TW202100710A - 研磨用組成物 - Google Patents

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日商福吉米股份有限公司
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Abstract

藉由本發明所提供的研磨用組成物係包含研磨粒、水溶性高分子、鹼性化合物及水，其中前述水溶性高分子，包含聚乙烯醇系聚合物及含有馬來酸型結構單元的聚合物。

Description

研磨用組成物
本發明係有關研磨用組成物。 本案係依據2019年3月26日提出申請之日本國專利出願2019-058620主張優先權，本說明書中參照其申請案的全部內容，並將其納入。
對於金屬或半金屬、非金屬、其氧化物等的材料表面，使用研磨用組成物進行精密研磨。例如，作為半導體裝置之構成要素等使用之矽晶圓的表面，一般，經過研磨步驟(粗研磨步驟)與拋光步驟(精密研磨步驟)，加工成高品質的鏡面。上述拋光步驟，典型上，包含預備拋光步驟(預備研磨步驟)與最終拋光步驟(最終研磨步驟)。研磨矽晶圓等之半導體基板的用途，主要使用之研磨用組成物有關的技術文獻，可列舉專利文獻1及2。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本國專利申請公開昭63-272459號公報 [專利文獻2] 日本國專利申請公開平2-158684號公報
[發明所欲解決之課題]
最終拋光步驟(特別是矽晶圓等之半導體基板，其他基板的最終拋光步驟)所使用之研磨用組成物，要求研磨後，實現高品質表面的性能。此用途的研磨用組成物，除了研磨粒及水外，為了研磨對象物表面之保護或潤濕性提昇上等目的，經常包含水溶性高分子。
作為水溶性高分子，藉由使用聚乙烯醇系聚合物，可適合提高研磨後之表面的潤濕性。此外，近年，要求對於研磨後之表面品質更提高。因此，本發明之目的係提供包含作為水溶性高分子之聚乙烯醇系聚合物，可提高研磨後之研磨對象物之表面品質的研磨用組成物。 [用以解決課題之手段]
藉由此說明書所提供之研磨用組成物，包含研磨粒、水溶性高分子、鹼性化合物及水，前述水溶性高分子包含聚乙烯醇系聚合物及含有馬來酸型結構單元之聚合物。藉由使用含有馬來酸型結構單元之聚合物，可提高包含聚乙烯醇系聚合物及含有馬來酸型結構單元之聚合物的研磨用組成物所得之研磨後之研磨對象物的表面品質。例如可改善霧度。
又，本說明書中，「馬來酸型結構單元」(以下也稱為「MA單元」)係指來自馬來酸或其衍生物之結構部分。此處所揭示之研磨用組成物中之「含有馬來酸型結構單元之聚合物」(以下也稱為「含有MA單元之聚合物」)，可使用包含作為其重複單元之MA單元的水溶性有機物(典型為水溶性高分子)。
此處所揭示之研磨用組成物之幾個態樣中，上述聚乙烯醇系聚合物與上述含有MA單元之聚合物之含量之比，以重量基準較佳為50:50~99:1。依據此研磨用組成物時，可有效地改善研磨後之研磨對象物表面的霧度。
上述聚乙烯醇系聚合物，較佳為可採用重量平均分子量(Mw1)為未達10×104 者。就洗淨性的觀點，較佳為使用具有此Mw1的聚乙烯醇系聚合物。
上述含有MA單元之聚合物，較佳為可採用重量平均分子量(Mw2)為未達10×104 者。就洗淨性的觀點，較佳為使用具有此Mw2的含有MA單元之聚合物。
此處所揭示之研磨用組成物之幾個態樣中，上述含有MA單元之聚合物，在一分子內包含含有MA單元與聚氧化烯結構的聚合物。聚乙烯醇系聚合物與含有MA單元之聚合物之組合使用，改善霧度的效果，在此態樣下更適合發揮。
此處所揭示之研磨用組成物之幾個態樣中，該研磨用組成物，更包含界面活性劑。此研磨用組成物之構成中，可更有效地改善研磨後之研磨對象物表面的霧度。
較佳之一態樣的研磨用組成物，其中上述界面活性劑，包含含有聚氧化烯結構之界面活性劑。此態樣中，可更適合改善霧度。
上述研磨粒，較佳為使用二氧化矽粒子。藉由聚乙烯醇系聚合物與含有MA單元之聚合物之組合使用所得之霧度的改善效果，適合在作為研磨粒使用二氧化矽粒子之研磨中發揮。
此處所揭示之研磨用組成物，較佳為在矽晶圓之最終拋光步驟使用。藉由使用上述研磨用組成物，進行最終拋光，可改善霧度，可適度實現高品質的矽晶圓表面。 [實施發明之形態]
以下說明本發明之較佳的實施形態。又，本說明書中，未特別提及之事項以外的事情，且本發明之實施所需要的事情，可作為依據熟悉該項技藝者之設計事項來把握。本發明可依據本說明書所揭示之內容與該領域之技術常識可實施。
此處所揭示之研磨用組成物，包含研磨粒、水溶性高分子、鹼性化合物及水。上述研磨用組成物，其中前述水溶性高分子包含聚乙烯醇系聚合物及含有馬來酸型結構單元之聚合物。以下，說明此處所揭示之研磨用組成物的含有物。
＜研磨粒＞ 此處所揭示之研磨用組成物包含研磨粒。研磨粒具有將研磨對象物的表面進行機械研磨的功能。研磨粒之材質或性狀無特別限制，可依據研磨用組成物之使用目的或使用態樣等適宜選擇。研磨粒之例，可列舉無機粒子、有機粒子及有機無機複合粒子。無機粒子之具體例，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、氧化鐵紅粒子等之氧化物粒子；氮化矽粒子、氮化硼粒子等之氮化物粒子；碳化矽粒子、碳化硼粒子等之碳化物粒子；金剛石粒子；碳酸鈣或碳酸鋇等的碳酸鹽等。有機粒子之具體例，可列舉聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)粒子或聚(甲基)丙烯酸粒子(在此，(甲基)丙烯酸係包括性指丙烯酸及甲基丙烯酸)、聚丙烯腈粒子等。這種研磨粒，可單獨使用一種，或組合二種以上使用。
上述研磨粒，較佳為無機粒子，其中，較佳為由金屬或半金屬之氧化物所構成的粒子，特佳為二氧化矽粒子。後述如矽晶圓等具有矽所構成之表面之研磨對象物之研磨(例如，最終研磨)可使用的研磨用組成物中，作為研磨粒採用二氧化矽粒子特別有意義。此處所揭示之技術，例如，上述研磨粒較佳為實質上由二氧化矽粒子所構成之態樣實施。在此，「實質上」係指構成研磨粒之粒子之95重量%以上(較佳為98重量%以上，更佳為99重量%以上，可為100重量%)為二氧化矽粒子。
二氧化矽粒子之具體例，可列舉膠體二氧化矽、燻製二氧化矽、沉降二氧化矽等。二氧化矽粒子可單獨使用一種，或組合二種以上使用。因研磨後，容易得到表面品質優異的研磨面，故特佳為使用膠體二氧化矽。膠體二氧化矽，較佳為採用例如藉由離子交換法，以水玻璃(矽酸Na)為原料所製作之膠體二氧化矽或、烷氧化物法膠體二氧化矽(藉由烷氧基矽烷之水解縮合反應所製作之膠體二氧化矽)。膠體二氧化矽可單獨使用一種，或組合二種以上使用。
研磨粒構成材料(例如，構成二氧化矽粒子的二氧化矽)之真比重，較佳為1.5以上，更佳為1.6以上，又更佳為1.7以上。二氧化矽之真比重的上限無特別限定，典型為2.3以下，例如2.2以下。研磨粒(例如二氧化矽)之真比重，可採用藉由使用作為置換液之乙醇之液體置換法所得的測定值。
研磨粒(典型為二氧化矽粒子)之BET徑(平均一次粒徑)無特別限定，就研磨效率等的觀點，較佳為5nm以上，更佳為10nm以上。為了得到更高研磨效果(例如，霧度降低，去除缺陷等的效果)的觀點，上述BET徑，較佳為15nm以上，更佳為20nm以上(例如超過20nm)。又，就防刮等的觀點，研磨粒之BET徑，較佳為100nm以下，更佳為50nm以下，又更佳為40nm以下。就容易得到更低霧度之表面的觀點，在幾個態樣中，研磨粒之BET徑為35nm以下，也可為未達32nm，也可為未達30nm。
又，本說明書中，BET徑係指以BET法所測定之比表面積(BET值)，藉由BET徑(nm)=6000/(真密度(g/cm3 )×BET值(m2 /g))之式子所計算的粒徑。例如，二氧化矽粒子時，藉由BET徑(nm)=2727/BET值(m2 /g)可算出BET徑。比表面積之測定，例如可使用Micromeritics公司製之表面積測定裝置、商品名「Flow Sorb II 2300」測定。
研磨粒之形狀(外形)可為球形，亦可為非球形。形成非球形之研磨粒之具體例，可列舉花生形狀(亦即，落花生殼的形狀)、繭型形狀、金平糖形狀、橄欖球形狀等。例如，粒子之大部分適合採用形成花生形狀或繭型形狀的研磨粒。
雖無特別限定，但研磨粒之長徑/短徑比之平均值(平均長寬比)，原理上為1.0以上，較佳為1.05以上，更佳為1.1以上。藉由增大平均長寬比，可實現更高的研磨效率。又，研磨粒之平均長寬比，從減少刮痕等的觀點，較佳為3.0以下，更佳為2.0以下，又更佳為1.5以下。
研磨粒之形狀(外形)或平均長寬比，例如可藉由電子顯微鏡觀察來掌握。掌握平均長寬比之具體順序為例如使用掃描型電子顯微鏡(SEM)，針對可辨識獨立粒子形狀之特定個數(例如200個)的研磨粒子，描繪出外接於各粒子圖像之最小長方形。接著，針對對於各粒子圖像所描繪的長方形，將其長邊的長度(長徑之值)除以短邊的長度(短徑之值)之值作為長徑/短徑比(長寬比)來計算。藉由將上述特定個數之粒子的長寬比進行算術平均，可求平均長寬比。
＜水溶性高分子＞ 此處所揭示之研磨用組成物，包含水溶性高分子。水溶性高分子有助於研磨對象物表面之保護或、研磨後之研磨對象物表面之潤濕性提昇等。
(聚乙烯醇系聚合物) 此處所揭示之研磨用組成物，包含作為水溶性高分子之聚乙烯醇系聚合物。聚乙烯醇系聚合物，可使用其重複單元包含乙烯醇單元的水溶性有機物(典型為水溶性高分子)。在此，乙烯醇單元(以下也稱為「VA單元」)係指藉由以下化學式：-CH2 -CH(OH)-；表示之結構部分。聚乙烯醇系聚合物，可僅含有作為重複單元之VA單元，除VA單元外，也可包含VA單元以外的重複單元(以下也稱為「非VA單元」)。聚乙烯醇系聚合物，可為包含VA單元與非VA單元的無規共聚物，也可為嵌段共聚物或接枝共聚物。聚乙烯醇系聚合物，可僅包含一種類的非VA單元，也可包含二種類以上的非VA單元。
此處所揭示之研磨用組成物所使用的聚乙烯醇系聚合物，可為未改性的聚乙烯醇(非改性PVA)，也可為改性聚乙烯醇(改性PVA)。在此，非改性PVA係指實質上不包含聚乙酸乙烯酯藉由水解(皂化)生成，乙酸乙烯酯進行乙烯基聚合之結構之重複單元(-CH2 -CH(OCOCH3 )-)及VA單元以外之重複單元的聚乙烯醇系聚合物。上述非改性PVA之皂化度，例如可為60%以上，就水溶性的觀點，可為70%以上，也可為80%以上，也可為90%以上。幾個態樣中，較佳可採用皂化度為95%以上或98%以上的非改性PVA作為水溶性高分子化合物。
改性PVA可含有之非VA單元，可列舉例如來自後述N-乙烯基型之單體或N-(甲基)丙烯醯基型之單體的重複單元、來自乙烯之重複單元、來自烷基乙烯醚之重複單元、來自碳原子數3以上之單羧酸乙烯酯的重複單元等，但是不限定於此等。上述N-乙烯基型之單體之一較佳例，可列舉N-乙烯基吡咯烷酮。上述N-(甲基)丙烯醯基型之單體之一較佳例，可列舉N-(甲基)丙烯醯基嗎啉。上述烷基乙烯醚，例如可為丙基乙烯醚、丁基乙烯醚、2-乙基己基乙烯醚等之具有碳原子數1以上10以下之烷基之乙烯醚。上述碳原子數3以上之單羧酸乙烯酯，例如可為丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、己酸乙烯酯等之碳原子數3以上7以下之單羧酸乙烯酯。
聚乙烯醇系聚合物，也可為包含VA單元與、具有選自氧基伸烷基、羧基、磺酸基、胺基、羥基、醯胺基、醯亞胺基、腈基、醚基、酯基、及此等鹽之至少1個結構之非VA單元的改性PVA。又，聚乙烯醇系聚合物，可為聚乙烯醇系聚合物所含有之VA單元之一部分以醛經縮醛化的改性PVA。上述醛，較佳為使用例如烷基醛，較佳為具有碳原子數1以上7以下之烷基的烷基醛，其中，較佳為n-丁醛。聚乙烯醇系聚合物，可使用四級銨結構等之陽離子性基被導入的陽離子改性聚乙烯醇。上述陽離子改性聚乙烯醇，可列舉例如來自具有二烯丙二烷基銨鹽、N-(甲基)丙烯醯基胺基烷基-N,N,N-三烷基銨鹽等之陽離子性基之單體的陽離子性基被導入有者。
構成聚乙烯醇系聚合物之全重複單元之莫耳數所佔有之VA單元之莫耳數之比例，例如可為5%以上，也可為10%以上，也可為20%以上，也可為30%以上。無特別限定，但是幾個態樣中，上述VA單元之莫耳數之比例，可為50%以上，也可為65%以上，也可為75%以上，也可為80%以上，也可為90%以上(例如，95%以上、或98%以上)。構成聚乙烯醇系聚合物之重複單元之實質上也可為100%為VA單元。在此，「實質上100%」係指至少刻意地在聚乙烯醇系聚合物中不含有非VA單元，典型上全重複單元之莫耳數所佔有之非VA單元之莫耳數的比例為未達2%(例如未達1%)，包含0%的情形。其他的幾個態樣中，構成聚乙烯醇系聚合物之全重複單元之莫耳數所佔有之VA單元之莫耳數的比例，例如可為95%以下，也可為90%以下，也可為80%以下，也可為70%以下。
聚乙烯醇系聚合物中之VA單元的含量(重量基準之含量)，例如可為5重量%以上，也可為10重量%以上，也可為20重量%以上，也可為30重量%以上。無特別限定，但是幾個態樣中，上述VA單元之含量，也可為50重量%以上(例如超過50重量%)，也可為70重量%以上，也可為80重量%以上(例如90重量%以上、或95重量%以上、或98重量%以上)。也可為構成聚乙烯醇系聚合物之重複單元之實質上100重量%為VA單元。在此，「實質上100%」係指至少刻意地不含有作為構成聚乙烯醇系聚合物之重複單元的非VA單元，典型上聚乙烯醇系聚合物中之非VA單元之含量為未達2重量%(例如未達1重量%)。其他幾個態樣中，聚乙烯醇系聚合物中之VA單元之含量，例如也可為95重量%以下，也可為90重量%以下，也可為80重量%以下，也可為70重量%以下。
聚乙烯醇系聚合物，也可在同一分子內包含VA單元之含量不同之複數的聚合物鏈。在此，聚合物鏈係指構成一分子之聚合物之一部分的部分(片段)。例如，聚乙烯醇系聚合物，也可在同一分子內包含VA單元之含量高於50重量%的聚合物鏈A與、VA單元之含量低於50重量%(亦即，非VA單元之含量多於50重量%)聚合物鏈B。
聚合物鏈A，可僅包含作為重複單元之VA單元，除VA單元外，也可包含非VA單元。聚合物鏈A中之VA單元的含量，也可為60重量%以上，也可為70重量%以上，也可為80重量%以上，也可為90重量%以上。幾個態樣中，聚合物鏈A中之VA單元之含量，也可為95重量%以上，也可為98重量%以上。構成聚合物鏈A之重複單元之實質上100重量%為VA單元。
聚合物鏈B也可僅包含作為重複單元之非VA單元，除非VA單元外，也可包含VA單元。聚合物鏈B中之非VA單元之含量，也可為60重量%以上，也可為70重量%以上，也可為80重量%以上，也可為90重量%以上。幾個態樣中，聚合物鏈B中之非VA單元之含量，也可為95重量%以上，也可為98重量%以上。也可為構成聚合物鏈B之重複單元之實質上100重量%為非VA單元。
同一分子中包含聚合物鏈A與聚合物鏈B之聚乙烯醇系聚合物之例，可列舉包含此等聚合物鏈之嵌段共聚物或接枝共聚物。上述接枝共聚物，也可為在聚合物鏈A(主鏈)接枝有聚合物鏈B(側鏈)之結構的接枝共聚物，也可為在聚合物鏈B(主鏈)接枝有聚合物鏈A(側鏈)之結構的接枝共聚物。一態樣中，可使用在聚合物鏈A接枝有聚合物鏈B之結構的聚乙烯醇系聚合物。
聚合物鏈B例，可列舉來自N-乙烯基型單體之重複單元為主重複單元的聚合物鏈、來自N-(甲基)丙烯醯基型單體之重複單元為主重複單元的聚合物鏈、以氧化烯單元為主重複單元的聚合物鏈等。又，本說明書中，主重複單元未特別記載時，係指包含超過50重量%的重複單元。
聚合物鏈B之一較佳例，可列舉以N-乙烯基型單體為主重複單元的聚合物鏈，亦即，N-乙烯基系聚合物鏈。N-乙烯基系聚合物鏈中來自N-乙烯基型單體之重複單元之含量，典型為超過50重量%，也可為70重量%以上，也可為85重量%以上，也可為95重量%以上。也可為聚合物鏈B之實質上全部為來自N-乙烯基型單體的重複單元。
此說明書中，N-乙烯基型單體之例，包含具有含氮之雜環(例如內醯胺環)的單體及N-乙烯基鏈狀醯胺。N-乙烯基內醯胺型單體之具體例，可列舉N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基哌啶酮(piperidone)、N-乙烯基嗎啉酮(Morpholinone)、N-乙烯基己內醯胺、N-乙烯基-1,3-噁嗪-2-酮、N-乙烯基-3,5-嗎啉二酮等。N-乙烯基鏈狀醯胺之具體例，可列舉N-乙烯基乙醯胺、N-乙烯基丙酸醯胺、N-乙烯基丁酸醯胺等。聚合物鏈B可為例如其重複單元之超過50重量%(例如70重量%以上、或85重量%以上、或95重量%以上)為N-乙烯基吡咯烷酮單元的N-乙烯基系聚合物鏈。也可為構成聚合物鏈B之重複單元之實質上全部為N-乙烯基吡咯烷酮單元。
聚合物鏈B之其他例，可列舉來自N-(甲基)丙烯醯基型單體之重複單元為主重複單元的聚合物鏈，亦即，N-(甲基)丙烯醯基系聚合物鏈。N-(甲基)丙烯醯基系聚合物鏈中之來自N-(甲基)丙烯醯基型單體之重複單元之含量，典型為超過50重量%，也可為70重量%以上，也可為85重量%以上，也可為95重量%以上。也可為聚合物鏈B之實質上全部為來自N-(甲基)丙烯醯基型單體的重複單元。
此說明書中，N-(甲基)丙烯醯基型單體之例，包含具有N-(甲基)丙烯醯基之鏈狀醯胺及具有N-(甲基)丙烯醯基之環狀醯胺。具有N-(甲基)丙烯醯基之鏈狀醯胺之例，可列舉(甲基)丙烯醯胺；N-甲基(甲基)丙烯醯胺、N-乙基(甲基)丙烯醯胺、N-丙基(甲基)丙烯醯胺、N-異丙基(甲基)丙烯醯胺、N-n-丁基(甲基)丙烯醯胺等之N-烷基(甲基)丙烯醯胺；N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二丙基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二異丙基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二(n-丁基)(甲基)丙烯醯胺等之N,N-二烷基(甲基)丙烯醯胺；等。具有N-(甲基)丙烯醯基之環狀醯胺之例，可列舉N-(甲基)丙烯醯基嗎啉、N-(甲基)丙烯醯基吡咯烷等。
聚合物鏈B之其他例，可列舉包含以氧化烯單元作為主重複單元的聚合物鏈，亦即，氧化烯系聚合物鏈。氧化烯系聚合物鏈中之氧化烯單元之含量，典型為超過50重量%，也可為70重量%以上，也可為85重量%以上，也可為95重量%以上。也可為聚合物鏈B所含有之重複單元之實質上全部為氧化烯單元。
氧化烯單元之例，可列舉氧乙烯單元、氧丙烯單元、氧丁烯單元等。這種氧化烯單元，可為各自來自對應之環氧烷的重複單元。氧化烯系聚合物鏈所含有之氧化烯單元，可為一種類，也可為二種類以上。例如，也可為組合含有氧乙烯單元與氧丙烯單元的氧化烯系聚合物鏈。包含二種類以上之氧化烯單元的氧化烯系聚合物鏈中，彼等之氧化烯單元，也可為對應之環氧烷的無規共聚物，也可為嵌段共聚物或接枝共聚物。
聚合物鏈B之其他例，可列舉包含來自烷基乙烯醚(例如，具有碳原子數1以上10以下之烷基的乙烯醚)之重複單元的聚合物鏈、包含來自單羧酸乙烯酯(例如，碳原子數3以上之單羧酸乙烯酯)之重複單元的聚合物鏈、VA單元之一部分以醛(例如，具有碳原子數1以上7以下之烷基的烷基醛)經縮醛化的聚合物鏈、陽離子性基(例如，具有四級銨結構的陽離子性基)被導入的聚合物鏈等。
此處所揭示之研磨用組成物中之聚乙烯醇系聚合物，也可使用非改性PVA，也可使用改性PVA，也可組合非改性PVA與改性PVA使用。組合非改性PVA與改性PVA使用的態樣中，相對於研磨用組成物所含有之聚乙烯醇系聚合物全量時，改性PVA之使用量，例如也可為未達95重量%，也可為90重量%以下，也可為75重量%以下，也可為50重量%以下，也可為30重量%以下，也可為10重量%以下，也可為5重量%以下，也可為1重量%以下。此處所揭示之研磨用組成物，例如，作為聚乙烯醇系聚合物，僅使用一種或二種以上之非改性PVA的態樣來實施。
此處所揭示之研磨用組成物所使用之聚乙烯醇系聚合物的重量平均分子量(Mw1)，無特別限定。聚乙烯醇系聚合物之Mw1，通常，100×104 以下為適當，較佳為30×104 以下，也可為20×104 以下。就洗淨的觀點，幾個態樣中，聚乙烯醇系聚合物之Mw1，也可為15×104 以下，也可為10×104 以下(例如未達10×104 )。又，聚乙烯醇系聚合物之Mw1，通常，2×103 以上為適當，也可為5×103 以上，也可為1×104 以上。隨著聚乙烯醇系聚合物之Mw1之增大，研磨對象物之保護或潤濕性提昇的效果，有提高的傾向。就此觀點，此處所揭示之研磨用組成物所使用之聚乙烯醇系聚合物之Mw1，較佳為5×103 以上，更佳為1×104 以上，也可為2×104 以上，也可為5×104 以上，也可為6×104 以上，也可為6.5×104 以上。
又，本說明書中，水溶性高分子及後述界面活性劑之重量平均分子量(Mws)，可採用基於水系之凝膠滲透層析(GPC)之值(水系、聚環氧乙烷換算)。GPC測定裝置，可使用東曹股份公司製之機種名「HLC-8320GPC」。例如可以下述條件測定。後述實施例，也採用同樣的方法。 [GPC測定條件] 樣品濃度：0.1重量% 管柱：TSKgel GMPWXL 檢測器：示差折射計 溶離液：100mM 硝酸鈉水溶液/乙腈=10~8/0~2 流速：1mL/分鐘 測定溫度：40℃ 樣品注入量：200μL
研磨用組成物中之聚乙烯醇系聚合物之含量(包含二種以上之聚乙烯醇系聚合物時為彼等之合計量)，無特別限定。就研磨性能或表面品質提昇等的觀點，幾個態樣中，上述含量，例如也可為0.0001重量%以上，通常，0.00025重量%以上為適當，較佳為0.0004重量%以上，例如為0.0005重量%以上。聚乙烯醇系聚合物之含量之上限，無特別限定，例如可為0.05重量%以下。就濃縮液階段之安定性或研磨速率、洗淨性等的觀點，幾個態樣中，聚乙烯醇系聚合物之含量，較佳為0.035重量%以下，更佳為0.025重量%以下，又更佳為0.02重量%以下，特佳為0.015重量%以下，例如為0.0125重量%以下，典型為0.01重量%以下。
聚乙烯醇系聚合物之含量(包含二種以上之聚乙烯醇系聚合物時為彼等之合計量)，可藉由與研磨粒之相對的關係來界定。無特別限定，幾個態樣中，相對於研磨粒100重量份，聚乙烯醇系聚合物之含量，例如可為0.01重量份以上，就霧度降低等的觀點，0.1重量份以上較為適當，較佳為0.5重量份以上，更佳為1重量份以上，又更佳為3重量份以上。又，相對於研磨粒100重量份，聚乙烯醇系聚合物之含量，例如可為50重量份以下，也可為30重量份以下。就研磨用組成物之分散安定性等的觀點，幾個態樣中，相對於研磨粒100重量份，聚乙烯醇系聚合物之含量，以15重量份以下較為適當，較佳為10重量份以下，更佳為8重量份以下，也可為7重量份以下。
(含有馬來酸型結構單元之聚合物) 此處所揭示之研磨用組成物，包含作為水溶性高分子之含有MA單元之聚合物。含有MA單元之聚合物，作為該重複單元，也可僅含有一種類的MA單元，也可含有二種類以上的MA單元。又，除了MA單元外，該重複單元也可含有非MA單元。此處所揭示之研磨用組成物中之含有MA單元之聚合物，典型上，可使用包含MA單元與非MA單元的共聚物。含有MA單元之聚合物，也可為包含MA單元與非MA單元的無規共聚物，也可為嵌段共聚物或接枝共聚物。此時，也可僅含有一種類的非MA單元，也可含有二種類以上的非MA單元。
在此所謂的非MA單元，例如選自由苯乙烯型結構單元、烯烴型結構單元、丙烯酸型結構單元、甲基丙烯酸型結構單元、及乙酸乙烯酯型結構單元等所構成群組。包含MA單元與非MA單元之共聚物之水溶性高分子的具體例，可列舉苯乙烯-馬來酸共聚物或其鹽、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、苯乙烯磺酸-馬來酸共聚物或其鹽、苯乙烯磺酸鹽與馬來酸之共聚物、苯乙烯-N-苯基馬來醯亞胺共聚物、馬來酸-乙酸乙烯酯共聚物或其鹽、馬來酸酐-乙酸乙烯酯共聚物、N-苯基馬來醯亞胺-乙酸乙烯酯共聚物、馬來酸-異丁烯共聚物或其鹽、馬來酸酐-異丁烯共聚物、N-苯基馬來醯亞胺-異丁烯共聚物、丙烯酸-馬來酸共聚物或其鹽、甲基乙烯醚-馬來酸酐共聚物等。例如，較佳為採用苯乙烯-馬來酸酐共聚物、苯乙烯-水馬來酸共聚物之銨鹽、馬來酸-異丁烯共聚物之鈉鹽等。前述共聚物之水溶性高分子，因疏水基與親水基獨立，故容易與研磨對象物作用，適合保護研磨對象物。前述共聚物之水溶性高分子，例如可藉由使馬來酸或其衍生物與、其以外之單體進行自由基共聚合來製造。使用共聚物時，共聚物中之MA單元與非MA單元之共聚合比，無特別限制，就研磨對象物之保護或潤濕性提昇的觀點，較佳為10:1以下，又更佳為5:1以下，特佳為1:1以下。又，前述共聚合比，無特別限制，就親水性的觀點，較佳為1:10以上，又更佳為1:5以上，特佳為1:3以上。
此處所揭示之研磨用組成物，其中前述含有MA單元之聚合物，也可包含在一分子內含有MA單元與聚氧化烯結構的聚合物。在此，聚氧化烯結構係指以下式：(AO)n (在此，n為2以上的整數(典型為2~100)，A為碳原子數2~4(較佳為2~3)之伸烷基，較佳為伸乙基)；表示的結構部分。前述一分子內含有馬來酸型結構單元與聚氧化烯結構之聚合物中之(AO)n 結構的位置，無特別限定。前述一分子內含有馬來酸型結構單元與聚氧化烯結構的聚合物，例如也可具有包含(AO)n 結構的側鏈，或在主鏈或側鏈具有(AO)n 鏈，其末端例如也可為羥基或胺基。與聚乙烯醇系聚合物組合使用之含有MA單元之聚合物，包含聚環氧烷結構時，更適宜發揮霧度之改善效果。
又，前述含有MA單元之聚合物，也可包含其馬來酸酐之一部分，例如經末端羥基之聚伸烷二醇或末端胺基之聚伸烷二醇等改性的聚合物。前述聚伸烷二醇等中，聚乙二醇鏈與聚丙二醇鏈之莫耳比率，無特別限定，例如可為6/4~8/1。前述聚伸烷二醇之重量平均分子量(Mwo)，無特別限定，例如可為500~3000。
此處所揭示之研磨用組成物所使用之含有MA單元之聚合物的重量平均分子量(Mw2)，無特別限定。含有MA單元之聚合物之Mw2，通常為100×104 以下較適當，較佳為30×104 以下，也可為20×104 以下。就洗淨性的觀點，幾個態樣中，含有MA單元之聚合物之Mw2，也可為10×104 以下(例如，未達10×104 )，也可為5×104 以下，也可為3×104 以下。又，含有MA單元之聚合物的Mw2，通常為5×102 以上較適當，也可為1×103 以上，也可為2×103 以上。
含有MA單元之聚合物之重量平均分子量(Mw2)，可藉由與聚乙烯醇系聚合物之(Mw1)之相對關係來界定。無特別限定，Mw1通常為Mw2之100倍以下較適當，也可為50倍以下。相對於Mw1，Mw2變小時，研磨對象物之保護或潤濕性提昇的效果有升高的傾向。由此觀點，幾個態樣中，Mw1較佳為Mw2之30倍以下，又更佳為25倍以下。又，Mw1通常為Mw2之0.5倍以上較適當，也可為1倍以上，也可為2倍以上。
研磨用組成物中之含有MA單元之聚合物之含量，無特別限定。與聚乙烯醇系聚合物共存下，就研磨對象物之保護或潤濕性提昇的觀點等的觀點，幾個態樣中，上述含量，例如也可為0.00005重量%以上，通常為0.00025重量%以上較適當，較佳為0.0005重量%以上，例如0.0007重量%以上。含有MA單元之聚合物之含量的上限，無特別限定，例如可為0.005重量%以下。就濃縮液階段下之安定性或研磨速率、洗淨性等的觀點，幾個態樣中，含有MA單元之聚合物之含量，較佳為0.0035重量%以下，更佳為0.0025重量%以下，又更佳為0.002重量%以下，特佳為0.0015重量%以下。
含有MA單元之聚合物之含量，可藉由與研磨粒之相對關係來界定。無特別限定，幾個態樣中，相對於研磨粒100重量份，含有MA單元之聚合物的含量，例如可為0.01重量份以上，就霧度降低等的觀點，0.1重量份以上較適當，較佳為0.2重量份以上，更佳為0.5重量份以上。又，相對於研磨粒100重量份，含有MA單元之聚合物的含量，例如也可為30重量份以下，也可為10重量份以下。就研磨用組成物之分散安定性等的觀點，幾個態樣中，相對於研磨粒100重量份，含有MA單元之聚合物的含量為5重量份以下較適當，較佳為3重量份以下，也可為1重量份以下。
含有MA單元之聚合物的含量，可藉由與聚乙烯醇系聚合物之相對關係來界定。無特別限定，幾個態樣中，研磨用組成物中之前述聚乙烯醇系聚合物與前述含有MA單元之聚合物之含量之比，就親水性的觀點，以重量基準，較佳為10:90以上，又更佳為15:85以上，特佳為50:50以上。又，前述聚乙烯醇系聚合物與前述含有MA單元之聚合物之含量之比，無特別限定，就霧度改善效果的觀點，以重量基準，較佳為99:1以下，又更佳為95:5以下，特佳為90:10以下。
(其他的水溶性高分子) 此處所揭示之研磨用組成物，在不妨礙本發明效果的範圍內，必要時可再含有其他的水溶性高分子，亦即，聚乙烯醇系聚合物及含有MA單元之聚合物以外的水溶性高分子。其他的水溶性高分子，可適宜選擇在研磨用組成物領域中公知的水溶性高分子。其他水溶性高分子之例，可列舉包含氧化烯單元之聚合物、含有氮原子之聚合物等之合成聚合物；纖維素衍生物或澱粉衍生物等來自天然物的聚合物；等。
包含氧化烯單元的聚合物，可列舉聚環氧乙烷(PEO)或、環氧乙烷(EO)與環氧丙烷(PO)或環氧丁烷(BO)之嵌段共聚物、EO與PO或BO之無規共聚物等。其中，較佳為EO與PO之嵌段共聚物或EO與PO之無規共聚物。EO與PO之嵌段共聚物，可為包含PEO嵌段與聚環氧丙烷(PPO)嵌段的二嵌段體、三嵌段體等。上述三嵌段體之例，包含PEO-PPO-PEO型三嵌段體及PPO-PEO-PPO型三嵌段體。其中，更佳為PEO-PPO-PEO型三嵌段體。 EO與PO之嵌段共聚物或無規共聚物中，構成該共聚物之EO與PO之莫耳比(EO/PO)，就對水之溶解性或洗淨性等的觀點，較佳為大於1，更佳為2以上，又更佳為3以上(例如5以上)。
含有氮原子之聚合物，可使用主鏈含有氮原子之聚合物，及側鏈官能基(側鏈基：pendant)具有氮原子之聚合物之任一者。主鏈含有氮原子之聚合物，可列舉N-醯基烷撐亞胺型單體之均聚物及共聚物。N-醯基烷撐亞胺型單體之具體例，可列舉N-乙醯基伸乙基亞胺、N-丙醯基伸乙基亞胺等。側鏈基具有氮原子之聚合物，可列舉例如包含N-乙烯基型之單體單元的聚合物等。例如，可採用N-乙烯基吡咯烷酮之均聚物及共聚物等。
纖維素衍生物係包含作為主重複單元之β-葡萄糖單元的聚合物，可列舉例如甲基纖維素、乙基纖維素、羥基乙基纖維素(HEC)、甲基羥基乙基纖維素等。又，澱粉衍生物係包含作為主重複單元之α-葡萄糖單元的聚合物，可列舉例如α澱粉、聚三葡萄糖、羧基甲基澱粉、環糊精等。
此處所揭示之技術中，其他之水溶性高分子的分子量無特別限定。其他之水溶性高分子的重量平均分子量(Mw3)，例如也可為100×104 以下，就洗淨性等的觀點，通常為60×104 以下較適當，也可為40×104 以下，較佳為20×104 以下，例如可為10×104 以下，典型上也可為8×104 以下。又，就研磨對象物之保護性的觀點，其他的水溶性高分子的Mw3，例如可為2000以上，通常，較佳為5000以上。幾個態樣中，Mw3係以1.0×104 以上較適當，較佳為1.5×104 以上，更佳為2×104 以上，又更佳為3×104 以上，例如4×104 以上，典型為5×104 以上。
其他的水溶性高分子，可單獨使用一種，或組合二種以上使用。無特別限定，研磨用組成物中之聚乙烯醇系聚合物及含有MA單元之聚合物之合計量，與其他之水溶性高分子之使用量的關係，以重量比表示，例如可為5:95~95:5，也可為10:90~90:10，也可為25:75~75:25。幾個態樣中，上述重量比(聚乙烯醇系聚合物及含有MA單元之聚合物之合計含量：其他的水溶性高分子之含量)，例如可為50:50~100:0，也可為80:20~100:0，也可為90:10 ~100:0。
就凝聚物之低減或洗淨性提昇等的觀點，其他的水溶性高分子，較佳為採用非離子性的聚合物。又，就化學結構或純度之控制容易性的觀點，其他的水溶性高分子，較佳為採用合成聚合物。此處所揭示之研磨用組成物，較佳為在實質上不使用作為其他的水溶性高分子之來自天然物之聚合物的態樣下實施。又，此處所揭示之研磨用組成物，較佳為在實質上不使用聚乙烯醇系聚合物及含有MA單元之聚合物以外之水溶性高分子的態樣下實施。在此，實質上不使用係指相對於聚乙烯醇系聚合物100重量份之使用量，典型上為3重量份以下，較佳為1重量份以下，包含0重量份或檢測臨界以下。
(水溶性高分子之含量) 研磨用組成物中之水溶性高分子之含量(包含二種以上時為彼等之合計量)，無特別限定。就研磨性能或表面品質提昇等的觀點，幾個態樣中，上述含量，例如也可為0.0005重量%以上，通常為0.0025重量%以上較適當，較佳為0.005重量%以上，例如為0.0075重量%以上。水溶性高分子之含量之上限無特別限定，例如可為0.05重量%以下。就濃縮液階段下之安定性或研磨速率、洗淨性等的觀點，幾個態樣中，水溶性高分子之含量，較佳為0.035重量%以下，更佳為0.025重量%以下，又更佳為0.02重量%以下，特佳為0.015重量%以下，例如為0.0125重量%以下，典型為0.01重量%以下。
水溶性高分子之含量(包含二種以上時為彼等之合計量)，可藉由與研磨粒之相對的關係來界定。無特別限定，幾個態樣中，相對於研磨粒100重量份，水溶性高分子之含量，例如可為0.01重量份以上，就霧度降低等的觀點，0.1重量份以上較適當，較佳為0.5重量份以上，更佳為1重量份以上，又更佳為3重量份以上。又，相對於研磨粒100重量份，水溶性高分子之含量，例如可為50重量份以下，也可為30重量份以下。就研磨用組成物之分散安定性等的觀點，幾個態樣中，相對於研磨粒100重量份，水溶性高分子之含量，以20重量份以下較適當，較佳為15重量份以下，更佳為13重量份以下，也可為12重量份以下。
＜鹼性化合物＞ 此處所揭示之研磨用組成物含有鹼性化合物。本說明書中，鹼性化合物係指溶解於水，具有提高水溶液之pH之機能的化合物。鹼性化合物可使用含氮之有機或無機的鹼性化合物、含磷之鹼性化合物、鹼金屬之氫氧化物、鹼土金屬之氫氧化物、各種的碳酸鹽或碳酸氫鹽。含氮之鹼性化合物之例，可列舉四級銨化合物、氨、胺(較佳為水溶性胺)等。含磷之鹼性化合物之例，可列舉四級鏻化合物。這種鹼性化合物，可單獨使用一種，或組合二種以上使用。
鹼金屬之氫氧化物之具體例，可列舉氫氧化鉀、氫氧化鈉等。碳酸鹽或碳酸氫鹽之具體例，可列舉碳酸氫銨、碳酸銨、碳酸氫鉀、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸鈉等。胺之具體例，可列舉甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、乙二胺、單乙醇胺、N-(β-胺基乙基)乙醇胺、己二胺、二伸乙三胺、三伸乙四胺、無水哌嗪、哌嗪六水合物、1-(2-胺基乙基)哌嗪、N-甲基哌嗪、胍、咪唑或三唑等之唑類等。四級鏻化合物之具體例，可列舉氫氧化四甲基鏻、氫氧化四乙基鏻等之氫氧化四級鏻。
四級銨化合物，較佳為使用四烷基銨鹽、羥基烷基三烷基銨鹽等之四級銨鹽(典型為強鹼)。此四級銨鹽中之陰離子成分，例如可為OH- 、F- 、Cl- 、Br- 、I- 、ClO4 - 、BH4 - 等。其中較佳例，可列舉陰離子為OH- 的四級銨鹽，亦即，氫氧化四級銨。氫氧化四級銨之具體例，可列舉氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨、氫氧化四丙銨、氫氧化四丁銨、氫氧化四戊基銨及氫氧化四己銨等之氫氧化四烷基銨；氫氧化2-羥基乙基三甲基銨(也稱為膽鹼)等之氫氧化羥基烷基三烷基銨；等。
此等鹼性化合物之中，例如，較佳為使用選自鹼金屬氫氧化物、氫氧化四級銨及氨之至少一種的鹼性化合物。其中，更佳為氫氧化四烷基銨(例如，氫氧化四甲銨)及氨，特佳為氨。
＜界面活性劑＞ 此處所揭示之研磨用組成物，必要時可含有界面活性劑。藉由使研磨用組成物含有界面活性劑，更能降低研磨後之研磨對象物表面的霧度。界面活性劑可使用陰離子性、陽離子性、非離子性、兩性之任一者。通常較佳為採用陰離子性或非離子性之界面活性劑。就低起泡性或pH調整之容易性的觀點，更佳為非離子性的界面活性劑。可列舉例如聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等之氧化烯聚合物；聚氧乙烯烷醚、聚氧乙烯烷基苯醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯甘油醚脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯等之聚氧化烯衍生物(例如，聚氧化烯加成物)；複數種之氧化烯的共聚物(例如，二嵌段型共聚物、三嵌段型共聚物、無規型共聚物、交互共聚物)；等之非離子性界面活性劑。上述界面活性劑，較佳為包含含有聚氧化烯結構的界面活性劑。界面活性劑可單獨使用一種，或組合二種以上使用。
含有聚氧化烯結構之非離子性界面活性劑之具體例，可列舉環氧乙烷(EO)與環氧丙烷(PO)之嵌段共聚物(二嵌段型共聚物、PEO(聚環氧乙烷)-PPO(聚環氧丙烷)-PEO型三嵌段體、PPO-PEO-PPO型之三嵌段共聚物等)、EO與PO之無規共聚物、聚氧乙烯乙二醇、聚氧乙烯丙醚、聚氧乙烯丁醚、聚氧乙烯戊醚、聚氧乙烯己醚、聚氧乙烯辛醚、聚氧乙烯-2-乙基己醚、聚氧乙烯壬醚、聚氧乙烯癸醚、聚氧乙烯異癸醚、聚氧乙烯十三烷醚、聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯十六醚、聚氧乙烯十八烷醚、聚氧乙烯異十八烷醚、聚氧乙烯油醚、聚氧乙烯苯醚、聚氧乙烯辛基苯醚、聚氧乙烯壬基苯醚、聚氧乙烯十二烷基苯醚、聚氧乙烯苯乙烯化苯醚、聚氧乙烯月桂基胺、聚氧乙烯十八烷基胺、聚氧乙烯油烯基胺、聚氧乙烯單月桂酸酯、聚氧乙烯單硬脂酸酯、聚氧乙烯二硬脂酸酯、聚氧乙烯單油酸酯、聚氧乙烯二油酸酯、單月桂酸聚氧乙烯山梨糖醇酐、單棕櫚酸(Palmitic acid)聚氧乙烯山梨糖醇酐、單硬脂酸聚氧乙烯山梨糖醇酐、單油酸聚氧乙烯山梨糖醇酐、三油酸聚氧乙烯山梨糖醇酐、四油酸聚氧乙烯山梨糖醇、聚氧乙烯蓖麻油、聚氧乙烯硬化蓖麻油等。其中較佳之界面活性劑，可列舉EO與PO之嵌段共聚物(特別是PEO-PPO-PEO型之三嵌段共聚物)、EO與PO之無規共聚物及聚氧乙烯烷醚(例如聚氧乙烯癸醚)。
界面活性劑之重量平均分子量(Mws)，典型上為未達2000，就過濾性或洗淨性等的觀點，較佳為1900以下(例如未達1800)。又，界面活性劑之Mws，就界面活性能等的觀點，通常為200以上較適當，就霧度降低效果等的觀點，較佳為250以上(例如300以上)。界面活性劑之Mws之更加的範圍係因該界面活性劑之種類而異。例如，作為界面活性劑使用聚氧乙烯烷醚時，其Mws較佳為1500以下，也可為1000以下(例如500以下)。又，例如界面活性劑使用PEO-PPO-PEO型之三嵌段共聚物時，其Mws例如也可為500以上，也可為1000以上，也可為1200以上。
此處所揭示之研磨用組成物包含界面活性劑時，在不明顯阻礙本發明效果的範圍內，其含量無特別限制。通常就洗淨性等的觀點，相對於研磨粒100重量份，界面活性劑之含量設為20重量份以下較適當，較佳為15重量份以下，更佳為10重量份以下(例如6重量份以下)。就更能發揮界面活性劑之使用效果的觀點，相對於研磨粒100重量份，界面活性劑的含量為0.001重量份以上較適當，較佳為0.005重量份以上，也可為0.01重量份以上，也可為0.05重量份以上。
此處所揭示之研磨用組成物包含界面活性劑時，聚乙烯醇系聚合物之含量w1與界面活性劑之含量ws之重量比(w1/ws)，無特別限制，例如可為0.01~200之範圍，通常較佳為0.05~100之範圍，更佳為0.1~70之範圍。又，含有MA單元之聚合物之含量w2與界面活性劑之含量ws之重量比(w2/ws)，無特別限定，例如可為0.01~100之範圍，通常較佳為0.05~50之範圍，更佳為0.1~20之範圍。此外，聚乙烯醇系聚合物及含有MA單元之聚合物之合計含量wt與界面活性劑之含量ws之重量比(wt/ws)，無特別限定，例如可為0.01~200之範圍，通常較佳為0.05~100之範圍，更佳為0.1~70之範圍。 或就組成之單純化等的觀點，此處所揭示之研磨用組成物，較佳為在實質上不含界面活性劑的態樣下實施。
＜水＞ 此處所揭示之研磨用組成物所含有之水，較佳為使用離子交換水(去離子水：deionized water)、純水、超純水、蒸餾水等。使用的水，為了盡可能避免阻礙研磨用組成物所含有之其他成分之作用，故例如過渡金屬離子之合計含量，較佳為100ppb以下。例如，可藉由以離子交換樹脂去除雜質離子，以過濾器去除異物，蒸餾等的操作提高水的純度。
＜其他的成分＞ 此處所揭示之研磨用組成物，在不明顯妨礙本發明效果的範圍內，必要時可含有例如有機酸、有機酸鹽、無機酸、無機酸鹽、防腐劑、防黴劑等之可用於研磨用組成物(典型上，用於矽晶圓之最終拋光步驟的研磨用組成物)之公知的添加劑。有機酸之例，可列舉甲酸、乙酸、丙酸等之脂肪酸、苯甲酸、苯二甲酸等之芳香族羧酸、檸檬酸、草酸、酒石酸、蘋果酸、馬來酸、富馬酸、琥珀酸、有機磺酸、有機膦酸等。有機酸鹽之例，可列舉有機酸之鹼金屬鹽(鈉鹽、鉀鹽等)或銨鹽等。無機酸之例，可列舉硫酸、硝酸、鹽酸、碳酸等。無機酸鹽之例，可列舉無機酸之鹼金屬鹽(鈉鹽、鉀鹽等)或銨鹽。有機酸及其鹽，及無機酸及其鹽，可一種單獨使用或組合二種以上使用。防腐劑及防黴劑之例，可列舉異噻唑啉系化合物、對羥基苯甲酸酯類、苯氧基乙醇等。
此處所揭示之研磨用組成物，較佳為實質上不含氧化劑。研磨用組成物中含有氧化劑時，例如矽晶圓之研磨中，該矽晶圓的表面氧化產生氧化膜，因此所要研磨時間變長。在此所謂的氧化劑之具體例，可列舉過氧化氫(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氧化劑係指至少刻意地不含氧化劑。因此，來自原料或製法等，含有不可避免之微量(例如，研磨用組成物中之氧化劑之莫耳濃度為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)之氧化劑的研磨用組成物，也包含於實質上不含在此所謂的氧化劑之研磨用組成物的概念中。
＜pH＞ 此處所揭示之研磨用組成物之pH，典型上為8.0以上，較佳為8.5以上，更佳為9.0以上。研磨用組成物之pH變高時，有提高研磨能率的傾向。另外，就防止研磨粒(例如二氧化矽粒子)之溶解，抑制機械的研磨作用降低的觀點，研磨用組成物之pH通常為12.0以下較適當，較佳為11.0以下，更佳為10.8以下，又更佳為10.5以下。
pH係使用pH計(例如，堀場製作所製之玻璃電極式氫離子濃度指示計(型號F-23))，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，將玻璃電極置入測定對象之組成物中，測定經過2分鐘以上安定後之值確認pH。
＜研磨液＞ 此處所揭示之研磨用組成物，典型上，以包含該研磨用組成物之研磨液的形態供給研磨對象物的表面上，用於該研磨對象物之研磨。上述研磨液，例如可將此處所揭示之任一之研磨用組成物稀釋(典型上，藉由水稀釋)來調製。或可將該研磨用組成物直接作為研磨液使用。亦即，此處所揭示之技術中之研磨用組成物的概念，包含供給研磨對象物，用於該研磨對象物之研磨的研磨液(工作漿料)及經稀釋作為研磨液使用之濃縮液(研磨液之原液)之兩者。
＜濃縮液＞ 此處所揭示之研磨用組成物，也可為在被供給研磨對象物之前，經濃縮的形態(亦即，研磨液之濃縮液的形態)。如此經濃縮之形態的研磨用組成物，就製造、流通、保存等時之便利性或成本降低等的觀點較佳。濃縮倍率無特別限定，例如，以體積換算可為2倍~100倍左右，通常為5倍~50倍左右(例如，10倍~40倍左右)較適當。 這種濃縮液可在所期望之時機，經稀釋調製研磨液(工作漿料)，將該研磨液供給研磨對象物的態樣來使用。上述稀釋，例如在上述濃縮液中加入水，藉由混合來稀釋。
上述濃縮液中之研磨粒之含量，例如可為25重量%以下。就研磨用組成物之分散安定性或過濾性等的觀點，通常，上述含量較佳為20重量%以下，更佳為15重量%以下。較佳的一態樣中，研磨粒之含量可設為10重量%以下，也可為5重量%以下。又，就製造、流通、保存等時之便利性或成本降低等的觀點，濃縮液中之研磨粒之含量，例如可為0.1重量%以上，較佳為0.5重量%以上，更佳為0.7重量%以上，又更佳為1重量%以上。
＜研磨用組成物之調製＞ 此處所揭示之技術中使用的研磨用組成物，可為一劑型，也可為二劑型的多劑型。例如，研磨用組成物之構成成分之中，至少包含研磨粒的部分A與、包含剩餘成分之至少一部份的部份B予以混合，將此等在必要時適當時機藉由混合及稀釋，調製研磨液所構成。
研磨用組成物之調製方法無特別限定。例如，使用翼式攪拌機、超音波分散機、均質機等周知的混合裝置，將構成研磨用組成物之各成分進行混合即可。混合此等成分的態樣無特別限定，例如可將全成分一次混合，也可以適宜設定的順序進行混合。
＜用途＞ 此處所揭示之研磨用組成物，可適用於具有各種材質及形狀之研磨對象物之研磨。研磨對象物之材質，可列舉例如矽、鋁、鎳、鎢、銅、鉭、鈦、不銹鋼等之金屬或半金屬、或此等之合金；石英玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、玻璃狀碳等之玻璃狀物質；氧化鋁、二氧化矽、藍寶石、氮化矽、氮化鉭、碳化鈦等之陶瓷材料；碳化矽、氮化鎵、砷化鎵等之化合物半導體基板材料；聚醯亞胺樹脂等之樹脂材料；等。此等之中，也可為藉由複數之材質所構成的研磨對象物。
此處所揭示之研磨用組成物，特別可使用於由矽所構成之表面之研磨(典型為矽晶圓之研磨)。在此所謂的矽晶圓之典型例為單晶矽晶圓，例如，單晶矽晶棒(ingot)薄切所得之單晶矽晶圓。
此處所揭示之研磨用組成物，較佳為適用於研磨對象物(例如矽晶圓)之拋光步驟。研磨對象物，在藉由此處所揭示之研磨用組成物之拋光步驟之前，在研磨或蝕刻等之比拋光步驟上游的步驟中，可實施可使用於研磨對象物之一般的處理。
此處所揭示之研磨用組成物，用於研磨對象物(例如矽晶圓)之最終步驟或前面拋光步驟較有效，特佳為在最終拋光步驟中之使用。在此，最終拋光步驟係指目的物之製造製程之最後的拋光步驟(亦即，該步驟後，不再進行拋光的步驟)。
＜研磨＞ 此處所揭示之研磨用組成物，例如在包含以下操作的態樣下，可使用於研磨對象物之研磨。以下，說明使用此處所揭示之研磨用組成物，將研磨對象物(例如矽晶圓)進行研磨之方法的較佳態樣。 亦即，準備包含此處所揭示之任一之研磨用組成物的研磨液。準備上述研磨液，包含在研磨用組成物中加入濃度調整(例如稀釋)、pH調整等的操作，可調製研磨液。或可將研磨用組成物直接作為研磨液使用。
接著，將該研磨液供給研磨對象物，藉由常法進行研磨。例如，進行矽晶圓之最終研磨時，典型上，將經過研磨步驟之矽晶圓設置於一般的研磨裝置，通過該研磨裝置之研磨墊，將研磨液供給上述矽晶圓的研磨對象面。典型上，連續地供給上述研磨液，且將研磨墊壓於矽晶圓之研磨對象面，使兩者相對地移動(例如旋轉移動)。經過此研磨步驟結束研磨對象物之研磨。
使用於上述研磨步驟的研磨墊，無特別限定。例如，可使用發泡聚胺基甲酸酯型、不織布型、麂皮型(suedetype)等的研磨墊。各研磨墊也可包含研磨粒，也可不包含研磨粒。通常，較佳為使用不包含研磨粒的研磨墊。
使用此處所揭示之研磨用組成物經研磨後的研磨對象物，典型上為經洗淨。洗淨可使用適當的洗淨液。使用的洗淨液無特別限定，例如，可使用在半導體等之領域中，一般的SC-1洗淨液(氫氧化銨(NH4 OH)與過氧化氫(H2 O2 )與水(H2 O)之混合液)、SC-2洗淨液(鹽酸(HCl)與H2 O2 與H2 O之混合液)等。洗淨液之溫度，例如可為室溫(典型上為約15℃~25℃)以上~約90℃左右的範圍。就提高洗淨效果的觀點，較佳為使用50℃~85℃左右的洗淨液。
[實施例]
以下說明有關本發明之幾個實施例，但是不刻意將本發明限定於此實施例者。又，以下的說明中，「份」及「%」，無特別聲明時為重量基準。
＜研磨用組成物之調製＞ (實施例1~6) 混合研磨粒、水溶性高分子1、水溶性高分子2、鹼性化合物、界面活性劑及去離子水，調製各例的研磨用組成物。使用作為研磨粒之膠體二氧化矽(平均一次粒徑：25nm)，其含量為0.18%。使用作為水溶性高分子1之重量平均分子量為約70000、皂化度為98%以上之表1所示之量的聚乙烯醇(非改性PVA)。此外，水溶性高分子2使用表1所示之種類及量之含有MA單元之聚合物。使用作為鹼性化合物之氨，其含量為0.005%。使用作為界面活性劑之環氧乙烷附加莫耳數5之聚氧乙烯癸醚(C10EO5)，其含量為0.00015%。
(比較例1) 除了由實施例1之組成去除含有MA單元之聚合物外，與實施例1同樣調製本例的研磨用組成物。
(比較例2及3) 除了使用表1所示之量的界面活性劑外，與比較例1同樣調製比較例2及3的研磨用組成物。
(比較例4~7) 除了使用表1所示之種類及量之水溶性高分子，取代作為水溶性高分子2之含有MA單元之聚合物外，與實施例1同樣調製比較例4~7的研磨用組成物。
(實施例7) 混合研磨粒、水溶性高分子、鹼性化合物及脫離子水，調製本例的研磨用組成物。研磨粒使用膠體二氧化矽(平均一次粒徑：25nm)，其含量為0.18%。作為水溶性高分子之聚乙烯醇系聚合物，使用重量平均分子量為約70000、皂化度為98%以上的聚乙烯醇(非改性PVA)，其含量為0.0074%。此外，作為水溶性高分子之含有MA單元之聚合物，使用具有苯乙烯-馬來酸酐樹脂結構，此馬來酸酐之一部分藉由末端羥基之聚伸烷二醇改性，重量平均分子量為約12000的水溶性高分子，其含量為0.0013%。鹼性化合物使用氨，其含量為0.005%。
(比較例8) 本例中，作為水溶性高分子之聚乙烯醇系聚合物的含量設為0.0088%，未使用含有MA單元之聚合物。其他與實施例7同樣調製本例的研磨用組成物。
＜矽晶圓之研磨＞ 準備作為研磨對象物之結束研磨及蝕刻之直徑200mm之市售單晶矽晶圓(傳導型：P型、結晶方位：＜100＞、無COP(Crystal Originated Particle：結晶缺陷))藉由下述研磨條件1，進行預備拋光後的矽晶圓。使用在去離子水中包含研磨粒(BET徑為35nm之膠體二氧化矽)1.0%及氫氧化鉀0.068%的研磨液進行預備拋光。
[研磨條件1] 研磨裝置：股份公司岡本工作機械製作所製之單面(Single-side)研磨裝置 型式「PNX-322」 研磨荷重：15kPa 平台之旋轉速度：30rpm 研磨頭(承載體)之旋轉速度：30rpm 研磨墊：富士紡愛媛股份公司製 製品名「FP55」 預備研磨液之供給速度：550mL/min 預備研磨液之溫度：20℃ 平台冷卻水之溫度：20℃ 研磨時間：3min
將上述調製之各例的研磨用組成物作為研磨液使用，藉由下述研磨條件2研磨上述預備拋光後的矽晶圓。
[研磨條件2] 研磨裝置：股份公司岡本工作機械製作所製之單面研磨裝置 型式「PNX-322」 研磨荷重：15kPa 平台之旋轉速度：30rpm 研磨頭(承載體)之旋轉速度：30rpm 研磨墊：富士紡愛媛股份公司製 製品名 「POLYPAS27NX」 研磨液之供給速度：400mL/min 研磨液之溫度：20℃ 平台冷卻水之溫度：20℃ 研磨時間：4min
將研磨後之矽晶圓自研磨裝置取下，使用NH4 OH(29%):H2 O2 (31%):去離子水(DIW)=1:1:12(體積比)之洗淨液洗淨(SC-1洗淨)。具體而言，準備第1及第2之2個洗淨槽，彼等之洗淨槽之各個收容上述洗淨液，保持60℃。研磨後的矽晶圓在第1洗淨槽中浸漬5分鐘，浸漬於超純水，經過賦予超音波的清洗槽，在第2洗淨槽中浸漬5分鐘後，浸漬超純水，經過賦予超音波的清洗槽，使用旋轉脫水機(Spin Dryer)使乾燥。
＜霧度測定＞ 對於洗淨後之矽晶圓表面，使用KLA-Tencor公司製之晶圓檢查裝置、商品名「Surfscan SP2XP 」，以DWO模式測定霧度(ppm)。所得的結果換算成將比較例2之霧度值設為100%的相對值(霧度比)，示於表1，換算成將比較例8之霧度值設為100%的相對值(霧度比)，示於表2。霧度比為未達100%時，可確認具有霧度改善效果。
Figure 02_image001
如表1所示確認，使用作為水溶性高分子之聚乙烯醇系聚合物與含有MA單元之聚合物的實施例1~6，相對於比較例2，具有顯著的霧度改善效果。而作為水溶性高分子，僅使用聚乙烯醇系聚合物，未使用含有MA單元之聚合物的比較例1及3，相對於比較例2，未發現改善霧度的效果。此外，取代作為水溶性高分子之含有MA單元之聚合物，使用不具有MA單元之水溶性高分子的比較例4~7，相對於比較例2，也無改善霧度的效果。
Figure 02_image003
又，如表2所示，確認未使用界面活性劑之組成，藉由聚乙烯醇系聚合物與含有MA單元之聚合物之併用，也具有顯著的霧度改善效果。
以上，詳細地說明本發明之具體例，但是此等僅為例示，並非限定申請專利範圍者。申請專利範圍所記載的技術，包含以上例示之具體例進行各種變形、變更者。

Claims (9)

  1. 一種研磨用組成物，其係包含研磨粒、水溶性高分子、鹼性化合物及水， 其中前述水溶性高分子，包含聚乙烯醇系聚合物及含有馬來酸型結構單元之聚合物。
  2. 如請求項1之研磨用組成物，其中前述聚乙烯醇系聚合物與前述含有馬來酸型結構單元之聚合物之含量之比，以重量基準為50:50~99:1。
  3. 如請求項1或2之研磨用組成物，其中前述聚乙烯醇系聚合物之重量平均分子量為未達10×104 。
  4. 如請求項1~3中任一項之研磨用組成物，其中前述含有馬來酸型結構單元之聚合物之重量平均分子量為未達10×104 。
  5. 如請求項1~4中任一項之研磨用組成物，其中前述含有馬來酸型結構單元之聚合物，包含一分子內含有馬來酸型結構單元與聚氧化烯結構的聚合物。
  6. 如請求項1~5中任一項之研磨用組成物，其係進一步包含界面活性劑。
  7. 如請求項6之研磨用組成物，其中前述界面活性劑，包含含有聚氧化烯結構的界面活性劑。
  8. 如請求項1~7中任一項之研磨用組成物，其中前述研磨粒為二氧化矽粒子。
  9. 如請求項1~8中任一項之研磨用組成物，其係在矽晶圓之最終拋光步驟使用。
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