CN105593330B - 研磨用组合物及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够有效地减少表面缺陷的研磨用组合物。根据本发明，可提供包含水溶性高分子MC‑end的研磨用组合物。前述水溶性高分子MC‑end的主链包含作为主构成区域的非阳离子性区域和位于该主链的至少一个端部的阳离子性区域。前述阳离子性区域具有至少一个阳离子性基团。

Description

研磨用组合物及其制造方法
技术领域
本发明涉及研磨用组合物。详细而言，主要涉及在硅晶圆等半导体基板之类的研磨对象物的研磨中使用的研磨用组合物。本申请基于2013年9月30日提出的日本专利申请2013-204466号主张优先权，将该申请的全部内容作为参照引入本说明书中。
背景技术
以往以来，对金属、半金属、非金属、它们的氧化物等材料表面进行使用了研磨液的精密研磨。例如，被用作半导体制品的构成要素等的硅晶圆的表面通常经过打磨(lapping)工序(粗研磨工序)和抛光(polishing)工序(精密研磨工序)而精加工为高品质的镜面。上述抛光工序典型而言包括一次抛光工序(一次研磨工序)和最终抛光工序(最终研磨工序)。作为涉及在对硅晶圆等半导体基板进行研磨的用途中主要使用的研磨用组合物的技术文献，可以举出专利文献1和2。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开2000-345145号公报
专利文献2：日本专利申请公开2001-240850号公报
发明内容
发明要解决的问题
用于对硅晶圆等半导体基板之类的基板进行研磨的研磨用组合物(尤其是精密研磨用的研磨用组合物)中，出于保护研磨对象物表面、提高润湿性等目的，多数情况含有水溶性高分子。作为这样的水溶性高分子，可以举出例如羟乙基纤维素(HEC)。但是，由于HEC为来自天然物(纤维素)的高分子，与人为地使单体聚合而得到的高分子(以下也称为合成高分子。)相比，化学结构、纯度的控制性存在限度。另一方面，合成高分子与HEC等来自天然物的高分子相比，具有重均分子量、分子量分布(重均分子量(Mw)相对于数均分子量(Mn)的比)的调整等结构控制比较容易，可高度减少可能成为产生表面缺陷原因的杂质、高分子结构的局部紊乱(微聚集等)等的优点。但是，在实用性的观点上，现状是仍然难以得到发挥HEC的同等以上的性能的合成高分子。今后，可预测对研磨后的表面品质的要求会越发严格，因此，如果能够提供可有效减少表面缺陷的研磨用组合物，则是有益的。
本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于，提供一种能够有效减少表面缺陷的研磨用组合物。
用于解决问题的方案
根据本发明，可提供一种包含水溶性高分子MC-end的研磨用组合物。前述水溶性高分子MC-end的主链包含作为主构成区域的非阳离子性区域和位于该主链的至少一个端部的阳离子性区域。前述阳离子性区域具有至少一个阳离子性基团。根据所述构成，在上述高分子MC-end与具有阴离子性表面的磨粒共存的情况下，能够有效减少表面缺陷。前述阳离子性区域优选仅存在于前述主链的一个端部。另外，前述阳离子性基团优选为氨基。进而，前述阳离子性基团优选存在于前述主链的末端。
此处公开的技术的优选的一个实施方式中，前述主链由碳-碳键形成。具有这样的结构的主链的高分子MC-end对具有疏水性表面的研磨对象物的保护性优异。
此处公开的技术的优选的一个实施方式中，研磨用组合物的pH在8～12的范围。上述pH可优选应用于例如在硅晶圆等研磨对象物的研磨中使用的研磨液。
此处公开的技术的优选的一个实施方式中，前述水溶性高分子MC-end为乙烯醇系聚合物。利用包含乙烯醇系聚合物作为上述高分子MC-end的研磨用组合物，能够更有效地发挥减少表面缺陷的效果。
此处公开的技术的优选的一个实施方式中，研磨用组合物除了包含前述水溶性高分子MC-end以外，还包含水溶性高分子MA-end。前述水溶性高分子MA-end的主链包含作为主构成区域的非阴离子性区域和位于该主链的至少一个端部的阴离子性区域。前述阴离子性区域具有至少一个阴离子性基团。根据所述构成，能够进一步减少表面缺陷。另外，利用包含水溶性高分子MA-end的组合物，组合物的分散稳定性提高。
此处公开的技术的优选的一个实施方式中，研磨用组合物除了包含前述水溶性高分子MC-end以外，还包含水溶性高分子ML-end。前述水溶性高分子ML-end的主链的至少一个端部具有疏水性区域。前述疏水性区域具有来自聚合引发剂的至少一个疏水性基团。根据所述构成，在研磨对象物的表面为疏水性表面的情况下，能够进一步减少表面缺陷。另外，通过包含水溶性高分子ML-end的组合物，可实现雾度的减少。
此处公开的技术的优选的一个实施方式中，研磨用组合物还包含磨粒。通过使用包含上述高分子MC-end和磨粒的研磨用组合物，研磨速率因磨粒的机械作用而提高，能够更有效地减少表面缺陷。
此处公开的研磨用组合物可以优选用于硅晶圆的研磨。利用包含上述高分子MC-end的研磨用组合物，能够实现更高品质的硅晶圆表面。上述研磨用组合物例如可优选应用于经过了打磨的硅晶圆的抛光。作为特别优选的应用对象，可以例示出硅晶圆的最终抛光。
另外，根据本发明，可以提供研磨用组合物的制造方法。该制造方法的特征在于，其制备包含水溶性高分子MC-end的研磨用组合物，所述水溶性高分子MC-end具有包含作为主构成区域的非阳离子性区域和阳离子性区域形成的主链，前述阳离子性区域位于前述主链的至少一个端部，并且具有至少一个阳离子性基团。根据所述制造方法，可以提供能够有效减少表面缺陷的研磨用组合物。此处公开的技术的优选的一个实施方式中，研磨用组合物可以进一步包含磨粒、碱性化合物和水。另外，上述制造方法优选包括：准备包含前述磨粒、前述碱性化合物及水的分散液；准备包含前述水溶性高分子MC-end和水的水溶液；以及对前述分散液添加前述水溶液并进行混合。
进而，根据本发明，可以提供使用此处公开的任意种研磨用组合物制造研磨物的方法。该方法包括：准备包含研磨用组合物的研磨液；对研磨对象物供给前述研磨液；以及用前述研磨液对前述研磨对象物的表面进行研磨。根据所述制造方法，可以制造具备缺陷少的高品质表面的研磨物。
具体实施方式
以下，说明本发明的适宜的实施方式。需要说明的是，对于本说明书中特别提到的事项以外、且对本发明的实施为必需的事情，可以作为基于本领域的现有技术的本领域技术人员的惯用手段来把握。本发明可以基于本说明书公开的内容和本领域的技术常识而实施。
<水溶性高分子MC-end>
此处公开的研磨用组合物通过含有水溶性高分子MC-end(以下，也简称为高分子MC-end。)而被赋予特征。高分子MC-end的主链由作为主构成区域的非阳离子性区域和位于该主链的至少一个端部的阳离子性区域构成。从以高水平控制例如分子量的偏差等、结构、各特性的观点出发，高分子MC-end典型地优选为通过聚合法制备的合成高分子(合成聚合物)。
本说明书中，水溶性高分子的主链是指构成该高分子的骨架的链状结构。所述链状结构典型地是通过共价键构成。在该高分子具有2个以上分子链(典型地为在末端基团或分支点间连成线状或支链状的结构单元)的情况下，以可以将其他分子链视为侧基的中心分子链作为主链即可。在合成高分子的情况下，主链通常是最基本的聚合分子链，例如为接枝聚合物的情况下，与其长短无关，与主链不同的结构(例如嵌段结构)的分子链(典型地为来自与主链不同的单体的分子链)可以被定义为侧链。
另外，本说明书中，水溶性高分子主链的主构成区域是指水溶性高分子主链的基本区域，也可以定义为例如在将主链三等分时显示与其中央部分不同性质(例如离子性、亲水性/疏水性)的区域。在高分子MC-end的情况下，除位于端部的阳离子性区域以外的区域(即非阳离子性区域)被定义为主构成区域。对于后述的高分子MA-end中的非阴离子性区域、高分子ML-end中的亲水性区域也是同样的。主构成区域的摩尔数在水溶性高分子主链整体的重复单元(合成高分子的情况下为来自聚合性单体的单元)的摩尔数中所占的比率(摩尔比)通常大于50％，设为75％以上(例如90％以上，典型地为95％以上)是适当的。上述主构成区域的摩尔数的比率也可以为99％以上。
形成高分子MC-end的主链中的主构成区域的非阳离子性区域是该区域整体显示与阳离子性不同的离子性(即非阳离子性)的区域。换言之，是该区域整体显示阴离子性或非离子性的区域。从研磨对象物的保护性等观点出发，非阳离子性区域优选为显示非离子性的区域(即非离子性区域)。另外，从组合物的分散稳定性、清洗性等观点出发，非阳离子性区域优选为显示阴离子性的区域(即阴离子性区域)。非阳离子性区域由阴离子性、非离子性的重复单元构成，优选实质上不包含阳离子性的重复单元。此处，实质上不包含阳离子性的重复单元是指该区域的上述阳离子性的重复单元的摩尔比小于0.01％(例如小于0.001％)。需要说明的是，只要没有特别指出，本说明书中，离子性(阳离子性、阴离子性或非离子性)是指研磨用组合物中的离子性。例如，研磨用组合物显示pH8～12的情况下，采用pH8～12的条件下的上述区域的离子性。对于后述的亲水性/疏水性也是同样的。
在上述非阳离子性区域中，可以含有选自阴离子性基团及非离子性基团的至少1种官能团。从减少表面缺陷的观点出发，非阳离子性区域优选实质上不具有阳离子性基团。上述非阳离子性区域例如可以是具有酰胺结构、杂环结构、乙烯基结构(以包含由来自乙烯基的碳-碳键(-C-C-)形成的结构的含义来使用。以下相同。)、聚氧化烯结构等的区域。尤其是，主链骨架具有乙烯基结构的区域在向基板表面的吸附特性的方面是优选的，而且在工业上也优选。作为具有非阳离子性区域的聚合物，例如可以举出聚乙烯醇、包含乙烯醇(VA)单元的聚合物、聚丙烯酰吗啉、聚丙烯酸等。
从亲水性和分散性的观点出发，上述非阳离子性区域优选为如下的乙烯醇系区域：其中，作为重复单元的VA单元在上述区域中的全部重复单元的摩尔数中所占的摩尔比占50％以上。VA单元的摩尔数在上述区域中的全部重复单元的摩尔数中所占的比率优选为70％以上，进一步优选为80％以上(例如90％以上，典型地为95％以上)。非阳离子性区域的全部重复单元可以实质上由VA单元构成。具有上述那样的非阳离子性区域的高分子MC-end适宜地可以是乙烯醇系聚合物。
其他优选的一个实施方式中，从减少表面缺陷的观点出发，上述非阳离子性区域为如下的区域：其中，作为重复单元的丙烯酰吗啉(ACMO)单元在上述区域中的全部重复单元的摩尔数中所占的摩尔比占50％以上(丙烯酰吗啉系区域)。ACMO单元的摩尔数在上述区域中的全部重复单元的摩尔数中所占的比率优选为70％以上，进一步优选为80％以上(例如90％以上，典型地为95％以上)。非阳离子性区域的全部重复单元可以实质上由ACMO单元构成。具有上述那样的非阳离子性区域的高分子MC-end适宜地可以是丙烯酰吗啉系聚合物。
高分子MC-end的主链中存在的阳离子性区域是该区域整体显示阳离子性的区域，是位于主链的至少一个端部的区域。本说明书中的主链的端部是指包含主链的末端的部分。因此，位于主链的端部的区域可以是指从主链的至少一个末端向主链中心方向延伸的规定范围的区域。此处公开的高分子MC-end通过使在主链端部具有阳离子性区域，从而在高分子MC-end与具有阴离子性表面的磨粒(例如碱环境中的二氧化硅磨粒)共存的情况下，能够减少表面缺陷。作为其理由，没有特别的限定解释，但例如考虑如下。即，认为在高分子MC-end与具有阴离子性表面的磨粒共存的情况下，高分子MC-end的主链端部与磨粒的阴离子性表面相互吸引，高分子MC-end成为仅上述端部吸附在磨粒表面的状态。认为通过这种特有的吸附状态，磨粒表面被良好地保护，由此，可实现实用的研磨速率，并实现减少表面缺陷(例如划痕、PID(Polishing Induced Defect))的效果。
上述阳离子性区域优选仅存在于高分子MC-end的主链的一个端部。由此，能够进一步减少表面缺陷。认为在高分子MC-end与具有阴离子性表面的磨粒共存的情况下，具备上述构成的高分子MC-end成为仅该端部与上述磨粒相互吸引、在另一端与上述磨粒适度地隔离的状态。认为该状态阻碍借助了水溶性高分子的磨粒聚集，因此能够减少因该聚集引起的表面缺陷。
另外，此处公开的阳离子性区域具有至少1个阳离子性基团。对阳离子性区域中的阳离子性基团数的上限没有特别限制，从组合物的分散稳定性的观点出发，50以下(例如10以下，典型地为5以下)左右是适当的。阳离子性区域中的阳离子性基团数适宜地为1或2。作为阳离子性基团，优选有机阳离子性基团，例如可以举出来自氨基(包含来自伯胺、仲胺的形态的基团。)、亚胺基、脒基、咪唑啉基等的阳离子性基团。典型地可以举出将氨基、亚胺基、脒基、咪唑啉基等用体系内的酸中和阳离子化而得到的基团(铵、亚铵、脒基、咪唑鎓盐)等。阳离子性基团也可以是季铵的形态。其中，优选为将氨基用体系内的酸中和阳离子化而得到的基团。此处公开的技术可以特别优选以包含高分子MC-end的方式实施，所述高分子MC-end在具有乙烯醇系区域作为非阳离子性区域的主链的端部配置有具有氨基的阳离子性区域。
另外，阳离子性区域可以是由阳离子性的重复单元构成的区域。该区域优选实质上不包含阴离子性及非离子性的重复单元。此处，实质上不包含阴离子性及非离子性的重复单元是指该区域中的上述阴离子性及非离子性的重复单元的摩尔比小于0.01％(例如小于0.001％)。
另外，阳离子性基团优选存在于高分子MC-end的主链的末端。由此，在高分子MC-end与具有阴离子性表面的磨粒共存的情况下，高分子MC-end成为良好地保护上述磨粒的表面的形态，适宜地减少因磨粒引起的表面缺陷。从兼顾磨粒的保护性和分散性的观点出发，阳离子性基团优选仅存在于高分子MC-end的主链的末端，更优选仅存在于上述主链的单末端。在这种情况下，例如阳离子性区域中的阳离子性基团可以为1个，通过这样的构成，也能实现优异的减少表面缺陷的效果。通常，水溶性高分子作为其重复单元的总体而整体的性质被决定，但另一方面，由于其末端富有运动性，因此上述末端的化学结构、立体结构大大地左右高分子的行为，尤其是脱吸附反应行为。此处公开的技术利用上述末端的性质，有助于表面缺陷减少。
阳离子性区域的摩尔数在高分子MC-end的主链整体的重复单元的摩尔数中所占的比率通常小于50％，设为25％以下(例如10％以下，典型地为5％以下)是适当的。上述阳离子性区域的摩尔数的比率也可以为1％以下。
对阳离子性区域的导入方法没有特别限定。例如，通过使用具有阳离子性基团的聚合引发剂使高分子MC-end聚合，能够在高分子MC-end的主链端部导入阳离子性区域。或者，也可以通过在高分子MC-end的聚合时使用具有阳离子性基团的链转移剂、具有阳离子性基团的聚合终止剂来导入阳离子性区域。另外，也可以通过利用公知的聚合法制备包含具有阳离子性基团的重复单元的嵌段(典型地为由阳离子性区域形成的嵌段(阳离子性嵌段))和由非阳离子性区域形成的嵌段(非阳离子性嵌段)的嵌段共聚物，从而获得主链端部具有阳离子性区域的结构。其中，从能够在主链末端导入阳离子性基团的方面出发，优选通过使用具有阳离子性基团的聚合引发剂来导入阳离子性区域。在这种情况下，阳离子性基团来自聚合引发剂。作为具有阳离子性基团的聚合引发剂，例如可以举出具有氨基等有机阳离子性基团的聚合引发剂。聚合引发剂优选为偶氮系引发剂。作为其具体例子，根据可适用的半衰期温度，可以举出2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)(V-50)、2,2’-偶氮双(2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷)盐酸盐等。作为使用链转移剂的方法，可以例示在氨基乙烷硫醇等具有氨基的硫醇类的存在下进行了自由基聚合后，用盐酸等对其链单末端进行阳离子化的方法。在这种情况下，也可以预先将氨基乙烷硫醇用盐酸等中和。上述方式中，阳离子性基团来自链转移剂。
另外，在高分子MC-end除主链以外还具有1个以上侧链的情况下，该侧链也可以是非阳离子性的。例如，侧链可以显示与主链的非阳离子性区域相同的离子性。对于此处公开的高分子MC-end，除了位于主链的至少一个端部(适宜地为仅一个端部)的阳离子性区域以外，可以是非阳离子性的。因此，此处公开的高分子MC-end可以由位于主链的至少一个端部(适宜地为仅一个端部)的阳离子性区域和非阳离子性区域构成。
对高分子MC-end的种类没有特别限制，例如可以从后述例示的水溶性高分子中优选采用能够形成高分子MC-end的高分子(典型地为主链具有非阳离子性区域的水溶性高分子)。高分子MC-end可以单独使用仅1种或者组合使用2种以上。其中，更优选乙烯醇系聚合物。例如，作为高分子MC-end，可以优选使用主链的端部具有阳离子性区域的乙烯醇系聚合物。作为高分子MC-end，特别优选主链的末端具有阳离子性基团(例如氨基)的乙烯醇系聚合物。
或者，作为高分子MC-end，可以优选使用丙烯酰吗啉系聚合物。作为优选的一个实施方式的高分子MC-end的具体例，可以举出主链的末端具有阳离子性基团(例如氨基)的丙烯酰吗啉系聚合物。
此处公开的技术中，对高分子MC-end在研磨用组合物中含有的水溶性高分子的总量中所占的比率没有特别限定。从更好地发挥高分子MC-end的效果的观点出发，高分子MC-end在水溶性高分子的总量中所占的比率为10重量％以上(例如30重量％以上，典型地为50重量％以上)是适当的。出于同样的理由，上述高分子MC-end的比率优选为70重量％以上(例如90重量％以上，典型地为95重量％以上)。水溶性高分子可以实质上仅由高分子MC-end构成。另外，对高分子MC-end在研磨用组合物中含有的水溶性高分子的总量中所占的比率的上限没有特别限定。从更好地表现与其他水溶性高分子组合使用的效果的观点出发，高分子MC-end在水溶性高分子的总量中所占的比率可以为90重量％以下(例如70重量％以下，典型地为50重量％以下)。
<水溶性高分子MA-end>
此处公开的研磨用组合物优选除上述的高分子MC-end以外，还包含水溶性高分子MA-end(以下，也简称为高分子MA-end。)。高分子MA-end的主链由作为主构成区域的非阴离子性区域和位于该主链的至少一个端部的阴离子性区域构成。出于与高分子MC-end同样的理由，高分子MA-end优选为通过聚合法制备的合成高分子(合成聚合物)。
形成高分子MA-end主链中的主构成区域的非阴离子性区域是指该区域整体显示与阴离子性不同的离子性(即非阴离子性)的区域。换言之，是该区域整体显示阳离子性或非离子性的区域。从研磨对象物的保护性等观点出发，非阴离子性区域优选为显示非离子性的区域(即非离子性区域)。另外，从对磨粒的吸附性的观点出发，非阴离子性区域优选为显示阳离子性的区域(即阳离子性区域)。非阴离子性区域由阳离子性、非离子性的重复单元构成，优选实质上不包含阴离子性的重复单元。此处，实质上不包含阴离子性的重复单元是指该区域中的上述阴离子性的重复单元的摩尔比小于0.01％(例如小于0.001％)。
在上述非阴离子性区域中，还可以包含选自阳离子性基团及非离子性基团的至少1种官能团。从减少表面缺陷的观点出发，非阴离子性区域优选实质上不具有阴离子性基团，进一步优选为非离子性区域。上述非阴离子性区域例如可以是具有酰胺结构、季氮结构、杂环结构、乙烯基结构、聚氧化烯结构等的区域。尤其是，主链骨架具有乙烯基结构的区域在向基板表面的吸附特性的方面是优选的，而且在工业上也优选。作为具有非阴离子性区域的聚合物，例如，可以举出聚乙烯醇、包含VA单元的聚合物、聚丙烯酰吗啉、聚丙烯酸、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯腈等。
从亲水性和分散性的观点出发，上述非阴离子性区域优选为如下的乙烯醇系区域：其中，作为重复单元的VA单元在上述区域中的全部重复单元的摩尔数中所占的摩尔比占50％以上。VA单元的摩尔数在上述区域中的全部重复单元的摩尔数中所占的比率更优选为70％以上，进一步优选为80％以上(例如90％以上，典型地为95％以上)。非阴离子性区域的全部重复单元可以实质上由VA单元构成。具有上述那样的非阴离子性区域的高分子MA-end适宜地可以是乙烯醇系聚合物。
或者，从减少表面缺陷的观点出发，上述非阴离子性区域也可以为如下的区域：其中作为重复单元的丙烯酰吗啉(ACMO)单元和/或乙烯基吡咯烷酮(VP)单元在上述区域中的全部重复单元的摩尔数中所占的摩尔比占50％以上。例如，优选为作为重复单元的ACMO单元在上述区域中的全部重复单元的摩尔数中所占的摩尔比占50％以上的丙烯酰吗啉系区域，或者，作为重复单元的VP单元在上述区域中的全部重复单元的摩尔数中所占的摩尔比占50％以上的乙烯基吡咯烷酮系区域。ACMO单元和/或VP单元的摩尔数在上述区域中的全部重复单元的摩尔数中所占的比率更优选为70％以上，进一步优选为80％以上(例如90％以上，典型地为95％以上)。非阴离子性区域的全部重复单元可以实质上由ACMO单元和/或VP单元构成。具有上述那样的非阴离子性区域的高分子MA-end适宜地可以是丙烯酰吗啉系聚合物或乙烯基吡咯烷酮系聚合物。
存在于高分子MA-end的主链的阴离子性区域是该区域整体显示阴离子性的区域，是位于主链的至少一个端部的区域。此处公开的高分子MA-end通过在主链端部具有阴离子性区域，从而在高分子MA-end与具有阴离子性表面的磨粒共存的情况下，能够减少表面缺陷。作为其理由，可认为如下。即，在高分子MA-end与具有阴离子性表面的磨粒共存的情况下，高分子MA-end的主链端部与磨粒的阴离子性表面相排斥，从而抑制上述磨粒的聚集，因此在研磨用组合物中可实现良好的分散状态。该良好的分散状态(初始分散性)有助于进一步提高研磨后的清洗性，并抑制来自磨粒的聚集体在清洗后仍残留的现象的发生。其结果，认为可实现减少表面缺陷(例如PID)的效果。进而，通过不吸附在磨粒上，研磨中的基板表面保护性提高，由此可期待雾度减少。如上所述，高分子MA-end通过与高分子MC-end不同的作用有助于减少表面缺陷，因此通过组合使用高分子MC-end和高分子MA-end，能够以更高水平减少表面缺陷。
上述阴离子性区域优选仅存在于高分子MA-end的主链的一个端部。例如，在高分子MA-end与具有阴离子性表面的磨粒共存、且高分子MA-end的非阴离子性区域显示阳离子性的情况下，高分子MA-end容易吸附在上述磨粒上，因此容易产生来自磨粒的聚集体。但是，通过使阴离子性区域仅存在于高分子MA-end的主链的一个端部，从而高分子MA-end通过该端部与上述磨粒隔离。由此，可实现良好的分散性、清洗性的提高。所述状态有助于进一步实现表面缺陷的减少。
另外，此处公开的阴离子性区域具有至少1个阴离子性基团。对阴离子性区域中的阴离子性基团数的上限没有特别限制，从发挥对磨粒良好的吸附性的观点出发，50以下(例如10以下，典型地为5以下)左右是适当的。阴离子性区域中的阴离子性基团数适宜地为1或2。作为阴离子性基团，优选有机阴离子性基团，例如可以举出来自羧基、羟基、磺基、硫酸基、磷酸基、膦酸基等的阴离子性基团。典型地可以举出羧基、羟基、磺基、硫酸基、磷酸基、膦酸基等的共轭碱基。其中，优选羧基和/或羟基的共轭碱基，更优选羧基的共轭碱基。此处公开的技术特别优选以包含高分子MA-end的方式实施，所述高分子MA-end在具有乙烯醇系区域作为非阴离子性区域的主链的端部配置有具有羧基的阴离子性区域。
另外，阴离子性区域可以是由阴离子性的重复单元构成的区域。该区域优选实质上不包含阳离子性及非离子性的重复单元。此处，实质上不包含阳离子性及非离子性的重复单元是指该区域中的上述阳离子性及非离子性的重复单元的摩尔比小于0.01％(例如小于0.001％)。
另外，阴离子性基团优选存在于高分子MA-end的主链的末端。由此，在高分子MA-end与具有阴离子性表面的磨粒共存的情况下，高分子MA-end的主链的末端部分与具有阴离子性表面的磨粒相排斥而隔离，可实现良好的分散性。从兼顾磨粒表面的保护性和分散性的观点出发，阴离子性基团优选仅存在于高分子MA-end的主链的末端，更优选仅存在于上述主链的单末端。在这种情况下，例如阴离子性区域中的阴离子性基团可以是1个，通过这样的构成，也能实现良好的分散性、减少表面缺陷的效果。
阴离子性区域的摩尔数在高分子MA-end的主链整体的重复单元的摩尔数中所占的比率通常小于50％，设为25％以下(例如10％以下，典型地为5％以下)是适当的。上述阴离子性区域的摩尔数的比率可以是1％以下。
对阴离子性区域的导入方法没有特别限定。例如，通过使用具有阴离子性基团的聚合引发剂，使高分子MA-end聚合，能够在高分子MA-end的主链端部导入阴离子性区域。或者，也可以通过在高分子MA-end的聚合时使用具有阴离子性基团的链转移剂、具有阴离子性基团的聚合终止剂来导入阴离子性区域。另外，也可以通过利用公知的聚合法制备包含具有阴离子性基团的重复单元的嵌段(典型地为由阴离子性区域形成的嵌段(阴离子性嵌段))和由非阴离子性区域形成的嵌段(非阴离子性嵌段)的嵌段共聚物，从而获得主链端部具有阴离子性区域的结构。其中，从能够在主链末端导入阴离子性基团的方面出发，优选通过使用具有阴离子性基团的聚合引发剂来导入阴离子性区域。在这种情况下，阴离子性基团来自聚合引发剂。作为具有阴离子性基团的聚合引发剂，例如可以举出具有羧基等有机阴离子性基团的聚合引发剂。聚合引发剂优选为偶氮系引发剂。作为其具体例子，可以举出4,4’-偶氮双(4-氨基戊酸)(ACVA)、2,2’-偶氮双异丁酸、2,2’-偶氮双(2-甲基戊酸)等。作为使用链转移剂的方法，可以例示通过在巯基丙酸等具有羧基的硫醇类的存在下进行自由基聚合，从而在高分子单末端导入阴离子性基团的方法。在这种情况下，也可以预先将羧基用氢氧化钾等进行中和。上述方式中，阴离子性基团来自链转移剂。
另外，在高分子MA-end除主链以外还具有1个以上侧链的情况下，该侧链也可以是非阴离子性的。例如，侧链可以显示与主链的非阴离子性区域相同的离子性。对于此处公开的高分子MA-end，除了位于主链的至少一个端部(适宜地为仅一个端部)的阴离子性区域以外，可以是非阴离子性的。因此，此处公开的高分子MA-end可以由位于主链的至少一个端部(适宜地为仅一个端部)的阴离子性区域和非阴离子性区域构成。
对高分子MA-end的种类没有特别限制，例如可以从后述例示的水溶性高分子中优选采用能够形成高分子MA-end的高分子(典型地为主链具有非阴离子性区域的水溶性高分子)。高分子MA-end可以单独使用仅1种或组合使用2种以上。其中，更优选乙烯醇系聚合物、丙烯酰吗啉系聚合物及乙烯基吡咯烷酮系聚合物，进一步优选乙烯醇系聚合物、丙烯酰吗啉系聚合物，特别优选乙烯醇系聚合物。例如，作为高分子MA-end，可以优选使用在主链的端部具有阴离子性区域的丙烯酰吗啉系聚合物。作为优选的一个实施方式的高分子MA-end的具体例，可以举出在主链的末端具有阴离子性基团(例如羧基)的乙烯醇系聚合物。
在使用高分子MA-end的情况下，对高分子MC-end和高分子MA-end的使用量的比(也可作为研磨用组合物中的含量比来把握。)没有特别限定。从更好地发挥组合使用高分子MC-end和高分子MA-end的效果的观点出发，它们的使用量比(MC-end：MA-end)以重量基准计设为5：95～95：5是适当的，优选设为10：90～90：10(例如20：80～80：20)。
<水溶性高分子ML-end>
此处公开的研磨用组合物优选除包含上述高分子MC-end以外，还包含水溶性高分子ML-end(以下，也简称为高分子ML-end。)。高分子ML-end的主链的至少一个端部具有疏水性区域。出于与高分子MC-end同样的理由，高分子ML-end典型地可以为通过聚合法制备的合成高分子(合成聚合物)。
高分子ML-end在主链的至少一个端部具有疏水性区域即可。例如，此处公开的高分子ML-end可以是主链具有包含疏水性区域和亲水性区域的主构成区域的水溶性高分子、或主链具有包含亲水性区域的主构成区域的水溶性高分子中的任一种。
高分子ML-end的主链优选由作为主构成区域的亲水性区域和位于该主链的至少一个端部的疏水性区域构成。此处，亲水性区域是指该区域整体显示亲水性的区域。亲水性区域优选由亲水性重复单元(亲水性单元)构成，且实质上不包含疏水性重复单元(疏水性单元)。此处，实质上不包含疏水性的重复单元是指该区域中上述疏水性的重复单元的摩尔比小于0.01％(例如小于0.001％)。或者，亲水性区域也可以包含亲水性单元和疏水性单元。
从水溶性等观点出发，上述亲水性区域优选的是，作为重复单元的亲水性单元在上述区域的全部重复单元的摩尔数中所占的摩尔比超过50％的亲水性区域。亲水性单元的摩尔数在上述区域的全部重复单元的摩尔数中所占的比率(摩尔比)更优选为60％以上，进一步优选为70％以上(例如75％以上，典型地为90％以上)。亲水性区域的全部重复单元也可以实质上由亲水性单元构成。作为亲水性单元的适宜的例子，可以举出VA单元或VP单元。亲水性区域优选为以上述摩尔比包含VA单元或VP单元的乙烯醇系区域或乙烯基吡咯烷酮系区域。具有如上所述的亲水性区域的高分子ML-end可以适宜地为乙烯醇系聚合物或乙烯基吡咯烷酮系聚合物。
作为能够形成上述疏水性单元的聚合性单体，例如，可以举出丁酸乙烯酯、山梨酸乙烯酯、己酸乙烯酯、乙基己酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯等碳数4以上的烷基乙酸乙烯酯类；(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸十五烷基酯、(甲基)丙烯酸鲸蜡酯、(甲基)丙烯酸山嵛酯、(甲基)丙烯酸-3-(三甲氧基硅烷基)丙酯等碳数4以上的(甲基)丙烯酸酯类；苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、叔丁基苯乙烯等芳香族乙烯基系单体；等。这些可以单独使用1种，或者组合使用2种以上。其中，优选为碳原子数4～16(例如4～10，典型地为4～8)的直链状或支链状的饱和单羧酸的乙烯基酯类、具有碳原子数4～10(例如4～8，典型地为4～6)的烷基的(甲基)丙烯酸酯类。
疏水性单元可以以无规共聚物、交互共聚物、嵌段共聚物的形式被导入到上述亲水性区域中。另外，上述疏水性单元也可以被导入到主链、侧链中。疏水性单元在上述亲水性区域中所占的摩尔比通常小于50％，优选为40％以下(例如30％以下，典型地为25％以下)。上述疏水性单元的摩尔比也可以是10％以下。
此处公开的高分子ML-end的亲水性区域可以是由1种或2种以上SP值为11.0以上的重复单元构成的区域。作为SP值为11.0以上的重复单元，可以举出VP单元(SP值11.0)、丙烯酰胺单元(SP值14.5)、VA单元(SP值18.5)、丙烯酸单元(SP值20.2)等。作为上述重复单元的SP值(包含2种以上重复单元的情况下为它们的平均SP值。以下相同。)，从适当地表现由疏水性区域带来的效果的观点出发，可以为14以上(例如18以上)。
此处，SP值是指溶解度参数(Solubility Parameter)。本说明书中，构成水溶性高分子的重复单元的SP值是由Specific Interactions and the Miscibility of PolymerBlend,Michael M.Coleman et al.(1991)Technomic Publishing Co.Inc.中记载的原子团的摩尔汽化热的总和(ΣΔH)及摩尔体积的总和(ΣV)，利用下述式(1)算出的值。
SP值(δ(cal/cm-3)1/2)＝(ΣΔH/ΣV)1/2 (1)
上述亲水性区域例如可以是具有酰胺结构、杂环结构、乙烯基结构、聚氧化烯结构等的区域。尤其是，主链骨架中具有乙烯基结构的区域在向基板表面的吸附特性的方面是优选的，而且在工业上也优选。作为具有亲水性区域的聚合物，例如可以举出聚乙烯醇、包含VA单元的聚合物。
高分子ML-end的主链中存在的疏水性区域是该区域整体显示疏水性的区域，是位于主链的至少一个端部的区域。此处公开的高分子ML-end通过在主链端部具有疏水性区域，从而良好地吸附在例如具有疏水性表面的研磨对象物(例如硅晶圆)上。由此，对研磨对象物表面赋予适度的润湿性。进而，研磨对象物表面的保护性提高，可以实现雾度及缺陷的减少。如上所述，高分子ML-end通过与高分子MC-end不同的作用而有助于减少表面缺陷，因此，通过组合使用高分子MC-end和高分子ML-end，能够以更高水平减少表面缺陷。进而，高分子MC-end、高分子MA-end及高分子ML-end均能够通过不同的作用减少表面缺陷，因此利用包含这3种水溶性高分子的研磨用组合物能够以更高水平实现表面缺陷的减少。需要说明的是，疏水性区域典型地可以为非离子性区域。
上述疏水性区域优选仅存在于高分子ML-end的主链的一个端部。例如，在研磨对象物的表面为疏水性表面的情况下，通过使疏水性区域仅存在于高分子ML-end的主链的一个端部，高分子ML-end通过该端部适度地吸附在上述研磨对象物的表面，有助于雾度及缺陷的减少。
另外，此处公开的疏水性区域具有至少1个疏水性基团。对疏水性区域中的疏水性基团数的上限没有特别限制，从发挥对研磨对象物的良好的吸附性的观点出发，50以下(例如10以下，典型地为5以下)左右是适当的。疏水性区域中的疏水性基团数适宜地为1或2。作为疏水性基团，例如，可以举出烷基、苯基、烯丙基等，进而可以举出具有这些的聚合物单元、聚二甲基硅氧烷、聚氧化烯等。其中，优选烷基。此处公开的技术特别优选能够以包含高分子ML-end的方式实施，所述高分子ML-end在具有乙烯醇系区域或乙烯基吡咯烷酮系区域作为亲水性区域的主链的端部配置有具有烷基(例如异丁基)的疏水性区域。需要说明的是，疏水性基团典型地可以为非离子性基团。
对疏水性区域的导入方法没有特别限定。例如，通过使用具有疏水性基团的聚合引发剂使高分子ML-end聚合，能够在高分子ML-end的主链端部导入疏水性区域。或者，也可以通过在高分子ML-end的聚合时使用具有疏水性基团的链转移剂、具有疏水性基团的聚合终止剂来导入疏水性区域。另外，也可以通过利用公知的聚合法制备包含具有疏水性基团的重复单元的嵌段(典型地为由疏水性区域形成的嵌段(疏水性嵌段))和由非疏水性(典型地为亲水性)区域形成的嵌段(非疏水性嵌段)的嵌段共聚物，从而获得主链端部具有疏水性区域的结构。其中，从能够在主链末端导入疏水性基团的方面出发，优选通过使用具有疏水性基团的聚合引发剂来导入疏水性区域。在这种情况下，疏水性基团来自聚合引发剂。作为具有疏水性基团的聚合引发剂，例如可以举出结构中具有烃单元的偶氮系、过氧化物系聚合引发剂等。作为其具体例子，可以举出2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、叔丁基氢过氧化物、过氧化苯甲酰等。
另外，也可以使用包含聚二甲基硅氧烷单元、聚氧化烯单元的高分子偶氮聚合引发剂。若使用这些引发剂，则能够在高分子的单末端分别导入作为疏水性嵌段的聚二甲基硅氧烷、聚氧化烯。
作为使用链转移剂的方法，可以例示通过在月桂基硫醇等具有疏水性烷基的硫醇类的存在下进行自由基聚合，从而在高分子单末端导入疏水性烷基的方法。
因此，此处公开的技术中的高分子ML-end的疏水性区域不限定于具有来自聚合引发剂的至少1个疏水性基团的区域。
此处公开的高分子ML-end的疏水性区域可以是由SP值小于11.0的单元构成的区域。上述单元典型地可以是来自聚合引发剂的单元。除上述来自聚合引发剂的单元以外，还可包含1种或2种以上SP值小于11.0的重复单元。从向研磨对象物的吸附性的观点出发，构成上述疏水性区域的单元的SP值(包含2种以上重复单元的情况下为它们的平均SP值。以下相同。)可以是10.5以下(例如10.0以下，典型地为9.0以下)。
另外，疏水性区域优选实质上不包含亲水性的重复单元。此处，实质上不包含亲水性的重复单元是指该区域中的上述亲水性的重复单元的摩尔比小于0.01％(例如小于0.001％)。疏水性区域可以是实质上由来自聚合引发剂的疏水性末端和疏水性单元构成的。作为能够形成可构成疏水性区域的疏水性单元的聚合性单体，可以优选使用作为上述能够形成亲水性区域中的疏水性单元的聚合性单体而例示的单体。
如上所述，疏水性基团典型地来自聚合引发剂，因此疏水性基团可存在于高分子ML-end的主链的末端。由此，高分子ML-end能够良好地保护研磨对象物表面。从保护研磨对象物的表面的观点出发，疏水性基团更优选仅存在于高分子ML-end的主链的单末端。在这种情况下，例如疏水性区域中的疏水性基团可以为1个，通过这样的构成，也能实现雾度及缺陷的减少。
疏水性区域的摩尔数在高分子ML-end的主链整体的重复单元的摩尔数中所占的比率常小于50％，设为25％以下(例如10％以下，典型地为5％以下)是适当的。上述疏水性区域的摩尔数的比率可以为1％以下。
另外，在高分子ML-end除主链以外还具有1个以上侧链的情况下，该侧链也可以是亲水性的。对于此处公开的高分子ML-end，除了位于主链的至少一个端部(适宜地为仅一个端部)的疏水性区域以外，可以是亲水性的。因此，此处公开的高分子ML-end可以由位于主链的至少一个端部(适宜地为仅一个端部)的疏水性区域和亲水性区域构成。
从水溶性的观点出发，亲水性单元在高分子ML-end的全部重复单元(构成包含主链及侧链的高分子的重复单元的总计)中所占的摩尔比通常为50％以上是适当的，优选为60％以上(例如70％以上，典型地为75％以上)。上述亲水性单元的摩尔比也可以为90％以上(例如95％以上，典型地为99％以上)。另外，疏水性单元在高分子ML-end的全部重复单元(构成包含主链及侧链的高分子的重复单元的总计)中所占的摩尔比通常为50％以下是适当的，优选为40％以下(例如30％以下，典型地为25％以下)。上述疏水性单元的摩尔比也可以是10％以下(例如5％以下，典型地为1％以下)。
对高分子ML-end的种类没有特别限制，例如可以从后述例示的水溶性高分子中优选采用能够形成高分子ML-end的高分子(典型地为主链具有亲水性区域的水溶性高分子)。高分子ML-end可以单独使用仅1种或者组合使用2种以上。其中，更优选乙烯醇系聚合物及乙烯基吡咯烷酮系聚合物，进一步优选乙烯醇系聚合物。此处公开的技术的优选的一个实施方式的高分子ML-end为在主链的端部具有疏水性区域的乙烯醇系聚合物。作为高分子ML-end，特别优选在主链的末端具有疏水性基团(例如烷基，典型地为异丁基)的乙烯醇系聚合物。
在使用高分子ML-end的情况下，对高分子MC-end和高分子ML-end的使用量的比(也可以作为研磨用组合物中的含量比来把握。)没有特别限定。从更好地发挥组合使用高分子MC-end和高分子ML-end的效果的观点出发，它们的使用量比(MC-end：ML-end)以重量基准计设为5：95～95：5是适当的，优选设为10：90～90：10(例如20：80～80：20)。
<任选水溶性高分子>
此处公开的研磨用组合物除高分子MC-end以外，根据需要，还可以含有与高分子MC-end、高分子MA-end及高分子ML-end不同的水溶性高分子(以下也称为“任选聚合物”。)。对所述任选聚合物的种类没有特别限制，可以从研磨用组合物的领域中公知的水溶性高分子之中适宜选择。
上述任选聚合物可以是分子中具有选自阳离子性基团、阴离子性基团及非离子性基团的至少1种官能团的聚合物。上述任选聚合物例如可以是分子中具有羟基、羧基、酰氧基、磺基、伯酰胺结构、季氮结构、杂环结构、乙烯基结构、聚氧化烯结构等的聚合物。从减少聚集物、提高清洗性等观点出发，作为上述任选聚合物，可以优选采用非离子性的聚合物。
作为此处公开的研磨用组合物中的任选聚合物，例如可以优选使用选自后述例示的水溶性高分子中的1种或2种以上。
任选聚合物的使用量设为研磨用组合物中含有的高分子MC-end的100重量％以下是适当的，优选设为50重量％以下，更优选设为30重量％以下(例如10重量％以下)。此处公开的研磨用组合物可以优选以实质上不含有任选聚合物(例如，任选聚合物在上述水溶性高分子成分的总量中所占的比率小于1重量％，或检测不到任选聚合物)的方式实施。
另外，此处公开的研磨用组合物含有纤维素衍生物作为任选聚合物的情况下，其使用量优选抑制为该研磨用组合物中含有的水溶性高分子的总量的10重量％以下。进一步优选设为5重量％以下(典型地为1重量％以下)。由此，能够更高度地抑制因使用来自天然物的纤维素衍生物而引起的杂质的混入、聚集的产生。
<水溶性高分子的共通事项>
接着，对可以共通地应用于此处公开的研磨用组合物中可以含有的水溶性高分子，即包括高分子MC-end、高分子MA-end、高分子ML-end、其他水溶性高分子的水溶性高分子(以下，相同。)的共通事项(包括结构、特性等在内的技术事项)，进行总括的说明。
对此处公开的研磨用组合物中可含有的水溶性高分子的种类没有特别限制，可以从乙烯醇系聚合物、丙烯酸系聚合物、包含氧化烯单元的聚合物、含有氮原子的聚合物等中选择适当的聚合物并使用。从研磨对象物的保护性的观点出发，此处公开的研磨用组合物可以不含有包含氧化烯单元的聚合物作为水溶性高分子。
对水溶性高分子的主链的结构没有特别限定，可以举出由碳-碳键形成的结构、主链中含有氧原子(O)、氮原子(N)的结构。其中，上述水溶性高分子优选具有由碳-碳键(-C-C-)形成的主链。由于具有该主链的水溶性高分子对具有疏水性表面的研磨对象物适度地吸附，因此上述研磨对象物的保护性优异。另外，从减少聚集物、提高清洗性的观点出发，主链由碳-碳键形成也是优选的。上述碳-碳键优选来自VA、ACMO、VP等含乙烯基单体的乙烯基。
乙烯醇系聚合物典型地为该聚合物中含有VA单元作为主要重复单元的聚合物(PVA)。在该聚合物中，VA单元的摩尔数在全部重复单元的摩尔数中所占的比率通常为50％以上，为80％以上(例如90％以上，典型地为95％以上)是适当的。水溶性高分子的全部重复单元可以实质上由VA单元构成。在PVA中，对VA单元以外的重复单元的种类没有特别限定，例如可以举出乙酸乙烯酯单元、丙酸乙烯酯单元、己酸乙烯酯单元等。
PVA的皂化度典型地为65摩尔％以上，优选为80摩尔％以上，更优选为为90摩尔％以上。从研磨用组合物的性能稳定性的观点出发，特别优选皂化度为95摩尔％以上(典型地为超过95摩尔％，例如98摩尔％以上)的PVA。需要说明的是，PVA的皂化度在原理上为100摩尔％以下。
丙烯酸系聚合物是指典型地为包含(甲基)丙烯酰基型的单体单元的聚合物。此处，“(甲基)丙烯酰基”是指包括丙烯酰基及甲基丙烯酰基的意思。例如，可以举出该聚合物中包含丙烯酸(AA)单元和/或甲基丙烯酸(MAA)单元作为主要重复单元的聚合物。在该聚合物中，AA单元及MAA单元的摩尔数在全部重复单元的摩尔数中所占的比率优选为50％以上，更优选为80％以上(例如90％以上，典型地为95％以上)。水溶性高分子的全部重复单元可以实质上由AA单元或MAA单元构成。其中，在该聚合物中，AA单元的摩尔数在全部重复单元的摩尔数中所占的比率占50％以上(例如80％以上，典型地为90％以上)的丙烯酸系聚合物(聚丙烯酸)是优选的。
包含氧化烯单元的聚合物可以为包含1种或2种以上碳原子数2～6的氧化烯单元(典型地为-CnH2nO-表示的结构单元。此处，n为2～6的整数。)的聚合物。优选上述氧化烯单元的碳原子数为2～3的聚合物。作为这样的聚合物的例子，可以举出聚氧乙烯(PEO)、氧乙烯(EO)和氧丙烯(PO)的嵌段共聚物、EO和PO的无规共聚物等。
EO和PO的嵌段共聚物可以为包含聚氧乙烯(PEO)嵌段和聚氧丙烯(PPO)嵌段的二嵌段体、三嵌段体等。在上述三嵌段体的例子中包括PEO-PPO-PEO型三嵌段体及PPO-PEO-PPO型三嵌段体。通常，更优选PEO-PPO-PEO型三嵌段体。
作为PEO-PPO-PEO型三嵌段体，可以优选使用下述通式(2)表示的聚合物。
HO-(EO)a-(PO)b-(EO)c-H…(2)
通式(2)中的EO表示氧乙烯单元(-CH2CH2O-)，PO表示氧丙烯单元(-CH2CH(CH3)O-)，a、b及c分别表示1以上(典型地为2以上)的整数。
通式(2)中，a和c的总计优选为2～1000的范围，更优选为5～500的范围，进一步优选为10～200的范围。通式(2)中的b优选为2～200的范围，更优选为5～100的范围，进一步优选为10～50的范围。
EO和PO的嵌段共聚物或无规共聚物中，从在水中的溶解性、清洗性等观点出发，构成该共聚物的EO与PO的摩尔比(EO/PO)优选大于1，更优选为2以上，进一步优选为3以上(例如5以上)。
作为含有氮原子的聚合物，可以使用主链中含有氮原子的聚合物及侧链官能团(侧基)中具有氮原子的聚合物的任意种。
作为主链中含有氮原子的聚合物的例子，可以举出N-酰基亚烷基亚胺型单体的均聚物及共聚物。作为N-酰基亚烷基亚胺型单体的具体例，可以举出N-乙酰基亚乙基亚胺、N-丙酰基亚乙基亚胺、N-己酰基亚乙基亚胺、N-苯甲酰基亚乙基亚胺、N-乙酰基亚丙基亚胺、N-丁酰基亚乙基亚胺等。作为N-酰基亚烷基亚胺型单体的均聚物，可以举出聚(N-乙酰基亚乙基亚胺)、聚(N-丙酰基亚乙基亚胺)、聚(N-己酰基亚乙基亚胺)、聚(N-苯甲酰基亚乙基亚胺)、聚(N-乙酰基亚丙基亚胺)、聚(N-丁酰基亚乙基亚胺)等。N-酰基亚烷基亚胺型单体的共聚物的例子中包括2种以上的N-酰基亚烷基亚胺型单体的共聚物、以及1种或2种以上的N-酰基亚烷基亚胺型单体与其他单体的共聚物。
需要说明的是，本说明书中所谓共聚物在没有特别说明的情况下，是指包括无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物等各种共聚物的意思。
作为侧基中具有氮原子的聚合物，例如可以举出包含N-(甲基)丙烯酰基型的单体单元的聚合物、包含N-乙烯基型的单体单元的聚合物等。
包含N-(甲基)丙烯酰基型的单体单元的聚合物的例子中包括N-(甲基)丙烯酰基型单体的均聚物及共聚物(典型地为N-(甲基)丙烯酰基型单体的共聚比率超过50重量％的共聚物)。N-(甲基)丙烯酰基型单体的例子中包括具有N-(甲基)丙烯酰基的链状酰胺及具有N-(甲基)丙烯酰基的环状酰胺。
作为具有N-(甲基)丙烯酰基的链状酰胺的例子，可以举出(甲基)丙烯酰胺；N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-丙基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丁基(甲基)丙烯酰胺等N-烷基(甲基)丙烯酰胺；N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二丙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二异丙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二(正丁基)(甲基)丙烯酰胺等N,N-二烷基(甲基)丙烯酰胺；等。作为包含具有N-(甲基)丙烯酰基的链状酰胺作为单体单元的聚合物的例子，可以举出N-异丙基丙烯酰胺的均聚物及N-异丙基丙烯酰胺的共聚物(例如，N-异丙基丙烯酰胺的共聚比率超过50重量％的共聚物)。
作为具有N-(甲基)丙烯酰基的环状酰胺的例子，可以举出N-(甲基)丙烯酰吗啉、N-(甲基)丙烯酰基吡咯烷等。作为包含具有N-(甲基)丙烯酰基的环状酰胺作为单体单元的聚合物的例子，可以举出丙烯酰吗啉系聚合物(PACMO)。丙烯酰吗啉系聚合物典型地为N-丙烯酰吗啉(ACMO)的均聚物及ACMO的共聚物(例如ACMO的共聚比率超过50重量％的共聚物)。丙烯酰吗啉系聚合物中，ACMO单元的摩尔数在全部重复单元的摩尔数中所占的比率通常为50％以上，适宜为80％以上(例如90％以上，典型地为95％以上)。水溶性高分子的全部重复单元可以实质上由ACMO单元构成。
包含N-乙烯基型的单体单元的聚合物的例子中，包括N-乙烯基内酰胺型单体的均聚物及共聚物(例如N-乙烯基内酰胺型单体的共聚比率超过50重量％的共聚物)、N-乙烯基链状酰胺的均聚物及共聚物(例如N-乙烯基链状酰胺的共聚比率超过50重量％的共聚物)。
作为N-乙烯基内酰胺型单体的具体例，可以举出N-乙烯基吡咯烷酮(VP)、N-乙烯基哌啶酮、N-乙烯基吗啉酮、N-乙烯基己内酰胺(VC)、N-乙烯基-1,3-噁嗪-2-酮、N-乙烯基-3,5-吗啉二酮等。作为包含N-乙烯基内酰胺型的单体单元的聚合物的具体例，可以举出聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯基己内酰胺、VP和VC的无规共聚物、VP及VC的一者或两者与其他乙烯基单体(例如丙烯酸系单体、乙烯基酯系单体等)的无规共聚物、包含含有VP及VC的一者或两者的聚合物链段的嵌段共聚物、接枝共聚物(例如PVP接枝在PVA上得到的接枝共聚物)等。其中，优选作为VP的均聚物及VP的共聚物(例如，VP的共聚比率超过50重量％的共聚物)的乙烯基吡咯烷酮系聚合物(PVP)。乙烯基吡咯烷酮系聚合物中，VP单元的摩尔数在全部重复单元的摩尔数中所占的比率通常为50％以上，适宜为80％以上(例如90％以上，典型地为95％以上)。水溶性高分子的全部重复单元可以实质上由VP单元构成。
作为包含具有N-(甲基)丙烯酰基的链状酰胺作为单体单元的聚合物的例子，可以举出N-异丙基丙烯酰胺的均聚物及N-异丙基丙烯酰胺的共聚物(例如N-异丙基丙烯酰胺的共聚比率超过50重量％的共聚物)。
作为N-乙烯基链状酰胺的具体例，可以举出N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基丙酰胺、N-乙烯基丁酰胺等。
作为侧基中具有氮原子的聚合物的其他例子，可以举出(甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸-N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸-N,N-二甲基氨基丙酯等具有氨基的乙烯基单体(例如具有(甲基)丙烯酰基的单体)的均聚物及共聚物。
另外，此处公开的水溶性高分子例如可以为羟乙基纤维素系聚合物等纤维素衍生物(纤维素系聚合物)。在此处公开的研磨用组合物包含纤维素衍生物作为水溶性高分子的情况下，其使用量优选抑制为该研磨用组合物中含有的水溶性高分子的总量的10重量％以下，进一步优选设为5重量％以下(典型地为1重量％以下)。由此，能够更高度地抑制因使用来自天然物的纤维素衍生物而引起的杂质的混入、聚集的产生。此处公开的研磨用组合物例如可以优选以实质上不含有纤维素衍生物(例如，纤维素衍生物在上述水溶性高分子的总量中所占的比率小于1重量％，或检测不到纤维素衍生物)的方式实施。
此处公开的水溶性高分子的重均分子量(Mw)为2×103以上。因此，本说明书中的水溶性高分子可以定义成Mw为2×103以上的化合物。另一方面，对水溶性高分子的分子量的上限没有特别限定。例如可以使用重均分子量(Mw)为200×104以下(例如为150×104以下，典型地为100×104以下)的水溶性高分子。从更好地防止聚集物的产生的观点出发，通常，优选使用Mw小于100×104(更优选为90×104以下，进一步优选为80×104以下，典型地为70×104以下)的水溶性高分子。另外，从减少雾度、表面缺陷的观点出发，水溶性高分子的Mw的下限优选为4×103以上(例如6×103以上)。其中，更优选Mw为1×104以上的水溶性高分子。
此处公开的技术的优选的一个实施方式中，从更好地防止聚集物的产生等观点出发，使用Mw小于100×104(更优选为80×104以下，进一步优选为50×104以下，典型地为40×104以下，例如30×104以下)的水溶性高分子。另外，从研磨用组合物的过滤性、清洗性等观点出发，可以优选使用Mw为25×104以下(更优选为20×104以下，进一步优选为15×104以下，例如10×104以下)的水溶性高分子。另外，从减少雾度、表面缺陷的观点出发，水溶性高分子的Mw的下限优选为4×103以上(例如6×103以上)。其中，更优选Mw为1×104以上的水溶性高分子。例如，可以优选使用具有上述Mw的乙烯醇系聚合物。
此处公开的其他优选的一个实施方式中，从减少雾度、表面缺陷的观点出发，使用Mw的下限为10×104以上(更优选为15×104以上，进一步优选为20×104以上，特别优选为30×104以上，例如40×104以上)的水溶性高分子。从抑制聚集物的产生的观点出发，水溶性高分子的Mw的上限优选为80×104以下(更优选为70×104以下)。例如，可以优选使用具有上述Mw的丙烯酰吗啉系聚合物。
在此处公开的技术中，对水溶性高分子的重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)的关系没有特别限制。从防止聚集物的产生等观点出发，例如可以优选使用分子量分布(Mw/Mn)为5.0以下的水溶性高分子。从研磨用组合物的性能稳定性等观点出发，水溶性高分子的Mw/Mn优选为4.0以下，更优选为3.5以下，进一步优选为3.0以下(例如2.5以下)。
需要说明的是，在原理上Mw/Mn为1.0以上。从原料的获取容易性、合成容易性的观点出发，通常，可以优选使用Mw/Mn为1.05以上的水溶性高分子。
需要说明的是，作为水溶性高分子的Mw及Mn，可以采用基于水系的凝胶渗透色谱法(GPC)的值(水系，换算为聚氧乙烯)。
虽然没有特别限定，但在此处公开的研磨用组合物包含磨粒的情况下，水溶性高分子的含量(高分子MC-end、高分子MA-end、高分子ML-end以及其他水溶性高分子的总计量)相对于磨粒100重量份例如可以设为0.01重量份以上。从提高研磨后的表面平滑性(例如减少雾度、缺陷)的观点出发，水溶性高分子的含量相对于磨粒100重量份适宜为0.02重量份以上，优选为0.03重量份以上，更优选为0.05重量份以上(例如0.1重量份以上)。另外，从研磨速度、清洗性等观点出发，水溶性高分子的含量相对于磨粒100重量份例如可以设为40重量份以下，通常适宜为20重量份以下，优选为15重量份以下，更优选为10重量份以下。
<水>
作为此处公开的研磨用组合物中包含的水，可以优选使用离子交换水(去离子水)、纯水、超纯水、蒸馏水等。关于所使用的水，为了尽量避免阻碍研磨用组合物中含有的其他成分的作用，例如优选过渡金属离子的总含量为100ppb以下。例如，可以通过利用离子交换树脂去除杂质离子、利用过滤器去除杂质、蒸馏等操作来提高水的纯度。
此处公开的研磨用组合物根据需要还可以含有能够与水均匀混合的有机溶剂(低级醇、低级酮等)。通常，优选研磨用组合物中包含的溶剂的90体积％以上为水，更优选95体积％以上(典型地为99～100体积％)为水。
此处公开的研磨用组合物(典型地为浆料状的组合物)例如可以优选以如下的形态实施：其固体成分含量(non-volatile content；NV)为0.01重量％～50重量％，剩余部分为水系溶剂(水或水与上述有机溶剂的混合溶剂)的形态；或者，剩余部分为水系溶剂及挥发性化合物(例如氨)的形态。更优选上述NV为0.05重量％～40重量％的形态。需要说明的是，上述固体成分含量(NV)是指使研磨用组合物在105℃下干燥24小时后的残留物在上述研磨用组合物中所占的重量的比率。
<磨粒>
此处公开的研磨用组合物优选含有磨粒。对此处公开的磨粒的材质、性状没有特别限制，可以根据研磨用组合物的使用目的、使用方式等适宜选择。作为磨粒的例子，可以举出无机颗粒、有机颗粒、及有机无机复合颗粒。作为无机颗粒的具体例，可以举出二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、氧化铈颗粒、氧化铬颗粒、二氧化钛颗粒、氧化锆颗粒、氧化镁颗粒、二氧化锰颗粒、氧化锌颗粒、三氧化二铁颗粒等氧化物颗粒；氮化硅颗粒、氮化硼颗粒等氮化物颗粒；碳化硅颗粒、碳化硼颗粒等碳化物颗粒；金刚石颗粒；碳酸钙、碳酸钡等碳酸盐等。作为有机颗粒的具体例，可以举出聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)颗粒、聚(甲基)丙烯酸颗粒(此处，所谓(甲基)丙烯酸是指包括丙烯酸及甲基丙烯酸的意思。)、聚丙烯腈颗粒等。这样的磨粒可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
作为上述磨粒，优选无机颗粒，其中，优选由金属或半金属的氧化物形成的颗粒。作为此处公开的技术中可以使用的磨粒的适宜的例子，可以举出二氧化硅颗粒。其理由是因为：如果使用包含与研磨对象物(硅晶圆)相同的元素和氧原子的二氧化硅颗粒作为磨粒，则在研磨后不会产生与硅不同的金属或半金属的残留物，不会担心由于硅晶圆表面的污染、与硅不同的金属或半金属扩散到研磨对象物内部而导致的作为硅晶圆的电特性的劣化等。作为从上述观点出发而优选的研磨用组合物的一个方式，可以例示仅含有二氧化硅颗粒作为磨粒的研磨用组合物。另外，二氧化硅具有易于获得高纯度的物质的性质。也可以举出这一点作为优选二氧化硅颗粒作为磨粒的理由。作为二氧化硅颗粒的具体例，可以举出胶态二氧化硅、气相二氧化硅、沉淀二氧化硅等。从难以在研磨对象物表面产生划痕、能够实现雾度更低的表面这样的观点出发，作为优选的二氧化硅颗粒，可以举出胶态二氧化硅及气相二氧化硅。其中，优选胶态二氧化硅。其中，作为硅晶圆的抛光(特别是最终抛光)中使用的研磨用组合物的磨粒，可以优选采用胶态二氧化硅。
构成二氧化硅颗粒的二氧化硅的真比重优选为1.5以上，更优选为1.6以上，进一步优选为1.7以上。通过二氧化硅的真比重增大，在对硅晶圆进行研磨时，研磨速度(每单位时间的去除研磨对象物的表面的量)能够提高。从减少研磨对象物的表面(研磨面)产生的划痕的观点出发，优选真比重为2.2以下的二氧化硅颗粒。作为二氧化硅的真比重，可以采用通过使用乙醇作为置换液的液体置换法得到的测定值。
此处公开的技术中，研磨用组合物中包含的磨粒可以为一次颗粒的形态，也可以为多个一次颗粒聚集而成的二次颗粒的形态。另外，也可以是一次颗粒的形态的磨粒和二次颗粒的形态的磨粒混合存在。优选的一个形态中，至少部分磨粒以二次颗粒的形态包含在研磨用组合物中。
对磨粒的平均一次粒径DP1没有特别限制，从研磨效率等观点出发，优选为5nm以上，更优选为10nm以上。从获得更高的研磨效果(例如雾度的降低、缺陷的去除等效果)的观点出发，平均一次粒径DP1优选为15nm以上，更优选为20nm以上(例如超过20nm)。另外，从易于获得平滑性更高的表面的观点出发，磨粒的平均一次粒径DP1优选为100nm以下，更优选为50nm以下，进一步优选为40nm以下。从易于获得更高品质的表面(例如减少了LPD(LightPoint Defect，光点缺陷)、PID等缺陷的表面)等的观点出发，此处公开的技术也可以优选以使用平均一次粒径DP1为35nm以下(更优选为32nm以下，例如小于30nm)的磨粒的方式实施。
需要说明的是，此处公开的技术中，磨粒的平均一次粒径DP1例如可以由利用BET法测定的比表面积S(m2/g)、通过平均一次粒径DP1(nm)＝2727/S的式子算出。磨粒的比表面积的测定可以使用例如Micromeritics Instrument Corporation制造的表面积测定装置、商品名“Flow Sorb II 2300”进行。
对磨粒的平均二次粒径DP2没有特别限定，但从研磨速度等观点出发，优选为10nm以上，更优选为20nm以上。从获得更高研磨效果的观点出发，平均二次粒径DP2优选为30nm以上，更优选为35nm以上，进一步优选为40nm以上(例如超过40nm)。另外，从得到平滑性更高的表面的观点出发，磨粒的平均二次粒径DP2适宜为200nm以下，优选为150nm以下，更优选为100nm以下。从易于得到更高品质的表面(例如减少了LPD、PID等缺陷的表面)等观点出发，此处公开的技术也可以优选以使用平均二次粒径DP2小于70nm(更优选为60nm以下，例如小于50nm)的磨粒的方式实施。
磨粒的平均二次粒径DP2可如下测定：将对象磨粒的水分散液作为测定样品，通过使用例如日机装株式会社制造的型号“UPA-UT151”的动态光散射法进行测定。
磨粒的平均二次粒径DP2通常为磨粒的平均一次粒径DP1的同等以上(DP2/DP1≥1)，典型的是大于DP1(DP2/DP1>1)。虽然没有特别限定，但从研磨效果及研磨后的表面平滑性的观点出发，磨粒的DP2/DP1通常在1.2～3的范围内是适宜的，优选为1.5～2.5的范围，更优选为1.7～2.3(例如超过1.9且为2.2以下)的范围。
磨粒的形状(外形)可以为球形，也可以为非球形。作为形成非球形的磨粒的具体例，可以举出花生形状(即落花生的壳的形状)、茧型形状、金平糖形状、橄榄球形状等。例如，可以优选采用磨粒的大多数制成花生形状的磨粒。
虽然没有特别限定，但是磨粒的一次颗粒的长径/短径比的平均值(平均长径比)优选为1.05以上，进一步优选为1.1以上。通过磨粒的平均长径比的增大，能够实现更高的研磨速度。另外，从减少划痕等的观点出发，磨粒的平均长径比优选为3.0以下，更优选为2.0以下，进一步优选为1.5以下。
上述磨粒的形状(外形)、平均长径比例如可以通过电子显微镜观察来把握。作为把握平均长径比的具体的步骤，例如使用扫描型电子显微镜(SEM)，对于能够识别独立颗粒的形状的规定个数(例如200个)的磨粒颗粒，描绘与各颗粒图像外接的最小的长方形。然后，关于对各颗粒图像描绘出的长方形，将用其长边的长度(长径的值)除以短边的长度(短径的值)所得的值作为长径/短径比(长径比)而算出。通过对上述规定个数的颗粒的长径比进行算术平均，能够求出平均长径比。
<碱性化合物>
此处公开的研磨用组合物典型而言可以含有碱性化合物。此处，碱性化合物是指具有通过添加到研磨用组合物中而提高该组合物的pH的功能的化合物。碱性化合物起到对成为研磨对象的面进行化学研磨的作用，能够有助于研磨速度的提高。另外，碱性化合物能够有助于研磨用组合物(特别是包含磨粒的组成的研磨用组合物)的分散稳定性的提高。
作为碱性化合物，可以使用含有氮的有机或无机的碱性化合物、碱金属或碱土金属的氢氧化物、各种碳酸盐、碳酸氢盐等。例如，可以举出碱金属的氢氧化物、氢氧化季铵或其盐、氨、胺等。作为碱金属的氢氧化物的具体例，可以举出氢氧化钾、氢氧化钠等。作为碳酸盐或碳酸氢盐的具体例，可以举出碳酸氢铵、碳酸铵、碳酸氢钾、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸钠等。作为氢氧化季铵或其盐的具体例，可以举出四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵等。作为胺的具体例，可以举出甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、单乙醇胺、N-(β-氨基乙基)乙醇胺、六亚甲基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、无水哌嗪、哌嗪六水合物、1-(2-氨基乙基)哌嗪、N-甲基哌嗪、胍、咪唑、三唑等唑类等。这样的碱性化合物可以单独使用1种，或组合使用2种以上。
作为从提高研磨速度等观点出发而优选的碱性化合物，可以举出氨、氢氧化钾、氢氧化钠、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、碳酸氢铵、碳酸铵、碳酸氢钾、碳酸钾、碳酸氢钠及碳酸钠。作为其中优选的例子，可以列举氨、氢氧化钾、氢氧化钠、四甲基氢氧化铵及四乙基氢氧化铵。作为更优选的例子，可以举出氨及四甲基氢氧化铵。作为特别优选的碱性化合物，可以举出氨。
<表面活性剂>
此处公开的研磨用组合物根据需要可以优选以包含表面活性剂(典型地为分子量小于2×103的水溶性有机化合物)的方式实施。通过表面活性剂的使用，研磨用组合物的分散稳定性能够提高。另外，降低研磨面的雾度可以变容易。表面活性剂可以单独使用1种，或者组合使用2种以上。需要说明的是，此处公开的技术也可以优选以不包含表面活性剂的方式实施。
作为表面活性剂，可以优选采用阴离子性或非离子性的表面活性剂。从低起泡性、pH调节的容易性的观点出发，更优选非离子性的表面活性剂。例如可以举出聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等氧化烯聚合物；聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯甘油醚脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯等聚氧化烯加成物；多种氧化烯的共聚物(二嵌段型、三嵌段型、无规型、交替型)；等非离子性表面活性剂。
作为非离子性表面活性剂的具体例，可以举出：氧乙烯(EO)和氧丙烯(PO)的嵌段共聚物(二嵌段体、PEO(聚氧乙烯)-PPO(聚氧丙烯)-PEO型三嵌段体、PPO-PEO-PPO型三嵌段体等)、EO和PO的无规共聚物、聚乙二醇、聚氧乙烯丙基醚、聚氧乙烯丁基醚、聚氧乙烯戊基醚、聚氧乙烯己基醚、聚氧乙烯辛基醚、聚氧乙烯-2-乙基己基醚、聚氧乙烯壬基醚、聚氧乙烯癸基醚、聚氧乙烯异癸基醚、聚氧乙烯十三烷基醚、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯十六烷基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯异硬脂基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯十二烷基苯基醚、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚、聚氧乙烯月桂基胺、聚氧乙烯硬脂基胺、聚氧乙烯油基胺、聚氧乙烯硬脂酰胺、聚氧乙烯油酰胺、聚氧乙烯单月桂酸酯、聚氧乙烯单硬脂酸酯、聚氧乙烯二硬脂酸酯、聚氧乙烯单油酸酯、聚氧乙烯二油酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇单月桂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇单油酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇三油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇四油酸酯、聚氧乙烯蓖麻油、聚氧乙烯氢化蓖麻油等。作为其中优选的表面活性剂，可以举出EO和PO的嵌段共聚物(特别是PEO-PPO-PEO型的三嵌段体)、EO和PO的无规共聚物及聚氧乙烯烷基醚(例如聚氧乙烯癸基醚)。
表面活性剂的分子量典型地为小于2×103，从研磨用组合物的过滤性、研磨对象物的清洗性等观点出发，优选为1×103。另外，表面活性剂的分子量典型地为200以上，从雾度降低效果等观点出发，优选为250以上，更优选为300以上(例如500以上)。需要说明的是，作为表面活性剂的分子量，采用通过GPC求出的重均分子量(Mw)(水系、换算为聚乙二醇)或由化学式算出的分子量。
此处公开的研磨用组合物包含表面活性剂时，对水溶性高分子的含量W1和表面活性剂的含量W2的重量比(W1/W2)没有特别限制，例如可以设为0.01～500的范围，优选为1～300的范围，更优选为5～200的范围。若使上述(W1/W2)为上述下限值以上，则有研磨加工性(典型地为研磨速率)提高的倾向。若使上述(W1/W2)为上述上限值以下，则有雾度减少效果提高的倾向。
<其他成分>
在不会明显妨碍本发明的效果的范围内，此处公开的研磨用组合物根据需要可以进一步含有螯合剂、有机酸、有机酸盐、无机酸、无机酸盐、防腐剂、防霉剂等可以在研磨用组合物(例如，在硅晶圆的最终抛光中使用的研磨用组合物)中使用的公知的添加剂。此处公开的技术也可以以不包含有机酸、无机酸等酸的方式实施。另外，也可以优选以不包含氧化剂(具体而言，出于将金属(例如铜)氧化的目的而使用的氧化剂。例如，过硫酸盐(例如过硫酸铵)、过氧化氢)的方式实施。
作为螯合剂的例子，可以举出氨基羧酸系螯合剂及有机膦酸系螯合剂。氨基羧酸系螯合剂的例子包括：乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸钠、次氮基三乙酸、次氮基三乙酸钠、次氮基三乙酸铵、羟基乙基乙二胺三乙酸、羟基乙基乙二胺三乙酸钠、二亚乙基三胺五乙酸、二亚乙基三胺五乙酸钠、三亚乙基四胺六乙酸及三亚乙基四胺六乙酸钠。有机膦酸系螯合剂的例子包括：2-氨基乙基膦酸、1-羟基乙叉基-1,1-二膦酸、氨基三(亚甲基膦酸)、乙二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、乙烷-1,1-二膦酸、乙烷-1,1,2-三膦酸、乙烷-1-羟基-1,1-二膦酸、乙烷-1-羟基-1,1,2-三膦酸、乙烷-1,2-二羧基-1,2-二膦酸、甲烷羟基膦酸、2-膦酰基丁烷-1,2-二羧酸、1-膦酰基丁烷-2,3,4-三羧酸及α-甲基膦酰基琥珀酸。其中，更优选有机膦酸系螯合剂，作为其中优选的例子，可以举出乙二胺四(亚甲基膦酸)及二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)。作为特别优选的螯合剂，可以举出乙二胺四(亚甲基膦酸)。
作为有机酸的例子，可以举出：甲酸、乙酸、丙酸等脂肪酸；苯甲酸、邻苯二甲酸等芳香族羧酸；柠檬酸、草酸、酒石酸、苹果酸、马来酸、富马酸、琥珀酸、有机磺酸、有机膦酸等。作为有机酸盐的例子，可以举出有机酸的碱金属盐(钠盐、钾盐等)、铵盐等。作为无机酸的例子，可以举出硫酸、硝酸、盐酸、碳酸等。作为无机酸盐的例子，可以举出无机酸的碱金属盐(钠盐、钾盐等)、铵盐。有机酸及其盐、以及无机酸及其盐可以单独使用1种，或者组合使用2种以上。
作为防腐剂及防霉剂的例子，可以举出异噻唑啉系化合物、对羟基苯甲酸酯类、苯氧基乙醇等。
<用途>
此处公开的研磨用组合物可以适用于具有各种材质及形状的研磨对象物的研磨。研磨对象物材质例如可以为硅、铝、镍、钨、铜、钽、钛、不锈钢等金属或半金属、或者它们的合金；石英玻璃、硅铝酸盐玻璃、玻璃状碳等玻璃状物质；氧化铝、二氧化硅、蓝宝石、氮化硅、氮化钽、碳化钛等陶瓷材料；碳化硅、氮化镓、砷化镓等化合物半导体基板材料；聚酰亚胺树脂等树脂材料；等。也可以是由其中多种材质构成的研磨对象物。其中，适宜于具有由硅形成的表面的研磨对象物的研磨。此处公开的技术可以特别优选对例如包含二氧化硅颗粒作为磨粒(典型地为仅包含二氧化硅颗粒作为磨粒)、且研磨对象物为硅的研磨用组合物应用。
对研磨对象物的形状没有特别限制。此处公开的研磨用组合物可以优选应用于例如板状、多面体状等具有平面的研磨对象物的研磨。
此处公开的研磨用组合物可以优选用于研磨对象物的最终抛光。因此，根据本说明书，提供一种包括使用上述研磨用组合物的最终抛光工序的研磨物的制造方法(例如，硅晶圆的制造方法)。需要说明的是，最终抛光是指目标物的制造工艺中的最后的抛光工序(即，在该工序之后不进行进一步抛光的工序)。此处公开的研磨用组合物还可以用于比最终抛光更靠上游的抛光工序(是指粗研磨工序和最终研磨工序之间的预研磨工序。典型而言包括至少1次抛光工序，进而可以包括2次、3次……等抛光工序。)，例如在即将进行最终抛光之前进行的抛光工序。
此处公开的研磨用组合物可以特别优选用于硅晶圆的研磨。例如，适宜作为硅晶圆的最终抛光或比其更靠上游的抛光工序中使用的研磨用组合物。例如，应用于通过上游的工序制备成表面粗糙度0.01nm～100nm的表面状态的硅晶圆的抛光(典型地为最终抛光或即将进行最终抛光之前的抛光)是有效的。特别优选应用于最终抛光。
<研磨液>
此处公开的研磨用组合物典型的是，以包含该研磨用组合物的研磨液的形态对研磨对象物进行供给，在该研磨对象物的研磨中使用。上述研磨液例如可以为将此处公开的任意种研磨用组合物稀释(典型地为利用水稀释)而制备得到的研磨液。或者，也可以将该研磨用组合物直接作为研磨液使用。即，此处公开的技术中的研磨用组合物的概念中包括对研磨对象物进行供给并在该研磨对象物的研磨中使用的研磨液(工作浆料)、以及稀释而作为研磨液使用的浓缩液(研磨液的原液)这两者。作为包含此处公开的研磨用组合物的研磨液的其他例子，可以举出调节该组合物的pH而成的研磨液。
对研磨液中的水溶性高分子的含量没有特别限制，例如可以设为1×10-4重量％以上。从雾度降低等观点出发，优选的含量为5×10-4重量％以上，更优选为1×10-3重量％以上，例如为2×10-3重量％以上。另外，从研磨速度等观点出发，优选使上述含量为0.2重量％以下，更优选为0.1重量％以下(例如0.05重量％以下)。
此处公开的研磨用组合物包含磨粒时，对研磨液中的磨粒的含量没有特别限制，典型地为0.01重量％以上，优选为0.05重量％以上，更优选为0.1重量％以上，例如为0.15重量％以上。通过磨粒含量的增大，能够实现更高的研磨速度。从实现更低的雾度的表面的观点出发，通常，上述含量为10重量％以下是适宜的，优选为7重量％以下，更优选为5重量％以下，进一步优选为2重量％以下，例如为1重量％以下。
此处公开的研磨液包含碱性化合物时，对研磨液中的碱性化合物的含量没有特别限制。从研磨速度提高等观点出发，通常优选使其含量为研磨液的0.001重量％以上，更优选为0.003重量％以上。另外，从雾度降低等观点出发，优选使上述含量小于0.4重量％，更优选小于0.25重量％。
对研磨液的pH没有特别限制。例如，pH优选为8.0～12.0，更优选为9.0～11.0。为了形成所述pH的研磨液，优选含有碱性化合物。上述pH例如可以优选应用于在硅晶圆的研磨中使用的研磨液(例如最终抛光用的研磨液)。
此处公开的研磨用组合物包含表面活性剂时，对研磨液中的表面活性剂的含量没有特别限制，例如可以设为1×10-5重量％以上。从雾度降低等观点出发，优选的含量为1×10-4重量％以上，更优选为5×10-4重量％以上，例如为1×10-3重量％以上。另外，从清洗性、研磨速度等观点出发，上述含量优选为0.2重量％以下，更优选为0.1重量％以下(例如0.05重量％以下)。
<浓缩液>
此处公开的研磨用组合物在供给于研磨对象物之前可以是被浓缩的形态(即，研磨液的浓缩液的形态)。这样地被浓缩的形态的研磨用组合物从制造、流通、保存等时的便利性、成本减少等观点出发是有利的。浓缩倍率例如以体积换算可以设为2倍～100倍左右，通常适宜为5倍～50倍左右。优选的一个实施方式的研磨用组合物的浓缩倍率为10倍～40倍，例如为15倍～25倍。
如此处于浓缩液的形态的研磨用组合物可以以下述方式使用：在期望的时刻进行稀释来制备研磨液，对研磨对象物供给该研磨液。上述稀释典型而言可以通过在上述浓缩液中加入前述的水系溶剂并混合来进行。另外，上述水系溶剂为混合溶剂的情况下，可以仅加入该水系溶剂的构成成分中的一部分成分进行稀释，也可以加入以与上述水系溶剂不同的量比包含这些构成成分的混合溶剂进行解释。另外，如后述那样，对于多组分型的研磨用组合物，可以在将其中一部分组分稀释之后与其他组分混合制备研磨液，也可以将多种组分混合之后将该混合物稀释制备研磨液。
上述浓缩液的NV例如可以设为50重量％以下。从研磨用组合物的稳定性(例如磨粒的分散稳定性)、过滤性等观点出发，通常，浓缩液的NV适宜设为40重量％以下，优选为30重量％以下，更优选为20重量％以下，例如为15重量％以下。另外，从制造、流通、保存等时的便利性、成本减少等观点出发，浓缩液的NV适宜设为0.5重量％以上，优选为1重量％以上，更优选为3重量％以上，例如为5重量％以上。
上述浓缩液中的水溶性高分子的含量例如可以设为3重量％以下。从研磨用组合物的过滤性、清洗性等观点出发，通常，上述含量优选为1重量％以下，更优选为0.5重量％以下。另外，从制造、流通、保存等时的便利性、成本减少等观点出发，上述含量通常适宜为1×10-3重量％以上，优选为5×10-3重量％以上，更优选为1×10-2重量％以上。
此处公开的研磨用组合物包含磨粒时，上述浓缩液中的磨粒的含量例如可以设为50重量％以下。从研磨用组合物的稳定性(例如磨粒的分散稳定性)、过滤性等观点出发，通常，上述含量优选为45重量％以下，更优选为40重量％以下。优选的一个实施方式中，可以使磨粒的含量为30重量％以下，也可以为20重量％以下(例如15重量％以下)。另外，从制造、流通、保存等时的便利性、成本减少等观点出发，磨粒的含量例如可以设为0.5重量％以上，优选为1重量％以上，更优选为3重量％以上(例如5重量％以上)。
此处公开的研磨用组合物可以为单组分型，也可以为以双组分型为首的多组分型。例如，可以以将包含该研磨用组合物的构成成分中的一部分成分的A液(例如包含高分子MC-end的液体)和包含剩余成分的B液(例如包含高分子MA-end、高分子ML-end的液体)混合而用于研磨对象物的研磨的方式来构成。或者还可以以相对于包含高分子MC-end和水的研磨用组合物，将另外准备的磨粒(例如二氧化硅磨粒)在规定的时刻混合的方式使用。
<研磨用组合物的制备>
对此处公开的研磨用组合物的制造方法没有特别限定。例如，可以使用叶片式搅拌机、超声波分散机、均质混合器等周知的混合装置，将研磨用组合物中包含的各成分混合。对将这些成分混合的方式没有特别限定，例如可以将全部成分一次性混合，也可以按照适当设定的顺序进行混合。
虽然没有特别限定，但对于包含碱性化合物的组成的研磨用组合物，从稳定(重现性良好)地制造聚集更少的研磨用组合物的观点出发，例如，可以优选采用下述制造方法：准备包含磨粒(例如二氧化硅颗粒)、碱性化合物和水的分散液(以下也称作“碱性磨粒分散液”。)，将该碱性磨粒分散液和水溶性高分子混合。
如此，对于磨粒和碱性化合物共存的碱性磨粒分散液，因上述碱性化合物而增强了上述磨粒的静电排斥，因此与不含碱性化合物的(典型地几乎为中性的)磨粒分散液相比，磨粒的分散稳定性高。因此，与在中性的磨粒分散液中加入水溶性高分子之后加入碱性化合物的方式、将中性的磨粒分散液和水溶性高分子和碱性化合物一次性混合的方式相比，不易产生磨粒的局部聚集。这从研磨用组合物的过滤性提高、研磨后的表面的缺陷减少等观点出发是优选的。
需要说明的是，上述水溶性高分子优选以预先溶解在水中的水溶液(以下也称为“聚合物水溶液”)的形态与碱性磨粒分散液混合。由此，能够更好地抑制磨粒的局部聚集。
在将碱性磨粒分散液与聚合物水溶液混合时，优选对碱性磨粒分散液添加聚合物水溶液。通过所述混合方法，与例如对聚合物水溶液添加碱性磨粒分散液的混合方法相比，能够更好地防止磨粒的局部聚集。磨粒为二氧化硅颗粒(例如胶态二氧化硅颗粒)时，采用如上所述地对碱性磨粒分散液添加聚合物水溶液的混合方法特别有意义。
上述碱性磨粒分散液含有：构成制造目标的研磨用组合物的磨粒、水溶性高分子、碱性化合物及水之中的、磨粒的至少一部分、碱性化合物的至少一部分、水的至少一部分。例如，可以优选采用上述磨粒分散液含有构成研磨用组合物的磨粒的全部、碱性化合物的至少一部分、水的至少一部分的方式。
碱性磨粒分散液中的碱性化合物的含量优选为0.01重量％以上，更优选为0.05重量％以上，进一步优选为0.1重量％以上。通过碱性化合物的含量的增加，形成更好地抑制制备研磨用组合物时产生局部聚集的倾向。另外，碱性磨粒分散液中的碱性化合物的含量优选为10重量％以下，更优选为5重量％以下，进一步优选为3重量％以下。通过降低碱性化合物的含量，研磨用组合物中的碱性化合物的含量的调整变容易。
碱性磨粒分散液的pH优选为8以上，更优选为9以上。通过pH的上升，在该碱性磨粒分散液中添加水溶性高分子或其水溶液时，形成更好地抑制局部聚集的产生的倾向。碱性磨粒分散液的pH优选为12以下，更优选为11.5以下，进一步优选为10.5以下。通过将碱性磨粒分散液的pH在碱性侧设定为更低，该分散液的制备中所需的碱性化合物的量变少，因此，研磨用组合物中的碱性化合物的含量的调节变得容易。另外，例如磨粒为二氧化硅颗粒的情况下，从抑制二氧化硅的溶解的观点出发，pH不过高也是有利的。混合物的pH可以通过碱性化合物的配混量等来调节。
所述碱性磨粒分散液可以通过将磨粒、碱性化合物和水混合来制备。上述混合例如可以使用叶片式搅拌机、超声波分散机、均质混合器等周知的混合装置。对将碱性磨粒分散液中包含的各成分混合的方式没有特别限定，例如可以将全部成分一次性混合，也可以按照适当设定的顺序进行混合。作为优选的一个实施方式的一个例子，可以举出将包含磨粒和水的大致中性的分散液与碱性化合物或其水溶液混合的方式。
将上述水溶性高分子以水溶液(聚合物水溶液)的形态混合到碱性磨粒分散液中时，该聚合物水溶液中的水溶性高分子的含量优选为0.02重量％以上，更优选为0.05重量％以上，进一步优选为0.1重量％以上。通过水溶性高分子的含量的增加，研磨用组合物中的水溶性高分子的含量的调节变得容易。聚合物水溶液中的水溶性高分子的含量优选为10重量％以下，更优选为为5重量％以下，进一步优选为3重量％以下。通过水溶性高分子的含量的减少，在将该聚合物水溶液与碱性磨粒分散液混合时，形成更好地抑制磨粒的局部聚集的倾向。
对上述聚合物水溶液的pH没有特别限定，例如可以调节为pH2～11。上述聚合物水溶液优选调节为从中性附近到碱性附近的液性，更优选调节为碱性。更具体而言，聚合物水溶液的pH优选为8以上，更优选为9以上。pH调节典型而言可以使用构成研磨用组合物的碱性化合物的一部分来进行。通过聚合物水溶液的pH的上升，在碱性磨粒分散液中添加聚合物水溶液时，能够更好地抑制磨粒的局部聚集。聚合物水溶液的pH优选为12以下，更优选为10.5以下。聚合物水溶液的pH在碱性侧变低时，该聚合物水溶液的制备所需的碱性化合物的量变少，因此，研磨用组合物中的碱性化合物的含量的调节变得容易。另外，例如磨粒为二氧化硅颗粒的情况下，从抑制二氧化硅的溶解的观点出发，pH不过高也是有利的。
在碱性磨粒分散液中投入聚合物水溶液时的速度(供给速率)优选的是，相对于该分散液1L，使聚合物水溶液为500mL/分钟以下，更优选为100mL/分钟以下，进一步优选为50mL/分钟以下。通过投入速度的减少，能够更好地抑制磨粒的局部聚集。
优选的一个实施方式中，聚合物水溶液可以在投入到碱性磨粒分散液中之前进行过滤。通过过滤聚合物水溶液，可以进一步减少该聚合物水溶液中含有的杂质、聚集物的量。
对过滤的方法没有特别限定，例如，除了在常压下进行的自然过滤之外，还可以适当采用抽滤、加压过滤、离心过滤等公知的过滤方法。过滤中使用的过滤器优选以网孔为基准进行选择。从研磨用组合物的生产效率的观点出发，过滤器的网孔优选为0.05μm以上，更优选为0.1μm以上，进一步优选为0.2μm以上。另外，从提高杂质、聚集物的去除效果的观点出发，过滤器的网孔优选为100μm以下，更优选为70μm以下，进一步优选为50μm以下。对过滤器的材质、结构没有特别限定。作为过滤器的材质，例如可以举出纤维素、尼龙、聚砜、聚醚砜、聚丙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、聚碳酸酯、玻璃等。作为过滤器的结构，例如可以举出深层过滤器、褶皱过滤器、膜滤器等。
上述说明的研磨用组合物制造方法在将碱性磨粒分散液与水溶性高分子或其水溶液混合而得到的研磨用组合物为研磨液(工作浆料)或与其基本相同的NV的情况下、在为后述的浓缩液的情况下也可以优选适用。
<研磨>
此处公开的研磨用组合物例如可以以包括以下操作的方式用于研磨对象物的研磨。以下，针对使用此处公开的研磨用组合物对研磨对象物进行研磨的方法的适宜的一个实施方式进行说明。
即，准备包含此处公开的任一种研磨用组合物的研磨液(典型地为浆料状的研磨液，有时也称为研磨浆料。)。准备上述研磨液可以包括对研磨用组合物施加浓度调节(例如稀释)、pH调节等操作来制备研磨液。或者，也可以将上述研磨用组合物直接作为研磨液使用。另外，在多组分的研磨用组合物的情况下，准备上述研磨液可以包括将这些组分混合、在该混合之前将1种或多种组分稀释、在该混合之后将该混合物稀释等。
接着，向研磨对象物供给该研磨液，利用通常方法进行研磨。例如，在进行硅晶圆的最终抛光时，将经过了打磨工序及预抛光工序的硅晶圆安装在一般的研磨装置上，通过该研磨装置的研磨垫向上述硅晶圆的表面(研磨对象面)供给研磨液。典型而言，一边连续地供给上述研磨液，一边将研磨垫按压在硅晶圆的表面并使两者相对移动(例如旋转移动)。经过所述研磨工序，完成研磨对象物的研磨。
需要说明的是，对在上述研磨工序中使用的研磨垫没有特别限定。例如，可以使用无纺布型、绒面革型、包含磨粒的研磨垫、不含磨粒的研磨垫等的任意种。
<冲洗>
对于使用此处公开的且包含磨粒的研磨用组合物进行了研磨的研磨物，可以使用如下的冲洗液进行冲洗，所述冲洗液除了不含磨粒以外，与上述包含磨粒的研磨用组合物含有相同的成分。换言之，此处公开的技术中，可以具有使用除了不含磨粒以外与上述研磨用组合物含有相同成分的冲洗液对上述研磨物进行冲洗的工序(冲洗工序)。通过冲洗工序，能够使成为研磨物表面缺陷的原因的磨粒等残留物减少。冲洗工序可以在抛光工序与抛光工序之间进行，也可以在最终抛光工序之后且后述的清洗工序之前进行。通过使用除了不含磨粒以外与上述研磨用组合物含有相同成分的冲洗液进行冲洗，例如能够进一步减少缺陷、雾度而不会阻碍吸附在研磨对象物(例如硅晶圆)表面的水溶性高分子(例如高分子MC-end)的作用。所述冲洗液典型地可以为包含水溶性高分子(例如高分子MC-end)和水的硅晶圆研磨用组合物(具体而言为在硅晶圆研磨的冲洗中使用的组合物。也称为冲洗用组合物。)。关于冲洗用组合物的组成等，除了不含磨粒以外与上述的研磨用组合物基本相同，因此这里不再重复说明。
<清洗>
另外，使用此处公开的研磨用组合物进行了研磨的研磨物典型的是在研磨后(必要时在冲洗后)进行清洗。该清洗可以使用适当的清洗液进行。对所使用的清洗液没有特别限定，例如，在半导体等领域中可以使用一般的SC-1清洗液(氢氧化铵(NH4OH)和过氧化氢(H2O2)和水(H2O)的混合液。以下，将使用SC-1清洗液进行清洗称为“SC-1清洗”。)、SC-2清洗液(HCl和H2O2和H2O的混合液。)等。清洗液的温度例如可以设为常温～90℃左右。从提高清洗效果的观点出发，可以优选使用50℃～85℃左右的清洗液。
以下，说明本发明涉及的几个实施例，但并非意在将本发明限定于所述实施例所示的情况。需要说明的是，以下的说明中，只要没有特别指出，“份”及“％”为重量基准。
<研磨用组合物的制备>
(实施例1)
将磨粒、水溶性高分子、氨水(浓度29％)及去离子水混合，得到研磨用组合物的浓缩液。将该浓缩液用去离子水稀释20倍，制备实施例1的研磨用组合物。
作为磨粒，使用平均一次粒径35nm、平均二次粒径66nm的胶态二氧化硅。上述平均一次粒径是使用Micromeritics Corporation制的表面积测定装置、商品名“FlowSorb II2300”测定的值。另外，上述平均二次粒径是使用日机装株式会社制的型号“UPA-UT151”测定的体积平均二次粒径。
作为水溶性高分子，使用利用偶氮系引发剂V-50(和光纯药工业株式会社制)作为聚合引发剂聚合得到的聚乙烯醇(PVA-A)。PVA-A的皂化度为98％以上。
磨粒、水溶性高分子和氨水的使用量采用如下的量：研磨用组合物中的磨粒的含量为0.46％，水溶性高分子的含量为0.018％，氨(NH3)的含量为0.01％。该研磨用组合物的pH为10.2。
(实施例2)
作为水溶性高分子，以1：1的比使用聚乙烯醇(PVA-B)和聚乙烯醇(PVA-C)，除此以外，与实施例1同样地操作，制备实施例2的研磨用组合物。PVA-B为使用偶氮系引发剂V-50(和光纯药工业株式会社制)作为聚合引发剂聚合得到的聚乙烯醇，PVA-C为使用偶氮系引发剂AIBN(大塚化学株式会社制)作为聚合引发剂聚合得到的聚乙烯醇。PVA-B及PVA-C的皂化度为98％以上。该研磨用组合物的pH为10.2。
(实施例3)
作为水溶性高分子，以1：1的比使用PVA-A和聚乙烯醇(PVA-D)，除此以外，与实施例1同样地操作，制备实施例3的研磨用组合物。PVA-D为使用偶氮系引发剂ACVA(大塚化学株式会社制)作为聚合引发剂聚合得到的聚乙烯醇。PVA-D的皂化度为98％以上。该研磨用组合物的pH为10.2。
(实施例4)
作为水溶性高分子，以2：1的比使用聚丙烯酰吗啉(PACMO-A)和聚乙烯醇(PVA-E)，水溶性高分子的使用量采用研磨用组合物中的水溶性高分子的含量为0.015％的量，除此以外，与实施例1同样地操作，制备实施例4的研磨用组合物。PACMO-A为使用偶氮系引发剂V-50(和光纯药工业株式会社制)作为聚合引发剂聚合得到的聚丙烯酰吗啉。另外，PVA-E为使用偶氮系引发剂AIBN(大塚化学株式会社制)作为聚合引发剂聚合得到的聚乙烯醇。PVA-E的皂化度为98％以上。该研磨用组合物的pH为10.2。
(实施例5)
作为水溶性高分子，以2：1的比使用聚丙烯酰吗啉(PACMO-B)和PVA-E，除此以外，与实施例4同样地操作，制备实施例5的研磨用组合物。PACMO-B为使用偶氮系引发剂V-50(和光纯药工业株式会社制)作为聚合引发剂聚合得到的聚丙烯酰吗啉。该研磨用组合物的pH为10.2。
(比较例1～3)
作为水溶性高分子，使用PVA-C(比较例1)、PVA-D(比较例2)、阳离子改性PVA(比较例3)代替PVA-A，除此以外，与实施例1同样地操作，分别制备比较例1～3的研磨用组合物。需要说明的是，阳离子改性PVA为通过使用偶氮系引发剂V-50(和光纯药工业株式会社制)作为聚合引发剂聚合得到的VA和含阳离子性基团单体的无规共聚物。VA和含阳离子性基团单体的摩尔比(摩尔数比率)为79：21。
将实施例及比较例中使用的水溶性高分子的概略示于表1。
<硅晶圆的研磨>
将各例的研磨用组合物直接作为研磨液使用，在下述条件下对硅晶圆的表面进行研磨。作为硅晶圆，对进行粗研磨且直径为300mm、传导型为P型、结晶取向为<100>、电阻率为0.1Ω·cm以上且小于100Ω·cm的硅晶圆，使用研磨浆料(FUJIMI INCORPORATED制，商品名“GLANZOX2100”)进行预研磨，由此调整为表面粗糙度0.1nm～10nm来使用。
[研磨条件]
研磨机：株式会社冈本工作机械制作所制的单片研磨机、型号“PNX-332B”
研磨台：使用上述研磨机所具有的3个工作台中处于后段的2个工作台，实施预研磨后的最终研磨第1段和第2段。
(以下的条件各工作台相同。)
研磨载荷：15kPa
平台转速：30rpm
研磨头转速：30rpm
研磨时间：2分钟
研磨液的温度：20℃
研磨液的供给速度：2.0升/分钟(使用自然流挂(掛け流し))
<清洗>
使用NH4OH(29％)：H2O2(31％)：去离子水(DIW)＝1：3：30(体积比)的清洗液，对研磨后的硅晶圆进行清洗(SC-1清洗)。更具体而言，准备2个安装有频率950kHz的超声波振荡器的清洗槽，在所述第1和第2清洗槽中分别容纳上述清洗液，保持为60℃，在分别使上述超声波振荡器工作的状态下，将研磨后的硅晶圆在第1清洗槽中浸渍6分钟，然后经过采用超纯水和超声波的冲洗槽，在第2清洗槽中浸渍6分钟。
<研磨速率测定>
测定研磨前的硅晶圆的重量及清洗后的硅晶圆的重量，基于它们的差算出研磨速率(nm/分钟)。将得到的结果换算为以比较例1的研磨速率作为100％的相对值，示于表1。
<划痕测定>
对于清洗后的硅晶圆表面，使用KLA-Tencor Japan Ltd.制的晶圆检查装置、商品名“SurfscanSP2”，在Oblique模式下计测划痕数。将得到的结果换算为以比较例1的划痕数作为100％的相对值，示于表1。
[表1]
表1
如表1所示，对于使用包含在主链的端部具有阳离子性区域(更具体而言为在主链单末端具有阳离子性基团)的PVA-A(高分子MC-end)或PVA-B(高分子MC-end)作为水溶性高分子的研磨用组合物的实施例1～3，与没有使用高分子MC-end作为水溶性高分子的比较例1、2相比，实现了优异的研磨速率，并且划痕减少性也优异。另外，对于使用包含在主链的端部具有阳离子性区域(更具体而言为在主链单末端具有阳离子性基团)的PACMO-A(高分子MC-end)或PACMO-B(高分子MC-end)作为水溶性高分子的研磨用组合物的实施例4、5，与没有使用高分子MC-end作为水溶性高分子的比较例1、2相比，实现了优异的研磨速率，并且划痕减少性也优异。另一方面，在使用了阳离子性基团无规地存在于主链中的阳离子改性PVA的比较例3中，划痕明显多。由该结果可知，高分子MC-end通过非无规地、在主链的端部具有阳离子性区域，从而有效减少了表面缺陷。该效果可推断是通过高分子MC-end仅以端部吸附在磨粒上来实现的。
另外，对于使用包含PVA-B(高分子MC-end)和在主链的端部具有疏水性区域(更具体而言为在主链单末端具有疏水性基团)的PVA-C(高分子ML-end)的研磨用组合物的实施例2，与单独使用PVA-A的实施例1相比，划痕进一步减少。由此结果可推断：高分子ML-end通过与高分子MC-end不同的作用而有助于划痕减少。具体而言推断为：高分子ML-end通过良好地吸附在研磨对象物(硅晶圆)表面而有助于划痕减少。
进而，对于使用包含PVA-A(高分子MC-end)和在主链的端部具有阴离子性区域(更具体而言在主链单末端具有阴离子性基团)的PVA-D(高分子MA-end)的研磨用组合物的实施例3，与单独使用PVA-A的实施例1相比，划痕进一步减少。由该结果可推断：高分子MA-end通过与高分子MC-end不同的作用而有助于表面缺陷减少。
对于使用包含PACMO-A(高分子MC-end)和在主链的端部具有疏水性区域(更具体而言为在主链单末端具有疏水性基团)的PVA-E(高分子ML-end)作为水溶性高分子的研磨用组合物的实施例4，与组合使用PVA-B(高分子MC-end)和PVA-C(高分子ML-end)的实施例2相比，维持同等优异的研磨速率，并且划痕减少性更优异。另外，对于使用分子量更大的PACMO-B(高分子MC-end)代替实施例4中使用的PACMO-A(高分子MC-end)的实施例5，与实施例4相比，显示更优异的研磨速率和更优异的划痕减少性。
以上，对本发明的具体例详细地进行了说明，但这些仅是例示，并非限定权利要求的范围。权利要求书记载的技术方案的范围中包括以上例示的具体例的各种变形、变更。

Claims (12)

1.一种研磨用组合物，其包含水溶性高分子MC-end，
所述水溶性高分子MC-end的主链包含作为主构成区域的非阳离子性区域和位于该主链的至少一个端部的阳离子性区域，
所述阳离子性区域具有至少一个阳离子性基团，所述非阳离子性区域为非离子性区域，
所述水溶性高分子MC-end为乙烯醇系聚合物或者丙烯酰吗啉系聚合物，
作为磨粒包括二氧化硅颗粒。
2.根据权利要求1所述的研磨用组合物，其中，所述阳离子性区域仅存在于所述主链的一个端部。
3.根据权利要求1或2所述的研磨用组合物，其中，所述主链由碳-碳键形成。
4.根据权利要求1或2所述的研磨用组合物，其中，pH在8～12的范围。
5.根据权利要求1或2所述的研磨用组合物，其中，所述水溶性高分子MC-end为乙烯醇系聚合物。
6.根据权利要求1或2所述的研磨用组合物，其中，所述阳离子性基团为氨基。
7.根据权利要求1或2所述的研磨用组合物，其中，所述阳离子性基团存在于所述主链的末端。
8.根据权利要求1或2所述的研磨用组合物，其中，除包含所述水溶性高分子MC-end以外，还包含水溶性高分子MA-end，
所述水溶性高分子MA-end的主链包含作为主构成区域的非阴离子性区域和位于该主链的至少一个端部的阴离子性区域，
所述阴离子性区域具有至少一个阴离子性基团。
9.根据权利要求1或2所述的研磨用组合物，其中，除包含所述水溶性高分子MC-end以外，还包含水溶性高分子ML-end，
所述水溶性高分子ML-end的主链的至少一个端部具有疏水性区域，
所述疏水性区域具有来自聚合引发剂的至少一个疏水性基团。
10.根据权利要求1或2所述的研磨用组合物，所述二氧化硅颗粒为胶态二氧化硅。
11.根据权利要求1或2所述的研磨用组合物，其用于硅晶圆的研磨。
12.一种研磨用组合物的制造方法，其特征在于，其制备包含水溶性高分子MC-end的研磨用组合物，所述水溶性高分子MC-end具有包含作为主构成区域的非阳离子性区域和阳离子性区域的主链，所述阳离子性区域位于所述主链的至少一个端部，并且具有至少一个阳离子性基团，所述非阳离子性区域为非离子性区域，所述水溶性高分子MC-end为乙烯醇系聚合物或者丙烯酰吗啉系聚合物，作为磨粒包括二氧化硅颗粒。
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