シリコンウエハ用研磨液組成物
【課題】パーティクル数及びＨａｚｅ値が小さいシリコンウエハを得ることが可能なシリコンウエハ用研磨液組成物を提供できる。
【解決手段】シリカ粒子（成分Ａ）と、水系媒体(成分Ｂ)と、水溶性アルカリ化合物(成分Ｃ)と、Ｒ1−Ｇｙで表されるアルキルポリグリコシド(成分Ｄ)と、カチオン化ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）（成分Ｅ）とを含み、成分Ｅは、−ＣＨ2−ＣＨ（ＯＨ）−で表される構成単位（ｅ２）、−ＣＨ2−ＣＨ（ＯＣＯＲ2）−で表される構成単位（ｅ３）、―Ｘ―で表される構成単位（ｅ４）を含み、構成単位（ｅ４）のモル濃度がカチオン化ＰＶＡの全構成単位中０．００１〜１．５モル％であり、成分Ｄの含有量が０．００１５重量％以下、前記成分Ｄと前記成分Ａの重量％の比（成分Ｄの重量％／成分Ａの重量％）が０．０００１〜０．００８、２５℃におけるｐＨが８〜１２である、シリコンウエハ用研磨液組成物。
【解決手段】シリカ粒子（成分Ａ）と、水系媒体(成分Ｂ)と、水溶性アルカリ化合物(成分Ｃ)と、Ｒ1−Ｇｙで表されるアルキルポリグリコシド(成分Ｄ)と、カチオン化ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）（成分Ｅ）とを含み、成分Ｅは、−ＣＨ2−ＣＨ（ＯＨ）−で表される構成単位（ｅ２）、−ＣＨ2−ＣＨ（ＯＣＯＲ2）−で表される構成単位（ｅ３）、―Ｘ―で表される構成単位（ｅ４）を含み、構成単位（ｅ４）のモル濃度がカチオン化ＰＶＡの全構成単位中０．００１〜１．５モル％であり、成分Ｄの含有量が０．００１５重量％以下、前記成分Ｄと前記成分Ａの重量％の比（成分Ｄの重量％／成分Ａの重量％）が０．０００１〜０．００８、２５℃におけるｐＨが８〜１２である、シリコンウエハ用研磨液組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシリコンウエハ用研磨液組成物及びこれを用いた半導体基板の製造方法並びにシリコンウエハの研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板の製造に用いられるシリコンウエハ（ベアウエハ）の研磨に用いられる研磨液組成物として、シリカ粒子を含有する研磨液組成物が知られている。この種の研磨液組成物においては、濃縮液の保存安定性、シリコンウエハの表面の濡れ性、凝集物を除去するために研磨液組成物をろ過する場合のフィルター目詰まり、研磨速度等が問題となっている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００３】
一方、半導体デバイスの化学的機械的平坦化用の、アルキルポリグリコシドを含有する金属用研磨液として、複雑な配線金属を平坦化する研磨液組成物が開示されている（例えば、特許文献２参照）。又、アルキルポリグリコシドを含有するＣＭＰプロセス用研磨液として、回収研磨液組成物の濾過性が良く回収ロスが少ない研磨液組成物が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１７１６８９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２９９４１号公報
【特許文献３】特開２００４−５１７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、半導体装置のデザインルールの微細化が進み、シリコンウエハに要求される、パーティクル数やＨａｚｅ値等の表面品質は益々高くなっている。パーティクルとはウエハ表面に付着した、研磨材、研磨パット屑、シリコンの切り屑等の異物であり、Ｈａｚｅとは、表面粗さ計では測定困難な微細な凹凸に光束を照射した時に観察される“曇り”である。Ｈａｚｅ値が小さければ小さいほど表面の平滑性が高いことを意味する。
【０００６】
本発明では、パーティクル数及びＨａｚｅ値が小さいシリコンウエハを得ることが可能なシリコンウエハ用研磨液組成物、及び当該研磨液組成物を用いた半導体基板の製造方法並びにシリコンウエハの研磨方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のシリコンウエハ用研磨液組成物は、シリカ粒子（成分Ａ）と、水系媒体(成分Ｂ)と、水溶性アルカリ化合物(成分Ｃ)と、下記一般式（１）で表されるアルキルポリグリコシド(成分Ｄ)と、カチオン化ポリビニルアルコール（成分Ｅ）とを含み、
前記成分Ｅは、下記一般式（２）で表される構成単位（ｅ２）、下記一般式（３）で表される構成単位（ｅ３）、及び下記一般式（４）で表される構成単位（ｅ４）を含み、構成単位（ｅ４）のモル濃度が成分Ｅの全構成単位中０．００１〜１．５モル％であり、
前記成分Ｄの含有量が０．００１５重量％以下であり、
前記成分Ｄと前記成分Ａの重量％の比（成分Ｄの重量％／成分Ａの重量％）が、０．０００１〜０．００８であり、
２５℃におけるｐＨが８〜１２である。
Ｒ1−Ｇｙ ・・・（１）
ただし、式（１）中、Ｒ1は、炭素数８〜１８のアルキル基であり、飽和であっても不飽和であってもよく、且つ、直鎖であっても分岐鎖であってもよく、Ｇｙは糖鎖であり、Ｇは糖骨格、ｙは縮合度であり、縮合度ｙが１〜５である。成分Ｄは、一般式（１）で表される複数種のアルキルポリグリコシドのうちから選ばれる１種のアルキルポリグリコシドであってもよいし、２種以上のアルキルポリグリコシドを含む混合物であってよい。
【化１】
ただし、式（３）中、Ｒ2は炭素数１〜３のアルキル基であり、式（４）中、Ｘは分子中にカチオン基を有し且つビニルアルコール低級脂肪酸エステルと共重合可能な不飽和化合物に由来する構成単位である。
【０００８】
本発明の半導体基板の製造方法は、本発明のシリコンウエハ用研磨液組成物を用いてシリコンウエハを研磨する工程を含む。
【０００９】
本発明のシリコンウエハの研磨方法は、本発明のシリコンウエハ用研磨液組成物を用いてシリコンウエハを研磨する工程を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、パーティクル数及びＨａｚｅ値が小さいシリコンウエハを得ることが可能なシリコンウエハ用研磨液組成物、及び当該研磨液組成物を用いた半導体基板の製造方法並びにシリコンウエハの研磨方法を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、シリカ粒子（成分Ａ）と、水系媒体(成分Ｂ)と、水溶性アルカリ化合物(成分Ｃ)と、特定のアルキルポリグリコシド(成分Ｄ)と、特定のカチオン化ポリビニルアルコール（成分Ｅ）とを含み、成分Ｄの含有量が０．００１５重量％以下、前記成分Ｄと前記成分Ａの重量％の比（成分Ｄの重量％／成分Ａの重量％）が０．０００１〜０．００８、２５℃におけるｐＨが８〜１２の研磨組成物を用いて研磨を行うことにより、パーティクル数及びＨａｚｅ値の双方が小さいシリコンウエハを得ることができるという知見に基づく。
【００１２】
一般に、シリコンウエハ（以下、「ウエハ」と略称する場合もある。）の研磨において、シリコンウエハとシリカ表面は相互作用が強く、吸着しやすいことが知られている。本発明のシリコンウエハ用研磨液組成物（以下、「研磨液組成物」と略称する場合もある。）を用いた研磨では、特定のアルキルポリグリコシド(成分Ｄ)によって、ウエハ表面がシリカ粒子と相互作用しにくい表面に改質されることにより、ウエハ表面に残存するシリカ粒子数が低減されるものと推察される。具体的には、特定のアルキルポリグリコシド(成分Ｄ)は疎水基と親水基（ＯＨ基）を有しており、ウエハ表面に当該疎水基（炭素数８〜１８のアルキル基）が吸着し、シリカ粒子に吸着し難い親水基（ＯＨ基）がシリカ粒子に対向することにより、ウエハ表面へのシリカ粒子の吸着が抑制され、パーティクル数が低減し、Ｈａｚｅ値が小さくなるものと推察される。
【００１３】
[シリカ粒子（成分Ａ）]
本発明の研磨液組成物（以下、「研磨液組成物」と略称する場合もある。）には、研磨材としてシリカ粒子が含まれる。シリカ粒子の具体例としては、コロイダルシリカ、フュームドシリカ等が挙げられるが、シリコンウエハの表面平滑性を向上させる観点から、コロイダルシリカがより好ましい。
【００１４】
シリカ粒子の使用形態としては、操作性の観点からスラリー状であることが好ましい。本発明の研磨液組成物に含まれる研磨材がコロイダルシリカである場合、アルカリ金属やアルカリ土類金属等によるシリコンウエハの汚染を防止する観点から、コロイダルシリカは、アルコキシシランの加水分解物から得たものであることが好ましい。アルコキシシランの加水分解物から得られるシリカ粒子は、従来から公知の方法によって作製できる。
【００１５】
本発明の研磨液組成物に含まれるシリカ粒子の平均一次粒子径は、研磨速度を向上する観点から、好ましくは５ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上、さらに好ましくは１５ｎｍ以上であり、さらにより好ましくは２０ｎｍ以上であり、さらに好ましくは３０ｎｍ以上である。また、パーティクル数低減、及びＨａｚｅ値低減の観点から、好ましくは５０ｎｍ以下、より好ましくは４５ｎｍ以下、さらに好ましくは４０ｎｍ以下である。よって、シリカ粒子の平均一次粒子径は、パーティクル数低減、及びＨａｚｅ値低減及び研磨速度を向上する観点から、好ましくは５〜５０ｎｍ、より好ましくは１０〜４５ｎｍ、さらに好ましくは１５〜４０ｎｍ、さらにより好ましくは２０〜４０ｎｍ、さらにより好ましくは３０〜４０ｎｍである。
【００１６】
特に、研磨材としてコロイダルシリカを用いた場合には、パーティクル数低減、及びＨａｚｅ値低減及び研磨速度を向上させる観点から、平均一次粒子径は、５〜５０ｎｍが好ましく、より好ましくは１０〜４５ｎｍ、さらに好ましくは１５〜４０ｎｍ、さらにより好ましくは２０〜４０ｎｍ、さらにより好ましくは３０〜４０ｎｍである。
【００１７】
本発明の研磨液組成物におけるシリカ粒子の含有量は、研磨速度の向上の観点から０．０５００重量％（５００重量ｐｐｍ）以上が好ましく、０．１０００重量％（１０００重量ｐｐｍ）以上がより好ましく、０．２０００重量％（２０００重量ｐｐｍ）以上がさらに好ましい。また、研磨液組成物のコスト低減の観点から、０．５０００重量％（５０００重量ｐｐｍ）以下が好ましく、０．４０００重量％（４０００重量ｐｐｍ）以下がより好ましく、０．３０００重量％（３０００重量ｐｐｍ）以下がさらに好ましい。よって、シリカ粒子の含有量は、研磨速度の向上及び研磨液組成物のコスト低減の観点から、０．０５００〜０．５０００重量％（５００〜５０００重量ｐｐｍ）が好ましく、０．１０００〜０．４０００重量％（１０００〜４０００重量ｐｐｍ）がより好ましく、０．２０００〜０．３０００重量％（２０００〜３０００重量ｐｐｍ）がさらに好ましい。
【００１８】
本発明の研磨液組成物に含まれる研磨材であるシリカ粒子は、パーティクル数低減、Ｈａｚｅ値低減及び研磨速度の向上の観点から、会合し二次粒子を形成していると好ましい。シリカ粒子の会合度は、パーティクル数低減、Ｈａｚｅ値低減及び研磨速度の向上の観点から、１．１〜３．０が好ましく、１．３〜２．８がより好ましく、１．５〜２．５がさらに好ましく、１．８〜２．５がさらにより好ましく、１．８〜２．２がさらにより好ましい。シリカ粒子の形状はいわゆる球型といわゆるマユ型が好ましいが、いわゆるマユ型がより好ましい。シリカ粒子がコロイダルシリカである場合、コロイダルシリカの会合度は、パーティクル数低減、Ｈａｚｅ値低減及び研磨速度の向上の観点から、１．１〜３．０が好ましく、１．３〜２．８がより好ましく、１．５〜２．５がさらに好ましく、１．８〜２．５がさらにより好ましく、１．８〜２．２がさらにより好ましい。
【００１９】
シリカ粒子の会合度とは、研磨材の形状を表す係数であり、下記式により算出される。
会合度＝平均二次粒子径／平均一次粒子径
【００２０】
シリカ粒子の会合度の調整方法としては、特に限定されないが、例えば、特開平６−２５４３８３号公報、特開２００５−０６０２１９号公報等に記載の方法を採用できる。
【００２１】
平均二次粒子径は、動的光散乱法によって測定される値であり、例えば、実施例に記載の装置を用いて測定できる。
【００２２】
[水系媒体(成分Ｂ)]
本実施形態の研磨液組成物に含まれる水系媒体(成分Ｂ)としては、イオン交換水や超純水等の水、又は水と溶媒との混合媒体等が挙げられ、上記溶媒としては、水と混合可能な溶媒（例えば、エタノール等のアルコール）が好ましい。水系媒体としては、なかでも、イオン交換水又は超純水がより好ましく、超純水がさらに好ましい。本発明の成分Ｂが、水と溶媒との混合媒体である場合、成分Ｂである混合媒体全体に対する水の割合は、特に限定されるわけではないが、経済性の観点から、９５重量％以上が好ましく、９８重量％以上がより好ましく、実質的に１００重量％がさらに好ましい。
【００２３】
本発明の研磨液組成物における水系媒体の含有量は、特に限定されるわけではなく、成分Ａ、成分Ｃ〜成分Ｅ、及び、後述する任意成分の残余であってよい。
【００２４】
［水溶性アルカリ化合物(成分Ｃ)］
本発明の研磨液組成物は、研磨速度向上の観点から、水溶性アルカリ化合物(成分Ｃ)を含有する。尚、本発明において、水溶性アルカリ化合物の「水溶性」とは、水に対して２ｇ／１００ｍｌ以上の溶解度を有することをいい、「水溶性アルカリ化合物」とは、水に溶解したとき、アルカリ性を示す化合物をいう。水溶性アルカリ化合物としては、水溶性アミン化合物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の、水酸化物、炭酸塩、及び炭酸水素塩等が挙げられる。具体的には、水溶性アミン化合物としては、アンモニア、水酸化アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、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、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ一メチルエタノールアミン、Ｎ−メチル−Ｎ，Ｎ一ジエタノ−ルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルエタノールアミン、Ｎ−（β−アミノエチル）エタノ−ルアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、及びトリイソプロパノールアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン・六水和物、無水ピペラジン、１−（２−アミノエチル）ピペラジン、Ｎ−メチルピペラジン、ジエチレントリアミン、及び水酸化テトラメチルアンモニウム等が挙げられ、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の、水酸化物、炭酸塩、及び炭酸水素塩としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム及び炭酸水素ナトリウム等が挙げられる。これらの水溶性アルカリ化合物は２種以上を混合して用いてもよい。本発明の研磨液組成物に含まれ得る水溶性アルカリ化合物としては、研磨速度向上の観点から、水溶性アミン化合物が好ましく、アンモニア、メチルアミンがより好ましく、アンモニアがさらに好ましい。
【００２５】
本発明の研磨液組成物における水溶性アルカリ化合物の含有量は、パーティクル数低減と研磨速度向上の観点から、０．００１０重量％（１０重量ｐｐｍ）以上が好ましく、０．００３０重量％（３０重量ｐｐｍ）以上がより好ましく、０．００５０重量％（５０重量ｐｐｍ）以上がさらに好ましく、０．００８０重量％（８０重量ｐｐｍ）以上がさらにより好ましく、０．０１００重量％（１００重量ｐｐｍ）以上がさらにより好ましい。また、シリコンウエハの腐食防止の観点から、５．００００重量％（５００００重量ｐｐｍ）以下が好ましく、１．００００重量％（１００００重量ｐｐｍ）以下がより好ましく、０．１０００重量％（１０００重量ｐｐｍ）以下がさらに好ましく、０．０５００重量％（５００重量ｐｐｍ）以下がさらにより好ましく、０．０３００重量％（３００重量ｐｐｍ）以下がさらにより好ましい。よって、パーティクル数低減、研磨速度向上、及び、シリコンウエハの腐食防止の観点から、水溶性アルカリ化合物の含有量は、０．００１０〜５．０００重量％（１０〜５００００重量ｐｐｍ）が好ましく、０．００３０〜１．００００重量％（３０〜１００００重量ｐｐｍ）がより好ましく、０．００５０〜０．１０００重量％（５０〜１０００重量ｐｐｍ）がさらに好ましく、０．００８０〜０．０５００重量％（８０〜５００重量ｐｐｍ）がさらにより好ましく、０．０１００〜０．０３００重量％（１００〜３００重量ｐｐｍ）がさらにより好ましい。
【００２６】
[アルキルポリグリコシド(成分Ｄ)]
本発明の研磨液組成物には、下記一般式（１）で表されるアルキルポリグリコシド(成分Ｄ)が含まれる。
Ｒ1−Ｇｙ （１）
【００２７】
上記一般式（１）中、Ｒ1は、パーティクル数低減と研磨速度向上の観点から、炭素数８〜１８のアルキル基であるが、上記炭素数は、パーティクル数低減の観点から、１０以上が好ましく、１２以上がより好ましく、研磨速度向上の観点から、１６以下が好ましく、１４以下がより好ましい。よって、上記炭素数は、パーティクル数低減と研磨速度向上の観点から、１０〜１６が好ましく、１０〜１４がより好ましく、１２〜１４がさらに好ましい。Ｒ1は、飽和であっても不飽和であってもよく、且つ、直鎖であっても分岐鎖であってもよい。成分Ｄは、一般式（１）で表される複数種のアルキルポリグリコシドのうちから選ばれる１種のアルキルポリグリコシドであってもよいし、２種以上のアルキルポリグリコシドを含む混合物であってよい。
【００２８】
上記一般式（１）中、Ｇｙは糖鎖であり、Ｇは糖骨格であり、ｙは縮合度である。パーティクル数低減と研磨速度向上の観点から、縮合度ｙは１〜５であるが、上記縮合度ｙは、パーティクル数低減の観点から、１．１以上が好ましく、１．２以上がより好ましく、１．３以上がさらに好ましく、研磨速度向上の観点から、４以下が好ましく、３以下がより好ましく、２以下がさらに好ましく、１．８以下がさらにより好ましい。よって、上記縮合度ｙは、パーティクル数低減と研磨速度向上の観点から、１．１〜４が好ましく、１．２〜３がより好ましく、１．２〜２がさらに好ましく、１．３〜１．８がさらにより好ましい。
【００２９】
本発明の研磨液組成物におけるアルキルポリグリコシド（成分Ｄ）の含有量は、研磨速度向上及びパーティクル数低減の観点から、０．００１５重量％（１５重量ｐｐｍ）以下であるが、０．００１２５重量％（１２．５重量ｐｐｍ）以下が好ましく、０．００１０重量％（１０重量ｐｐｍ）以下がより好ましく、０．０００６重量％（６重量ｐｐｍ）以下がさらにより好ましい。また、アルキルポリグリコシド（成分Ｄ）の含有量は、パーティクル数低減の観点から、０．００００１重量％（０．１重量ｐｐｍ）以上が好ましく、０．００００５重量％（０．５重量ｐｐｍ）以上がより好ましく、０．０００１重量％（１重量ｐｐｍ）以上がさらに好ましく、０．０００３重量％（３重量ｐｐｍ）以上がさらにより好ましい。よって、アルキルポリグリコシド（成分Ｄ）の含有量は、パーティクル数低減と研磨速度向上の観点から、０．００００１〜０．００１５重量％（０．１〜１５重量ｐｐｍ）が好ましく、０．００００５〜０．００１２．５重量％（０．５〜１２．５重量ｐｐｍ）がより好ましく、０．０００１〜０．００１０重量％（１〜１０重量ｐｐｍ）がさらに好ましく、０．０００３〜０．０００６重量％（３〜６重量ｐｐｍ）がさらにより好ましい。
【００３０】
本発明のアルキルポリグリコシド（成分Ｄ）とシリカ粒子（成分Ａ）の濃度比、すなわち、アルキルポリグリコシド（成分Ｄ）とシリカ粒子（成分Ａ）の重量％の比（成分Ｄの重量％／成分Ａの重量％）は、パーティクル数低減の観点から、０．０００１以上であり、０．０００５以上が好ましく、０．００１０以上がより好ましく、０．００１５以上がさらに好ましい。また、重量％の比（成分Ｄの重量％／成分Ａの重量％）は、パーティクル数低減、及びＨａｚｅ値低減の観点から、０．００８以下であり、０．００６以下が好ましく、０．００４以下がより好ましく、０．００２以下がさらに好ましい。よって、重量％の比（成分Ｄの重量％／成分Ａの重量％）は、パーティクル数低減、及びＨａｚｅ値低減の観点から、０．０００１〜０．００８であり、０．０００５〜０．００６が好ましく、０．００１０〜０．００４がより好ましく０．００１５〜０．００２がさらに好ましい。
【００３１】
（カチオン化ポリビニルアルコール（成分Ｅ））
本発明の研磨液組成物に含まれるカチオン化ポリビニルアルコール（成分Ｅ）は、下記一般式（２）〜（４）で表される構成単位（ｅ２）〜（ｅ４）を有する。
【００３２】
【化２】
【００３３】
上記式（３）中、Ｒ2は炭素数１〜３のアルキル基であり、式（４）中、Ｘは分子中にカチオン基を有し且つビニルアルコール低級脂肪酸エステルと共重合可能な不飽和化合物に由来する構成単位である。
【００３４】
構成単位（ｅ２）と構成単位（ｅ３）と構成単位（ｅ４）とを有するカチオン化ポリビニルアルコールは、構成単位（ｅ３）の供給源である単量体化合物と構成単位（ｅ４）の供給源である単量体化合物とを共重合し、得られた共重合体を部分的にケン化することで得られる。例えば、一般式（３）中のＲ2がメチル基である場合、重合性カチオン単量体（構成単位（ｅ４）の供給源である化合物）と酢酸ビニルとの共重合体を部分ケン化することで得られるカチオン化ポリビニルアルコールを上記カチオン基を有する高分子化合物として使用できる。
【００３５】
ここで、構成単位（ｅ４）はカチオン基を含み、構成単位（ｅ４）の供給源である単量体化合物は、ビニルアルコール低級（炭素数１〜３）脂肪酸エステル（構成単位（ｅ２）、（ｅ３）の供給源である単量体化合物）と共重合可能な化合物である。構成単位（ｅ４）の供給源である単量体化合物としては、下記一般式（４−１）で表される化合物及び下記一般式（４−２）で表される化合物から選ばれる化合物が挙げられる。構成単位（ｅ４）は、パーティクル数低減の観点から、下記一般式（４−１）で表される化合物及び下記一般式（４−２）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種の化合物に由来するものであると好ましい。
【００３６】
【化３】
【００３７】
式中、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ9、Ｒ10、Ｒ11は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基である。Ｙ1、Ｙ2は、それぞれ独立して、炭素数１〜１２のアルキレン基、−ＣＯＯＲ14−、−ＣＯＮＨＲ14−、−ＯＣＯＲ14−、及びＲ15−ＯＣＯ−Ｒ14−から選ばれる基である。ここで、Ｒ14、Ｒ15は、それぞれ独立して、炭素数１〜５のアルキレン基である。Ｒ6は水素原子、炭素数１〜３のアルキル基、炭素数１〜３のヒドロキシアルキル基、又はＲ3Ｒ4Ｃ＝Ｃ（Ｒ5）−Ｙ1−である。Ｒ7は水素原子、炭素数１〜３のアルキル基、又は炭素数１〜３のヒドロキシアルキル基であり、Ｒ8は水素原子、炭素数１〜３のアルキル基、炭素数１〜３のヒドロキシアルキル基、又はベンジル基であり、Ｚ-は陰イオンを示す。Ｒ12は水素原子、炭素数１〜３のアルキル基、炭素数１〜３のヒドロキシアルキル基、又はＲ9Ｒ10Ｃ＝Ｃ（Ｒ11）−Ｙ2−である。Ｒ13は水素原子、炭素数１〜３のアルキル基、又は炭素数１〜３のヒドロキシアルキル基である。Ｚ-は、例えば、ハロゲンイオンである。
【００３８】
構成単位（ｅ４）の供給源である単量体化合物としては、例えば、ジアリルジアルキル（該アルキル基の炭素数は１〜３）アンモニウム塩、Ｎ−（メタ）アクリロイルアミノアルキル（該アルキル基の炭素数は１〜５）−Ｎ，Ｎ−ジアルキル（該アルキル基の炭素数は１〜３）アミン、Ｎ−（メタ）アクリロイルアミノアルキル（該アルキル基の炭素数は１〜５）−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリアルキル（該アルキル基の炭素数は１〜３）アンモニウム塩、Ｎ−（メタ）アクリロイルオキシアルキル（該アルキル基の炭素数は１〜５）−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリアルキル（アルキル基の炭素数は１〜３）アンモニウム塩、及びＮ−（ω−アルケニル（該アルケニル基の炭素数は２〜１０））−Ｎ，Ｎ−ジアルキル（該アルキル基の炭素数は１〜３）アミンから選ばれる化合物が挙げられる。
【００３９】
本発明の研磨液組成物に含まれるカチオン化ポリビニルアルコールは、構成単位（ｅ２）〜（ｅ４）以外に他の構成単位を本発明の効果を損なわない範囲で含んでいてもよいが、実質的に含まないことが好ましく、含まないことがより好ましい。
【００４０】
カチオン化ポリビニルアルコールの全構成単位中、構成単位（ｅ２）、構成単位（ｅ３）及び構成単位（ｅ４）のモル濃度は、パーティクル数低減、及び、Ｈａｚｅ値低減の観点から、好ましくは５０〜１００モル％、より好ましくは８０〜１００モル％であり、さらに好ましくは９０〜１００モル％であり、さらにより好ましくは実質的に１００モル％であり、さらにより好ましくは１００モル％である。
【００４１】
また、カチオン化ポリビニルアルコールの全構成単位中のカチオン基を含む構成単位（ｅ４）のモル濃度は、研磨速度の向上の観点から、０．００１モル％以上であり、好ましくは０．０１モル％以上、より好ましくは０．０５モル％以上、さらにより好ましくは０．１０モル％以上、さらにより好ましくは０．２０モル％以上である。また、カチオン基を含む構成単位（ｅ４）のモル濃度は、パーティクル数低減、Ｈａｚｅ値低減の観点から、１．５モル％以下であり、好ましくは１モル％以下、より好ましくは０．３５モル％以下、さらにより好ましくは０．２５モル％以下である。よって、カチオン化ポリビニルアルコールの全構成単位中のカチオン基を含む構成単位（ｅ４）のモル濃度は、パーティクル数低減、Ｈａｚｅ値低減、及び、研磨速度の向上の観点から、０．００１〜１．５モル％であり、好ましくは０．０１〜１モル％、より好ましくは０．０５〜１モル％、さらに好ましくは０．１０〜０．３５モル％、さらにより好ましくは０．２０〜０．３５モル％、さらにより好ましくは０．２０〜０．２５モル％である。ここで、前記カチオン基を含む構成単位（ｅ４）のモル濃度は、実施例に記載の[カチオン化変性率測定方法]により測定できる。
【００４２】
カチオン化ポリビニルアルコールにおいては、溶解性向上、パーティクル数低減及びＨａｚｅ値低減の観点から、構成単位（ｅ２）及び構成単位（ｅ３）のモル比（ｅ２）／（ｅ３）が、好ましくは１〜３００、より好ましくは２〜５０、さらに好ましくは２．５〜２０であり、さらにより好ましくは３．０〜１５であり、さらにより好ましくは５．０〜１０であり、さらにより好ましくは５．０〜８．０である。
【００４３】
カチオン化ポリビニルアルコールの重合度は、パーティクル数低減の観点から、好ましくは２２０以上、より好ましくは３００以上、さらに好ましくは５００以上、さらにより好ましくは１０００以上である。また、カチオン化ポリビニルアルコールの重合度は、研磨組成物の保存安定性向上の観点から、好ましくは３５００以下、より好ましくは３０００以下、さらに好ましくは２５００以下、さらにより好ましくは２０００以下である。よって、カチオン化ポリビニルアルコールの重合度は、パーティクル数低減と研磨組成物の保存安定性向上の観点から、好ましくは２２０〜３５００、より好ましくは３００〜３０００、さらに好ましくは５００〜２５００であり、さらにより好ましくは１０００〜２０００である。ここで、高分子化合物の重合度とは、一般的には重合体分子を構成する繰返し単位数のことであるが、本発明におけるカチオン化ポリビニルアルコールの重合度に関しては、（ｅ２）の繰り返し単位数と（ｅ３）の繰り返し単位数の合計を意味する。
【００４４】
また、カチオン化ポリビニルアルコールの重量平均分子量は、パーティクル数低減の観点から、好ましくは５０００以上、より好ましくは２００００以上、さらに好ましくは５００００以上、さらにより好ましくは８００００以上である。カチオン化ポリビニルアルコールの重量平均分子量は、研磨組成物の保存安定性向上の観点から、好ましくは５０００００以下、より好ましくは３０００００以下、さらに好ましくは２０００００以下、さらにより好ましくは１０００００以下である。よって、カチオン化ポリビニルアルコールの重量平均分子量は、パーティクル数低減と研磨組成物の保存安定性向上の観点から、好ましくは５０００〜５０００００、より好ましくは２００００〜３０００００、さらに好ましくは５００００〜２０００００、さらにより好ましくは８００００〜１０００００である。ここで重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより、実施例に記載の測定条件で、プルランを標準として求めることができる。
【００４５】
本発明の研磨液組成物におけるカチオン化ポリビニルアルコールの含有量は、パーティクル数低減の観点から、０．０００１重量％（１重量ｐｐｍ）以上が好ましく、０．００１０重量％（１０重量ｐｐｍ）以上がより好ましく、０．００２５重量％（２５重量ｐｐｍ）以上がさらに好ましく、０．００４０重量％（４０重量ｐｐｍ）以上がさらにより好ましい。また、パーティクル数低減、及びＨａｚｅ値低減の観点から、０．０３００重量％（３００重量ｐｐｍ）以下が好ましく、０．０２００重量％（２００重量ｐｐｍ）以下がより好ましく、０．０１５０重量％（１５０重量ｐｐｍ）以下がさらに好ましく、０．０１２５重量％（１２５重量ｐｐｍ）以下がさらにより好ましく、０．００８０重量％（８０重量ｐｐｍ）以下がさらにより好ましい。よって、カチオン化ポリビニルアルコールの含有量は、パーティクル数低減とＨａｚｅ値低減の観点から、０．０００１〜０．０３００重量％（１〜３００重量ｐｐｍ）が好ましく、０．００１０〜０．０２００重量％（１０〜２００重量ｐｐｍ）がより好ましく、０．００２５〜０．０１５０重量％（２５〜１５０重量ｐｐｍ）がさらに好ましく、０．００４０〜０．０１２５重量％（４０〜１２５重量ｐｐｍ）がさらにより好ましく、０．００４０〜０．００８０重量％（４０〜８０重量ｐｐｍ）がさらにより好ましい。
【００４６】
本発明の研磨液組成物には、本発明の効果が妨げられない範囲で、さらに、水溶性高分子化合物（成分Ｆ）、ｐＨ調整剤、防腐剤、アルコール類、キレート剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤及び酸化剤から選ばれる少なくとも１種の任意成分が含まれていてもよいが、パーティクル数低減とＨａｚｅ値低減の観点から、本発明の研磨液組成物に含まれる全界面活性剤のうちの、アルキルポリグリコシド(成分Ｄ)の含有量は、８０重量％以上、好ましくは９０重量％以上、より好ましくは９５％以上、さらに好ましくは実質的に１００重量％、さらに好ましくは１００重量％である。尚、上記水溶性高分子化合物（成分Ｆ）は、ポリビニルアルコール、成分Ｅ以外のポリビニルアルコール誘導体、及びヒドロキシエチルセルロースからなる群から選ばれる少なくとも１種の水溶性高分子化合物である。
【００４７】
［水溶性高分子化合物（成分Ｆ）］
本発明の研磨液組成物は、パーティクル数低減の観点から、ポリビニルアルコール、成分Ｅ以外のポリビニルアルコール誘導体、及びヒドロキシエチルセルロースからなる群から選ばれる少なくとも１種の水溶性高分子化合物（成分Ｆ）を含有していると好ましい。これらの水溶性高分子化合物は任意の割合で２種以上を混合して用いてもよい。成分Ｅ以外のポリビニルアルコール誘導体としては、イタコン酸変性ポリビニルアルコール、マレイン酸変性ポリビニルアルコール、スルホン酸変性ポリビニルアルコール、アルキル変性ポリビニルアルコール、エーテル変性ポリビニルアルコール等が挙げられる。
【００４８】
ポリビニルアルコール及び成分Ｅ以外のポリビニルアルコール誘導体の重量平均分子量は、パーティクル数低減の観点から、好ましくは５０００以上、より好ましくは２００００以上、さらに好ましくは５００００以上、さらにより好ましくは８００００以上である。ポリビニルアルコール及び成分Ｅ以外のポリビニルアルコール誘導体の重量平均分子量は、研磨組成物の保存安定性向上の観点から、好ましくは５０００００以下、より好ましくは３０００００以下、さらに好ましくは２５００００以下、さらにより好ましくは２０００００以下、さらにより好ましくは１０００００以下である。よって、ポリビニルアルコール及び成分Ｅ以外のポリビニルアルコール誘導体の重量平均分子量は、パーティクル数低減と研磨組成物の保存安定性向上の観点から、好ましくは５０００〜５０００００、より好ましくは２００００〜３０００００、さらに好ましくは５００００〜２５００００、さらにより好ましくは８００００〜２０００００、さらにより好ましくは８００００〜１０００００である。尚、ポリビニルアルコール及び成分Ｅ以外のポリビニルアルコール誘導体の重量平均分子量の測定方法は、標準物質がポリエチレングリコールであること以外は、下記のカチオン化ポリビニルアルコールの重量平均分子量の測定方法と同じである。
【００４９】
ヒドロキシエチルセルロースの重量平均分子量（ポリエチレングリコール換算）としては、パーティクル数低減とＨａｚｅ値低減の観点から、２０００００〜４００００００が好ましく、４０００００〜２００００００がより好ましく、６０００００〜１００００００がさらに好ましい。尚、ヒドロキシエチルセルロースの重量平均分子量の測定方法は、標準物質がポリエチレングリコールであること以外は、下記のカチオン化ポリビニルアルコールの重量平均分子量の測定方法と同じである。
【００５０】
本実施形態の研磨液組成物における水溶性高分子化合物（成分Ｆ）の含有量は、パーティクル数低減とＨａｚｅ値低減の観点から、好ましくは０．０００１重量％（１重量ｐｐｍ）以上、より好ましくは０．００１０重量％（１０重量ｐｐｍ）以上、さらに好ましくは０．００５０重量％（５０重量ｐｐｍ）以上であり、さらにより好ましくは０．００８０重量％（８０重量ｐｐｍ）以上である。また、水溶性高分子化合物（成分Ｆ）の含有量は、研磨速度向上の観点から、好ましくは５．００００重量％（５００００重量ｐｐｍ）以下、より好ましくは１．００００重量％（１００００重量ｐｐｍ）以下、さらに好ましくは０．１０００重量％（１０００重量ｐｐｍ）以下、さらにより好ましくは０．０３００重量％（３００重量ｐｐｍ）以下であり、さらにより好ましくは０．０１５０重量％（１５０重量ｐｐｍ）以下である。よって、水溶性高分子化合物（成分Ｆ）の含有量は、パーティクル数低減、Ｈａｚｅ値低減、及び、研磨速度の向上の観点から、好ましくは０．０００１〜５．００００重量％（１〜５００００重量ｐｐｍ）、より好ましくは０．００１０〜１．００００重量％（１０〜１００００重量ｐｐｍ）、さらに好ましくは０．００５０〜０．１０００重量％（５０〜１０００重量ｐｐｍ）、さらにより好ましくは０．００８０〜０．０３００重量％（８０〜３００重量ｐｐｍ）である。
【００５１】
本発明の研磨液組成物の２５℃におけるｐＨは、パーティクル数低減とＨａｚｅ値低減の観点から、８以上であり、９以上が好ましく、９．５以上がより好ましく、１０以上がさらに好ましい。また、上記ｐＨは、Ｈａｚｅ値低減の観点から、１２以下であり、１１以下が好ましく、１０．８以下がより好ましく、１０．５以下がさらに好ましい。よって、上記ｐＨは、パーティクル数低減とＨａｚｅ値低減の観点から、８〜１２であり、９〜１１が好ましく、９．５〜１０．８がより好ましく、１０〜１０．５がさらに好ましい。ｐＨの調整は、水溶性アルカリ化合物（成分Ｃ）と公知の酸性化合物を適宜添加して行うことができる。酸性化合物としては、硫酸、塩酸、硝酸又はリン酸等の無機酸、酢酸、シュウ酸、コハク酸、グリコール酸、リンゴ酸、クエン酸又は安息香酸等の有機酸等が挙げられる。ここで、２５℃におけるｐＨは、ｐＨメータ（東亜電波工業株式会社、ＨＭ−３０Ｇ）を用いて測定でき、電極の研磨液組成物への浸漬後１分後の数値である。
【００５２】
次に、本実施形態の研磨液組成物の製造方法の一例について説明する。
【００５３】
本実施形態の研磨液組成物の製造方法の一例は、何ら制限されず、例えば、研磨材（成分Ａ）と、水系媒体（成分Ｂ）と、水溶性アルカリ化合物(成分Ｃ)と、アルキルポリグリコシド(成分Ｄ)と、カチオン化ポリビニルアルコール(成分Ｅ)と、必要に応じて任意成分とを混合することによって調製できる。
【００５４】
これらの各成分の混合順序については特に制限はなく、全ての成分を同時に混合してもよいが、研磨材（成分Ａ）の凝集等を十分に防止する観点から、カチオン化ポリビニルアルコール(成分Ｅ)及び水溶性アルカリ化合物(成分Ｃ)を溶解した水系媒体に研磨材（成分Ａ）を分散させると好ましい。研磨液組成物に、任意成分として水溶性高分子化合物（成分Ｆ）が含まれる場合は、カチオン化ポリビニルアルコール(成分Ｅ)、水溶性アルカリ化合物(成分Ｃ)及び水溶性高分子化合物（成分Ｆ）を溶解した水系媒体に研磨材（成分Ａ）を分散させると好ましい。
【００５５】
研磨材の水系媒体への分散は、例えば、ホモミキサー、ホモジナイザー、超音波分散機、湿式ボールミル、又はビーズミル等の撹拌機等を用いて行うことができる。研磨材が凝集等してできた粗大粒子が水系媒体中に含まれる場合、遠心分離やフィルターを用いたろ過等により、当該粗大粒子を除去すると好ましい。
【００５６】
本発明の研磨液組成物は、高濃度の前駆組成物を調整し、それを水系媒体（成分Ｂ）で希釈することにより得てもよい。具体的には、前記前駆組成物における水系媒体以外の成分の総量の濃度は、生産性、物流容易性、及び前駆組成物の保存安定性の観点から、前駆組成物中、５〜２０重量％が好ましく、８〜２０重量％がより好ましく、８〜１５重量％がさらに好ましい。
【００５７】
本発明の研磨液組成物は、例えば、半導体基板の製造過程における、シリコンウエハ（被研磨ウエハ）の研磨工程に用いられる。
【００５８】
シリコンウエハの研磨工程には、シリコン単結晶インゴットを薄円板状にスライスすることにより得られたシリコンウエハを平面化するラッピング工程と、ラッピングされたシリコンウエハをエッチングした後、シリコンウエハ表面を鏡面化する粗研磨及び仕上げ研磨工程とがある。本発明の研磨液組成物は、上記仕上げ研磨工程で用いられるとより好ましい。
【実施例】
【００５９】
＜研磨材の平均一次粒子径の測定法＞
研磨材の平均一次粒子径（ｎｍ）は、ＢＥＴ（窒素吸着）法によって算出される比表面積Ｓ（ｍ2／ｇ）を用いて下記式で算出した。
平均一次粒子径（ｎｍ）＝２７２７／Ｓ
【００６０】
研磨材の比表面積は、下記の［前処理］をした後、測定サンプル約０．１ｇを測定セルに小数点以下４桁まで精量し、比表面積の測定直前に１１０℃の雰囲気下で３０分間乾燥した後、比表面積測定装置（マイクロメリティック自動比表面積測定装置 フローソーブＩＩＩ２３０５、島津製作所製）を用いて窒素吸着法（ＢＥＴ法）により測定した。
【００６１】
［前処理］
（ａ）スラリー状の研磨材を硝酸水溶液でｐＨ２．５±０．１に調整する。
（ｂ）ｐＨ２．５±０．１に調整されたスラリー状の研磨材をシャーレにとり１５０℃の熱風乾燥機内で１時間乾燥させる。
（ｃ）乾燥後、得られた試料をメノウ乳鉢で細かく粉砕する。
（ｄ）粉砕された試料を４０℃のイオン交換水に懸濁させ、孔径１μｍのメンブランフィルターで濾過する。
（ｅ）フィルター上の濾過物を２０ｇのイオン交換水（４０℃）で５回洗浄する。
（ｆ）濾過物が付着したフィルターをシャーレにとり、１１０℃の雰囲気下で４時間乾燥させる。
（ｇ）乾燥した濾過物（砥粒）をフィルター屑が混入しないようにとり、乳鉢で細かく粉砕して測定サンプルを得た。
【００６２】
＜研磨材の平均二次粒子径の測定法＞
研磨材の平均二次粒子径（ｎｍ）は、研磨材の濃度が０．５重量％となるように研磨材をイオン交換水に添加した後、得られた水溶液をＤｉｓｐｏｓａｂｌｅ Ｓｉｚｉｎｇ Ｃｕｖｅｔｔｅ（ポリスチレン製 １０ｍｍセル）に下底からの高さ１０ｍｍまで入れ、動的光散乱法（装置名：ゼータサイザーＮａｎｏ ＺＳ、シスメックス（株）製）を用いて測定した。
【００６３】
＜カチオン化ポリビニルアルコールの重量平均分子量の測定法＞
カチオン化ポリビニルアルコールの重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法を下記の条件で適用して得たクロマトグラム中のピークに基づいて算出した。
カラム：α−Ｍ＋α−Ｍ
溶離液：０．１５ｍｏｌ／Ｌ Ｎａ2ＳＯ4，１％ＣＨ3ＣＯＯＨ／水
流量：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
カラム温度：４０℃
検出器：ＲＩ検出器
標準物質：プルラン（分子量；７８．８万，１９．４万，４．７３万，５９００ 全てＳｈｏｄｅｘ社製）
【００６４】
（１）研磨液組成物の調製
研磨材（コロイダルシリカ）、イオン交換水、２９％アンモニア水（関東化学（株）電子工業用）、ウエハ吸着剤、及びカチオン化ポリビニルアルコールを攪拌混合して、実施例１〜１０、比較例１〜９の研磨液組成物を得た。研磨液組成物の調製に用いたシリカ粒子（コロイダルシリカ）の、平均一次粒子径は、３５ｎｍ、平均二次粒子径は、６５ｎｍ、会合度は、２．１である。各研磨液組成物中、研磨材の含有量は０．２５００重量％（２５００重量ｐｐｍ）、アンモニアの含有量は０．０１００重量％（１００重量ｐｐｍ）である。ウエハ吸着剤の含有量、ウエハ吸着剤と研磨材の重量％比（ウエハ吸着剤の重量％／研磨材の重量％）、カチオン化ポリビニルアルコールの含有量、研磨液組成物のｐＨ（２５℃）は表１に記載の通りである。ウエハ吸着剤及びカチオン化ポリビニルアルコールの詳細は、各々表２及び表３に示した。
【００６５】
尚、カチオン化ポリビニルアルコールＡ〜Ｃは、構成単位（ｅ３）の供給源である単量体化合物と構成単位（ｅ４）の供給源である単量体化合物とを共重合し、得られた共重合体を部分的にケン化することで得た。
【００６６】
表３中のカチオン化ポリビニルアルコールＡ〜Ｃにおいて、各高分子化合物の全構成単位中の、構成単位（ｅ２）、構成単位（ｅ３）及び構成単位（ｅ４）のモル濃度は１００モル％である。カチオン化ポリビニルアルコールＡ〜Ｃの構造を下記に示す。
【００６７】
【化４】
【００６８】
Ｒ2はＣＨ3であり、構成単位（ｅ３）の供給源である単量体化合物は酢酸ビニルである。構成単位（ｅ４）は、上記一般式（４−１）で表される化合物に由来するものであり、Ｚ-はＣｌ-、Ｙ1は−ＣＨ2−、Ｒ3は−Ｈ、Ｒ4は−Ｈ、Ｒ5は−Ｈである。Ｒ6はＲ3Ｒ4Ｃ＝Ｃ（Ｒ5）―Ｙ1―、Ｒ7は−ＣＨ3、Ｒ8は−ＣＨ3である。
【００６９】
表３に記載の（ｅ４）のモル濃度は下記のカチオン化変性率測定方法により測定した窒素量及び塩素濃度を用いて算出した。
【００７０】
【表１】
【００７１】
【表２】
【００７２】
表２中の「９−１１」は、マイドール１０が、炭素数が９のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドと、炭素数が１０のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドと、炭素数が１１のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドとの混合物であることを意味している。「１０−１４」は、マイドール１２が、炭素数が１０のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドと、炭素数が１１のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドと、炭素数が１２のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドと、炭素数が１３のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドと、炭素数が１４のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドとの混合物であることを意味している。「１２−１６」は、グルコポン６００ＵＰが、炭素数が１２のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドと、炭素数が１３のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドと、炭素数が１４のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドと、炭素数が１５のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドと、炭素数が１６のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドとの混合物であることを意味している。
【００７３】
【表３】
【００７４】
［カチオン化変性率測定方法］
（イ）試料１〜５ｍｇをウルトラミクロ天秤にて精秤し、試料を触媒存在下、アルゴン−酸素気流中で分解してＮＯに変換した。このＮＯとオゾンとが反応する際に発する化学発光強度を測定して窒素量を求めた。試料の燃焼・分解は、試料状況を確認しながら手動で行った。この際、不完全燃焼が起きていないことを目視レベルならびに検出強度により確認した。
測定装置 ：三菱化学アナリテック社製 ＴＮ−１０
電気炉設定条件 ：INLET 800℃
：OUTLET 900℃
ガス流量 ：O2 MAIN 300ml/min
：Ar 1L/min
：O2 0.5L/min
検量線調整法 ：アニリンをトルエンに溶解した溶液を検量線試料とした。
（ロ）一方で、試料１００ｍｇを酸素気流中で燃焼し、発生ガスを３％過酸化水素水に吸収させた。吸収液中の塩化物イオンをイオンクロマトグラフ法により測定して塩素濃度を求めた。
燃焼装置 ：吉田科学器械社製 QS-AB2
燃焼温度 ：PREH 400℃
：HIH 1000℃
燃焼ガス流量 ：2.5L/min(Ar)
測定装置 ：Dionex社製 ICS-2000
分離カラム ：IonPack AS418
ガードカラム ：IonPack AG18
溶離液 ：30mM KOH
検出器 ：電気伝導度検出器
（ハ）カチオン化ポリビニルアルコールＡ〜Ｃには、ＮとＣｌがモル比１：１の割合で含まれており、且つ、（ｅ４）の供給源には、Ｎ原子とＣｌ原子が各々一つずつ含まれているので、窒素量及び塩素濃度のそれぞれからカチオン基の含有量(ｍｏｌ％)を計算し、その平均値を（ｅ４）の構成単位量(ｍｏｌ％)とした。
【００７５】
（２）研磨方法
得られた研磨液組成物を用いて、下記シリコンウエハに対して下記の研磨条件で粗研磨と仕上げ研磨を行った。
【００７６】
＜シリコンウエハ＞
直径２００ｍｍのシリコン片面鏡面ウエハ（伝導型：Ｐ、結晶方位：１００、抵抗率１Ω以上１００Ω未満）を被研磨ウエハとして使用した。
【００７７】
＜研磨条件＞
［粗研磨］
研磨機：ＴＲＣＰ５４１（テクノライズ株式会社製）
研磨荷重：２５０ｇ／ｃｍ2
研磨液流量：２００ｍｌ／ｍｉｎ
定盤回転数：６０ｒｐｍ
ヘッド回転数：６０ｒｐｍ
研磨時間：７ｍｉｎ
研磨パッド表面温度：２３度
研磨パッド：ＳＵＢＡ４００（ニッタ・ハース（株）製）
【００７８】
［仕上げ研磨］
研磨機：ＳＰＰ６００Ｓ（株式会社岡本工作機械製作所製）
研磨荷重：１００ｇ／ｃｍ2
研磨液流量：２００ｍｌ／ｍｉｎ
定盤回転数：６０ｒｐｍ
ヘッド回転数：１００ｒｐｍ
研磨時間：５ｍｉｎ
研磨パッド表面温度：２３度
研磨パッド：ＣＩＥＧＡＬ７３５５
【００７９】
（３）評価方法
＜パーティクル数の測定＞
前述の研磨方法に従ってシリコンウエハ（被研磨ウエハ）を粗研磨・仕上げ研磨・洗浄・乾燥した後、ウエハ欠陥装置（ＳＰ−１ ＤＬＳ、ケーエルエー・テンコール社製）を用いて、シリコンウエハ上に残留したパーティクル数（５０ｎｍ以上）を測定した。
【００８０】
＜Ｈａｚｅ値の測定＞
前述の研磨方法に従ってシリコンウエハを仕上げ研磨・洗浄・乾燥した後、ウエハ欠陥装置（ＳＰ−１ ＤＬＳ、ケーエルエー・テンコール社製）を用いて、Ｈａｚｅ値（ＤＷＯモード）を各々測定した。
【００８１】
表１に示すように、実施例１〜１０の研磨液組成物を用いた場合、比較例１〜９の研磨液組成物を用いた場合よりも、シリコンウエハ表面に残存するパーティクル数、及びＨａｚｅ値が小さかった。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の研磨液組成物を用いれば、パーティクル数とＨａｚｅ値の双方を低減できる。よって、本発明の研磨液組成物は、様々な半導体基板の製造過程で用いられる研磨液組成物として有用であり、なかでも、シリコンウエハの仕上げ研磨用の研磨液組成物として有用である。
【技術分野】
【０００１】
本発明はシリコンウエハ用研磨液組成物及びこれを用いた半導体基板の製造方法並びにシリコンウエハの研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板の製造に用いられるシリコンウエハ（ベアウエハ）の研磨に用いられる研磨液組成物として、シリカ粒子を含有する研磨液組成物が知られている。この種の研磨液組成物においては、濃縮液の保存安定性、シリコンウエハの表面の濡れ性、凝集物を除去するために研磨液組成物をろ過する場合のフィルター目詰まり、研磨速度等が問題となっている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００３】
一方、半導体デバイスの化学的機械的平坦化用の、アルキルポリグリコシドを含有する金属用研磨液として、複雑な配線金属を平坦化する研磨液組成物が開示されている（例えば、特許文献２参照）。又、アルキルポリグリコシドを含有するＣＭＰプロセス用研磨液として、回収研磨液組成物の濾過性が良く回収ロスが少ない研磨液組成物が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１７１６８９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２９９４１号公報
【特許文献３】特開２００４−５１７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、半導体装置のデザインルールの微細化が進み、シリコンウエハに要求される、パーティクル数やＨａｚｅ値等の表面品質は益々高くなっている。パーティクルとはウエハ表面に付着した、研磨材、研磨パット屑、シリコンの切り屑等の異物であり、Ｈａｚｅとは、表面粗さ計では測定困難な微細な凹凸に光束を照射した時に観察される“曇り”である。Ｈａｚｅ値が小さければ小さいほど表面の平滑性が高いことを意味する。
【０００６】
本発明では、パーティクル数及びＨａｚｅ値が小さいシリコンウエハを得ることが可能なシリコンウエハ用研磨液組成物、及び当該研磨液組成物を用いた半導体基板の製造方法並びにシリコンウエハの研磨方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のシリコンウエハ用研磨液組成物は、シリカ粒子（成分Ａ）と、水系媒体(成分Ｂ)と、水溶性アルカリ化合物(成分Ｃ)と、下記一般式（１）で表されるアルキルポリグリコシド(成分Ｄ)と、カチオン化ポリビニルアルコール（成分Ｅ）とを含み、
前記成分Ｅは、下記一般式（２）で表される構成単位（ｅ２）、下記一般式（３）で表される構成単位（ｅ３）、及び下記一般式（４）で表される構成単位（ｅ４）を含み、構成単位（ｅ４）のモル濃度が成分Ｅの全構成単位中０．００１〜１．５モル％であり、
前記成分Ｄの含有量が０．００１５重量％以下であり、
前記成分Ｄと前記成分Ａの重量％の比（成分Ｄの重量％／成分Ａの重量％）が、０．０００１〜０．００８であり、
２５℃におけるｐＨが８〜１２である。
Ｒ1−Ｇｙ ・・・（１）
ただし、式（１）中、Ｒ1は、炭素数８〜１８のアルキル基であり、飽和であっても不飽和であってもよく、且つ、直鎖であっても分岐鎖であってもよく、Ｇｙは糖鎖であり、Ｇは糖骨格、ｙは縮合度であり、縮合度ｙが１〜５である。成分Ｄは、一般式（１）で表される複数種のアルキルポリグリコシドのうちから選ばれる１種のアルキルポリグリコシドであってもよいし、２種以上のアルキルポリグリコシドを含む混合物であってよい。
【化１】
ただし、式（３）中、Ｒ2は炭素数１〜３のアルキル基であり、式（４）中、Ｘは分子中にカチオン基を有し且つビニルアルコール低級脂肪酸エステルと共重合可能な不飽和化合物に由来する構成単位である。
【０００８】
本発明の半導体基板の製造方法は、本発明のシリコンウエハ用研磨液組成物を用いてシリコンウエハを研磨する工程を含む。
【０００９】
本発明のシリコンウエハの研磨方法は、本発明のシリコンウエハ用研磨液組成物を用いてシリコンウエハを研磨する工程を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、パーティクル数及びＨａｚｅ値が小さいシリコンウエハを得ることが可能なシリコンウエハ用研磨液組成物、及び当該研磨液組成物を用いた半導体基板の製造方法並びにシリコンウエハの研磨方法を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、シリカ粒子（成分Ａ）と、水系媒体(成分Ｂ)と、水溶性アルカリ化合物(成分Ｃ)と、特定のアルキルポリグリコシド(成分Ｄ)と、特定のカチオン化ポリビニルアルコール（成分Ｅ）とを含み、成分Ｄの含有量が０．００１５重量％以下、前記成分Ｄと前記成分Ａの重量％の比（成分Ｄの重量％／成分Ａの重量％）が０．０００１〜０．００８、２５℃におけるｐＨが８〜１２の研磨組成物を用いて研磨を行うことにより、パーティクル数及びＨａｚｅ値の双方が小さいシリコンウエハを得ることができるという知見に基づく。
【００１２】
一般に、シリコンウエハ（以下、「ウエハ」と略称する場合もある。）の研磨において、シリコンウエハとシリカ表面は相互作用が強く、吸着しやすいことが知られている。本発明のシリコンウエハ用研磨液組成物（以下、「研磨液組成物」と略称する場合もある。）を用いた研磨では、特定のアルキルポリグリコシド(成分Ｄ)によって、ウエハ表面がシリカ粒子と相互作用しにくい表面に改質されることにより、ウエハ表面に残存するシリカ粒子数が低減されるものと推察される。具体的には、特定のアルキルポリグリコシド(成分Ｄ)は疎水基と親水基（ＯＨ基）を有しており、ウエハ表面に当該疎水基（炭素数８〜１８のアルキル基）が吸着し、シリカ粒子に吸着し難い親水基（ＯＨ基）がシリカ粒子に対向することにより、ウエハ表面へのシリカ粒子の吸着が抑制され、パーティクル数が低減し、Ｈａｚｅ値が小さくなるものと推察される。
【００１３】
[シリカ粒子（成分Ａ）]
本発明の研磨液組成物（以下、「研磨液組成物」と略称する場合もある。）には、研磨材としてシリカ粒子が含まれる。シリカ粒子の具体例としては、コロイダルシリカ、フュームドシリカ等が挙げられるが、シリコンウエハの表面平滑性を向上させる観点から、コロイダルシリカがより好ましい。
【００１４】
シリカ粒子の使用形態としては、操作性の観点からスラリー状であることが好ましい。本発明の研磨液組成物に含まれる研磨材がコロイダルシリカである場合、アルカリ金属やアルカリ土類金属等によるシリコンウエハの汚染を防止する観点から、コロイダルシリカは、アルコキシシランの加水分解物から得たものであることが好ましい。アルコキシシランの加水分解物から得られるシリカ粒子は、従来から公知の方法によって作製できる。
【００１５】
本発明の研磨液組成物に含まれるシリカ粒子の平均一次粒子径は、研磨速度を向上する観点から、好ましくは５ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上、さらに好ましくは１５ｎｍ以上であり、さらにより好ましくは２０ｎｍ以上であり、さらに好ましくは３０ｎｍ以上である。また、パーティクル数低減、及びＨａｚｅ値低減の観点から、好ましくは５０ｎｍ以下、より好ましくは４５ｎｍ以下、さらに好ましくは４０ｎｍ以下である。よって、シリカ粒子の平均一次粒子径は、パーティクル数低減、及びＨａｚｅ値低減及び研磨速度を向上する観点から、好ましくは５〜５０ｎｍ、より好ましくは１０〜４５ｎｍ、さらに好ましくは１５〜４０ｎｍ、さらにより好ましくは２０〜４０ｎｍ、さらにより好ましくは３０〜４０ｎｍである。
【００１６】
特に、研磨材としてコロイダルシリカを用いた場合には、パーティクル数低減、及びＨａｚｅ値低減及び研磨速度を向上させる観点から、平均一次粒子径は、５〜５０ｎｍが好ましく、より好ましくは１０〜４５ｎｍ、さらに好ましくは１５〜４０ｎｍ、さらにより好ましくは２０〜４０ｎｍ、さらにより好ましくは３０〜４０ｎｍである。
【００１７】
本発明の研磨液組成物におけるシリカ粒子の含有量は、研磨速度の向上の観点から０．０５００重量％（５００重量ｐｐｍ）以上が好ましく、０．１０００重量％（１０００重量ｐｐｍ）以上がより好ましく、０．２０００重量％（２０００重量ｐｐｍ）以上がさらに好ましい。また、研磨液組成物のコスト低減の観点から、０．５０００重量％（５０００重量ｐｐｍ）以下が好ましく、０．４０００重量％（４０００重量ｐｐｍ）以下がより好ましく、０．３０００重量％（３０００重量ｐｐｍ）以下がさらに好ましい。よって、シリカ粒子の含有量は、研磨速度の向上及び研磨液組成物のコスト低減の観点から、０．０５００〜０．５０００重量％（５００〜５０００重量ｐｐｍ）が好ましく、０．１０００〜０．４０００重量％（１０００〜４０００重量ｐｐｍ）がより好ましく、０．２０００〜０．３０００重量％（２０００〜３０００重量ｐｐｍ）がさらに好ましい。
【００１８】
本発明の研磨液組成物に含まれる研磨材であるシリカ粒子は、パーティクル数低減、Ｈａｚｅ値低減及び研磨速度の向上の観点から、会合し二次粒子を形成していると好ましい。シリカ粒子の会合度は、パーティクル数低減、Ｈａｚｅ値低減及び研磨速度の向上の観点から、１．１〜３．０が好ましく、１．３〜２．８がより好ましく、１．５〜２．５がさらに好ましく、１．８〜２．５がさらにより好ましく、１．８〜２．２がさらにより好ましい。シリカ粒子の形状はいわゆる球型といわゆるマユ型が好ましいが、いわゆるマユ型がより好ましい。シリカ粒子がコロイダルシリカである場合、コロイダルシリカの会合度は、パーティクル数低減、Ｈａｚｅ値低減及び研磨速度の向上の観点から、１．１〜３．０が好ましく、１．３〜２．８がより好ましく、１．５〜２．５がさらに好ましく、１．８〜２．５がさらにより好ましく、１．８〜２．２がさらにより好ましい。
【００１９】
シリカ粒子の会合度とは、研磨材の形状を表す係数であり、下記式により算出される。
会合度＝平均二次粒子径／平均一次粒子径
【００２０】
シリカ粒子の会合度の調整方法としては、特に限定されないが、例えば、特開平６−２５４３８３号公報、特開２００５−０６０２１９号公報等に記載の方法を採用できる。
【００２１】
平均二次粒子径は、動的光散乱法によって測定される値であり、例えば、実施例に記載の装置を用いて測定できる。
【００２２】
[水系媒体(成分Ｂ)]
本実施形態の研磨液組成物に含まれる水系媒体(成分Ｂ)としては、イオン交換水や超純水等の水、又は水と溶媒との混合媒体等が挙げられ、上記溶媒としては、水と混合可能な溶媒（例えば、エタノール等のアルコール）が好ましい。水系媒体としては、なかでも、イオン交換水又は超純水がより好ましく、超純水がさらに好ましい。本発明の成分Ｂが、水と溶媒との混合媒体である場合、成分Ｂである混合媒体全体に対する水の割合は、特に限定されるわけではないが、経済性の観点から、９５重量％以上が好ましく、９８重量％以上がより好ましく、実質的に１００重量％がさらに好ましい。
【００２３】
本発明の研磨液組成物における水系媒体の含有量は、特に限定されるわけではなく、成分Ａ、成分Ｃ〜成分Ｅ、及び、後述する任意成分の残余であってよい。
【００２４】
［水溶性アルカリ化合物(成分Ｃ)］
本発明の研磨液組成物は、研磨速度向上の観点から、水溶性アルカリ化合物(成分Ｃ)を含有する。尚、本発明において、水溶性アルカリ化合物の「水溶性」とは、水に対して２ｇ／１００ｍｌ以上の溶解度を有することをいい、「水溶性アルカリ化合物」とは、水に溶解したとき、アルカリ性を示す化合物をいう。水溶性アルカリ化合物としては、水溶性アミン化合物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の、水酸化物、炭酸塩、及び炭酸水素塩等が挙げられる。具体的には、水溶性アミン化合物としては、アンモニア、水酸化アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、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、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ一メチルエタノールアミン、Ｎ−メチル−Ｎ，Ｎ一ジエタノ−ルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルエタノールアミン、Ｎ−（β−アミノエチル）エタノ−ルアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、及びトリイソプロパノールアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン・六水和物、無水ピペラジン、１−（２−アミノエチル）ピペラジン、Ｎ−メチルピペラジン、ジエチレントリアミン、及び水酸化テトラメチルアンモニウム等が挙げられ、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の、水酸化物、炭酸塩、及び炭酸水素塩としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム及び炭酸水素ナトリウム等が挙げられる。これらの水溶性アルカリ化合物は２種以上を混合して用いてもよい。本発明の研磨液組成物に含まれ得る水溶性アルカリ化合物としては、研磨速度向上の観点から、水溶性アミン化合物が好ましく、アンモニア、メチルアミンがより好ましく、アンモニアがさらに好ましい。
【００２５】
本発明の研磨液組成物における水溶性アルカリ化合物の含有量は、パーティクル数低減と研磨速度向上の観点から、０．００１０重量％（１０重量ｐｐｍ）以上が好ましく、０．００３０重量％（３０重量ｐｐｍ）以上がより好ましく、０．００５０重量％（５０重量ｐｐｍ）以上がさらに好ましく、０．００８０重量％（８０重量ｐｐｍ）以上がさらにより好ましく、０．０１００重量％（１００重量ｐｐｍ）以上がさらにより好ましい。また、シリコンウエハの腐食防止の観点から、５．００００重量％（５００００重量ｐｐｍ）以下が好ましく、１．００００重量％（１００００重量ｐｐｍ）以下がより好ましく、０．１０００重量％（１０００重量ｐｐｍ）以下がさらに好ましく、０．０５００重量％（５００重量ｐｐｍ）以下がさらにより好ましく、０．０３００重量％（３００重量ｐｐｍ）以下がさらにより好ましい。よって、パーティクル数低減、研磨速度向上、及び、シリコンウエハの腐食防止の観点から、水溶性アルカリ化合物の含有量は、０．００１０〜５．０００重量％（１０〜５００００重量ｐｐｍ）が好ましく、０．００３０〜１．００００重量％（３０〜１００００重量ｐｐｍ）がより好ましく、０．００５０〜０．１０００重量％（５０〜１０００重量ｐｐｍ）がさらに好ましく、０．００８０〜０．０５００重量％（８０〜５００重量ｐｐｍ）がさらにより好ましく、０．０１００〜０．０３００重量％（１００〜３００重量ｐｐｍ）がさらにより好ましい。
【００２６】
[アルキルポリグリコシド(成分Ｄ)]
本発明の研磨液組成物には、下記一般式（１）で表されるアルキルポリグリコシド(成分Ｄ)が含まれる。
Ｒ1−Ｇｙ （１）
【００２７】
上記一般式（１）中、Ｒ1は、パーティクル数低減と研磨速度向上の観点から、炭素数８〜１８のアルキル基であるが、上記炭素数は、パーティクル数低減の観点から、１０以上が好ましく、１２以上がより好ましく、研磨速度向上の観点から、１６以下が好ましく、１４以下がより好ましい。よって、上記炭素数は、パーティクル数低減と研磨速度向上の観点から、１０〜１６が好ましく、１０〜１４がより好ましく、１２〜１４がさらに好ましい。Ｒ1は、飽和であっても不飽和であってもよく、且つ、直鎖であっても分岐鎖であってもよい。成分Ｄは、一般式（１）で表される複数種のアルキルポリグリコシドのうちから選ばれる１種のアルキルポリグリコシドであってもよいし、２種以上のアルキルポリグリコシドを含む混合物であってよい。
【００２８】
上記一般式（１）中、Ｇｙは糖鎖であり、Ｇは糖骨格であり、ｙは縮合度である。パーティクル数低減と研磨速度向上の観点から、縮合度ｙは１〜５であるが、上記縮合度ｙは、パーティクル数低減の観点から、１．１以上が好ましく、１．２以上がより好ましく、１．３以上がさらに好ましく、研磨速度向上の観点から、４以下が好ましく、３以下がより好ましく、２以下がさらに好ましく、１．８以下がさらにより好ましい。よって、上記縮合度ｙは、パーティクル数低減と研磨速度向上の観点から、１．１〜４が好ましく、１．２〜３がより好ましく、１．２〜２がさらに好ましく、１．３〜１．８がさらにより好ましい。
【００２９】
本発明の研磨液組成物におけるアルキルポリグリコシド（成分Ｄ）の含有量は、研磨速度向上及びパーティクル数低減の観点から、０．００１５重量％（１５重量ｐｐｍ）以下であるが、０．００１２５重量％（１２．５重量ｐｐｍ）以下が好ましく、０．００１０重量％（１０重量ｐｐｍ）以下がより好ましく、０．０００６重量％（６重量ｐｐｍ）以下がさらにより好ましい。また、アルキルポリグリコシド（成分Ｄ）の含有量は、パーティクル数低減の観点から、０．００００１重量％（０．１重量ｐｐｍ）以上が好ましく、０．００００５重量％（０．５重量ｐｐｍ）以上がより好ましく、０．０００１重量％（１重量ｐｐｍ）以上がさらに好ましく、０．０００３重量％（３重量ｐｐｍ）以上がさらにより好ましい。よって、アルキルポリグリコシド（成分Ｄ）の含有量は、パーティクル数低減と研磨速度向上の観点から、０．００００１〜０．００１５重量％（０．１〜１５重量ｐｐｍ）が好ましく、０．００００５〜０．００１２．５重量％（０．５〜１２．５重量ｐｐｍ）がより好ましく、０．０００１〜０．００１０重量％（１〜１０重量ｐｐｍ）がさらに好ましく、０．０００３〜０．０００６重量％（３〜６重量ｐｐｍ）がさらにより好ましい。
【００３０】
本発明のアルキルポリグリコシド（成分Ｄ）とシリカ粒子（成分Ａ）の濃度比、すなわち、アルキルポリグリコシド（成分Ｄ）とシリカ粒子（成分Ａ）の重量％の比（成分Ｄの重量％／成分Ａの重量％）は、パーティクル数低減の観点から、０．０００１以上であり、０．０００５以上が好ましく、０．００１０以上がより好ましく、０．００１５以上がさらに好ましい。また、重量％の比（成分Ｄの重量％／成分Ａの重量％）は、パーティクル数低減、及びＨａｚｅ値低減の観点から、０．００８以下であり、０．００６以下が好ましく、０．００４以下がより好ましく、０．００２以下がさらに好ましい。よって、重量％の比（成分Ｄの重量％／成分Ａの重量％）は、パーティクル数低減、及びＨａｚｅ値低減の観点から、０．０００１〜０．００８であり、０．０００５〜０．００６が好ましく、０．００１０〜０．００４がより好ましく０．００１５〜０．００２がさらに好ましい。
【００３１】
（カチオン化ポリビニルアルコール（成分Ｅ））
本発明の研磨液組成物に含まれるカチオン化ポリビニルアルコール（成分Ｅ）は、下記一般式（２）〜（４）で表される構成単位（ｅ２）〜（ｅ４）を有する。
【００３２】
【化２】
【００３３】
上記式（３）中、Ｒ2は炭素数１〜３のアルキル基であり、式（４）中、Ｘは分子中にカチオン基を有し且つビニルアルコール低級脂肪酸エステルと共重合可能な不飽和化合物に由来する構成単位である。
【００３４】
構成単位（ｅ２）と構成単位（ｅ３）と構成単位（ｅ４）とを有するカチオン化ポリビニルアルコールは、構成単位（ｅ３）の供給源である単量体化合物と構成単位（ｅ４）の供給源である単量体化合物とを共重合し、得られた共重合体を部分的にケン化することで得られる。例えば、一般式（３）中のＲ2がメチル基である場合、重合性カチオン単量体（構成単位（ｅ４）の供給源である化合物）と酢酸ビニルとの共重合体を部分ケン化することで得られるカチオン化ポリビニルアルコールを上記カチオン基を有する高分子化合物として使用できる。
【００３５】
ここで、構成単位（ｅ４）はカチオン基を含み、構成単位（ｅ４）の供給源である単量体化合物は、ビニルアルコール低級（炭素数１〜３）脂肪酸エステル（構成単位（ｅ２）、（ｅ３）の供給源である単量体化合物）と共重合可能な化合物である。構成単位（ｅ４）の供給源である単量体化合物としては、下記一般式（４−１）で表される化合物及び下記一般式（４−２）で表される化合物から選ばれる化合物が挙げられる。構成単位（ｅ４）は、パーティクル数低減の観点から、下記一般式（４−１）で表される化合物及び下記一般式（４−２）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種の化合物に由来するものであると好ましい。
【００３６】
【化３】
【００３７】
式中、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ9、Ｒ10、Ｒ11は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基である。Ｙ1、Ｙ2は、それぞれ独立して、炭素数１〜１２のアルキレン基、−ＣＯＯＲ14−、−ＣＯＮＨＲ14−、−ＯＣＯＲ14−、及びＲ15−ＯＣＯ−Ｒ14−から選ばれる基である。ここで、Ｒ14、Ｒ15は、それぞれ独立して、炭素数１〜５のアルキレン基である。Ｒ6は水素原子、炭素数１〜３のアルキル基、炭素数１〜３のヒドロキシアルキル基、又はＲ3Ｒ4Ｃ＝Ｃ（Ｒ5）−Ｙ1−である。Ｒ7は水素原子、炭素数１〜３のアルキル基、又は炭素数１〜３のヒドロキシアルキル基であり、Ｒ8は水素原子、炭素数１〜３のアルキル基、炭素数１〜３のヒドロキシアルキル基、又はベンジル基であり、Ｚ-は陰イオンを示す。Ｒ12は水素原子、炭素数１〜３のアルキル基、炭素数１〜３のヒドロキシアルキル基、又はＲ9Ｒ10Ｃ＝Ｃ（Ｒ11）−Ｙ2−である。Ｒ13は水素原子、炭素数１〜３のアルキル基、又は炭素数１〜３のヒドロキシアルキル基である。Ｚ-は、例えば、ハロゲンイオンである。
【００３８】
構成単位（ｅ４）の供給源である単量体化合物としては、例えば、ジアリルジアルキル（該アルキル基の炭素数は１〜３）アンモニウム塩、Ｎ−（メタ）アクリロイルアミノアルキル（該アルキル基の炭素数は１〜５）−Ｎ，Ｎ−ジアルキル（該アルキル基の炭素数は１〜３）アミン、Ｎ−（メタ）アクリロイルアミノアルキル（該アルキル基の炭素数は１〜５）−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリアルキル（該アルキル基の炭素数は１〜３）アンモニウム塩、Ｎ−（メタ）アクリロイルオキシアルキル（該アルキル基の炭素数は１〜５）−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリアルキル（アルキル基の炭素数は１〜３）アンモニウム塩、及びＮ−（ω−アルケニル（該アルケニル基の炭素数は２〜１０））−Ｎ，Ｎ−ジアルキル（該アルキル基の炭素数は１〜３）アミンから選ばれる化合物が挙げられる。
【００３９】
本発明の研磨液組成物に含まれるカチオン化ポリビニルアルコールは、構成単位（ｅ２）〜（ｅ４）以外に他の構成単位を本発明の効果を損なわない範囲で含んでいてもよいが、実質的に含まないことが好ましく、含まないことがより好ましい。
【００４０】
カチオン化ポリビニルアルコールの全構成単位中、構成単位（ｅ２）、構成単位（ｅ３）及び構成単位（ｅ４）のモル濃度は、パーティクル数低減、及び、Ｈａｚｅ値低減の観点から、好ましくは５０〜１００モル％、より好ましくは８０〜１００モル％であり、さらに好ましくは９０〜１００モル％であり、さらにより好ましくは実質的に１００モル％であり、さらにより好ましくは１００モル％である。
【００４１】
また、カチオン化ポリビニルアルコールの全構成単位中のカチオン基を含む構成単位（ｅ４）のモル濃度は、研磨速度の向上の観点から、０．００１モル％以上であり、好ましくは０．０１モル％以上、より好ましくは０．０５モル％以上、さらにより好ましくは０．１０モル％以上、さらにより好ましくは０．２０モル％以上である。また、カチオン基を含む構成単位（ｅ４）のモル濃度は、パーティクル数低減、Ｈａｚｅ値低減の観点から、１．５モル％以下であり、好ましくは１モル％以下、より好ましくは０．３５モル％以下、さらにより好ましくは０．２５モル％以下である。よって、カチオン化ポリビニルアルコールの全構成単位中のカチオン基を含む構成単位（ｅ４）のモル濃度は、パーティクル数低減、Ｈａｚｅ値低減、及び、研磨速度の向上の観点から、０．００１〜１．５モル％であり、好ましくは０．０１〜１モル％、より好ましくは０．０５〜１モル％、さらに好ましくは０．１０〜０．３５モル％、さらにより好ましくは０．２０〜０．３５モル％、さらにより好ましくは０．２０〜０．２５モル％である。ここで、前記カチオン基を含む構成単位（ｅ４）のモル濃度は、実施例に記載の[カチオン化変性率測定方法]により測定できる。
【００４２】
カチオン化ポリビニルアルコールにおいては、溶解性向上、パーティクル数低減及びＨａｚｅ値低減の観点から、構成単位（ｅ２）及び構成単位（ｅ３）のモル比（ｅ２）／（ｅ３）が、好ましくは１〜３００、より好ましくは２〜５０、さらに好ましくは２．５〜２０であり、さらにより好ましくは３．０〜１５であり、さらにより好ましくは５．０〜１０であり、さらにより好ましくは５．０〜８．０である。
【００４３】
カチオン化ポリビニルアルコールの重合度は、パーティクル数低減の観点から、好ましくは２２０以上、より好ましくは３００以上、さらに好ましくは５００以上、さらにより好ましくは１０００以上である。また、カチオン化ポリビニルアルコールの重合度は、研磨組成物の保存安定性向上の観点から、好ましくは３５００以下、より好ましくは３０００以下、さらに好ましくは２５００以下、さらにより好ましくは２０００以下である。よって、カチオン化ポリビニルアルコールの重合度は、パーティクル数低減と研磨組成物の保存安定性向上の観点から、好ましくは２２０〜３５００、より好ましくは３００〜３０００、さらに好ましくは５００〜２５００であり、さらにより好ましくは１０００〜２０００である。ここで、高分子化合物の重合度とは、一般的には重合体分子を構成する繰返し単位数のことであるが、本発明におけるカチオン化ポリビニルアルコールの重合度に関しては、（ｅ２）の繰り返し単位数と（ｅ３）の繰り返し単位数の合計を意味する。
【００４４】
また、カチオン化ポリビニルアルコールの重量平均分子量は、パーティクル数低減の観点から、好ましくは５０００以上、より好ましくは２００００以上、さらに好ましくは５００００以上、さらにより好ましくは８００００以上である。カチオン化ポリビニルアルコールの重量平均分子量は、研磨組成物の保存安定性向上の観点から、好ましくは５０００００以下、より好ましくは３０００００以下、さらに好ましくは２０００００以下、さらにより好ましくは１０００００以下である。よって、カチオン化ポリビニルアルコールの重量平均分子量は、パーティクル数低減と研磨組成物の保存安定性向上の観点から、好ましくは５０００〜５０００００、より好ましくは２００００〜３０００００、さらに好ましくは５００００〜２０００００、さらにより好ましくは８００００〜１０００００である。ここで重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより、実施例に記載の測定条件で、プルランを標準として求めることができる。
【００４５】
本発明の研磨液組成物におけるカチオン化ポリビニルアルコールの含有量は、パーティクル数低減の観点から、０．０００１重量％（１重量ｐｐｍ）以上が好ましく、０．００１０重量％（１０重量ｐｐｍ）以上がより好ましく、０．００２５重量％（２５重量ｐｐｍ）以上がさらに好ましく、０．００４０重量％（４０重量ｐｐｍ）以上がさらにより好ましい。また、パーティクル数低減、及びＨａｚｅ値低減の観点から、０．０３００重量％（３００重量ｐｐｍ）以下が好ましく、０．０２００重量％（２００重量ｐｐｍ）以下がより好ましく、０．０１５０重量％（１５０重量ｐｐｍ）以下がさらに好ましく、０．０１２５重量％（１２５重量ｐｐｍ）以下がさらにより好ましく、０．００８０重量％（８０重量ｐｐｍ）以下がさらにより好ましい。よって、カチオン化ポリビニルアルコールの含有量は、パーティクル数低減とＨａｚｅ値低減の観点から、０．０００１〜０．０３００重量％（１〜３００重量ｐｐｍ）が好ましく、０．００１０〜０．０２００重量％（１０〜２００重量ｐｐｍ）がより好ましく、０．００２５〜０．０１５０重量％（２５〜１５０重量ｐｐｍ）がさらに好ましく、０．００４０〜０．０１２５重量％（４０〜１２５重量ｐｐｍ）がさらにより好ましく、０．００４０〜０．００８０重量％（４０〜８０重量ｐｐｍ）がさらにより好ましい。
【００４６】
本発明の研磨液組成物には、本発明の効果が妨げられない範囲で、さらに、水溶性高分子化合物（成分Ｆ）、ｐＨ調整剤、防腐剤、アルコール類、キレート剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤及び酸化剤から選ばれる少なくとも１種の任意成分が含まれていてもよいが、パーティクル数低減とＨａｚｅ値低減の観点から、本発明の研磨液組成物に含まれる全界面活性剤のうちの、アルキルポリグリコシド(成分Ｄ)の含有量は、８０重量％以上、好ましくは９０重量％以上、より好ましくは９５％以上、さらに好ましくは実質的に１００重量％、さらに好ましくは１００重量％である。尚、上記水溶性高分子化合物（成分Ｆ）は、ポリビニルアルコール、成分Ｅ以外のポリビニルアルコール誘導体、及びヒドロキシエチルセルロースからなる群から選ばれる少なくとも１種の水溶性高分子化合物である。
【００４７】
［水溶性高分子化合物（成分Ｆ）］
本発明の研磨液組成物は、パーティクル数低減の観点から、ポリビニルアルコール、成分Ｅ以外のポリビニルアルコール誘導体、及びヒドロキシエチルセルロースからなる群から選ばれる少なくとも１種の水溶性高分子化合物（成分Ｆ）を含有していると好ましい。これらの水溶性高分子化合物は任意の割合で２種以上を混合して用いてもよい。成分Ｅ以外のポリビニルアルコール誘導体としては、イタコン酸変性ポリビニルアルコール、マレイン酸変性ポリビニルアルコール、スルホン酸変性ポリビニルアルコール、アルキル変性ポリビニルアルコール、エーテル変性ポリビニルアルコール等が挙げられる。
【００４８】
ポリビニルアルコール及び成分Ｅ以外のポリビニルアルコール誘導体の重量平均分子量は、パーティクル数低減の観点から、好ましくは５０００以上、より好ましくは２００００以上、さらに好ましくは５００００以上、さらにより好ましくは８００００以上である。ポリビニルアルコール及び成分Ｅ以外のポリビニルアルコール誘導体の重量平均分子量は、研磨組成物の保存安定性向上の観点から、好ましくは５０００００以下、より好ましくは３０００００以下、さらに好ましくは２５００００以下、さらにより好ましくは２０００００以下、さらにより好ましくは１０００００以下である。よって、ポリビニルアルコール及び成分Ｅ以外のポリビニルアルコール誘導体の重量平均分子量は、パーティクル数低減と研磨組成物の保存安定性向上の観点から、好ましくは５０００〜５０００００、より好ましくは２００００〜３０００００、さらに好ましくは５００００〜２５００００、さらにより好ましくは８００００〜２０００００、さらにより好ましくは８００００〜１０００００である。尚、ポリビニルアルコール及び成分Ｅ以外のポリビニルアルコール誘導体の重量平均分子量の測定方法は、標準物質がポリエチレングリコールであること以外は、下記のカチオン化ポリビニルアルコールの重量平均分子量の測定方法と同じである。
【００４９】
ヒドロキシエチルセルロースの重量平均分子量（ポリエチレングリコール換算）としては、パーティクル数低減とＨａｚｅ値低減の観点から、２０００００〜４００００００が好ましく、４０００００〜２００００００がより好ましく、６０００００〜１００００００がさらに好ましい。尚、ヒドロキシエチルセルロースの重量平均分子量の測定方法は、標準物質がポリエチレングリコールであること以外は、下記のカチオン化ポリビニルアルコールの重量平均分子量の測定方法と同じである。
【００５０】
本実施形態の研磨液組成物における水溶性高分子化合物（成分Ｆ）の含有量は、パーティクル数低減とＨａｚｅ値低減の観点から、好ましくは０．０００１重量％（１重量ｐｐｍ）以上、より好ましくは０．００１０重量％（１０重量ｐｐｍ）以上、さらに好ましくは０．００５０重量％（５０重量ｐｐｍ）以上であり、さらにより好ましくは０．００８０重量％（８０重量ｐｐｍ）以上である。また、水溶性高分子化合物（成分Ｆ）の含有量は、研磨速度向上の観点から、好ましくは５．００００重量％（５００００重量ｐｐｍ）以下、より好ましくは１．００００重量％（１００００重量ｐｐｍ）以下、さらに好ましくは０．１０００重量％（１０００重量ｐｐｍ）以下、さらにより好ましくは０．０３００重量％（３００重量ｐｐｍ）以下であり、さらにより好ましくは０．０１５０重量％（１５０重量ｐｐｍ）以下である。よって、水溶性高分子化合物（成分Ｆ）の含有量は、パーティクル数低減、Ｈａｚｅ値低減、及び、研磨速度の向上の観点から、好ましくは０．０００１〜５．００００重量％（１〜５００００重量ｐｐｍ）、より好ましくは０．００１０〜１．００００重量％（１０〜１００００重量ｐｐｍ）、さらに好ましくは０．００５０〜０．１０００重量％（５０〜１０００重量ｐｐｍ）、さらにより好ましくは０．００８０〜０．０３００重量％（８０〜３００重量ｐｐｍ）である。
【００５１】
本発明の研磨液組成物の２５℃におけるｐＨは、パーティクル数低減とＨａｚｅ値低減の観点から、８以上であり、９以上が好ましく、９．５以上がより好ましく、１０以上がさらに好ましい。また、上記ｐＨは、Ｈａｚｅ値低減の観点から、１２以下であり、１１以下が好ましく、１０．８以下がより好ましく、１０．５以下がさらに好ましい。よって、上記ｐＨは、パーティクル数低減とＨａｚｅ値低減の観点から、８〜１２であり、９〜１１が好ましく、９．５〜１０．８がより好ましく、１０〜１０．５がさらに好ましい。ｐＨの調整は、水溶性アルカリ化合物（成分Ｃ）と公知の酸性化合物を適宜添加して行うことができる。酸性化合物としては、硫酸、塩酸、硝酸又はリン酸等の無機酸、酢酸、シュウ酸、コハク酸、グリコール酸、リンゴ酸、クエン酸又は安息香酸等の有機酸等が挙げられる。ここで、２５℃におけるｐＨは、ｐＨメータ（東亜電波工業株式会社、ＨＭ−３０Ｇ）を用いて測定でき、電極の研磨液組成物への浸漬後１分後の数値である。
【００５２】
次に、本実施形態の研磨液組成物の製造方法の一例について説明する。
【００５３】
本実施形態の研磨液組成物の製造方法の一例は、何ら制限されず、例えば、研磨材（成分Ａ）と、水系媒体（成分Ｂ）と、水溶性アルカリ化合物(成分Ｃ)と、アルキルポリグリコシド(成分Ｄ)と、カチオン化ポリビニルアルコール(成分Ｅ)と、必要に応じて任意成分とを混合することによって調製できる。
【００５４】
これらの各成分の混合順序については特に制限はなく、全ての成分を同時に混合してもよいが、研磨材（成分Ａ）の凝集等を十分に防止する観点から、カチオン化ポリビニルアルコール(成分Ｅ)及び水溶性アルカリ化合物(成分Ｃ)を溶解した水系媒体に研磨材（成分Ａ）を分散させると好ましい。研磨液組成物に、任意成分として水溶性高分子化合物（成分Ｆ）が含まれる場合は、カチオン化ポリビニルアルコール(成分Ｅ)、水溶性アルカリ化合物(成分Ｃ)及び水溶性高分子化合物（成分Ｆ）を溶解した水系媒体に研磨材（成分Ａ）を分散させると好ましい。
【００５５】
研磨材の水系媒体への分散は、例えば、ホモミキサー、ホモジナイザー、超音波分散機、湿式ボールミル、又はビーズミル等の撹拌機等を用いて行うことができる。研磨材が凝集等してできた粗大粒子が水系媒体中に含まれる場合、遠心分離やフィルターを用いたろ過等により、当該粗大粒子を除去すると好ましい。
【００５６】
本発明の研磨液組成物は、高濃度の前駆組成物を調整し、それを水系媒体（成分Ｂ）で希釈することにより得てもよい。具体的には、前記前駆組成物における水系媒体以外の成分の総量の濃度は、生産性、物流容易性、及び前駆組成物の保存安定性の観点から、前駆組成物中、５〜２０重量％が好ましく、８〜２０重量％がより好ましく、８〜１５重量％がさらに好ましい。
【００５７】
本発明の研磨液組成物は、例えば、半導体基板の製造過程における、シリコンウエハ（被研磨ウエハ）の研磨工程に用いられる。
【００５８】
シリコンウエハの研磨工程には、シリコン単結晶インゴットを薄円板状にスライスすることにより得られたシリコンウエハを平面化するラッピング工程と、ラッピングされたシリコンウエハをエッチングした後、シリコンウエハ表面を鏡面化する粗研磨及び仕上げ研磨工程とがある。本発明の研磨液組成物は、上記仕上げ研磨工程で用いられるとより好ましい。
【実施例】
【００５９】
＜研磨材の平均一次粒子径の測定法＞
研磨材の平均一次粒子径（ｎｍ）は、ＢＥＴ（窒素吸着）法によって算出される比表面積Ｓ（ｍ2／ｇ）を用いて下記式で算出した。
平均一次粒子径（ｎｍ）＝２７２７／Ｓ
【００６０】
研磨材の比表面積は、下記の［前処理］をした後、測定サンプル約０．１ｇを測定セルに小数点以下４桁まで精量し、比表面積の測定直前に１１０℃の雰囲気下で３０分間乾燥した後、比表面積測定装置（マイクロメリティック自動比表面積測定装置 フローソーブＩＩＩ２３０５、島津製作所製）を用いて窒素吸着法（ＢＥＴ法）により測定した。
【００６１】
［前処理］
（ａ）スラリー状の研磨材を硝酸水溶液でｐＨ２．５±０．１に調整する。
（ｂ）ｐＨ２．５±０．１に調整されたスラリー状の研磨材をシャーレにとり１５０℃の熱風乾燥機内で１時間乾燥させる。
（ｃ）乾燥後、得られた試料をメノウ乳鉢で細かく粉砕する。
（ｄ）粉砕された試料を４０℃のイオン交換水に懸濁させ、孔径１μｍのメンブランフィルターで濾過する。
（ｅ）フィルター上の濾過物を２０ｇのイオン交換水（４０℃）で５回洗浄する。
（ｆ）濾過物が付着したフィルターをシャーレにとり、１１０℃の雰囲気下で４時間乾燥させる。
（ｇ）乾燥した濾過物（砥粒）をフィルター屑が混入しないようにとり、乳鉢で細かく粉砕して測定サンプルを得た。
【００６２】
＜研磨材の平均二次粒子径の測定法＞
研磨材の平均二次粒子径（ｎｍ）は、研磨材の濃度が０．５重量％となるように研磨材をイオン交換水に添加した後、得られた水溶液をＤｉｓｐｏｓａｂｌｅ Ｓｉｚｉｎｇ Ｃｕｖｅｔｔｅ（ポリスチレン製 １０ｍｍセル）に下底からの高さ１０ｍｍまで入れ、動的光散乱法（装置名：ゼータサイザーＮａｎｏ ＺＳ、シスメックス（株）製）を用いて測定した。
【００６３】
＜カチオン化ポリビニルアルコールの重量平均分子量の測定法＞
カチオン化ポリビニルアルコールの重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法を下記の条件で適用して得たクロマトグラム中のピークに基づいて算出した。
カラム：α−Ｍ＋α−Ｍ
溶離液：０．１５ｍｏｌ／Ｌ Ｎａ2ＳＯ4，１％ＣＨ3ＣＯＯＨ／水
流量：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
カラム温度：４０℃
検出器：ＲＩ検出器
標準物質：プルラン（分子量；７８．８万，１９．４万，４．７３万，５９００ 全てＳｈｏｄｅｘ社製）
【００６４】
（１）研磨液組成物の調製
研磨材（コロイダルシリカ）、イオン交換水、２９％アンモニア水（関東化学（株）電子工業用）、ウエハ吸着剤、及びカチオン化ポリビニルアルコールを攪拌混合して、実施例１〜１０、比較例１〜９の研磨液組成物を得た。研磨液組成物の調製に用いたシリカ粒子（コロイダルシリカ）の、平均一次粒子径は、３５ｎｍ、平均二次粒子径は、６５ｎｍ、会合度は、２．１である。各研磨液組成物中、研磨材の含有量は０．２５００重量％（２５００重量ｐｐｍ）、アンモニアの含有量は０．０１００重量％（１００重量ｐｐｍ）である。ウエハ吸着剤の含有量、ウエハ吸着剤と研磨材の重量％比（ウエハ吸着剤の重量％／研磨材の重量％）、カチオン化ポリビニルアルコールの含有量、研磨液組成物のｐＨ（２５℃）は表１に記載の通りである。ウエハ吸着剤及びカチオン化ポリビニルアルコールの詳細は、各々表２及び表３に示した。
【００６５】
尚、カチオン化ポリビニルアルコールＡ〜Ｃは、構成単位（ｅ３）の供給源である単量体化合物と構成単位（ｅ４）の供給源である単量体化合物とを共重合し、得られた共重合体を部分的にケン化することで得た。
【００６６】
表３中のカチオン化ポリビニルアルコールＡ〜Ｃにおいて、各高分子化合物の全構成単位中の、構成単位（ｅ２）、構成単位（ｅ３）及び構成単位（ｅ４）のモル濃度は１００モル％である。カチオン化ポリビニルアルコールＡ〜Ｃの構造を下記に示す。
【００６７】
【化４】
【００６８】
Ｒ2はＣＨ3であり、構成単位（ｅ３）の供給源である単量体化合物は酢酸ビニルである。構成単位（ｅ４）は、上記一般式（４−１）で表される化合物に由来するものであり、Ｚ-はＣｌ-、Ｙ1は−ＣＨ2−、Ｒ3は−Ｈ、Ｒ4は−Ｈ、Ｒ5は−Ｈである。Ｒ6はＲ3Ｒ4Ｃ＝Ｃ（Ｒ5）―Ｙ1―、Ｒ7は−ＣＨ3、Ｒ8は−ＣＨ3である。
【００６９】
表３に記載の（ｅ４）のモル濃度は下記のカチオン化変性率測定方法により測定した窒素量及び塩素濃度を用いて算出した。
【００７０】
【表１】
【００７１】
【表２】
【００７２】
表２中の「９−１１」は、マイドール１０が、炭素数が９のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドと、炭素数が１０のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドと、炭素数が１１のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドとの混合物であることを意味している。「１０−１４」は、マイドール１２が、炭素数が１０のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドと、炭素数が１１のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドと、炭素数が１２のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドと、炭素数が１３のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドと、炭素数が１４のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドとの混合物であることを意味している。「１２−１６」は、グルコポン６００ＵＰが、炭素数が１２のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドと、炭素数が１３のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドと、炭素数が１４のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドと、炭素数が１５のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドと、炭素数が１６のアルキル基を含むアルキルポリグリコシドとの混合物であることを意味している。
【００７３】
【表３】
【００７４】
［カチオン化変性率測定方法］
（イ）試料１〜５ｍｇをウルトラミクロ天秤にて精秤し、試料を触媒存在下、アルゴン−酸素気流中で分解してＮＯに変換した。このＮＯとオゾンとが反応する際に発する化学発光強度を測定して窒素量を求めた。試料の燃焼・分解は、試料状況を確認しながら手動で行った。この際、不完全燃焼が起きていないことを目視レベルならびに検出強度により確認した。
測定装置 ：三菱化学アナリテック社製 ＴＮ−１０
電気炉設定条件 ：INLET 800℃
：OUTLET 900℃
ガス流量 ：O2 MAIN 300ml/min
：Ar 1L/min
：O2 0.5L/min
検量線調整法 ：アニリンをトルエンに溶解した溶液を検量線試料とした。
（ロ）一方で、試料１００ｍｇを酸素気流中で燃焼し、発生ガスを３％過酸化水素水に吸収させた。吸収液中の塩化物イオンをイオンクロマトグラフ法により測定して塩素濃度を求めた。
燃焼装置 ：吉田科学器械社製 QS-AB2
燃焼温度 ：PREH 400℃
：HIH 1000℃
燃焼ガス流量 ：2.5L/min(Ar)
測定装置 ：Dionex社製 ICS-2000
分離カラム ：IonPack AS418
ガードカラム ：IonPack AG18
溶離液 ：30mM KOH
検出器 ：電気伝導度検出器
（ハ）カチオン化ポリビニルアルコールＡ〜Ｃには、ＮとＣｌがモル比１：１の割合で含まれており、且つ、（ｅ４）の供給源には、Ｎ原子とＣｌ原子が各々一つずつ含まれているので、窒素量及び塩素濃度のそれぞれからカチオン基の含有量(ｍｏｌ％)を計算し、その平均値を（ｅ４）の構成単位量(ｍｏｌ％)とした。
【００７５】
（２）研磨方法
得られた研磨液組成物を用いて、下記シリコンウエハに対して下記の研磨条件で粗研磨と仕上げ研磨を行った。
【００７６】
＜シリコンウエハ＞
直径２００ｍｍのシリコン片面鏡面ウエハ（伝導型：Ｐ、結晶方位：１００、抵抗率１Ω以上１００Ω未満）を被研磨ウエハとして使用した。
【００７７】
＜研磨条件＞
［粗研磨］
研磨機：ＴＲＣＰ５４１（テクノライズ株式会社製）
研磨荷重：２５０ｇ／ｃｍ2
研磨液流量：２００ｍｌ／ｍｉｎ
定盤回転数：６０ｒｐｍ
ヘッド回転数：６０ｒｐｍ
研磨時間：７ｍｉｎ
研磨パッド表面温度：２３度
研磨パッド：ＳＵＢＡ４００（ニッタ・ハース（株）製）
【００７８】
［仕上げ研磨］
研磨機：ＳＰＰ６００Ｓ（株式会社岡本工作機械製作所製）
研磨荷重：１００ｇ／ｃｍ2
研磨液流量：２００ｍｌ／ｍｉｎ
定盤回転数：６０ｒｐｍ
ヘッド回転数：１００ｒｐｍ
研磨時間：５ｍｉｎ
研磨パッド表面温度：２３度
研磨パッド：ＣＩＥＧＡＬ７３５５
【００７９】
（３）評価方法
＜パーティクル数の測定＞
前述の研磨方法に従ってシリコンウエハ（被研磨ウエハ）を粗研磨・仕上げ研磨・洗浄・乾燥した後、ウエハ欠陥装置（ＳＰ−１ ＤＬＳ、ケーエルエー・テンコール社製）を用いて、シリコンウエハ上に残留したパーティクル数（５０ｎｍ以上）を測定した。
【００８０】
＜Ｈａｚｅ値の測定＞
前述の研磨方法に従ってシリコンウエハを仕上げ研磨・洗浄・乾燥した後、ウエハ欠陥装置（ＳＰ−１ ＤＬＳ、ケーエルエー・テンコール社製）を用いて、Ｈａｚｅ値（ＤＷＯモード）を各々測定した。
【００８１】
表１に示すように、実施例１〜１０の研磨液組成物を用いた場合、比較例１〜９の研磨液組成物を用いた場合よりも、シリコンウエハ表面に残存するパーティクル数、及びＨａｚｅ値が小さかった。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の研磨液組成物を用いれば、パーティクル数とＨａｚｅ値の双方を低減できる。よって、本発明の研磨液組成物は、様々な半導体基板の製造過程で用いられる研磨液組成物として有用であり、なかでも、シリコンウエハの仕上げ研磨用の研磨液組成物として有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカ粒子（成分Ａ）と、水系媒体(成分Ｂ)と、水溶性アルカリ化合物(成分Ｃ)と、下記一般式（１）で表されるアルキルポリグリコシド(成分Ｄ)と、カチオン化ポリビニルアルコール（成分Ｅ）とを含み、
前記成分Ｅは、下記一般式（２）で表される構成単位（ｅ２）、下記一般式（３）で表される構成単位（ｅ３）、及び下記一般式（４）で表される構成単位（ｅ４）を含み、構成単位（ｅ４）のモル濃度が成分Ｅの全構成単位中０．００１〜１．５モル％であり、
前記成分Ｄの含有量が０．００１５重量％以下であり、
前記成分Ｄと前記成分Ａの重量％の比（成分Ｄの重量％／成分Ａの重量％）が、０．０００１〜０．００８であり、
２５℃におけるｐＨが８〜１２である、シリコンウエハ用研磨液組成物。
Ｒ1−Ｇｙ ・・・（１）
ただし、式（１）中、Ｒ1は、炭素数８〜１８のアルキル基であり、飽和であっても不飽和であってもよく、且つ、直鎖であっても分岐鎖であってもよく、Ｇｙは糖鎖であり、Ｇは糖骨格、ｙは縮合度であり、縮合度ｙが１〜５である。前記成分Ｄは、一般式（１）で表される複数種のアルキルポリグリコシドのうちから選ばれる１種のアルキルポリグリコシドであってもよいし、２種以上のアルキルポリグリコシドを含む混合物であってよい。
【化１】
ただし、式（３）中、Ｒ2は炭素数１〜３のアルキル基であり、式（４）中、Ｘは分子中にカチオン基を有し且つビニルアルコール低級脂肪酸エステルと共重合可能な不飽和化合物に由来する構成単位である。
【請求項２】
シリカ粒子（成分Ａ）の含有量が０．０５〜０．５重量％である、請求項１に記載のシリコンウエハ用研磨液組成物。
【請求項３】
カチオン化ポリビニルアルコール（成分Ｅ）の含有量が０．０００１〜０．０３重量％である、請求項１又は２に記載のシリコンウエハ用研磨液組成物。
【請求項４】
前記水溶性アルカリ化合物(成分Ｃ)が、水溶性アミン化合物である請求項１〜３のいずれかの項に記載のシリコンウエハ用研磨液組成物。
【請求項５】
請求項１〜４いずれかの項に記載のシリコンウエハ用研磨液組成物を用いてシリコンウエハを研磨する工程を含む、シリコンウエハの研磨方法。
【請求項６】
請求項１〜４いずれかの項に記載のシリコンウエハ用研磨液組成物を用いてシリコンウエハを研磨する工程を含む、半導体基板の製造方法。
【請求項１】
シリカ粒子（成分Ａ）と、水系媒体(成分Ｂ)と、水溶性アルカリ化合物(成分Ｃ)と、下記一般式（１）で表されるアルキルポリグリコシド(成分Ｄ)と、カチオン化ポリビニルアルコール（成分Ｅ）とを含み、
前記成分Ｅは、下記一般式（２）で表される構成単位（ｅ２）、下記一般式（３）で表される構成単位（ｅ３）、及び下記一般式（４）で表される構成単位（ｅ４）を含み、構成単位（ｅ４）のモル濃度が成分Ｅの全構成単位中０．００１〜１．５モル％であり、
前記成分Ｄの含有量が０．００１５重量％以下であり、
前記成分Ｄと前記成分Ａの重量％の比（成分Ｄの重量％／成分Ａの重量％）が、０．０００１〜０．００８であり、
２５℃におけるｐＨが８〜１２である、シリコンウエハ用研磨液組成物。
Ｒ1−Ｇｙ ・・・（１）
ただし、式（１）中、Ｒ1は、炭素数８〜１８のアルキル基であり、飽和であっても不飽和であってもよく、且つ、直鎖であっても分岐鎖であってもよく、Ｇｙは糖鎖であり、Ｇは糖骨格、ｙは縮合度であり、縮合度ｙが１〜５である。前記成分Ｄは、一般式（１）で表される複数種のアルキルポリグリコシドのうちから選ばれる１種のアルキルポリグリコシドであってもよいし、２種以上のアルキルポリグリコシドを含む混合物であってよい。
【化１】
ただし、式（３）中、Ｒ2は炭素数１〜３のアルキル基であり、式（４）中、Ｘは分子中にカチオン基を有し且つビニルアルコール低級脂肪酸エステルと共重合可能な不飽和化合物に由来する構成単位である。
【請求項２】
シリカ粒子（成分Ａ）の含有量が０．０５〜０．５重量％である、請求項１に記載のシリコンウエハ用研磨液組成物。
【請求項３】
カチオン化ポリビニルアルコール（成分Ｅ）の含有量が０．０００１〜０．０３重量％である、請求項１又は２に記載のシリコンウエハ用研磨液組成物。
【請求項４】
前記水溶性アルカリ化合物(成分Ｃ)が、水溶性アミン化合物である請求項１〜３のいずれかの項に記載のシリコンウエハ用研磨液組成物。
【請求項５】
請求項１〜４いずれかの項に記載のシリコンウエハ用研磨液組成物を用いてシリコンウエハを研磨する工程を含む、シリコンウエハの研磨方法。
【請求項６】
請求項１〜４いずれかの項に記載のシリコンウエハ用研磨液組成物を用いてシリコンウエハを研磨する工程を含む、半導体基板の製造方法。
【公開番号】特開２０１３−１０５９５４（Ｐ２０１３−１０５９５４Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４９８９５（Ｐ２０１１−２４９８９５）
【出願日】平成２３年１１月１５日（２０１１．１１．１５）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１５日（２０１１．１１．１５）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
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