TW202402983A - 研磨用組成物 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種研磨用組成物，其可實現高品質表面。上述研磨用組成物包含二氧化矽粒子(A)、鹼性化合物(B)、第1水溶性高分子(C1)、第2水溶性高分子(C2)及水(D)，上述第1水溶性高分子(C1)為聚乙烯醇系聚合物。上述研磨用組成物的蝕刻速率ER[μm/h]與上述研磨用組成物的ζ電位ζ[mV]之積(ER×ζ)為-900nmV/h以上-90nmV/h以下。

Description

研磨用組成物
本發明關於一種研磨用組成物。本申請基於2022年3月31日申請的日本特許申請2022-58671號主張優先權，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進行精密研磨。例如作為半導體裝置的構成要素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)。關於在研磨矽晶圓等的半導體基板的用途主要使用的研磨用組成物的技術文獻，可列舉專利文獻1～3。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特許第6185432號公報 [專利文獻2] 日本特許第6348927號公報 [專利文獻3] 日本特許第6232243號公報
[發明所欲解決的課題]
研磨用組成物可使用具有將研磨對象物有效率地研磨的研磨能力的組成物。例如研磨上述矽晶圓等的半導體基板或其他基板時，可利用研磨粒產生的機械研磨作用及鹼性化合物產生的化學研磨作用(鹼蝕刻)，藉由這些作用，可發揮出高加工力。依據加工力高的研磨用組成物，可改善製造效率或成本效益，而為適合。在該研磨過程中，藉由使用二氧化矽粒子作為研磨粒，可有效地實現具有良好品質的研磨面。
另外，研磨上述基板所使用的研磨用組成物，例如完工拋光步驟(特別是矽晶圓等的半導體基板或其他基板的完工拋光步驟)所使用的研磨用組成物等，會需要在研磨後實現高品質表面的性能。研磨面的表面品質的提升，可藉由使研磨用組成物含有水溶性高分子，並以上述水溶性高分子來保護基板以防止鹼蝕刻等的方法來實現。例如專利文獻1～3揭示了一種研磨用組成物，其包含二氧化矽粒子、鹼性化合物及水溶性高分子。然而，這樣的包含研磨粒、鹼性化合物及水溶性高分子的研磨用組成物，在減少缺陷(例如無法清除的光點缺陷(LPD-N，Light Point Defect Non-cleanable))或微小刮痕(例如霧狀刮痕(haze line))，提升研磨後的表面品質方面仍然有改良的空間。
於是，本發明目的為提供一種研磨用組成物，其可實現高品質表面。 [用於解決課題的手段]
依據本說明書，可提供一種研磨用組成物。上述研磨用組成物，包含：作為研磨粒的二氧化矽粒子(A)、鹼性化合物(B)、第1水溶性高分子(C1)、第2水溶性高分子(C2)及水(D)。此處，上述第1水溶性高分子(C1)為聚乙烯醇系聚合物。上述研磨用組成物的蝕刻速率ER[μm/h]與上述研磨用組成物的ζ電位ζ[mV]之積(ER×ζ)為-900nmV/h以上-90nmV/h以下。
此處，上述研磨用組成物的蝕刻速率ER [μm/h]是根據以下的蝕刻速率測定求得。 [蝕刻速率測定] (1)準備上述研磨用組成物作為蝕刻速率測定用藥液LE。 (2)準備在25℃下並在NH 4OH(29%)：H 2O 2(31%)：去離子水(DIW)=2：5.3：48(體積比)的洗淨液中浸漬1分鐘然後在25℃下氟化氫(HF)水溶液(5%)中浸漬30秒鐘的單晶矽基板(縱6cm、橫3cm、厚度775μm的長方形)，測定其質量W0。 (3)將上述單晶矽基板在上述藥液LE中並在25℃下浸漬48小時。 (4)由上述藥液LE將上述單晶矽基板取出，在25℃下以NH 4OH(29%)：H 2O 2(31%)：去離子水(DIW)=1：1：8(體積比)的洗淨液洗淨10秒鐘。 (5)測定洗淨後的上述單晶矽基板的質量W1。 (6)由上述W0與上述W1之差及上述單晶矽基板的比重計算出蝕刻速率[μm/h]。
研磨用組成物的ζ電位ζ，可成為研磨用組成物中所含的粒子的分散性的指標。另外，研磨用組成物的蝕刻速率ER，可成為研磨用組成物保護研磨對象表面不被鹼蝕刻的性能(以下亦稱為「基板保護性能」)的指標。此處揭示的研磨用組成物，ζ電位ζ與蝕刻速率ER之積(ζ×ER)在上述範圍，因此能夠平衡良好地控制研磨用組成物的分散性與基板保護性能，會有可實現在研磨後減少缺陷(例如LPD-N)或微小刮痕(例如霧狀刮痕)的高品質表面的傾向。
在幾種態樣之中，上述第1水溶性高分子(C1)是選自由皂化度為70%以上的非改性聚乙烯醇；縮醛化聚乙烯醇系聚合物；及包含來自烷基乙烯基醚的重複單元的聚乙烯醇系聚合物；所成的群組中的一種或兩種以上。若上述第1水溶性高分子(C1)使用上述聚合物，則會有研磨後的表面品質更加提升的傾向。
在幾種態樣之中，上述第1水溶性高分子(C1)的含量，相對於上述研磨粒100重量份，為0.5重量份以上10重量份以下。依據該組成，可適當地實現此處揭示的技術所產生的效果。
在幾種態樣之中，上述第2水溶性高分子(C2)是選自由具有與上述第1水溶性高分子(C1)不同化學構造的聚乙烯醇系聚合物；含有氮原子的聚合物；及包含(甲基)丙烯酸單元的聚合物；所成的群組中的一種或兩種以上。若將該第2水溶性高分子(C2)與第1水溶性高分子(C1)一起使用，則會有研磨後的表面品質更加提升的傾向。 在幾種態樣之中，上述含氮有原子的聚合物為包含具有N-(甲基)丙烯醯基的鏈狀醯胺作為單體單元的聚合物。若將該聚合物與第1水溶性高分子(C1)一起使用，則會有研磨後的表面品質更加提升的傾向。
在幾種態樣之中，上述第2水溶性高分子(C2)的含量，相對於上述研磨粒100重量份，為0.5重量份以上10重量份以下。依據該組成，可適當地實現此處揭示的技術所產生的效果。
在幾種態樣之中，研磨用組成物進一步包含界面活性劑(E)。依據該構成，會有更加改善研磨後的表面品質的傾向。在合適的一個態樣之中，上述界面活性劑(E)為非離子性界面活性劑。
此處揭示的研磨用組成物適合使用於研磨由矽材料所形成的表面。藉由使用上述研磨用組成物，對於由矽材料所形成的表面進行研磨，可有效地實現高品質的由矽材料所形成的表面。
此處揭示的研磨用組成物可為濃縮液。此處揭示的研磨用組成物，能夠以濃縮液來製造、物流、保存。
以下說明本發明之適合的實施形態。此外，在本說明書之中，特別提及的事項以外而且是實施本發明所必要的事物，可從業界人士根據該領域的先前技術的設計事項得知。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。
＜研磨用組成物的特性＞ 此處揭示的研磨用組成物是以ζ電位及蝕刻速率來當作特徵。此處，研磨用組成物的ζ電位，是指對於研磨用組成物使用ζ電位測定裝置測得的ζ電位。較具體而言，是指對於研磨用組成物中所含的粒子測得的ζ電位。研磨用組成物的ζ電位，可成為研磨用組成物中所含的粒子的分散性的指標。例如具有負ζ電位的研磨用組成物的ζ電位的絕對值變大，意指在研磨用組成物之中，包含研磨粒的粒子的靜電排斥力增加，會有代表研磨用組成物的分散性提升的傾向。
另外，研磨用組成物的蝕刻速率，代表研磨對象物的表面被研磨用組成物中所含的鹼性化合物等化學腐蝕(蝕刻)的程度。具體而言，研磨用組成物的蝕刻速率，是根據以下的蝕刻速率測定求得。此處，研磨用組成物中所含的水溶性高分子等會吸附於研磨對象物的表面，會有具有保護研磨對象物的表面不被蝕刻的作用的傾向。所以，研磨用組成物的蝕刻速率，可成為在除去研磨粒產生的機械作用的影響的條件下藉由研磨用組成物中所含的水溶性高分子等來抑制研磨對象物的表面被鹼性化合物等蝕刻的現象的性能的指標，亦即研磨用組成物保護研磨對象物表面的性能(以下亦稱為基板保護性能)的指標。在後述實施例之中，研磨用組成物的蝕刻速率也是根據以下的蝕刻速率測定求得。
[蝕刻速率測定] (1)準備研磨用組成物作為蝕刻速率測定用藥液LE。 (2)準備在25℃下在NH 4OH(29%)：H 2O 2(31%)：去離子水(DIW)=2：5.3：48(體積比)的洗淨液中浸漬1分鐘之後，在25℃下在氟化氫(HF)水溶液(5%)中浸漬30秒鐘的單晶矽基板(縱6cm、橫3cm、厚度775μm的長方形)，並測定其質量W0。 (3)將上述單晶矽基板在上述藥液LE中並在25℃下浸漬48小時。 (4)由上述藥液LE將上述單晶矽基板取出，在25℃下以NH 4OH(29%)：H 2O 2(31%)：去離子水(DIW)=1：1：8(體積比)的洗淨液洗淨10秒鐘。 (5)測定洗淨後的上述單晶矽基板的質量W1。 (6)由上述W0與上述W1之差及上述單晶矽基板的比重計算出蝕刻速率[μm/h]。
此處揭示的研磨用組成物，ζ電位與蝕刻速率之積在既定範圍。研磨用組成物的ζ電位與蝕刻速率之積在既定範圍，代表研磨用組成物的分散性與研磨用組成物的基板保護性能分別受到控制，而會有落在既定範圍的傾向。依據該構成的研磨用組成物，會有研磨後的表面品質提升的傾向。
依據此處揭示的技術的一個態樣，研磨用組成物的ζ電位ζ[mV]與研磨用組成物的蝕刻速率ER[μm/h]之積(ER×ζ)在-900nmV/h以上-90nmV/h以下。若ζ電位與蝕刻速率之積在上述範圍，則藉由平衡良好地控制研磨用組成物的分散性與基板保護性能，會有可實現在研磨後缺陷(例如LPD-N)或微小刮痕(例如霧狀刮痕)減少的高品質表面的傾向。
從減少研磨後的LPD-N、減少霧狀刮痕等、改善表面品質的觀點看來，研磨用組成物的ζ電位ζ[mV]與研磨用組成物的蝕刻速率ER[μm/h]之積(ER×ζ)，以-870 nmV/h以上為較佳。在幾種態樣之中，上述ER×ζ可為-700 nmV/h以上或-500nmV/h以上、-400nmV/h以上、-350 nmV/h以上。同樣地，從改善表面品質的觀點看來，上述ER×ζ可為-100nmV/h以下或-105nmV/h以下，以-115nmV/h以下為較佳。在幾種態樣之中，上述ER×ζ可為-200nmV/h以下或-250nmV/h以下、-300nmV/h以下、-400nmV/h以下。
研磨用組成物的ζ電位ζ，只要與蝕刻速率ER之積在特定範圍，則並未受到特別限定。上述ζ電位ζ通常未達0mV，從研磨用組成物的分散性或研磨面的表面品質等的觀點看來，以-5mV以下為適當，宜為-10mV以下，較佳為-20mV以下，更佳為-25mV以下，特佳為-30mV以下。在幾種態樣之中，上述ζ電位ζ可為-35mV以下或-38 mV以下、-45mV以下。從提升研磨速率的觀點看來，宜為-80mV以上，較佳為-70mV以上，更佳為-60mV以上，可為-45mV以上。研磨用組成物的ζ電位ζ，可依照研磨粒種或含量、水溶性高分子的種類或分子量、含量、鹼性化合物的種類或含量、其他添加成分(界面活性劑等)的添加的有無、其種類或含量、pH等來設定。
研磨用組成物的ζ電位可使用周知或慣用的ζ電位測定裝置來測定。具體而言可依照後述實施例所記載的方法來測定。
研磨用組成物的蝕刻速率ER，只要與ζ電位ζ之積在特定範圍，則並未受到特別限定。根據上述蝕刻速率測定測得的研磨用組成物的蝕刻速率ER，從研磨面的表面品質等的觀點看來，通常以25μm/h以下為適當，宜為20μm/h以下，較佳為18μm/h以下。在幾種態樣之中，上述蝕刻速率ER可為13μm/h以下或10μm/h以下、8.5μm/h以下、5μm/h以下。研磨速率的觀點看來，上述蝕刻速率ER，通常以2μm/h以上為適當，宜為3μm/h以上，較佳為4μm/h以上。在幾種態樣之中，上述蝕刻速率ER可為7μm/h以上或8μm/h以上、9μm/h以上、10μm/h以上。研磨用組成物的蝕刻速率ER，可依照水溶性高分子的種類或分子量、含量、鹼性化合物的種類或含量、其他添加成分(界面活性劑等)的添加的有無、其種類或含量、pH等來設定。
＜研磨粒＞ 此處揭示的研磨用組成物包含二氧化矽粒子作為研磨粒。作為研磨粒的二氧化矽粒子，會發揮將研磨對象物的表面機械研磨的作用。藉由使研磨用組成物含有研磨粒，靠著含有研磨粒所產生的機械研磨作用，可提升研磨速率。另外，在可使用於如後述矽晶圓等具有由矽所形成的表面的研磨對象物的研磨(例如完工拋光)的研磨用組成物中，採用二氧化矽粒子作為研磨粒特別有意義。
二氧化矽粒子的具體例子，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，以使用膠狀二氧化矽為特佳。膠狀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)為原料製作出的膠狀二氧化矽、或烷氧化物法膠狀二氧化矽(藉由烷氧基矽烷的水解縮合反應製造出的膠狀二氧化矽)。膠狀二氧化矽可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。
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。二氧化矽的真比重的上限並未受到特別限定，典型來說為2.3以下，例如為2.2以下。二氧化矽粒子的真比重，可採用使用乙醇作為置換液的液體置換法所得到的測定值。
研磨粒(典型來說為二氧化矽粒子)的平均一次粒徑並未受到特別限定，從研磨速率等的觀點看來，宜為5nm以上，較佳為10nm以上。從得到更高的研磨效果(例如降低霧度、除去缺陷等的效果)的觀點看來，上述平均一次粒徑以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，研磨粒的平均一次粒徑，宜為100nm以下，較佳為50nm以下，更佳為45nm以下。從容易得到較低霧度的表面的觀點看來，在幾種態樣之中，研磨粒的平均一次粒徑可為43nm以下或未達40nm、未達38nm、未達35nm、未達32nm、未達30nm。
此外，在本說明書之中，平均一次粒徑是指由藉由BET法測得的比表面積(BET值)，依照平均一次粒徑(nm)=6000/(真密度(g/cm 3)×BET值(m 2/g))的算式計算出的粒徑(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。
研磨粒(典型來說為二氧化矽粒子)的平均二次粒徑並未受到特別限定，例如可從15nm～300nm左右的範圍適當地選擇。從提升研磨速率的觀點看來，以上述平均二次粒徑以30nm以上為佳，35nm以上為較佳。在幾種態樣之中，上述平均二次粒徑，例如可為40nm以上或42nm以上，宜為44nm以上。另外，上述平均二次粒徑通常以250nm以下為有利，以200nm以下為佳，150nm以下為較佳。在幾種合適的態樣之中，上述平均二次粒徑為120nm以下，較佳為100nm以下，更佳為70nm以下，例如可為60nm以下或50nm以下。
此外，在本說明書之中，平均二次粒徑是指藉由動態光散射法測得的粒徑(體積平均粒徑)。研磨粒的平均二次粒徑，可藉由例如使用日機裝公司製的製品「Nanotrac UPA-UT151」的動態光散射法來測定。
二氧化矽粒子的形狀(外形)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。例如適合採用多數粒子為花生狀或繭狀的二氧化矽粒子。
二氧化矽粒子的長徑/短徑比的平均值(平均長寬比)，原則上為1.0以上，宜為1.05以上，更佳為1.1以上，或可為1.2以上，然而並無特別限定。隨著平均長寬比的增加，可實現更高的研磨速率。另外，二氧化矽粒子的平均長寬比，從減少刮痕等的觀點看來，宜為3.0以下，較佳為2.0以下，更佳為1.5以下，或可為1.4以下。
二氧化矽粒子的形狀(外形)或平均長寬比，例如可藉由電子顯微鏡觀察求得。求得平均長寬比的具體程序，例如使用掃描式電子顯微鏡(SEM)，對於可辨識獨立粒子形狀的既定個數(例如200個)二氧化矽粒子繪出與各粒子影像外切的最小的長方形。然後，對於對各粒子影像繪出的長方形計算其長邊的長度(長徑的值)除以短邊的長度(短徑的值)之值，將所得到的值定為長徑/短徑比(長寬比)。將上述既定個數的粒子的長寬比取算術平均，可求得平均長寬比。
此處揭示的研磨用組成物，在不會顯著妨礙本發明之效果的範圍，亦可包含二氧化矽粒子以外的研磨粒(以下亦稱為「非二氧化矽研磨粒」)。非二氧化矽研磨粒的例子，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(此處(甲基)丙烯酸是指包括丙烯酸及甲基丙烯酸的意思)、聚丙烯腈粒子等。這樣的研磨粒可單獨使用一種，或可將兩種以上組合使用。
此處揭示的技術，能夠以實質上僅使用二氧化矽粒子作為研磨粒的態樣適當地實施。從這樣的觀點看來，二氧化矽粒子在研磨粒的總量中占的比例，以90重量%以上為適當，宜為95重量%以上，較佳為98重量%以上(例如99～100重量%)。
＜鹼性化合物＞ 此處揭示的研磨用組成物含有鹼性化合物。在本說明書之中，鹼性化合物是指具有溶解於水而使水溶液的pH上昇的機能的化合物。藉由使研磨用組成物含有鹼性化合物，藉由其化學研磨作用(鹼蝕刻)，研磨對象物會有效率地被研磨。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。這樣的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，可列舉氫氧化四甲基鏻、氫氧化四乙基鏻等的氫氧化四級鏻。
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 -、Cl -、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，亦即氫氧化四級銨。氫氧化四級銨的具體例子，可列舉氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化四丙基銨、氫氧化四丁基銨、氫氧化四戊基銨及氫氧化四己基銨等的氫氧化四烷基銨；氫氧化2-羥乙基三甲基銨(亦稱為膽鹼)等的氫氧化羥烷基三烷基銨等。
這些鹼性化合物之中，適合使用例如選自鹼金屬的氫氧化物、氫氧化四級銨及氨的至少一種鹼性化合物。尤其以氫氧化四烷基銨(例如氫氧化四甲基銨)及氨為較佳，氨為特佳。
＜水溶性高分子＞ 此處揭示的研磨用組成物包含水溶性高分子。水溶性高分子有助於保護研磨對象表面或提升研磨後的研磨對象表面的潤濕性等。此處揭示的研磨用組成物，其特徵為包含至少兩種水溶性高分子。換言之，此處揭示的研磨用組成物包含第1水溶性高分子與第2水溶性高分子。
＜第1水溶性高分子＞ 此處揭示的研磨用組成物包含聚乙烯醇系聚合物作為第1水溶性高分子。依據包含聚乙烯醇系聚合物研磨用組成物，容易得到高品質的研磨面。聚乙烯醇系聚合物被認為對於基板表面發生作用而保護基板表面，藉此有助於改善研磨面品質(具體而言為降低霧度)，然而這並非特別限定地解釋。藉由將作為第1水溶性高分子的聚乙烯醇系聚合物與第2水溶性高分子組合使用，可享有由各水溶性高分子的不同作用所產生的優點，同時可有效地實現高表面品質。
在本說明書之中，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單獨使用一種，或可將兩種以上組合使用。聚乙烯醇系聚合物可僅包含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，或可為嵌段共聚物，交替共聚物或接枝共聚物。聚乙烯醇系聚合物可僅包含一種非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非改性聚乙烯醇(非改性PVA)或改性聚乙烯醇(改性PVA)。此處非改性PVA，是指實質上不含藉由使聚乙酸乙烯酯水解(皂化)而產生，乙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之聚乙烯醇系聚合物。上述非改性PVA的皂化度，例如可為60%以上，從水溶性的觀點看來，可為70%以上或80%以上、90%以上。在幾種態樣之中，非改性PVA的皂化度可為98%以上(完全皂化)。
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、(二)羧基、(二)羧酸酯基、苯基、萘基、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種構造的非VA單元的改性PVA。另外，改性PVA所可包含的非VA單元，可為例如後述來自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、來自(二)丙酮化合物的重複單元等，然而不受其限定。上述N-乙烯基型單體的一個合適例子，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合適例子，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以下之烷基的乙烯基醚。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。上述(二)丙酮化合物的適合例子，可列舉二丙酮(甲基)丙烯醯胺、乙醯基丙酮。
另外，在幾種合適的態樣之中，聚乙烯醇系聚合物可使用縮醛化聚乙烯醇系聚合物。縮醛化聚乙烯醇系聚合物，可列舉例如聚乙烯醇系聚合物中所含的一部分VA單元發生縮醛化的改性PVA。上述聚乙烯醇系聚合物中所含的一部分VA單元發生縮醛化的改性PVA(縮醛化PVA(ac-PVA))，可藉由使聚乙烯醇系聚合物的一部分羥基與醛化合物或酮化合物反應而縮醛化來獲得。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來獲得。在幾種合適的態樣之中，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、丙醛、正丁醛、異丁醛、第三丁醛、己醛等的直鏈或分支烷醛類；環己烷甲醛、苯甲醛等的脂環式或芳香族醛類。這些可單獨使用一種，或可併用兩種以上。另外，除了甲醛之外，可為1個以上的氫原子被鹵素等取代後的醛。尤其從對水的溶解性高，縮醛化反應容易進行的觀點看來，以直鏈或分支烷醛類為佳，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，包含由以下的化學式：-CH 2-CH(OH)-表示的構造部分的VA單元，以及由下述一般式(1)表示的縮醛化結構單元(以下亦稱為「VAC單元」)。
(式(1)中，R為氫原子，或者直鏈或分枝烷基，該烷基可經官能基取代)。
在幾種合適的態樣之中，上述式(1)中的R為氫原子或碳數1～6之直鏈或分枝烷基。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，R以碳數1～6之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在1莫耳%以上，或可為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，縮醛化聚乙烯醇系聚合物的縮醛化度以定在未達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)。此外，在本說明書之中，「縮醛化度」是指縮醛化的結構單元(VAC單元)在構成縮醛化聚乙烯醇系聚合物的全部重複單元中占的比例。
另外，聚乙烯醇系聚合物還可使用導入了四級銨構造等的陽離子性基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。另外，乙烯醇系聚合物還可為非VA單元具有由化學式： -CH 2-CH(CR 1(OR 4)-CR 2(OR 5)-R 3)-表示的構造部分的聚合物。此處R 1～R 3各自獨立地表示氫原子或有機基，R 4及R 5各自獨立地表示氫原子或R 6-CO-(式中，R 6表示烷基)。例如在上述化學式中的R 1～R 3的至少一者為有機基的情況，該有機基可為碳數1以上8以下的直鏈或分枝烷基等。另外，上述化學式中的R 6可為碳數1以上8以下的直鏈或分枝烷基。
在幾種態樣之中，上述改性PVA可使用側鏈具有1,2-二醇構造的改性PVA。例如上述改性PVA適合採用包含上述R 1～R 5為氫原子的非VA單元的改性PVA(丁烯二醇･乙烯醇共聚物(BVOH))。
構成聚乙烯醇系聚合物的全部重複單元的莫耳數中VA單元占的莫耳數的比例，例如可為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%」是指至少不刻意讓聚乙烯醇系聚合物含有非VA單元，典型來說，非VA單元的莫耳數在全部重複單元的莫耳數中占的比例未達2%(例如未達1%)，包括0%的情況。在其他幾種態樣之中，構成聚乙烯醇系聚合物的全部重複單元的莫耳數中VA單元的莫耳數占的比例，例如可為95%以下或90%以下、80%以下、70%以下。
聚乙烯醇系聚合物中的VA單元的含量(重量基準的含量)，例如可為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單元的含量可為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可為100重量%VA單元。此處「實質上100重量%」，是指至少不刻意含有非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單元的含量未達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單元的含量，例如可為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，在相同分子內可包含VA單元含量不同的多種聚合物鏈。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，在相同分子內可包含VA單元的含量高於50重量%的聚合物鏈A與VA單元的含量低於50重量%(亦即非VA單元的含量高於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，或除了VA單元之外還包含非VA單元。聚合物鏈A中的VA單元的含量，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單元的含量，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單元的含量，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單元的含量，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。
在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)接枝聚合物鏈B(側鏈)的構造的接枝共聚物，或在聚合物鏈B(主鏈)接枝聚合物鏈A(側鏈)的構造的接枝共聚物。在幾種態樣之中，可使用在聚合物鏈A接枝聚合物鏈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作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作為主重複單元的聚合物鏈；以來自富馬酸、馬來酸、馬來酸酐等的二羧酸的乙烯酯的重複單元作為主重複單元的聚合物鏈；以來自苯乙烯、乙烯基萘等的芳香族乙烯基單體的重複單元作為主重複單元的聚合物鏈；以氧伸烷基單元作為主重複單元的聚合物鏈等。此外，在本說明書之中，在沒有特別記載的情況，主重複單元是指含量超過50重量%的重複單元。
聚合物鏈B的一個適合的例子，可列舉以N-乙烯基型單體作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的來自N-乙烯基型單體的重複單元的含量，典型來說，可為超過50重量%或70重量%以上、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。
在此說明書之中，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-乙烯基嗎啉酮、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-乙烯基丙醯胺、N-乙烯基酪酸醯胺等。聚合物鏈B，例如其重複單元的超過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作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的來自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%，或可為70重量%以上、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。
在此說明書之中，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%，或可為70重量%以上、85重量%以上、95重量%以上。聚合物鏈B中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。這樣的氧伸烷基單元，可為來自分別對應的環氧烷的重複單元。氧伸烷基系聚合物鏈中所含的氧伸烷基單元，可為一種或兩種以上。例如可為包含氧伸乙基單元與氧伸丙基單元的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，或嵌段共聚物、交替共聚物、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(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、導入了陽離子性基(例如具有四級銨構造的陽離子性基)的聚合物鏈等。
在此處揭示的技術的幾種態樣之中，作為第1水溶性高分子的聚乙烯醇系聚合物，以包含VA單元及非VA單元的共聚物的改性聚乙烯醇為佳。另外，作為第1水溶性高分子的改性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，例如為75莫耳%以上。
第1水溶性高分子(具體而言為聚乙烯醇系聚合物)的重量平均分子量(Mw)，例如可定在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，例如可為10×10 4以下或8×10 4以下、5×10 4以下、3×10 4以下。若聚乙烯醇系聚合物的Mw變小，則會有聚乙烯醇系聚合物的分散安定性提升的傾向。另外，從適當地保護研磨表面，維持或提升表面品質的觀點看來，上述Mw例如可為0.2×10 4以上，通常以0.5×10 4以上為佳。隨著聚乙烯醇系聚合物的Mw增加，會有研磨對象物的保護或潤濕性提升的效果提高的傾向。從這樣的觀點看來，在幾種態樣之中，上述Mw以0.8×10 4以上為適當，宜為1.0×10 4以上，可為2×10 4以上或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，可採用由根據水系凝膠滲透層析(GPC)所測得的值(水系、聚環氧乙烷換算)計算出的分子量。關於上述第1水溶性高分子、後述第2水溶性高分子的Mw也同樣。GPC測定裝置可使用東曹股份有限公司製的機種「HLC-8320GPC」。測定例如可依照下述條件來進行。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 GMPW XL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
在幾種態樣之中，研磨用組成物中的第1水溶性高分子(具體而言為聚乙烯醇系聚合物)的含量，相對於研磨粒(典型來說為二氧化矽粒子)100重量份，例如可定在0.01重量份以上，從減少缺陷等的觀點看來，以定在0.1重量份以上為適當，宜為0.5重量份以上，較佳為1重量份以上，或可為1.5重量份以上、2重量份以上、3重量份以上、3.5重量份以上，然而並無特別限定。第1水溶性高分子的含量，相對於研磨粒100重量份，例如可為50重量份以下或30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，第1水溶性高分子的含量，相對於研磨粒100重量份，以定在15重量份以下為適當，宜為10重量份以下，較佳為5重量份以下，或可為未達3重量份、2.5重量份以下、2重量份以下。藉由從上述範圍適當地設定第1水溶性高分子(具體而言為聚乙烯醇系聚合物)的使用量，可實現研磨後的高表面品質。
＜第2水溶性高分子＞ 此處揭示的研磨用組成物，除了第1水溶性高分子(具體而言為聚乙烯醇系聚合物)之外，還包含第2水溶性高分子。第2水溶性高分子，典型來說，是具有與第1水溶性高分子不同化學構造的聚合物。第2水溶性高分子，在研磨用組成物的ζ電位ζ[mV]與研磨用組成物的蝕刻速率ER [μm/h]之積滿足上述特定條件的前提之下並未受到特別限定，可使用各種水溶性高分子。
第2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。第2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、含有氮原子的聚合物、包含(甲基)丙烯酸單元的聚合物等，含有氮原子的聚合物的一個態樣，可使用N-乙烯基型聚合物、N-(甲基)丙烯醯基型聚合物等。第2水溶性高分子，可為來自天然物的聚合物或合成聚合物。
在幾種態樣中，第2水溶性高分子可使用來自天然物的聚合物。來自天然物的聚合物，可列舉纖維素衍生物或澱粉衍生物。
在幾種態樣中，第2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。尤其以HEC為佳。
在其他幾種態樣中，第2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、普魯蘭多糖、羧甲基澱粉、環糊精等。
在其他幾種合適的態樣中，第2水溶性高分子可使用合成聚合物。此處揭示的表面品質改善效果，可在第2水溶性高分子使用合成聚合物的態樣中適當地發揮。
在幾種態樣中，第2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，共聚物是指包括隨機共聚物、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，第2水溶性高分子可使用聚乙烯醇系聚合物。此外，在上述研磨用組成物包含兩種以上的聚乙烯醇系聚合物的情況，將Mw小者定為第1水溶性高分子，Mw大者定為第2水溶性高分子。
在幾種合適的態樣中，第2水溶性高分子可使用包含來自N-乙烯基型單體或N-(甲基)丙烯醯基型單體的重複單元作為非VA單元的改性PVA。在第2水溶性高分子為聚乙烯醇系聚合物的情況的其他態樣之中，第2水溶性高分子可使用適合作為第1水溶性高分子使用的聚乙烯醇系聚合物所列舉的化合物。合適的聚合物的例示是重複的，因此省略。
在其他幾種態樣之中，第2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。這樣的聚合物的例子，包括N-乙烯基內醯胺型單體的同元聚合物及共聚物(例如N-乙烯基內醯胺型單體的共聚比例超過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-乙烯基嗎啉酮、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-乙烯基丙醯胺、N-乙烯基酪酸醯胺等。
在其他幾種態樣之中，第2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。此外，在本說明書之中，(甲基)丙烯醯基型是指包括丙烯醯基型及甲基丙烯醯基型的意思。另外，在本說明書之中，(甲基)丙烯醯基是指包括丙烯醯基及甲基丙烯醯基的意思。
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。其他還可列舉例如N-羥乙基丙烯醯胺(HEAA)。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-異丙基丙烯醯胺的同元聚合物及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比例超過50重量%的共聚物)。此外，在本說明書之中，(甲基)丙烯醯胺是指包括丙烯醯胺及甲基丙烯醯胺的意思。
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的共聚比例超過50重量%的共聚物)。丙烯醯基嗎啉系聚合物之中，ACMO單元的莫耳數在全部重複單元的莫耳數中占的比例，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。第2水溶性高分子的全部重複單元可實質上由ACMO單元所構成。
在幾種態樣中，第2水溶性高分子可使用羧酸系聚合物。羧酸系聚合物的例子，可列舉包含馬來酸單元的聚合物、包含(甲基)丙烯酸單元的聚合物等。包含馬來酸單元的聚合物的例子，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的共聚物、馬來酸-乙酸乙烯酯共聚物等。包含(甲基)丙烯酸單元的聚合物的例子，可列舉聚丙烯酸或其鹽、苯乙烯-丙烯酸共聚物或其鹽、苯乙烯磺酸-丙烯酸共聚物或其鹽、苯乙烯磺酸鹽與丙烯酸的共聚物、丙烯酸-乙酸乙烯酯共聚物、丙烯酸/磺酸系單體共聚物等。此外，在本說明書之中，(甲基)丙烯酸是指包括丙烯酸及甲基丙烯酸的意思。
在第2水溶性高分子為聚乙烯醇系聚合物的情況，第2水溶性高分子的Mw，例如可定在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，例如可為10×10 4以下或8×10 4以下、5×10 4以下、3×10 4以下。另外，從適當地保護研磨表面，維持或提升表面品質的觀點看來，上述Mw例如可為0.2×10 4以上，通常以0.5×10 4以上為佳。隨著聚乙烯醇系聚合物的Mw增加，會有研磨對象物的保護或潤濕性提升的效果提高的傾向。從這樣的觀點看來，在幾種態樣之中，上述Mw以0.8×10 4以上為適當，宜為1.0×10 4以上，或可為1.2×10 4以上。
在第2水溶性高分子為包含具有N-(甲基)丙烯醯基的鏈狀醯胺作為單體單元的聚合物的情況，第2水溶性高分子的Mw例如可定在100×10 4以下，以50×10 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以下或10×10 4以下、8×10 4以下、6×10 4以下。另外，從提升表面品質的觀點看來，上述Mw，例如可為1×10 4以上或2×10 4以上、3×10 4以上(例如4×10 4以上)。藉由使用Mw高的第2水溶性高分子，容易得到高表面品質。
在第2水溶性高分子為包含具有N-(甲基)丙烯醯基的環狀醯胺作為單體單元的聚合物的情況，第2水溶性高分子的Mw例如可定在100×10 4以下，以70×10 4以下為適當。從濃縮效率等的觀點看來，上述Mw可為60×10 4以下或50×10 4以下，40×10 4以下。另外，從提升表面品質的觀點看來，上述Mw例如可為1.0×10 4以上或5×10 4以上、10×10 4以上(例如超過10×10 4)。在幾種態樣之中，上述Mw以20×10 4以上為適當，宜為25×10 4以上，較佳為30×10 4以上(例如超過30×10 4)。藉由使用Mw高的第2水溶性高分子，容易得到高表面品質。
在第2水溶性高分子為包含(甲基)丙烯酸單元的聚合物的情況，第2水溶性高分子的Mw，例如可定在800×10 4以下，以500×10 4以下為適當。從濃縮效率等的觀點看來，上述Mw可為300×10 4以下，宜為200×10 4以下，例如可為175×10 4以下或150×10 4以下、140×10 4以下。另外，從適當地保護研磨表面，維持或提升表面品質的觀點看來，上述Mw例如可為20×10 4以上或50×10 4以上、100×10 4以上(例如130×10 4以上)。藉由使用Mw高的第2水溶性高分子，容易得到高表面品質。
在第2水溶性高分子為包含氧伸烷基單元的聚合物的情況，第2水溶性高分子的Mw可定在10×10 4以下，或可為5×10 4以下、3×10 4以下、2×10 4以下。上述Mw可定在1×10 4以上，或可為1.2×10 4以上、1.5×10 4以上。
在幾種態樣之中，上述第2水溶性高分子適合使用Mw高於上述第1水溶性高分子的Mw者，然而並無特別限定。藉由使用具有上述相對的Mw的兩種水溶性高分子的Mw，可適當地實現研磨後的高表面品質。
在幾種態樣之中，研磨用組成物中的第2水溶性高分子的含量，相對於研磨粒(典型來說為二氧化矽粒子)100重量份，例如可定在0.01重量份以上，從降低霧度等的觀點看來，以定在0.1重量份以上為適當，宜為0.5重量份以上，較佳為1重量份以上，或可為2重量份以上，然而並無特別限定。另外，第2水溶性高分子相對於研磨粒100重量份的含量，例如可為50重量份以下或30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，第2水溶性高分子相對於研磨粒100重量份的含量，以定在15重量份以下為適當，宜為10重量份以下，較佳為5重量份以下，例如可為3.5重量份以下。藉由從上述範圍適當地設定第2水溶性高分子的使用量，可得到高表面品質。
在幾種態樣之中，研磨用組成物中的鹼性化合物(B)的含量相對於水溶性高分子的合計含量(C1+C2)之比(B/(C1+C2))，以重量基準計，例如可定在0.01以上，從研磨速率等的觀點看來，以定在0.1以上為適當，宜為0.2以上，較佳為0.5以上，或可為0.7以上，然而並無特別限定。另外，研磨用組成物中的鹼性化合物(B)的含量相對於水溶性高分子的合計含量(C1+C2)之比(B/(C1+C2))，以重量基準計，例如可為15以下或10以下。另外，從適當地保護研磨表面，維持或提升表面品質的觀點看來，上述含量之比以7以下為適當，宜為5以下，較佳為2以下，例如可為1以下。藉由從上述範圍適當地設定鹼性化合物(B)的含量相對於水溶性高分子的合計含量(C1+C2)之比，可得到高表面品質。
在幾種態樣之中，研磨用組成物中所含的水溶性高分子的合計含量，相對於研磨粒(典型來說為二氧化矽粒子)100重量份，例如可定在0.01重量份以上，從改善表面品質等的觀點看來，以定在0.1重量份以上為適當，宜為0.5重量份以上，較佳為1重量份以上，更佳為2重量份以上，特佳為4重量份以上，或可為6重量份以上，然而並無特別限定。另外，上述水溶性高分子的合計含量，相對於研磨粒100重量份，例如可為50重量份以下或30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，上述水溶性高分子的合計含量，相對於研磨粒100重量份，以定在15重量份以下為適當，宜為12重量份以下，或可為10重量份以下(例如未達10重量份)。
在幾種態樣之中，上述第2水溶性高分子的含量W2相對於第1水溶性高分子的含量W1之比(W2/W1)，以重量基準計，例如為0.01以上，以0.1以上為適當，宜為0.2以上，或可為0.4以上、0.6以上、0.8以上，然而並無特別限定。另外，上述比(W2/W1)的上限值，以重量基準計，例如為10以下，以5以下為適當，宜為3以下，較佳為未達2，或可為1以下(未達1)。藉由將上述比(W2/W1)適當地設定在上述範圍，可適當地發揮出此處揭示的技術所產生的效果。
此處揭示的研磨用組成物，在不會顯著妨礙本發明之效果的範圍，亦可包含上述第1水溶性高分子及第2水溶性高分子以外的水溶性高分子作為任意成分(以下亦稱為任意水溶性高分子)。
在研磨用組成物包含任意水溶性高分子的態樣中，任意水溶性高分子在研磨用組成物中所含的水溶性高分子全體中占的含有比率並未受到特別限定，從有效發揮第1水溶性高分子及第2水溶性高分子的作用的觀點看來，以定在大概50重量%以下(例如未達50重量%)為適當，或可為30重量%以下、未達10重量%、未達3重量%、未達1重量%。此處揭示的技術，能夠以研磨用組成物實質上不含任意水溶性高分子的態樣適當地實施。
＜界面活性劑＞ 在幾種態樣之中，研磨用組成物以包含至少一種界面活性劑為佳。藉由使研磨用組成物含有界面活性劑，可降低研磨面的霧度。依據此處揭示的技術，藉由包含上述水溶性高分子的組合與界面活性劑的組成，可更加改善研磨面的品質。界面活性劑也可使用陰離子性、陽離子性、非離子性、兩性的任一者。通常適合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，以非離子性的界面活性劑為較佳。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、聚氧伸乙基甘油醚脂肪酸酯、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。界面活性劑可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。
非離子性界面活性劑的具體例子，可列舉環氧乙烷(EO)與環氧丙烷(PO)的嵌段共聚物(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型三嵌段共聚物等)、EO與PO的隨機共聚物、聚氧乙二醇、聚氧伸乙基丙醚、聚氧伸乙基丁醚、聚氧伸乙基戊醚、聚氧伸乙基己醚、聚氧伸乙基辛醚、聚氧伸乙基-2-乙基己醚、聚氧伸乙基壬醚、聚氧伸乙基癸醚、聚氧伸乙基異癸醚、聚氧伸乙基十三烷基醚、聚氧伸乙基月桂醚、聚氧伸乙基鯨蠟醚、聚氧伸乙基硬脂醯基醚、聚氧伸乙基異硬脂醯基醚、聚氧伸乙基油醚、聚氧伸乙基苯醚、聚氧伸乙基辛基苯醚、聚氧伸乙基壬基苯醚、聚氧伸乙基十二烷基苯醚、聚氧伸乙基苯乙烯化苯醚、聚氧伸乙基月桂胺、聚氧伸乙基硬脂胺、聚氧伸乙基油胺、聚氧伸乙基單月桂酸酯、聚氧伸乙基單硬脂酸酯、聚氧伸乙基二硬脂酸酯、聚氧伸乙基單油酸酯、聚氧伸乙基二油酸酯、聚氧伸乙基去水山梨醇單月桂酸酯、聚氧伸乙基去水山梨醇單棕櫚酸酯、聚氧伸乙基去水山梨單硬脂酸醇酯、聚氧伸乙基去水山梨醇單油酸酯、聚氧伸乙基去水山梨醇三油酸酯、酸聚氧伸乙基山梨醇四油酯、聚氧伸乙基蓖麻油、聚氧伸乙基硬化蓖麻油等。尤其合適的界面活性劑，可列舉EO與PO的嵌段共聚物(特別是PEO-PPO-PEO型三嵌段共聚物)、EO與PO的隨機共聚物及聚氧伸乙基烷醚(例如聚氧伸乙基癸醚)。聚氧伸乙基烷醚適合採用EO加成莫耳數為1～10左右(例如3～8左右)者。
在幾種態樣之中，適合使用非離子性界面活性劑。藉由使用非離子性界面活性劑，會有霧度降低性能進一步提升的傾向。
界面活性劑的分子量，例如為未達1×10 4，從過濾性或洗淨性等的觀點看來，以9500以下為佳，例如可為未達9000。另外，界面活性劑的分子量，從界面活性能力等的觀點看來，通常以在200以上為適當，從霧度降低效果等的觀點看來，以250以上(例如300以上)為佳。界面活性劑的分子量的較合適的範圍也會依照該界面活性劑的種類而有所不同。例如在使用聚氧伸乙基烷醚作為界面活性劑的情況，其分子量例如以未達2000為佳，1900以下(例如未達1800)為較佳，1500以下為更佳，或可為1000以下(例如500以下)。另外，例如在使用EO與PO的嵌段共聚物作為界面活性劑的情況，其重量平均分子量，例如可為500以上或1000以上，甚至1500以上或2000以上，甚至2500以上。上述重量平均分子量的上限，例如為未達1×10 4，以9500以下為佳，例如可為未達9000或未達7000、未達5000。
界面活性劑的分子量，可採用由化學式計算出的分子量，或可採用藉由GPC求得的重量平均分子量的值(水系、聚乙二醇換算)。例如在聚氧伸乙基烷醚的情況，以採用由化學式計算出的分子量為佳，在EO與PO的嵌段共聚物的情況，以採用藉由上述GPC求得的重量平均分子量為佳。
在研磨用組成物包含界面活性劑的態樣中，界面活性劑的含量，從洗淨性等的觀點看來，通常相對於研磨粒(典型來說為二氧化矽粒子)100重量份，以定在20重量份以下為適當，以10重量份以下為佳，6重量份以下(例如3重量份以下)為較佳，然而並無特別限定。從更良好地發揮界面活性劑的使用效果的觀點看來，界面活性劑相對於研磨粒100重量份的含量，以0.001重量份以上為適當，以0.01重量份以上為佳，0.1重量份以上為較佳，或可為0.5重量份以上。
＜水＞ 此處揭示的研磨用組成物中所含的水，適合使用離子交換水(去離子水)、純水、超純水、蒸餾水等。為了極力避免研磨用組成物中所含的其他成分的作用受到阻礙，所使用的水以例如過渡金屬離子的合計含量在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)。研磨用組成物中所含的溶劑，以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，在不會顯著妨礙本發明之效果的範圍，可因應必要進一步含有例如有機酸、有機酸鹽、無機酸、無機酸鹽、螯合劑、防腐劑、防黴劑等的可使用於研磨用組成物(例如使用於矽晶圓的完工拋光步驟的研磨用組成物)的周知添加劑。
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，可列舉甲酸、乙酸、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、亞磷酸、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，或可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。螯合劑的合適例子，可列舉例如乙二胺肆(亞甲基膦酸)、二乙三胺五(亞甲基膦酸)及二乙三胺五乙酸。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，則因為該研磨用組成物被供給至基板(例如矽晶圓)，該基板的表面會被氧化而產生氧化膜，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，是指至少不刻意含有氧化劑。所以，無法避免地包含來自原料或製法等的微量氧化劑(例如研磨用組成物中的氧化劑的莫耳濃度為0.001莫耳/L以下，宜為0.0005莫耳/L以下，較佳為0.0001莫耳/L以下，更佳為0.00005莫耳/L以下，特佳為0.00001莫耳/L以下)的研磨用組成物，可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，則會有研磨速率提升的傾向。另一方面，從防止二氧化矽粒子溶解並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，11.0以下為佳，10.8以下為較佳，10.5以下為更佳。
此外，在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，將玻璃電極插入測定對象的組成物，測定經過2分鐘以上安定後之值來求得。
＜研磨液＞ 此處揭示的研磨用組成物，典型來說是以包含該研磨用組成物的研磨液的形態被供給至基板的表面上，並使用於研磨該基板。上述研磨液，可為例如將此處揭示的任一種研磨用組成物稀釋(典型來說是藉由水來稀釋)所調製出的研磨液。或可將該研磨用組成物直接作為研磨液使用。包含此處揭示的研磨用組成物的研磨液的其他例子，可列舉調整該組成物的pH而成的研磨液。
研磨液中的研磨粒(典型來說為二氧化矽粒子)的含量並不受特別限制，例如為0.005重量%以上，以0.01重量%以上為佳，較佳為0.03重量%以上，更佳為0.06重量%以上。隨著研磨粒含量的增加，可實現更高的研磨速率。上述含量以10重量%以下為適當，宜為7重量%以下，較佳為5重量%以下，更佳為2重量%以下，例如可為1重量%以下或0.5重量%以下、0.4重量%以下。藉此，容易實現表面品質的維持。
研磨液中的鹼性化合物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0.0005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，從提升表面品質(例如降低霧度)等的觀點看來，上述含量以定在未達0.1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%、甚至未達0.01重量%)為較佳。
在幾種態樣之中，研磨液中的第1水溶性高分子(具體而言為聚乙烯醇系聚合物)的含量W1，從提升表面品質等的觀點看來，例如可為0.0001重量%以上，通常以定在0.0005重量%以上為適當，宜為0.001重量%以上，例如可為0.002重量%以上或0.003重量%以上，然而並無特別限定。上述第1水溶性高分子的含量W1的上限並未受到特別限定，例如可定在0.05重量%以下。從濃縮液階段的安定性或研磨速率、洗淨性等的觀點看來，在幾種態樣之中，第1水溶性高分子的含量W1，宜為0.03重量%以下，較佳為0.015重量%以下，更佳為0.01重量%以下。此處揭示的研磨液，也能夠以例如第1水溶性高分子的含量W1為0.008重量%以下、0.006重量%以下或0.004重量%以下的態樣來實施。
在幾種態樣之中，研磨液中的第2水溶性高分子的含量W2，從提升表面品質等的觀點看來，例如可為0.0001重量%以上，通常以定在0.0005重量%以上為適當，宜為0.001重量%以上，或可為0.002重量%以上、0.003重量%以上、0.005重量%以上，然而並無特別限定。上述第2水溶性高分子的含量W2的上限並未受到特別限定，例如可定在0.1重量%以下。從濃縮液階段的安定性或研磨速率、洗淨性等的觀點看來，在幾種態樣之中，第2水溶性高分子的含量W2，宜為0.05重量%以下，較佳為0.02重量%以下，更佳為0.01重量%以下。
研磨液中的水溶性高分子的合計含量並未受到特別限定，在幾種態樣之中，可定在例如0.0001重量%以上。從降低霧度等的觀點看來，上述合計含量，宜為0.0005重量%以上，較佳為0.001重量%以上，更佳為0.002重量%以上，例如可為0.005重量%以上。另外，上述合計含量的上限例如為0.5重量%以下，從研磨速率等的觀點看來，以定在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，甚至0.015重量%以下)為更佳。
在包含界面活性劑的情況，研磨液中的界面活性劑的含量(在包含兩種以上的界面活性劑的情況為其合計含量)只要在不顯著阻礙本發明之效果的範圍，則並無特別限制。通常上述界面活性劑的含量，從洗淨性等的觀點看來，例如可定在0.00001重量%以上。從降低霧度等的觀點看來，合適的含量為0.0001重量%以上，較佳為0.0003重量%以上，更佳為0.0005重量%以上。另外，從研磨速率等的觀點看來，以將上述含量定在0.1重量%以下為佳，定在0.01重量%以下為較佳，定在0.005重量%以下(例如0.002重量%以下)為更佳。
＜濃縮液＞ 此處揭示的研磨用組成物，可為在被供給至基板之前經過濃縮的形態(亦即研磨液的濃縮液的形態)。以這種方式，濃縮形態的研磨用組成物，從製造、物流、保存等時的便利性或降低成本等的觀點看來是有利的。濃縮倍率並未受到特別限定，例如以體積換算可定在2倍～100倍左右，通常以5倍～50倍左右(例如10倍～40倍左右)為適當。這樣的濃縮液，能夠以在所希望的時機稀釋，調製出研磨液(工作漿)，將該研磨液供給至基板的態樣來使用。上述稀釋，可藉由例如在上述濃縮液中加水並混合來進行。
在將研磨用組成物(亦即濃縮液)稀釋後使用於研磨的情況，上述濃縮液中的研磨粒的含量，例如可定在25重量%以下。從研磨用組成物的分散安定性或過濾性等的觀點看來，通常上述含量宜為20重量%以下，較佳為15重量%以下。在幾種合適的態樣之中，可將研磨粒的含量定為10重量%以下或5重量%以下。另外，從製造、物流、保存等時的便利性或降低成本等的觀點看來，濃縮液中的研磨粒的含量，例如可定在0.1重量%以上，宜為0.5重量%以上，較佳為0.7重量%以上，更佳為1重量%以上。
在幾種態樣之中，上述濃縮液中的鹼性化合物的含量，例如可定在未達0.25重量%。從保存安定性等的觀點看來，通常上述含量宜為0.15重量%以下，較佳為0.1重量%以下。另外，從製造、物流、保存等時的便利性或降低成本等的觀點看來，濃縮液中的鹼性化合物的含量，例如可定在0.005重量%以上，宜為0.01重量%以上，較佳為0.02重量%以上，更佳為0.05重量%以上。
在幾種態樣之中，上述濃縮液中的水溶性高分子的合計含量，例如可定在3重量%以下。從研磨用組成物的過濾性或洗淨性等的觀點看來，通常上述含量宜為1重量%以下，較佳為0.5重量%以下。另外，上述含量，從製造、物流、保存等時的便利性或降低成本等的觀點看來，通常以0.001重量%以上為適當，宜為0.005重量%以上，較佳為0.01重量%以上。
在研磨用組成物中包含界面活性劑的態樣之中，上述濃縮液中的界面活性劑的含量，例如可定在0.25重量%以下，宜為0.15重量%以下，較佳為0.1重量%以下，或可為0.05重量%以下、0.025重量%以下。另外，上述濃縮液中的界面活性劑的含量，例如可定在0.0001重量%以上，宜為0.001重量%以上，較佳為0.005重量%以上，更佳為0.01重量%以上。
＜研磨用組成物的調製＞ 此處揭示的技術之中所使用的研磨用組成物，可為單劑型或以兩劑型為首的多劑型。例如能夠以將至少包含研磨用組成物構成成分中的研磨粒之A部分與包含其餘成分的至少一部分之B部分混合，並將其因應必要在適當的時機混合及稀釋，調製出研磨液的方式構成。
研磨用組成物的調製方法並未受到特別限定。例如可使用翼式攪拌機、超音波分散機、均質攪拌機等的周知混合裝置來混合構成研磨用組成物的各成分。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起混合，或依照適當設定的順序混合。
＜用途＞ 此處揭示的研磨用組成物，可適用於研磨具有各種材質及形狀的基板。基板的材質，可為例如矽材料、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。亦可為由這些材質之中多種材質所構成的基板。基板的形狀並不受特別限制。此處揭示的研磨用組成物，可適用於例如研磨板狀或多面體狀等的具有平面的基板、或研磨基板端部(例如研磨晶圓邊緣)。
此處揭示的研磨用組成物特別適合使用於研磨由矽材料所形成的表面(典型來說為研磨矽晶圓)。矽材料的具體例子，可列舉單晶矽、無定形矽及多晶矽等。此處揭示的研磨用組成物特別適合使用於研磨由單晶矽所形成的表面(例如研磨矽晶圓)。
此處揭示的研磨用組成物適合使用於基板(例如矽晶圓)的拋光步驟。對於基板，在利用此處揭示的研磨用組成物進行的拋光步驟之前，可實施粗磨或蝕刻等的可在比拋光步驟還上游的步驟中適用於基板的一般處理。
此處揭示的研磨用組成物使用於基板(例如矽晶圓)的完工步驟或其前一個拋光步驟是有效果的，以在完工拋光步驟中使用為特佳。此處，完工拋光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進行更進一步拋光的步驟)。此處揭示的研磨用組成物，另外還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)，例如可使用於完工拋光的前一個進行的拋光步驟。
此處揭示的研磨用組成物，適用於例如藉由上游的步驟將表面狀態調整成表面粗糙度0.01nm～100nm的矽晶圓的拋光(典型來說為完工拋光或其前一個拋光)是有效果的。以適用於完工拋光為特佳。基板的表面粗糙度Ra，例如可使用Schmitt Measurement System Inc.公司製的雷射掃描式表面粗糙度計「TMS-3000WRC」來測定。
＜研磨＞ 此處揭示的研磨用組成物，例如能夠以包含以下操作的態樣使用於基板的研磨。以下針對使用此處揭示的研磨用組成物來研磨作為基板的矽晶圓的方法的一個合適態樣作說明。 亦即，準備包含此處揭示的任一種研磨用組成物的研磨液。準備上述研磨液時，可包含對研磨用組成物實施濃度調整(例如稀釋)、pH調整等的操作調製出研磨液。或可將研磨用組成物直接作為研磨液使用。
接下來，將該研磨液供給至基板，並藉由慣用方法來研磨。例如進行矽晶圓的完工研磨的情況，典型來說，將經過粗磨步驟的矽晶圓設置於一般的研磨裝置，透過該研磨裝置的研磨墊將研磨液供給至上述矽晶圓的研磨對象面。典型來說，連續供給上述研磨液，同時將研磨墊按壓在矽晶圓的研磨對象面，並使兩者相對移動(例如旋轉移動)。經過該研磨步驟，結束基板的研磨。
上述研磨步驟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不含研磨粒。通常適合使用不含研磨粒的研磨墊。
使用此處揭示的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，例如在半導體等領域中，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(典型來說為約15℃～25℃)以上至約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。
如上述般，此處揭示的技術可包含提供包含利用上述任一種研磨方法的拋光步驟(宜為完工拋光)的研磨物之製造方法(例如矽晶圓的製造方法)及藉由該方法製造出的研磨物(例如矽晶圓)。 [實施例]
以下說明關於本發明的幾個實施例，然而並非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＞ (實施例1) 將研磨粒、鹼性化合物、水溶性高分子、界面活性劑及去離子水混合，調製出各例所關連的研磨用組成物的濃縮液。研磨粒使用了平均一次粒徑25nm的膠狀二氧化矽。鹼性化合物使用了氨。水溶性高分子使用了Mw為約1.3×10 4的縮醛化聚乙烯醇(ac-PVA；第1水溶性高分子，縮醛化度24莫耳%)及以90：10的莫耳比含有乙烯醇單元與N-乙烯基吡咯烷酮單元且Mw為約1.4×10 4的隨機共聚物(PVA-r-PVP)；第2水溶性高分子)。界面活性劑使用了環氧乙烷加成莫耳數5的聚氧伸乙基癸醚(C10EO5)。藉由將所得到的研磨用組成物的濃縮液以去離子水稀釋成體積比40倍，將研磨粒的濃度定為0.08%、鹼性化合物的濃度定為0.005%、ac-PVA的濃度定為0.003%、PVA-r-PVP的濃度定為0.001%、C10EO5的濃度定為0.0006%，得到各例所關連的研磨用組成物。
(實施例2) 第2水溶性高分子使用了Mw為約4.9×10 4的聚(N-羥乙基丙烯醯胺)(PHEAA)。另外，將PHEAA的濃度定為0.002%。其他與實施例1同樣，而調製出本例所關連的研磨用組成物。
(實施例3) 第1水溶性高分子使用了Mw為約6000的烷基改性PVA (疏水改性PVA)，第2水溶性高分子使用了約35×10 4的聚丙烯醯基嗎啉(PACMO)。另外，將PACMO的濃度定為0.004%。其他與實施例1同樣，而調製出本例所關連的研磨用組成物。本例所使用的烷基改性PVA是以85：15的莫耳比含有乙烯醇單元與正丙基乙烯基醚單元的隨機共聚物。
(實施例4) 第1水溶性高分子使用了Mw為約7.0×10 4且完全皂化(皂化度98%以上)的聚乙烯醇(PVA)，第2水溶性高分子使用了Mw為約136×10 4的聚丙烯酸(PAA)。另外，將PVA的濃度定為0.003%，PAA的濃度定為0.005%。其他與實施例3同樣，而調製出本例所關連的研磨用組成物。
(實施例5) 將鹼性化合物的濃度定為0.010%。其他與實施例4同樣，而調製出本例所關連的研磨用組成物。
(實施例6) 將鹼性化合物的濃度定為0.015%。其他與實施例4同樣，而調製出本例所關連的研磨用組成物。
(比較例1) 第2水溶性高分子使用了聚(乙烯基甲醚)(PVME)。另外，將PVME的濃度定為0.003%。其他與實施例1同樣，而調製出本例所關連的研磨用組成物。
(比較例2) 第1水溶性高分子使用了側鏈具有1,2-二醇構造且Mw為20000的丁烯二醇･乙烯醇共聚物(BVOH)，第2水溶性高分子使用了約35×10 4的聚丙烯醯基嗎啉(PACMO)。另外，將BVOH的濃度定為0.003%，PACMO的濃度定為0.004%。其他與實施例1同樣，而調製出本例所關連的研磨用組成物。丁烯二醇･乙烯醇共聚物的皂化度為95%以上。
(比較例3) 第1水溶性高分子使用了Mw為約7.0×10 4，完全皂化(皂化度98%以上)之聚乙烯醇(PVA)，第2水溶性高分子使用了Mw為約28×10 4的羥乙基纖維素(HEC)。另外，將PVA的濃度定為0.003%，HEC的濃度定為0.009%。另外，將C10EO5的濃度定為0.0005%。其他與實施例1同樣，而調製出本例所關連的研磨用組成物。
＜ζ電位的測定＞ 對於各研磨用組成物使用ζ電位測定裝置，以下述條件測定ζ電位ζ[mV]。測定裝置使用了Malvern公司製的機種「Zetasizer nano ZSP」。將測定結果揭示於表1的該欄。 [ζ電位測定條件] 分散媒：水 測定溫度：25℃ 模型：Smoluchowski
對於各研磨用組成物，根據蝕刻速率測定求得蝕刻速率ER[μm/h]。將所得到的結果揭示於表1。
對於各例的研磨用組成物計算出ζ電位ζ[mV]與蝕刻速率ER[μm/h]之積(ζ×ER)[nmV/h]。將所得到的值揭示於表1的該欄。
＜矽晶圓的研磨＞ 準備將完成粗磨及蝕刻且直徑300mm的市售單晶矽晶圓(傳導型：P型、結晶方位：＜100＞、無COP(Crystal Originated Particle：結晶缺陷))依照下述研磨條件1預拋光的矽晶圓作為基板。預拋光是使用去離子水中包含研磨粒(平均一次粒徑為35nm的膠狀二氧化矽)0.6%及氫氧化四甲基銨(TMAH)0.08%的研磨液來進行。
[研磨條件1] 研磨裝置：岡本工作機械製作所製的單片研磨裝置 型號「PNX-332B」 研磨荷重：20kPa 定盤的轉速：20rpm 研磨頭(載體)的轉速：20rpm 研磨墊：FUJIBO愛媛公司製，製品名「FP55」 研磨液的供給速率：1.0L/min 研磨液的溫度：20℃ 定盤冷卻水的溫度：20℃ 研磨時間：2min
使用上述所調製的各例所關連的研磨用組成物作為研磨液，依照下述研磨條件2研磨上述預拋光後的矽晶圓。
[研磨條件2] 研磨裝置：岡本工作機械製作所製的單片研磨裝置 型號「PNX-332B」 研磨荷重：20kPa 定盤的轉速：52rpm 研磨頭(載體)的轉速：50rpm 研磨墊：FUJIBO愛媛公司製 製品名「POLYPAS275NX」 研磨液的供給速率：1.5L/min 研磨液的溫度：20℃ 定盤冷卻水的溫度：20℃ 研磨時間：4min
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，將上述洗淨液收納在該第1洗淨槽，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25℃去離子水(DIW)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分鐘並在第2洗淨槽中浸漬16分鐘，然後使矽晶圓乾燥。
＜LPD-N及霧狀刮痕測定＞ 使用KLA-Tencor公司製的晶圓檢查裝置，商品名「Surfscan SP5」，以同裝置的DC模式測量存在於洗淨後的矽晶圓表面的LPD-N的個數及霧狀刮痕。將所測得的LPD-N的個數揭示於表1。另外，將所測得的霧狀刮痕換算成以比較例1的霧狀刮痕為10000的相對值揭示於表1。此外，LPD-N是指無法清除的光點缺陷(Light Point Defect Non-cleanable)。另外，霧狀刮痕是指藉由上述檢查裝置測得的在測定面積內的微小刮痕合計面積。
將各例的概要及評估結果揭示於表1。此外，表中，「-」代表無法測定或未測定。
如表1所示般，在包含二氧化矽粒子、鹼性化合物與水的研磨用組成物之中，依據包含作為第1水溶性高分子的聚乙烯醇系聚合物及化學構造與該第1水溶性高分子不同的第2水溶性高分子，ζ電位ζ[mV]與蝕刻速率ER[μm/h]之積(ζ×ER)為-900nmV/h以上-90nmV/h以下的實施例1～6的研磨用組成物，與上述(ζ×ER)大於-90nmV/h的比較例1～3的研磨用組成物相比，LPD-N的數目及霧狀刮痕之任一者皆顯著降低，實現了高表面品質。
以上詳細說明了本發明的具體例子，然而這些只不過是例示，並不會限定申請專利範圍。申請專利範圍所記載的技術，包括對以上例示的具體例子作各種變形、變更的結果。

Claims (10)

  1. 一種研磨用組成物，其包含： 作為研磨粒的二氧化矽粒子(A)、鹼性化合物(B)、第1水溶性高分子(C1)、第2水溶性高分子(C2)及水(D)， 前述第1水溶性高分子(C1)為聚乙烯醇系聚合物， 根據以下的蝕刻速率測定： (1)準備研磨用組成物作為蝕刻速率測定用藥液LE； (2)準備在25℃下並在NH 4OH(29%)：H 2O 2(31%)：去離子水(DIW)=2：5.3：48(體積比)的洗淨液中浸漬1分鐘然後在25℃下並在氟化氫(HF)水溶液(5%)中浸漬30秒鐘的單晶矽基板(縱6cm、橫3cm、厚775μm的長方形)，測定其質量W0； (3)將前述單晶矽基板在前述藥液LE中並在25℃下浸漬48小時； (4)由前述藥液LE將前述單晶矽基板取出，在25℃下以NH 4OH(29%)：H 2O 2(31%)：去離子水(DIW)=1：1：8(體積比)的洗淨液洗淨10秒鐘； (5)測定洗淨後的前述單晶矽基板的質量W1；及 (6)由前述W0與前述W1之差及前述單晶矽基板的比重計算出蝕刻速率[μm/h]， 測得的前述研磨用組成物的蝕刻速率ER[μm/h]與前述研磨用組成物的ζ電位ζ[mV]之積(ER×ζ)為-900nmV/h以上 -90nmV/h以下。
  2. 如請求項1之研磨用組成物，其中前述第1水溶性高分子(C1)為選自由皂化度為70%以上的非改性聚乙烯醇；縮醛化聚乙烯醇系聚合物；及包含來自烷基乙烯基醚的重複單元的聚乙烯醇系聚合物；所成的群組中的一種或兩種以上。
  3. 如請求項1或2之研磨用組成物，其中前述第1水溶性高分子(C1)的含量，相對於前述研磨粒100重量份為0.5重量份以上10重量份以下。
  4. 如請求項1～3中任一項之研磨用組成物，其中前述第2水溶性高分子(C2)為選自由具有與前述第1水溶性高分子(C1)不同化學構造的聚乙烯醇系聚合物；含有氮原子的聚合物；及包含(甲基)丙烯酸單元的聚合物；所成的群組中的一種或兩種以上。
  5. 如請求項4之研磨用組成物，其中前述含有氮原子的聚合物為包含具有N-(甲基)丙烯醯基的鏈狀醯胺作為單體單元的聚合物。
  6. 如請求項1～5中任一項之研磨用組成物，其中前述第2水溶性高分子(C2)的含量，相對於前述研磨粒100重量份為0.5重量份以上10重量份以下。
  7. 如請求項1～6中任一項之研磨用組成物，其中進一步包含界面活性劑(E)。
  8. 如請求項7之研磨用組成物，其中前述界面活性劑(E)為非離子性界面活性劑。
  9. 如請求項1～8中任一項之研磨用組成物，其係使用於由矽材料所形成的表面的研磨。
  10. 一種濃縮液，其係如請求項1～9中任一項之研磨用組成物的濃縮液。
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