TW202305084A - 研磨方法、研磨用組成物套組 - Google Patents

研磨方法、研磨用組成物套組 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種研磨方法，其可減少研磨對象物表面的缺陷。上述研磨方法，包含將包含研磨粒A1的研磨用組成物S1與包含研磨粒A2的研磨用組成物S2依序供給至相同的研磨定盤上，將研磨對象物研磨之研磨步驟。此處，上述研磨粒A1，藉由動態光散射法所測得的平均粒徑(D2 A1)相對於由藉由BET法所測得的比表面積換算出的粒徑(D1 A1)之比(D2 A1/D1 A1)為1.5以上，上述研磨粒A2，藉由動態光散射法所測得的平均粒徑(D2 A2)相對於由藉由BET法所測得的比表面積換算出的粒徑(D1 A2)之比(D2 A2/D1 A2)未達1.5。

Description

研磨方法、研磨用組成物套組
本發明關於一種研磨方法及研磨用組成物套組。本申請基於在2021年3月30日申請的日本特許出願2021-57915號來主張優先權，該申請的全部內容被收錄於本說明書中以作為參考。
對於金屬或半金屬、非金屬、其氧化物等的材料表面，是使用研磨用組成物來進行精密研磨。例如可作為半導體裝置的構件等使用的矽晶圓的表面，一般而言，會經過粗磨步驟(粗研磨步驟)與拋光步驟(精密研磨步驟)而完工成高品質的鏡面。上述拋光步驟，典型來說，包含預拋光步驟(預研磨步驟)與完工拋光步驟(最終研磨步驟)。關於主要使用於研磨矽晶圓等的半導體基板的用途的研磨用組成物的技術文獻，可列舉專利文獻1~5。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特許第6705757號公報 [專利文獻2] 日本特許第4593064號公報 [專利文獻3] 日本特許第6193959號公報 [專利文獻4] 日本特許第6246638號公報 [專利文獻5] 日本特許第6255287號公報
[發明所欲解決的課題]
近年來，對於矽晶圓等的半導體基板或其他基板，逐漸要求更高品質的表面。尤其是使用於矽晶圓等的半導體基板或其他基板的完工拋光步驟的研磨用組成物，需要有可實現研磨後呈現優異表面品質的表面的性能。另外，隨著需要實現高品質的表面，評估研磨後的表面品質的精密度也在提高。
於是，本發明目的為提供一種研磨方法，即使實行高精密度的評估，也可減少研磨對象物表面的缺陷。本發明的其他目的在於提供一種研磨用組成物套組，其適合使用於該研磨方法。 [用於解決課題的手段]
依據本發明，可提供將研磨對象物研磨的方法。上述研磨方法，包含將包含研磨粒A1的研磨用組成物S1與包含研磨粒A2的研磨用組成物S2依序供給至相同的研磨定盤上將上述研磨對象物研磨之研磨步驟。此處，上述研磨粒A1，在將由藉由BET法所測得的比表面積換算出的粒徑定為D1 A1並將藉由動態光散射法所測得的平均粒徑定為D2 A1時，D2 A1相對於D1 A1之比(D2 A1/D1 A1)為1.5以上。另外，上述研磨粒A2，在將由藉由BET法所測得的比表面積換算出的粒徑定為D1 A2，並將藉由動態光散射法所測得的平均粒徑定為D2 A2時，D2 A2相對於D1 A2之比(D2 A2/D1 A2)未達1.5。若該研磨方法依據，能夠以高精密度來達成減少研磨表面的缺陷。
在此處揭示的研磨方法的其中一個合適的態樣中，上述D1 A1為5nm以上100nm以下。藉由使用該研磨粒A1，可發揮出良好的缺陷減少性。
在此處揭示的研磨方法之其中一個合適的態樣中，上述D1 A2為5nm以上100nm以下。藉由使用該研磨粒A2，可提升研磨對象表面的表面品質。
在此處揭示的研磨方法的其中一個合適的態樣中，上述研磨用組成物S1中的上述研磨粒A1的含量為0.01重量%以上1重量%以下。藉由使用該研磨用組成物S1，可發揮出良好的缺陷減少性。
在此處揭示的研磨方法的其中一個合適的態樣中，上述研磨用組成物S2中的上述研磨粒A2的含量為0.01重量%以上1重量%以下。藉由使用該研磨用組成物S2，可提升研磨對象表面的表面品質。
在此處揭示的研磨方法的其中一個合適的態樣中，上述研磨用組成物S2進一步包含水溶性高分子。該研磨用組成物S2的研磨表面的保護性能更優異，可提升研磨對象表面的表面品質。在幾種合適的態樣之中，上述研磨用組成物S1還包含水溶性高分子。依據該態樣，可更加提升研磨對象表面的表面品質。
此處揭示的技術，以適用於研磨粒A1及研磨粒A2皆使用二氧化矽粒子的研磨為佳。藉由在該研磨之中適用此處揭示的技術，容易實現缺陷理想地減少的研磨表面。
此處揭示的技術，以適用於研磨粒A1及研磨粒A2皆使用膠體二氧化矽的研磨為佳。藉由在該研磨之中適用此處揭示的技術，容易實現缺陷更理想地減少的研磨表面。
在此處揭示的研磨方法的其中一個合適的態樣中，供給上述研磨用組成物S1進行研磨的時間t1與供給上述研磨用組成物S2進行研磨的時間t2的關係滿足t2/t1＜1。亦即，藉由以相對長的研磨時間t1使用研磨用組成物S1進行研磨，良好地達成缺陷減少，接下來，藉由以相對短的研磨時間t2使用研磨用組成物S2進行研磨，可適當地除去加工後的傷害，提升表面品質。
此處揭示的研磨方法，適合於由矽所形成的表面的研磨。藉由使用上述研磨方法，對於由矽所形成的表面進行研磨，可理想地實現缺陷減少的表面。在此處揭示的研磨方法的其中一個合適的態樣之中，研磨對象物為矽晶圓。
以下說明本發明合適的實施形態。此外，在本說明書之中，特別提及的事項以外的事物且為實施本發明所必要的事物，業界人士可由根據該領域的先前技術的設計事項來掌握。本發明可根據本說明書所揭示的內容與該領域的技術常識來實施。
此外，在以下的說明之中，不管是使用於任一研磨階段的研磨用組成物，會有使用「研磨用組成物」的語詞作為一般指此處揭示的研磨方法中使用的研磨用組成物的用語的情形。另外，以下會有將研磨定盤簡記為「定盤」的情形。
此處揭示的研磨方法，包含依序供給包含研磨粒A1的研磨用組成物S1與包含研磨粒A2的研磨用組成物S2，將研磨對象物研磨之研磨步驟。以下會有將供給研磨用組成物S1進行研磨的階段稱為第1階段，供給研磨用組成物S2進行研磨的階段稱為第2階段的情形。在上述研磨步驟之中，第1階段與第2階段是途中不將研磨對象物移動至別的研磨裝置或別的定盤上來進行。亦即，第1階段與第2階段可在相同定盤上進行。第1階段及第2階段是對於相同的研磨對象物逐次進行，亦即一個階段接著一個。但是，在各研磨階段之中，也可以將多個研磨對象物同時(並行)研磨。另外，逐次進行第1階段與第2階段，是指這些階段開始的時間點是逐次的，在第1階段的結束前可以開始第2階段。亦即，第1階段與第2階段可部分重複。
此處揭示的研磨方法中，在第1階段供給的研磨用組成物S1所含的研磨粒A1與在第2階段供給的研磨用組成物S2所含的研磨粒A2，具有以下的特徵。亦即，上述研磨粒A1，藉由動態光散射法所測得的平均粒徑(D2 A1)相對於由藉由BET法所測得的比表面積換算出的粒徑(D1 A1)之比(D2 A1/D1 A1)為1.5以上。另外，上述研磨粒A2，藉由動態光散射法所測得的平均粒徑(D2 A2)相對於由藉由BET法所測得的比表面積換算出的粒徑(D1 A2)之比(D2 A2/D1 A2)未達1.5。藉由使用包含這種研磨粒的研磨用組成物，進行如上述般的階段的研磨，可表現出優異的缺陷減少性。
藉由設計成上述構成可達成此處揭示的技術所產生的效果的理由被認為如以下，然而並不被特別限定地解釋。亦即，一般而言，研磨用組成物所含的研磨粒藉由動態光散射法所測得的平均粒徑(D2)相對於由藉由BET法所測得的比表面積換算出的粒徑(D1)之比(D2/D1)，可代表研磨粒粒子的結合程度。具體而言，上述(D2/D1)大，會有呈現研磨粒粒子的結合程度大的傾向，上述(D2/D1)小，會有呈現研磨粒粒子的結合程度小的傾向。藉由將上述(D2/D1)為1.5以上，結合程度相對大的研磨粒A1使用於第1階段的研磨，可發揮良好的缺陷解決性，藉由將上述(D2/D1)未達1.5，結合程度相對小的研磨粒A2使用於第2階段的研磨，可抑制加工造成的傷害，適當地修整研磨表面。結果，依據此處揭示的研磨方法，可實現高精密度地減少缺陷的研磨表面。
此外，此處揭示的技術之中，研磨粒的粒徑(D1)，是指由藉由BET法所測得的比表面積(BET值)依照粒徑(D1)(nm)=6000/(真密度(g/cm 3)×BET值(m 2/g))的算式所計算出的粒徑(BET粒徑)。上述比表面積，可使用例如Micromeritics公司製的表面積測定裝置，商品名「Flow Sorb II 2300」來測定。上述真密度可使用例如比重瓶來測定。關於後述實施例也同樣。此外，研磨粒的粒徑(D1)可與以和上述同樣的方法所測得的研磨粒的「平均一次粒徑」視為相同。所以在本說明書中，研磨粒的粒徑(D1)亦稱為「平均一次粒徑(D1)」。
另外，此處揭示的技術之中，研磨粒的平均粒徑(D2)是指藉由動態光散射法所測得的平均粒徑。此平均粒徑(D2)之值，可使用例如日機裝股份有限公司製的型號「UPA-UT151」來測定。關於後述實施例也同樣。此外，研磨粒的平均粒徑(D2)可與以和上述同樣的方法所測得的研磨粒的「平均二次粒徑」視為相同。所以，在本說明書之中，研磨粒的平均粒徑(D2)亦稱為「平均二次粒徑(D2)」。
在幾種合適的態樣之中，上述(D2 A1/D1 A1)為1.55以上，較佳為1.60以上，更佳為1.65以上。上述(D2 A1/D1 A1)的上限值並未受到特別限定。從抑制加工造成的傷害的觀點看來，在其中一個合適的態樣之中，上述(D2 A1/D1 A1)為3.0以下，較佳為2.8以下，更佳為2.5以下。
在幾種合適的態樣之中，上述(D2 A2/D1 A2)為1.45以下，較佳為1.40以下，更佳為1.35以下。上述(D2 A2/D1 A2)的下限值並未受到特別限定。從取得的容易性等的觀點看來，上述(D2 A2/D1 A2)可大於1.0，可為1.1以上或1.2以上。
＜研磨用組成物S1＞ (研磨粒A1) 此處揭示的技術之中，可使用於第1階段研磨的研磨用組成物S1包含研磨粒A1。研磨粒A1可利用無機粒子、有機粒子及有機無機複合粒子的任一者。無機粒子的具體例子，可列舉氧化鋁粒子、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。構成上述氧化鋁粒子的氧化鋁的例子，可列舉α-氧化鋁、α-氧化鋁以外的中間氧化鋁及其複合物。上述中間氧化鋁是α-氧化鋁以外的氧化鋁的總稱，具體例子，可列舉γ-氧化鋁、δ-氧化鋁、θ-氧化鋁、η-氧化鋁、κ-氧化鋁及其複合物。有機粒子的具體例子，可列舉聚甲基丙烯酸甲基粒子、聚(甲基)丙烯酸粒子、聚丙烯腈粒子等。此處，(甲基)丙烯酸是總括丙烯酸及甲基丙烯酸的意思。這些可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。
此處揭示的技術，能夠以研磨粒A1至少包含二氧化矽粒子的態樣適當地實施。此處，在本說明書之中，二氧化矽粒子是指以二氧化矽為主成分的粒子。上述二氧化矽粒子，典型來說，是該粒子的90~100重量%，宜為95~100重量%，例如98~100重量%為二氧化矽的粒子。在可使用於如後述矽晶圓等般具有由矽所形成的表面的研磨對象物的研磨(例如完工研磨)的研磨用組成物中，研磨粒採用二氧化矽粒子是特別有意義的。此處揭示的技術，能夠以例如研磨粒A1實質上由二氧化矽粒子所形成的態樣適當地實施。此處「實質上」，是指構成研磨粒的粒子有95重量%以上(宜為98重量%以上，較佳為99重量%以上，或可為100重量%)為二氧化矽粒子。
二氧化矽粒子的具體例子，可列舉膠體二氧化矽、發煙二氧化矽、沉降二氧化矽等。二氧化矽粒子可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。從研磨後容易得到表面品質優異的研磨面的觀點看來，以使用膠體二氧化矽為特佳。膠體二氧化矽，適合採用例如藉由離子交換法並以水玻璃(矽酸鈉)為原料所製作出的膠體二氧化矽、或如烷氧基化法膠體二氧化矽(藉由烷氧基矽烷的水解縮合反應所製造出的膠體二氧化矽)般，經過在水相中的粒子成長所合成出的膠體二氧化矽。研磨粒A1可為這種二氧化矽粒子的單獨一種或包含兩種以上組合。
研磨粒構成材料(例如構成二氧化矽粒子的二氧化矽)的真比重，以1.5以上為佳，較佳為1.6以上，更佳為1.7以上。研磨粒構成材料(例如二氧化矽)的真比重的上限並未受到特別限定，而典型來說為2.3以下，例如2.2以下。研磨粒構成材料(例如二氧化矽)的真比重，可採用藉由使用乙醇作為置換液的液體置換法所得到的測定值。
此處揭示的技術，能夠以研磨粒A1實質上不含二氧化矽粒子以外的粒子(非二氧化矽粒子)的態樣適當地實施。此處，研磨粒A1實質上不含非二氧化矽粒子，是指在研磨粒A1全體之中，非二氧化矽粒子的比例為1重量%以下，較佳為0.5重量%以下，典型來說為0.1重量%以下，包括非二氧化矽粒子的比例為0重量%的情況。在這種態樣之中，可適當地發揮出本發明的適用效果。
研磨粒A1(典型來說為二氧化矽粒子)的平均一次粒徑(D1 A1)，在滿足與上述平均二次粒徑(D2 A1)的關係的前提之下，並未受到特別限定，從研磨效率等的觀點看來，宜為5nm以上，較佳為10nm以上。從得到較高的研磨效果(例如降低霧度、除去缺陷等的效果)的觀點看來，研磨粒A1的平均一次粒徑(D1 A1)，以15nm以上為佳，20nm以上(例如超過20nm)為較佳。另外，從防止刮傷等的觀點看來，研磨粒A1的平均一次粒徑(D1 A1)，宜為100nm以下，較佳為75nm以下，更佳為50nm以下。此處揭示的技術，從容易得到高品質的表面(例如藉由高精密度的評估方法偵測到的缺陷數少的表面)的觀點看來，以適用於要求研磨後形成高品質的表面的研磨為佳。該研磨方法所使用的研磨粒A1，例如可將平均一次粒徑(D1 A1)定為35nm以下、未達35nm、32nm以下或未達30nm。研磨粒A1的平均一次粒徑(D1 A1)，可藉由選擇作為研磨粒A1使用的研磨粒粒子來調節，在研磨粒A1使用多種研磨粒粒子的情況，可藉由這些研磨粒粒子的組合或使用量比等來調節。
研磨粒A1(典型來說為二氧化矽粒子)的平均二次粒徑(D2 A1)，在滿足上述平均一次粒徑(D1 A1)的關係的前提之下，並未受到特別限定，從研磨效率等的觀點看來，宜為5nm以上，較佳為10nm以上。從讓研磨速率較高的觀點看來，研磨粒A1的平均二次粒徑(D2 A1)，以15nm以上為佳，20nm以上(例如超過20nm)為較佳。另外，從保存安定性(例如分散安定性)的觀點看來，研磨粒A1的平均二次粒徑(D2 A1)，宜為300nm以下，較佳為200nm以下，更佳為100nm以下。此處揭示的技術，從容易得到高品質的表面的觀點看來，以適用於要求研磨後形成高品質的表面的研磨為佳。該研磨方法所使用的研磨粒A1，例如可將平均二次粒徑(D2 A1)定為75nm以下、65nm以下、60nm以下或未達50nm。研磨粒A1的平均二次粒徑(D2 A1)，可藉由選擇作為研磨粒A1使用的研磨粒粒子來調節，在研磨粒A1使用多種研磨粒粒子的情況，可藉由這些研磨粒粒子的組合或使用量比等來調節。
研磨粒A1的形狀(外形)，在平均一次粒徑(D1 A1)與平均二次粒徑(D2 A1)滿足上述關係的前提之下，並未受到特別限定，可為球形或非球形。呈非球形的粒子的具體例子，可列舉花生狀(亦即花生殼的形狀)、繭狀、金平糖狀、橄欖球狀等。其中，平均一次粒徑(D1 A1)與平均二次粒徑(D2 A1)容易滿足關於上述研磨粒A1的關係的形狀，可列舉非球形的粒子。例如研磨粒A1適合採用大多數粒子為花生狀或繭狀的研磨粒。
研磨用組成物S1中的研磨粒A1的含量並不受特別限制，例如為0.005重量%以上，或可為0.01重量%以上。隨著研磨粒含量的增加，可實現較高的研磨效率。上述含量以5重量%以下為適當，宜為3重量%以下，較佳為1重量%以下，更佳為0.5重量%以下。藉此可實現缺陷較減少的研磨表面。
(水溶性高分子) 此處揭示的研磨用組成物S1，在其中一個合適的態樣之中，包含水溶性高分子。水溶性高分子可對於保護研磨對象表面或提升研磨後研磨對象表面的潤濕性等有所幫助。水溶性高分子，可列舉分子中包含羥基、羧基、醯氧基、磺酸基、醯胺構造、醯亞胺構造、四級銨構造、雜環構造、乙烯基構造等的化合物。水溶性高分子，可使用例如纖維素衍生物、澱粉衍生物、包含氧伸烷基單元的聚合物、聚乙烯醇系聚合物、含氮原子的聚合物等，含氮原子的聚合物的其中一個態樣，可使用N-乙烯基型聚合物、N-(甲基)丙烯醯基型聚合物等。水溶性高分子可為來自天然物的聚合物或合成聚合物。水溶性高分子可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。
在幾種態樣中，水溶性高分子可使用來自天然物之聚合物。來自天然物的聚合物，可列舉纖維素衍生物或澱粉衍生物。來自天然物的聚合物可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。
在幾種合適的態樣中，水溶性高分子可使用纖維素衍生物。此處，纖維素衍生物是包含β-葡萄糖單元作為主要重複單元的聚合物。纖維素衍生物的具體例子，可列舉羥乙基纖維素(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。尤其HEC為佳。纖維素衍生物可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。
在其他幾種態樣中，水溶性高分子可使用澱粉衍生物。澱粉衍生物是包含α-葡萄糖單元作為主重複單元的聚合物，可列舉例如α化澱粉、普魯蘭多醣、羧甲基澱粉、環糊精等。澱粉衍生物可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。
在其他幾種態樣中，水溶性高分子可使用合成聚合物。此處揭示的霧度改善效果，可在水溶性高分子使用合成聚合物的態樣之中適當地發揮出來。合成聚合物可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。
在幾種合適的態樣中，水溶性高分子可使用包含氧伸烷基單元的聚合物。包含氧伸烷基單元的聚合物，可例示聚環氧乙烷(PEO)、或環氧乙烷(EO)與環氧丙烷(PO)或環氧丁烷(BO)的嵌段共聚物、EO與PO或BO的隨機共聚物等。其中，以EO與PO的嵌段共聚物或EO與PO的隨機共聚物為佳。EO與PO的嵌段共聚物，可為包含PEO嵌段與聚環氧丙烷(PPO)嵌段的二嵌段共聚物、或三嵌段共聚物等。上述三嵌段共聚物的例子，包括PEO-PPO-PEO型三嵌段共聚物及PPO-PEO-PPO型三嵌段共聚物。通常以PEO-PPO-PEO型三嵌段共聚物為較佳。
此外，在本說明書中，在沒有特別記載的情況，共聚物是總括隨機共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物等的各種共聚物的意思。
在EO與PO的嵌段共聚物或隨機共聚物之中，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。
在幾種合適的態樣中，水溶性高分子可使用聚乙烯醇系聚合物。聚乙烯醇系聚合物，是指包含乙烯醇單元(以下亦稱為「VA單元」)作為其重複單元的聚合物。聚乙烯醇系聚合物，可只包含VA單元作為重複單元，或除了VA單元之外還包含VA單元以外的重複單元(以下亦稱為「非VA單元」)。聚乙烯醇系聚合物可為包含VA單元與非VA單元的隨機共聚物、嵌段共聚物、交替共聚物或接枝共聚物。聚乙烯醇系聚合物可只包含一種非VA單元，或可包含兩種以上的非VA單元。
上述聚乙烯醇系聚合物可為未改質的聚乙烯醇(非改質PVA)或改質聚乙烯醇(改質PVA)。此處非改質PVA，是指實質上不含藉由使聚醋酸乙烯酯水解(皂化)而產生，醋酸乙烯酯發生乙烯基聚合而成的構造的重複單元(-CH 2-CH(OCOCH 3)-)及VA單元以外的重複單元的聚乙烯醇系聚合物。上述非改質PVA的皂化度，可為例如60%以上，從水溶性的觀點看來，可為70%以上或80%以上、90%以上。
聚乙烯醇系聚合物，可為包含VA單元與具有選自氧伸烷基、羧基、磺酸基、胺基、羥基、醯胺基、醯亞胺基、腈基、醚基、酯基及其鹽的至少一構造的非VA單元的改質PVA。另外，改質PVA中所可包含的非VA單元，可為例如來自後述N-乙烯基型單體或N-(甲基)丙烯醯基型單體的重複單元、來自乙烯的重複單元、來自烷基乙烯基醚的重複單元、來自碳原子數3以上的單羧酸之乙烯酯的重複單元等，然而並不受其限定。上述N-乙烯基型單體的一個適合例子，可列舉N-乙烯基吡咯烷酮。上述N-(甲基)丙烯醯基型單體的一個適合例子，可列舉N-(甲基)丙烯醯基嗎啉。上述烷基乙烯基醚，可為例如丙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、2-乙基己基乙烯基醚等的具有碳原子數1以上10以下的烷基的乙烯基醚。上述碳原子數3以上的單羧酸之乙烯酯，可為例如丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、己酸乙烯酯等的、碳原子數3以上7以下的單羧酸之乙烯酯。另外，聚乙烯醇系聚合物，可為以醛使聚乙烯醇系聚合物所含的VA單元的一部分縮醛化的改質PVA。上述醛適合使用例如烷醛，以具有碳原子數1以上7以下的烷基的烷醛為佳，尤其以乙醛、正丙醛、正丁醛、正戊醛為佳。聚乙烯醇系聚合物亦可使用導入四級銨構造等的陽離子性基的陽離子改質聚乙烯醇。上述陽離子改質聚乙烯醇，可列舉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的單體導入陽離子性基的聚乙烯醇。
以醛使上述聚乙烯醇系聚合物所含的VA單元的一部分縮醛化的改質PVA(縮醛化PVA(ac-PVA))，可藉由使聚乙烯醇系聚合物的羥基之一部分與醛化合物或酮化合物反應而縮醛化來得到。典型來說，縮醛化聚乙烯醇系聚合物可藉由聚乙烯醇系聚合物與醛化合物的縮醛化反應得到。在其中一個合適的態樣之中，上述醛化合物的碳數為1~7，較佳為2~7。
上述醛化合物，可列舉例如甲醛；乙醛、戊酮醛、正丁醛、異丁醛、第三丁醛、己醛等的直鏈或分枝烷醛類；環己烷甲醛、苯甲醛等的脂環式或芳香族醛類。這些可單獨使用或可併用兩種以上。另外，甲醛除外，1個以上的氫原子被鹵素等取代後的醛亦可。尤其從對水的溶解性高，縮醛化反應容易進行的觀點看來，以直鏈或分枝烷醛類為佳，其中以乙醛、正丙醛、正丁醛、正戊醛為較佳。
醛化合物，除了上述之外，還可使用2-乙基己醛、壬醛、癸醛等的碳數8以上的醛化合物。
縮醛化聚乙烯醇系聚合物，包含了由以下化學式：-CH 2-CH(OH)-表示的構造部分的VA單元與由下述一般式(1)表示的縮醛化結構單元(以下亦稱為「VAC單元」)。
Figure 02_image001
(式(1)中，R為氫原子，或直鏈或分枝烷基，該烷基可經官能基取代)
在其中一個合適的態樣之中，上述式(1)中的R為氫原子或碳數1~6的直鏈或分枝烷基。R可為這些之中的一種，或兩種以上的組合。從提升霧度降低性能的觀點看來，以R為碳數1~6的直鏈或分枝烷基鏈為佳。
從提升霧度降低性能的觀點看來，縮醛化聚乙烯醇系聚合物的縮醛化度可定為1莫耳%以上，可為5莫耳%以上，以10莫耳%以上為佳，較佳為15莫耳%以上，更佳為20莫耳%以上，特佳為25莫耳%以上(例如27莫耳%以上)。從提升親水性的觀點看來，以縮醛化聚乙烯醇系聚合物的縮醛化度以未達60莫耳%為佳，甚至50莫耳%以下，較佳為40莫耳%以下，特佳為35莫耳%以下(例如33莫耳%以下)。
在構成聚乙烯醇系聚合物的所有重複單元的莫耳數中，VA單元的莫耳數所占的比例，可為例如5%以上或10%以上、20%以上、30%以上。在幾種態樣之中，上述VA單元的莫耳數的比例，可為50%以上或65%以上、75%以上、80%以上、90%以上(例如95%以上或98%以上)，然而並無特別限定。構成聚乙烯醇系聚合物的重複單元實質上100%可為VA單元。此處「實質上100%」是指聚乙烯醇系聚合物中至少不刻意包含非VA單元，典型來說，非VA單元的莫耳數在所有重複單元的莫耳數中所占的比例未達2%(例如未達1%)，包含0%的情況。在其他幾種態樣之中，VA單元的莫耳數在構成聚乙烯醇系聚合物的所有重複單元的莫耳數中所占的比例，可為例如95%以下或90%以下、80%以下、70%以下。
聚乙烯醇系聚合物中的VA單元含量(重量基準的含量)，可為例如5重量%以上或10重量%以上、20重量%以上、30重量%以上。在幾種態樣之中，上述VA單元含量可為50重量%以上(例如超過50重量%)或70重量%以上，80重量%以上(例如90重量%以上或95重量%以上、98重量%以上)，然而並無特別限定。構成聚乙烯醇系聚合物的重複單元實質上100重量%可為VA單元。此處「實質上100重量%」是指至少不刻意包含非VA單元作為構成聚乙烯醇系聚合物的重複單元，典型來說是指聚乙烯醇系聚合物中的非VA單元含量未達2重量%(例如未達1重量%)。在其他幾種態樣之中，聚乙烯醇系聚合物中的VA單元含量，可為例如95重量%以下或90重量%以下、80重量%以下、70重量%以下。
聚乙烯醇系聚合物，亦可在相同分子內包含VA單元含量不同的多個聚合物鏈。此處聚合物鏈是指構成一分子聚合物的一部分的部分(片段)。例如聚乙烯醇系聚合物，亦可在相同分子內包含VA單元含量高於50重量%的聚合物鏈A與VA單元含量低於50重量%(亦即非VA單元含量高於50重量%)的聚合物鏈B。
聚合物鏈A可僅包含VA單元作為重複單元，或可除了VA單元之外還包含非VA單元。聚合物鏈A中的VA單元含量，可為60重量%以上或70重量%以上、80重量%以上、90重量%以上。在幾種態樣之中，聚合物鏈A中的VA單元含量可為95重量%以上或98重量%以上。構成聚合物鏈A的重複單元實質上100重量%可為VA單元。
聚合物鏈B可僅包含非VA單元作為重複單元，或可除了非VA單元之外還包含VA單元。聚合物鏈B中的非VA單元含量可為60重量%以上或70重量%以上、80重量%以上、90重量%以上。在幾種態樣之中，聚合物鏈B中的非VA單元含量可為95重量%以上或98重量%以上。構成聚合物鏈B的重複單元實質上100重量%可為非VA單元。
相同分子中包含聚合物鏈A與聚合物鏈B的聚乙烯醇系聚合物的例子，可列舉包含這些聚合物鏈的嵌段共聚物或接枝共聚物。上述接枝共聚物可為在聚合物鏈A(主鏈)接枝了聚合物鏈B(側鏈)的構造的接枝共聚物，或可為在聚合物鏈B(主鏈)接枝了聚合物鏈A(側鏈)的構造的接枝共聚物。在其中一個態樣之中，可使用在聚合物鏈A接枝了聚合物鏈B的構造的聚乙烯醇系聚合物。
聚合物鏈B的例子，可列舉以來自N-乙烯基型單體的重複單元為主重複單元的聚合物鏈、以來自N-(甲基)丙烯醯基型單體的重複單元為主重複單元的聚合物鏈、以氧伸烷基單元為主重複單元的聚合物鏈等。此外，在本說明書之中，主重複單元，在沒有特別記載的情況，是指包含超過50重量%的重複單元。
聚合物鏈B的一個適合例子，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-乙烯基型單體的重複單元的含量，典型來說超過50重量%，可為70重量%以上或85重量%以上、95重量%以上。聚合物鏈B實質上全部可為來自N-乙烯基型單體的重複單元。
在本說明書之中，N-乙烯基型單體的例子，包括具有含氮的雜環(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的具體例子，可列舉N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基哌啶酮、N-乙烯基嗎啉、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-乙烯基鏈狀醯胺的具體例子，可列舉N-乙烯基乙醯胺、N-乙烯基丙酸醯胺、N-乙烯基酪酸醯胺等。聚合物鏈B，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、95重量%以上)可為N-乙烯基吡咯烷酮單元的N-乙烯基系聚合物鏈。構成聚合物鏈B的重複單元實質上全部可為N-乙烯基吡咯烷酮單元。
聚合物鏈B的其他例子，可列舉以來自N-(甲基)丙烯醯基型單體的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，來自N-(甲基)丙烯醯基型單體的重複單元的含量，典型來說超過50重量%，可為70重量%以上或85重量%以上、95重量%以上。聚合物鏈B實質上全部可為來自N-(甲基)丙烯醯基型單體的重複單元。
在本說明書之中，N-(甲基)丙烯醯基型單體的例子，包括具有N-(甲基)丙烯醯基的鏈狀醯胺及具有N-(甲基)丙烯醯基的環狀醯胺。具有N-(甲基)丙烯醯基的鏈狀醯胺的例子，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-正丁基(甲基)丙烯醯胺等的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(正丁基)(甲基)丙烯醯胺等的N,N-二烷基(甲基)丙烯醯胺等。具有N-(甲基)丙烯醯基的環狀醯胺的例子，可列舉N-(甲基)丙烯醯基嗎啉、N-(甲基)丙烯醯基吡咯啶等。
聚合物鏈B的其他例子，可列舉包含氧伸烷基單元作為主重複單元的聚合物鏈，亦即氧伸烷基系聚合物鏈。氧伸烷基系聚合物鏈中的氧伸烷基單元的含量，典型來說超過50重量%，可為70重量%以上或85重量%以上、95重量%以上。聚合物鏈B所含的重複單元實質上全部可為氧伸烷基單元。
氧伸烷基單元的例子，可列舉氧伸乙基單元、氧伸丙基單元、氧伸丁基單元等。這種氧伸烷基單元，分別可為來自對應的環氧烷的重複單元。氧伸烷基系聚合物鏈所含的氧伸烷基單元可為一種或兩種以上。可為例如包含氧伸乙基單元與氧伸丙基單元組合的氧伸烷基系聚合物鏈。在包含兩種以上的氧伸烷基單元的氧伸烷基系聚合物鏈之中，這些氧伸烷基單元可為對應的環氧烷的隨機共聚物、嵌段共聚物、交替共聚物或接枝共聚物。
聚合物鏈B的更多其他例子，可列舉包含來自烷基乙烯基醚(例如具有碳原子數1以上10以下的烷基之乙烯基醚)的重複單元的聚合物鏈、包含來自單羧酸乙烯酯酯(例如碳原子數3以上的單羧酸之乙烯酯)的重複單元的聚合物鏈、導入陽離子性基(例如具有四級銨構造的陽離子性基)的聚合物鏈等。
從提升霧度降低性能的觀點看來，此處揭示的技術中作為水溶性高分子的聚乙烯醇系聚合物，以包含VA單元及非VA單元的共聚物的改質聚乙烯醇為佳。另外，作為水溶性高分子的聚乙烯醇系聚合物的皂化度，通常為50莫耳%以上，宜為65莫耳%以上，較佳為70莫耳%以上，例如75莫耳%以上。此外，聚乙烯醇系聚合物的皂化度原則上為100莫耳%以下。
在其他幾種態樣之中，水溶性高分子可使用N-乙烯基型聚合物。N-乙烯基型聚合物的例子，包括包含來自具有含氮的雜環(例如內醯胺環)的單體的重複單元的聚合物。這種聚合物的例子，包括N-乙烯基內醯胺型單體之同元聚合物及共聚物(例如N-乙烯基內醯胺型單體的共聚合比例超過50重量%的共聚物)、N-乙烯基鏈狀醯胺的同元聚合物及共聚物(例如N-乙烯基鏈狀醯胺的共聚合比例超過50重量%的共聚物)等。
N-乙烯基內醯胺型單體(亦即一分子內具有內醯胺構造與N-乙烯基的化合物)的具體例子，可列舉N-乙烯基吡咯烷酮(VP)、N-乙烯基哌啶酮、N-乙烯基嗎啉、N-乙烯基己內醯胺(VC)、N-乙烯基-1,3-噁嗪-2-酮、N-乙烯基-3,5-嗎啉二酮等。包含N-乙烯基內醯胺型單體單元的聚合物的具體例子，可列舉聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基己內醯胺、VP與VC的隨機共聚物、VP及VC的一者或兩者與其他乙烯基單體(例如丙烯酸系單體、乙烯酯系單體等)的隨機共聚物、包含含VP及VC的一者或兩者的聚合物鏈的嵌段共聚物、交替共聚物或接枝共聚物等。 N-乙烯基鏈狀醯胺的具體例子，可列舉N-乙烯基乙醯胺、N-乙烯基丙酸醯胺、N-乙烯基酪酸醯胺等。
在其他幾種態樣之中，水溶性高分子可使用N-(甲基)丙烯醯基型聚合物。N-(甲基)丙烯醯基型聚合物的例子，包括N-(甲基)丙烯醯基型單體的同元聚合物及共聚物(典型來說為N-(甲基)丙烯醯基型單體的共聚合比例超過50重量%的共聚物)。N-(甲基)丙烯醯基型單體的例子，包括具有N-(甲基)丙烯醯基的鏈狀醯胺及具有N-(甲基)丙烯醯基的環狀醯胺。
具有N-(甲基)丙烯醯基的鏈狀醯胺的例子，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-正丁基(甲基)丙烯醯胺等的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(正丁基)(甲基)丙烯醯胺等的N,N-二烷基(甲基)丙烯醯胺等。包含具有N-(甲基)丙烯醯基的鏈狀醯胺作為單體單元的聚合物的例子，可列舉N-異丙基丙烯醯胺之同元聚合物及N-異丙基丙烯醯胺的共聚物(例如N-異丙基丙烯醯胺的共聚合比例超過50重量%的共聚物)。
具有N-(甲基)丙烯醯基的環狀醯胺的例子，可列舉N-丙烯醯基嗎啉、N-丙烯醯基硫代嗎啉、N-丙烯醯基哌啶、N-丙烯醯基吡咯啶、N-甲基丙烯醯基嗎啉、N-甲基丙烯醯基哌啶、N-甲基丙烯醯基吡咯啶等。包含具有N-(甲基)丙烯醯基的環狀醯胺作為單體單元的聚合物的例子，可列舉丙烯醯基嗎啉系聚合物(PACMO)。丙烯醯基嗎啉系聚合物的典型例子，可列舉N-丙烯醯基嗎啉(ACMO)的同元聚合物及ACMO的共聚物(例如ACMO的共聚合比例超過50重量%的共聚物)。在丙烯醯基嗎啉系聚合物之中，ACMO單元的莫耳數在所有重複單元的莫耳數中所占的比例，通常為50%以上，以80%以上(例如90%以上，典型來說為95%以上)為適當。水溶性高分子的所有重複單元可實質上由ACMO單元所構成。
此處揭示的技術之中，水溶性高分子的重量平均分子量(Mw)並未受到特別限定。水溶性高分子的Mw可為例如大概200×10 4以下，以大概150×10 4以下為適當，從洗淨性等的觀點看來，宜為大概100×10 4以下，可為大概50×10 4以下。另外，從研磨表面的保護性的觀點看來，水溶性高分子的Mw以0.5×10 4以上為佳。在幾種態樣之中，上述Mw以1.0×10 4以上為適當，可為2×10 4以上，例如可為5×10 4以上。
此處揭示的技術之中，合適的水溶性高分子化合物的分子量的範圍，會依照所使用的聚合物的種類而有所不同。例如纖維素衍生物及澱粉衍生物的Mw，分別可定為大概200×10 4以下，以150×10 4以下為適當。上述Mw可為大概100×10 4以下或大概50×10 4以下(例如大概30×10 4以下)。另外，從研磨表面的保護性的觀點看來，上述Mw以例如大概0.5×10 4以上為適當，宜為大概1.0×10 4以上，較佳為大概3.0×10 4以上，更佳為大概10×10 4以上，可為大概20×10 4以上。
另外，例如聚乙烯醇系聚合物(包括縮醛化的聚乙烯醇系聚合物)及含氮原子的聚合物的Mw，分別可定為100×10 4以下，以60×10 4以下為適當。從濃縮效率等的觀點看來，上述Mw可為30×10 4以下，宜為20×10 4以下，例如10×10 4以下，典型來說可為8×10 4以下。另外，從適當地保護研磨表面、降低霧度的觀點看來，以Mw以例如0.5×10 4以上為佳。在幾種態樣之中，Mw以1.0×10 4以上為適當，宜為1.5×10 4以上，較佳為2×10 4以上，更佳為3×10 4以上，例如可為4×10 4以上或5×10 4以上。
水溶性高分子的Mw，可採用由水系凝膠滲透層析(GPC)測得之值(水系、聚環氧乙烷換算)所計算出的分子量。GPC測定裝置可使用東曹股份有限公司製的機種「HLC-8320GPC」。測定可例如以下述條件來進行。關於後述實施例也可採用同樣的方法。 [GPC測定條件] 樣品濃度：0.1重量% 管柱：TSKgel GMPWXL 偵測器：示差折射計 溶離液：100mM 硝酸鈉水溶液 流速：1mL/分鐘 測定溫度：40℃ 樣品注入量：200μL
從減少凝集物的或提升洗淨性等的觀點看來，水溶性高分子適合採用非離子性聚合物。另外，從容易控制化學構造或純度的觀點看來，水溶性高分子適合採用合成聚合物。例如此處揭示的技術，在以包含合成聚合物作為水溶性高分子的態樣實施的情況，研磨用組成物，可實質上不使用來自天然物的聚合物作為水溶性高分子。此處，實質上不使用，是指相對於水溶性高分子的合計含量100重量份，來自天然物的聚合物的使用量，典型來說為3重量份以下，宜為1重量份以下，包括0重量份或偵測極限以下。
研磨用組成物中的水溶性高分子的含量(重量基準的含量)，並未受到特別限定。例如可定為1.0×10 -4重量%以上。從降低霧度等的觀點看來，合適的含量為5.0×10 -4重量%以上，較佳為1.0×10 -3重量%以上，更佳為2.0×10 -3重量%以上，例如5.0×10 -3重量%以上。另外，從研磨除去速度等的觀點看來，以將上述含量定在0.2重量%以下為佳，定在0.1重量%以下為較佳，定在0.05重量%以下(例如0.02重量%以下)為更佳。此外，在上述研磨用組成物包含兩種以上的水溶性高分子的情況，上述含量是指該研磨用組成物中所含的全部的水溶性高分子的合計含量(重量基準的含量)。
水溶性高分子的含量(包含兩種以上的水溶性高分子的情況為其合計量)，也可藉由與研磨粒的相對關係來規定。在幾種態樣之中，水溶性高分子相對於研磨粒100重量份的含量，例如可定在0.001重量份以上，從降低霧度等的觀點看來，以定在0.01重量份以上為適當，宜為0.05重量份以上，然而並無特別限定。另外，水溶性高分子相對於研磨粒100重量份的含量，可為例如50重量份以下或40重量份以下。從研磨用組成物的分散安定性等的觀點看來，在幾種態樣之中，水溶性高分子相對於研磨粒100重量份的含量，以定在30重量份以下為適當，宜為20重量份以下，亦可定在15重量份以下。
＜鹼性化合物＞ 此處揭示的研磨用組成物含有鹼性化合物。在本說明書中，鹼性化合物，是指具有溶解於水中使水溶液的pH上升的功能的化合物。鹼性化合物可使用含氮的有機或無機的鹼性化合物、含磷的鹼性化合物、鹼金屬的氫氧化物、鹼土族金屬的氫氧化物、各種碳酸鹽或碳酸氫鹽等。含氮的鹼性化合物的例子，可列舉四級銨化合物、氨、胺(宜為水溶性胺)等。含磷的鹼性化合物的例子，可列舉四級鏻化合物。這種鹼性化合物可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。
鹼金屬的氫氧化物的具體例子，可列舉氫氧化鉀、氫氧化鈉等。碳酸鹽或碳酸氫鹽的具體例子，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、咪唑或三唑等的唑類等。四級鏻化合物的具體例子，可列舉四甲基氫氧化鏻、四乙基氫氧化鏻等的四級氫氧化鏻。
四級銨化合物，可使用四烷基銨鹽、羥烷基三烷基銨鹽等的四級銨鹽(典型來說為強鹼)。該四級銨鹽中的陰離子成分，可為例如OH -、F -、C1 -、Br -、I -、ClO 4 -、BH 4 -等。上述四級銨化合物的例子，可列舉陰離子為OH -的四級銨鹽，亦即四級氫氧化銨。四級氫氧化銨的具體例子，可列舉四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、四戊基氫氧化銨及四己基氫氧化銨等的四烷基氫氧化銨；2-羥乙基三甲基氫氧化銨(亦稱為膽鹼)等的羥烷基三烷基氫氧化銨等。
這些鹼性化合物之中，適合使用例如選自鹼金屬氫氧化物、四級氫氧化銨及氨的至少一種鹼性化合物。尤其以四烷基氫氧化銨(例如四甲基氫氧化銨)及氨為較佳，氨為特佳。
鹼性化合物相對於研磨用組成物總量的含量並不受特別限制。從提升研磨速率等的觀點看來，通常以將上述含量定在0.0001重量%以上為適當，定在0.001重量%以上為佳，定在0.003重量%以上為更佳。另外，從降低霧度等的觀點看來，上述含量以定在未達1重量%為適當，以定在未達0.05重量%為佳，定在未達0.03重量%(例如未達0.025重量%)為較佳。此外，在將兩種以上組合使用的情況，上述含量是指兩種以上的鹼性化合物的合計含量。
＜水＞ 此處揭示的研磨用組成物所含的水，適合使用離子交換水(去離子水)、純水、超純水、蒸餾水等。為了儘可能避免研磨用組成物中所含的其他成分的功能受到阻礙，所使用的水以例如過渡金屬離子的合計含量為100ppb以下為佳。藉由例如利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，可提高水的純度。此外，此處揭示的研磨用組成物亦可因應必要進一步含有可與水均勻混合的有機溶劑(低級醇、低級酮等)。以研磨用組成物所含的溶劑的90體積%以上為水為佳，95體積%以上(例如99~100體積%)為水為較佳。
＜其他成分＞ 此處揭示的研磨用組成物，在不顯著妨礙本發明之效果的範圍，亦可因應必要進一步含有例如界面活性劑、有機酸、有機酸鹽、無機酸、無機酸鹽、螯合劑、防腐劑、防黴劑等的研磨用組成物(例如使用於矽晶圓完工拋光步驟的研磨用組成物)所可使用的周知添加劑。
此處揭示的研磨用組成物中，在不損及本發明效果的範圍，亦可含有界面活性劑作為任意成分。
界面活性劑可使用陰離子性、陽離子性、非離子性、兩性的任一者。可採用陰離子性或非離子性的界面活性劑。從低起泡性或pH調整的容易性的觀點看來，可使用非離子性的界面活性劑。另外，界面活性劑可使用例如Mw未達0.5×10 4的有機化合物。從研磨液的過濾性或研磨對象物的洗淨性等的觀點看來，界面活性劑的Mw以未達0.1×10 4為佳。另外，在此處揭示的技術的其中一個合適的態樣之中，界面活性劑的Mw為100以上，較佳為200以上，更佳為250以上。隨著界面活性劑的Mw的增加，會有研磨速度提升的傾向。此處，界面活性劑的Mw可採用由化學式所計算出的分子量，或可與上述水溶性高分子同樣地採用由水系凝膠滲透層析(GPC)所測得之值(聚環氧乙烷換算)所計算出的分子量。
界面活性劑，可列舉例如聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇等的氧伸烷基聚合物；聚氧伸乙基烷醚、聚氧伸乙基烷基苯醚、聚氧伸乙基烷基胺、聚氧伸乙基脂肪酸酯、聚氧乙二醇醚脂肪酸酯、聚氧伸乙基去水山梨醇脂肪酸酯等的聚氧伸烷基衍生物(例如聚氧伸烷基加成物)；多種氧伸烷基的共聚物(例如二嵌段型共聚物、三嵌段型共聚物、隨機型共聚物、交替共聚物)等的非離子性界面活性劑。上述界面活性劑可包含含有聚氧伸烷基構造的界面活性劑。界面活性劑可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。
在此處揭示的研磨用組成物包含界面活性劑的情況，其含量只要在不顯著妨礙本發明之效果的範圍，則並無特別限制。界面活性劑相對於研磨粒100重量份的含量，例如為20重量份以下，可為未達10重量份或未達3重量份、未達2重量份 (例如未達1.8重量份)。此處揭示的研磨用組成物，能夠以實質上不含上述界面活性劑的態樣適當地實施。
有機酸及其鹽，以及無機酸及其鹽，可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。有機酸的例子，可列舉蟻酸、醋酸、丙酸等的脂肪酸、安息香酸、鄰苯二甲酸等的芳香族羧酸、伊康酸、檸檬酸、草酸、酒石酸、蘋果酸、馬來酸、富馬酸、琥珀酸、羥乙酸、丙二酸、葡萄糖酸、丙胺酸、甘胺酸、乳酸、羥基亞乙基二膦酸(HEDP)、甲磺酸等的有機磺酸、氮基參(亞甲基膦酸)(NTMP)、膦醯基丁烷三羧酸(PBTC)等的有機膦酸等。有機酸鹽的例子，可列舉有機酸的鹼金屬鹽(鈉鹽、鉀鹽等)或銨鹽等。無機酸的例子，可列舉鹽酸、磷酸、硫酸、膦酸、硝酸、次磷酸、硼酸、碳酸等。無機酸鹽的例子，可列舉無機酸的鹼金屬鹽(鈉鹽、鉀鹽等)或銨鹽。
上述螯合劑可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。上述螯合劑的例子，可列舉胺基羧酸系螯合劑及有機膦酸系螯合劑。螯合劑之適合例，可列舉例如乙二胺肆(亞甲基膦酸)、二乙三胺五(亞甲基膦酸)及二乙三胺五醋酸。上述防腐劑及防黴劑的例子，可列舉異噻唑啉系化合物、對羥基安息香酸酯類、苯氧基乙醇等。
此處揭示的研磨用組成物，以實質上不含氧化劑為佳。這是因為若研磨用組成物中包含氧化劑，則該研磨用組成物被供給至基板(例如矽晶圓)時，該基板的表面會氧化而產生氧化膜，研磨速率可能會因此降低。此處所謂的氧化劑的具體例子，可列舉過氧化氫(H 2O 2)、過硫酸鈉、過硫酸銨、二氯異三聚氰酸鈉等。此外，研磨用組成物實質上不含氧化劑，是指至少不刻意包含氧化劑。所以，無法避免地包含來自原料或製法等的微量(例如研磨用組成物中的氧化劑的莫耳濃度為0.0005莫耳/L以下，宜為0.0001莫耳/L以下，較佳為0.00001莫耳/L以下，特佳為0.000001莫耳/L以下)的氧化劑的研磨用組成物，被包括在此處所謂的實質上不含氧化劑的研磨用組成物的概念。
＜pH＞ 此處揭示的研磨用組成物的pH並未受到特別限定，可因應基板或研磨粒種類等採用適當的pH。在幾種態樣之中，研磨用組成物的pH以8.0以上為適當，宜為8.5以上，較佳為9.0以上。若研磨用組成物的pH變高，則會有研磨效率提升的傾向。另一方面，從防止研磨粒(例如二氧化矽粒子)溶解且抑制機械研磨作用降低的觀點看來，研磨用組成物的pH通常以12.0以下為適當，以11.0以下為佳。
此外，此處揭示的技術之中，研磨用組成物的pH，可藉由使用pH計(例如堀場製作所製的玻璃電極式氫離子濃度指示計(型號F-72))，並使用標準緩衝液(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℃))，在3點校正之後，將玻璃電極置於測定對象的組成物中，經過2分鐘以上測定安定之後的值來求得。
＜研磨用組成物S2＞ 此處揭示的技術之中，第2階段的研磨所使用的研磨用組成物S2包含研磨粒A2。研磨粒A2可使用選自與可使用於研磨粒A1的粒子所例示的粒子同樣的粒子的一種或兩種以上。研磨粒A2，以至少包含二氧化矽粒子為佳。研磨粒A2中的二氧化矽粒子的含量，以該研磨粒A2全體的50重量%以上為佳，可為70重量%以上或90重量%以上、95重量%以上、99重量%以上、100重量%。
可使用於研磨粒A2的二氧化矽粒子的例子，可列舉與可使用於研磨粒A1的二氧化矽粒子所例示的粒子同樣的粒子。尤其以膠體二氧化矽為佳。藉由使用膠體二氧化矽作為研磨粒A2，可適當地實現表面精密度高的表面。研磨粒A2中的膠體二氧化矽的含量，可為研磨粒A2全體的例如50重量%以上或70重量%以上、90重量%以上、95重量%以上、99重量%以上、100重量%。在幾種態樣之中，研磨粒A2可為由僅一種或由兩種以上的膠體二氧化矽所形成的構成。
研磨粒A2(典型來說為二氧化矽粒子)的平均一次粒徑(D1 A2)，在滿足上述平均二次粒徑(D2 A2)的關係的前提之下，並未受到特別限定，從研磨效率等的觀點看來，宜為5nm以上，較佳為10nm以上。從得到較高的研磨效果(例如降低霧度、除去缺陷等的效果)的觀點看來，研磨粒A2的平均一次粒徑(D1 A2)，以15nm以上為佳，20nm以上(例如超過20nm)為較佳。另外，從防止刮傷等的觀點看來，研磨粒A2的平均一次粒徑(D1 A2)，宜為100nm以下，較佳為75nm以下，更佳為50nm以下。此處揭示的技術，從容易得到高品質的表面的觀點看來，以適用於要求研磨後形成高品質的表面的研磨為佳。該研磨方法所使用的研磨粒A2，例如可將平均一次粒徑(D1 A2)定為35nm以下、未達35nm、32nm以下或未達30nm。研磨粒A2的平均一次粒徑(D1 A2)，可藉由選擇作為研磨粒A2使用的研磨粒粒子來調節，在研磨粒A2使用多種研磨粒粒子的情況，可藉由這些研磨粒粒子的組合或使用量比等來調節。
研磨粒A2(典型來說為二氧化矽粒子)的平均二次粒徑(D2 A2)，在滿足與上述平均一次粒徑(D1 A2)的關係的前提之下，並未受到特別限定，從研磨效率等的觀點看來，宜為5nm以上，較佳為10nm以上。從讓研磨速率較高的觀點看來，研磨粒A2的平均二次粒徑(D2 A2)，以15nm以上為佳，20nm以上(例如超過20nm)為較佳。另外，保存安定性(例如分散安定性)的觀點看來，研磨粒A2的平均二次粒徑(D2 A2)，宜為300nm以下，較佳為200nm以下，更佳為100nm以下。此處揭示的技術，從容易得到高品質的表面的觀點看來，以適用於要求研磨後形成高品質的表面的研磨為佳。該研磨方法所使用的研磨粒A2，例如可將平均二次粒徑(D2 A2)定為75nm以下、65nm以下、60nm以下或未達50nm。研磨粒A2的平均二次粒徑(D2 A2)，可藉由選擇作為研磨粒A2使用的研磨粒粒子來調節，在研磨粒A2使用多種研磨粒粒子的情況，可藉由這些研磨粒粒子的組合或使用量比等來調節。
研磨粒A2的形狀(外形)，在平均一次粒徑(D1 A2)與平均二次粒徑(D2 A2)滿足上述關係的前提之下，並未受到特別限定，可為球形或非球形。呈非球形的粒子的具體例子，可列舉花生狀(亦即花生殼的形狀)、繭狀、金平糖狀、橄欖球狀等。其中，平均一次粒徑(D1 A2)與平均二次粒徑(D2 A2)容易滿足關於上述研磨粒A2的關係的形狀，可列舉球形。例如研磨粒A2適合採用大多數粒子為球形的研磨粒。
研磨用組成物S2中的研磨粒A2的含量並不受特別限制，可為例如0.005重量%以上、0.01重量%以上。隨著研磨粒含量的增加，可實現較高的研磨效率。上述含量以5重量%以下為適當，宜為3重量%以下，較佳為1重量%以下，更佳為0.5重量%以下。藉此可實現缺陷更為減少的研磨表面。上述研磨粒含量，在研磨用組成物以研磨液(工作漿)的形態來使用的態樣中適合採用。
研磨用組成物S2中，可因應必要含有水溶性高分子、鹼性化合物、水、界面活性劑及其他成分。這些成分可使用的材料或使用量的例示，與研磨用組成物S1大概同樣，因此省略重複的說明。
此處揭示的技術，能夠以研磨用組成物S1及研磨用組成物S2兩者包含至少一種水溶性高分子的態樣適當地實施。亦即，能夠以在研磨用組成物S1與研磨用組成物S2中共通包含至少一種水溶性高分子的態樣適當地實施。研磨用組成物S1、S2所含的水溶性高分子可全部共通。在此處揭示的研磨方法中，第1階段與第2階段可在相同定盤上進行，因此在該定盤上，研磨用組成物S1與研磨用組成物S2可至少暫時共存。研磨用組成物S1與研磨用組成物S2包含共通的水溶性高分子，從提升這些研磨用組成物共存的狀態下的分散安定性或抑制凝集物發生的觀點看來會是有利的。上述共通的水溶性高分子在研磨用組成物S1中的含量與研磨用組成物S2中的含量，可為相同或不同程度。
從同樣的理由看來，此處揭示的技術，能夠以在研磨用組成物S1與研磨用組成物S2中共通包含至少一種鹼性化合物的態樣適當地實施。上述共通的鹼性化合物在研磨用組成物S1中的含量與研磨用組成物S2中的含量，可為相同或不同程度。
另外，從同樣的理由看來，此處揭示的技術，能夠以研磨用組成物S1與研磨用組成物S2共通包含至少一種界面活性劑的態樣適當地實施。上述共通的界面活性劑在研磨用組成物S1中的含量與研磨用組成物S2中的含量，可為相同或不同程度。
＜研磨對象物＞ 此處揭示的技術，可適用於研磨各種材質及形狀的基板。基板的材質，可為例如矽、鋁、鎳、鎢、銅、鉭、鈦、不銹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。或可為由這些之中多種材質所構成的基板。基板的形狀並不受特別限制。此處揭示的技術，可適用於例如板狀或多面體狀等具有平面的基板的研磨、或基板端部的研磨(例如晶圓邊緣的研磨)。
此處揭示的研磨方法，特別適合使用於由矽所形成的表面的研磨(典型來說為矽晶圓的研磨)。此處所謂的矽晶圓的典型例子為單晶矽晶圓，例如將單晶矽錠切片所得到的單晶矽晶圓。
＜研磨方法＞ 此處揭示的研磨方法，包含在相同定盤上將研磨用組成物S1及研磨用組成物S2依序供給至研磨對象物，將該研磨對象物研磨之研磨步驟。上述在相同定盤上進行的研磨步驟，例如可如以下所述般進行。但是，以下的說明並不會限制上述研磨步驟的實施態樣。
亦即，將研磨對象物(典型來說為基板)設置於研磨裝置。然後，開始對上述研磨對象物供給研磨用組成物S1，進行將該研磨對象物研磨的第1階段。研磨用組成物S1，例如會透過固定於上述研磨裝置的定盤的研磨墊被供給至上述研磨對象物。上述第1階段的研磨，典型來說可藉由連續供給研磨用組成物S1，同時將研磨墊按壓在研磨對象物表面，使兩者相對移動來進行。上述相對移動可為例如轉動。在開始供給研磨用組成物S1經過既定時間t1之後，停止供給研磨用組成物S1。另外，在開始供給研磨用組成物S1後的適當時期，開始供給研磨用組成物S2，並以既定時間t2來進行將研磨用組成物S2供給至上述研磨對象表面進行研磨的第2階段。經過以這樣的方式進行的第1階段及第2階段，結束上述研磨步驟。
此處，研磨用組成物S2的開始供給，可與研磨用組成物S1的停止供給大致同時，或可在研磨用組成物S1停止供給後隔一定時間之後才開始。或者，可在研磨用組成物S1停止供給前開始供給研磨用組成物S2。亦即，研磨用組成物S1的供給時期與研磨用組成物S2的供給時期可部分重複。在各液的供給開始及供給結束時，可讓供給量徐緩或階段性地改變，或可一次性地改變。像這樣，在本說明書之中，依序供給研磨用組成物S1、S2，是指研磨用組成物S2開始供給的時間點比研磨用組成物S1開始供給的時間點還後面。依序供給研磨用組成物S1、S2的態樣的適合例子，可列舉在開始供給研磨用組成物S1之後開始供給研磨用組成物S2，且在停止供給研磨用組成物S2之前停止供給研磨用組成物S1的態樣。該態樣依序具有不供給研磨用組成物S2且供給研磨用組成物S1進行研磨的期間，以及不供給研磨用組成物S1且供給研磨用組成物S2的期間。研磨用組成物S2開始供給的時間點，以與研磨用組成物S1停止供給的時間點大致同時或在其之前為佳。
第1階段的研磨時間t1與第2階段的研磨時間t2的關係並未受到特別限定。在幾種態樣之中，可使第1階段的研磨時間t1長於第2階段的研磨時間t2。亦即，此處揭示的研磨方法，能夠以將研磨用組成物S2供給至研磨對象物進行研磨的時間t2比將研磨用組成物S1供給至該研磨對象物進行研磨的時間t1還短(亦即研磨時間t2相對於研磨時間t1之比(t2/t1)未達1)態樣來實施。像這樣，研磨用組成物S1及研磨用組成物S2之中，藉由讓以研磨用組成物S1研磨的時間相對地變長，容易提高上述研磨步驟全體的缺陷減少性能。在此處揭示的技術中，在第2階段可有效地提高表面精密度。藉此，即使以研磨用組成物S2研磨的時間相對地變短，也可適當地除去加工後的傷害，可提升表面品質。研磨時間t2相對於研磨時間t1之比，亦即t2/t1可為例如未達0.5或未達0.4、未達0.3。另外，從提升表面精密度的觀點看來，t2/t1以定在例如0.01以上為適當，可為0.02以上。
研磨時間t2，從提升表面精密度或步驟管理的容易性等的觀點看來，通常以定在5秒以上為適當，可為10秒以上或20秒以上。另外，從抑制研磨步驟全體研磨速率降低的觀點看來，研磨時間t2可定為例如5分鐘以下或3分鐘以下、1.5分鐘以下。在幾種態樣之中，研磨時間t2可定為1分鐘以下或0.75分鐘以下、0.6分鐘以下。
第1階段的研磨時間t1與第2階段的研磨時間t2的合計長度，亦即t1＋t2，並未受到特別限定。從提升生產性的觀點看來，在幾種態樣之中，t1＋t2可為例如30分鐘以下或20分鐘以下、10分鐘以下。另外，從提升表面精密度的觀點看來，在幾種態樣之中，t1＋t2，可定為例如0.25分鐘以上或0.5分鐘以上、1分鐘以上。
各研磨泥在被供給至研磨對象物之前可為經過濃縮的形態。上述經過濃縮的形態是研磨泥濃縮液的形態，也可理解為研磨泥的原液。這種濃縮液，從製造、流通、保存等時的便利性或降低成本等的觀點看來是有利的。上述濃縮液，能夠以在所希望的時機稀釋而調製出研磨泥(工作漿)，並將該研磨泥供給至研磨對象物的態樣來使用。上述稀釋，可藉由例如對上述濃縮液加水混合來進行。上述濃縮液中的濃縮倍率並未受到特別限定。上述濃縮倍率，可定為例如以體積換算2倍~100倍左右或5倍~50倍左右，例如10倍~40倍左右。
此處揭示的技術之中所使用的研磨泥或其濃縮液，分別可為單劑型，或可為以兩劑型為首要代表的多劑型。例如能夠以藉由將研磨泥的構成成分之中至少包含研磨粒的A部分與包含其餘成分的B部分混合，因應必要在適當的時機稀釋，調製出研磨泥的方式構成。
研磨泥或其濃縮液的調製方法並未受到特別限定。例如使用翼式攪拌機、超音波分散機、均質攪拌機等周知的混合裝置將研磨泥或其濃縮液所含的各成分混合即可。將這些成分混合的態樣並未受到特別限定，例如可將所有的成分一次混合，或可依照適當設定的順序來混合。
研磨泥，能夠以所謂「溢流」的態樣，亦即一旦使用於研磨之後即拋棄的態樣來使用。或者，研磨泥可循環重覆使用。循環使用研磨泥的態樣的一個例子，可列舉由研磨裝置排出的使用過的研磨泥回收至槽桶內，將所回收的研磨泥再度供給至研磨裝置的態樣。此處揭示的研磨方法，能夠以研磨用組成物S1及研磨用組成物S2皆以溢流來使用的態樣適當地實施。
此處揭示的研磨方法中所使用的研磨墊並未受到特別限定。可使用例如發泡聚胺基甲酸酯型、不織布型、麂皮型等的研磨墊。各研磨墊可包含研磨粒或可不含研磨粒。通常適合使用不含研磨粒的研磨墊。
此處揭示的研磨方法，可為研磨物(例如矽晶圓)的製造程序的一部分。所以，依據本說明書，可提供一種研磨物(例如矽晶圓)的製造方法，其特徵為：包含上述研磨方法。依據本說明書，另外還可提供適用上述研磨方法或製造方法所得到的研磨物(例如矽晶圓)。
在此處揭示的研磨方法的幾個適合的態樣之中，將研磨用組成物S1及研磨用組成物S2依序供給至至相同定盤上進行研磨之上述研磨步驟，例如，可為將藉由上游的步驟修成Ra為0.01nm~100nm的表面狀態的矽晶圓加以研磨(典型來說為完工研磨或其前一個研磨)的步驟。此處Ra是藉由例如Schmitt Measurement System Inc.公司製雷射掃描式表面粗糙度計「TMS-3000WRC」等的裝置所測得的算術平均粗糙度。
在此處揭示的研磨方法的幾個適合的態樣之中，將研磨用組成物S1及研磨用組成物S2依序供給至相同定盤上進行研磨的上述研磨步驟，使用於基板(例如矽晶圓)的完工步驟或其前一個拋光步驟是有效果的，以在完工研磨步驟中使用為特佳。此處，完工研磨步驟，是指目標物的製造程序中最後的拋光步驟(亦即，在該步驟之後不再進行拋光的步驟)。此處揭示的研磨用組成物，另外還可使用於比完工拋光還上游的拋光步驟(是指粗研磨步驟與最終研磨步驟之間的預研磨步驟，典型來說包含至少1次拋光步驟，甚至可包含2次、3次･･･等的拋光步驟)，例如在完工拋光的前一個進行的拋光步驟。
或者，此處揭示的技術之中，供給研磨用組成物S1進行研磨的第1階段可理解為完工研磨步驟，供給研磨用組成物S2進行研磨的第2階段也可理解為清洗步驟。亦即，此處揭示的技術，能夠以例如進行供給研磨用組成物S1來研磨的第1階段作為完工研磨步驟或其一部分，進行供給研磨用組成物S2的第2階段作為清洗步驟或其一部分的態樣來實施。另外，此處揭示的技術，能夠以例如進行供給研磨用組成物S1來研磨的第1階段作為預研磨步驟或其一部分，進行供給研磨用組成物S2的第2階段作為完工研磨步驟或其一部分的態樣來實施。
此處揭示的研磨方法之中，將研磨用組成物S1及研磨用組成物S2依序供給至相同定盤上進行研磨之上述研磨步驟所使用的研磨裝置，可為同時研磨研磨對象物的兩面的雙面研磨裝置，或可為僅研磨研磨對象物的一面的單面研磨裝置。在上述研磨步驟為完工研磨步驟的情況，在幾種態樣之中，進行該研磨步驟的研磨裝置，適合採用單面研磨裝置。在完工研磨步驟之前進行預研磨步驟的情況，進行該預研磨步驟的研磨裝置，適合採用雙面研磨裝置。在這些研磨裝置之中，各研磨裝置所具備的定盤數目，可為1或2以上。各研磨裝置可為以一次研磨一枚研磨對象物的方式構成的單片式研磨裝置，或可為以可在相同定盤上同時研磨多個研磨對象物的方式構成的批次式研磨裝置。
此處揭示的使用研磨用組成物研磨的基板，典型來說會被洗淨。洗淨可使用適當的洗淨液來進行。所使用的洗淨液並未受到特別限定，例如在半導體等的領域，可使用一般的SC-1洗淨液(氫氧化銨(NH 4OH)、過氧化氫(H 2O 2)與水(H 2O)的混合液)、SC-2洗淨液(HCl、H 2O 2與H 2O的混合液)等。洗淨液的溫度，可定在例如室溫(典型來說約15℃~25℃)以上到約90℃左右的範圍。從提升洗淨效果的觀點看來，適合使用50℃~85℃左右的洗淨液。
＜研磨用組成物套組＞ 依據本說明書，可提供一種研磨用組成物套組，適合使用於此處揭示的研磨方法。該研磨用組成物套組，至少包含互相分開保存的第1組成物與第2組成物。第1組成物可為上述研磨用組成物S1或其濃縮液。第2組成物可為上述研磨用組成物S2或其濃縮液。此處揭示的研磨方法，可使用該研磨用組成物套組適當地實施。所以，上述研磨用組成物套組，可適當地利用於此處揭示的研磨方法或包含實施該研磨方法的研磨物製造方法等。構成研磨用組成物套組的第1組成物及第2組成物，分別可為單劑型或可為以兩劑型為首要代表的多劑型。多劑型的組成物，例如能夠以藉由將各組成物的構成成分之中至少包含研磨粒的A部分與包含其餘成分的B部分分開保存，將上述A部分與上述B部分混合，因應必要在適當的時機稀釋，調製出研磨泥的方式構成。
本說明書所揭示的事項，包含以下各項。 (1) 一種研磨方法，其包含將包含研磨粒A1的研磨用組成物S1與包含研磨粒A2的研磨用組成物S2依序供給至相同的研磨定盤上，將研磨對象物研磨之研磨步驟， 上述研磨粒A1，藉由動態光散射法所測得的平均粒徑(平均二次粒徑(D2 A1))相對於由藉由BET法所測得的比表面積換算出的粒徑(平均一次粒徑(D1 A1))之比(D2 A1/D1 A1)為1.5以上， 上述研磨粒A2，藉由動態光散射法所測得的平均粒徑(平均二次粒徑(D2 A2))相對於由藉由BET法所測得的比表面積換算出的粒徑(平均一次粒徑(D1 A2))之比(D2 A2/D1 A2)未達1.5。 (2) 如上述(1)之研磨方法，其中上述研磨粒A1的平均一次粒徑(D1 A1)為5nm以上100nm以下。 (3) 如上述(1)或(2)之研磨方法，其中上述研磨粒A1的平均二次粒徑(D2 A1)為10nm以上300nm以下。 (4) 如上述(1)~(3)中任一項之研磨方法，其中上述研磨粒A2的平均一次粒徑(D1 A2)為5nm以上100nm以下。 (5) 如上述(1)~(4)中任一項之研磨方法，其中上述研磨粒A2的平均二次粒徑(D2 A2)為10nm以上300nm以下。 (6) 如上述(1)~(5)中任一項之研磨方法，其中上述研磨用組成物S1中的上述研磨粒A1的含量為0.01重量%以上1重量%以下。 (7) 如上述(1)~(6)中任一項之研磨方法，其中上述研磨用組成物S2中的上述研磨粒A2的含量為0.01重量%以上1重量%以下。 (8) 如上述(1)~(7)中任一項之研磨方法，其中上述研磨用組成物S1進一步包含水溶性高分子。 (9) 如上述(1)~(8)中任一項之研磨方法，其中上述研磨用組成物S2進一步包含水溶性高分子。 (10) 如上述(1)~(9)中任一項之研磨方法，其中上述研磨粒A1為二氧化矽粒子(宜為膠體二氧化矽)。 (11) 如上述(1)~(10)中任一項之研磨方法，其中上述研磨粒A2為二氧化矽粒子(宜為膠體二氧化矽)。 (12) 如上述(1)~(11)中任一項之研磨方法，其中供給上述研磨用組成物S1進行研磨的時間t1與供給上述研磨用組成物S2進行研磨的時間t2的關係滿足t2/t1＜1。 (13) 如上述(1)~(12)中任一項之研磨方法，其係可使用於由矽所形成的表面(宜為矽晶圓)的研磨。 (14) 如上述(1)~(13)中任一項之研磨方法，其中在上述研磨步驟之前，進一步包含在與上述研磨定盤不同的研磨定盤上進行的預研磨步驟。 (15) 如上述(1)~(14)中任一項之研磨方法，其中上述研磨步驟為上述研磨對象物的完工研磨步驟。 (16) 如上述(1)~(15)中任一項之研磨方法，其中上述研磨步驟為研磨對象物(例如矽晶圓)的完工研磨步驟， 在上述完工研磨步驟之前，進一步包含在與上述研磨定盤不同的研磨定盤上，將預研磨用組成物供給至上述研磨對象物，將該研磨對象物研磨之預研磨步驟。 (17) 一種研磨用組成物套組，其係可使用於如上述(1)~(16)中任一項之研磨方法之研磨用組成物套組，並且包含 上述研磨用組成物S1或其濃縮液的第1組成物、及 上述研磨用組成物S2或其濃縮液的第2組成物， 上述第1組成物與上述第2組成物係互相分開保存。 (18) 一種研磨對象物(例如矽晶圓)之製造方法，其係包含藉由如上述(1)~(16)中任一項之研磨方法將研磨對象物(例如矽晶圓)研磨。 [實施例]
以下說明關於本發明的幾個實施例，然而並沒有刻意將本發明限定於該實施例所揭示的內容。此外，在以下的說明之中，只要沒有特別註明，「份」及「%」為重量基準。
＜研磨用組成物的調製＞ (研磨泥a) 調製出包含研磨粒、作為水溶性高分子的聚丙烯醯基嗎啉(以下表記為「PACMO」)及聚乙烯醇聚合物(以下表記為「PVA」)、鹼性化合物及界面活性劑，剩餘部分由水所形成的研磨用組成物的濃縮液。研磨粒使用了平均一次粒徑(D1)為29nm、平均二次粒徑(D2)為48nm的膠體二氧化矽。PACMO使用了Mw為35×10 4的PACMO。PVA使用了Mw為7.0×10 4、皂化度98%以上的PVA。鹼性化合物使用了氨。界面活性劑使用了分子量為378的聚氧伸乙基癸基醚(環氧乙烷加成莫耳數5)(以下表記為「C10EO5」)。將研磨用組成物的濃縮液以水稀釋後的液體定為研磨泥a。關於研磨泥a中各成分的含量，研磨粒為0.10%、PACMO為0.006%、PVA為0.003%、鹼性化合物為0.005%、界面活性劑為0.0006%。
(研磨泥b及研磨泥c) 除了研磨粒使用平均一次粒徑(D1)及平均二次粒徑(D2)分別為表1所示的值的膠體二氧化矽，再加上研磨粒的含量如表1所示之外，以與研磨泥a同樣的方法調製出研磨泥b及研磨泥c。關於研磨泥b及研磨泥c中研磨粒以外的各成分的含量，PACMO皆為0.006%、PVA皆為0.003%、鹼性化合物皆為0.005%、界面活性劑皆為0.0006%。
(研磨泥d) 調製出包含研磨粒、作為水溶性高分子的PACMO及縮醛化聚乙烯醇聚合物(以下表記為「ac-PVA」)、鹼性化合物及界面活性劑，剩餘部分由水所形成的研磨用組成物的濃縮液。研磨粒使用了平均一次粒徑(D1)為40nm、平均二次粒徑(D2)為52nm的膠體二氧化矽。PACMO使用了Mw為35×10 4的PACMO。ac-PVA使用了Mw為1.3×10 4，縮醛化度為30莫耳%的ac-PVA。鹼性化合物使用了氨。界面活性劑使用了分子量為378的C10EO5。將研磨用組成物的濃縮液以水稀釋後的液體定為研磨泥d。關於研磨泥d中各成分的含量，研磨粒為0.11%、PACMO為0.004%、ac-PVA為0.003%、鹼性化合物為0.005%、界面活性劑為0.001%。
(前研磨步驟) 調製出包含研磨粒0.6%、作為鹼性化合物的四甲基氫氧化銨(TMAH)0.08%、作為水溶性高分子的羥乙基纖維素(HEC)0.0002%，剩餘部分由水所形成的前研磨用組成物的濃縮液。研磨粒使用了BET徑35nm的膠體二氧化矽。 使用將該前研磨用組成物以水稀釋後的研磨液作為工作漿，以下述前研磨條件來研磨矽晶圓。矽晶圓使用了直徑300mm的市售單晶矽晶圓(傳導型：P型、結晶方位：＜100＞、無晶格原生缺陷)。
[前研磨條件] 研磨裝置：岡本工作機械製作所股份有限公司製的單片研磨機，型號「PNX-332B」 研磨荷重：20kPa 定盤旋轉速：20rpm 研磨頭(載體)旋轉速：20rpm 研磨墊：FUJIBO愛媛公司製，製品名「FP55」 研磨液供給速率：1升/分鐘 研磨液的溫度：20℃ 定盤冷卻水的溫度：20℃ 研磨時間：240秒
(例1) 將完成上述前研磨步驟的矽晶圓以下述研磨條件來研磨。具體而言，在下述研磨裝置的相同定盤上供給研磨泥a作為第一液的研磨用組成物S1，並供給研磨泥b作為第二液的研磨用組成物S2，對完成上述前研磨步驟的矽晶圓進行研磨。
[研磨條件] 研磨裝置：岡本工作機械製作所股份有限公司製的單片研磨機，型號「PNX-332B」 研磨荷重：20kPa 定盤旋轉速：52rpm 研磨頭(載體)旋轉速：50rpm 研磨墊：FUJIBO愛媛公司製，製品名「POLYPAS275NX」 研磨液供給速率：1.5升/分鐘 研磨液的溫度：20℃ 定盤冷卻水的溫度：20℃
較具體而言，將完成上述前研磨步驟的矽晶圓設置於上述研磨條件的研磨裝置，供給研磨泥a，以上述研磨條件開始研磨。 開始供給研磨泥a經過210秒後，停止供給研磨泥a，同時開始供給研磨泥b，以上述研磨條件將矽晶圓進一步研磨。開始供給研磨泥b經過30秒後，停止研磨泥b的供給及研磨裝置的運作，結束研磨。
將研磨後的矽晶圓由研磨裝置取下，使用NH 4OH(29%)：H 2O 2(31%)：去離子水(DIW)=2：5.3：48(體積比)的洗淨液來洗淨(SC-1洗淨)。較具體而言，準備安裝有超音波振盪器的第1洗淨槽，在該第1洗淨槽中收納上述洗淨液，保持在70℃，將研磨後的矽晶圓在洗淨槽中浸漬6分鐘。然後，在裝有超純水的第2洗淨槽中浸漬15分鐘之後，再度在第1洗淨槽中浸漬6分鐘，在第2洗淨槽浸漬16分鐘之後，使矽晶圓乾燥。
(例2~6) 除了將使用於第一液的研磨用組成物S1及使用於第二液的研磨用組成物S2的種類如表1所示般改變之外，與例1同樣地進行矽晶圓的研磨。
＜缺陷數測定＞ 對於洗淨後的矽晶圓表面，使用KLA-Tencor公司製的晶圓檢查裝置、商品名「Surfscan SP5」，以DC模式計算存在於矽晶圓表面且大小為19nm以上的缺陷(顆粒)的個數(LPD與LPD-N的合計數目)。此處，上述LPD為Light Point Defects的簡稱，LPD-N為Light Point Defect Non-cleanable的簡稱。將所得到的結果換算成將例4的上述缺陷數定為100時的相對值，並揭示於表1。
Figure 02_image003
如表1所示般，根據將滿足(D2 A1/D1 A1)≧1.5的研磨用組成物S1與滿足(D2 A2/D1 A2)＜1.5的研磨用組成物S2依序供給至相同的定盤上來進行研磨的例1~3，確認了19nm以上的缺陷的數目顯著減少。
以上詳細說明了本發明的具體例子，然而這只不過是例示，並不會限定申請專利範圍。申請專利範圍所記載的技術，包含了以上所例示的具體例子的各種變形、變更。

Claims (12)

  1. 一種研磨方法，其包含將包含研磨粒A1的研磨用組成物S1與包含研磨粒A2的研磨用組成物S2依序供給至相同的研磨定盤上，將研磨對象物研磨之研磨步驟， 前述研磨粒A1，藉由動態光散射法所測得的平均粒徑(D2 A1)相對於由藉由BET法所測得的比表面積換算出的粒徑(D1 A1)之比(D2 A1/D1 A1)為1.5以上， 前述研磨粒A2，藉由動態光散射法所測得的平均粒徑(D2 A2)相對於由藉由BET法所測得的比表面積換算出的粒徑(D1 A2)之比(D2 A2/D1 A2)未達1.5。
  2. 如請求項1的研磨方法，其中前述D1 A1為5nm以上100nm以下。
  3. 如請求項1或2之研磨方法，其中前述D1 A2為5nm以上100nm以下。
  4. 如請求項1至3中任一項之研磨方法，其中前述研磨用組成物S1中的前述研磨粒A1的含量為0.01重量%以上1重量%以下。
  5. 如請求項1至4中任一項之研磨方法，其中前述研磨用組成物S2中的前述研磨粒A2的含量為0.01重量%以上1重量%以下。
  6. 如請求項1至5中任一項之研磨方法，其中前述研磨用組成物S2進一步包含水溶性高分子。
  7. 如請求項1至6中任一項之研磨方法，其中前述研磨用組成物S1進一步包含水溶性高分子。
  8. 如請求項1至7中任一項之研磨方法，其中前述研磨粒A1及前述研磨粒A2皆為二氧化矽粒子。
  9. 如請求項1至8中任一項之研磨方法，其中前述研磨粒A1及前述研磨粒A2皆為膠體二氧化矽。
  10. 如請求項1至9中任一項之研磨方法，其中供給前述研磨用組成物S1進行研磨的時間t1與供給前述研磨用組成物S2進行研磨的時間t2的關係滿足t2/t1＜1。
  11. 如請求項1至10中任一項之研磨方法，其係可使用於由矽所形成的表面的研磨。
  12. 一種研磨用組成物套組，其係可使用於如請求項1至11中任一項之研磨方法之研磨用組成物套組，並且包含： 前述研磨用組成物S1或其濃縮液的第1組成物、及 前述研磨用組成物S2或其濃縮液的第2組成物， 前述第1組成物與前述第2組成物係互相分開保存。
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JP5312887B2 (ja) * 2008-09-24 2013-10-09 富士フイルム株式会社 研磨液
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WO2019017407A1 (ja) * 2017-07-21 2019-01-24 株式会社フジミインコーポレーテッド 基板の研磨方法および研磨用組成物セット
CN111316399B (zh) * 2017-08-31 2023-12-26 胜高股份有限公司 半导体晶片的制造方法
DE112017007930T5 (de) * 2017-10-17 2020-05-28 Sumco Corporation Verfahren zum polieren eines siliziumwafers
JP7330822B2 (ja) * 2019-03-22 2023-08-22 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方法

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