(57)【要約】【課題】水溶性高分子の分散性を高めることの容易な研磨用組成物の製造方法を提供する。また、研磨製品の品質を高めることの容易な研磨用組成物を提供する。【解決手段】研磨用組成物の製造方法は、混合容器内で重量平均分子量が５００００以上の水溶性高分子と重量平均分子量が５００００未満の水溶性有機化合物と塩基性化合物とを混合する工程を有する。研磨用組成物の製造方法は、水溶性高分子と水とを混合容器内に供給し、その混合容器内に塩基性化合物を供給する。研磨用組成物は、混合容器内で重量平均分子量が５００００以上の水溶性高分子と重量平均分子量が５００００未満の水溶性有機化合物と塩基性化合物とを混合する工程を通じて製造される。研磨用組成物は、水溶性高分子と水とを混合容器内に供給し、その混合容器内に塩基性化合物を供給して製造される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合容器内で重量平均分子量が５００００以上の水溶性高分子と重量平均分子量が５００００未満の水溶性有機化合物と塩基性化合物とを混合する工程を有する研磨用組成物の製造方法であって、
前記水溶性高分子と水とを前記混合容器内に供給し、その混合容器内に前記塩基性化合物を供給することを特徴とする研磨用組成物の製造方法。
【請求項２】
前記水溶性高分子と水とを前記混合容器内に供給し、その混合容器内に前記水溶性有機化合物を供給する請求項１に記載の研磨用組成物の製造方法。
【請求項３】
前記水溶性有機化合物を前記混合容器内に供給し、その混合容器内に前記塩基性化合物を供給する請求項２に記載の研磨用組成物の製造方法。
【請求項４】
混合容器内で重量平均分子量が５００００以上の水溶性高分子と重量平均分子量が５００００未満の水溶性有機化合物と塩基性化合物とを混合する工程を通じて製造される研磨用組成物であって、
前記水溶性高分子と水とを前記混合容器内に供給し、その混合容器内に前記塩基性化合物を供給して製造されることを特徴とする研磨用組成物。
【請求項５】
前記水溶性高分子と水とを前記混合容器内に供給し、その混合容器内に前記水溶性有機化合物を供給して製造される請求項４に記載の研磨用組成物。
【請求項６】
前記水溶性有機化合物を前記混合容器内に供給し、その混合容器内に前記塩基性化合物を供給して製造される請求項５に記載の研磨用組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水溶性高分子及び塩基性化合物を含有する研磨用組成物の製造方法及び研磨用組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばシリコン基板を研磨する研磨用組成物には、水溶性高分子及び塩基性化合物が含有されている。こうした研磨用組成物の製造方法としては、塩基性化合物を含有する組成物に水溶性高分子、界面活性剤等を添加する工程を有する製造方法が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３０００７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、研磨用組成物中に水溶性高分子以外の水溶性有機化合物及び塩基性化合物を含有させることで、水溶性高分子の分散性を高める場合に好適な研磨用組成物の製造方法を見出すことでなされたものである。
【０００５】
本発明の第１の目的は、水溶性高分子の分散性を高めることの容易な研磨用組成物の製造方法を提供することにある。本発明の第２の目的は、研磨製品の品質を高めることの容易な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】
【０００６】
上記の第１の目的を達成するために、本発明の第１の態様では、混合容器内で重量平均分子量が５００００以上の水溶性高分子と重量平均分子量が５００００未満の水溶性有機化合物と塩基性化合物とを混合する工程を有する研磨用組成物の製造方法であって、前記水溶性高分子と水とを前記混合容器内に供給し、その混合容器内に前記塩基性化合物を供給する研磨用組成物の製造方法が提供される。
【０００７】
上記の第２の目的を達成するために、本発明の第２の態様では、混合容器内で重量平均分子量が５００００以上の水溶性高分子と重量平均分子量が５００００未満の水溶性有機化合物と塩基性化合物とを混合する工程を通じて製造される研磨用組成物であって、前記水溶性高分子と水とを前記混合容器内に供給し、その混合容器内に前記塩基性化合物を供給して製造される研磨用組成物が提供される。
【０００８】
上記研磨用組成物の製造方法及び研磨用組成物では、前記水溶性高分子と水とを前記混合容器内に供給し、その混合容器内に前記水溶性有機化合物を供給することが好ましい。
上記研磨用組成物の製造方法及び研磨用組成物では、前記水溶性有機化合物を前記混合容器内に供給し、その混合容器内に前記塩基性化合物を供給することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
研磨用組成物の製造方法によれば、水溶性高分子の分散性を高めることが容易となる効果が得られる。研磨用組成物によれば、研磨製品の品質を高めることが容易となる効果が得られる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を説明する。
研磨用組成物の製造方法は、混合容器内で重量平均分子量が５００００以上の水溶性高分子と重量平均分子量が５００００未満の水溶性有機化合物と塩基性化合物とを混合する工程を有する。
【００１１】
本実施形態の研磨用組成物の製造方法は、混合容器内に重量平均分子量が５００００以上の水溶性高分子と水とを供給する水溶性高分子供給工程と混合容器内に塩基性化合物を供給する塩基性化合物供給工程とを有する。更に、研磨用組成物の製造方法は、混合容器内に重量平均分子量が５００００未満の水溶性有機化合物を供給する水溶性有機化合物供給工程を有する。本実施形態の各供給工程は、第１段階として水溶性高分子供給工程、第２段階として水溶性有機化合物供給工程、及び第３段階として塩基性化合物供給工程の順に実施される。
【００１２】
得られた研磨用組成物は、希釈用の原液であり、使用時に水で希釈した後に研磨対象物としてのシリコン基板を研磨する用途に用いられる。シリコン基板の研磨工程は、例えば、シリコン単結晶インゴットから円盤状にスライスされたシリコン基板に対して、その表面を平面化する粗研磨工程（一次研磨・二次研磨）と、粗研磨工程後のシリコン基板の表面に存在する微細な凹凸を更に除去して鏡面化する最終研磨工程とが含まれる。本実施形態の研磨用組成物は、シリコン基板を最終研磨する用途に好適に用いられる。
【００１３】
水溶性高分子供給工程では、混合容器内に重量平均分子量が５００００以上の水溶性高分子と水との混合物が供給される。混合容器としては、撹拌機又は分散機を備えた容器が用いられる。こうした撹拌機又は分散機としては、例えば、翼式撹拌機、超音波分散機、及びホモミキサーが挙げられる。混合容器は、例えば、生産効率及び品質の安定性を考慮して、例えば１０〜１００００Ｌの容量のものが用いられる。混合容器内において組成物が接触する接液部位は、金属成分の研磨用組成物への混入を抑制するために、樹脂層のみ、又は、金属層の内面に積層される樹脂層から構成されることが好ましい。
【００１４】
水溶性高分子供給工程では、重量平均分子量が５００００以上の水溶性高分子と水とは、別々に混合容器に供給することもできるが、水溶性高分子と水との混合物として混合容器に供給されることが好ましい。水溶性高分子と水との混合物は、水溶性高分子供給工程を実施する混合容器とは異なる混合容器で予め混合する工程により得られる。なお、市販の水溶性高分子溶液を必要に応じて希釈した混合物を、水溶性高分子供給工程用の混合物として用いることもできる。混合物では、水溶性高分子が水に溶解又は分散されているため、例えば、水溶性高分子供給工程を実施する混合容器中での混合時間を短縮することが容易となる。
【００１５】
水、又は水溶性高分子と水との混合物は、予めｐＨ調整されていてもよい。水溶性高分子と水との混合物のｐＨは、例えば８以上１２以下の範囲に設定される。水溶性高分子と水との混合物は、混合容器に供給する前にろ過されることが好ましい。これにより、各供給工程を通じて得られた研磨用組成物の分散安定性をより高めたり、研磨用組成物をろ過する際の効率を高めたりすることが容易となる。
【００１６】
ろ過は、フィルターを用いる常法によって実施することができる。ろ過で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、ポリアミド、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、及びガラスが挙げられる。フィルターの構造としては、例えばデプス、プリーツ、及びメンブレンが挙げられる。
【００１７】
ろ過で用いるフィルターは、目開きを基準に選択することができる。フィルターの目開きは０．０５μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは０．１μｍ以上、更に好ましくは０．２μｍ以上である。フィルターの目開きの拡大によって、ろ過効率を向上させることができる。
【００１８】
フィルターの目開きは１００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２０μｍ以下、更に好ましくは１０μｍ以下、一層好ましくは５μｍ以下、より一層好ましくは２μｍ以下、最も好ましくは１μｍ以下である。フィルターの目開きの縮小によって、より品質の高い研磨用組成物が得られ易くなる。
【００１９】
なお、フィルターの目開きは、フィルターメーカーにより公称目開きとして提示されている。
ろ過としては、常圧状態で行われる自然ろ過の他に、吸引ろ過、加圧ろ過、又は遠心ろ過を適用してもよい。
【００２０】
水溶性高分子供給工程で用いる水溶性高分子の重量平均分子量は、研磨対象物の有する研磨面の濡れ性を高めるという観点から、１０００００以上であることが好ましく、より好ましくは２０００００以上である。
【００２１】
水溶性高分子供給工程で用いる水溶性高分子の重量平均分子量は、得られた研磨用組成物の安定性を高めるという観点から、１００００００以下であることが好ましく、より好ましくは５０００００以下である。
【００２２】
重量平均分子量は、ポリエチレンオキサイド換算の重量平均分子量であり、ゲル浸透クロマトグラフィー（Gel Permeation Chromatography，ＧＰＣ）によって測定することができる。
【００２３】
水溶性高分子としては、水酸基又は複素環を有する高分子が好適に用いられる。水溶性高分子としては、例えば、セルロース系高分子（セルロース誘導体）、ポリ（Ｎ−アシルアルキレンイミン）等のイミン系高分子、ポリビニルアルコール系高分子、ポリビニルピロリドン、ポリビニルカプロラクタム、ポリビニルカプロラクタムを構造の一部に含む共重合体、及びポリエーテル変性シリコーンが挙げられる。
【００２４】
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。
水溶性高分子の中でも、組成物中の分散性が良好であるという観点から、セルロース系高分子及びポリビニルアルコール系高分子から選ばれる少なくとも一種が好ましい。
【００２５】
セルロース系高分子としては、例えば、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、及び加水分解ヒドロキシエチルセルロースが挙げられる。ポリビニルアルコール系高分子としては、例えば、ポリビニルアルコール、部分カチオン化ポリビニルアルコール、及びポリビニルアルコール−ポリビニルピロリドングラフト共重合体が挙げられる。
【００２６】
水溶性高分子の中でも、分子内の結晶性のばらつきが小さいことで良好な分散性が得られ易いという観点から、加水分解ヒドロキシエチルセルロース及びポリビニルアルコール系高分子から選ばれる少なくとも一種が好ましい。
【００２７】
水は、他の成分の働きが阻害されることを極力回避するため、例えば遷移金属イオンの合計含有量が１００ｐｐｂ以下とされることが好ましい。例えば、イオン交換樹脂を用いる不純物イオンの除去、フィルターによる異物の除去、蒸留等の操作によって水の純度を高めることができる。具体的には、例えば、イオン交換水、純水、超純水、又は蒸留水を用いることが好ましい。なお、研磨用組成物の製造方法において、水溶性高分子供給工程以外の工程で混合容器に供給される水についても同様の品質の水が用いられることが好ましい。
【００２８】
水溶性高分子供給工程で供給する混合物中における水溶性高分子の含有量は、その水溶性高分子と水との合計質量を１００としたとき、０．０２質量％以上であることが好ましく、より好ましくは０．０５質量％以上であり、更に好ましくは０．１質量％以上である。水溶性高分子の含有量の増大によって、研磨用組成物中の水溶性高分子の含有量を高く設定することができる。
【００２９】
水溶性高分子供給工程で供給する混合物中における重量平均分子量が５００００以上の水溶性高分子の含有量は、その水溶性高分子と水との合計質量を１００としたとき、５０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは２０質量％以下であり、更に好ましくは１０質量％以下であり、一層好ましくは５質量％以下、最も好ましくは３質量％以下である。水溶性高分子の含有量の減少によって、水溶性高分子の分散性が高まる傾向となる。
【００３０】
水溶性有機化合物供給工程は、水溶性高分子供給工程が完了した後に開始される。なお、水溶性高分子供給工程等の供給工程の完了とは、混合容器に原料を供給する配管に備えられた供給用のポンプを停止した時点、配管に備えられた開閉弁が閉状態となった時点、又は供給用の容器内の原料がなくなった時点をいう。
【００３１】
水溶性有機化合物供給工程では、重量平均分子量が５００００未満の水溶性有機化合物のみを混合容器に供給することもできるが、水溶性有機化合物とともに水を混合容器に供給してもよいし、水溶性有機化合物と水との混合物を混合容器に供給してもよい。水溶性有機化合物と水との混合物は、水溶性有機化合物供給工程を実施する混合容器とは異なる混合容器で予め混合する工程又は市販の混合物を入手することで得られる。混合物では、水溶性有機化合物が水に溶解又は分散されているため、例えば、水溶性有機化合物供給工程を実施する混合容器中での混合時間を短縮することが容易となる。
【００３２】
水溶性有機化合物は、研磨用組成物の分散性を向上させる働きを有する。水溶性有機化合物は、例えば、水溶性高分子の分散性（溶解性）を高めるものを水溶性高分子の種類に応じて適宜選択して用いることができる。
【００３３】
水溶性有機化合物の重量平均分子量は、研磨用組成物の分散性を更に向上させるという観点から、４００００以下であることが好ましく、より好ましくは３００００以下である。
【００３４】
水溶性有機化合物としては、例えば、複素環を有するビニル系高分子、アルキレンオキシド構造を有する共重合体、及びノニオン界面活性剤が挙げられる。複素環を有するビニル系高分子としては、ポリビニルピロリドン、ポリビニルカプロラクタム、及び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が挙げられる。
【００３５】
アルキレンオキシド構造を有する共重合体としては、例えば、ポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイド−ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯ）トリブロック共重合体が挙げられる。アルキレンオキシド構造を有する共重合体は、研磨面のヘイズを低減する働きも有する。
【００３６】
ノニオン性界面活性剤としては、例えば、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、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、及びアセチレングリコールが挙げられる。
【００３７】
水溶性有機化合物は、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。水溶性有機化合物は、二種以上を組み合わせて用いることで、研磨用組成物の分散性を更に向上させることが容易となる。
【００３８】
水溶性有機化合物供給工程において、水溶性有機化合物と水との混合物を供給する場合、混合物中における水溶性有機化合物の含有量は、水溶性有機化合物と水との合計質量を１００としたとき、０．０２質量％以上であることが好ましく、より好ましくは０．０５質量％以上であり、更に好ましくは０．１質量％以上である。水溶性有機化合物の含有量の増大によって、研磨用組成物に含有される水溶性有機化合物の含有量をより高く設定することができる。
【００３９】
水溶性有機化合物供給工程において、水溶性有機化合物と水との混合物を供給する場合、混合物中における水溶性有機化合物の含有量は、水溶性有機化合物と水との合計質量を１００としたとき、５０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは２０質量％以下であり、更に好ましくは１０質量％以下であり、一層好ましくは５質量％以下であり、最も好ましくは３質量％以下である。水溶性有機化合物の含有量の減少によって、水溶性有機化合物の分散性が高まる傾向となる。
【００４０】
塩基性化合物供給工程は、水溶性有機化合物供給工程が完了した後に開始される。塩基性化合物供給工程では、塩基性化合物のみを混合容器に供給することもできるが、塩基性化合物とともに水を混合容器に供給してもよいし、塩基性化合物と水との混合物を混合容器に供給してもよい。塩基性化合物と水との混合物は、塩基性化合物供給工程を実施する混合容器とは異なる混合容器で予め混合する工程により得られる。なお、市販の塩基性化合物溶液を必要に応じて希釈した混合物を、塩基性化合物供給工程用の混合物として用いることもできる。混合物では、塩基性化合物が水に溶解又は分散されているため、例えば、塩基性化合物供給工程を実施する混合容器中での混合時間を短縮することが容易となる。
【００４１】
塩基性化合物は、研磨対象となる面を化学的に研磨する働きを有する。また、塩基性化合物は、研磨用組成物の分散安定性を向上させる働きを有する。
塩基性化合物としては、例えば、アルカリ金属の水酸化物、水酸化第四級アンモニウム又はその塩、アンモニア、及びアミンが挙げられる。アルカリ金属の水酸化物としては、例えば、水酸化カリウム、及び水酸化ナトリウムが挙げられる。水酸化第四級アンモニウム又はその塩としては、例えば、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、及び水酸化テトラブチルアンモニウムが挙げられる。アミンとしては、例えば、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、及びグアニジンが挙げられる。
【００４２】
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、アルカリ金属の水酸化物、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であることが好ましい。
【００４３】
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、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がより好ましく、更に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。
【００４４】
塩基性化合物供給工程において、塩基性化合物と水との混合物を供給する場合、混合物中における塩基性化合物の含有量は、塩基性化合物と水との合計質量を１００としたとき、１０質量％以上であることが好ましく、より好ましくは１５質量％以上であり、更に好ましくは２０質量％以上である。塩基性化合物の含有量の増大によって、研磨用組成物中の塩基性化合物の含有量をより高く設定することができる。
【００４５】
塩基性化合物供給工程において、塩基性化合物と水との混合物を供給する場合、混合物中における塩基性化合物の含有量は、塩基性化合物と水との合計質量を１００としたとき、９０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは５０質量％以下であり、更に好ましくは３０質量％以下である。塩基性化合物の減少によって、混合容器中において局所的に塩基性化合物の濃度が高まることを抑制することが容易となる。
【００４６】
撹拌機又は分散機による混合容器内の撹拌操作又は分散操作は、水溶性高分子供給工程、水溶性有機化合物供給工程、及び塩基性化合物供給工程において継続して行ってもよいし、断続的に行ってもよい。混合容器内の撹拌操作又は分散操作は、水溶性高分子供給工程が完了した後から塩基性化合物供給工程が完了するまで継続されることが好ましい。更に、混合容器内の撹拌操作又は分散操作は、より分散性を高めた研磨用組成物を得るという観点から、塩基性化合物供給工程が完了した後も、継続されることが好ましい。
【００４７】
水溶性高分子供給工程、水溶性有機化合物供給工程、及び塩基性化合物供給工程の供給速度は、例えば、供給の効率やポンプ等の供給設備に応じて設定される。水溶性有機化合物供給工程における水溶性有機化合物の供給速度は、水溶性高分子１００質量部に対して、好ましくは１質量部／分以上であり、より好ましくは３質量部／分以上であり、更に好ましくは５質量部／分以上である。水溶性有機化合物の供給速度の上昇によって、水溶性有機化合物供給工程に要する時間を短縮できる。
【００４８】
水溶性有機化合物供給工程における水溶性有機化合物の供給速度は、水溶性高分子１００質量部に対して、１００質量部／分以下であり、より好ましくは５０質量部／分以下であり、更に好ましくは２０質量部／分以下である。水溶性有機化合物の供給速度の低下によって、水溶性有機化合物を分散させることが容易となる。
【００４９】
塩基性化合物供給工程における塩基性化合物の供給速度は、水溶性高分子１００質量部に対して、好ましくは１質量部／分以上であり、より好ましくは３質量部／分以上であり、更に好ましくは５質量部／分以上である。塩基性化合物の供給速度の上昇によって、塩基性化合物供給工程に要する時間を短縮できる。
【００５０】
塩基性化合物供給工程における塩基性化合物の供給速度は、水溶性高分子１００質量部に対して、１００質量部／分以下であり、より好ましくは５０質量部／分以下であり、更に好ましくは５質量部／分以下である。塩基性化合物の供給速度の低下によって、塩基性化合物を分散させることが容易となる。
【００５１】
上記供給工程を通じて得られた混合物は、混合容器から排出された後に、ろ過工程でろ過されることが好ましい。ろ過工程は、フィルターを用いる常法によって実施することができる。ろ過工程は、水溶性高分子と水との混合物のろ過と同様に行うことができる。ろ過工程で用いるフィルターの目開きは、０．０５μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは０．１μｍ以上である。フィルターの目開きの拡大によって、ろ過効率を向上させることができる。ろ過工程で用いるフィルターの目開きは、１００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１０μｍ以下、更に好ましくは１μｍ以下、一層好ましくは０．５μｍ以下、最も好ましくは０．２μｍ以下である。フィルターの目開きの縮小によって、より品質の高い研磨用組成物が得られ易くなる。
【００５２】
研磨用組成物には、必要に応じて、例えば、無機酸及び無機酸塩を含有させてもよい。無機酸としては、例えば、硫酸、硝酸、塩酸、炭酸等が挙げられる。無機酸塩としては、例えば、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。
【００５３】
本実施形態の研磨用組成物は、搬送又は保管用の容器内に収容される。研磨用組成物を使用する際には、水又塩基性水溶液で希釈される。塩基性水溶液としては、上記塩基性化合物を水に溶解したものが用いられる。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ことによって、希釈する前の研磨用組成物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。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ことによって、希釈する前の研磨用組成物の安定性が保たれ易くなる。
【００５４】
希釈する前の研磨用組成物のｐＨは、１０〜１２の範囲であることが好ましく、希釈した後の使用時の研磨用組成物のｐＨは、１０〜１１の範囲であることが好ましい。
使用時（希釈後）の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、更に好ましくは０．００６質量％以上である。水溶性高分子の含有量の増大によって、研磨面の濡れ性がより高まる傾向となる。
【００５５】
使用時の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、更に好ましくは０．１質量％以下である。水溶性高分子の含有量の減少によって、研磨用組成物の分散安定性が確保され易くなる。使用時の研磨用組成物中における水溶性有機化合物の含有量は、０．０００１質量％以上であることが好ましく、より好ましくは０．０００５質量％以上、更に好ましくは０．００１質量％以上である。水溶性有機化合物の含有量の増大によって、研磨用組成物の分散安定性が確保され易くなる。
【００５６】
使用時の研磨用組成物中における水溶性有機化合物の含有量は、０．２質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．１質量％以下、さらに好ましくは０．０５質量％以下である。水溶性有機化合物の含有量の減少によって、研磨速度の維持が容易となる。
【００５７】
使用時の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、更に好ましくは０．００３質量％以上である。塩基性化合物の含有量の増大によって、研磨対象となる面を化学的に研磨する働きが高まり、また研磨用組成物の分散安定性が確保され易くなる。
【００５８】
使用時の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、さらに好ましくは０．２質量％以下である。塩基性化合物の含有量の減少によって、研磨面の平滑性が高まる傾向となる。
【００５９】
研磨用組成物を用いた研磨には、例えば、片面研磨装置や両面研磨装置を用いることができる。研磨に用いられる研磨パッドは、その材質、硬度や厚み等の物性等について特に限定されない。研磨パッドとしては、例えば、ポリウレタンタイプ、不織布タイプ、及びスウェードタイプのいずれのタイプのものを使用してもよい。また、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。
【００６０】
最終研磨工程後のシリコン基板は、リンス工程が行われた後に乾燥されることで、研磨製品として半導体用基板であるシリコン基板が得られる。
次に、研磨用組成物の製造方法の作用について説明する。
【００６１】
研磨用組成物の製造方法の有する各供給工程は、第１段階として水溶性高分子供給工程、第２段階として水溶性有機化合物供給工程、及び第３段階として塩基性化合物供給工程の順に実施される。この製造方法で用いられる混合容器内には、まず、水溶性高分子と水とが供給される。次に、その混合容器内に水溶性有機化合物が供給される。続いて、その混合容器内に塩基性化合物が供給される。このように本実施形態では、水溶性高分子と水とが存在する混合容器内に塩基性化合物が供給される。このため、例えば、混合容器の内面に水溶性高分子が付着し難くなると考えられ、水溶性高分子に水溶性有機化合物が好適に作用する結果、研磨用組成物中の水溶性高分子の分散性が高まると推測される。研磨用組成物中に含まれる水溶性高分子の分散性の向上は、得られた研磨用組成物をろ過した際のろ過流量が増加することで示される。すなわち、水溶性高分子の分散性が高まることで、例えば、研磨用組成物のろ過に要する時間が短縮される。また、ろ過に用いるフィルターの交換頻度が低減される。
【００６２】
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）研磨用組成物の製造方法は、混合容器内で重量平均分子量が５００００以上の水溶性高分子と重量平均分子量が５００００未満の水溶性有機化合物と塩基性化合物とを混合する工程を有する。この工程では、水溶性高分子と水とが混合容器内に供給され、その混合容器内に塩基性化合物が供給される。この製造方法によれば、水溶性高分子の分散性を高めることが容易となる効果が得られる。
【００６３】
（２）上記工程を通じて製造される研磨用組成物では、研磨用組成物中の水溶性高分子の分散性が高まることから、シリコン基板の品質を高めることが容易となる効果が得られる。
【００６４】
（３）本実施形態の研磨用組成物の製造方法は、水溶性高分子と水とを混合容器内に供給し、その混合容器内に水溶性有機化合物を供給する。これにより、水溶性高分子の分散性を更に高めることが容易となる。
【００６５】
（４）本実施形態の研磨用組成物の製造方法は、水溶性有機化合物を混合容器内に供給し、その混合容器内に塩基性化合物を供給する。これにより、水溶性高分子の分散性を更に高めることが容易となる。
【００６６】
（５）上記混合する工程の後に得られた混合物は、ろ過工程を実施するまで放置されたとしても、混合物中での粗大粒子が増加し難く、混合物の安定性が維持され易いという効果が得られる。更に、ろ過工程を通じて得られた研磨用組成物についても、粗大粒子が増加し難く、混合物の安定性が維持され易くなる効果が得られる。
【００６７】
（６）ろ過工程後の研磨用組成物は、研磨及び洗浄後のシリコン基板上の残渣が低減され易くなるため、特に有利である。
（変更例）
前記実施形態は、次のように変更されてもよい。
【００６８】
・前記水溶性有機化合物供給工程は、水溶性高分子供給工程の完了後に開始されているが、水溶性高分子供給工程が開始されてから完了するまでの間に開始されてもよい。この場合であっても、水溶性高分子と水とを混合容器内に供給し、その混合容器内に水溶性有機化合物を供給する製造方法に基づく効果が得られる。但し、水溶性有機化合物供給工程は、水溶性高分子供給工程の完了後も継続されるように供給量を調整することが好ましい。
【００６９】
・前記塩基性化合物供給工程は、水溶性有機化合物供給工程の完了後に開始されているが、水溶性有機化合物供給工程が開始されてから完了するまでの間に開始されてもよい。この場合であっても、水溶性有機化合物を混合容器内に供給し、その混合容器内に塩基性化合物を供給する製造方法に基づく効果が得られる。但し、塩基性化合物供給工程は、水溶性有機化合物供給工程の完了後も継続されるように供給量を調整することが好ましい。
【００７０】
・水溶性高分子供給工程と水溶性有機化合物供給工程とは同時に実施される一つの工程に変更されてもよい。
・水溶性高分子供給工程をＡとし、水溶性有機化合物供給工程をＢとし、塩基性化合物供給工程をＣとした場合、前記実施形態は、Ａ，Ｂ，Ｃの順に実施されるが、これら供給工程の順序は、次に示す第１変更例及び第２変更例に変更されてもよい。
【００７１】
第１変更例は、Ａ，Ｃ，Ｂの順に実施される。第１変更例において、Ｃ，Ｂの各供給工程は同時に実施される一つの工程に変更されてもよい。
第２変更例は、Ｂ，Ａ，Ｃの順に実施される。第２変更例において、Ｂ，Ａの各供給工程は同時に実施される一つの工程に変更されてもよい。
【００７２】
第１及び第２変更例においても、第２段階及び第３段階として実施される供給工程は、上述したように、直前の供給工程が完了した後に開始されてもよいし、直前の供給工程が開始されてから完了されるまでの間に開始されてもよい。
【００７３】
・前記研磨用組成物の製造方法は、希釈用の原液となる研磨用組成物の製造に適用されているが、各成分の含有量が使用時の含有量とされるとともに希釈されずに用いられる研磨用組成物の製造に適用されてもよい。
【００７４】
・前記研磨用組成物の製造方法で得られた研磨用組成物は、既に使用された研磨用組成物に添加する添加用組成物として用いることもできる。
・前記研磨用組成物が適用される研磨対象物は、シリコン基板とされているが、シリコン基板以外の研磨対象物に適用されてもよい。シリコン基板以外の研磨対象物としては、例えば、ステンレス等の金属、酸化シリコン基板、プラスチック基板、ガラス基板、及び石英基板が挙げられる。
【００７５】
・研磨用組成物には、機械的な研磨を促進するという観点から、更に砥粒が含有されてもよい。砥粒の材質としては、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、及び酸化チタニウムが挙げられる。砥粒は、表面が化学修飾されたものであってもよい。研磨用組成物に砥粒を含有させる場合、混合容器に砥粒を供給する砥粒供給工程は、Ａ，Ｂ，Ｃの各供給工程の前後に実施されてもよいし、Ａ，Ｂ，Ｃの各供給工程の少なくとも一つの工程と同時に実施されてもよい。例えば、塩基性化合物供給工程において塩基性化合物と砥粒との混合物を混合容器に供給されてもよい。
【実施例】
【００７６】
次に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態を具体的に説明する。
（実施例１〜３、比較例１〜３）
実施例１〜３、比較例１〜３では、撹拌機を備える容器を混合容器として用いて表１に示す第１段階の完了後に第２段階を開始し、第２段階の完了後に第３段階を開始した。第１段階の完了後に混合装置の撹拌を開始し、第３段階の完了後に組成物が均一になるまで撹拌を継続し、組成物を製造した。
【００７７】
【表１】
2014082237.tif 000002
表１の“工程の種類”欄に記載する“Ａ”は、水溶性高分子供給工程を示し、“Ｂ”は、水溶性有機化合物供給工程を示し、“Ｃ”は、塩基性化合物供給工程を示す。
【００７８】
表１の“原料”欄中の“種類”欄に記載する記号は、以下の原料を示す。
Ａ１：ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）
Ｂ１：ポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイド−ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯ）トリブロック共重合体
Ｃ１：アンモニア
表１の“原料”欄中の“分子量”欄には、水溶性高分子供給工程及び水溶性有機化合物供給工程で用いた各原料の重量平均分子量を示す。
【００７９】
各供給工程では、原料を予め水に溶解又は分散した液状物を混合装置に供給した。表１の“原料”欄中の“含有量”欄には、各供給工程で供給した水溶液中における原料の濃度を示している。
【００８０】
＜ろ過流量の測定＞
上記各例で得られた研磨用組成物を表２に示す条件でろ過したときの流量［ｍＬ／（分・ｍｍ２）］を測定した。その結果を表１の“ろ過流量”欄に示す。
【００８１】
【表２】
2014082237.tif 000003
表１に示すように、実施例１〜３では、水溶性高分子供給工程の完了後に塩基性化合物供給工程を開始している。こうした実施例１〜３のろ過流量は、塩基性化合物供給工程の完了後に水溶性高分子供給工程を開始した比較例１及び２のろ過流量よりも多い。比較例３では、水溶性有機化合物供給工程を省略しているため、比較例３のろ過流量は、実施例１〜３のろ過流量よりも少ない。
【００８２】
（実施例４〜１４、比較例４〜１０）
表３に示すように、実施例４〜１４、比較例４〜１０では、水溶性高分子供給工程又は水溶性有機化合物供給工程で用いた原料を変更した以外は、実施例１と同様に組成物を製造した。
【００８３】
【表３】
2014082237.tif 000004
表３の各欄の説明は、表１と同様の場合、省略する。
【００８４】
表３の“原料”欄中の“種類”欄に記載する記号は、以下の原料を示す。
Ａ２：加水分解ヒドロキシエチルセルロース（加水分解ＨＥＣ）
Ａ３：部分カチオン化ポリビニルアルコール（部分カチオン化ＰＶＡ）
Ａ４：ポリビニルアルコール−ポリビニルピロリドングラフト共重合体（ＰＶＡ−ＰＶＰグラフトポリマー）
Ｂ２：ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）
Ｂ３：ポリオキシエチレンデシルエーテル（Ｃ１０−ＰＥＯ５）
実施例４〜１４の各組成物を実施例１と同様にろ過流量の測定を行った。その結果を表３の“ろ過流量”欄に示す。
【００８５】
表３に示すように、実施例４及び５のように原料を変更した場合であっても、実施例１と同等の結果が得られた。実施例６〜８のろ過流量は、比較例４〜１０のろ過流量よりも多い結果が得られた。実施例９〜１４のように原料を変更した場合であっても、良好な結果が得られた。