TW201942318A - 研磨用組成物及研磨方法 - Google Patents

研磨用組成物及研磨方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201942318A
TW201942318A TW108107529A TW108107529A TW201942318A TW 201942318 A TW201942318 A TW 201942318A TW 108107529 A TW108107529 A TW 108107529A TW 108107529 A TW108107529 A TW 108107529A TW 201942318 A TW201942318 A TW 201942318A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
polishing composition
polishing
weight
polymer
less
Prior art date
Application number
TW108107529A
Other languages
English (en)
Inventor
浅田真希
市坪大輝
丹所久典
土屋公亮
Original Assignee
日商福吉米股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商福吉米股份有限公司 filed Critical 日商福吉米股份有限公司
Publication of TW201942318A publication Critical patent/TW201942318A/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • B24B37/044—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor characterised by the composition of the lapping agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1409—Abrasive particles per se
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

本發明在研磨用組成物方面提供一種手段，即使以濃縮液的狀態長期保存也很安定，可維持一定的研磨速率。本發明關於一種研磨用組成物，其係含有研磨粒、鹼性化合物、有機物及水的研磨用組成物，並且藉由下述式(1)所測得的前述研磨用組成物的濃縮液的研磨粒吸附參數未達15%：
研磨粒吸附參數(%)=[(C0-C1×(100-A/2.2)/100)/C0]×100 (1)
此處，C0為前述研磨用組成物的濃縮液所含的總有機碳量(重量ppm)，C1為對於前述研磨用組成物的濃縮液進行離心分離處理，使前述研磨粒沉降，回收上清液，前述上清液所含的總有機碳量(重量ppm)。

Description

研磨用組成物及研磨方法
本發明關於一種研磨用組成物及使用該研磨用組成物的研磨方法。
矽、鋁、鎳、鎢、銅、鉭、鈦、不鏽鋼等的金屬或半導體或其合金；碳化矽、氮化鎵、砷化鎵等的化合物半導體晶圓材料，會依照平坦化等的各種要求來進行研磨，並且被應用在各種領域。
尤其，在積體電路等的半導體元件的製作過程中，為了作出具有極平坦、沒有損傷或雜質的高品質鏡面的鏡面晶圓，有各種針對研磨矽晶圓的技術的研究正在進行。
在研磨時，為了將晶圓表面完工成高精密度的鏡面，且製成霧度低的產品，可使用除了研磨粒之外還含有研磨助劑的研磨用組成物。例如日本特開2012-15462號公報提出了一種研磨液組成物，含有研磨材(研磨粒)、特定高分子化合物及水系媒體。
一般而言，研磨用組成物，是以將研磨粒、研磨助劑等以較高濃度混合而成的濃縮液的狀態來保存、輸送，將該濃縮液直接使用，或使用將其稀釋所得到的研磨用組成物來進行矽晶圓的研磨。而且，根據日本特開2012-15462號公報的技術，可提升這種濃縮液的保存安定性。
然而，若使用如上述般的研磨用組成物進行矽晶圓的研磨，則即使是使用具有相同組成(相同成分比率)的研磨用組成物的情況，研磨速率也會取決於使用的時機而發生變化。亦即，依照濃縮液的保存期間或使用的時機，會有無法得到一定的研磨速率、研磨性能發生變動的問題。
本發明是鑑於這些狀況而完成，目的為提供一種研磨用組成物，即使以濃縮液的狀態長期保存也，能夠安定地維持一定的研磨速率。另外，本發明的目的還為提供一種使用這種研磨用組成物之研磨方法。
上述課題可藉由一種研磨用組成物來解決，其係含有研磨粒、鹼性化合物、有機物及水的研磨用組成物，並且依照以下的條件所測得的前述研磨用組成物的濃縮液的研磨粒吸附參數未達15%：
(1)求得前述研磨用組成物的濃縮液所含的總有機碳量C0 (重量ppm)；
(2)對於前述研磨用組成物的濃縮液進行離心分離處理，使前述研磨粒沉降，回收上清液，求得前述上清液所含的總有機碳量C1 (重量ppm)；
(3)由前述C0 、前述C1 及前述研磨用組成物的濃縮液所含的前述研磨粒的含量A(重量%)，藉由下述式(1)計算研磨粒吸附參數。
[數學式1]
研磨粒吸附參數(%)=[(C0 -C1 ×(100-A/2.2)/100)/C0 ]×100 (1)
本發明的一個形態為一種研磨用組成物，其係含有研磨粒、鹼性化合物、有機物及水的研磨用組成物，並且
依照以下的條件所測得的前述研磨用組成物的濃縮液的研磨粒吸附參數未達15%：
(1)求得前述研磨用組成物的濃縮液所含的總有機碳量C0 (重量ppm)；
(2)對於前述研磨用組成物的濃縮液進行離心分離處理，使前述研磨粒沉降，回收上清液，求得前述上清液所含的總有機碳量C1 (重量ppm)；
(3)由前述C0 、前述C1 及前述研磨用組成物的濃縮液所含的前述研磨粒的含量A(重量%)，藉由下述式(1)計算研磨粒吸附參數。
[數學式2]
研磨粒吸附參數(%)=[(C0 -C1 ×(100-A/2.2)/100)/C0 ]×100 (1)
此外，上述C0 及C1 是將研磨用組成物的濃縮液的液溫定在25℃來作測定。
根據本發明的一個形態，可提供一種研磨用組成物，即使以濃縮液的狀態長期保存也，能夠安定地維持一定的研磨速率。另外，依據本發明還提供使用這種研磨用組成物的研磨方法。
矽晶圓的研磨所使用的研磨用組成物，通常是在以較高濃度含有研磨粒、研磨助劑等的濃縮液的狀態來保存、輸送。而且，在研磨時，一般是將這樣的濃縮液稀釋，作為研磨用組成物來使用。然而，會有即使在使用具有相同組成(相同成分比率)的研磨用組成物的情況，依照濃縮液的保存期間或使用的時機，無法得到一定的研磨速率的問題。
本發明人等針對這樣的課題鑽研檢討的結果，驚訝地發現，將藉由上述式(1)計算出的濃縮液的研磨粒吸附參未達數定在15%，可解決上述課題。
此處，研磨粒吸附參數，其值愈大，表示研磨用組成物的濃縮液所含的研磨助劑(主要為有機物)對研磨粒的吸附性愈高。而且，本發明人等認為，在上述研磨粒吸附參數大的情況，研磨助劑並不會立刻吸附於研磨粒，研磨助劑在研磨粒的吸附有可能會是徐緩地進行。亦即，本發明人等推測，若以濃縮液的狀態長期保存，則研磨助劑會逐時被覆研磨粒表面，分散於液中的(游離的)研磨助劑的量徐緩地減少。而且，此逐時變化，被認為也會對稀釋後的研磨助劑對研磨粒的吸附性造成影響。所以推測，研磨粒吸附參數高的濃縮液，研磨助劑對研磨粒表面的被覆率會取決於保存期間的長短而變化，結果，研磨用組成物的研磨速率會發生變化。
相對於此，本發明的一個形態所關連的研磨用組成物，在濃縮液的狀態，研磨粒吸附參數小，為未達15%這樣的值。像這樣，研磨粒吸附參數小，可推測研磨助劑非常不易吸附於研磨粒。所以，如上述般的研磨助劑的逐時吸附原本就不會發生，因此即使將濃縮液長期保存，研磨用組成物的研磨速率也不易變化。此外，只要利用本發明所關連的研磨用組成物，無論其保存期間的長短，在剛調製好之後或在長期保存之後，皆可達成同等的研磨速率。
此外，上述機制是由推測而來，本發明完全不受上述機制限定。
以下說明本發明之實施形態。此外，本發明不受以下的實施形態侷限。另外，只要沒有特別記載，操作及物性等的測定是在室溫(20℃以上25℃以下的範圍)/相對濕度40%RH以上50%RH以下的條件下作測定。
[研磨用組成物]
本發明的一個形態所關連的研磨用組成物，含有研磨粒、鹼性化合物、有機物及水，藉由上述式(1)計算出的濃縮液的研磨粒吸附參數未達15%。
像這樣，濃縮液狀態的研磨粒吸附參數未達15%，則濃縮液中所含的研磨助劑(主要為有機物)不易吸附於研磨粒，另外，即使隨著時間經過，也不易吸附至研磨粒。所以，在剛調製好之後與長期保存之後的期間，濃縮液中所含的研磨助劑(主要為有機物)對研磨粒的吸附狀態不易變化。結果認為，本發明的一個形態所關連的研磨用組成物，在濃縮液的狀態、稀釋液的狀態之任一狀態下，研磨速率皆可維持一定。
所以，從將研磨速率維持一定的觀點看來，研磨粒吸附參數愈愈好，以未達10%為佳，未達8%為較佳，未達6%為更佳，5%以下還更佳，未達5%為特佳，未達3%更為特佳，未達1%為極佳。另一方面，其下限並不受特別限制，而為0%。此外，研磨粒吸附參數，具體而言，是藉由實施例所記載的方法所測得的值。
在本發明中，「研磨用組成物的濃縮液(濃縮液狀態的研磨用組成物)」意指研磨粒濃度高的研磨液，具體而言研磨粒含量為1重量%以上的研磨液。該濃縮液可直接使用於研磨，或可在使用於研磨時，以水等的分散媒，或於其中含有各成分的一部分的溶液或分散液等稀釋(亦即以稀釋液的狀態)，然後使用於研磨。研磨用組成物的濃縮液中，研磨粒的含量(使用兩種以上的研磨粒的情況為其合計量)只要在1重量%以上，則並不受特別限制，以2重量%以上為佳，3重量%以上為較佳，5重量%以上為更佳。另外，研磨用組成物的濃縮液中，研磨粒的含量並不受特別限制，從保存安定性或過濾性等的觀點看來，以50重量%以下為佳，20重量%以下為較佳，10重量%以下為更佳。
以下針對本發明所關連的研磨用組成物及該研磨用組成物所含的各成分詳細說明。
(研磨粒)
本發明的一個形態所關連的研磨用組成物含有研磨粒。研磨粒具有將研磨對象物表面機械研磨的效用。
研磨粒的材質或性狀並不受特別限制，可因應研磨用組成物的使用目的或使用態樣等適當地選擇。研磨粒的例子，可列舉無機粒子、有機粒子及有機無機複合粒子。無機粒子的具體例子，可列舉二氧化矽粒子、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、鐵丹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；鑽石粒子；碳酸鈣或碳酸鋇等的碳酸鹽等。有機粒子的具體例子，可列舉聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)粒子或聚(甲基)丙烯酸粒子、聚丙烯腈粒子等。此處(甲基)丙烯酸所指的意思包括丙烯酸及甲基丙烯酸。研磨粒可單獨使用一種，或將兩種以上組合使用。
上述研磨粒以無機粒子為佳，尤其以由金屬或半金屬的氧化物所構成的粒子為佳。特別合適的研磨粒，可列舉二氧化矽粒子。二氧化矽粒子，可列舉膠狀二氧化矽、發煙二氧化矽、沉降二氧化矽等。
二氧化矽粒子之中，以膠狀二氧化矽及發煙二氧化矽為佳，從減少刮傷的觀點看來，以膠狀二氧化矽為特佳。亦即，研磨粒以含有膠狀二氧化矽為佳。
此處，合適的研磨對象物矽晶圓的表面，一般而言，會經過粗磨步驟與拋光步驟，而完工成為高品質的鏡面。而且，上述拋光步驟，通常是由包含預備研磨步驟(預備拋光步驟，在完工研磨步驟之前的拋光步驟)與完工研磨步驟(最終拋光步驟)的多個研磨步驟所構成。例如，在將矽晶圓大致研磨的階段(例如預備研磨步驟)，傾向使用加工力(研磨力)高的研磨用組成物，在較精細研磨的階段(例如完工研磨步驟)，傾向使用研磨力低的研磨用組成物。像這樣，所使用的研磨用組成物，在各個研磨步驟所求得的研磨特性會有所不同，因此研磨用組成物所含的研磨粒的粒徑及其含量，取決於使用該研磨用組成物的研磨步驟的階段，分別可採用不同的值。
此時，隨著研磨粒的粒徑增大，會有容易對研磨對象物表面機械研磨，研磨速率提升的傾向。另一方面，隨著研磨粒的粒徑降低，會有霧度容易降低的傾向。
預備研磨步驟所使用的研磨用組成物中，研磨粒的平均一次粒徑並不受特別限制，以10nm以上為佳，較佳為20nm以上，更佳為30nm以上。另外，預備研磨步驟所使用的研磨粒的平均一次粒徑以100nm以下為佳，較佳為80nm以下，更佳為60nm以下。
完工研磨步驟所使用的研磨用組成物中，研磨粒的平均一次粒徑並不受特別限制，以5nm以上為佳，較佳為10nm以上，更佳為15nm以上，特佳為20nm以上。另外，完工研磨步驟所使用的研磨粒的平均一次粒徑，以60nm以下為佳，較佳為50nm以下，更佳為40nm以下。
另外，預備研磨步驟所使用的研磨用組成物中，研磨粒的平均二次粒徑並不受特別限制，以20nm以上為佳，40nm以上為較佳，60nm以上為更佳。另外，預備研磨步驟所使用的研磨粒的平均二次粒徑，以250nm以下為佳，180nm以下為較佳，150nm以下為更佳。
完工研磨步驟所使用的研磨用組成物中，研磨粒的平均二次粒徑，以10nm以上為佳，20nm以上為較佳，30nm以上為更佳，40nm以上還更佳，45nm以上為特佳。另外，完工研磨步驟所使用的研磨粒的平均二次粒徑，以100nm以下為佳，90nm以下為較佳，80nm以下為更佳，70nm以下為特佳。
此外，研磨粒的平均一次粒徑的值，可由例如藉由BET法測得的比表面積來計算。研磨粒的比表面積的測定，可使用例如Micromeritics公司製的「Flow Sorbll 2300」來進行。另外，研磨粒的平均二次粒徑，可藉由例如動態光散射法來測定，可使用例如日機裝股份有限公司製的「Nanotrac(註冊商標)UPA-UT151」作測定。
另外，如以上所述般，所使用的研磨用組成物，在各個研磨步驟所求得的研磨特性會有所不同，因此研磨用組成物中的研磨粒含量，也可依照使用該研磨用組成物的研磨步驟的階段，而採用不同的值。
此時，隨著研磨粒的含量的增加，會有對研磨對象物表面的研磨速率提升的傾向。另一方面，隨著研磨粒的含量的減少，會有研磨用組成物分散安定性提升，且被研磨的表面的研磨粒殘渣減少的傾向。
本發明的一個形態所關連的研磨用組成物中，研磨粒的含量(使用兩種以上的情況為其合計量)並不受特別限制，以0.001重量%以上為佳，0.01重量%以上為較佳，0.1重量%以上為更佳，0.15重量%以上為特佳。另外，研磨用組成物中，研磨粒的含量，以50重量%以下為佳，20重量%以下為較佳，10重量%以下為更佳，1重量%以下還更佳，0.8重量%以下為特佳，0.6重量%以下更為特佳，0.5重量%以下為極佳。
此外，在作為上述研磨液使用時，合適的研磨粒含量的調整，宜使用水等的分散媒或於其中含有任意研磨助劑的溶液或分散液等，將前述研磨用組成物的濃縮液稀釋來進行。
(鹼性化合物)
本發明的一個形態所關連的研磨用組成物含有鹼性化合物。此處鹼性化合物，是指具有藉由添加至研磨用組成物使該研磨用組成物的pH上昇的機能的化合物。鹼性化合物具有藉由蝕刻將研磨對象物表面化學研磨的效用及提升研磨粒的分散安定性的效用。另外，鹼性化合物可作為pH調整劑使用。
鹼性化合物的具體例子，可列舉第2族元素或鹼金屬的氫氧化物或鹽、四級銨化合物、氨或其鹽、胺等。
在第2族元素或鹼金屬的氫氧化物或鹽之中，第2族元素並不受特別限制，適合使用鹼土類金屬，可列舉例如鈣等。另外，鹼金屬，可列舉鉀、鈉等。鹽，可列舉碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、醋酸鹽等。第2族元素或鹼金屬的氫氧化物或鹽，可列舉例如氫氧化鈣、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀、硫酸鉀、醋酸鉀、氯化鉀、氫氧化鈉、碳酸氫鈉及碳酸鈉等。
四級銨化合物，可列舉四甲基銨、四乙基銨、四丁基銨等的氫氧化物、氯化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽及磷酸鹽等的鹽。具體例，可列舉氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化四丁基銨等的氫氧化四烷基銨；碳酸四甲基銨、碳酸四乙基銨、碳酸四丁基銨等的碳酸四烷基銨；氯化四甲基銨、氯化四乙基銨、氯化四丁基銨等的鹽化四烷基銨等。
其他銨鹽，可列舉碳酸銨、碳酸氫銨等。
胺的具體例子，可列舉甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、單乙醇胺、N-(β-胺乙基)乙醇胺、六亞甲基二胺、二乙三胺、三乙四胺、無水哌嗪、哌嗪六水合物、1-(2-胺乙基)哌嗪、N-甲基哌嗪、胍等。
鹼性化合物，可因應所期待的機能來選擇合適的化合物。另外，鹼性化合物可單獨使用一種，或將兩種以上組合使用。
此處，預備研磨步驟所使用的研磨用組成物中的鹼性化合物，從提升研磨速率的觀點看來，以使用氫氧化四甲基銨等的氫氧化四級銨化合物、氨為佳。另外，預備研磨步驟所使用的鹼性化合物，從研磨速率提升的觀點看來，以含有碳酸鹽或碳酸氫鹽等為佳，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為較適合。從使用方便性的觀點看來，以氫氧化四級銨、氨為更佳。
另外，完工研磨步驟所使用的研磨用組成物中的鹼性化合物，從不會附著於研磨後的研磨對象物而殘留的觀點看來，以不含鹼土類金屬、鹼金屬及過渡金屬的任一者為佳。所以，鹼性化合物以例如氫氧化四級銨、胺、氨為佳，從使用的方便性的觀點看來，氫氧化四級銨、氨為較佳，氨為更佳。
在本發明的一個形態所關連的研磨用組成物為濃縮液的狀態的情況，研磨用組成物中的鹼性化合物的含量(使用兩種以上的情況為其合計量)，以0.02重量%以上為佳，0.06重量%以上為較佳。藉由增加鹼性化合物的含量，容易得到高研磨速率。另外，此情況下，研磨用組成物中的鹼性化合物的含量(使用兩種以上的情況為其合計量)，從保存安定性或過濾性等的觀點看來，以10重量%以下為佳，5重量%以下為較佳，3重量%以下為更佳，1重量%以下為特佳。
本發明的一個形態所關連的研磨用組成物中，鹼性化合物的含量(使用兩種以上的情況為其合計量)並不受特別限制，以0.001重量%以上為佳，0.003重量%以上為較佳，0.005重量%以上為更佳。另外，研磨用組成物中的鹼性化合物的含量(使用兩種以上的情況為其合計量)，從保存安定性或過濾性等的觀點看來，若10重量%以下，為佳，5重量%以下為較佳，3重量%以下為更佳，1重量%以下還更佳，0.2重量%以下為特佳，0.1重量%以下更為特佳。
此外，隨著接近完工研磨步驟，宜階段性地降低鹼性化合物的含量。若舉一例，可列舉則預備研磨用組成物的鹼性化合物的含量最高，在完工研磨用組成物中的鹼性化合物的含量的宜為2倍以上20倍以下的範圍。
(有機物)
本發明的一個形態所關連的研磨用組成物含有有機物。有機物具有降低研磨對象物的霧度的效用、提升研磨粒的分散性的效用、使研磨用組成物增黏的效用等。
本發明的一個形態所關連的研磨用組成物如上述般，濃縮液狀態的研磨粒吸附參數未達15%。此處，研磨粒吸附參數如以下所說明般，取決於研磨用組成物中所含的各成分的種類或含量，尤其會有明顯取決於研磨用組成物所含的有機物的種類或含量的傾向。尤其從降低研磨對象物的霧度或更有效地增黏的觀點看來，研磨用組成物所含的有機物，以含有水溶性高分子為佳。此外，在本說明書中，「水溶性」意指對水(25℃)的溶解度為1g/100 mL以上，「高分子」是指重量平均分子量為1,000以上的(共)聚合物。重量平均分子量，可藉由凝膠滲透層析(GPC)來測定，具體而言，是採用藉由實施例所記載的方法所測得之值。
水溶性高分子的重量平均分子量並不受特別限制，以1,500以上為佳，2,000以上為較佳。另外，水溶性高分子的重量平均分子量，從研磨用組成物的保存安定性的觀點看來，以1,000,000以下為佳，800,000以下為較佳，500,000以下為更佳。
水溶性高分子，可使用分子中具有選自陽離子基、陰離子基及非離子基的至少一種官能基的高分子。具體的水溶性高分子，可列舉分子中含有羥基、羧基、醯氧基、磺酸基、四級銨構造、雜環構造、乙烯基構造、聚氧伸烷基構造等的高分子。水溶性高分子可單獨含有上述取代基及構造，或可含有兩種以上。另外，水溶性高分子可單獨使用一種，或將兩種以上組合使用。
本發明的一個形態所關連的研磨用組成物為濃縮液的狀態的情況，研磨用組成物中的水溶性高分子的含量，從提高研磨粒的分散性，提升安定性的觀點看來，以0.002重量%以上為佳，0.02重量%以上為較佳，0.2重量%以上為更佳。另外，此情況下，研磨用組成物中的水溶性高分子的含量，從保存安定性或過濾性等的觀點看來，以5重量%以下為佳，3重量%以下為較佳，1重量%以下為更佳，0.8重量%以下為特佳。
本發明的一個形態所關連的研磨用組成物中，水溶性高分子的含量並不受特別限制，從提高研磨粒的分散性，提升安定性的觀點看來，以0.0001重量%以上為佳，0.001重量%以上為較佳，0.005重量%以上為更佳，0.0075重量%以上為特佳。另外，研磨用組成物中的水溶性高分子的含量，從保存安定性或過濾性等的觀點看來，以5重量%以下為佳，3重量%以下為較佳，1重量%以下為更佳，0.8重量%以下還更佳，0.5重量%以下為特佳，0.1重量%以下更為特佳。
另外，水溶性高分子的含量並不受特別限制，相對於研磨用組成物中所含的研磨粒100重量份，以0.1重量份以上為佳，0.5重量份以上為較佳，1重量份以上為更佳，3重量份以上為特佳。另外，從降低研磨粒吸附參數，抑制研磨速率逐時變動的觀點看來，水溶性高分子的含量，相對於研磨用組成物中所含的研磨粒100重量份，以20重量份以下為佳，10重量份以下為較佳，5重量份以下為更佳，未達重量份5為特佳。
由以上可知，相對於研磨用組成物中所含的研磨粒100重量份，水溶性高分子的含量，以0.1重量份以上20重量份以下為佳，0.5重量份以上10重量份以下為較佳，1重量份以上5重量份以下為更佳，3重量份以上未達5重量份為特佳。
此外，上述內容中，水溶性高分子的含量，在研磨用組成物含有兩種以上水溶性高分子的情況，是指其合計量。
･具有羥基的水溶性高分子
從抑制霧度的觀點看來，具有水溶性高分子以羥基為佳。亦即，水溶性高分子以含有具有羥基的高分子(具有羥基的水溶性高分子)為佳。
在本發明的一個形態所關連的研磨用組成物為濃縮液的狀態的情況，研磨用組成物中的具有羥基的高分子的含量，從提高研磨粒的分散性，提升安定性的觀點看來，以0.002重量%以上為佳，0.02重量%以上為較佳，0.1重量%以上為更佳，0.2重量%以上為特佳。另外，此情況下，具有研磨用組成物中的羥基的高分子的含量，從保存安定性或過濾性等的觀點看來，以5重量%以下為佳，3重量%以下為較佳，1重量%以下為更佳，0.8重量%以下為特佳。
本發明的一個形態所關連的研磨用組成物中，具有羥基的高分子的含量並不受特別限制，從提高研磨粒的分散性，提升安定性的觀點看來，以0.0001重量%以上為佳，0.001重量%以上為較佳，0.005重量%以上為更佳，0.0075重量%以上為特佳。另外，具有研磨用組成物中的羥基的高分子的含量，從保存安定性或過濾性等的觀點看來，以5重量%以下為佳，3重量%以下為較佳，1重量%以下為更佳，0.8重量%以下還更佳，0.5重量%以下為特佳，0.1重量%以下更為特佳。
另外，具有羥基的高分子的含量並不受特別限制，相對於研磨用組成物中所含的研磨粒100重量份，以0.1重量份以上為佳，0.5重量份以上為較佳，1重量份以上為更佳，1.5重量份以上還更佳，3重量份以上為特佳。另外，具有羥基的高分子的含量，相對於研磨用組成物中所含的研磨粒100重量份，以20重量份以下為佳，10重量份以下為較佳，6重量份以下為更佳，5重量份以下還更佳，未達5重量份為特佳。
由以上可知，相對於研磨用組成物中所含的研磨粒100重量份，具有羥基的高分子的含量，以0.1重量份以上20重量份以下為佳，0.5重量份以上10重量份以下為較佳，0.5重量份以上6重量份以下為更佳，1重量份以上5重量份以下還更佳，1.5重量份以上5重量份以下為特佳，3重量份以上未達5重量份更為特佳。
此外，上述內容中，具有羥基的高分子的含量，在研磨用組成物含有兩種以上具有羥基的高分子的含量的情況，是指其合計量。
具有羥基的高分子，從減少凝集物或提升洗淨性、降低研磨對象物的霧度等的觀點看來，以含有不具有環狀構造，進一步具有氧伸烷基單元的高分子(亦稱為「具有不具有環狀構造之氧伸烷基單元的高分子」或「具有聚氧伸烷基構造的高分子」)為佳。這種高分子，可列舉聚環氧乙烷(PEO)、環氧乙烷(EO)與環氧丙烷(PO)的嵌段共聚物、EO與PO的隨機共聚物等。EO與PO的嵌段共聚物，可為含有聚環氧乙烷(PEO)嵌段與聚環氧丙烷(PPO)嵌段的二嵌段體、三嵌段體等。在上述三嵌段體中，含有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。在EO與PO的嵌段共聚物或隨機共聚物中，構成該共聚物的EO與PO的莫耳比(EO/PO)，從對水的溶解性或洗淨性等的觀點看來，以大於1為佳，2以上為較佳，3以上(例如5以上)為更佳。該等可單獨使用一種，或將兩種以上組合使用。
具有不具有環狀構造之氧伸烷基單元的高分子的含量(使用兩種以上的情況為其合計量)並不受特別限制，相對於具有羥基的高分子的總量(總重量)，以0.5重量%以上為佳，1重量%以上為較佳，5重量%以上為更佳，10重量%以上為特佳。另外，具有不具有環狀構造之氧伸烷基單元的高分子的含量(使用兩種以上的情況為其合計量)，相對於具有羥基的高分子的總量(總重量)，若為30重量%以下為佳，20重量%以下為較佳，15重量%以下為更佳，若未達15重量%為特佳。
由以上可知，相對於具有羥基的高分子的總量(總重量)，具有不具有環狀構造之氧伸烷基單元的高分子的含量，以0.5重量%以上30重量%以下為佳，1重量%以上20重量%以下為較佳，5重量%以上15重量%以下為更佳，10重量%以上未達15重量%為特佳。
具有羥基的高分子，除了上述具有不具有環狀構造之氧伸烷基單元的高分子以外，進一步還可含有其他的具有羥基的高分子。這種其他的具有羥基的高分子，只要具有羥基，則不受特別限制，可列舉例如具有來自乙烯醇的構造單元的高分子、纖維素衍生物、澱粉衍生物等。
尤其，其他的具有羥基的高分子，以含有具有來自乙烯醇的構造單元的高分子及纖維素衍生物的至少一者為佳。含有這些高分子的研磨用組成物，容易降低研磨對象物的霧度。
「具有來自乙烯醇的構造單元的高分子」，是指一分子中具有乙烯醇單元(由-CH2 -CH(OH)-所表示的構造部分；以下亦稱為「VA單元」)的高分子。另外，具有來自乙烯醇的構造單元的高分子，可為除了VA單元還含有非乙烯醇單元(來自乙烯醇以外的單體的構造單元，以下亦稱為「非VA單元」)的共聚物。非VA單元的例並未受到特別限制，可列舉來自乙烯的構造單元等。在含有來自乙烯醇的構造單元的聚合物含有非VA單元的情況，可只含有一種非VA單元，或可含有兩種以上的非VA單元。此外，VA單元與非VA單元的含有比率(莫耳比)並不受特別限制，例如VA單元：非VA單元(莫耳比)以1：99～99：1為佳，95：5～50：50為較佳。
含有來自乙烯醇的構造單元的聚合物，可列舉例如聚乙烯醇(PVA)、乙烯醇･乙烯共聚物等。
「纖維素衍生物」，是指纖維素所具有的一部分羥基被其他不同的取代基取代而成的衍生物。纖維素衍生物，可列舉例如羥乙基纖維素(HEC)、羥丙基纖維素、羥乙基甲基纖維素、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、羧甲基纖維素等的纖維素衍生物及普魯蘭多糖等。
從容易控制研磨粒吸附參數的觀點看來，具有羥基的高分子，除了上述具有不具有環狀構造之氧伸烷基單元的高分子之外，以進一步含有具有來自乙烯醇的構造單元的高分子及羥乙基纖維素(HEC)的至少一者作為其他的具有羥基的高分子為佳。另外，從同樣的觀點看來，具有羥基的高分子，以進一步含有聚乙烯醇(PVA)及羥乙基纖維素(HEC)的至少一者作為其他的具有羥基的高分子為佳。此外，其他的具有羥基的高分子可單獨使用一種，或將兩種以上組合使用。
在含有聚乙烯醇的情況，該聚乙烯醇的皂化度並不受特別限制，以80%以上100%以下為佳，90%以上100%以下為較佳，95%以上100%以下為更佳，98%以上100%以下為特佳。
在具有羥基的高分子除了上述具有不具有環狀構造之氧伸烷基單元的高分子(具有OA單元的高分子)之外還進一步含有具有來自乙烯醇的構造單元的高分子(具有VA單元的高分子)及羥乙基纖維素(HEC)的至少一者的情況，具有不具有環狀構造之氧伸烷基單元的高分子的含量與具有來自乙烯醇的構造單元的高分子及羥乙基纖維素(HEC)的合計量的比(重量比)([具有OA單元的高分子]：[具有VA單元的高分子＋HEC的合計重量]的重量比)，宜為13～1：20，較佳為1：5～1：15，更佳為1：5～1：10。
･其他水溶性高分子(不具有羥基的水溶性高分子)
此外，水溶性高分子，除了具有羥基的高分子之外，還可含有其他水溶性高分子(不具有羥基的高分子)。這樣的其他水溶性高分子以具有氮原子為佳。具有氮原子的水溶性高分子具有對研磨粒的吸附性，然而可緩衝研磨粒的機械作用，降低研磨對象物的霧度。
具有氮原子的水溶性高分子，可列舉例如聚N-丙烯醯基嗎啉(PACMO)、聚N-乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚N-乙烯基咪唑(PVl)、聚N-乙烯基咔唑、聚N-乙烯基己內醯胺、聚N-乙烯基哌啶等。該等可單獨使用一種，或將兩種以上組合使用。
尤其，從降低研磨對象物的霧度的觀點看來，水溶性高分子除了具有羥基的高分子之外還含有其他水溶性高分子(不具有羥基的高分子)的情況，該其他水溶性高分子，以含有聚N-丙烯醯基嗎啉(PACMO)為佳。
水溶性高分子，除了具有羥基的高分子之外，還含有其他水溶性高分子(宜為具有氮原子的水溶性高分子，較佳為聚N-丙烯醯基嗎啉(PACMO))的情況，研磨用組成物中的該其他水溶性高分子的含量並不受特別限制，以在例如以下的範圍為佳。
在本發明的一個形態所關連的研磨用組成物為濃縮液的狀態的情況，研磨用組成物中的其他水溶性高分子的含量(使用兩種以上的情況為其合計量)，從提高研磨粒的分散性，提升安定性的觀點看來，以0.002重量%以上為佳，0.02重量%以上為較佳。另外，此情況下，研磨用組成物中的其他水溶性高分子的含量，從保存安定性或過濾性等的觀點看來，以3重量%以下為佳，1重量%以下為較佳，0.5重量%以下為更佳，0.3重量%以下為特佳。
本發明的一個形態所關連的研磨用組成物中，其他水溶性高分子的含量(使用兩種以上的情況為其合計量)並不受特別限制，從提高研磨粒的分散性，提升安定性的觀點看來，以0.0001重量%以上為佳，0.001重量%以上為較佳，0.005重量%以上為更佳。另外，研磨用組成物中的其他水溶性高分子的含量(使用兩種以上的情況為其合計量)，從保存安定性或過濾性等的觀點看來，以3重量%以下為佳，1重量%以下為較佳，0.5重量%以下為更佳，0.3重量%以下還更佳，0.1重量%以下為特佳，0.01重量%以下更為特佳。
(水)
本發明的一個形態所關連的研磨用組成物含有水。水具有作為使其他成分溶解的溶劑或分散的分散媒的效用。
水，從防止矽晶圓的污染或防止阻礙其他成分的作用的觀點看來，以盡可能不含雜質為佳。這種水以例如過渡金屬離子的合計含量為100ppb以下的水為佳。此處，水的純度，可藉由例如使用離子交換樹脂除去雜質離子、利用過濾器除去異物、蒸餾等的操作來提高。具體而言，水以使用例如去離子水(離子交換水)、純水、超純水、蒸餾水等為佳。
分散媒，是用來使各成分的分散或溶解，可為水與有機溶劑的混合溶劑。此情況下，所使用的有機溶劑，可列舉可與水混合的有機溶劑如丙酮、乙腈、乙醇、甲醇、異丙醇、甘油、乙二醇、丙二醇等。另外，可不與水混合而使用這些有機溶劑，或可使各成分分散或溶解然後與水混合。這些有機溶劑，可單獨或組合兩種以上來使用。
此處，分散媒以只有水為佳。
(其他成分)
本發明的一個形態所關連的研磨用組成物，除了研磨粒、鹼性化合物、有機物及水以外，在不顯著妨礙本發明之效果的範圍，還可含有界面活性劑、螯合劑、防腐劑、防黴劑等其他成分。
(研磨粒吸附參數的控制)
在本發明中，研磨用組成物的濃縮液的研磨粒吸附參數，可藉由變更研磨用組成物中的研磨粒、鹼性化合物、有機物(主要水溶性高分子)的含量(濃度)或溫度來控制。此時，藉由上述各成分的含量採用上述合適的含量，並且因應各成分的特徵或含量來改變組成物溫度與在該溫度下的保持時間，容易將研磨粒吸附參數控制在所希望的範圍內。
[研磨用組成物的形態等]
本發明的一個形態所關連的研磨用組成物，可為一液型或為以二液型為首的多液型。多液型，是將研磨用組成物的一部分或全部以任意混合比率混合而成的液體的組合。
另外，本發明的一個形態所關連的研磨用組成物，可直接使用於研磨，或將濃縮液狀態的研磨用組成物稀釋然後使用。此時的稀釋倍率並不受特別限制，例如以體積為基準的2倍以上100倍以下為佳，5倍以上50倍以下為較佳，10倍以上40倍以下為更佳。稀釋方法並未受到特別限制，可列舉添加水等的分散媒來稀釋的方法等。另外，在多液型研磨用組成物的情況，可列舉以水與含有一部分構成成分的水溶液來稀釋的方法等。例如將研磨用組成物的濃縮液保存及/或輸送之後，在使用時稀釋，可調製出研磨用組成物。亦即，此處所揭示的技術中，研磨用組成物的概念，包含供給至研磨對象物，使用於該研磨對象物的研磨的研磨液(工作漿)、及稀釋之後作為研磨液使用的濃縮液(研磨液的原液)兩者。
研磨用組成物(稀釋液･濃縮液)以鹼性為佳，其pH以8以上為佳，9以上為較佳，9.2以上為更佳，9.5以上為特佳。若研磨用組成物的pH變高，則會有研磨速率提升的傾向。另一方面，研磨用組成物(稀釋液･濃縮液)的pH以12以下為佳，11以下為較佳，10.5以下為更佳。若研磨用組成物的pH變低，則會有表面的精密度提升的傾向。
由以上可知，研磨用組成物(稀釋液･濃縮液)的pH，以8以上12以下的範圍為佳，9以上11以下的範圍為較佳，9.2以上10.5以下為更佳，9.5以上10.5以下的範圍為特佳。尤其在矽晶圓研磨對象物的情況，研磨用組成物的pH以在上述範圍為佳。
研磨用組成物的pH的調整，可使用周知的pH調整劑，或可使用上述鹼性化合物。
此外，研磨用組成物(稀釋液･濃縮液)的pH，可使用pH計來測定。使用標準緩衝液，將pH計三點校正之後，將玻璃電極插入研磨用組成物。然後，經過兩分鐘以上，測定安定之後的值，可得知研磨用組成物的pH。例如pH計可使用堀場製作所製的pH玻璃電極式氫離子濃度指示計(型號F-23)。標準緩衝液可使用(1)鄰苯二甲酸鹽pH緩衝液pH：4.01(25℃)、(2)中性磷酸鹽pH緩衝液pH：6.86(25℃)、(3)碳酸鹽pH緩衝液pH：10.01(25℃)。
[研磨用組成物的製造方法]
本發明的一個形態所關連的研磨用組成物的製造方法，可藉由例如將各成分在水中攪拌混合而得到。但是，並不特別受此方法限制。另外，混合溫度或混合時間並不受特別限制，可使其變化來控制研磨粒吸附參數。
[研磨對象物]
使用本發明的一個形態所關連的研磨用組成物研磨的研磨對象物並未受到特別限制，可適用於各種材質及形狀的研磨對象物的研磨。研磨對象物的材料，可列舉例如矽材料、鋁、鎳、鎢、鋼、鉭、鈦、不鏽鋼等的金屬或半金屬或其合金；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。另外，研磨對象物，可由上述材料中的多種材料所構成。
該等之中，從較顯著得到本發明的一個形態所關連的研磨用組成物的效果的觀點看來，以矽材料為佳。亦即，本發明的一個形態所關連的研磨用組成物，以使用於矽材料的研磨為佳。
另外，矽材料，以含有選自矽單結晶、無定形矽及多晶矽所構成的群中的至少一種材料為佳。矽材料，從較顯著得到本發明之效果的觀點看來，以矽單結晶或多晶矽為較佳，矽單結晶為更佳。亦即，研磨對象物以單晶矽基板為佳。
此外，研磨對象物的形狀並不受特別限制。本發明的一個形態所關連的研磨用組成物，適合使用於例如板狀或多面體狀等的具有平面的研磨對象物的研磨。
[研磨方法]
本發明的另一個形態可提供一種研磨方法，其係包含使用上述研磨用組成物將研磨對象物(宜為矽材料，較佳為單晶矽基板)研磨。亦即，本發明的另一個形態可提供一種研磨方法，其係使用含有研磨粒、鹼性化合物、有機物及水的研磨用組成物之研磨方法，並且包含使用依照以下的條件所測得的前述研磨用組成物的濃縮液的研磨粒吸附參數未達15%的研磨用組成物來研磨：
(1)求得前述研磨用組成物的濃縮液所含的總有機碳量C0 (重量ppm)；
(2)對於前述研磨用組成物的濃縮液進行離心分離處理，使前述研磨粒沉降，回收上清液，求得前述上清液所含的總有機碳量C1 (重量ppm)；
(3)由前述C0 、前述C1 及前述研磨用組成物的濃縮液所含的前述研磨粒的含量A(重量%)，藉由下述式(1)計算研磨粒吸附參數。
[數學式3]
研磨粒吸附參數(%)=[(C0 -C1 ×(100-A/2.2)/100)/C0 ]×100 (1)
此外，上述C0 及C1 是將研磨用組成物的濃縮液的液溫定在25℃來作測定。
本發明的一個形態所關連的研磨用組成物，即使以濃縮液的狀態長期保存也，能夠安定地維持一定的研磨速率。例如本發明所關連的研磨用組成物，即使以濃縮液的狀態在10℃以上未達20℃或20℃以上未達30℃或30℃以上45℃以下保存之後，也能夠安定地維持一定的研磨速率。此外，保存期間的上限也不受特別限制，如果是例如1年以下，特別容易維持一定的研磨速率。
如上述所述般，本發明所關連的研磨用組成物，即使以濃縮液的狀態長期保存也，能夠安定地維持一定的研磨速率。所以，根據本發明的一個形態所關連的研磨方法，能夠以安定的研磨速率將研磨對象物研磨。
另外，本發明的一個形態所關連的研磨方法，可進一步包含藉由將上述式(1)得到的研磨粒吸附參數未達15%的研磨用組成物的濃縮液稀釋，調製出研磨用組成物。此時，稀釋方法並不受特別限制，適合使用例如[研磨用組成物的形態等]的項目所記載的稀釋方法。
此外，本發明所關連的研磨用組成物，如上述所述般，特別適合使用於單晶矽基板的研磨。所以，本發明的再另一個形態可提供一種研磨方法，其係包含使用上述研磨用組成物來研磨矽晶圓。
研磨裝置，可使用安裝了將附有研磨對象物的基板等保持住的夾具，與可變更轉速的馬達等，並且具有可貼附研磨墊(研磨布)的研磨壓盤的一般研磨裝置。
前述研磨墊，可使用一般的不織布型、聚胺甲酸乙酯型、麂皮型等，並無特別限制。宜在研磨墊上實施可使研磨用組成物滯留的溝加工。
研磨條件，可依照使用研磨用組成物的研磨步驟的階段適當地設定。
在預備研磨步驟中，壓盤的轉速，以在10 rpm以上100rpm以下的程度為佳，較適合是在15rpm以上50rpm以下的程度。另外，在完工研磨步驟中，適合使用單面研磨裝置。在完工研磨步驟中，壓盤的轉速以10rpm以上100rpm以下的程度為佳，較適合是在20rpm以上50 rpm以下的程度，更適合是在25rpm以上50rpm以下的程度。若為這樣的轉速，則可顯著降低研磨對象物表面的霧度等級。
研磨對象物，通常是藉由壓盤來加壓。此時的壓力可適當地選擇，預備研磨步驟以在5kPa以上30kPa以下的程度為佳，10kPa以上25kPa以下的程度為較佳。另外，完工研磨步驟的情況，以在5kPa以上30kPa以下的程度為佳，10kPa以上20kPa以下的程度為較佳。若是這樣的壓力，則可顯著減低研磨對象物表面的霧度等級。
研磨用組成物的供給速度，可因應壓盤的尺寸適當地選擇。若考慮經濟性，在預備研磨步驟的情況，以在0.1L/分鐘以上5L/分鐘以下的程度為佳，較適合是在0.2L/分鐘以上2L/分鐘以下的程度。完工研磨步驟的情況，以在0.1L/分鐘以上5L/分鐘以下的程度為佳，較適合是在0.2L/分鐘以上2L/分鐘以下的程度。藉由這樣的供給速度，將研磨對象物表面有效地研磨，可顯著降低研磨對象物表面的霧度等級。
研磨用組成物在研磨裝置的保持溫度也並無特別限制，從研磨速率的安定性、降低霧度等級的觀點看來，皆以在15℃以上40℃以下的程度為佳，18℃以上25℃以下的程度為較佳。
關於上述研磨條件(研磨裝置的設定)，單純只是敘述一個例子，脫離上述範圍亦可，或可對合適的設定作變更。這種條件只要是業界人士，即可適當地設定。
此外，宜在研磨後進行洗淨、乾燥。這些操作的方法或條件並不受特別限制，可適當地採用周知者。例如將研磨對象物洗淨的步驟以進行SC-1洗淨為佳。「SC-1洗淨」，是指例如使用氨與過氧化氫水的混合液(例如40℃以上80℃以下)來進行的洗淨方法。進行SC-1洗淨，例如藉由將矽晶圓表面薄薄地蝕刻，可將該矽晶圓表面的顆粒除去。
[研磨對象物的研磨速率的安定化方法]
本發明的再另一個形態，可提供一種研磨對象物的研磨速率的安定化方法，其係包含使用上述研磨用組成物將研磨對象物(宜為矽材料，較佳為單晶矽基板)研磨。亦即，本發明的再另一個形態，可提供一種研磨對象物的研磨速率的安定化方法，其係使用含有研磨粒、鹼性化合物、有機物及水的研磨用組成物之研磨對象物的研磨速率之安定化方法，並且包含使用依照以下的條件所測得的前述研磨用組成物的濃縮液的研磨粒吸附參數未達15%的研磨用組成物來研磨：
(1)求得前述研磨用組成物的濃縮液所含的總有機碳量C0 (重量ppm)；
(2)對於前述研磨用組成物的濃縮液進行離心分離處理，使前述研磨粒沉降，回收上清液，求得前述上清液所含的總有機碳量C1 (重量ppm)；
(3)由前述C0 、前述C1 及前述研磨用組成物的濃縮液所含的前述研磨粒的含量A(重量%)，藉由下述式(1)計算研磨粒吸附參數。
[數學式4]
研磨粒吸附參數(%)=[(C0 -C1 ×(100-A/2.2)/100)/C0 ]×100 (1)
此外，上述C0 及C1 是將研磨用組成物的濃縮液的液溫定在25℃來作測定。
本發明所關連的研磨用組成物，即使以濃縮液的狀態長期保存也，能夠安定地維持一定的研磨速率。所以，依據本發明的一個形態所關連的研磨對象物的研磨速率的安定化方法，能夠以安定的研磨速率將研磨對象物研磨。此外，使用上述研磨用組成物將研磨對象物研磨的方法的細節如上述[研磨方法]的項目所記載，因此省略說明。

[實施例]
使用以下的實施例及比較例來說明本發明之效果。但是，本發明之技術的範圍不受以下的實施例侷限。此外，以下只要沒有特別記載，操作及物性等的測定是在室溫(20℃以上25℃以下)/相對濕度40%RH以上50%RH以下的條件下測定。另外，只要沒有特別記載，「%」及「份」分別意指「重量%」及「重量份」。
[重量平均分子量的測定]
使用GPC法，依照依照以下條件測定實施例及比較例所使用的水溶性高分子的重量平均分子量。
≪GPC測定條件≫
裝置：東曹股份有限公司製HLC-8320GPC、
管柱：TSK-gel GMPWXL、
溶劑：100mM硝酸鈉水溶液/乙腈：10～8/0～2、
試樣濃度：0.1重量%、
流量：1mL/min、
注入量：200μL、
測定溫度：40℃、
分子量換算：聚乙二醇換算、
偵測器：示差折射計(RI)。
[研磨用組成物(濃縮液)的調製]
(實施例1～2及比較例1～2)
將以下的材料，在去離子水(Diw)中混合，成為下述表1所表示的組成，分別調製出pH為約10的實施例1～2及比較例1～2的研磨用組成物(濃縮液)(混合溫度：約20～25℃，混合時間：約15分鐘)。此外，研磨用組成物(濃縮液)(液溫：25℃)的pH，是藉由pH計(堀場製作所股份有限公司製商品名：LAQUA(註冊商標))來確認。此時，使用標準緩衝液(鄰苯二甲酸鹽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℃))，三點校正之後，將玻璃電極插入研磨用組成物(濃縮液)，經過兩分鐘以上，測定安定之後的值。
･研磨粒(膠狀二氧化矽)、
･鹼性化合物(氨水(29重量%)，表1所記載的值為氨量換算)、
･水溶性高分子：
PEO-PPO-PEO：PEO-PPO-PEO型三嵌段體(重量平均分子量13,000)、
HEC：羥乙基纖維素(重量平均分子量：260,000)、
PVA：聚乙烯醇(重量平均分子量：70,000，皂化度98%以上)、
PACMO：聚N-丙烯醯基嗎啉(重量平均分子量：400,000)、
PVP：聚N-乙烯基吡咯烷酮(重量平均分子量：17,000)、
poly(VA-co-VP)：聚乙烯醇･聚N-乙烯基吡咯烷酮隨機共聚物(重量平均分子量：2,300，PVA：PVP(莫耳比)=90：10)。
此外，在表1中，「具有OA單元的高分子(無環狀構造)的含量」，表示具有不具有環狀構造之氧伸烷基單元的高分子相對於具有羥基的高分子的總量的含量(單元：重量%)。另外，「水溶性高分子相對於研磨粒的量」，表示水溶性高分子相對於研磨粒100重量份的含量(單元：重量份)。
[研磨粒吸附參數的測定]
(1)對於上述各實施例及比較例所得到的研磨用組成物(濃縮液)，使用總有機碳計(島津製作所股份有限公司製，TOC-L)，測定剛製造好的(調製後，24小時以內)的研磨用組成物(濃縮液，液溫25℃)中的總有機碳量(TOC)C0 (重量ppm)；
(2)將上述各實施例及比較例所得到的剛製造好的(調製後，24小時以內)的研磨用組成物(濃縮液)依照下述離心分離條件進行離心分離，回收上清液。對於該上清液(液溫25℃)，與上述(1)同樣地測定上清液中的總有機碳量(TOC)C1 (重量ppm)：

≪離心分離條件≫
離心分離機：Beckman Coulter股份有限公司製，Avanti (註冊商標)HP-301、
轉速：26000rpm、
離心分離時間：30分鐘、
溫度：25℃。
(3)由上述(1)及(2)所得到的C0 、C1 (重量ppm)及研磨用組成物(濃縮液)中的研磨粒含量A(重量%)，依照下述式(1)計算出水溶性高分子(研磨用組成物(濃縮液)所含的全部水溶性高分子)對研磨粒的吸附性。將所得到的研磨粒吸附參數揭示於以下的表1。
[數學式5]
研磨粒吸附參數(%)=[(C0 -C1 ×(100-A/2.2)/100)/C0 ]×100 (1)
[研磨速率(R.R)的測定]
將單晶矽晶圓(直徑：200mm，p型，結晶方位＜100＞，無晶格原生缺陷)浸漬於2重量%的HF(氟化氫)水溶液30秒鐘，然後以去離子水清洗，而進行了前處理。
接下來，將上述各實施例及比較例所得到的研磨用組成物(濃縮液)保存既定日數之後，使用去離子水(DIW)稀釋20倍(體積基準)，得到研磨用組成物(稀釋液)，使用該各研磨用組成物(稀釋液)，依照下述研磨條件來研磨。
≪研磨條件≫
研磨機：單片式研磨機 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(麂皮型，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%，FUJIBO愛媛股份有限公司製)、
研磨荷重：15kPa、
壓盤(platen)轉速：30rpm、
研磨頭(carrier)轉速：30rpm、
研磨用組成物(稀釋液)的供給速度(放流)：0.4L/分鐘、
研磨時間：600秒鐘、
壓盤冷卻水的溫度：20℃、
研磨用組成物(稀釋液)的保持溫度：20℃。
研磨後，藉由將矽晶圓在NH4 OH(29%)：H2 O2 (31%)：去離子水(DIW)=1：1：12(體積比)的洗淨液浸漬5分鐘來進行洗淨(SC-1洗淨)。然後，在超音波振盪器運作的狀態下浸漬於去離子水，接著以離心乾燥機進行乾燥。由研磨前後的重量差及矽的比重，計算出研磨速率(R.R.)。以下的表1中，揭示了將各研磨用組成物在濃縮液調製後經過1天的時間點稀釋(20倍(體積基準))所得到的研磨用組成物(稀釋液)的研磨速率定為100時的相對值。另外，以下的表1中，揭示了各研磨用組成物(濃縮液)在濃縮液調製後的各經過天數(以濃縮液狀態保存的天數)下的研磨速率的相對值。此外，濃縮液的保存是在室溫(25℃)下進行。該研磨速率的相對值愈接近100愈好，若在95～110的範圍內，可判斷為有實用性。
上述表1的實施例1～2所關連的研磨用組成物(濃縮液)，即使長期保存，將其稀釋所得到的研磨用組成物的研磨速率也幾乎沒有變化，維持著一定的研磨速率。
另一方面，如比較例1～2所示般，在研磨用組成物(濃縮液)的研磨粒吸附參數超過15%的情況，若長期保存，則會有將其稀釋所得到的研磨用組成物的研磨速率會發生變化的結果。推測像這樣，若研磨粒吸附參數超過15%，則研磨用組成物(濃縮液)中所含的有機物(主要為水溶性高分子)對研磨粒的吸附狀態發生變化，而得到上述結果。
本申請是以2018年3月30日所申請的日本專利申請編號2018-067988號為基礎，其揭示內容因為參考而全體被收錄於此。

Claims (8)

  1. 一種研磨用組成物，其係含有研磨粒、鹼性化合物、有機物及水的研磨用組成物，並且 依照以下的條件所測得的前述研磨用組成物的濃縮液的研磨粒吸附參數未達15%： (1)求得前述研磨用組成物的濃縮液所含的總有機碳量C0 (重量ppm)； (2)對於前述研磨用組成物的濃縮液進行離心分離處理，使前述研磨粒沉降，並回收上清液，求得前述上清液所含的總有機碳量C1 (重量ppm)； (3)由前述C0 、前述C1 及前述研磨用組成物的濃縮液所含的前述研磨粒的含量A(重量%)，藉由下述式(1)計算研磨粒吸附參數 [數學式1] 研磨粒吸附參數(%)=[(C0 -C1 ×(100-A/2.2)/100)/C0 ]×100 (1)。
  2. 如請求項1之研磨用組成物，其中前述有機物含有水溶性高分子。
  3. 如請求項2之研磨用組成物，其中前述水溶性高分子含有具有羥基的高分子。
  4. 如請求項3之研磨用組成物，其中前述具有羥基的高分子含有具有不具有環狀構造之氧伸烷基單元的高分子， 相對於前述具有羥基的高分子的總量，前述具有氧伸烷基單元的高分子的含量為1重量%以上20重量%以下。
  5. 如請求項4之研磨用組成物，其中前述具有羥基的高分子進一步含有具有來自乙烯醇的構造單元的高分子及羥乙基纖維素的至少一者。
  6. 如請求項5之研磨用組成物，其中前述具有氧伸烷基單元的高分子的含量與前述具有來自乙烯醇的構造單元的高分子及前述羥乙基纖維素的合計量的比(重量比)為1：5～1：10。
  7. 如請求項1～6中任一項之研磨用組成物，其中前述研磨粒含有膠狀二氧化矽。
  8. 一種研磨方法，其係包含使用如請求項1～7中任一項之研磨用組成物將研磨對象物研磨。
TW108107529A 2018-03-30 2019-03-07 研磨用組成物及研磨方法 TW201942318A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018067988A JP6929239B2 (ja) 2018-03-30 2018-03-30 研磨用組成物および研磨方法
JP2018-067988 2018-03-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201942318A true TW201942318A (zh) 2019-11-01

Family

ID=68059812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108107529A TW201942318A (zh) 2018-03-30 2019-03-07 研磨用組成物及研磨方法

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6929239B2 (zh)
KR (1) KR20200128387A (zh)
CN (1) CN111954705B (zh)
TW (1) TW201942318A (zh)
WO (1) WO2019187837A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI764415B (zh) * 2019-12-13 2022-05-11 日商Ｃｍｃ材料股份有限公司 化學機械研磨組合物及使用其之化學機械研磨方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230162925A (ko) * 2021-03-26 2023-11-29 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 연마 방법 및 반도체 기판의 제조 방법, 그리고 연마용조성물 세트
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

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102226441B1 (ko) * 2013-02-13 2021-03-12 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 연마용 조성물, 연마용 조성물 제조 방법 및 연마물 제조 방법
CN105073941B (zh) * 2013-02-21 2018-01-30 福吉米株式会社 研磨用组合物及研磨物制造方法
US10351732B2 (en) * 2013-03-19 2019-07-16 Fujimi Incorporated Polishing composition, method for producing polishing composition and polishing composition preparation kit
US9685343B2 (en) * 2013-08-09 2017-06-20 Fujimi Incorporated Method for producing polished object and polishing composition kit
JP5857310B2 (ja) * 2013-09-30 2016-02-10 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その製造方法
JP6389629B2 (ja) * 2014-03-31 2018-09-12 ニッタ・ハース株式会社 研磨用組成物
JP5859055B2 (ja) * 2014-04-14 2016-02-10 株式会社フジミインコーポレーテッド シリコンウェーハ研磨用組成物
JP6259723B2 (ja) * 2014-06-18 2018-01-10 株式会社フジミインコーポレーテッド シリコンウェーハの研磨方法、研磨用組成物および研磨用組成物セット
JP6185432B2 (ja) * 2014-06-24 2017-08-23 株式会社フジミインコーポレーテッド シリコンウェーハ研磨用組成物
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

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI764415B (zh) * 2019-12-13 2022-05-11 日商Ｃｍｃ材料股份有限公司 化學機械研磨組合物及使用其之化學機械研磨方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111954705B (zh) 2021-11-30
CN111954705A (zh) 2020-11-17
JP2019179837A (ja) 2019-10-17
KR20200128387A (ko) 2020-11-12
JP6929239B2 (ja) 2021-09-01
WO2019187837A1 (ja) 2019-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201942318A (zh) 研磨用組成物及研磨方法
TWI624537B (zh) Grinding composition and method for producing the same
CN107075347B (zh) 研磨用组合物
EP2977423B1 (en) Polishing composition
US10745588B2 (en) Silicon wafer polishing composition
TWI555831B (zh) Silicon wafer polishing composition
JP7148506B2 (ja) 研磨用組成物およびこれを用いた研磨方法
JP6110681B2 (ja) 研磨用組成物、研磨用組成物製造方法および研磨物製造方法
TW201615796A (zh) 矽晶圓研磨用組成物
JP2017101248A (ja) 研磨用組成物、研磨用組成物製造方法および研磨物製造方法
KR102617007B1 (ko) 기판의 연마 방법 및 연마용 조성물 세트
JP2017183359A (ja) シリコン基板の研磨方法および研磨用組成物セット
JP6691774B2 (ja) 研磨用組成物およびその製造方法
TWI828859B (zh) 包含具有矽－矽鍵結之材料的研磨對象物之研磨方法
WO2015159507A1 (ja) シリコンウェーハ研磨用組成物
TWI572703B (zh) Silicon wafer grinding composition
KR20220150962A (ko) 연마용 조성물 및 연마 방법
WO2019187969A1 (ja) 研磨用組成物