WO2014024930A1 - 研磨用組成物、当該研磨用組成物の製造方法、及び当該研磨用組成物を用いた半導体基板の製造方法 - Google Patents

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water
polishing composition
soluble polymer
polishing
silicon substrate
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修平 ▲高▼橋
森　嘉男
公亮 土屋
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株式会社 フジミインコーポレーテッド
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02024—Mirror polishing
    • 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
    • C09G1/06—Other polishing compositions
    • C09G1/14—Other polishing compositions based on non-waxy substances
    • C09G1/16—Other polishing compositions based on non-waxy substances on natural or synthetic resins

Definitions

  • the present invention relates to a polishing composition, a method for producing the polishing composition, and a method for producing a semiconductor substrate using the polishing composition.
  • the semiconductor substrate as used in this specification includes a polished single crystal silicon substrate (hereinafter, also simply referred to as “silicon substrate”) and a substrate obtained by forming an integrated circuit over the silicon substrate.
  • a method for polishing a silicon substrate As a method for polishing a silicon substrate, a method of polishing while supplying a polishing composition to the surface of a silicon substrate is generally known.
  • a polishing method using such a polishing composition When a polishing method using such a polishing composition is adopted, components in the polishing composition may remain on the surface of the polished silicon substrate, or particles may adhere to the surface.
  • the polishing composition disclosed in Patent Document 1 contains a component such as a nonionic activator having a specific molecular weight and a specific HLB value, thereby causing adhesion of particles to the polished silicon substrate surface. Suppressed.
  • the present inventors have found that when the polishing composition contains a water-soluble polymer that is a solid raw material, a dissolution inhibitor that reduces the water dissolution rate of the water-soluble polymer, and water, It has been found that the adhesion of particles to the polished silicon substrate surface can be suppressed by satisfying a specific relationship between the weight average molecular weight of the polymer, the content of the water-soluble polymer, and the content of the dissolution inhibitor.
  • the present invention has been made on the basis of the above knowledge, and the object of the present invention is to provide a polishing composition capable of suppressing the adhesion of particles to the polished surface of an object to be polished, and the polishing composition. And a method for producing a semiconductor substrate using the polishing composition.
  • an embodiment of the present invention includes a water-soluble polymer that is a solid raw material, a dissolution inhibitor that functions to reduce the water dissolution rate of the water-soluble polymer, and water.
  • the weight average molecular weight of the water-soluble polymer is A
  • the content [% by mass] of the water-soluble polymer in the polishing composition is B
  • the content of the dissolution inhibitor in the polishing composition [mass]
  • a polishing composition having a value of C / (A ⁇ B) of 70 ⁇ 10 ⁇ 3 or less when ppm] is C is provided.
  • the content of the dissolution inhibitor in the polishing composition is preferably 80 mass ppm or less.
  • the weight average molecular weight of the water-soluble polymer is 1000000 or less.
  • the polishing composition is preferably used for polishing a silicon substrate.
  • the polishing composition is preferably used for final polishing of a silicon substrate.
  • a method for producing a polishing composition comprising a step of mixing and dissolving a surface-treated water-soluble polymer obtained by adding the dissolution inhibitor to the surface of the water-soluble polymer.
  • Still another aspect of the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor substrate, including a step of polishing a silicon substrate using the polishing composition of the above aspect.
  • the polishing composition of the present invention it is possible to suppress adhesion of particles to the polished surface of the object to be polished. Moreover, according to the manufacturing method of the polishing composition of this invention, the polishing composition which can suppress adhesion of a particle with respect to the surface after grinding
  • the polishing composition of the present embodiment contains a water-soluble polymer that is a solid raw material, a dissolution inhibitor that functions to reduce the water solubility of the water-soluble polymer, and water.
  • the polishing composition preferably further contains abrasive grains, a basic compound, a chelating agent, and a surfactant.
  • the polishing composition is prepared by mixing each component such as a water-soluble polymer with water.
  • Polishing composition is used for polishing the surface of a silicon substrate.
  • the polishing of the silicon substrate exists, for example, on a surface of the silicon substrate after preliminary polishing (primary polishing and secondary polishing) for flattening the surface of a disk-shaped silicon substrate sliced from a silicon single crystal ingot. And a final polishing step in which fine irregularities are removed to make a mirror surface.
  • the polishing composition is particularly preferably used in the final polishing step.
  • a silicon substrate whose surface is polished with the polishing composition can be suitably used for the production of a semiconductor substrate.
  • Water becomes a dispersion medium or solvent for other components in the polishing composition. It is preferable that water does not inhibit the function of other components contained in the polishing composition. Examples of such water include water having a total content of transition metal ions of 100 ppb or less.
  • the purity of water can be increased by operations such as removal of impurity ions using an ion exchange resin, removal of particles by a filter, and distillation. Specifically, it is preferable to use ion exchange water, pure water, ultrapure water, distilled water or the like.
  • the water-soluble polymer functions to increase the wettability of the silicon substrate surface during the surface treatment of the silicon substrate such as polishing or rinsing.
  • the water-soluble polymer is mixed with water in a solid state when the polishing composition is prepared.
  • the water-soluble polymer that is a solid raw material is a water-soluble polymer that is in a solid state visually in an environment of a temperature of 23 ° C., a relative humidity of 50%, and 1 atm. Means.
  • water-soluble polymer as a solid raw material is simply referred to as “water-soluble polymer”.
  • water-soluble polymer those having at least one functional group selected from a cationic group, an anionic group and a nonionic group in the molecule, specifically, a hydroxyl group, a carboxyl group, an acyloxy group, a sulfo group, Any of those containing a quaternary nitrogen structure, a heterocyclic structure, a vinyl structure, a polyoxyalkylene structure, or the like can be used.
  • cellulose derivatives include cellulose derivatives, imine derivatives such as poly (N-acylalkyleneimine), polyvinyl alcohol derivatives in which part of the hydroxyl group of polyvinyl alcohol is substituted with a quaternary nitrogen structure, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl pyrrolidone.
  • polyvinyl caprolactam a copolymer containing polyvinyl caprolactam in a structure, polyoxyethylene, a polymer having a polyoxyalkylene structure, these diblock type and triblock type
  • Examples thereof include polymers having a plurality of types of structures such as a random type and an alternating type.
  • a cellulose derivative, a polyvinyl pyrrolidone, or a polymer having a polyoxyalkylene structure is used from the viewpoint of improving the wettability of the silicon substrate surface, suppressing the adhesion of particles, and reducing the surface roughness.
  • the cellulose derivative include hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, hydroxyethyl methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, methyl cellulose, ethyl cellulose, ethyl hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose and the like.
  • hydroxyethyl cellulose is particularly preferable because it has a high ability to give wettability to the surface of a silicon substrate and has good cleaning and removal properties.
  • a water-soluble polymer may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the weight average molecular weight of the water-soluble polymer is preferably 1000 or more, more preferably 10,000 or more, still more preferably 100,000 or more, and most preferably 200,000 or more in terms of polyethylene oxide. As the weight average molecular weight of the water-soluble polymer increases, the wettability of the silicon substrate surface improves.
  • the weight average molecular weight of the water-soluble polymer is preferably 2000000 or less, more preferably 1000000 or less, still more preferably 800000 or less, still more preferably 500000 or less, and most preferably 300000 or less. As the weight average molecular weight of the water-soluble polymer decreases, the stability of the polishing composition improves. When the weight average molecular weight of the water-soluble polymer is 1000000 or less, the haze level of the polished surface of the silicon substrate after polishing is reduced.
  • the content of the water-soluble polymer in the polishing composition is preferably 0.002% by mass or more, more preferably 0.004% by mass or more, and further preferably 0.006% by mass or more. More preferably, it is 0.008% by mass or more, and most preferably 0.01% by mass or more. As the content of the water-soluble polymer in the polishing composition increases, the wettability of the silicon substrate surface is further improved.
  • the content of the water-soluble polymer in the polishing composition is preferably 0.5% by mass or less, more preferably 0.2% by mass or less, and still more preferably 0.1% by mass or less. More preferably, it is 0.05% by mass or less, and most preferably 0.03% by mass or less. As the content of the water-soluble polymer in the polishing composition decreases, the stability of the polishing composition improves.
  • the dissolution inhibitor is added to the surface of the water-soluble polymer, specifically, by binding to a water-soluble site (hydrophilic site) such as a functional group of the water-soluble polymer, such as a hydroxyl group. The hydrophilicity of the polymer is temporarily lowered to reduce the water dissolution rate of the water-soluble polymer.
  • the dissolution inhibitor is mixed with water while being added to the surface of the water-soluble polymer when the polishing composition is prepared.
  • a water-soluble polymer having a dissolution inhibitor added to the surface is also referred to as a surface-treated water-soluble polymer.
  • the surface-treated water-soluble polymer is separated into a water-soluble polymer and a dissolution inhibitor in the process of dissolving in water.
  • the polishing composition contains a water-soluble polymer and a dissolution inhibitor.
  • the surface-treated water-soluble polymer When the surface-treated water-soluble polymer is mixed with water, the surface-treated water-soluble polymer is first uniformly dispersed in water before being dissolved in water to form an aqueous dispersion. Thereafter, hydrolysis of the surface-treated water-soluble polymer produces a water-soluble polymer and a dissolution inhibitor and dissolves in water. Therefore, when the surface-treated water-soluble polymer is used, the water-soluble polymer causes poor dissolution compared with the case where a water-soluble polymer having no dissolution inhibitor added to the surface is used. It is possible to remarkably suppress the risk of causing a clump. As a result, adhesion of particles to the polished silicon substrate surface can be suppressed.
  • dissolution inhibitors include, for example, aldehydes, specifically monoaldehydes such as formaldehyde, butyraldehyde, glyceraldehyde, oxalic acid dialdehyde (ethane dial), malonic acid dialdehyde (propane dial), and succinic acid.
  • dialdehydes such as acid dialdehyde (butane dial).
  • oxalic acid dialdehyde is particularly preferable from the viewpoint that adhesion of particles can be more suitably suppressed.
  • dissolution inhibitor may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the surface treatment for adding a dissolution inhibitor to the surface of the water-soluble polymer can be carried out by the methods disclosed in, for example, JP-A-49-71077 and JP-A-2000-63565.
  • the content of the dissolution inhibitor in the polishing composition (the content based on the addition amount of the dissolution inhibitor added to the surface of the water-soluble polymer during the preparation of the polishing composition) is 1 mass ppm or more. More preferably, it is 5 mass ppm or more.
  • the content of the dissolution inhibitor in the polishing composition increases, that is, as the degree of decrease in hydrophilicity of the water-soluble polymer at the time of preparation of the polishing composition increases, the amount of particles caused by the water-soluble polymer increases. Adhesion is reduced.
  • the content of the dissolution inhibitor in the polishing composition is preferably 80 ppm by mass or less, more preferably 50 ppm by mass or less, still more preferably 30 ppm by mass or less, and most preferably 15 ppm by mass. It is as follows. As the content of the dissolution inhibitor in the polishing composition decreases, the adhesion of particles due to the dissolution inhibitor decreases.
  • the weight average molecular weight A of the water-soluble polymer, the content B of the water-soluble polymer, and the content C of the dissolution inhibitor correlate with the difficulty of uniformly dissolving the water-soluble polymer in water.
  • the weight average molecular weight A of the water-soluble polymer can be said to be a parameter representing the difficulty of uniformly dissolving each molecule of the water-soluble polymer in water.
  • the content B of the water-soluble polymer is large, the number of molecules of the water-soluble polymer in the polishing composition increases. Therefore, the greater the content B, the greater the frequency of contact between water-soluble polymer molecules in the polishing composition. As a result, the molecules of the water-soluble polymer are easily entangled with each other, making it difficult to uniformly dissolve the water-soluble polymer in water. Therefore, it can be said that the content B of the water-soluble polymer is a parameter representing the difficulty of uniformly dissolving the entire water-soluble polymer in the polishing composition in water.
  • the product of the weight average molecular weight A of the water-soluble polymer and the content B of the water-soluble polymer (that is, A ⁇ B) is that the water-soluble polymer in the polishing composition is uniformly dissolved in water. It is a comprehensive parameter that represents the difficulty. The larger the value, the more difficult it is to uniformly dissolve the water-soluble polymer in water.
  • C / (A ⁇ B) is between the difficulty of uniformly dissolving the water-soluble polymer in the polishing composition in water and the magnitude of the action of the dissolution inhibitor that reduces the difficulty. It can be said that this parameter represents the ratio of The larger this value, the easier it is to dissolve the water-soluble polymer uniformly in water.
  • C / (A ⁇ B) is preferably 2.5 ⁇ 10 ⁇ 3 or more, more preferably 3.0 ⁇ 10 ⁇ 3 or more, and further preferably 3.5 ⁇ 10 ⁇ 3 or more. And most preferably 4.0 ⁇ 10 ⁇ 3 or more. As the value of C / (A ⁇ B) increases, it becomes easier to uniformly dissolve the water-soluble polymer in water, and as a result, the number of particles adhering to the polished silicon substrate surface decreases.
  • the value of C / (A ⁇ B) is preferably 70 ⁇ 10 ⁇ 3 or less, more preferably 30 ⁇ 10 ⁇ 3 or less, still more preferably 20 ⁇ 10 ⁇ 3 or less, and still more It is preferably 10 ⁇ 10 ⁇ 3 , and most preferably 6.0 ⁇ 10 ⁇ 3 or less. As the value of C / (A ⁇ B) decreases, the number of particles adhering to the polished silicon substrate surface due to the dissolution inhibitor decreases.
  • the contents C and C / (A ⁇ B) of the dissolution inhibitor are adjusted by changing the addition amount of the dissolution inhibitor in the surface-treated water-soluble polymer used when the polishing composition is prepared. be able to.
  • the content C of the dissolution inhibitor in the polishing composition can be measured as the amount of the dissolution inhibitor, which is a hydrolyzate of the surface-treated water-soluble polymer, and its analog contained in the polishing composition. .
  • the dissolution suppression is achieved by converting the measured value of the hydrolyzate into a dissolution inhibitor.
  • the content C of the agent can be calculated.
  • the amount of the hydrolyzate contained in the polishing composition can be measured, for example, by using high performance liquid chromatography or capillary electrophoresis apparatus.
  • the polishing composition can contain abrasive grains.
  • the abrasive grains function to physically polish the surface of the silicon substrate.
  • abrasive grains include inorganic particles, organic particles, and organic-inorganic composite particles.
  • the inorganic particles include particles made of a metal oxide such as silica, alumina, ceria, titania, and silicon nitride particles, silicon carbide particles, and boron nitride particles.
  • Specific examples of the organic particles include polymethyl methacrylate (PMMA) particles.
  • silica is preferred.
  • Specific examples of silica include colloidal silica, fumed silica, and sol-gel silica.
  • colloidal silica and fumed silica are preferable, and colloidal silica is particularly preferable from the viewpoint of reducing scratches generated on the polished silicon substrate surface.
  • These silicas may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more types.
  • the true specific gravity of the silica used is preferably 1.5 or more, more preferably 1.6 or more, and even more preferably 1.7 or more. As the true specific gravity of silica increases, a higher polishing rate is obtained when polishing a silicon substrate.
  • the true specific gravity of silica is preferably 2.2 or less, more preferably 2.0 or less, and even more preferably 1.9 or less. As the true specific gravity of silica decreases, the surface quality of the polished silicon substrate improves, specifically, the haze level improves.
  • the true specific gravity of silica is calculated from the weight of the dried silica particles and the total weight when the silica particles are immersed in ethanol with a known volume.
  • the average primary particle diameter of the abrasive grains is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, and further preferably 20 nm or more. As the average primary particle diameter of the abrasive grains increases, a high polishing rate is obtained when the silicon substrate is polished.
  • the average primary particle diameter of the abrasive grains is preferably 100 nm or less, more preferably 70 nm or less, and still more preferably 50 nm or less. As the average primary particle diameter of the abrasive grains decreases, the stability of the polishing composition improves.
  • the value of the average primary particle diameter of the abrasive grains is calculated from, for example, the specific surface area measured by the BET method.
  • the measurement of the specific surface area of the abrasive grains can be performed using, for example, “Flow SorbII 2300” manufactured by Micromeritex.
  • the average secondary particle diameter of the abrasive grains is preferably 10 nm or more, more preferably 20 nm or more, and further preferably 30 nm or more. As the average secondary particle diameter of the abrasive grains increases, a high polishing rate is obtained when the silicon substrate is polished.
  • the average secondary particle diameter of the abrasive grains is preferably 200 nm or less, more preferably 150 nm or less, and still more preferably 100 nm or less. As the average secondary particle diameter of the abrasive grains decreases, the stability of the polishing composition improves.
  • the average secondary particle diameter of the abrasive grains can be measured by a dynamic light scattering method using, for example, FPAR-1000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.
  • the average value of the major axis / minor axis ratio of the abrasive grains is preferably 1.0 or more, more preferably 1.05 or more, and still more preferably 1.1 or more. As the average value of the major axis / minor axis ratio increases, a high polishing rate is obtained when the silicon substrate is polished.
  • the average value of the major axis / minor axis ratio of the abrasive grains is preferably 3.0 or less, more preferably 2.0 or less, and still more preferably 1.5 or less. As the average value of the major axis / minor axis ratio decreases, scratches generated on the surface of the polished silicon substrate decrease.
  • the major axis / minor axis ratio is a value related to the shape of the abrasive grains, and can be determined using, for example, an electron microscope image of the abrasive grains. Specifically, a minimum rectangle circumscribing each abrasive grain is drawn in a scanning electron microscope image of a predetermined number (for example, 200) of abrasive grains. Then, by calculating the value obtained by dividing the length of the long side of each rectangle (the value of the major axis) by the length of the short side of the same rectangle (the value of the minor axis), and calculating the average value thereof, the major axis / The average value of the minor axis ratio can be obtained.
  • the content of abrasive grains in the polishing composition is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more, and further preferably 0.3% by mass or more. As the content of abrasive grains increases, a high polishing rate is obtained when polishing a silicon substrate.
  • the content of abrasive grains in the polishing composition is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, still more preferably 3% by mass or less, and most preferably 1% by mass or less. is there. As the abrasive content decreases, the stability of the polishing composition improves.
  • the polishing composition can contain a basic compound.
  • the basic compound functions to chemically polish the surface of the silicon substrate (chemical etching). Thereby, it becomes easy to improve the polishing rate of the silicon substrate with the polishing composition.
  • Specific examples of basic compounds include alkali metal hydroxides or salts, quaternary ammonium hydroxide or salts thereof, ammonia, amines, and the like.
  • Specific examples of the alkali metal include potassium and sodium.
  • Specific examples of the salt include carbonate, hydrogen carbonate, sulfate, acetate, and the like.
  • Specific examples of the quaternary ammonium include tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrabutylammonium and the like.
  • Specific examples of the alkali metal hydroxide or salt include potassium hydroxide, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, potassium sulfate, potassium acetate, potassium chloride and the like.
  • quaternary ammonium hydroxide or a salt thereof include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, and tetrabutylammonium hydroxide.
  • amines include methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, ethylenediamine, monoethanolamine, N- ( ⁇ -aminoethyl) ethanolamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, anhydrous piperazine Piperazine hexahydrate, 1- (2-aminoethyl) piperazine, N-methylpiperazine, guanidine and the like. These basic compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • At least one selected from ammonia, ammonium salts, alkali metal hydroxides, alkali metal salts, and quaternary ammonium hydroxides is preferable.
  • the content of the basic compound in the polishing composition is preferably 0.001% by mass or more, more preferably 0.002% by mass or more, and further preferably 0.003% by mass or more. As the content of the basic compound in the polishing composition increases, a high polishing rate is obtained when the silicon substrate is polished.
  • the content of the basic compound in the polishing composition is preferably 1.0% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, still more preferably 0.2% by mass or less, Most preferably, it is 0.1 mass% or less. As the content of the basic compound in the polishing composition decreases, the shape of the silicon substrate is easily maintained.
  • the pH of the polishing composition is preferably 8.0 or more, more preferably 8.5 or more, and still more preferably 9.0 or more. As the pH of the polishing composition increases, a higher polishing rate is obtained when polishing the silicon substrate. It is preferable that pH of polishing composition is 12.5 or less, More preferably, it is 12.0 or less, More preferably, it is 11.5 or less. As the pH of the polishing composition decreases, the shape of the silicon substrate tends to be maintained.
  • the polishing composition can contain a chelating agent.
  • the chelating agent functions to suppress metal contamination of the silicon substrate by capturing metal impurity components in the polishing system to form a complex.
  • the chelating agent include aminocarboxylic acid chelating agents and organic phosphonic acid chelating agents.
  • aminocarboxylic acid chelating agent include ethylenediaminetetraacetic acid, sodium ethylenediaminetetraacetate, nitrilotriacetic acid, sodium nitrilotriacetate, ammonium nitrilotriacetate, hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid, sodium hydroxyethylethylenediaminetriacetate, diethylenetriamine Examples include acetic acid, sodium diethylenetriaminepentaacetate, triethylenetetraminehexaacetic acid, and sodium triethylenetetraminehexaacetate.
  • organic phosphonic acid chelating agents include 2-aminoethylphosphonic acid, 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, aminotri (methylenephosphonic acid), ethylenediaminetetrakis (methylenephosphonic acid), Diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid), ethane-1,1-diphosphonic acid, ethane-1,1,2-triphosphonic acid, ethane-1-hydroxy-1,1-diphosphonic acid, ethane-1-hydroxy-1,1 , 2-triphosphonic acid, ethane-1,2-dicarboxy-1,2-diphosphonic acid, methanehydroxyphosphonic acid, 2-phosphonobutane-1,2-dicarboxylic acid, 1-phosphonobutane-2,3,4-tricarboxylic acid , ⁇ -methylphosphonosuccinic acid.
  • an organic phosphonic acid chelating agent is preferable, and ethylenediaminetetrakis (methylenephosphonic acid) is particularly preferable.
  • These chelating agents may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the polishing composition can contain a surfactant.
  • the surfactant functions to suppress roughening of the polished surface of the silicon substrate. Thereby, it becomes easy to reduce the haze level of the surface of the silicon substrate after polishing.
  • the polishing composition contains a basic compound
  • the polished silicon substrate surface is likely to be roughened by chemical etching with the basic compound. For this reason, the combined use of the basic compound and the surfactant is particularly effective.
  • the weight average molecular weight of the surfactant is preferably less than 1000.
  • the surfactant may be anionic or nonionic. Among these, nonionic surfactants are preferable. Since the nonionic surfactant has low foaming property, it is easy to handle at the time of preparation and use of the polishing composition. Moreover, when a nonionic surfactant is used, pH adjustment of polishing composition becomes easy.
  • nonionic surfactants include oxyalkylene homopolymers, multiple types of oxyalkylene copolymers, and polyoxyalkylene adducts.
  • Specific examples of the oxyalkylene homopolymer include polyoxyethylene, polyethylene glycol, polyoxypropylene and polyoxybutylene.
  • Specific examples of the plural types of oxyalkylene copolymers include polyoxyethylene polyoxypropylene glycol and polyoxyethylene polyoxybutylene glycol.
  • polyoxyalkylene adducts include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene fatty acid ester, polyoxyethylene glyceryl ether fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester Etc.
  • polyoxyethylene polyoxypropylene copolymer polyoxyethylene glycol, polyoxyethylene propyl ether, polyoxyethylene butyl ether, polyoxyethylene pentyl ether, polyoxyethylene hexyl ether, polyoxyethylene octyl ether, Polyoxyethylene-2-ethylhexyl ether, polyoxyethylene nonyl ether, polyoxyethylene decyl ether, polyoxyethylene isodecyl ether, polyoxyethylene tridecyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene Stearyl ether, polyoxyethylene isostearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene Phenyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene dodecyl phenyl ether, polyoxyethylene styrenated phenyl ether, polyoxyethylene lauryl
  • an oxyalkylene homopolymer or a plurality of types of oxyalkylene copolymers are preferred.
  • it is easy to reduce the haze on the surface of the silicon substrate after polishing to a particularly suitable level for practical use.
  • the reason is considered to be that ether bonds having a slight hydrophilicity and alkylene groups having a slight hydrophobicity are alternately present in the molecular chain of these polymers.
  • the HLB (hydrophile-lipophile balance) value of the nonionic surfactant is preferably 17 or more, more preferably 18 or more. As the HLB value of the nonionic surfactant increases, the adhesion of particles to the polished silicon substrate surface is suppressed.
  • Surfactant may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the surfactant in the polishing composition is preferably 0.0001% by mass or more, and more preferably 0.001% by mass or more. As the surfactant content increases, the haze level on the silicon substrate surface after polishing is further reduced.
  • the content of the surfactant in the polishing composition is preferably 0.05% by mass or less, more preferably 0.02% by mass or less. As the surfactant content decreases, the adhesion of particles to the polished silicon substrate surface is suppressed.
  • the polishing composition further contains known additives generally contained in the polishing composition as necessary, for example, organic acids, organic acid salts, inorganic acids, inorganic acid salts, preservatives, antifungal agents and the like. May be.
  • organic acids organic acid salts
  • inorganic acids inorganic acid salts
  • preservatives antifungal agents and the like. May be.
  • the hydrophilicity of the polished silicon substrate surface can be improved by the interaction with the water-soluble polymer. .
  • organic acids include fatty acids such as formic acid, acetic acid and propionic acid, aromatic carboxylic acids such as benzoic acid and phthalic acid, citric acid, oxalic acid, tartaric acid, malic acid, maleic acid, fumaric acid, succinic acid, Organic sulfonic acid, organic phosphonic acid, etc. are mentioned.
  • organic acid salt include alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt of these organic acids, or ammonium salts.
  • inorganic acids include sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, carbonic acid and the like.
  • Specific examples of the inorganic acid salt include alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt of these inorganic acids, or ammonium salts.
  • ammonium salts are preferable from the viewpoint of suppressing metal contamination of the silicon substrate.
  • antiseptic and fungicide include isothiazoline compounds, paraoxybenzoates, phenoxyethanol and the like.
  • the polishing composition is prepared by a step of mixing and dissolving a surface-treated water-soluble polymer (water-soluble polymer with a dissolution inhibitor added to the surface) in water. Moreover, other components, such as an abrasive grain, are further mixed with polishing composition as needed.
  • the surface-treated water-soluble polymer mixed with water is first dispersed in water. Thereafter, by performing a stirring operation, the dispersed surface-treated water-soluble polymer is hydrolyzed to produce a water-soluble polymer and a dissolution inhibitor, which are dissolved in water. As a result, a polishing composition in which the water-soluble polymer and the dissolution inhibitor are dissolved in water is obtained.
  • the amount of the surface-treated water-soluble polymer used, the weight-average molecular weight of the water-soluble polymer in the surface-treated water-soluble polymer, and the addition amount of the dissolution inhibitor are within the above specified range for the polishing composition finally obtained. It is selected to have a value of C / (A ⁇ B).
  • the surface-treated water-soluble polymer is preferably a fine particle from the viewpoint of being uniformly dispersed in water.
  • the particle size of the surface-treated water-soluble polymer is preferably 1000 ⁇ m or less, more preferably 500 ⁇ m or less, and most preferably 200 ⁇ m or less.
  • the surface-treated water-soluble polymer having a particle size in the above range is used, the surface-treated water-soluble polymer is easily dispersed uniformly in water, so that a fine dispersion can be obtained.
  • the particle size of the surface-treated water-soluble polymer is preferably 10 ⁇ m or more, more preferably 20 ⁇ m or more, still more preferably 50 ⁇ m or more, still more preferably 90 ⁇ m or more, and most preferably 120 ⁇ m or more.
  • the surface-treated water-soluble polymer having a particle size in the above range is used, the adhesion of particles to the polished silicon substrate surface is further suppressed.
  • the stirring operation after mixing the surface-treated water-soluble polymer with water is carried out by adding a basic compound to the dispersion in which the surface-treated water-soluble polymer is dispersed in water. 12 or less). In this case, hydrolysis from the surface-treated water-soluble polymer to the water-soluble polymer and the dissolution inhibitor is promoted, so that the water-soluble polymer can be more suitably dissolved.
  • the solid particles of the surface-treated water-soluble polymer are brought into contact with water as much as possible. Is preferred. This can be achieved by appropriately setting conditions such as the mixing speed and dissolution time (ie, stirring time) of the surface-treated water-soluble polymer.
  • the mixing rate of the surface-treated water-soluble polymer is preferably 0.01 g or more per minute per liter of water, more preferably 0.1 g or more, still more preferably 1 g or more, more preferably 5 g or more, and most preferably It is 10 g or more.
  • the mixing rate of the surface-treated water-soluble polymer is preferably 100 g or less per minute per liter of water, more preferably 70 g or less, still more preferably 50 g or less, and most preferably 30 g or less.
  • the dissolution time is preferably 1 hour or longer, more preferably 3 hours or longer, and most preferably 6 hours or longer.
  • the dissolution time is preferably 48 hours or shorter, more preferably 36 hours or shorter, and most preferably 24 hours or shorter.
  • the method for manufacturing a semiconductor substrate includes a step of polishing the surface of the silicon substrate using the polishing composition of the present embodiment.
  • the polishing of the silicon substrate is performed by rotating the silicon substrate and the polishing pad while pressing the polishing pad against the surface of the silicon substrate while supplying the polishing composition to the surface of the silicon substrate.
  • the surface of the silicon substrate is polished by a physical action due to friction between the polishing pad and the silicon substrate surface.
  • the polishing composition contains abrasive grains
  • the surface of the silicon substrate is also polished by a physical action due to friction between the abrasive grains and the silicon substrate surface.
  • the polishing composition contains a basic compound
  • the surface of the silicon substrate is polished by a chemical action by the basic compound in addition to the above physical action.
  • the polishing composition contains a water-soluble polymer that is a solid raw material, a dissolution inhibitor that functions to reduce the water dissolution rate of the water-soluble polymer, and water.
  • the weight average molecular weight of the water-soluble polymer is A
  • the content [% by mass] of the water-soluble polymer in the polishing composition is B
  • the content [mass ppm] of the dissolution inhibitor in the polishing composition is C.
  • the value of C / (A ⁇ B) is 70 ⁇ 10 ⁇ 3 or less. Thereby, adhesion of particles to the silicon substrate surface after polishing can be suppressed.
  • polishing composition for the purpose of polishing the silicon substrate, particularly for the purpose of final polishing of the silicon substrate, it becomes easy to obtain a silicon substrate with stable quality.
  • a method for manufacturing a semiconductor substrate includes a step of polishing a silicon substrate using the polishing composition. Thereby, a silicon substrate having a stable quality is formed, and a high-quality semiconductor substrate can be manufactured from the silicon substrate.
  • the polishing composition of the above embodiment may be a one-part type or a multi-part type including a two-part type.
  • the polishing composition of the above embodiment may be in a concentrated state at the time of production and sale. That is, the polishing composition of the embodiment may be manufactured and sold in the form of a stock solution of the polishing composition.
  • the polishing composition of the above embodiment may be prepared by diluting a stock solution of the polishing composition with water.
  • the dilution rate is preferably 2 times or more, more preferably 5 times or more, and further preferably 10 times or more.
  • the dilution ratio is preferably 100 times or less, more preferably 50 times or less, and further preferably 40 times or less.
  • the stability of the stock solution of the polishing composition improves.
  • Each component contained in the polishing composition of the above embodiment may be filtered with a filter immediately before the production of the polishing composition.
  • the polishing composition of the embodiment may be filtered by a filter immediately before use. By performing the filtration treatment, coarse foreign matters in the polishing composition are removed, and the quality of the polishing composition is improved.
  • the material and structure of the filter used for the filtration process are not particularly limited.
  • the filter material include cellulose, nylon, polysulfone, polyethersulfone, polypropylene, polytetrafluoroethylene (PTFE), polycarbonate, and glass.
  • the filter structure include a depth filter, a pleated filter, and a membrane filter.
  • the polishing pad used when polishing the silicon substrate using the polishing composition of the above embodiment is not particularly limited.
  • any of a non-woven fabric type, a suede type, a type including abrasive grains, and a type not including abrasive grains may be used.
  • the polishing composition once used for polishing may be collected and used again for polishing the silicon substrate.
  • a method of reusing the polishing composition for example, there is a method in which a used polishing composition discharged from the polishing apparatus is once collected in a tank and then recycled from the tank to the polishing apparatus. Can be mentioned.
  • the amount of the polishing composition treated as a waste liquid is reduced, and the amount of the polishing composition used is reduced. This is useful in that the environmental load can be reduced and the cost for polishing the silicon substrate can be suppressed.
  • each component such as a water-soluble polymer is consumed and lost by polishing. For this reason, it is preferable to supplement the polishing composition with a reduced amount of each component such as a water-soluble polymer.
  • the components to be replenished may be added individually to the polishing composition, or may be added to the polishing composition as a mixture containing two or more components at any concentration depending on the size of the tank, polishing conditions, etc. May be.
  • the polishing composition of the above embodiment may be used for purposes other than polishing a silicon substrate.
  • it may be used to obtain a polished product made of a metal such as stainless steel, plastic, glass, sapphire and the like.
  • the silicon substrate used has a diameter of 300 mm, a conductivity type of P type, a crystal orientation of ⁇ 100>, a resistivity of 0.1 ⁇ ⁇ cm to 100 ⁇ ⁇ cm, and a polishing slurry (manufactured by Fujimi Incorporated) ( It was pre-polished using a trade name GLANZOX 1103).
  • the silicon substrate after final polishing using each polishing composition was evaluated for particle and haze level.
  • the number of particles having a size of 37 nm or more present on the polished silicon substrate surface was measured using a wafer inspection apparatus “Surfscan SP2” manufactured by KLA-Tencor. The results are shown in the “Particle” column of Table 4. “A” shown in the “Particle” column of Table 4 indicates that the number of particles is less than 100, “B” is 100 or more and less than 120, “C” is 120 or more and less than 140, and “D” is 140. The number is 160 or more, “E” is 160 or more and less than 200, “F” is 200 or more and less than 300, and “G” is 300 or more.
  • the polishing composition was adjusted so that the weight average molecular weight (A) of the water-soluble polymer, the content (B) of the water-soluble polymer, and the content (C) of the dissolution inhibitor satisfy a specific relationship. It is suggested that the preparation is effective for suppressing the adhesion of particles to the polished silicon substrate surface.

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Abstract

研磨用組成物は、固体原料である水溶性高分子と、前記水溶性高分子の水溶解度を減少する働きをする溶解抑制剤と、水とを含有する。水溶性高分子の重量平均分子量をＡ、研磨用組成物中の前記水溶性高分子の含有量［質量％］をＢ、研磨用組成物中の前記溶解抑制剤の含有量［質量ｐｐｍ］をＣとしたときに、Ｃ／（Ａ×Ｂ）の値が７０×１０－３以下である。

Description

研磨用組成物、当該研磨用組成物の製造方法、及び当該研磨用組成物を用いた半導体基板の製造方法
　本発明は、研磨用組成物、当該研磨用組成物の製造方法、及び当該研磨用組成物を用いた半導体基板の製造方法に関する。本明細書でいう半導体基板とは、研磨された単結晶シリコン基板（以下、単に「シリコン基板」ともいう）や、そのシリコン基板上に集積回路を形成して得られる基板を含むものである。
　シリコン基板の研磨方法としては、シリコン基板の表面に研磨用組成物を供給しながら研磨を行う方法が一般的に知られている。こうした研磨用組成物を用いた研磨方法を採用した場合において、研磨後のシリコン基板表面に対して、研磨用組成物中の成分が残留したりそれを原因としてパーティクルが付着することがある。シリコン基板に対する低欠陥かつ高平滑の要求が高まる中、このような研磨用組成物に起因するパーティクルの付着を抑えることは極めて重要である。例えば、特許文献１に開示の研磨用組成物は、特定の分子量及び特定のＨＬＢ値を有するノニオン活性剤等の成分を含有しており、これによって、研磨後のシリコン基板表面に対するパーティクルの付着を抑制している。
特開２０１１－１８１７６５号公報
　本発明者は、鋭意研究の結果、研磨用組成物が固体原料である水溶性高分子と、水溶性高分子の水溶解速度を減少する溶解抑制剤と、水とを含有する場合、水溶性高分子の重量平均分子量と、水溶性高分子の含有量と、溶解抑制剤の含有量とが特定の関係を満たすことによって、研磨後のシリコン基板表面に対するパーティクルの付着を抑制できることを見出した。本発明は上記の知見に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、研磨対象物の研磨後の表面に対するパーティクルの付着を抑制することのできる研磨用組成物、当該研磨用組成物の製造方法、及び当該研磨用組成物を用いた半導体基板の製造方法を提供することにある。
　上記の目的を達成するために、本発明の一態様では、固体原料である水溶性高分子と、前記水溶性高分子の水溶解速度を減少する働きをする溶解抑制剤と、水とを含有し、前記水溶性高分子の重量平均分子量をＡ、研磨用組成物中の前記水溶性高分子の含有量［質量％］をＢ、研磨用組成物中の前記溶解抑制剤の含有量［質量ｐｐｍ］をＣとしたときに、Ｃ／（Ａ×Ｂ）の値が７０×１０－３以下である研磨用組成物を提供する。
　研磨用組成物中の溶解抑制剤の含有量は８０質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。
　水溶性高分子の重量平均分子量が１００００００以下であることが好ましい。
　研磨用組成物は、シリコン基板を研磨する用途に用いられることが好ましい。
　研磨用組成物は、シリコン基板を最終研磨する用途に用いられることが好ましい。
　また、本発明の別の態様では、前記水溶性高分子の表面に前記溶解抑制剤を付加した表面処理水溶性高分子を水に混合して溶解させる工程を有する研磨用組成物の製造方法を提供する。
　本発明のさらに別の態様では、前記態様の研磨用組成物を用いてシリコン基板を研磨する工程を含む半導体基板の製造方法を提供する。
　本発明の研磨用組成物によれば、研磨対象物の研磨後の表面に対するパーティクルの付着を抑制することができる。また、本発明の研磨用組成物の製造方法によれば、研磨対象物の研磨後の表面に対してパーティクルの付着を抑制することが可能な研磨用組成物を製造することができる。また、本発明の半導体基板の製造方法によれば、高品質の半導体基板を得ることができる。
　以下、本発明の一実施形態を説明する。
　本実施形態の研磨用組成物は、固体原料である水溶性高分子と、水溶性高分子の水溶解度を減少する働きをする溶解抑制剤と、水とを含有する。研磨用組成物は、好ましくは砥粒、塩基性化合物、キレート剤、及び界面活性剤を更に含有する。研磨用組成物は水溶性高分子等の各成分を水に混合して調製される。
　研磨用組成物は、シリコン基板の表面を研磨する用途に使用される。シリコン基板の研磨は、例えばシリコン単結晶インゴットからスライスされた円盤状のシリコン基板の表面を平坦化する予備研磨工程（一次研磨及び二次研磨）と、予備研磨後のシリコン基板の表面に存在する微細な凹凸を除去して鏡面化する最終研磨工程とを含む。研磨用組成物は最終研磨工程で使用されることが特に好ましい。研磨用組成物を用いて表面を研磨されたシリコン基板は半導体基板の製造に好適に用いることができる。
　（水）
　水は研磨用組成物中の他の成分の分散媒又は溶媒となる。水は研磨用組成物に含有される他の成分の働きを阻害しないことが好ましい。このような水の例として、例えば遷移金属イオンの合計含有量が１００ｐｐｂ以下の水が挙げられる。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、フィルターによる粒子の除去、蒸留等の操作によって高めることができる。具体的にはイオン交換水、純水、超純水、蒸留水等を用いることが好ましい。
　（水溶性高分子）
　水溶性高分子は、研磨やリンス等のシリコン基板の表面処理時において、シリコン基板表面の濡れ性を高める働きをする。水溶性高分子は、研磨用組成物の調製時に固体の状態で水に混合される。固体原料である水溶性高分子とは、水に溶解させる前の原料の状態において、温度２３℃、相対湿度５０％、及び１気圧の環境下にて目視で固体の状態である水溶性高分子を意味する。なお、以下では「固体原料である水溶性高分子」を単純に「水溶性高分子」と記載する。
　水溶性高分子としては、分子中に、カチオン基、アニオン基及びノニオン基から選ばれる少なくとも一種の官能基を有するもの、具体的には、分子中に水酸基、カルボキシル基、アシルオキシ基、スルホ基、第四級窒素構造、複素環構造、ビニル構造、ポリオキシアルキレン構造等を含むもののいずれも使用することができる。具体例としては、セルロース誘導体、ポリ（Ｎ－アシルアルキレンイミン）等のイミン誘導体、ポリビニルアルコールの水酸基部分の一部を第四級窒素構造に置換したポリビニルアルコール誘導体、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピロリドンを構造の一部に含む共重合体、ポリビニルカプロラクタム、ポリビニルカプロラクタムを構造の一部に含む共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシアルキレン構造を有する重合体、これらのジブロック型やトリブロック型、ランダム型、交互型といった複数種の構造を有する重合体等が挙げられる。
　上記水溶性高分子の中でも、シリコン基板表面の濡れ性の向上、パーティクルの付着の抑制、及び表面粗さの低減等の観点から、セルロース誘導体、ポリビニルピロリドン、又はポリオキシアルキレン構造を有する重合体が好適である。セルロース誘導体の具体例としては、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。セルロース誘導体の中でも、シリコン基板表面に濡れ性を与える能力が高く、かつ良好な洗浄除去性を有する点から、ヒドロキシエチルセルロースが特に好ましい。また、水溶性高分子は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
　水溶性高分子の重量平均分子量は、ポリエチレンオキサイド換算で、１０００以上であることが好ましく、より好ましくは１００００以上であり、更に好ましくは１０００００以上であり、最も好ましくは２０００００以上である。水溶性高分子の重量平均分子量の増大につれて、シリコン基板表面の濡れ性が向上する。水溶性高分子の重量平均分子量は、２００００００以下であることが好ましく、より好ましくは１００００００以下であり、更に好ましくは８０００００以下であり、一層好ましくは５０００００以下であり、最も好ましくは３０００００以下である。水溶性高分子の重量平均分子量の減少につれて、研磨用組成物の安定性が向上する。また、水溶性高分子の重量平均分子量を１００００００以下とした場合には、研磨後のシリコン基板の研磨表面のヘイズレベルが低減する。
　研磨用組成物中における水溶性高分子の含有量は、０．００２質量％以上であることが好ましく、より好ましくは０．００４質量％以上であり、更に好ましくは０．００６質量％以上であり、一層好ましくは、０．００８質量％以上、最も好ましくは０．０１質量％以上である。研磨用組成物中における水溶性高分子の含有量の増大につれて、シリコン基板表面の濡れ性がより向上する。研磨用組成物中における水溶性高分子の含有量は、０．５質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．２質量％以下であり、更に好ましくは０．１質量％以下であり、一層好ましくは、０．０５質量％以下であり、最も好ましくは０．０３質量％以下である。研磨用組成物中における水溶性高分子の含有量の減少につれて、研磨用組成物の安定性が向上する。
　（溶解抑制剤）
　溶解抑制剤は、水溶性高分子の表面に付加されること、具体的には水溶性高分子の官能基、例えば水酸基等の水溶性部位（親水性部位）に結合されることにより、水溶性高分子の親水性を一時的に低下させて、水溶性高分子の水溶解速度を低減させるものである。溶解抑制剤は、研磨用組成物の調製時において、水溶性高分子の表面に付加された状態で水に混合される。以降、溶解抑制剤が表面に付加された水溶性高分子を表面処理水溶性高分子とも呼ぶ。表面処理水溶性高分子は水に溶解する過程で水溶性高分子と溶解抑制剤とに分離する。その結果、研磨用組成物は水溶性高分子と溶解抑制剤とを含有することになる。
　表面処理水溶性高分子は、水に混合されると、水に溶解する前にまず均一に水中に分散して、水分散体が形成される。その後、表面処理水溶性高分子の加水分解によって水溶性高分子と溶解抑制剤が生じて水に溶解する。そのため、表面処理水溶性高分子を使用した場合には、溶解抑制剤が表面に付加されていない水溶性高分子を使用した場合と比較して、水溶性高分子が溶解不良を起こし、例えば粒状のかたまりを生じるなどのおそれを顕著に抑制することができる。その結果、研磨後のシリコン基板表面に対するパーティクルの付着を抑制することができる。
　溶解抑制剤の例としては、例えばアルデヒド類、具体的には、ホルムアルデヒド、ブチルアルデヒド、グリセルアルデヒド等のモノアルデヒドや、シュウ酸ジアルデヒド（エタンジアール）、マロン酸ジアルデヒド（プロパンジアール）、コハク酸ジアルデヒド（ブタンジアール）等のジアルデヒドが挙げられる。中でも、パーティクルの付着をより好適に抑制することができる点から、シュウ酸ジアルデヒドが特に好ましい。溶解抑制剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、水溶性高分子の表面に溶解抑制剤を付加する表面処理は、例えば、特開昭４９－７１０７７号公報や特開２０００－６３５６５公報等に開示の方法で行うことができる。
　研磨用組成物中における溶解抑制剤の含有量（研磨用組成物の調製時に水溶性高分子の表面に付加されていた溶解抑制剤の付加量に基づく含有量）は、１質量ｐｐｍ以上であることが好ましく、より好ましくは５質量ｐｐｍ以上である。研磨用組成物中における溶解抑制剤の含有量が増大するにつれて、即ち研磨用組成物の調製時における水溶性高分子の親水性低下の度合が増大するにつれて、水溶性高分子に起因するパーティクルの付着が減少する。研磨用組成物中における溶解抑制剤の含有量は、８０質量ｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５０質量ｐｐｍ以下であり、更に好ましくは３０質量ｐｐｍ以下であり、最も好ましくは１５質量ｐｐｍ以下である。研磨用組成物中における溶解抑制剤の含有量の減少につれて、溶解抑制剤に起因するパーティクルの付着が減少する。
　研磨用組成物中の溶解抑制剤の含有量は、水溶性高分子の重量平均分子量及び研磨用組成物中の水溶性高分子の含有量に対して特定の関係を満たすように設定されている。即ち、水溶性高分子の重量平均分子量をＡ、研磨用組成物中の水溶性高分子の含有量［質量％］をＢ、研磨用組成物中の溶解抑制剤の含有量［質量ｐｐｍ］をＣとしたときに、Ｃ／（Ａ×Ｂ）の値が特定の範囲内にある。
　水溶性高分子の重量平均分子量Ａ、水溶性高分子の含有量Ｂ、及び溶解抑制剤の含有量Ｃはそれぞれ、水溶性高分子を均一に水に溶解させることの難易度と相関を有する。
　重量平均分子量Ａが大きくなるにつれて、水溶性高分子１分子中に含まれる水酸基等の水和点の数が多くなる。その結果、水溶性高分子の溶解のために必要な水の量が多くなり、水溶性高分子を均一に水に溶解させることが困難になる。したがって、水溶性高分子の重量平均分子量Ａは、水溶性高分子の各分子を均一に水に溶解させることの困難性を表すパラメータといえる。
　水溶性高分子の含有量Ｂが大きい場合は、研磨用組成物中の水溶性高分子の分子数が多くなる。そのため、含有量Ｂが大きいほど、研磨用組成物中における水溶性高分子の分子同士の接触の頻度が増大する。その結果、水溶性高分子の分子同士が絡まりやすくなり、水溶性高分子を均一に水に溶解させることが困難になる。したがって、水溶性高分子の含有量Ｂは、研磨用組成物中の水溶性高分子全体を均一に水に溶解させることの困難性を表すパラメータといえる。
　したがって、水溶性高分子の重量平均分子量Ａと水溶性高分子の含有量Ｂとの積（すなわちＡ×Ｂ）は、研磨用組成物中の水溶性高分子を均一に水に溶解させることの困難性を表す総合的なパラメータであり、この数値が大きいほど、水溶性高分子を均一に水に溶解させることが困難になる。
　一方、溶解抑制剤の含有量Ｃが大きい場合は、研磨用組成物中の溶解抑制剤の分子数が多くなる。そのため、含有量Ｃが大きいほど、水溶性高分子における多くの水和点に対して溶解抑制剤の作用が及ぶことになる。その結果、水溶性高分子の水和点の作用が抑制されて、水溶性高分子を均一に水に溶解させることが容易になる。したがって、Ｃ／（Ａ×Ｂ）は、研磨用組成物中の水溶性高分子を均一に水に溶解させることの困難性と、その困難性を低下させる溶解抑制剤の作用の大きさとの間の比率を表すパラメータといえる。この数値が大きいほど、水溶性高分子を均一に水に溶解させることが容易になる。
　Ｃ／（Ａ×Ｂ）の値は、好ましくは２．５×１０－３以上であり、より好ましくは３．０×１０－３以上であり、更に好ましくは３．５×１０－３以上であり、最も好ましくは４．０×１０－３以上である。Ｃ／（Ａ×Ｂ）の値の増大につれて、水溶性高分子を均一に水に溶解させることが容易となり、結果として研磨後のシリコン基板表面に付着するパーティクルの数が減少する。
　しかし、一方でＣ／（Ａ×Ｂ）の数値が大きくなりすぎた場合にも、研磨後のシリコン基板表面に付着するパーティクルの数が増大するという問題が生じる。これは水溶性高分子に対して過剰に存在する溶解抑制剤がシリコン基板表面に付着することが原因と考えられる。そのため、Ｃ／（Ａ×Ｂ）の値は、好ましくは７０×１０－３以下であり、より好ましくは３０×１０－３以下であり、更に好ましくは２０×１０－３以下であり、より更に好ましくは１０×１０－３であり、最も好ましくは６．０×１０－３以下である。Ｃ／（Ａ×Ｂ）の値の減少につれて、溶解抑制剤に起因して研磨後のシリコン基板表面に付着するパーティクルの数が減少する。
　なお、溶解抑制剤の含有量Ｃ及びＣ／（Ａ×Ｂ）の値は、研磨用組成物の調製時に用いられる表面処理水溶性高分子における溶解抑制剤の付加量を変化させることによって調整することができる。研磨用組成物中における溶解抑制剤の含有量Ｃは、研磨組成物中に含まれる、表面処理水溶性高分子の加水分解物である溶解抑制剤及びその類似体の量として測定することができる。水溶性高分子の表面に付加されていた溶解抑制剤と上記加水分解物とが異なる化学構造を有する場合には、上記加水分解物の量の測定値を溶解抑制剤に換算することによって溶解抑制剤の含有量Ｃを算出することができる。研磨組成物中に含まれる上記加水分解物の量は、例えば、高速液体クロマトグラフィやキャピラリー電気泳動装置を用いることにより測定することができる。
　（砥粒）
　研磨用組成物は砥粒を含有することができる。砥粒はシリコン基板の表面を物理的に研磨する働きをする。
　砥粒の例としては、無機粒子、有機粒子、及び有機無機複合粒子が挙げられる。無機粒子の具体例としては、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、並びに窒化ケイ素粒子、炭化ケイ素粒子及び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。
　これらの具体例の中でもシリカが好ましい。シリカの具体例としては、コロイダルシリカ、フュームドシリカ、及びゾルゲル法シリカが挙げられる。これらの中でも、研磨後のシリコン基板表面に生じるスクラッチを減少させるという観点において、コロイダルシリカ及びフュームドシリカが好ましく、特にコロイダルシリカが好ましい。これらのシリカは一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
　使用されるシリカの真比重は、１．５以上であることが好ましく、より好ましくは１．６以上であり、更に好ましくは１．７以上である。シリカの真比重の増大につれて、シリコン基板を研磨する際に高い研磨速度が得られる。シリカの真比重は、好ましくは２．２以下であり、より好ましくは２．０以下であり、更に好ましくは１．９以下である。シリカの真比重の減少につれて、研磨後のシリコン基板の表面品質が向上し、具体的にはヘイズレベルが改善する。シリカの真比重は、乾燥させたシリカ粒子の重量と、このシリカ粒子を体積既知のエタノールに浸漬した際の総重量とから算出される。
　砥粒の平均一次粒子径は５ｎｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１０ｎｍ以上であり、更に好ましくは２０ｎｍ以上である。砥粒の平均一次粒子径の増大につれて、シリコン基板を研磨する際に高い研磨速度が得られる。砥粒の平均一次粒子径は１００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは７０ｎｍ以下であり、更に好ましくは５０ｎｍ以下である。砥粒の平均一次粒子径の減少につれて、研磨用組成物の安定性が向上する。
　砥粒の平均一次粒子径の値は、例えば、ＢＥＴ法により測定される比表面積から算出される。砥粒の比表面積の測定は、例えば、マイクロメリテックス社製の“Flow SorbII 2300”を用いて行うことができる。
　砥粒の平均二次粒子径は１０ｎｍ以上であることが好ましく、より好ましくは２０ｎｍ以上であり、更に好ましくは３０ｎｍ以上である。砥粒の平均二次粒子径の増大につれて、シリコン基板を研磨する際に高い研磨速度が得られる。砥粒の平均二次粒子径は２００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１５０ｎｍ以下であり、更に好ましくは１００ｎｍ以下である。砥粒の平均二次粒子径の減少につれて、研磨用組成物の安定性が向上する。砥粒の平均二次粒子径は、例えば、大塚電子社製のＦＰＡＲ－１０００を用いて動的光散乱法により測定することができる。
　砥粒の長径／短径比の平均値は１．０以上であることが好ましく、より好ましくは１．０５以上であり、更に好ましくは１．１以上である。上記長径／短径比の平均値の増大につれて、シリコン基板を研磨する際に高い研磨速度が得られる。砥粒の長径／短径比の平均値は３．０以下であることが好ましく、より好ましくは２．０以下であり、更に好ましくは１．５以下である。上記長径／短径比の平均値の減少につれて、研磨後のシリコン基板の表面に生じるスクラッチが減少する。
　上記長径／短径比は、砥粒の形状に関する値であり、例えば、砥粒の電子顕微鏡画像を用いて求めることができる。具体的には、所定個数（例えば２００個）の砥粒の走査型電子顕微鏡画像において各々の砥粒に外接する最小の長方形を描く。そして、各長方形の長辺の長さ（長径の値）を同じ長方形の短辺の長さ（短径の値）で除した値を算出し、それらの平均値を算出することにより、長径／短径比の平均値を求めることができる。
　研磨用組成物中における砥粒の含有量は０．１質量％以上であることが好ましく、より好ましくは０．２質量％以上であり、更に好ましくは０．３質量％以上である。砥粒の含有量の増大につれて、シリコン基板を研磨する際に高い研磨速度が得られる。研磨用組成物中における砥粒の含有量は１０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは５質量％以下であり、更に好ましくは３質量％以下であり、最も好ましくは１質量％以下である。砥粒の含有量の減少につれて、研磨用組成物の安定性が向上する。
　（塩基性化合物）
　研磨用組成物は塩基性化合物を含有することができる。塩基性化合物は、シリコン基板表面を化学的に研磨する働きをする（ケミカルエッチング）。これにより、研磨用組成物によるシリコン基板の研磨速度を向上させることが容易となる。
　塩基性化合物の具体例としては、アルカリ金属の水酸化物又は塩、水酸化第四級アンモニウム又はその塩、アンモニア、アミン等が挙げられる。アルカリ金属の具体例としては、カリウム、ナトリウム等が挙げられる。塩の具体例としては、炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、酢酸塩等が挙げられる。第四級アンモニウムの具体例としては、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム等が挙げられる。アルカリ金属の水酸化物又は塩の具体例としては、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、硫酸カリウム、酢酸カリウム、塩化カリウム等が挙げられる。水酸化第四級アンモニウム又はその塩の具体例としては、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム等が挙げられる。アミンの具体例としては、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、モノエタノールアミン、Ｎ－（β－アミノエチル）エタノールアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、無水ピペラジン、ピペラジン六水和物、１－（２－アミノエチル）ピペラジン、Ｎ－メチルピペラジン、グアニジン等が挙げられる。これらの塩基性化合物は、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
　塩基性化合物の中でも、アンモニア、アンモニウム塩、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属塩、及び第四級アンモニウム水酸化物から選ばれる少なくとも一種が好ましい。塩基性化合物の中でも、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、及び炭酸ナトリウムから選ばれる少なくとも一種がより好ましく、更に好ましくはアンモニア、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、及び水酸化テトラエチルアンモニウムから選ばれる少なくとも一種であり、一層好ましくはアンモニア及び水酸化テトラメチルアンモニウムの少なくとも一方であり、最も好ましくはアンモニアである。
　研磨用組成物中における塩基性化合物の含有量は、０．００１質量％以上であることが好ましく、より好ましくは０．００２質量％以上であり、更に好ましくは０．００３質量％以上である。研磨用組成物中における塩基性化合物の含有量の増大につれて、シリコン基板を研磨する際に高い研磨速度が得られる。研磨用組成物中における塩基性化合物の含有量は、１．０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．５質量％以下であり、更に好ましくは０．２質量％以下であり、最も好ましくは０．１質量％以下である。研磨用組成物中における塩基性化合物の含有量の減少につれて、シリコン基板の形状が維持され易くなる。
　研磨用組成物のｐＨは８．０以上であることが好ましく、より好ましくは８．５以上であり、更に好ましくは９．０以上である。研磨用組成物のｐＨの増大につれて、シリコン基板を研磨する際に高い研磨速度が得られる。研磨用組成物のｐＨは１２．５以下であることが好ましく、より好ましくは１２．０以下であり、更に好ましくは１１．５以下である。研磨用組成物のｐＨの減少につれて、シリコン基板の形状が維持され易くなる。
　（キレート剤）
　研磨用組成物はキレート剤を含有することができる。キレート剤は、研磨系中の金属不純物成分を捕捉して錯体を形成することによってシリコン基板の金属汚染を抑制する働きをする。
　キレート剤の具体例としては、アミノカルボン酸系キレート剤、及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具体例としては、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、トリエチレンテトラミン六酢酸ナトリウムが挙げられる。有機ホスホン酸系キレート剤の具体例としては、２－アミノエチルホスホン酸、１－ヒドロキシエチリデン－１，１－ジホスホン酸、アミノトリ（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホン酸）、
ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）、エタン－１，１－ジホスホン酸、エタン－１，１，２－トリホスホン酸、エタン－１－ヒドロキシ－１，１－ジホスホン酸、エタン－１－ヒドロキシ－１，１，２－トリホスホン酸、エタン－１，２－ジカルボキシ－１，２－ジホスホン酸、メタンヒドロキシホスホン酸、２－ホスホノブタン－１，２－ジカルボン酸、１－ホスホノブタン－２，３，４－トリカルボン酸、α－メチルホスホノコハク酸が挙げられる。これらの中でも、有機ホスホン酸系キレート剤が好ましく、特にエチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホン酸）が好ましい。これらのキレート剤は、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
　（界面活性剤）
　研磨用組成物は界面活性剤を含有することができる。界面活性剤は、シリコン基板の研磨面の荒れを抑制する働きをする。これにより、研磨後のシリコン基板の面のヘイズレベルを低減することが容易となる。特に、研磨用組成物が塩基性化合物を含有する場合には、塩基性化合物によるケミカルエッチングによって研磨後のシリコン基板表面に荒れが生じ易い。このため、塩基性化合物と界面活性剤との併用は特に有効である。
　界面活性剤の重量平均分子量は１０００未満であることが好ましい。界面活性剤はアニオン性又はノニオン性であってもよい。中でも、ノニオン性界面活性剤が好ましい。ノニオン性界面活性剤は、起泡性が低いため、研磨用組成物の調製時や使用時の取り扱いが容易となる。また、ノニオン性界面活性剤を用いた場合、研磨用組成物のｐＨ調整が容易となる。
　ノニオン性界面活性剤の具体例としては、オキシアルキレンの単独重合体、複数の種類のオキシアルキレンの共重合体、ポリオキシアルキレン付加物が挙げられる。オキシアルキレンの単独重合体の具体例としては、ポリオキシエチレン、ポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレン及びポリオキシブチレンが挙げられる。複数の種類のオキシアルキレンの共重合体の具体例としては、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール及びポリオキシエチレンポリオキシブチレングリコールが挙げられる。
　ポリオキシアルキレン付加物の具体例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセルエーテル脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等が挙げられる。更に具体的には、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共重合体、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシエチレンプロピルエーテル、ポリオキシエチレンブチルエーテル、ポリオキシエチレンペンチルエーテル、ポリオキシエチレンヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレン－２－エチルヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンノニルエーテル、ポリオキシエチレンデシルエーテル、ポリオキシエチレンイソデシルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンイソステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルアミン、ポリオキシエチレンステアリルアミン、ポリオキシエチレンオレイルアミン、ポリオキシエチレンステアリルアミド、ポリオキシエチレンオレイルアミド、ポリオキシエチレンモノラウリン酸エステル、ポリオキシエチレンモノステアリン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ポリオキシエチレンモノオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジオレイン酸エステル、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノパルミチン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン、トリオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット、ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油等が挙げられる。
　これらのノニオン性界面活性剤の中でも、オキシアルキレンの単独重合体又は複数の種類のオキシアルキレンの共重合体が好ましい。この場合には、研磨後のシリコン基板表面のヘイズを実用上特に好適なレベルにまで低減することが容易である。僅かな親水性を有するエーテル結合と僅かな疎水性を有するアルキレン基がこれらの重合体の分子鎖中に交互に存在することがその理由と考えられる。
　オキシアルキレンの単独重合体又は複数の種類のオキシアルキレンの共重合体におけるオキシエチレン単位の比率は、８５質量％以上であることが好ましく、より好ましくは９０質量％以上である。重合体中のオキシエチレン単位の比率の増大につれて、研磨後のシリコン基板表面に対するパーティクルの付着が抑制される。
　ノニオン性界面活性剤のＨＬＢ（hydrophile-lipophile balance）値は、１７以上であることが好ましく、より好ましくは１８以上である。ノニオン性界面活性剤のＨＬＢ値の増大につれて、研磨後のシリコン基板表面に対するパーティクルの付着が抑制される。
　界面活性剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
　研磨用組成物中における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、より好ましくは０．００１質量％以上である。界面活性剤の含有量の増大につれて、研磨後のシリコン基板表面のヘイズレベルがより減少される。研磨用組成物中の界面活性剤の含有量は０．０５質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．０２質量％以下である。界面活性剤の含有量の減少につれて、研磨後のシリコン基板表面に対するパーティクルの付着が抑制される。
　（その他の成分）
　研磨用組成物は、必要に応じて研磨用組成物に一般に含有されている公知の添加剤、例えば有機酸、有機酸塩、無機酸、無機酸塩、防腐剤、防カビ剤等を更に含有してもよい。例えば、有機酸、有機酸塩、無機酸及び無機酸塩のいずれかを添加した場合には、水溶性高分子との相互作用により、研磨後のシリコン基板表面の親水性を向上させることができる。
　有機酸の具体例としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸等の脂肪酸、安息香酸、フタル酸等の芳香族カルボン酸、クエン酸、シュウ酸、酒石酸、リンゴ酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、有機スルホン酸、有機ホスホン酸等が挙げられる。有機酸塩の具体例としては、これらの有機酸のナトリウム塩及びカリウム塩等のアルカリ金属塩、又はアンモニウム塩が挙げられる。
　無機酸の具体例としては、硫酸、硝酸、塩酸、炭酸等が挙げられる。無機酸塩の具体例としては、これらの無機酸のナトリウム塩及びカリウム塩等のアルカリ金属塩、又はアンモニウム塩が挙げられる。
　有機酸塩及び無機酸塩の中でも、シリコン基板の金属汚染を抑制するという観点から、アンモニウム塩が好ましい。
　有機酸及びその塩、並びに無機酸及びその塩は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
　防腐剤及び防カビ剤の具体例としては、イソチアゾリン系化合物、パラオキシ安息香酸エステル類、フェノキシエタノール等が挙げられる。
　次に、本実施形態の研磨用組成物の製造方法について記載する。
　研磨用組成物は、表面処理水溶性高分子（溶解抑制剤を表面に付加した水溶性高分子）を水に混合して溶解させる工程を経ることにより調製される。また、必要に応じて砥粒等のその他の成分が研磨用組成物には更に混合される。
　水に混合された表面処理水溶性高分子はまず水中に分散する。その後、攪拌操作を行うことによって、分散した表面処理水溶性高分子が加水分解して水溶性高分子と溶解抑制剤を生じ、それらが水に溶解する。その結果、水溶性高分子及び溶解抑制剤が水に溶解された研磨用組成物が得られる。表面処理水溶性高分子の使用量並びに表面処理水溶性高分子中の水溶性高分子の重量平均分子量及び溶解抑制剤の付加量は、最終的に得られる研磨用組成物が上記特定の範囲のＣ／（Ａ×Ｂ）の値を有するように選定される。
　表面処理水溶性高分子は、水に均一に分散させるという観点から粒度の細かいものを用いることが好ましい。具体的には、表面処理水溶性高分子の粒度は１０００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５００μｍ以下であり、最も好ましくは２００μｍ以下である。上記範囲の粒度を有する表面処理水溶性高分子を用いた場合には、表面処理水溶性高分子が均一に水に分散しやすくなることにより、微細な分散体が得られる。
　一方、表面処理水溶性高分子の粒度は１０μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは２０μｍ以上であり、更に好ましくは５０μｍ以上であり、一層好ましくは９０μｍ以上であり、最も好ましくは１２０μｍ以上である。上記範囲の粒度の表面処理水溶性高分子を用いた場合には、研磨後のシリコン基板表面に対するパーティクルの付着がさらに抑制される。
　表面処理水溶性高分子を水に混合した後の攪拌操作は、表面処理水溶性高分子が水に分散された分散体に塩基性化合物を加える等して、分散体を塩基性（例えばｐＨ８以上１２以下）とした後に行うことが好ましい。この場合には、表面処理水溶性高分子から水溶性高分子及び溶解抑制剤への加水分解が促進されて、水溶性高分子を更に好適に溶解させることができる。
　また、表面処理水溶性高分子を均一に水に分散させるとともに、水溶性高分子を均一に水に溶解させるためには、表面処理水溶性高分子の固体粒子を水とできる限り多く接触させることが好ましい。表面処理水溶性高分子の混合速度や溶解時間（すなわち攪拌時間）等の条件を適切に設定することによってそれは可能である。
　表面処理水溶性高分子の混合速度は、水１Ｌにつき１分間に０．０１ｇ以上であることが好ましく、より好ましくは０．１ｇ以上、更に好ましくは１ｇ以上、一層好ましくは５ｇ以上、最も好ましくは１０ｇ以上である。また、表面処理水溶性高分子の混合速度は水１Ｌにつき１分間に１００ｇ以下であることが好ましく、より好ましくは７０ｇ以下、一層好ましくは５０ｇ以下、最も好ましくは３０ｇ以下である。
　溶解時間は１時間以上であることが好ましく、より好ましくは３時間以上、最も好ましくは６時間以上である。また、溶解時間は４８時間以下であることが好ましく、より好ましくは３６時間以下、最も好ましくは２４時間以下である。
　表面処理水溶性高分子と水とを混合するための攪拌機としては、例えば、プロペラ撹拌機、ホモミキサー、ホモジナイザーを用いることができる。プロペラ撹拌機を用いた場合には、回転速度は１００ｒｐｍ以上２０００ｒｐｍ以下であることが好ましい。ホモミキサーやホモジナイザーを用いた場合には、回転速度は１０００ｒｐｍ以上１００００ｒｐｍ以下であることが好ましい。
　次に、半導体基板の製造方法について記載する。
　半導体基板の製造方法は、本実施形態の研磨用組成物を用いてシリコン基板の表面を研磨する工程を有する。シリコン基板の研磨は、シリコン基板の表面に研磨用組成物を供給しながら、同表面に研磨パッドを押し付けてシリコン基板及び研磨パッドを回転させることにより行われる。このとき、研磨パッドとシリコン基板表面との間の摩擦による物理的作用によってシリコン基板の表面は研磨される。研磨用組成物が砥粒を含有する場合には、砥粒とシリコン基板表面との間の摩擦による物理的作用によってもシリコン基板の表面は研磨される。研磨用組成物が塩基性化合物を含有する場合には、上記物理的作用に加えて、塩基性化合物による化学的作用によってもシリコン基板の表面は研磨される。
　以上詳述した本実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
　（１）研磨用組成物は、固体原料である水溶性高分子と、水溶性高分子の水溶解速度を減少する働きをする溶解抑制剤と、水とを含有する。水溶性高分子の重量平均分子量をＡ、研磨用組成物中の水溶性高分子の含有量［質量％］をＢ、研磨用組成物中の溶解抑制剤の含有量［質量ｐｐｍ］をＣとしたときに、Ｃ／（Ａ×Ｂ）の値は７０×１０－３以下である。これにより、研磨後のシリコン基板表面に対するパーティクルの付着を抑制することができる。
　（２）研磨用組成物中の溶解抑制剤の含有量が８０質量ｐｐｍ以下である場合には、溶解抑制剤に起因するパーティクルの付着が抑制される。したがって、研磨後のシリコン基板表面に対するパーティクルの付着を更に抑制することができる。
　（３）水溶性高分子の重量平均分子量が１００００００以下である場合には、研磨後のシリコン基板表面のヘイズレベルを低減させることができる。
　（４）シリコン基板を研磨する用途、特にシリコン基板を最終研磨する用途に研磨用組成物を用いられることで、品質の安定したシリコン基板を得ることが容易となる。
　（５）半導体基板の製造方法は、上記研磨用組成物を用いてシリコン基板を研磨する工程を含む。これにより、品質の安定したシリコン基板が形成され、同シリコン基板から高品質の半導体基板を製造することができる。
　なお、前記実施形態は次のように変更されてもよい。
　・　前記実施形態の研磨用組成物は、一剤型であってもよいし、二剤型を始めとする多剤型であってもよい。
　・　前記実施形態の研磨用組成物は、製造時及び販売時には濃縮された状態であってもよい。すなわち、前記実施形態の研磨用組成物は、研磨用組成物の原液の形態で製造及び販売されてもよい。
　・　前記実施形態の研磨用組成物は、研磨用組成物の原液を水で希釈することにより調製されてもよい。この場合の希釈倍率は、好ましくは２倍以上であり、より好ましくは５倍以上であり、更に好ましくは１０倍以上である。上記希釈倍率が増大するにつれて、研磨用組成物の原液の輸送コストが安価になるとともに、保管場所を節約することができる。上記希釈倍率は、好ましくは１００倍以下であり、より好ましくは５０倍以下であり、更に好ましくは４０倍以下である。上記希釈倍率が減少するにつれて、研磨用組成物の原液の安定性が向上する。
　・　前記実施形態の研磨用組成物に含有される各成分は研磨用組成物の製造の直前にフィルターによりろ過されてもよい。前記実施形態の研磨用組成物は、使用の直前にフィルターによりろ過されてもよい。ろ過処理が施されることによって、研磨用組成物中の粗大異物が取り除かれて研磨用組成物の品質が向上する。
　上記ろ過処理に用いるフィルターの材質及び構造は特に限定されるものではない。フィルターの材質としては、例えば、セルロース、ナイロン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリカーボネート、ガラス等が挙げられる。フィルターの構造としては、例えばデプスフィルター、プリーツフィルター、メンブレンフィルター等が挙げられる。
　・　前記実施形態の研磨用組成物を用いてシリコン基板を研磨するときに使用される研磨パッドは、特に限定されない。例えば、不織布タイプ、スウェードタイプ、砥粒を含むタイプ、砥粒を含まないタイプのいずれの研磨パッドを用いてもよい。
　・　前記実施形態の研磨用組成物を用いてシリコン基板を研磨する際、一度研磨に使用された研磨用組成物を回収して、シリコン基板の研磨に再び使用してもよい。研磨用組成物を再使用する方法としては、例えば、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いったん回収し、タンク内から再度研磨装置内へ循環させて使用する方法が挙げられる。研磨用組成物を再使用することで、廃液として処理される研磨用組成物の量が減るとともに、研磨用組成物の使用量が減る。このことは、環境負荷を低減できる点、及びシリコン基板の研磨にかかるコストを抑制できる点において有用である。
　研磨用組成物を再使用すると、水溶性高分子等の各成分が研磨により消費されて損失する。このため、水溶性高分子等の各成分の減少分を研磨用組成物に補充することが好ましい。補充する成分は、個別に研磨用組成物に添加してもよいし、タンクの大きさや研磨条件等に応じて、二以上の成分を任意の濃度で含んだ混合物として研磨用組成物に添加してもよい。再使用される研磨用組成物に対して各成分の減少分を補充することにより、研磨用組成物の組成が維持されて、研磨用組成物の機能を持続的に発揮させることができる。
　・　前記実施形態の研磨用組成物は、シリコン基板を研磨する以外の用途で使用されてもよい。例えば、ステンレス鋼などの金属、プラスチック、ガラス、及びサファイア等からなる研磨製品を得るために用いてもよい。
　次に、前記実施形態から把握できる技術的思想について記載する。
　（イ）固体原料である水溶性高分子の表面に溶解抑制剤を付加して、水溶解速度を低減させた表面処理水溶性高分子と、水とを配合してなり、前記水溶性高分子と前記溶解抑制剤と含有する研磨用組成物。
　ヒドロキシエチルセルロース（水溶性高分子）の表面にシュウ酸ジアルデヒド（溶解抑制剤）を付加した表面処理水溶性高分子をイオン交換水に、表１に示す条件で混合することにより、ヒドロキシエチルセルロース及びシュウ酸ジアルデヒドを含有する実施例１～４５及び比較例１の混合液を調製した。使用した表面処理水溶性高分子は、ヒドロキシエチルセルロースの重量平均分子量、及びシュウ酸ジアルデヒドの付加量が様々であった。また、ヒドロキシエチルセルロースをそのままイオン交換水に、表１に示す条件で混合することにより、ヒドロキシエチルセルロースを含有する比較例２の混合液を調製した。
　次に、上記各混合液に、平均一次粒子径３５ｎｍのコロイダルシリカ（砥粒）と、アンモニア（塩基性化合物）と、イオン交換水とを混合して、実施例１～４５及び比較例１～２の研磨用組成物を調製した。各研磨用組成物の共通組成を表２に示す。また、各研磨用組成物中のヒドロキシエチルセルロース及びシュウ酸ジアルデヒドの含有量、並びに各研磨用組成物中のヒドロキシエチルセルロースの重量平均分子量を表４に示す。研磨用組成物中のシュウ酸ジアルデヒドの含有量は、高速液体クロマトグラフィを用いて測定した。研磨用組成物中のヒドロキシエチルセルロースの含有量は、表面処理水溶性高分子の使用量と研磨用組成物中のシュウ酸ジアルデヒドの含有量とに基づいて算出した。
　次に、各研磨用組成物を用いて、予備研磨後のシリコン基板の表面を表３に記載の条件で最終研磨した。使用したシリコン基板は、直径が３００ｍｍ、伝導型がＰ型、結晶方位が＜１００＞、抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以上１００Ω・ｃｍ以下であって、株式会社フジミインコーポレーテッド製の研磨スラリー（商品名ＧＬＡＮＺＯＸ　１１０３）を用いて予備研磨したものであった。そして、各研磨用組成物を用いて最終研磨された後のシリコン基板について、パーティクル及びヘイズレベルの評価を行った。
　（パーティクルの評価）
　ケーエルエー・テンコール社製のウェーハ検査装置“Surfscan SP2”を用いて、研磨後のシリコン基板表面に存在する３７ｎｍ以上の大きさのパーティクルの個数を計測した。その結果を表４の“パーティクル”欄に示す。表４の“パーティクル”欄に示した“Ａ”は、パーティクルの個数が１００個未満、“Ｂ”は１００個以上１２０個未満、“Ｃ”は１２０個以上１４０個未満、“Ｄ”は１４０個以上１６０個未満、“Ｅ”は１６０個以上２００個未満、“Ｆ”は２００個以上３００個未満、“Ｇ”は３００個以上であったことを表す。
　（ヘイズレベルの評価）
　ケーエルエー・テンコール社製のウェーハ検査装置“Surfscan SP2”を用いて、同装置のＤＷＯモードで研磨後のシリコン基板表面を計測したときに得られる測定値に基づいて同表面のヘイズレベルを評価した。その結果を表４の“ヘイズレベル”欄に示す。表４の“ヘイズレベル”欄に示した“Ａ”は、測定値が０．１１ｐｐｍ未満、“Ｂ”は０．１１ｐｐｍ以上０．１２ｐｐｍ未満、“Ｃ”は０．１２ｐｐｍ以上０．１３ｐｐｍ未満であったことを表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４に示すように、水溶性高分子及び溶解抑制剤を含有する実施例１～４５及び比較例１の研磨用組成物を用いた場合には、溶解抑制剤を含有しない比較例２の研磨用組成物を用いた場合と比較して、計測されたパーティクルの数が少なかった。また、Ｃ／（Ａ×Ｂ）の値が７０×１０－３以下である実施例１～４５の研磨用組成物を用いた場合には、Ｃ／（Ａ×Ｂ）の値が７０×１０－３を超える比較例１の研磨用組成物を用いた場合と比較して、計測されたパーティクルの数が更に少なかった。この結果から、水溶性高分子の重量平均分子量（Ａ）、水溶性高分子の含有量（Ｂ）、及び溶解抑制剤の含有量（Ｃ）が特定の関係を満たすように研磨用組成物を調製することは、研磨後のシリコン基板表面に対するパーティクルの付着を抑制するのに有効であると示唆される。

Claims (7)

  1. 　固体原料である水溶性高分子と、前記水溶性高分子の水溶解度を減少する働きをする溶解抑制剤と、水とを含有し、
    　前記水溶性高分子の重量平均分子量をＡ、研磨用組成物中の前記水溶性高分子の含有量［質量％］をＢ、研磨用組成物中の前記溶解抑制剤の含有量［質量ｐｐｍ］をＣとしたときに、Ｃ／（Ａ×Ｂ）の値が７０×１０－３以下であることを特徴とする研磨用組成物。
  2. 　研磨用組成物中の前記溶解抑制剤の含有量が８０質量ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の研磨用組成物。
  3. 　前記水溶性高分子の重量平均分子量が１００００００以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の研磨用組成物。
  4. 　シリコン基板を研磨する用途に用いられる請求項１～３のいずれか一項に記載の研磨用組成物。
  5. 　シリコン基板を最終研磨する用途に用いられる請求項４に記載の研磨用組成物。
  6. 　請求項１～５のいずれか一項に記載の研磨用組成物の製造方法であって、
    　前記水溶性高分子の表面に前記溶解抑制剤を付加した表面処理水溶性高分子を水に混合して溶解させる工程を有することを特徴とする研磨用組成物の製造方法。
  7. 　請求項１～５のいずれか一項に記載の研磨用組成物を用いてシリコン基板を研磨する工程を含むことを特徴とする半導体基板の製造方法。
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