TW201900793A - 研磨用組成物及使用其之研磨方法 - Google Patents

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Abstract

本發明為提供一種可維持研磨粒之分散性、研磨速率，及降低霧化等性能的增黏化之研磨用組成物。 　　本發明為，一種研磨用組成物，其特徵為含有：研磨粒，與鹼性化合物，與具有保護研磨對象物表面之作用的水溶性高分子A，與具有增黏作用的水溶性高分子B，與水；又，前述水溶性高分子B之重量平均分子量為50,000以上，由標準試驗1測得之前述水溶性高分子B的研磨粒吸附參數1為40%以下，由標準試驗2測得之前述水溶性高分子B的基板吸附參數2為20%以下。

Description

研磨用組成物及使用其之研磨方法
本發明為有關研磨用組成物及使用其之研磨方法。
目前，於矽、鋁、鎳、鎢、銅、鉭、鈦、不銹鋼等的金屬或半導體，或該些之合金；或碳化矽、氮化鎵、砷化鎵等的化合物半導體晶圓材料等，常因需平坦化等的各種需求進行研磨，而被應用於各種技術領域間。
其中，於製造集積線路等半導體元件之際，就製得具有高平坦且無損傷或雜質的高品質鏡面之鏡面晶圓時，對於研磨矽晶圓之技術已開始進行各式各樣的研究。
研磨中，就對於晶圓表面進行高精度的鏡面加工，且降低霧化之方法，例如可使用含有研磨粒(例如，矽酸膠(colloidal silica)等之膠體狀粒子)的研磨用組成物。例如，於特開2004-128070號公報(對應於美國專利出願公開第2004／0127047號說明書)中，提出一種含有二氧化矽、鹼化合物、羥乙基纖維素等的水溶性高分子化合物，及水的研磨用組成物，其中，前述二氧化矽為，使用由BET法所測定的比表面積所求得之平均一次粒徑，及使用雷射散射法所測定的平均二次粒徑為特定範圍之矽酸膠，或前述平均一次粒徑及前述平均二次粒徑於特定範圍之燻製二氧化矽[fumed silica]。
又，特開2011-61089號公報中，提出一種含有研磨材，與羥乙基纖維素，與鹼性化合物之研磨用組成物，其中，前述羥乙基纖維素為由重量平均分子量為30萬～300萬之羥乙基纖維素經水解所製得的羥乙基纖維素。
最近，於適用於研磨矽晶圓等的研磨用組成物，對於可維持研磨粒之分散性或研磨速率，及降低霧化等性能，且可提高晶圓表面加工均勻性等目的而增黏化之新的需求已有日漸提高之趨勢。但，對於該新的需求，目前仍未有充份之知識。
本發明即為鑑於此狀況所提出者，而以提供一種可維持研磨粒之分散性、研磨速率，及降低霧化等之性能，且為增黏化的研磨用組成物為目的。又，本發明亦以提供一種使用研磨用組成物之研磨方法為目的。
上述問題，經由使用一種含有研磨粒，與鹼性化合物，與具有保護研磨對象物表面之作用的水溶性高分子A，與具有增黏作用的水溶性高分子B，與水，且，前述水溶性高分子B之重量平均分子量為50,000以上，由標準試驗1測得之前述水溶性高分子B的研磨粒吸附參數1為40%以下，由標準試驗2測得之前述水溶性高分子B的基板吸附參數2為20%以下之研磨用組成物而得以解決。 實施發明之形態
以下，將說明本發明之實施形態。又，本發明並不僅限定於以下實施形態。又，於無特別記載下，操作及物性等之測定，為於室溫(20℃以上、25℃以下之範圍)／相對濕度40%RH以上、50%RH以下之條件測定者。
[研磨用組成物] 　　本發明之一形態為，一種研磨用組成物，其為含有研磨粒，與鹼性化合物，與具有保護研磨對象物表面之作用的水溶性高分子A，與具有增黏作用的水溶性高分子B，與水，且前述水溶性高分子B之重量平均分子量為50,000以上，由標準試驗1測得之前述水溶性高分子B的研磨粒吸附參數1為40%以下，由標準試驗2測得之前述水溶性高分子B的基板吸附參數2為20%以下。
本發明者們，對於維持研磨粒之分散性、研磨速率，及降低霧化等性能的同時，且可使研磨用組成物增黏化之方法進行研究。其過程中，對於僅單純增加特開2004-128070號公報(對應美國專利出願公開第2004／0127047號說明書)及特開2011-61089號公報所記載之研磨用組成物所含的羥乙基纖維素等之水溶性高分子的添加量進行研究結果，發現可達成增黏化之組成物中，該研磨用組成物所追求的研磨粒之分散性、研磨速率，及降低霧化等的原本之性能將會降低。
基於前述研究結果，本發明者們又進行更深入的研究。其結果，驚異的發現，於合併使用具有保護研磨對象物表面之作用的水溶性高分子A，與重量平均分子量為5萬以上，由標準試驗1測得之研磨粒吸附參數1為40%以下，且由標準試驗2測得之基板吸附參數2為20%以下的具有增黏作用的水溶性高分子B時，可製得維持研磨粒之分散性、研磨速率，及降低霧化等性能，且為增黏化之研磨用組成物。
本發明之研磨用組成物可達成上述效果之作用機制雖尚未明確，但推測應為以下之機制。即，本發明之研磨用組成物所含的水溶性高分子A，為具有保護研磨對象物表面之作用的水溶性高分子A，其因於研磨對象物表面形成水溶性高分子膜，故可降低研磨對象物之霧化現象。又，本發明之研磨用組成物所含的水溶性高分子B，因重量平均分子量為50,000以上，故具有使研磨用組成物增黏化之作用。又，水溶性高分子B，因由標準試驗1測得之研磨粒吸附參數1及標準試驗2測得之基板吸附參數2，皆為特定之數值以下，故不會造成研磨粒過度吸附，而可於研磨用組成物中使研磨粒維持良好的分散性，且又因不會過度吸附於研磨對象物之表面，故可使研磨用組成物維持良好的研磨速率。因而，合併使用水溶性高分子A與水溶性高分子B的本發明之研磨用組成物，可維持研磨粒之分散性、研磨速率，及降低霧化等之性能，且可達成增黏化之效果。
又，上述機制為基於推測所說明者，其正確與否並不會對本案的技術範圍造成影響。
以下，將對本發明之研磨用組成物所含的各成份，進行詳細說明。
＜研磨粒＞ 　　本發明之一形態的研磨用組成物，必須含有研磨粒。研磨粒，具有作為對研磨對象物表面進行機械性研磨之機能。
研磨粒的材質或性狀並未有特別之限定，可配合研磨用組成物之使用目的或使用態樣等作適當之選擇。研磨粒之例，例如，無機粒子、有機粒子，及有機無機複合粒子等。無機粒子之具體例，例如，二氧化矽粒子、氧化鋁粒子、氧化鈰粒子、氧化鉻粒子、二氧化鈦粒子、氧化鋯粒子、氧化鎂粒子、二氧化錳粒子、氧化鋅粒子、氧化鐵紅粒子等的氧化物粒子；氮化矽粒子、氮化硼粒子等的氮化物粒子；碳化矽粒子、碳化硼粒子等的碳化物粒子；石墨粒子；碳酸鈣或碳酸鋇等的碳酸鹽等。有機粒子之具體例，例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)粒子或聚(甲基)丙烯酸粒子、聚丙烯腈粒子等。其中，(甲基)丙烯酸係指包含丙烯酸及甲基丙烯酸之意。研磨粒，可單獨使用一種，或將二種以上組合使用亦可。
上述研磨粒，以無機粒子為佳，其中又以由金屬或半金屬的氧化物所形成之粒子為佳。特佳之研磨粒，可列舉如二氧化矽粒子。二氧化矽粒子，例如，矽酸膠、氣相二氧化矽、沈降二氧化矽等。
二氧化矽粒子之中，又以矽酸膠及氣相二氧化矽為佳，以矽酸膠為特佳。使用矽酸膠或氣相二氧化矽時，特別是使用矽酸膠時，於研磨步驟中，可降低矽晶圓表面發生之刮痕。
又，對於作為較佳研磨對象物之矽晶圓的表面，一般多經由拋光(lapping)步驟與磨光(polishing)步驟而加工為高品質的鏡面。其中，上述磨光步驟，通常為由包含預研磨步驟(預磨光步驟)與加工研磨步驟(最終磨光步驟)等複數的研磨步驟而構成。例如，矽晶圓於粗研磨之階段(例如，預研磨步驟)中，多有使用加工力(研磨力)高的研磨用組成物，而於進行更細緻研磨之階段(例如，加工研磨步驟)中，則使用研磨力較低的研磨用組成物之傾向。如此，因所使用的研磨用組成物，於各個研磨步驟中所需求的研磨特性各不相同，故研磨用組成物所含的各成份之含量，因與使用該研磨用組成物的研磨步驟之階段有關連性，而分別使用不同之含量。
如上所述，研磨用組成物所含的研磨粒中，其含量或粒徑，因與使用該研磨用組成物的研磨步驟之階段有關連性，而使用不同之範圍。
經由增加研磨粒之含量，可提高對研磨對象物之表面的研磨速率。又，降低研磨粒之含量時，會有提高研磨用組成物之分散安定性，且會有降低被研磨面之研磨粒殘渣之傾向。
預研磨步驟所使用的研磨用組成物中，研磨粒之含量，並未有特別之限制，又以0.001質量%以上為佳，以0.01質量%以上為較佳，以0.1質量%以上為更佳，以0.2質量%以上為特佳。又，預研磨步驟所使用的研磨用組成物中，研磨粒之含量，以10質量%以下為佳，以5質量%以下為較佳，以1質量%以下為更佳，以0.8質量%以下為最佳。
加工研磨步驟所使用的研磨用組成物中，研磨粒之含量，並未有特別之限制，又以0.001質量%以上為佳，以0.01質量%以上為較佳，以0.1質量%以上為特佳。又，加工研磨步驟所使用的研磨用組成物中，研磨粒之含量，以10質量%以下為佳，以5質量%以下為較佳，以1質量%以下為更較佳，以0.5質量%以下為最佳。
又，經由增大研磨粒之粒徑時，可使研磨對象物之表面容易進行機械性研磨，而提高研磨速率。又，降低研磨粒之粒徑時，可容易降低霧化現象。
預研磨步驟所使用的研磨用組成物中，研磨粒之平均一次粒徑，並未有特別之限制，又以5nm以上為佳，以10nm以上為較佳，以20nm以上為更佳，以30nm以上為更較佳。又，預研磨步驟所使用的研磨粒之平均一次粒徑，以100nm以下為佳，以80nm以下為較佳，以60nm以下為更佳。
加工研磨步驟所使用的研磨用組成物中，研磨粒之平均一次粒徑，並未有特別之限制，又以5nm以上為佳，以10nm以上為較佳，以20nm以上為更佳。又，加工研磨步驟所使用的研磨用組成物中，研磨粒之平均一次粒徑，以60nm以下為佳，以50nm以下為較佳，以40nm以下為更佳。
又，預研磨步驟所使用的研磨用組成物中，研磨粒之平均二次粒徑，並未有特別之限制，又以10nm以上為佳，以20nm以上為較佳，以40nm以上為更佳。又，預研磨步驟所使用的研磨用組成物中，研磨粒之平均二次粒徑，以250nm以下為佳，以180nm以下為較佳，以150nm以下為更佳。
加工研磨步驟所使用的研磨用組成物中，研磨粒之平均二次粒徑，以10nm以上為佳，以20nm以上為較佳，以30nm以上為更佳，以40nm以上為特佳。又，加工研磨步驟所使用的研磨用組成物中，研磨粒之平均二次粒徑，以100nm以下為佳，以90nm以下為較佳，以80nm以下為更佳。
一般而言，含有水溶性高分子及研磨粒的研磨用組成物中，容易形成經水溶性高分子之媒介而形成的研磨粒之凝集體。因此，含有水溶性高分子及研磨粒的研磨用組成物，與不含有水溶性高分子的研磨用組成物相比較時，存在於研磨用組成物中的粒子具有較大平均粒徑之傾向。本說明書中所稱「存在於研磨用組成物中的粒子」並不僅為經水溶性高分子之媒介而形成的研磨粒之凝集體，亦包含未形成凝集體之研磨粒的用語。
預研磨步驟所使用的存在於研磨用組成物中的粒子之平均二次粒徑，以10nm以上為佳，以20nm以上為較佳，以40nm以上為更佳。又，預研磨步驟所使用的存在於研磨用組成物中的粒子之平均二次粒徑，以250nm以下為佳，以180nm以下為較佳，以150nm以下為更佳。
加工研磨步驟所使用的存在於研磨用組成物中的粒子之平均二次粒徑，以10nm以上為佳，以20nm以上為較佳，以30nm以上為更佳，以40nm以上為特佳。又，加工研磨步驟所使用的存在於研磨用組成物中的粒子之平均二次粒徑，以100nm以下為佳，以90nm以下為較佳，以80nm以下為更佳。
又，研磨粒的平均一次粒徑之值，例如，可由BET法所測定的比表面積而計算。研磨粒的比表面積之測定，例如，可使用Micromeritics公司製的「Flow SorbII 2300」進行測定。又，研磨粒及存在於研磨用組成物中的粒子之平均二次粒徑，可使用例如動態光散射法而測定，例如可日機裝股份有限公司製之「Nanotrac(註冊商標)UPA-UT151」予以測定。
＜鹼性化合物＞ 　　本發明之一形態的研磨用組成物，必須含有鹼性化合物。該鹼性化合物係指，具有添加於研磨用組成物時，即可提高該組成物的pH值之機能的化合物。鹼性化合物，具有經由對研磨對象物之面進行蝕刻之化學性研磨之作用，及提高研磨粒之分散安定性之作用。又，鹼性化合物，可作為pH調整劑使用。
鹼性化合物之具體例，例如，第2族元素或鹼金屬之氫氧化物或鹽、四級銨化合物、氨或其鹽、胺等。
第2族元素或鹼金屬之氫氧化物或鹽中，第2族元素並未有特別之限制，又以鹼土類金屬為較佳使用者，可列舉如，鈣等。又，鹼金屬，可列舉如，鉀、鈉等。鹽，可列舉如，碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、乙酸鹽等。第2族元素或鹼金屬之氫氧化物或鹽，可列舉如，氫氧化鈣、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀、硫酸鉀、乙酸鉀、氯化鉀、氫氧化鈉、碳酸氫鈉，及碳酸鈉等。
四級銨化合物，可列舉如，四甲基銨、四乙基銨、四丁基銨等之氫氧化物、氯化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽，及磷酸鹽等之鹽。具體例如，氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化四丁基銨等之氫氧化四烷基銨；碳酸四甲基銨、碳酸四乙基銨、碳酸四丁基銨等之碳酸四烷基銨；氯化四甲基銨、氯化四乙基銨、氯化四丁基銨等之氯化四烷基銨等。
其他之銨鹽，可列舉如，碳酸銨、碳酸氫銨等。
胺之具體例，可列舉如，甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、乙烯二胺、單乙醇胺、N-(β-胺基乙基)乙醇胺、伸六甲基二胺、二伸乙基三胺、三伸乙基四胺、無水哌嗪、哌嗪六水合物、1-(2-胺基乙基)哌嗪、N-甲基哌嗪、胍等。
其中，鹼性化合物，可配合所期待之機能，選擇較佳之化合物。
其中，預研磨步驟所使用的研磨用組成物中，鹼性化合物，就提高研磨速率之觀點，以使用氫氧化四甲基銨等的氫氧化四級銨化合物、氨為佳。又，預研磨步驟所使用的研磨用組成物中，鹼性化合物，就提高研磨速率之觀點，以使用含有碳酸鹽或碳酸氫鹽等者為佳，以含有碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸鈉，或碳酸氫鈉等者為佳。就容易處理之觀點，以氫氧化四級銨化合物及氨為更佳，以氨為最佳。
又，加工研磨步驟所使用的研磨用組成物中，鹼性化合物，就不會附著而殘留於研磨後的研磨對象物之觀點，以不含有鹼土類金屬、鹼金屬、過渡金屬者為佳。因此，鹼性化合物，例如，以氫氧化四級銨化合物、胺、氨為佳，就容易處理之觀點，以氫氧化四級銨化合物及氨為更佳，以氨為最佳。
研磨用組成物中的鹼性化合物之含量(使用二種以上時，為其合計量)，以0.001質量%以上為佳，以0.003質量%以上為較佳。增加鹼性化合物之含量時，可容易達到高研磨速率。另一方面，研磨用組成物中，鹼性化合物之含量(使用二種以上時，為其合計量)，以0.2質量%以下為佳，以0.1質量%以下為較佳。降低鹼性化合物之含量時，可容易降低霧化現象。
又，伴隨加工研磨步驟之接近程度，鹼性化合物之含量以階段性地降低為佳。較佳之實施形態為，預研磨用組成物的鹼性化合物之含量為最多的形態，其含量以於加工研磨用組成物中的鹼性化合物之含量的2倍以上、20倍以下之範圍為佳。
＜水溶性高分子A＞ 　　本發明之一形態的研磨用組成物，必須含有具有保護研磨對象物表面之作用的水溶性高分子A。水溶性高分子A，因可於研磨對象物之表面形成水溶性高分子膜，故可降低研磨對象物之霧化現象。
水溶性高分子A，可使用分子中具有由陽離子基、陰離子基及非離子基所選出之至少一種的官能基者。具體的水溶性高分子A，可列舉如，分子中含有羥基、羧基、醯氧基、磺酸基、四級銨構造、雜環構造、乙烯構造、聚氧烷構造等者。就降低凝集物或提高洗淨性等的觀點，以使用非離子性的水溶性高分子為佳。較佳之例，可列舉如，含氧烷基單位之聚合物、含氮原子之聚合物(含氮水溶性高分子)、聚乙烯醇、纖維素衍生物、澱粉衍生物等例示。
水溶性高分子A，以由含氧烷基單位之聚合物、含氮原子之聚合物、聚乙烯醇，及纖維素衍生物所成之群所選出之至少1種為較佳，以由含氮原子之聚合物及纖維素衍生物所成之群所選出之至少1種為更佳。
含氧烷基單位之聚合物，可列舉如，聚環氧乙烷(PEO)、環氧乙烷(EO)與環氧丙烷(PO)之嵌段共聚物、EO與PO之無規共聚物等。EO與PO之嵌段共聚物，例如，含聚環氧乙烷(PEO)嵌段與聚環氧丙烷(PPO)嵌段之二嵌段體、三嵌段體等。上述三嵌段體中，為包含PEO-PPO-PEO型三嵌段體及PPO-PEO-PPO型三嵌段體。通常，以PEO-PPO-PEO型三嵌段體為較佳。於EO與PO之嵌段共聚物或無規共聚物中，構成該共聚物的EO與PO之莫耳比(EO／PO)，就對水之溶解性或洗淨性等的觀點，以大於1者為佳，以2以上為較佳，以3以上(例如5以上)為更佳。
含氮原子之聚合物，只要為單體單位中具有1個以上的氮原子者，或側鏈的一部份具有1個以上的氮原子者時，並未有特別之限定。形成含氮原子之聚合物所使用的單體，例如，胺、亞胺、醯胺、醯亞胺、碳二醯亞胺、醯肼、胺基甲酸酯等，其構造，可為鏈狀、環狀、1級、2級、3級之任一者皆可。又，亦可為氮原子為陽離子的一部份之具有鹽的構造之含氮水溶性高分子。又，亦可使用主鏈上具有含氮原子之聚合物及側鏈官能基(側基)上具有氮原子的聚合物之任一者。具有鹽的構造之含氮水溶性高分子，例如，四級銨鹽等。又，含氮水溶性高分子，例如，水溶性尼龍等之聚縮合系聚醯胺、水溶性聚酯等之聚縮合系聚酯、複加成系聚胺、複加成系聚亞胺、複加成系(甲基)丙烯酸醯胺、烷基主鏈中之至少一部份具有氮原子之水溶性高分子、側鏈之至少一部份具有氮原子之水溶性高分子等。又，側鏈具有氮原子之水溶性高分子，亦包含側鏈具有四級氮之水溶性高分子。複加成系之含氮水溶性高分子之具體例，例如，聚乙烯咪唑、聚乙烯咔唑、聚乙烯吡咯啶酮、聚N-乙烯甲醯胺、聚乙烯己內醯胺、聚乙烯哌啶等。又，含氮水溶性高分子，亦可為部份具有乙烯醇構造、甲基丙烯酸構造、乙烯磺酸構造、乙烯醇羧酸酯構造、氧烷基構造等的親水性構造者。又，該些亦可為二嵌段型或三嵌段型、無規型、交互型等具有多數種構造之聚合物。含氮水溶性高分子，亦可為分子中的一部份或全部具有陽離子者、具有陰離子者、同時具有陰離子與陽離子者、具有非離子者等之任一者皆可。主鏈上含氮原子之聚合物之例，例如，N-醯基併烷基亞胺型單體之均聚物及共聚物等。N-醯基併烷基亞胺型單體之具體例，例如，N-乙醯基伸乙基亞胺、N-丙醯基伸乙基亞胺等。側基具有氮原子之聚合物，例如，N-(甲基)丙烯醯基型單體之均聚物及共聚物、N-烷氧基烷基(甲基)丙烯酸醯胺型單體之均聚物及共聚物、N-羥基烷基(甲基)丙烯酸醯胺型單體之均聚物及共聚物、N-烷基(甲基)丙烯酸醯胺型單體之均聚物及共聚物、N-二烷基(甲基)丙烯酸醯胺型單體之均聚物及共聚物、N-乙烯型單體之均聚物及共聚物等。其中，「(甲基)丙烯醯基」為包含丙烯醯基及甲基丙烯醯基之意。N-(甲基)丙烯醯基型單體之具體例，例如，N-(甲基)丙烯醯基嗎啉、N-(甲基)丙烯醯基哌啶等。N-烷氧基烷基(甲基)丙烯酸醯胺型單體之具體例，例如，N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酸醯胺、N-乙氧基甲基(甲基)丙烯酸醯胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酸醯胺等。N-羥基烷基(甲基)丙烯酸醯胺型單體之具體例，例如，N-(2-羥乙基)(甲基)丙烯酸醯胺、N-(1,1-二甲基-2-羥乙基)(甲基)丙烯酸醯胺等。N-烷基(甲基)丙烯酸醯胺型單體之具體例，例如，N-甲基(甲基)丙烯酸醯胺、N-乙基(甲基)丙烯酸醯胺、N-丙基(甲基)丙烯酸醯胺、N-異丙基(甲基)丙烯酸醯胺等。N-二烷基(甲基)丙烯酸醯胺型單體之具體例，例如，N,N-二甲基(甲基)丙烯酸醯胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酸醯胺、N,N-二丙基(甲基)丙烯酸醯胺等。 　　N-乙烯型單體之具體例，例如，N-乙烯吡咯啶酮等。又，本說明書中，共聚物於無特別記載時，皆包含無規共聚物、交互共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物等各種的共聚物之意。
聚乙烯醇中，其皂化度並未有特別之限定。又，聚乙烯醇，亦可使用四級銨構造等的具有陽離子性基之陽離子化聚乙烯醇。上述陽離子化聚乙烯醇，例如，由二烯丙基二烷基銨鹽、N-(甲基)丙烯醯基胺基烷基-N,N,N-三烷基銨鹽等的具有陽離子性基之單體所衍生者。
「纖維素衍生物」係指，纖維素所具有的羥基之一部份被其他相異的取代基所取代者之意。纖維素衍生物，可列舉如，羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、羥乙基甲基纖維素、甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、羧甲基纖維素等之纖維素衍生物及聚三葡萄糖等。
澱粉衍生物，可列舉如，α化澱粉、聚三葡萄糖、環糊精等。其中，又以聚三葡萄糖為佳。
上述水溶性高分子A，可單獨使用一種亦可、將二種以上組合使用亦可。
上述水溶性高分子A之中，就使研磨對象物的霧化現象容易降低之觀點，水溶性高分子A以使用含有纖維素衍生物者。使用纖維素衍生物作為水溶性高分子A時，相較於使用其他水溶性高分子時，於研磨對象物(特別是矽晶圓)表面將更容易形成水溶性高分子膜，而更能提高降低霧化之效果。此外，纖維素衍生物中，就於研磨對象物表面容易形成水溶性高分子膜，提高降低霧化之效果的觀點，以羥乙基纖維素為特佳。
水溶性高分子A的重量平均分子量，就提高研磨速率與降低霧化現象之觀點，於依聚環氧乙烷換算時，以2,000,000以下為佳，以1,500,000以下為較佳，以1,000,000以下為更佳。又，研磨用組成物中的水溶性高分子A之重量平均分子量以10,000以上為佳，以20,000以上為較佳，以30,000以上為更佳。又，水溶性高分子A的重量平均分子量於上述範圍內時，就研磨用組成物之分散安定性，或研磨對象物為矽晶圓(矽基板)時之矽晶圓的洗淨性之觀點而言為更佳。又，水溶性高分子A之重量平均分子量，為使用GPC法(水系、聚環氧乙烷換算)所測定之值。
研磨用組成物所含的水溶性高分子A之含量，因該研磨用組成物與所使用的研磨步驟之階段有關連性，而為使用不同含量者。
增加水溶性高分子A之含量時，可促進於研磨對象物表面形成水溶性高分子膜，而降低霧化現象。另一方面，降低水溶性高分子A之含量時，可提高研磨速率。
預研磨步驟所使用的研磨用組成物中，水溶性高分子A之含量(使用二種以上時，為其合計量)，就提高研磨面之濕潤性，且降低霧化現象之觀點，以1×10-6 質量%以上為佳，以5×10-5 質量%以上為較佳，以1×10-4 質量%以上為更佳。另一方面，就提高研磨速率之觀點，以0.5質量%以下為佳，以0.1質量%以下為較佳，以0.05質量%以下為更佳，以0.01質量%以下為更較佳，以0.005質量%以下為特佳。
加工研磨步驟所使用的研磨用組成物中，水溶性高分子A之含量(使用二種以上時，為其合計量)，就提高研磨面之濕潤性，且降低霧化現象之觀點，以1×10-4 質量%以上為佳，以1×10-3 質量%以上為較佳，以2×10-3 質量%以上為更佳。另一方面，就提高研磨速率之觀點，以0.5質量%以下為佳，以0.1質量%以下為較佳，以0.05質量%以下為更佳，以0.01質量%以下為特佳。
上述之中，特別是研磨用組成物中之水溶性高分子A，於使用纖維素衍生物(例如羥乙基纖維素)時，可與聚乙烯吡咯啶酮合併使用。
＜水溶性高分子B＞ 　　本發明之一形態的研磨用組成物，必須含有具有增黏作用的水溶性高分子B。本發明之水溶性高分子B，因重量平均分子量為50,000以上，故具有使研磨用組成物增黏之作用。又，水溶性高分子B，因由標準試驗1測得之研磨粒吸附參數1為40%以下，故不會過度吸附於研磨粒，而於研磨用組成物中可使研磨粒維持良好的分散性。又，水溶性高分子B，因由標準試驗2測得之基板吸附參數2為20%以下，故不會過度吸附於研磨對象物之表面，於使用研磨用組成物時，可維持良好的研磨速率。合併使用上述水溶性高分子A與該水溶性高分子B而得的本發明之研磨用組成物，可於維持研磨粒之分散性、研磨速率，及降低霧化等性能下，達成增黏化之效果。
水溶性高分子B之重量平均分子量為50,000以上。水溶性高分子B之重量平均分子量未達50,000時，研磨用組成物於維持研磨粒之分散性等性能的同時，將無法得到增黏之作用。水溶性高分子B之重量平均分子量，以100,000以上為佳，以200,000以上為較佳。又，水溶性高分子B之重量平均分子量，就研磨用組成物的保存安定性之觀點，以7,000,000以下為佳，以5,000,000以下為較佳，以3,000,000以下為更佳，以1,500,000以下為特佳。
又，水溶性高分子B之重量平均分子量，為使用GPC法(水系、聚環氧乙烷換算)所測定之值。
水溶性高分子B，依標準試驗1測得之研磨粒吸附參數1為40%以下。其中，「研磨粒吸附參數1」係表示，水溶性高分子B吸附於研磨粒之容易度，研磨粒吸附參數1為40%以下時，不容易引起水溶性高分子B吸附於研磨粒，而可提高研磨用組成物中的研磨粒之分散性。研磨粒吸附參數1超過40%時，容易引起水溶性高分子B吸附於研磨粒，而會降低研磨用組成物中的研磨粒之分散性。研磨粒吸附參數1，以40%以下為佳，以20%以下為較佳，以5%以下為更佳。又，研磨粒吸附參數1之下限值，通常為0%。
研磨粒吸附參數1，為依下述方法進行標準試驗1，並依下述式1而可計算。
・標準試驗1：研磨粒吸附參數1之計算 　　製作下述標準液，並將該標準液依下述離心分離條件進行離心分離，回收上澄清液。
≪標準液之組成≫ 　　研磨粒之濃度為0.46質量%、氨之濃度為0.009質量%，及水溶性高分子B之濃度為0.017質量%的水分散液 ≪離心分離條件≫ 　　離心分離機：BeckmanCoulter股份有限公司製、Avanti (註冊商標) HP-30I 　　迴轉數：20000rpm 　　離心分離時間：30min 　　標準液及上澄清液之全有機碳濃度(TOC)，為使用下述測定裝置進行測定，將標準液之測定值設為C1，上澄清液之測定值設為C2，並依下述式1計算研磨粒吸附參數1： 　　TOC測定裝置：島津製作所股份有限公司製、TOC-5000A。
又，水溶性高分子B，依標準試驗2測得之基板吸附參數2為20%以下。其中，「基板吸附參數2」為表示水溶性高分子B吸附於研磨對象物之容易度，基板吸附參數2為20%以下時，水溶性高分子B將不易吸附於研磨對象物，而可提高研磨用組成物之研磨速率。基板吸附參數2超過20%時，更容易引起水溶性高分子B吸附於研磨對象物，而會降低研磨用組成物之研磨速率。基板吸附參數2，以20%以下為佳，以15%以下為較佳。又，基板吸附參數2之下限值，通常為0%。
基板吸附參數2，為依下述所示方法進行標準試驗2，並依下述式2而可計算。
・標準試驗2：基板吸附參數2之計算 　　製作下述2種標準液： 　　參考標準液：氨之含量1.3質量%之水溶液 　　評估用標準液：氨之含量為1.3質量%、水溶性高分子B之含量為0.18質量%之水溶液。
將依實施例所記載之＜矽晶圓前處理＞方法實施前處理的單結晶矽基板，切斷為60mm×30mm之晶片型，而製得評估用基板。將該評估用基板之重量設為W0。又，將該評估用基板浸漬於約5質量%的HF(氟化氫)水溶液30秒鐘之後(去除自然氧化膜)，使用去離子水洗滌。將依該方式進行氧化膜處理的評估用基板，於25℃下浸漬於評估用標準液12小時之後，使用去離子水洗滌、乾燥後，測定重量。將該重量設為W1。由浸漬前後之重量差(W0-W1)與矽之比重，計算蝕刻速率(E.R.)。另外，依與上述相同之方法，將使用參考標準液所求得之蝕刻速率設為α，並依下述式2，計算基板吸附參數2。
具有上述性狀之水溶性高分子B的具體種類，可列舉如，聚丙烯酸，或其鹽等。水溶性高分子B，可單獨使用一種亦可、將二種以上組合使用亦可。
其中，就研磨用組成物之保存安定性之觀點，水溶性高分子B以含有聚丙烯酸為更佳。
研磨用組成物所含的水溶性高分子B之含量，因與使用該研磨用組成物的研磨步驟之階段有關連性，而分別使用不同之含量。
增加水溶性高分子B之含量時，可使其增黏化。另一方面，降低水溶性高分子B之含量時，可提高研磨用組成物之保存安定性。
預研磨步驟所使用的研磨用組成物中，水溶性高分子B之含量，並未有特別之限制，又以1×10-6 質量%以上為佳，以5×10-5 質量%以上為較佳，以0.0001質量%以上為更佳。又，預研磨步驟所使用的研磨用組成物中，水溶性高分子B之含量，以0.5質量%以下為佳，以0.1質量%以下為較佳，以0.05質量%以下為更佳，以0.01質量%以下為更較佳，以0.005質量%以下為特佳。
加工研磨步驟所使用的研磨用組成物中，水溶性高分子B之含量，並未有特別之限制，又以1×10-6 質量%以上為佳，以5×10-5 質量%以上為較佳，以0.0001質量%以上為更佳。又，加工研磨步驟所使用的研磨用組成物中，水溶性高分子B之含量，以0.5質量%以下為佳，以0.1質量%以下為較佳，以0.05質量%以下為更佳，以0.01質量%以下為更較佳，以0.005質量%以下為特佳。
＜水＞ 　　本發明之一形態的研磨用組成物中，必須含有水。水，具有作為溶解其他成份之溶劑或分散其他成份之分散媒介之作用。
就防止研磨對象物之污染或其他成份之作用的觀點，以盡可能不含有雜質的水為佳。例如，以過渡金屬離子的合計含量為100質量ppb以下之水為佳。其中，水之純度，例如，可使用離子交換樹脂去除雜質離子、使用過濾器去除異物、進行蒸餾等操作而提高純度。具體而言，水，例如，以使用離子交換水(去離子水)、純水、超純水、蒸餾水等為佳。
＜其他成份＞ 　　本發明之一形態的研磨用組成物中，除研磨粒、鹼性化合物、水溶性高分子A、水溶性高分子B及水以外，必要時，可含有其他之成份。但，另一方面，本發明之研磨用組成物，以實質上不含有氧化劑者為佳。研磨用組成物中含有氧化劑時，於該組成物供應於研磨對象物(例如矽晶圓)時，該研磨對象物之表面會產生氧化而形成氧化膜，因而會降低研磨速率。其中，所稱氧化劑之具體例，例如，過氧化氫(H2 O2 )、過硫酸鈉、過硫酸銨、二氯異三聚氰酸鈉等。 　　又，研磨用組成物實質上不含有氧化劑之意，係指至少為原意上不含有氧化劑之意。因此，若含有由原料或製法等所產生的不可避免的微量(例如，研磨用組成物中，氧化劑的莫耳濃度為0.0005莫耳／L以下，較佳為0.0001莫耳／L以下，更佳為0.00001莫耳／L以下，特佳為0.000001莫耳／L以下)的氧化劑之研磨用組成物，也包含於此處所稱之實質上不含有氧化劑的研磨用組成物之概念。
研磨用組成物所含的其他成份，例如，螯合劑、防腐劑・防霉劑、界面活性劑、其他公知的添加劑(例如，有機酸、有機酸鹽、無機酸、無機酸鹽等)等，但並不僅限定於該些內容。
(螯合劑) 　　本發明之一形態的研磨用組成物，可含有螯合劑。螯合劑，可捕捉由研磨用組成物中各個所含金屬雜質或研磨中的研磨對象物或研磨裝置所生成，或由外部混入的金屬雜質的錯合物，其可抑制金屬雜質殘留於研磨對象物中。特別是，研磨對象物為半導體之時，可抑制金屬雜質之殘留，而防止半導體的金屬污染，抑制半導體品質之劣化。
螯合劑，例如，胺基羧酸系螯合劑及有機膦酸(phosphonic acid)系螯合劑等。
胺基羧酸系螯合劑之具體例，例如，乙烯二胺四乙酸、乙烯二胺四乙酸鈉、氮三乙酸、氮三乙酸鈉、氮三乙酸銨、羥乙基乙烯二胺三乙酸、羥乙基乙烯二胺三乙酸鈉、二伸乙基三胺五乙酸、二伸乙基三胺五乙酸鈉、三伸乙基四胺六乙酸、三伸乙基四胺六乙酸鈉等。
有機膦酸(phosphonic acid)系螯合劑之具體例，例如，2-胺基乙基膦酸、1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸、胺基三(伸甲基膦酸)、乙烯二胺四(伸甲基膦酸)、二伸乙基三胺五(伸甲基膦酸)、三伸乙基四胺六(伸甲基膦酸)、乙烷-1,1-二膦酸、乙烷-1,1,2-三膦酸、乙烷-1-羥基-1,1-二膦酸、乙烷-1-羥基-1,1,2-三膦酸、乙烷-1,2-二羧基-1,2-二膦酸、甲烷羥基膦酸、2-膦醯基丁烷-1,2-二羧酸、1-膦醯基丁烷-2,3,4-三羧酸、α-甲基膦醯基琥珀酸等。
該些之螯合劑，可單獨使用一種亦可、將二種以上組合使用亦可。
螯合劑之中，又以有機膦酸系螯合物為佳，以乙烯二胺四(伸甲基膦酸)為較佳。
研磨用組成物中的螯合劑之含量(使用二種以上時，為其合計量)，以0.0001質量%以上為佳，以0.0005質量%以上為較佳，以0.001質量%以上為更佳。增加螯合劑之含量時，具有提高抑制金屬雜質殘留於研磨對象物之效果。又，研磨用組成物中的螯合劑之含量(使用二種以上時，為其合計量)，以未達0.5質量%為佳，以未達0.3質量%為較佳，以未達0.1質量%為更佳，以未達0.05質量%為最佳。降低螯合劑之含量時，更能確保研磨用組成物的保存安定性。
(防腐劑・防霉劑) 　　本發明之一形態的研磨用組成物，可再含有防腐劑・防霉劑。
防腐劑及防霉劑，例如，2-甲基-4-異噻唑啉(thiazolines)-3-酮或5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮等的異噻唑啉系防腐劑、羥基安息香酸酯類，及苯氧基乙醇等。
該些防腐劑及防霉劑，可單獨使用一種亦可、將二種以上組合使用亦可。
(界面活性劑) 　　本發明之一形態的研磨用組成物，可含有界面活性劑。界面活性劑，可為陰離子性界面活性劑、陽離子性界面活性劑、兩性界面活性劑，及非離子性界面活性劑中之任一者皆可。
陰離子性界面活性劑之例，例如，聚氧乙烯基烷醚乙酸、聚氧乙烯基烷基硫酸酯、烷基硫酸酯、聚氧乙烯基烷基硫酸、烷基硫酸、烷基苯磺酸、烷基磷酸酯、聚氧乙烯基烷基磷酸酯、聚氧乙烯基磺醯琥珀酸、烷基磺醯琥珀酸、烷基萘磺酸、烷基二苯醚二磺酸，及該些之鹽等。
陽離子性界面活性劑之例，例如，烷基三甲基銨鹽、烷基二甲基銨鹽、烷基苄基二甲基銨鹽，及烷基胺鹽等。
兩性界面活性劑之例，例如，烷基甜菜鹼醚及烷基胺氧化物等。
非離子性界面活性劑之例，例如，包含聚氧乙烯基烷醚、聚氧烷基烷醚、山梨糖醇脂肪酸酯、丙三醇脂肪酸酯、聚氧乙烯基脂肪酸酯、聚氧乙烯基烷基胺，及烷基烷醇醯胺等。非離子性界面活性劑之具體例，例如，環氧乙烷(EO)與環氧丙烷(PO)之嵌段共聚物(二嵌段體、PEO(聚環氧乙烷)-PPO(聚環氧丙烷)-PEO型三嵌段體、PPO-PEO-PPO型三嵌段體等)、EO與PO之無規共聚物、聚氧乙二醇、聚氧乙烯基丙醚、聚氧乙烯基丁醚、聚氧乙烯基戊醚、聚氧乙烯基己醚、聚氧乙烯基辛醚、聚氧乙烯基-2-乙基己醚、聚氧乙烯基壬醚、聚氧乙烯基癸醚、聚氧乙烯基異癸醚、聚氧乙烯基十三烷醚、聚氧乙烯基月桂醚、聚氧乙烯基鯨蠟醚、聚氧乙烯基硬脂醚、聚氧乙烯基異硬脂醚、聚氧乙烯基油醚、聚氧乙烯基苯醚、聚氧乙烯基辛基苯醚、聚氧乙烯基壬基苯醚、聚氧乙烯基十二烷基苯醚、聚氧乙烯基苯乙烯化苯醚、聚氧乙烯基月桂胺、聚氧乙烯基硬脂基胺、聚氧乙烯基油胺、聚氧乙烯基單月桂酸酯、聚氧乙烯基單硬脂酸酯、聚氧乙烯基二硬脂酸酯、聚氧乙烯基單油酸酯、聚氧乙烯基二油酸酯、單月桂酸聚氧乙烯基山梨糖醇、單棕櫚酸聚氧乙烯基山梨糖醇、單硬脂酸聚氧乙烯基山梨糖醇、單油酸聚氧乙烯基山梨糖醇、三油酸聚氧乙烯基山梨糖醇、四油酸聚氧乙烯基山梨糖醇、聚氧乙烯基蓖麻油、聚氧乙烯基硬化蓖麻油等。其中，較佳之界面活性劑，可列舉如，EO與PO之嵌段共聚物(特別是PEO-PPO-PEO型之三嵌段體)、EO與PO之無規共聚物，及聚氧乙烯基烷醚(例如聚氧乙烯基癸醚)等。該些界面活性劑，可於提高降低霧化或洗淨性等目的下添加。
研磨用組成物中，界面活性劑之重量平均分子量，並未有特別之限制，就提高研磨速率之觀點，以200以上為佳，以250以上為較佳，以300以上為更佳。增加界面活性劑之重量平均分子量時，可提高研磨速率。
界面活性劑之重量平均分子量，就降低霧化現象之觀點，以未達10000為佳，以9500以下為較佳。
該些界面活性劑，可單獨使用一種，或將二種以上組合使用亦可。
(其他公知添加劑) 　　研磨用組成物，必要時，於研磨用組成物中可再含有公知添加劑，例如可再含有有機酸、有機酸鹽、無機酸、無機酸鹽等。
有機酸，例如，甲酸、乙酸、丙酸、丙烯酸、甲基丙烯酸等的單羧酸、安息香酸、苯二甲酸等的芳香族羧酸、草酸、酒石酸、蘋果酸、馬來酸、富馬酸、琥珀酸等的二羧酸、枸椽酸等的聚羧酸、有機磺酸，及有機膦酸等。有機酸鹽，例如，有機酸之鈉鹽及鉀鹽等的鹼金屬鹽，或銨鹽等。
無機酸，例如，硫酸、硝酸、鹽酸，及碳酸等。無機酸鹽，例如，無機酸之鈉鹽及鉀鹽等的鹼金屬鹽，或銨鹽等。
有機酸及其鹽，與無機酸及其鹽，可單獨使用一種，或將二種以上組合使用亦可。
研磨用組成物中的有機酸及其鹽，與無機酸及其鹽之含量(使用二種以上時，為其合計量)，以0.00005質量%以上為佳，以0.0001質量%以上為較佳，以0.0005質量%以上為更佳。又，研磨用組成物中的有機酸及其鹽，與無機酸及其鹽之含量(使用二種以上時，為其合計量)，以未達0.5質量%為佳，以未達0.3質量%為較佳，以未達0.1質量%為更佳，以未達0.05質量%為最佳。
[研磨用組成物之形態等] 　　本發明之研磨用組成物，可為一劑型者亦可、由二劑以上所構成的多劑型者亦可。又，上述說明之研磨用組成物，可隨即使用於研磨，或將水加入研磨用組成物之濃縮液進行稀釋，或為多劑型之研磨用組成物時，可加入含有水與一部份構成成份的水溶液進行稀釋等之製造方法予以製得後供研磨使用。例如，亦可使研磨用組成物的濃縮液於保管及／或輸送後，於使用時再予以稀釋而製得研磨用組成物。即，此處所揭示之技術的研磨用組成物之概念中，為包含供應於研磨對象物，供該研磨對象物於研磨使用的研磨液(作業用糊料)，與可經稀釋作為研磨液使用的濃縮液(研磨液之原液)等二者。
濃縮形態之研磨用組成物，對於製造、流通、保存等時的便利性或降低費用等觀點為有利者。濃縮倍率，例如，依體積換算可為2倍以上、100倍以下之程度，又以5倍以上、50倍以下之程度為佳。更佳之一態樣中的研磨用組成物之濃縮倍率，為10倍以上、40倍以下。
本發明之研磨用組成物，以鹼性者為佳，其pH以8以上為佳，以9以上為較佳，以9.5以上為更佳。提高研磨用組成物之pH時，具有提高研磨速率之傾向。又，pH以12以下為佳，以11以下為較佳，以10.8以下為更佳。降低研磨用組成物之pH時，具有提高表面精度之傾向。
綜上所述，本發明之研磨用組成物的pH，以8以上、12以下之範圍為佳，以9以上、11以下之範圍為較佳，以9.5以上、10.8以下之範圍為特佳。特別是研磨對象物為矽晶圓時，研磨用組成物之pH，以上述範圍為佳。
研磨用組成物中，於再使用該組成物時，必要時，亦可將pH調整至上述範圍。pH之調整，可使用公知的pH調整劑，或使用上述鹼性化合物亦可。研磨用組成物之pH值，可使用pH檢測器予以確認。又，詳細之測定方法為記載於實施例中。
[研磨對象物] 　　可使用本發明之一形態的研磨用組成物進行研磨的研磨對象物，並未有特別之限制，具有各種材料及形狀的研磨對象物，皆可適用。研磨對象物之材料，例如，矽材料、鋁、鎳、鎢、鋼、鉭、鈦、不銹鋼等的金屬或半金屬，或該些之合金；石英玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、玻璃狀碳等的玻璃狀物質；氧化鋁、二氧化矽、藍寶石、氮化矽、氮化鉭、碳化鈦等的陶瓷材料；碳化矽、氮化鎵、砷化鎵等的化合物半導體基板材料；聚醯亞胺樹脂等的樹脂材料；等。又，研磨對象物，亦可為由上述材料中之多數的材料所構成者。
該些之中，就可使本發明之研磨用組成物得到更顯著之效果時，以使用矽材料為佳。即，本發明之一形態的研磨用組成物，以使用矽材料進行研磨者為佳。
又，矽材料，以含有由矽單結晶、非晶質矽及聚矽所成之群所選出之至少一種的材料為佳。矽材料，就可使本發明得到更顯著之效果的觀點，以使用矽單結晶或聚矽為較佳，以矽單結晶為特佳。即，研磨對象物，以單結晶矽基板為佳。
此外，研磨對象物之形狀並未有特別之限制。本發明之研磨用組成物，例如，適合使用於對於板狀或多面體狀等，又以對具有平面的研磨對象物進行研磨者為較佳。
[研磨方法] 　　本發明之其他形態，為提供一種包含使用上述研磨用組成物對研磨對象物進行研磨之研磨方法。本發明之研磨用組成物，因具有優良的降低霧化之效果，故極適合使用於加工研磨步驟中。即，本發明之研磨方法，為適合使用於加工研磨步驟。因此，本發明亦提供一種包含使用上述研磨用組成物的加工研磨步驟之研磨物的製造方法(例如，矽晶圓之製造方法)。又，加工研磨步驟，係指目的物於製造製程中之最後的研磨步驟(即，於該步驟之後，不會再有研磨之步驟)之意。本發明之研磨用組成物，亦可使用於較加工研磨步驟為更上流的研磨步驟(係指粗研磨步驟與最終研磨步驟之間的步驟)，例如可使用於加工研磨步驟之前，所進行的研磨步驟。
本發明之研磨用組成物，如上所述，特別適合使用於單結晶矽基板之研磨。特別是本發明之研磨用組成物，適合作為單結晶矽基板之加工研磨步驟所使用的研磨用組成物。更具體的而言，本發明之研磨用組成物，於加工研磨步驟更上流的步驟中，適合使用於具有表面粗度0.01nm以上、100nm以下之表面狀態的單結晶矽基板之研磨。
研磨裝置，可使用具有可放置具有研磨對象物之基板等的載台、裝設有可變更迴轉數之馬達等，且可貼附研磨墊(研磨布)的研磨固定盤的一般研磨裝置。
前述研磨墊，只要為一般的不織布形式、聚胺基甲酸酯形式、麂皮形式等時，並未有特別之限制，皆可使用。研磨墊，以施有可留存研磨用組成物之溝槽加工者為佳。
研磨條件，可以配合使用研磨用組成物之各個研磨步驟之階段，適當地設定。
預研磨步驟中，固定盤的迴轉速度，以10rpm以上、100rpm以下左右為佳，以20rpm以上、50rpm以下左右為較佳。此時，上部迴轉固定盤與下部迴轉固定盤之迴轉速度，可為互相不同，但通常對晶圓而言，為設定為相同的相對速度。又，加工研磨步驟中，亦可使用單面研磨裝置，固定盤之迴轉速度，以10rpm以上、100rpm以下左右為佳，以20rpm以上、50rpm以下左右為較佳，以25rpm以上、50rpm以下左右為更佳。於該些迴轉速度時，可顯著地降低研磨對象物之表面霧化程度。
研磨對象物，通常為使用固定盤予以加壓。此時之壓力，可適當地選擇，一般於預研磨步驟中，以5kPa以上、30kPa以下左右為佳，以10kPa以上、25kPa以下左右為較佳。又，加工研磨步驟時，以5kPa以上、30kPa以下左右為佳，以10kPa以上、20kPa以下左右為較佳。於該些壓力時，可顯著地降低研磨對象物之表面霧化程度。
研磨用組成物之供應速度，亦可配合固定盤的尺寸作適當之選擇，但於考慮經濟性時，於預研磨步驟時，通常為0.1L／分鐘以上、5L／分鐘以下左右為佳，以0.2L／分鐘以上、2L／分鐘以下左右為較佳。又，加工研磨步驟時，通常以0.1L／分鐘以上、5L／分鐘以下左右為佳，以0.2L／分鐘以上、2L／分鐘以下左右為較佳。於該供應速度時，可對研磨對象物之表面進行有效率地研磨，而可顯著地降低研磨對象物之表面霧化程度。
研磨用組成物的研磨裝置中之維持溫度，並未有特別之限定，就研磨速率之安定性、降低霧化程度之觀點，任一階段通常多以15℃以上、40℃以下左右為佳，以18℃以上、25℃以下左右為較佳。
有關上述研磨條件(研磨裝置之設定)，雖僅敘述一例，但亦可超出上述之範圍，或作適當之變更。熟悉該項技術之人士對於該些條件皆可進行適當的設定。
又，於研磨後，以進行洗淨・乾燥為佳。該些操作之方法或條件並未有特別之限定，可適當使用公知之技術。例如，洗淨研磨對象物之步驟，以進行SC-1洗淨為佳。「SC-1洗淨」係指，例如使用氨與過氧化氫水之混合液(例如40℃以上、80℃以下)進行洗淨之方法。進行SC-1洗淨時，例如可經由將矽晶圓之表面微薄蝕刻之方式，而去除該矽晶圓表面之微粒。
實施例
本發明將使用以下的實施例及比較例做更詳細之說明。但，本發明之技術的範圍並不受以下實施例所限定。
[實施例1～5及比較例1～7] (1)研磨用組成物之製造 　　依下述表2所示組成之方式，將以下的材料於去離子水中混合，而分別製得pH為10.4的實施例1～5及比較例1～7之研磨用組成物(混合溫度：約20℃、混合時間：約5分鐘)。又，研磨用組成物(液溫：20℃)之pH，為使用pH檢測器(堀場製作所股份有限公司製，商品名：LAQUA(註冊商標))而確認。此時，使用標準緩衝液(苯二甲酸鹽pH緩衝液pH：4.01(25℃)、中性磷酸鹽pH緩衝液pH：6.86(25℃)、碳酸鹽pH緩衝液pH：10.01(25℃))進行3點校正後，將玻璃電極插入研磨用組成物中，經過2分鐘以上之後，測定安定後之值。
・研磨粒(矽酸膠、平均一次粒徑：35nm、平均二次粒徑：60nm) 　　・鹼性化合物(氨水(29質量%)) 　　・水溶性高分子A 　　HEC：羥乙基纖維素(重量平均分子量：500,000) 　　・水溶性高分子B 　　PAA：聚丙烯酸(重量平均分子量：1,100,000、100,000、200,000) 　　HEC：羥乙基纖維素(重量平均分子量：500,000) 　　PEO-PPO-PEO：PEO-PPO-PEO型三嵌段體(重量平均分子量：9,000) 　　PEO-PPO無規：EO與PO之無規共聚物(重量平均分子量：1,000,000) 　　PVA：聚乙烯醇(重量平均分子量：100,000) 　　・螯合劑 　　EDTPO：乙烯二胺四(伸甲基膦酸) 　　・有機酸鹽(枸椽酸三銨)。
又，研磨粒之平均一次粒徑，為使用表面積測定裝置(Micromeritics公司製商品名：Flow Sorb II 2300)測定之值。
(2)評估 ＜矽晶圓前處理＞ 　　使用依下述表1所示組成製得之標準糊料I，並依條件1研磨單結晶矽基板(直徑：200mm或300mm、p型、結晶方位＜100＞、COP Free( Crystal Originated Particle Free))，再使用依下述表1所示組成所製得之標準糊料II，依條件2進行研磨。
≪前處理條件≫ (條件1) 　　研磨機：枚葉研磨機PNX-332B(岡本工作機械製作所股份有限公司製) 　　研磨墊：POLYPAS(註冊商標) FP55(不織布形式、厚度約2mm、密度約0.3g／cm3 、壓縮率約7%、壓縮彈性率約90%、硬度約50°、富士紡愛媛股份有限公司製) 　　研磨荷重：20kPa 　　平台(固定盤)迴轉數：20rpm 　　頂部(載體)迴轉數：20rpm 　　研磨用組成物之供應速度：1L／min 　　研磨時間：2.5min 　　固定盤冷卻水之溫度：20℃ 　　研磨用組成物之維持溫度：20℃。
(條件2) 　　研磨機：枚葉研磨機PNX-332B(岡本工作機械製作所股份有限公司製) 　　研磨墊：POLYPAS(註冊商標) 27NX(麂皮形態、厚度約1.5mm、密度約0.4g／cm3 、壓縮率約20%、壓縮彈性率約90%、硬度約40°、平均開孔徑約45μm、開孔率約25%、富士紡愛媛股份有限公司製) 　　研磨荷重：15kPa 　　平台(固定盤)迴轉數：30rpm 　　頂部(載體)迴轉數：30rpm 　　研磨用組成物之供應速度：2L／min 　　研磨時間：2.5min 　　定盤冷卻水之溫度：20℃ 　　研磨用組成物之維持溫度：20℃。
≪洗淨及乾燥≫ 　　將上述研磨後的單結晶矽基板，再使用洗淨液(NH4 OH(29質量%)：H2 O2 (31質量%)：去離子水(DIW)＝1：3：30(體積比))予以洗淨(SC-1洗淨)。更具體而言，為準備2個洗淨槽，分別將上述洗淨液放置於第1及第2之洗淨槽，並維持60℃，並將研磨後的矽晶圓放置於第1洗淨槽6分鐘，其後將該超純水經由裝設有周波數950kHz的超音波發振器之洗滌槽，放置於第2洗淨槽6分鐘，於上述各個超音波發振器作動之狀態下分別浸漬。隨後，進行IPA蒸氣乾燥處理。
依以上方式進行研磨、洗淨及乾燥，以進行矽晶圓之前處理。
＜標準試驗1：研磨粒吸附參數1之計算＞ 　　製作下述標準液，並將該標準液依下述離心分離條件進行離心分離後，回收上澄清液。
≪標準液之組成≫ 　　研磨粒之濃度為0.46質量%、氨之濃度為0.009質量%，及水溶性高分子B之濃度為0.017質量%之水分散液 ≪離心分離條件≫ 　　離心分離機：BeckmanCoulter股份有限公司製、Avanti(註冊商標) HP-30I 　　迴轉數：20000rpm 　　離心分離時間：30min 　　使用下述測定裝置測定標準液及上澄清液之全有機碳濃度(TOC)，標準液之測定值設定為C1，上澄清液之測定值設定為C2，並依下述式1計算研磨粒吸附參數1： 　　TOC測定裝置：島津製作所股份有限公司製、TOC-5000A。
＜標準試驗2：基板吸附參數2之計算＞ 　　製作下述2種標準液： 　　參考標準液：氨之含量為1.3質量%之水溶液 　　評估用標準液：氨之含量為1.3質量%，水溶性高分子B之含量為0.18質量%之水溶液。
將依上述＜矽晶圓前處理＞方法前處理而得之單結晶矽基板，切斷為60mm×30mm之晶片型，而製得評估用基板。將該評估用基板之重量設定為W0。又，將該評估用基板浸漬於約5質量%的HF(氟化氫)水溶液中30秒鐘後(去除自然氧化膜)，使用去離子水洗滌。將依前述方式進行氧化膜處理的評估用基板，於25℃下浸漬於評估用標準液12小時後，使用去離子水洗滌、乾燥後，測定重量。將該重量設定為W1。由浸漬前後之重量差(W0-W1)與矽之比重，計算蝕刻速率(E.R.)。另外，將依與上述相同之方法，使用參考標準液所求得的蝕刻速率設定為α，並依下述式2，計算基板吸附參數2。
＜D90 ＞ 　　使用日機裝股份有限公司製UPA-UT151測定(單位：μm)存在於實施例及比較例的研磨用組成物中之粒子的D90 (體積基準中，積算粒徑分佈由小粒徑側起算至積算質量達90%時之粒徑)。D90 越小時，表示研磨粒之分散性越優良。
＜研磨速率(R.R.)＞ 　　測定依上述＜矽晶圓前處理＞方法進行前處理而得之單結晶矽基板的重量W2。測定後，將其浸漬於約3質量%的HF(氟化氫)水溶液，使用去離子水進行洗滌。其次，使用實施例及比較例之研磨用組成物，依下述條件3之研磨條件進行研磨。研磨後，進行上述SC-1洗淨及旋轉乾燥後，測定重量W3。由研磨前後之重量差(W2-W3)與矽之比重，計算研磨速率(R.R.、單位：nm／min)。
(條件3) 　　研磨機：枚葉研磨機PNX-322(岡本工作機械製作所股份有限公司製) 　　研磨墊：POLYPAS(註冊商標) 27NX(麂皮形態、厚度約1.5mm、密度約0.4g／cm3 、壓縮率約20%、壓縮彈性率約90%、硬度約40°、平均開孔徑約45μm、開孔率約25%、富士紡愛媛股份有限公司製) 　　研磨荷重：15kPa 　　平台(固定盤)迴轉數：30rpm 　　頂部(載體)迴轉數：30rpm 　　研磨用組成物之供應速度：0.4L／min 　　研磨時間：5min 　　定盤冷卻水之溫度：20℃ 　　研磨用組成物之維持溫度：20℃。
＜霧化＞ 　　使用上述標準糊料I，依上述條件1研磨依上述方式進行前處理而得之單結晶矽基板，再使用實施例及比較例之研磨用組成物，依上述條件2進行研磨。其後進行SC-1洗淨及IPA蒸氣乾燥，使用KLA・丹克爾股份有限公司製之「Surfscan SP2」，測定基板的霧化(DWO模式)程度。
＜黏度＞ 　　使用柴田科學股份有限公司製細管式動黏度計Cannon-Fenske測定實施例及比較例於25℃下之研磨用組成物的40倍濃縮液之黏度(單位：mPa・s)。
實施例及比較例的研磨用組成物之評估結果，係如下述表3所示。
由上述結果得知，實施例1～5之研磨用組成物，與比較例之研磨用組成物比較時，得知其可維持良好的研磨粒之分散性(D90 )、研磨速率，及霧化程度，且可達到增黏之效果。
比較例1之研磨用組成物，雖具有良好的D90 、研磨速率，及霧化結果，但因不具有水溶性高分子B，故不具增黏之效果。比較例2，雖具有良好的D90 、研磨速率，及黏度，但因不具有水溶性高分子A，故其霧化程度劣化。比較例3及5之研磨用組成物，因水溶性高分子B的研磨粒吸附參數1及基板吸附參數2過高，且D90 過大，故造成研磨速率降低。比較例4之研磨用組成物，因水溶性高分子B的研磨粒吸附參數1及基板吸附參數2過高，且分子量較小，故無法得到充份的增黏效果。 　　比較例6之研磨用組成物中，因水溶性高分子B的研磨粒吸附參數1較低，且基板吸附參數2過高，故其霧化現象劣化。比較例7之研磨用組成物，因水溶性高分子B之分子量較小，故未能得到充份的增黏效果，而造成研磨粒之分散性(D90 )惡化。
又，本申請案，為基於2017年5月26日申請之日本專利出願第2017-104877號為基礎者，其揭示之內容，經由參酌而得以全體引用。

Claims (9)

  1. 一種研磨用組成物，其特徵為含有：研磨粒，與鹼性化合物，與具有保護研磨對象物表面之作用的水溶性高分子A，與具有增黏作用的水溶性高分子B，與水； 　　其特徵為，前述水溶性高分子B之重量平均分子量為50,000以上， 　　由標準試驗1測得之前述水溶性高分子B的研磨粒吸附參數1為40%以下， 　　由標準試驗2測得之前述水溶性高分子B的基板吸附參數2為20%以下。
  2. 如請求項1之研磨用組成物，其中，前述水溶性高分子B為含有聚丙烯酸。
  3. 如請求項1或2之研磨用組成物，其中，前述水溶性高分子A為含有纖維素衍生物。
  4. 如請求項1～3中任一項之研磨用組成物，其實質上不含有氧化劑。
  5. 如請求項1～4中任一項之研磨用組成物，其為含有螯合劑。
  6. 如請求項1～5中任一項之研磨用組成物，其為含有有機酸及有機酸鹽中之至少一者。
  7. 如請求項1～6中任一項之研磨用組成物，其中，前述研磨用組成物之pH為8以上、12以下之範圍。
  8. 如請求項1～7中任一項之研磨用組成物，其中，前述研磨對象物為單結晶矽基板。
  9. 一種研磨方法，其特徵為包含：使用請求項1～8中任一項之研磨用組成物對研磨對象物進行研磨之方法。
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