WO2022070801A1 - 研磨用組成物およびその利用 - Google Patents

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WO2022070801A1
WO2022070801A1 PCT/JP2021/032804 JP2021032804W WO2022070801A1 WO 2022070801 A1 WO2022070801 A1 WO 2022070801A1 JP 2021032804 W JP2021032804 W JP 2021032804W WO 2022070801 A1 WO2022070801 A1 WO 2022070801A1
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polishing
less
weight
polishing composition
surfactant
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PCT/JP2021/032804
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English (en)
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修 後藤
大輝 ▲高▼間
公亮 土屋
嘉男 森
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株式会社フジミインコーポレーテッド
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Definitions

  • the present invention relates to a polishing composition and a polishing method using the polishing composition.
  • the surface of a silicon wafer used as a component of a semiconductor product is generally finished into a high-quality mirror surface through a wrapping step (rough polishing step) and a polishing step (precision polishing step).
  • the polishing step typically includes a pre-polishing step (pre-polishing step) and a finishing polishing step (final polishing step).
  • the polishing composition one having a polishing ability to efficiently polish the object to be polished is used.
  • a chemical polishing action alkali etching
  • a basic compound is used for polishing a semiconductor substrate or other substrate such as the above-mentioned silicon wafer.
  • Abrasive grains are used for the polishing, if necessary, and higher processing force can be exhibited based on the mechanical polishing action of the abrasive grains in addition to the chemical polishing action.
  • the polishing composition used for polishing the substrate is required to have the ability to realize a high quality surface after polishing.
  • the improvement of the surface quality of the polished surface is realized by a method such as impregnating an additive such as a surfactant in the polishing composition and protecting the substrate with the above-mentioned additive.
  • an additive such as a surfactant in the polishing composition
  • the use of the above-mentioned additives may lead to a decrease in processing power, and it is not easy to achieve both the quality of the polished surface and the polishing rate.
  • polishing components are being studied from various viewpoints. For example, as described above, the quality improvement of the polished surface and the polishing rate, which are generally considered to be in a trade-off relationship, are balanced. Studies are being conducted on compositions that are compatible with each other.
  • the present invention was created based on the above background, and an object of the present invention is to provide a novel composition suitable for polishing.
  • a polishing composition comprises a basic compound and water. Further, one molecule contains a surfactant having two hydrophilic groups and two hydrophobic groups. According to such a composition, due to the action of a surfactant having a specific structure having two hydrophilic groups and two hydrophobic groups in one molecule, the chemical polishing action of the basic compound is satisfactorily exhibited. The surface quality of the polished surface can be maintained or improved. That is, a composition suitable for polishing is provided.
  • the compound represented by the following formula (1) includes a compound called a Gemini-type surfactant.
  • R 1 and R 2 are independently alkyl groups, and R 3 and R 4 are independently hydrogen atoms or oxyalkylene units.
  • Patent Document 1 has been shown in the prior art document as disclosing a composition containing a Gemini-type anionic surfactant, it is a prior art document relating to a whitening agent-containing cosmetic and a document relating to a polishing composition. not.
  • the polishing composition further comprises abrasive grains.
  • the polishing rate can be improved based on the mechanical polishing action due to the inclusion of the abrasive grains.
  • the polishing rate can be improved while maintaining or improving the surface quality after polishing.
  • Silica particles are preferably used as the abrasive grains. By using silica particles as the abrasive grains, it is easy to achieve a good balance between a high-quality polished surface and a polishing rate.
  • the effect of including the surfactant having the specific structure is suitably realized in the polishing composition containing silica particles as abrasive grains.
  • the polishing composition further comprises a water-soluble polymer.
  • a high-quality polished surface is preferably realized by a composition containing the surfactant having the specific structure and the water-soluble polymer.
  • the pH of the polishing composition is 8.0 or more and 12.0 or less. In a composition having a pH in the above range, the effects of the techniques disclosed herein can be preferably exerted.
  • the polishing composition disclosed here is suitable for polishing a silicon wafer.
  • the surface quality after polishing can be maintained or improved, and a high-quality silicon wafer surface can be suitably realized.
  • the polishing composition disclosed herein can be preferably used in the finishing polishing step of a silicon wafer.
  • the polishing method includes a polishing step.
  • the substrate is polished using a polishing composition containing the surfactant having the specific structure, the basic compound, and water.
  • the polishing method provided herein is, in some embodiments, a method for polishing a silicon wafer. That is, the effect of the technique disclosed herein is suitably realized in polishing a silicon wafer.
  • the polishing method comprises a pre-polishing step and a finishing polishing step. Then, in the finish polishing step, polishing using the polishing composition disclosed herein is carried out. According to such a polishing method, a higher quality silicon wafer surface can be efficiently obtained in the finish polishing step.
  • the polishing composition disclosed herein contains a surfactant having two hydrophilic groups and two hydrophobic groups (hereinafter, also referred to as "surfactant A" for convenience) in one molecule. Characterized by. According to the polishing using the polishing composition containing the surface active agent A having the specific structure, the chemical polishing action of the basic compound described later is satisfactorily exhibited, and the surface quality of the polished surface is maintained or improved. Can be done. The reason is that the surfactant A having the specific structure does not excessively suppress alkaline etching by the basic compound as compared with the surfactant having one hydrophilic group and one hydrophobic group, and the substrate is used. It is considered that the surface is suitably protected. The action of the surfactant A is not limited to the above action. Surfactant A can be used alone or in combination of two or more.
  • any of anionic, cationic, nonionic and amphoteric ones can be used.
  • anionic or nonionic surfactant A can be preferably adopted. From the viewpoint of improving the surface quality, the nonionic surfactant A is more preferable.
  • the surfactant A has, for example, at least two structural units (typically chain-like structural units) having one hydrophilic group and one hydrophobic group, and the above-mentioned at least two structural units.
  • a compound having a structure in which the hydrophilic group and the hydrophobic group are linked can be used.
  • the surfactant A can have two hydrophilic groups and two hydrophobic groups in one molecule.
  • a plurality of structural units having one hydrophilic group and one hydrophobic group can be bonded to each other via a covalent bond.
  • the form of the covalent bond is not particularly limited, and the atoms (typically carbon atoms) constituting the above structural units may be covalently bonded to each other via an ester bond, an ether bond, an amide bond, or the like. It may be linked via a divalent organic group such as phenylene.
  • the plurality of structural units (structural unit having one hydrophilic group and one hydrophobic group) contained in the surfactant A may be the same or different.
  • hydrophilic group constituting the surfactant A examples include a polar group and an ionic group. Specific examples thereof include organic functional groups such as a hydroxyl group, a carboxy group, a sulfo group, a phosphoric acid group, an ammonium group, an amino group and an amide group. In some embodiments, the hydrophilic group is preferably a carboxy group.
  • the two hydrophilic groups contained in the surfactant A may be the same or different.
  • the hydrophilic group is preferably composed of an oxyalkylene unit.
  • the hydrophilic group may be composed of one oxyalkylene group or may have a repeating structure of two or more oxyalkylene units. Alternatively, one or more oxyalkylene units may be added to the organic functional group as the hydrophilic group. Examples of the oxyalkylene unit include an oxyethylene unit (EO) and an oxypropylene unit (PO). Of these, the oxyethylene unit (EO) is preferable.
  • the oxyalkylene unit may be of the same type (that is, one type) or may be composed of two or more types of oxyalkylene units. ..
  • the total number of moles of alkylene oxide contained in the surfactant A is 1 or more. It may be 3 or more, 5 or more, 10 or more, 15 or more, 20 or more, 50 or less, 30 or less, 22 or less, 16 or less. It may be 12 or less, 8 or less, or 4 or less (for example, 3 or less).
  • the number of added moles of the alkylene oxide contained in each of the two hydrophilic groups may be the same or different.
  • hydrophobic group constituting the surfactant A examples include a hydrocarbon group and an acyl group.
  • the hydrocarbon group or the acyl group may be composed of a saturated hydrocarbon such as an alkyl group, or may contain an unsaturated bond such as a carbon-carbon double bond. Further, the hydrocarbon group (typically an alkyl group) or the acyl group may be linear or branched.
  • the number of carbon atoms of one hydrophobic group (for example, a hydrocarbon group such as an alkyl group) contained in the surfactant A may be 8 or more, 10 or more, 12 or more, or 24 or less. It may be 20 or less, 18 or less, 16 or less, or 12 or less.
  • hydrophobic group examples include an octyl group, a decyl group, a lauryl group, a myristyl group, a palmityl group, a stearyl group, an octanoyl group, a decanoyl group, a lauroyl group, a myristoylation group, a palmitoyl group and the like.
  • the two hydrophobic groups contained in the surfactant A may be the same or different.
  • the above-mentioned surfactant A may be called a Gemini-type surfactant.
  • a known Gemini-type surfactant can be used.
  • Such gemini-type surfactants include those referred to as dicarboxylic acid-based gemini-type surfactants, bisquaternary ammonium salt-containing gemini-type surfactants, and amino acid-based gemini-type surfactants.
  • the surfactant A one or more kinds of Gemini-type surfactants can be used.
  • surfactant A examples include a compound represented by the following general formula (1).
  • R 1 and R 2 are independently alkyl groups.
  • the number of carbon atoms of the alkyl groups to be R 1 and R 2 may be 8 or more, 10 or more, 12 or more, 24 or less, 20 or less, or 18 or less. It may be 16 or less, or 12 or less.
  • Specific examples of the alkyl group include an octyl group, a decyl group, a lauryl group, a myristyl group, a palmitic group, a stearyl group and the like.
  • R 1 and R 2 may be the same or different.
  • R 3 and R 4 are independently hydrogen atoms or oxyalkylene units, respectively.
  • R 3 and R 4 may be the same or different. If at least one (eg, both) of R 3 and R 4 contains an oxyalkylene unit, the oxyalkylene unit can be an oxyethylene unit (EO) or an oxypropylene unit (PO). Oxyethylene units (EO) are more preferred.
  • the oxyalkylene unit contained in R 3 and R 4 may be one kind (for example, EO only) or two or more kinds (for example, EO and PO).
  • the total number of moles of alkylene oxide contained in R 3 and R 4 may be 1 or more, 3 or more, 5 or more, 10 or more, 15 or more, or 20 or more.
  • R 3 and R 4 may be 50 or less, 30 or less, 22 or less, 16 or less, 12 or less, 8 or less, or 4 or less (for example, 3 or less).
  • R 3 and R 4 may contain oxyalkylene units, the number of moles of alkylene oxides contained in R 3 and R 4 may be the same or different.
  • the surfactant A one having an appropriate molecular weight that exerts its action in the polishing composition is used, and the surfactant A is not limited to a specific molecular weight.
  • the molecular weight of the surfactant A is, for example, 300 or more, preferably 400 or more, more preferably 500 or more, 700 or more, 1200 or more, or 1500 or more.
  • the upper limit of the molecular weight is, for example, 3000 or less, 2000 or less is appropriate, and may be 1400 or less, 1000 or less, or 600 or less.
  • the molecular weight of the surfactant A the molecular weight calculated from the chemical formula is adopted.
  • the content of the surfactant A in the polishing composition can be, for example, 1.0 ⁇ 10-6 % by weight or more from the viewpoint of exhibiting the effect of adding the surfactant A, and the surface quality after polishing can be improved. From the viewpoint, it is preferably 1.0 ⁇ 10 -5 % by weight or more, more preferably 1.0 ⁇ 10 -4 % by weight or more, still more preferably 5.0 ⁇ 10 -4 % by weight or more, and particularly preferably 1.0. It may be ⁇ 10 -3 % by weight or more, and may be 3.0 ⁇ 10 -3 % by weight or more.
  • the content of the surfactant A in the polishing composition is preferably less than 0.2% by weight, preferably less than 0.1% by weight, from the viewpoint of cleanability and the like. Is 0.05% by weight or less, more preferably 0.01% by weight or less, may be 0.005% by weight or less, or may be 0.003% by weight or less. These contents can be preferably applied to the content in the polishing liquid (working slurry) supplied to the substrate, for example.
  • the polishing composition disclosed herein contains a basic compound.
  • the term "basic compound” refers to a compound having a function of dissolving in water and raising the pH of an aqueous solution. By including the basic compound in the polishing composition, the object to be polished can be efficiently polished by its chemical polishing action (alkali etching).
  • the basic compound include organic or inorganic basic compounds containing nitrogen, basic compounds containing phosphorus, alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides, various carbonates and hydrogen carbonates, and the like. Can be used.
  • nitrogen-containing basic compounds include quaternary ammonium compounds, ammonia, amines (preferably water-soluble amines) and the like.
  • phosphorus-containing basic compounds include quaternary phosphonium compounds. Such basic compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • alkali metal hydroxides include potassium hydroxide, sodium hydroxide and the like.
  • specific examples of the carbonate or hydrogen carbonate include ammonium hydrogen carbonate, ammonium carbonate, potassium hydrogen carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, sodium carbonate and the like.
  • Specific examples of amines include methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, ethylenediamine, monoethanolamine, N- ( ⁇ -aminoethyl) ethanolamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, and anhydrous piperazine.
  • quaternary phosphonium compound include quaternary phosphonium hydroxides such as tetramethylphosphonium hydroxide and tetraethylphosphonium hydroxide.
  • quaternary ammonium salt typically a strong base
  • a quaternary ammonium salt such as a tetraalkylammonium salt or a hydroxyalkyltrialkylammonium salt
  • the anionic component in such a quaternary ammonium salt can be, for example, OH ⁇ , F ⁇ , Cl ⁇ , Br ⁇ , I ⁇ , ClO 4- , BH 4- and the like.
  • examples of the quaternary ammonium compound include a quaternary ammonium salt having an anion of OH ⁇ , that is, a quaternary ammonium hydroxide.
  • quaternary ammonium hydroxide examples include hydroxylation of tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrapentylammonium hydroxide and tetrahexylammonium hydroxide.
  • At least one basic compound selected from alkali metal hydroxides, quaternary ammonium hydroxides and ammonia can be preferably used.
  • tetraalkylammonium hydroxide for example, tetramethylammonium hydroxide
  • ammonia is particularly preferable.
  • the content of the basic compound in the polishing composition is not particularly limited. From the viewpoint of improving the polishing rate, it is usually appropriate to set the above content to 0.0005% by weight or more, preferably 0.001% by weight or more, and 0.003% by weight or more. Is even more preferable. Further, from the viewpoint of improving surface quality (for example, reducing haze), the content is preferably less than 0.1% by weight, preferably less than 0.05% by weight, and 0.03% by weight. More preferably, it is less than% (eg, less than 0.025% by weight, even less than 0.01% by weight). When two or more kinds are used in combination, the above-mentioned content refers to the total content of two or more kinds of basic compounds. These contents can be preferably applied to the content in the polishing liquid (working slurry) supplied to the substrate, for example.
  • the polishing composition disclosed herein preferably contains the surfactant A and the basic compound in an appropriate ratio.
  • the ratio of the content C B of the basic compound to the content CA of the surfactant A is, for example, 0.01 or more, which is preferable from the viewpoint of exhibiting the effect of adding the basic compound. Is 0.1 or more, more preferably 0.3 or more, still more preferably 0.8 or more, and may be 1 or more, or 3 or more.
  • the above ratio ( CB / CA ) can be 100 or less, and is preferably 30 or less, more preferably 10 or less, for example, from the viewpoint of better exerting the effect of adding the surfactant A. It may be 5 or less, or 2 or less.
  • ion-exchanged water deionized water
  • pure water ultrapure water
  • distilled water distilled water
  • the water used preferably has, for example, a total content of transition metal ions of 100 ppb or less in order to avoid hindering the action of other components contained in the polishing composition as much as possible.
  • the purity of water can be increased by operations such as removal of impurity ions by an ion exchange resin, removal of foreign substances by a filter, and distillation.
  • the polishing composition disclosed herein may further contain an organic solvent (lower alcohol, lower ketone, etc.) that can be uniformly mixed with water, if necessary. It is preferable that 90% by volume or more of the solvent contained in the polishing composition is water, and more preferably 95% by volume or more (for example, 99 to 100% by volume) is water.
  • the polishing composition disclosed herein may or may not contain abrasive grains.
  • the polishing composition comprises abrasive grains.
  • Abrasive grains serve to mechanically polish the surface of the substrate. By including the abrasive grains in the polishing composition, the polishing rate can be improved based on the mechanical polishing action due to the inclusion of the abrasive grains.
  • the material and properties of the abrasive grains are not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the purpose and mode of use of the polishing composition. Examples of abrasive grains include inorganic particles, organic particles, and organic-inorganic composite particles.
  • the inorganic particles include silica particles, alumina particles, cerium oxide particles, chromium oxide particles, titanium dioxide particles, zirconium oxide particles, magnesium oxide particles, manganese dioxide particles, zinc oxide particles, and oxide particles such as red iron oxide particles; Nitride particles such as silicon nitride particles and boron nitride particles; carbide particles such as silicon carbide particles and boron carbide particles; diamond particles; carbonates such as calcium carbonate and barium carbonate can be mentioned.
  • the organic particles include polymethylmethacrylate (PMMA) particles and poly (meth) acrylic acid particles (here, (meth) acrylic acid means to comprehensively refer to acrylic acid and methacrylic acid). , Polyacrylonitrile particles and the like. Such abrasive grains may be used alone or in combination of two or more.
  • abrasive grains inorganic particles are preferable, particles made of a metal or metalloid oxide are preferable, and silica particles are particularly preferable.
  • a polishing composition that can be used for polishing a substrate having a surface made of silicon (for example, finish polishing) such as a silicon wafer described later, it is particularly meaningful to use silica particles as abrasive grains.
  • the technique disclosed herein can be preferably carried out, for example, in an embodiment in which the abrasive grains are substantially composed of silica particles.
  • substantially means 95% by weight or more (preferably 98% by weight or more, more preferably 99% by weight or more, and may be 100% by weight) of the particles constituting the abrasive grains. It means that it is a silica particle.
  • silica particles include colloidal silica, fumed silica, and precipitated silica.
  • the silica particles may be used alone or in combination of two or more.
  • the use of colloidal silica is particularly preferable because it is easy to obtain a polished surface having excellent surface quality after polishing.
  • colloidal silica for example, colloidal silica produced from water glass (Na silicate) by an ion exchange method or colloidal silica produced by an alkoxide method (coroidal silica produced by a hydrolysis condensation reaction of alkoxysilane) is preferably adopted. be able to.
  • Colloidal silica can be used alone or in combination of two or more.
  • the true specific gravity of the abrasive grain constituent material is preferably 1.5 or more, more preferably 1.6 or more, still more preferably 1.7 or more.
  • the upper limit of the true specific gravity of silica is not particularly limited, but is typically 2.3 or less, preferably 2.2 or less, still more preferably 2.0 or less, and for example, 1.9 or less.
  • a measured value by a liquid replacement method using ethanol as a replacement liquid can be adopted.
  • the average primary particle diameter of the abrasive grains is not particularly limited, but is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more from the viewpoint of polishing rate and the like. From the viewpoint of obtaining a higher polishing effect (for example, effects such as reduction of haze and removal of defects), the average primary particle diameter is preferably 15 nm or more, and more preferably 20 nm or more (for example, more than 20 nm). Further, from the viewpoint of scratch prevention and the like, the average primary particle diameter of the abrasive grains is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, still more preferably 45 nm or less.
  • the average primary particle size of the abrasive grains may be 43 nm or less, less than 40 nm, less than 38 nm, less than 35 nm, less than 32 nm, from the viewpoint of facilitating a lower haze surface. It may be less than 30 nm.
  • the specific surface area can be measured using, for example, a surface area measuring device manufactured by Micromeritex, trade name "Flow Sorb II 2300".
  • the average secondary particle diameter of the abrasive grains is not particularly limited, and can be appropriately selected from the range of, for example, about 15 nm to 300 nm. From the viewpoint of improving the polishing rate, the average secondary particle diameter is preferably 30 nm or more, and more preferably 35 nm or more. In some embodiments, the average secondary particle size may be, for example, 40 nm or more, 42 nm or more, and preferably 44 nm or more. Further, the average secondary particle diameter is usually preferably 250 nm or less, preferably 200 nm or less, and more preferably 150 nm or less. In some preferred embodiments, the average secondary particle diameter is 120 nm or less, more preferably 100 nm or less, still more preferably 70 nm or less, for example 60 nm or less, or 50 nm or less.
  • the average secondary particle diameter means the particle diameter (volume average particle diameter) measured by the dynamic light scattering method.
  • the average secondary particle diameter of the abrasive grains can be measured, for example, by a dynamic light scattering method using "Nanotrack (registered trademark) UPA-UT151” manufactured by Nikkiso Co., Ltd.
  • the shape (outer shape) of the abrasive grains may be spherical or non-spherical.
  • the non-spherical particles include a peanut shape (that is, a peanut shell shape), a cocoon shape, a konpeito shape, a rugby ball shape, and the like.
  • abrasive grains in which many of the particles are peanut-shaped or cocoon-shaped can be preferably adopted.
  • the average value (average aspect ratio) of the major axis / minor axis ratio of the abrasive grains is, in principle, 1.0 or more, preferably 1.05 or more, and more preferably 1.1 or more. Is. Higher polishing rates can be achieved by increasing the average aspect ratio.
  • the average aspect ratio of the abrasive grains is preferably 3.0 or less, more preferably 2.0 or less, still more preferably 1.5 or less, from the viewpoint of scratch reduction and the like.
  • the shape (outer shape) and average aspect ratio of the abrasive grains can be grasped by, for example, observing with an electron microscope.
  • a specific procedure for grasping the average aspect ratio for example, for a predetermined number (for example, 200) of abrasive particles that can recognize the shape of independent particles using a scanning electron microscope (SEM), each particle is used.
  • the value obtained by dividing the length of the long side (value of the major axis) by the length of the short side (value of the minor axis) is the major axis / minor axis ratio (aspect ratio).
  • the average aspect ratio can be obtained by arithmetically averaging the aspect ratios of the predetermined number of particles.
  • the content of the abrasive grains in the polishing composition is not particularly limited, and is, for example, 0.01% by weight or more, preferably 0.05% by weight or more, more preferably. It is preferably 0.10% by weight or more, more preferably 0.15% by weight or more. Higher polishing rates can be achieved by increasing the abrasive grain content.
  • the content is preferably 10% by weight or less, preferably 7% by weight or less, more preferably 5% by weight or less, still more preferably 2% by weight or less, and may be, for example, 1% by weight or less. It may be 0.5% by weight or less, or 0.4% by weight or less. As a result, a higher quality surface can be realized.
  • the above-mentioned abrasive grain content can be preferably adopted in an embodiment in which the polishing composition is used in the form of a polishing liquid (working slurry).
  • the polishing composition disclosed herein may contain a water-soluble polymer.
  • the water-soluble polymer can be useful for protecting the surface of the substrate, improving the wettability of the surface of the substrate after polishing, and the like.
  • the water-soluble polymer is a compound containing a hydroxyl group, a carboxy group, an acyloxy group, a sulfo group, an amide structure, an imide structure, a quaternary ammonium structure, a heterocyclic structure, a vinyl structure, or the like. Can be mentioned.
  • the water-soluble polymer for example, a cellulose derivative, a starch derivative, a polymer containing an oxyalkylene unit, a polyvinyl alcohol-based polymer, a polymer containing a nitrogen atom, or the like is used, and as one embodiment of the polymer containing a nitrogen atom, N- Vinyl type polymers, N- (meth) acryloyl type polymers and the like can be used.
  • the water-soluble polymer may be a polymer derived from a natural product or a synthetic polymer. As the water-soluble polymer, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • a polymer derived from a natural product is used as the water-soluble polymer.
  • examples of polymers derived from natural products include cellulose derivatives and starch derivatives.
  • the polymer derived from a natural product one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
  • a cellulose derivative is used as the water-soluble polymer.
  • the cellulose derivative is a polymer containing ⁇ -glucose unit as a main repeating unit.
  • Specific examples of the cellulose derivative include hydroxyethyl cellulose (HEC), hydroxypropyl cellulose, hydroxyethyl methyl cellulose, hydroxypropylmethyl cellulose, methyl cellulose, ethyl cellulose, ethyl hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose and the like. Among them, HEC is preferable.
  • HEC hydroxyethyl cellulose
  • one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the starch derivative is used as the water-soluble polymer.
  • the starch derivative is a polymer containing an ⁇ -glucose unit as a main repeating unit, and examples thereof include pregelatinized starch, pullulan, carboxymethyl starch, and cyclodextrin.
  • pregelatinized starch pullulan
  • carboxymethyl starch and cyclodextrin.
  • the starch derivative one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • synthetic polymers are used as water-soluble polymers.
  • the effect of the technique disclosed herein is preferably exhibited in an embodiment in which a synthetic polymer is used as the water-soluble polymer.
  • the synthetic polymer one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
  • a polymer containing an oxyalkylene unit is used as the water-soluble polymer.
  • Polymers containing oxyalkylene units include polyethylene oxide (PEO), block copolymers of ethylene oxide (EO) and propylene oxide (PO) or butylene oxide (BO), and random copolymers of EO and PO or BO. Etc. are exemplified. Among them, a block copolymer of EO and PO or a random copolymer of EO and PO is preferable.
  • the block copolymer of EO and PO can be a diblock copolymer containing a PEO block and a polypropylene oxide (PPO) block, a triblock copolymer, or the like.
  • Examples of the above-mentioned triblock copolymers include PEO-PPO-PEO type triblock copolymers and PPO-PEO-PPO type triblock copolymers. Usually, PEO-PPO-PEO type triblock copolymer is more preferable.
  • copolymer in the present specification comprehensively refers to various copolymers such as random copolymers, alternate copolymers, block copolymers, and graft copolymers. be.
  • the molar ratio (EO / PO) of EO and PO constituting the copolymer is determined from the viewpoint of solubility in water, cleanability, and the like. It is preferably larger than 1, more preferably 2 or more, and even more preferably 3 or more (for example, 5 or more).
  • a polyvinyl alcohol-based polymer is used as the water-soluble polymer. According to the composition containing a polyvinyl alcohol-based polymer, it is easy to improve the polishing rate while maintaining the surface quality after polishing.
  • the polyvinyl alcohol-based polymer refers to a polymer containing a vinyl alcohol unit (hereinafter, also referred to as “VA unit”) as a repeating unit thereof.
  • VA unit vinyl alcohol unit
  • the polyvinyl alcohol-based polymer may contain only VA units as repeating units, and may contain repeating units other than VA units (hereinafter, also referred to as “non-VA units”) in addition to VA units.
  • the polyvinyl alcohol-based polymer may be a random copolymer containing VA units and non-VA units, may be a block copolymer, or may be an alternating copolymer or a graft copolymer.
  • the polyvinyl alcohol-based polymer may contain only one type of non-VA unit, or may contain two or more types of non-VA units.
  • the polyvinyl alcohol-based polymer may be unmodified polyvinyl alcohol (non-modified PVA) or modified polyvinyl alcohol (modified PVA).
  • the non-modified PVA is produced by hydrolyzing (saponifying) polyvinyl acetate, and is other than the repeating unit (-CH 2 -CH (OCOCH 3 )-) and the VA unit of the structure in which vinyl acetate is polymerized with vinyl.
  • the saponification degree of the non-modified PVA may be, for example, 60% or more, 70% or more, 80% or more, or 90% or more from the viewpoint of water solubility.
  • the polyvinyl alcohol-based polymer has a VA unit and at least one selected from an oxyalkylene group, a carboxy group, a sulfo group, an amino group, a hydroxyl group, an amide group, an imide group, a nitrile group, an ether group, an ester group, and salts thereof. It may be a modified PVA containing a non-VA unit having a structure.
  • the non-VA unit that can be contained in the modified PVA is, for example, a repeating unit derived from an N-vinyl type monomer or an N- (meth) acryloyl type monomer, which will be described later, a repeating unit derived from ethylene, or an alkyl vinyl ether.
  • N-vinyl type monomer N-vinylpyrrolidone.
  • N- (meth) acryloyl type monomer N- (meth) acryloyl morpholine.
  • the alkyl vinyl ether may be a vinyl ether having an alkyl group having 1 or more and 10 or less carbon atoms, such as propyl vinyl ether, butyl vinyl ether, and 2-ethylhexyl vinyl ether.
  • the vinyl ester of a monocarboxylic acid having 3 or more carbon atoms is a vinyl ester of a monocarboxylic acid having 3 or more carbon atoms and 7 or less carbon atoms, such as vinyl propanoate, vinyl butanoate, vinyl pentanate, vinyl hexanoate and the like.
  • the polyvinyl alcohol-based polymer may be an acetalized polyvinyl alcohol-based polymer. Examples of the acetalized polyvinyl alcohol-based polymer include modified PVA in which a part of the VA unit contained in the polyvinyl alcohol-based polymer is acetalized with an aldehyde.
  • an alkyl aldehyde for example, an alkyl aldehyde can be preferably used, and an alkyl aldehyde having an alkyl group having 1 or more and 7 or less carbon atoms is preferable, and acetaldehyde, n-propyl aldehyde, n-butyl aldehyde, and n-pentyl aldehyde are particularly preferable. Is preferable.
  • a polyvinyl alcohol-based polymer a cationically modified polyvinyl alcohol having a cationic group such as a quaternary ammonium structure introduced may be used.
  • a cationic group derived from a monomer having a cationic group such as a diallyldialkylammonium salt or an N- (meth) acryloylaminoalkyl-N, N, N-trialkylammonium salt is introduced. The ones that have been done are listed.
  • the ratio of the number of moles of VA units to the number of moles of all repeating units constituting the polyvinyl alcohol polymer may be, for example, 5% or more, 10% or more, 20% or more, or 30% or more. ..
  • the proportion of the number of moles of the VA unit may be 50% or more, 65% or more, 75% or more, or 80% or more. It may be 90% or more (for example, 95% or more, or 98% or more).
  • Substantially 100% of the repeating units constituting the polyvinyl alcohol-based polymer may be VA units.
  • substantially 100% means that the polyvinyl alcohol-based polymer does not contain non-VA units at least intentionally, and typically the number of moles of non-VA units in the number of moles of all repeating units.
  • the ratio of is less than 2% (for example, less than 1%), and includes the case where it is 0%.
  • the ratio of the number of moles of VA units to the number of moles of all repeating units constituting the polyvinyl alcohol polymer may be, for example, 95% or less, 90% or less, or 80% or less. However, it may be 70% or less.
  • the content of VA units (content based on weight) in the polyvinyl alcohol-based polymer may be, for example, 5% by weight or more, 10% by weight or more, 20% by weight or more, or 30% by weight or more.
  • the content of the VA unit may be 50% by weight or more (for example, more than 50% by weight), 70% by weight or more, or 80% by weight or more (for example, more than 50% by weight).
  • 90% by weight or more, 95% by weight or more, or 98% by weight or more) may be used.
  • Substantially 100% by weight of the repeating units constituting the polyvinyl alcohol-based polymer may be VA units.
  • substantially 100% by weight means that the non-VA unit is not contained as a repeating unit constituting the polyvinyl alcohol-based polymer at least intentionally, and typically, the non-VA unit in the polyvinyl alcohol-based polymer is not contained. It means that the content of is less than 2% by weight (for example, less than 1% by weight). In some other embodiments, the content of VA units in the polyvinyl alcohol-based polymer may be, for example, 95% by weight or less, 90% by weight or less, 80% by weight or less, or 70% by weight or less. ..
  • the polyvinyl alcohol-based polymer may contain a plurality of polymer chains having different contents of VA units in the same molecule.
  • the polymer chain refers to a portion (segment) constituting a part of a single molecule polymer.
  • polyvinyl alcohol-based polymers have a polymer chain A with a VA unit content of more than 50% by weight and a VA unit content of less than 50% by weight (ie, a non-VA unit content of more than 50% by weight).
  • Polymer chain B may be contained in the same molecule.
  • the polymer chain A may contain only VA units as repeating units, and may contain non-VA units in addition to VA units.
  • the content of VA units in the polymer chain A may be 60% by weight or more, 70% by weight or more, 80% by weight or more, or 90% by weight or more. In some embodiments, the content of VA units in the polymer chain A may be 95% by weight or more, or 98% by weight or more. Substantially 100% by weight of the repeating units constituting the polymer chain A may be VA units.
  • the polymer chain B may contain only non-VA units as repeating units, and may contain VA units in addition to non-VA units.
  • the content of the non-VA unit in the polymer chain B may be 60% by weight or more, 70% by weight or more, 80% by weight or more, or 90% by weight or more. In some embodiments, the content of non-VA units in the polymer chain B may be 95% by weight or more, or 98% by weight or more. Substantially 100% by weight of the repeating units constituting the polymer chain B may be non-VA units.
  • polyvinyl alcohol-based polymers containing the polymer chains A and the polymer chains B in the same molecule include block copolymers and graft copolymers containing these polymer chains.
  • the graft copolymer may be a graft copolymer having a structure in which the polymer chain B (side chain) is grafted to the polymer chain A (main chain), or the polymer chain A (side chain) may be attached to the polymer chain B (main chain). It may be a graft copolymer having a structure in which the chain) is grafted.
  • a polyvinyl alcohol-based polymer having a structure in which the polymer chain B is grafted to the polymer chain A can be used.
  • polymer chain B examples include a polymer chain having a repeating unit derived from an N-vinyl type monomer as a main repeating unit, and a polymer chain having a repeating unit derived from an N- (meth) acryloyl type monomer as a main repeating unit.
  • the main repeating unit means a repeating unit contained in excess of 50% by weight, unless otherwise specified.
  • a preferred example of the polymer chain B is a polymer chain having an N-vinyl type monomer as a main repeating unit, that is, an N-vinyl-based polymer chain.
  • the content of the repeating unit derived from the N-vinyl type monomer in the N-vinyl polymer chain is typically more than 50% by weight, may be 70% by weight or more, and may be 85% by weight or more. It may be 95% by weight or more.
  • Substantially all of the polymer chain B may be a repeating unit derived from an N-vinyl type monomer.
  • examples of N-vinyl type monomers include monomers having a nitrogen-containing heterocycle (for example, a lactam ring) and N-vinyl chain amides.
  • Specific examples of the N-vinyllactam type monomer include N-vinylpyrrolidone, N-vinylpiperidone, N-vinylmorpholinone, N-vinylcaprolactam, N-vinyl-1,3-oxadin-2-one, and N-vinyl-. Examples thereof include 3,5-morpholindione.
  • Specific examples of the N-vinyl chain amide include N-vinylacetamide, N-vinylpropionic acid amide, N-vinylbutyric acid amide and the like.
  • the polymer chain B is, for example, an N-vinyl-based polymer chain in which more than 50% by weight (for example, 70% by weight or more, 85% by weight or more, or 95% by weight or more) of the repeating unit is an N-vinylpyrrolidone unit. obtain. Substantially all of the repeating units constituting the polymer chain B may be N-vinylpyrrolidone units.
  • polymer chain B is a polymer chain having a repeating unit derived from an N- (meth) acryloyl type monomer as a main repeating unit, that is, an N- (meth) acryloyl-based polymer chain.
  • the content of the repeating unit derived from the N- (meth) acryloyl type monomer in the N- (meth) acryloyl polymer chain is typically more than 50% by weight, may be 70% by weight or more, and may be 85% by weight. It may be 5% by weight or more, or 95% by weight or more.
  • Substantially all of the polymer chain B may be a repeating unit derived from an N- (meth) acryloyl type monomer.
  • examples of the N- (meth) acryloyl type monomer include a chain amide having an N- (meth) acryloyl group and a cyclic amide having an N- (meth) acryloyl group.
  • Examples of chain amides having an N- (meth) acryloyl group are (meth) acrylamide; N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N-propyl (meth) acrylamide, N-isopropyl ( N-alkyl (meth) acrylamide such as meta) acrylamide, Nn-butyl (meth) acrylamide; N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N, N-dipropyl (meth) ) N, N-dialkyl (meth) acrylamide such as acrylamide, N, N-diisopropyl (meth) acrylamide, N, N-di (n-butyl) (meth) acrylamide; and the like.
  • Examples of cyclic amides having an N- (meth) acryloyl group include N- (meth) acryloy
  • polymer chain B is a polymer chain containing an oxyalkylene unit as a main repeating unit, that is, an oxyalkylene polymer chain.
  • the content of the oxyalkylene unit in the oxyalkylene polymer chain is typically more than 50% by weight, may be 70% by weight or more, may be 85% by weight or more, and may be 95% by weight or more. There may be. Substantially all of the repeating units contained in the polymer chain B may be oxyalkylene units.
  • the oxyalkylene unit examples include an oxyethylene unit, an oxypropylene unit, an oxybutylene unit and the like. Each such oxyalkylene unit can be a repeating unit derived from the corresponding alkylene oxide.
  • the oxyalkylene unit contained in the oxyalkylene polymer chain may be one kind or two or more kinds. For example, it may be an oxyalkylene polymer chain containing an oxyethylene unit and an oxypropylene unit in combination. In an oxyalkylene polymer chain containing two or more kinds of oxyalkylene units, the oxyalkylene units may be random copolymers of corresponding alkylene oxides, block copolymers, or alternating copolymers. It may be a polymer or a graft copolymer.
  • a polymer chain containing a repeating unit derived from an alkyl vinyl ether for example, a vinyl ether having an alkyl group having 1 or more and 10 or less carbon atoms
  • a monocarboxylic acid vinyl ester for example, the number of carbon atoms
  • examples thereof include a polymer chain containing a repeating unit derived from (vinyl ester of 3 or more monocarboxylic acids), a polymer chain into which a cationic group (for example, a cationic group having a quaternary ammonium structure) is introduced, and the like.
  • the polyvinyl alcohol-based polymer as the water-soluble polymer in the technique disclosed herein is preferably a modified polyvinyl alcohol which is a copolymer containing VA units and non-VA units.
  • the saponification degree of the polyvinyl alcohol-based polymer as the water-soluble polymer is usually 50 mol% or more, preferably 65 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, for example, 75 mol% or more. In principle, the saponification degree of the polyvinyl alcohol-based polymer is 100 mol% or less.
  • the N-vinyl type polymer may be used as the water-soluble polymer.
  • N-vinyl type polymers include polymers containing repeating units derived from monomers having a nitrogen-containing heterocycle (eg, a lactam ring).
  • examples of such polymers include homopolymers and copolymers of N-vinyl lactam type monomers (for example, copolymers in which the copolymerization ratio of N-vinyl lactam type monomers exceeds 50% by weight), N-vinyl.
  • the homopolymer and the copolymer of the chain amide for example, the copolymer in which the copolymerization ratio of the N-vinyl chain amide exceeds 50% by weight) and the like are included.
  • N-vinyllactam type monomer that is, a compound having a lactam structure and an N-vinyl group in one molecule
  • N-vinylpyrrolidone VP
  • N-vinylpiperidone N-vinylmorpholinone
  • N. -Vinyl caprolactam VC
  • N-vinyl-1,3-oxadin-2-one N-vinyl-3,5-morpholindione and the like can be mentioned.
  • polymers containing N-vinyl lactam type monomer units include polyvinylpyrrolidone, polyvinylcaprolactam, random copolymers of VP and VC, one or both of VP and VC and other vinyl monomers (eg, acrylics). Examples include a random copolymer with (monomer, vinyl ester-based monomer, etc.), a block copolymer containing a polymer chain containing one or both of VP and VC, an alternate copolymer, a graft copolymer, and the like.
  • Specific examples of the N-vinyl chain amide include N-vinylacetamide, N-vinylpropionic acid amide, N-vinylbutyric acid amide and the like.
  • the N- (meth) acryloyl type polymer may be preferably used as the water-soluble polymer.
  • the effects of the techniques disclosed herein can be more preferably realized in compositions comprising N- (meth) acryloyl-type polymers.
  • N- (meth) acryloyl-type polymers include homopolymers and copolymers of N- (meth) acryloyl-type monomers (typically, the copolymerization ratio of N- (meth) acryloyl-type monomers is 50 weight by weight. % (Copolymer) is included.
  • Examples of N- (meth) acryloyl-type monomers include chain amides having an N- (meth) acryloyl group and cyclic amides having an N- (meth) acryloyl group.
  • Examples of chain amides having an N- (meth) acryloyl group are (meth) acrylamide; N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N-propyl (meth) acrylamide, N-isopropyl ( N-alkyl (meth) acrylamide such as meta) acrylamide, Nn-butyl (meth) acrylamide; N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N, N-dipropyl (meth) ) N, N-dialkyl (meth) acrylamide such as acrylamide, N, N-diisopropyl (meth) acrylamide, N, N-di (n-butyl) (meth) acrylamide; and the like.
  • a copolymer of N-isopropylacrylamide and a copolymer of N-isopropylacrylamide for example, a copolymerization ratio of N-isopropylacrylamide Is a copolymer in excess of 50% by weight.
  • Examples of cyclic amides having an N- (meth) acryloyl group are N-acryloylmorpholine, N-acryloylthiomorpholine, N-acryloylpiperidin, N-acryloylpyridine, N-methacryloylmorpholine, N-methacryloylpiperidin, N-methacryloyl.
  • Examples include pyrrolidine.
  • An example of a polymer containing a cyclic amide having an N- (meth) acryloyl group as a monomer unit is an acryloyl morpholine polymer (PACMO).
  • acryloylmorpholine-based polymers include homopolymers of N-acryloylmorpholine (ACMO) and copolymers of ACMO (for example, copolymers in which the copolymerization ratio of ACMO exceeds 50% by weight).
  • ACMO N-acryloylmorpholine
  • the ratio of the number of moles of ACMO units to the number of moles of all repeating units is usually 50% or more, and 80% or more (for example, 90% or more, typically 95% or more). Is appropriate.
  • All repeating units of the water-soluble polymer may be composed of substantially ACMO units.
  • the techniques disclosed herein include, as water-soluble polymers, one or more of nitrogen atom-containing polymers (typically N- (meth) acryloyl-type polymers).
  • Water-soluble polymers non-nitrogen atom-containing polymers, typically non-N- (meth) acryloyl-type polymers) that are different from nitrogen atom-containing polymers (typically N- (meth) acryloyl-type polymers). It is preferably carried out in a mode in which one or more of the above is used in combination.
  • the non-nitrogen atom-containing polymer (typically, a non-N- (meth) acryloyl type polymer) is not particularly limited, and for example, a modified or non-modified polyvinyl alcohol-based polymer is preferably used.
  • the non-nitrogen atom-containing polymer (typically N- (meth) acryloyl type polymer) used in combination with the above polyvinyl alcohol-based polymer is not particularly limited, and a cyclic amide having an N- (meth) acryloyl group is used as a monomer unit.
  • the polymer contained in is preferable, and PACMO is more preferable.
  • the usage ratio (nitrogen atom-containing polymer: non-nitrogen atom-containing polymer) is not particularly limited, and is 1: 9 to 9: 1 on a weight basis. It can be 3: 7 to 8: 2 or 5: 5 to 7: 3.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the water-soluble polymer is not particularly limited.
  • the Mw of the water-soluble polymer may be, for example, about 200 ⁇ 104 or less, and about 150 ⁇ 10 4 or less is appropriate, and from the viewpoint of detergency and the like, it is preferably about 100 ⁇ 104 or less, which is about 100 ⁇ 104 or less. It may be 50 ⁇ 10 4 or less.
  • the Mw of the water-soluble polymer may be, for example, 0.2 ⁇ 104 or more, preferably 0.5 ⁇ 104 or more.
  • the Mw of 1.0 ⁇ 10 4 or more is suitable, and may be 2 ⁇ 10 4 or more, for example, 5 ⁇ 10 4 or more.
  • the range of molecular weights of preferred water-soluble polymeric compounds may vary depending on the type of polymer used.
  • the Mw of the cellulose derivative and the starch derivative can be approximately 200 ⁇ 104 or less, respectively , and 150 ⁇ 104 or less is suitable.
  • the Mw may be about 100 ⁇ 10 4 or less, or about 50 ⁇ 10 4 or less (for example, about 30 ⁇ 10 4 or less).
  • the Mw is, for example, about 0.2 ⁇ 104 or more, about 0.5 ⁇ 104 or more, and preferably about 1.0 ⁇ . It may be 104 or more, more preferably about 3.0 ⁇ 10 4 or more, still more preferably about 10 ⁇ 10 4 or more, and more preferably about 20 ⁇ 10 4 or more.
  • the Mw of the polyvinyl alcohol-based polymer can be 100 ⁇ 10 4 or less, and 60 ⁇ 10 4 or less is suitable. From the viewpoint of concentration efficiency and the like, the Mw may be 30 ⁇ 10 4 or less, preferably 20 ⁇ 10 4 or less, for example, 10 ⁇ 10 4 or less, typically 8 ⁇ 10 4 or less. It may be 5 ⁇ 10 4 or less, or 3 ⁇ 10 4 or less. Further, from the viewpoint of suitably protecting the polished surface and maintaining or improving the surface quality, Mw may be, for example, 0.2 ⁇ 104 or more, and usually 0.5 ⁇ 104 or more is preferable. ..
  • Mw of 0.8 ⁇ 10 4 or more is suitable, preferably 1.0 ⁇ 10 4 or more, 2 ⁇ 10 4 or more, or 3 ⁇ 10 4 or more. For example, it may be 4 ⁇ 10 4 or more, or 5 ⁇ 10 4 or more.
  • the Mw of the polymer containing a nitrogen atom can be 100 ⁇ 10 4 or less, and 70 ⁇ 10 4 or less is suitable. From the viewpoint of concentration efficiency and the like, the Mw may be 60 ⁇ 10 4 or less, or 50 ⁇ 10 4 or less. Further, from the viewpoint of maintaining or improving the surface quality, Mw may be, for example, 1.0 ⁇ 10 4 or more, or 10 ⁇ 10 4 or more. In some embodiments, Mw of 20 ⁇ 104 or more is suitable, preferably 30 ⁇ 104 or more, and may be, for example, 40 ⁇ 104 or more.
  • the Mw of the water-soluble polymer a molecular weight calculated from a value (water-based, in terms of polyethylene oxide) based on water-based gel permeation chromatography (GPC) can be adopted.
  • GPC gel permeation chromatography
  • the GPC measuring device it is preferable to use the model name "HLC-8320GPC" manufactured by Tosoh Corporation. The measurement can be performed under the following conditions, for example. The same method is adopted for the examples described later.
  • a nonionic polymer can be preferably adopted as the water-soluble polymer.
  • a synthetic polymer can be preferably adopted as the water-soluble polymer.
  • the polishing composition is one in which the polymer derived from a natural product is substantially not used as the water-soluble polymer. possible.
  • substantially not used means that the amount of the polymer derived from a natural product used is typically 3 parts by weight or less, preferably 1 part by weight or less, based on 100 parts by weight of the total content of the water-soluble polymer. This means 0 parts by weight or below the detection limit.
  • the content of the water-soluble polymer (content on a weight basis) in the polishing composition is not particularly limited. For example, it can be 1.0 ⁇ 10 -4 % by weight or more. From the viewpoint of haze reduction and the like, the preferable content is 5.0 ⁇ 10 -4 % by weight or more, more preferably 1.0 ⁇ 10 -3 % by weight or more, and further preferably 2.0 ⁇ 10 -3 % by weight. The above is, for example, 5.0 ⁇ 10 -3 % by weight or more. Further, from the viewpoint of polishing rate and the like, the content is preferably 0.2% by weight or less, more preferably 0.1% by weight or less, and 0.05% by weight or less (for example, 0.02% by weight).
  • the above-mentioned content is the total content (weight-based content) of all the water-soluble polymers contained in the polishing composition. It means that. These contents can be preferably applied to the content in the polishing liquid (working slurry) supplied to the substrate, for example.
  • the content of the water-soluble polymer in the case of containing two or more kinds of water-soluble polymers, the total amount thereof is the same as that of the abrasive grains. It can also be identified by relative relationships.
  • the content of the water-soluble polymer with respect to 100 parts by weight of the abrasive grains can be, for example, 0.01 part by weight or more, and is 0. It is appropriate that the amount is 1 part by weight or more, preferably 0.5 part by weight or more, more preferably 1 part by weight or more, still more preferably 3 parts by weight or more, and for example, 4 parts by weight or more.
  • the content of the water-soluble polymer with respect to 100 parts by weight of the abrasive grains may be, for example, 50 parts by weight or less, or 30 parts by weight or less.
  • the content of the water-soluble polymer with respect to 100 parts by weight of the abrasive grains is preferably 15 parts by weight or less, preferably 10 parts by weight. It may be 8 parts by weight or less, and may be 7 parts by weight or less.
  • the polishing composition disclosed herein may further contain a surfactant B (arbitrary surfactant) different from the surfactant A, if necessary, in addition to the surfactant A.
  • a surfactant B any of anionic, cationic, nonionic and amphoteric ones can be used.
  • anionic or nonionic surfactant B may be preferably employed.
  • Nonionic surfactants are more preferable from the viewpoint of low foaming property and ease of pH adjustment.
  • oxyalkylene polymers such as polyethylene glycol, polypropylene glycol and polytetramethylene glycol; polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl amine, polyoxyethylene fatty acid ester, polyoxyethylene glyceryl ether fatty acid.
  • Polyoxyalkylene derivatives such as esters and polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters (eg, polyoxyalkylene adducts); copolymers of multiple oxyalkylenes (eg, diblock type copolymers, triblock type copolymers, etc.) Random type copolymers, alternate copolymers); and the like are nonionic surfactants.
  • the surfactant B a surfactant containing a polyoxyalkylene structure can be used. Surfactant B can be used alone or in combination of two or more.
  • nonionic surfactant containing a polyoxyalkylene structure examples include a block copolymer of ethylene oxide (EO) and propylene oxide (PO) (diblock type copolymer, PEO (polyethylene oxide) -PPO).
  • EO ethylene oxide
  • PO propylene oxide
  • PEO polyethylene oxide
  • the weight average molecular weight (Mws) of the surfactant B is typically less than 2000, and is preferably 1900 or less (for example, less than 1800) from the viewpoint of filterability, detergency and the like. Further, the Mws of the surfactant is usually preferably 200 or more from the viewpoint of surface activity ability and the like, and preferably 250 or more (for example, 300 or more) from the viewpoint of haze reducing effect and the like. A more preferred range of Mws for surfactant B may also vary depending on the type of surfactant B. For example, when polyoxyethylene alkyl ether is used as the surfactant B, its Mws is preferably 1500 or less, and may be 1000 or less (for example, 500 or less).
  • the Mws thereof may be, for example, 500 or more, 1000 or more, and further 1200 or more. May be.
  • the molecular weight of the surfactant B the molecular weight calculated from the chemical formula can be adopted as in the case of the surfactant A.
  • the content of the surfactant B is 3 times or less the content of the surfactant A (for example, 0. It is appropriate that the content is 01 times or more and 3 times or less), and the content of the surfactant A may be, for example, 1 time or less, 0.3 times or less, or 0.1 times or less.
  • the technique disclosed herein is preferably carried out in such a manner that the polishing composition does not substantially contain the surfactant B.
  • the fact that the polishing composition does not substantially contain the surfactant B means that the surfactant B is not contained at least intentionally.
  • the polishing composition disclosed herein includes organic acids, organic acid salts, inorganic acids, inorganic acid salts, chelating agents, preservatives, fungicides, etc., to the extent that the effects of the present invention are not significantly impaired. If necessary, a known additive that can be used in a polishing composition (for example, a polishing composition used in a finishing polishing step of a silicon wafer) may be further contained.
  • organic acid and its salt, and the inorganic acid and its salt can be used alone or in combination of two or more.
  • organic acids include fatty acids such as formic acid, acetic acid and propionic acid, aromatic carboxylic acids such as benzoic acid and phthalic acid, itaconic acid, citric acid, oxalic acid, tartrate acid, malic acid, maleic acid, fumaric acid and succinic acid.
  • Organic sulfonic acids such as acid, glycolic acid, malonic acid, gluconic acid, alanine, glycine, lactic acid, hydroxyethylidene diphosphate (HEDP), methanesulfonic acid, nitrilotris (methylenephosphate) (NTMP), phosphonobustan tricarbonate.
  • organic phosphonic acids such as acid (PBTC).
  • the organic acid salt include alkali metal salts (sodium salt, potassium salt, etc.) and ammonium salts of organic acids.
  • inorganic acids include hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, phosphonic acid, nitric acid, phosphinic acid, boric acid, carbonic acid and the like.
  • inorganic acid salts include alkali metal salts (sodium salt, potassium salt, etc.) and ammonium salts of inorganic acids.
  • the above chelating agent may be used alone or in combination of two or more.
  • the chelating agent include an aminocarboxylic acid-based chelating agent and an organic phosphonic acid-based chelating agent.
  • Preferable examples of the chelating agent include, for example, ethylenediaminetetrakis (methylenephosphonic acid), diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid) and diethylenetriaminepentaacetic acid.
  • the preservatives and fungicides include isothiazolinone compounds, paraoxybenzoic acid esters, phenoxyethanol and the like.
  • the polishing composition disclosed herein preferably contains substantially no oxidant.
  • the polishing composition contains an oxidizing agent
  • the polishing composition is supplied to a substrate (for example, a silicon wafer) to oxidize the surface of the substrate to form an oxide film, which causes a polishing rate. This is because it may decrease.
  • a substrate for example, a silicon wafer
  • the oxidizing agent include hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), sodium persulfate, ammonium persulfate, sodium dichloroisocyanurate, and the like.
  • the fact that the polishing composition does not substantially contain an oxidizing agent means that it does not contain an oxidizing agent at least intentionally.
  • a trace amount for example, the molar concentration of the oxidizing agent in the polishing composition is 0.0005 mol / L or less, preferably 0.0001 mol / L or less, more preferably 0.00001
  • the polishing composition inevitably containing an oxidizing agent of mol / L or less, particularly preferably 0.000001 mol / L or less, is the concept of the polishing composition substantially free of the oxidizing agent. Can be included in.
  • the pH of the polishing composition disclosed herein is not particularly limited, and an appropriate pH may be adopted depending on the substrate, the type of abrasive grain when it contains abrasive grains, and the like.
  • the pH of the polishing composition is preferably 8.0 or higher, preferably 8.5 or higher, more preferably 9.0 or higher.
  • the higher the pH of the polishing composition the higher the polishing rate tends to be.
  • the pH of the polishing composition is usually set from the viewpoint of preventing dissolution of the abrasive grains (for example, silica particles) and suppressing a decrease in mechanical polishing action. It is suitable that it is 12.0 or less, preferably 11.0 or less, more preferably 10.8 or less, and further preferably 10.5 or less.
  • the pH of the polishing composition is a standard buffer solution (for example, a glass electrode type hydrogen ion concentration indicator (model number F-72) manufactured by Horiba Seisakusho). Phphthalate pH buffer pH: 4.01 (25 ° C), neutral phosphate pH buffer pH: 6.86 (25 ° C), carbonate pH buffer pH: 10.01 (25 ° C)) It can be grasped by calibrating at three points using the pH, placing the glass electrode in the composition to be measured, and measuring the value after it has stabilized after 2 minutes or more.
  • a standard buffer solution for example, a glass electrode type hydrogen ion concentration indicator (model number F-72) manufactured by Horiba Seisakusho.
  • the polishing composition disclosed herein is typically supplied onto the surface of a substrate in the form of a polishing liquid containing the polishing composition and used for polishing the substrate.
  • the polishing liquid may be prepared, for example, by diluting (typically diluting with water) any of the polishing compositions disclosed herein.
  • the polishing composition may be used as it is as a polishing liquid. That is, the concept of the polishing composition in the technique disclosed herein includes a polishing liquid (working slurry) supplied to a substrate and used for polishing the substrate, and a concentrated liquid (polishing) diluted and used as the polishing liquid. Both with the undiluted solution of the solution) are included.
  • the polishing liquid containing the polishing composition disclosed herein there is a polishing liquid obtained by adjusting the pH of the composition.
  • the polishing composition disclosed herein may be in a concentrated form (ie, in the form of a concentrated solution of the polishing solution) before being supplied to the substrate.
  • the polishing composition in such a concentrated form is advantageous from the viewpoint of convenience and cost reduction in manufacturing, distribution, storage and the like.
  • the concentration ratio is not particularly limited, and can be, for example, about 2 to 100 times in terms of volume, and usually about 5 to 50 times (for example, about 10 to 40 times) is appropriate.
  • Such a concentrated liquid can be diluted at a desired timing to prepare a polishing liquid (working slurry), and the polishing liquid can be used in a mode of supplying the polishing liquid to the substrate.
  • the dilution can be performed, for example, by adding water to the concentrate and mixing.
  • the polishing composition contains abrasive grains
  • the content of the abrasive grains in the concentrated solution is, for example, 25% by weight or less. can do.
  • the content is usually preferably 20% by weight or less, more preferably 15% by weight or less.
  • the content of the abrasive grains may be 10% by weight or less, or 5% by weight or less.
  • the content of abrasive grains in the concentrate can be, for example, 0.1% by weight or more, preferably 0.5% by weight. % Or more, more preferably 0.7% by weight or more, still more preferably 1% by weight or more.
  • the polishing composition used in the technique disclosed herein may be a one-dosage form or a multi-dosage form including a two-dosage form.
  • the polishing composition contains abrasive grains
  • a part A containing at least the abrasive grains among the constituent components of the polishing composition and a part B containing at least a part of the remaining components are mixed.
  • the polishing liquid may be prepared by mixing and diluting these at appropriate timings as needed.
  • the method for preparing the polishing composition is not particularly limited.
  • the mode in which these components are mixed is not particularly limited, and for example, all the components may be mixed at once, or may be mixed in an appropriately set order.
  • the polishing composition disclosed herein can be applied to the polishing of substrates having various materials and shapes.
  • the material of the substrate is, for example, a metal or semi-metal such as silicon, aluminum, nickel, tungsten, copper, tantalum, titanium, stainless steel, or an alloy thereof; a glassy substance such as quartz glass, aluminosilicate glass, and glassy carbon. It can be a ceramic material such as alumina, silica, sapphire, silicon nitride, tantalum nitride, titanium carbide; a compound semiconductor substrate material such as silicon carbide, gallium nitride, gallium arsenide; a resin material such as a polyimide resin; and the like.
  • a substrate made of a plurality of materials may be used.
  • the shape of the substrate is not particularly limited.
  • the polishing composition disclosed herein may be applied, for example, to polishing a substrate having a flat surface such as a plate or a polyhedron, or polishing an end portion of the substrate (for example, polishing a wafer edge).
  • the polishing composition disclosed herein can be particularly preferably used for polishing a surface made of silicon (typically polishing a silicon wafer).
  • a typical example of the silicon wafer referred to here is a silicon single crystal wafer, for example, a silicon single crystal wafer obtained by slicing a silicon single crystal ingot.
  • the polishing composition disclosed herein can be preferably applied to a polishing step of a substrate (for example, a silicon wafer).
  • the substrate may be subjected to general treatments such as wrapping and etching that may be applied to the substrate in a process upstream of the polishing process prior to the polishing step with the polishing composition disclosed herein.
  • the polishing composition disclosed herein is effective for use in the finishing step of a substrate (for example, a silicon wafer) or the polishing step immediately before the substrate (for example, silicon wafer), and is particularly preferably used in the finishing polishing step.
  • the finish polishing step refers to the final polishing step in the manufacturing process of the target product (that is, a step in which further polishing is not performed after the step).
  • the polishing composition disclosed herein also refers to a pre-polishing step upstream of finish polishing (a pre-polishing step between the rough polishing step and the final polishing step, typically comprising at least a primary polishing step. , Further may include polishing steps such as secondary, tertiary, etc.), for example, may be used in a polishing step performed immediately before finish polishing.
  • the polishing composition disclosed herein is, for example, to policing a silicon wafer (typically finish policing or immediately preceding policing) prepared to a surface condition with a surface roughness of 0.01 nm to 100 nm by an upstream process. Is effective. Application to finish polishing is particularly preferred.
  • the surface roughness Ra of the substrate can be measured, for example, by using a laser scan type surface roughness meter "TMS-3000WRC" manufactured by Schmitt Measurement System Inc.
  • the polishing composition disclosed herein can be used for polishing a substrate, for example, in an embodiment including the following operations.
  • a preferred embodiment of a method of polishing a silicon wafer as a substrate by using the polishing composition disclosed herein will be described. That is, a polishing liquid containing any of the polishing compositions disclosed herein is prepared.
  • Preparing the polishing liquid may include preparing a polishing liquid by adding operations such as concentration adjustment (for example, dilution) and pH adjustment to the polishing composition.
  • concentration adjustment for example, dilution
  • pH adjustment for example, a polishing liquid
  • the polishing composition may be used as it is as a polishing liquid.
  • the polishing liquid is supplied to the substrate and polished by a conventional method.
  • the silicon wafer that has undergone the wrapping process is set in a general polishing device, and a polishing liquid is applied to the surface to be polished of the silicon wafer through the polishing pad of the polishing device.
  • Supply typically, while continuously supplying the polishing liquid, the polishing pad is pressed against the surface to be polished of the silicon wafer to relatively move (for example, rotationally move) the two.
  • the polishing of the substrate is completed through such a polishing step.
  • the polishing pad used in the above polishing process is not particularly limited.
  • a polishing pad such as a polyurethane foam type, a non-woven fabric type, or a suede type can be used.
  • Each polishing pad may or may not contain abrasive grains.
  • a polishing pad containing no abrasive grains is preferably used.
  • Substrates polished with the polishing composition disclosed herein are typically washed. Cleaning can be performed using a suitable cleaning solution.
  • the cleaning liquid used is not particularly limited, and for example, SC-1 cleaning liquid (ammonium hydroxide (NH 4 OH), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), and water (H 2 O), which are common in the field of semiconductors and the like. (Mixed solution of), SC-2 cleaning solution (mixed solution of HCl, H 2 O 2 and H 2 O) and the like can be used.
  • the temperature of the cleaning liquid can be, for example, in the range of room temperature (typically about 15 ° C to 25 ° C) or higher and up to about 90 ° C. From the viewpoint of improving the cleaning effect, a cleaning liquid having a temperature of about 50 ° C. to 85 ° C. can be preferably used.
  • the technique disclosed herein includes a method for producing a polished product (for example, a method for producing a silicon wafer) including a polishing step (preferably finish polishing) by any of the above-mentioned polishing methods, and the method thereof.
  • a polishing step preferably finish polishing
  • the provision of manufactured abrasives may be included.
  • Example 1 Abrasive grains, a surfactant, a basic compound and deionized water (DIW) were mixed to prepare a concentrated solution of the polishing composition according to this example.
  • Colloidal silica (average primary particle diameter: 27 nm) was used as the abrasive grains.
  • R 1 and R 2 of the above formula (1) are both lauryl groups, and both R 3 and R 4 are polyethylene oxide (total number of moles of ethylene oxide added in R 3 and R 4 : 25).
  • a compound having a molecular weight of about 1680 was used.
  • Ammonia was used as the basic compound.
  • the concentration of the abrasive grains was 0.175%
  • the concentration of the surfactant was 0.005%
  • the basic compound was prepared.
  • a polishing composition according to this example having a concentration of 0.005% was obtained.
  • the polishing composition according to this example was prepared in the same manner as in Example 1 except that polyoxyethylene decyl ether (C10EO5) having 5 moles of ethylene oxide was used as the surfactant.
  • the surfactant used in this example is a compound having a hydrophilic group number and a hydrophobic group number of 1 in one molecule and a molecular weight of 378.
  • Example 2 Abrasive grains, a surfactant, a water-soluble polymer, a basic compound and deionized water were mixed to prepare a concentrated solution of the polishing composition according to this example.
  • Colloidal silica (average primary particle diameter: 27 nm) was used as the abrasive grains.
  • R 1 and R 2 of the above formula (1) are both lauryl groups, and both R 3 and R 4 are hydrogen atoms (in the "Eo addition mol number" column in the table, " -”. The same applies in Table 3.), A compound having a molecular weight of about 580 was used.
  • acetalized polyvinyl alcohol (ac - PVA) having a weight average molecular weight (Mw) of about 1.0 ⁇ 104 was used as the water-soluble polymer.
  • Ammonia was used as the basic compound.
  • concentration of the abrasive grains was 0.175%
  • concentration of the surfactant was 0.005%
  • water-soluble polymer was obtained, in which the concentration of the above was 0.005% and the concentration of the basic compound was 0.005%.
  • R 1 and R 2 of the above formula (1) are both lauryl groups, and both R 3 and R 4 are polyethylene oxides (total number of moles of ethylene oxide added in R 3 and R 4 : 7).
  • the polishing composition according to this example was prepared in the same manner as in Example 2 except that the compound having a molecular weight of about 900 was used.
  • Example 4 As the surfactant, the surfactant used in Example 1 was used, and the concentration thereof was set to 0.001%. Except for this, the polishing composition according to this example was prepared in the same manner as in Example 2.
  • Example 5 The polishing composition according to this example was prepared in the same manner as in Example 4 except that the concentration of the surfactant was 0.005%.
  • Example 6 Abrasive grains, a surfactant, a water-soluble polymer, a basic compound and deionized water were mixed to prepare a concentrated solution of the polishing composition according to this example.
  • Colloidal silica (average primary particle diameter: 27 nm) was used as the abrasive grains.
  • the surfactant the compound used in Example 2 was used.
  • the water-soluble polymer polyacryloylmorpholine (PACMO) having an Mw of about 4.7 ⁇ 105 and acetalized polyvinyl alcohol (ac-PVA) having an Mw of about 1.0 ⁇ 10 4 were used. Ammonia was used as the basic compound.
  • PACMO polyacryloylmorpholine
  • ac-PVA acetalized polyvinyl alcohol
  • a polishing composition according to this example having a concentration of 0.0083%, a concentration of ac-PVA of 0.005%, and a concentration of a basic compound of 0.005% was obtained.
  • Example 7 The polishing composition according to each example was prepared in the same manner as in Example 6 except that the compounds used in Examples 3 and 4 were used as the surfactant.
  • Comparative Example 4 The polishing composition according to this example was prepared in the same manner as in Example 6 except that the polyoxyethylene decyl ether (C10EO5) having 5 moles of ethylene oxide added used in Comparative Example 1 was used as the surfactant. bottom.
  • the polyoxyethylene decyl ether C10EO5 having 5 moles of ethylene oxide added used in Comparative Example 1 was used as the surfactant. bottom.
  • a commercially available silicon single crystal wafer (conduction type: P type, crystal orientation: ⁇ 100>, COP (Crystal Organized Particle: crystal defect) free) having a diameter of 200 mm that has been wrapped and etched is prepared under the following polishing condition 1.
  • a polished silicon wafer was prepared.
  • Preliminary polishing was performed using a polishing solution containing 1.0% of abrasive grains (coloidal silica having an average primary particle diameter of 42 nm) and 0.068% of potassium hydroxide in deionized water.
  • Polishing device Single-wafer polishing device model "PNX-322" manufactured by Okamoto Machine Tool Mfg. Co., Ltd. Polishing load: 15kPa Surface plate rotation speed: 30 rpm Head (carrier) rotation speed: 30 rpm Polishing pad: Made by Fujibo Ehime Co., Ltd. Product name "FP55” Pre-polishing liquid supply rate: 550 mL / min Pre-polishing liquid temperature: 20 ° C Surface plate cooling water temperature: 20 ° C Polishing time: 3 min
  • polishing composition according to each example prepared above was used as a polishing liquid, and the silicon wafer after the pre-polishing was polished under the following polishing condition 2.
  • Polishing device Single-wafer polishing device model "PNX-322" manufactured by Okamoto Machine Tool Mfg. Co., Ltd. Polishing load: 15kPa Surface plate rotation speed: 30 rpm Head (carrier) rotation speed: 30 rpm Polishing pad: Made by Fujibo Ehime Co., Ltd. Product name "POLYPAS275NX” Abrasive liquid supply rate: 400 mL / min Abrasive liquid temperature: 20 ° C Surface plate cooling water temperature: 20 ° C Polishing time: 4min
  • SC-1 cleaning Specifically, two first and second washing tanks were prepared, and the washing liquid was contained in each of the washing tanks and kept at 60 ° C.
  • the polished silicon wafer is immersed in the first cleaning tank for 5 minutes, then immersed in ultrapure water to apply ultrasonic waves, and then immersed in the second cleaning tank for 5 minutes and then ultrapure water. It was dried using a spin dryer through a rinsing tank that was immersed in a silicon wafer and subjected to ultrasonic waves.
  • the surfactant (C10EO5) to be compared also has a certain haze improving effect, it is 120% or less on a relative value basis with respect to Comparative Examples 1, 2 and 4 containing the surfactant (C10EO5).
  • the haze ratio of is determined to be maintained or improved.
  • a silicon wafer with a diameter of 200 mm (conduction type: P type, crystal orientation: ⁇ 100>, COP (Crystal Organized Particle: crystal defect) free) was prepared as an object to be polished, and 60 was added to an HF aqueous solution (HF concentration: 2%). The oxide film was removed by immersing for a second, and the polishing composition according to each example was used as a polishing liquid and polished under the following polishing condition 3.
  • Polishing device Single-wafer polishing device model "PNX-322" manufactured by Okamoto Machine Tool Mfg. Co., Ltd. Polishing load: 15kPa Surface plate rotation speed: 30 rpm Head (carrier) rotation speed: 30 rpm Polishing pad: Made by Fujibo Ehime Co., Ltd. Product name "POLYPAS275NX” Abrasive liquid supply rate: 400 mL / min Abrasive liquid temperature: 20 ° C Surface plate cooling water temperature: 20 ° C Polishing time: 10 min

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Abstract

研磨に適した新規な研磨用組成物を提供する。この研磨用組成物は、塩基性化合物と、水と、を含む。研磨用組成物は、さらに、一分子中に２つの親水性基と２つの疎水性基とを有する界面活性剤を含む。

Description

研磨用組成物およびその利用
　本発明は、研磨用組成物および該研磨用組成物を用いた研磨方法に関する。
　本出願は、２０２０年９月２９日に出願された日本国特許出願２０２０－１６３１９４に基づく優先権を主張しており、その出願の全内容は本明細書中に参照として組み入れられている。
　従来、金属や半金属、非金属、その酸化物等の材料表面に対して研磨用組成物を用いた精密研磨が行われている。例えば、半導体製品の構成要素等として用いられるシリコンウェーハの表面は、一般に、ラッピング工程（粗研磨工程）とポリシング工程（精密研磨工程）とを経て高品位の鏡面に仕上げられる。上記ポリシング工程は、典型的には、予備ポリシング工程（予備研磨工程）と仕上げポリシング工程（最終研磨工程）とを含む。
日本国特許出願公開２０１９－１４２８２５号公報
　研磨用組成物には、研磨対象物を効率よく研磨する研磨能力を有するものが用いられる。例えば、上述のシリコンウェーハ等の半導体基板その他の基板の研磨には、塩基性化合物による化学的研磨作用（アルカリエッチング）が利用される。上記研磨には、必要に応じて砥粒が用いられ、上記化学的研磨作用に加え、砥粒の機械的研磨作用に基づき、より高い加工力が発揮され得る。また、上記基板の研磨に用いられる研磨用組成物には、研磨後において高品質の表面を実現する性能が求められる。研磨面の表面品質向上は、界面活性剤等の添加剤を研磨用組成物に含ませ、上記添加剤で基板を保護するなどの方法により実現される。しかし、上記添加剤の使用は、加工力の低下を招く場合があり、研磨面の品質と研磨レートとの両立は容易ではない。上記のような研磨分野においては、様々な観点から研磨成分について検討が行われており、例えば、上述のように一般にトレードオフの関係にあるとされる研磨面の品質向上と研磨レートとをバランスよく両立し得る組成等の検討が行われている。
　本発明は、上記の背景のもと創出されたものであり、研磨に適した新規な組成物を提供することを目的とする。
　本明細書によると研磨用組成物が提供される。この研磨用組成物は、塩基性化合物と、水と、を含む。そしてさらに、一分子中に、２つの親水性基と２つの疎水性基とを有する界面活性剤を含む。このような組成によると、一分子中に２つの親水性基と２つの疎水性基とを有する特定構造の界面活性剤の作用により、塩基性化合物による化学的研磨作用を良好に発揮しつつ、研磨面の表面品質を維持または改善することができる。すなわち、研磨に適した組成物が提供される。
　いくつかの好ましい態様において、界面活性剤として下記式（１）で表される化合物を用いることにより、高品質の研磨面と研磨レートとをバランスよく両立しやすい。ここで、下記式（１）で表される化合物にはジェミニ型界面活性剤と称されるものが含まれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 （式（１）中、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立にアルキル基であり、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に、水素原子またはオキシアルキレン単位である。）
　なお、特許文献１は、ジェミニ型アニオン性界面活性剤を含む組成物を開示するものとして先行技術文献に示したが、美白剤含有化粧料に関する従来技術文献であり、研磨用組成物に関する文献ではない。
　いくつかの好ましい態様において、研磨用組成物はさらに砥粒を含む。研磨用組成物に砥粒を含ませることで、砥粒含有による機械的研磨作用に基づき、研磨レートが向上し得る。砥粒および塩基性化合物を含む組成に、上記特定構造の界面活性剤を含ませることにより、研磨後の表面品質を維持または改善しつつ、研磨レートを向上させることができる。上記砥粒としては、シリカ粒子が好ましく用いられる。砥粒としてシリカ粒子を用いることにより、高品質の研磨面と研磨レートとをバランスよく両立しやすい。上記特定構造の界面活性剤を含ませることの効果は、砥粒としてシリカ粒子を含む研磨用組成物において好適に実現される。
　いくつかの好ましい態様において、研磨用組成物はさらに水溶性高分子を含む。高品質な研磨面は、上記特定構造の界面活性剤と水溶性高分子とを含む組成で好ましく実現される。
　いくつかの好ましい態様においては、上記研磨用組成物のｐＨは８．０以上１２．０以下である。上記範囲のｐＨを有する組成において、ここに開示される技術による効果は好ましく発揮され得る。
　ここに開示される研磨用組成物は、シリコンウェーハの研磨に好適である。上記研磨用組成物を用いてシリコンウェーハに対しポリシングを行うことにより、研磨後の表面品質を維持または改善し、高品質のシリコンウェーハ表面を好適に実現することができる。特に、ここに開示される研磨用組成物は、シリコンウェーハの仕上げポリシング工程に好ましく用いられ得る。
　また、本明細書によると、ここに開示されるいずれかの研磨用組成物を用いた基板の研磨方法が提供される。上記研磨方法はポリシング工程を含む。上記ポリシング工程において、上記特定構造の界面活性剤と、塩基性化合物と、水とを含む研磨用組成物を用いて基板を研磨する。
　本明細書によって提供される研磨方法は、いくつかの態様において、シリコンウェーハの研磨方法である。すなわち、ここに開示される技術による効果は、シリコンウェーハの研磨において好適に実現される。いくつかの好ましい態様では、上記研磨方法は、予備ポリシング工程と仕上げポリシング工程とを含む。そして、上記仕上げポリシング工程において、ここに開示される研磨用組成物を用いた研磨が実施される。かかる研磨方法によると、上記仕上げポリシング工程において、より高品位なシリコンウェーハ表面を効率よく得ることができる。
　以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
　＜界面活性剤Ａ＞
　ここに開示される研磨用組成物は、一分子中に、２つの親水性基と２つの疎水性基とを有する界面活性剤（以下、便宜上「界面活性剤Ａ」ともいう。）を含むことによって特徴づけられる。上記特定構造の界面活性剤Ａを含有する研磨用組成物を用いた研磨によると、後述する塩基性化合物による化学的研磨作用が良好に発揮され、かつ研磨面の表面品質を維持または改善することができる。その理由としては、上記特定構造の界面活性剤Ａは、親水性基と疎水性基とを一つずつ有する界面活性剤と比べて、塩基性化合物によるアルカリエッチングを過度に抑制することなく、基板表面を好適に保護するためと考えられる。なお、界面活性剤Ａの作用は、上記の作用に限定されるものではない。界面活性剤Ａは、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることができる。
　界面活性剤Ａとしては、アニオン性、カチオン性、ノニオン性、両性のいずれのものも使用可能である。なかでも、アニオン性またはノニオン性の界面活性剤Ａを好ましく採用し得る。表面品質向上の観点から、ノニオン性の界面活性剤Ａがより好ましい。
　界面活性剤Ａとしては、例えば、１つの親水性基と１つの疎水性基とを有する構造単位（典型的には鎖状構造単位）を少なくとも２つ有しており、上記少なくとも２つの構造単位が、その親水性基と疎水性基とを有した状態で連結した構造を有する化合物を用いることができる。これによって、界面活性剤Ａは、一分子中に２つの親水性基と２つの疎水性基とを有するものとなり得る。上記界面活性剤Ａにおいて、１つの親水性基と１つの疎水性基とを有する複数の構造単位は、共有結合を介して相互に結合され得る。共有結合の形態は特に限定されず、上記各構造単位を構成する原子（典型的には炭素原子）同士が共有結合されてもよく、エステル結合、エーテル結合、アミド結合等を介して連結されてもよく、フェニレン等の２価有機基を介して連結されていてもよい。界面活性剤Ａに含まれる上記複数の構造単位（１つの親水性基と１つの疎水性基とを有する構造単位）は、同じであってもよく異なっていてもよい。
　界面活性剤Ａを構成する親水性基としては、極性基やイオン性基が挙げられる。具体例としては、水酸基、カルボキシ基、スルホ基、リン酸基、アンモニウム基、アミノ基、アミド基等の有機官能基が挙げられる。いくつかの態様において、上記親水性基としては、カルボキシ基が好ましい。なお、界面活性剤Ａに含まれる２つの親水性基は、同じであってもよく異なっていてもよい。
　他のいくつかの態様において、上記親水性基は、オキシアルキレン単位を含んで構成されていることが好ましい。上記親水性基は、１つのオキシアルキレン基で構成されてもよく、２以上のオキシアルキレン単位の繰り返し構造であってもよい。あるいは、１または２以上のオキシアルキレン単位が、上記親水性基としての有機官能基に付加されてもよい。オキシアルキレン単位の例としては、オキシエチレン単位（ＥＯ）やオキシプロピレン単位（ＰＯ）が挙げられる。なかでも、オキシエチレン単位（ＥＯ）が好ましい。上記２つの親水性基が複数のオキシアルキレン単位を有する場合、当該オキシアルキレン単位は、同種（すなわち一種類）であってもよく、二種以上のオキシアルキレン単位を含んで構成されていてもよい。界面活性剤Ａが有する２つの親水性基のうちの少なくとも一方（例えば両方）がオキシアルキレン単位を含む場合、界面活性剤Ａ中に含まれるアルキレンオキシドの合計付加モル数は、１以上であってもよく、３以上でもよく、５以上でもよく、１０以上でもよく、１５以上でもよく、２０以上でもよく、また５０以下であってもよく、３０以下でもよく、２２以下でもよく、１６以下でもよく、１２以下でもよく、８以下でもよく、４以下（例えば３以下）でもよい。上記２つの親水性基の各々がオキシアルキレン単位を有する場合、２つの親水性基にそれぞれ含まれるアルキレンオキシドの付加モル数は、同じであってもよく異なっていてもよい。
　界面活性剤Ａを構成する疎水性基としては、炭化水素基やアシル基等が挙げられる。炭化水素基やアシル基は、アルキル基等の飽和炭化水素から構成されていてもよく、炭素－炭素二重結合等の不飽和結合を含むものであってもよい。また、炭化水素基（典型的にはアルキル基）やアシル基は、直鎖状および分岐状のいずれであってもよい。界面活性剤Ａに含まれる一の疎水性基（例えばアルキル基等の炭化水素基）が有する炭素原子数は、８以上であってもよく、１０以上でもよく、１２以上でもよく、また２４以下であってもよく、２０以下でもよく、１８以下でもよく、１６以下でもよく、１２以下でもよい。疎水性基の具体例としては、オクチル基、デシル基、ラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基、オクタノイル基、デカノイル基、ラウロイル基、ミリストイル基、パルミトイル基等が挙げられる。界面活性剤Ａに含まれる２つの疎水性基は、同じであってもよく異なってもよい。
　上記界面活性剤Ａは、ジェミニ型界面活性剤と称されるものであり得る。ここに開示される界面活性剤Ａとしては、公知のジェミニ型界面活性剤を用いることができる。そのようなジェミニ型界面活性剤には、ジカルボン酸系ジェミニ型界面活性剤、ビス四級アンモニウム塩含有ジェミニ型界面活性剤、アミノ酸系ジェミニ型界面活性剤と称されるものが包含される。界面活性剤Ａとして、一種または二種以上のジェミニ型界面活性剤を用いることができる。
　界面活性剤Ａの好適例としては、下記一般式（１）で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　上記式（１）中、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立にアルキル基である。Ｒ１、Ｒ２となるアルキル基の炭素原子数は、８以上であってもよく、１０以上でもよく、１２以上でもよく、また２４以下であってもよく、２０以下でもよく、１８以下でもよく、１６以下でもよく、１２以下でもよい。アルキル基の具体例としては、オクチル基、デシル基、ラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基等が挙げられる。Ｒ１、Ｒ２は、同じであってもよく異なっていてもよい。
　上記式（１）中、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に、水素原子またはオキシアルキレン単位である。Ｒ３、Ｒ４は、同じであってもよく異なっていてもよい。Ｒ３およびＲ４のうちの少なくとも一方（例えば両方）がオキシアルキレン単位を含む場合、オキシアルキレン単位は、オキシエチレン単位（ＥＯ）やオキシプロピレン単位（ＰＯ）であり得る。オキシエチレン単位（ＥＯ）がより好ましい。Ｒ３、Ｒ４に含まれるオキシアルキレン単位は、一種類（例えばＥＯのみ）であってもよく、二種類以上（例えばＥＯとＰＯ）であってもよい。Ｒ３、Ｒ４に含まれるアルキレンオキシドの合計付加モル数は、１以上であってもよく、３以上でもよく、５以上でもよく、１０以上でもよく、１５以上でもよく、２０以上でもよく、また５０以下であってもよく、３０以下でもよく、２２以下でもよく、１６以下でもよく、１２以下でもよく、８以下でもよく、４以下（例えば３以下）でもよい。Ｒ３およびＲ４がともにオキシアルキレン単位を含む場合、Ｒ３およびＲ４に含まれるアルキレンオキシドの付加モル数は、同じであってもよく異なっていてもよい。
　界面活性剤Ａとしては、研磨用組成物中でその作用を発揮する適当な分子量を有するものが用いられ、特定の分子量に限定されない。界面活性剤Ａの分子量は、例えば３００以上であり、好ましくは４００以上、より好ましくは５００以上であり、７００以上であってもよく、１２００以上でもよく、１５００以上でもよい。上記分子量の上限は、例えば３０００以下であり、２０００以下が適当であり、１４００以下であってもよく、１０００以下でもよく、６００以下でもよい。界面活性剤Ａの分子量としては、化学式から算出される分子量が採用される。
　研磨用組成物における界面活性剤Ａの含有量は、界面活性剤Ａの添加効果を発現させる観点から、例えば１．０×１０－６重量％以上とすることができ、研磨後の表面品質の観点から、好ましくは１．０×１０－５重量％以上、より好ましくは１．０×１０－４重量％以上、さらに好ましくは５．０×１０－４重量％以上、特に好ましくは１．０×１０－３重量％以上であり、３．０×１０－３重量％以上であってもよい。また、研磨用組成物における界面活性剤Ａの含有量は、洗浄性等の観点から、０．２重量％未満とすることが適当であり、０．１重量％未満であってもよく、好ましくは０．０５重量％以下、より好ましくは０．０１重量％以下であり、０．００５重量％以下であってもよく、０．００３重量％以下でもよい。これらの含有量は、例えば、基板に供給される研磨液（ワーキングスラリー）における含有量に好ましく適用され得る。
　＜塩基性化合物＞
　ここに開示される研磨用組成物は、塩基性化合物を含有する。本明細書において塩基性化合物とは、水に溶解して水溶液のｐＨを上昇させる機能を有する化合物を指す。研磨用組成物に塩基性化合物を含ませることで、その化学的研磨作用（アルカリエッチング）により、研磨対象物は効率よく研磨され得る。塩基性化合物としては、窒素を含む有機または無機の塩基性化合物、リンを含む塩基性化合物、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、各種の炭酸塩や炭酸水素塩等を用いることができる。窒素を含む塩基性化合物の例としては、第四級アンモニウム化合物、アンモニア、アミン（好ましくは水溶性アミン）等が挙げられる。リンを含む塩基性化合物の例としては、第四級ホスホニウム化合物が挙げられる。このような塩基性化合物は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることができる。
　アルカリ金属の水酸化物の具体例としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等が挙げられる。炭酸塩または炭酸水素塩の具体例としては、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等が挙げられる。アミンの具体例としては、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、モノエタノールアミン、Ｎ－（β－アミノエチル）エタノールアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、無水ピペラジン、ピペラジン六水和物、１－（２－アミノエチル）ピペラジン、Ｎ－メチルピペラジン、グアニジン、イミダゾールやトリアゾール等のアゾール類等が挙げられる。第四級ホスホニウム化合物の具体例としては、水酸化テトラメチルホスホニウム、水酸化テトラエチルホスホニウム等の水酸化第四級ホスホニウムが挙げられる。
　第四級アンモニウム化合物としては、テトラアルキルアンモニウム塩、ヒドロキシアルキルトリアルキルアンモニウム塩等の第四級アンモニウム塩（典型的には強塩基）を用いることができる。かかる第四級アンモニウム塩におけるアニオン成分は、例えば、ＯＨ－、Ｆ－、Ｃｌ－、Ｂｒ－、Ｉ－、ＣｌＯ４ －、ＢＨ４ －等であり得る。上記第四級アンモニウム化合物の例として、アニオンがＯＨ－である第四級アンモニウム塩、すなわち水酸化第四級アンモニウムが挙げられる。水酸化第四級アンモニウムの具体例としては、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化テトラペンチルアンモニウムおよび水酸化テトラヘキシルアンモニウム等の水酸化テトラアルキルアンモニウム；水酸化２－ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウム（コリンともいう。）等の水酸化ヒドロキシアルキルトリアルキルアンモニウム；等が挙げられる。
　これらの塩基性化合物のうち、例えば、アルカリ金属水酸化物、水酸化第四級アンモニウムおよびアンモニアから選択される少なくとも一種の塩基性化合物を好ましく使用し得る。なかでも水酸化テトラアルキルアンモニウム（例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム）およびアンモニアがより好ましく、アンモニアが特に好ましい。
　研磨用組成物中の塩基性化合物の含有量は、特に制限されない。研磨レート向上等の観点から、通常は、上記含有量を０．０００５重量％以上とすることが適当であり、０．００１重量％以上とすることが好ましく、０．００３重量％以上とすることがさらに好ましい。また、表面品質向上（例えばヘイズ低減）等の観点から、上記含有量は、０．１重量％未満とすることが適当であり、０．０５重量％未満とすることが好ましく、０．０３重量％未満（例えば０．０２５重量％未満、さらには０．０１重量％未満）とすることがより好ましい。なお、二種以上を組み合わせて用いる場合は、上記含有量は二種以上の塩基性化合物の合計含有量を指す。これらの含有量は、例えば、基板に供給される研磨液（ワーキングスラリー）における含有量に好ましく適用され得る。
　特に限定されるものではないが、ここに開示される研磨用組成物は、界面活性剤Ａと塩基性化合物とが適当な比率で含まれていることが好ましい。これによって、塩基性化合物による化学的研磨作用を良好に発揮しつつ、研磨面の表面品質の維持または改善を好ましく実現することができる。界面活性剤Ａの含有量ＣＡに対する塩基性化合物の含有量ＣＢの比（ＣＢ／ＣＡ）は、例えば０．０１以上であり、塩基性化合物の添加効果を発揮する観点から、好ましくは０．１以上、より好ましくは０．３以上、さらに好ましくは０．８以上であり、１以上であってもよく、３以上でもよい。また、上記比（ＣＢ／ＣＡ）は、１００以下とすることができ、界面活性剤Ａの添加効果をよりよく発揮する観点から、好ましくは３０以下、より好ましくは１０以下であり、例えば５以下であってもよく、２以下でもよい。
　＜水＞
　ここに開示される研磨用組成物に含まれる水としては、イオン交換水（脱イオン水）、純水、超純水、蒸留水等を好ましく用いることができる。使用する水は、研磨用組成物に含有される他の成分の働きが阻害されることを極力回避するため、例えば遷移金属イオンの合計含有量が１００ｐｐｂ以下であることが好ましい。例えば、イオン交換樹脂による不純物イオンの除去、フィルタによる異物の除去、蒸留等の操作によって水の純度を高めることができる。なお、ここに開示される研磨用組成物は、必要に応じて、水と均一に混合し得る有機溶剤（低級アルコール、低級ケトン等）をさらに含有してもよい。研磨用組成物に含まれる溶媒の９０体積％以上が水であることが好ましく、９５体積％以上（例えば９９～１００体積％）が水であることがより好ましい。
　＜砥粒＞
　ここに開示される研磨用組成物は、砥粒を含んでもよく、含まなくてもよい。いくつかの好ましい態様において、研磨用組成物は砥粒を含む。砥粒は、基板の表面を機械的に研磨する働きをする。研磨用組成物に砥粒を含ませることで、砥粒含有による機械的研磨作用に基づき、研磨レートを向上することができる。砥粒の材質や性状は特に制限されず、研磨用組成物の使用目的や使用態様等に応じて適宜選択することができる。砥粒の例としては、無機粒子、有機粒子、および有機無機複合粒子が挙げられる。無機粒子の具体例としては、シリカ粒子、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、酸化クロム粒子、二酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化マグネシウム粒子、二酸化マンガン粒子、酸化亜鉛粒子、ベンガラ粒子等の酸化物粒子；窒化ケイ素粒子、窒化ホウ素粒子等の窒化物粒子；炭化ケイ素粒子、炭化ホウ素粒子等の炭化物粒子；ダイヤモンド粒子；炭酸カルシウムや炭酸バリウム等の炭酸塩等が挙げられる。有機粒子の具体例としては、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）粒子やポリ（メタ）アクリル酸粒子（ここで（メタ）アクリル酸とは、アクリル酸およびメタクリル酸を包括的に指す意味である。）、ポリアクリロニトリル粒子等が挙げられる。このような砥粒は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
　上記砥粒としては、無機粒子が好ましく、なかでも金属または半金属の酸化物からなる粒子が好ましく、シリカ粒子が特に好ましい。後述するシリコンウェーハ等のようにシリコンからなる表面を有する基板の研磨（例えば仕上げポリシング）に用いられ得る研磨用組成物では、砥粒としてシリカ粒子を採用することが特に有意義である。ここに開示される技術は、例えば、上記砥粒が実質的にシリカ粒子からなる態様で好ましく実施され得る。ここで「実質的に」とは、砥粒を構成する粒子の９５重量％以上（好ましくは９８重量％以上、より好ましくは９９重量％以上であり、１００重量％であってもよい。）がシリカ粒子であることをいう。
　シリカ粒子の具体例としては、コロイダルシリカ、フュームドシリカ、沈降シリカ等が挙げられる。シリカ粒子は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることができる。研磨後において表面品位に優れた研磨面が得られやすいことから、コロイダルシリカの使用が特に好ましい。コロイダルシリカとしては、例えば、イオン交換法により水ガラス（珪酸Ｎａ）を原料として作製されたコロイダルシリカや、アルコキシド法コロイダルシリカ（アルコキシシランの加水分解縮合反応により製造されたコロイダルシリカ）を好ましく採用することができる。コロイダルシリカは、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることができる。
　砥粒構成材料（例えば、シリカ粒子を構成するシリカ）の真比重は、１．５以上であることが好ましく、より好ましくは１．６以上、さらに好ましくは１．７以上である。シリカの真比重の上限は特に限定されないが、典型的には２．３以下であり、２．２以下が好ましく、２．０以下がさらに好ましく、例えば１．９以下である。砥粒（例えばシリカ粒子）の真比重としては、置換液としてエタノールを用いた液体置換法による測定値を採用し得る。
　砥粒（典型的にはシリカ粒子）の平均一次粒子径は特に限定されないが、研磨レート等の観点から、好ましくは５ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上である。より高い研磨効果（例えば、ヘイズの低減、欠陥の除去等の効果）を得る観点から、上記平均一次粒子径は、１５ｎｍ以上が好ましく、２０ｎｍ以上（例えば２０ｎｍ超）がより好ましい。また、スクラッチ防止等の観点から、砥粒の平均一次粒子径は、好ましくは１００ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以下、さらに好ましくは４５ｎｍ以下である。より低ヘイズの表面を得やすくする観点から、いくつかの態様において、砥粒の平均一次粒子径は、４３ｎｍ以下でもよく、４０ｎｍ未満でもよく、３８ｎｍ未満でもよく、３５ｎｍ未満でもよく、３２ｎｍ未満でもよく、３０ｎｍ未満でもよい。
　なお、本明細書において平均一次粒子径とは、ＢＥＴ法により測定される比表面積（ＢＥＴ値）から、平均一次粒子径（ｎｍ）＝６０００／（真密度（ｇ／ｃｍ３）×ＢＥＴ値（ｍ２／ｇ））の式により算出される粒子径（ＢＥＴ粒子径）をいう。上記比表面積は、例えば、マイクロメリテックス社製の表面積測定装置、商品名「Ｆｌｏｗ　Ｓｏｒｂ　ＩＩ　２３００」を用いて測定することができる。
　砥粒（例えばシリカ粒子）の平均二次粒子径は特に限定されず、例えば１５ｎｍ～３００ｎｍ程度の範囲から適宜選択し得る。研磨レート向上の観点から、上記平均二次粒子径は３０ｎｍ以上であることが好ましく、３５ｎｍ以上であることがより好ましい。いくつかの態様において、上記平均二次粒子径は、例えば４０ｎｍ以上であってもよく、４２ｎｍ以上でもよく、好ましくは４４ｎｍ以上でもよい。また、上記平均二次粒子径は、通常、２５０ｎｍ以下であることが有利であり、２００ｎｍ以下であることが好ましく、１５０ｎｍ以下であることがより好ましい。いくつかの好ましい態様において、上記平均二次粒子径は１２０ｎｍ以下であり、より好ましくは１００ｎｍ以下、さらに好ましくは７０ｎｍ以下、例えば６０ｎｍ以下であってもよく、５０ｎｍ以下であってもよい。
　なお、本明細書において平均二次粒子径とは、動的光散乱法により測定される粒子径（体積平均粒子径）をいう。砥粒の平均二次粒子径は、例えば、日機装株式会社製の「ナノトラック（登録商標）ＵＰＡ－ＵＴ１５１」を用いた動的光散乱法により測定することができる。
　砥粒の形状（外形）は、球形であってもよく、非球形であってもよい。非球形をなす粒子の具体例としては、ピーナッツ形状（すなわち、落花生の殻の形状）、繭型形状、金平糖形状、ラグビーボール形状等が挙げられる。例えば、粒子の多くがピーナッツ形状または繭型形状をした砥粒を好ましく採用し得る。
　特に限定するものではないが、砥粒の長径／短径比の平均値（平均アスペクト比）は、原理的に１．０以上であり、好ましくは１．０５以上、さらに好ましくは１．１以上である。平均アスペクト比の増大によって、より高い研磨レートが実現され得る。また、砥粒の平均アスペクト比は、スクラッチ低減等の観点から、好ましくは３．０以下であり、より好ましくは２．０以下、さらに好ましくは１．５以下である。
　砥粒の形状（外形）や平均アスペクト比は、例えば、電子顕微鏡観察により把握することができる。平均アスペクト比を把握する具体的な手順としては、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、独立した粒子の形状を認識できる所定個数（例えば２００個）の砥粒粒子について、各々の粒子画像に外接する最小の長方形を描く。そして、各粒子画像に対して描かれた長方形について、その長辺の長さ（長径の値）を短辺の長さ（短径の値）で除した値を長径／短径比（アスペクト比）として算出する。上記所定個数の粒子のアスペクト比を算術平均することにより、平均アスペクト比を求めることができる。
　研磨用組成物が砥粒を含む場合、研磨用組成物における砥粒の含有量は特に制限されず、例えば０．０１重量％以上であり、０．０５重量％以上であることが好ましく、より好ましくは０．１０重量％以上、さらに好ましくは０．１５重量％以上である。砥粒含有量の増大によって、より高い研磨レートが実現され得る。上記含有量は、１０重量％以下が適当であり、好ましくは７重量％以下、より好ましくは５重量％以下、さらに好ましくは２重量％以下であり、例えば１重量％以下であってもよく、０．５重量％以下でもよく、０．４重量％以下でもよい。これにより、より高品位の表面を実現することができる。上記の砥粒含有量は、研磨用組成物が研磨液（ワーキングスラリー）の形態で用いられる態様において好ましく採用され得る。
　＜水溶性高分子＞
　ここに開示される研磨用組成物は、水溶性高分子を含んでいてもよい。水溶性高分子は、基板表面の保護や、研磨後の基板表面の濡れ性向上等に役立ち得る。例えば、界面活性剤Ａに加えて、適当な水溶性高分子を選定して用いることにより、研磨後の表面品質と研磨レートとをよりよく両立することができる。いくつかの態様において、水溶性高分子としては、分子中に、水酸基、カルボキシ基、アシルオキシ基、スルホ基、アミド構造、イミド構造、第四級アンモニウム構造、複素環構造、ビニル構造等を含む化合物が挙げられる。水溶性高分子としては、例えばセルロース誘導体、デンプン誘導体、オキシアルキレン単位を含むポリマー、ポリビニルアルコール系ポリマー、窒素原子を含有するポリマー等が用いられ、窒素原子を含有するポリマーの一態様として、Ｎ－ビニル型ポリマー、Ｎ－（メタ）アクリロイル型ポリマー等が用いられ得る。水溶性高分子は、天然物由来のポリマーであってもよく、合成ポリマーであってもよい。水溶性高分子は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
　いくつかの態様では、水溶性高分子として天然物由来のポリマーが用いられる。天然物由来のポリマーとしては、セルロース誘導体やデンプン誘導体が挙げられる。天然物由来のポリマーは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
　いくつかの態様では、水溶性高分子としてセルロース誘導体が用いられる。ここで、セルロース誘導体は、主たる繰返し単位としてβ－グルコース単位を含むポリマーである。セルロース誘導体の具体例としては、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。なかでもＨＥＣが好ましい。セルロース誘導体は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
　他のいくつかの態様では、水溶性高分子としてデンプン誘導体が用いられる。デンプン誘導体は、主繰返し単位としてα－グルコース単位を含むポリマーであり、例えばアルファ化デンプン、プルラン、カルボキシメチルデンプン、シクロデキストリン等が挙げられる。デンプン誘導体は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
　他のいくつかの態様では、水溶性高分子として合成ポリマーが用いられる。ここに開示される技術による効果は、水溶性高分子として合成ポリマーを用いる態様において好ましく発揮される。合成ポリマーは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
　いくつかの態様では、水溶性高分子としてオキシアルキレン単位を含むポリマーが用いられる。オキシアルキレン単位を含むポリマーとしては、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）や、エチレンオキシド（ＥＯ）とプロピレンオキシド（ＰＯ）またはブチレンオキシド（ＢＯ）とのブロック共重合体、ＥＯとＰＯまたはＢＯとのランダム共重合体等が例示される。そのなかでも、ＥＯとＰＯのブロック共重合体またはＥＯとＰＯのランダム共重合体が好ましい。ＥＯとＰＯとのブロック共重合体は、ＰＥＯブロックとポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）ブロックとを含むジブロック共重合体、またはトリブロック共重合体等であり得る。上記トリブロック共重合体の例には、ＰＥＯ－ＰＰＯ－ＰＥＯ型トリブロック共重合体およびＰＰＯ－ＰＥＯ－ＰＰＯ型トリブロック共重合体が含まれる。通常は、ＰＥＯ－ＰＰＯ－ＰＥＯ型トリブロック共重合体がより好ましい。
　なお、本明細書中において共重合体とは、特記しない場合、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体等の各種の共重合体を包括的に指す意味である。
　ＥＯとＰＯとのブロック共重合体またはランダム共重合体において、該共重合体を構成するＥＯとＰＯとのモル比（ＥＯ／ＰＯ）は、水への溶解性や洗浄性等の観点から、１より大きいことが好ましく、２以上であることがより好ましく、３以上（例えば５以上）であることがさらに好ましい。
　いくつかの好ましい態様では、水溶性高分子としてポリビニルアルコール系ポリマーが用いられる。ポリビニルアルコール系ポリマーを含む組成によると、研磨後の表面品質を維持しつつ、研磨レートを改善しやすい。ポリビニルアルコール系ポリマーとは、その繰返し単位としてビニルアルコール単位（以下「ＶＡ単位」ともいう。）を含むポリマーを指す。ポリビニルアルコール系ポリマーは、繰返し単位としてＶＡ単位のみを含んでいてもよく、ＶＡ単位に加えてＶＡ単位以外の繰返し単位（以下「非ＶＡ単位」ともいう。）を含んでいてもよい。ポリビニルアルコール系ポリマーは、ＶＡ単位と非ＶＡ単位とを含むランダム共重合体であってもよく、ブロック共重合体であってもよく、交互共重合体やグラフト共重合体であってもよい。ポリビニルアルコール系ポリマーは、一種類の非ＶＡ単位のみを含んでもよく、二種類以上の非ＶＡ単位を含んでもよい。
　上記ポリビニルアルコール系ポリマーは、変性されていないポリビニルアルコール（非変性ＰＶＡ）であってもよく、変性ポリビニルアルコール（変性ＰＶＡ）であってもよい。ここで非変性ＰＶＡとは、ポリ酢酸ビニルを加水分解（けん化）することにより生成し、酢酸ビニルがビニル重合した構造の繰返し単位（－ＣＨ２－ＣＨ（ＯＣＯＣＨ３）－）およびＶＡ単位以外の繰返し単位を実質的に含まないポリビニルアルコール系ポリマーをいう。上記非変性ＰＶＡのけん化度は、例えば６０％以上であってよく、水溶性の観点から７０％以上でもよく、８０％以上でもよく、９０％以上でもよい。
　ポリビニルアルコール系ポリマーは、ＶＡ単位と、オキシアルキレン基、カルボキシ基、スルホ基、アミノ基、水酸基、アミド基、イミド基、ニトリル基、エーテル基、エステル基、およびこれらの塩から選ばれる少なくとも１つの構造を有する非ＶＡ単位とを含む変性ＰＶＡであってもよい。また、変性ＰＶＡに含まれ得る非ＶＡ単位としては、例えば後述するＮ－ビニル型のモノマーやＮ－（メタ）アクリロイル型のモノマーに由来する繰返し単位、エチレンに由来する繰返し単位、アルキルビニルエーテルに由来する繰返し単位、炭素原子数３以上のモノカルボン酸のビニルエステルに由来する繰返し単位、等であってもよいが、これらに限定されない。上記Ｎ－ビニル型のモノマーの一好適例として、Ｎ－ビニルピロリドンが挙げられる。上記Ｎ－（メタ）アクリロイル型のモノマーの一好適例として、Ｎ－（メタ）アクリロイルモルホリンが挙げられる。上記アルキルビニルエーテルは、例えばプロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、２－エチルヘキシルビニルエーテル等の、炭素原子数１以上１０以下のアルキル基を有するビニルエーテルであり得る。上記炭素原子数３以上のモノカルボン酸のビニルエステルは、例えばプロパン酸ビニル、ブタン酸ビニル、ペンタン酸ビニル、ヘキサン酸ビニル等の、炭素原子数３以上７以下のモノカルボン酸のビニルエステルであり得る。また、ポリビニルアルコール系ポリマーは、アセタール化ポリビニルアルコール系ポリマーであってもよい。アセタール化ポリビニルアルコール系ポリマーとしては、例えば、ポリビニルアルコール系ポリマーに含まれるＶＡ単位の一部がアルデヒドでアセタール化された変性ＰＶＡが挙げられる。上記アルデヒドとしては、例えばアルキルアルデヒドを好ましく用いることができ、炭素原子数１以上７以下のアルキル基を有するアルキルアルデヒドが好ましく、なかでもアセトアルデヒド、ｎ－プロピルアルデヒド、ｎ－ブチルアルデヒド、ｎ－ペンチルアルデヒドが好ましい。ポリビニルアルコール系ポリマーとして、第四級アンモニウム構造等のカチオン性基が導入されたカチオン変性ポリビニルアルコールを使用してもよい。上記カチオン変性ポリビニルアルコールとしては、例えば、ジアリルジアルキルアンモニウム塩、Ｎ－（メタ）アクリロイルアミノアルキル－Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリアルキルアンモニウム塩等のカチオン性基を有するモノマーに由来するカチオン性基が導入されたものが挙げられる。
　ポリビニルアルコール系ポリマーを構成する全繰返し単位のモル数に占めるＶＡ単位のモル数の割合は、例えば５％以上であってよく、１０％以上でもよく、２０％以上でもよく、３０％以上でもよい。特に限定するものではないが、いくつかの態様において、上記ＶＡ単位のモル数の割合は、５０％以上であってよく、６５％以上でもよく、７５％以上でもよく、８０％以上でもよく、９０％以上（例えば９５％以上、または９８％以上）でもよい。ポリビニルアルコール系ポリマーを構成する繰返し単位の実質的に１００％がＶＡ単位であってもよい。ここで「実質的に１００％」とは、少なくとも意図的にはポリビニルアルコール系ポリマーに非ＶＡ単位を含有させないことをいい、典型的には全繰返し単位のモル数に占める非ＶＡ単位のモル数の割合が２％未満（例えば１％未満）であり、０％である場合を包含する。他のいくつかの態様において、ポリビニルアルコール系ポリマーを構成する全繰返し単位のモル数に占めるＶＡ単位のモル数の割合は、例えば９５％以下であってよく、９０％以下でもよく、８０％以下でもよく、７０％以下でもよい。
　ポリビニルアルコール系ポリマーにおけるＶＡ単位の含有量（重量基準の含有量）は、例えば５重量％以上であってよく、１０重量％以上でもよく、２０重量％以上でもよく、３０重量％以上でもよい。特に限定するものではないが、いくつかの態様において、上記ＶＡ単位の含有量は、５０重量％以上（例えば５０重量％超）であってよく、７０重量％以上でもよく、８０重量％以上（例えば９０重量％以上、または９５重量％以上、または９８重量％以上）でもよい。ポリビニルアルコール系ポリマーを構成する繰返し単位の実質的に１００重量％がＶＡ単位であってもよい。ここで「実質的に１００重量％」とは、少なくとも意図的にはポリビニルアルコール系ポリマーを構成する繰返し単位として非ＶＡ単位を含有させないことをいい、典型的にはポリビニルアルコール系ポリマーにおける非ＶＡ単位の含有量が２重量％未満（例えば１重量％未満）であることをいう。他のいくつかの態様において、ポリビニルアルコール系ポリマーにおけるＶＡ単位の含有量は、例えば９５重量％以下であってよく、９０重量％以下でもよく、８０重量％以下でもよく、７０重量％以下でもよい。
　ポリビニルアルコール系ポリマーは、ＶＡ単位の含有量の異なる複数のポリマー鎖を同一分子内に含んでいてもよい。ここでポリマー鎖とは、一分子のポリマーの一部を構成する部分（セグメント）を指す。例えば、ポリビニルアルコール系ポリマーは、ＶＡ単位の含有量が５０重量％より高いポリマー鎖Ａと、ＶＡ単位の含有量が５０重量％より低い（すなわち、非ＶＡ単位の含有量が５０重量％より多い）ポリマー鎖Ｂとを、同一分子内に含んでいてもよい。
　ポリマー鎖Ａは、繰返し単位としてＶＡ単位のみを含んでいてもよく、ＶＡ単位に加えて非ＶＡ単位を含んでいてもよい。ポリマー鎖ＡにおけるＶＡ単位の含有量は、６０重量％以上でもよく、７０重量％以上でもよく、８０重量％以上でもよく、９０重量％以上でもよい。いくつかの態様において、ポリマー鎖ＡにおけるＶＡ単位の含有量は、９５重量％以上でもよく、９８重量％以上でもよい。ポリマー鎖Ａを構成する繰返し単位の実質的に１００重量％がＶＡ単位であってもよい。
　ポリマー鎖Ｂは、繰返し単位として非ＶＡ単位のみを含んでいてもよく、非ＶＡ単位に加えてＶＡ単位を含んでいてもよい。ポリマー鎖Ｂにおける非ＶＡ単位の含有量は、６０重量％以上でもよく、７０重量％以上でもよく、８０重量％以上でもよく、９０重量％以上でもよい。いくつかの態様において、ポリマー鎖Ｂにおける非ＶＡ単位の含有量は、９５重量％以上でもよく、９８重量％以上でもよい。ポリマー鎖Ｂを構成する繰返し単位の実質的に１００重量％が非ＶＡ単位であってもよい。
　ポリマー鎖Ａとポリマー鎖Ｂとを同一分子中に含むポリビニルアルコール系ポリマーの例として、これらのポリマー鎖を含むブロック共重合体やグラフト共重合体が挙げられる。上記グラフト共重合体は、ポリマー鎖Ａ（主鎖）にポリマー鎖Ｂ（側鎖）がグラフトした構造のグラフト共重合体であってもよく、ポリマー鎖Ｂ（主鎖）にポリマー鎖Ａ（側鎖）がグラフトした構造のグラフト共重合体であってもよい。一態様において、ポリマー鎖Ａにポリマー鎖Ｂがグラフトした構造のポリビニルアルコール系ポリマーを用いることができる。
　ポリマー鎖Ｂの例としては、Ｎ－ビニル型のモノマーに由来する繰返し単位を主繰返し単位とするポリマー鎖、Ｎ－（メタ）アクリロイル型のモノマーに由来する繰返し単位を主繰返し単位とするポリマー鎖、オキシアルキレン単位を主繰返し単位とするポリマー鎖等が挙げられる。なお、本明細書において主繰返し単位とは、特記しない場合、５０重量％を超えて含まれる繰返し単位をいう。
　ポリマー鎖Ｂの一好適例として、Ｎ－ビニル型のモノマーを主繰返し単位とするポリマー鎖、すなわちＮ－ビニル系ポリマー鎖が挙げられる。Ｎ－ビニル系ポリマー鎖におけるＮ－ビニル型モノマーに由来する繰返し単位の含有量は、典型的には５０重量％超であり、７０重量％以上であってもよく、８５重量％以上であってもよく、９５重量％以上であってもよい。ポリマー鎖Ｂの実質的に全部がＮ－ビニル型モノマーに由来する繰返し単位であってもよい。
　この明細書において、Ｎ－ビニル型のモノマーの例には、窒素を含有する複素環（例えばラクタム環）を有するモノマーおよびＮ－ビニル鎖状アミドが含まれる。Ｎ－ビニルラクタム型モノマーの具体例としては、Ｎ－ビニルピロリドン、Ｎ－ビニルピペリドン、Ｎ－ビニルモルホリノン、Ｎ－ビニルカプロラクタム、Ｎ－ビニル－１，３－オキサジン－２－オン、Ｎ－ビニル－３，５－モルホリンジオン等が挙げられる。Ｎ－ビニル鎖状アミドの具体例としては、Ｎ－ビニルアセトアミド、Ｎ－ビニルプロピオン酸アミド、Ｎ－ビニル酪酸アミド等が挙げられる。ポリマー鎖Ｂは、例えば、その繰返し単位の５０重量％超（例えば７０重量％以上、または８５重量％以上、または９５重量％以上）がＮ－ビニルピロリドン単位であるＮ－ビニル系ポリマー鎖であり得る。ポリマー鎖Ｂを構成する繰返し単位の実質的に全部がＮ－ビニルピロリドン単位であってもよい。
　ポリマー鎖Ｂの他の例として、Ｎ－（メタ）アクリロイル型のモノマーに由来する繰返し単位を主繰返し単位とするポリマー鎖、すなわち、Ｎ－（メタ）アクリロイル系ポリマー鎖が挙げられる。Ｎ－（メタ）アクリロイル系ポリマー鎖におけるＮ－（メタ）アクリロイル型モノマーに由来する繰返し単位の含有量は、典型的には５０重量％超であり、７０重量％以上であってもよく、８５重量％以上であってもよく、９５重量％以上であってもよい。ポリマー鎖Ｂの実質的に全部がＮ－（メタ）アクリロイル型モノマーに由来する繰返し単位であってもよい。
　この明細書において、Ｎ－（メタ）アクリロイル型モノマーの例には、Ｎ－（メタ）アクリロイル基を有する鎖状アミドおよびＮ－（メタ）アクリロイル基を有する環状アミドが含まれる。Ｎ－（メタ）アクリロイル基を有する鎖状アミドの例としては、（メタ）アクリルアミド；Ｎ－メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－プロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－ｎ－ブチル（メタ）アクリルアミド等のＮ－アルキル（メタ）アクリルアミド；Ｎ，Ｎ－ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジイソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジ（ｎ－ブチル）（メタ）アクリルアミド等のＮ，Ｎ－ジアルキル（メタ）アクリルアミド；等が挙げられる。Ｎ－（メタ）アクリロイル基を有する環状アミドの例としては、Ｎ－（メタ）アクリロイルモルホリン、Ｎ－（メタ）アクリロイルピロリジン等が挙げられる。
　ポリマー鎖Ｂの他の例として、オキシアルキレン単位を主繰返し単位として含むポリマー鎖、すなわちオキシアルキレン系ポリマー鎖が挙げられる。オキシアルキレン系ポリマー鎖におけるオキシアルキレン単位の含有量は、典型的には５０重量％超であり、７０重量％以上であってもよく、８５重量％以上であってもよく、９５重量％以上であってもよい。ポリマー鎖Ｂに含まれる繰返し単位の実質的に全部がオキシアルキレン単位であってもよい。
　オキシアルキレン単位の例としては、オキシエチレン単位、オキシプロピレン単位、オキシブチレン単位等が挙げられる。このようなオキシアルキレン単位は、それぞれ、対応するアルキレンオキシドに由来する繰返し単位であり得る。オキシアルキレン系ポリマー鎖に含まれるオキシアルキレン単位は、一種類であってもよく、二種類以上であってもよい。例えば、オキシエチレン単位とオキシプロピレン単位とを組合せで含むオキシアルキレン系ポリマー鎖であってもよい。二種類以上のオキシアルキレン単位を含むオキシアルキレン系ポリマー鎖において、それらのオキシアルキレン単位は、対応するアルキレンオキシドのランダム共重合体であってもよく、ブロック共重合体であってもよく、交互共重合体やグラフト共重合体であってもよい。
　ポリマー鎖Ｂのさらに他の例として、アルキルビニルエーテル（例えば、炭素原子数１以上１０以下のアルキル基を有するビニルエーテル）に由来する繰返し単位を含むポリマー鎖、モノカルボン酸ビニルエステル（例えば、炭素原子数３以上のモノカルボン酸のビニルエステル）に由来する繰返し単位を含むポリマー鎖、カチオン性基（例えば、第四級アンモニウム構造を有するカチオン性基）が導入されたポリマー鎖、等が挙げられる。
　ここに開示される技術における水溶性高分子としてのポリビニルアルコール系ポリマーは、ＶＡ単位および非ＶＡ単位を含む共重合体である変性ポリビニルアルコールであることが好ましい。また、水溶性高分子としてのポリビニルアルコール系ポリマーのけん化度は、通常は５０モル％以上であり、好ましくは６５モル％以上、より好ましくは７０モル％以上、例えば７５モル％以上である。なお、ポリビニルアルコール系ポリマーのけん化度は、原理上、１００モル％以下である。
　他のいくつかの態様においては、水溶性高分子としてＮ－ビニル型ポリマーが用いられ得る。Ｎ－ビニル型ポリマーの例には、窒素を含有する複素環（例えばラクタム環）を有するモノマーに由来する繰返し単位を含むポリマーが含まれる。このようなポリマーの例には、Ｎ－ビニルラクタム型モノマーの単独重合体および共重合体（例えば、Ｎ－ビニルラクタム型モノマーの共重合割合が５０重量％を超える共重合体）、Ｎ－ビニル鎖状アミドの単独重合体および共重合体（例えば、Ｎ－ビニル鎖状アミドの共重合割合が５０重量％を超える共重合体）等が含まれる。
　Ｎ－ビニルラクタム型モノマー（すなわち、一分子内にラクタム構造とＮ－ビニル基とを有する化合物）の具体例としては、Ｎ－ビニルピロリドン（ＶＰ）、Ｎ－ビニルピペリドン、Ｎ－ビニルモルホリノン、Ｎ－ビニルカプロラクタム（ＶＣ）、Ｎ－ビニル－１，３－オキサジン－２－オン、Ｎ－ビニル－３，５－モルホリンジオン等が挙げられる。Ｎ－ビニルラクタム型のモノマー単位を含むポリマーの具体例としては、ポリビニルピロリドン、ポリビニルカプロラクタム、ＶＰとＶＣとのランダム共重合体、ＶＰおよびＶＣの一方または両方と他のビニルモノマー（例えば、アクリル系モノマー、ビニルエステル系モノマー等）とのランダム共重合体、ＶＰおよびＶＣの一方または両方を含むポリマー鎖を含むブロック共重合体、交互共重合体やグラフト共重合体等が挙げられる。
　Ｎ－ビニル鎖状アミドの具体例としては、Ｎ－ビニルアセトアミド、Ｎ－ビニルプロピオン酸アミド、Ｎ－ビニル酪酸アミド等が挙げられる。
　他のいくつかの態様においては、水溶性高分子としてＮ－（メタ）アクリロイル型ポリマーが好ましく用いられ得る。ここに開示される技術による効果は、Ｎ－（メタ）アクリロイル型ポリマーを含む組成において、より好ましく実現され得る。Ｎ－（メタ）アクリロイル型ポリマーの例には、Ｎ－（メタ）アクリロイル型モノマーの単独重合体および共重合体（典型的には、Ｎ－（メタ）アクリロイル型モノマーの共重合割合が５０重量％を超える共重合体）が含まれる。Ｎ－（メタ）アクリロイル型モノマーの例には、Ｎ－（メタ）アクリロイル基を有する鎖状アミドおよびＮ－（メタ）アクリロイル基を有する環状アミドが含まれる。
　Ｎ－（メタ）アクリロイル基を有する鎖状アミドの例としては、（メタ）アクリルアミド；Ｎ－メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－プロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－ｎ－ブチル（メタ）アクリルアミド等のＮ－アルキル（メタ）アクリルアミド；Ｎ，Ｎ－ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジイソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジ（ｎ－ブチル）（メタ）アクリルアミド等のＮ，Ｎ－ジアルキル（メタ）アクリルアミド；等が挙げられる。Ｎ－（メタ）アクリロイル基を有する鎖状アミドをモノマー単位として含むポリマーの例として、Ｎ－イソプロピルアクリルアミドの単独重合体およびＮ－イソプロピルアクリルアミドの共重合体（例えば、Ｎ－イソプロピルアクリルアミドの共重合割合が５０重量％を超える共重合体）が挙げられる。
　Ｎ－（メタ）アクリロイル基を有する環状アミドの例としては、Ｎ－アクリロイルモルホリン、Ｎ－アクリロイルチオモルホリン、Ｎ－アクリロイルピペリジン、Ｎ－アクリロイルピロリジン、Ｎ－メタクリロイルモルホリン、Ｎ－メタクリロイルピペリジン、Ｎ－メタクリロイルピロリジン等が挙げられる。Ｎ－（メタ）アクリロイル基を有する環状アミドをモノマー単位として含むポリマーの例として、アクリロイルモルホリン系ポリマー（ＰＡＣＭＯ）が挙げられる。アクリロイルモルホリン系ポリマーの典型例として、Ｎ－アクリロイルモルホリン（ＡＣＭＯ）の単独重合体およびＡＣＭＯの共重合体（例えば、ＡＣＭＯの共重合割合が５０重量％を超える共重合体）が挙げられる。アクリロイルモルホリン系ポリマーにおいて、全繰返し単位のモル数に占めるＡＣＭＯ単位のモル数の割合は、通常は５０％以上であり、８０％以上（例えば９０％以上、典型的には９５％以上）であることが適当である。水溶性高分子の全繰返し単位が実質的にＡＣＭＯ単位から構成されていてもよい。
　特に限定されるものではないが、ここに開示される技術は、水溶性高分子として、窒素原子を含有するポリマー（典型的にはＮ－（メタ）アクリロイル型ポリマー）の一種または二種以上と、窒素原子を含有するポリマー（典型的にはＮ－（メタ）アクリロイル型ポリマー）とは異なる水溶性高分子（非窒素原子含有ポリマー、典型的には、非Ｎ－（メタ）アクリロイル型ポリマー）の一種または二種以上とを併用する態様で好ましく実施される。上記二種以上の水溶性高分子を併用することによって、表面品質と研磨レートとをより高いレベルで両立することができる。非窒素原子含有ポリマー（典型的には非Ｎ－（メタ）アクリロイル型ポリマー）としては、特に限定されず、例えば変性または非変性のポリビニルアルコール系ポリマーが好ましく用いられる。上記ポリビニルアルコール系ポリマーと併用される非窒素原子含有ポリマー（典型的にはＮ－（メタ）アクリロイル型ポリマー）としては、特に限定されず、Ｎ－（メタ）アクリロイル基を有する環状アミドをモノマー単位として含むポリマーが好ましく、ＰＡＣＭＯがより好ましい。窒素原子含有ポリマーと非窒素原子含有ポリマーとを併用する態様において、その使用比率（窒素原子含有ポリマー：非窒素原子含有ポリマー）は特に限定されず、重量基準で１：９～９：１とすることができ、３：７～８：２であってもよく、５：５～７：３でもよい。
　ここに開示される技術において、水溶性高分子の重量平均分子量（Ｍｗ）は特に限定されない。水溶性高分子のＭｗは、例えば凡そ２００×１０４以下であってよく、凡そ１５０×１０４以下が適当であり、洗浄性等の観点から、好ましくは凡そ１００×１０４以下であり、凡そ５０×１０４以下であってもよい。また、研磨表面の保護性の観点から、水溶性高分子のＭｗは、例えば０．２×１０４以上であってもよく、０．５×１０４以上であることが好ましい。いくつかの態様において、上記Ｍｗは１．０×１０４以上が適当であり、２×１０４以上であってもよく、例えば５×１０４以上でもよい。
　ここに開示される技術において、好ましい水溶性高分子化合物の分子量の範囲は、使用するポリマーの種類によって異なり得る。例えば、セルロース誘導体およびデンプン誘導体のＭｗは、それぞれ凡そ２００×１０４以下とすることができ、１５０×１０４以下が適当である。上記Ｍｗは、凡そ１００×１０４以下であってもよく、凡そ５０×１０４以下（例えば凡そ３０×１０４以下）でもよい。また、研磨表面の保護性の観点から、上記Ｍｗは、例えば凡そ０．２×１０４以上であり、凡そ０．５×１０４以上であることが適当であり、好ましくは凡そ１．０×１０４以上、より好ましくは凡そ３．０×１０４以上、さらに好ましくは凡そ１０×１０４以上であり、凡そ２０×１０４以上であってもよい。
　また例えば、ポリビニルアルコール系ポリマーのＭｗは、１００×１０４以下とすることができ、６０×１０４以下が適当である。濃縮効率等の観点から、上記Ｍｗは、３０×１０４以下であってもよく、好ましくは２０×１０４以下、例えば１０×１０４以下、典型的には８×１０４以下であってもよく、５×１０４以下でもよく、３×１０４以下でもよい。また、研磨表面を好適に保護して面品質を維持または向上する観点から、Ｍｗは例えば０．２×１０４以上であってもよく、通常は０．５×１０４以上であることが好ましい。いくつかの態様において、Ｍｗは０．８×１０４以上が適当であり、好ましくは１．０×１０４以上であり、２×１０４以上であってもよく、３×１０４以上でもよく、例えば４×１０４以上でもよく、５×１０４以上でもよい。
　また例えば、窒素原子を含有するポリマー（例えばＮ－（メタ）アクリロイル型ポリマー、好適にはＰＡＣＭＯ）のＭｗは、１００×１０４以下とすることができ、７０×１０４以下が適当である。濃縮効率等の観点から、上記Ｍｗは、６０×１０４以下であってもよく、５０×１０４以下でもよい。また、面品質を維持または向上する観点から、Ｍｗは例えば１．０×１０４以上であってもよく、１０×１０４以上でもよい。いくつかの態様において、Ｍｗは２０×１０４以上が適当であり、好ましくは３０×１０４以上であり、例えば４０×１０４以上であってもよい。
　水溶性高分子のＭｗとしては、水系のゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）に基づく値（水系、ポリエチレンオキシド換算）から算出される分子量を採用することができる。ＧＰＣ測定装置としては、東ソー株式会社製の機種名「ＨＬＣ－８３２０ＧＰＣ」を用いるとよい。測定は、例えば下記の条件で行うことができる。後述の実施例についても同様の方法が採用される。
　　［ＧＰＣ測定条件］
　　サンプル濃度：０．１重量％
　　カラム：ＴＳＫｇｅｌ　ＧＭＰＷＸＬ
　　検出器：示差屈折計
　　溶離液：１００ｍＭ　硝酸ナトリウム水溶液／アセトニトリル＝１０～８／０～２
　　流速：１ｍＬ／分
　　測定温度：４０℃
　　サンプル注入量：２００μＬ
　凝集物の低減や洗浄性向上等の観点から、水溶性高分子としてはノニオン性のポリマーを好ましく採用し得る。また、化学構造や純度の制御容易性の観点から、水溶性高分子として合成ポリマーを好ましく採用し得る。例えば、ここに開示される技術が、水溶性高分子として合成ポリマーを含む態様で実施される場合、研磨用組成物は、水溶性高分子として天然物由来のポリマーを実質的に使用しないものであり得る。ここで、実質的に使用しないとは、水溶性高分子の合計含有量１００重量部に対する天然物由来のポリマーの使用量が、典型的には３重量部以下、好ましくは１重量部以下であることをいい、０重量部または検出限界以下であることを包含する。
　研磨用組成物における水溶性高分子の含有量（重量基準の含有量）は、特に限定されない。例えば１．０×１０－４重量％以上とすることができる。ヘイズ低減等の観点から、好ましい含有量は５．０×１０－４重量％以上であり、より好ましくは１．０×１０－３重量％以上、さらに好ましくは２．０×１０－３重量％以上、例えば５．０×１０－３重量％以上である。また、研磨レート等の観点から、上記含有量を０．２重量％以下とすることが好ましく、０．１重量％以下とすることがより好ましく、０．０５重量％以下（例えば０．０２重量％以下、さらには０．０１５重量％以下）とすることがさらに好ましい。なお、上記研磨用組成物が二種以上の水溶性高分子を含む場合、上記含有量とは該研磨用組成物に含まれる全ての水溶性高分子の合計含有量（重量基準の含有量）のことをいう。これらの含有量は、例えば、基板に供給される研磨液（ワーキングスラリー）における含有量に好ましく適用され得る。
　また、ここに開示される研磨用組成物が砥粒を含む場合、水溶性高分子の含有量（二種以上の水溶性高分子を含む場合にはそれらの合計量）は、砥粒との相対的関係によっても特定され得る。特に限定するものではないが、いくつかの態様において、砥粒１００重量部に対する水溶性高分子の含有量は、例えば０．０１重量部以上とすることができ、ヘイズ低減等の観点から０．１重量部以上とすることが適当であり、好ましくは０．５重量部以上、より好ましくは１重量部以上、さらに好ましくは３重量部以上であり、例えば４重量部以上であってもよい。また、砥粒１００重量部に対する水溶性高分子の含有量は、例えば５０重量部以下であってもよく、３０重量部以下でもよい。研磨用組成物の分散安定性等の観点から、いくつかの態様において、砥粒１００重量部に対する水溶性高分子の含有量は、１５重量部以下とすることが適当であり、好ましくは１０重量部以下であり、８重量部以下としてもよく、７重量部以下でもよい。
　（任意界面活性剤Ｂ）
　ここに開示される研磨用組成物は、界面活性剤Ａのほか、必要に応じて、界面活性剤Ａとは異なる界面活性剤Ｂ（任意界面活性剤）をさらに含有してもよい。界面活性剤Ｂとしては、アニオン性、カチオン性、ノニオン性、両性のいずれのものも使用可能である。通常は、アニオン性またはノニオン性の界面活性剤Ｂを好ましく採用し得る。低起泡性やｐＨ調整の容易性の観点から、ノニオン性の界面活性剤がより好ましい。例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のオキシアルキレン重合体；ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリルエーテル脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等のポリオキシアルキレン誘導体（例えば、ポリオキシアルキレン付加物）；複数種のオキシアルキレンの共重合体（例えば、ジブロック型共重合体、トリブロック型共重合体、ランダム型共重合体、交互共重合体）；等のノニオン性界面活性剤が挙げられる。例えば、上記界面活性剤Ｂとして、ポリオキシアルキレン構造を含有する界面活性剤を用いることができる。界面活性剤Ｂは、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることができる。
　ポリオキシアルキレン構造を含有するノニオン性界面活性剤の具体例としては、エチレンオキサイド（ＥＯ）とプロピレンオキサイド（ＰＯ）とのブロック共重合体（ジブロック型共重合体、ＰＥＯ（ポリエチレンオキサイド）－ＰＰＯ（ポリプロピレンオキサイド）－ＰＥＯ型トリブロック体、ＰＰＯ－ＰＥＯ－ＰＰＯ型のトリブロック共重合体等）、ＥＯとＰＯとのランダム共重合体、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシエチレンプロピルエーテル、ポリオキシエチレンブチルエーテル、ポリオキシエチレンペンチルエーテル、ポリオキシエチレンヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレン－２－エチルヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンノニルエーテル、ポリオキシエチレンデシルエーテル、ポリオキシエチレンイソデシルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンイソステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルアミン、ポリオキシエチレンステアリルアミン、ポリオキシエチレンオレイルアミン、ポリオキシエチレンモノラウリン酸エステル、ポリオキシエチレンモノステアリン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ポリオキシエチレンモノオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジオレイン酸エステル、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノパルチミン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン、トリオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット、ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油等が挙げられる。
　界面活性剤Ｂの重量平均分子量（Ｍｗｓ）は、典型的には２０００未満であり、濾過性や洗浄性等の観点から１９００以下（例えば１８００未満）であることが好ましい。また、界面活性剤のＭｗｓは、界面活性能等の観点から、通常、２００以上であることが適当であり、ヘイズ低減効果等の観点から２５０以上（例えば３００以上）であることが好ましい。界面活性剤ＢのＭｗｓのより好ましい範囲は、界面活性剤Ｂの種類によっても異なり得る。例えば、界面活性剤Ｂとしてポリオキシエチレンアルキルエーテルを用いる場合、そのＭｗｓは、１５００以下であることが好ましく、１０００以下（例えば５００以下）であってもよい。また、例えば界面活性剤ＢとしてＰＥＯ－ＰＰＯ－ＰＥＯ型のトリブロック共重合体を用いる場合、そのＭｗｓは、例えば５００以上であってよく、１０００以上であってもよく、さらには１２００以上であってもよい。界面活性剤Ｂの分子量としては、界面活性剤Ａと同様に化学式から算出される分子量を採用することができる。
　ここに開示される研磨用組成物が、界面活性剤Ａに加えて界面活性剤Ｂを含む場合、界面活性剤Ｂの含有量は、界面活性剤Ａの含有量の３倍以下（例えば０．０１倍以上３倍以下）程度とすることが適当であり、界面活性剤Ａの含有量の例えば１倍以下であってもよく、０．３倍以下でもよく、０．１倍以下でもよい。ここに開示される技術は、研磨用組成物が界面活性剤Ｂを実質的に含有しない態様で好ましく実施される。なお、研磨用組成物が界面活性剤Ｂを実質的に含まないとは、少なくとも意図的には界面活性剤Ｂを含有させないことをいう。
　＜その他の成分＞
　ここに開示される研磨用組成物は、本発明の効果が著しく妨げられない範囲で、例えば有機酸、有機酸塩、無機酸、無機酸塩、キレート剤、防腐剤、防カビ剤等の、研磨用組成物（例えばシリコンウェーハの仕上げポリシング工程に用いられる研磨用組成物）に用いられ得る公知の添加剤を、必要に応じてさらに含有してもよい。
　有機酸およびその塩、ならびに無機酸およびその塩は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることができる。有機酸の例としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸等の脂肪酸、安息香酸、フタル酸等の芳香族カルボン酸、イタコン酸、クエン酸、シュウ酸、酒石酸、リンゴ酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、グリコール酸、マロン酸、グルコン酸、アラニン、グリシン、乳酸、ヒドロキシエチリデン二リン酸（ＨＥＤＰ）、メタンスルホン酸等の有機スルホン酸、ニトリロトリス（メチレンリン酸）（ＮＴＭＰ）、ホスホノブタントリカルボン酸（ＰＢＴＣ）等の有機ホスホン酸等が挙げられる。有機酸塩の例としては、有機酸のアルカリ金属塩（ナトリウム塩、カリウム塩等）やアンモニウム塩等が挙げられる。無機酸の例としては、塩酸、リン酸、硫酸、ホスホン酸、硝酸、ホスフィン酸、ホウ酸、炭酸等が挙げられる。無機酸塩の例としては、無機酸のアルカリ金属塩（ナトリウム塩、カリウム塩等）やアンモニウム塩が挙げられる。
　上記キレート剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。上記キレート剤の例としては、アミノカルボン酸系キレート剤および有機ホスホン酸系キレート剤が挙げられる。キレート剤の好適例としては、例えばエチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）およびジエチレントリアミン五酢酸が挙げられる。上記防腐剤および防カビ剤の例としては、イソチアゾリン系化合物、パラオキシ安息香酸エステル類、フェノキシエタノール等が挙げられる。
　ここに開示される研磨用組成物は、酸化剤を実質的に含まないことが好ましい。研磨用組成物中に酸化剤が含まれていると、当該研磨用組成物が基板（例えばシリコンウェーハ）に供給されることで該基板の表面が酸化されて酸化膜が生じ、これにより研磨レートが低下してしまうことがあり得るためである。ここでいう酸化剤の具体例としては、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム等が挙げられる。なお、研磨用組成物が酸化剤を実質的に含まないとは、少なくとも意図的には酸化剤を含有させないことをいう。したがって、原料や製法等に由来して微量（例えば、研磨用組成物中における酸化剤のモル濃度が０．０００５モル／Ｌ以下、好ましくは０．０００１モル／Ｌ以下、より好ましくは０．００００１モル／Ｌ以下、特に好ましくは０．０００００１モル／Ｌ以下）の酸化剤が不可避的に含まれている研磨用組成物は、ここでいう酸化剤を実質的に含有しない研磨用組成物の概念に包含され得る。
　＜ｐＨ＞
　ここに開示される研磨用組成物のｐＨは特に限定されず、基板や、砥粒を含む場合には砥粒種等に応じて適当なｐＨが採用され得る。いくつかの態様において、研磨用組成物のｐＨは８．０以上が適当であり、好ましくは８．５以上、より好ましくは９．０以上である。研磨用組成物のｐＨが高くなると、研磨レートが向上する傾向にある。一方、例えば研磨用組成物が砥粒を含む態様において、砥粒（例えばシリカ粒子）の溶解を防いで機械的な研磨作用の低下を抑制する観点から、研磨用組成物のｐＨは、通常、１２．０以下であることが適当であり、１１．０以下であることが好ましく、１０．８以下であることがより好ましく、１０．５以下であることがさらに好ましい。
　なお、ここに開示される技術において、研磨用組成物のｐＨは、ｐＨメーター（例えば、堀場製作所製のガラス電極式水素イオン濃度指示計（型番Ｆ－７２））を使用し、標準緩衝液（フタル酸塩ｐＨ緩衝液　ｐＨ：４．０１（２５℃）、中性リン酸塩ｐＨ緩衝液　ｐＨ：６．８６（２５℃）、炭酸塩ｐＨ緩衝液　ｐＨ：１０．０１（２５℃））を用いて３点校正した後で、ガラス電極を測定対象の組成物に入れて、２分以上経過して安定した後の値を測定することにより把握することができる。
　＜研磨液＞
　ここに開示される研磨用組成物は、典型的には該研磨用組成物を含む研磨液の形態で基板の表面上に供給され、その基板の研磨に用いられる。上記研磨液は、例えば、ここに開示されるいずれかの研磨用組成物を希釈（典型的には、水により希釈）して調製されたものであり得る。あるいは、該研磨用組成物をそのまま研磨液として使用してもよい。すなわち、ここに開示される技術における研磨用組成物の概念には、基板に供給されて該基板の研磨に用いられる研磨液（ワーキングスラリー）と、希釈して研磨液として用いられる濃縮液（研磨液の原液）との双方が包含される。ここに開示される研磨用組成物を含む研磨液の他の例として、該組成物のｐＨを調整してなる研磨液が挙げられる。
　＜濃縮液＞
　ここに開示される研磨用組成物は、基板に供給される前には濃縮された形態（すなわち、研磨液の濃縮液の形態）であってもよい。このように濃縮された形態の研磨用組成物は、製造、流通、保存等の際における利便性やコスト低減等の観点から有利である。濃縮倍率は特に限定されず、例えば、体積換算で２倍～１００倍程度とすることができ、通常は５倍～５０倍程度（例えば１０倍～４０倍程度）が適当である。
　このような濃縮液は、所望のタイミングで希釈して研磨液（ワーキングスラリー）を調製し、該研磨液を基板に供給する態様で使用することができる。上記希釈は、例えば、上記濃縮液に水を加えて混合することにより行うことができる。
　また、研磨用組成物に砥粒が含まれる態様において、研磨用組成物（すなわち濃縮液）を希釈して研磨に用いる場合、上記濃縮液における砥粒の含有量は、例えば２５重量％以下とすることができる。研磨用組成物の分散安定性や濾過性等の観点から、通常、上記含有量は、好ましくは２０重量％以下であり、より好ましくは１５重量％以下である。好ましい一態様において、砥粒の含有量を１０重量％以下としてもよく、５重量％以下としてもよい。また、製造、流通、保存等の際における利便性やコスト低減等の観点から、濃縮液における砥粒の含有量は、例えば０．１重量％以上とすることができ、好ましくは０．５重量％以上、より好ましくは０．７重量％以上、さらに好ましくは１重量％以上である。
　＜研磨用組成物の調製＞
　ここに開示される技術において使用される研磨用組成物は、一剤型であってもよく、二剤型を始めとする多剤型であってもよい。例えば、研磨用組成物に砥粒が含まれる態様においては、研磨用組成物の構成成分のうち少なくとも砥粒を含むパートＡと、残りの成分の少なくとも一部を含むパートＢとを混合し、これらを必要に応じて適切なタイミングで混合および希釈することにより研磨液が調製されるように構成されていてもよい。
　研磨用組成物の調製方法は特に限定されない。例えば、翼式攪拌機、超音波分散機、ホモミキサー等の周知の混合装置を用いて、研磨用組成物を構成する各成分を混合するとよい。これらの成分を混合する態様は特に限定されず、例えば全成分を一度に混合してもよく、適宜設定した順序で混合してもよい。
　＜用途＞
　ここに開示される研磨用組成物は、種々の材質および形状を有する基板の研磨に適用され得る。基板の材質は、例えば、シリコン、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅、タンタル、チタン、ステンレス鋼等の金属もしくは半金属、またはこれらの合金；石英ガラス、アルミノシリケートガラス、ガラス状カーボン等のガラス状物質；アルミナ、シリカ、サファイア、窒化ケイ素、窒化タンタル、炭化チタン等のセラミック材料；炭化ケイ素、窒化ガリウム、ヒ化ガリウム等の化合物半導体基板材料；ポリイミド樹脂等の樹脂材料；等であり得る。これらのうち複数の材質により構成された基板であってもよい。基板の形状は特に制限されない。ここに開示される研磨用組成物は、例えば、板状や多面体状等の、平面を有する基板の研磨、もしくは基板の端部の研磨（例えばウェーハエッジの研磨）に適用され得る。
　ここに開示される研磨用組成物は、シリコンからなる表面の研磨（典型的にはシリコンウェーハの研磨）に特に好ましく使用され得る。ここでいうシリコンウェーハの典型例はシリコン単結晶ウェーハであり、例えば、シリコン単結晶インゴットをスライスして得られたシリコン単結晶ウェーハである。
　ここに開示される研磨用組成物は、基板（例えばシリコンウェーハ）のポリシング工程に好ましく適用することができる。基板には、ここに開示される研磨用組成物によるポリシング工程の前に、ラッピングやエッチング等の、ポリシング工程より上流の工程において基板に適用され得る一般的な処理が施されていてもよい。
　ここに開示される研磨用組成物は、基板（例えばシリコンウェーハ）の仕上げ工程またはその直前のポリシング工程に用いることが効果的であり、仕上げポリシング工程における使用が特に好ましい。ここで、仕上げポリシング工程とは、目的物の製造プロセスにおける最後のポリシング工程（すなわち、その工程の後にはさらなるポリシングを行わない工程）を指す。ここに開示される研磨用組成物は、また、仕上げポリシングよりも上流のポリシング工程（粗研磨工程と最終研磨工程との間の予備研磨工程を指す。典型的には少なくとも１次ポリシング工程を含み、さらに２次、３次・・・等のポリシング工程を含み得る。）、例えば仕上げポリシングの直前に行われるポリシング工程に用いられてもよい。
　ここに開示される研磨用組成物は、例えば、上流の工程によって表面粗さ０．０１ｎｍ～１００ｎｍの表面状態に調製されたシリコンウェーハのポリシング（典型的には仕上げポリシングまたはその直前のポリシング）への適用が効果的である。仕上げポリシングへの適用が特に好ましい。基板の表面粗さＲａは、例えば、Schmitt Measurement System Inc.社製のレーザースキャン式表面粗さ計「ＴＭＳ－３０００ＷＲＣ」を用いて測定することができる。
　＜研磨＞
　ここに開示される研磨用組成物は、例えば以下の操作を含む態様で、基板の研磨に使用することができる。以下、ここに開示される研磨用組成物を用いて基板としてのシリコンウェーハを研磨する方法の好適な一態様につき説明する。
　すなわち、ここに開示されるいずれかの研磨用組成物を含む研磨液を用意する。上記研磨液を用意することには、研磨用組成物に濃度調整（例えば希釈）、ｐＨ調整等の操作を加えて研磨液を調製することが含まれ得る。あるいは、研磨用組成物をそのまま研磨液として使用してもよい。
　次いで、その研磨液を基板に供給し、常法により研磨する。例えば、シリコンウェーハの仕上げ研磨を行う場合、典型的には、ラッピング工程を経たシリコンウェーハを一般的な研磨装置にセットし、該研磨装置の研磨パッドを通じて上記シリコンウェーハの研磨対象面に研磨液を供給する。典型的には、上記研磨液を連続的に供給しつつ、シリコンウェーハの研磨対象面に研磨パッドを押しつけて両者を相対的に移動（例えば回転移動）させる。かかる研磨工程を経て基板の研磨が完了する。
　上記研磨工程に使用される研磨パッドは、特に限定されない。例えば、発泡ポリウレタンタイプ、不織布タイプ、スウェードタイプ等の研磨パッドを用いることができる。各研磨パッドは、砥粒を含んでもよく、砥粒を含まなくてもよい。通常は、砥粒を含まない研磨パッドが好ましく用いられる。
　ここに開示される研磨用組成物を用いて研磨された基板は、典型的には洗浄される。洗浄は、適当な洗浄液を用いて行うことができる。使用する洗浄液は特に限定されず、例えば、半導体等の分野において一般的なＳＣ－１洗浄液（水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と水（Ｈ２Ｏ）との混合液）、ＳＣ－２洗浄液（ＨＣｌとＨ２Ｏ２とＨ２Ｏとの混合液）等を用いることができる。洗浄液の温度は、例えば室温（典型的には約１５℃～２５℃）以上、約９０℃程度までの範囲とすることができる。洗浄効果を向上させる観点から、５０℃～８５℃程度の洗浄液を好ましく使用し得る。
　上述したように、ここに開示される技術には、上述したいずれかの研磨方法によるポリシング工程（好ましくは仕上げポリシング）を含む研磨物の製造方法（例えば、シリコンウェーハの製造方法）および該方法により製造された研磨物（例えばシリコンウェーハ）の提供が含まれ得る。
　以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる実施例に示すものに限定することを意図したものではない。なお、以下の説明において「％」は、特に断りがない限り重量基準である。
　＜研磨用組成物の調製＞
　　（実施例１）
　砥粒、界面活性剤、塩基性化合物および脱イオン水（ＤＩＷ）を混合して、本例に係る研磨用組成物の濃縮液を調製した。砥粒としてはコロイダルシリカ（平均一次粒子径：２７ｎｍ）を使用した。界面活性剤としては、上記式（１）のＲ１およびＲ２がともにラウリル基であり、Ｒ３およびＲ４がともにポリエチレンオキシド（Ｒ３およびＲ４におけるエチレンオキシド付加モル数の合計：２５）であり、分子量が約１６８０である化合物を使用した。塩基性化合物としてはアンモニアを使用した。得られた研磨用組成物の濃縮液を脱イオン水で体積比２０倍に希釈することにより、砥粒の濃度を０．１７５％、界面活性剤の濃度を０．００５％、塩基性化合物の濃度を０．００５％とする本例に係る研磨用組成物を得た。
　　（比較例１）
　界面活性剤として、エチレンオキサイド付加モル数５のポリオキシエチレンデシルエーテル（Ｃ１０ＥＯ５）を使用したこと以外は実施例１と同様にして、本例に係る研磨用組成物を調製した。本例で使用した界面活性剤は、表１に示すとおり、一分子中の親水性基数と疎水性基数とがともに１であり、分子量が３７８の化合物である。
　　（実施例２）
　砥粒、界面活性剤、水溶性高分子、塩基性化合物および脱イオン水を混合して、本例に係る研磨用組成物の濃縮液を調製した。砥粒としてはコロイダルシリカ（平均一次粒子径：２７ｎｍ）を使用した。界面活性剤としては、上記式（１）のＲ１およびＲ２がともにラウリル基であり、Ｒ３およびＲ４がともに水素原子であり（表中の「ＥＯ付加モル数」欄には、「－」と表記。表３において同じ。）、分子量が約５８０である化合物を使用した。水溶性高分子としては、重量平均分子量（Ｍｗ）が約１．０×１０４のアセタール化ポリビニルアルコール（ａｃ－ＰＶＡ）を使用した。塩基性化合物としてはアンモニアを使用した。得られた研磨用組成物の濃縮液を脱イオン水で体積比２０倍に希釈することにより、砥粒の濃度を０．１７５％、界面活性剤の濃度を０．００５％、水溶性高分子の濃度を０．００５％、塩基性化合物の濃度を０．００５％とする本例に係る研磨用組成物を得た。
　　（実施例３）
　界面活性剤として、上記式（１）のＲ１およびＲ２がともにラウリル基であり、Ｒ３およびＲ４がともにポリエチレンオキシド（Ｒ３およびＲ４におけるエチレンオキシド付加モル数の合計：７）であり、分子量が約９００である化合物を使用したこと以外は実施例２と同様にして、本例に係る研磨用組成物を調製した。
　　（実施例４）
　界面活性剤として、実施例１で使用した界面活性剤を使用し、その濃度を０．００１％とした。そのこと以外は実施例２と同様にして、本例に係る研磨用組成物を調製した。
　　（実施例５）
　界面活性剤の濃度を０．００５％としたこと以外は実施例４と同様にして、本例に係る研磨用組成物を調製した。
　　（比較例２，３）
　界面活性剤として、比較例１で使用したエチレンオキサイド付加モル数５のポリオキシエチレンデシルエーテル（Ｃ１０ＥＯ５）を使用し、その濃度を０．００１％（比較例２）、０．００５％（比較例３）としたこと以外は実施例２と同様にして、各例に係る研磨用組成物を調製した。
　　（実施例６）
　砥粒、界面活性剤、水溶性高分子、塩基性化合物および脱イオン水を混合して、本例に係る研磨用組成物の濃縮液を調製した。砥粒としてはコロイダルシリカ（平均一次粒子径：２７ｎｍ）を使用した。界面活性剤としては、実施例２で使用した化合物を使用した。水溶性高分子としては、Ｍｗが約４．７×１０５のポリアクリロイルモルホリン（ＰＡＣＭＯ）およびＭｗが約１．０×１０４のアセタール化ポリビニルアルコール（ａｃ－ＰＶＡ）を使用した。塩基性化合物としてはアンモニアを使用した。得られた研磨用組成物の濃縮液を脱イオン水で体積比２０倍に希釈することにより、砥粒の濃度を０．１６９％、界面活性剤の濃度を０．００５％、ＰＡＣＭＯの濃度を０．００８３％、ａｃ－ＰＶＡの濃度を０．００５％、塩基性化合物の濃度を０．００５％とする本例に係る研磨用組成物を得た。
　　（実施例７，８）
　界面活性剤として、実施例３、４で使用した化合物をそれぞれ使用したこと以外は実施例６と同様にして、各例に係る研磨用組成物を調製した。
　　（比較例４）
　界面活性剤として、比較例１で使用したエチレンオキサイド付加モル数５のポリオキシエチレンデシルエーテル（Ｃ１０ＥＯ５）を使用したこと以外は実施例６と同様にして、本例に係る研磨用組成物を調製した。
＜シリコンウェーハの研磨＞
　基板として、ラッピングおよびエッチングを終えた直径２００ｍｍの市販シリコン単結晶ウェーハ（伝導型：Ｐ型、結晶方位：＜１００＞、ＣＯＰ（Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ　Ｐａｒｔｉｃｌｅ：結晶欠陥）フリー）を下記の研磨条件１により予備ポリシングしたシリコンウェーハを用意した。予備ポリシングは、脱イオン水中に砥粒（平均一次粒子径が４２ｎｍのコロイダルシリカ）１．０％および水酸化カリウム０．０６８％を含む研磨液を使用して行った。
　　［研磨条件１］
　研磨装置：株式会社岡本工作機械製作所製の枚葉研磨装置　型式「ＰＮＸ－３２２」
　研磨荷重：１５ｋＰａ
　定盤の回転速度：３０ｒｐｍ
　ヘッド（キャリア）の回転速度：３０ｒｐｍ
　研磨パッド：フジボウ愛媛株式会社製　製品名「ＦＰ５５」
　予備研磨液の供給レート：５５０ｍＬ／ｍｉｎ
　予備研磨液の温度：２０℃
　定盤冷却水の温度：２０℃
　研磨時間：３ｍｉｎ
　上記で調製した各例に係る研磨用組成物を研磨液として使用し、上記予備ポリシング後のシリコンウェーハを下記の研磨条件２により研磨した。
　　［研磨条件２］
　研磨装置：株式会社岡本工作機械製作所製の枚葉研磨装置　型式「ＰＮＸ－３２２」
　研磨荷重：１５ｋＰａ
　定盤の回転速度：３０ｒｐｍ
　ヘッド（キャリア）の回転速度：３０ｒｐｍ
　研磨パッド：フジボウ愛媛株式会社製　製品名「ＰＯＬＹＰＡＳ２７５ＮＸ」
　研磨液の供給レート：４００ｍＬ／ｍｉｎ
　研磨液の温度：２０℃
　定盤冷却水の温度：２０℃
　研磨時間：４ｍｉｎ
　研磨後のシリコンウェーハを研磨装置から取り外し、ＮＨ４ＯＨ（２９％）：Ｈ２Ｏ２（３１％）：脱イオン水（ＤＩＷ）＝１：１：１２（体積比）の洗浄液を用いて洗浄した（ＳＣ－１洗浄）。具体的には、第１および第２の２つの洗浄槽を用意し、それらの洗浄槽の各々に上記洗浄液を収容して６０℃に保持した。研磨後のシリコンウェーハを第１の洗浄槽に５分浸漬し、その後超純水に浸漬して超音波を付与するリンス槽を経て、第２の洗浄槽に５分浸漬した後、超純水に浸漬して超音波を付与するリンス槽を経て、スピンドライヤーを用いて乾燥させた。
＜ヘイズ測定＞
　洗浄後のシリコンウェーハ表面につき、ケーエルエー・テンコール社製のウェーハ検査装置、商品名「Ｓｕｒｆｓｃａｎ ＳＰ２ＸＰ」を用いて、ＤＷＯモードでヘイズ（ｐｐｍ）を測定した。得られた結果を、比較例１についてのヘイズ値を１００％とする相対値（ヘイズ比）に換算して表１に、比較例２についてのヘイズ値を１００％とする相対値（ヘイズ比）に換算して表２に、比較例４についてのヘイズ値を１００％とする相対値（ヘイズ比）に換算して表３に、それぞれ示した。ヘイズ比の値が小さいほど、ヘイズ改善効果が高いことを示している。また、比較対象である界面活性剤（Ｃ１０ＥＯ５）も一定のヘイズ改善効果を有することから、当該界面活性剤（Ｃ１０ＥＯ５）を含有する比較例１，２，４に対して相対値基準で１２０％以下のヘイズ比を示すものは、ヘイズ値が維持または改善されていると判定される。
＜研磨速度＞
　研磨対象物として、直径２００ｍｍのシリコンウェーハ（伝導型：Ｐ型、結晶方位：＜１００＞、ＣＯＰ（Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ　Ｐａｒｔｉｃｌｅ：結晶欠陥）フリー）を用意し、ＨＦ水溶液（ＨＦ濃度：２％）に６０秒間浸漬して酸化膜を除去し、各例に係る研磨用組成物を研磨液として使用して下記研磨条件３で研磨した。
　　［研磨条件３］
　研磨装置：株式会社岡本工作機械製作所製の枚葉研磨装置　型式「ＰＮＸ－３２２」
　研磨荷重：１５ｋＰａ
　定盤の回転速度：３０ｒｐｍ
　ヘッド（キャリア）の回転速度：３０ｒｐｍ
　研磨パッド：フジボウ愛媛株式会社製　製品名「ＰＯＬＹＰＡＳ２７５ＮＸ」
　研磨液の供給レート：４００ｍＬ／ｍｉｎ
　研磨液の温度：２０℃
　定盤冷却水の温度：２０℃
　研磨時間：１０ｍｉｎ
　研磨後のシリコンウェーハを研磨装置から取り外し、ＮＨ４ＯＨ（２９％）：Ｈ２Ｏ２ （３１％）：脱イオン水＝１：１：１２（体積比）の洗浄液に５分間浸漬し、洗浄した（ＳＣ－１洗浄）。その後、超音波発振器を作動した状態で脱イオン水に浸漬し、スピンドライヤーを用いて乾燥させた。
　（評価）
　研磨前後のシリコンウェーハの重量を測定し、その重量差およびシリコンの比重から、研磨速度［ｎｍ／ｍｉｎ］を求めた。得られた結果を、比較例１についての研磨速度を１００％とする相対値に換算して表１に、比較例２についての研磨速度を１００％とする相対値に換算して表２に、比較例４についての研磨速度を１００％とする相対値に換算して表３に、それぞれ示した。値が大きいほど、研磨レートが高いことを示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表１～３に示されるように、一分子中に２つの親水性基と２つの疎水性基とを有する界面活性剤を使用した実施例１～８の研磨用組成物を用いた研磨によると、上記特定構造の界面活性剤を含まない比較例１～４に比べて、ヘイズ値を所定の範囲内（相対値で１２０％以下）に維持または改善しつつ、研磨速度が向上する傾向が確認された。
　上記の結果から、一分子中に、２つの親水性基と２つの疎水性基とを有する界面活性剤を用いることにより、研磨に適した組成物を作製できることがわかる。
　以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

Claims (8)

  1. 　塩基性化合物と、水と、を含み、
    　さらに、一分子中に、２つの親水性基と２つの疎水性基とを有する界面活性剤を含む、研磨用組成物。
  2. 　前記界面活性剤が下記式（１）で表される化合物である、請求項１に記載の研磨用組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （式（１）中、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立にアルキル基であり、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に、水素原子またはオキシアルキレン単位である。）
  3. 　さらに砥粒を含む、請求項１または２に記載の研磨用組成物。
  4. 　前記砥粒としてシリカ粒子を含む、請求項３に記載の研磨用組成物。
  5. 　さらに水溶性高分子を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の研磨用組成物。
  6. 　前記研磨用組成物のｐＨは８．０以上１２．０以下である、請求項１から５のいずれか一項に記載の研磨用組成物。
  7. 　シリコンウェーハの研磨に用いられる、請求項１から６のいずれか一項に記載の研磨用組成物。
  8. 　請求項１から７のいずれか一項に記載の研磨用組成物を用いて、研磨対象物を研磨する工程を含む、研磨対象物の研磨方法。
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