかし、これらの濃度範囲で合成石英ガラス基板を研磨した場合、０．５μｍ以下のサイズの欠陥が大量に発生してしまう。同様に、シリコンウェーハー用研磨剤としてコロイダルシリカ研磨剤を記載した特許第２９８７１７１号公報（特許文献５）や特開２００１−３０３６号公報（特許文献６）でも、実質的にコロイダルシリカ研磨剤を希釈し、ＳｉＯ₂濃度が１０質量％以下で使用しているため、フォトマスク用ガラス基板の研磨剤としては好ましくなかった。

また、特開２００４−９８２７８号公報（特許文献７）によれば、高純度のコロイダルシリカを中性付近で用いることで凸状の微小欠陥を無くすことができると記載されているが、こうした中性域のコロイダルシリカは、金属等の不純物が充分低い高純度品であっても、研磨を重ねるに従ってゲル化したり、増粘したり、又は研磨砥粒の粒度分布が変位したりして、安定的に使用することは事実上不可能である。

従って、こうした方法の場合には、研磨剤を循環、繰り返し使用することが困難であり、必然的に掛け流し利用となって、経済的、環境的に好ましくないという重大な問題点があった。
一方、例えば液晶用基板の場合、液晶パネルが大型化するに伴い、使用されるフォトマスク用合成石英ガラス基板も大型化してきており、更なる欠陥抑制が望まれている。

特開昭６３−２０００４３号公報特開昭６３−２０８７４６号公報特開昭６４−４０２６７号公報特開２００２−３０２７４号公報特許第２９８７１７１号公報特開２００１−３０３６号公報特開２００４−９８２７８号公報

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、欠陥の生成を抑制し、半導体デバイス又はディスプレイパネルの製造等における歩留まりを向上させることができる合成石英ガラス基板用研磨剤を提供することを目的とする。

本発明者らは上記目的を達成するために鋭意検討した結果、コロイダルシリカ等のコロイド溶液とポリカルボン酸系ポリマーとを含む研磨剤が、前記課題の解決に有効であることを見出し、本発明をなすに至ったものである。

即ち、本発明は、以下の合成石英ガラス基板用研磨剤を提供するものである。
（１）コロイド溶液及びポリカルボン酸系ポリマーを含み、当該コロイド濃度が２０〜５０質量％であることを特徴とする合成石英ガラス基板用研磨剤。
（２）前記コロイド溶液がコロイダルシリカ分散液であることを特徴とする（１）記載の合成石英ガラス基板用研磨剤。
（３）前記ポリカルボン酸系ポリマーが、ポリアクリル酸ポリマーであることを特徴とする（１）又は（２）記載の合成石英ガラス基板用研磨剤。
（４）ｐＨ９〜１０．５である（１）、（２）又は（３）記載の合成石英ガラス基板用研磨剤。
（５）アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、塩基性塩類、アミン類、アンモニアから選ばれる１種又は２種以上によりｐＨを調整した（４）記載の合成石英ガラス基板用研磨剤。
（６）合成石英ガラス基板が、フォトマスク用合成石英基板であることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載の合成石英ガラス基板用研磨剤。

本発明によれば、ＩＣ等の製造に重要な光リソグラフィー法において使用されるフォトマスク用合成石英ガラス基板等の合成石英ガラスの製造において、合成石英ガラス基板表面の高感度欠陥検査装置で検出される欠陥の生成が抑制され、半導体デバイス製造等において歩留まりの向上が期待され、かつ半導体工業の更なる高精細化につながる。
また、ディスプレイ関連材料に用いられる厚みのある端面を有するフォトマスク用合成石英ガラス基板について、研磨における欠陥の発生を抑制し、歩留まりを向上させることができる。

本発明の合成石英ガラス基板用研磨剤はコロイド溶液及びポリカルボン酸系ポリマーを含むものである。

ここで、本発明で使用されるコロイド溶液は粒径の細かいコロイド粒子を含むことが好ましく、一次粒子径で５〜５００ｎｍが好ましく、より好ましくは１０〜２００ｎｍ、特に２０〜１５０ｎｍが好ましい。粒径が小さすぎると、基板表面にコロイド粒子が付着し易いため洗浄性が悪くなる場合があり、大きすぎると研磨した基板の表面粗さが悪くなり、最終精密研磨用の研磨剤として好ましくない場合がある。なお、この粒子径は、動的光散乱法により測定した値である。

また、コロイド溶液の濃度としては、２０〜５０質量％であり、好ましくは３５〜４５質量％である。濃度が２０質量％未満ではガラス表面に微小キズが発生し、５０質量％を超えると研磨剤が不安定となり、増粘して研磨不能となる。

更に、粒径分布は単分散から多分散のもの、又は複数の粒径ピークを持つもの等が挙げられる。
コロイド粒子の種類としては、コロイダルシリカ、コロイダルセリア、コロイダルジルコニア等が挙げられるが、コロイダルシリカが特に好ましい。

粒子の形状として球形、繭型、連結型等さまざまな形のコロイド状に分散したコロイダルシリカが挙げられるが、この中では特に球形のコロイダルシリカが好ましい。

コロイダルシリカは様々な製法のものがあり、例えば水ガラスから造粒したものや、アルコキシシラン等の有機シリケート化合物等を加水分解したもの等があり、分散媒のｐＨは保存安定性の観点から通常アルカリ性のものが多いが、中性又は酸性でも可能である。中でもｐＨが３〜５の範囲か、もしくはｐＨが８〜１１の範囲が好ましい。更に好ましくはｐＨが９〜１０．５の範囲である。ｐＨが中性付近では研磨剤が不安定化し易く、アルカリが強すぎると研磨したガラスに面粗れが発生する場合がある。

更に、研磨砥粒シリカは通常は水に分散して使われるが、メタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、メチルエチルケトン、トルエン、キシレン等の有機溶媒又はそれらの混合物に分散してあるものであっても構わない。更に、それらの有機溶媒又はその混合物のうち水溶性のものは、水と任意の割合で混合しても構わない。

なお、コロイダルシリカの分散液としては、市販品を用いることができ、例えば（株）フジミインコーポレーテッド製ＣＯＭＰＯＬ−５０，ＣＯＭＰＯＬ−８０，ＣＯＭＰＯＬ−１２０，ＣＯＭＰＯＬ−ＥＸＩＩＩ、日産化学工業（株）製ＳＴ−ＸＬ，ＳＴ−ＹＬ，ＳＴ−ＺＬ，Ｄｕｐｏｎ製ＳＹＴＯＮ、ニッタ・ハース（株）製ＮＡＬＣＯシリーズ、扶桑化学工業（株）製ＧＰシリーズ等を用いることができる。

以上のスラリー（研磨剤）を用いてガラス基板を研磨するに際して、研磨剤中にポリカルボン酸系ポリマーを添加することで、高感度欠陥検査装置で検出される欠陥数を抑制することができる。

本発明者らは欠陥生成機構に関して、以下のように仮定して研究を進めた。
即ち、研磨剤中の研磨砥粒が研磨作用による仕事で砥粒表面間縮合を起こしたり、被研磨表面から除去されたガラス分と砥粒の間で縮合を起こしたりして、欠陥の原因となる活性な粒子を生成し、これが研磨作用によって表面又は端面や面取り面上に縮合付着したり、表面上にキズを生成させていると考え、研磨剤中の研磨砥粒の安定性が重要であるとの認識を持った。
また、ディスプレイ用に用いられる大型のフォトマスク用合成石英ガラス基板の端面又は面取り面は、基板表裏面に比べて鏡面化処理がなされておらず、基板の厚みが増すにつれ、研磨中に研磨スラリーが固着乾固する傾向が強い。
通常、基板の研磨は、両面同時に又は片面ずつ研磨する方法が採用されるが、大型合成石英ガラス基板の研磨時間は少なくとも数十分以上、場合によっては十数時間を要する場合がある。研磨される面は、常に研磨剤と接触して濡れた状態となるが、例えば両面研磨の場合では端面と面取り面、片面研磨の場合では端面と面取り面と裏面が研磨されていない面となり、研磨剤の付着と乾燥が長時間断続的に継続する。そして、研磨されている表裏面は長時間の研磨剤の付着により、また研磨されていない面は研磨剤の付着と乾燥が断続的に起こり、落ちにくい固着物となる。この固着物が研磨後の洗浄工程において完全に除去されず、脱落し表面欠陥の原因となったり又は洗浄中に端面から表面に流れこみ、乾き汚れ（流れ汚れ）となる。このようなことは、通常数十分、長くても１時間程度と研磨時間が短く、研磨工程中において常時研磨剤と接触して濡れている状態である従来の半導体用基板では問題にならなかったことで、大型合成石英ガラス基板の研磨の特殊性に起因するものである。そして、研磨されていない面について、縮合又は乾燥固着後の除去性の向上も重要であると認識した。

例えば前述の特開２００４−９８２７８号公報に記載されているように、中性領域の高純度コロイダルシリカを用いて研磨する方法は、安定領域のｐＨ１０程度のアルカリ性コロイダルシリカに比べて、粒子表面のゼータ電位が低いため、粒子間の電気的反発力が弱くなっており、化学反応的な粒子のガラス表面上付着は抑制できるかもしれないが、研磨砥粒同士が研磨の機械作用で縮合してしまい、すぐにゲル化したり増粘したりすることが確認され、実際には使えない。研磨圧力を抑制して、極力不安定度を抑えたとしても、研磨定盤による剪断力の仕事で粒度分布が高い方にシフトして表面上のキズの原因になる。

そこで、本発明者らは研磨剤中にポリカルボン酸系ポリマーを添加して、保護コロイド作用を誘起したり、高分子ゾルゲルのネットワーク構造の中に砥粒を包括したりすることを考えた。このことによって、研磨剤中の研磨砥粒相互の接近、縮合を阻止でき、また研磨砥粒同士が縮合して生成した粒子が被研磨ガラス基板表面上に縮合付着したり、衝突してキズを発生させたりすることを阻止できる。

ポリカルボン酸系ポリマーの種類としては、ポリアクリル酸ポリマー、ポリマレイン酸ポリマー、ポリフタル酸ポリマーが好ましい。ポリカルボン酸系ポリマーの濃度は、コロイド溶液の固形分、特にシリカの質量に対し、０．００１〜１．０質量％、特に０．０１〜０．５質量％が好ましい。濃度が低すぎるとキズを抑制するのに十分な効果が得られない場合があり、高すぎると高分子ポリマーの粘度の高さにより、研磨剤の研磨機への安定供給が困難となる場合がある。また、ポリカルボン酸系ポリマーの重量平均分子量としては、１，０００〜１億、特に１万〜１，０００万が好ましい。分子量が小さすぎるとキズを抑制するのに十分な効果が得られない場合があり、大きすぎると粘度が高くなるため、研磨剤の研磨機への安定供給が困難となる場合がある。
なお、重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いたポリスチレン換算による測定値である。

なお、ポリカルボン酸系ポリマー以外の水溶性高分子として、セルロース誘導体、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロドリン、ポリアクリルアミド等が例示できるが、これらの水溶性高分子でも粒子の縮合付着やキズの発生に対して一定の効果を期待できるものの、ポリカルボン酸系ポリマーでは、負電荷のカルボキシルイオン同士がお互いに反発し合いネットワークの広がりを助長するため、研磨砥粒を包括し易く、また、負電荷を帯びた被研磨体であるガラス基板表面とも反発するため、特に効果が高い。

ネットワークに包括され易い研磨砥粒としては、電気的に電荷を帯びているコロイド粒子が好ましい。ネットワークに包括され易い研磨砥粒のサイズとしては５〜５００ｎｍ、更に好ましくは１０〜２００ｎｍであり、特に２０〜１５０ｎｍが好ましい。

なお、以上例示した添加物に加えて、ｐＨ調整剤、緩衝剤、防錆剤等のその他の添加物を加えてもよい。特に、微小欠陥を抑制するには研磨剤のｐＨ調整が重要であり、ｐＨを９〜１０．５の範囲にするためにｐＨ調整剤を添加するのが望ましい。

ｐＨ調整剤としては、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、塩基性塩類、アミン類、アンモニアを使用することができる。例として、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、ホウ酸ナトリウム、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン等が挙げられる。例示した添加物は単独で用いても、複数を組み合わせて使用してもよい。中でもジエタノールアミンかトリエタノールアミンが好ましい。

ｐＨ調整剤は、研磨剤のｐＨが９〜１０．５の範囲となる量を添加するのが好ましい。研磨中の研磨剤のｐＨがこの範囲から逸脱しないことが大切であるため、ｐＨ調整剤はそれ以外の添加物を先に添加した上で、最後に加えるのが好ましい。研磨中に研磨剤のｐＨが変動する場合は適時にｐＨ調整剤を添加してｐＨ９〜１０．５になるように調整してもよい。アルカリ金属の水酸化物のような解離定数の大きい強塩基の場合、当該ｐＨ域では少量の添加量の差でもｐＨが大きく変動するため、調整するのが難しい。この点で、ｐＨ調整剤としては、中程度の塩基であるジエタノールアミンかトリエタノールアミンが好ましい。ｐＨが中性付近ではコロイダルシリカが不安定化し易く、連続的な研磨に不都合が生じる。ｐＨが高すぎると研磨した石英ガラスに面粗れが発生する場合がある。

ｐＨ調整剤以外の添加物としては、カルボン酸とその塩類を使用することもできる。具体的には、鎖状構造のカルボン酸のうち分子量１００以上のものや芳香族カルボン酸が好ましい。例えばメタクリル酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、酒石酸、リンゴ酸、アジピン酸、クエン酸、安息香酸、メチル安息香酸、ｔ−ブチル安息香酸、サリチル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フェニル酢酸とそれらの塩類が挙げられる。例示した添加物は単独で用いても、複数を組み合わせて使用してもよい。これらの分子は水溶性でかさ高いため、研磨剤に添加することで、分子がコロイド粒子に配位して、コロイド状態を安定化させる効果がある。

本発明の研磨対象である合成石英ガラス基板は、合成石英ガラスインゴットを成型、アニール、スライス加工、ラッピング、粗研磨加工をして得られる。そして、最終的な表面品質を決定する精密研磨工程において、本発明の合成石英ガラス基板用研磨剤を用いて研磨を行う。

なお、本発明に係る研磨剤を用いた研磨方法としては、バッチ式の両面研磨が一般的であるが、片面研磨、枚葉式研磨でも構わない。

本発明の研磨剤を用いて研磨される合成石英ガラス基板は、半導体関連電子材料や液晶に用いることができ、特にフォトマスク用として好適に使用することができる。
例えば半導体用基板の場合、１５２ｍｍ×１５２ｍｍで厚さは６．３５ｍｍ程度である。また、ナノインプリント用基板の場合、ナノインプリント技術が少量多品種生産に向いている性格上、基板サイズも様々な大きさが想定されるが、例えば半導体用基板と同じく、１５２ｍｍ×１５２ｍｍで厚さは６．３５ｍｍ程度のものや、６５ｍｍ×６５ｍｍで厚さは６．３５ｍｍ程度のものの他、直径１５０ｍｍで厚さ０．５〜１．０ｍｍのウェーハ基板が挙げられる。
一方、液晶関連材料の場合、３３０ｍｍ×４５０ｍｍの場合の厚みは５ｍｍ、８００ｍｍ×９２０ｍｍの場合の厚みは８ｍｍ又は１０ｍｍ、１２２０ｍｍ×１４００ｍｍの場合の厚みは１３ｍｍ、１６００〜１８００ｍｍ×１７００〜１９００ｍｍの場合の厚みは１６〜２０ｍｍである。

以下、実施例と比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記例において、粒子径は動的光散乱法により測定した値である。

［実施例１］
スライスされたシリカ合成石英ガラス基板原料（６インチ）をラッピングした後、両面ポリッシュ装置により粗研磨及び最終精密研磨を行った。軟質のスエード製研磨布を用い、研磨剤としてＳｉＯ₂濃度が４０質量％のコロイダルシリカ水分散液（（株）フジミインコーポレーテッド製、一次粒子径７８ｎｍ）にポリアクリル酸ナトリウム（重量平均分子量２５万〜７０万：和光純薬工業（株）製）を０．５質量％加え、更にジエタノールアミンを添加することでｐＨを１０．０に調整したものを用いた。研磨荷重は１００ｇｆで、取り代は粗研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量（約１μｍ以上）を研磨した。

研磨終了後、洗浄・乾燥してからレーザーコンフォーカル光学系高感度欠陥検査装置（レーザーテック社製）を用いて欠陥検査を行ったところ、サイズが０．１５μｍ以上の欠陥数は平均４．０個であった。

［実施例２］
実施例１のポリアクリル酸ナトリウムをポリマレイン酸ナトリウム（重量平均分子量１，０００：東亞合成（株）製）に代えた以外は、実施例１と同様にして欠陥検査を行ったところ、欠陥数は平均７．１個であった。

［実施例３］
実施例１のポリアクリル酸ナトリウムをアクリル酸／マレイン酸共重合体（重量平均分子量６万：（株）日本触媒製）に代えた以外は、実施例１と同様にして欠陥検査を行ったところ、欠陥数は平均４．４個であった。

［実施例４］
実施例１のポリアクリル酸ナトリウムをポリアクリル酸ナトリウム（重量平均分子量２万〜７０万：和光純薬工業（株）製）０．５質量％と安息香酸０．５質量％に代えた以外は、実施例１と同様にして欠陥検査を行ったところ、欠陥数は平均３．２個であった。

［実施例５］
スライスされたシリカ合成石英ガラス基板原料（６インチ）をラッピング、粗研磨を行った後、最終精密研磨に導入した。軟質のスエード製研磨布を用い、研磨剤としてアルコキシシランを加水分解して製造された元々ｐＨ７、ＳｉＯ₂濃度４０質量％の高純度コロイダルシリカ水分散液（扶桑化学工業（株）製、一次粒子径１０４ｎｍ）にポリアクリル酸ナトリウム（重量平均分子量２５万〜７０万：和光純薬工業（株）製）を０．５質量％添加したものを用いた（ポリアクリル酸ナトリウムを加えることで研磨剤のｐＨは７．６となった）。研磨荷重は１００ｇｆで、取り代は粗研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量（約１μｍ以上）を研磨した。
実施例１と同様にして欠陥検査を行ったところ、欠陥数は平均４．３個であった。

［実施例６］
スライスされたシリカ合成石英ガラス基板原料（６インチ）をラッピング、粗研磨を行った後、最終精密研磨に導入した。軟質のスエード製研磨布を用い、研磨剤としてアルコキシシランを加水分解して製造された元々ｐＨ７、ＳｉＯ₂濃度４０質量％の高純度コロイダルシリカ水分散液（扶桑化学工業（株）製、一次粒子径１０４ｎｍ）にポリアクリル酸ナトリウム（重量平均分子量２５万〜７０万：和光純薬工業（株）製）を０．５質量％添加し、更にジエタノールアミンを添加することでｐＨを１０．０に調整したものを用いた。研磨荷重は１００ｇｆで、取り代は粗研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量（約１μｍ以上）を研磨した。
実施例１と同様にして欠陥検査を行ったところ、欠陥数は平均２．３個であった。

［実施例７］
スライスされたシリカ合成石英ガラス基板原料（６インチ）をラッピング、粗研磨を行った後、最終精密研磨に導入した。軟質のスエード製研磨布を用い、研磨剤としてアルコキシシランを加水分解して製造された元々ｐＨ７、ＳｉＯ₂濃度４０質量％の高純度コロイダルシリカ水分散液（扶桑化学工業（株）製、一次粒子径１０４ｎｍ）にポリアクリル酸ナトリウム（重量平均分子量２５万〜７０万：和光純薬工業（株）製）０．５質量％添加し、更にジエタノールアミンを添加することでｐＨを１０．０に調整したものを用いた。研磨荷重は１００ｇｆで、取り代は粗研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量（約１μｍ以上）を研磨した。研磨は研磨布表面が粗れて使えなくなる直前まで連続して行った。
実施例１と同様にして欠陥検査を行ったところ、欠陥数は研磨初期に研磨された基板は平均３．３個、研磨末期に研磨された基板は平均３．５個であった。

［実施例８］
スライスされたシリカ合成石英ガラス基板原料（１２２０ｍｍ×１４００ｍｍ×１３ｍｍｔ）をラッピング、片面研磨機により粗研磨を行った後、両面ポリッシュ装置により最終精密研磨を行った。この時の基板端面の面粗さ（Ｒａ）は、０．２μｍであった。
軟質のスエード製研磨布を用い、研磨剤としてアルコキシシランを加水分解して製造された元々ｐＨ７、ＳｉＯ₂濃度４０質量％の高純度コロイダルシリカ水分散液（扶桑化学工業（株）製、一次粒子径１０４ｎｍ）にポリアクリル酸ナトリウム（重量平均分子量２５万〜７０万：和光純薬工業（株）製）０．５質量％添加し、更にジエタノールアミンを添加することでｐＨを１０．０に調整したものを用いた。研磨荷重は７０．０ｇｆで、取り代は粗研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量（約３μｍ以上）を４時間研磨した。
研磨終了後、洗浄・乾燥してから光散乱式欠陥検査装置（レーザーテック社製）により欠陥検査を行ったところ、端面からの流れ汚れは発生せず、サイズが０．３μｍ以上の欠陥数は平均０．５個／１００ｃｍ²であった。

［実施例９］
実施例８のポリアクリル酸ナトリウムをポリマレイン酸ナトリウム（重量平均分子量１，０００：東亞合成（株）製）に代えた以外は、実施例８と同様にして欠陥検査を行ったところ、端面からの流れ汚れは発生せず、サイズが０．３μｍ以上の欠陥数は平均０．８個／１００ｃｍ²であった。

［実施例１０］
実施例８のポリアクリル酸ナトリウムをアクリル酸／マレイン酸共重合体（重量平均分子量６万：（株）日本触媒製）に代えた以外は、実施例８と同様にして欠陥検査を行ったところ、端面からの流れ汚れは発生せず、サイズが０．３μｍ以上の欠陥数は平均０．７個／１００ｃｍ²であった。

［実施例１１］
実施例８のポリアクリル酸ナトリウムをポリアクリル酸ナトリウム（重量平均分子量２万〜７０万：和光純薬工業（株）製）０．５質量％と安息香酸０．５質量％に代えた以外は、実施例８と同様にして欠陥検査を行ったところ、端面からの流れ汚れは発生せず、サイズが０．３μｍ以上の欠陥数は平均０．４個／１００ｃｍ²であった。

［実施例１２］
スライスされたシリカ合成石英ガラス基板原料（１６００ｍｍ×１７００ｍｍ×１８ｍｍｔ）をラッピング、粗研磨を行った後、最終精密研磨に導入した。軟質のスエード製研磨布を用い、研磨剤としてアルコキシシランを加水分解して製造された元々ｐＨ７、ＳｉＯ₂濃度４０質量％の高純度コロイダルシリカ水分散液（扶桑化学工業（株）製、一次粒子径１０４ｎｍ）にポリアクリル酸ナトリウム（重量平均分子量２５万〜７０万：和光純薬工業（株）製）を０．５質量％添加したものを用いた（ポリアクリル酸ナトリウムを加えることで研磨剤のｐＨは７．６となった）。研磨荷重は７０．０ｇｆで、取り代は粗研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量（約３μｍ以上）を研磨した。
実施例８と同様にして欠陥検査を行ったところ、端面からの流れ汚れは発生せず、サイズが０．３μｍ以上の欠陥数は平均０．５個／１００ｃｍ²であった。

［実施例１３］
研磨剤としてアルコキシシランを加水分解して製造された元々ｐＨ７、ＳｉＯ₂濃度４０質量％の高純度コロイダルシリカ水分散液（扶桑化学工業（株）製、一次粒子径１０４ｎｍ）にポリアクリル酸ナトリウム（重量平均分子量２５万〜７０万：和光純薬工業（株）製）を０．５質量％添加し、更にジエタノールアミンを添加することでｐＨを１０．０に調整したものを用い、研磨荷重は７０．０ｇｆで、取り代は粗研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量（約３μｍ以上）を研磨した以外は、実施例１２と同じとした。
実施例８と同様にして欠陥検査を行ったところ、端面からの流れ汚れは発生せず、サイズが０．３μｍ以上の欠陥数は平均０．５個／１００ｃｍ²であった。

［実施例１４］
研磨剤としてアルコキシシランを加水分解して製造された元々ｐＨ７、ＳｉＯ₂濃度４０質量％の高純度コロイダルシリカ水分散液（扶桑化学工業（株）製、一次粒子径１０４ｎｍ）にポリアクリル酸ナトリウム（重量平均分子量２５万〜７０万：和光純薬工業（株）製）０．５質量％添加し、更にジエタノールアミンを添加することでｐＨを１０．０に調整したものを用いた。研磨荷重は７０．０ｇｆで、取り代は粗研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量（約３μｍ以上）を研磨した。研磨は研磨布表面が粗れて使えなくなる直前まで連続して行った以外は、実施例１２と同じとした。
実施例１と同様にして欠陥検査を行ったところ、端面からの流れ汚れは発生せず、欠陥数は研磨初期に研磨された基板は平均０．５個／１００ｃｍ²、研磨末期に研磨された基板は平均１．２個／１００ｃｍ²であった。

［比較例１］
実施例１において、最終研磨に使用する研磨剤にポリアクリル酸ナトリウムを添加しないで研磨すること以外、全て実施例１と同じ条件で行った。その結果、同様にしてレーザーコンフォーカル光学系高感度欠陥検査装置を用いて欠陥検査を行ったところ、欠陥数は平均５２個であった。

［比較例２］
スライスされたシリカ合成石英ガラス基板原料（６インチ）をラッピング、粗研磨を行った後、最終精密研磨に導入した。軟質のスエード製研磨布を用い、研磨剤としてアルコキシシランを加水分解して製造されたｐＨ７、ＳｉＯ₂濃度４０質量％の高純度コロイダルシリカ水分散液（扶桑化学工業（株）製、一次粒子径１０４ｎｍ）にポリアクリル酸ナトリウムを添加しないで用いた。研磨荷重は１００ｇｆで、取り代は粗研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量（約１μｍ以上）を研磨した。
その結果、研磨を始めて４バッチ目で研磨剤が若干増粘して研磨しにくくなり、６バッチ目では事実上研磨不能となった。
実施例１と同様にして欠陥検査を行ったところ、欠陥数は研磨初期に研磨された基板は平均１０．９個、研磨末期（６バッチ目）に研磨された基板は平均２６５個であった。

［比較例３］
実施例８において、最終研磨に使用する研磨剤にポリアクリル酸ナトリウムを添加しないで研磨すること以外、全て実施例８と同じ条件で行った。その結果、光散乱式欠陥検査装置（レーザーテック社製）により欠陥検査を行ったところ、端面からの流れ汚れが発生し、サイズが０．３μｍ以上の欠陥数は平均５０個／１００ｃｍ²であった。

［比較例４］
スライスされたシリカ合成石英ガラス基板原料（１２２０ｍｍ×１４００ｍｍ×１３ｍｍｔ）をラッピング、粗研磨を行った後、最終精密研磨に導入した。軟質のスエード製研磨布を用い、研磨剤としてアルコキシシランを加水分解して製造されたｐＨ７、ＳｉＯ₂濃度４０質量％の高純度コロイダルシリカ水分散液（扶桑化学工業（株）製、一次粒子径１０４ｎｍ）にポリアクリル酸ナトリウムを添加しないで用いた。研磨荷重は７０．０ｇｆで、取り代は粗研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量（約３μｍ以上）を研磨した。
その結果、研磨を始めて１バッチ目で研磨剤が若干増粘して研磨しにくくなり、２バッチ目では事実上研磨不能となった。
また、実施例８と同様にして欠陥検査を行ったところ、端面からの流れ汚れが発生し、サイズが０．３μｍ以上の欠陥数は平均８４個／１００ｃｍ²であった。

Claims

コロイド溶液及びポリカルボン酸系ポリマーを含み、当該コロイド濃度が２０〜５０質量％であることを特徴とする合成石英ガラス基板用研磨剤。
前記コロイド溶液がコロイダルシリカ分散液であることを特徴とする請求項１記載の合成石英ガラス基板用研磨剤。
前記ポリカルボン酸系ポリマーが、ポリアクリル酸ポリマーであることを特徴とする請求項１又は２記載の合成石英ガラス基板用研磨剤。
ｐＨ９〜１０．５である請求項１、２又は３記載の合成石英ガラス基板用研磨剤。
アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、塩基性塩類、アミン類、アンモニアから選ばれる１種又は２種以上によりｐＨを調整した請求項４記載の合成石英ガラス基板用研磨剤。
合成石英ガラス基板が、フォトマスク用合成石英基板であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の合成石英ガラス基板用研磨剤。