特許 5773170 炭化珪素基板研磨用組成物及び炭化珪素基板の研磨方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5773170

(24)【登録日】2015年7月10日

(45)【発行日】2015年9月2日

(54)【発明の名称】炭化珪素基板研磨用組成物及び炭化珪素基板の研磨方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20150813BHJP

   B24B 37/00 20120101ALI20150813BHJP

   C09K 3/14 20060101ALI20150813BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 622D

   H01L21/304 622W

   B24B37/00 H

   C09K3/14 550D

   C09K3/14 550Z

【請求項の数】9

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-521484(P2012-521484)

(86)(22)【出願日】2011年6月21日

(86)【国際出願番号】JP2011064179

(87)【国際公開番号】WO2011162265

(87)【国際公開日】20111229

【審査請求日】2014年2月18日

(31)【優先権主張番号】特願2010-143158(P2010-143158)

(32)【優先日】2010年6月23日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000003986

【氏名又は名称】日産化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101236

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 浩之

(72)【発明者】

【氏名】関口 和敏

(72)【発明者】

【氏名】西村 透

【審査官】 間中 耕治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１４０３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０６７１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１５３７３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３１１５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５３３１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６６３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１２０８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１８１６９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８９８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８４７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５０３２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７６２０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ２４Ｂ ３７／００

Ｃ０９Ｋ ３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

炭化珪素基板の表面を研磨するための炭化珪素基板研磨用組成物であって、真比重が２．１０以上２．３０以下のコロイダルシリカ粒子と水とを含み、遊離しているアルカリ金属イオンの濃度が１ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下であることを特徴とする炭化珪素基板研磨用組成物。

【請求項2】

前記コロイダルシリカ粒子として、平均一次粒子径が２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下のコロイダルシリカ粒子を含有することを特徴とする請求項１に記載する炭化珪素基板研磨用組成物。

【請求項3】

前記コロイダルシリカ粒子として、さらに平均一次粒子径が５ｎｍ以上２０ｎｍ未満のコロイダルシリカ粒子を含有することを特徴とする請求項２に記載する炭化珪素基板研磨用組成物。

【請求項4】

平均一次粒子径が２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下のコロイダルシリカ粒子の平均一次粒子径が５ｎｍ以上２０ｎｍ未満のコロイダルシリカ粒子に対する割合が、質量比で５０／５０〜９０／１０であることを特徴とする請求項３に記載する炭化珪素基板研磨用組成物。

【請求項5】

ｐＨが４未満であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載する炭化珪素基板研磨用組成物。

【請求項6】

酸化剤を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載する炭化珪素基板研磨用組成物。

【請求項7】

酸化剤と共に用いて炭化珪素基板を研磨する炭化珪素基板研磨用組成物であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載する炭化珪素基板研磨用組成物。

【請求項8】

前記酸化剤が、過酸化水素、塩素酸、過塩素酸、過臭素酸、ヨウ素酸、過ヨウ素酸、過硫酸、過ホウ素酸、過マンガン酸、クロム酸、重クロム酸、バナジン酸、塩素化シアヌル酸及びこれらのアンモニウム塩からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項６または７に記載する炭化珪素基板研磨用組成物。

【請求項9】

請求項１〜８のいずれか一項に記載する炭化珪素基板研磨用組成物により、炭化珪素基板の表面を研磨することを特徴とする炭化珪素基板の研磨方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、炭化珪素基板研磨用組成物及び炭化珪素基板の研磨方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電子デバイスの基板として、一般的なシリコン基板の他、４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板や６Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板等の炭化珪素基板が知られている。この炭化珪素基板は機械的強度を有する等の特長を有するため注目されている。

【0003】

このような炭化珪素基板は、炭化珪素を結晶成長させ、得られた単結晶インゴットを所望の形状に切断することにより製造されるが、表面が平坦であることが望まれているため、通常ダイヤモンドで表面を研磨する。そしてダイヤモンドによる研磨により微細な凹凸が発生してしまうため、仕上げ研磨としてダイヤモンド以外の研磨剤を用いて表面を研磨する。このような研磨剤としては、例えば、水と所定の粒径のシリカと酸化剤とを有する研磨組成物を用いて炭化珪素基板表面に化学的機械的研磨（ＣＭＰ）を施す技術がある(特許文献１等参照)。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−５０３２３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述した技術による表面平坦化では不十分であり、電子デバイスの微細化に伴い表面がより平坦な炭化珪素基板が求められている。

【0006】

本発明の課題は、上述の従来技術の問題点を解決することにあり、表面が平坦な炭化珪素基板を得ることができる炭化珪素基板研磨用組成物及び炭化珪素基板の研磨方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決する本発明の炭化珪素基板研磨用組成物は、炭化珪素基板の表面を研磨するための炭化珪素基板研磨用組成物であって、真比重が２．１０以上２．３０以下のコロイダルシリカ粒子と水とを含み、遊離しているアルカリ金属イオンの濃度が１ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下であることを特徴とする。

【0008】

また、前記コロイダルシリカ粒子として、平均一次粒子径が２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下のコロイダルシリカ粒子を含有することが好ましい。

【0009】

さらに、前記コロイダルシリカ粒子として、さらに平均一次粒子径が５ｎｍ以上２０ｎｍ未満のコロイダルシリカ粒子を含有することが好ましく、平均一次粒子径が２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下のコロイダルシリカ粒子の平均一次粒子径が５ｎｍ以上２０ｎｍ未満のコロイダルシリカ粒子に対する割合が、質量比で５０／５０〜９０／１０であることが好ましい。

【0010】

また、ｐＨが４未満であることが好ましい。
そして、酸化剤を含むことが好ましい。
また、酸化剤と共に用いて炭化珪素基板を研磨する炭化珪素基板研磨用組成物であってもよい。

【0011】

前記酸化剤は、過酸化水素、塩素酸、過塩素酸、過臭素酸、ヨウ素酸、過ヨウ素酸、過硫酸、過ホウ素酸、過マンガン酸、クロム酸、重クロム酸、バナジン酸、塩素化シアヌル酸及びこれらのアンモニウム塩からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。

【0012】

本発明の他の態様は、上記炭化珪素基板研磨用組成物により、炭化珪素基板の表面を研磨することを特徴とする炭化珪素基板の研磨方法にある。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、表面が平坦な炭化珪素基板を得ることができる炭化珪素基板研磨用組成物を提供できる。そして、この炭化珪素基板研磨用組成物で炭化珪素基板の表面を研磨することにより、表面が平坦な炭化珪素基板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】炭化珪素基板の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

炭化珪素基板の表面を研磨するための本発明の炭化珪素基板研磨用組成物は、真比重が２．１０以上２．３０以下のコロイダルシリカ粒子と水とを含み、遊離しているアルカリ金属イオンが１ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下である。

【0016】

本発明の炭化珪素基板研磨用組成物が研磨する対象である炭化珪素基板の種類に特に限定はないが、例えば、六方晶型４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板や６Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板が挙げられる。なお、炭化珪素基板は通常の製造方法、例えば、改良レーリー法等により結晶成長させ、得られた単結晶インゴットを切断することにより製造されるものである。

【0017】

コロイダルシリカ粒子は、真比重が２．１０以上２．３０以下のものを用いる。真比重が２．１０以上２．３０以下のコロイダルシリカ粒子とは、いわゆる水ガラス法で得られたコロイド状のシリカ粒子であり、メチルシリケート法とも呼ばれるゾルゲル法で得られ真比重が小さいシリカ粒子（たとえば、真比重が１．７０〜２．００程度）とは異なり、硬い粒子である。このように真比重が２．１０以上２．３０以下の硬いコロイダルシリカ粒子を用いることにより、硬度が９以上である炭化珪素基板であっても、酸化剤と共に用いることにより、ダイヤモンド等により凹凸が形成された炭化珪素基板の表面を良好に研磨することができる。なお、水ガラス法とは、珪酸ナトリウム等のアルカリ金属珪酸塩の水溶液を所望の濃度に希釈した後に脱陽イオン処理して得られる活性珪酸をアルカリ溶液中で加熱して粒子成長させてコロイダルシリカを得る方法やアルカリ金属珪酸塩の水溶液を鉱酸により中和して得られるシリカゲルをアルカリにより解膠してコロイダルシリカを得る方法である。ゾルゲル法とは塩基性触媒の存在下でアルコキシシランと水をアルコール溶液中で反応させてシリカ粒子を得る方法である。

【0018】

また、コロイダルシリカ粒子の粒子径は特に限定されないが、平均一次粒子径が２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下のコロイダルシリカ粒子を主成分、例えば、コロイダルシリカ粒子全体に対して５０質量％以上とすることが好ましい。なお、平均一次粒子径は、窒素吸着法によって求めることができる。平均一次粒子径が２０ｎｍ未満のコロイダルシリカ粒子のみを用いると、マイクロパイプや転移といった炭化珪素基板表面に形成された孔の角を削ってしまうことにより孔が広がり、深さ方向に深くしてしまう傾向があり、原子間力顕微鏡で孔を観察した際には探針が孔内部へ入り込むようになる。また、平均一次粒子径が５００ｎｍより大きいコロイダルシリカ粒子は、静定時に時間の経過と共にコロイダルシリカ粒子が自然沈降して層分離しやすいため取り扱いにくい。なお、コロイダルシリカ粒子として、平均一次粒子径の異なる２種類以上のコロイダルシリカ粒子群の混合物を用いてもよい。

【0019】

そして、コロイダルシリカ粒子として、平均一次粒子径が２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下のものに加えて、平均一次粒子径が５ｎｍ以上２０ｎｍ未満のコロイダルシリカ粒子をさらに含有することが好ましい。このように、コロイダルシリカ粒子として、平均一次粒子径が２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下のものに加えて、さらに平均一次粒子径が５ｎｍ以上２０ｎｍ未満のものを用いた炭化珪素基板研磨用組成物とすることにより、表面が平坦な炭化珪素基板を製造でき、且つ、研磨速度が速くなるため研磨時間を短時間にすることができる。コロイダルシリカ粒子群の混合割合は特に限定されないが、平均一次粒子径が２０以上５００ｎｍ以下のコロイダルシリカ粒子の、平均一次粒子径が５ｎｍ以上２０ｎｍ未満のコロイダルシリカ粒子に対する割合、すなわち、平均一次粒子径が２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下のコロイダルシリカ粒子／平均一次粒子径が５ｎｍ以上２０ｎｍ未満のコロイダルシリカ粒子が、質量比で５０／５０〜９０／１０であることが好ましい。

【0020】

また、本発明の炭化珪素基板研磨用組成物は、遊離しているアルカリ金属イオンの濃度が１ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下、好ましくは、１００ｐｐｍ以下である。遊離しているアルカリ金属イオンの濃度が１５０ｐｐｍより高いと、本発明のように表面が平坦な炭化珪素基板を得ることはできない。

【0021】

ここで、炭化珪素基板は、その製造中に結晶成長機構に伴って発生する例えば平面視の直径が１〜１０μｍ程度の大きさの菅状の空隙であるマイクロパイプや、結晶構造の違いにより発生する直径０．５〜１０μｍ程度の転移（結晶欠陥）等の孔が、表面に形成される。そして、このマイクロパイプや転移等の孔が形成された炭化珪素基板に対して、ダイヤモンドでの研磨等により発生した凹凸を除去するために、シリカ粒子等を含有する研磨剤組成物が用いられている。

【0022】

しかしながら、従来の研磨剤組成物での研磨では、炭化珪素基板表面のマイクロパイプや転移等の孔がさらに広がり、深さ方向に深くなってしまい、原子間力顕微鏡で孔を観察した際には探針が孔内部へ入り込むようになること、及び、このように研磨剤組成物で研磨することにより孔が広がる原因は、研磨剤組成物が含有する遊離しているアルカリ金属イオンの濃度が高いことであることを、本発明において知見した。

【0023】

具体的には、マイクロパイプを有する炭化珪素基板の断面図である図１を用いて説明すると、マイクロパイプ２を有する炭化珪素基板１（図１（ａ））を、遊離しているアルカリ金属イオン濃度が１５０ｐｐｍ以下である本発明の炭化珪素基板研磨用組成物を用いて研磨しても、マイクロパイプ２は広がらない（図１（ｂ））。一方、遊離しているアルカリ金属イオン濃度が高い従来の研磨剤組成物を用いると、研磨によりマイクロパイプ２の表面側が広がり（図１（ｃ））、本発明の炭化珪素基板研磨用組成物を用いた場合と比較して表面の粗い炭化珪素基板となる。

【0024】

例えば、特許文献１の実施例に記載される研削剤Ｎａｌｃｏ １０３４（Ｎａｌｃｏ社製）等の水ガラス法で作製されたコロイダルシリカ粒子を用いる研磨剤組成物においては、コロイダルシリカ粒子の製造段階でアルカリ金属が混合されるため、遊離しているアルカリ金属イオン濃度を１５０ｐｐｍ以下にするという操作を行わない限り、研磨剤組成物の遊離しているアルカリ金属イオン濃度は１５０ｐｐｍを超える。このように遊離しているアルカリ金属イオン濃度が１５０ｐｐｍを超える従来の研磨剤組成物を用いて炭化珪素基板表面を研磨すると、表面が平坦な炭化珪素基板を得ることはできず、むしろさらに孔を大きくしてしまう。

【0025】

一方、特許文献１に記載されるＦｕｓｏＰＬ−１（扶桑化学工業（株）社製）等のゾルゲル法により形成されたシリカ粒子を用いた研磨剤組成物では、上述したように、シリカ粒子の硬度が低く硬度が高い炭化珪素基板表面を研磨し難いため、ダイヤモンドでの研磨等で形成された凹凸を除去することはできず、炭化珪素基板研磨用組成物として使用できない。

【0026】

また、本発明の炭化珪素基板研磨用組成物のｐＨは特に限定されないが、ｐＨが４未満であることが好ましく、さらに好ましくは２超４未満である。ｐＨが２以下になると研磨機の腐食が大きくなる傾向がある。一方、ｐＨが４以上になるとコロイダルシリカ粒子の分散安定性が低下する傾向がある。

【0027】

そして、本発明の炭化珪素基板研磨用組成物は、酸化剤を含有するものでもよく、また、酸化剤を含有せずに酸化剤と共に用いて炭化珪素基板を研磨するものでもよい。勿論、本発明の炭化珪素基板研磨用組成物は、酸化剤を含有するものであって、且つ、酸化剤と共に用いて炭化珪素基板を研磨するものでもよい。このような酸化剤により、炭化珪素基板の表面を酸化して炭化珪素基板の表面を酸化珪素とし、この酸化珪素をコロイダルシリカ粒子が研磨することにより、炭化珪素基板の表面がより平坦になると推定される。

【0028】

酸化剤に特に限定はないが、例えば、過酸化水素、塩素酸、過塩素酸、過臭素酸、ヨウ素酸、過ヨウ素酸、過硫酸、過ホウ素酸、過マンガン酸、クロム酸、重クロム酸、バナジン酸、塩素化シアヌル酸や、これらのアンモニウム塩が挙げられる。勿論、２種類以上の酸化剤を併用してもよい。

【0029】

また、本発明の炭化珪素基板研磨用組成物は、公知なｐＨ調整剤、ｐＨ緩衝剤、界面活性剤、分散安定剤、ゲル化防止剤、消泡剤、キレート剤、殺生剤等の添加剤を含有していてもよい。

【0030】

なお、本発明の炭化珪素基板用研磨剤組成物は、アルカリ金属イオン濃度が１５０ｐｐｍ以下なので、酸化剤や添加剤は、遊離するアルカリ金属イオン濃度が低いものを用いる必要がある。

【0031】

本発明の炭化珪素基板研磨用組成物が含有する各成分の含有率は特に限定されないが、たとえば、コロイダルシリカ粒子は炭化珪素基板研磨用組成物中に１〜５０質量％程度とすることが好ましい。また、酸化剤の含有量は、炭化珪素基板研磨用組成物中に０．１〜５質量％程度とすることが好ましい。

【0032】

このような炭化珪素基板研磨用組成物の製造方法は特に限定されず、例えば、真比重が２．１０以上２．３０以下のコロイダルシリカ粒子、すなわち、水ガラス法で得られたコロイダルシリカ粒子を強酸性水素型陽イオン交換樹脂と接触させる等の処理をすることにより遊離したアルカリ金属イオンの量を低減した後、この遊離したアルカリ金属イオンの量を低減したコロイダルシリカ粒子と水とを混合すればよい。また、酸化剤を含有する炭化珪素基板研磨用組成物とする場合は、さらに酸化剤を混合すればよい。なお、上記では水等と混合する前にコロイダルシリカ粒子の遊離したアルカリ金属イオン濃度を低減する操作を行ったが、水ガラス法で得られたコロイダルシリカ粒子を水等と混合した後に、遊離するアルカリ金属イオンの量を低減する処理を行ってもよい。このように、本発明の炭化珪素基板研磨用組成物が含有するコロイダルシリカ粒子は、上述したように真比重が２．１０以上２．３０以下のもの、すなわち、水ガラス法で得られたものであるので、製造工程中にアルカリ金属が混合されるため、コロイダルシリカ粒子を混合する前でも後でもよいが、遊離したアルカリ金属イオンを除去するという操作が必要である。

【0033】

このような本発明の炭化珪素基板研磨用組成物を用いて、炭化珪素基板の表面を研磨することにより、従来の研磨剤組成物において内在していたマイクロパイプや転移等の孔が広がるという問題が生じないため、非常に平坦な表面を有する炭化珪素基板を得ることができる。そして、本発明の炭化珪素基板研磨用組成物は、水ガラス法により得られたコロイダルシリカ粒子を用いているため、ダイヤモンド等により形成された凹凸も十分除去できるものである。

【0034】

本発明の炭化珪素基板研磨用組成物を用いた研磨方法は特に限定されず、従来の研磨剤組成物と同様の操作により、炭化珪素基板表面を研磨すればよい。例えば、研磨対象の炭化珪素基板に炭化珪素基板研磨用組成物を塗布して、研磨パッド等で擦ることにより、研磨することができる。

【実施例】

【0035】

以下、実施例に基づいてさらに詳述するが、本発明はこの実施例により何ら限定されるものではない。

【0036】

（実施例１）
水ガラス法で製造されたコロイダルシリカ粒子（窒素吸着法により求めた平均一次粒子径：２２ｎｍ、真比重：２．１８）が分散されたアルカリ性シリカゾルを、強酸性水素型陽イオン交換樹脂アンバーライト（登録商標）ＩＲ−１２０Ｂ（オルガノ（株）社製）で処理してアルカリ金属イオンを除去した。このアルカリ金属イオンを除去する操作を行って得た酸性シリカゾル（コロイダルシリカ粒子濃度４０質量％）９０００ｇに、純水２６６０ｇおよび３５質量％の過酸化水素水３４０ｇを混合し、炭化珪素基板研磨用組成物１２０００ｇを調製した。なお、得られた炭化珪素基板研磨用組成物は、コロイダルシリカ粒子の濃度は３０質量％、ｐＨ２．４、遊離アルカリ金属イオン濃度１００ｐｐｍであった。以下にコロイダルシリカ粒子の真比重の測定方法、コロイダルシリカ粒子の平均一次粒子径の測定方法及び遊離アルカリ金属イオン濃度の測定方法を示す。

【0037】

＜コロイダルシリカ粒子の真比重の測定＞
炭化珪素基板研磨用組成物を１００℃で１２時間乾燥させ、さらに１５０℃で１時間乾燥させたものを１ｇ秤量し、乾式自動密度計（アキュピック１３３０ （株）島津製作所製）にて測定した。

【0038】

＜コロイダルシリカ粒子の平均一次粒子径の測定＞
コロイダルシリカ粒子の水分散液を乾燥させて得られる粒子について、ＭＯＮＯＳＯＲＢ（シスメックス（株）社製）を用いてＢＥＴ法で比表面積を測定し、この比表面積値から等価球換算粒径として算出した。

【0039】

＜遊離アルカリ金属イオン濃度の測定＞
炭化珪素基板研磨用組成物をコロイダルシリカ粒子濃度が３質量％になるように純水で希釈した後、分画分子量１万の遠心分離式限外ろ過器（セントリカットＵ−１０ 倉敷紡績（株）製）に９ｇ秤量し、遠心分離機（ＳＲＸ−２０１（株）トミー精工製）で４４０Ｇ、３０分間処理して回収したろ液を必要に応じて適宜希釈し、ＩＣＰ発光分光分析装置（ＳＰＳ−７８００ エスアイアイ・ナノテクノロジー（株）製）を用いて測定した。

【0040】

（実施例２）
水ガラス法で製造されたコロイダルシリカ粒子（窒素吸着法により求めた平均一次粒子径：２２ｎｍ、真比重：２．１８）が分散されたアルカリ性シリカゾルの代わりに、水ガラス法で製造されたコロイダルシリカ粒子（窒素吸着法により求めた平均一次粒子径：３５ｎｍ、真比重：２．１９）が分散されたアルカリ性シリカゾル９０００ｇを用いた以外は実施例１と同様の操作を行った。なお、得られた炭化珪素基板研磨用組成物は、コロイダルシリカ粒子の濃度３０質量％、ｐＨ２．０、遊離アルカリ金属イオン濃度５３ｐｐｍであった。

【0041】

（実施例３）
水ガラス法で製造されたコロイダルシリカ粒子（窒素吸着法により求めた平均一次粒子径：２２ｎｍ、真比重：２．１８）が分散されたアルカリ性シリカゾルの代わりに、水ガラス法で製造されたコロイダルシリカ粒子（窒素吸着法により求めた平均一次粒子径：４５ｎｍ、真比重：２．２１）が分散されたアルカリ性シリカゾル９０００ｇを用いた以外は実施例１と同様の操作を行った。なお、得られた炭化珪素基板研磨用組成物は、コロイダルシリカ粒子の濃度は３０質量％、ｐＨ２．４、遊離アルカリ金属イオン濃度１７ｐｐｍであった。

【0042】

（実施例４）
水ガラス法で製造されたコロイダルシリカ粒子（窒素吸着法により求めた平均一次粒子径：８５ｎｍ、真比重：２．１９）が分散されたアルカリ性シリカゾルを、強酸性水素型陽イオン交換樹脂アンバーライトＩＲ−１２０Ｂ（オルガノ（株）社製）で処理してアルカリ金属イオンを除去した。このアルカリ金属イオンを除去する操作を行って得た酸性シリカゾル（コロイダルシリカ粒子濃度３５質量％）６８５７ｇに、純水４８０２ｇおよび３５質量％の過酸化水素水３４０ｇを混合し、炭化珪素基板研磨用組成物１２０００ｇを調製した。得られた炭化珪素基板研磨用組成物は、コロイダルシリカ粒子の濃度２０質量％、ｐＨ１．９、遊離アルカリ金属イオン濃度８１ｐｐｍであった。なお、コロイダルシリカ粒子の真比重及び平均一次粒子径や遊離アルカリ金属イオン濃度の測定方法は実施例１と同様である。

【0043】

（実施例５）
水ガラス法で製造されたコロイダルシリカ粒子（窒素吸着法により求めた平均一次粒子径：１６０ｎｍ、真比重：２．２０）が分散されたアルカリ性シリカゾルを、強酸性水素型陽イオン交換樹脂アンバーライトＩＲ−１２０Ｂ（オルガノ（株）社製）で処理してアルカリ金属イオンを除去した。このアルカリ金属イオンを除去する操作を行って得た酸性シリカゾル（コロイダルシリカ粒子濃度４０質量％）１１６６０ｇに、３５質量％の過酸化水素水３４０ｇを混合し、炭化珪素基板研磨用組成物１２０００ｇを調製した。得られた炭化珪素基板研磨用組成物は、コロイダルシリカ粒子の濃度３９質量％、ｐＨ１．９、遊離アルカリ金属イオン濃度１００ｐｐｍであった。なお、コロイダルシリカ粒子の真比重及び平均一次粒子径や遊離アルカリ金属イオン濃度の測定方法は実施例１と同様である。

【0044】

（実施例６）
水ガラス法で製造されたコロイダルシリカ粒子（窒素吸着法により求めた平均一次粒子径：１６０ｎｍ、真比重：２．２０）が分散されたアルカリ性シリカゾルの代わりに、水ガラス法で製造されたコロイダルシリカ粒子（窒素吸着法により求めた平均一次粒子径：３１０ｎｍ、真比重：２．２１）が分散されたアルカリ性シリカゾルを用いた以外は、実施例５と同様の操作を行った。なお、得られた炭化珪素基板研磨用組成物は、コロイダルシリカ粒子の濃度３９質量％、ｐＨ３．２、遊離アルカリ金属イオン濃度１４ｐｐｍであった。

【0045】

（実施例７）
水ガラス法で製造されたコロイダルシリカ粒子（窒素吸着法により求めた平均一次粒子径：８５ｎｍ、真比重：２．２０）が分散されたアルカリ性シリカゾル５４８５ｇと、水ガラス法で製造されたコロイダルシリカ粒子（窒素吸着法により求めた平均一次粒子径：２２ｎｍ、真比重：２．１８）が分散されたアルカリ性シリカゾル１２００ｇとを混合したアルカリ性シリカゾルを、強酸性水素型陽イオン交換樹脂アンバーライトＩＲ−１２０Ｂ（オルガノ（株）社製）で処理してアルカリ金属イオンを除去した。このアルカリ金属イオンを除去する操作を行って得た酸性シリカゾル（コロイダルシリカ粒子濃度３６質量％）に、純水４９７５ｇおよび３５質量％の過酸化水素水３４０ｇを混合し、炭化珪素基板研磨用組成物１２０００ｇを調製した。得られた炭化珪素基板研磨用組成物は、コロイダルシリカ粒子の濃度２０質量％、ｐＨ２．１、遊離アルカリ金属イオン濃度７８ｐｐｍ、真比重２．１９であり、平均一次粒子径８５ｎｍのコロイダルシリカ粒子の平均一次粒子径２２ｎｍのコロイダルシリカ粒子に対する割合は、質量比で８０／２０であった。なお、コロイダルシリカ粒子の真比重及び平均一次粒子径や遊離アルカリ金属イオン濃度の測定方法は実施例１と同様である。

【0046】

（実施例８）
水ガラス法で製造されたコロイダルシリカ粒子（窒素吸着法により求めた平均一次粒子径：３５ｎｍ、真比重：２．１９）が分散されたアルカリ性シリカゾル５４００ｇと、水ガラス法で製造されたコロイダルシリカ粒子（窒素吸着法により求めた平均一次粒子径：１２ｎｍ、真比重：２．１８）が分散されたアルカリ性シリカゾル９６０ｇとを混合したアルカリ性シリカゾルを、強酸性水素型陽イオン交換樹脂アンバーライトＩＲ−１２０Ｂ（オルガノ（株）社製）で処理してアルカリ金属イオンを除去した。このアルカリ金属イオンを除去する操作を行って得た酸性シリカゾル（コロイダルシリカ粒子濃度３８質量％）に、純水５３００ｇおよび３５質量％の過酸化水素水３４０ｇを混合し、炭化珪素基板研磨用組成物１２０００ｇを調製した。得られた炭化珪素基板研磨用組成物は、コロイダルシリカ粒子の濃度２０質量％、ｐＨ２．２、遊離アルカリ金属イオン濃度３７ｐｐｍ、真比重２．１９であり、平均一次粒子径３５ｎｍのコロイダルシリカ粒子の平均一次粒子径１２ｎｍのコロイダルシリカ粒子に対する割合は、質量比で９０／１０であった。なお、コロイダルシリカ粒子の真比重及び平均一次粒子径や遊離アルカリ金属イオン濃度の測定方法は実施例１と同様である。

【0047】

（比較例１）
水ガラス法で製造されたコロイダルシリカ粒子（窒素吸着法により求めた平均一次粒子径：１２ｎｍ、真比重：２．１８）が分散されたアルカリ性シリカゾル（コロイダルシリカ粒子濃度４０質量％）６０００ｇに、純水５６６０ｇおよび３５質量％の過酸化水素水３４０ｇを混合し、炭化珪素基板研磨用組成物１２０００ｇを調製した。得られた炭化珪素基板研磨用組成物は、コロイダルシリカ粒子の濃度２０質量％、ｐＨ１０．３、遊離アルカリ金属イオン濃度１７００ｐｐｍであった。なお、コロイダルシリカ粒子の真比重及び平均一次粒子径や遊離アルカリ金属イオン濃度の測定方法は実施例１と同様である。

【0048】

（比較例２）
水ガラス法で製造されたコロイダルシリカ粒子（窒素吸着法により求めた平均一次粒子径：１２ｎｍ、真比重：２．１８）が分散されたアルカリ性シリカゾルの代わりに、水ガラス法で製造されたコロイダルシリカ粒子（窒素吸着法により求めた平均一次粒子径：３５ｎｍ、真比重：２．１８）が分散されたアルカリ性シリカゾル６０００ｇを用いた以外は比較例１と同様の操作を行った。得られた炭化珪素基板研磨用組成物は、コロイダルシリカ粒子の濃度２０質量％、ｐＨ９．５、遊離アルカリ金属イオン濃度４５０ｐｐｍであった。なお、コロイダルシリカ粒子の真比重及び平均一次粒子径や遊離アルカリ金属イオン濃度の測定方法は実施例１と同様である。

【0049】

（比較例３）
水ガラス法で製造されたコロイダルシリカ粒子（窒素吸着法により求めた平均一次粒子径：１２ｎｍ、真比重：２．１８）が分散されたアルカリ性シリカゾルの代わりに、水ガラス法で製造されたコロイダルシリカ粒子（窒素吸着法により求めた平均一次粒子径：８５ｎｍ、真比重：２．１９）が分散されたアルカリ性シリカゾル６０００ｇを用いた以外は比較例１と同様の操作を行った。得られた炭化珪素基板研磨用組成物は、コロイダルシリカ粒子の濃度２０質量％、ｐＨ９．５、遊離アルカリ金属イオン濃度３２０ｐｐｍであった。なお、コロイダルシリカ粒子の真比重及び平均一次粒子径や遊離アルカリ金属イオン濃度の測定方法は実施例１と同様である。

【0050】

（比較例４）
水ガラス法で製造されたコロイダルシリカ粒子（窒素吸着法により求めた平均一次粒子径：４０ｎｍ、真比重：２．１６）が分散されたアルカリ性シリカゾル（コロイダルシリカ粒子濃度４０質量％）９０００ｇに、純水２６６０ｇおよび３５質量％の過酸化水素水３４０ｇを混合し、炭化珪素基板研磨用組成物１２０００ｇを調製した。得られた炭化珪素基板研磨用組成物は、コロイダルシリカ粒子の濃度３０質量％、ｐＨ１０．０、遊離アルカリ金属イオン濃度１０００ｐｐｍであった。なお、コロイダルシリカ粒子の真比重及び平均一次粒子径や遊離アルカリ金属イオン濃度の測定方法は実施例１と同様である。

【0051】

（比較例５）
メチルシリケート法で製造されたコロイダルシリカ粒子（窒素吸着法により求めた平均一次粒子径：３５ｎｍ、真比重：２．００）が分散された中性シリカゾル（コロイダルシリカ粒子濃度３５質量％）１０２８６ｇに、純水１２５０ｇ、１０質量％の硫酸１２４ｇおよび３５質量％の過酸化水素水３４０ｇを混合し、炭化珪素基板研磨用組成物１２０００ｇを調製した。得られた炭化珪素基板研磨用組成物は、コロイダルシリカ粒子の濃度３０質量％、ｐＨ２．１、遊離アルカリ金属イオン濃度１ｐｐｍ未満であった。なお、コロイダルシリカ粒子の真比重及び平均一次粒子径や遊離アルカリ金属イオン濃度の測定方法は実施例１と同様である。

【0052】

（試験例）
実施例１〜８及び比較例１〜５で得られた炭化珪素基板研磨用組成物をそれぞれ用いて、以下の研磨条件にて炭化珪素基板を研磨した。研磨前及び研磨後の炭化珪素基板の表面を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ３１００ Ｖｅｅｃｏ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製）で観察し、炭化珪素基板表面に形成されているマイクロパイプ部分の深さを３箇所測定し、その平均値をＲ_ｍａｘとして求めた。結果を表１に示す。また、研磨後、炭化珪素基板を純水で洗浄した後に乾燥し、重量減少から研磨速度を求めた。結果を表１に示す。

【0053】

＜研磨条件＞
研磨対象物：直径２インチ、Ｏｆｆ角４°のｎ型４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板 （０００１）Ｓｉ面
研磨試験機：ラップマスターＬＭ１８Ｓ研磨機（ラップマスターＳＦＴ（株）製）
研磨パッド：１８インチΦ Ｓｕｂａ ６００（ニッタ・ハース（株）製）
炭化珪素基板研磨用組成物の供給速度：２０ｍｌ／分（１ｐａｓｓ）
定盤回転数：６０ｒｐｍ
ヘッド回転数：６０ｒｐｍ
加工圧力：３００ｇ／ｃｍ^２
研磨時間：８時間

【0054】

この結果、遊離アルカリ金属イオン濃度が１５０ｐｐｍ以下である実施例１〜８では、マイクロパイプ部分のＲ_ｍａｘの値は研磨前後で変わらず、マイクロパイプの孔は広がらなかった。一方、遊離アルカリ金属イオン濃度が高い比較例１〜４では、研磨後にマイクロパイプ部分のＲ_ｍａｘの値が大きくなり、マイクロパイプの孔が広がっていた。即ちマイクロパイプ近辺では、研磨前よりも炭化珪素基板の表面が粗くなっていた。また、本発明の炭化珪素基板研磨用組成物は、ダイヤモンドでの研磨等で形成された凹凸を除去することができるものであった。比較例５では、マイクロパイプ部分のＲ_ｍａｘの値は研磨前後で変わらず、マイクロパイプの孔は広がらなかったが、研磨速度が低く、ダイヤモンドでの研磨等で形成された凹凸を除去することができなかった。

【0055】

【表1】

【符号の説明】

【0056】

１ 炭化珪素基板
２ マイクロパイプ

【図1】