JP2001240850A

JP2001240850A - 研磨用砥粒分散剤および研磨用スラリー

Info

Publication number: JP2001240850A
Application number: JP2000054616A
Authority: JP
Inventors: Takesuke Yamaguchi; 武亮山口; Yasuhiro Yamada; 康博山田
Original assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Current assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2001-09-04

Abstract

(57)【要約】【課題】研磨速度、微細なキズの発生防止効果が改良
された研磨用砥粒分散剤および研磨用スラリーを提供す
る。【解決手段】非アルキルフェノール型ポリエーテル化
合物と無機防錆剤からなり、２５℃における１％水溶液
の表面張力２０〜４０dyne/cmであり、砥粒の分散安定
性が水のみの場合と比べ１．３倍以上である砥粒分散剤
と砥粒、水からなる研磨用スラリーを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は研磨用砥粒分散剤お
よび研磨用スラリーに関する。さらに詳しくは、シリコ
ンウエハ、ガラス等の研磨加工を行う際の砥粒の分散剤
および研磨用スラリーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シリコンウエハ、ガラスの表面を
研磨する方法としては、上下の回転する定盤の間でアル
ミナなどからなる平均粒径０．１〜５０μｍの砥粒と砥
粒の分散用分散剤、アルカノールアミンなどの有機防錆
剤および水を混合したスラリーを連続的に供給し、研磨
する方法が使われている。その際に求められるものは研
磨速度の向上と研磨後の表面における微細なキズの低
減、研磨機械に対する防錆性であり、砥粒の分散剤とし
てはアルキルフェノール型ノニオン界面活性剤（アルキ
ルフェノールのエチレンオキサイド付加物）が使用され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルキ
ルフェノール型ノニオン界面活性剤では研磨速度、キズ
の低減いずれも十分ではなく、さらにこれらのものは環
境中に放出された場合、生分解などにより環境ホルモン
様作用を示す物質に転換される懸念があり、大量に使用
することは好ましくないといった問題を有している。ま
たこれらの問題を解決するために、ノニオン界面活性剤
と無機の防錆剤の組合せが提案されているが、研削速度
が十分とは言えない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、アルキル
フェノール型ノニオン界面活性剤を使用せずに、加工速
度が速く、キズ発生の少ない研磨用砥粒分散剤を得るべ
く鋭意検討した結果、特定の表面張力、砥粒の分散安定
性を与えるポリエーテル化合物と無機防錆剤との組み合
わせにより、上記問題点が解決されることを見いだし本
発明に到達した。

【０００５】すなわち本発明は、ポリエーテル化合物
（Ａ）と無機防錆剤（Ｂ）からなり、１００倍の水希釈
液の２５℃における表面張力が２０〜４０ｄｙｎｅ／ｃ
ｍを示し、砥粒の分散安定性がイオン交換水のみの場合
と比べ１．３倍以上であることを特徴とする研磨用砥粒
分散剤（Ｉ）並びに該研磨用分散剤（Ｉ）、砥粒（Ｄ）
および水からなる研磨用スラリーである。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明で規定する表面張力は、ウ
ィルヘルミー式表面張力計により測定される値であり、
例えば協和界面化学株式会社製自動表面張力計などで測
定される。本発明で規定する砥粒の分散安定性は、研磨
用砥粒分散剤の１００倍の水希釈液［分散剤（Ｉ）１重
量部をイオン交換水で希釈して１００重量部としたも
の］に平均粒径１０μｍの炭化珪素製砥粒（たとえばフ
ジミインコーポレーテッド社製Ｃ＃４００）を２０重量
％となるよう混合したスラリーを、内径２．８ｃｍ、高
さ２４ｃｍの１００ｍｌ活栓付きメスシリンダーに１０
０ｍｌとり、２５℃において、１分間で上下に３０回振
りよく混合した後静置し、砥粒の沈降面が液面から５０
ｍｍを下降する間に要する時間を計ることで測定され
る。

【０００７】本発明の非アルキルフェノール型ポリエー
テル化合物（Ａ）としては無機防錆剤（Ｂ）と配合した
うえ、必要に応じてキレート剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、
消泡剤、水などを添加し、砥粒分散剤としたときに、１
００倍の水希釈液の２５℃における表面張力が２０〜４
０ｄｙｎｅ／ｃｍを示し、砥粒の分散安定性が水のみの
場合と比べ１．３倍以上を達成するものが用いられる。
（Ａ）の好ましい例には、下記（ａ−１）および／また
は下記（ａ−２）からなるものがあげられる。（ａ−１）：下記一般式（１）で示される化合物の１種
または２種以上の混合物からなる非アルキルフェノール
型ノニオン界面活性剤Ｚ−〔｛（ＡＯ）ｎ／（ＥＯ）ｍ｝Ｒ¹〕ｐ（１）（式中、Ｒ¹は炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数２
〜２４のアシル基または水素原子；Ｚは炭素数１〜６の
ｐ価のアルコール類の残基；Ａは炭素数３〜４のアルキ
レン基；Ｅはエチレン基；ｐは１〜６の整数；ｐ個のｎ
の合計は平均が１０〜２００となる正の整数；ｐ個のｍ
の合計は平均が１〜３００のとなる０または１以上の整
数；｛（ＡＯ）ｎ／（ＥＯ）ｍ｝は付加形式がブロック
状またはランダム状を表す。）（ａ−２）：数平均分子量２０００〜２５，０００のポ
リオキシアルキレンポリオールおよび有機ポリイソシア
ネートから誘導され、重量平均分子量が１０，０００〜
３００，０００であるポリウレタン化合物。

【０００８】本発明の一般式（１）で示される非アルキ
ルフェノール型ノニオン界面活性剤（ａ−１）におい
て、Ｚはｐ価（ｐは１〜６の数）のアルコール類の残基
である。

【０００９】上記のｐ価のアルコール類としては、炭素
数が１〜６の１〜６価のアルコール類、好ましくは脂肪
族または脂環族アルコールが挙げられる。具体的にはメ
タノール、エタノール、ｎ−およびｉ−プロパノール、
ｎ−、ｉ−、ｓｅｃ−およびｔ−ブタノール、ヘキサノ
ール、シクロヘキサノールなどの１価アルコール；エチ
レングリコールなどの２価アルコール；グリセリン、ト
リメチロールプロパンなどの３価アルコール；ペンタエ
リスリトール、ジグリセリン、ソルビトール、キシリト
ール、マンニトール、グルコースなどの４〜６価のアル
コールなどが挙げられる。これらのアルコール類のう
ち、好ましくは炭素数２〜５の２〜４価のアルコール類
である。

【００１０】本発明の一般式（１）で示される非アルキ
ルフェノール型ノニオン界面活性剤（ａ−１）におい
て、（ＡＯ）ｎは炭素数３〜４のアルキレンオキサイド
（以下ＡＯと略記）を付加することにより生成するポリ
オキシアルキレン基を表す。ＡＯとしてはプロピレンオ
キサイド（以下ＰＯと略記）、１，２−、２，３−、
１，３−および１，４−ブチレンオキサイド、およびこ
れらの２種以上の併用（ブロックおよび／またはランダ
ム付加）が用いられる。好ましいのはＰＯである。また
（ＥＯ）ｍはＥＯを付加して生成する（ポリ）オキシエ
チレン基を表す。アルコール類へのＡＯおよびＥＯの付
加は通常の方法で行うことができ、無触媒または触媒
（アルカリ触媒、アミン系触媒、酸性触媒）の存在下
で、常圧または加圧下に１段階または多段階で行われ
る。

【００１１】一般式（１）中のｎは、炭素数３〜４のオ
キシアルキレン基の数、すなわちＡＯの付加モル数を表
し、通常ｐ個のｎの合計は平均が１０〜２００、好まし
くは１０〜５０の正の整数である。上記の範囲内であれ
ば水に易溶であり、また泡立ちが大きくなりすぎないた
め被研磨物の表面にキズが発生し難くなる。一般式
（１）中のｍは、オキシエチレン基の数、すなわちＥＯ
の付加モル数を表し、通常ｐ個のｍの合計は平均が１〜
３００、好ましくは１０〜１００の０または１以上の整
数である。上記の範囲内であれば水に易溶であり、また
泡立ちが大きくなりすぎないため被研磨物の表面にキズ
が発生し難くなる。ｍ／ｎは水に対する溶解性および低
泡性の点から１／１０〜６／１、特に３／１０〜５／１
が好ましい。

【００１２】一般式（１）中の｛（ＡＯ）ｎ／（Ｅ
Ｏ）ｍ｝は、ＡＯとＥＯとのランダム付加および／また
はブロック付加を表す。付加の形態はランダム付加、ブ
ロック付加（たとえばＡＯ−ＥＯ、ＥＯ−ＡＯ、ＡＯ−
ＥＯ−ＡＯ、ＡＯ−ＥＯ−ＡＯ−ＥＯなどの順次付加）
および両者の混合系（たとえばランダム付加後にＥＯ付
加）のいずれでもよい。これらのうち好ましくはブロッ
ク状付加であり、さらに、アルコール類にまずＡＯを付
加した後に末端にＥＯを付加したもの、すなわち、Ｒ¹
と結合する側の末端がオキシエチレン基であるものが好
ましい。

【００１３】本発明の一般式（１）で示される非アルキ
ルフェノール型ノニオン界面活性剤において、Ｒ¹は炭
素数１〜１８のアルキルもしくはアルケニル基、炭素数
２〜２４のアシル基または水素原子である。ｐが２以上
の場合、複数個のＲ¹は同一でも異なっていてもよい。
炭素数１〜１８のアルキル基としては直鎖および／また
は分岐アルキル鎖、例えばエチル、メチル、プロピル、
デシル、ステアリル基などが挙げられる。炭素数１〜１
８のアルケニル基としてはオレイル基などが挙げられ
る。炭素数１〜１８のアルキル基を持つ化合物の製造方
法としては、アルコール類にＡＯおよびＥＯを付加させ
た後に、炭素数１〜１８のアルキルクロライド、アルキ
ルブロマイドなどアルキルハライドを反応させ得ること
ができる。炭素数２〜２４のアシル基としては、例えば
アセチル、ブチル、ステアロイル、オレオイル基などの
脂肪族アシル；ベンゾイル、トルオイル、ナフトイル基
などの芳香族アシル基（アロイル基）が挙げられる。こ
れらのアシル基のうちで好ましいものは、脂肪族アシル
基であり、特に好ましくはアセチル基、オレオイル基で
ある。炭素数２〜２４のアシル基を持つ化合物の製造方
法としては、アルコール類にＡＯおよびＥＯの付加を行
った後に、炭素数２〜２４の酢酸、プロピオン酸、酪
酸、ステアリン酸、安息香酸、ナフトエ酸などのカルボ
ン酸との脱水エステル化により得ることができる。また
上記カルボン酸のエステル形成性誘導体（酸無水物、酸
塩化物、低級アルキルエステル）を用いることでも得る
ことができる。

【００１４】本発明の一般式（１）で示される非アルキ
ルフェノール型ノニオン界面活性剤（ａ−１）の数平均
分子量は、一般式（１）を満たすものであれば特に制限
はないが、好ましくは２０００〜２００００、さらに好
ましくは３０００〜１００００である。〔分子量の測定
はゲルパーミエーションクロマトグラフ（ＧＰＣ）によ
る。以下も同じ。〕

【００１５】本発明のポリウレタン化合物（ａ−２）を
誘導するポリオキシアルキレンポリオールとしては、多
価アルコールにＡＯが付加した構造の化合物およびこれ
らの２種以上の混合物が挙げられる。多価アルコール
（ａ１）としては、エチレングリコール、プロピレング
リコール、１，３−ブチレングリコール、１，４−ブタ
ンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレング
リコール、ネオペンチルグリコール、ビス（ヒドロキシ
メチル）シクロヘキサン、ビス（ヒドロキシエチル）ベ
ンゼンなどの２価アルコール；グリセリン、トリメチロ
ールプロパン、ペンタエリスリトール、ジグリセリン、
α−メチルグルコシド、ソルビトール、キシリット、マ
ンニット、ジペンタエリスリトール、グルコース、フル
クトース、ショ糖などの３〜８価の多価アルコールなど
が挙げられる。多価アルコールに付加するＡＯ（アルキ
レン基の炭素数２〜１８）としては、ＥＯ、ＰＯ、１，
２−、２，３−もしくは１，３−ブチレンオキサイド、
テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、スチレンオキサイド、
炭素数６〜１８のα−オレフィンオキサイド、エピクロ
ルヒドリンなどがあげられる。ＡＯは単独でも２種以上
併用してもよく、後者の場合はブロック付加（チップ
型、バランスド型、活性セカンダリ―型など）でもラン
ダム付加でも両者の混合系〔ランダム付加後にチップし
たもの：分子中に任意に分布されたエチレンオキシド鎖
を０〜５０重量％（好ましくは５〜４０重量％）有し、
０〜３０重量％（好ましくは５〜２５重量％）のＥＯ鎖
が分子末端にチップされたもの〕でもよい。ポリイソシ
アネートとの反応性の点から、ポリオキシアルキレンポ
リオールとしては末端部分にＥＯが付加しているもの
（チップ型、ランダムチップ型、バランスド型）が好ま
しい。これらの中で特に好ましいものはポリエチレング
リコールおよびポリプロピレングリコールにＥＯを付加
したものである。ポリオキシアルキレンポリオール中の
平均のオキシエチレン単位含有量は５０重量％以上が好
ましく、８５重量％以上が特に好ましい。

【００１６】ポリオキシアルキレンポリオールの数平均
分子量は通常２，０００〜２５，０００、好ましくは
３，０００〜２０，０００である。数平均分子量が２，
０００以上であれば、ポリウレタン化合物が水に易溶性
となり、２５，０００以下であればポリイソシアネート
のとの反応性が良好であり、目的とする性能を有する高
分子化合物を得ることが容易である。さらに低分子のポ
リオールを、水溶性または水分散性を損なわない範囲で
併用してもかまわない。本発明で用いられる低分子ポリ
オールとしては、２〜８価の多価アルコール、該多価ア
ルコールのアルキレンオキサイド（エチレンオキサイ
ド、プロピレンオキサイド、１，２−、１，３−、２，
３−もしくは１，４−ブチレンオキサイド、α−オレフ
ィンオキサイド、スチレンオキサイド、エピクロルヒド
リンなど）付加物（分子量５００未満）などが挙げられ
る。上記多価アルコールとしては、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコー
ル、１，４−ブタンジオール、１、６−ヘキサンジオー
ル、３−メチルペンタンジオール、ジエチレングリコー
ル、ネオペンチルグリコール、１，４−ビス（ヒドロキ
シメチル）シクロヘキサン、１，４−ビス（ヒドロキシ
エチル）ベンゼン、２，２−ビス（４，４’−ヒドロキ
シシクロヘキシル）プロパンなどの２価アルコール；グ
リセリン、トリメチロールプロパンなどの３価アルコー
ル；ペンタエリスリトール、ジグリセリン、α−メチル
グルコシド、ソルビトール、キシリット、マンニット、
ジペンタエリスリトール、グルコース、フルクトース、
ショ糖などの４〜８価のアルコールなどが挙げられる。

【００１７】本発明のポリウレタン化合物（ａ−２）を
誘導する有機ポリイソシアネートとしては、従来からポ
リウレタン製造に使用されているものが使用できる。こ
のようなポリイソシアネートには、炭素数（ＮＣＯ基中
の炭素を除く、以下同様）６〜２０の芳香族ポリイソシ
アネート、炭素数２〜１８の脂肪族ポリイソシアネー
ト、炭素数４〜１５の脂環式ポリイソシアネート、炭素
数８〜１５の芳香脂肪族ポリイソシアネートおよびこれ
らのポリイソシアネートの変性物（ウレタン基、カルボ
ジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレッ
ト基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレ
ート基、オキサゾリドン基含有変性物など）およびこれ
らの２種以上の混合物が含まれる。

【００１８】上記芳香族ポリイソシアネートの具体例と
しては、１，３−および／または１，４−フェニレンジ
イソシアネート、２，４−および／または２，６−トリ
レンジイソシアネート（ＴＤＩ）、粗製ＴＤＩ、２，
４’−および／または４，４’−ジフェニルメタンジイ
ソシアネート（ＭＤＩ）、４，４’−ジイソシアナトビ
フェニル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジイソシア
ナトビフェニル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジイ
ソシアナトジフェニルメタン、粗製ＭＤＩ［粗製ジア
ミノフェニルメタン〔ホルムアルデヒドと芳香族アミン
（アニリン）またはその混合物との縮合生成物；ジアミ
ノジフェニルメタンと少量（たとえば５〜２０重量％）
の３官能以上のポリアミンとの混合物〕のホスゲン化
物：ポリアリルポリイソシアネート（ＰＡＰＩ）］、
１，５−ナフチレンジイソシアネート、４，４’，４”
−トリフェニルメタントリイソシアネート、ｍ−および
ｐ−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネートな
どが挙げられる。

【００１９】上記脂肪族ポリイソシアネートの具体例と
しては、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジ
イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（Ｈ
ＤＩ）、ドデカメチレンジイソシアネート、１，６，１
１−ウンデカントリイソシアネート、２，２，４−トリ
メチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソ
シアネート、２，６−ジイソシアナトメチルカプロエー
ト、ビス（２−イソシアナトエチル）フマレート、ビス
（２−イソシアナトエチル）カーボネート、２−イソシ
アナトエチル−２，６−ジイソシアナトヘキサノエート
などの脂肪族ポリイソシアネートなどが挙げられる。

【００２０】上記脂環式ポリイソシアネートの具体例と
しては、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ジ
シクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアネート
（水添ＭＤＩ）、シクロヘキシレンジイソシアネート、
メチルシクロヘキシレンジイソシアネート（水添ＴＤ
Ｉ）、ビス（２−イソシアナトエチル）−４−シクロヘ
キセン−１，２−ジカルボキシレート、２，５−および
／または２，６−ノルボルナンジイソシアネートなどが
挙げられる。

【００２１】上記芳香脂肪族ポリイソシアネートの具体
例としては、ｍ−および／またはｐ−キシリレンジイソ
シアネート、α，α，α’，α’−テトラメチルキシリ
レンジイソシアネートなどが挙げられる。

【００２２】また、上記ポリイソシアネートの変性物に
は、変性ＭＤＩ（ウレタン変性ＭＤＩ、カルボジイミド
変性ＭＤＩ、トリヒドロカルビルホスフェート変性ＭＤ
Ｉ）、ウレタン変性ＴＤＩ、ビウレット変性ＨＤＩ、イ
ソシアヌレート変性ＨＤＩ、イソシアヌレート変性ＩＰ
ＤＩなどのポリイソシアネートの変性物およびこれらの
２種以上の混合物［たとえば変性ＭＤＩとウレタン変性
ＴＤＩ（イソシアネート含有プレポリマー）との併用］
が含まれる。該ウレタン変性ポリイソシアネート［過剰
のポリイソシアネート（ＴＤＩ、ＭＤＩなど）とポリオ
ールとを反応させて得られる遊離イソシアネート含有プ
レポリマー］の製造に用いるポリオールとしては、当量
が３０〜２００のポリオールたとえばエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジ
プロピレングリコールなどのグリコール；トリメチロー
ルプロパン、グリセリンなどのトリオール；ペンタエリ
スリトール、ソルビトールなどの高官能ポリオール；お
よびこれらのアルキレンオキサイド（エチレンオキサイ
ドおよび／またはプロピレンオキサイド）付加物が挙げ
られる。これらのうちで好ましいものは官能基数２〜３
のものである。上記変性ポリイソシアネートおよびプレ
ポリマーの遊離イソシアネート基含量は通常８〜３３
％、好ましくは１０〜３０％、とくに好ましくは１２〜
２９％のものである。これらのうちで好ましいものはジ
イソシアネート類および粗製ＭＤＩであり、特に好まし
いものはＭＤＩ、ＨＤＩ、ＩＰＤＩ、およびＨＤＩであ
る。

【００２３】本発明の（ａ−２）中のウレタン基（−Ｎ
ＨＣＯＯ−）の濃度は好ましくは０．１〜５重量％であ
る。ウレタン基濃度が０．１％以上であれば砥粒の分散
安定性機能が良好であり、５重量％以下であれば（ａ−
２）の水溶性が良好である。（ａ−２）の重量平均分子
量は通常１０，０００〜３００，０００、好ましくは３
０，０００〜２００，０００である。分子量分布（ＧＰ
Ｃを用いて測定される重量平均分子量を数平均分子量で
除した数値）は、好ましくは１．２〜６．０、さらに好
ましくは１．３〜４．０である。（ａ−２）の重量平均
分子量が１０，０００以上であれば砥粒の分散安定性が
良好であり、３００，０００以下であれば砥粒スラリー
の粘度が適当な範囲であり、作業性が良好となる。本発
明の（ａ−２）を誘導する際の、ポリオキシアルキレン
ポリオール中の水酸基（ＯＨ）と有機ポリイソシアネー
ト中のイソシアネート基（ＮＣＯ）の官能基のモル比
（ＯＨ）／（ＮＣＯ）は、好ましくは８／１０〜１０／
８である。

【００２４】本発明の（ａ−２）の製法は特に限定され
ず、通常のウレタンポリマーを作成する方法でポリオキ
シアルキレンポリオールおよび有機ポリイソシアネート
を反応させることにより得られる。反応温度は、通常３
０〜２００℃好ましくは５０〜１８０℃である。反応時
間は通常０．１〜８時間である。反応終了後、エチレン
ジアミン等公知の反応停止剤を使用してもかまわない。
この反応は、通常無溶剤系で行うが、イソシアネートに
対して不活性な有機溶剤中で行ってもよい。溶剤として
はアセトン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルスルホキサイド、トルエン、ジオキサン等
があげられる。これらの溶剤を用いた場合は、通常、反
応後に溶剤を溜去して（ａ−２）を得る。

【００２５】本発明の非アルキルフェノール型ポリエ−
テル化合物（Ａ）において（ａ−１）と（ａ−２）を併
用する場合の（ａ−１）と（ａ−２）の重量比は、広範
囲、例えば（ａ−１）／（ａ−２）＝９０／１０〜０／
１００にわたり変えることができる。

【００２６】本発明の（Ａ）の成分としては分散剤の安
定性の観点から、さらにアルキル基の炭素数６〜２４の
ポリオキシエチレンモノアルキルエーテルもしくはポリ
オキシエチレンモノアルケニルエーテル（ａ−３）を含
むことが好ましい。（ａ−３）は通常、炭素数６〜２４
の脂肪族アルコールにエチレンオキサイド（以下ＥＯと
略記）を付加することにより得られる。炭素数６〜２４
の脂肪族アルコールとしては天然アルコールでも合成ア
ルコール（チーグラーアルコール、オキソアルコールな
ど）でもよい。具体例としては、オクチルアルコール、
ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアル
コール、ドデシルアルコール、トリデシルアルコール、
ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリル
アルコール、ノナデシルアルコールなどの飽和脂肪族ア
ルコール；オクテニルアルコール、デセニルアルコー
ル、ドデセニルアルコール、トリデセニルアルコール、
ペンタデセニルアルコール、オレイルアルコール、ガド
レイルアルコール、リノレイルアルコールなどの不飽和
脂肪族アルコール；エチルシクロヘキシルアルコール、
プロピルシクロヘキシルアルコール、オクチルシクロヘ
キシルアルコール、ノニルシクロヘキシルアルコール、
アダマンチルアルコールなどの環状脂肪族アルコールが
挙げられる。これら脂肪族系アルコールは１級または２
級が好ましく、特に１級が好ましい。また、アルキル基
部分は直鎖状でも分岐状でもよく、炭素数８〜１８のも
のが好ましい。本発明の（ａ−３）のＨＬＢは、通常１
０〜１５、好ましくは１１〜１５である。なお本発明で
規定するＨＬＢは、親水基部分の分子量を界面活性剤の
分子量で除した値に２０を掛けた、グリフィンの定義に
よるＨＬＢを用いる。（ａ−３）の具体例としてはオク
チルアルコールのＥＯ３モル付加物（ＨＬＢ１０．
１）、ラウリルアルコールのＥＯ７モル付加物（ＨＬＢ
１２．５）、ミリスチルアルコールのＥＯ９モル付加物
（ＨＬＢ１３．０）、ミリスチルアルコールのＥＯ１２
モル付加物（ＨＬＢ１４．２）パルミチルアルコールの
ＥＯ９モル付加物（ＨＬＢ１２．４）などが挙げられ
る。好ましくはラウリルアルコールのＥＯ７モル付加
物、ミリスチルアルコールのＥＯ９モル付加物である。

【００２７】本発明の（ａ−３）の数平均分子量は通常
２００〜１５００、好ましくは３００〜１０００であ
る。

【００２８】本発明の（ａ−１）および／または（ａ−
２）と（ａ−３）との重量比は好ましくは１／５〜５／
１であり、１／３〜４／１であるものがさらに好まし
い。重量比が１／５より大きい場合は、研磨速度が十分
な速さであり、５／１より小さい場合は分散剤が経日で
分離するおそれがない。

【００２９】本発明における無機防錆剤（Ｂ）として
は、特に限定されないが、例えばケイ酸ナトリウム、ケ
イ酸カルシウムなどのケイ酸塩類、リン酸ナトリウム、
リン酸カリウム、ポリリン酸ナトリウムなどのリン酸塩
類、亜硝酸ナトリウムなどの亜硝酸塩類などがある。具
体的には、［さびを防ぐ事典］（昭和５６年６月３０日
株式会社産業調査会出版部発行）に記載の腐食抑制剤が
使用できる。これらのうち好ましいものはケイ酸塩類、
リン酸塩類であり、さらに好ましいものはケイ酸ナトリ
ウム、リン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウムであ
る。

【００３０】本発明の研磨用砥粒分散剤（Ｉ）中の
（Ｂ）の割合は特に限定されないが、（Ａ）１００重量
部に対して好ましくは１０〜１００重量部、好ましくは
３０〜８０重量部である。また（Ａ）、（Ｂ）はそれぞ
れ前述した化合物のうち２種以上を併用しても良い。

【００３１】又、本発明の（Ｉ）には、必要により有機
防錆剤（Ｃ）を加えることができる。（Ｃ）としては、
特に限定されないが、例えば、炭素数２〜１６の脂肪族
または脂環族アミン類（オクチルアミンなどのアルキル
アミン；オレイルアミンなど；シクロヘキシルアミンな
どのシクロアルキルアミン）；そのＥＯ（１〜２モル）
付加物；アルカノールアミン類（モノエタノールアミ
ン、ジエタノールアミン、モノプロパノールアミンな
ど）；そのＥＯ（１〜２モル）付加物；脂肪族カルボン
酸類（オレイン酸、ステアリン酸など）とアルカリ金属
またはアルカリ土類金属との塩；スルフォン酸類（石油
スルホネートなど）；りん酸エステル類（ラウリルホス
フェートなど）などがある。具体的には、［石油製品添
加剤］（昭和４９年８月１０日幸書房発行）に記載のさ
び止め剤が使用できる。又、これらは２種以上を併用し
てもよい。（Ｃ）を使用する場合の、（Ｂ）と（Ｃ）の
重量比（Ｂ）／（Ｃ）は、特に限定はされないが、好ま
しくは１００／０〜１０／９０である。また、（Ｃ）を
使用する場合の、（Ｂ）と（Ｃ）の合計量は、特に限定
はされないが、（Ａ）１００重量部に対して好ましくは
１０〜１００重量部、好ましくは３０〜８０重量部であ
る。

【００３２】本発明の（Ｉ）には、粘度を調整する目的
で、メタノール、エタノール、プロパノールなどの１価
の水溶性アルコール；エチレングリコール、プロピレン
グリコール、ブチレングリコール、グリセリン、ポリエ
チレングリコール（重合度２〜５０）などの２価以上の
水溶性アルコールを、性能に悪影響のない範囲の量［例
えば（Ａ）と（Ｂ）の合計１００重量部に対して４０重
量部以下］で配合してもよい。またこれらは２種以上を
併用してもよい。

【００３３】本発明の（Ｉ）には、本発明の（ａ−
１）、（ａ−３）以外のノニオン界面活性剤やカチオン
界面活性剤を配合してもよい。また、さらに、公知のキ
レート剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、消泡剤などの添加剤お
よび水を配合することができる。具体的には、本発明の
（ａ−１）、（ａ−３）以外のノニオン界面活性剤とし
ては１：１型ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド、ラウリ
ルジメチルアミンオキシド、モノステアリン酸グリセリ
ン、モノラウリン酸ソルビタンなどが挙げられる。カチ
オン界面活性剤としては塩化ステアリルトリメチルアン
モニウム、塩化ジステアリルジメチルアンモニウム、エ
チル硫酸ラノリン脂肪酸アミノプロピルエチルジメチル
アンモニウムなどが挙げられる。キレート剤としてはポ
リアクリル酸ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸ナト
リウム、コハク酸ナトリウム、１−ヒドロキシエタン−
１，１−ジホスホン酸ナトリウムなどが挙げられる。ｐ
Ｈ調整剤としては酢酸、ほう酸、クエン酸、蓚酸、燐
酸、塩酸などの酸；水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
などのアルカリが挙げられる。これらの添加剤の配合量
は目的により種々変えることができるが、通常０．０１
〜４０重量％、好ましくは０．０１〜２０重量％であ
る。本発明の（Ｉ）中の水の量は任意に変えることがで
きるが、通常１０〜８０重量％である。

【００３４】本発明の（Ｉ）は予め（Ａ）、（Ｂ）、水
及びその他の添加剤を混合したものであっても、研磨用
スラリーを作成時に（Ａ）、（Ｂ）、水及びその他の添
加剤を混合してもよい。

【００３５】本発明の第２発明である研磨用スラリー
は、第１発明の研磨用砥粒分散剤（Ｉ）と砥粒（Ｄ）お
よび水からなる研磨用スラリーである。研磨用スラリー
は、好ましくは、砥粒（Ｄ）を１０〜３０重量％、特に
好ましくは１５〜２５％、（Ａ）および（Ｂ）を好まし
くは０．１〜１０重量％、特に好ましくは０．２〜２重
量％含有する水分散液として構成される。

【００３６】本発明における砥粒（Ｄ）としては特に限
定されないが、例えば、アルミナ、ジルコン砂、炭化珪
素等を乾式または湿式ミル等を用いて平均粒径０．１〜
５０μｍに粉砕したものが挙げられる。本発明における
スラリーは、シリコンウエハ、ガラス、アルミニウム、
セラミック、合成石英、水晶、サファイア等の研磨に有
用である。

【００３７】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。以下にお
いて、部および％はそれぞれ重量部または重量％を示
す。

【００３８】表１に記載した割合で実施例１〜３および
比較例１を配合した。各分散剤の１００倍の水希釈液の
２５℃における表面張力、砥粒の分散安定性を表１に記
載した。測定は以下の方法で行った。表面張力：各分散剤の１００倍の水希釈液を作成し、
協和界面化学株式会社製自動表面張力計で２５℃におけ
る表面張力を測定した。分散安定性：各分散剤の１００倍の水希釈液に平均粒径
１０μｍの炭化珪素製砥粒（フジミインコーポレーテッ
ド社製Ｃ＃４００）を２０重量％となるよう混合したス
ラリーを作成し、２５℃においてスラリーを１００ｍｌ
活栓付きメスシリンダーにとり、上下に３０回振り、よ
く混合した後静置し、砥粒の沈降面が表面から５０ｍｍ
を下降する間に要する時間を計り、同様に分散剤を使用
しないで作成したスラリーについて測定した沈降時間で
除し、水のみの場合に比べた分散安定性とした。

【００３９】

【表１】表中の数字は各重量部を表す

【００４０】a-11：エチレングリコールにまずＰＯ３８
モルを付加した後、ＥＯ４８モルを付加したもの a-12：a-11のメチルエーテル化物 a-21：ポリエチレングリコール（数平均分子量８００
０）１００部とＨＤＩ５．４部を１７０℃で５時間反応
させて得られたポリウレタン化合物 a-31：ラウリルアルコールにＥＯ７モルを付加したもの
（ＨＬＢ１２．５） a-32：ミリスチルアルコールにＥＯ９モルを付加したも
の（ＨＬＢ１３．０）ｃ：ノニルフェノールにＥＯ９モルを付加したもの
（ＨＬＢ１２．９）ｂ：ケイ酸ナトリウム（無機防錆剤）

【００４１】表２に記載の分散剤が１．０重量％、砥粒
（フジミインコーポレーテッド社製ＦＯ１２００）が１
８重量％となるように水を加え混合し、実施例４〜６、
および比較例２の研磨用スラリーを得た。

【００４２】これら実施例４〜６、比較例２の研磨用ス
ラリーを用い、直径3インチ、厚み６００μｍのシリコ
ンウエハ２０枚を精密平面ラップ盤９ＢＦ４Ｍ５Ｇ（浜
井産業株式会社製）で１５分間研磨した結果を表２に示
す。評価と判定は以下の方法で行った。加工速度：研磨前後のシリコンウエハの厚みを測定し、
１分間当たりの厚みの減少量を算出した。キズ：研磨後のシリコンウエハ２０枚を目視し、そ
のキズの数の合計を集計した。

【００４３】

【表２】

【００４４】実施例１および２の分散剤が１．０重量
％、砥粒（フジミインコーポレーテッド社製ＧＣ４０
０）が２０重量％となるように水を加え混合し、実施例
７および実施例８の研磨用スラリーを、また比較例１の
分散剤が１．０重量％、砥粒（フジミインコーポレーテ
ッド社製ＧＣ４００）が２０重量％となるように水を加
え混合し、比較例３の研磨用スラリーを得た。

【００４５】これら実施例７、８および比較例３の研磨
用スラリーを用い、直径３インチ、厚み１０００μｍの
ガラスディスク２０枚を精密平面ラップ盤９ＢＦ４Ｍ５
Ｇ（浜井産業株式会社製）で７分間研磨した結果を表３
に示す。評価と判定は以下の方法で行った。加工速度：研磨前後のガラスディスクの厚みを測定し、
１分間当たりの厚みの減少量を算出した。キズ：研磨後のガラスディスク２０枚を目視し、そ
のキズの数の合計を集計した。

【００４６】

【表３】

【００４７】この結果から、本発明の研磨用砥粒分散剤
を含むスラリーを用いて研磨するとキズの発生が少な
く、加工速度が優れていることが判る。

【００４８】

【発明の効果】本発明の研磨用砥粒分散剤を含む研磨用
スラリーは、従来使用されていたノニルフェノール、オ
クチルフェノールなどのアルキルフェノ−ルのエチレン
オキサイドを含む研磨用スラリーに比較して加工速度に
優れ、表面にキズが生じることなく研磨を行うことがで
きるものである。さらに、本発明の研磨用砥粒分散剤
は本質的にノニルフェノール、オクチルフェノールなど
のアルキルフェノールのエチレンオキサイド付加物を含
まないため、環境ホルモン様作用の心配がないものであ
り、またシリコンウエハ、ガラスのみならず、アルミニ
ウム、セラミック、合成石英、水晶、サファイアなどの
研磨に有用である。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｋ 3/32 Ｃ０８Ｋ 3/32 3/34 3/34 5/05 5/05 Ｃ０８Ｌ 71/00 Ｃ０８Ｌ 71/00 Ｙ 71/02 71/02 75/08 75/08 Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２Ｄ６２２ＡＦターム(参考） 3C058 AA07 CA06 CB02 CB03 CB06 DA02 DA17 4D077 AA01 AB20 AC05 BA01 BA02 BA04 BA07 BA15 DD05X DD05Y DD32X DD32Y DD33X DD33Y DD35X DD35Y DD46X DD46Y DE02X DE02Y DE07X DE07Y DE08X DE08Y 4J002 CH02W CH03W CK04W CK04X DE148 DH047 DH057 DJ007 DJ008 EC036 EC066 FD310 GT00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非アルキルフェノール型ポリエ−テル化
合物（Ａ）と無機防錆剤（Ｂ）からなり、１００倍の水
希釈液の２５℃における表面張力が２０〜４０ｄｙｎｅ
／ｃｍを示し、砥粒の分散安定性が水のみの場合と比べ
１．３倍以上であることを特徴とする研磨用砥粒分散剤
（Ｉ）。
【請求項２】（Ａ）が下記（ａ−１）および／または
下記（ａ−２）を含むことを特徴とする請求項１記載の
研磨用砥粒分散剤（Ｉ）。（ａ−１）：下記一般式（１）で示される化合物の１種
または２種以上の混合物からなる非アルキルフェノール
型ノニオン界面活性剤Ｚ−〔｛（ＡＯ）ｎ／（ＥＯ）ｍ｝Ｒ¹〕ｐ（１）（式中、Ｒ¹は炭素数１〜１８のアルキルもしくはアル
ケニル基、炭素数２〜２４のアシル基または水素原子；
Ｚは炭素数１〜６のｐ価のアルコール類の残基；Ａは炭
素数３〜４のアルキレン基；Ｅはエチレン基；ｐは１〜
６の整数；ｐ個のｎの合計は平均が１０〜２００となる
正の整数；ｐ個のｍの合計は平均が１〜３００となる０
または１以上の整数；｛（ＡＯ）ｎ／（ＥＯ）ｍ｝は付
加形式がブロック状またはランダム状を表す。）（ａ−２）：数平均分子量２０００〜２５，０００のポ
リオキシアルキレンポリオールおよび有機ポリイソシア
ネートから誘導され、重量平均分子量が１０，０００〜
３００，０００である水溶性または水分散性ポリウレタ
ン化合物。
【請求項３】（Ａ）がさらにアルキル基の炭素数６〜
２４のポリオキシエチレンモノアルキルエーテルもしく
はポリオキシエチレンモノアルケニルエーテル（ａ−
３）を含有する請求項２記載の研磨用砥粒分散剤
（Ｉ）。
【請求項４】（ａ−１）において、｛（ＡＯ）ｎ／（Ｅ
Ｏ）ｍ｝がブロック状付加で、かつＲ¹と結合する側の
末端がオキシエチレン基である請求項２記載の研磨用砥
粒分散剤。
【請求項５】（ａ−１）において、ｍ／ｎが１／１０〜
６／１である請求項２または３記載の研磨用砥粒分散
剤。
【請求項６】（ａ−３）のＨＬＢが１０〜１５である請
求項２〜４いずれかに記載の研磨用砥粒分散剤。
【請求項７】（Ｂ）が、ケイ酸ナトリウム、リン酸ナト
リウム、ポリリン酸ナトリウムからなる群より選ばれる
１種以上の無機防錆剤である請求項１〜６のいずれかに
記載の研磨用砥粒分散剤。
【請求項８】シリコンウエハ研磨用である請求項１〜７
のいずれかに記載の研磨用砥粒分散剤。
【請求項９】ガラス研磨用である請求項１〜８のいずれ
かに記載の研磨用砥粒分散剤。
【請求項１０】（Ａ）と（Ｂ）の重量比（Ａ）／（Ｂ）
が、１／１〜１０／１である請求項１〜９のいずれかに
記載の研磨用砥粒分散剤。
【請求項１１】請求項１〜１０のいずれかに記載の研磨
用砥粒分散剤（Ｉ）、砥粒（Ｄ）および水からなる研磨
用スラリー。