(57)【要約】側鎖又は末端に複素環を有する合成水溶性高分子を０．０００１質量％以上と、塩基性化合物と、水とを含有するエッジ研磨用組成物を開示する。エッジ研磨用組成物中の合成水溶性高分子は、ポリオキシエチレン換算で１，０００以上の重量平均分子量を有することが好ましい。合成水溶性高分子の複素環は、ラクタム環又はテトラヒドロフラン環であることが好ましい。好ましい合成水溶性高分子の例としては、ポリビニルピロリドン、ポリビニルカプロラクタム、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、及びトリオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタンが挙げられる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
側鎖又は末端に複素環を有する合成水溶性高分子を０．０００１質量％以上と、
塩基性化合物と、
水と
を含有するエッジ研磨用組成物。
【請求項２】
前記合成水溶性高分子は、ポリオキシエチレン換算で１，０００以上の重量平均分子量を有する、請求項１に記載のエッジ研磨用組成物。
【請求項３】
前記複素環はラクタム環又はテトラヒドロフラン環である、請求項１又は２に記載のエッジ研磨用組成物。
【請求項４】
前記合成水溶性高分子は、ポリビニルピロリドン、ポリビニルカプロラクタム、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、及びトリオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタンから選ばれる少なくとも一種である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のエッジ研磨用組成物。
【請求項５】
さらに砥粒を含む請求項１〜４のいずれか一項に記載のエッジ研磨用組成物。
【請求項６】
さらにキレート剤を含む請求項１〜５のいずれか一項に記載のエッジ研磨用組成物。
【請求項７】
さらに濡れ剤を含む請求項１〜６のいずれか一項に記載のエッジ研磨用組成物。
【請求項８】
前記エッジ研磨用組成物は少なくとも第１剤と第２剤を混合することにより調製され、前記第１剤は、前記合成水溶性高分子及び前記塩基性化合物のうちの一方と水とを少なくとも含有し、前記第２剤は、前記合成水溶性高分子及び前記塩基性化合物のうちの他方と水とを少なくとも含有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のエッジ用研磨用組成物。
【請求項９】
前記エッジ研磨用組成物は、前記合成水溶性高分子及び前記塩基性化合物を少なくとも含有したエッジ研磨用組成物原液を水希釈することにより調製される、請求項１〜７のいずれか一項に記載のエッジ研磨用組成物。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のエッジ研磨用組成物の調製方法であって、
前記合成水溶性高分子及び前記塩基性化合物のうちの一方と水とを少なくとも含有する第１剤と、前記合成水溶性高分子及び前記塩基性化合物のうちの他方と水とを少なくとも含有する第２剤とを混合する工程を含む、エッジ研磨用組成物の調製方法。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のエッジ研磨用組成物を調製するために互いに混合して使用される第１剤と第２剤の組み合わせであって、前記第１剤は、前記合成水溶性高分子及び前記塩基性化合物のうちの一方と水とを少なくとも含有し、前記第２剤は、前記合成水溶性高分子及び前記塩基性化合物のうちの他方と水とを少なくとも含有する、第１剤と第２剤の組み合わせ。
【請求項１２】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のエッジ研磨用組成物の調製方法であって、
前記合成水溶性高分子及び前記塩基性化合物を少なくとも含有したエッジ研磨用組成物原液を水希釈する工程を含む、エッジ研磨用組成物の調製方法。
【請求項１３】
側鎖又は末端に複素環を有する合成水溶性高分子と、塩基性化合物とを少なくとも含有し、水希釈により請求項１〜７のいずれか一項に記載のエッジ研磨用組成物を調製するために用いられるエッジ研磨用組成物原液。
【請求項１４】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のエッジ研磨用組成物を用いて基板のエッジを研磨する方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法を用いて基板のエッジを研磨する工程を含む、基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハなどの基板のエッジを研磨する用途で主に使用されるエッジ研磨用組成物、及びその研磨用組成物を用いた基板のエッジ研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板の製造プロセスでは、インゴットをスライスして得られる基板の表面をラッピングにより成形する。スライスやラッピングにより基板表面に生じたダメージ層をエッチングにより除去した後、基板のエッジに割れや欠け、チッピングが発生するのを防止してエッジからのパーティクルの発生を抑制する目的、及びエピタキシャル成長時のエッジクラウンの発生を抑制する目的で、基板のエッジを面取りしてさらに研磨することが一般に行われている。エッジクラウンとは、基板上にエピタキシャル層を成長させたときに、基板の中心部よりも基板の周辺部でエピタキシャル層が盛り上がって形成される現象をいう。【０００３】
エッジ研磨の後には、基板表面を鏡面に仕上げるために基板表面に対して一次研磨、二次研磨、及び仕上げ研磨を行うことが一般的である。場合によっては、二次研磨が省略されることや、二次研磨と仕上げ研磨の間にさらに別の研磨工程が追加されることもある。【０００４】
エッジ研磨は一般に、高い研磨速度を実現するために塩基性化合物を含んだエッジ研磨用組成物を用いて行われる（例えば、特許文献１及び２参照）。しかしながら、塩基性化合物は、過剰なエッチングによって基板のエッジや表面に荒れを生じさせることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１５８３２９号公報
【特許文献２】特開２００６−１１４７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の主な目的は、高い研磨速度を実現できることに加えて、塩基性化合物が原因で基板のエッジや表面に生じる荒れを抑制することができるエッジ研磨用組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発明者らは、基板のエッジや表面の荒れの抑制に有用な物質の検討を重ねた。その結果、基板のエッジや表面に吸着する物質をエッジ研磨用組成物中に含有させることで、基板のエッジや表面の荒れが抑制されることが分かった。その一方で、基板のエッジや表面に吸着する物質をエッジ研磨用組成物中に含有させると、基板のエッジに対する塩基性化合物のエッチング作用が弱まる結果、エッジの研磨速度が低下することも分かった。しかし、側鎖又は末端に複素環（pendant or terminal heterocyclic ring）を有する合成水溶性高分子をエッジ研磨用組成物中に含有させた場合には、基板のエッジの研磨速度が低下することなく、基板のエッジや表面の荒れが抑制されることを実験的に見出し、本発明に到達した。【０００８】
すなわち、上記の目的を達成するために、本発明の一態様では、側鎖又は末端に複素環を有する合成水溶性高分子を０．０００１質量％以上と、塩基性化合物と、水とを含有するエッジ研磨用組成物を提供する。【０００９】
また、本発明の別の態様では、前記一態様のエッジ研磨用組成物を用いて基板のエッジを研磨する研磨方法と、その研磨方法を用いて基板のエッジを研磨する工程を含む基板の製造方法とが提供される。【００１０】
本発明のさらに別の態様では、前記一態様のエッジ研磨用組成物を調製するための調製方法と、その調製方法で使用される第１剤と第２剤の組み合わせ並びにエッジ研磨用組成物原液を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高い研磨速度を実現できることに加えて、塩基性化合物が原因で基板のエッジや表面に生じる荒れを抑制することができるエッジ研磨用組成物が提供される。また、基板のエッジを高い研磨速度で研磨できることに加えて、エッジや表面に荒れの少ない基板を短時間で得ることができるエッジ研磨方法及び基板の製造方法が提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を説明する。
【００１３】
本実施形態のエッジ研磨用組成物は、側鎖又は末端に複素環を有する合成水溶性高分子と、塩基性化合物と、水とを含有する。
【００１４】
＜側鎖又は末端に複素環を有する合成水溶性高分子＞
本明細書中、「合成水溶性高分子」とは、セルロース誘導体やデンプンなどの天然由来の水溶性高分子ではないことを意味する。天然由来の水溶性高分子は構造や分子量が原料に左右されるため、所望とする構造及び分子量のものを得にくい。それと比べて、合成水溶性高分子は構造及び分子量のコントロールが容易である。
【００１５】
側鎖又は末端に複素環を有する合成水溶性高分子は、基板のエッジや表面に吸着する作用を有し、基板のエッジや表面がエッジ研磨用組成物中の塩基性化合物によって過剰なエッチングを受けるのを防ぐ。その結果、基板のエッジや表面に荒れが生じるのが抑制される。
【００１６】
エッジ研磨用組成物中の合成水溶性高分子が有する複素環とは、例えば、ペントース、ヘキソース等の単糖類、ピロリジン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロチオフェン、アゾール、フラン、チオフェン、ピペリジン、テトラヒドロピラン、テトラヒドロチオピラン、ピリジン、ヘキサメチレンイミン、ヘキサメチレンオキシド、ヘキサメチレンスルフィド、アザトロピリデンオキシシクロヘプタトリエン、チオトロピリデン、ピラゾール、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、γ-ラクタム、δ-ラクタム、ε−カプロラクタム等のラクタム等の複素環化合物に由来するものである。この中でも、テトラヒドロフラン環、テトラヒドロピラン環、ヘキサメチレンオキシド環、γ-ラクタム環、δ-ラクタム環、ε−カプロラクタム環が好ましい。
【００１７】
側鎖又は末端に複素環を有する合成水溶性高分子は、カチオン性、ノニオン性、アニオン性のいずれであってもよい。また、複素環を有するモノマーを繰り返し単位として含む単独重合体又は共重合体であってもよいし、あるいは、複素環を有しないモノマーを繰り返し単位として含む単独重合体又は共重合体と複素環を有する化合物との付加反応物であってもよい。特に限定されないが、より具体的には、ポリアルキレン又はポリオキシアルキレンのいずれか一方を含む単独重合体又は共重合体であることが好ましい。
【００１８】
側鎖又は末端に複素環を有する合成水溶性高分子の具体例としては、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノパルチミ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、トリステアリ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ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、ポリビニルイミダゾール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルカプロラクタム、ポリビニルピペリドン等が挙げられる。この中でも特に好ましいのは、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノパルチミ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、トリステアリ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ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、ポリビニルピロリドン、ポリビニルカプロラクタム、及びポリビニルピペリドンである。
【００１９】
エッジ研磨用組成物中の合成水溶性高分子の含有量は、０．０００１質量％以上であることが必須であり、０．０００３質量％以上であることが好ましい。この含有量が０．０００１質量％よりも少ないと、基板のエッジや表面の荒れを抑制する効果が十分に発揮されない。
【００２０】
また、エッジ研磨用組成物中の合成水溶性高分子の含有量は、高い研磨速度を実現するためには、０．００１５質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．００１２質量％以下であり、さらに好ましくは０．００１質量％以下である。この含有量が少なくなるにつれて、エッジ研磨用組成物の研磨速度が向上する。
【００２１】
エッジ研磨用組成物中の合成水溶性高分子のポリオキシエチレン換算重量平均分子量は、１，０００以上であることが好ましく、より好ましくは８，０００以上である。この重量平均分子量が大きくなるにつれて、基板のエッジや表面の荒れを抑制する効果が向上する。
【００２２】
また、エッジ研磨用組成物中の合成水溶性高分子のポリオキシエチレン換算重量平均分子量は、１，２００，０００以下であることが好ましく、より好ましくは９００，０００以下である。この重量平均分子量が小さくなるにつれて、エッジ研磨用組成物の分散安定性が向上する。
【００２３】
＜塩基性化合物＞
エッジ研磨用組成物中に含まれる塩基性化合物は、基板のエッジをエッチングする作用を有し、半導体基板を化学的に研磨する。
【００２４】
塩基性化合物の具体例としては、アンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、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、炭酸テトラメチルアンモニウム、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、グアニジン、グアニジン炭酸塩、グアニジン塩酸塩、アミノグアニジン、アミノグアニジン炭酸塩、アミノグアニジン塩酸塩、ビグアニド、ビグアニド炭酸塩、ビグアニド塩酸塩、グアニジンのスルファミン酸塩、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、イミダゾール、及びイミダゾール誘導体があげられる。イミダゾール誘導体は、例えば、イミダゾール環の１位の窒素原子、２位の炭素原子、４位の炭素原子、及び５位の炭素原子に結合している水素原子のうちの少なくとも一つがメチル基及びエチル基などのアルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、又はアミノ基によって置き換えられたものであってもよい。エッジ研磨用組成物による基板の金属汚染を抑えるという目的では、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア、炭酸水素アンモニウム、又は炭酸アンモニウムを用いることが好ましい。これらの塩基性化合物は１種を単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２５】
エッジ研磨用組成物中の塩基性化合物の含有量は、０．１質量％以上であることが好ましく、より好ましくは０．２５質量％以上であり、さらに好ましくは０．５質量％以上である。この含有量が多くなるにつれて、エッジ研磨用組成物の研磨速度が向上する。
【００２６】
また、エッジ研磨用組成物中の塩基性化合物の含有量は、１０．０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは６．０質量％以下である。この含有量が少なくなるにつれて、エッジ研磨用組成物の分散安定性が向上する。
【００２７】
＜水＞
エッジ研磨用組成物中に含まれる水は、エッジ研磨用組成物中の他の成分を溶解または分散させる働きをする。水は、他の成分の作用を阻害する不純物をできるだけ含有しないことが好ましい。具体的には、イオン交換樹脂を使って不純物イオンを除去した後にフィルタを通して異物を除去したイオン交換水、あるいは純水、超純水又は蒸留水が好ましい。
【００２８】
＜砥粒＞
エッジ研磨用組成物は砥粒をさらに含有してもよい。砥粒は、基板のエッジを機械的に研磨する働きをする。
【００２９】
エッジ研磨用組成物中に用いることのできる砥粒の例としては、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、アルミナ、セリア、ジルコニア、ダイヤモンド、炭化ホウ素、窒化ホウ素などが挙げられる。中でも二酸化ケイ素を用いた場合には、基板のエッジや表面に傷を生じにくいため好ましい。二酸化ケイ素砥粒の例としては、コロイダルシリカ、フュームドシリカ、ゾルゲル法シリカ等が挙げられる。砥粒は１種を単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３０】
エッジ研磨用組成物中の砥粒の含有量は、１質量％以上であることが好ましく、より好ましくは１．５質量％以上である。この含有量が多くなるにつれて、エッジ研磨用組成物の研磨速度が向上する。
【００３１】
また、エッジ研磨用組成物中の砥粒の含有量は、６０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは４０質量％以下である。この含有量が少なくなるにつれて、エッジ研磨用組成物の分散安定性が向上する。
【００３２】
＜キレート剤＞
エッジ研磨用組成物は、キレート剤をさらに含有してもよい。キレート剤を含有する場合、エッジ研磨用組成物による基板の金属汚染を抑えることができる。
【００３３】
エッジ研磨用組成物中に用いることのできるキレート剤の例としては、例えば、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、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及びトリエチレンテトラミン六酢酸ナトリウム、ジアミノプロパノール四酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸が挙げられる。有機ホスホン酸系キレート剤の例としては、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、及びα−メチルホスホノコハク酸が挙げられる。中でも好ましいキレート剤は、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）、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であり、最も好ましいのはエチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホン酸）、トリエチレンテトラミン六酢酸である。キレート剤は１種を単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３４】
＜濡れ剤＞
エッジ研磨用組成物は、濡れ剤をさらに含有してもよい。濡れ剤は、基板のエッジや表面の親水性（濡れ性）を高める作用を有する。基板のエッジや表面の親水性が低い場合、研磨用組成物中の成分、特に塩基性化合物が基板のエッジや表面に対して不均一に作用し、その結果、基板のエッジや表面に荒れが生じる場合がある。また、基板のエッジや表面の親水性が低い場合、エッジ研磨後の基板上にエッジ研磨用組成物が残留しやすく、洗浄性が悪くなる場合がある。
【００３５】
エッジ研磨用組成物中に用いることのできる濡れ剤の例としては、水溶性高分子やアルコール類のように水酸基を有する物質が挙げられるがこの限りではない。濡れ剤として用いることのできる水溶性高分子の例としては、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、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、デンプン、シクロデキストリン、トレハロース、プルラン等の多糖類、ポリビニルアルコール等のビニルポリマー、ポリアクリルアミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸メチル、ポリオキシアルキレン単重合体、ポリオキシアルキレン共重合体等が挙げられる。また、濡れ剤として用いることのできるアルコール類の例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノールなどの炭素数１〜６の直鎖または分岐鎖状の脂肪族飽和アルコール、グリセリン等が挙げられる。濡れ剤は１種を単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３６】
濡れ剤として使用する水溶性高分子のエッジ研磨用組成物中の含有量は、０．００１質量％以上であることが好ましく、より好ましくは０．０１質量％以上である。この含有量が多くなるにつれて、エッジ研磨用組成物によって基板のエッジや表面の親水性を十分に高めることが容易になる。
【００３７】
また、濡れ剤として使用する水溶性高分子のエッジ研磨用組成物中の含有量は、１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％である。この含有量が少なくなるにつれて、エッジ研磨用組成物の分散安定性が向上する。また、エッジ研磨用組成物の研磨速度も向上する。
【００３８】
濡れ剤として使用するアルコール類のエッジ研磨用組成物中の含有量は、０．００５質量％以上であることが好ましく、より好ましくは０．０２質量％以上である。この含有量が多くなるにつれて、エッジ研磨用組成物によって基板のエッジや表面の親水性を十分に高めることが容易になる。
【００３９】
また、濡れ剤として使用するアルコール類のエッジ研磨用組成物中の含有量は、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、さらに好ましくは０．０４質量％以下である。この含有量が少なくなるにつれて、エッジ研磨用組成物の分散安定性が向上する。
【００４０】
エッジ研磨用組成物のｐＨは、９．０〜１３．０であることが好ましく、より好ましくは９．５〜１１．４である。エッジ研磨用組成物のｐＨを上記の範囲とした場合、実用上特に好適なレベルの研磨速度を得ることが容易である。所望とするｐＨを得るためにはｐＨ調整剤を用いてもよい。先に説明した塩基性化合物をｐＨ調整剤として使用することも可能である。
【００４１】
エッジ研磨用組成物は、防腐剤、殺菌剤、界面活性剤、分散剤、消泡剤のような公知の添加剤を必要に応じてさらに含有してもよい。
【００４２】
本実施形態のエッジ研磨用組成物を用いて基板のエッジを研磨した場合には、基板のエッジや表面に荒れが生じるのを抑制することができ、その結果、荒れの少ない高精度のエッジ及び表面を有する基板を得ることができる。
【００４３】
本実施形態のエッジ研磨用組成物を用いることで、高い研磨速度を実現できることに加えて、基板のエッジや表面に荒れが生じるのを抑制できる理由は明確には解明されていない。ただし、次のように推測される。すなわち、基板のエッジや表面に荒れが生じるのを抑制できる理由は、側鎖又は末端に複素環を有する合成水溶性高分子が基板のエッジや表面に吸着し、塩基性化合物による過剰なエッチングから基板のエッジや表面を保護するためと考えられる。その一方で高い研磨速度を実現できる理由は、基板のエッジに吸着した合成水溶性高分子が、エッジ研磨時にエッジに加わる物理的な力によって容易にエッジから離れることにより、塩基性化合物によるエッチング作用が過度には妨げられないためと考えられる。
【００４４】
本実施形態のエッジ研磨用組成物を用いてエッジ研磨される基板とは、特に限定されないが、例えば半導体基板や磁性体基板であり、より具体的には、シリコン基板、ＳｉＯ２基板、ＳＯＩ基板、窒化シリコン基板、プラスチック基板、ガラス基板、石英基板、アルミニウム基板等である。その中でも特に、エッジ及び表面の高い平滑性及び清浄性が要求されるシリコンウェーハに対して本実施形態のエッジ研磨用組成物を適用することが好ましい。
【００４５】
単結晶基板の場合、単結晶の方位を表す目的で基板のエッジにノッチ又はオリエンテーションフラットが設けられていることがある。ノッチはエッジの一部を削ることにより形成される。ノッチの断面形状はＵ字状又はＶ字状が一般的である。オリエンテーションフラットは、基板の一部を半月状に切断することにより形成される。一般に、ノッチ又はオリエンテーションフラットを有する基板を研磨用組成物を用いて研磨しているときには、エッジの他の部分に比べてノッチ又はオリエンテーションフラットの部分に研磨用組成物が付着しやすい。そのため、ノッチ又はオリエンテーションフラットの部分には特に荒れが生じやすい。しかし、本実施形態のエッジ研磨用組成物を使用した場合には、ノッチ又はオリエンテーションフラットの部分に生じる荒れも抑制することができ、エッジの他の部分と遜色ない仕上がりとなる。
【００４６】
本実施形態のエッジ研磨用組成物は、一般的な基板エッジ研磨で通常に用いられるのと同じ装置及び条件で使用することができる。一般的には、基板を保持具によって保持し、基板表面に対して垂直又は斜めに配置した研磨パッドを基板のエッジに押し付けた状態で、エッジ研磨用組成物を研磨パッドに供給しながら、基板及び研磨パッドをエッジの円周方向に回転させる。このとき、研磨パッド及びエッジ研磨用組成物中の砥粒が基板のエッジに摩擦することによる物理的作用と、エッジ研磨用組成物中の塩基性化合物が基板のエッジに与える化学的作用とによって基板のエッジは研磨される。
【００４７】
本実施形態のエッジ研磨用組成物は、一般的な基板製造方法の研磨工程で通常に用いられるのと同じ装置及び条件で使用することができる。
【００４８】
研磨パッドが基板のエッジに与える荷重、すなわち研磨荷重を高くするほど、研磨速度が上昇する。本実施形態のエッジ研磨用組成物を用いて基板のエッジを研磨するときの研磨荷重は特に限定されないが、実用上十分な研磨速度を得るためには、６ｋｇｆ（約５９Ｎ）以上であることが好ましく、より好ましくは９ｋｇｆ（約８８Ｎ）以上である。また、研磨後に破損のない基板を得るためには、研磨荷重は、１６ｋｇｆ（約１５７Ｎ）以下であることが好ましく、より好ましくは１２ｋｇｆ（約１１８Ｎ）以下である。
【００４９】
研磨パッドの回転数を大きくするほど、基板のエッジに加わる摩擦力が大きくなるため、基板のエッジはより強く機械的な研磨作用を受ける。また、摩擦熱が大きくなるために、塩基性化合物によるエッチング作用が増大する結果、基板のエッジはより強く化学的な研磨作用も受ける。本実施形態のエッジ研磨用組成物を用いて基板のエッジを研磨するときの研磨パッドの回転数は特に限定されないが、実用上十分な研磨速度を得るためには、４００ｒｐｍ以上であることが好ましく、より好ましくは６００ｒｐｍ以上である。また、研磨後に破損のない基板を得るためには、研磨パッドの回転数は、１，０００ｒｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは８００ｒｐｍ以下である。
【００５０】
前記実施形態のエッジ研磨用組成物を用いて基板のエッジを研磨するときには、不織布タイプ、スウェードタイプなどのいずれの種類の研磨パッドを使用してもよい。使用する研磨パッドは、砥粒を含むものであっても砥粒を含まないものであってもよい。
【００５１】
エッジ研磨用組成物は、基板のエッジの研磨に一度使用したら廃棄するいわゆるかけ流しで使用してもよい。あるいは、基板のエッジの研磨に使用したエッジ研磨用組成物は、回収して再利用（循環使用）してもよい。より具体的には、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、タンク内から再び研磨装置へと供給するようにしてもよい。この場合、使用済みの研磨用組成物を廃液として処理する必要が減るため、環境負荷を低減及びコストの低減が可能である。
【００５２】
エッジ研磨用組成物を循環使用する場合には、基板のエッジの研磨に使用されることにより消費したり損失したりした研磨用組成物中の構成成分のうち少なくともいずれかの減少分の補充を行うようにしてもよい。
【００５３】
また、エッジ研磨用組成物を循環使用する場合には、ｐＨ調整剤を適宜に補充してエッジ研磨用組成物のｐＨを所定の範囲内、好ましくは９．０〜１３．０、より好ましくは９．５〜１１．４の範囲内に保つようにしてもよい。
【００５４】
前記実施形態のエッジ研磨用組成物は、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。例えば、エッジ研磨用組成物は少なくとも第１剤と第２剤を互いに混合することにより調製してもよい。第１剤は、側鎖又は末端に複素環を有する合成水溶性高分子及び塩基性化合物のうちの一方と水とを少なくとも含有し、第２剤は、側鎖又は末端に複素環を有する合成水溶性高分子及び塩基性化合物のうちの他方と水とを少なくとも含有してもよい。より具体的には、エッジ研磨用組成物は、側鎖又は末端に複素環を有する合成水溶性高分子、塩基性化合物及び水を少なくとも含有した第１剤と、砥粒及び水を少なくとも含有した第２剤とを混合することにより調製されてもよい。この場合、第２剤中で砥粒を安定した状態で保存できる。あるいは、塩基性化合物、砥粒及び水を少なくとも含有した第１剤と、側鎖又は末端に複素環を有する合成水溶性高分子及び水を少なくとも含有した第２剤とを混合することによりエッジ研磨用組成物を調製してもよい。この場合、第２剤中で合成水溶性高分子を分解が抑えられた状態で保存できる。第１剤と第２剤を同じ研磨装置に別々に供給し、研磨装置内で第１剤と第２剤が混合することによりエッジ研磨用組成物が調製されるようにしてもよい。
【００５５】
前記実施形態のエッジ研磨用組成物は、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、前記実施形態のエッジ研磨用組成物は、エッジ研磨用組成物と比べて水の含有量が少ない原液の形で製造及び販売してもよい。この場合、エッジ研磨用組成物は、原液を水希釈することにより調製される。希釈に使用する水は一般にどこでも入手が可能であるため、容積の小さい原液の形態で運搬及び貯蔵を行うことで、運搬コスト及び貯蔵コストを低減することができる。
【００５６】
原液の濃縮倍率は特に限定されないが、２倍以上であることが好ましく、１０倍以上であることがより好ましく、２０倍以上であることがさらに好ましい。ここでいう、濃縮倍率とは、原液の総容積に対する、その原液から水希釈により調製されるエッジ研磨用組成物の総容積の比率をいう。
【００５７】
エッジ研磨用組成物の原液中の側鎖又は末端に複素環を有する合成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、さらに好ましくは０．００６質量％以上である。また、この含有量は０．０２質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．０１５質量％以下である。この場合、所定の希釈率で原液を水希釈することにより、合成水溶性高分子を適当な濃度で含有したエッジ研磨用組成物を得ることができる。
【００５８】
前記実施形態のエッジ研磨用組成物は、原液を希釈して調製後に常温で２４時間以上保管してもよい。安定性に優れるエッジ研磨用組成物の場合、長期間にわたって使用することにより、一定の研磨条件を維持することができる。ただし一般的には、調製後の保管は常温で２４時間以内が実用上好ましい。
【００５９】
次に、本発明の実施例及び比較例を説明する。
【００６０】
側鎖又は末端に複素環を有する合成水溶性高分子又はそれに代わる物質、塩基性化合物、砥粒、キレート剤及び濡れ剤の一部又は全部をイオン交換水に混合して実施例１〜３０及び比較例１〜２６のエッジ研磨用組成物を調製した。実施例１〜３０及び比較例１〜２６の各エッジ研磨用組成物中の成分の詳細を表１に示す。なお、表１中の“側鎖又は末端に複素環を有する合成水溶性高分子又はそれに代わる物質”欄内の“平均分子量”欄には、ポリオキシエチレン換算重量平均分子量の値を示す。
【００６１】
伝導型がＰ型、結晶方位が＜１００＞、抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以上１００Ω・ｃｍ未満で縦３ｃｍ×横１ｃｍの大きさのシリコンウェーハを、実施例１〜３０及び比較例１〜２６の各エッジ研磨用組成物中に室温で２４時間浸漬し、浸漬後のシリコンウェーハの表面に荒れが生じているかどうかを目視によって調べた。表１の“評価”欄内の“表面荒れ”欄には、荒れが全く認められなかったものを“Ａ”、荒れがほとんど認められなかったものを“Ｂ”、荒れが認められたものは“Ｃ”と評価した結果を示す。
【００６２】
実施例１〜３０及び比較例１〜２６の各エッジ研磨用組成物を用いて、シリコンウェーハの表面を表２に記載の条件で研磨した。使用したシリコンウェーハは、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未満であった。このとき、研磨前後に測定されるシリコンウェーハの質量の差を研磨時間で除することで、研磨速度を求めた。表１の「評価」欄内の「研磨速度」欄には、研磨速度が５．０ｍｇ／分以上の場合には“Ａ”、４．５ｍｇ／分以上の場合には“Ｂ”、４．２ｍｇ／分以上の場合には“Ｃ”、３．８ｍｇ／分以上の場合には“Ｄ”、３．８ｍｇ／分未満の場合には“Ｅ”と評価した結果を示す。
【００６３】
【表１】
2012141145.tif 000002
【００６４】
【表２】
2012141145.tif 000003
【００６５】
表１に示すように、実施例１〜３０のエッジ研磨用組成物は、表面荒れの評価が“Ａ”又は“Ｂ”で合格レベルであって、研磨速度の評価も“Ａ”〜“Ｄ”でこれも合格レベルであった。それに対し、比較例１〜２６のエッジ研磨用組成物は、表面荒れの評価が合格レベルではない“Ｃ”であるか、研磨速度の評価が合格レベルではない“Ｅ”であった。
【００６６】
なお、特にデータは示さないが、実施例１〜３０及び比較例１〜２６の各エッジ研磨用組成物の２０倍濃縮液を調製し、これを室温で６ヵ月保存した後、イオン交換水で２０倍希釈して得られる希釈液はそれぞれ、実施例１〜３０及び比較例１〜２６の各エッジ研磨用組成物と同等の性能を有していた。
【国際調査報告】
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2012141145.tif 000005
2012141145.tif 000006
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