CN111954705B - 研磨用组合物及研磨方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种手段，其即使将研磨用组合物以浓缩液的状态长期间保管，也可以稳定地维持固定的研磨率。本发明为包含磨粒、碱性化合物、有机物和水的研磨用组合物，涉及通过下述式(1)测定的前述研磨用组合物的浓缩液的磨粒吸附参数不足15％的研磨用组合物，此处，C0为前述研磨用组合物的浓缩液所包含的全部有机碳量(重量ppm)，C1为对前述研磨用组合物的浓缩液进行离心分离处理而使前述磨粒沉淀，回收上清液，前述上清液所包含的全部有机碳量(重量ppm)。磨粒吸附参数(％)＝[(C0‑C1×(100‑A/2.2)/100)/C0)]×100(1)。

Description

研磨用组合物及研磨方法
技术领域
本发明涉及研磨用组合物及使用该研磨用组合物的研磨方法。
背景技术
基于平坦化等各种要求，硅、铝、镍、钨、铜、钽、钛、不锈钢等金属或半导体、或这些的合金；碳化硅、氮化镓、砷化镓等化合物半导体晶圆材料被研磨，并应用于各种领域。
其中，在集成电路等半导体元件的制作中，为了制作高平坦且具有无缺陷、杂质的高品质镜面的镜面晶圆，正对研磨硅晶圆的技术进行各种各样的研究。
在研磨中，为了将晶圆表面加工为高精度、且雾度少的镜面，可以使用除了磨粒外还含有研磨助剂的研磨用组合物。例如，日本特开2012-15462号公报中提出了包含研磨材(磨粒)、特定的高分子化合物和水系介质的研磨液组合物。
发明内容
通常，研磨用组合物在以较高浓度混合有磨粒、研磨助剂等的浓缩液状态下被保管/输送，通过直接使用该浓缩液、或使用将其稀释得到的研磨用组合物来进行硅晶圆的研磨。并且通过日本特开2012-15462号公报的技术，可以使这样的浓缩液的保管稳定性提高。
然而，使用如上述的研磨用组合物进行硅晶圆的研磨时，即使使用具有相同组成(相同成分比率)的研磨用组合物时，取决于使用时机，研磨率也会有发生变化的情况。即，基于浓缩液的保管时间、使用时机，有无法得到固定的研磨率，从而研磨性能发生偏差的问题。
本发明是鉴于所述情况而做成的，目的在于提供即使以浓缩液的状态长期间保管，也可稳定地维持固定的研磨率的研磨用组合物。另外，本发明的另一目的在于提供使用这样的研磨用组合物的研磨方法。
上述问题可以通过研磨用组合物解决，所述研磨用组合物包含磨粒、碱性化合物、有机物、和水，且通过以下条件测定的前述研磨用组合物的浓缩液的磨粒吸附参数不足15％：
(1)求出前述研磨用组合物的浓缩液所包含的全部有机碳量C0(重量ppm)；
(2)对前述研磨用组合物的浓缩液进行离心分离处理而使前述磨粒沉淀，回收上清液，并求出前述上清液所包含的全部有机碳量C1(重量ppm)；
(3)根据前述C0、前述C1及前述研磨用组合物的浓缩液所包含的前述磨粒的含量A(重量％)，通过下述式(1)算出磨粒吸附参数。
磨粒吸附参数(％)＝[(C0-C1×(100-A/2.2)/100)/C0)]×100(1)
具体实施方式
本发明的一个方式为包含磨粒、碱性化合物、有机物、和水的研磨用组合物，
其为通过以下条件测定的前述研磨用组合物的浓缩液的磨粒吸附参数不足15％的研磨用组合物：
(1)求出前述研磨用组合物的浓缩液所包含的全部有机碳量C0(重量ppm)；
(2)对前述研磨用组合物的浓缩液进行离心分离处理而使前述磨粒沉淀，回收上清液，并求出前述上清液所包含的全部有机碳量C1(重量ppm)；
(3)根据前述C0、前述C1及前述研磨用组合物的浓缩液所包含的前述磨粒的含量A(重量％)，通过下述式(1)算出磨粒吸附参数。
磨粒吸附参数(％)＝[(C0-C1×(100-A/2.2)/100)/C0)]×100(1)
需要说明的是，对于上述C0及C1，将研磨用组合物的浓缩液的液温设为25℃进行测定。
通过本发明的一个方式，提供：即使以浓缩液的状态长期间保管，也可稳定地维持固定的研磨率的研磨用组合物。另外，通过本发明，提供使用这样的研磨用组合物的研磨方法。
硅晶圆的研磨中使用的研磨用组合物通常在以较高浓度包含磨粒、研磨助剂等的浓缩液状态下被保管/输送。并且，在研磨时，通常将这样的浓缩液稀释、并以研磨用组合物的方式使用。然而，即使在使用具有相同组成(相同成分比率)的研磨用组合物时，根据浓缩液的保管时间、使用的时机不同，也有无法得到固定的研磨率的问题。
本发明人等对这样的问题进行深入研究，意外地发现，通过将根据上述式(1)算出的浓缩液的磨粒吸附参数设为不足15％，可以解决上述问题。
此处，磨粒吸附参数的值越大，则表示研磨用组合物的浓缩液所包含的研磨助剂(主要为有机物)对磨粒的吸附性越高。并且，本发明人等认为，上述磨粒吸附参数大时，研磨助剂并不立刻吸附于磨粒，而是研磨助剂缓缓地进行对磨粒的吸附。即，本发明人等推测：以浓缩液的状态长期间保管时，研磨助剂经时地将磨粒表面覆盖，液体中分散的(游离的)研磨助剂的量缓缓减少。并且可以认为，该经时变化也会对稀释后的研磨助剂对磨粒的吸附性造成影响。因此推测，对于磨粒吸附参数高的浓缩液而言，取决于保管时间的长短，研磨助剂相对于磨粒表面的覆盖率会变化，其结果会导致研磨用组合物的研磨率变化。
与此相对，本发明的一个方式所述的研磨用组合物的浓缩液的状态下的磨粒吸附参数具有不足15％的较小值。如此，可推测磨粒吸附参数为较小值时，研磨助剂非常难以吸附于磨粒。因此，起初就不会发生上述那样的研磨助剂的经时吸附，因此即使长期间保管浓缩液，研磨用组合物的研磨率也不易发生变化。进而，通过本发明所述的研磨用组合物，不论其保管时间的长短，不论在刚制备后还是长期间保管后，都可以达成同等的研磨率。
需要说明的是，上述为基于推测的机制，本发明并不受上述机制的任何限定。
以下，对本发明的实施的方式进行说明。需要说明的是，本发明并不仅限于以下实施方式。另外，若无特别说明，则操作及物性等的测定在室温(20℃以上且25℃以下的范围)/相对湿度40％RH以上且50％RH以下的条件下进行测定。
[研磨用组合物]
本发明的一个方式所述的研磨用组合物包含磨粒、碱性化合物、有机物和水，且根据上述式(1)算出的浓缩液的磨粒吸附参数不足15％。
如此，浓缩液的状态下的磨粒吸附参数不足15％时，浓缩液中所包含的研磨助剂(主要是有机物)难以吸附于磨粒，另外，即使经过一段时间对磨粒的吸附也难以进行。因此，在刚制备后和长期间保管后，浓缩液中所包含的研磨助剂(主要是有机物)相对于磨粒的吸附状态也不易发生变化。其结果，可以认为本发明的一个方式所述的研磨用组合物在浓缩液的状态、稀释液的状态下均可将研磨率维持为固定。
因此，从将研磨率维持为固定的观点来看，磨粒吸附参数越小则越优选，优选为不足10％，更优选为不足8％，进一步优选为不足6％，更进一步优选为5％以下，特别优选为不足5％，进一步特别优选为不足3％，极优选为不足1％。另一方面，其下限并无特别限制，为0％。需要说明的是，具体而言，磨粒吸附参数为通过实施例记载的方法测定的值。
本发明中，“研磨用组合物的浓缩液(浓缩液的状态下的研磨用组合物)”是指磨粒浓度高的研磨液，具体而言是指磨粒的含量为1重量％以上。可以直接将该浓缩液用于研磨，也可以在用于研磨时，用水等分散介质、或其中含有一部分各成分的溶液或分散液等进行稀释(即，以稀释液的状态)并用于研磨。研磨用组合物的浓缩液中的磨粒的含量(使用两种以上磨粒时为其总量)只要为1重量％以上则没有特别限制，优选为2重量％以上，更优选为3重量％以上，进一步优选为5重量％以上。另外，研磨用组合物的浓缩液中的磨粒的含量并没有特别限制，从保管稳定性、过滤性等观点来看，优选为50重量％以下，更优选为20重量％以下，进一步优选为10重量％以下。
以下，对本发明所述的研磨用组合物及该研磨用组合物所包含的各成分进行详细说明。
(磨粒)
本发明的一个方式所述的研磨用组合物包含磨粒。磨粒具有对研磨对象物的表面进行机械研磨的作用。
磨粒的材质、性状并无特别限制，可以根据研磨用组合物的使用目的、使用方式等适当选择。作为磨粒的例子，可举出无机颗粒、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、氧化铁红颗粒等氧化物颗粒；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，可举出聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)颗粒、聚(甲基)丙烯酸颗粒、聚丙烯腈颗粒等。此处(甲基)丙烯酸的含义包括丙烯酸及甲基丙烯酸。磨粒可以单独使用一种，也可组合使用两种以上。
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。作为磨粒，特别优选可举出二氧化硅颗粒。作为二氧化硅颗粒，可举出胶体二氧化硅、气相二氧化硅、沉淀二氧化硅等。
二氧化硅颗粒之中，优选胶体二氧化硅及气相二氧化硅，从划痕减少的观点来看，特别优选胶体二氧化硅。即，磨粒优选包含胶体二氧化硅。
此处，作为优选研磨对象物的硅晶圆的表面通常经过打磨(Lapping)工序和抛光(Polishing)工序而被加工为高品质的镜面。并且，上述抛光工序通常由包括预研磨工序(预抛光工序，在精加工研磨工序前的抛光工序)和精加工研磨工序(最终抛光工序)的多个研磨工序构成。例如，有如下倾向：在粗略地对硅晶圆进行研磨的阶段(例如，预研磨工序)中使用加工力(研磨力)高的研磨用组合物，在进行更精细地研磨的阶段(例如，精加工研磨工序)中使用研磨力低的研磨用组合物。如此，对于使用的研磨用组合物，各研磨工序所要求的研磨特性不同，因此，根据使用该研磨用组合物的研磨工序的阶段，可以采用研磨用组合物所包含的磨粒的粒径及其含量分别不同的研磨用组合物。
此时，通过磨粒的粒径的增大，变得易于对研磨对象物的表面进行机械研磨，研磨率有提高的倾向。另一方面，通过磨粒的粒径的减少，有变得易于减少雾度的倾向。
预研磨工序中使用的研磨用组合物中的磨粒的平均一次粒径并没有特别限制，优选为10nm以上，更优选为20nm以上，进一步优选为30nm以上。另外，预研磨工序中使用的磨粒的平均一次粒径优选为100nm以下，更优选为80nm以下，进一步优选为60nm以下。
精加工研磨工序中使用的研磨用组合物中的磨粒的平均一次粒径并没有特别限制，优选为5nm以上，更优选为10nm以上，进一步优选为15nm以上，特别优选为20nm以上。另外，精加工研磨工序中使用的磨粒的平均一次粒径优选为60nm以下，更优选为50nm以下，进一步优选为40nm以下。
另外，预研磨工序中使用的研磨用组合物中的磨粒的平均二次粒径并没有特别限制，优选为20nm以上，更优选为40nm以上，进一步优选为60nm以上。另外，预研磨工序中使用的磨粒的平均二次粒径优选为250nm以下，更优选为180nm以下，进一步优选为150nm以下。
精加工研磨工序中使用的研磨用组合物中的磨粒的平均二次粒径优选为10nm以上，更优选为20nm以上，进一步优选为30nm以上，更进一步优选为40nm以上，特别优选为45nm以上。另外，精加工研磨工序中使用的磨粒的平均二次粒径优选为100nm以下，更优选为90nm以下，进一步优选为80nm以下，特别优选为70nm以下。
需要说明的是，磨粒的平均一次粒径的值例如通过基于BET法测定的比表面积算出。磨粒的比表面积的测定例如可以使用Micromeritics Instrument Corp制的“FlowSorbII 2300”进行。另外，磨粒的平均二次粒径例如通过动态光散射法测定，例如可以使用日机装株式会社制的“NANOTRAC(注册商标)UPA-UT151”测定。
另外，如上所述，对于使用的研磨用组合物，各研磨工序所要求的研磨特性不同，因此关于研磨用组合物中的磨粒的含量，也可以根据使用该研磨用组合物的研磨工序的阶段而采用不同的研磨用组合物。
此时，通过磨粒的含量的增加，对研磨对象物的表面的研磨率有提高的倾向。另一方面，通过磨粒的含量的减少，研磨用组合物的分散稳定性提高，且研磨后的面的磨粒的残渣有减少的倾向。
本发明的一个方式所述的研磨用组合物中的磨粒的含量(使用两种以上时为其总量)并没有特别限制，优选为0.001重量％以上，更优选为0.01重量％以上，进一步优选为0.1重量％以上，特别优选为0.15重量％以上。另外，研磨用组合物中的磨粒的含量优选为50重量％以下，更优选为20重量％以下，进一步优选为10重量％以下，更进一步优选为1重量％以下，特别优选为0.8重量％以下，进一步特别优选为0.6重量％以下，极优选为0.5重量％以下。
需要说明的是，以上述研磨液形式使用时的优选磨粒含量的调节优选通过使用水等分散介质、其中包含任意研磨助剂而成的溶液或分散液等，对前述研磨用组合物的浓缩液进行稀释。
(碱性化合物)
本发明的一个方式所述的研磨用组合物包含碱性化合物。此处碱性化合物是指具有通过被添加至研磨用组合物中而使该研磨用组合物的pH上升的功能的化合物。碱性化合物具有基于对研磨对象物的面进行蚀刻的化学研磨作用、及使磨粒的分散稳定性提高的作用。另外，碱性化合物可以用作pH调节剂。
作为碱性化合物的具体例，可举出第2族元素或碱金属的氢氧化物或盐、季铵化合物、氨或其盐、胺等。
第2族元素或碱金属的氢氧化物或盐中，作为第2族元素，并无特别限制，可优选使用碱土金属，可举出例如钙等。另外，作为碱金属，可举出钾、钠等。作为盐，可举出碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、乙酸盐等。作为第2族元素或碱金属的氢氧化物或盐，可举出例如氢氧化钙、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、硫酸钾、乙酸钾、氯化钾、氢氧化钠、碳酸氢钠、及碳酸钠等。
作为季铵化合物，可举出四甲基铵、四乙基铵、四丁基铵等的氢氧化物，氯化物、碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、及磷酸盐等盐。作为具体例，可举出氢氧化四甲基铵、氢氧化四乙基铵、氢氧化四丁基铵等氢氧化四烷基铵；碳酸四甲基铵、碳酸四乙基铵、碳酸四丁基铵等碳酸四烷基铵；氯化四甲基铵、氯化四乙基铵、氯化四丁基铵等氯化四烷基铵等。
作为其他铵盐，可举出碳酸铵、碳酸氢铵等。
作为胺的具体例，可举出甲胺、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、胍等。
碱性化合物可以根据其预期的功能来选择优选的化合物。另外，碱性化合物可以单独使用一种，也可组合使用两种以上。
此处，作为预研磨工序中使用的研磨用组合物中的碱性化合物，从研磨率提高的观点来看，优选使用氢氧化四甲基铵等氢氧化季铵化合物、氨。另外，作为预研磨工序中使用的碱性化合物，从研磨率提高的观点来看，优选包含碳酸盐或碳酸氢盐等，更优选包含碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钠、或碳酸氢钠等。从操作的简便性的观点来看，进一步优选氢氧化季铵、氨。
另外，作为精加工研磨工序中使用的研磨用组合物中的碱性化合物，从不附着并残留于研磨后的研磨对象物上的观点来看，优选不包含碱土金属、碱金属、及过渡金属中的任一者。因此，作为碱性化合物，例如优选氢氧化季铵、胺、氨，从操作的简便性的观点来看，更优选氢氧化季铵、氨，进一步优选氨。
本发明的一个方式所述的研磨用组合物为浓缩液的状态时，研磨用组合物中的碱性化合物的含量(使用两种以上时为其总量)优选为0.02重量％以上，更优选为0.06重量％以上。通过使碱性化合物的含量增加，变得易于得到高研磨率。另外，此时，从保管稳定性、过滤性等观点来看，研磨用组合物中的碱性化合物的含量(使用两种以上时为其总量)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，特别优选为1重量％以下。
本发明的一个方式所述的研磨用组合物中的碱性化合物的含量(使用两种以上时为其总量)并没有特别限制，优选为0.001重量％以上，更优选为0.003重量％以上，进一步优选为0.005重量％以上。另外，从保管稳定性、过滤性等观点来看，研磨用组合物中的碱性化合物的含量(使用两种以上时为其总量)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，更进一步优选为1重量％以下，特别优选为0.2重量％以下，进一步特别优选为0.1重量％以下。
需要说明的是，随着接近精加工研磨工序，优选阶段性地减少碱性化合物的含量。可举出例如，预研磨用组合物的碱性化合物的含量为最多，优选为精加工研磨用组合物中的碱性化合物的含量的2倍以上且20倍以下的范围。
(有机物)
本发明的一个方式所述的研磨用组合物包含有机物。有机物具有减少研磨对象物的雾度的作用、使磨粒的分散性提高的作用、使研磨用组合物增粘的作用等。
如上所述，本发明的一个方式所述的研磨用组合物的浓缩液的状态下的磨粒吸附参数不足15％。此处，如以下说明的那样，磨粒吸附参数取决于研磨用组合物中所包含的各成分的种类、含量，但其中有主要取决于研磨用组合物所包含的有机物的种类、含量的倾向。特别是从研磨对象物的雾度的减少、更有效地增粘的观点来看，研磨用组合物所包含的有机物优选包含水溶性高分子。需要说明的是，本说明书中，“水溶性”是指相对于水(25℃)的溶解度为1g/100mL以上，“高分子”是指重均分子量为1000以上的(共)聚合物。重均分子量可以通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定，具体而言，采用通过实施例记载的方法测定的值。
水溶性高分子的重均分子量并没有特别限制，优选为1500以上，更优选为2000以上。另外，从研磨用组合物的保管稳定性的观点来看，水溶性高分子的重均分子量优选为1000000以下，更优选为800000以下，进一步优选为500000以下。
作为水溶性高分子，可使用分子中具有选自阳离子基团、阴离子基团及非离子基团中的至少一种官能团的水溶性高分子。作为具体的水溶性高分子，可举出分子中包含羟基、羧基、酰氧基、磺基、季铵结构、杂环结构、乙烯基结构、聚氧化烯结构等的水溶性高分子。水溶性高分子可以单独包含上述取代基及结构，也可包含两种以上。另外，水溶性高分子可以单独使用一种，也可组合使用两种以上。
本发明的一个方式所述的研磨用组合物为浓缩液的状态时，从提高磨粒的分散性、使稳定性提高的观点来看，研磨用组合物中的水溶性高分子的含量优选为0.002重量％以上，更优选为0.02重量％以上，进一步优选为0.2重量％以上。另外，此时，从保管稳定性、过滤性等观点来看，研磨用组合物中的水溶性高分子的含量优选为5重量％以下，更优选为3重量％以下，进一步优选为1重量％以下，特别优选为0.8重量％以下。
本发明的一个方式所述的研磨用组合物中的水溶性高分子的含量并没有特别限制，从提高磨粒的分散性、使稳定性提高的观点来看，优选为0.0001重量％以上，更优选为0.001重量％以上，进一步优选为0.005重量％以上，特别优选为0.0075重量％以上。另外，从保管稳定性、过滤性等观点来看，研磨用组合物中的水溶性高分子的含量优选为5重量％以下，更优选为3重量％以下，进一步优选为1重量％以下，更进一步优选为0.8重量％以下，特别优选为0.5重量％以下，进一步特别优选为0.1重量％以下。
另外，水溶性高分子的含量并没有特别限制，优选相对于100重量份的研磨用组合物中所包含的磨粒为0.1重量份以上，更优选为0.5重量份以上，进一步优选为1重量份以上，特别优选为3重量份以上。另外，从减小磨粒吸附参数、抑制经时的研磨率的变动的观点来看，水溶性高分子的含量优选相对于100重量份的研磨用组合物中所包含的磨粒为20重量份以下，更优选为10重量份以下，进一步优选为5重量份以下，特别优选为不足5重量份。
根据以上，相对于100重量份的研磨用组合物中所包含的磨粒，水溶性高分子的含量优选为0.1重量份以上且20重量份以下，更优选为0.5重量份以上且10重量份以下，进一步优选为1重量份以上且5重量份以下，特别优选为3重量份以上且不足5重量份。
需要说明的是，在研磨用组合物包含两种以上水溶性高分子时，上述的水溶性高分子的含量是指其总量。
·具有羟基的水溶性高分子
从抑制雾度的观点来看，水溶性高分子优选具有羟基。即，水溶性高分子优选包含具有羟基的高分子(具有羟基的水溶性高分子)。
本发明的一个方式所述的研磨用组合物为浓缩液的状态时，从提高磨粒的分散性、使稳定性提高的观点来看，研磨用组合物中的具有羟基的高分子的含量优选为0.002重量％以上，更优选为0.02重量％以上，进一步优选为0.1重量％以上，特别优选为0.2重量％以上。另外，此时，从保管稳定性、过滤性等观点来看，研磨用组合物中的具有羟基的高分子的含量优选为5重量％以下，更优选为3重量％以下，进一步优选为1重量％以下，特别优选为0.8重量％以下。
本发明的一个方式所述的研磨用组合物中的具有羟基的高分子的含量并没有特别限制，从提高磨粒的分散性、使稳定性提高的观点来看，优选为0.0001重量％以上，更优选为0.001重量％以上，进一步优选为0.005重量％以上，特别优选为0.0075重量％以上。另外，从保管稳定性、过滤性等观点来看，研磨用组合物中的具有羟基的高分子的含量优选为5重量％以下，更优选为3重量％以下，进一步优选为1重量％以下，更进一步优选为0.8重量％以下，特别优选为0.5重量％以下，进一步特别优选为0.1重量％以下。
另外，具有羟基的高分子的含量并没有特别限制，相对于100重量份的研磨用组合物中所包含的磨粒，优选为0.1重量份以上，更优选为0.5重量份以上，进一步优选为1重量份以上，更进一步优选为1.5重量份以上，特别优选为3重量份以上。另外，具有羟基的高分子的含量优选相对于100重量份的研磨用组合物中所包含的磨粒为20重量份以下，更优选为10重量份以下，进一步优选为6重量份以下，更进一步优选为5重量份以下，特别优选为不足5重量份。
根据以上，相对于100重量份的研磨用组合物中所包含的磨粒，具有羟基的高分子的含量优选为0.1重量份以上且20重量份以下，更优选为0.5重量份以上且10重量份以下，进一步优选为0.5重量份以上且6重量份以下，更进一步优选为1重量份以上且5重量份以下，特别优选为1.5重量份以上且5重量份以下，进一步特别优选为3重量份以上且不足5重量份。
需要说明的是，在研磨用组合物包含两种以上具有羟基的高分子的含量时，上述的具有羟基的高分子的含量是指其总量。
从凝集物的减少、清洗性提高、研磨对象物的雾度的减少等观点来看，具有羟基的高分子优选包含不具有环状结构、且还具有氧化烯单元的高分子(也称作“不具有环状结构且具有氧化烯单元的高分子”，或“具有聚氧化烯结构的高分子”)。作为这样的高分子，可举出聚环氧乙烷(PEO)、环氧乙烷(EO)与环氧丙烷(PO)的嵌段共聚物、EO与PO的无规共聚物等。EO与PO的嵌段共聚物可以是包含聚环氧乙烷(PEO)嵌段和聚环氧丙烷(PPO)嵌段的二嵌段体、三嵌段体等。上述三嵌段体中包含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。从对水的溶解性、清洗性等观点来看，EO与PO的嵌段共聚物或无规共聚物中，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)。这些可以单独使用一种，也可组合使用两种以上。
不具有环状结构且具有氧化烯单元的高分子的含量(使用两种以上时为其总量)并没有特别限制，相对于具有羟基的高分子的总量(总重量)优选为0.5重量％以上，更优选为1重量％以上，进一步优选为5重量％以上，特别优选为10重量％以上。另外，不具有环状结构且具有氧化烯单元的高分子的含量(使用两种以上时为其总量)相对于具有羟基的高分子的总量(总重量)优选为30重量％以下，更优选为20重量％以下，进一步优选为15重量％以下，特别优选为不足15重量％。
根据以上，相对于具有羟基的高分子的总量(总重量)，不具有环状结构且具有氧化烯单元的高分子的含量优选为0.5重量％以上且30重量％以下，更优选为1重量％以上且20重量％以下，进一步优选为5重量％以上且15重量％以下，特别优选为10重量％以上且不足15重量％。
具有羟基的高分子除了上述不具有环状结构且具有氧化烯单元的高分子以外，还可以包含其他具有羟基的高分子。作为这样的其他具有羟基的高分子，只要具有羟基就没有特别限制，可举出例如具有源自乙烯醇的结构单元的高分子、纤维素衍生物、淀粉衍生物等。
其中，其他具有羟基的高分子优选包含具有源自乙烯醇的结构单元的高分子及纤维素衍生物中的至少一者。包含这些高分子的研磨用组合物易于使研磨对象物的雾度减少。
“具有源自乙烯醇的结构单元的高分子”是指一分子中具有乙烯醇单元(-CH2-CH(OH)-所示的结构部分；以下也称作“VA单元”。)的高分子。另外，具有源自乙烯醇的结构单元的高分子也可以是除VA单元外，还包含非乙烯醇单元(源自乙烯醇以外的单体的结构单元，以下也称作“非VA单元”。)的共聚物。作为非VA单元的例子，并无特别限制，可举出源自乙烯的结构单元等。包含源自乙烯醇的结构单元的聚合物在包含非VA单元时，可以仅包含一种非VA单元，也可包含两种以上非VA单元。需要说明的是，VA单元与非VA单元的含有比率(摩尔比)并无特别限制，例如VA单元：非VA单元(摩尔比)优选为1：99～99：1，更优选为95：5～50：50。
作为包含源自乙烯醇的结构单元的聚合物，可举出例如聚乙烯醇(PVA)、乙烯醇/乙烯共聚物等。
“纤维素衍生物”是指纤维素具有的羟基的一部分被其他不同的取代基取代而成者。作为纤维素衍生物，可举出例如羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、羧甲基纤维素等纤维素衍生物及普鲁兰糖等。
从易于控制磨粒吸附参数的观点来看，具有羟基的高分子除了上述不具有环状结构且具有氧化烯单元的高分子外，优选还包含具有源自乙烯醇的结构单元的高分子及羟乙基纤维素(HEC)中的至少一者作为其他具有羟基的高分子。另外，从同样的观点来看，对于具有羟基的高分子而言，作为其他具有羟基的高分子，优选还包含聚乙烯醇(PVA)及羟乙基纤维素(HEC)中的至少一者。需要说明的是，其他具有羟基的高分子可以单独使用一种，也可组合使用两种以上。
包含聚乙烯醇时，该聚乙烯醇的皂化度并没有特别限制，优选为80％以上且100％以下，更优选为90％以上且100％以下，进一步优选为95％以上且100％以下，特别优选为98％以上且100％以下。
在具有羟基的高分子除了上述不具有环状结构且具有氧化烯单元的高分子(具有OA单元的高分子)外，还包含具有源自乙烯醇的结构单元的高分子(具有VA单元的高分子)及羟乙基纤维素(HEC)中的至少一者时，不具有环状结构且具有氧化烯单元的高分子的含量与具有源自乙烯醇的结构单元的高分子及羟乙基纤维素(HEC)的总量的比(重量比)([具有OA单元的高分子]：[具有VA单元的高分子+HEC的总计重量]的重量比)优选为1：3～1：20，更优选为1：5～1：15，进一步优选为1：5～1：10。
·其他水溶性高分子(不具有羟基的水溶性高分子)
进而，水溶性高分子除具有羟基的高分子外，也可包含其他水溶性高分子(不具有羟基的高分子)。作为这样的其他水溶性高分子，优选具有氮原子者。具有氮原子的水溶性高分子相对于磨粒具有吸附性，但可以对磨粒的机械作用进行缓冲，从而使研磨对象物的雾度减少。
作为具有氮原子的水溶性高分子，可举出例如聚N-丙烯酰基吗啉(PACMO)、聚N-乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚N-乙烯基咪唑(PVI)、聚N-乙烯基咔唑、聚N-乙烯基己内酰胺、聚N-乙烯基哌啶等。这些可以单独使用一种，也可组合使用两种以上。
其中，从使研磨对象物的雾度减少的观点来看，在水溶性高分子除具有羟基的高分子外，还包含其他水溶性高分子(不具有羟基的高分子)时，作为该其他水溶性高分子，优选包含聚N-丙烯酰基吗啉(PACMO)。
在水溶性高分子除具有羟基的高分子外，还包含其他水溶性高分子(优选具有氮原子的水溶性高分子，更优选聚N-丙烯酰基吗啉(PACMO))时，研磨用组合物中的该其他水溶性高分子的含量并无特别限制，例如优选以下的范围。
本发明的一个方式所述的研磨用组合物为浓缩液的状态时，从提高磨粒的分散性，使稳定性提高的观点来看，研磨用组合物中的其他水溶性高分子的含量(使用两种以上时为其总量)优选为0.002重量％以上，更优选为0.02重量％以上。另外，此时，从保管稳定性、过滤性等观点来看，研磨用组合物中的其他水溶性高分子的含量优选为3重量％以下，更优选为1重量％以下，进一步优选为0.5重量％以下，特别优选为0.3重量％以下。
本发明的一个方式所述的研磨用组合物中的其他水溶性高分子的含量(使用两种以上时为其总量)并没有特别限制，从提高磨粒的分散性，使稳定性提高的观点来看，优选为0.0001重量％以上，更优选为0.001重量％以上，进一步优选为0.005重量％以上。另外，从保管稳定性、过滤性等观点来看，研磨用组合物中的其他水溶性高分子的含量(使用两种以上时为其总量)优选为3重量％以下，更优选为1重量％以下，进一步优选为0.5重量％以下，更进一步优选为0.3重量％以下，特别优选为0.1重量％以下，进一步特别优选为0.01重量％以下。
(水)
本发明的一个方式所述的研磨用组合物包含水。水具有使其他成分溶解的溶剂的作用，或使其他成分分散的分散介质的作用。
从防止硅晶圆的污染、阻碍其他成分的作用的观点来看，水优选尽可能不含杂质。作为这样的水，例如优选过渡金属离子的总含量为100ppb以下的水。此处，水的纯度例如可以通过使用离子交换树脂的杂质离子的去除、通过过滤器的异物的去除、蒸留等操作来提高。具体而言，作为水，优选使用例如去离子水(离子交换水)、纯水、超纯水、蒸馏水等。
为了各成分的分散或溶解，分散介质也可以为水与有机溶剂的混合溶剂。此时，作为使用的有机溶剂，可举出与水混和的有机溶剂即丙酮、乙腈、乙醇、甲醇、异丙醇、甘油、乙二醇、丙二醇等。另外，也可以将这些有机溶剂不与水混合而使用，将各成分分散或溶解后再与水混合。这些有机溶剂可以单独使用，也可以组合使用两种以上。
此处，分散介质优选仅为水。
(其他成分)
本发明的一个方式所述的研磨用组合物除了磨粒、碱性化合物、有机物、及水以外，在不明显影响本发明的效果的范围内，也可包含表面活性剂、螯合剂、防腐剂、防霉剂等其他成分。
(磨粒吸附参数的控制)
本发明中，研磨用组合物的浓缩液的磨粒吸附参数可以通过变更研磨用组合物中的磨粒、碱性化合物、有机物(主要为水溶性高分子)的含量(浓度)、温度来控制。此时，通过采用上述的优选含量作为上述各成分的含量，另外，通过根据各成分的特征、含量使组合物温度和在温度下的保持时间变化，变得容易将磨粒吸附参数控制在期望的范围内。
[研磨用组合物的方式等]
本发明的一个方式所述的研磨用组合物可以为一液型，也可以为以二液型为首的多液型。多液型为由研磨用组合物的一部分或全部以任意的混合比率混合而成的液体的组合。
另外，本发明的一个方式所述的研磨用组合物可以直接用于研磨，也可以将浓缩液的状态的研磨用组合物进行稀释后使用。此时的稀释倍率并没有特别限制，例如，以体积基准计，优选为2倍以上且100倍以下，更优选为5倍以上且50倍以下，进一步优选为10倍以上且40倍以下。作为稀释方法，并无特别限制，可举出添加水等分散介质的稀释方法等。另外，多液型的研磨用组合物的情况下，可举出用水和含有构成成分的一部分的水溶液进行稀释的方法等。例如，可以在保管和/或输送研磨用组合物的浓缩液后，在使用时进行稀释从而调制研磨用组合物。即，此处公开的技术中的研磨用组合物的概念中包括以下两者：被供给于研磨对象物的该研磨对象物的研磨中使用的研磨液(工作浆料)、和稀释并以研磨液方式使用的浓缩液(研磨液的原液)。
研磨用组合物(稀释液/浓缩液)优选为碱性，其pH优选为8以上，更优选为9以上，进一步优选为9.2以上，特别优选为9.5以上。研磨用组合物的pH升高时，研磨率有提高的倾向。另一方面，研磨用组合物(稀释液/浓缩液)的pH优选为12以下，更优选为11以下，进一步优选为10.5以下。研磨用组合物的pH降低时，表面的精度有提高的倾向。
根据以上，研磨用组合物(稀释液/浓缩液)的pH优选为8以上且12以下的范围，更优选为9以上且11以下的范围，进一步优选为9.2以上且10.5以下，特别优选为9.5以上且10.5以下的范围。特别是在研磨对象物为硅晶圆时，研磨用组合物的pH优选上述范围。
研磨用组合物的pH的调节中可以使用公知的pH调节剂，也可使用上述碱性化合物。
需要说明的是，研磨用组合物(稀释液/浓缩液)的pH可以使用pH计测定。使用标准缓冲液对pH计进行3点校正后，将玻璃电极放入研磨用组合物。并且，通过测定经过2分钟以上稳定后的值可以掌握研磨用组合物的pH。例如，pH计可以使用株式会社堀场制作所制的pH玻璃电极式氢离子浓度指示计(型号F-23)。标准缓冲液可以使用(1)苯二甲酸盐pH缓冲液pH：4.01(25℃)、(2)中性磷酸盐pH缓冲液pH：6.86(25℃)、(3)碳酸盐pH缓冲液pH：10.01(25℃)。
[研磨用组合物的制造方法]
本发明的一个方式所述的研磨用组合物的制造方法例如可以通过在水中将各成分搅拌混合而得到。但是，并不特别限定为该方法。另外，混合温度、混合时间并无特别限制，可以使其分别变化来控制磨粒吸附参数。
[研磨对象物]
使用本发明的一个方式所述的研磨用组合物进行研磨的研磨对象物并无特别限制，可适用于具有各种材质及形状的研磨对象物的研磨中。研磨对象物的材料可举出例如硅材料、铝、镍、钨、钢、钽、钛、不锈钢等金属或半金属、或这些的合金；石英玻璃、铝硅酸盐玻璃、玻碳等玻璃状物质；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。另外，研磨对象物也可以由上述材料之中的多个材料构成。
这些之中，出于可以更显著地得到本发明的一个方式所述的研磨用组合物的效果的方面出发，优选硅材料。即，本发明的一个方式所述的研磨用组合物优选用于硅材料的研磨中。
另外，硅材料优选包含选自由单晶硅、非晶硅及多晶硅组成的组中的至少一种材料。作为硅材料，从可以更显著地得到本发明的效果的观点来看，更优选单晶硅或多晶硅，进一步优选单晶硅。即，研磨对象物优选为单晶硅基板。
进而，研磨对象物的形状并无特别限制。本发明的一个方式所述的研磨用组合物例如可优选应用于板状、多面体状等具有平面的研磨对象物的研磨。
[研磨方法]
作为本发明的其他方式，提供一种包括使用上述研磨用组合物对研磨对象物(优选硅材料，更优选单晶硅基板)进行研磨的工序的研磨方法。即，作为本发明的其他方式，提供一种研磨方法，其为使用包含磨粒、碱性化合物、有机物和水的研磨用组合物的研磨方法，并且包括使用通过以下的条件测定的前述研磨用组合物的浓缩液的磨粒吸附参数不足15％的研磨用组合物进行研磨的工序：
(1)求出前述研磨用组合物的浓缩液所包含的全部有机碳量C0(重量ppm)；
(2)对前述研磨用组合物的浓缩液进行离心分离处理而使前述磨粒沉淀，回收上清液，并求出前述上清液所包含的全部有机碳量C1(重量ppm)；
(3)根据前述C0、前述C1及前述研磨用组合物的浓缩液所包含的前述磨粒的含量A(重量％)，通过下述式(1)算出磨粒吸附参数。
磨粒吸附参数(％)＝[(C0-C1×(100-A/2.2)/100)/C0)]×100(1)
需要说明的是，对于上述C0及C1，将研磨用组合物的浓缩液的液温设为25℃进行测定。
本发明的一个方式所述的研磨用组合物即使以浓缩液的状态长期间保管，也可以稳定地维持固定的研磨率。例如，对于本发明所述的研磨用组合物而言，即使在浓缩液的状态下，在10℃以上且不足20℃、或20℃以上且不足30℃、或30℃以上且45℃以下进行保管后，也可以稳定地维持固定的研磨率。需要说明的是，保管时间的上限也并没有特别限制，例如若为1年以下，则特别容易维持固定的研磨率。
如上所述，本发明所述的研磨用组合物即使在浓缩液的状态下长期间保管，也可以稳定地维持固定的研磨率。因此，通过本发明的一个方式所述的研磨方法，可以以稳定的研磨率对研磨对象物进行研磨。
另外，本发明的一个方式所述的研磨方法还可以包括对通过上述式(1)得到的磨粒吸附参数不足15％的研磨用组合物的浓缩液进行稀释而调制研磨用组合物的工序。此时，稀释方法并无特别限制，例如可优选使用[研磨用组合物的方式等]项记载的稀释方法。
进而，如上所述，本发明所述的研磨用组合物特别优选用于单晶硅基板的研磨。因此，作为本发明的进一步的另一方式，提供包括使用上述研磨用组合物对硅晶圆进行研磨的工序的研磨方法。
作为研磨装置，可使用安装有保持具有研磨对象物的基板等的保持件和可变更转速的马达等的、具有可粘附研磨垫(研磨布)的研磨定盘的通常的研磨装置。
作为前述研磨垫，可无特别限制地使用通常的无纺布型、聚氨酯型、绒面革型等。优选对研磨垫实施可以积存研磨用组合物的槽加工。
研磨条件根据使用研磨用组合物的研磨工序的阶段进行适当设定。
预研磨工序中，定盘的转速优选为10rpm以上且100rpm以下左右，更适宜为15rpm以上且50rpm以下左右。另外，精加工研磨工序中，可适宜使用单面研磨装置。精加工研磨工序中，定盘的转速优选为10rpm以上且100rpm以下左右，更适宜为20rpm以上且50rpm以下左右，进而适宜为25rpm以上且50rpm以下左右。为这样的转速时，可显著减少研磨对象物的表面的雾度水平。
通常通过定盘对研磨对象物加压。此时的压力可以适当选择，在预研磨工序中，优选为5kPa以上且30kPa以下左右，更优选为10kPa以且上25kPa以下左右。另外，精加工研磨工序的情况下，优选为5kPa以上且30kPa以下左右，更优选为10kPa以上且20kPa以下左右。为这样的压力时，可显著减少研磨对象物的表面的雾度水平。
研磨用组合物的供给速度可以根据定盘的尺寸适当选择。考虑经济性时，预研磨工序的情况下，优选为0.1L/分钟以上且5L/分钟以下左右，更适宜为0.2L/分钟以上且2L/分钟以下左右。精加工研磨工序的情况下，优选为0.1L/分钟以上且5L/分钟以下左右，更适宜为0.2L/分钟以上且2L/分钟以下左右。基于这样的供给速度，可以高效地对研磨对象物的表面进行研磨，从而显著地降低研磨对象物的表面的雾度水平。
作为研磨用组合物的研磨装置中的保持温度，也并无特别限制，从研磨率的稳定性、雾度水平的减少的观点来看，均优选为15℃以上且40℃以下左右，更优选为18℃以上且25℃以下左右。
关于上述的研磨条件(研磨装置的设定)，仅为对单一例子的叙述，也可偏离上述的范围，也可对适当设定进行变更。本领域技术人员可以对这样的条件进行适当设定。
进而，优选在研磨后进行清洗/干燥。这些操作的方法、条件并无特别限制，可适当采用公知的那些。例如，作为对研磨对象物进行清洗的工序，优选进行SC-1清洗。“SC-1清洗”是指例如使用氨与双氧水的混合液(例如40℃以上且80℃以下)进行清洗的方法。进行SC-1清洗，并通过例如对硅晶圆的表面进行薄蚀刻，可以去除该硅晶圆表面的微粒。
[研磨对象物的研磨率的稳定化方法]
作为本发明的进一步的另一方式，提供研磨对象物的研磨率的稳定化方法，该方法包括使用上述研磨用组合物对研磨对象物(优选硅材料，更优选单晶硅基板)进行研磨的工序。即，作为本发明的进一步的另一方式，提供研磨对象物的研磨率的稳定化方法，其为使用包含磨粒、碱性化合物、有机物和水的研磨用组合物的研磨对象物的研磨率的稳定化方法，所述方法包括使用通过以下的条件测定的前述研磨用组合物的浓缩液的磨粒吸附参数不足15％的研磨用组合物进行研磨的工序：
(1)求出前述研磨用组合物的浓缩液所包含的全部有机碳量C0(重量ppm)；
(2)对前述研磨用组合物的浓缩液进行离心分离处理而使前述磨粒沉淀，回收上清液，并求出前述上清液所包含的全部有机碳量C1(重量ppm)；
(3)根据前述C0、前述C1及前述研磨用组合物的浓缩液所包含的前述磨粒的含量A(重量％)，通过下述式(1)算出磨粒吸附参数。
磨粒吸附参数(％)＝[(C0-C1×(100-A/2.2)/100)/C0)]×100(1)
需要说明的是，对于上述C0及C1，将研磨用组合物的浓缩液的液温设为25℃进行测定。
本发明所述的研磨用组合物即使以浓缩液的状态长期间保管，也可以稳定地维持固定的研磨率。因此，通过本发明的一个方式所述的研磨对象物的研磨率的稳定化方法，可以以稳定的研磨率对研磨对象物进行研磨。需要说明的是，使用上述研磨用组合物对研磨对象物进行研磨的方法的详细内容记载于上述[研磨方法]项中，故省略说明。
实施例
使用以下的实施例及比较例对本发明的效果进行说明。但是，本发明的技术的范围并不仅限于以下的实施例。需要说明的是，以下，若无特别说明，则操作及物性等的测定在室温(20℃以上25℃以下)/相对湿度40％RH以上且50％RH以下的条件下进行测定。另外，若无特别说明，则“％”及“份”分别含义为“重量％”及“重量份”。
[重均分子量的测定]
使用GPC法按以下的条件对实施例及比较例所使用的水溶性高分子的重均分子量进行测定。
《GPC测定条件》
装置：东曹株式会社制HLC-8320GPC、
柱：TSK-gel GMPWXL、
溶剂：100mM硝酸钠水溶液/乙腈＝10～8/0～2、
试样浓度：0.1重量％、
流量：1mL/min、
注入量：200μL、
测定温度：40℃、
分子量换算：聚乙二醇换算、
检测器：差示折光计(RI)。
[研磨用组合物(浓缩液)的制备]
(实施例1～2及比较例1～2)
以成为下述表1所示组成的方式，在去离子水(DIW)中将以下的材料混合，由此分别制备pH约为10的实施例1～2及比较例1～2的研磨用组合物(浓缩液)(混合温度：约20～25℃、混合时间：约15分钟)。需要说明的是，研磨用组合物(浓缩液)(液温：25℃)的pH通过pH计(株式会社堀场制作所制商品名：LAQUA(注册商标))确认。此时，使用标准缓冲液(苯二甲酸盐pH缓冲液pH：4.01(25℃)、中性磷酸盐pH缓冲液pH：6.86(25℃)、碳酸盐pH缓冲液pH：10.01(25℃))进行3点校正后，将玻璃电极插入研磨用组合物(浓缩液)，经过2分钟以上，测定稳定后的值。
·磨粒(胶体二氧化硅)、
·碱性化合物(氨水(29重量％)、表1记载的值为氨量换算)、
·水溶性高分子：
PEO-PPO-PEO：PEO-PPO-PEO型三嵌段体(重均分子量：3000)、
HEC：羟乙基纤维素(重均分子量：260000)、
PVA：聚乙烯醇(重均分子量：70000、皂化度98％以上)、
PACMO：聚N-丙烯酰基吗啉(重均分子量：400000)、
PVP：聚N-乙烯基吡咯烷酮(重均分子量：17000)、
poly(VA-co-VP)：聚乙烯醇/聚N-乙烯基吡咯烷酮无规共聚物(重均分子量：2300、PVA：PVP(摩尔比)＝90：10)。
需要说明的是，表1中，对于“具有OA单元的高分子(无环状结构)的含量”，表示相对于具有羟基的高分子的总量，不具有环状结构且具有氧化烯单元的高分子的含量(单位：重量％)。另外，“相对于磨粒的水溶性高分子的量”表示相对于100重量份磨粒的水溶性高分子的含量(单位：重量份)。
[磨粒吸附参数的测定]
(1)对上述各实施例及比较例得到的研磨用组合物(浓缩液)，使用总有机碳仪(株式会社岛津制作所制、TOC-L)，测定刚制造后(制备后24小时以内)的研磨用组合物(浓缩液、液温25℃)中的全部有机碳量(TOC)C0(重量ppm)；
(2)以下述的离心分离条件对上述各实施例及比较例得到的刚制造后(制备后24小时以内)的研磨用组合物(浓缩液)进行离心分离，回收上清液。与上述(1)同样，对该上清液(液温25℃)，测定上清液中的全部有机碳量(TOC)C1(重量ppm)：
《离心分离条件》
离心分离机：贝克曼/库尔特公司制、Avanti(注册商标)HP-30I、
转速：26000rpm、
离心分离时间：30分钟、
温度：25℃。
(3)根据上述(1)及(2)得到的C0、C1(重量ppm)及研磨用组合物(浓缩液)中的磨粒含量A(重量％)，基于下述式(1)，算出水溶性高分子(研磨用组合物(浓缩液)所包含的总水溶性高分子)的相对于磨粒的吸附性。得到的磨粒吸附参数示于下表1。
磨粒吸附参数(％)＝[(C0-C1×(100-A/2.2)/100)/C0)]×100(1)
[研磨率(R.R)的测定]
将单晶硅晶圆(直径：200mm、p型、晶体取向<100>、无COP)浸渍于2重量％的HF(氟化氢)水溶液30秒，用去离子水进行冲洗，由此进行前处理。
然后，以规定的天数保管上述各实施例及比较例得到的研磨用组合物(浓缩液)后，使用去离子水(DIW)稀释为20倍(体积基准)，得到研磨用组合物(稀释液)，使用该各研磨用组合物(稀释液)以下述研磨条件进行研磨。
《研磨条件》
研磨机：单片研磨机PNX-322(株式会社冈本工作机械制作所制)、
研磨垫：POLYPAS(注册商标)27NX(绒面革型、厚度约1.5mm、密度约0.4g/cm3、压缩率约20％、压缩弹性模量约90％、硬度约40、平均开孔径约45μm、开孔率约25％、フジボウ愛媛株式会社制)、
研磨荷重：15kPa、
压盘(定盘)转速：30rpm、
头(托架)转速：30rpm、
研磨用组合物(稀释液)的供给速度(浇注)：0.4L/分钟、
研磨时间：600秒、
定盘冷却水的温度：20℃、
研磨用组合物(稀释液)的保持温度：20℃。
研磨后，通过将硅晶圆浸渍于NH4OH(29％)：H2O2(31％)：去离子水(DIW)＝1：1：12(体积比)的清洗液中5分钟而进行清洗(SC-1清洗)。之后，在超声波振荡器工作的状态下浸渍于去离子水，用旋转干燥器进行干燥。根据研磨前后的重量差及硅的比重算出研磨率(R.R.)。以下表1中示出将在浓缩液的制备后经过1天的时间点进行稀释(20倍(体积基准))得到的研磨用组合物(稀释液)的研磨率设为100时，各研磨用组合物的相对值。另外，以下表1中按经过的天数示出各研磨用组合物(浓缩液)的浓缩液的制备后(在浓缩液的状态下的保管天数)的研磨率的相对值。需要说明的是，浓缩液的保管在室温(25℃)下进行。该研磨率的相对值越接近100则越优选，为95～110的范围内时，判断为实用。
[表1]
Figure BDA0002708766020000261
上述表1的实施例1～2所述的研磨用组合物(浓缩液)即使长期间保管，将其稀释得到的研磨用组合物的研磨率也几乎无变化，维持固定的研磨率。
另一方面，如比较例1～2所示，研磨用组合物(浓缩液)的磨粒吸附参数超过15％时，进行长期间保管后的结果为：将其稀释得到的研磨用组合物的研磨率发生变化。如此，可推测磨粒吸附参数超过15％时，研磨用组合物(浓缩液)中所包含的有机物(主要为水溶性高分子)相对于的磨粒吸附状态会发生变化，结果了导致上述结果。
本申请基于2018年3月30日申请的日本专利申请号2018-067988号，将其公开内容通过参照的形式整体并入。

Claims (4)

1.一种研磨用组合物，其包含磨粒、碱性化合物、有机物和水，
所述有机物包含水溶性高分子，
所述水溶性高分子包含具有羟基的高分子，
所述具有羟基的高分子包含不具有环状结构且具有氧化烯单元的高分子，且包含具有源自乙烯醇的结构单元的高分子及羟乙基纤维素中的至少一者，
所述具有氧化烯单元的高分子的含量与所述具有源自乙烯醇的结构单元的高分子及所述羟乙基纤维素的总量的重量比为1：5～1：7.5，
根据以下的条件测定的所述研磨用组合物的浓缩液的磨粒吸附参数不足15％：
(1)求出所述研磨用组合物的浓缩液所包含的、以重量ppm为单位的全部有机碳量C0；
(2)对所述研磨用组合物的浓缩液进行离心分离处理而使所述磨粒沉淀，回收上清液，并求出所述上清液所包含的、以重量ppm为单位的全部有机碳量C1；
(3)根据所述C0、所述C1及所述研磨用组合物的浓缩液所包含的、以重量％为单位的所述磨粒的含量A，通过下述式(1)算出磨粒吸附参数，
磨粒吸附参数(％)＝[(C0-C1×(100-A/2.2)/100)/C0)]×100 (1)。
2.根据权利要求1所述的研磨用组合物，其中，相对于所述具有羟基的高分子的总量，所述具有氧化烯单元的高分子的含量为1重量％以上且20重量％以下。
3.根据权利要求1或2所述的研磨用组合物，其中，所述磨粒包含胶体二氧化硅。
4.一种研磨方法，其包括使用权利要求1～3中任一项所述的研磨用组合物对研磨对象物进行研磨。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7477964B2 (ja) * 2019-12-13 2024-05-02 インテグリス・インコーポレーテッド 化学機械研磨組成物及びそれを用いた化学機械研磨方法
WO2022202688A1 (ja) * 2021-03-26 2022-09-29 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨方法および半導体基板の製造方法、ならびに研磨用組成物セット
WO2024029457A1 (ja) * 2022-08-05 2024-02-08 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
CN116493711A (zh) * 2023-07-03 2023-07-28 陕西长羽航空装备股份有限公司 一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104995277A (zh) * 2013-02-13 2015-10-21 福吉米株式会社 研磨用组合物、研磨用组合物制造方法及研磨物制造方法
CN105051145A (zh) * 2013-03-19 2015-11-11 福吉米株式会社 研磨用组合物、研磨用组合物制造方法及研磨用组合物制备用试剂盒
CN105073941A (zh) * 2013-02-21 2015-11-18 福吉米株式会社 研磨用组合物及研磨物制造方法
CN105451940A (zh) * 2013-08-09 2016-03-30 福吉米株式会社 研磨完的研磨对象物的制造方法及研磨用组合物试剂盒
CN105612236A (zh) * 2013-09-30 2016-05-25 福吉米株式会社 研磨用组合物及其制造方法
CN106133106A (zh) * 2014-03-31 2016-11-16 霓达哈斯股份有限公司 研磨用组合物
CN106233424A (zh) * 2014-04-14 2016-12-14 福吉米株式会社 硅晶圆研磨用组合物
CN106463386A (zh) * 2014-06-18 2017-02-22 福吉米株式会社 硅晶圆的研磨方法、研磨用组合物及研磨用组合物套组
CN106663619A (zh) * 2014-06-24 2017-05-10 福吉米株式会社 硅晶圆研磨用组合物
WO2018043504A1 (ja) * 2016-08-31 2018-03-08 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物および研磨用組成物セット

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104995277A (zh) * 2013-02-13 2015-10-21 福吉米株式会社 研磨用组合物、研磨用组合物制造方法及研磨物制造方法
CN105073941A (zh) * 2013-02-21 2015-11-18 福吉米株式会社 研磨用组合物及研磨物制造方法
CN105051145A (zh) * 2013-03-19 2015-11-11 福吉米株式会社 研磨用组合物、研磨用组合物制造方法及研磨用组合物制备用试剂盒
CN105451940A (zh) * 2013-08-09 2016-03-30 福吉米株式会社 研磨完的研磨对象物的制造方法及研磨用组合物试剂盒
CN105612236A (zh) * 2013-09-30 2016-05-25 福吉米株式会社 研磨用组合物及其制造方法
CN106133106A (zh) * 2014-03-31 2016-11-16 霓达哈斯股份有限公司 研磨用组合物
CN106233424A (zh) * 2014-04-14 2016-12-14 福吉米株式会社 硅晶圆研磨用组合物
CN106463386A (zh) * 2014-06-18 2017-02-22 福吉米株式会社 硅晶圆的研磨方法、研磨用组合物及研磨用组合物套组
CN106663619A (zh) * 2014-06-24 2017-05-10 福吉米株式会社 硅晶圆研磨用组合物
WO2018043504A1 (ja) * 2016-08-31 2018-03-08 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物および研磨用組成物セット

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