WO2022130839A1 - 研磨用組成物およびこれを用いた研磨方法 - Google Patents

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WO2022130839A1
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polishing
particle size
acid
colloidal silica
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諒 若林
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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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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • 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 same.
  • CMP chemical mechanical polishing
  • This CMP method is also used for polishing the surface of a resin, and by applying the CMP method, a resin product with few surface defects can be obtained. From this, various studies have been made as polishing compositions for polishing various materials including resins.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-183212 discloses a polishing composition for polishing an object to be polished, which contains a resin having high rigidity and high strength. More specifically, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-183212 has high rigidity and high strength by a polishing composition containing an abrasive grain having a Mohs hardness and a surface acid amount of a predetermined value or more and a dispersion medium. It is disclosed that even a resin can be polished at a high polishing rate. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-183212 also discloses that the abrasive grains preferably contain ⁇ -alumina as a main component from the viewpoint of polishing speed.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-06342 discloses a polishing composition for polishing an object to be polished made of synthetic resin. More specifically, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-063442 describes polishing of synthetic resin by using a polishing composition containing a polyurethane-based polymer surfactant having a specific structure and having a predetermined viscosity range. It is disclosed that it is possible to suppress a decrease in the composition for use and a decrease in the polishing ability. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-06342 also discloses that it is preferable that the polishing composition further contains ⁇ -alumina as abrasive grains from the viewpoint of polishing speed.
  • an object of the present invention is to provide a means for reducing the surface roughness (Ra) while maintaining a high polishing rate in polishing an object to be polished containing a resin.
  • the present inventor has made diligent studies to solve the above problems. As a result, the present inventor has found that the above-mentioned problems can be solved by using alumina particles having a specific particle size and colloidal silica particles smaller than the above-mentioned alumina particles in combination as abrasive grains, and have completed the present invention. ..
  • a polishing composition used for polishing a polishing object containing a resin and a filler which comprises alumina particles, colloidal silica particles, and a dispersion medium, and the average particle size of the alumina particles is less than 2.8 ⁇ m.
  • X to Y indicating a range includes X and Y, and means "X or more and Y or less”. Unless otherwise specified, the operation and physical properties are measured under the conditions of room temperature (range of 20 ° C. or higher and 25 ° C. or lower) / relative humidity of 40% RH or higher and 50% RH or lower.
  • One embodiment of the present invention is a polishing composition used for polishing an object to be polished containing a resin and a filler, which comprises alumina particles, colloidal silica particles, and a dispersion medium, and is an average of the alumina particles.
  • the present invention relates to a polishing composition having a particle size of less than 2.8 ⁇ m and an average particle size of the colloidal silica particles smaller than the average particle size of the alumina particles.
  • the alumina particles are also referred to as “first abrasive grains”
  • the colloidal silica particles are also referred to as “second abrasive grains”.
  • the polishing composition according to the present invention contains alumina particles having an average particle diameter of less than 2.8 ⁇ m as abrasive grains (first abrasive grains).
  • Abrasive grains mechanically polish the object to be polished and improve the polishing speed. Since the alumina particles have sufficient hardness, the effect of improving the polishing speed, particularly the effect of improving the polishing speed of various materials including resin is high.
  • the average particle size (average secondary particle size) of the alumina particles is less than 2.8 ⁇ m. If the average particle size of the alumina particles is 2.8 ⁇ m or more, the surface of the object to be polished after polishing becomes excessively rough (Comparative Examples 9 and 10 below).
  • the average particle size of the alumina particles is preferably 2.0 ⁇ m or less, more preferably less than 1.5 ⁇ m, still more preferably less than 1.2 ⁇ m, and particularly preferably less than 0.8 ⁇ m.
  • the average particle size of the alumina particles is preferably 0.1 ⁇ m or more, more preferably 0.2 ⁇ m or more, still more preferably more than 0.2 ⁇ m, and particularly preferably 0.3 ⁇ m or more.
  • a preferable example of the average particle size of the alumina particles is 0.1 ⁇ m or more and 2.0 ⁇ m or less, more preferably 0.2 ⁇ m or more and less than 1.5 ⁇ m, and further preferably more than 0.2 ⁇ m and less than 1.2 ⁇ m. Particularly preferably, it is 0.3 ⁇ m or more and less than 0.8 ⁇ m.
  • the average particle size (average secondary particle size) of the alumina particles is the particle size ( D50 ) at which the integrated frequency from the small particle size side is 50% in the volume-based particle size distribution.
  • the D 50 of the alumina particles is obtained by a dynamic light scattering method, a laser diffraction method, a laser scattering method, a pore electric resistance method, or the like. Specifically, the value obtained by the measurement method described in the examples described later is adopted.
  • the alumina particles are not particularly limited, and examples thereof include alumina particles containing at least one selected from ⁇ -alumina, ⁇ -alumina, ⁇ -alumina, ⁇ -alumina, ⁇ -alumina and ⁇ -alumina.
  • the concentration (content) of the alumina particles is not particularly limited, but is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, based on the total mass of the polishing composition. It is more preferably 0.5% by mass or more, particularly preferably 1% by mass or more, and particularly preferably 1.5% by mass or more.
  • the concentration (content) of the alumina particles is preferably 25% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, and 10% by mass or less with respect to the total mass of the polishing composition. Is even more preferable, less than 9% by mass is even more preferable, and 8% by mass or less is particularly preferable.
  • a preferable example of the concentration (content) of the alumina particles is 0.01% by mass or more and 25% by mass or less, and more preferably 0.1% by mass or more and 15% by mass or less with respect to the total mass of the polishing composition. It is more preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less, particularly preferably 1% by mass or more and less than 9% by mass, and most preferably 1.5% by mass or more and 8% by mass or less.
  • both improvement of polishing speed and reduction of surface roughness can be achieved in a more balanced manner.
  • Alumina particles can be easily produced by appropriately referring to a known production method (for example, JP-A-2017-190267). Further, as the alumina particles, a commercially available product may be used.
  • the alumina particles may be used alone or in combination of two or more.
  • the polishing composition according to the present invention contains colloidal silica particles smaller than the average particle size of the alumina particles as the abrasive grains (second abrasive grains). Colloidal silica particles have a lower hardness than alumina particles, which reduces surface roughness. By combining the alumina particles that improve the polishing rate and the colloidal silica particles that reduce the surface roughness in this way, it is possible to achieve a good balance of the trade-off characteristics of improving the polishing rate and reducing the surface roughness. Can be done.
  • the average particle size (average secondary particle size) of the colloidal silica particles is smaller than the average particle size (average secondary particle size) of the alumina particles. If the average particle size of the colloidal silica particles is larger than the average particle size of the alumina particles, it becomes difficult to obtain the effect of reducing the surface roughness.
  • the average particle size of the colloidal silica particles is preferably 0.20 ⁇ m or less, more preferably less than 0.20 ⁇ m, still more preferably 0.15 ⁇ m or less, and particularly preferably less than 0.10 ⁇ m.
  • the average particle size of the colloidal silica particles is preferably 0.005 ⁇ m or more, more preferably 0.02 ⁇ m or more, still more preferably 0.06 ⁇ m or more, and particularly preferably 0.07 ⁇ m or more. Within the above range, both improvement of polishing speed and reduction of surface roughness can be achieved in a more balanced manner.
  • a preferable example of the average particle size of the colloidal silica particles is 0.005 ⁇ m or more and 0.20 ⁇ m or less, more preferably 0.02 ⁇ m or more and less than 0.20 ⁇ m, and further preferably 0.06 ⁇ m or more and 0.15 ⁇ m or less. Particularly preferably, it is 0.07 ⁇ m or more and less than 0.10 ⁇ m.
  • the average particle size (average secondary particle size) of the colloidal silica particles is a particle size ( D50 ) at which the integrated frequency from the small particle size side is 50% in the volume-based particle size distribution.
  • the average particle diameter (D 50 ) of the colloidal silica particles is determined by a dynamic light scattering method, a laser diffraction method, a laser scattering method, a pore electrical resistance method, or the like. Specifically, the value obtained by the measurement method described in the examples described later is adopted.
  • the colloidal silica particles preferably have a span value of 0.50 or more and 1.00 or less [(D 90 -D 10 ) / D 50 ], and a span value of more than 0.60 and 1.00 or less [(D 90 -D 90-). It is more preferable to have D 10 ) / D 50 ], and it is further preferable to have a span value [(D 90 ⁇ D 10 ) / D 50 ] of more than 0.80 and 1.00 or less, and 0.85 or more and 0. It is particularly preferable to have a span value of 95 or less [(D 90 ⁇ D 10 ) / D 50 ].
  • the span value [(D 90 ⁇ D 10 ) / D 50 ] is an index showing the uniformity of the particle size distribution, and the integrated frequency from the small particle size side is 90% in the volume-based particle size distribution.
  • the value (D 90 -D 10 ) obtained by subtracting the particle diameter (D 10 ) at which the integrated frequency from the small particle diameter side is 10% in the volume-based particle size distribution from the particle size (D 90 ) is used. It is obtained by dividing by the particle size (D 50 ) where the integrated frequency from the small particle size side is 50% to the third digit, and rounding off the third digit [(D 90 -D 10 ) / (D 50 )].
  • the volume-based particle size distribution is obtained by the measuring method described in Examples described later.
  • the span value [(D 90 ⁇ D 10 ) / D 50 ] indicates that the smaller the particle size distribution, the sharper the particle size distribution, and the larger the size, the broader the particle size distribution.
  • the ratio of the average particle size (average secondary particle size) of the alumina particles to the average particle size (average secondary particle size) of the colloidal silica particles is More than 1.
  • the ratio of the average particle size (average secondary particle size) of the alumina particles to the average particle size (average secondary particle size) of the colloidal silica particles is preferable. It is 1.1 or more, more preferably more than 1.5, still more preferably 2.0 or more, and particularly preferably more than 3.0.
  • the ratio of the average particle size (average secondary particle size) of the alumina particles to the average particle size (average secondary particle size) of the colloidal silica particles is preferable. It is 25.0 or less, more preferably less than 20.0, still more preferably less than 15.0, and particularly preferably less than 5.0. Within the above range, both improvement of polishing speed and reduction of surface roughness can be achieved in a more balanced manner.
  • a preferred example of the ratio of the average particle size (average secondary particle size) of alumina particles to the average particle size (average secondary particle size) of colloidal silica particles is , 1.1 or more and 25.0 or less, more preferably more than 1.5 and less than 20.0, still more preferably 2.0 or more and less than 15.0, and particularly preferably more than 3.0 and less than 5.0. Is less than.
  • the concentration (content) of the colloidal silica particles is not particularly limited, but is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, based on the total mass of the polishing composition. It is more preferably more than mass%, particularly preferably 2% by mass or more, and particularly preferably 2.5% by mass or more. As the concentration of colloidal silica particles increases, the polishing rate increases.
  • the concentration (content) of the colloidal silica particles is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, and 10% by mass or less with respect to the total mass of the polishing composition. It is more preferably less than 10% by mass, and particularly preferably 8% by mass or less.
  • a preferable example of the concentration (content) of the colloidal silica particles is preferably 0.5% by mass or more and 20% by mass or less, and 1% by mass or more and 15% by mass or less with respect to the total mass of the polishing composition. It is more preferably more than 1% by mass and 10% by mass or less, particularly preferably 2% by mass or more and less than 10% by mass, and 2.5% by mass or more and 8% by mass or less. Especially preferable. Within the above range, both improvement of polishing speed and reduction of surface roughness can be achieved in a more balanced manner.
  • the mixed mass ratio of the alumina particles to the colloidal silica particles is not particularly limited, but is preferably 0.1 or more, more preferably. Is 0.2 or more, more preferably more than 0.2, and particularly preferably 0.3 or more.
  • the mixed mass ratio of the alumina particles to the colloidal silica particles is preferably 10.0 or less, more preferably less than 8.0. , More preferably 5.0 or less, and particularly preferably less than 5.0. Within the above range, both improvement of polishing speed and reduction of surface roughness can be achieved in a more balanced manner.
  • a preferable example of the mixed mass ratio of alumina particles to colloidal silica particles is 0.1 or more and 10.0 or less, more preferably 0. It is .2 or more and less than 8.0, more preferably more than 0.2 and less than 5.0, and particularly preferably 0.3 or more and less than 5.0.
  • Colloidal silica particles can be easily produced by appropriately referring to known production methods. Further, as the colloidal silica particles, a commercially available product may be used. Examples of the method for producing colloidal silica include a sodium silicate method, an alkoxide method, and a sol-gel method, and any colloidal silica produced by any of the production methods is suitably used as the colloidal silica of the present invention.
  • the raw material colloidal silica is colloidal silica obtained by the sodium silicate method.
  • the sodium silicate method is typically a method of using active silicate obtained by ion exchange of an alkaline silicate aqueous solution such as water glass as a raw material and growing particles thereof.
  • the raw material colloidal silica is colloidal silica obtained by the alkoxide method.
  • the alkoxide method is typically a method using alkoxysilane as a raw material and hydrolyzing and condensing it.
  • colloidal silica particles used is not particularly limited, but for example, surface-modified colloidal silica can be used.
  • colloidal silica particles may have a cationic group.
  • colloidal silica having a cationic group colloidal silica in which an amino group is immobilized on the surface is preferably mentioned.
  • the method for producing colloidal silica having such a cationic group include aminoethyltrimethoxysilane, aminopropyltrimethoxysilane, aminoethyltriethoxysilane, and amino as described in JP-A-2005-162533.
  • Examples thereof include a method of immobilizing a silane coupling agent having an amino group such as propyltriethoxysilane, aminopropyldimethylethoxysilane, aminopropylmethyldiethoxysilane, and aminobutyltriethoxysilane on the surface of abrasive grains.
  • a silane coupling agent having an amino group such as propyltriethoxysilane, aminopropyldimethylethoxysilane, aminopropylmethyldiethoxysilane, and aminobutyltriethoxysilane.
  • Colloidal silica particles may have an anionic group.
  • a colloidal silica having an anionic group a colloidal silica in which an anionic group such as a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphonic acid group and an aluminic acid group is immobilized on the surface is preferably mentioned.
  • the method for producing such colloidal silica having an anionic group is not particularly limited, and examples thereof include a method of reacting a silane coupling agent having an anionic group at the terminal with colloidal silica.
  • sulfonic acid group is immobilized on colloidal silica, for example, "Sulfonic acid-functionalized silica thrugh of thiol groups", Chem. Commun. It can be carried out by the method described in 246-247 (2003). Specifically, a silane coupling agent having a thiol group such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane is coupled to colloidal silica, and then the thiol group is oxidized with hydrogen hydrogen to fix the sulfonic acid group to the surface. Oxidized colloidal silica can be obtained.
  • a silane coupling agent having a thiol group such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane
  • the carboxylic acid group is to be immobilized on colloidal silica
  • "Novell Silane Coupling Agents Contining a Photolabile 2-Nitrobenzyl Ester for Introduction of a ChemistryGrosisGor -229 (2000) can be carried out by the method described.
  • a silane coupling agent containing a photoreactive 2-nitrobenzyl ester can be coupled to colloidal silica and then irradiated with light to obtain colloidal silica having a carboxylic acid group immobilized on the surface. can.
  • the colloidal silica particles may be used alone or in combination of two or more.
  • the polishing composition according to the present invention contains a dispersion medium.
  • the dispersion medium disperses or dissolves each component.
  • the dispersion medium preferably contains water. Further, from the viewpoint of preventing the influence of impurities on other components of the polishing composition, it is preferable to use water having the highest possible purity. Specifically, pure water, ultrapure water, or distilled water from which foreign substances have been removed through a filter after removing impurity ions with an ion exchange resin is preferable. Further, as the dispersion medium, an organic solvent or the like may be further contained for the purpose of controlling the dispersibility of other components of the polishing composition.
  • the polishing composition according to one embodiment of the present invention preferably further contains a pH adjuster.
  • the pH adjuster can contribute to the pH adjustment of the polishing composition by selecting the type and the amount of the addition.
  • the pH adjusting agent is not particularly limited as long as it is a compound having a pH adjusting function, and a known compound can be used.
  • the pH adjusting agent is not particularly limited as long as it has a pH adjusting function, and examples thereof include acids and alkalis.
  • the acid either an inorganic acid or an organic acid may be used.
  • the inorganic acid is not particularly limited, and examples thereof include sulfuric acid, nitric acid, boric acid, carbonic acid, hypophosphoric acid, phosphoric acid, and phosphoric acid.
  • the organic acid is not particularly limited, but formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, 2-methylbutyric acid, n-hexanoic acid, 3,3-dimethylbutyric acid, 2-ethylbutyric acid, 4-methylpentanoic acid, n-heptanoic acid, 2-methylhexanoic acid, n-octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, benzoic acid, glycolic acid, salicylic acid, glyceric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid , Maleic acid, phthalic acid, malic acid, tartaric acid, carboxylic acids such as citric acid and lactic acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid and isethionic acid and the like.
  • organic acids are preferable, and malic acid, citric acid, cit
  • the alkali is not particularly limited, and examples thereof include hydroxides of alkali metals such as potassium hydroxide, quaternary ammonium salts such as ammonia, tetramethylammonium and tetraethylammonium, and amines such as ethylenediamine and piperazine. Among these, potassium hydroxide and ammonia are preferable.
  • the pH adjuster can be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the pH adjuster is not particularly limited, and is preferably an amount that allows the pH value to be within a preferable range described later.
  • the polishing composition according to the present invention contains abrasive grains, chelating agents, thickeners, oxidizing agents, dispersants, surface protectants, wetting agents, surfactants, etc. other than the above, as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Known components such as an anticorrosive agent (rust preventive agent), an antiseptic agent, and an antifungal agent, and a dispersion stabilizer described later may be further contained.
  • the content of other components may be appropriately set according to the purpose of addition.
  • the dispersion stabilizer includes at least one phosphorus-containing acid selected from the group consisting of phosphoric acid and its condensate, organic phosphoric acid, phosphonic acid and organic phosphonic acid.
  • -Refers to an organic compound having at least one P ( O) (OH) 2 ).
  • phosphoric acid and its condensate and organic phosphoric acid are also simply referred to as “phosphoric acid-based acid”
  • phosphonic acid and organic phosphonic acid are simply referred to as "phosphonic acid-based acid”. Also called.
  • These phosphorus-containing acids have a function of modifying (negatively turning) the zeta potential of the alumina particles to minus (-). Then, the alumina particles having a negative ( ⁇ ) zeta potential repel each other electrostatically, so that aggregation can be suppressed and the redispersibility of the concentrated liquid can be improved.
  • the phosphorus-containing acid examples include phosphoric acid (orthric acid), pyrophosphate, tripolyphosphate, tetrapolyphosphate, hexametaphosphate, methylacid phosphate, ethylacid phosphate, ethylglycol acid phosphate, isopropylacid phosphate, and phytic acid.
  • phosphonic acid-based acids are preferable, organic phosphonic acids are more preferable, and 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid (HEDP) is preferable from the viewpoint of improving the balance between redispersibility, polishing rate and etching rate.
  • HEDP 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid
  • Nitrilotris methylenephosphonic acid
  • EDTMP ethylenediaminetetra
  • the phosphorus-containing acid only one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the pH of the polishing composition according to this embodiment is preferably 1 or more and 6 or less or 8 or more and 12 or less, more preferably 1 or more and less than 5 or 8 or more and 11 or less, and 1.5 or more and less than 4. It is particularly preferable to have. Within the above range, both improvement of polishing speed and reduction of surface roughness can be achieved in a more balanced manner. In particular, when the polishing composition is acidic, the polishing speed can be further improved.
  • the pH of the polishing composition is determined by the measuring method described in Examples described later.
  • the method for producing the polishing composition is not particularly limited, and for example, alumina particles, colloidal silica particles, a dispersion medium (preferably water), and other components as necessary are stirred and mixed.
  • a manufacturing method including the above can be appropriately adopted. Since the alumina particles, colloidal silica particles, dispersion medium and other components are the same as those described in the above section ⁇ Polishing Composition>, description thereof will be omitted here.
  • the temperature at which each component is mixed is not particularly limited, but is preferably 10 to 40 ° C., and may be heated in order to increase the dissolution rate. Further, the mixing time is not particularly limited.
  • the polishing object to be polished by the polishing composition according to the present invention contains a resin and a filler.
  • the resin is not particularly limited, and is, for example, an acrylic resin such as poly (meth) acrylate, a methyl methacrylate-methyl acrylate copolymer, and a urethane (meth) acrylate resin; an epoxy resin; an ultrahigh molecular weight.
  • an acrylic resin such as poly (meth) acrylate, a methyl methacrylate-methyl acrylate copolymer, and a urethane (meth) acrylate resin
  • an epoxy resin an ultrahigh molecular weight.
  • Olefin resin such as polyethylene (UHPE); phenol resin; polyamide resin (PA); polyimide resin (PI); polyethylene terephthalate (PET), polybutylene sulfide (PBT), polyester resin such as unsaturated polyester resin; polycarbonate resin (PC) ); Polyphenylene sulfide resin; Polystyrene resin such as syndiotactic polystyrene (SPS); Polynorbornene resin; Polybenzoxazole (PBO); Polyacetal (POM); Modified polyphenylene ether (m-PPE); ); Polysulfone (PSF); Polyethersulfone (PES); Polyphenylene sulfide (PPS); Polyetheretherketone (PEEK); Polyetherimide (PEI); Fluororesin; Liquid crystal polymer (LCP) and the like.
  • UHPE polyethylene
  • PA polyamide resin
  • PI polyimide resin
  • PET polyethylene terephthalate
  • the resin preferably has a cyclic molecular structure. That is, in the preferred embodiment of the present invention, the resin has a cyclic molecular structure.
  • the resin having such a cyclic molecular structure an epoxy resin, a polycarbonate resin, and a polyphenylene sulfide resin are preferably used. The above resins can be used alone or in combination of two or more. Further, the resin may be one cured by a curing agent.
  • the material constituting the filler is not particularly limited, but for example, glass, carbon, calcium carbonate, magnesium carbonate, barium sulfate, magnesium sulfate, aluminum silicate, titanium oxide, alumina, zinc oxide, silica (silicon dioxide), and the like.
  • examples thereof include kaolin, talc, glass beads, sericite active white clay, bentonite, aluminum nitride, polyester, polyurethane and rubber. Of these, glass and silica are preferable, and silica is particularly preferable, from the viewpoint of processability.
  • the shape of the filler may be powdery, spherical, fibrous, needle-like, etc. Of these, from the viewpoint of processability, spherical and fibrous are preferable, and spherical is more preferable.
  • the size of the filler is not particularly limited.
  • the average particle size is, for example, 0.01 to 50 ⁇ m, preferably 1.0 to 6.5 ⁇ m.
  • the major axis is, for example, 100 to 300 ⁇ m, preferably 150 to 250 ⁇ m, and the minor axis is, for example, 1 to 30 ⁇ m, preferably 10 to 20 ⁇ m.
  • the above filler can be used alone or in combination of two or more.
  • the object to be polished may contain a material different from these as the polishing surface, in addition to the resin and the filler.
  • a material different from these as the polishing surface examples include copper (Cu), aluminum (Al), tantalum (Ta), tantalum nitride (TaN), titanium (Ti), titanium nitride (TiN), nickel (Ni), ruthenium (Ru), and the like.
  • Examples thereof include cobalt (Co), tungsten (W), and tungsten nitride (WN).
  • the object to be polished may be prepared from a resin and a filler, or may be prepared using a commercially available product.
  • Commercially available products include interlayer insulating material "Ajinomoto Build-up Film” (ABF) GX13, GX92, GX-T31, GZ41 (all Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.); Polycarbonate (PC) resin "Panlite (registered trademark)” glass. Fiber reinforced grades (both Teijin Co., Ltd.); GF reinforced Durafide (registered trademark) PPS, GF / inorganic filler reinforced Durafide (registered trademark) PPS (both Polyplastics Co., Ltd.) and the like.
  • a polishing method comprising a step of polishing an object to be polished using the above-mentioned polishing composition.
  • Preferred examples of the object to be polished according to this embodiment are the same as those mentioned in the description of [Object to be polished].
  • a preferred embodiment of the polishing method according to the present invention includes a step of polishing an object to be polished containing a resin and a filler by using the above-mentioned polishing composition.
  • a general polishing device When polishing the object to be polished using the polishing composition, it can be performed using the equipment and conditions used for normal polishing.
  • Examples of a general polishing device include a single-sided polishing device and a double-sided polishing device.
  • a surface plate having a polishing pad attached to one side of the object to be polished is generally held by using a holder called a carrier and supplying a polishing composition from above.
  • One side of the object to be polished is polished by pressing and rotating the surface plate.
  • a holding tool called a carrier is used to hold an object to be polished, and while supplying a polishing composition from above, a surface plate having a polishing pad attached to the facing surface of the object to be polished.
  • polishing pad and the polishing composition are polished by the physical action due to friction between the polishing object and the polishing object, and the chemical action that the polishing composition brings to the polishing object.
  • a porous body such as a non-woven fabric, polyurethane, or suede can be used without particular limitation. It is preferable that the polishing pad is processed so that the polishing liquid collects.
  • polishing conditions include a polishing load, a surface plate rotation speed, a carrier rotation speed, a flow rate of the polishing composition, a polishing time, and the like.
  • polishing load is preferably 0.1 psi (0.69 kPa) or more and 10 psi (69 kPa) or less per unit area of the object to be polished. It is preferably 0.5 psi (3.5 kPa) or more and 8.0 psi (55 kPa) or less, and more preferably 1.0 psi (6.9 kPa) or more and 6.0 psi (41 kPa) or less.
  • the surface plate rotation speed and the carrier rotation speed are preferably 10 rpm (0.17s -1 ) to 500 rpm (8.3s -1 ).
  • the supply amount of the polishing composition may be any supply amount (flow rate) that covers the entire polishing object, and may be adjusted according to conditions such as the size of the polishing object.
  • the method of supplying the polishing composition to the polishing pad is also not particularly limited, and for example, a method of continuously supplying the polishing composition with a pump or the like is adopted. Further, the processing time is not particularly limited as long as the desired processing result can be obtained, but it is preferably a shorter time due to the high polishing rate.
  • another aspect of the present invention relates to a method for manufacturing a polished object, which comprises a step of polishing the object to be polished by the above-mentioned polishing method.
  • Preferred examples of the object to be polished according to this embodiment are the same as those mentioned in the description of [Object to be polished].
  • a method for manufacturing an electronic circuit substrate which comprises polishing an object to be polished containing a resin and a metal by the above-mentioned polishing method.
  • Alumina particles (first abrasive grains) are measured using a particle size distribution measuring device (Microtrac particle size distribution measuring device MT3300EX II manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd.) to obtain a volume-based particle size distribution. rice field.
  • a particle size distribution measuring device Microtrac particle size distribution measuring device MT3300EX II manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd.
  • the particle size at which the integrated frequency from the small particle size side is 50% was defined as the average particle size ( D50 ) of the alumina particles.
  • the colloidal silica particles (second abrasive grains) are measured using a particle size distribution measuring device (nanoparticle size measuring device NANOTRAC WAVE II UPA-UT151 manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd.), and the particle size distribution based on the volume is obtained. I asked. In the obtained particle size distribution, the particle size at which the integrated frequency from the small particle size side is 50% was defined as the average particle size ( D50 ) of the colloidal silica particles.
  • colloidal silica particles second abrasive grains
  • 100 samples were randomly selected from images measured with a scanning electron microscope (SEM) (product name: SU8000 manufactured by Hitachi High-Tech Co., Ltd.), and the major axis and minor axis were measured respectively. Then, the average major axis ( ⁇ m) and the average minor axis ( ⁇ m) were calculated.
  • SEM scanning electron microscope
  • the average major axis is divided by the average minor axis to calculate the aspect ratio (average major axis / average minor axis) of the colloidal silica particles. did.
  • pH value of the polishing composition was confirmed by a pH meter (model number: LAQUA (registered trademark) manufactured by HORIBA, Ltd.).
  • Example 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 14 The first abrasive grains and the second abrasive grains or the first abrasive grains shown in Table 1 and water were stirred and mixed in the amounts shown in Table 1 to prepare a polishing composition (mixing temperature: about 25 ° C.). , Mixing time: about 30 minutes).
  • a polishing composition (mixing temperature: about 25 ° C.). , Mixing time: about 30 minutes).
  • the pH was adjusted to the pH shown in Table 1 using a 30 mass% malic acid aqueous solution.
  • Example 9 the pH was adjusted to the pH shown in Table 1 using a 48 mass% potassium hydroxide aqueous solution.
  • “Alumina” in Table 1 below is ⁇ -alumina particles.
  • the colloidal silica particles having an average particle diameter of 0.08 ⁇ m are produced by the sodium silicate method, have an average particle diameter (D 50 ) of 0.08 ⁇ m, and have a span value [(D 90- ). D 10 ) / D 50 ] was 0.89.
  • Colloidal silica particles having an average particle size of 0.02 ⁇ m are produced by the sodium silicate method, have an average particle size (D 50 ) of 0.02 ⁇ m, and have a span value [(D 90 ⁇ D 10 ) / D 50 ].
  • Colloidal silica particles having an average particle size of 0.05 ⁇ m are produced by the sodium silicate method, have an average particle size (D 50 ) of 0.05 ⁇ m, and have a span value [(D 90 ⁇ D 10 ) / D 50 ].
  • Colloidal silica particles having an average particle size of 0.2 ⁇ m are produced by an alkoxide method, have an average particle size (D 50 ) of 0.2 ⁇ m, and have a span value [(D 90 ⁇ D 10 ) / D 50 ] of 0. It was .98.
  • the polishing rate and the surface roughness (Ra) are evaluated according to the methods described in the following [polishing rate (polishing rate) 1] and [surface roughness (Ra)], respectively. did.
  • the results are shown in Table 1 below.
  • the "mixing ratio” is the mixing mass ratio of the first abrasive grains to the second abrasive grains (addition amount of the first abrasive grains (mass%) / addition amount of the second abrasive grains (mass%)).
  • the "particle diameter ratio” represents the average particle diameter ratio of the first abrasive grains to the second abrasive grains (average particle diameter of the first abrasive grains ( ⁇ m) / average particle diameter of the second abrasive grains ( ⁇ m)).
  • the “rate of increase” is a value calculated based on the following formula, and indicates the rate of increase (%) of the polishing rate with respect to only an equal amount of alumina.
  • Polishing device Small tabletop polishing machine (EJ380IN manufactured by Nippon Engis Co., Ltd.) Surface plate diameter: 380 [mm] Polishing pad: Hard polyurethane pad (IC1010 manufactured by Nitta DuPont Co., Ltd.) Platen (surface plate) rotation speed: 90 [rpm] Head (carrier) rotation speed: 90 [rpm] Polishing pressure: 3.0 [psi] (210 [g / cm 2 ]) Flow rate of polishing composition: 20 [ml / min] Polishing time: 5 [min].
  • the thickness change amount ⁇ d [m] of the polishing object before and after polishing can be obtained. Calculated; 4. The amount of change in thickness of the object to be polished ⁇ d [m] before and after polishing was divided by the polishing time t [min], and the unit was further converted to [ ⁇ m / min]. This value was defined as the polishing rate v [ ⁇ m / min]. The higher the polishing rate is, the more preferable it is, but if it is 0.3 ⁇ m / min or more, it is acceptable, and it is desirable that it is more than 0.45 ⁇ m / min.
  • the surface roughness Ra of the object to be polished (epoxy resin) after polishing used for the evaluation of the polishing rate was measured using a non-contact surface shape measuring machine (laser microscope, VK-X200, manufactured by Keyence Co., Ltd.).
  • the surface roughness Ra is a parameter indicating the average amplitude of the roughness curve in the height direction, and indicates the arithmetic mean of the height of the surface of the object to be polished within a constant field of view.
  • the measurement range (viewing angle) by the non-contact surface shape measuring machine was 95 ⁇ m ⁇ 72 ⁇ m.
  • the polishing rate is also used. The result was that at least one of (polishing speed) and surface roughness was inferior.
  • Example 15 to 16 A polishing composition was prepared in the same manner as in Example 1. Separately, a polishing composition was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 above.
  • the polishing rate was evaluated by changing the polishing target according to the following method. Further, the surface roughness (Ra) of the polishing composition obtained above was evaluated in the same manner as in the method described in the above [Surface Roughness (Ra)]. The results are shown in Table 2 below. In Table 2 below, the results of Example 1 and Comparative Example 1 are also shown.
  • the polishing rate (polishing rate) of the object to be polished 2 was evaluated using the above-mentioned polishing composition (Example 15, Comparative Example 15).

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Abstract

本発明は、樹脂およびフィラーを含む研磨対象物の研磨において、高い研磨速度を維持しつつ、表面粗さ（Ｒａ）を低減するための手段を提供する。本発明の研磨用組成物は、アルミナ粒子と、コロイダルシリカ粒子と、分散媒と、を含む、樹脂およびフィラーを含有する研磨対象物の研磨に用いられる研磨用組成物であって、前記アルミナ粒子の平均粒子径は２．８μｍ未満であり、前記コロイダルシリカ粒子の平均粒子径は前記アルミナ粒子の平均粒子径より小さい。

Description

研磨用組成物およびこれを用いた研磨方法
　本発明は、研磨用組成物およびこれを用いた研磨方法に関する。
　近年、ＬＳＩの高集積化、高性能化に伴って新たな微細加工技術が開発されている。化学機械研磨（以下、「ＣＭＰ」とも略称する）法もその１つであり、ＬＳＩ製造工程、特に多層配線形成工程において頻繁に利用される技術である。
　また、このＣＭＰ法は、樹脂の表面の研磨にも用いられ、ＣＭＰ法を適用することにより、表面の欠陥が少ない樹脂製品を得ることができる。これより、樹脂を含む種々の材料の研磨用途の研磨用組成物として、種々の検討がなされている。
　特開２０１６－１８３２１２号公報には、高剛性および高強度を有する樹脂を含む研磨対象物の研磨用途の研磨用組成物が開示されている。より具体的には、特開２０１６－１８３２１２号公報には、所定値以上のモース硬度および表面酸量を有する砥粒と、分散媒とを含む研磨用組成物によって、高剛性および高強度を有する樹脂であっても高い研磨速度で研磨できることが開示されている。また、特開２０１６－１８３２１２号公報には、研磨速度の観点から、砥粒としてはα－アルミナを主成分とするものが好ましいことも開示されている。
　特開２００７－０６３４４２号公報には、合成樹脂製の研磨対象物の研磨用途の研磨用組成物が開示されている。より具体的には、特開２００７－０６３４４２号公報には、特定構造のポリウレタン系高分子界面活性剤を含み、所定の粘度範囲を有する研磨用組成物を用いることによって、合成樹脂の研磨における研磨用組成物の減少および研磨能力の低下の抑制が可能となることが開示されている。また、特開２００７－０６３４４２号公報には、研磨速度の観点から、研磨用組成物が砥粒としてα－アルミナをさらに含むことが好ましいことも開示されている。
　しかしながら、特開２０１６－１８３２１２号公報および特開２００７－０６３４４２号公報に記載された技術によると、高い研磨速度が得られるものの、樹脂の表面粗さ（Ｒａ）が大きくなるといった背反の問題があった。
　そこで本発明は、樹脂を含む研磨対象物の研磨において、高い研磨速度を維持しつつ、表面粗さ（Ｒａ）を低減するための手段を提供することを目的とする。
　本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、本発明者は、特定粒子径のアルミナ粒子及び上記アルミナ粒子より小さいコロイダルシリカ粒子を砥粒として組み合わせて使用することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
　すなわち、本発明の上記課題は、以下の手段により解決されうる。
　アルミナ粒子と、コロイダルシリカ粒子と、分散媒と、を含む、樹脂およびフィラーを含有する研磨対象物の研磨に用いられる研磨用組成物であって、前記アルミナ粒子の平均粒子径は２．８μｍ未満であり、前記コロイダルシリカ粒子の平均粒子径は前記アルミナ粒子の平均粒子径より小さい、研磨用組成物。
　以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態のみには限定されず、特許請求の範囲内で種々改変することができる。本明細書の全体にわたり、単数形の表現は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むと理解されるべきである。したがって、単数形の冠詞（例えば、英語の場合は「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」等）は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むと理解されるべきである。また、本明細書において使用される用語は、特に言及しない限り、当該分野で通常用いられる意味で用いられると理解されるべきである。したがって、他に定義されない限り、本明細書中で使用される全ての専門用語および科学技術用語は、本発明の属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。矛盾する場合、本明細書（定義を含む）が優先する。
　本明細書において、範囲を示す「Ｘ～Ｙ」は、ＸおよびＹを含み、「Ｘ以上Ｙ以下」を意味する。特記しない限り、操作および物性等の測定は室温（２０℃以上２５℃以下の範囲）／相対湿度４０％ＲＨ以上５０％ＲＨ以下の条件で測定する。
　＜研磨用組成物＞
　本発明の一形態は、アルミナ粒子と、コロイダルシリカ粒子と、分散媒と、を含む、樹脂およびフィラーを含有する研磨対象物の研磨に用いられる研磨用組成物であって、前記アルミナ粒子の平均粒子径は２．８μｍ未満であり、前記コロイダルシリカ粒子の平均粒子径は前記アルミナ粒子の平均粒子径より小さい、研磨用組成物に関する。上記のような特定のアルミナ粒子及びコロイダルシリカ粒子を砥粒として組み合わせて使用することにより、樹脂及びフィラーを含む研磨対象物の研磨において、高い研磨速度を維持しつつ、表面粗さ（Ｒａ）を低減することができる。以下、本発明に係る研磨用組成物に含まれる各成分について詳細に説明する。なお、以下では、アルミナ粒子を「第一砥粒」と、コロイダルシリカ粒子を「第二砥粒」とも称する。
　［砥粒］
　＜アルミナ粒子（第一砥粒）＞
　本発明に係る研磨用組成物は、砥粒（第一砥粒）として、平均粒子径が２．８μｍ未満であるアルミナ粒子を含む。砥粒は、研磨対象物を機械的に研磨し、研磨速度を向上させる。そして、アルミナ粒子は、十分な硬度を有することから、研磨速度の向上効果、特に樹脂を含む種々の材料の研磨速度の向上効果が高い。
　アルミナ粒子の平均粒子径（平均二次粒子径）は、２．８μｍ未満である。アルミナ粒子の平均粒子径が２．８μｍ以上であると、研磨後の研磨対象物の表面が過度に粗くなってしまう（下記比較例９、１０）。アルミナ粒子の平均粒子径は、好ましくは２．０μｍ以下であり、より好ましくは１．５μｍ未満であり、さらに好ましくは１．２μｍ未満であり、特に好ましくは０．８μｍ未満である。アルミナ粒子の平均粒子径は、好ましくは０．１μｍ以上であり、より好ましくは０．２μｍ以上であり、さらに好ましくは０．２μｍ超であり、特に好ましくは０．３μｍ以上である。上記範囲であると、研磨速度の向上および表面粗さの低減をよりバランスよく両立できる。アルミナ粒子の平均粒子径の好ましい一例は、０．１μｍ以上２．０μｍ以下であり、より好ましくは０．２μｍ以上１．５μｍ未満であり、さらに好ましくは０．２μｍ超１．２μｍ未満であり、特に好ましくは０．３μｍ以上０．８μｍ未満である。アルミナ粒子の平均粒子径（平均二次粒子径）は、体積基準の粒度分布において小粒子径側からの積算度数が５０％となる粒子径（Ｄ５０）である。ここで、アルミナ粒子のＤ５０は、動的光散乱法、レーザー回折法、レーザー散乱法、または細孔電気抵抗法等によって求められる。具体的には、後述の実施例に記載された測定方法により求められる値を採用する。
　アルミナ粒子は、特に制限されず、例えば、α－アルミナ、γ－アルミナ、δ－アルミナ、θ－アルミナ、η－アルミナおよびκ－アルミナから選択される少なくとも１種を含むアルミナ粒子等が挙げられる。
　アルミナ粒子の濃度（含有量）は、特に制限されないが、研磨用組成物の総質量に対して０．０１質量％以上であることが好ましく、０．１質量％以上であることがより好ましく、０．５質量％以上であることがさらに好ましく、１質量％以上であることが特に好ましく、１．５質量％以上であることが特に好ましい。アルミナ粒子の濃度が大きくなるにつれて、研磨速度がより向上する。また、アルミナ粒子の濃度（含有量）は、研磨用組成物の総質量に対して２５質量％以下であることが好ましく、１５質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以下であることがさらに好ましく、９質量％未満であることがよりさらに好ましく、８質量％以下であることが特に好ましい。上記範囲であると、表面粗さがより小さくなり、スクラッチなどの欠陥の発生がより減少する。アルミナ粒子の濃度（含有量）の好ましい一例は、研磨用組成物の総質量に対して、０．０１質量％以上２５質量％以下であり、より好ましくは０．１質量％以上１５質量％以下であり、さらに好ましくは０．５質量％以上１０質量％以下であり、特に好ましくは１質量％以上９質量％未満であり、最も好ましくは１．５質量％以上８質量％以下である。上記範囲であると、研磨速度の向上および表面粗さの低減をよりバランスよく両立できる。
　アルミナ粒子は、公知の製造方法（例えば、特開２０１７－１９０２６７号公報）を適宜参照することにより容易に製造することができる。また、アルミナ粒子は市販品を用いても構わない。
　なお、アルミナ粒子は、１種のみを単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用しても構わない。
　＜コロイダルシリカ粒子（第二砥粒）＞
　本発明に係る研磨用組成物は、砥粒（第二砥粒）として、アルミナ粒子の平均粒子径より小さいコロイダルシリカ粒子を含む。コロイダルシリカ粒子はアルミナ粒子に比して硬度が低いため、表面粗さを低減させる。このように研磨速度を向上させるアルミナ粒子と表面粗さを低減させるコロイダルシリカ粒子とを組み合わせることによって、研磨速度の向上および表面粗さの低減というトレードオフの関係にある特性をバランスよく両立させることができる。
　コロイダルシリカ粒子の平均粒子径（平均二次粒子径）は、アルミナ粒子の平均粒子径（平均二次粒子径）より小さい。コロイダルシリカ粒子の平均粒子径がアルミナ粒子の平均粒子径より大きいと、表面粗さの低減効果が得にくくなる。コロイダルシリカ粒子の平均粒子径は、好ましくは０．２０μｍ以下であり、より好ましくは０．２０μｍ未満であり、さらに好ましくは０．１５μｍ以下であり、特に好ましくは０．１０μｍ未満である。コロイダルシリカ粒子の平均粒子径は、好ましくは０．００５μｍ以上であり、より好ましくは０．０２μｍ以上であり、さらに好ましくは０．０６μｍ以上であり、特に好ましくは０．０７μｍ以上である。上記範囲であると、研磨速度の向上および表面粗さの低減をよりバランスよく両立できる。コロイダルシリカ粒子の平均粒子径の好ましい一例は、０．００５μｍ以上０．２０μｍ以下であり、より好ましくは０．０２μｍ以上０．２０μｍ未満であり、さらに好ましくは０．０６μｍ以上０．１５μｍ以下であり、特に好ましくは０．０７μｍ以上０．１０μｍ未満である。コロイダルシリカ粒子の平均粒子径（平均二次粒子径）は、体積基準の粒度分布において小粒子径側からの積算度数が５０％となる粒子径（Ｄ５０）である。ここで、コロイダルシリカ粒子の平均粒子径（Ｄ５０）は、動的光散乱法、レーザー回折法、レーザー散乱法、または細孔電気抵抗法等によって求められる。具体的には、後述の実施例に記載された測定方法により求められる値を採用する。
　コロイダルシリカ粒子は、０．５０以上１．００以下のスパン値［（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０］を有することが好ましく、０．６０超１．００以下のスパン値［（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０］を有することがより好ましく、０．８０超１．００以下のスパン値［（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０］を有することがさらに好ましく、０．８５以上０．９５以下のスパン値［（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０］を有することが特に好ましい。ここで、スパン値［（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０］は、粒子径分布の均一度を示す指標であり、体積基準の粒度分布において小粒子径側からの積算度数が９０％となる粒子径（Ｄ９０）から体積基準の粒度分布において小粒子径側からの積算度数が１０％となる粒子径（Ｄ１０）を引いた値（Ｄ９０－Ｄ１０）を体積基準の粒度分布において小粒子径側からの積算度数が５０％となる粒子径（Ｄ５０）で除して小数点第３位まで求め、小数点第３位を四捨五入することによって求められる［（Ｄ９０－Ｄ１０）／（Ｄ５０）］。なお、体積基準の粒度分布は、後述の実施例に記載された測定方法によって求められる。スパン値［（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０］は、小さいほど粒子径分布がシャープであり、大きいほど粒子径分布がブロードであることを示す。
　また、コロイダルシリカ粒子の平均粒子径（平均二次粒子径）に対するアルミナ粒子の平均粒子径（平均二次粒子径）の比（アルミナ粒子の平均粒子径／コロイダルシリカ粒子の平均粒子径）は、１を超える。コロイダルシリカ粒子の平均粒子径（平均二次粒子径）に対するアルミナ粒子の平均粒子径（平均二次粒子径）の比（アルミナ粒子の平均粒子径／コロイダルシリカ粒子の平均粒子径）は、好ましくは１．１以上であり、より好ましくは１．５超であり、さらに好ましくは２．０以上であり、特に好ましくは３．０超である。コロイダルシリカ粒子の平均粒子径（平均二次粒子径）に対するアルミナ粒子の平均粒子径（平均二次粒子径）の比（アルミナ粒子の平均粒子径／コロイダルシリカ粒子の平均粒子径）は、好ましくは２５．０以下であり、より好ましくは２０．０未満であり、さらに好ましくは１５．０未満であり、特に好ましくは５．０未満である。上記範囲であると、研磨速度の向上および表面粗さの低減をよりバランスよく両立できる。コロイダルシリカ粒子の平均粒子径（平均二次粒子径）に対するアルミナ粒子の平均粒子径（平均二次粒子径）の比（アルミナ粒子の平均粒子径／コロイダルシリカ粒子の平均粒子径）の好ましい一例は、１．１以上２５．０以下であり、より好ましくは１．５超２０．０未満であり、さらに好ましくは２．０以上１５．０未満であり、特に好ましくは３．０超５．０未満である。
　コロイダルシリカ粒子の濃度（含有量）は、特に制限されないが、研磨用組成物の総質量に対して０．５質量％以上であることが好ましく、１質量％以上であることがより好ましく、１質量％超であることがさらに好ましく、２質量％以上であることが特に好ましく、２．５質量％以上であることが特に好ましい。コロイダルシリカ粒子の濃度が大きくなるにつれて、研磨速度がより向上する。また、コロイダルシリカ粒子の濃度（含有量）は、研磨用組成物の総質量に対して２０質量％以下であることが好ましく、１５質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以下であることがさらに好ましく、１０質量％未満であることがよりさらに好ましく、８質量％以下であることが特に好ましい。上記範囲であると、表面粗さがより小さくなり、スクラッチなどの欠陥の発生がより減少する。コロイダルシリカ粒子の濃度（含有量）の好ましい一例は、研磨用組成物の総質量に対して、０．５質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、１質量％以上１５質量％以下であることがより好ましく、１質量％超１０質量％以下であることがさらに好ましく、２質量％以上１０質量％未満であることが特に好ましく、２．５質量％以上８質量％以下であることが特に好ましい。上記範囲であると、研磨速度の向上および表面粗さの低減をよりバランスよく両立できる。
　また、コロイダルシリカ粒子に対するアルミナ粒子の混合質量比（アルミナ粒子の濃度（含有量）／コロイダルシリカ粒子の濃度（含有量））は、特に制限されないが、好ましくは０．１以上であり、より好ましくは０．２以上であり、さらに好ましくは０．２超であり、特に好ましくは０．３以上である。コロイダルシリカ粒子に対するアルミナ粒子の混合質量比（アルミナ粒子の濃度（含有量）／コロイダルシリカ粒子の濃度（含有量））は、好ましくは１０．０以下であり、より好ましくは８．０未満であり、さらに好ましくは５．０以下であり、特に好ましくは５．０未満である。上記範囲であると、研磨速度の向上および表面粗さの低減をよりバランスよく両立できる。コロイダルシリカ粒子に対するアルミナ粒子の混合質量比（アルミナ粒子の濃度（含有量）／コロイダルシリカ粒子の濃度（含有量））の好ましい一例は、０．１以上１０．０以下であり、より好ましくは０．２以上８．０未満であり、さらに好ましくは０．２超５．０以下であり、特に好ましくは０．３以上５．０未満である。
　コロイダルシリカ粒子は、公知の製造方法を適宜参照することにより容易に製造することができる。また、コロイダルシリカ粒子は市販品を用いても構わない。コロイダルシリカの製造方法としては、ケイ酸ソーダ法、アルコキシド法、ゾルゲル法が挙げられ、いずれの製造方法で製造されたコロイダルシリカであっても、本発明のコロイダルシリカとして好適に用いられる。
　一実施形態において、原料コロイダルシリカは、ケイ酸ソーダ法により得られたコロイダルシリカである。ケイ酸ソーダ法は、典型的には、水ガラス等の珪酸アルカリ水溶液をイオン交換して得た活性珪酸を原材料として用い、それを粒子成長させる方法である。
　一実施形態において、原料コロイダルシリカは、アルコキシド法により得られたコロイダルシリカである。アルコキシド法は、典型的には、アルコキシシランを原材料として用い、それを加水分解縮合反応する方法である。
　使用するコロイダルシリカ粒子の種類は特に限定されないが、例えば、表面修飾したコロイダルシリカの使用が可能である。例えば、コロイダルシリカ粒子は、カチオン性基を有してもよい。カチオン性基を有するコロイダルシリカとして、アミノ基が表面に固定化されたコロイダルシリカが好ましく挙げられる。このようなカチオン性基を有するコロイダルシリカの製造方法としては、特開２００５－１６２５３３号公報に記載されているような、アミノエチルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノエチルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルジメチルエトキシシラン、アミノプロピルメチルジエトキシシラン、アミノブチルトリエトキシシラン等のアミノ基を有するシランカップリング剤を砥粒の表面に固定化する方法が挙げられる。これにより、アミノ基が表面に固定化されたコロイダルシリカ（アミノ基修飾コロイダルシリカ）を得ることができる。
　コロイダルシリカ粒子は、アニオン性基を有してもよい。アニオン性基を有するコロイダルシリカとして、カルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基、アルミン酸基等のアニオン性基が表面に固定化されたコロイダルシリカが好ましく挙げられる。このようなアニオン性基を有するコロイダルシリカの製造方法としては、特に制限されず、例えば、末端にアニオン性基を有するシランカップリング剤とコロイダルシリカとを反応させる方法が挙げられる。
　具体例として、スルホン酸基をコロイダルシリカに固定化するのであれば、例えば、“Ｓｕｌｆｏｎｉｃ　ａｃｉｄ－ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄ　ｓｉｌｉｃａ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｏｆ　ｔｈｉｏｌ　ｇｒｏｕｐｓ”，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．２４６－２４７（２００３）に記載の方法で行うことができる。具体的には、３－メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のチオール基を有するシランカップリング剤をコロイダルシリカにカップリングさせた後に過酸化水素でチオール基を酸化することにより、スルホン酸基が表面に固定化されたコロイダルシリカを得ることができる。
　あるいは、カルボン酸基をコロイダルシリカに固定化するのであれば、例えば、“Ｎｏｖｅｌ　Ｓｉｌａｎｅ　Ｃｏｕｐｌｉｎｇ　Ａｇｅｎｔｓ　Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　ａ　Ｐｈｏｔｏｌａｂｉｌｅ　２－Ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｙｌ　Ｅｓｔｅｒ　ｆｏｒ　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　Ｃａｒｂｏｘｙ　Ｇｒｏｕｐ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｓｕｒｆａｃｅ　ｏｆ　Ｓｉｌｉｃａ　Ｇｅｌ”，Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　Ｌｅｔｔｅｒｓ，３，２２８－２２９　（２０００）に記載の方法で行うことができる。具体的には、光反応性２－ニトロベンジルエステルを含むシランカップリング剤をコロイダルシリカにカップリングさせた後に光照射することにより、カルボン酸基が表面に固定化されたコロイダルシリカを得ることができる。
　なお、コロイダルシリカ粒子は、１種のみを単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用しても構わない。
　［分散媒］
　本発明に係る研磨用組成物は、分散媒を含む。分散媒は、各成分を分散または溶解させる。
　分散媒は、水を含むことが好ましい。さらに、不純物による研磨用組成物の他の成分への影響を防ぐ観点から、できる限り高純度な水を使用することが好ましい。具体的には、イオン交換樹脂にて不純物イオンを除去した後フィルタを通して異物を除去した純水や超純水、または蒸留水が好ましい。また、分散媒として、研磨用組成物の他の成分の分散性などを制御する目的で、有機溶媒などをさらに含んでもよい。
　［ｐＨ調整剤］
　本発明の一実施形態に係る研磨用組成物は、ｐＨ調整剤をさらに含むことが好ましい。ｐＨ調整剤は、その種類および添加量を選択することで研磨用組成物のｐＨの調整に寄与しうる。
　ｐＨ調整剤は、ｐＨ調整機能を有する化合物であれば特に制限されず、公知の化合物を用いることができる。ｐＨ調整剤は、ｐＨ調整機能を有するものであれば特に制限されないが、例えば、酸、アルカリ等が挙げられる。
　酸としては、無機酸または有機酸のいずれを用いてもよい。無機酸としては、特に制限されないが、例えば、硫酸、硝酸、ホウ酸、炭酸、次亜リン酸、亜リン酸およびリン酸等が挙げられる。有機酸としては、特に制限されないが、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、２－メチル酪酸、ｎ－ヘキサン酸、３，３－ジメチル酪酸、２－エチル酪酸、４－メチルペンタン酸、ｎ－ヘプタン酸、２－メチルヘキサン酸、ｎ－オクタン酸、２－エチルヘキサン酸、安息香酸、グリコール酸、サリチル酸、グリセリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸および乳酸などのカルボン酸、ならびにメタンスルホン酸、エタンスルホン酸およびイセチオン酸等が挙げられる。これらの中でも、有機酸が好ましく、リンゴ酸、クエン酸、マレイン酸がより好ましい。なお、無機酸を用いる場合は、硝酸、硫酸、リン酸が好ましい。
　アルカリとしては、特に制限されないが、例えば、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、アンモニア、テトラメチルアンモニウムおよびテトラエチルアンモニウムなどの第４級アンモニウム塩、エチレンジアミンおよびピペラジンなどのアミン等が挙げられる。これらの中でも、水酸化カリウム、アンモニアが好ましい。
　なお、ｐＨ調整剤は、単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。
　ｐＨ調整剤の含有量は、特に制限されず、ｐＨ値を後述する好ましい範囲内の値とすることができる量であることが好ましい。
　［他の成分］
　本発明に係る研磨用組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、上記以外の砥粒、キレート剤、増粘剤、酸化剤、分散剤、表面保護剤、濡れ剤、界面活性剤、防食剤（防錆剤）、防腐剤、防カビ剤等の公知の成分や、後述する分散安定化剤をさらに含有してもよい。他の成分の含有量は、その添加目的に応じて適宜設定すればよい。ここで、分散安定化剤としては、リン酸およびその縮合物、有機リン酸、ホスホン酸ならびに有機ホスホン酸からなる群から選択される少なくとも１種のリン含有酸を含む。本明細書において、「有機リン酸」とは、リン酸基（－ＯＰ（＝Ｏ）（ＯＨ）２）を少なくとも１つ有する有機化合物を指し、「有機ホスホン酸」とは、ホスホン酸基（－Ｐ（＝Ｏ）（ＯＨ）２）を少なくとも１つ有する有機化合物を指す。また、本明細書において、「リン酸およびその縮合物ならびに有機リン酸」を、単に「リン酸系の酸」とも称し、「ホスホン酸および有機ホスホン酸」を、単に「ホスホン酸系の酸」とも称する。これらのリン含有酸は、アルミナ粒子のゼータ電位をマイナス（－）に改質する（陰転する）機能を有する。そして、ゼータ電位がマイナス（－）となったアルミナ粒子が互いに静電反発することにより、凝集が抑制され、濃縮液の再分散性が向上しうる。
　リン含有酸としては、具体的には、リン酸（オルトリン酸）、ピロリン酸、トリポリリン酸、テトラポリリン酸、ヘキサメタリン酸、メチルアシッドホスフェート、エチルアシッドホスフェート、エチルグリコールアシッドホスフェート、イソプロピルアシッドホスフェート、フィチン酸（ｍｙｏ－イノシトール－１，２，３，４，５，６－六リン酸）、１－ヒドロキシエチリデン－１，１－ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）、ニトリロトリス（メチレンホスホン酸）（ＮＴＭＰ）、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）（ＥＤＴＭＰ）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）、エタン－１，１－ジホスホン酸、エタン－１，１，２－トリホスホン酸、エタン－１－ヒドロキシ－１，１－ジホスホン酸、エタンヒドロキシ－１，１，２－トリホスホン酸、エタン－１，２－ジカルボキシ－１，２－ジホスホン酸、メタンヒドロキシホスホン酸等が挙げられる。これらの中でも、再分散性、研磨速度およびエッチング速度のバランスを良好とする観点から、ホスホン酸系の酸が好ましく、有機ホスホン酸がより好ましく、１－ヒドロキシエチリデン－１，１－ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）、ニトリロトリス（メチレンホスホン酸）（ＮＴＭＰ）、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）（ＥＤＴＭＰ）がさらに好ましい。なお、リン含有酸は、１種のみを単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用しても構わない。
　［ｐＨ］
　本形態に係る研磨用組成物のｐＨは、１以上６以下または８以上１２以下であることが好ましく、１超５未満または８超１１以下であることがより好ましく、１．５以上４未満であることが特に好ましい。上記範囲であると、研磨速度の向上および表面粗さの低減をよりバランスよく両立できる。特に研磨用組成物が酸性であると、研磨速度をより向上できる。研磨用組成物のｐＨは、後述の実施例に記載された測定方法により求められる。
　［研磨用組成物の製造方法］
　研磨用組成物の製造方法（調製方法）は、特に制限されず、例えば、アルミナ粒子と、コロイダルシリカ粒子と、分散媒（好ましくは水）と、必要に応じて他の成分とを、攪拌混合することを含む製造方法が適宜採用されうる。なお、アルミナ粒子と、コロイダルシリカ粒子、分散媒および他の成分は、上記＜研磨用組成物＞の項で説明したのと同様であるため、ここでは説明を省略する。
　各成分を混合する際の温度は特に制限されないが、１０～４０℃が好ましく、溶解速度を上げるために加熱してもよい。また、混合時間も特に制限されない。
　［研磨対象物］
　本発明に係る研磨用組成物によって研磨される研磨対象物は、樹脂およびフィラーを含む。
　ここで、樹脂としては、特に制限されないが、例えば、ポリ（メタ）アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル－アクリル酸メチル共重合体、ウレタン（メタ）アクリレート樹脂等のアクリル樹脂；エポキシ樹脂；超高分子量ポリエチレン（ＵＨＰＥ）等のオレフィン樹脂；フェノール樹脂；ポリアミド樹脂（ＰＡ）；ポリイミド樹脂（ＰＩ）；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、不飽和ポリエステル樹脂等のポリエステル樹脂；ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）；ポリフェニレンスルファイド樹脂；シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）等のポリスチレン樹脂；ポリノルボルネン樹脂；ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）；ポリアセタール（ＰＯＭ）；変性ポリフェニレンエーテル（ｍ－ＰＰＥ）；非晶ポリアリレート（ＰＡＲ）；ポリスルホン（ＰＳＦ）；ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）；ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）；ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）；ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）；フッ素樹脂；液晶ポリマー（ＬＣＰ）などが挙げられる。なお、本明細書において「（メタ）アクリル酸」とは、アクリル酸またはメタクリル酸、ならびにアクリル酸およびメタクリル酸の両方を指す。同様に、本明細書において「（メタ）アクリレート」とは、アクリレートまたはメタクリレート、ならびにアクリレートおよびメタクリレートの両方を指す。これらのうち、加工性の観点から、樹脂は環状の分子構造を有することが好ましい。すなわち、本発明の好ましい形態では、樹脂は、環状の分子構造を有する。このような環状の分子構造を有する樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンスルファイド樹脂が好ましく使用される。なお、上記樹脂は、単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。また、上記樹脂は、硬化剤により硬化されたものであってもよい。
　また、フィラーを構成する材料としては、特に制限されないが、例えば、ガラス、炭素、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、珪酸アルミニウム、酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、シリカ（二酸化ケイ素）、カオリン、タルク、ガラスビーズ、セリサイト活性白土、ベントナイト、窒化アルミニウム、ポリエステル、ポリウレタン、ゴムなどが挙げられる。これらのうち、加工性の観点から、ガラス、シリカが好ましく、シリカが特に好ましい。
　フィラーの形状は、粉末状、球状、繊維状、針状などが挙げられる。これらのうち、加工性の観点から、球状、繊維状が好ましく、球状がより好ましい。フィラーの大きさは、特に制限されない。例えば、フィラーが球状である場合には、平均粒子径は、例えば、０．０１～５０μｍ、好ましくは１．０～６．５μｍである。また、フィラーが繊維状である場合には、長径は、例えば、１００～３００μｍ、好ましくは１５０～２５０μｍであり、短径は、例えば、１～３０μｍ、好ましくは１０～２０μｍである。
　上記フィラーは、単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。
　さらに、研磨対象物は、研磨面として、樹脂およびフィラー以外に、これらとは異なる材料を含むものであってもよい。かような材料として、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、ニッケル（Ｎｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、コバルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、窒化タングステン（ＷＮ）等が挙げられる。
　研磨対象物は、樹脂およびフィラーから調製しても、または市販品を用いて調製してもよい。市販品としては、層間絶縁材料「味の素ビルドアップフィルム」（ＡＢＦ）　ＧＸ１３、ＧＸ９２、ＧＸ－Ｔ３１、ＧＺ４１（いずれも味の素ファインテクノ株式会社）；ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂「パンライト（登録商標）」ガラス繊維強化グレード（いずれも帝人株式会社）；ＧＦ強化ジュラファイド（登録商標）ＰＰＳ、ＧＦ・無機フィラー強化ジュラファイド（登録商標）ＰＰＳ（いずれもポリプラスチックス株式会社）などが挙げられる。
　＜研磨方法＞
　本発明の他の一形態は、上記の研磨用組成物を用いて、研磨対象物を研磨する工程を有する、研磨方法に関する。本形態に係る研磨対象物の好ましい例は、[研磨対象物]の説明で挙げたものと同様である。例えば、研磨面に樹脂およびフィラーを含む研磨対象物を研磨することが好ましい。すなわち、本発明に係る研磨方法の好ましい形態は、上記の研磨用組成物を用いて、樹脂およびフィラーを含む研磨対象物を研磨する工程を有する。
　研磨用組成物を用いて研磨対象物を研磨する際には、通常の研磨に用いられる装置や条件を用いて行うことができる。一般的な研磨装置としては、片面研磨装置や両面研磨装置が挙げられる。片面研磨装置では、一般的に、キャリアと呼ばれる保持具を用いて研磨対象物を保持し、上方より研磨用組成物を供給しながら、研磨対象物の片面に研磨パッドが貼付された定盤を押し付けて定盤を回転させることにより研磨対象物の片面を研磨する。両面研磨装置では、一般的に、キャリアと呼ばれる保持具を用いて研磨対象物を保持し、上方より研磨用組成物を供給しながら、研磨対象物の対向面に研磨パッドが貼付された定盤を押しつけ、それらを相対方向に回転させることにより研磨対象物の両面を研磨する。このとき、研磨パッドおよび研磨用組成物と、研磨対象物との摩擦による物理的作用と、研磨用組成物が研磨対象物にもたらす化学的作用とによって研磨される。前記研磨パッドとしては、不織布、ポリウレタン、スウェード等の多孔質体を特に制限なく使用することができる。研磨パッドには、研磨液が溜まるような加工が施されていることが好ましい。
　研磨条件としては、例えば、研磨荷重、定盤回転数、キャリア回転数、研磨用組成物の流量、研磨時間等が挙げられる。これらの研磨条件に特に制限はないが、例えば、研磨荷重（研磨圧力）については、研磨対象物の単位面積当たり０．１ｐｓｉ（０．６９ｋＰａ）以上１０ｐｓｉ（６９ｋＰａ）以下であることが好ましく、より好ましくは０．５ｐｓｉ（３．５ｋＰａ）以上８．０ｐｓｉ（５５ｋＰａ）以下であり、さらに好ましくは１．０ｐｓｉ（６．９ｋＰａ）以上６．０ｐｓｉ（４１ｋＰａ）以下である。一般に荷重が高くなればなるほど砥粒による摩擦力が高くなり、機械的な加工力が向上するため研磨速度が上昇する。この範囲であれば、十分な研磨速度が発揮され、荷重による研磨対象物の破損や、表面に傷などの欠陥が発生することを抑制することができる。定盤回転数、およびキャリア回転数は、１０ｒｐｍ（０．１７ｓ－１）～５００ｒｐｍ（８．３ｓ－１）であることが好ましい。研磨用組成物の供給量は、研磨対象物の全体が覆われる供給量（流量）であればよく、研磨対象物の大きさなどの条件に応じて調整すればよい。研磨パッドに研磨用組成物を供給する方法も特に制限されず、例えば、ポンプ等で連続的に供給する方法が採用される。また、加工時間は、所望の加工結果が得られる時間であれば特に制限されないが、高い研磨速度に起因してより短い時間とすることが好ましい。
　また、本発明のさらなる他の一形態は、上記の研磨方法で研磨対象物を研磨する工程を有する、研磨済研磨対象物の製造方法に関する。本形態に係る研磨対象物の好ましい例は、[研磨対象物]の説明で挙げたものと同様である。好ましい一例としては、上記研磨方法によって、樹脂および金属を含む研磨対象物を研磨することを含む、電子回路基板の製造方法が挙げられる。
　本発明を、以下の実施例および比較例を用いてさらに詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。なお、特記しない限り、「％」および「部」は、それぞれ、「質量％」および「質量部」を意味する。
　＜物性の測定方法＞
　［アルミナ粒子の平均粒子径］
　アルミナ粒子（第一砥粒）について、粒子径分布測定装置（マイクロトラック・ベル株式会社製、マイクロトラック（Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ）粒度分布測定装置　ＭＴ３３００ＥＸ　ＩＩ）を用いて測定を行い、体積基準の粒度分布を求めた。得られた粒度分布において、小粒子径側からの積算度数が５０％となる粒子径をアルミナ粒子の平均粒子径（Ｄ５０）とした。
　［コロイダルシリカ粒子の平均粒子径］
　コロイダルシリカ粒子（第二砥粒）について、粒子径分布測定装置（マイクロトラック・ベル株式会社製、ナノ粒子径測定装置　ＮＡＮＯＴＲＡＣ　ＷＡＶＥ　ＩＩ　ＵＰＡ－ＵＴ１５１）を用いて測定を行い、体積基準の粒度分布を求めた。得られた粒度分布において、小粒子径側からの積算度数が５０％となる粒子径をコロイダルシリカ粒子の平均粒子径（Ｄ５０）とした。
　［コロイダルシリカ粒子の平均長径、平均短径、アスペクト比］
　コロイダルシリカ粒子（第二砥粒）について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（株式会社日立ハイテク製　製品名：ＳＵ８０００）で測定した画像からランダムで１００個のサンプルを選び、それぞれ長径および短径を測定し、平均長径（μｍ）および平均短径（μｍ）を算出した。続いて、得られた平均長径（μｍ）および平均短径（μｍ）の値を用いて、平均長径を平均短径で除し、コロイダルシリカ粒子のアスペクト比（平均長径／平均短径）を算出した。
　［ｐＨ］
　研磨用組成物のｐＨ値は、ｐＨメーター（株式会社　堀場製作所製　型番：ＬＡＱＵＡ（登録商標））によって確認した。
　［実施例１～１４および比較例１～１４］
　表１に記載の第一砥粒および第二砥粒または第一砥粒、ならびに水を、表１に記載の量で攪拌・混合し、研磨用組成物を調製した（混合温度：約２５℃、混合時間：約３０分間）。なお、実施例１～８および１０～１４、ならびに比較例１～１４では、３０質量％リンゴ酸水溶液を用いて表１に記載のｐＨに調節した。また、実施例９では、４８質量％水酸化カリウム水溶液を用いて表１に記載のｐＨに調節した。下記表１中の「アルミナ」は、α－アルミナ粒子である。
　なお、下記表１において、平均粒子径が０．０８μｍであるコロイダルシリカ粒子は、ケイ酸ソーダ法により製造され、平均粒子径（Ｄ５０）が０．０８μｍであり、スパン値［（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０］が０．８９であった。平均粒子径が０．０２μｍであるコロイダルシリカ粒子は、ケイ酸ソーダ法により製造され、平均粒子径（Ｄ５０）が０．０２μｍであり、スパン値［（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０］が０．５５であった。平均粒子径が０．０５μｍであるコロイダルシリカ粒子は、ケイ酸ソーダ法により製造され、平均粒子径（Ｄ５０）が０．０５μｍであり、スパン値［（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０］が０．６４であった。平均粒子径が０．２μｍであるコロイダルシリカ粒子は、アルコキシド法により製造され、平均粒子径（Ｄ５０）が０．２μｍであり、スパン値［（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０］が０．９８であった。
　上記にて得られた研磨用組成物について、それぞれ、下記［研磨レート（研磨速度）１］および［表面粗さ（Ｒａ）］に記載の方法に従って、研磨レートおよび表面粗さ（Ｒａ）を評価した。結果を下記表１に示す。なお、下記表１において、「混合比」は、第二砥粒に対する第一砥粒の混合質量比（第一砥粒の添加量（質量％）／第二砥粒の添加量（質量％））を表す。また、「粒子径比」は、第二砥粒に対する第一砥粒の平均粒子径比（第一砥粒の平均粒子径（μｍ）／第二砥粒の平均粒子径（μｍ））を表す。「上昇率」は、下記式に基づいて算出された値であり、等量のアルミナのみに対する研磨レートの上昇率（％）を示す。例えば、実施例１の上昇率は、実施例１の研磨用組成物の研磨レートが０．４９であり、等量のアルミナのみの比較例１の研磨用組成物の研磨レート０．１４であるから、２５０（％）（＝［（０．４９－０．１４）×１００］／０．１４）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　＜評価＞
　［研磨レート（研磨速度）１］
　研磨対象物として、エポキシ樹脂およびフィラー（球状シリカ、平均粒子径＝１．０μｍ）をフィラー含有量が７０質量％になるように混合したものを準備した（研磨対象物１；比重：１．９ｇ／ｃｍ３）。続いて、各研磨用組成物を用いて、下記の研磨装置および研磨条件にて研磨対象物（基板）を研磨し、下記（研磨速度評価方法）に従って研磨対象物１の研磨レート（研磨速度）を評価した。
　（研磨装置および研磨条件）
　研磨装置：小型卓上研磨機（日本エンギス株式会社製　ＥＪ３８０ＩＮ）
　定盤径：３８０〔ｍｍ〕
　研磨パッド：硬質ポリウレタン製パッド（ニッタ・デュポン株式会社製　ＩＣ１０１０）
　プラテン（定盤）回転速度：９０〔ｒｐｍ〕
　ヘッド（キャリア）回転速度：９０〔ｒｐｍ〕
　研磨圧力：３．０〔ｐｓｉ〕（２１０〔ｇ／ｃｍ２〕）
　研磨用組成物の流量：２０〔ｍｌ／ｍｉｎ〕
　研磨時間：５〔ｍｉｎ〕。
　（研磨速度評価方法）
　１．分析天秤ＸＳ２０５（メトラー・トレド株式会社製）を用いて、研磨前後の研磨対象物の質量を測定して、これらの差から、研磨前後の研磨対象物の質量変化量ΔＭ〔ｋｇ〕を算出した；
　２．研磨前後の研磨対象物の質量変化量ΔＭ〔ｋｇ〕を研磨対象物の比重（研磨対象となる材料の比重）で除することで、研磨前後の研磨対象物の体積変化量ΔＶ〔ｍ３〕を算出した；
　３．研磨前後の研磨対象物の体積変化量ΔＶ〔ｍ３〕を研磨対象物の研磨面の面積Ｓ〔ｍ２〕で除することで、研磨前後の研磨対象物の厚み変化量Δｄ〔ｍ〕を算出した；
　４．研磨前後の研磨対象物の厚み変化量Δｄ〔ｍ〕を研磨時間ｔ〔ｍｉｎ〕で除し、さらに単位を〔μｍ／ｍｉｎ〕へと換算した。この値を研磨レートｖ〔μｍ／ｍｉｎ〕とした。なお、研磨レートは高いほど好ましいが、０．３μｍ／ｍｉｎ以上であれば許容でき、０．４５μｍ／ｍｉｎ超であると望ましい。
　［表面粗さ（Ｒａ）］
　上記研磨速度の評価に用いた研磨後の研磨対象物（エポキシ樹脂）の表面粗さＲａを、非接触表面形状測定機（レーザー顕微鏡、ＶＫ－Ｘ２００、株式会社キーエンス製）を用いて測定した。なお、表面粗さＲａは、粗さ曲線の高さ方向の振幅の平均を示すパラメーターであって、一定視野内での研磨対象物表面の高さの算術平均を示す。非接触表面形状測定機による測定範囲（視野角）は、９５μｍ×７２μｍとした。なお、表面粗さ（Ｒａ）は小さいほど好ましいが、１００ｎｍ未満であれば許容でき、５０ｎｍ未満であると望ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表１に示すように、本発明に係る研磨用組成物を用いることにより、高い研磨レート（研磨速度）を維持しつつ、表面粗さを低減できることが示された。一方、アルミナ粒子のみを含む比較例１～２、７～９の研磨用組成物やコロイダルシリカ粒子のみを含む比較例１１～１４の研磨用組成物を用いた場合には、研磨レート（研磨速度）および表面粗さの少なくとも一方が劣る結果となっていた。また、砥粒の大きさ（平均粒子径）は本発明に係る構成を満たすが砥粒の組み合わせが本発明から外れる比較例３～６及び１４の研磨用組成物を用いた場合も、研磨レート（研磨速度）および表面粗さの少なくとも一方が劣る結果となっていた。
　［実施例１５～１６、比較例１５～１６］
　実施例１と同様にして、研磨用組成物を調製した。別途、上記比較例１と同様にして、研磨用組成物を調製した。
　上記にて得られた研磨用組成物について、それぞれ、下記方法に従って、研磨対象物を変えて研磨レートを評価した。また、上記にて得られた研磨用組成物について、上記［表面粗さ（Ｒａ）］に記載の方法と同様にして、表面粗さ（Ｒａ）を評価した。結果を下記表２に示す。なお、下記表２において、上記実施例１及び比較例１の結果を併記する。
　＜評価＞
　［研磨レート（研磨速度）２］
　研磨対象物として、ポリカーボネート樹脂およびフィラー（ガラス繊維、長径＝２１８μｍ、短径＝１３μｍ）をフィラー含有量が３０質量％になるように混合したものを準備した（研磨対象物２；比重：１．５４ｇ／ｃｍ３）。続いて、上記［研磨レート（研磨速度）１］において、上記にて準備した研磨対象物２を研磨対象物１の代わりに使用する以外は、上記［研磨レート（研磨速度）１］に記載の方法と同様にして、上記研磨用組成物を用いて、研磨対象物２の研磨レート（研磨速度）を評価した（実施例１５、比較例１５）。本評価において、研磨レートは高いほど好ましいが、０．５０μｍ／ｍｉｎを超えれば許容でき、０．６５μｍ／ｍｉｎ以上であると望ましい。また、表面粗さ（Ｒａ）は小さいほど好ましいが、５００ｎｍ未満であれば許容でき、２００ｎｍ未満であると望ましい。
　［研磨レート（研磨速度）３］
　研磨対象物として、ポリフェニレンスルファイド樹脂およびフィラー（球状シリカ、平均粒子径＝６．５μｍ）をフィラー含有量が５０質量％になるように混合したものを準備した（研磨対象物３；比重：１．７８ｇ／ｃｍ３）。続いて、上記［研磨レート（研磨速度）１］において、上記にて準備した研磨対象物３を研磨対象物１の代わりに使用する以外は、上記［研磨レート（研磨速度）１］に記載の方法と同様にして、上記研磨用組成物を用いて、研磨対象物３の研磨レート（研磨速度）を評価した（実施例１６、比較例１６）。本評価において、研磨レートは高いほど好ましいが、０．１０μｍ／ｍｉｎを超えれば許容でき、０．１１μｍ／ｍｉｎ以上であると望ましい。また、表面粗さ（Ｒａ）は小さいほど好ましいが、２５０ｎｍ未満であれば許容でき、２００ｎｍ未満であると望ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表２に示すように、本発明に係る研磨用組成物を用いることにより、多様な樹脂及びフィラーを含む研磨対象物に対し、高い研磨速度を維持しつつ、表面粗さを低減できることが示された。
　本出願は、２０２０年１２月１７日に出願された日本特許出願番号２０２０－２０９４９８号に基づいており、その開示内容は、参照され、全体として、組み入れられている。

Claims (8)

  1. 　アルミナ粒子と、コロイダルシリカ粒子と、分散媒と、を含む、樹脂およびフィラーを含有する研磨対象物の研磨に用いられる研磨用組成物であって、
    　前記アルミナ粒子の平均粒子径は２．８μｍ未満であり、
    　前記コロイダルシリカ粒子の平均粒子径は前記アルミナ粒子の平均粒子径より小さい、研磨用組成物。
  2. 　前記コロイダルシリカ粒子の平均粒子径は０．０２μｍ以上０．２０μｍ未満である、請求項１に記載の研磨用組成物。
  3. 　前記アルミナ粒子の平均粒子径は０．２μｍ超１．２μｍ未満である、請求項１または２に記載の研磨用組成物。
  4. 　前記コロイダルシリカ粒子の平均粒子径に対する前記アルミナ粒子の平均粒子径の比が１．５を超え２０．０未満である、請求項１～３のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
  5. 　前記コロイダルシリカ粒子に対する前記アルミナ粒子の混合質量比が０．３以上５．０未満の割合である、請求項１～４のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載の研磨用組成物を用いて、樹脂およびフィラーを含有する研磨対象物を研磨することを有する、研磨方法。
  7. 　前記樹脂が環状の分子構造を有する、請求項６に記載の方法。
  8. 　前記フィラーが球状である、請求項６または７に記載の方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116082961A (zh) * 2022-12-01 2023-05-09 宁波平恒电子材料有限公司 一种硅片保持环研磨液及其制备方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000248264A (ja) * 1999-03-02 2000-09-12 Sumitomo Chem Co Ltd 研磨用組成物及びそれを用いてなる金属材料の研磨方法
JP2002184726A (ja) * 2000-12-19 2002-06-28 Okamoto Machine Tool Works Ltd 硬脆材料基板用研磨剤
JP2005187664A (ja) * 2003-12-25 2005-07-14 Fujimi Inc 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法
JP2009206316A (ja) * 2008-02-28 2009-09-10 Fujifilm Corp 研磨液
JP2012025873A (ja) * 2010-07-26 2012-02-09 Yamaguchi Seiken Kogyo Kk 研磨剤組成物
US20150221521A1 (en) * 2014-02-05 2015-08-06 Cabot Microelectronics Corporation Cmp method for suppression of titanium nitride and titanium/titanium nitride removal
JP2016094510A (ja) * 2014-11-12 2016-05-26 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物およびそれを用いた基板の製造方法
JP2016183212A (ja) * 2015-03-25 2016-10-20 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
JP2018199751A (ja) * 2017-05-25 2018-12-20 ニッタ・ハース株式会社 研磨用スラリー
WO2019176558A1 (ja) * 2018-03-15 2019-09-19 ニッタ・ハース株式会社 研磨組成物
WO2020122191A1 (ja) * 2018-12-14 2020-06-18 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物及び合成樹脂研磨方法
WO2021131247A1 (ja) * 2019-12-27 2021-07-01 ニッタ・デュポン株式会社 研磨用スラリー

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000248264A (ja) * 1999-03-02 2000-09-12 Sumitomo Chem Co Ltd 研磨用組成物及びそれを用いてなる金属材料の研磨方法
JP2002184726A (ja) * 2000-12-19 2002-06-28 Okamoto Machine Tool Works Ltd 硬脆材料基板用研磨剤
JP2005187664A (ja) * 2003-12-25 2005-07-14 Fujimi Inc 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法
JP2009206316A (ja) * 2008-02-28 2009-09-10 Fujifilm Corp 研磨液
JP2012025873A (ja) * 2010-07-26 2012-02-09 Yamaguchi Seiken Kogyo Kk 研磨剤組成物
US20150221521A1 (en) * 2014-02-05 2015-08-06 Cabot Microelectronics Corporation Cmp method for suppression of titanium nitride and titanium/titanium nitride removal
JP2016094510A (ja) * 2014-11-12 2016-05-26 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物およびそれを用いた基板の製造方法
JP2016183212A (ja) * 2015-03-25 2016-10-20 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
JP2018199751A (ja) * 2017-05-25 2018-12-20 ニッタ・ハース株式会社 研磨用スラリー
WO2019176558A1 (ja) * 2018-03-15 2019-09-19 ニッタ・ハース株式会社 研磨組成物
WO2020122191A1 (ja) * 2018-12-14 2020-06-18 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物及び合成樹脂研磨方法
WO2021131247A1 (ja) * 2019-12-27 2021-07-01 ニッタ・デュポン株式会社 研磨用スラリー

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116082961A (zh) * 2022-12-01 2023-05-09 宁波平恒电子材料有限公司 一种硅片保持环研磨液及其制备方法

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