TWI617655B - 研磨用組成物及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種能夠有效率地減低表面缺陷之研磨用組成物。若依據本發明，則可提供包含水溶性高分子MC-end之研磨用組成物。前述水溶性高分子MC-end之主鏈係由作為主構成區域之非陽離子性區域、與位於該主鏈之至少一側之端部之陽離子性區域所構成。前述陽離子性區域係具有至少1個陽離子性基。

Description

研磨用組成物及其製造方法
本發明係關於一種研磨用組成物。詳細而言係關於一種主要使用於矽晶圓等之半導體基板或其他的研磨對象物之研磨的研磨用組成物。本申請係根據2013年9月30日所申請的日本專利申請2013-204466號而主張優先權，該申請的全部內容係作為參考而納入本說明書中。
以往，對於金屬或類金屬、非金屬、該氧化物等之材料表面進行使用有研磨液之精密研磨。例如，作為半導體製品之構成要素等所使用的矽晶圓之表面，一般而言係經過研磨步驟(粗研磨步驟)與拋光步驟(精密研磨步驟)而完成高品質的鏡面。上述拋光步驟典型而言係包含1次拋光步驟(1次研磨步驟)與最終拋光步驟(最終研磨步驟)。關於在將矽晶圓等之半導體基板進行研磨的用途中主要使用之研磨用組成物的專利文獻係可列舉專利文獻1及2。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利申請公開2000-345145號公報
[專利文獻2]日本專利申請公開2001-240850號公報
於用以研磨矽晶圓等之半導體基板或其他的基板之研磨用組成物(特別是精密研磨用之研磨用組成物)中，在研磨對象物表面之保護或潤濕性提昇等的目的下大多含有水溶性高分子。如此之水溶性高分子係可列舉例如：羥乙基纖維素(HEC)。但，HEC係來自天然物(纖維素)之高分子，因此，相較於人工地使單體聚合所得到的高分子(以下，亦稱為合成高分子)，於化學結構或純度的控制性具有界限。另一方面，合成高分子係具有下述優點：相較於HEC等之來自天然物的高分子，其重量平均分子量或分子量分布(重量平均分子量(Mw)相對於數量平均分子量(Mn)之比)的調整等之結構控制較為容易，而能夠高度減低會成為產生表面缺陷的原因之異物或高分子結構之局部性紊亂(微小的凝聚等)等。然而，於實用性的觀點中，目前仍難以得到發揮與HEC同等以上之性能的合成高分子。今後，可預期對於研磨後之表面品質的要求會日益嚴苛，於此情況中只要提供能夠有效率地減低表面缺陷之研磨用組成物便有所助益。
本發明係鑑於如上述般之情事所發明者，其 目的為提供一種能夠有效率地減低表面缺陷之研磨用組成物。
依據本發明，可提供包含水溶性高分子MC-end之研磨用組成物。前述水溶性高分子MC-end之主鏈係由作為主構成區域之非陽離子性區域、與位於該主鏈之至少一側之端部之陽離子性區域所構成。前述陽離子性區域係具有至少1個陽離子性基。依據該構造，在上述高分子MC-end與具有陰離子性表面之研磨粒共存的情況中可有效率地減低表面缺陷。前述陽離子性區域較佳為僅存在於前述主鏈之一側之端部。此外，前述陽離子性基較佳為胺基。進而，前述陽離子性基較佳為存在於前述主鏈之末端。
於在此所揭示的技術之較佳的一樣態中，前述主鏈係由碳-碳鍵所構成。具有如此之結構的主鏈之高分子MC-end係具有疏水性表面之研磨對象物的保護性優異。
於在此所揭示的技術之較佳的一樣態中，研磨用組成物之pH為8~12之範圍。上述pH，例如，可較佳地適用於矽晶圓等之研磨對象物的研磨所使用之研磨液。
於在此所揭示的技術之較佳的一樣態中，前述水溶性高分子MC-end為乙烯醇系聚合物。依據包含乙烯 醇系聚合物作為上述高分子MC-end之研磨用組成物，能夠有效地發揮減低表面缺陷的效果。
於在此所揭示的技術之較佳的一樣態中，研磨用組成物係除前述水溶性高分子MC-end以外，進一步包含水溶性高分子MA-end。前述水溶性高分子MA-end之主鏈係由作為主構成區域之非陰離子性區域、與位於該主鏈之至少一側之端部之陰離子性區域所構成。前述陰離子性區域係具有至少1個陰離子性基。依據該構造，可進一步減低表面缺陷。此外，依據包含水溶性高分子MA-end之組成物，組成物之分散安定性會提昇。
於在此所揭示的技術之較佳的一樣態中，研磨用組成物係除前述水溶性高分子MC-end以外，進一步包含水溶性高分子ML-end。前述水溶性高分子ML-end係於主鏈之至少一側之端部具有疏水性區域。前述疏水性區域係具有至少1個來自聚合起始劑之疏水性基。依據該構造，研磨對象物的表面為疏水性表面時可進一步減低表面缺陷。此外，依據包含水溶性高分子ML-end之組成物，可實現霧度之減低。
於在此所揭示的技術之較佳的一樣態中，研磨用組成物係進一步包含研磨粒。使用上述包含高分子MC-end與研磨粒之研磨用組成物，可藉由研磨粒之機械作用來提昇研磨速率，而有效率地減低表面缺陷。
在此所揭示的研磨用組成物係可較佳地使用於矽晶圓之研磨。依據上述包含高分子MC-end之研磨用組 成物，能夠實現更高品質的矽晶圓表面。上述研磨用組成物，例如，可較佳地適用於經過研磨的矽晶圓之拋光。特佳的適用對象係可例示：矽晶圓之最終拋光。
此外，依據本發明，可提供研磨用組成物之製造方法。該製造方法，其特徵為調製包含水溶性高分子MC-end之研磨用組成物，該水溶性高分子MC-end係具有由作為主構成區域之非陽離子性區域與陽離子性區域所構成的主鏈，前述陽離子性區域係位於前述主鏈之至少一側之端部，且具有至少1個陽離子性基。依據該製造方法，可提供一種能夠有效率地減低表面缺陷之研磨用組成物。於在此所揭示的技術之較佳的一樣態中，研磨用組成物係能夠進一步包含研磨粒、鹼性化合物與水。此外，上述製造方法較佳為包含：準備包含前述研磨粒、前述鹼性化合物與水之分散液；準備包含前述水溶性高分子MC-end與水之水溶液；及對於前述分散液添加前述水溶液並進行混合。
進而，依據本發明，可提供使用在此所揭示的任一種研磨用組成物來製造研磨物之方法。該方法係包含：準備包含研磨用組成物之研磨液；將前述研磨液供給至研磨對象物；及以前述研磨液來研磨前述研磨對象物的表面。依據該製造方法，可製造具備表面缺陷少之高品質表面的研磨物。
以下，說明本發明之較佳的實施形態。另 外，於本說明書中特別提及之事項以外的本發明之實施中所必要的事項，係當業者作為設計事項而可根據該領域中之以往技術所掌握。本發明係可根據本說明書所揭示的內容與該領域中之技術常識而實施。
<水溶性高分子MC-end>
在此所揭示的研磨用組成物係藉由含有水溶性高分子MC-end(以下，亦僅稱為高分子MC-end)而特徵化。高分子MC-end之主鏈係由作為主構成區域之非陽離子性區域、與位於該主鏈之至少一側之端部之陽離子性區域所構成。高分子MC-end，例如，就以高水準控制分子量之不均(dispersion)等結構或諸特性的觀點而言，典型而言以藉由聚合法所調製的合成高分子(合成聚合物)為佳。
於本說明書中水溶性高分子之主鏈係指形成該高分子之骨架的鏈狀結構。該鏈狀結構典型而言係藉由共價鍵所構成。於該高分子具有2以上之分子鏈(典型而言係於末端基或分支點間連結成線狀或分支狀的構造單元)的情況中，只要使能夠將其他的分子鏈視為懸垂基(pendant)之中心的分子鏈成為主鏈即可。於合成高分子的情況中，主鏈一般而言係最基本的聚合分子鏈，例如於接枝聚合物的情況中，無論其長短，與主鏈不同的結構(例如嵌段結構)之分子鏈(典型而言係來自與主鏈不同的單體之分子鏈)係能夠定義為側鏈。
此外，於本說明書中之水溶性高分子主鏈之 主構成區域，係指水溶性高分子主鏈之基本區域，例如，亦可定義為將主鏈作成三等分時顯示與該中央部分相同性質(例如，離子性、親水性/疏水性)的區域。於高分子MC-end的情況中，位於端部的陽離子性區域以外之區域(亦即非陽離子性區域)係定義為主構成區域。針對後述之高分子MA-end中之非陰離子性區域、高分子ML-end中之親水性區域亦相同。於水溶性高分子主鏈整體之重複單元(於合成高分子的情況中為來自聚合性單體之單元)的莫耳數中主構成區域的莫耳數所佔之比例(莫耳比)通常為大於50%，以設為75%以上(例如90%以上，典型為95%以上)較為適當。上述主要構成區域的莫耳數之比例亦可為99%以上。
於高分子MC-end之主鏈中成為主構成區域之非陽離子性區域，係該區域為整體顯示與陽離子性不同之離子性(亦即非陽離子性)的區域。換句話說，顯示陰離子性或非離子性作為該區域整體的區域。就研磨對象物之保護性等的觀點而言，非陽離子性區域較佳為顯示非離子性的區域(亦即非離子性區域)。此外，就組成物之分散安定性、洗淨性等的觀點而言，非陽離子性區域較佳為顯示陰離子性的區域(亦即陰離子性區域)。非陽離子性區域較佳為由陰離子性或非離子性之重複單元所構成，且實質上不包含陽離子性之重複單元。在此，實質上不包含陽離子性之重複單元，係指於該區域中上述陽離子性之重複單元的莫耳比為未達0.01%(例如未達0.001%)。另外， 於本說明書中離子性(陽離子性、陰離子性或非離子性)，係只要無特別說明即意指於研磨用組成物中之離子性者。例如，於研磨用組成物顯示pH8~12的情況中，係採用pH8~12之條件下的上述區域之離子性。針對後述之親水性/疏水性亦相同。
於上述非陽離子性區域中係可包含由陰離子性基及非離子性基所選出的至少1種之官能基。就表面缺陷減低的觀點而言，非陽離子性區域較佳為實質上不具有陽離子性基。上述非陽離子性區域，例如，可為具有醯胺結構、雜環結構、乙烯基結構(在包含由來自乙烯基之碳-碳鍵(-C-C-)所構成的結構之意思下使用，以下相同)、聚氧伸烷基結構等者。尤其，於主鏈骨架具有乙烯基結構者係就對基板表面之吸附特性的觀點而言為佳，此外工業上亦較佳。具有非陽離子性區域之聚合物係可列舉例如：聚乙烯醇或包含乙烯醇(VA)單元之聚合物、聚丙烯醯嗎啉、聚丙烯酸等。
上述非陽離子性區域係就親水性與分散性的觀點而言，較佳為於上述區域之全重複單元的莫耳數中作為重複單元之VA單元所佔的莫耳比為佔50%以上之乙烯醇系區域。於上述區域之全重複單元的莫耳數中VA單元的莫耳數所佔之比例更佳為70%以上，再更佳為80%以上(例如90%以上，典型而言為95%以上)。非陽離子性區域之全重複單元可實質上由VA單元所構成。如上述般之具有非陽離子性區域的高分子MC-end較佳為乙烯醇系聚合 物。
於其他之較佳的一樣態中，上述非陽離子性區域係就表面缺陷減低的觀點而言，於上述區域之全重複單元的莫耳數中作為重複單元之丙烯醯嗎啉(ACMO)單元所佔的莫耳比為佔50%以上之區域(丙烯醯嗎啉系區域)。於上述區域之全重複單元的莫耳數中ACMO單元的莫耳數所佔之比例更佳為70%以上，再更佳為80%以上(例如90%以上，典型而言為95%以上)。非陽離子性區域之全重複單元可實質上由ACMO單元所構成。如上述般之具有非陽離子性區域的高分子MC-end較佳為丙烯醯嗎啉系聚合物。
存在於高分子MC-end之主鏈的陽離子性區域係顯示陽離子性作為該區域整體的區域，且位於主鏈之至少一側之端部的區域。於本說明書中主鏈之端部係指包含主鏈之末端的部分。因而，位於主鏈之端部的區域係可為從主鏈之至少一側之末端朝主鏈中心方向延伸的特定範圍之區域。在此所揭示的高分子MC-end係於主鏈端部具有陽離子性區域，藉此於高分子MC-end與具有陰離子性表面之研磨粒(例如，鹼環境中之二氧化矽研磨粒)共存的情況中可減低表面缺陷。其理由雖無特別限定性地解釋，但例如可推測為下述原因。亦即，可推測為：於高分子MC-end與具有陰離子性表面之研磨粒共存的情況中，高分子MC-end之主鏈端部與研磨粒之陰離子性表面互相拉扯，高分子MC-end係成為僅上述端部吸附於研磨粒表面的狀態。 可推測為：藉由如此之特有的吸附狀態研磨粒表面會受到良好地保護，藉此可一邊實現實用性的研磨速率一邊實現減低表面缺陷(例如，刮痕或PID(Polishing Induced Defect)的效果。
上述陽離子性區域較佳為僅存在於高分子MC-end的主鏈之一側之端部。藉此，可進一步減低表面缺陷。可推測為：於高分子MC-end與具有陰離子性表面之研磨粒共存的情況中，具備上述之構造的高分子MC-end係成為僅在其端部與上述研磨粒互相拉扯，另一端與上述研磨粒適度地隔離的狀態。可推測為：此狀態由於阻礙經由水溶性高分子之研磨粒的凝聚，而能夠減低起因於該凝聚的表面缺陷。
此外，在此所揭示之陽離子性區域係具有至少1個陽離子性基。於陽離子性區域中之陽離子性基的數目之上限並無特別限制，就組成物之分散安定性的觀點而言，以50以下(例如10以下，典型而言為5以下)左右較為適當。陽離子性區域中之陽離子性基的數目較佳為1或2。陽離子性基方面較佳為有機陽離子性基，可列舉例如：來自胺基(包含來自一級胺、二級胺之形態者)、亞胺基、甲脒基、咪唑啉(imidazolino)基等之陽離子性基。典型而言係可列舉：將胺基、亞胺基、甲脒基、咪唑啉基等以系內之酸予以中和陽離子化者(銨、亞胺、甲脒、咪唑鹽)等。陽離子性基亦可為四級銨的形態。其中，較佳為將胺基以系內之酸予以中和陽離子化者。在此 所揭示的技術係在包含高分子MC-end的樣態下可特佳地實施，該高分子MC-end係於具有乙烯醇系區域作為非陽離子性區域之主鏈的端部配置具有胺基之陽離子性區域。
陽離子性區域亦可為由陽離子性之重複單元所構成的區域。該區域較佳為實質上不包含陰離子性及非離子性之重複單元。在此，實質上不包含陰離子性及非離子性之重複單元，係指於該區域中上述陰離子性及非離子性之重複單元的莫耳比為未達0.01%(例如未達0.001%)。
此外，陽離子性基較佳為存在於高分子MC-end之主鏈的末端。藉此，於高分子MC-end與具有陰離子性表面之研磨粒共存的情況中，高分子MC-end會成為良好地保護上述研磨粒之表面的形態，而較佳地減低起因於研磨粒之表面缺陷。就兼具研磨粒之保護性與分散性的觀點而言，陽離子性基較佳為僅存在於高分子MC-end之主鏈的末端，更佳為僅存在於上述主鏈的單末端。於此情況中，例如陽離子性區域中之陽離子性基雖可成為1個，但藉由如此之構造，亦可實現優異的表面缺陷減低效果。一般而言，水溶性高分子係作為其重複單元之總體而決定整體的性質，另一方面，由於其末端富有運動性，因此上述末端之化學性、立體性結構係大幅左右高分子的舉動，尤其是脫吸附反應舉動。在此所揭示的技術係利用上述末端的性質而有助於表面缺陷減低者。
於高分子MC-end之主鏈整體之重複單元的莫耳數中陽離子性區域的莫耳數所佔之比例通常為未達 50%，以設為25%以下(例如10%以下，典型而言為5%以下)較為適當。上述陽離子性區域的莫耳數之比例亦可為1%以下。
陽離子性區域的導入方法並無特別限定。例如，可藉由使用具有陽離子性基之聚合起始劑來將高分子MC-end進行聚合，而將陽離子性區域導入於高分子MC-end之主鏈端部。或者，亦可於高分子MC-end之聚合時，藉由使用具有陽離子性基之鏈轉移劑、或具有陽離子性基之聚合停止劑來將陽離子性區域導入。此外，藉由周知的聚合法來調製嵌段共聚物，亦可得到於主鏈端部具有陽離子性區域的構造，該嵌段共聚物係由具有陽離子性基之重複單元的嵌段(典型而言係由陽離子性區域所構成的嵌段(陽離子性嵌段))與由非陽離子性區域所構成的嵌段(非陽離子性嵌段)所構成。其中，由於可將陽離子性基導入於主鏈末端，因此較佳為藉由使用具有陽離子性基之聚合起始劑來將陽離子性區域導入。於此情況中，陽離子性基係來自聚合起始劑。具有陽離子性基之聚合起始劑係可列舉例如：具有胺基等之有機陽離子性基之聚合起始劑。聚合起始劑較佳為偶氮系起始劑。其之具體例，係因應於所應適用的半衰期溫度，而可列舉：2,2'-偶氮雙(2-甲脒基丙烷)(V-50)或2,2'-偶氮雙(2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷)鹽酸鹽等。使用鏈轉移劑之方法係可例示：在胺基乙硫醇等之具有胺基的硫醇類之存在下進行自由基聚合之後，以鹽酸等將該鏈單末端予以陽離子化的方法。於此情 況中，亦能夠預先以鹽酸等將胺基乙硫醇進行中和。於上述樣態中，陽離子性基係來自鏈轉移劑。
此外，於高分子MC-end除主鏈以外具有1以上之側鏈的情況中，該側鏈亦可為非陽離子性。例如，側鏈係可顯示與主鏈之非陽離子性區域相同離子性者。在此所揭示的高分子MC-end係除位於主鏈之至少一側之端部(較佳為僅一側之端部)的陽離子性區域以外可為非陽離子性。因而，在此所揭示的高分子MC-end係可由位於主鏈之至少一側之端部(較佳為僅一側之端部)的陽離子性區域、與非陽離子性區域所構成。
高分子MC-end的種類並無特別限制，例如，可較佳地採用後述所例示之水溶性高分子當中能夠成為高分子MC-end者(典型而言為於主鏈具有非陽離子性區域之水溶性高分子)。高分子MC-end係可僅1種單獨，或者將2種以上組合使用。其中，更佳為乙烯醇系聚合物。例如，高分子MC-end係可較佳地使用於主鏈之端部具有陽離子性區域的乙烯醇系聚合物。高分子MC-end特佳為於主鏈之末端具有陽離子性基(例如胺基)的乙烯醇系聚合物。
或者，高分子MC-end係可較佳地使用丙烯醯嗎啉系聚合物。較佳之一樣態的高分子MC-end之具體例係可列舉：於主鏈之末端具有陽離子性基(例如胺基)的丙烯醯嗎啉系聚合物。
於在此所揭示的技術中，於研磨用組成物中所含有之水溶性高分子的總量中高分子MC-end所佔之比例 並無特別限定。就更佳地發揮高分子MC-end的效果之觀點而言，於水溶性高分子的總量中高分子MC-end所佔的比例係以10重量%以上(例如30重量%以上，典型而言為50重量%以上)較為適當。基於相同的理由，上述高分子MC-end的比例較佳為70重量%以上(例如90重量%以上，典型而言為95重量%以上)。水溶性高分子亦可為實質上僅由高分子MC-end所構成。此外，於研磨用組成物中所含有之水溶性高分子的總量中高分子MC-end所佔之比例的上限並無特別限定。就更佳地展現與其他的水溶性高分子併用時之效果的觀點而言，於水溶性高分子的總量中高分子MC-end所佔的比例亦可為90重量%以下(例如70重量%以下，典型而言為50重量%以下)。
<水溶性高分子MA-end>
在此所揭示的研磨用組成物較佳為除上述之高分子MC-end以外，進一步包含水溶性高分子MA-end(以下，亦僅稱為高分子MA-end)。高分子MA-end之主鏈係由作為主構成區域之非陰離子性區域、與位於該主鏈之至少一側之端部之陰離子性區域所構成。高分子MA-end係基於與高分子MC-end相同的理由，以藉由聚合法所調製出的合成高分子(合成聚合物)為佳。
於高分子MA-end之主鏈中成為主構成區域之非陽離子性區域係指該區域為整體顯示與陰離子性不同之離子性(亦即非陰離子性)的區域。換句話說，顯示陽離 子性或非離子性作為該區域整體的區域。就研磨對象物之保護性等的觀點而言，非陰離子性區域較佳為顯示非離子性的區域(亦即非離子性區域)。此外，就對於研磨粒之吸附性的觀點而言，非陰離子性區域較佳為顯示陽離子性的區域(亦即陽離子性區域)。非陰離子性區域較佳為由陽離子性或非離子性之重複單元所構成，且實質上不包含陰離子性之重複單元。在此，實質上不包含陰離子性之重複單元係指於該區域中上述陰離子性之重複單元的莫耳比為未達0.01%(例如未達0.001%)。
於上述非陰離子性區域中係可包含由陽離子性基及非離子性基所選出的至少1種之官能基。就表面缺陷減低的觀點而言，非陰離子性區域較佳為實質上不具有陰離子性基，更佳為非離子性區域。上述非陰離子性區域，例如，可為具有醯胺結構、四級氮結構、雜環結構、乙烯基結構、聚氧伸烷基結構等者。尤其，於主鏈骨架具有乙烯基結構者係就對基板表面之吸附特性的觀點而言為佳，此外工業上亦較佳。具有非陰離子性區域之聚合物係可列舉例如：聚乙烯醇或包含VA單元之聚合物、聚丙烯醯嗎啉、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯啶酮、聚丙烯腈等。
上述非陰離子性區域係就親水性與分散性的觀點而言，較佳為於上述區域之全重複單元的莫耳數中作為重複單元之VA單元所佔的莫耳比為佔50%以上之乙烯醇系區域。於上述區域之全重複單元的莫耳數中VA單元的莫耳數所佔之比例更佳為70%以上，再更佳為80%以上 (例如90%以上，典型而言為95%以上)。非陰離子性區域之全重複單元可實質上由VA單元所構成。如上述般之具有非陰離子性區域的高分子MA-end較佳為乙烯醇系聚合物。
或者，上述非陰離子性區域係就表面缺陷減低的觀點而言，於上述區域之全重複單元的莫耳數中作為重複單元之丙烯醯嗎啉(ACMO)單元及/或乙烯吡咯啶酮(VP)單元所佔的莫耳比可為佔50%以上之區域。例如，較佳為於上述區域之全重複單元的莫耳數中作為重複單元之ACMO單元所佔的莫耳比為佔50%以上之丙烯醯嗎啉系區域，或者，較佳為於上述區域之全重複單元的莫耳數中作為重複單元之VP單元所佔的莫耳比為佔50%以上之乙烯吡咯啶酮系區域。於上述區域之全重複單元的莫耳數中ACMO單元及/或VP單元的莫耳數所佔之比例更佳為70%以上，再更佳為80%以上(例如90%以上，典型而言為95%以上)。非陰離子性區域之全重複單元可實質上由ACMO單元及/或VP單元所構成。如上述般之具有非陰離子性區域的高分子MA-end較佳為丙烯醯嗎啉系聚合物或乙烯吡咯啶酮系聚合物。
存在於高分子MA-end之主鏈的陰離子性區域係顯示陰離子性作為該區域整體之區域，且位於主鏈之至少一側之端部的區域。在此所揭示的高分子MA-end係於主鏈端部具有陰離子性區域，藉此於高分子MA-end與具有陰離子性表面之研磨粒共存的情況中可減低表面缺陷。其理 由係可推測為如下所述。亦即，於高分子MA-end與具有陰離子性表面之研磨粒共存的情況中，由於高分子MA-end之主鏈端部係與研磨粒之陰離子性表面互相排斥而抑制上述研磨粒之凝聚，因此可實現於研磨用組成物中良好的分散狀態。此良好的分散狀態(初期分散性)係有助於進一步提昇研磨後之洗淨性，而抑制來自研磨粒之凝聚體在洗淨後仍殘留的現象發生。其結果，可推測為可實現減低表面缺陷(例如PID)的效果。進而，藉由不吸附於研磨粒而提昇研磨中之基板表面保護性，藉此而可期待霧度減低。如上所述，高分子MA-end係藉由與高分子MC-end不同的作用而有助於表面缺陷減低，因此，藉由併用高分子MC-end與高分子MA-end，表面缺陷係能夠更高水準地減低。
上述陰離子性區域較佳為僅存在於高分子MA-end的主鏈之一側之端部。例如，於高分子MA-end與具有陰離子性表面之研磨粒共存的情況中，由於在高分子MA-end之非陰離子性區域顯示陽離子性的情況中，高分子MA-end容易吸附於上述研磨粒，因此容易產生來自研磨粒之凝聚體。但，藉由使陰離子性區域僅存在於高分子MA-end的主鏈之一側之端部，高分子MA-end會在其端部與上述研磨粒隔離。藉此，可實現良好的分散性、洗淨性之提昇。該狀態係更有助於表面缺陷減低的實現。
此外，在此所揭示之陰離子性區域係具有至少1個陰離子性基。於陰離子性區域中之陰離子性基的數目之上限並無特別限制，就對於研磨粒發揮良好的吸附性 之觀點而言，以50以下(例如10以下，典型而言為5以下)左右較為適當。陰離子性區域中之陰離子性基的數目較佳為1或2。陰離子性基方面，較佳為有機陰離子性基，可列舉例如：來自羧基、羥基、磺酸基、硫酸基、磷酸基、膦酸基等之陰離子性基。典型而言係可列舉：羧基、羥基、磺酸基、硫酸基、磷酸基、膦酸基等之共軛鹼。其中，較佳為羧基及/或羥基之共軛鹼，更佳為羧基之共軛鹼。在此所揭示的技術係在包含高分子MA-end的樣態下可特佳地實施，該高分子MA-end係於具有乙烯醇系區域作為非陰離子性區域之主鏈的端部配置具有羧基之陰離子性區域。
陰離子性區域亦可為由陰離子性之重複單元所構成的區域。該區域較佳為實質上不包含陽離子性及非離子性之重複單元。在此，實質上不包含陽離子性及非離子性之重複單元係指於該區域中上述陽離子性及非離子性之重複單元的莫耳比為未達0.01%(例如未達0.001%)。
此外，陰離子性基較佳為存在於高分子MA-end之主鏈的末端。藉此，於高分子MA-end與具有陰離子性表面之研磨粒共存的情況中，由於高分子MA-end之主鏈的末端部分係與具有陰離子性表面之研磨粒互相排斥而隔離，因此可實現良好的分散性。就兼具研磨粒表面之保護性與分散性的觀點而言，陰離子性基較佳為僅存在於高分子MA-end之主鏈的末端，更佳為僅存在於上述主鏈的單末端。於此情況中，例如陰離子性區域中之陰離子性基雖可 成為1個，但藉由如此之構造，亦可實現良好的分散性、表面缺陷減低效果。
於高分子MA-end之主鏈整體之重複單元的莫耳數中陰離子性區域的莫耳數所佔之比例通常為未達50%，以設為25%以下(例如10%以下，典型而言為5%以下)較為適當。上述陰離子性區域的莫耳數之比例亦可為1%以下。
陰離子性區域的導入方法並無特別限定。例如，可藉由使用具有陰離子性基之聚合起始劑來將高分子MA-end進行聚合，而將陰離子性區域導入於高分子MA-end之主鏈端部。或者，亦可於高分子MA-end之聚合時，藉由使用具有陰離子性基之鏈轉移劑、或具有陰離子性基之聚合停止劑來將陰離子性區域導入。此外，藉由周知的聚合法來調製嵌段共聚物，亦可得到於主鏈端部具有陰離子性區域的構造，該嵌段共聚物係由具有陰離子性基之重複單元的嵌段(典型而言係由陰離子性區域所構成的嵌段(陰離子性嵌段))與由非陰離子性區域所構成的嵌段(非陰離子性嵌段)所構成。其中，由於可將陰離子性基導入於主鏈末端，因此較佳為藉由使用具有陰離子性基之聚合起始劑來將陰離子性區域導入。於此情況中，陰離子性基係來自聚合起始劑。具有陰離子性基之聚合起始劑係可列舉例如：具有羧基等之有機陰離子性基之聚合起始劑。聚合起始劑較佳為偶氮系起始劑。其之具體例係可列舉：4,4'-偶氮雙(4-氰基戊酸)(ACVA)、2,2'-偶氮雙異丁酸、 2,2'-偶氮雙(2-甲基戊酸)等。使用鏈轉移劑之方法係可例示：藉由在驗基丙酸等具有羧基的硫醇類之存在下進行自由基聚合，而將陰離子性基導入於高分子單末端的方法。於此情況中，亦能夠預先以氫氧化鉀等將羧基進行中和。於上述樣態中，陰離子性基係來自鏈轉移劑。
此外，於高分子MA-end除主鏈以外具有1以上之側鏈的情況中，該側鏈亦可為非陰離子性。例如，側鏈係可顯示與主鏈之非陰離子性區域相同離子性者。在此所揭示的高分子MA-end係除位於主鏈之至少一側之端部(較佳為僅一側之端部)的陰離子性區域以外可為非陰離子性。因而，在此所揭示的高分子MA-end係可由位於主鏈之至少一側之端部(較佳為僅一側之端部)的陰離子性區域、與非陰離子性區域所構成。
高分子MA-end的種類並無特別限制，例如，可較佳地採用後述所例示之水溶性高分子當中能夠成為高分子MA-end者(典型而言為於主鏈具有非陰離子性區域之水溶性高分子)。高分子MA-end係可僅1種單獨，或者將2種以上組合使用。其中，更佳為乙烯醇系聚合物、丙烯醯嗎啉系聚合物及乙烯吡咯啶酮系聚合物，再更佳為乙烯醇系聚合物、丙烯醯嗎啉系聚合物，特佳為乙烯醇系聚合物。例如，高分子MA-end係可較佳地使用於主鏈之端部具有陰離子性區域的丙烯醯嗎啉系聚合物。較佳之一樣態的高分子MA-end之具體例係可列舉：於主鏈之末端具有陰離子性基(例如羧基)的乙烯醇系聚合物。
於使用高分子MA-end的情況中，高分子MC-end與高分子MA-end之使用量的比(於研磨用組成物中可掌握的含量之比)並無特別限定。就更佳地發揮將高分子MC-end與高分子MA-end組合使用的效果之觀點而言，以將此等之使用量比(MC-end：MA-end)設為以重量基準計為5：95~95：5較為適當，較佳係設為10：90~90：10(例如20：80~80：20)。
<水溶性高分子ML-end>
在此所揭示的研磨用組成物較佳為除上述之高分子MC-end以外，進一步包含水溶性高分子ML-end(以下，亦僅稱為高分子ML-end)。高分子ML-end係於主鏈之至少一側之端部具有疏水性區域。高分子ML-end係基於與高分子MC-end相同的理由，典型而言係藉由聚合法所調製出的合成高分子(合成聚合物)。
高分子ML-end之主鏈係只要於其至少一側之端部具有疏水性區域者即可。例如，在此所揭示的高分子ML-end係可為於主鏈具有由疏水性區域與親水性區域所構成之主構成區域的水溶性高分子，或者於主鏈具有由親水性區域所構成之主構成區域的水溶性高分子中任一者。
高分子ML-end之主鏈較佳為由作為主構成區域之親水性區域、與位於該主鏈之至少一側之端部之疏水性區域所構成。在此，親水性區域係指該區域整體顯示親水性的區域者。親水性區域較佳為由親水性之重複單元 (親水性單元)所構成，且實質上不包含疏水性之重複單元(疏水性單元)。在此，實質上不包含疏水性之重複單元係指於該區域中上述疏水性之重複單元的莫耳比為未達0.01%(例如未達0.001%)。或者，親水性區域亦可為包含親水性單元與疏水性單元者。
上述親水性區域係就水溶性等的觀點而言，較佳為於上述區域之全重複單元的莫耳數中作為重複單元之親水性單元所佔的莫耳比為超過50%之親水性區域。於上述區域之全重複單元的莫耳數中親水性單元的莫耳數所佔之比例(莫耳比)更佳為60%以上，再更佳為70%以上(例如75%以上，典型而言為90%以上)。親水性區域之全重複單元可實質上由親水性單元所構成。親水性單元之較佳例係可列舉VA單元或者VP單元。親水性區域較佳為以上述之莫耳比包含VA單元或者VP單元的乙烯醇系區域或者乙烯吡咯啶酮系區域。如上述般之具有親水性區域的高分子ML-end係較佳為乙烯醇系聚合物或乙烯吡咯啶酮系聚合物。
可成為上述疏水性單元的聚合性單體係可列舉例如：丁酸乙烯酯、山梨酸乙烯酯、己酸乙烯酯、乙基己酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯等之碳數4以上的烷基乙酸乙烯酯類；(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲 基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸十五酯、(甲基)丙烯酸十六酯、(甲基)丙烯酸二十二酯、(甲基)丙烯酸3-(三甲氧基矽烷基)丙酯等之碳數4以上的(甲基)丙烯酸酯類；苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、t-丁基苯乙烯等之芳香族乙烯系單體等。此等係可1種單獨或者將2種以上組合使用。其中，較佳係碳原子數為4~16(例如4~10，典型而言為4~8)之直鏈狀或分支狀的飽和單羧酸的乙烯酯類、或具有碳原子數為4~10(例如4~8，典型而言為4~6)之烷基的(甲基)丙烯酸酯類。
疏水性單元係可以無規共聚物或交替共聚物、嵌段共聚物的形態導入於上述親水性區域中。此外，上述疏水性單元亦可導入於主鏈或側鏈。於上述親水性區域中疏水性單元所佔的莫耳比通常為未達50%，較佳為40%以下(例如30%以下，典型而言為25%以下)。上述疏水性單元的莫耳比亦可為10%以下。
在此所揭示的高分子ML-end之親水性區域係可由SP值為11.0以上之重複單元的1種或2種以上所構成之區域。SP值為11.0以上之重複單元係可列舉：VP單元(SP值11.0)、丙烯醯胺單元(SP值14.5)、VA單元(SP值18.5)、丙烯酸單元(SP值20.2)等。上述重複單元之SP值(於包含2種以上之重複單元的情況中為此等之平均SP值，以下相同)，就較佳地展現疏水性區域所致之效果的觀點而言亦可為14以上(例如18以上)。
在此，SP值係意味著溶解度參數(Solubility Parameter)。於本說明書中，構成水溶性高分子之重複單元的SP值，係指由Specific Interactions and the Miscibility of Polymer Blend,Michael M.Coleman et al.(1991)Technomic Publishing Co.Inc.所記載之原子團的莫耳蒸發熱之合計(Σ△H)及莫耳體積之合計(ΣV)，並藉由下述式(1)所算出之值。
SP值(δ(cal/cm-3)1/2)=(Σ△H/ΣV)1/2 (1)
上述親水性區域，例如，可為具有醯胺結構、雜環結構、乙烯基結構、聚氧伸烷基結構等者。尤其，於主鏈骨架具有乙烯基結構者係就對基板表面之吸附特性的觀點而言為佳，此外工業上亦較佳。具有親水性區域之聚合物係可列舉例如：聚乙烯醇或包含VA單元之聚合物。
存在於高分子ML-end之主鏈的疏水性區域係顯示疏水性作為該區域整體之區域，且位於主鏈之至少一側之端部的區域。在此所揭示的高分子ML-end係藉由於主鏈端部具有疏水性區域，而良好地吸附於例如具有疏水性表面的研磨對象物(例如矽晶圓)。藉此，可賦予研磨對象物表面適度的潤濕性。進而，提昇研磨對象物表面之保護性，而可實現霧度及缺陷之減低。如上所述，高分子ML-end係藉由與高分子MC-end不同的作用而有助於表面缺陷減低，因此，藉由併用高分子MC-end與高分子ML-end，表面缺陷係能夠更高水準地減低。進而，藉由高分子MC-end、高分子MA-end及高分子ML-end各不相同的作用而 可減低表面缺陷，因此，依據包含此等3種之水溶性高分子的研磨用組成物，可以更高的水準實現表面缺陷之減低。另外，疏水性區域典型而言係可為非離子性區域。
上述疏水性區域較佳為僅存在於高分子ML-end的主鏈之一側之端部。例如，於研磨對象物之表面為疏水性表面的情況中，藉由使疏水性區域僅存在於高分子ML-end的主鏈之一側之端部，高分子ML-end係在其端部適度地吸附於上述研磨對象物的表面，而有助於霧度及缺陷之減低。
此外，在此所揭示之疏水性區域係具有至少1個疏水性基。於疏水性區域中之疏水性基的數目之上限並無特別限制，就對於研磨對象物發揮良好的吸附性之觀點而言，以50以下(例如10以下，典型而言為5以下)左右較為適當。疏水性區域中之疏水性基的數目較佳為1或2。疏水性基係可列舉例如：烷基、苯基、烯丙基等，進而可列舉具有此等之聚合物單元或聚二甲基矽氧烷或聚伸烷基氧化物等。其中，較佳為烷基。在此所揭示的技術係在包含高分子ML-end的樣態下可特佳地實施，該高分子ML-end係於具有乙烯醇系區域或乙烯吡咯啶酮系區域作為親水性區域之主鏈的端部配置具有烷基(例如異丁基)之疏水性區域。另外，疏水性基典型而言係可為非離子性基。
疏水性區域的導入方法並無特別限定。例如，可藉由使用具有疏水性基之聚合起始劑來將高分子 ML-end進行聚合，而將疏水性區域導入於高分子ML-end之主鏈端部。或者，亦可於高分子ML-end之聚合時，藉由使用具有疏水性基之鏈轉移劑、或具有疏水性基之聚合停止劑來將疏水性區域導入。此外，藉由周知的聚合法來調製嵌段共聚物，亦可得到於主鏈端部具有疏水性區域的構造，該嵌段共聚物係由具有疏水性基之重複單元的嵌段(典型而言係由疏水性區域所構成的嵌段(疏水性嵌段))與由非疏水性(典型而言為親水性)區域所構成的嵌段(非疏水性嵌段)所構成。其中，由於可將疏水性基導入於主鏈末端，因此較佳為藉由使用具有疏水性基之聚合起始劑來將疏水性區域導入。於此情況中，疏水性基係來自聚合起始劑。具有疏水性基之聚合起始劑係可列舉例如：於結構中具有烴單元之偶氮系或過氧化物系聚合起始劑等。其之具體例係可列舉：2,2'-偶氮二異丁腈(AIBN)、2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、t-丁基氫過氧化物、苯甲醯過氧化物等。
此外，亦可使用包含聚二甲基矽氧烷單元或聚伸烷基氧化物單元之高分子偶氮聚合起始劑。若使用此等之起始劑，則可將作為疏水性嵌段之聚二甲基矽氧烷或聚伸烷基氧化物分別導入於高分子之單末端。
使用鏈轉移劑之方法係可例示：藉由於月桂基硫醇等具有疏水性烷基的硫醇類之存在下進行自由基聚合，而將疏水性基導入於高分子單末端的方法。
因而，在此所揭示的技術中之高分子ML-end的疏水性 區域並不限定於具有至少1個來自聚合起始劑之疏水性基者。
在此所揭示的高分子ML-end之疏水性區域係可由SP值為未達11.0之單元所構成之區域。上述單元典型而言係可來自聚合起始劑之單元。除上述來自聚合起始劑之單元以外，亦可包含1種或2種以上SP值為未達11.0之重複單元。上述構成疏水性區域的單元之SP值(於包含2種以上之重複單元的情況中為此等之平均SP值，以下相同)，就對研磨對象物之吸附性的觀點而言亦可為10.5以下(例如10.0以下，典型而言為9.0以下)。
此外，疏水性區域較佳為實質上不包含親水性之重複單元。在此，實質上不包含親水性之重複單元係指於該區域中上述親水性之重複單元的莫耳比為未達0.01%(例如未達0.001%)。疏水性區域係可實質上由來自聚合起始劑之疏水性末端、與疏水性單元所構成者。能夠成為可構成疏水性區域之疏水性單元的聚合性單體，係可較佳地使用上述之親水性區域中作為能夠成為疏水性單元的聚合性單體所例示者。
如上所述，疏水性基典型而言係來自聚合起始劑，因此，疏水性基係可存在於高分子ML-end之主鏈的末端。藉此，高分子ML-end係可良好地保護研磨對象物表面。就保護研磨對象物之表面的觀點而言，疏水性基更佳為僅存在於高分子ML-end之主鏈的單末端。於此情況中， 例如疏水性區域中之疏水性基雖可成為1個，但藉由如此之構造，亦可實現霧度及缺陷之減低。
於高分子ML-end之主鏈整體之重複單元的莫耳數中疏水性區域的莫耳數所佔之比例通常為未達50%，以設為25%以下(例如10%以下，典型而言為5%以下)較為適當。上述疏水性區域的莫耳數之比例亦可為1%以下。
此外，於高分子ML-end除主鏈以外具有1以上之側鏈的情況中，該側鏈亦可為親水性。在此所揭示的高分子ML-end係除位於主鏈之至少一側之端部(較佳為僅一側之端部)的疏水性區域以外可為親水性。因而，在此所揭示的高分子ML-end係可由位於主鏈之至少一側之端部(較佳為僅一側之端部)的疏水性區域、與親水性區域所構成。
於高分子ML-end之全重複單元(構成包含主鏈及側鏈的高分子之重複單元的合計)中親水性單元所佔的莫耳比，就水溶性的觀點而言通常以50%以上較為適當，較佳為60%以上(例如70%以上，典型而言為75%以上)。上述親水性單元的莫耳比亦可為90%以上(例如95%以上，典型而言為99%以上)。此外，於高分子ML-end之全重複單元(構成包含主鏈及側鏈的高分子之重複單元的合計)中疏水性單元所佔的莫耳比，通常以50%以下較為適當，較佳為40%以下(例如30%以下，典型而言為25%以下)。上述疏水性單元的莫耳比亦可為10%以 下(例如5%以下，典型而言為1%以下)。
高分子ML-end的種類並無特別限制，例如，可較佳地採用後述所例示之水溶性高分子當中能夠成為高分子ML-end者(典型而言為於主鏈具有親水性區域之水溶性高分子)。高分子ML-end係可僅1種單獨，或者將2種以上組合使用。其中，更佳為乙烯醇系聚合物及乙烯吡咯啶酮系聚合物，再更佳為乙烯醇系聚合物。在此所揭示的技術之較佳的一樣態中之高分子ML-end係於主鏈之端部具有疏水性區域的乙烯醇系聚合物。高分子ML-end特佳為於主鏈之末端具有疏水性基(例如烷基，典型而言為異丁基)的乙烯醇系聚合物。
於使用高分子ML-end的情況中，高分子MC-end與高分子ML-end之使用量的比(於研磨用組成物中可掌握的含量之比)並無特別限定。就更佳地發揮將高分子MC-end與高分子ML-end組合使用的效果之觀點而言，以將此等之使用量比(MC-end：ML-end)設為以重量基準計為5：95~95：5較為適當，較佳係設為10：90~90：10(例如20：80~80：20)。
<任意水溶性高分子>
在此所揭示的研磨用組成物係除高分子MC-end以外，可因應需要而含有與高分子MC-end、高分子MA-end及高分子ML-end不同的水溶性高分子(以下亦稱為「任意聚合物」)。該任意聚合物的種類並無特別限制，可由研磨用 組成物的領域中周知之水溶性高分子中適當選擇。
上述任意聚合物係可於分子中具有由陽離子性基、陰離子性基及非離子性基所選出的至少1種之官能基。上述任意聚合物，例如，可為於分子中具有羥基、羧基、醯氧基、磺酸基、一級醯胺結構、四級氮結構、雜環結構、乙烯基結構、聚氧伸烷基結構等者。就凝聚物之減低或洗淨性提昇等的觀點而言，可較佳地採用非離子性之聚合物作為上述任意聚合物。
在此所揭示的研磨用組成物中之任意聚合物，例如，可較佳地採用由後述所例示之水溶性高分子中所選出的1種或2種以上。
任意聚合物之使用量係以設為研磨用組成物中所包含之高分子MC-end的100重量%以下較為適當，較佳係設為50重量%以下，更佳係設為30重量%以下(例如10重量%以下)。在此所揭示的研磨用組成物在實質上不含有任意聚合物(例如，於上述水溶性高分子成分的總量中任意聚合物所佔的比例為未達1重量%，或者未檢測出任意聚合物)的樣態下可較佳地實施。
此外，於在此所揭示的研磨用組成物包含纖維素衍生物作為任意聚合物的情況中，其使用量較佳為抑制在該研磨用組成物所包含的水溶性高分子之總量的10重量%以下，更佳係設為5重量%以下(典型而言為1重量%以下)。藉此，可更高度地抑制起因於使用來自天然物的纖維素衍生物之異物的混入或凝聚的發生。
<水溶性高分子之共通事項>
接著，針對可共通適用於在此所揭示的研磨用組成物所含有之水溶性高分子，亦即包含高分子MC-end、高分子MA-end、高分子ML-end、其他的水溶性高分子之水溶性高分子(以下相同)的共通事項(包含結構或特性等之技術性事項)進行概括地說明。
在此所揭示的研磨用組成物所能含有之水溶性高分子的種類並無特別限制，可由乙烯醇系聚合物、或丙烯酸系聚合物、包含氧伸烷基單元之聚合物、含有氮原子之聚合物等當中選擇適當者來使用。就研磨對象物之保護性的觀點而言，在此所揭示的研磨用組成物亦可將不含包含氧伸烷基單元之聚合物者作為水溶性高分子。
水溶性高分子之主鏈的結構並無特別限定，可列舉由碳-碳鍵所構成者、或於主鏈中包含氧原子(O)或氮原子(N)者。其中，上述水溶性高分子較佳為具有由碳-碳鍵(-C-C-)所構成的主鏈。具有該主鏈之水溶性高分子係適度地吸附於具有疏水性表面之研磨對象物，因此上述研磨對象物之保護性優異。此外，就凝聚物之減低或洗淨性提昇的觀點而言較佳為主鏈由碳-碳鍵所構成者。上述碳-碳鍵較佳為來自VA或ACMO、VP等之含乙烯基之單體的乙烯基。
乙烯醇系聚合物典型而言係於該聚合物中包含VA單元作為主要的重複單元之聚合物(PVA)。於該 聚合物中，於全重複單元的莫耳數中VA單元的莫耳數所佔之比例通常為50%以上，以80%以上(例如90%以上，典型而言為95%以上)較為適當。水溶性高分子之全重複單元可實質上由VA單元所構成。於PVA中，VA單元以外之重複單元的種類並無特別限定，可列舉例如：乙酸乙烯酯單元、丙酸乙烯酯單元、己酸乙烯酯單元等。
PVA之皂化度典型而言為65莫耳%以上，較佳為80莫耳%以上，更佳為90莫耳%以上。就研磨用組成物之性能安定性的觀點而言，以皂化度為95莫耳%以上(典型而言為超過95莫耳%，例如98莫耳%以上)之PVA特佳。另外，PVA之皂化度原則上為100莫耳%以下。
丙烯酸系聚合物典型而言係指包含(甲基)丙烯醯基型之單體單元的聚合物。在此所謂「(甲基)丙烯醯基」係概括性地指丙烯醯基及甲基丙烯醯基的意思。可列舉例如：於該聚合物中包含丙烯酸(AA)單元及/或甲基丙烯酸(MAA)單元作為主要之重複單元的聚合物。於該聚合物中，於全重複單元的莫耳數中AA單元及MAA單元的莫耳數所佔之比例較佳為50%以上，更佳為80%以上(例如90%以上，典型而言為95%以上)。水溶性高分子之全重複單元可實質上由AA單元或MAA單元所構成。其中，於該聚合物中，於全重複單元的莫耳數中AA單元的莫耳數所佔之比例較佳為佔50%以上(例如80%以上，典型而言為90%以上)之丙烯酸系聚合物(聚 丙烯酸)。
包含氧伸烷基單元之聚合物係可包含碳原子數2~6之氧伸烷基單元(典型而言係以-CnH2nO-所表示的結構單元，在此n為2~6之整數)的1種或2種以上之聚合物。以上述氧伸烷基單元的碳原子數為2~3之聚合物為佳。如此之聚合物的例子係可列舉：聚環氧乙烷(PEO)、環氧乙烷(EO)與環氧丙烷(PO)之嵌段共聚物、EO與PO之無規共聚物等。
EO與PO之無規共聚物係包含聚環氧乙烷(PEO)嵌段與聚環氧丙烷(PPO)嵌段之雙嵌段物、三嵌段物等。於上述之三嵌段物的例子中係包含PEO-PPO-PEO型三嵌段物及PPO-PEO-PPO型三嵌段物。通常較佳為PEO-PPO-PEO型三嵌段物。
PEO-PPO-PEO型三嵌段物係可較佳地使用以下述一般式(2)所表示的聚合物。
HO-(EO)a-(PO)b-(EO)c-H．．．(2)
一般式(2)中之EO係表示氧乙烯單元(-CH2CH2O-)，PO係表示氧丙烯單元(-CH2CH(CH3)O-)，a、b及c係分別表示1以上(典型而言為2以上)之整數。
於一般式(2)中，a與c的合計較佳為2~1000之範圍，更佳為5~500之範圍，再更佳為10~200之範圍。 一般式(2)中之b較佳為2~200之範圍，更佳為5~100之範圍，再更佳為10~50之範圍。
於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的莫耳比(EO/PO)，就對水之溶解性或洗淨性等的觀點而言，較佳為大於1，更佳為2以上，再更佳為3以上(例如5以上)。
含有氮原子之聚合物係於主鏈含有氮原子之聚合物及於側鏈官能基(懸垂基)具有氮原子之聚合物中任一者皆可使用。
於主鏈含有氮原子之聚合物的例子係可列舉：N-醯基伸烷亞胺型單體之均聚物及共聚物。N-醯基伸烷亞胺型單體的具體例係可列舉：N-乙醯基伸乙亞胺、N-丙醯基伸乙亞胺、N-己醯基伸乙亞胺、N-苯甲醯基伸乙亞胺、N-乙醯基伸丙亞胺、N-丁醯基伸乙亞胺等。N-醯基伸烷亞胺型單體之均聚物係可列舉：聚(N-乙醯基伸乙亞胺)、聚(N-丙醯基伸乙亞胺)、聚(N-己醯基伸乙亞胺)、聚(N-苯甲醯基伸乙亞胺)、聚(N-乙醯基伸丙亞胺)、聚(N-丁醯基伸乙亞胺)等。於N-醯基伸烷亞胺型單體之共聚物的例子中，係包含2種以上之N-醯基伸烷亞胺型單體之共聚物、以及1種或2種以上之N-醯基伸烷亞胺型單體與其他的單體之共聚物。
另外，於本說明書中，共聚物在無特別記載的情況中係概括性地指無規共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物等之各種共聚物的意思。
於懸垂基具有氮原子之聚合物係可列舉例如：包含N-(甲基)丙烯醯基型之單體單元的聚合物、包含N-乙烯基型之單體單元的聚合物等。
於包含N-(甲基)丙烯醯基型之單體單元的聚合物之例子中係包含：N-(甲基)丙烯醯基型之單體的均聚物與共聚物(典型而言為N-(甲基)丙烯醯基型之單體的共聚合比例超過50重量%之共聚物)。於N-(甲基)丙烯醯基型之單體的例子中係包含：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的例子係可列舉：(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。包含具有N-(甲基)丙烯醯基之鏈狀醯胺作為單體單元的聚合物之例子係可列舉：N-異丙基丙烯醯胺之均聚物及N-異丙基丙烯醯胺之共聚物(例如，N-異丙基丙烯醯胺的共聚合比例超過50重量%之共聚物)。
具有N-(甲基)丙烯醯基之環狀醯胺的例子係可列舉：N-(甲基)丙烯醯嗎啉、N-(甲基)丙烯醯吡咯啶等。包含具有N-(甲基)丙烯醯基之環狀醯胺作為單體單元的聚合物之例子係可列舉：丙烯醯嗎啉系聚合物 (PACMO)。丙烯醯嗎啉系聚合物典型而言係N-丙烯醯嗎啉(ACMO)之均聚物及ACMO之共聚物(例如，ACMO的共聚合比例超過50重量%之共聚物)。於丙烯醯嗎啉系聚合物中，於全重複單元的莫耳數中ACMO單元的莫耳數所佔之比例通常為50%以上，以80%以上(例如90%以上，典型而言為95%以上)較為適當。水溶性高分子之全重複單元可實質上由ACMO單元所構成。
於包含N-乙烯基型之單體單元的聚合物之例子中係包含：N-乙烯內醯胺型單體的均聚物及共聚物(例如，N-乙烯內醯胺型單體的共聚合比例超過50重量%之共聚物)、N-乙烯基鏈狀醯胺之均聚物及共聚物(例如，N-乙烯基鏈狀醯胺的共聚合比例超過50重量%之共聚物)。
N-乙烯內醯胺型單體的具體例係可列舉：N-乙烯吡咯啶酮(VP)、N-乙烯哌啶酮、N-乙烯嗎啉酮、N-乙烯己內醯胺(VC)、N-乙烯-1,3-噁嗪-2-酮、N-乙烯-3,5-嗎啉二酮等。包含N-乙烯內醯胺型之單體單元的聚合物之具體例係可列舉：聚乙烯吡咯啶酮(PVP)、聚乙烯己內醯胺、VP與VC之無規共聚物、VP及VC之一者或兩者與其他的乙烯單體(例如，丙烯酸系單體、乙烯酯系單體等)之無規共聚物、包含含VP及VC之一者或兩者的聚合物鏈段之嵌段共聚物或接枝共聚物(例如，將PVP接枝於PVA的接枝共聚物)等。其中，以作為VP之均聚物及VP之共聚物(例如，VP的共聚合比例超過50重量% 之共聚物)的乙烯吡咯啶酮系聚合物(PVP)為佳。於乙烯吡咯啶酮系聚合物中，於全重複單元的莫耳數中VP單元的莫耳數所佔之比例通常為50%以上，以80%以上(例如90%以上，典型而言為95%以上)較為適當。水溶性高分子之全重複單元可實質上由VP單元所構成。
包含具有N-(甲基)丙烯醯基之鏈狀醯胺作為單體單元的聚合物之例子係可列舉：N-異丙基丙烯醯胺之均聚物及N-異丙基丙烯醯胺之共聚物(例如，N-異丙基丙烯醯胺的共聚合比例超過50重量%之共聚物)。
N-乙烯基鏈狀醯胺的具體例係可列舉：N-乙烯乙醯胺、N-乙烯丙酸醯胺、N-乙烯丁酸醯胺等。
於懸垂基具有氮原子之聚合物的其他例子係可列舉：胺基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二甲基胺基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二甲基胺基丙基(甲基)丙烯酸酯等之具有胺基的乙烯基單體(例如，具有(甲基)丙烯醯基之單體)的均聚物及共聚物。
此外，在此所揭示的水溶性高分子，亦可為例如羥乙基纖維素系聚合物等之纖維素衍生物(纖維素系聚合物)。於在此所揭示的研磨用組成物包含纖維素衍生物作為水溶性高分子的情況中，其使用量較佳為抑制在該研磨用組成物所包含的水溶性高分子之總量的10重量%以下，更佳係設為5重量%以下(典型而言為1重量%以下)。藉此，可更高度地抑制起因於使用來自天然物的纖維素衍生物之異物的混入或凝聚的發生。在此所揭示的研 磨用組成物，例如，在實質上不含有纖維素衍生物(例如，於上述水溶性高分子成分的總量中纖維素衍生物所佔的比例為未達1重量%，或者未檢測出纖維素衍生物)的樣態下可較佳地實施。
在此所揭示的水溶性高分子之重量平均分子量(Mw)為2×103以上。因而，於本說明書中，水溶性高分子亦可定義為Mw為2×103以上之化合物。另一方面，水溶性高分子之分子量的上限並無特別限定。例如，可使用重量平均分子量(Mw)為200×104以下(例如150×104以下，典型而言為100×104以下)之水溶性高分子。就更進一步防止凝聚物之發生的觀點而言，通常可較佳地使用Mw為未達100×104(更佳為90×104以下，再更佳為80×104以下，典型而言為70×104以下)之水溶性高分子。此外，就霧度或表面缺陷之減低的觀點而言，水溶性高分子之Mw的下限較佳為4×103以上(例如6×103以上)。其中，更佳為Mw為1×104以上之水溶性高分子。
於在此所揭示的技術之較佳的一樣態中，就更進一步防止凝聚物之發生的觀點而言，使用Mw為未達100×104(更佳為80×104以下，再更佳為50×104以下，典型而言為40×104以下，例如30×104以下)之水溶性高分子。此外，就研磨用組成物之過濾性或洗淨性的觀點而言，可較佳地使用Mw為25×104以下(更佳為20×104以下，再更佳為15×104以下，例如10×104以下)之水溶性高分子。此外，就霧度或表面缺陷之減低的觀點而言，水 溶性高分子之Mw的下限較佳為4×103以上(例如6×103以上)。其中，更佳為Mw為1×104以上之水溶性高分子。例如，可較佳地使用具有上述Mw之乙烯醇系聚合物。
於在此所揭示的其他之較佳的一樣態中，就霧度或表面缺陷之減低的觀點而言，使用Mw的下限為10×104以上(更佳為15×104以上，再更佳為20×104以上，特佳為30×104以上，例如40×104以上)之水溶性高分子。就抑制凝聚物之發生的觀點而言，水溶性高分子之Mw的上限較佳為80×104以下(更佳為70×104以下)。例如，可較佳地使用具有上述Mw之丙烯醯嗎啉系聚合物。
於在此所揭示的技術中，水溶性高分子之重量平均分子量(Mw)與數量平均分子量(Mn)的關係並無特別限制。就防止凝聚物之發生等的觀點而言，例如，可較佳地使用分子量分布(Mw/Mn)為5.0以下者。就研磨用組成物之性能安定性的觀點而言，水溶性高分子之Mw/Mn較佳為4.0以下，更佳為3.5以下，再更佳為3.0以下(例如2.5以下)。
另外，原則上Mw/Mn為1.0以上。就原料之取得容易性或合成容易性的觀點而言，通常可較佳地使用Mw/Mn為1.05以上之水溶性高分子。
另外，水溶性高分子之Mw及Mn係可採用根據水系之凝膠滲透層析法(GPC)之值(水系，聚環氧乙 烷換算)。
雖無特別限定，但於在此所揭示的研磨用組成物包含研磨粒的情況中，水溶性高分子的含量(高分子MC-end、高分子MA-end、高分子ML-end、其他的水溶性高分子的合計量)，相對於研磨粒100重量份而言，例如，可設為0.01重量份以上。水溶性高分子相對於研磨粒100重量份之含量，就研磨後之表面平滑性提昇(例如，霧度或缺陷之減低)的觀點而言，以0.02重量份以上較為適當，較佳為0.03重量份以上，更佳為0.05重量份以上(例如0.1重量份以上)。此外，水溶性高分子相對於研磨粒100重量份之含量，就研磨速度或洗淨性等的觀點而言，例如，可設為40重量份以下，通常以20重量份以下較為適當，較佳為15重量份以下，更佳為10重量份以下。
<水>
在此所揭示的研磨用組成物中所包含的水係可較佳地使用離子交換水(脫離子水)、純水、超純水、蒸餾水等。為了極力迴避阻礙研磨用組成物中所含有的其他成分之作用，所使用的水，例如，以過渡金屬離子的合計含量為100ppb以下為佳。例如，可藉由以離子交換樹脂所進行之雜質離子的去除、以過濾器所進行之異物的去除、蒸餾等之操作而提高水的純度。
在此所揭示的研磨用組成物亦可因應需要而進一步含 有能夠與水均勻地混合之有機溶劑(低級醇、低級酮等)。通常較佳為研磨用組成物中所包含之溶劑的90體積%以上為水，更佳為95體積%以上(典型而言為99~100體積%)為水。
在此所揭示的研磨用組成物(典型而言為漿體狀之組成物)，例如，在其固體成分含量(non-volatile content；NV)為0.01重量%~50重量%，且剩餘部分為水系溶劑(水或水與上述有機溶劑之混合溶劑)的形態，或者剩餘部分為水系溶劑及揮發性化合物(例如氨)的形態下可較佳地實施。更佳係上述NV為0.05重量%~40重量%的形態。另外，上述固體成分含量(NV)係指於上述研磨用組成物中在將研磨用組成物以105℃乾燥24小時之後的殘留物所佔之重量的比例。
<研磨粒>
在此所揭示的研磨用組成物係以進一步含有研磨粒為佳。在此所揭示的研磨粒之材質或性狀並無特別限制，可因應研磨用組成物之使用目的或使用樣態等而適當選擇。研磨粒的例子係可列舉：無機粒子、有機粒子、及有機無機複合粒子。無機粒子的具體例係可列舉：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、赤鐵礦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；金鋼石粒子；碳酸鈣或碳酸鋇等之碳酸鹽等。有機粒子的具體例係可列舉：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)粒子或聚(甲基)丙烯酸粒子(在此(甲基)丙烯酸係概括性地指丙烯酸及甲基丙烯酸的意思)、聚丙烯腈粒子等。如此之研磨粒係可1種單獨使用，亦可將2種以上組合使用。
上述研磨粒較佳為無機粒子，其中較佳為由金屬或類金屬之氧化物所構成的粒子。於在此所揭示的技術中能夠使用的研磨粒之較佳例子係可列舉二氧化矽粒子。其理由在於，若使用由和研磨對象物(矽晶圓)相同元素與氧原子所構成的二氧化矽粒子作為研磨粒，則在研磨後不會發生與矽不同的金屬或類金屬之殘留物，而使作為矽晶圓之電特性的劣化等之慮消失，該劣化係因與矽不同的金屬或類金屬在矽晶圓表面之污染或在研磨對象物內部擴散所致。就該觀點而言較佳的研磨用組成物之一形態係可例示僅含有二氧化矽粒子作為研磨粒的研磨用組成物。此外，二氧化矽係具有容易得到高純度者的性質。此亦可列舉為將二氧化矽粒子作為研磨粒之較佳的理由。二氧化矽粒子之具體例係可列舉：膠體二氧化矽、氣相二氧化矽、沉降二氧化矽等。就不易於研磨對象物表面產生刮痕，而可實現霧度更低的表面之觀點而言，較佳係可列舉膠體二氧化矽及氣相二氧化矽作為二氧化矽粒子。其中，較佳為膠體二氧化矽。其中，可較佳地採用膠體二氧化矽作為使用於矽晶圓之拋光(特別是最終拋光)之研磨用組 成物的研磨粒。
構成二氧化矽粒子之二氧化矽的真比重較佳為1.5以上，更佳為1.6以上，再更佳為1.7以上。隨著二氧化矽的真比重增大，在將矽晶圓進行研磨時，研磨速度(每單位時間去除研磨對象物之表面的量)越能提昇。就減低研磨對象物之表面(研磨面)所產生的刮痕之觀點而言，較佳為真比重為2.2以下之二氧化矽粒子。二氧化矽的真比重係可採用藉由使用有乙醇作為置換液的液體置換法所得之測定值。
於在此所揭示的技術中，研磨用組成物中所包含的研磨粒係可為一次粒子之形態，亦可為將複數個一次粒子凝聚後的二次粒子之形態。此外，亦可使一次粒子之形態的研磨粒與二次粒子之形態的研磨粒混合存在。於較佳的一樣態中，係以至少一部分的研磨粒為二次粒子之形態包含於研磨用組成物中。
研磨粒之平均一次粒徑DP1雖無特別限制，但就研磨效率等的觀點而言，較佳為5nm以上，更佳為10nm以上。就得到更高的研磨效果(例如，霧度之減低、缺陷之去除等的效果)之觀點而言，平均一次粒徑DP1較佳為15nm以上，更佳為20nm以上(例如超過20nm)。此外，就可容易得到平滑性更高的表面之觀點而言，研磨粒之平均一次粒徑DP1較佳為100nm以下，更佳為50nm以下，再更佳為40nm以下。在此所揭示的技術，就容易得到更高品質的表面(例如，LPD(Light Point Defect)或PID等之缺陷減低的表面)等之觀點而言，在使用平均一次粒徑DP1較佳為35nm以下(更佳為32nm以下，例如未達30nm)之研磨粒的樣態下亦可較佳地實施。
另外，在此所揭示的技術中，研磨粒之平均一次粒徑DP1，例如，可由BET法所測定的比表面積S(m2/g)並藉由平均一次粒徑DP1(nm)=2727/S的式子算出。研磨粒之比表面積的測定，例如，可使用Micromerities公司製之表面積測定裝置，商品名「Flow Sorb II 2300」來進行。
研磨粒之平均二次粒徑DP2雖無特別限制，但就研磨速度等的觀點而言，較佳為10nm以上，更佳為20nm以上。就得到更高的研磨效果之觀點而言，平均二次粒徑DP2較佳為30nm以上，更佳為35nm以上，再更佳為40nm以上(例如超過40nm)。此外，就得到平滑性更高的表面之觀點而言，研磨粒之平均二次粒徑DP2係以200nm以下較為適當，較佳為150nm以下，更佳為100nm以下。在此所揭示的技術，就容易得到更高品質的表面(例如，LPD或PID等之缺陷減低的表面)等之觀點而言，在使用平均二次粒徑DP2為未達70nm(更佳為60nm以下，例如未達50nm)之研磨粒的樣態下亦可較佳地實施。
研磨粒之平均二次粒徑DP2係可將作為對象之研磨粒的水分散液作為測定樣品，並藉由例如使用有日機裝股份 有限公司製之型式「UPA-UT151」的動態光散射法進行測定。
研磨粒之平均二次粒徑DP2一般係與研磨粒之平均一次粒徑DP1同等以上(DP2/DP1≧1)，典型而言係大於DP1之(DP2/DP1>1)。雖無特別限定，但就研磨效果及研磨後之表面平滑性的觀點而言，研磨粒之DP2/DP1通常以1.2~3之範圍較為適當，較佳為1.5~2.5之範圍，更佳為1.7~2.3(例如超過1.9、2.2以下)之範圍。
研磨粒之形狀(外形)係可為球形，亦可為非球形。形成非球形之研磨粒的具體例係可列舉：花生形狀(亦即，落花生的殼之形狀)、繭型形狀、金平糖形狀、橄欖球形狀等。例如，可較佳地採用研磨粒之多數成為花生形狀的研磨粒。
雖無特別限定，但研磨粒之一次粒子的長軸/短軸比之平均值(平均縱橫比)較佳為1.05以上，更佳為1.1以上。藉由研磨粒之平均縱橫比的增大而可實現更高的研磨速度。此外，研磨粒之平均縱橫比，就刮痕減低等的觀點而言，較佳為3.0以下，更佳為2.0以下，再更佳為1.5以下。
上述研磨粒之形狀(外形)或平均縱橫比，例如，可藉由電子顯微鏡觀察而掌握。掌握平均縱橫比之具體的程序，例如，使用掃描型電子顯微鏡(SEM)，針對能辨識獨立的粒子之形狀的特定個數(例如200個)之研磨粒粒子，描繪外切於各個粒子影像之最小的長方形。 接著，針對各粒子影像所描繪的長方形，算出將其長邊的長度(長軸的值)除以短邊的長度(短軸的值)所得之值作為長軸/短軸比(縱橫比)。可藉由將上述特定個數的粒子之縱橫比進行算術平均，而求出平均縱橫比。
<鹼性化合物>
在此所揭示的研磨用組成物典型而言係可含有鹼性化合物。在此，鹼性化合物係指具有藉由添加於研磨用組成物中而提昇該組成物之pH的功能之化合物。鹼性化合物係可發揮將成為研磨對象物之面進行化學性研磨的作用，而有助於研磨速度的提昇。此外，鹼性化合物係於研磨用組成物(特別是包含研磨粒之組成的研磨用組成物)之分散安定性的提昇方面能有所助益。
鹼性化合物係可使用包含氮的有機或無機之鹼性化合物、鹼金屬或鹼土類金屬之氫氧化物、各種之碳酸鹽或碳酸氫鹽等。可列舉例如：鹼金屬之氫氧化物、氫氧化四級銨或其鹽、氨、胺等。鹼金屬之氫氧化物的具體例係可列舉：氫氧化鉀、氫氧化鈉等。碳酸鹽或碳酸氫鹽的具體例係可列舉：碳酸氫銨、碳酸銨、碳酸氫鉀、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸鈉等。氫氧化四級銨或其鹽的具體例係可列舉：氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化四丁基銨等。胺的具體例係可列舉：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、二乙三胺、三乙 四胺、哌嗪酐、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。如此之鹼性化合物係可1種單獨或者將2種以上組合使用。
就研磨速度提昇等的觀點而言較佳之鹼性化合物係可列舉：氨、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、碳酸氫銨、碳酸銨、碳酸氫鉀、碳酸鉀、碳酸氫鈉及碳酸鈉。其中較佳者係可例示：氨、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化四甲基銨及氫氧化四乙基銨。更佳者係可列舉：氨及氫氧化四鉀基銨。特佳之鹼性化合物係可列舉氨。
<界面活性劑>
在此所揭示的研磨用組成物係在因應需要而包含界面活性劑(典型而言為分子量未達2×103之水溶性有機化合物)的樣態下可較佳地實施。藉由使用界面活性劑而可提昇研磨用組成物之分散安定性。此外，可使減低研磨面之霧度一事變得容易。界面活性劑係可1種單獨或者將2種以上組合使用。另外，在此所揭示的技術係在不包含界面活性劑的樣態下亦可較佳地實施。
界面活性劑係可較佳地採用陰離子性或非離子性者。就低起泡性或pH調整之容易性的觀點而言更佳為非離子性之界面活性劑。可列舉例如：聚乙二醇、聚丙二醇、聚四甲二醇等之氧伸烷基聚合物；聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯脂 肪酸酯、聚氧乙烯甘油基醚脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯等之聚氧伸烷基加成物；複數種之氧伸烷基之共聚物(雙嵌段型、三嵌段型、無規型、交替型)等之非離子性界面活性劑。
非離子性界面活性劑的具體例係可列舉：環氧乙烷(EO)與環氧丙烷(PO)之嵌段共聚物(雙嵌段物、PEO(聚環氧乙烷)-PPO(聚環氧丙烷)-PEO型三嵌段物、PPO-PEO-PPO型三嵌段物等)、EO與PO之無規共聚物、聚氧乙二醇、聚氧乙烯丙基醚、聚氧乙烯丁基醚、聚氧乙烯戊基醚、聚氧乙烯己基醚、聚氧乙烯辛基醚、聚氧乙烯-2-乙基己基醚、聚氧乙烯壬基醚、聚氧乙烯癸基醚、聚氧乙烯異癸基醚、聚氧乙烯十三基醚、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯十六基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯異硬脂基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯十二基苯基醚、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚、聚氧乙烯月桂基胺、聚氧乙烯硬脂基胺、聚氧乙烯油基胺、聚氧乙烯硬脂醯胺、聚氧乙烯油醯胺、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醇酐、單棕櫚酸聚氧乙烯山梨醇酐、單硬脂酸聚氧乙烯山梨醇酐、單油酸聚氧乙烯山梨醇酐、三油酸聚氧乙烯山梨醇酐、四油酸聚氧乙烯山梨醇、聚氧乙烯蓖麻油、聚氧乙烯硬化蓖麻油等。其中，較佳之界面活性劑係可列舉：EO與PO之嵌段共聚 物(尤其，PEO-PPO-PEO型之三嵌段物)、EO與PO之無規共聚物及聚氧乙烯烷基醚(例如聚氧乙烯癸基醚)。
界面活性劑的分子量典型而言係未達2×103，就研磨用組成物之過濾性或研磨對象物之洗淨性等的觀點而言較佳為1×103以下。此外，界面活性劑的分子量典型而言係200以上，就霧度減低效果等的觀點而言較佳為250以上，更佳為300以上(例如500以上)。另外，界面活性劑的分子量係可採用藉由GPC所求得的重量平均分子量(Mw)(水系，聚乙二醇換算)或由化學式所算出的分子量。
於在此所揭示的研磨用組成物包含界面活性劑的情況中，水溶性高分子之含量W1與界面活性劑之含量W2的重量比(W1/W2)雖無特別限制，但例如可設為0.01~500之範圍，較佳為1~300之範圍，更佳為5~200之範圍。若將上述(W1/W2)設為上述之下限值以上，則有研磨加工性(典型而言為研磨速率)提昇的傾向。若將上述(W1/W2)設為上述之上限值以下，則有霧度減低效果提昇的傾向。
<其他的成分>
在此所揭示的研磨用組成物係在不明顯妨礙本發明之效果的範圍內，可因應需要而進一步含有螯合劑、有機酸、有機酸鹽、無機酸、無機酸鹽、防腐劑、防黴劑等可使用於研磨用組成物(例如，於矽晶圓之最終拋光所使用 的研磨用組成物)之周知的添加劑。在此所揭示的技術亦可在不包含有機酸、無機酸等之酸的樣態下實施。此外，在不包含氧化劑(具體而言，在將金屬(例如銅)氧化的目的下使用之氧化劑，例如，過硫酸鹽(例如，過硫酸銨)或過氧化氫)的樣態下亦可較佳地實施。
螯合劑的例子係可列舉：胺基羧酸系螯合劑及有機膦酸系螯合劑。於胺基羧酸系螯合劑的例子中係包含：乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸鈉、氮基三乙酸、氮基三乙酸鈉、氮基三乙酸銨、羥乙基乙二胺三乙酸、羥乙基乙二胺三乙酸鈉、二伸乙三胺五乙酸、二伸乙三胺五乙酸鈉、三伸乙四胺六乙酸及三伸乙四胺六乙酸鈉。於有機膦酸系螯合劑的例子中係包含：2-胺基乙基膦酸、1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸、胺基三(亞甲基膦酸)、乙二胺肆(亞甲基膦酸)、二伸乙三胺五(亞甲基膦酸)、乙烷-1,1-二膦酸、乙烷-1,1,2-三膦酸、乙烷-1-羥基-1,1-二膦酸、乙烷-1-羥基-1,1,2-三膦酸、乙烷-1,2-二羧-1,2-二膦酸、甲烷羥基膦酸、2-膦醯基丁烷-1,2-二羧酸、1-膦醯基丁烷-2,3,4-三羧酸及α-甲基膦醯基琥珀酸。此等當中，更佳為有機膦酸系螯合劑，其中較佳者係可列舉：乙二胺肆(亞甲基膦酸)及二伸乙三胺五(亞甲基膦酸)。特佳之螯合劑係可列舉：乙二胺肆(亞甲基膦酸)。
有機酸的例子係可列舉：甲酸、乙酸、丙酸等之脂肪酸、苯甲酸、鄰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。有機酸鹽的例子係可列舉：有機酸之鹼金屬鹽(鈉鹽、鉀鹽等)或銨鹽等。無機酸的例子係可列舉：硫酸、硝酸、鹽酸、碳酸等。無機酸鹽的例子係可列舉：無機酸之鹼金屬鹽(鈉鹽、鉀鹽等)或銨鹽。有機酸及其鹽、以及無機酸及其鹽係可1種單獨或者將2種以上組合使用。
防腐劑及防黴劑的例子係可列舉：異噻唑啉系化合物、對羥苯甲酸酯類、苯氧乙醇等。
<用途>
在此所揭示的研磨用組成物係可適用於具有各種材質及形狀的研磨對象物之研磨。研磨對象物之材質，例如，可為矽、鋁、鎳、鎢、銅、鉭、鈦、不鏽鋼等之金屬或類金屬，或者此等之合金；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。亦可為藉由此等當中之材質所構成的研磨對象物。其中，具備有由矽所構成之表面的研磨對象物之研磨較佳。在此所揭示的技術，例如，可特佳地適用於包含二氧化矽粒子作為研磨粒的研磨用組成物(典型而言係僅包含二氧化矽粒子作為研磨粒的研磨用組成物)，且研磨對象物為矽之研磨用組成物。
研磨對象物的形狀並無特別限定。在此所揭示的研磨 用組成物，例如，可較佳地適用於板狀或多面體狀等之具有平面的研磨對象物之研磨。
在此所揭示的研磨用組成物係可較佳地使用於研磨對象物之最終拋光。因而，依據本說明書，可提供包含使用有上述研磨用組成物之最終拋光步驟的研磨物之製造方法(例如，矽晶圓之製造方法)。另外，最終拋光係指在目的物的製造過程中之最後的拋光步驟(亦即，在該步驟之後不再進行拋光的步驟)。此外，在此所揭示的研磨用組成物亦可使用於比最終拋光更上游的拋光步驟(意指粗研磨步驟與最終研磨步驟之間的預備研磨步驟，典型而言係可包含至少1次拋光步驟，進而包含2次、3次...等之拋光步驟)，例如在即將最終拋光之前進行的拋光步驟。
在此所揭示的研磨用組成物係可特佳地使用於矽晶圓之研磨。例如，適合作為使用於矽晶圓之最終拋光或者比最終拋光更上游的拋光步驟之研磨用組成物。例如，對於藉由上游的步驟而調製成表面粗度0.01nm~100nm之表面狀態的矽晶圓之拋光(典型而言係最終拋光或者其之前的拋光)的適用係為有效。特佳為對於最終拋光之適用。
<研磨液>
在此所揭示的研磨用組成物，典型而言係在包含該研磨用組成物之研磨液的形態被供給至研磨對象物，來使用 於該研磨對象物之研磨。上述研磨液，例如，可將在此所揭示的任一種研磨用組成物進行稀釋(典型而言係藉由水進行稀釋)調製而成者。或者，亦可將該研磨用組成物直接作為研磨液使用。亦即，於在此所揭示的技術中之研磨用組成物的概念中，係包含供給至研磨對象物而使用於該研磨對象物之研磨的研磨液(工作漿體)、與稀釋後作為研磨液使用的濃縮液(研磨液的原液)之兩者。包含在此所揭示的研磨用組成物之研磨液的其他例子係可列舉將該組成物之pH進行調整而成的研磨液。
研磨液之水溶性高分子的含量並無特別限制，例如，可設為1×10-4重量%以上。就霧度減低等的觀點而言，較佳的含量為5×10-4重量%以上，更佳為1×10-3重量%以上，例如2×10-3重量%以上。此外，就研磨速度等的觀點而言，較佳係將上述含量設為0.2重量%以下，更佳係設為0.1重量%以下(例如0.05重量%以下)。
於在此所揭示的研磨用組成物包含研磨粒的情況中，研磨液中之研磨粒的含量雖無特別限制，但典型而言為0.01重量%以上，較佳為0.05重量%以上，更佳為0.1重量%以上，例如0.15重量%以上。藉由研磨粒之含量的增大可實現更高的研磨速度。就實現霧度較低的表面之觀點而言，通常上述含量係以10重量%以下較為適當，較佳為7重量%以下，更佳為5重量%以下，再更佳為2重量%以下，例如1重量%以下。
於在此所揭示的研磨液包含鹼性化合物的情 況中，研磨液中之鹼性化合物的含量並無特別限制。就研磨速度提昇等的觀點而言，通常較佳係將該含量設為研磨液的0.001重量%以上，更佳係設為0.003重量%以上。此外，就霧度減低等的觀點而言，較佳係將上述含量設為未達0.4重量%，更佳係設為未達0.25重量%。
研磨液之pH並無特別限制。例如，較佳為pH8.0~12.0，更佳為9.0~11.0。較佳係以成為該pH之研磨液的方式含有鹼性化合物。上述pH，例如，可較佳地適用於矽晶圓等之研磨所使用之研磨液(例如最終拋光用之研磨液)。
於在此所揭示的研磨用組成物包含界面活性劑的情況中，研磨液之界面活性劑的含量並無特別限制，例如，可設為1×10-5重量%以上。就霧度減低等的觀點而言，較佳的含量為1×10-4重量%以上，更佳為5×10-4重量%以上，例如1×10-3重量%以上。此外，就洗淨性或研磨速度等的觀點而言，較佳係將上述含量設為0.2重量%以下，更佳係設為0.1重量%以下(例如0.05重量%以下)。
<濃縮液>
在此所揭示的研磨用組成物亦可為在供給至研磨對象物之前為被濃縮的形態(亦即，研磨液之濃縮液的形態)。如此之經濃縮的形態之研磨用組成物係就製造、流通、保存等時之便利性或成本減低等的觀點而言為有利。 濃縮倍率，例如，可設為以體積換算計為2倍~100倍左右，通常以5倍~50倍左右較為適當。較佳的一樣態之研磨用組成物的濃縮倍率為10倍~40倍，例如15倍~25倍。
如此之濃縮液的形態之研磨用組成物係可在於特定的時機進行稀釋來調製研磨液，將該研磨液供給至研磨對象物的樣態下使用。上述稀釋，典型而言係可藉由將前述之水系溶劑添加於上述濃縮液中並加以混合而進行。此外，於上述水系溶劑為混合溶劑的情況中，可僅添加該水系溶劑之構成成分當中的一部分成分來進行稀釋，亦可添加以與上述水系溶劑不同的量比包含此等構成成分的混合溶劑來進行稀釋。此外，如後述般地於多劑型之研磨用組成物中，可在將此等當中的一部分之劑稀釋後與其他的劑進行混合而調製研磨液，亦可在混合複數之劑後將其混合物進行稀釋而調製研磨液。
上述濃縮液的NV，例如，可設為50重量%以下。就研磨用組成物之安定性(例如，研磨粒之分散安定性)或過濾性等的觀點而言，通常以濃縮液的NV設為40重量%以下較為適當，較佳為30重量%以下，更佳為20重量%以下，例如15重量%以下。此外，就製造、流通、保存等時之便利性或成本減低的觀點而言，以濃縮液的NV設為0.5重量%以上較為適當，較佳為1重量%以上，更佳為3重量%以上，例如5重量%以上。
上述濃縮液之水溶性高分子的含量，例如， 可設為3重量%以下。就研磨用組成物之過濾性或洗淨性的觀點而言，通常上述含量較佳為1重量%以下，更佳為0.5重量%以下。此外，就製造、流通、保存等時之便利性或成本減低的觀點而言，上述含量通常以1×10-3重量%以上較為適當，較佳為5×10-3重量%以上，更佳為1×10-2重量%以上。
於在此所揭示的研磨用組成物包含研磨粒的情況中，上述濃縮液中之含量，例如，可設為50重量%以下。就研磨用組成物之安定性(例如，研磨粒之分散安定性)或過濾性等的觀點而言，通常上述含量較佳為45重量%以下，更佳為40重量%以下。於較佳的一樣態中，可將研磨粒之含量設為30重量%以下，亦可設為20重量%以下(例如15重量%以下)。此外，就製造、流通、保存等時之便利性或成本減低的觀點而言，以研磨粒之含量，例如，可設為0.5重量%以上，較佳為1重量%以上，更佳為3重量%以上(例如5重量%以上)。
在此所揭示的研磨用組成物係可為一液型，亦可為預先製成二液型之多液型。例如，可以將A液與B液混合來使用於研磨對象物之研磨的方式構成，該A液係包含該研磨用組成物之構成成分當中的一部分之成分(例如，包含高分子MC-end之液)，該B液係包含剩餘的成分(例如，包含高分子MA-end或高分子ML-end之液)。或者，又可在對於包含高分子MC-end與水之研磨用組成物，在特定的時機混合另外準備的研磨粒(例如二氧化矽研磨 粒)之樣態下使用。
<研磨用組成物之調製>
在此所揭示的研磨用組成物之製造方法並無特別限定。例如，可使用翼式攪拌機、超音波分散機、乳化均質機等之周知的混合裝置，將研磨用組成物中所包含的各成分進行混合。將此等成分進行混合的樣態並無特別限定，例如，可將全部成分一次混合，亦可在適當設定的順序下進行混合。
雖無特別限定，但針對包含鹼性化合物之組成的研磨用組成物，就安定(再現性佳)地製造凝聚更少之研磨用組成物的觀點而言，例如，可較佳地採用：準備包含研磨粒(例如二氧化矽粒子)、鹼性化合物與水的分散液(以下亦稱為「鹼性研磨粒分散液」)，將此鹼性研磨粒分散液與水溶性高分子進行混合之製造方法。
如此之研磨粒與鹼性化合物共存的鹼性研磨粒分散液，由於藉由上述鹼性化合物使上述研磨粒之靜電排斥增強，因此相較於不含鹼性化合物之(典型而言為略中性之)研磨粒分散液，其研磨粒之分散安定性高。因而，相較於在將水溶性高分子添加於中性的研磨粒分散液之後再添加鹼性化合物的樣態、或將中性的研磨粒分散液、水溶性高分子與鹼性化合物一次混合的樣態，較不易產生研磨粒的局部性凝聚。此係就研磨用組成物之過濾性提昇或研磨後的表面之缺陷減低等的觀點而言為佳。
另外，上述水溶性高分子較佳為在預先溶解於水的水溶液(以下亦稱為「聚合物水溶液」)之形態下與鹼性研磨粒分散液進行混合。藉此，可更佳地抑制研磨粒之局部性的凝聚。
於將鹼性研磨粒分散液與聚合物水溶液進行混合時，較佳為對於鹼性研磨粒分散液添加聚合物水溶液。依據該混合方法，例如，相較於對於聚合物水溶液添加鹼性研磨粒分散液之混合方法，其可更佳地防止研磨粒之局部性的凝聚。於研磨粒為二氧化矽粒子(例如膠體二氧化矽粒子)的情況中，如上述般地採用對於鹼性研磨粒分散液添加聚合物水溶液之混合方法一事係特別有意義。
上述鹼性研磨粒分散液係含有構成作為製造目的之研磨用組成物的研磨粒、水溶性高分子、鹼性化合物及水當中之研磨粒的至少一部分、鹼性化合物的至少一部分、以及水的至少一部分。例如，可較佳地採用上述研磨粒分散液為含有構成研磨用組成物之研磨粒的全部、鹼性化合物的至少一部分、以及水的至少一部分之樣態。
鹼性研磨粒分散液中之鹼性化合物的含量較佳為0.01重量%以上，更佳為0.05重量%以上，再更佳為0.1重量%以上。隨著鹼性化合物之含量的增加，而有使研磨用組成物之調製時的局部性凝聚之發生更佳地被控制的傾向。此外，鹼性研磨粒分散液中之鹼性化合物的含量較佳為10重量%以下，更佳為5重量%以下，再更佳為3重量%以下。隨著鹼性化合物之含量的降低，使研磨用組 成物中之鹼性化合物的含量之調整變得容易。
鹼性研磨粒分散液之pH較佳為8以上，更佳為9以上。隨著pH的上昇，而有在於此鹼性研磨粒分散液中添加水溶性高分子或其水溶液的情況中，使局部性凝聚之發生更佳地被抑制的傾向。鹼性研磨粒分散液之pH較佳為12以下，更佳為11.5以下，再更佳為10.5以下。由於藉由將鹼性研磨粒分散液之pH於鹼性側中設定得更低，使該分散液之調製所必要的鹼性化合物之量變少，因此使研磨用組成物中之鹼性化合物的含量之調整變得容易。此外，例如於研磨粒為二氧化矽粒子的情況中，pH不過高一事就抑制二氧化矽之溶解的觀點而言亦為有利。混合物之pH係可藉由鹼性化合物的摻合量等進行調整。
該鹼性研磨粒分散液係可藉由將研磨粒、鹼性化合物與水進行混合而調製。於上述混合中，例如，可使用翼式攪拌機、超音波分散機、乳化均質機等之周知的混合裝置。將鹼性研磨粒分散液中所包含之各成分進行混合的樣態並無特別限定，例如，可將全部成分一次混合，亦可在適當設定的順序下進行混合。較佳之一樣態的一個例子係可列舉：將包含研磨粒與水之略中性的分散液、與鹼性化合物或其水溶液進行混合的樣態。
於將上述水溶性高分子以水溶液(聚合物水溶液)的形態與鹼性研磨粒分散液進行混合的情況中，該聚合物水溶液中之水溶性高分子的含量較佳為0.02重量%以上，更佳為0.05重量%以上，再更佳為0.1重量%以 上。隨著水溶性高分子之含量的增加，使研磨用組成物中之水溶性高分子的含量之調整變得容易。聚合物水溶液中之水溶性高分子的含量較佳為10重量%以下，更佳為5重量%以下，再更佳為3重量%以下。隨著水溶性高分子之含量的減少，而有在將此聚合物水溶液與鹼性研磨粒分散液進行混合時，使研磨粒之局部性的凝聚更佳地被抑制之傾向。
上述聚合物水溶液之pH並無特別限制，例如，可調整為pH2~11。上述聚合物水溶液較佳為從中性附近調整為鹼性附近的液性，更佳為調整為鹼性。更具體而言，聚合物水溶液的pH較佳為8以上，更佳為9以上。pH調整典型而言為可使用構成研磨用組成物之鹼性化合物的一部分來進行。藉由聚合物水溶液之pH的上昇，在將聚合物水溶液添加於鹼性研磨粒分散液的情況中，可更佳地抑制研磨粒之局部性的凝聚。聚合物水溶液之pH較佳為12以下，更佳為10.5以下。由於若使聚合物水溶液之pH於鹼性側中變低，則該聚合物水溶液之調製所必要的鹼性化合物之量變少，因此使研磨用組成物中之鹼性化合物的含量之調整變得容易。此外，例如於研磨粒為二氧化矽粒子的情況中，pH不過高一事就抑制二氧化矽之溶解的觀點而言亦為有利。
將聚合物水溶液投入鹼性研磨粒分散液時的速度(供給速率)較佳為相對於該分散液1L設為聚合物水溶液500mL/分以下，更佳為100mL/分以下，再更佳為 50mL/分以下。藉由投入速度的減少，而可更佳地抑制研磨粒之局部性的凝聚。
於較佳的一樣態中，聚合物水溶液係可在投入至鹼性研磨粒分散液之前進行過濾。藉由將聚合物水溶液進行過濾，可進一步減低該聚合物水溶液中所包含之異物或凝聚物的量。
過濾的方法並無特別限定，例如，可適當採用在常壓下進行的自然過濾、或其他之吸引過濾、加壓過濾、離心過濾等之周知的過濾方法。過濾所使用的過濾器較佳為以孔徑為基準來選擇。就研磨用組成物中之生產效率的觀點而言，過濾器的孔徑較佳為0.05μm以上，更佳為0.1μm以上，再更佳為0.2μm以上。此外，就提高異物或凝聚物之去除效果的觀點而言，過濾器的孔徑較佳為100μm以下，更佳為70μm以下，再更佳為50μm以下。過濾器的材質或結構並無特別限定。過濾器之材質係可列舉例如：纖維素、尼龍、聚碸、聚醚碸、聚丙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、聚碳酸酯、玻璃等。過濾器的結構係可列舉例如：深層式、折疊式、薄膜式等。
上述所說明的研磨用組成物製造方法，係可較佳地適用於將鹼性研磨粒分散液與水溶性高分子或其水溶液進行混合所得到的研磨用組成物為研磨液(工作漿體)或者與此略相同之NV的情況中，或為後述之濃縮液的情況中。
<研磨>
在此所揭示的研磨用組成物，例如，可在包含以下之操作的樣態下使用於研磨對象物之研磨。以下，關於使用在此所揭示的研磨用組成物來研磨研磨對象物的方法之較佳的一樣態進行說明。
亦即，準備包含在此所揭示的任一種研磨用組成物之研磨液(典型而言為漿體狀之研磨液，有時稱為研磨漿體)。為了準備上述研磨液，可包含對於研磨用組成物添加濃度調整(例如稀釋)、pH調整等的操作來調製研磨液者。或者，亦可將上述研磨用組成物直接作為研磨液使用。此外，於多劑型之研磨用組成物的情況中，為了準備上述研磨液，可包含將此等的劑進行混合者、在該混合之前將1或複數的劑進行稀釋者、在該混合之後將該混合物進行稀釋者等。
接著，將該研磨液供給至研磨對象物，藉由常法進行研磨。例如，於進行矽晶圓之最終拋光的情況中，將經過研磨步驟及預備拋光步驟的矽晶圓設定於一般性的研磨裝置，通過該研磨裝置的研磨墊將研磨液供給至上述矽晶圓的表面(研磨對象面)。典型而言，一邊連續地供給上述研磨液，一邊將研磨墊壓附於矽晶圓的表面使兩者相對性地移動(例如旋轉移動)。經過該研磨步驟而完成研磨對象物之研磨。
另外，在上述研磨步驟所使用的研磨墊並無特別限定。例如，可使用不織布型、瑞典蕪菁型、包含研磨粒 者、不含研磨粒者等之任一者。
<清洗>
在此所揭示的研磨用組成物，亦即使用包含研磨粒之研磨用組成物所研磨的研磨物，係可使用清洗液加以清洗，該清洗液係除不含研磨粒以外包含其他與包含上述研磨粒之研磨用組成物相同成分。換言之，於在此所揭示的技術中，亦可具有使用清洗液將上述研磨物進行清洗的步驟(清洗步驟)，該清洗液係除不含研磨粒以外包含其他與上述研磨用組成物相同成分。藉由清洗步驟而可減低成為研磨物之表面的缺陷之原因的研磨粒等之殘留物。清洗步驟係可於拋光步驟與拋光步驟之間進行，亦可於最終拋光步驟之後即後述之洗淨步驟之前進行。藉由使用除不含研磨粒以外包含與上述研磨用組成物相同成分的清洗液進行清洗，例如，可不阻礙吸附於研磨對象物(例如矽晶圓)表面的水溶性高分子(例如高分子MC-end)之作用，進一步減低缺陷或霧度。該清洗液典型而言係可為包含水溶性高分子(例如高分子MC-end)與水的矽晶圓研磨用組成物(具體而言係使用於矽晶圓研磨之清洗的組成物，亦稱為清洗用組成物)。針對清洗用組成物之組成等，由於除不含研磨粒以外，其他基本上與上述之研磨用組成物相同，因此在此不再重複進行說明。
<洗淨>
此外，使用在此所揭示的研磨用組成物所研磨的研磨物，典型而言係在研磨後(若有需要則於清洗後)加以洗淨。此洗淨係可使用適當的洗淨液來進行。所使用的洗淨液並無特別限定，例如，可使用於半導體等之領域中一般性的SC-1洗淨液(氫氧化銨(NH4OH)、過氧化氫(H2O2)與水(H2O)之混合液；以下，將使用SC-1洗淨液進行洗淨者稱為「SC-1洗淨」)、SC-2洗淨液(HCl、H2O2與H2O之混合液)等。洗淨液的溫度，例如，可設為常溫~90℃左右。就提昇洗淨效果的觀點而言，可較佳地使用50℃~85℃左右的洗淨液。
以下，雖對於有關本發明之幾個實施例進行說明，但並未意圖將本發明限定於該實施例所示者。另外，於以下的說明中，「份」及「%」係只要無特別說明則為重量基準。
<研磨用組成物之調製>
(實施例1)
將研磨粒、水溶性高分子、氨水(濃度29%)及脫離子水進行混合而得到研磨用組成物之濃縮液。將此濃縮液以脫離子水稀釋成20倍而調製出實施例1之研磨用組成物。
研磨粒方面係可使用平均一次粒徑35nm、平均二次粒徑66nm之膠體二氧化矽。上述平均一次粒徑係使用Micromeritics公司製之表面積測定裝置，商品名「Flow Sorb II 2300」來進行測定者。此外，上述平均二次粒徑係使用日機裝股份有限公司製之型式「UPA-UT151」所測定出的體積平均二次粒徑。
水溶性高分子方面係使用：使用偶氮系起始劑V-50(和光純藥工業股份有限公司製)作為聚合起始劑聚合而成的聚乙烯醇(PVA-A)。PVA-A之皂化度為98%以上。
研磨粒、水溶性高分子及氨水之使用量，係設為使研磨用組成物中之研磨粒的含量成為0.46%，使水溶性高分子的含量成為0.018%，使氨(NH3)之含量成為0.01%的量。此研磨用組成物之pH為10.2。
(實施例2)
以1：1的比例使用聚乙稀醇(PVA-B)與聚乙稀醇(PVA-C)作為水溶性高分子，除此之外，以與實施例1相同的方式調製出實施例2之研磨用組成物。PVA-B係使用偶氮系起始劑V-50(和光純藥工業股份有限公司製)作為聚合起始劑聚合而成的聚乙烯醇，PVA-C係使用偶氮系起始劑AIBN(大塚化學股份有限公司製)作為聚合起始劑聚合而成的聚乙稀醇。PVA-B及PVA-C之皂化度為98%以上。此研磨用組成物之pH為10.2。
(實施例3)
以1：1的比例使用PVA-A與聚乙稀醇(PVA-D)作為水溶性高分子，除此之外，以與實施例1相同的方式調 製出實施例3之研磨用組成物。PVA-D係使用偶氮系起始劑ACVA(大塚化學股份有限公司製)作為聚合起始劑聚合而成的聚乙稀醇。PVA-D之皂化度為98%以上。此研磨用組成物之pH為10.2。
(實施例4)
以2：1的比例使用聚丙烯醯嗎啉(PACMO-A)與聚乙稀醇(PVA-E)作為水溶性高分子，以及將水溶性高分子的使用量設為使研磨用組成物中之水溶性高分子的含量成為0.015%的量，除此之外，以與實施例1相同的方式調製出實施例4之研磨用組成物。PACMO-A係使用偶氮系起始劑V-50(和光純藥工業股份有限公司製)作為聚合起始劑聚合而成的聚丙烯醯嗎啉。此外，PVA-E係使用偶氮系起始劑AIBN(大塚化學股份有限公司製)作為聚合起始劑聚合而成的聚乙稀醇。PVA-E之皂化度為98%以上。此研磨用組成物之pH為10.2。
(實施例5)
以2：1的比例使用聚丙烯醯嗎啉(PACMO-B)與PVA-E作為水溶性高分子，除此之外，以與實施例4相同的方式調製出實施例5之研磨用組成物。PACMO-B係使用偶氮系起始劑V-50(和光純藥工業股份有限公司製)作為聚合起始劑聚合而成的聚丙烯醯嗎啉。此研磨用組成物之pH為10.2。
(比較例1~3)
取代PVA-A而使用PVA-C(比較例1)、PVA-D(比較例2)、陽離子改質PVA(比較例3)作為水溶性高分子，除此之外，以與實施例1相同的方式分別調製出比較例1~3之研磨用組成物。另外，陽離子改質PVA係藉由使用偶氮系起始劑V-50(和光純藥工業股份有限公司製)作為聚合起始劑進行聚合所得到的VA與含陽離子性基之單體的無規共聚物。VA與含陽離子性基之單體的莫耳比(莫耳數比率)為79：21。
表1顯示實施例及比較例所使用的水溶性高分子之概略。
<矽晶圓之研磨>
將各例之研磨用組成物直接作為研磨液使用，將矽晶圓的表面以下述之條件進行研磨。矽晶圓方面，係藉由使用研磨漿體(FUJIMI INCORPORATED股份有限公司製，商品名「GLANZOX 2100」)將進行粗研磨且直徑為300mm、傳導型為P型、結晶方位為<100>、電阻率為0.1Ω‧cm以上且未達100Ω‧cm者進行預備研磨，調整成表面粗度0.1nm~10nm而使用。
[研磨條件]
研磨機：岡本工作機械製作所股份有限公司製之葉片 式研磨機、型式「PNX-332B」
研磨載台：使用上述研磨機所具有的3載台當中之後段的2載台，來實施預備研磨後之最終研磨第1段及第2段。
(以下之條件係各載台相同)。
研磨荷重：15kPa
定盤旋轉數：30rpm
頭旋轉數：30rpm
研磨時間：2分鐘
研磨液之溫度：20℃
研磨液之供給速度：2.0升/分鐘(流動使用)
<洗淨>
使用NH4OH(29%)：H2O2(31%)：脫離子水(DIW)=1：3：30(體積比)的洗淨液來將研磨後之矽晶圓予以洗淨(SC-1洗淨)。更具體而言，準備2個安裝有頻率950kHz之超音波振盪器的洗淨槽，將上述洗淨液分別收容於此等之第1及第2洗淨槽中並保持在60℃，在分別使上述超音波振盪器動作的狀態下將研磨後之矽晶圓浸漬於第1洗淨槽6分鐘，其後經過以超純水與超音波所成之清洗槽，再浸漬於第2洗淨槽6分鐘。
<研磨速率測定>
測定研磨前之矽晶圓的重量及洗淨後之矽晶圓的重 量，根據其之差來算出研磨速率(nm/分鐘)。將所得到的結果換算成將比較例1之研磨速率設為100%的相對值而顯示於表1。
<刮痕測定>
關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 SP2」，以Oblique模式計測刮痕數。將所得到的結果換算成將比較例1之刮痕數設為100%的相對值而顯示於表1。
如表1所示般，使用有包含於主鏈的端部具有陽離子性區域(更具體而言係於主鏈單末端具有陽離子性基)之PVA-A(高分子MC-end)或PVA-B(高分子MC-end)作為水溶性高分子的研磨用組成物之實施例1~3，相較於不使用高分子MC-end作為水溶性高分子之比較例1、2，其實現優異的研磨速率，同時刮痕減低性亦優異。此外，使用有包含於主鏈的端部具有陽離子性區域(更具體而言係於主鏈單末端具有陽離子性基)之PACMO-A(高分子MC-end)或PACMO-B(高分子MC-end)作為水溶性高分子的研磨用組成物之實施例4、5，相較於不使用高分子MC-end作為水溶性高分子之比較例1、2，其實現優異的研磨速率，同時刮痕減低性亦優異。另一方面，於使用有陽離子性基無規存在於主鏈中的陽離子改質PVA之比較例3中，其刮痕明顯地較多。由此等之結果可知：高分子MC-end並非無規，而是藉由於主鏈的端部具有陽離子性區域，而有效率地減低表面缺陷。其效果可推測為：藉由高分子MC-end僅在端部吸附於研磨粒而得以實現。
此外，於使用有包含PVA-B(高分子MC-end)、與於主鏈的端部具有疏水性區域(更具體而言係於主鏈單末端具有疏水性基)之PVA-C(高分子ML-end)的研磨用組成物之實施例2中，相較於PVA-A單獨使用之實施例1，其刮痕進一步減少。由此結果可推測為：高分子ML-end係藉由與高分子MC-end不同的作用而有助於刮痕減低。具體而言係可推測為：高分子ML-end係藉由良好地吸附於研 磨對象物(矽晶圓)表面，而有助於刮痕減低。
進而，於使用有包含PVA-A(高分子MC-end)、與於主鏈的端部具有陰離子性區域(更具體而言係於主鏈單末端具有陰離子性基)之PVA-D(高分子MA-end)的研磨用組成物之實施例3中，相較於PVA-A單獨使用之實施例1，其刮痕進一步減少。由此結果可推測為：高分子MA-end係藉由與高分子MC-end不同的作用而有助於表面缺陷減低。
於使用有包含PACMO-A(高分子MC-end)、與於主鏈的端部具有疏水性區域(更具體而言係於主鏈單末端具有疏水性基)之PVA-E(高分子ML-end)的研磨用組成物之實施例4中，相較於將PVA-B(高分子MC-end)與PVA-C(高分子ML-end)組合使用之實施例2，其維持同等優異的研磨速率，同時刮痕減低性更為優異。此外，於使用有分子量更大的PACMO-B(高分子MC-end)來取代實施例4所使用的PACMO-A(高分子MC-end)之實施例5中，相較於實施例4，其顯示更優異的研磨速率、與更優異的刮痕減低性。
以上，雖詳細地說明了本發明之具體例，但此等僅為例示，並非限定請求之範圍者。於請求之範圍所記載的技術中係包含將以上所例示之具體例進行各種變形、變更者。

Claims (12)

  1. 一種研磨用組成物，其係使用於經過研磨的矽晶圓之研磨的研磨用組成物，包含作為研磨粒的二氧化矽粒子、與水溶性高分子MC-end，前述水溶性高分子MC-end之主鏈係由作為主構成區域之非陽離子性區域、與位於該主鏈之至少一側之端部之陽離子性區域所構成，前述陽離子性區域係具有至少1個陽離子性基，包含前述水溶性高分子MC-end之水溶性高分子的含量，相對於前述研磨粒100重量份為0.01重量份以上且40重量份以下。
  2. 如請求項1之研磨用組成物，其中，不包含氧化劑。
  3. 如請求項1或2之研磨用組成物，其中，前述陽離子性區域係僅存在於前述主鏈之一側之端部。
  4. 如請求項1或2之研磨用組成物，其中，前述主鏈係由碳-碳鍵所構成。
  5. 如請求項1或2之研磨用組成物，其中，pH為8~12之範圍。
  6. 如請求項1或2之研磨用組成物，其中，前述水溶性高分子MC-end為乙烯醇系聚合物。
  7. 如請求項1或2之研磨用組成物，其中，前述陽離子性基為胺基。
  8. 如請求項1或2之研磨用組成物，其中，前述陽離子性基係存在於前述主鏈之末端。
  9. 如請求項1或2之研磨用組成物，其中，除前述水溶性高分子MC-end以外，進一步包含水溶性高分子MA-end，前述水溶性高分子MA-end之主鏈係由作為主構成區域之非陰離子性區域、與位於該主鏈之至少一側之端部之陰離子性區域所構成，前述陰離子性區域係具有至少1個陰離子性基。
  10. 如請求項1或2之研磨用組成物，其中，除前述水溶性高分子MC-end以外，進一步包含水溶性高分子ML-end，前述水溶性高分子ML-end係於主鏈之至少一側之端部具有疏水性區域，前述疏水性區域係具有至少1個來自聚合起始劑之疏水性基。
  11. 一種使用於經過研磨的矽晶圓之研磨的研磨用組成物之製造方法，其特徵為調製包含作為研磨粒的二氧化矽粒子、及水溶性高分子MC-end之研磨用組成物，該水溶性高分子MC-end係具有由作為主構成區域之非陽離子性區域與陽離子性區域所構成的主鏈，前述陽離子性區域係位於前述主鏈之至少一側之端部，且具有至少1個陽離子性基，包含前述水溶性高分子MC-end之水溶性高分子的含量，相對於前述研磨粒100重量份為0.01重量份以上且 40重量份以下。
  12. 如請求項11之製造方法，其中，前述研磨用組成物不包含氧化劑。
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