JP7273912B2 - シリコン基板の研磨方法および研磨用組成物セット - Google Patents

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Description

本発明は、互いに抵抗率の異なる複数種類のシリコン基板を研磨するための研磨方法および該研磨方法に用いられる研磨用組成物セットに関する。本出願は、２０１６年３月１日に出願された日本国特許出願２０１６－３９０６６号に基づく優先権を主張しており、その出願の全内容は本明細書中に参照として組み入れられている。
半導体製品の製造等に用いられるシリコン基板の表面は、一般に、ラッピング工程（粗研磨工程）とポリシング工程（精密研磨工程）とを経て高品位の鏡面に仕上げられる。上記ポリシング工程は、典型的には、予備ポリシング工程（予備研磨工程）と仕上げポリシング工程（仕上げ研磨工程）とを含む。シリコンウェーハの研磨に関する技術文献として特許文献１～３が挙げられる。
国際公開第２０１０／０１３３９０号 日本国特許出願公開第２０１４－１０３３９８号公報 日本国特許出願公開第２００６－３２４４１７号公報
近年、低抵抗率のシリコンウェーハの需要が増している。低抵抗率のシリコンウェーハは、例えば上述のようなラッピングやポリシングを経て鏡面に仕上げられた後、その表面にシリコンエピタキシャル層を成長させて、パワー半導体デバイス製造用の基板等として用いられる。上記低抵抗率シリコンウェーハには、一般に、ドーパントが高濃度にドープされている。ドーパントとしては、ｐ型のシリコンウェーハではホウ素、ｎ型のシリコンウェーハではリン、砒素等が用いられる。
このような低抵抗率シリコンウェーハは、通常のシリコンウェーハに比べて、より研磨されにくい性質を有することが知られている。ここで、通常のシリコンウェーハとは、一般に、抵抗率１Ω・ｃｍ以上１００Ω未満程度、典型的には抵抗率１０Ω・ｃｍ程度のシリコンウェーハをいう。また、低抵抗率シリコンウェーハのなかでも研磨されやすさの程度は異なり、より抵抗率の低い（ドーパント濃度の高い）シリコンウェーハはより研磨されにくい傾向にある。
このように異なる抵抗率を有する複数種類のシリコンウェーハのポリシングは、各種類のシリコンウェーハを所望の表面品位に効率よく仕上げるために、互いに異なる研磨プロセスを適用しているのが現状である。例えば、使用する研磨スラリー、研磨装置、研磨条件（例えば研磨時間）等の少なくとも一部を異ならせて行われている。
そこで本発明は、互いに抵抗率の異なる複数種類のシリコン基板に共通して適用し得る研磨方法を提供することを目的とする。関連する他の目的は、かかる研磨方法に好ましく用いられ得る研磨用組成物セットを提供することである。
この明細書により提供される研磨方法は、研磨対象のシリコン基板に対し、第１研磨スラリーＳ１および第２研磨スラリーＳ２を、この順に、上記シリコン基板の研磨途中で切り替えて供給することを含む。ここで、上記第１研磨スラリーＳ１は、砥粒Ａ１および水溶性高分子Ｐ１を含有する。上記第１研磨スラリーＳ１としては、その研磨能率が上記第２研磨スラリーＳ２の研磨能率よりも高いものが用いられる。
かかる研磨方法によると、互いに抵抗率の異なる複数種類のシリコン基板の表面粗さをそれぞれ的確に低減することができる。したがって、上記研磨方法を適用することにより、互いに抵抗率の異なる複数種類のシリコン基板を効率よく製造することができる。上記研磨方法は、上記複数種類のシリコン基板の製造における研磨設備の簡略化や研磨装置の高稼働率化にも役立ち得る。
ここに開示される研磨方法の好ましい一態様において、上記第１研磨スラリーＳ１は、上記水溶性高分子Ｐ１を０．００１重量％以上の濃度で含む。かかる態様によると、高抵抗率（例えば、抵抗率１Ω・ｃｍ以上）のシリコン基板を、低抵抗率（例えば、抵抗率０．００５Ω・ｃｍ未満）のシリコン基板と同じ研磨プロセスで研磨しても、上記高抵抗率のシリコン基板の表面粗さを好適に低減し得る。
ここに開示される技術の一態様において、上記水溶性高分子Ｐ１は、ビニルアルコール系ポリマー鎖を含むことが好ましい。このような態様において、本発明の適用効果が好適に発揮され得る。
ここに開示される技術の他の一態様において、上記水溶性高分子Ｐ１は、Ｎ－ビニル系ポリマー鎖を含むことが好ましい。このような水溶性高分子Ｐ１を含む第１研磨スラリーＳ１によると、高抵抗率のシリコン基板を低抵抗率のシリコン基板と同じ研磨プロセスで研磨しても、上記高抵抗率のシリコン基板の表面粗さを好適に低減し得る。また、上記高抵抗率のシリコン基板の表面粗さを好適に低減し得る研磨プロセスを低抵抗率のシリコン基板に適用しても、該低抵抗率のシリコン基板を効率よく研磨することができる。
ここに開示される研磨方法の好ましい一態様において、上記第１研磨スラリーＳ１は、塩基性化合物Ｂ１としてアルカリ金属水酸化物を含む。かかる態様によると、高抵抗のシリコン基板を低抵抗のシリコン基板と同じ研磨プロセスで研磨しても、上記高抵抗のシリコン基板の表面粗さを好適に低減し得る。また、上記高抵抗率のシリコン基板の表面粗さを好適に低減し得る研磨プロセスを低抵抗率のシリコン基板に適用しても、該低抵抗率のシリコン基板を効率よく研磨することができる。
ここに開示される研磨方法における上記第２研磨スラリーＳ２としては、砥粒Ａ２および水溶性高分子Ｐ２を含有するものが好ましく用いられる。上記第２研磨スラリーＳ２における上記水溶性高分子Ｐ２の濃度は、上記第１研磨スラリーＳ１における上記水溶性高分子Ｐ１の濃度よりも高いことが好ましい。このような第２スラリーＳ２を用いることにより、互いに抵抗率の異なる複数種類のシリコン基板について、高品位の表面を効率よく実現することができる。
上記第２研磨スラリーＳ２が砥粒Ａ２を含有する態様において、該砥粒Ａ２の含有量は、０．５重量％以下とすることが好ましい。このような第２スラリーＳ２によると、互いに抵抗率の異なる複数種類のシリコン基板について、より高品位の表面を効率よく実現することができる。
ここに開示される研磨方法の好ましい一態様において、上記第１研磨スラリーＳ１に含まれる上記砥粒Ａ１のＢＥＴ径は６０ｎｍ未満である。かかる態様によると、互いに抵抗率の異なる複数種類のシリコン基板について、より高品位の表面を効率よく実現することができる。上記第２研磨スラリーＳ２に含まれる上記砥粒Ａ２のＢＥＴ径もまた６０ｎｍ未満であることが好ましい。
ここに開示される研磨方法は、互いに抵抗率の異なる複数種類のシリコン基板の表面粗さをそれぞれ的確に低減し得ることから、例えば、抵抗率が１００倍以上異なる複数種類のシリコン基板の研磨に共通して適用することができる。好ましい一態様において、上記複数種類のシリコン基板には、抵抗率が１Ω・ｃｍ以上のシリコン基板と、抵抗率が０．００５Ω・ｃｍ未満のシリコン基板とが含まれ得る。ここに開示される研磨方法は、これらのシリコン基板の研磨（例えば仕上げ研磨）に好ましく適用され得る。
この明細書によると、また、ここに開示されるいずれかの研磨方法に用いられる研磨用組成物セットが提供される。その研磨用組成物セットは、上記第１研磨スラリーＳ１またはその濃縮液である第１組成物Ｑ１と、上記第２研磨スラリーＳ２またはその濃縮液である第２組成物Ｑ２とを含む。ここで、上記第１組成物Ｑ１と上記第２組成物Ｑ２とは、互いに分けて保管されている。ここに開示される研磨方法は、このような構成の研磨用組成物セットを用いて好適に実施することができる。
この明細書により開示される事項には、ここに開示されるいずれかの研磨方法に用いられる研磨用組成物であって、上記第１研磨スラリーＳ１またはその濃縮液である研磨用組成物が含まれる。上記研磨用組成物は、例えば、ここに開示される研磨用組成物セットを構成する上記第１組成物Ｑ１として好ましく用いられ得る。
この明細書により開示される事項には、ここに開示されるいずれかの研磨方法に用いられる研磨用組成物であって、上記第２研磨スラリーＳ２またはその濃縮液である研磨用組成物が含まれる。上記研磨用組成物は、例えば、ここに開示される研磨用組成物セットを構成する上記第２組成物Ｑ２として好ましく用いられ得る。
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
ここに開示される技術は、シリコン基板を研磨対象物とする研磨に適用される。特に、シリコンウェーハを研磨対象物とする研磨に好適である。ここでいうシリコンウェーハの典型例はシリコン単結晶ウェーハであり、例えば、シリコン単結晶インゴットをスライスして得られたシリコン単結晶ウェーハである。ここに開示される技術における研磨対象面は、典型的には、シリコンからなる表面である。
ここに開示される研磨方法は、シリコン基板のポリシング工程に好ましく適用することができる。上記シリコン基板には、ここに開示される研磨工程（ポリシング工程）の前に、ラッピングやエッチング等の、ポリシング工程より上流の工程においてシリコン基板に適用され得る一般的な処理が施されていてもよい。
なお、以下の説明において、いずれの研磨段階に用いられる研磨スラリーであるかを問わず、例えば、第１研磨スラリーＳ１であるか第２研磨スラリーＳ２であるかを問わず、ここに開示される研磨方法において使用される研磨スラリー一般を指す用語として「研磨スラリー」の語を用いることがある。
ここに開示される研磨方法は、研磨対象のシリコン基板に対し、第１研磨スラリーＳ１および第２研磨スラリーＳ２を、この順に、上記シリコン基板の研磨途中で切り替えて供給する研磨工程を含む。この研磨工程は、典型的には同一定盤上で、研磨対象物を第１研磨スラリーＳ１で研磨する第１段階（第１研磨段階）と、該研磨対象物を第２研磨スラリーＳ２で研磨する第２段階（第２研磨段階）とをこの順に実施する態様で行われる。すなわち、第１段階と第２段階とは、途中で研磨対象物を別の研磨装置または別の定盤に移動させることなく行われる。第１段階および第２段階は、同一の研磨対象物に対して、段階を追って（すなわち、逐次的に）行われる。ただし、各研磨段階において複数の研磨対象物を同時にまたは並行して研磨すること、すなわちバッチ式の研磨を行うことは妨げられない。
＜第１研磨スラリーＳ１＞
第１研磨スラリーＳ１は、砥粒Ａ１および水溶性高分子Ｐ１を含み、典型的にはさらに水を含む。
（砥粒Ａ１）
砥粒は、シリコン基板の表面を物理的に研磨する働きをする。ここに開示される技術における第１研磨スラリーＳ１は、砥粒Ａ１を含有する。砥粒Ａ１の材質や性状は特に制限されず、使用目的や使用態様等に応じて適宜選択することができる。砥粒Ａ１の例としては、無機粒子、有機粒子、および有機無機複合粒子が挙げられる。無機粒子の具体例としては、シリカ粒子、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、酸化クロム粒子、二酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化マグネシウム粒子、二酸化マンガン粒子、酸化亜鉛粒子、ベンガラ粒子等の酸化物粒子；窒化ケイ素粒子、窒化ホウ素粒子等の窒化物粒子；炭化ケイ素粒子、炭化ホウ素粒子等の炭化物粒子；ダイヤモンド粒子；炭酸カルシウムや炭酸バリウム等の炭酸塩；が挙げられる。有機粒子の具体例としては、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）粒子、ポリアクリロニトリル粒子等が挙げられる。なかでも無機粒子が好ましい。砥粒Ａ１は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
上記砥粒Ａ１としては、無機粒子が好ましく、なかでも金属または半金属の酸化物からなる粒子が好ましく、シリカ粒子が特に好ましい。ここに開示される技術は、第１研磨スラリーＳ１に含まれる砥粒Ａ１が実質的にシリカ粒子からなる態様で好ましく実施され得る。ここで「実質的に」とは、砥粒Ａ１を構成する粒子の９５重量％以上（好ましくは９８重量％以上、より好ましくは９９重量％以上であり、１００重量％であってもよい。）がシリカ粒子であることをいう。
シリカ粒子の具体例としては、コロイダルシリカ、フュームドシリカ、沈降シリカ等が挙げられる。シリカ粒子は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。研磨対象物表面にスクラッチを生じにくく、かつ良好な研磨性能を発揮し得ることから、コロイダルシリカが特に好ましい。コロイダルシリカとしては、例えば、イオン交換法により水ガラス（珪酸Ｎａ）を原料として作製されたコロイダルシリカや、アルコキシド法コロイダルシリカを好ましく採用することができる。ここで、アルコキシド法コロイダルシリカとは、アルコキシシランの加水分解縮合反応により製造されたコロイダルシリカである。コロイダルシリカは、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
シリカ粒子を構成するシリカの真比重は、１．５以上であることが好ましく、より好ましくは１．６以上、さらに好ましくは１．７以上である。シリカの真比重の増大により、研磨能率は高くなる傾向にある。かかる観点から、真比重が２．０以上、例えば２．１以上のシリカ粒子が特に好ましい。シリカの真比重の上限は特に限定されないが、典型的には２．３以下、例えば２．２以下である。シリカの真比重としては、置換液としてエタノールを用いた液体置換法による測定値を採用し得る。
第１研磨スラリーＳ１に含まれる砥粒（典型的にはシリカ粒子）Ａ１のＢＥＴ径は特に限定されない。研磨効率等の観点から、上記ＢＥＴ径は、好ましくは５ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上、特に好ましくは２０ｎｍ以上、例えば２５ｎｍ以上である。より高い研磨効果を得る観点から、ＢＥＴ径が３０ｎｍを超える砥粒Ａ１を好ましく用いることができる。例えば、ＢＥＴ径が３２ｎｍ以上の砥粒Ａ１を好ましく用いることができる。また、スクラッチ防止等の観点から、砥粒Ａ１のＢＥＴ径は、好ましくは１００ｎｍ以下、より好ましくは８０ｎｍ以下、さらに好ましくは７０ｎｍ以下、例えば６０ｎｍ以下である。ここに開示される技術は、砥粒Ａ１のＢＥＴ径が、好ましくは６０ｎｍ未満、より好ましくは５５ｎｍ以下、さらに好ましくは４５ｎｍ以下、例えば４０ｎｍ以下である態様で実施することができる。このような砥粒Ａ１を含む第１研磨スラリーＳ１を用いて研磨（典型的には仕上げ研磨）を行うことにより、抵抗率の異なる複数種類のシリコン基板について、高品位な表面を効率よく得ることができる。
なお、本明細書においてＢＥＴ径とは、ＢＥＴ法により測定される比表面積（ＢＥＴ値）から、ＢＥＴ径（ｎｍ）＝６０００／（真密度（ｇ／ｃｍ３）×ＢＥＴ値（ｍ２／ｇ））の式により算出される粒子径をいう。例えばシリカ粒子の場合、ＢＥＴ径（ｎｍ）＝２７２７／ＢＥＴ値（ｍ２／ｇ）によりＢＥＴ径を算出することができる。比表面積の測定は、例えば、マイクロメリテックス社製の表面積測定装置、商品名「Ｆｌｏｗ Ｓｏｒｂ ＩＩ ２３００」を用いて行うことができる。
砥粒Ａ１の形状（外形）は、球形であってもよく、非球形であってもよい。非球形をなす粒子の具体例としては、ピーナッツ形状（すなわち、落花生の殻の形状）、繭型形状、金平糖形状、ラグビーボール形状等が挙げられる。例えば、粒子の多くがピーナッツ形状をした砥粒Ａ１を好ましく採用し得る。
特に限定するものではないが、砥粒Ａ１の長径／短径比の平均値（平均アスペクト比）は、原理的に１．０以上であり、好ましくは１．０５以上、さらに好ましくは１．１以上である。平均アスペクト比の増大によって、より高い研磨能率が実現され得る。また、砥粒Ａ１の平均アスペクト比は、スクラッチ低減等の観点から、好ましくは３．０以下であり、より好ましくは２．０以下、さらに好ましくは１．５以下である。
砥粒Ａ１の形状（外形）や平均アスペクト比は、例えば、電子顕微鏡観察により把握することができる。平均アスペクト比を把握する具体的な手順としては、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、独立した粒子の形状を認識できる所定個数（例えば２００個）のシリカ粒子について、各々の粒子画像に外接する最小の長方形を描く。そして、各粒子画像に対して描かれた長方形について、その長辺の長さ（長径の値）を短辺の長さ（短径の値）で除した値を長径／短径比（アスペクト比）として算出する。上記所定個数の粒子のアスペクト比を算術平均することにより、平均アスペクト比を求めることができる。
第１研磨スラリーＳ１における砥粒Ａ１の含有量は、特に制限されない。一態様において、上記含有量は、好ましくは０．０５重量％以上、より好ましくは０．１重量％以上、例えば０．２重量％以上である。砥粒Ａ１の含有量の増大によって、より高い研磨能率が実現され得る。また、研磨対象物からの除去性等の観点から、上記含有量は、通常、１０重量％以下が適当であり、好ましくは７重量％以下、より好ましくは５重量％以下、さらに好ましくは３重量％以下、例えば２重量％以下である。
（水）
第１研磨スラリーＳ１は、典型的には水を含む。水としては、イオン交換水（脱イオン水）、純水、超純水、蒸留水等を好ましく用いることができる。使用する水は、第１研磨スラリーＳ１に含有される他の成分の働きが阻害されることを極力回避するため、例えば遷移金属イオンの合計含有量が１００ｐｐｂ以下であることが好ましい。例えば、イオン交換樹脂による不純物イオンの除去、フィルタによる異物の除去、蒸留等の操作によって水の純度を高めることができる。
（水溶性高分子Ｐ１）
第１研磨スラリーＳ１は、水溶性高分子Ｐ１を含有する。上記水溶性高分子Ｐ１としては、分子中に、カチオン性基、アニオン性基およびノニオン性基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有するポリマーを、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。より具体的には、例えば、分子中に水酸基、カルボキシ基、アシルオキシ基、スルホ基、第１級アミド構造、複素環構造、ビニル構造、ポリオキシアルキレン構造等を有するポリマーから選択される１種または２種以上のポリマーを水溶性高分子Ｐ１として使用し得る。凝集物の低減や洗浄性向上等の観点から、水溶性高分子Ｐ１としては、ノニオン性のポリマーを好ましく採用し得る。
水溶性高分子Ｐ１として使用し得るポリマーの非限定的な例には、ビニルアルコール系ポリマー（例えば、ポリビニルアルコール）、セルロース誘導体（例えば、ヒドロキシエチルセルロース）、デンプン誘導体、オキシアルキレン単位を含むポリマー、窒素原子を含有するポリマー等が含まれる。窒素原子を含有するポリマーの非限定的な例には、Ｎ－ビニルラクタムやＮ－ビニル鎖状アミド等のようなＮ－ビニル型のモノマー単位を含むポリマー；イミン誘導体；Ｎ－（メタ）アクリロイル型のモノマー単位を含むポリマー；等が含まれる。
ここに開示される技術の好ましい一態様において、水溶性高分子Ｐ１は、少なくともビニルアルコール系ポリマー鎖を含む。このような第１研磨スラリーＳ１を用いて第１段階の研磨を行うことにより、抵抗率の異なる複数種類のシリコン基板の表面粗さを効率よく低下させることができる。
ここで、本明細書において「ビニルアルコール系ポリマー鎖」とは、ビニルアルコール単位（以下「ＶＡ単位」ともいう。）を主繰返し単位とするポリマー鎖をいう。また、本明細書において主繰返し単位とは、特記しない場合、５０重量％以上を超えて含まれる繰返し単位をいう。上記ＶＡ単位とは、ビニルアルコール（ＣＨ２＝ＣＨ－ＯＨ）のビニル基が重合して生じる構造に相当する構造部分をいう。上記ＶＡ単位は、具体的には、化学式「－ＣＨ２－ＣＨ（ＯＨ）－」により表される構造部分である。ＶＡ単位は、例えば、酢酸ビニルがビニル重合した構造の繰返し単位（－ＣＨ２－ＣＨ（ＯＣＯＣＨ３）－）を加水分解（けん化ともいう。）することにより生成し得る。以下、ビニルアルコール系ポリマー鎖を「ポリマー鎖Ａ」ともいう。
なお、本明細書において「ポリマー鎖」とは、一分子のポリマー全体を構成するポリマー鎖と、一分子のポリマーの一部を構成するポリマー鎖とを包含する概念である。
ポリマー鎖Ａは、繰返し単位としてＶＡ単位のみを含んでいてもよく、ＶＡ単位に加えてＶＡ単位以外の繰返し単位（以下「非ＶＡ単位」ともいう。）を含んでいてもよい。ポリマー鎖Ａが非ＶＡ単位を含む態様において、該非ＶＡ単位は、例えば、エチレンオキサイド基、カルボキシ基、スルホ基、アミノ基、水酸基、アミド基、イミド基、ニトリル基、エーテル基、エステル基、およびこれらの塩から選ばれる少なくとも１つの構造を有する繰返し単位であり得る。ポリマー鎖Ａは、１種類の非ＶＡ単位のみを含んでもよく、２種類以上の非ＶＡ単位を含んでもよい。
ポリマー鎖Ａに含まれ得る非ＶＡ単位の好適例として、モノカルボン酸ビニルエステル単位、すなわちモノカルボン酸ビニルエステルに由来する繰返し単位が挙げられる。上記モノカルボン酸ビニルエステル単位の好ましい具体例として、酢酸ビニル単位、プロピオン酸ビニル単位、ヘキサン酸ビニル単位等が挙げられる。
ポリマー鎖Ａを構成する全繰返し単位のモル数に占めるＶＡ単位のモル数の割合は、典型的には５０％以上であり、通常は６５％以上が適当であり、好ましくは７５％以上、例えば８０％以上である。好ましい一態様において、ポリマー鎖Ａを構成する全繰返し単位のモル数に占めるＶＡ単位のモル数の割合は、９０％以上（より好ましくは９５％以上、例えば９８％以上）であり得る。ポリマー鎖Ａを構成する繰返し単位の実質的に１００％がＶＡ単位であってもよい。ここで「実質的に１００％」とは、少なくとも意図的にはポリマー鎖Ａに非ＶＡ単位を含有させないことをいう。
ポリマー鎖ＡにおけるＶＡ単位の含有量（重量基準の含有量）は、典型的には５０重量％超であり、好ましくは７０重量％以上である。以下、ＶＡ単位の含有量が７０重量％以上であるポリマー鎖Ａを「ＰＶＡ鎖」ということがある。好ましい一態様において、ポリマー鎖ＡにおけるＶＡ単位の含有量は、好ましくは８０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上、さらに好ましくは９５重量％以上、例えば９８重量％以上であり得る。ポリマー鎖Ａを構成する繰返し単位の実質的に１００重量％がＶＡ単位であってもよい。ここで「実質的に１００重量％」とは、少なくとも意図的にはポリマー鎖Ａを構成する繰返し単位として非ＶＡ単位を含有させないことをいう。
水溶性高分子Ｐ１は、ポリマー鎖Ａに代えて、あるいはポリマー鎖Ａに加えて、ポリマー鎖Ａに該当しないポリマー鎖を含んでいてもよい。ここで、ポリマー鎖Ａに該当しないポリマー鎖とは、非ＶＡ単位を主繰返し単位とするポリマー鎖をいう。以下、非ＶＡ単位を主繰返し単位とするポリマー鎖を「ポリマー鎖Ｂ」ともいう。
ポリマー鎖Ｂを構成する非ＶＡ単位は、例えば、エチレンオキサイド基、カルボキシ基、スルホ基、アミノ基、水酸基、アミド基、イミド基、ニトリル基、エーテル基、エステル基、およびこれらの塩から選ばれる少なくとも１つの構造を有する繰返し単位であり得る。ポリマー鎖Ｂの一好適例として、後述するＮ－ビニル型のモノマー単位を含むポリマー鎖が挙げられる。なかでも、Ｎ－ビニル型のモノマー単位を主繰返し単位とするポリマー鎖が好ましい。以下、Ｎ－ビニル型のモノマー単位を主繰返し単位とするポリマー鎖を「Ｎ－ビニル系ポリマー鎖」ともいう。
ここに開示される技術の好ましい一態様において、水溶性高分子Ｐ１は、ポリマー鎖Ａを有する水溶性高分子ＰＡと、ポリマー鎖Ｂを有する水溶性高分子ＰＢとを組み合わせて含み得る。すなわち、第１研磨スラリーＳ１に含まれる水溶性高分子Ｐ１は、水溶性高分子ＰＡと水溶性高分子ＰＢとの混合物であり得る。
上記水溶性高分子ＰＢの非限定的な例には、セルロース誘導体、デンプン誘導体、オキシアルキレン単位を含むポリマー、窒素原子を含有するポリマー等が含まれる。窒素原子を含有するポリマーの非限定的な例には、Ｎ－ビニルラクタムやＮ－ビニル鎖状アミド等のようなＮ－ビニル型のモノマー単位を含むポリマー；イミン誘導体；Ｎ－（メタ）アクリロイル型のモノマー単位を含むポリマー；等が含まれる。
セルロース誘導体（以下「ポリマーＰＢＡ」ともいう。）は、主繰返し単位としてβ－グルコース単位を含むポリマーである。セルロース誘導体の具体例としては、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。なかでもヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）が好ましい。
デンプン誘導体（以下「ポリマーＰＢＢ」ともいう。）は、主繰返し単位としてα－グルコース単位を含むポリマーである。デンプン誘導体の具体例としては、アルファ化デンプン、プルラン、カルボキシメチルデンプン、シクロデキストリン等が挙げられる。なかでもプルランが好ましい。
オキシアルキレン単位を含むポリマー（以下「ポリマーＰＢＣ」ともいう。）としては、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）や、エチレンオキサイド（ＥＯ）とプロピレンオキサイド（ＰＯ）またはブチレンオキサイド（ＢＯ）とのブロック共重合体、ＥＯとＰＯまたはＢＯとのランダム共重合体等が例示される。そのなかでも、ＥＯとＰＯのブロック共重合体またはＥＯとＰＯのランダム共重合体が好ましい。ＥＯとＰＯとのブロック共重合体は、ＰＥＯブロックとポリプロピレンオキサイド（ＰＰＯ）ブロックとを含むジブロック共重合体、トリブロック共重合体等であり得る。上記トリブロック共重合体の例には、ＰＥＯ－ＰＰＯ－ＰＥＯ型トリブロック共重合体およびＰＰＯ－ＰＥＯ－ＰＰＯ型トリブロック共重合体が含まれる。通常は、ＰＥＯ－ＰＰＯ－ＰＥＯ型トリブロック共重合体がより好ましい。
なお、本明細書中において共重合体とは、特記しない場合、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体等の各種の共重合体を包括的に指す意味である。
Ｎ－ビニル型のモノマー単位を含むポリマー（以下「ポリマーＰＢＤ」ともいう。）の例には、窒素を含有する複素環（例えばラクタム環）を有するモノマーに由来する繰返し単位を含むポリマーが含まれる。このようなポリマーＰＢＤの例には、Ｎ－ビニルラクタム型モノマーの単独重合体および共重合体（例えば、Ｎ－ビニルラクタム型モノマーの共重合割合が５０重量％を超える共重合体）、Ｎ－ビニル鎖状アミドの単独重合体および共重合体（例えば、Ｎ－ビニル鎖状アミドの共重合割合が５０重量％を超える共重合体）等が含まれる。
Ｎ－ビニルラクタム型モノマーの具体例としては、Ｎ－ビニルピロリドン（ＶＰ）、Ｎ－ビニルピペリドン、Ｎ－ビニルモルホリノン、Ｎ－ビニルカプロラクタム（ＶＣ）、Ｎ－ビニル－１，３－オキサジン－２－オン、Ｎ－ビニル－３，５－モルホリンジオン等が挙げられる。Ｎ－ビニルラクタム型のモノマー単位を含むポリマーの具体例としては、ポリビニルピロリドン、ポリビニルカプロラクタム、ＶＰとＶＣとのランダム共重合体、ＶＰおよびＶＣの一方または両方と他のビニルモノマー（例えば、アクリル系モノマー、ビニルエステル系モノマー等）とのランダム共重合体、ＶＰおよびＶＣの一方または両方を含むポリマー鎖を含むブロック共重合体やグラフト共重合体（例えば、ポリビニルアルコールにポリビニルピロリドンがグラフトしたグラフト共重合体）等が挙げられる。
Ｎ－ビニル鎖状アミドの具体例としては、Ｎ－ビニルアセトアミド、Ｎ－ビニルプロピオン酸アミド、Ｎ－ビニル酪酸アミド等が挙げられる。
イミン誘導体（以下「ポリマーＰＢＥ」ともいう。）としては、Ｎ－アシルアルキレンイミン型モノマーの単独重合体および共重合体が挙げられる。Ｎ－アシルアルキレンイミン型モノマーの具体例としては、Ｎ－アセチルエチレンイミン、Ｎ－プロピオニルエチレンイミン、Ｎ－カプロイルエチレンイミン、Ｎ－ベンゾイルエチレンイミン、Ｎ－アセチルプロピレンイミン、Ｎ－ブチリルエチレンイミン等が挙げられる。Ｎ－アシルアルキレンイミン型モノマーの単独重合体としては、ポリ（Ｎ－アシルアルキレンイミン）等を用いることができる。具体例としては、ポリ（Ｎ－アセチルエチレンイミン）、ポリ（Ｎ－プロピオニルエチレンイミン）、ポリ（Ｎ－カプロイルエチレンイミン）、ポリ（Ｎ－ベンゾイルエチレンイミン）、ポリ（Ｎ－アセチルプロピレンイミン）、ポリ（Ｎ－ブチリルエチレンイミン）等が挙げられる。Ｎ－アシルアルキレンイミン型モノマーの共重合体の例には、２種以上のＮ－アシルアルキレンイミン型モノマーの共重合体や、１種または２種以上のＮ－アシルアルキレンイミン型モノマーと他のモノマーとの共重合体が含まれる。
Ｎ－（メタ）アクリロイル型のモノマー単位を含むポリマー（以下「ポリマーＰＢＦ」ともいう。）の例には、Ｎ－（メタ）アクリロイル型モノマーの単独重合体および共重合体（典型的には、Ｎ－（メタ）アクリロイル型モノマーの共重合割合が５０重量％を超える共重合体）が含まれる。Ｎ－（メタ）アクリロイル型モノマーの例には、Ｎ－（メタ）アクリロイル基を有する鎖状アミドおよびＮ－（メタ）アクリロイル基を有する環状アミドが含まれる。
Ｎ－（メタ）アクリロイル基を有する鎖状アミドの例としては、アクリルアミド；Ｎ－メチルアクリルアミド、Ｎ－エチルアクリルアミド、Ｎ－プロピルアクリルアミド、Ｎ－イソプロピルアクリルアミド、Ｎ－ブチルアクリルアミド、Ｎ－イソブチルアクリルアミド、Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチルアクリルアミド、Ｎ－ヘプチルアクリルアミド、Ｎ－オクチルアクリルアミド、Ｎ－ｔｅｒｔ－オクチルアクリルアミド、Ｎ－ドデシルアクリルアミド、Ｎ－オクタデシルアクリルアミド等のＮ－モノアルキルアクリルアミド；Ｎ－（２－ヒドロキシエチル）アクリルアミド、Ｎ－（１，１－ジメチル－２－ヒドロキシエチル）アクリルアミド、Ｎ－（１－エチル－ヒドロキシエチル）アクリルアミド、Ｎ－（２－クロロエチル）アクリルアミド、Ｎ－（２，２，２－トリクロロ－１－ヒドロキシエチル）アクリルアミド、Ｎ－（２－ジメチルアミノエチル）アクリルアミド、Ｎ－（３－ジメチルアミノプロピル）アクリルアミド、Ｎ－［３－ビス（２－ヒドロキシエチル）アミノプロピル］アクリルアミド、Ｎ－（１，１－ジメチル－２－ジメチルアミノエチル）アクリルアミド、Ｎ－（２－メチル－２－フェニル－３－ジメチルアミノプロピル）アクリルアミド、Ｎ－（２，２－ジメチル－３－ジメチルアミノプロピル）アクリルアミド、Ｎ－（２－モルホリノエチル）アクリルアミド、Ｎ－（２－アミノ－１，２－ジシアノエチル）アクリルアミド等の置換Ｎ－モノアルキルアクリルアミド；Ｎ－アリルアクリルアミド等のＮ－モノアルケニルアクリルアミド；Ｎ－（１，１－ジメチルプロピニル）アクリルアミド等のＮ－モノアルキニルアクリルアミド；Ｎ－フェニルアクリルアミド、Ｎ－ベンジルアクリルアミド、Ｎ－［４－（フェニルアミノ）フェニル］アクリルアミド等の芳香族基含有アクリルアミド；Ｎ－メチロールアクリルアミド、Ｎ－エチロールアクリルアミド、Ｎ－プロピロールアクリルアミド等のＮ－モノアルキロールアクリルアミド；Ｎ－メトキシメチルアクリルアミド、Ｎ－エトキシメチルアクリルアミド、Ｎ－ブトキシメチルアクリルアミド、Ｎ－イソブトキシメチルアクリルアミド等のＮ－アルコキシアルキルアクリルアミド；Ｎ－メトキシアクリルアミド、Ｎ－エトキシアクリルアミド、Ｎ－プロポキシアクリルアミド、Ｎ－ブトキシアクリルアミド等のＮ－アルコキシアクリルアミド；Ｎ－アセチルアクリルアミド；Ｎ－ジアセトンアクリルアミド；メタクリルアミド；Ｎ－メチルメタクリルアミド、Ｎ－エチルメタクリルアミド、Ｎ－プロピルメタクリルアミド、Ｎ－イソプロピルメタクリルアミド、Ｎ－ブチルメタクリルアミド、Ｎ－イソブチルメタクリルアミド、Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチルメタクリルアミド、Ｎ－ヘプチルメタクリルアミド、Ｎ－オクチルメタクリルアミド、Ｎ－ｔｅｒｔ－オクチルメタクリルアミド、Ｎ－ドデシルメタクリルアミド、Ｎ－オクタデシルメタクリルアミド等のＮ－モノアルキルメタクリルアミド；Ｎ－（２－ヒドロキシエチル）メタクリルアミド、Ｎ－（１，１－ジメチル－２－ヒドロキシエチル）メタクリルアミド、Ｎ－（１－エチル－ヒドロキシエチル）メタクリルアミド、Ｎ－（２－クロロエチル）メタクリルアミド、Ｎ－（２，２，２－トリクロロ－１－ヒドロキシエチル）メタクリルアミド、Ｎ－（２－ジメチルアミノエチル）メタクリルアミド、Ｎ－（３－ジメチルアミノプロピル）メタクリルアミド、Ｎ－［３－ビス（２－ヒドロキシエチル）アミノプロピル］メタクリルアミド、Ｎ－（１，１－ジメチル－２－ジメチルアミノエチル）メタクリルアミド、Ｎ－（２－メチル－２－フェニル－３－ジメチルアミノプロピル）メタクリルアミド、Ｎ－（２，２－ジメチル－３－ジメチルアミノプロピル）メタクリルアミド、Ｎ－（２－モルホリノエチル）メタクリルアミド、Ｎ－（２－アミノ－１，２－ジシアノエチル）メタクリルアミド等の置換Ｎ－モノアルキルメタクリルアミド；Ｎ－アリルメタクリルアミド等のＮ－モノアルケニルメタクリルアミド；Ｎ－（１，１－ジメチルプロピニル）メタクリルアミド等のＮ－モノアルキニルメタクリルアミド；Ｎ－フェニルメタクリルアミド、Ｎ－ベンジルメタクリルアミド、Ｎ－［４－（フェニルアミノ）フェニル］メタクリルアミド等の芳香族基含有メタクリルアミド；Ｎ－メチロールメタクリルアミド、Ｎ－エチロールメタクリルアミド、Ｎ－プロピロールメタクリルアミド等のＮ－モノアルキロールメタクリルアミド；Ｎ－メトキシメチルメタクリルアミド、Ｎ－エトキシメチルメタクリルアミド、Ｎ－ブトキシメチルメタクリルアミド、Ｎ－イソブトキシメチルメタクリルアミド等のＮ－アルコキシアルキルメタクリルアミド；Ｎ－メトキシメタクリルアミド、Ｎ－エトキシメタクリルアミド、Ｎ－プロポキシメタクリルアミド、Ｎ－ブトキシメタクリルアミド等のＮ－アルコキシメタクリルアミド；Ｎ－アセチルメタクリルアミド；Ｎ－ジアセトンメタクリルアミド；Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジイソプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジブチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジイソブチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジヘプチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジオクチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジ－ｔｅｒｔ－オクチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジドデシルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジオクタデシルアクリルアミド等のＮ，Ｎ－ジアルキルアクリルアミド；Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノエチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルアミノエチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルアミノプロピルアクリルアミド等のＮ，Ｎ－ジアルキルアミノアルキルアクリルアミド；Ｎ，Ｎ－ビス（２－ヒドロキシエチル）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ビス（２－シアノエチル）アクリルアミド等の置換Ｎ，Ｎ－ジアルキルアクリルアミド；Ｎ，Ｎ－ジアリルアクリルアミド等のＮ，Ｎ－ジアルケニルアクリルアミド；Ｎ，Ｎ－ジフェニルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジベンジルアクリルアミド等の芳香族基含有アクリルアミド；Ｎ，Ｎ－ジメチロールアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチロールアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジプロピロールアクリルアミド等のＮ，Ｎ－ジアルキロールアクリルアミド；Ｎ－メチル－Ｎ－メトキシアクリルアミド、Ｎ－メチル－Ｎ－エトキシアクリルアミド、Ｎ－メチル－Ｎ－プロポキシアクリルアミド、Ｎ－メチル－Ｎ－ブトキシアクリルアミド、Ｎ－エチル－Ｎ－メトキシアクリルアミド、Ｎ－エチル－Ｎ－エトキシアクリルアミド、Ｎ－エチル－Ｎ－ブトキシアクリルアミド、Ｎ－プロピル－Ｎ－メトキシアクリルアミド、Ｎ－プロピル－Ｎ－エトキシアクリルアミド、Ｎ－ブチル－Ｎ－メトキシアクリルアミド、Ｎ－ブチル－Ｎ－エトキシアクリルアミド等のＮ－アルコキシ－Ｎ－アルキルアクリルアミド；Ｎ，Ｎ－ジアセチルアクリルアミド；Ｎ，Ｎ－ジアセトンアクリルアミド；Ｎ，Ｎ－ジメチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジプロピルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジイソプロピルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジブチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジイソブチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジヘプチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジオクチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジ－ｔｅｒｔ－オクチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジドデシルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジオクタデシルメタクリルアミド等のＮ，Ｎ－ジアルキルメタクリルアミド；Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノエチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルアミノエチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルアミノプロピルメタクリルアミド等のＮ，Ｎ－ジアルキルアミノアルキルメタクリルアミド；Ｎ，Ｎ－ビス（２－ヒドロキシエチル）メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ビス（２－シアノエチル）メタクリルアミド等の置換Ｎ，Ｎ－ジアルキルメタクリルアミド；Ｎ，Ｎ－ジアリルメタクリルアミド等のＮ－ジアルケニルメタクリルアミド；Ｎ，Ｎ－ジフェニルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジベンジルメタクリルアミド等の芳香族基含有メタクリルアミド；Ｎ，Ｎ－ジメチロールメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチロールメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジプロピロールメタクリルアミド等のＮ，Ｎ－ジアルキロールメタクリルアミド；Ｎ－メチル－Ｎ－メトキシメタクリルアミド、Ｎ－メチル－Ｎ－エトキシメタクリルアミド、Ｎ－メチル－Ｎ－プロポキシメタクリルアミド、Ｎ－メチル－Ｎ－ブトキシメタクリルアミド、Ｎ－エチル－Ｎ－メトキシメタクリルアミド、Ｎ－エチル－Ｎ－エトキシメタクリルアミド、Ｎ－エチル－Ｎ－ブトキシメタクリルアミド、Ｎ－プロピル－Ｎ－メトキシメタクリルアミド、Ｎ－プロピル－Ｎ－エトキシメタクリルアミド、Ｎ－ブチル－Ｎ－メトキシメタクリルアミド、Ｎ－ブチル－Ｎ－エトキシメタクリルアミド等のＮ－アルコキシ－Ｎ－アルキルメタクリルアミド；Ｎ，Ｎ－ジアセチルメタクリルアミド；Ｎ，Ｎ－ジアセトンメタクリルアミド；等が挙げられる。
Ｎ－（メタ）アクリロイル基を有する鎖状アミドをモノマー単位として含むポリマーの例として、Ｎ－イソプロピルアクリルアミドの単独重合体およびＮ－イソプロピルアクリルアミドの共重合体（例えば、Ｎ－イソプロピルアクリルアミドの共重合割合が５０重量％を超える共重合体）が挙げられる。
Ｎ－（メタ）アクリロイル基を有する環状アミドの例としては、Ｎ－アクリロイルモルホリン、Ｎ－アクリロイルチオモルホリン、Ｎ－アクリロイルピペリジン、Ｎ－アクリロイルピロリジン、Ｎ－メタクリロイルモルホリン、Ｎ－メタクリロイルピペリジン、Ｎ－メタクリロイルピロリジン等が挙げられる。Ｎ－（メタ）アクリロイル基を有する環状アミドをモノマー単位として含むポリマーの例として、アクリロイルモルホリン系ポリマー（ＰＡＣＭＯ）が挙げられる。アクリロイルモルホリン系ポリマーの典型例として、Ｎ－アクリロイルモルホリン（ＡＣＭＯ）の単独重合体およびＡＣＭＯの共重合体（例えば、ＡＣＭＯの共重合割合が５０重量％を超える共重合体）が挙げられる。アクリロイルモルホリン系ポリマーにおいて、全繰返し単位のモル数に占めるＡＣＭＯ単位のモル数の割合は、通常は５０％以上であり、８０％以上（例えば９０％以上、典型的には９５％以上）であることが適当である。水溶性高分子の全繰返し単位が実質的にＡＣＭＯ単位から構成されていてもよい。
一態様において、水溶性高分子ＰＢとして、ポリマーＰＢＤ（すなわち、Ｎ－ビニル型のモノマー単位を含むポリマー）を好ましく採用することができる。例えば、ＶＰやＶＣ等のＮ－ビニルラクタム型モノマーに由来する繰返し単位を主繰返し単位とするポリマーＰＢＤを好ましく使用し得る。なかでも好ましいポリマーＰＢＤとして、ビニルピロリドン系ポリマー（ＰＶＰ）が挙げられる。ここでビニルピロリドン系ポリマーとは、ＶＰの単独重合体およびＶＰの共重合体をいう。ビニルピロリドン系ポリマーにおけるＶＰ単位（すなわち、ビニルピロリドンに由来する繰返し単位）の含有量は、典型的には５０重量％超であり、好ましくは７０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上、例えば９５重量％以上である。ビニルピロリドン系ポリマーを構成する繰返し単位の実質的に１００重量％がＶＰ単位であってもよい。
水溶性高分子Ｐ１が水溶性高分子ＰＡと水溶性高分子ＰＢとを組み合わせて含む態様において、水溶性高分子Ｐ１全体に占める水溶性高分子ＰＡの割合は、例えば５重量％以上とすることができ、通常は１０重量％以上とすることが適当であり、好ましくは２０重量％以上、より好ましくは３０重量％以上、例えば４０重量％以上である。上記水溶性高分子ＰＡの割合は、通常、９５重量％以下とすることが適当であり、好ましくは８０重量％以下、より好ましくは７０重量％以下、例えば６０重量％以下である。ここに開示される技術は、水溶性高分子Ｐ１全体に占める水溶性高分子ＰＡの割合が１０重量％以上９０重量％以下（より好ましくは２０重量％以上８０重量％以下、例えば３０重量％以上７０重量％以下）である態様で好ましく実施され得る。かかる態様において、互いに抵抗率の異なる複数種類のシリコン基板の表面粗さを的確に低減する効果が好適に発揮され得る。
ここに開示される技術の好ましい一態様において、水溶性高分子Ｐ１は、水溶性高分子ＰＡとして、ポリマー鎖Ａおよびポリマー鎖Ｂを同一分子内に有する共重合体を含み得る。以下、このような水溶性高分子ＰＡを「ポリマーＰＡ－ＰＢ」ともいう。
ポリマーＰＡ－ＰＢの一好適例として、ポリマー鎖Ａとポリマー鎖Ｂとからなるブロック共重合体が挙げられる。
ポリマーＰＡ－ＰＢの他の一好適例として、ポリマー鎖Ａとポリマー鎖Ｂを有するグラフト共重合体が挙げられる。上記グラフト共重合体は、ポリマー鎖Ａ（主鎖）にポリマー鎖Ｂ（側鎖）がグラフトした構造のグラフト共重合体であってもよく、ポリマー鎖Ｂ（主鎖）にポリマー鎖Ａ（側鎖）がグラフトした構造のグラフト共重合体であってもよい。ポリマー鎖Ａ（主鎖）にポリマー鎖Ｂ（側鎖）がグラフトした構造のグラフト共重合体によると、より高い効果が発揮される傾向にある。
ポリマーＰＡ－ＰＢを構成するポリマー鎖Ｂの好適例として、上述したＮ－ビニル型のモノマー単位に由来する繰返し単位を主繰返し単位とするポリマー鎖や、Ｎ－（メタ）アクリロイル型のモノマー単位に由来する繰返し単位を主繰返し単位とするポリマー鎖が挙げられる。なかでも、Ｎ－ビニル型のモノマー単位を主繰返し単位とするポリマー鎖、すなわちＮ－ビニル系ポリマー鎖が好ましい。上記Ｎ－ビニル系ポリマー鎖は、窒素を含有する複素環を有するモノマー（典型的にはＮ－ビニルラクタム型モノマー）の共重合割合が５０重量％を超えるポリマー鎖であり得る。例えば、Ｎ－ビニルピロリドン（ＶＰ）、Ｎ－ビニルピペリドンおよびＮ－ビニルカプロラクタム（ＶＣ）から選択されるＮ－ビニルラクタム型モノマーに由来する繰返し単位の含有量が５０重量％を超えるポリマー鎖Ｂが好ましい。例えば、ＶＰ単位の含有量が５０重量％超、好ましくは７０重量％以上であるポリマー鎖Ｂが好ましい。以下、ＶＰ単位の含有量が７０重量％以上であるポリマー鎖Ｂを「ＰＶＰ鎖」ということがある。
ここに開示される技術の一態様において、水溶性高分子Ｐ１としては、ポリマー鎖ＢとしてＰＶＰ鎖を有するポリマーＰＡ－ＰＢ、すなわちＰＡ－ＰＶＰを好ましく使用し得る。ＰＡ－ＰＶＰを構成するＰＶＰ鎖におけるＶＰ単位の含有量は、好ましくは９０重量％以上、例えば９５重量％以上であり、実質的に１００重量％であってもよい。
上記ＰＡ－ＰＶＰの一好適例として、ポリマー鎖ＡがＰＶＡ鎖であるＰＡ－ＰＶＰ、すなわちＰＶＡ－ＰＶＰが挙げられる。ＰＶＡ－ＰＶＰを構成するＰＶＡ鎖におけるＶＡ単位の含有量は、好ましくは９０重量％以上、例えば９５重量％以上であり、実質的に１００重量％であってもよい。
ＰＶＡ－ＰＶＰとしては、ＰＶＡを主鎖とし、側鎖としてＰＶＰがグラフトした構造のグラフト共重合体、すなわちＰＶＡ主鎖－ＰＶＰグラフト共重合体が特に好ましい。
水溶性高分子ＰＡの重量平均分子量（Ｍｗ）は、特に限定されない。水溶性高分子ＰＡのＭｗは、通常、０．２×１０４以上であることが適当であり、好ましくは０．４×１０４以上、より好ましくは１×１０４以上、さらに好ましくは１．５×１０４以上である。水溶性高分子ＰＡのＭｗの増大につれて、研磨後の表面の平滑性が高まる傾向にある。水溶性高分子ＰＡのＭｗは、通常、２００×１０４以下であることが適当であり、好ましくは１５０×１０４以下、より好ましくは１００×１０４以下、さらに好ましくは５０×１０４以下である。水溶性高分子ＰＡのＭｗの減少につれて、第１研磨スラリーＳ１から第２研磨スラリーＳ２への切り替えがより円滑に進行しやすくなる傾向にある。水溶性高分子ＰＡのＭｗは、３０×１０４以下であってもよく、２０×１０４以下であってもよく、例えば１０×１０４以下であってもよい。
水溶性高分子ＰＡがポリマー鎖Ａとポリマー鎖Ｂとを含むブロック共重合体である場合、該ブロック共重合体を構成する各ポリマー鎖のＭｗ（すなわち、ポリマー鎖Ａおよびポリマー鎖Ｂの各々のＭｗ）は、特に限定されない。一態様において、上記各ポリマー鎖のＭｗは、０．１×１０４以上であることが好ましく、より好ましくは１×１０４以上、さらに好ましくは１．５×１０４以上、例えば２×１０４以上である。また、上記各ポリマー鎖のＭｗは、１００×１０４以下であることが好ましく、より好ましくは５０×１０４以下、さらに好ましくは３０×１０４以下である。
水溶性高分子ＰＡがポリマー鎖Ａとポリマー鎖Ｂとを含むグラフト共重合体である場合、該グラフト共重合体を構成する各ポリマー鎖のＭｗは特に限定されない。
一態様において、上記グラフト共重合体の主鎖を構成するポリマー鎖のＭｗは、０．１×１０４以上（例えば０．２×１０４以上）であることが適当であり、好ましくは０．４×１０４以上、より好ましくは１×１０４以上、さらに好ましくは１．５×１０４以上である。また、上記主鎖を構成するポリマー鎖のＭｗは、通常、１００×１０４以下であることが適当であり、好ましくは５０×１０４以下、より好ましくは３０×１０４以下、さらに好ましくは２０×１０４以下、例えば１０×１０４以下である。
上記グラフト共重合体の側鎖を構成するポリマー鎖のＭｗは、０．１×１０４以上（例えば０．２×１０４以上）であることが適当であり、好ましくは１×１０４以上、より好ましくは１．５×１０４以上である。また、上記側鎖を構成するポリマー鎖のＭｗは、通常、１００×１０４以下であることが適当であり、好ましくは５０×１０４以下、より好ましくは３０×１０４以下、さらに好ましくは２０×１０４以下、例えば１０×１０４以下である。
水溶性高分子Ｐ１が水溶性高分子ＰＢを含む態様において、水溶性高分子ＰＢのＭｗは特に限定されない。濾過性や洗浄性等の観点から、例えば、Ｍｗが２００×１０４以下、好ましくは１７０×１０４以下、より好ましくは１５０×１０４以下のものを用いることができる。水溶性高分子ＰＢのＭｗが大きくなると、同添加量当たりのモル数が少なくなるため研磨速度が高くなる傾向にある。かかる観点から、通常は、Ｍｗが０．１×１０４以上の水溶性高分子ＰＢを用いることが適当であり、例えば、Ｍｗが１×１０４以上の水溶性高分子ＰＢを好ましく採用し得る。
より好ましいＭｗの範囲は、水溶性高分子ＰＢの種類によっても異なり得る。例えば、水溶性高分子ＰＢＡおよび水溶性高分子ＰＢＢのＭｗは、それぞれ、典型的には２００×１０４未満、好ましくは１７０×１０４以下、より好ましくは１５０×１０４以下である。一態様において、水溶性高分子ＰＢＡおよび水溶性高分子ＰＢＢのＭｗは、１００×１０４以下であってもよく、例えば５０×１０４以下であってもよい。また、水溶性高分子ＰＢＡおよび水溶性高分子ＰＢＢのＭｗは、それぞれ、典型的には１×１０４以上、好ましくは２×１０４以上であり、より好ましくは３×１０４以上、さらに好ましくは５×１０４以上、例えば７×１０４以上である。一態様において、水溶性高分子ＰＢＡおよび水溶性高分子ＰＢＢのＭｗは、例えば１５×１０４以上であってよく、３０×１０４以上であってもよい。
また、例えば水溶性高分子ＰＢＣ、水溶性高分子ＰＢＤおよび水溶性高分子ＰＢＥのＭｗは、それぞれ、好ましくは５０×１０４以下、より好ましくは３０×１０４以下である。一態様において、これらの水溶性高分子のＭｗは、それぞれ、２０×１０４以下であってもよく、さらには１０×１０４以下であってもよく、例えば５×１０４以下であってもよい。また、水溶性高分子ＰＢＣ、水溶性高分子ＰＢＤおよび水溶性高分子ＰＢＥのＭｗは、それぞれ、典型的には０．２×１０４以上、好ましくは０．４×１０４以上であり、より好ましくは１×１０４以上、例えば３×１０４以上である。
水溶性高分子Ｐ１として用いられる各水溶性高分子や、それらを構成するポリマー鎖において、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との関係は特に制限されない。凝集物の発生防止等の観点から、例えば分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１０．０以下であるものが好ましく、７．０以下であるものがさらに好ましい。
なお、水溶性高分子のＭｗおよびＭｎとしては、水系のゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）に基づく値（水系、ポリエチレンオキサイド換算）を採用することができる。
ポリマー鎖Ａ（例えばＰＶＡ鎖）とポリマー鎖Ｂ（例えばＮ－ビニル系ポリマー鎖）とを同一分子中または異なる分子中に含む水溶性高分子Ｐ１において、該水溶性高分子Ｐ１におけるポリマー鎖Ａの含有量（水溶性高分子Ｐ１全体に占めるポリマー鎖Ａの割合）は、例えば５重量％以上とすることができ、通常は１０重量％以上とすることが適当であり、好ましくは２０重量％以上、より好ましくは３０重量％以上、例えば３５重量％以上である。水溶性高分子Ｐ１におけるポリマー鎖Ａの含有量は、通常、９５重量％以下とすることが適当であり、好ましくは８０重量％以下、より好ましくは７０重量％以下、例えば６０重量％以下である。ここに開示される技術は、水溶性高分子Ｐ１におけるポリマー鎖Ａの含有量が５重量％以上９０重量％以下（より好ましくは１０重量％以上８０重量％以下、例えば２０重量％以上７０重量％以下）である態様で好ましく実施され得る。このような水溶性高分子Ｐ１を含む第１研磨スラリーＳ１を用いることにより、互いに抵抗率の異なる複数種類のシリコン基板の表面粗さをそれぞれ的確に低減する効果が好適に発揮され得る。
第１研磨スラリーＳ１における水溶性高分子Ｐ１の濃度は、特に制限されない。水溶性高分子Ｐ１の濃度は、例えば、第１研磨スラリーＳ１の０．０００１重量％以上とすることができ、好ましくは０．０００５重量％以上、より好ましくは０．００１重量％以上、さらに好ましくは０．００１５重量％以上である。水溶性高分子Ｐ１の濃度の増大により、より高品位の表面が得られる傾向にある。一方、研磨効率の観点から、水溶性高分子Ｐ１の濃度は、第１研磨スラリーＳ１の０．１重量％以下とすることが好ましく、０．０５重量％以下（例えば０．０１重量％以下）とすることがより好ましい。特に、抵抗率の異なる複数種類のシリコン基板を効率よく研磨する観点から、水溶性高分子Ｐ１の濃度は、０．０１重量％未満とすることが好ましく、０．００８重量％以下とすることがより好ましく、０．００５重量％以下とすることがさらに好ましい。
また、水溶性高分子Ｐ１の含有量は、第１研磨スラリーＳ１に含まれる砥粒Ａ１の１ｇ当たり、０．０００２ｇ以上とすることが適当であり、好ましくは０．００１ｇ以上、より好ましくは０．００２ｇ以上、さらに好ましくは０．００３ｇ以上、例えば０．００５ｇ以上である。また、水溶性高分子Ｐ１の含有量は、第１研磨スラリーＳ１に含まれる砥粒Ａ１の１ｇ当たり、０．０５ｇ以下とすることが好ましく、０．０３ｇ以下（例えば０．０２ｇ以下）とすることがより好ましい。
水溶性高分子Ｐ１が水溶性高分子ＰＡおよび水溶性高分子ＰＢを含む態様において、第１研磨スラリーＳ１における水溶性高分子ＰＢの濃度は、例えば０．００００１重量％以上とすることができ、好ましくは０．０００１重量％以上、より好ましくは０．０００５重量％以上、さらに好ましくは０．００１重量％以上である。水溶性高分子ＰＢの濃度の増大により、より高品位の表面が得られる傾向にある。一方、研磨効率の観点から、水溶性高分子ＰＢの濃度は、第１研磨スラリーＳ１の０．１重量％未満とすることが好ましく、０．０５重量％未満（例えば０．０１重量％未満）とすることがより好ましい。特に、抵抗率の異なる複数種類のシリコン基板を効率よく研磨する観点から、水溶性高分子ＰＢの濃度は、第１研磨スラリーＳ１の０．００８重量％未満とすることが好ましく、０．００５重量％未満とすることがより好ましく、０．００３重量％未満であってもよい。
また、水溶性高分子Ｐ１が水溶性高分子ＰＡおよび水溶性高分子ＰＢを含む態様において、水溶性高分子ＰＢの含有量は、第１研磨スラリーＳ１に含まれる砥粒Ａ１の１ｇ当たり、０．０００１ｇ以上とすることが適当であり、好ましくは０．０００５ｇ以上、より好ましくは０．００１ｇ以上、さらに好ましくは０．００２ｇ以上、例えば０．００３ｇ以上である。また、水溶性高分子ＰＢの含有量は、第１研磨スラリーＳ１に含まれる砥粒Ａ１の１ｇ当たり、０．０５ｇ未満とすることが好ましく、０．０３ｇ未満（例えば０．０２ｇ未満）とすることがより好ましく、０．０１５ｇ未満であってもよい。
（塩基性化合物Ｂ１）
第１研磨スラリーＳ１は、好ましくは塩基性化合物Ｂ１を含有する。本明細書において塩基性化合物とは、水に溶解して水溶液のｐＨを上昇させる機能を有する化合物を指す。塩基性化合物Ｂ１としては、窒素を含む有機または無機の塩基性化合物、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、各種の炭酸塩や炭酸水素塩等を用いることができる。窒素を含む塩基性化合物の例としては、第四級アンモニウム化合物、第四級ホスホニウム化合物、アンモニア、アミン（好ましくは水溶性アミン）等が挙げられる。このような塩基性化合物は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
アルカリ金属の水酸化物の具体例としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等が挙げられる。炭酸塩または炭酸水素塩の具体例としては、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等が挙げられる。アミンの具体例としては、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、モノエタノールアミン、Ｎ－（β－アミノエチル）エタノールアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、無水ピペラジン、ピペラジン六水和物、１－（２－アミノエチル）ピペラジン、Ｎ－メチルピペラジン、グアニジン、イミダゾールやトリアゾール等のアゾール類等が挙げられる。第四級ホスホニウム化合物の具体例としては、水酸化テトラメチルホスホニウム、水酸化テトラエチルホスホニウム等の水酸化第四級ホスホニウムが挙げられる。
第四級アンモニウム化合物としては、テトラアルキルアンモニウム塩、ヒドロキシアルキルトリアルキルアンモニウム塩等の第四級アンモニウム塩（典型的には強塩基）を好ましく用いることができる。かかる第四級アンモニウム塩におけるアニオン成分は、例えば、ＯＨ－、Ｆ－、Ｃｌ－、Ｂｒ－、Ｉ－、ＣｌＯ４ －、ＢＨ４ －等であり得る。なかでも好ましい例として、アニオンがＯＨ－である第四級アンモニウム塩、すなわち水酸化第四級アンモニウムが挙げられる。水酸化第四級アンモニウムの具体例としては、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化テトラペンチルアンモニウムおよび水酸化テトラヘキシルアンモニウム等の水酸化テトラアルキルアンモニウム；水酸化２－ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウム（コリンともいう。）等の水酸化ヒドロキシアルキルトリアルキルアンモニウム；等が挙げられる。これらのうち水酸化テトラアルキルアンモニウムが好ましく、なかでも水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）が好ましい。
第１研磨スラリーＳ１に含まれる塩基性化合物Ｂ１としては、アルカリ金属水酸化物、水酸化第四級アンモニウムおよびアンモニアから選択される少なくとも１種の塩基性化合物が好ましい。これらのうち、アルカリ金属水酸化物および水酸化第四級アンモニウムがより好ましく、アルカリ金属水酸化物が特に好ましい。ここに開示される技術は、第１研磨スラリーＳ１が、ＰＶＡ鎖とＮ－ビニル系ポリマー鎖（例えばＰＶＰ鎖）とを同一のまたは異なる分子中に有する水溶性高分子Ｐ１と、アルカリ金属水酸化物および水酸化第四級アンモニウムから選択される少なくとも１種（より好ましくはアルカリ金属水酸化物、例えば水酸化カリウム）の塩基性化合物Ｂ１とを含む態様で好ましく実施され得る。
（界面活性剤）
第１研磨スラリーＳ１は、界面活性剤（典型的には、Ｍｗが１×１０４未満の水溶性有機化合物）を含んでもよい。界面活性剤は、第１研磨スラリーＳ１またはその濃縮液の分散安定性向上に寄与し得る。界面活性剤としては、アニオン性またはノニオン性のものを好ましく採用し得る。低起泡性やｐＨ調整の容易性の観点から、ノニオン性の界面活性剤がより好ましい。例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のオキシアルキレン重合体；ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリルエーテル脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等のポリオキシアルキレン付加物；複数種のオキシアルキレンの共重合体（例えば、ジブロック型共重合体、トリブロック型共重合体、ランダム型共重合体、交互共重合体）；等のノニオン性界面活性剤が挙げられる。界面活性剤は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
界面活性剤のＭｗは、典型的には１×１０４未満であり、研磨スラリーの濾過性や研磨対象物の洗浄性等の観点から９５００以下（例えば１０００未満）が好ましい。また、界面活性剤のＭｗは、典型的には２００以上であり、ヘイズレベルを低下させる効果等の観点から２５０以上が好ましく、３００以上（例えば５００以上）がより好ましい。なお、界面活性剤のＭｗとしては、ＧＰＣにより求められる値（水系、ポリエチレングリコール換算）または化学式から算出される値を採用することができる。なお、ここに開示される技術は、第１研磨スラリーＳ１が上述のような界面活性剤を実質的に含まない態様で実施することができる。
（キレート剤）
第１研磨スラリーＳ１は、キレート剤を含んでもよい。キレート剤は、研磨スラリー中に含まれ得る金属不純物と錯イオンを形成してこれを捕捉することにより、金属不純物による研磨対象物の汚染を抑制する働きをする。キレート剤の例としては、アミノカルボン酸系キレート剤および有機ホスホン酸系キレート剤が挙げられる。アミノカルボン酸系キレート剤の例には、エチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸アンモニウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、トリエチレンテトラミン六酢酸およびトリエチレンテトラミン六酢酸ナトリウムが含まれる。有機ホスホン酸系キレート剤の例には、２－アミノエチルホスホン酸、１－ヒドロキシエチリデン－１，１－ジホスホン酸、アミノトリ（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）、エタン－１，１－ジホスホン酸、エタン－１，１，２－トリホスホン酸、エタン－１－ヒドロキシ－１，１－ジホスホン酸、エタン－１－ヒドロキシ－１，１，２－トリホスホン酸、エタン－１，２－ジカルボキシ－１，２－ジホスホン酸、メタンヒドロキシホスホン酸、２－ホスホノブタン－１，２－ジカルボン酸、１－ホスホノブタン－２，３，４－トリカルボン酸およびα－メチルホスホノコハク酸が含まれる。これらのうち有機ホスホン酸系キレート剤がより好ましい。なかでも好ましいものとして、エチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）およびジエチレントリアミン五酢酸が挙げられる。特に好ましいキレート剤として、エチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホン酸）およびジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）が挙げられる。キレート剤は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
ここに開示される技術は、キレート剤を実質的に含まない第１研磨スラリーＳ１を用いる態様で実施することができる。
（その他の成分）
その他、第１研磨スラリーＳ１は、本発明の効果が著しく妨げられない範囲で、有機酸、有機酸塩、無機酸、無機酸塩、防腐剤、防カビ剤等の、研磨スラリー（典型的には、シリコン基板のポリシング工程に用いられる研磨スラリー）に用いられ得る公知の添加剤を、必要に応じてさらに含有してもよい。
第１研磨スラリーＳ１は、酸化剤を実質的に含まないことが好ましい。第１研磨スラリーＳ１中に酸化剤が含まれていると、当該第１研磨スラリーＳ１が研磨対象物（ここではシリコン基板）に供給されることで該研磨対象物の表面が酸化されて酸化膜が生じ、これにより研磨能率が低下してしまうことがあり得るためである。ここでいう酸化剤の具体例としては、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム等が挙げられる。なお、第１研磨スラリーＳ１が酸化剤を実質的に含まないとは、少なくとも意図的には酸化剤を含有させないことをいう。
（ｐＨ）
第１研磨スラリーＳ１のｐＨは、典型的には８．０以上であり、好ましくは８．５以上、より好ましくは９．０以上、さらに好ましくは９．５以上、例えば１０．０以上である。第１研磨スラリーＳ１のｐＨが高くなると、研磨能率が向上する傾向にある。一方、砥粒（例えばシリカ粒子）の溶解を防ぎ、該砥粒による機械的な研磨作用の低下を抑制する観点から、第１研磨スラリーＳ１のｐＨは、１２．０以下であることが適当であり、１１．８以下であることが好ましく、１１．５以下であることがより好ましく、１１．０以下であることがさらに好ましい。後述する第２研磨スラリーＳ２においても同様のｐＨを好ましく採用し得る。
なお、ここに開示される技術において、液状の組成物（研磨スラリー、その濃縮液、後述するリンス液等であり得る。）のｐＨは、ｐＨメーターを使用し、標準緩衝液（フタル酸塩ｐＨ緩衝液 ｐＨ：４．０１（２５℃）、中性リン酸塩ｐＨ緩衝液 ｐＨ：６．８６（２５℃）、炭酸塩ｐＨ緩衝液 ｐＨ：１０．０１（２５℃））を用いて３点校正した後で、ガラス電極を測定対象の組成物に入れて、２分以上経過して安定した後の値を測定することにより把握することができる。ｐＨメーターとしては、例えば、堀場製作所製のガラス電極式水素イオン濃度指示計（型番Ｆ－２３）またはその相当品を使用する。
＜第２研磨スラリーＳ２＞
第２研磨スラリーＳ２は、砥粒Ａ２を含み、典型的にはさらに水を含み、好ましくはさらに水溶性高分子Ｐ２を含む。水としては、第１研磨スラリーＳ１と同様のものを好ましく使用し得る。
（砥粒Ａ２）
第２研磨スラリーＳ２用の砥粒Ａ２は、第１研磨スラリーＳ１に使用し得る砥粒として上記で例示したものから選択することができる。砥粒Ａ２は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。砥粒Ａ１と砥粒Ａ２とは、同一の砥粒であってもよく、材質、サイズ（例えばＢＥＴ径）、形状等の少なくともいずれかが互いに異なる砥粒であってもよい。
上記砥粒Ａ２としては、無機粒子が好ましく、なかでも金属または半金属の酸化物からなる粒子が好ましく、シリカ粒子が特に好ましい。ここに開示される技術は、第２研磨スラリーＳ２に含まれる砥粒Ａ２が実質的にシリカ粒子からなる態様で好ましく実施され得る。ここで「実質的に」とは、砥粒Ａ２を構成する粒子の９５重量％以上（好ましくは９８重量％以上、より好ましくは９９重量％以上であり、１００重量％であってもよい。）がシリカ粒子であることをいう。ここに開示される技術は、砥粒Ａ１および砥粒Ａ２がいずれもシリカ粒子である態様で好ましく実施することができる。例えば、同一のシリカ粒子を砥粒Ａ１および砥粒Ａ２として用いることができる。
好ましい一態様において、砥粒Ａ２のＢＥＴ径は、砥粒Ａ１のＢＥＴ径の－１０ｎｍ以上＋１０ｎｍ以下であることが好ましく、－１０ｎｍ以上＋５ｎｍ以下であることがより好ましく、－５ｎｍ以上＋５ｎｍ以下であることがさらに好ましい。砥粒Ａ１のＢＥＴと砥粒Ａ２のＢＥＴ径とが上記関係を満たすことにより、第１研磨スラリーＳ１から第２研磨スラリーＳ２への切り替えがより円滑に進行しやすくなる傾向にある。ここに開示される技術は、砥粒Ａ１のＢＥＴが砥粒Ａ２のＢＥＴ径の－２ｎｍ以上＋２ｎｍ以下である態様で好ましく実施され得る。例えば、砥粒Ａ１および砥粒Ａ２に同一の砥粒を用いることができる。
ここに開示される技術は、砥粒Ａ１および砥粒Ａ２のＢＥＴ径がいずれも、好ましくは２０ｎｍ以上６０ｎｍ未満、より好ましくは２５ｎｍ以上５５ｎｍ以下、さらに好ましくは３０ｎｍ以上４５ｎｍ以下、例えば３０ｎｍを超えて４０ｎｍ以下である態様で実施することができる。これにより、抵抗率の異なる複数種類のシリコン基板について、高品位な表面を効率よく得ることができる。ここに開示される研磨方法をシリコン基板の仕上げ研磨に適用する場合には、上記ＢＥＴ径を有する砥粒Ａ１および砥粒Ａ２を用いることが特に効果的である。
第２研磨スラリーＳ２における砥粒Ａ２の含有量は特に制限されない。一態様において、上記含有量は、好ましくは０．０１重量％以上、より好ましくは０．５重量％以上、さらに好ましくは０．１重量％以上、例えば０．２重量％以上である。砥粒Ａ２の含有量の増大によって、より高い研磨能率が実現され得る。また、研磨対象物からの除去性等の観点から、上記含有量は、通常、５重量％以下が適当であり、好ましくは３重量％以下、より好ましくは２重量％以下、さらに好ましくは１重量％以下、例えば０．５重量％以下である。
好ましい一態様において、第２研磨スラリーＳ２における砥粒Ａ２の含有量は、第１研磨スラリーＳ１における砥粒Ａ１の含有量（重量基準の含有率）に対して、その７５％以上１２５％以下の含有量とすることができ、８０％以上１１０％以下とすることが好ましく、９０％以上１０５％以下とすることがより好ましい。これにより、第１研磨スラリーＳ１から第２研磨スラリーＳ２への切り替えがより円滑に進行しやすくなる傾向にある。ここに開示される研磨方法は、第１研磨スラリーＳ１における砥粒Ａ１の含有量と第２研磨スラリーＳ２における砥粒Ａ２の含有量とが概ね同じである態様、例えば、第２研磨スラリーＳ２における砥粒Ａ２の含有量が第１研磨スラリーＳ１における砥粒Ａ１の含有量の－３％以上＋３％以下である態様で好ましく実施することができる。
（水溶性高分子Ｐ２）
第２研磨スラリーＳ２は、好ましくは水溶性高分子Ｐ２を含有する。使用する水溶性高分子Ｐ２は特に限定されず、例えば、第１研磨スラリーＳ１の水溶性高分子Ｐ１に利用し得るものとして例示した水溶性高分子ＰＡや水溶性高分子ＰＢのなかから、１種を単独で、または２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。一態様において、水溶性高分子Ｐ２は、水溶性高分子Ｐ１に含まれるポリマーと同種のポリマーや、水溶性高分子Ｐ１に含まれるポリマーと同種であってＭｗの異なるポリマー（例えば、より高いＭｗを有するポリマー）であり得る。
水溶性高分子Ｐ２の一好適例としてセルロース誘導体（ポリマーＰＢＡ）が挙げられ、例えばＨＥＣを好ましく用いることができる。ここに開示される技術は、水溶性高分子Ｐ２としてＨＥＣを単独で使用する態様で好ましく実施され得る。ここに開示される技術は、また、水溶性高分子Ｐ２がＨＥＣと他の水溶性高分子とを組み合わせて含む態様で実施してもよい。かかる態様において、水溶性高分子Ｐ２全体に占めるＨＥＣの割合は、例えば３０重量％以上、より好ましくは５０重量％以上、さらに好ましくは８０重量％以上とすることができる。
一態様において、水溶性高分子Ｐ２のＭｗは、水溶性高分子Ｐ１のＭｗよりも高いことが好ましい。水溶性高分子Ｐ２のＭｗは、例えば、水溶性高分子Ｐ１のＭｗの１．５倍以上、好ましくは２倍以上、例えば３倍以上であり得る。このことによって、抵抗率の異なる複数種類のシリコン基板について、より高品質の表面が効率よく実現され得る。ここで、水溶性高分子Ｐ１および水溶性高分子Ｐ２の一方または両方がＭｗの異なる複数種類の水溶性高分子を含む場合、上記Ｍｗの対比は、水溶性高分子Ｐ１，Ｐ２の各々に含まれる水溶性高分子のうち、最もＭｗの高い種類の水溶性高分子同士により行うものとする。
第２研磨スラリーＳ２における水溶性高分子Ｐ２の濃度は、特に制限されない。水溶性高分子Ｐ２の濃度は、例えば、第２研磨スラリーＳ２の０．０００５重量％以上とすることができ、好ましくは０．００１重量％以上、より好ましくは０．００２重量％以上、例えば０．００５重量％以上である。水溶性高分子Ｐ２の濃度の増大により、より高品位の表面が得られる傾向にある。一方、研磨効率の観点から、水溶性高分子Ｐ２の濃度は、第２研磨スラリーＳ２の０．５重量％以下とすることが好ましく、０．２重量％以下とすることがより好ましく、０．１重量％以下（例えば０．０５重量％以下）とすることがより好ましい。抵抗率の異なる複数種類のシリコン基板を効率よく研磨する観点から、水溶性高分子Ｐ２の濃度は、０．０５重量％未満とすることができ、０．０２重量％以下とすることが好ましく、０．０１５重量％以下とすることがより好ましい。
また、水溶性高分子Ｐ２の含有量は、第２研磨スラリーＳ２に含まれる砥粒Ａ２の１ｇ当たり、０．０００５ｇ以上とすることが適当であり、好ましくは０．００２ｇ以上、より好ましくは０．００５ｇ以上である。また、水溶性高分子Ｐ２の含有量は、第２研磨スラリーＳ２に含まれる砥粒Ａ２の１ｇ当たり、０．５ｇ以下とすることが好ましく、０．３ｇ以下とすることがより好ましく、０．１ｇ以下とすることがより好ましい。
一態様において、第２研磨スラリーＳ２における水溶性高分子Ｐ２の濃度は、第１研磨スラリーＳ１における水溶性高分子Ｐ１の濃度Ｃ１よりも高いことが好ましく、例えば１．２倍以上（好ましくは１．５倍以上、より好ましくは２倍以上）高いことが好ましい。また、第２研磨スラリーＳ２に含まれる砥粒Ａ２の１ｇ当たりの水溶性高分子Ｐ２の含有量は、第１研磨スラリーＳ１に含まれる砥粒Ａ１の１ｇ当たりの水溶性高分子Ｐ１の含有量よりも多いことが好ましく、例えば１．２倍以上（好ましくは１．５倍以上、より好ましくは２倍以上）多いことが好ましい。上記濃度および含有量の一方または両方を満たすことにより、抵抗率の異なる複数種類のシリコン基板について、より高品質の表面が効率よく実現される傾向にある。
（塩基性化合物Ｂ２）
第２研磨スラリーＳ２は、好ましくは塩基性化合物Ｂ２を含有する。使用する塩基性化合物Ｂ２は特に限定されず、例えば、第１研磨スラリーＳ１に使用し得る塩基性化合物Ｂ１として例示したものから、１種を単独で、または２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。塩基性化合物Ｂ２は、塩基性化合物Ｂ１と同じ化合物であってもよく、異なる化合物であってもよい。
塩基性化合物Ｂ２としては、アルカリ金属水酸化物、水酸化第四級アンモニウムおよびアンモニアから選択される少なくとも一種の塩基性化合物が好ましい。これらのうち、水酸化第四級アンモニウムおよびアンモニアがより好ましく、アンモニアが特に好ましい。ここに開示される技術は、第２研磨スラリーＳ２が、セルロース誘導体（例えばＨＥＣ）を含有する水溶性高分子Ｐ２と、アンモニアを含む塩基性化合物Ｂ２とを含む態様で好ましく実施され得る。
第２研磨スラリーＳ２は、界面活性剤を含んでもよい。界面活性剤としては、第１研磨スラリーＳ１と同様のものを使用し得る。ここに開示される技術は、第２研磨スラリーＳ２が界面活性剤を実質的に含まない態様で実施することができる。
第２研磨スラリーＳ２は、キレート剤を含んでもよい。キレート剤としては、第１研磨スラリーＳ１と同様のものを使用し得る。ここに開示される技術は、第２研磨スラリーＳ２がキレート剤を実質的に含まない態様で実施することができる。
（その他の成分）
その他、第２研磨スラリーＳ２は、本発明の効果が著しく妨げられない範囲で、有機酸、有機酸塩、無機酸、無機酸塩、防腐剤、防カビ剤等の、研磨スラリー（典型的には、シリコン基板のポリシング工程に用いられる研磨スラリー）に用いられ得る公知の添加剤を、必要に応じてさらに含有してもよい。第２研磨スラリーＳ２は、第１研磨スラリーＳ１と同様、酸化剤を実質的に含まないことが好ましい。
＜研磨能率＞
上記第１研磨スラリーＳ１は、上記第２研磨スラリーＳ２と同等以上の研磨能率を示すことが好ましく、上記第２研磨スラリーＳ２よりも高い研磨能率を示すことがより好ましい。このことによって、抵抗率の異なる複数種類のシリコン基板について、高品位の表面をより効率よく実現することができる。ここで、第１研磨スラリーＳ１が第２研磨スラリーＳ２よりも高い研磨能率を示すとは、同一の研磨対象物を同一の研磨条件で研磨した場合において、研磨スラリーとして第１研磨スラリーＳ１を用いた場合の研磨取り代が、研磨スラリーとして第２研磨スラリーＳ２を用いた場合の研磨取り代よりも多いことをいう。第１研磨スラリーＳ１が第２研磨スラリーＳ２よりも高い研磨能率を示すことは、例えば、後述する実施例に記載の方法で各研磨スラリーの研磨能率を求め、それらを対比することにより確認することができる。研磨能率の対比に用いるシリコン基板は特に限定されず、例えば後述する実施例におけるＰ－、Ｐ＋＋、Ｐ＋＋＋のいずれのシリコン基板でもよい。研磨能率の差が大きくなりやすく、研磨能率の相対関係を把握しやすいことから、Ｐ－基板を好ましく使用し得る。
各研磨スラリーの研磨能率は、例えば、砥粒の材質、砥粒のＢＥＴ径、砥粒の濃度、水溶性高分子の種類、水溶性高分子の濃度、塩基性化合物の種類、研磨スラリーのｐＨ等により制御することができる。当業者であれば、後述する具体的な実施例を含む本願明細書の記載および技術常識に基づいて、第１研磨スラリーＳ１および第２研磨スラリーＳ２の研磨能率や、それらの相対関係を適切に調節し得る。
＜研磨＞
ここに開示される研磨方法では、研磨対象のシリコン基板に対し、第１研磨スラリーＳ１および第２研磨スラリーＳ２を、この順に、上記シリコン基板の研磨途中で切り替えて供給する。上記研磨方法は、例えば以下の操作を含む態様で行うことができる。
すなわち、研磨対象物としてのシリコン基板を研磨装置にセットし、該研磨装置の定盤（研磨定盤ともいう。）に固定された研磨パッドを通じて上記研磨対象物の表面（研磨対象面）に第１研磨スラリーＳ１を供給して研磨する第１段階を行う。典型的には、上記研磨スラリーを連続的に供給しつつ、研磨対象物の表面に研磨パッドを押しつけて両者を相対的に移動（例えば回転移動）させる。第１研磨スラリーＳ１による研磨開始から時間Ｔ１が経過したら、上記研磨対象物に供給する研磨スラリーを第２研磨スラリーＳ２に切り替え、該研磨対象物を第２研磨スラリーＳ２で研磨する第２段階を時間Ｔ２に亘って行う。
第１段階の研磨時間Ｔ１と、第２段階の研磨時間Ｔ２との関係は、特に限定されない。一態様において、第１段階の研磨時間Ｔ１を第２段階の研磨時間Ｔ２より長くすることができる。すなわち、ここに開示される研磨方法は、研磨対象のシリコン基板に第２研磨スラリーＳ２を供給して研磨する時間Ｔ２が、該シリコン基板に第１研磨スラリーＳ１を供給して研磨する時間Ｔ１よりも短い態様で実施することができる。このように、より研磨能率の高い第１研磨スラリーＳ１で研磨する時間を相対的に長くすることにより、互いに抵抗率の異なる複数種類のシリコン基板について、高品位の表面を効率よく実現することができる。ここに開示される研磨方法は、例えば、第１段階の研磨時間Ｔ１が第２段階の研磨時間Ｔ２の１．２倍以上（より好ましくは１．５倍以上、例えば２倍以上）である態様で好ましく実施され得る。
特に限定するものではないが、第１段階と第２段階との合計研磨時間（Ｔ１＋Ｔ２）は、例えば６０分以下とすることができ、生産性の観点から４０分以下とすることが好ましく、２０分以下とすることがより好ましい。一方、上記合計研磨時間は、高品位の表面を得る観点から、通常、３分以上とすることが適当であり、５分以上とすることが好ましく、例えば７分以上とすることができる。
各研磨スラリーは、研磨対象物に供給される前には濃縮された形態、すなわち研磨スラリーの濃縮液の形態であってもよい。上記濃縮液は、研磨スラリーの原液としても把握され得る。このように濃縮された形態の研磨スラリーは、製造、流通、保存等の際における利便性やコスト低減等の観点から有利である。濃縮倍率は特に限定されず、例えば、体積換算で２倍～１００倍程度とすることができ、通常は５倍～５０倍程度（例えば１０倍～４０倍程度）が適当である。
このような濃縮液は、所望のタイミングで希釈して研磨スラリー（ワーキングスラリー）を調製し、該研磨スラリーを研磨対象物に供給する態様で使用することができる。上記希釈は、例えば、上記濃縮液に水を加えて混合することにより行うことができる。
上記濃縮液における砥粒の含有量は、例えば５０重量％以下とすることができる。上記濃縮液の取扱い性（例えば、砥粒の分散安定性や濾過性）等の観点から、通常、上記濃縮液における砥粒の含有量は、好ましくは４５重量％以下、より好ましくは４０重量％以下である。また、製造、流通、保存等の際における利便性やコスト低減等の観点から、砥粒の含有量は、例えば０．５重量％以上とすることができ、好ましくは１重量％以上、より好ましくは３重量％以上、例えば４重量％以上である。好ましい一態様において、砥粒の含有量は、５重量％以上としてもよく、１０重量％以上としてもよく、１５重量％以上としてもよく、２０重量％以上としてもよく、３０重量％以上としてもよい。
ここに開示される技術において使用される研磨スラリーまたはその濃縮液は、一剤型であってもよく、二剤型を始めとする多剤型であってもよい。例えば、研磨スラリーの構成成分のうち少なくとも砥粒を含むパートＡと、残りの成分を含むパートＢとを混合し、必要に応じて適切なタイミングで希釈することにより研磨スラリーが調製されるように構成されていてもよい。
研磨スラリーまたはその濃縮液の調製方法は特に限定されない。例えば、翼式攪拌機、超音波分散機、ホモミキサー等の周知の混合装置を用いて、研磨スラリーまたはその濃縮液に含まれる各成分を混合するとよい。これらの成分を混合する態様は特に限定されず、例えば全成分を一度に混合してもよく、適宜設定した順序で混合してもよい。
各研磨段階において、研磨スラリーは、いったん研磨に使用したら使い捨てにする態様（いわゆる「かけ流し」）で使用されてもよいし、循環して繰り返し使用されてもよい。研磨スラリーを循環使用する方法の一例として、研磨装置から排出される使用済みの研磨スラリーをタンク内に回収し、回収した研磨スラリーを再度研磨装置に供給する方法が挙げられる。ここに開示される研磨方法は、第１段階で用いられる第１研磨スラリーＳ１および第２段階で用いられる第２研磨スラリーＳ２を、いずれも、かけ流しで使用する態様で好ましく実施することができる。
ここに開示される研磨方法において用いられる研磨パッドは、特に限定されない。例えば、発泡ポリウレタンタイプ、不織布タイプ、スウェードタイプ等の研磨パッドを用いることができる。各研磨パッドは、砥粒を含んでもよく、砥粒を含まなくてもよい。通常は、砥粒を含まない研磨パッドが好ましく用いられる。
ここに開示される研磨方法は、シリコン基板（例えばシリコン単結晶ウェーハ）の予備研磨工程および仕上げ研磨工程のいずれにも適用可能である。なかでも、ラッピングおよび予備ポリシングを経たシリコン基板の仕上げポリシングに好ましく適用することができる。第１段階の開始時におけるシリコン基板の表面粗さ（算術平均粗さ（Ｒａ））は、例えば、０．０１ｎｍ～１００ｎｍ程度であり得る。ここに開示される研磨方法は、上流の工程によって表面粗さＲａが０．０１ｎｍ～１００ｎｍ程度の表面状態に調製されたシリコン基板のポリシング（典型的には仕上げポリシング）に好ましく適用され得る。シリコン基板の表面粗さＲａは、例えば、Schmitt Measurement System Inc.社製のレーザースキャン式表面粗さ計「ＴＭＳ－３０００ＷＲＣ」を用いて測定することができる。
ここに開示される研磨方法に使用する研磨装置は、同一の定盤に供給される研磨スラリーを途中で切り替えることにより、上記第１段階および上記第２段階を同一の定盤上で行い得るように構成されている。上記研磨装置は、研磨対象物の両面を同時に研磨する両面研磨装置であってもよく、研磨対象物の片面のみを研磨する片面研磨装置であってもよい。特に限定するものではないが、ここに開示される研磨方法を仕上げ研磨に適用する場合、第１段階および第２段階を行う研磨装置として、片面研磨装置を好ましく採用し得る。第１段階の前に予備研磨を行う場合、該予備研磨は、両面研磨装置または片面研磨装置を用いて行うことができ、例えば両面研磨装置を用いて好ましく行うことができる。各研磨装置の備える定盤の数は、１でもよく２以上でもよい。各研磨装置は、一度に一枚の研磨対象物を研磨するように構成された枚葉式の研磨装置でもよく、同一の定盤上で複数の研磨対象物を同時に研磨し得るバッチ式の研磨装置でもよい。
ここに開示される研磨方法は、研磨対象物に対して第２段階の研磨を行った後に、該第２段階の研磨と同一の定盤上で上記研磨対象物にリンス液を供給して該研磨対象物をリンスする段階を含み得る。上記リンス液としては、水性溶媒（例えば水）を用いることができる。また、第２研磨スラリーＳ２に使用し得る成分のうち砥粒以外の任意の成分を水性溶媒中に含むリンス液を用いてもよい。
第２段階の研磨を終えた研磨対象物は、典型的には洗浄される。この洗浄は、適当な洗浄液を用いて行うことができる。使用する洗浄液は特に限定されず、例えば、半導体等の分野において一般的なＳＣ－１洗浄液（水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と水（Ｈ２Ｏ）との混合液）、ＳＣ－２洗浄液（ＨＣｌとＨ２Ｏ２とＨ２Ｏとの混合液）等を用いることができる。洗浄液の温度は、例えば室温（典型的には約１５℃～２５℃）以上、約９０℃程度までの範囲とすることができる。洗浄効果を向上させる観点から、５０℃～８５℃程度の洗浄液を好ましく使用し得る。上記洗浄は、典型的には、第１段階および第２段階の研磨に用いた研磨装置の外部で、すなわち上記研磨装置から研磨対象物を取り外した後に行われる。
＜研磨対象物＞
ここに開示される研磨方法は、互いに抵抗率の異なる複数種類のシリコン基板（典型的にはシリコン単結晶ウェーハ）の研磨に共通して適用することができる。ここで「共通して適用」とは、上記複数種類のシリコン基板に対して、同一組成の第１研磨スラリーＳ１で研磨する第１段階と、同一組成の第２研磨スラリーＳ２で研磨する第２段階とを、この順に行うことをいう。このことによって、例えば、第１研磨スラリーＳ１と第２研磨スラリーＳ２とを切り替えて供給し得るように構成された一台の研磨装置を用いて、互いに抵抗率の異なる複数種類のシリコン基板を、該研磨装置に任意の順序やタイミングでセットして研磨することができる。
ここに開示される研磨方法の一態様において、第１段階の研磨時間Ｔ１および第２段階の研磨時間Ｔ２は、互いに抵抗率の異なる複数種類のシリコン基板に対して同一のＴ１および同一のＴ２を共通して適用することができる。かかる態様によると、例えばバッチ式の研磨装置を使用する場合、互いに抵抗率の異なるシリコン基板を同一定盤上で同時に研磨し得る。また、研磨対象のシリコン基板の種類を問わず（例えば、該シリコン基板の抵抗率を問わず）同じ合計研磨時間を適用し得るので、研磨装置を効率よく利用することができる。
ここに開示される研磨方法は、例えば、抵抗率が１０倍以上異なる複数種類のシリコン基板の研磨に共通して適用することができる。抵抗率が２０倍以上（好ましくは１００倍以上、より好ましくは１５０倍以上、例えば２００倍以上）異なる上記複数種類のシリコン基板の研磨への適用が特に効果的である。
好ましい一態様において、上記複数種類のシリコン基板には、抵抗率が１Ω・ｃｍ以上のシリコン基板と、抵抗率が０．００５Ω・ｃｍ未満のシリコン基板とが含まれ得る。ここに開示される研磨方法は、これらのシリコン基板の研磨（例えば仕上げ研磨）に好ましく適用され得る。例えば、抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以上、例えば１Ω・ｃｍ以上のシリコン基板と、抵抗率が０．０５Ω・ｃｍ未満、例えば０．００５Ω・ｃｍ未満のシリコン基板とに、共通して適用され得る。これらのシリコン基板の仕上げ研磨への適用が特に好ましい。ここに開示される研磨方法は、このように抵抗率の異なるシリコン基板に共通して適用されて、これらのシリコン基板を効率よく高品位の表面に仕上げることができる。
＜研磨用組成物セット＞
この明細書によると、ここに開示される研磨方法に好ましく使用され得る研磨用組成物セットが提供される。その研磨用組成物セットは、互いに分けて保管される第１組成物Ｑ１と第２組成物Ｑ２とを少なくとも含む。第１組成物Ｑ１は、上記第１段階で使用される第１研磨スラリーＳ１またはその濃縮液であり得る。第２組成物Ｑ２は、上記第２段階で使用される第２研磨スラリーＳ２またはその濃縮液であり得る。ここに開示される研磨方法は、かかる研磨用組成物セットを用いて好適に実施することができる。したがって、上記研磨用組成物セットは、ここに開示される研磨方法や、該研磨方法を実施することを含む研磨物製造方法等に好ましく利用され得る。研磨用組成物セットを構成する各研磨用組成物は、それぞれ、一剤型であってもよく、二剤型を始めとする多剤型であってもよい。多剤型の研磨用組成物は、例えば、各研磨用組成物の構成成分のうち少なくとも砥粒を含むパートＡと、残りの成分を含むパートＢとに分けて保管され、上記パートＡと上記パートＢとを混合して必要に応じて適切なタイミングで希釈することにより研磨用組成物または研磨スラリーが調製されるように構成され得る。
なお、以上の説明および以下に示す実施例から理解されるように、この明細書により開示される事項には、次のものが含まれる。
（１） ここに開示されるいずれかの第１研磨スラリーＳ１を用いて抵抗率０．００５Ω・ｃｍ未満のシリコンウェーハを研磨（好ましくは仕上げ研磨）することを含む、シリコンウェーハの研磨方法。
（２） ここに開示されるいずれかの第１研磨スラリーＳ１を、抵抗率０．００５Ω・ｃｍ未満のシリコンウェーハの研磨（好ましくは仕上げ研磨）および抵抗率１Ω・ｃｍ以上のシリコンウェーハの研磨（好ましくは仕上げ研磨）に共通して使用することを含む、シリコンウェーハの研磨方法。
（３） 上記第１研磨スラリーＳ１による研磨に続いて、同一定盤上で、ここに開示されるいずれかの第２研磨スラリーＳ２を用いて上記シリコンウェーハを研磨（好ましくは仕上げ研磨）することを含む、上記（１）または（２）に記載のシリコンウェーハの研磨方法。
（４）上記（１）～（３）のいずれかの研磨方法を含む、研磨されたシリコンウェーハ（ポリッシュドウェーハ）の製造方法。
（５） ここに開示されるいずれかの第１研磨スラリーＳ１またはその濃縮液であって、抵抗率０．００５Ω・ｃｍ未満のシリコンウェーハの研磨（好ましくは仕上げ研磨）に用いられる、研磨用組成物。
（６） ここに開示されるいずれかの第１研磨スラリーＳ１またはその濃縮液であって、抵抗率０．００５Ω・ｃｍ未満のシリコンウェーハの研磨（好ましくは仕上げ研磨）および抵抗率１Ω・ｃｍ以上のシリコンウェーハの研磨（好ましくは仕上げ研磨）に共通して用いられる、研磨用組成物。
（７） ここに開示されるいずれかの第２研磨スラリーＳ２またはその濃縮液であって、上記（５）または（６）に記載の研磨用組成物または該研磨用組成物を用いて調製された第１研磨スラリーＳ１によるシリコンウェーハの研磨に続いて同一定盤上で上記シリコンウェーハを研磨するために用いられる、研磨用組成物。
以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる実施例に示すものに限定することを意図したものではない。
１．研磨液の調製
（スラリーＡ）
イオン交換水中に、砥粒としてのコロイダルシリカ（ＢＥＴ径３５ｎｍ）と、水溶性高分子としてのヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ；Ｍｗ１４０×１０４）と、塩基性化合物としてのアンモニアとを含む、表１に示す組成のスラリーＡを調製した。
（スラリーＢ）
イオン交換水中にコロイダルシリカ（ＢＥＴ径３５ｎｍ）、ＨＥＣ（Ｍｗ１２０×１０４）および水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）を含む、表１に示す組成のスラリーＢを調製した。
（スラリーＣ～Ｅ，Ｊ，Ｋ）
イオン交換水中にコロイダルシリカ（ＢＥＴ径３５ｎｍ）、ＰＶＡ、ＰＶＰおよびＫＯＨを含む、表１に示す組成のスラリーＣ～Ｅ，Ｊ，Ｋをそれぞれ調製した。各スラリーの調製に使用したＰＶＡおよびＰＶＰのＭｗは、表１に示すとおりである。これらのスラリーの調製に用いたＰＶＡのけん化度は、いずれも９８モル％以上である。また、これらのスラリーの調製に用いたＰＶＰは、いずれもビニルピロリドンの単独重合体である。表１中のＣ１０ＰＥＯ５は、エチレンオキサイドの平均付加モル数が５のポリオキシエチレンデシルエーテルを表す。
（スラリーＦ～Ｈ）
イオン交換水中にコロイダルシリカ（ＢＥＴ径３５ｎｍ）、ＰＶＡ主鎖－ＰＶＰグラフト共重合体およびＫＯＨを含む、表１に示す組成のスラリーＦ～Ｈを調製した。各スラリーの調製に使用したＰＶＡ主鎖－ＰＶＰグラフト共重合体の主鎖および側鎖のＭｗは、表１に示すとおりである。これらのグラフト共重合体は、いずれも、主鎖を構成するＰＶＡのけん化度が９８モル％以上であり、側鎖を構成するＰＶＰがビニルピロリドンの単独重合体である。
（スラリーＩ）
イオン交換水中にコロイダルシリカ（ＢＥＴ径３５ｎｍ）、ＨＥＣ（Ｍｗ１４０×１０４）およびＫＯＨを含む、表１に示す組成のスラリーＩを調製した。
なお、コロイダルシリカのＢＥＴ径は、マイクロメリテックス社製の表面積測定装置、商品名「Ｆｌｏｗ Ｓｏｒｂ ＩＩ ２３００」を用いて測定した。また、スラリーＡ～Ｉは、いずれもｐＨが１０以上１１以下の範囲内となるように調製した。
Figure 0007273912000001
２．シリコンウェーハの研磨
以下の３種類のシリコン基板（直径３００ｍｍのシリコン単結晶ウェーハ）を用いて研磨試験を行った。
Ｐ－：抵抗率１Ω・ｃｍ以上１００Ω・ｃｍ未満
Ｐ＋＋：抵抗率０．００６Ω・ｃｍ以上０．０１０Ω・ｃｍ未満
Ｐ＋＋＋：抵抗率０．００２Ω・ｃｍ未満
＜予備研磨工程＞
イオン交換水中に、コロイダルシリカ（ＢＥＴ径３５ｎｍ）０．７重量％、ＴＭＡＨ０．０４重量％およびピペラジン０．２５重量％を含む予備研磨用スラリー（ワーキングスラリー）を調製した。この予備研磨用スラリーを用いて研磨対象のシリコン基板を下記の条件で予備研磨することにより、各シリコン基板（Ｐ－、Ｐ＋＋、Ｐ＋＋＋）の表面を約０．４ｎｍの表面粗さＲａに調整した。
［予備研磨条件］
研磨装置：不二越機械工業社製の片面研磨機、型番「ＳＰＭ－１５」
研磨荷重：３２０ｇ／ｃｍ２
定盤回転数：３０ｒｐｍ
ヘッド回転数：３０ｒｐｍ
研磨パッド：ニッタ・ハース社製、不織布タイプ、製品名「ＳＵＢＡ６００」
供給レート：６リットル／分（循環使用）
研磨環境の保持温度：２３℃
（洗浄）
予備研磨後のシリコン基板を研磨装置から取り外し、ＮＨ４ＯＨ（２９％）：Ｈ２Ｏ２（３１％）：脱イオン水（ＤＩＷ）＝１：１：１５（体積比）の洗浄液を用いて洗浄した（ＳＣ－１洗浄）。より具体的には、周波数９５０ｋＨｚの超音波発振器を取り付けた洗浄槽を２つ用意し、それら第１および第２の洗浄槽の各々に上記洗浄液を収容して８０℃に保持し、予備研磨後のシリコン基板を、第１の洗浄槽に５分、その後超純水と超音波によるリンス槽を経て、第２の洗浄槽に５分、それぞれ上記超音波発振器を作動させた状態で浸漬した。
＜仕上げ研磨工程＞
上記スラリーＡ～Ｋをそのまま研磨液（ワーキングスラリー）として使用して、上記洗浄後のシリコン基板に対して以下の条件で仕上げ研磨を行った。
［仕上げ研磨条件］
研磨対象物：表２に示すとおり。
研磨装置：不二越機械工業社製の片面研磨機、型番「ＳＰＭ－１５」
研磨荷重：１５０ｇ／ｃｍ２
定盤回転数：４０ｒｐｍ
ヘッド回転数：４０ｒｐｍ
研磨パッド：ニッタ・ハース株式会社製、スウェードタイプ、製品名「Ｓｕｐｒｅｍｅ ＲＮ－Ｈ」
供給レート：０．５リットル／分（かけ流し使用）
研磨環境の保持温度：２０℃
研磨時間：第１段階を７分、続いて第２段階を３分
（ただし、例８～１１では第１段階を１０分継続し、第２段階は行わなかった。）
具体的には以下のようにして仕上げ研磨工程を実施した。
（例１）
上記研磨装置にシリコン基板をセットし、スラリーＣを供給して第１段階の研磨を開始した。第１段階の開始から７分経過後、供給するスラリーをスラリーＣからスラリーＡに切り替えて、引き続き第２段階の研磨を行った。第２段階の開始から３分経過後、スラリーＡの供給および研磨装置の作動を停止した。
（例２～７，１２，１３）
第１段階で供給するスラリーを表２に示すように変更した他は例１と同様にして、シリコン基板の仕上げ研磨を行った。
（例８～１１）
上記研磨装置にシリコン基板をセットし、表２に示すスラリーを供給して研磨を開始した。研磨開始から１０分経過後、スラリーの供給および研磨装置の作動を停止した。
仕上げ研磨後のシリコン基板を研磨装置から取り外し、上述した予備研磨後の洗浄と同様にして洗浄した。このようにして、例１～１３による仕上げ研磨後シリコンウェーハを得た。
３．評価
（ヘイズレベル測定）
ＡＤＥ社製のウェーハ研磨システム、商品名「ＡＷＩＳ ３１１０」を使用して、例１～１１に係る仕上げ研磨後シリコンウェーハのヘイズレベル［ｐｐｍ］を測定した。結果を表２の「ヘイズ」の欄に示した。
（研磨能率測定）
仕上げ研磨前後のシリコン基板の重量差および研磨対象面積から、仕上げ研磨工程において除去された厚さ（研磨取り代）を求め、それを研磨時間（ここでは１０分間）で除すことにより、単位時間当たりの平均研磨取り代（研磨能率）を算出した。得られた値を、シリコン基板の種類毎に、それぞれ例１の研磨能率を１．００とする相対値に換算した。結果を表２の「研磨能率」の欄に示した。
また、例１～例１０，１２，１３の各々について、Ｐ－基板についての研磨能率［ｎｍ／分］をＰ＋＋＋基板についての研磨能率［ｎｍ／分］で除すことにより、Ｐ－基板／Ｐ＋＋＋基板の研磨能率比（すなわち、Ｐ－基板の研磨能率の、Ｐ＋＋＋基板の研磨能率に対する倍率）を算出した。結果を表２の「研磨能率比」の欄に示した。
なお、表２に示す各例について、ヘイズおよび研磨能率の欄における「－」は、当該種類のシリコン基板については研磨試験が未実施であることを表している。
また、例８においてスラリーＡに代えてスラリーＤ，Ｅ，Ｇ～Ｋの各々を使用してシリコン基板の研磨を行い、上記と同様にして研磨能率を求めたところ、表３に示すように、いずれもスラリーＡよりも高い研磨能率を示すことが確認された。
Figure 0007273912000002
Figure 0007273912000003
表１に示されるように、水溶性高分子Ｐ１を含む第１段階用スラリーＣ～Ｋをより研磨能率の低い第２段階用スラリーに切り替えて第１段階および第２段階の研磨を行った例１～７，１２，１３では、同一の研磨プロセスにより、いずれの抵抗率を有するシリコンウェーハの研磨においても例８に概ね匹敵する低いヘイズレベルの表面が得られた。スラリーＣ～Ｅ，Ｉを用いた例１～３，７に比べて、スラリーＦ～Ｈを用いた例４～６では、よりヘイズレベルの低い表面が得られる傾向がみられた。また、スラリーＡによる研磨のみを行った例８に比べて、例１～７，１２，１３では、Ｐ＋＋＋基板の研磨において約２倍という高い研磨能率が得られた。また、例１～７，１２，１３と例８との研磨能率比の対比からわかるように、例８に比べて例１～７，１２，１３ではシリコンウェーハの抵抗率による研磨能率の違いが緩和されていた。
一方、スラリーＢによる研磨のみを行った例１１は、研磨能率は高いものの、Ｐ－基板およびＰ＋＋基板のいずれの研磨においてもヘイズレベルを低下させる効果が不十分であった。スラリーＣまたはスラリーＦによる研磨のみを行った例９，１０は、いずれも、Ｐ－基板の研磨においてヘイズレベルを十分に低下させることができなかった。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

Claims (12)

  1. シリコン基板を研磨する方法であって、
    研磨対象のシリコン基板に対し、予備ポリシングを行うことと、該予備ポリシングを経たシリコン基板の仕上げポリシングを行うこととを含み、
    前記仕上げポリシングでは前記シリコン基板の片面のみを研磨し、該仕上げポリシングは、第１研磨スラリーＳ１および第２研磨スラリーＳ２を、この順に、前記シリコン基板の片面のみを研磨する途中で切り替えて供給することを含み、
    前記第１研磨スラリーＳ１は、砥粒Ａ１および水溶性高分子Ｐ１を含有し、
    前記水溶性高分子Ｐ１ は、ビニルアルコール系ポリマー鎖およびＮ－ビニル系ポリマー鎖を同一分子内に有する共重合体であり、
    前記第２研磨スラリーＳ２は、砥粒Ａ２および水溶性高分子Ｐ２を含有し、
    前記第２研磨スラリーＳ２における前記砥粒Ａ２の含有量は０．５重量％以下であり、
    前記第１研磨スラリーＳ１の研磨能率は、前記第２研磨スラリーＳ２の研磨能率よりも高く、かつ
    前記第２研磨スラリーＳ２における前記水溶性高分子Ｐ２の濃度は、前記第１研磨スラリーＳ１における前記水溶性高分子Ｐ１の濃度よりも高い、研磨方法。
  2. 前記仕上げポリシングにおいて、前記第１研磨スラリーＳ１で研磨する第１段階と前記第２研磨スラリーＳ２で研磨する第２段階とは、同一定盤上で、該同一定盤上に前記第１研磨スラリーＳ１と前記第２研磨スラリーＳ２とを途中で切り替えて供給することにより行われる。請求項１に記載の研磨方法。
  3. 前記水溶性高分子Ｐ１の重量平均分子量は３０×１０４以下である、請求項１または２に記載の研磨方法。
  4. 前記第１研磨スラリーＳ１は、前記水溶性高分子Ｐ１を０．００１重量％以上０．００５重量％以下の濃度で含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の研磨方法。
  5. 前記砥粒Ａ２のＢＥＴ径は前記砥粒Ａ１のＢＥＴ径の－５ｎｍ以上＋５ｎｍ以下であり、かつ、前記第２研磨スラリーＳ２における前記砥粒Ａ２の含有量は前記第１研磨スラリーＳ１における前記砥粒Ａ１の含有量の８０％以上１１０％以下である、請求項１から４のいずれか一項に記載の研磨方法。
  6. 前記第１研磨スラリーＳ１は、塩基性化合物Ｂ１としてアルカリ金属水酸化物を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の研磨方法。
  7. 前記砥粒Ａ１のＢＥＴ径は６０ｎｍ未満である、請求項１から６のいずれか一項に記載のいずれか一項に記載の研磨方法。
  8. 前記水溶性高分子Ｐ ２ はヒドロキシエチルセルロースである、請求項１から７のいずれか一項に記載の研磨方法。
  9. 抵抗率が１Ω・ｃｍ以上のシリコン基板と、抵抗率が０．００５Ω・ｃｍ未満のシリコン基板とに共通して適用される、請求項１から８のいずれか一項に記載の研磨方法。
  10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の研磨方法に用いられる研磨用組成物であって、
    前記第１研磨スラリーＳ１またはその濃縮液である、研磨用組成物。
  11. 請求項１から９のいずれか一項に記載の研磨方法に用いられる研磨用組成物であって、
    前記第２研磨スラリーＳ２またはその濃縮液である、研磨用組成物。
  12. 請求項１から９のいずれか一項に記載の研磨方法に用いられる研磨用組成物セットであって、
    前記第１研磨スラリーＳ１またはその濃縮液である第１組成物Ｑ１と、
    前記第２研磨スラリーＳ２またはその濃縮液である第２組成物Ｑ２と
    を含み、
    前記第１組成物Ｑ１と前記第２組成物Ｑ２とは互いに分けて保管されている、研磨用組成物セット。
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