WO2023054386A1 - 研磨用組成物 - Google Patents

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WO2023054386A1
WO2023054386A1 PCT/JP2022/035995 JP2022035995W WO2023054386A1 WO 2023054386 A1 WO2023054386 A1 WO 2023054386A1 JP 2022035995 W JP2022035995 W JP 2022035995W WO 2023054386 A1 WO2023054386 A1 WO 2023054386A1
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WO
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polishing
less
abrasive grains
polishing composition
acid
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PCT/JP2022/035995
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English (en)
French (fr)
Inventor
嘉男 森
雄一郎 中貝
博之 織田
Original Assignee
株式会社フジミインコーポレーテッド
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Publication date
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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
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • 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
    • C09G1/04—Aqueous dispersions
    • 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.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-162177 filed on September 30, 2021, the entire contents of which are incorporated herein by reference.
  • a polishing composition is used to polish the surfaces of materials such as metals, semi-metals, non-metals, and their oxides.
  • a surface composed of a compound semiconductor material such as silicon carbide, boron carbide, tungsten carbide, silicon nitride, titanium nitride, or gallium nitride is polished by supplying diamond abrasive grains between the surface and the polishing platen. (wrapping).
  • diamond abrasive grains is likely to cause defects and distortion due to the occurrence and remaining of scratches and dents. Therefore, after lapping with diamond abrasive grains or instead of lapping, polishing with a polishing pad and a polishing composition has been studied.
  • Patent document 1 is cited as a document disclosing this kind of prior art.
  • the polishing removal rate is sufficiently high for practical use.
  • a surface composed of a high-hardness material such as silicon carbide
  • abrasive grains with high hardness such as alumina are included in the polishing composition.
  • abrasive grains with high hardness tend to cause scratches and dents on the surface to be polished, and the polishing composition using such abrasive grains improves the surface quality of the surface to be polished. It wasn't easy.
  • the polishing composition may contain, as a polishing accelerator, a component that exhibits the effect of chemically altering the surface to be polished to make it brittle.
  • a polishing accelerator a component that exhibits the effect of chemically altering the surface to be polished to make it brittle.
  • Patent Literature 1 proposes a polishing composition containing abrasive grains, water, and an oxidizing agent such as potassium permanganate, which is used for polishing a substrate made of a high-hardness material.
  • the oxidizing agents such as potassium permanganate conventionally used in this field tend not to be highly soluble in water, and there is a limit to increasing the content of the oxidizing agent in the polishing composition. For this reason, there is a certain limit to improving the polishing removal rate by using conventional oxidizing agents.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and provides a polishing composition capable of improving the surface quality of the surface to be polished after polishing while realizing an excellent removal rate by polishing. intended to provide
  • the polishing composition provided by the present specification contains sodium permanganate as an oxidizing agent.
  • Sodium permanganate tends to be more soluble than other oxidizing agents conventionally used in the field. Therefore, with a polishing composition containing sodium permanganate as an oxidizing agent, the content of the oxidizing agent can be increased favorably, and the polishing removal rate can be easily improved.
  • the polishing composition disclosed herein is characterized by containing abrasive grains A having a Mohs hardness of less than 8 as abrasive grains or containing no abrasive grains.
  • a polishing composition containing relatively soft abrasive grains A having a Mohs hardness of less than 8 or a polishing composition containing no abrasive grains tends to suppress the occurrence of scratches and dents on the surface to be polished. Therefore, according to a structure containing sodium permanganate as an oxidizing agent and containing abrasive grains A having a Mohs hardness of less than 8 as abrasive grains, or containing no abrasive grains, the polishing removal rate and the polishing target surface surface quality can be improved at the same time.
  • the content of abrasive grains A in the polishing composition is less than 10% by weight. According to the technology disclosed herein, even a polishing composition containing a relatively small amount of abrasive grains A can achieve an excellent removal rate by polishing. If it is a material, both the polishing removal rate and the surface quality of the surface to be polished can be improved.
  • the polishing composition when the polishing composition contains abrasive grains A, the polishing composition contains silica abrasive grains as the abrasive grains A.
  • silica abrasive grains By using silica abrasive grains as the abrasive grains A, both the polishing removal rate and the surface quality of the surface to be polished can be improved.
  • the polishing composition contains a first metal salt selected from alkaline earth metal salts.
  • a first metal salt selected from alkaline earth metal salts.
  • the use of such a first metal salt tends to improve the removal rate by polishing.
  • the first metal salt is a nitrate.
  • the polishing composition contains a second metal salt selected from salts of cations containing metals belonging to Groups 3 to 16 of the periodic table and anions.
  • a second metal salt selected from salts of cations containing metals belonging to Groups 3 to 16 of the periodic table and anions. The use of such a second metal salt tends to improve the polishing removal rate.
  • the second metal salt is an aluminum salt.
  • the first metal salt and the second metal salt may be used in combination.
  • the polishing composition has a pH of 1.0 or more and less than 6.0. In such a pH range, the polishing composition disclosed herein tends to exhibit a high polishing removal rate.
  • the polishing composition disclosed herein is used, for example, for polishing materials with a Vickers hardness of 1500 Hv or more. In the polishing of such high-hardness materials, the effects of the technique disclosed herein can be favorably exhibited. The application effect of the present invention can be exhibited more preferably.
  • the material with a Vickers hardness of 1500 Hv or higher is a non-oxide (ie, a compound that is not an oxide). In the polishing of non-oxide materials to be polished, the polishing removal rate improving effect of the polishing composition disclosed herein tends to be favorably exhibited.
  • the polishing composition disclosed here is used, for example, for polishing silicon carbide.
  • the effect of the technique disclosed herein can be preferably exhibited.
  • a method for polishing an object to be polished includes the step of polishing an object to be polished using any one of the polishing compositions disclosed herein. According to such a polishing method, even when polishing an object made of a high-hardness material, the polishing removal rate can be increased, and the quality of the surface to be polished can be improved. As a result, the productivity of the target object (polished object, for example, a compound semiconductor substrate such as a silicon carbide substrate) obtained through polishing by the above polishing method can be enhanced.
  • 4 is a graph showing the relationship between the oxidizing agent content [% by weight] and the polishing removal rate [nm/h] for polishing compositions according to some embodiments. 4 is a graph showing the relationship between the oxidizing agent content [% by weight] and the polishing removal rate [nm/h] for polishing compositions according to some other embodiments.
  • the polishing composition disclosed herein contains an oxidizing agent.
  • Oxidizing agents are effective in reducing the hardness of materials to be polished (eg, non-oxide materials with high hardness such as silicon carbide) to make them brittle. Therefore, the oxidizing agent can exhibit the effect of improving the polishing removal rate in polishing the material to be polished.
  • the oxidizing agent does not include metal salts (first metal salt and second metal salt) described later.
  • the polishing composition disclosed herein is characterized by containing sodium permanganate as an oxidizing agent.
  • Sodium permanganate tends to exhibit high solubility in water compared to other permanganates such as potassium permanganate. Therefore, according to the composition containing sodium permanganate as an oxidizing agent, the content of the oxidizing agent in the polishing composition can be easily increased. Therefore, the use of sodium permanganate tends to improve the polishing removal rate.
  • the content of sodium permanganate in the polishing composition is not particularly limited, and can be appropriately set according to the purpose and mode of use of the polishing composition.
  • the content of sodium permanganate is suitably about 0.5% by weight or more from the viewpoint of improving the removal rate by polishing.
  • the content of sodium permanganate is preferably 1% by weight or more, more preferably 1.4% by weight or more, and still more preferably 2.7% by weight or more. % by weight or more, or 6% by weight or more.
  • the content of sodium permanganate is 6.5 wt. % or more, more preferably 8 wt% or more, more preferably 9 wt% or more, may be 10 wt% or more, may be 15 wt% or more, or may be 20 wt% or more Well, it may be 22% by weight or more.
  • the content of sodium permanganate in the polishing composition is suitably about 45% by weight or less, preferably 40% by weight or less, more preferably 35% by weight.
  • Reducing the content of sodium permanganate can be advantageous from the viewpoint of reducing the occurrence of defects caused by sodium remaining after polishing.
  • the polishing composition disclosed herein may or may not contain an oxidizing agent other than sodium permanganate (hereinafter also referred to as "another oxidizing agent").
  • an oxidizing agent other than sodium permanganate hereinafter also referred to as "another oxidizing agent”
  • specific examples of compounds that may be alternatives for other oxidizing agents include peroxides such as hydrogen peroxide; permanganic acid and salts thereof other than sodium permanganate (e.g.
  • potassium permanganate Permanganic acids such as periodic acid, its salts sodium periodate, potassium periodate, etc.; iodic acid, its salts such as ammonium iodate; bromic acid, its salts Bromic acids such as certain potassium bromate; ferric acids such as ferric acid and its salts potassium ferrate; perchromic acid, chromic acid, its salts potassium chromate and dichromic acid, its salts dichromic acid Chromic acids and dichromic acids such as potassium; Vanadic acid and its salts such as ammonium vanadate, sodium vanadate, and potassium vanadate; Ruthenic acids such as perruthenic acid and its salts; Molybdic acids such as acids, ammonium molybdate and disodium molybdate which are salts thereof; rhenic acids such as perrhenic acid or salts thereof; tungstic acids such as pertungstic acid, tungstic acid and disodium tungstate which is salts thereof; Persulfuric acid such as peroxo
  • the other oxidizing agent is preferably an inorganic compound from the viewpoint of performance stability of the polishing composition (for example, prevention of deterioration due to long-term storage).
  • the polishing composition disclosed herein may contain, as another oxidizing agent, a composite metal oxide which is a salt of a cation selected from alkali metal ions and anions selected from transition metal oxoacid ions. good.
  • the composite metal oxide is effective in reducing the hardness of high-hardness materials such as silicon carbide and making the materials brittle.
  • the composite metal oxides may be used singly or in combination of two or more.
  • Specific examples of transition metal oxoacid ions in the composite transition metal oxides include permanganate ions, ferrate ions, chromate ions, dichromate ions, vanadate ions, ruthenate ions, molybdate ions, and rhenate ions.
  • the oxoacid of the 4th period transition metal element of the periodic table is more preferable.
  • the fourth period transition metal elements in the periodic table include Fe, Mn, Cr, V, and Ti. Among them, Fe, Mn and Cr are more preferred, and Mn is even more preferred.
  • the alkali metal ion in the composite transition metal oxide is preferably K + .
  • potassium permanganate may preferably be employed as another oxidizing agent.
  • the compound used as the oxidizing agent is a salt (for example, permanganate)
  • the compound may exist in the form of ions in the polishing composition.
  • the technology disclosed herein is characterized by satisfying either of the following (a) and (b) regarding abrasive grains.
  • the polishing composition contains abrasive grains A having a Mohs hardness of less than 8.
  • the polishing composition does not contain abrasive grains.
  • a polishing composition that satisfies either (a) or (b) above regarding abrasive grains tends to suppress the occurrence of scratches and dents on the polishing surface.
  • the polishing removal rate is improved and scratches and dents on the polishing surface are improved.
  • the Mohs hardness of the abrasive grains can be obtained by obtaining the product of the Mohs hardness and the mass ratio for each material and summing the products.
  • abrasive grains A can be inorganic particles, organic particles, or organic-inorganic composite particles.
  • oxide particles such as silica particles, cerium oxide particles, titanium dioxide particles, magnesium oxide particles, manganese dioxide particles, zinc oxide particles, and iron oxide particles; carbonates such as calcium carbonate and barium carbonate;
  • Abrasive grains substantially composed of any one of methyl methacrylate (PMMA) particles, polymethacrylic acid particles, polyacrylic acid particles;
  • Abrasive grains A may be used singly or in combination of two or more.
  • oxide particles such as silica particles, cerium oxide particles, manganese dioxide particles, and iron oxide particles are preferable because they can form a good surface.
  • silica particles are particularly preferred.
  • the effect of suppressing the occurrence of scratches and dents on the polishing surface by applying the technology disclosed herein can be suitably exhibited.
  • the phrase “substantially composed of X” or “substantially composed of X” with respect to the composition of abrasive grains means that the proportion of X in the abrasive grains (purity of X) is It means that it is 90% or more as a standard.
  • the proportion of X in the abrasive grains is preferably 95% or more, more preferably 97% or more, even more preferably 98% or more, for example 99% or more.
  • the lower limit of the Mohs hardness of abrasive grain A is not particularly limited.
  • the Mohs hardness of the abrasive grains A is preferably 5 or more, more preferably 5.5 or more, and still more preferably 6 or more, from the viewpoint of improving the polishing removal rate when used for polishing high-hardness materials. It is preferably 6.5 or more.
  • the abrasive grains A may be substantially composed of any particles having a Mohs hardness of less than 8 (preferably less than 7.5). Alternatively, as abrasive grains A, two or more types of grains having a Mohs hardness of less than 8 (preferably less than 7.5) may be used in combination. Such abrasive grains A can suppress the occurrence of scratches and dents on the polishing surface.
  • the main component of the abrasive grains A is particles having a Mohs hardness of less than 8 (preferably less than 7.5) (for example, when the entire abrasive grains A are 100% by weight) content of 75% by weight or more, preferably 80% by weight or more, more preferably 85% by weight or more), and grains having a Mohs hardness of 8 or more as a secondary component (for example, content when the entire abrasive grain A is 100% by weight) amounts less than 25% by weight, preferably less than 20% by weight, more preferably less than 15% by weight).
  • the average primary particle size of abrasive grains A is not particularly limited. From the viewpoint of improving the polishing removal rate, the average primary particle size of the abrasive grains A can be, for example, 5 nm or more, suitably 10 nm or more, preferably 20 nm or more, and may be 30 nm or more. From the viewpoint of further improving the polishing removal rate, in some embodiments, the average primary particle size of the abrasive grains A may be 50 nm or more, 80 nm or more, 150 nm or more, 250 nm or more, or 350 nm or more. .
  • the average primary particle size of the abrasive grains A can be, for example, 5 ⁇ m or less, preferably 3 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or less, and 750 nm or less. , or 500 nm or less. From the viewpoint of further improving the surface quality after polishing, in some embodiments, the average primary particle size of the abrasive grains A may be 350 nm or less, 180 nm or less, 85 nm or less, or 50 nm or less.
  • the specific surface area can be measured using, for example, a surface area measuring device manufactured by Micromeritex under the trade name “Flow Sorb II 2300”.
  • the average secondary particle diameter of the abrasive grains A may be, for example, 10 nm or more, preferably 50 nm or more, more preferably 100 nm or more, from the viewpoint of easily increasing the polishing removal rate, and may be 250 nm or more, or even 400 nm or more. good.
  • the upper limit of the average secondary particle diameter of the abrasive grains A is appropriately about 10 ⁇ m or less from the viewpoint of sufficiently securing the number of particles per unit weight. From the viewpoint of surface quality after polishing, the average secondary particle size is preferably 5 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or less, for example 1 ⁇ m or less.
  • the average secondary particle size of the abrasive grains A may be 600 nm or less, 300 nm or less, 170 nm or less, or 100 nm or less.
  • the average secondary particle diameter of the abrasive grains A is, for particles less than 500 nm, for example, by the dynamic light scattering method using the model "UPA-UT151” manufactured by Nikkiso Co., Ltd. diameter; Mv). Particles of 500 nm or more can be measured as a volume average particle diameter by a pore electrical resistance method or the like using a model "Multisizer 3" manufactured by BECKMAN COULTER.
  • the polishing composition contains silica particles (silica abrasive grains) as the abrasive grains A.
  • Silica abrasive grains can be appropriately selected from various known silica particles and used. Examples of such known silica particles include colloidal silica and dry process silica. Among them, colloidal silica is preferably used. Silica abrasive grains containing colloidal silica can suitably achieve good surface accuracy.
  • the shape (outer shape) of silica abrasive grains may be spherical or non-spherical.
  • specific examples of non-spherical silica abrasive grains include a peanut shape (that is, a peanut shell shape), a cocoon shape, a confetti shape, a rugby ball shape, and the like.
  • the silica abrasive grains may be in the form of primary particles or in the form of secondary particles in which a plurality of primary particles are associated. Further, silica abrasive grains in the form of primary particles and silica abrasive grains in the form of secondary particles may be mixed. In a preferred embodiment, at least part of the silica abrasive grains are contained in the polishing composition in the form of secondary particles.
  • the silica abrasive grains those having an average primary particle diameter of more than 5 nm can be preferably employed.
  • the average primary particle size of the silica abrasive grains is preferably 15 nm or more, more preferably 20 nm or more, still more preferably 25 nm or more, and particularly preferably 30 nm or more.
  • the upper limit of the average primary particle size of the silica abrasive grains is not particularly limited, it is suitable to be approximately 120 nm or less, preferably 100 nm or less, and more preferably 85 nm or less.
  • silica abrasive grains having an average primary particle diameter of 12 nm or more and 80 nm or less are preferable, and silica abrasive grains of 15 nm or more and 75 nm or less are preferable from the viewpoint of achieving both polishing efficiency and surface quality at a higher level.
  • the average secondary particle size of the silica abrasive grains is not particularly limited, it is preferably 20 nm or more, more preferably 50 nm or more, and still more preferably 70 nm or more from the viewpoint of polishing efficiency. From the viewpoint of obtaining a higher quality surface, the average secondary particle size of the silica abrasive grains is suitably 500 nm or less, preferably 300 nm or less, more preferably 200 nm or less, still more preferably 130 nm or less, and particularly preferably 500 nm or less. is 110 nm or less (eg, 100 nm or less).
  • the true specific gravity (true density) of silica particles is preferably 1.5 or more, more preferably 1.6 or more, and still more preferably 1.7 or more.
  • the increase in the true specific gravity of silica particles tends to increase the physical polishing ability.
  • the upper limit of the true specific gravity of silica particles is not particularly limited, it is typically 2.3 or less, for example, 2.2 or less, 2.0 or less, or 1.9 or less.
  • a value measured by a liquid replacement method using ethanol as a replacement liquid can be employed.
  • the shape (outer shape) of the silica particles is preferably spherical.
  • the average value of the major axis/minor axis ratio of the particles is in principle 1.00 or more, and from the viewpoint of improving the removal rate by polishing, for example, it is 1.05 or more. There may be, and 1.10 or more may be sufficient.
  • the average aspect ratio of the particles is suitably 3.0 or less, and may be 2.0 or less. From the viewpoint of improving the smoothness of the polished surface and reducing scratches, the average aspect ratio of the particles is preferably 1.50 or less, may be 1.30 or less, or may be 1.20 or less.
  • the shape (outer shape) and average aspect ratio of the particles can be grasped, for example, by electron microscope observation.
  • a scanning electron microscope (SEM) is used to extract the shapes of a predetermined number (eg, 200) of particles.
  • the value obtained by dividing the length of the long side (the value of the major axis) by the length of the short side (the value of the minor axis) is the ratio of the major axis to the minor axis (aspect ratio).
  • the average aspect ratio can be obtained by arithmetically averaging the aspect ratios of the predetermined number of particles.
  • the content of abrasive grains A (for example, silica abrasive grains) in the polishing composition disclosed herein is suitably less than 10% by weight from the viewpoint of suppressing the occurrence of scratches and dents on the polishing surface. , advantageously less than 5 wt%, preferably less than 3 wt% (e.g. less than 1 wt%), more preferably less than 0.5 wt%, even more preferably 0.3 wt% or less (for example, 0.15% by weight or less). In some preferred embodiments, the content of abrasive grains A may be 0.1% by weight or less, or 0.05% by weight or less.
  • the lower limit of the content of abrasive grains A is not particularly limited, and can be, for example, 0.000001% by weight or more (that is, 0.01 ppm or more). From the viewpoint of enhancing the effect of using the abrasive grains A, in some embodiments, the content of the abrasive grains A in the polishing composition may be 0.00001% by weight or more, 0.0001% by weight or more, or 0.0001% by weight or more. 001% by weight or more, 0.002% by weight or more, or 0.005% by weight or more.
  • the content of abrasive grains A in the polishing composition may be 0.01 wt% or more, 0.02 wt% or more, 0.03 wt% or more, or 0.1 wt% %, may exceed 0.3% by weight, may be 0.5% by weight or more, or may be 0.8% by weight or more.
  • the polishing composition disclosed herein contains multiple types of abrasive grains
  • the content of abrasive grains in the polishing composition refers to the total content of the multiple types of abrasive grains.
  • the polishing composition disclosed herein preferably does not substantially contain diamond particles as particles.
  • the high hardness of diamond particles can be a limiting factor in improving smoothness.
  • diamond particles are generally expensive, they are not an advantageous material in terms of cost effectiveness, and from a practical standpoint, less dependence on expensive materials such as diamond particles may be used.
  • the particles substantially do not contain diamond particles means that the ratio of diamond particles to the total particles is 1% by weight or less, more preferably 0.5% by weight or less, and typically 0.1% by weight or less. and includes the case where the proportion of diamond particles is 0% by weight. In such a mode, the application effects of the present invention can be favorably exhibited.
  • the polishing composition disclosed herein may further contain abrasive grains B having a Mohs hardness of 8 or more within a range that does not impair the effects of the present invention.
  • abrasive grains B include abrasive grains substantially composed of any one of alumina particles, zirconium oxide particles, and chromium oxide particles.
  • the content of the abrasive grains B is, for example, 30% by weight or less, preferably 20% by weight or less, more preferably 10% by weight or less, of the total weight of the abrasive grains contained in the polishing composition. is.
  • the polishing composition does not substantially contain abrasive grains B. Since the abrasive grains B have a relatively high hardness, they can cause scratches and dents on the polishing surface.
  • substantially free of abrasive grains B means that the proportion of abrasive grains B in the total weight of abrasive grains contained in the polishing composition is 1% by weight or less, more preferably 0.5% by weight or less. , typically 0.1% by weight or less, including the case where the proportion of abrasive grains B is 0% by weight. In such a mode, the application effects of the present invention can be favorably exhibited.
  • the polishing composition disclosed herein does not contain abrasive grains. According to this aspect, the effect of suppressing the occurrence of scratches and dents on the polishing surface is exhibited more effectively.
  • an embodiment that does not contain abrasive grains facilitates the improvement of the polishing removal rate and the improvement of the surface quality after polishing.
  • the relationship between the content of the oxidizing agent and the content of the abrasive grains is not particularly limited, and is appropriately adjusted so as to achieve the desired effect according to the purpose and mode of use. can be set.
  • the ratio of the content Wx [% by weight] of the oxidizing agent to the content Wp [% by weight] of the abrasive grains, that is, Wx/Wp can be, for example, approximately 0.01 or more, and can be 0.025 or more. 0.03 or more, 0.05 or more, 0.1 or more, 0.2 or more, 1 or more, advantageously 5 or more, 8 or more It is preferably 10, more preferably 10 or more.
  • Wx/Wp As Wx/Wp increases, the contribution of chemical polishing tends to increase relative to the contribution of mechanical polishing. In some embodiments, Wx/Wp may be 20 or greater, 60 or greater, 80 or greater, 90 or greater, 150 or greater, or 200 or greater.
  • the upper limit of Wx/Wp is not particularly limited, but from the viewpoint of the storage stability of the polishing composition, for example, it can be about 5000 or less, 1500 or less, 1000 or less, 800 or less, 400 It can be below. In the above “Wx/Wp”, “Wx” is the numerical value when the content of the oxidizing agent in the polishing composition is expressed in units of "% by weight”, and “Wp" is the content of the polishing composition. Wx and Wp are both dimensionless numbers when the content of abrasive grains is expressed in units of "% by weight”.
  • the polishing compositions disclosed herein further comprise a metal salt different from the oxidizing agent as a polishing accelerator.
  • a metal salt different from the oxidizing agent as a polishing accelerator.
  • the use of the above metal salt tends to improve the removal rate by polishing.
  • the use of the above metal salt tends to suppress deterioration of the performance of the polishing composition (for example, decrease in removal rate by polishing).
  • the polishing composition comprises a first metal salt selected from alkaline earth metal salts.
  • the first metal salt one type of alkaline earth metal salt may be used alone, or two or more types of alkaline earth metal salts may be used in combination.
  • the use of the first metal salt can improve the polishing removal rate.
  • the first metal salt preferably contains one or more of Mg, Ca, Sr, and Ba as elements belonging to alkaline earth metals. Among them, one of Ca and Sr is preferable, and Ca is more preferable.
  • the type of salt in the first metal salt is not particularly limited, and may be an inorganic acid salt or an organic acid salt.
  • inorganic acid salts include hydrohalic acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid and hydrofluoric acid, and salts of nitric acid, sulfuric acid, carbonic acid, silicic acid, boric acid and phosphoric acid.
  • organic acid salts include carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, benzoic acid, glycic acid, butyric acid, citric acid, tartaric acid, trifluoroacetic acid; methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, toluene organic sulfonic acids such as sulfonic acid; organic phosphonic acids such as methylphosphonic acid, benzenephosphonic acid and toluenephosphonic acid; organic phosphoric acids such as ethylphosphoric acid; and salts thereof.
  • carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, benzoic acid, glycic acid, butyric acid, citric acid, tartaric acid, trifluoroacetic acid
  • salts of hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid and phosphoric acid are preferable, and salts of hydrochloric acid and nitric acid are more preferable.
  • the technology disclosed herein can be preferably practiced, for example, in a mode using an alkaline earth metal nitrate or chloride as the first metal salt.
  • alkaline earth metal salts that may be alternatives for the first metal salt include chlorides such as magnesium chloride, calcium chloride, strontium chloride, barium chloride; magnesium bromide, calcium bromide, strontium bromide, barium bromide; Fluorides such as magnesium fluoride, calcium fluoride, strontium fluoride, barium fluoride; Nitrates such as magnesium nitrate, calcium nitrate, strontium nitrate, barium nitrate; Magnesium sulfate, calcium sulfate, strontium sulfate, barium sulfate carbonates such as magnesium carbonate, calcium carbonate, strontium carbonate, barium carbonate; magnesium acetate, calcium acetate, strontium acetate, barium acetate, magnesium benzoate, calcium benzoate, barium benzoate, magnesium citrate, citric carboxylates such as calcium phosphate, strontium citrate and barium citrate;
  • the first metal salt is preferably a water-soluble salt.
  • the first metal salt is preferably a compound that is not oxidized by an oxidizing agent.
  • the oxidizing agent and the first metal salt from this point of view, the deactivation of the oxidizing agent due to the oxidation of the first metal salt by the oxidizing agent is prevented, and the performance deterioration of the polishing composition over time ( For example, reduction in polishing removal rate, etc.) can be suppressed.
  • calcium nitrate is a preferred first metal salt.
  • the concentration (content) of the first metal salt in the polishing composition is not particularly limited, and depends on the purpose and mode of use of the polishing composition. , can be set appropriately to achieve the desired effect.
  • the concentration of the first metal salt may be, for example, approximately 1000 mM or less (ie, 1 mol/L or less), 500 mM or less, or 300 mM or less.
  • the concentration of the first metal salt is suitably 200 mM or less, preferably 100 mM or less, more preferably 50 mM or less, may be 30 mM or less, or may be 20 mM or less. , 10 mM or less.
  • the lower limit of the concentration of the first metal salt may be, for example, 0.1 mM or more, preferably 0.5 mM or more, and preferably 1 mM or more, from the viewpoint of appropriately exhibiting the effects of using the first metal salt. More preferably, it may be 2.5 mM or more, 5 mM or more, 10 mM or more, 20 mM or more, or 30 mM or more.
  • the polishing composition contains the first metal salt
  • the concentration of the first metal salt in the polishing composition (the total concentration thereof when a plurality of first metal salts are included) CS1 [mM] and the content of the oxidizing agent (when including a plurality of oxidizing agents , their total content) Wx [% by weight] ratio (CS1/Wx) is usually 0 or more, preferably 0.01 or more, more preferably 0.025 or more, and even 0.05 or more It may be 0.1 or more, or 0.5 or more.
  • CS1/Wx may be, for example, 0.8 or greater, 1.0 or greater, 2.0 or greater, 2.5 or greater, or 3.0 or greater.
  • the upper limit of CS1/Wx is not particularly limited. It is below. In some preferred embodiments, CS1/Wx may be 20 or less, 10 or less, 5 or less, 4 or less, 3 or less, 2 or less, or 1 or less.
  • CS1/Wx is the numerical value when the concentration (content) of the first metal salt in the polishing composition is expressed in units of "mM”
  • Wx is the polishing
  • Each of CS1 and Wx is a dimensionless number.
  • the polishing composition comprises a second metal salt selected from salts of cations and anions comprising metals belonging to Groups 3-16 of the periodic table.
  • a second metal salt selected from salts of cations and anions comprising metals belonging to Groups 3-16 of the periodic table.
  • one of metal salts selected from salts of cations containing metals belonging to groups 3 to 16 of the periodic table and anions can be used alone or in combination of two or more. .
  • the use of a second metal salt can improve the polishing removal rate.
  • the cation of the second metal salt may be a cation containing a transition metal, ie a metal belonging to Groups 3-12 of the periodic table, or a cation containing a poor metal, ie a metal belonging to Groups 13-16 of the periodic table.
  • a transition metal those belonging to groups 4 to 11 of the periodic table are preferable, those belonging to periods 4 to 6 of the periodic table are suitable, those belonging to periods 4 to 5 are preferable, and those belonging to periods 4 to 5 are preferable.
  • Those belonging to 4 cycles are more preferable.
  • the poor metal preferably belongs to groups 13 to 15 of the periodic table, more preferably belongs to groups 13 to 14, and preferably belongs to periods 3 to 5 of the periodic table. Those belonging to ⁇ 4 periods are more preferred, and poor metals belonging to the third period, ie aluminum, are particularly preferred.
  • the second metal salt is preferably a salt of a cation and an anion comprising a metal whose hydrated metal ion has a pKa of approximately less than 7.
  • the second metal salt which is a salt of such a cation and an anion, produces a hydrated metal cation in water, and the hydrated metal cation acts as a pH buffer because the protons on the coordination water are in desorption equilibrium. By doing so, deterioration of the performance of the polishing composition over time can be easily suppressed.
  • a salt of a metal cation whose pKa of the hydrated metal ion is, for example, less than 7.0, or 6.0 or less, and an anion can be preferably employed.
  • metal cations having a hydrated metal ion pKa of 6.0 or less include Al 3+ (pKa of hydrated metal ion is 5.0), Cr 3+ (pKa of hydrated metal ion is 4.0), Fe 3+ (pKa is 2.2 ), ZrO 2+ (-0.3), Ga 3+ (2.6), and In 3+ (4.0), but are not limited to these.
  • the type of salt in the second metal salt is not particularly limited, and may be an inorganic acid salt or an organic acid salt.
  • inorganic acid salts include hydrohalic acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid and hydrofluoric acid, and salts of nitric acid, sulfuric acid, carbonic acid, silicic acid, boric acid and phosphoric acid.
  • organic acid salts include carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, benzoic acid, glycic acid, butyric acid, citric acid, tartaric acid, trifluoroacetic acid; methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, toluene organic sulfonic acids such as sulfonic acid; organic phosphonic acids such as methylphosphonic acid, benzenephosphonic acid and toluenephosphonic acid; organic phosphoric acids such as ethylphosphoric acid; and salts thereof.
  • carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, benzoic acid, glycic acid, butyric acid, citric acid, tartaric acid, trifluoroacetic acid
  • salts of hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid and phosphoric acid are preferable, and salts of hydrochloric acid, nitric acid and sulfuric acid are more preferable.
  • the technology disclosed herein uses, for example, any one of Al 3+ , Cr 3+ , Fe 3+ , ZrO 2+ , Ga 3+ , and In 3+ cations and nitrate ion (NO 3 ⁇ ) or chloride as the second metal salt. It can be preferably carried out in a mode using a salt with an ion (Cl ⁇ ).
  • the second metal salt is preferably a water-soluble salt.
  • a water-soluble second metal salt By using a water-soluble second metal salt, a good surface with few defects such as scratches can be efficiently formed.
  • the second metal salt is preferably a compound that is not oxidized by an oxidizing agent.
  • the oxidizing agent and the second metal salt By appropriately selecting the oxidizing agent and the second metal salt from this point of view, the deactivation of the oxidizing agent due to the oxidation of the second metal salt by the oxidizing agent can be prevented, and the performance deterioration of the polishing composition over time ( For example, reduction in polishing removal rate, etc.) can be suppressed.
  • aluminum nitrate, aluminum chloride and the like are exemplified as preferable second metal salts.
  • the concentration (content) of the second metal salt in the polishing composition is not particularly limited, and depends on the purpose and mode of use of the polishing composition. , can be set appropriately to achieve the desired effect.
  • the concentration of the second metal salt may be, for example, approximately 1000 mM or less (ie, 1 mol/L or less), 500 mM or less, or 300 mM or less.
  • the concentration of the second metal salt is suitably 200 mM or less, preferably 100 mM or less, more preferably 50 mM or less, may be 40 mM or less, or may be 35 mM or less. , 32 mM or less.
  • the lower limit of the concentration of the second metal salt may be, for example, 0.1 mM or more, and from the viewpoint of appropriately exhibiting the effect of using the second metal salt, it is advantageous to set it to 1 mM or more, and it is preferably 5 mM or more. It is preferably 10 mM or more (for example, 15 mM or more), more preferably 20 mM or more, or 25 mM or more.
  • the polishing composition contains the second metal salt
  • the concentration of the second metal salt in the polishing composition (the total concentration thereof when a plurality of second metal salts are included) CS2 [mM] and the content of the oxidizing agent (when including a plurality of oxidizing agents , Their total content) Wx [% by weight] ratio (CS2/Wx) is usually 0 or more, preferably 0.01 or more, more preferably 0.025 or more, and even 0.05 or more It may be 0.1 or more, or 0.5 or more.
  • CS2/Wx may be, for example, 0.8 or greater, 1.0 or greater, 2.0 or greater, 2.5 or greater, or 3.0 or greater.
  • the upper limit of CS2/Wx is not particularly limited, it is suitably about 500 or less, 300 or less, preferably 200 or less, more preferably 100 or less, and even more preferably 50 or less.
  • CS2/Wx may be 25 or less, 20 or less, 12 or less, 9 or less, 7 or less, 4 or less, 3 or less, or 2 or less. good.
  • CS2/Wx "CS2" is the numerical value when the concentration (content) of the second metal salt in the polishing composition is expressed in units of "mM”
  • Wx is the polishing CS2 and Wx are both dimensionless numbers.
  • the polishing composition may contain a combination of the first metal salt and the second metal salt.
  • the first metal salt and the second metal salt are identical in their anionic species.
  • Anionic species common to the first and second metal salts can be, for example, nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, and the like. From the viewpoint of obtaining a higher effect, a polishing composition in which both the first metal salt and the second metal salt are nitrates is particularly preferred.
  • the relationship between the first metal salt concentration CS1 [mM] and the second metal salt concentration CS2 [mM] in the polishing composition is not particularly limited, and can be set so that the effect of using them in combination is appropriately exhibited.
  • CS1/CS2 can range from 0.001 to 1000.
  • CS1/CS2 is suitably about 0.01 or more, preferably 0.05 or more (for example, 0.1 or more).
  • CS1/CS2 is suitably about 100 or less, preferably 50 or less, may be 30 or less, and more preferably 25 or less (for example, 10 or less).
  • the relationship between the concentration of the first metal salt and the content of the abrasive grains is not particularly limited, and the desired effect can be achieved depending on the purpose and mode of use.
  • the ratio of total concentration) [mM] may be, for example, 0.05 or more, suitably 0.1 or more, may be 0.2 or more, or 1 or more.
  • CS1/Wp may be 100 or greater, 200 or greater, or 500 or greater.
  • the upper limit of CS1/Wp is not particularly limited, but from the viewpoint of the storage stability of the polishing composition, for example, it can be about 10000 or less, 5000 or less, 2500 or less, 1000 or less, 500 It may be less than or equal to 300 or less. In some embodiments, CS1/Wp may be 200 or less, 150 or less, or 120 or less.
  • CS1 is the numerical value when the concentration of the first metal salt in the polishing composition is expressed in units of "mM”
  • Wp is the concentration of the first metal salt in the polishing composition.
  • Wp and CS1 are both dimensionless numbers when the content of abrasive grains is expressed in units of "% by weight”.
  • the relationship between the concentration of the second metal salt and the content of the abrasive grains is not particularly limited, and the desired effect can be achieved depending on the purpose and mode of use.
  • Concentration CS2 of metal salt B with respect to abrasive grain content Wp (if multiple abrasive grains are included, their total content) [% by weight] (when multiple second metal salts are included, the sum of them content) [mM] ratio, that is, CS2/Wp can be, for example, 0.05 or more, suitably 0.1 or more, may be 0.2 or more, or 1 or more 3 or more, 5 or more, preferably 10 or more, more preferably 30 or more, 50 or more, or 90 or more.
  • CS2/Wp may be 100 or greater, 200 or greater, 300 or greater, or 500 or greater.
  • the upper limit of CS2/Wp is not particularly limited, but from the viewpoint of the storage stability of the polishing composition, for example, it can be about 20000 or less, 10000 or less, 5000 or less, 2500 or less, 1000 It can be below. In some embodiments, CS2/Wp may be 800 or less, 500 or less, or 350 or less.
  • CS2 is the numerical value when the concentration of the second metal salt in the polishing composition is expressed in units of "mM”
  • Wp is the concentration of the second metal salt in the polishing composition.
  • CS2 and Wp are both dimensionless numbers when the content of abrasive grains is expressed in units of "% by weight”.
  • the polishing composition disclosed herein contains water.
  • water ion-exchanged water (deionized water), pure water, ultrapure water, distilled water, or the like can be preferably used.
  • 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.
  • an organic solvent lower alcohol, lower ketone, etc.
  • 90% by volume or more of the solvent contained in the polishing composition is water, preferably 95% by volume or more is water, and more preferably 99 to 100% by volume is water. preferable.
  • the polishing composition may contain an acid, if necessary, for the purpose of adjusting pH and improving the polishing removal rate.
  • Both inorganic acids and organic acids can be used as acids.
  • inorganic acids include sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, carbonic acid, and the like.
  • Examples of organic acids include aliphatic carboxylic acids such as formic acid, acetic acid and propionic acid, aromatic carboxylic acids such as benzoic acid and phthalic acid, citric acid, oxalic acid, tartaric acid, malic acid, maleic acid, fumaric acid, and succinic acid. acids, organic sulfonic acids, organic phosphonic acids, and the like.
  • polishing compositions disclosed herein may be a composition substantially free of acid.
  • the polishing composition may optionally contain a basic compound for purposes such as pH adjustment and polishing removal rate improvement.
  • the basic compound refers to a compound that has the function of increasing the pH of the polishing composition when added to the composition.
  • Examples of basic compounds include alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide and sodium hydroxide; salts; ammonia; quaternary ammonium compounds such as quaternary ammonium hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide and tetrabutylammonium hydroxide; An organic acid salt etc. are mentioned.
  • a basic compound can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. When a basic compound is used, the amount used is not particularly limited, and can be set according to the purpose of use (for example, pH adjustment). Alternatively, some embodiments of the polishing composition disclosed herein may be a composition substantially free of basic compounds.
  • the polishing composition disclosed herein contains a chelating agent, a thickener, a dispersant, a surface protective agent, a wetting agent, a surfactant, an anticorrosive agent, an antiseptic agent, an antiseptic agent, as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Known additives that can be used in polishing compositions for example, polishing compositions used for polishing high-hardness materials such as silicon carbide), such as mold agents, may be further contained as necessary.
  • the content of the additive may be appropriately set according to the purpose of addition, and detailed description is omitted because it does not characterize the present invention.
  • the pH of the polishing composition is suitably about 1-12. When the pH is within the above range, a practical polishing removal rate is likely to be achieved.
  • the pH may be 12.0 or less, 11.0 or less, 10.0 or less, 9.0 or less, less than 9.0, or 8.0 or less.
  • it may be less than 8.0, it may be 7.0 or less, it may be less than 7.0, or it may be 6.0 or less.
  • the pH of the polishing composition is preferably less than 6.0, and may be 5.0 or less. It may be less than 5.0, 4.0 or less, or less than 4.0.
  • the pH may be, for example, 1.0 or higher, 1.5 or higher, 2.0 or higher, or 2.5 or higher.
  • each component contained in the polishing composition may be mixed using a well-known mixing device such as a blade stirrer, an ultrasonic disperser, or a homomixer.
  • the manner in which these components are mixed is not particularly limited. For example, all the components may be mixed at once, or they may be mixed in an appropriately set order.
  • the polishing composition disclosed herein may be a one-component type or a multi-component type including a two-component type.
  • part A containing some of the components of the polishing composition (for example, components other than water) and part B containing the remaining components may be mixed and used for polishing an object to be polished.
  • part A containing some of the components of the polishing composition for example, components other than water
  • part B containing the remaining components may be mixed and used for polishing an object to be polished.
  • may be configured to These are, for example, stored separately before use, and can be mixed at the time of use to prepare a one-component polishing composition.
  • the object to be polished with the polishing composition disclosed herein is not particularly limited.
  • the polishing composition disclosed herein can be applied to polishing a substrate having a surface composed of a compound semiconductor material, that is, a compound semiconductor substrate.
  • the constituent material of the compound semiconductor substrate is not particularly limited, and examples thereof include II-VI group compound semiconductors such as cadmium telluride, zinc selenide, cadmium sulfide, mercury cadmium telluride, and cadmium zinc telluride; gallium nitride and gallium arsenide.
  • the object to be polished may be made of a plurality of these materials.
  • the polishing compositions disclosed herein can be applied to polish substrates having surfaces composed of non-oxide (ie, non-oxide) chemical semiconductor materials. In the polishing of a substrate having a surface composed of a non-oxide chemical semiconductor material, the polishing promoting effect of the oxidizing agent contained in the polishing composition disclosed herein tends to be favorably exhibited.
  • the polishing composition disclosed herein can be preferably used for polishing the surface of an object having a Vickers hardness of 500 Hv or more, for example.
  • the Vickers hardness is preferably 700 Hv or higher, for example, 1000 Hv or higher, or 1500 Hv or higher.
  • the Vickers hardness of the material to be polished may be 1800 Hv or higher, 2000 Hv or higher, or 2200 Hv or higher.
  • the upper limit of the Vickers hardness of the surface of the object to be polished is not particularly limited. In this specification, Vickers hardness can be measured based on JIS R 1610:2003.
  • the international standard corresponding to the above JIS standard is ISO 14705:2000.
  • Materials having a Vickers hardness of 1500 Hv or more include silicon carbide, silicon nitride, titanium nitride, and gallium nitride.
  • An object to be polished in the technology disclosed herein may have a single crystal surface of the mechanically and chemically stable material described above.
  • the surface of the object to be polished is preferably made of either silicon carbide or gallium nitride, and more preferably made of silicon carbide.
  • Silicon carbide is expected to be a compound semiconductor substrate material that has low power loss and is excellent in heat resistance, etc., and the improvement in productivity by improving the removal rate by polishing has a particularly large practical advantage.
  • the technology disclosed herein can be particularly preferably applied to polishing the surface of silicon carbide single crystals.
  • the polishing composition disclosed herein can be used for polishing an object to be polished, for example, in a mode including the following operations. That is, a polishing liquid (slurry) containing any one of the polishing compositions disclosed herein is prepared. Preparing the polishing liquid may include performing operations such as concentration adjustment (for example, dilution) and pH adjustment on the polishing composition to prepare the polishing liquid. Alternatively, the above polishing composition may be used as a polishing liquid as it is. In addition, in the case of a multi-component polishing composition, preparing the polishing liquid includes mixing these agents, diluting one or more agents before mixing, and diluting one or more agents after mixing. diluting the mixture, and the like.
  • the polishing liquid is supplied to the object to be polished, and the object is polished by a normal method performed by those skilled in the art.
  • a method in which an object to be polished is set in a general polishing apparatus, and the polishing liquid is supplied to the surface of the object to be polished through a polishing pad of the polishing apparatus.
  • the polishing pad is pressed against the surface to be polished of the object to be polished, and the two are relatively moved (for example, rotationally moved). Polishing of the object to be polished is completed through such a polishing process.
  • the content (concentration) and the ratio of the content (concentration) described above for each component that can be contained in the polishing composition in the technology disclosed herein are typically actually supplied to the polishing object. It means the content and the ratio of the content in the polishing composition at the time of polishing (that is, at the point of use), and can therefore be read as the content and the ratio of the content in the polishing liquid.
  • a polishing method for polishing an object to be polished typically, a material to be polished
  • the polishing method is characterized by including the step of polishing an object to be polished using the polishing composition disclosed herein.
  • a polishing method according to a preferred embodiment includes a step of performing preliminary polishing (preliminary polishing step) and a step of performing finish polishing (finish polishing step).
  • the pre-polishing step is a polishing step placed immediately before the final polishing step.
  • the preliminary polishing process may be a one-stage polishing process, or may be a multi-stage polishing process of two or more stages.
  • the finish polishing step referred to here is a step of performing finish polishing on an object to be polished that has been preliminarily polished, and is the final polishing step performed using a polishing slurry containing abrasive grains ( That is, it refers to the polishing step that is arranged on the most downstream side.
  • the polishing composition disclosed herein may be used in the preliminary polishing step, may be used in the finish polishing step, or may be used in the preliminary polishing step. It may be used both in the process and in the final polishing process.
  • Preliminary polishing and finish polishing can be applied to both single-side polishing and double-side polishing.
  • a single-sided polishing apparatus an object to be polished is attached to a ceramic plate with wax, or the object to be polished is held using a holder called a carrier, and a polishing pad is pressed against one side of the object to be polished while supplying a polishing composition.
  • One side of the object to be polished is polished by relatively moving both of them. The movement is, for example, rotational movement.
  • a holder called a carrier is used to hold an object to be polished, and while a polishing composition is supplied from above, a polishing pad is pressed against the opposite surface of the object to be polished, and they are rotated in relative directions. Thus, both sides of the object to be polished are polished simultaneously.
  • polishing conditions are not limited to specific conditions because they are appropriately set based on the type of material to be polished, the target surface properties (specifically, smoothness), polishing removal rate, and the like.
  • the polishing composition disclosed herein can be used in a wide range of pressure, for example, 10 kPa or more and 150 kPa or less.
  • the processing pressure may be, for example, 20 kPa or more, 30 kPa or more, or 40 kPa or more, and may be 100 kPa or less, 80 kPa or less, or 60 kPa or less.
  • the polishing composition disclosed herein can be preferably used for polishing under processing conditions of, for example, 30 kPa or higher or higher, and can increase the productivity of the target object (polished object) obtained through such polishing.
  • the processing pressure here is synonymous with polishing pressure.
  • the polishing pad used in each polishing step disclosed here is not particularly limited.
  • any of non-woven fabric type, suede type, and rigid polyurethane foam type may be used.
  • a rigid foamed polyurethane type polishing pad may be preferably employed.
  • the polishing pad used in the technology disclosed herein is a polishing pad that does not contain abrasive grains.
  • a polishing object polished by the method disclosed herein is typically washed after polishing. This washing can be performed using a suitable washing liquid.
  • the washing liquid to be used is not particularly limited, and a known and commonly used washing liquid can be appropriately selected and used.
  • the polishing method disclosed herein may include any other steps in addition to the preliminary polishing step and the final polishing step.
  • Such steps include a mechanical polishing step and a lapping step performed prior to the pre-polishing step.
  • the mechanical polishing step the object to be polished is polished using a liquid in which diamond abrasive grains are dispersed in a solvent.
  • the dispersion does not contain an oxidizing agent.
  • the lapping step is a step of polishing by pressing the surface of a polishing platen, for example, a cast iron platen against the object to be polished. Therefore, no polishing pad is used in the lapping process.
  • the lapping process is typically performed by supplying abrasive grains between the polishing platen and the object to be polished.
  • the abrasive grains are typically diamond abrasive grains.
  • the polishing method disclosed herein may include additional steps before the preliminary polishing step or between the preliminary polishing step and the final polishing step. Additional steps are, for example, cleaning steps and polishing steps.
  • the technology disclosed herein may include a method for producing a polished object including a polishing step by any of the polishing methods described above, and provision of a polished object produced by the method.
  • the above method for producing a polished product is, for example, a method for producing a silicon carbide substrate. That is, according to the technology disclosed herein, the production of a polished object including polishing an object having a surface made of a high-hardness material by applying any of the polishing methods disclosed herein. A method and an abrasive article made by the method are provided. According to the manufacturing method described above, a substrate manufactured through polishing, such as a silicon carbide substrate, can be efficiently provided.
  • Example 1 A polishing composition containing silica abrasive grains, sodium permanganate as an oxidizing agent, and deionized water at a concentration of 0.1% silica abrasive grains and 1.4% sodium permanganate. was prepared.
  • the pH of the polishing composition according to this example was adjusted to 3.0 using nitric acid.
  • Colloidal silica having an average primary particle diameter of 35 nm was used as the silica abrasive grains.
  • Example 7 A polishing composition of this example was prepared in the same manner as in Example 1, except that the concentration of sodium permanganate was as shown in Table 1.
  • Example 8 A polishing composition containing alumina abrasive grains, sodium permanganate as an oxidizing agent, and deionized water at a concentration of 1.0% alumina abrasive grains and 1.4% sodium permanganate. was prepared.
  • the pH of the polishing composition according to this example was adjusted to 3.0 using nitric acid.
  • alumina abrasive grains ⁇ -alumina abrasive grains having an average primary particle diameter of 310 nm were used.
  • Example 9 A polishing composition of this example was prepared in the same manner as in Example 8, except that the concentration of sodium permanganate was as shown in Table 1.
  • a SiC wafer was pre-polished using a pre-polishing composition containing alumina abrasive grains.
  • the pre-polished SiC wafer was used as an object to be polished, and the polishing composition according to each example was used as it was as a polishing liquid to polish the object to be polished under the following polishing conditions.
  • Polishing device Fujikoshi Machine Industry Co., model "RDP-500” Polishing pad: "IC-1000" manufactured by Nitta Dupont (made of hard polyurethane) Processing pressure: 490gf/ cm2 Surface plate rotation speed: 130 rotations/minute Head rotation speed: 130 rotations/minute Supply rate of polishing liquid: 20 mL/minute How to use polishing liquid: Throw away Polishing time: 5 minutes
  • Object to be polished 4-inch SiC wafer (conduction type : n-type, crystal-type 4H-SiC, off-angle of main surface (0001) with respect to C-axis: 4°), 1 sheet/batch Temperature of polishing liquid: 23°C
  • the polishing surface of the pad was subjected to brush dressing treatment for 5 minutes, diamond dressing treatment for 3 minutes, and brush dressing treatment for 5 minutes. Brush dressing treatment and diamond dressing treatment were performed before the above polishing.
  • the polishing removal rate obtained is shown in the corresponding column of Table 1.
  • FIG. 1 shows the relationship between the polishing removal rate of each example and the content of the oxidizing agent in the polishing composition.
  • the horizontal axis of FIG. 1 represents the oxidant content (unit: weight %), and the vertical axis represents the polishing removal rate (unit: nm/h).
  • a dent is a concave defect with a depth of 1 nm or more and 100 nm or less, and the entire defect can be confirmed within a 10 ⁇ m square field of view (that is, about several ⁇ m in length). The case where no dents were observed was evaluated as good, and the case where dents were observed was evaluated as unsatisfactory.
  • Evaluation device Atomic force microscope manufactured by Bruker, model nanoscope V Viewing angle: 10 ⁇ m ⁇ 10 ⁇ m Scanning speed: 1 Hz (20 ⁇ m/sec) Scan density: 256x256 Measurement point: 1 point in the center of the wafer
  • the polishing compositions of Examples 1 to 7 containing silica abrasive grains at a content of 0.1% by weight are used for polishing of Examples 8 to 16 containing alumina abrasive grains. It was confirmed that the scratch generation was suppressed as compared with the composition. Moreover, as is clear from the results shown in Table 1 and FIG. 1, it was confirmed that the use of sodium permanganate as an oxidizing agent tends to improve the removal rate by polishing.
  • Example 17 Silica abrasive grains, sodium permanganate as an oxidizing agent, calcium nitrate, aluminum nitrate, and deionized water are mixed to obtain 0.1% silica abrasive grains and 1.4% sodium permanganate.
  • the pH of the polishing composition according to this example was 3.3. Colloidal silica having an average primary particle diameter of 35 nm was used as the silica abrasive grains.
  • Example 18 A polishing composition of this example was prepared in the same manner as in Example 17, except that the concentration of sodium permanganate was as shown in Table 2.
  • the pH of the polishing composition according to each example was as shown in Table 2.
  • Example 24 Alumina abrasive grains, sodium permanganate as an oxidizing agent, aluminum nitrate, and deionized water are mixed to obtain 1.0% alumina abrasive grains, 4.0% sodium permanganate, and aluminum nitrate (Al converted) at a concentration of 20 mM was prepared.
  • the pH of the polishing composition according to this example was 3.5.
  • As the alumina abrasive grains ⁇ -alumina abrasive grains having an average primary particle diameter of 310 nm were used.
  • Examples 25 to 29 A polishing composition of this example was prepared in the same manner as in Example 24, except that the concentration of sodium permanganate was as shown in Table 2. The pH of the polishing composition according to each example was as shown in Table 2.
  • a SiC wafer was pre-polished using a pre-polishing composition containing alumina abrasive grains. This pre-polished SiC wafer was used as an object to be polished, and the polishing composition according to each example was used as it was as a polishing liquid to polish the above-mentioned object to be polished under the same polishing conditions as in Experimental Example 1.
  • FIG. 2 shows the relationship between the polishing removal rate of each example and the content of the oxidizing agent in the polishing composition.
  • the horizontal axis of FIG. 2 represents the content of the oxidizing agent (unit: % by weight), and the vertical axis represents the polishing removal rate (unit: nm/h).
  • the polishing compositions of Examples 17 to 23 containing silica abrasive grains at a content of 0.1% by weight are used for polishing of Examples 24 to 29 containing alumina abrasive grains. It was confirmed that the scratch generation was suppressed as compared with the composition. Moreover, as is clear from the results shown in Table 2 and FIG. 2, it was confirmed that the use of sodium permanganate as an oxidizing agent tends to improve the removal rate by polishing. In addition to using sodium permanganate, it was confirmed that using calcium nitrate as the first metal salt and aluminum nitrate as the second metal salt tends to further improve the removal rate by polishing. .

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Abstract

研磨対象物に対して、優れた研磨除去速度を実現しながら、研磨後の研磨対象表面の表面品質が向上し得る研磨用組成物を提供する。提供される研磨用組成物は、酸化剤として過マンガン酸ナトリウムを含む。上記研磨用組成物は、砥粒としてモース硬度が８未満である砥粒Ａを含むか、あるいは、砥粒を含まない。上記研磨用組成物は、１５００Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する高硬度材料で構成される研磨対象物の研磨にも、好ましく適用され得る。

Description

研磨用組成物
　本発明は、研磨用組成物に関する。本出願は、２０２１年９月３０日に出願された日本国特許出願２０２１－１６２１７７号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。
　金属や半金属、非金属、その酸化物等の材料の表面に対して、研磨用組成物を用いた研磨が行われている。例えば、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化タングステン、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ガリウム等の化合物半導体材料により構成された表面は、その表面と研磨定盤との間にダイヤモンド砥粒を供給して行う研磨（ラッピング）によって加工される。しかし、ダイヤモンド砥粒を用いるラッピングでは、スクラッチや打痕の発生、残存等による欠陥や歪みが生じやすい。そこで、ダイヤモンド砥粒を用いたラッピングの後に、あるいは当該ラッピングに代えて、研磨パッドと研磨用組成物を用いる研磨（ポリシング）を行うことが検討されている。この種の従来技術を開示する文献として、特許文献１が挙げられる。
国際公開第２０１６－０７２３７０号
　一般に、製造効率や費用効果の観点から、研磨除去速度は実用上十分に大きいことが望まれる。例えば、炭化ケイ素等のように高硬度材料から構成された面の研磨においては、研磨除去速度の向上が強く望まれている。このような高硬度材料からなる基板を含む種々の研磨対象物の研磨において、研磨除去速度を向上させるための一策として、アルミナ等の硬度の高い砥粒を研磨用組成物に含ませて用いることが考えられる。しかしながら、硬度の高い砥粒は、一方で研磨対象表面においてスクラッチや打痕が発生する要因となりがちであり、このような砥粒を用いた研磨用組成物によって研磨対象表面の面質を向上させることは容易ではなかった。
　また、研磨除去速度を向上させるための他の手段として、研磨促進剤として、研磨対象面を化学的に変質させて脆弱にさせる効果を発揮する成分を、研磨用組成物に含ませて用いることが考えられる。例えば、特許文献１には、砥粒と水と過マンガン酸カリウム等の酸化剤とを含み、高硬度材料からなる基板の研磨に用いられる研磨用組成物が提案されている。しかしながら、従来この分野で用いられる過マンガン酸カリウム等の酸化剤は、水に対する溶解度があまり高くない傾向にあり、研磨用組成物における酸化剤の含有量を増大させることには限界があった。このため、従来の酸化剤使用により研磨除去速度を向上させることには一定の限度があった。
　本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、研磨対象物に対して、優れた研磨除去速度を実現しながら、研磨後の研磨対象表面の表面品質が向上し得る研磨用組成物を提供することを目的とする。
　本明細書により提供される研磨用組成物は、酸化剤として過マンガン酸ナトリウムを含む。過マンガン酸ナトリウムは従来この分野で使用される他の酸化剤と比較して、溶解度が高い傾向にある。このため、酸化剤として過マンガン酸ナトリウムを含む研磨用組成物によると、酸化剤の含有量を好適に増加させやすいため、研磨除去速度が向上しやすい。また、ここに開示される研磨用組成物は、砥粒としてモース硬度が８未満の砥粒Ａを含むか、あるいは、砥粒を含まないことを特徴とする。モース硬度が８未満の比較的軟らかい砥粒Ａを含む研磨用組成物や、砥粒を含まない研磨用組成物によると、研磨対象表面におけるスクラッチや打痕の発生が抑制されやすい。このため、酸化剤として過マンガン酸ナトリウムを含み、かつ、砥粒としてモース硬度が８未満の砥粒Ａを含むか、あるいは、砥粒を含まない構成によると、研磨除去速度と研磨対象表面の表面品質とが両立して向上し得る。
　研磨用組成物が砥粒Ａを含む場合のいくつかの態様において、研磨用組成物における砥粒Ａの含有量は１０重量％未満である。ここに開示される技術によると、比較的少量の砥粒Ａを含む研磨用組成物であっても、優れた研磨除去速度を実現し得るため、かかる含有量の砥粒Ａを含む研磨用組成物であると、研磨除去速度と研磨対象表面の表面品質とが両立して向上し得る。
　研磨用組成物が砥粒Ａを含む場合のいくつかの態様において、研磨用組成物は該砥粒Ａとしてシリカ砥粒を含む。砥粒Ａとしてシリカ砥粒を用いることにより、研磨除去速度と研磨対象表面の表面品質とが両立してより向上し得る。
　いくつかの態様において、上記研磨用組成物は、アルカリ土類金属塩から選択される第１金属塩を含む。このような第１金属塩を使用することにより、研磨除去速度が向上する傾向にある。いくつかの好ましい態様において、上記第１金属塩は硝酸塩である。
　いくつかの態様において、上記研磨用組成物は、周期表の第３～１６族に属する金属を含むカチオンと、アニオンとの塩から選択される第２金属塩を含む。このような第２金属塩を使用することにより、研磨除去速度が向上する傾向にある。いくつかの好ましい態様において、上記第２金属塩はアルミニウム塩である。いくつかの好ましい態様において、上記第１金属塩と上記第２金属塩とは組み合わせて用いられ得る。
　いくつかの態様において、上記研磨用組成物のｐＨは１．０以上６．０未満である。かかるｐＨ領域において、ここに開示される研磨用組成物は、高い研磨除去速度を示しやすい。
　ここに開示される研磨用組成物は、例えば、ビッカース硬度１５００Ｈｖ以上の材料の研磨に用いられる。このような高硬度材料の研磨において、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。本発明の適用効果がより好適に発揮され得る。いくつかの態様において、上記ビッカース硬度１５００Ｈｖ以上の材料は非酸化物（すなわち、酸化物ではない化合物）である。非酸化物である研磨対象材料の研磨では、ここに開示される研磨用組成物による研磨除去速度向上効果が好適に発揮されやすい。
　ここに開示される研磨用組成物は、例えば、炭化ケイ素の研磨に用いられる。炭化ケイ素の研磨において、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。
　この明細書によると、さらに、研磨対象物の研磨方法が提供される。その研磨方法は、ここに開示されるいずれか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。かかる研磨方法によると、たとえ高硬度材料から構成された研磨対象物を研磨する場合であっても、研磨除去速度を高めることができ、さらに研磨対象表面の品質を向上させ得る。このことによって、上記研磨方法による研磨を経て得られる目的物（研磨物、例えば炭化ケイ素基板等の化合物半導体基板）の生産性を高めることができる。
いくつかの実施形態に係る研磨用組成物について、酸化剤の含有量［重量％］と研磨除去速度［ｎｍ／ｈ］との関係を示したグラフである。 他のいくつかの実施形態に係る研磨用組成物について、酸化剤の含有量［重量％］と研磨除去速度［ｎｍ／ｈ］との関係を示したグラフである。
　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。
　＜研磨用組成物＞
　（酸化剤）
　ここに開示される研磨用組成物は、酸化剤を含む。酸化剤は、研磨対象材料（例えば、炭化ケイ素等のような高硬度の非酸化物材料）の硬度を低下させ、該材料を脆弱にすることに有効である。このため、酸化剤は、研磨対象材料のポリシングにおいて、研磨除去速度を向上させる効果を発揮し得る。本明細書において、酸化剤には、後述する金属塩（第１金属塩および第２金属塩）は含まれないものとする。
　ここに開示される研磨用組成物は、酸化剤として過マンガン酸ナトリウムを含有することを特徴とする。過マンガン酸ナトリウムは、過マンガン酸カリウム等の他の過マンガン酸塩に比較して、水に対して高い溶解度を示す傾向にある。このため酸化剤として過マンガン酸ナトリウムを含有する構成によると、研磨用組成物における酸化剤の含有量を好適に増加させやすい。したがって、過マンガン酸ナトリウムを用いると、研磨除去速度を向上させやすい。
　研磨用組成物における過マンガン酸ナトリウムの含有量は、特に限定されず、該研磨用組成物の使用目的や使用態様に応じて適切に設定し得る。いくつかの態様において、研磨除去速度向上の観点から、過マンガン酸ナトリウムの含有量は、凡そ０．５重量％以上とすることが適当である。研磨除去速度を向上する観点から、過マンガン酸ナトリウムの含有量は、好ましくは１重量％以上、より好ましくは１．４重量％以上であり、さらに好ましくは２．７重量％以上であり、４重量％以上でもよく、６重量％以上でもよい。過マンガン酸ナトリウムが水に対して高い溶解度を示すという特徴を活かし、より高い研磨除去速度を実現しやすくする観点から、いくつかの態様において、過マンガン酸ナトリウムの含有量は、６．５重量％以上であることが好ましく、より好ましくは８重量％以上であり、さらに好ましくは９重量％以上であり、１０重量％以上であってもよく、１５重量％以上でもよく、２０重量％以上でもよく、２２重量％以上でもよい。また、いくつかの態様において、研磨用組成物における過マンガン酸ナトリウムの含有量は、凡そ４５重量％以下とすることが適当であり、４０重量％以下とすることが好ましく、より好ましくは３５重量％以下であり、さらに好ましくは３０重量％以下であり、２５重量％以下でもよく、２０重量％以下でもよく、１５重量％以下でもよく、１０重量％以下でもよい。過マンガン酸ナトリウムの含有量を低減することは、研磨後に残留するナトリウムに起因する欠陥の発生を低減させる観点から有利となり得る。
　ここに開示される研磨用組成物、過マンガン酸ナトリウム以外の酸化剤（以下、「他の酸化剤」ともいう。）をさらに含んでもよく、含まなくてもよい。他の酸化剤の選択肢となり得る化合物の具体例としては、過酸化水素等の過酸化物；過マンガン酸、その塩であって過マンガン酸ナトリウム以外の過マンガン酸塩（例えば過マンガン酸カリウム）等の過マンガン酸類；過ヨウ素酸、その塩である過ヨウ素酸ナトリウム、過ヨウ素酸カリウム等の過ヨウ素酸類；ヨウ素酸、その塩であるヨウ素酸アンモニウム等のヨウ素酸類；臭素酸、その塩である臭素酸カリウム等の臭素酸類；鉄酸、その塩である鉄酸カリウム等の鉄酸類；過クロム酸、クロム酸、その塩であるクロム酸カリウム、二クロム酸、その塩である二クロム酸カリウム等の、クロム酸類や二クロム酸類；バナジン酸、その塩であるバナジン酸アンモニウム、バナジン酸ナトリウム、バナジン酸カリウム等のバナジン酸類；過ルテニウム酸またはその塩等のルテニウム酸類；過モリブテン酸、モリブデン酸、その塩であるモリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸二ナトリウム等のモリブデン酸類；過レニウム酸またはその塩等のレニウム酸類；過タングステン酸、タングステン酸、その塩であるタングステン酸二ナトリウム等のタングステン酸類；ペルオキソ一硫酸、ペルオキソ二硫酸等の過硫酸、その塩である過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の過硫酸類；塩素酸やその塩、過塩素酸、その塩である過塩素酸カリウム等の、塩素酸類や過塩素酸類；過オスミウム酸、オスミウム酸等のオスミウム酸類；過セレン酸、セレン酸等のセレン酸類；硝酸セリウムアンモニウム；が挙げられる。他の酸化剤としては、このような化合物の１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。いくつかの態様では、研磨用組成物の性能安定性（例えば、長期保存による劣化防止）等の観点から、他の酸化剤は無機化合物であることが好ましい。
　ここに開示される研磨用組成物は、他の酸化剤として、アルカリ金属イオンから選択されるカチオンと、遷移金属オキソ酸イオンから選択されるアニオンと、の塩である複合金属酸化物を含んでもよい。上記複合金属酸化物は、例えば炭化ケイ素等の高硬度材料の硬度を低下させ、該材料を脆弱にすることに有効である。上記複合金属酸化物は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。上記複合遷移金属酸化物における遷移金属オキソ酸イオンの具体例としては、過マンガン酸イオン、鉄酸イオン、クロム酸イオン、二クロム酸イオン、バナジン酸イオン、ルテニウム酸イオン、モリブデン酸イオン、レニウム酸イオン、タングステン酸イオン等が挙げられる。これらのうち、周期表の第４周期遷移金属元素のオキソ酸がより好ましい。周期表の第４周期遷移金属元素の好適例としては、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉが挙げられる。なかでも、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒがより好ましく、Ｍｎがさらに好ましい。上記複合遷移金属酸化物におけるアルカリ金属イオンは、Ｋ＋であることが好ましい。いくつかの態様において、他の酸化剤として過マンガン酸カリウムを好ましく採用し得る。
　なお、酸化剤として用いられる化合物が塩（例えば、過マンガン酸塩）である場合、該化合物は、研磨用組成物中においてイオンの状態で存在していてもよい。
　（砥粒）
　ここに開示される技術は、砥粒に関する以下の（ａ）および（ｂ）のいずれかを満たすことで特徴付けられる。
　（ａ）研磨用組成物は、モース硬度が８未満である砥粒Ａを含む。
　（ｂ）研磨用組成物は、砥粒を含まない。
　砥粒に関する上記（ａ）および（ｂ）のいずれかを満たす研磨用組成物によると、研磨表面におけるスクラッチや打痕の発生が抑制されやすい。酸化剤として過マンガン酸ナトリウムを含み、かつ、上記砥粒に関する上記（ａ）および（ｂ）のいずれかを満たす研磨用組成物によると、研磨除去速度の向上と、研磨表面におけるスクラッチや打痕発生の抑制とが両立して実現されやすい。なお、砥粒が２種以上の材料から構成されている場合、砥粒のモース硬度は、各材料につきモース硬度と質量比の積を求め、これを合計することにより求めればよい。
　砥粒Ａを構成する材料としては、砥粒Ａのモース硬度が８未満となる限りにおいて、特に限定されない。例えば、砥粒Ａは無機粒子、有機粒子および有機無機複合粒子のいずれかであり得る。例えば、砥粒Ａとして、シリカ粒子、酸化セリウム粒子、二酸化チタン粒子、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、酸化鉄粒子等の酸化物粒子；炭酸カルシウムや炭酸バリウム等の炭酸塩；ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）粒子、ポリメタクリル酸粒子、ポリアクリル酸粒子；等のいずれかから実質的に構成される砥粒が挙げられる。砥粒Ａは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、シリカ粒子、酸化セリウム粒子、二酸化マンガン粒子、酸化鉄粒子等の酸化物粒子は、良好な表面を形成し得るので好ましい。そのなかでも、シリカ粒子が特に好ましい。砥粒Ａとしてシリカ粒子を用いる態様において、ここに開示される技術を適用して研磨表面のスクラッチや打痕の発生を抑制する効果が好適に発揮され得る。
　なお、本明細書において、砥粒の組成について「実質的にＸからなる」または「実質的にＸから構成される」とは、当該砥粒に占めるＸの割合（Ｘの純度）が、重量基準で９０％以上であることをいう。また、上記砥粒に占めるＸの割合は、９５％以上が好ましく、９７％以上がより好ましく、９８％以上がさらに好ましく、例えば９９％以上である。
　砥粒Ａのモース硬度の下限は特に限定されない。高硬度材料の研磨に用いられて、研磨除去速度を向上させる観点から、砥粒Ａのモース硬度は５以上であることが好ましく、より好ましくは５．５以上であり、さらに好ましくは６以上であり、特に好ましくは６．５以上である。
　砥粒Ａは、モース硬度が８未満（好ましくは７．５未満）の粒子のいずれかから実質的に構成されていてもよい。あるいは、砥粒Ａとして、モース硬度が８未満（好ましくは７．５未満）の粒子の２種以上を組み合わせて用いてもよい。このような砥粒Ａによると、研磨表面におけるスクラッチや打痕の発生が抑制され得る。砥粒Ａのモース硬度が８未満となる限りにおいて、砥粒Ａとしてモース硬度が８未満（好ましくは７．５未満）の粒子を主成分（例えば砥粒Ａ全体を１００重量％としたときの含有量が７５重量％以上、好ましくは８０重量％以上、さらに好ましくは８５重量％以上）とし、モース硬度が８以上の粒子を副成分（例えば砥粒Ａ全体を１００重量％としたときの含有量が２５重量％未満、好ましくは２０重量％未満、さらに好ましくは１５重量％未満）として組み合わせて用いてもよい。
　砥粒Ａの平均一次粒子径は、特に限定されない。研磨除去速度向上の観点から、砥粒Ａの平均一次粒子径は、例えば５ｎｍ以上とすることができ、１０ｎｍ以上が適当であり、好ましくは２０ｎｍ以上であり、３０ｎｍ以上であってもよい。研磨除去速度のさらなる向上の観点から、いくつかの態様において、砥粒Ａの平均一次粒子径は、５０ｎｍ以上でもよく、８０ｎｍ以上でもよく、１５０ｎｍ以上でもよく、２５０ｎｍ以上でもよく、３５０ｎｍ以上でもよい。また、研磨後の面品質等の観点から、砥粒Ａの平均一次粒子径は、例えば５μｍ以下とすることができ、３μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以下であることがより好ましく、７５０ｎｍ以下でもよく、５００ｎｍ以下でもよい。研磨後のさらなる面品質向上等の観点から、いくつかの態様において、砥粒Ａの平均一次粒子径は、３５０ｎｍ以下でもよく、１８０ｎｍ以下でもよく、８５ｎｍ以下でもよく、５０ｎｍ以下でもよい。
　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Ａの平均二次粒子径は、例えば１０ｎｍ以上であってよく、研磨除去速度を高めやすくする観点から、好ましくは５０ｎｍ以上、より好ましくは１００ｎｍ以上であり、２５０ｎｍ以上でもよく、４００ｎｍ以上でもよい。砥粒Ａの平均二次粒子径の上限は、単位重量当たりの個数を充分に確保する観点から、凡そ１０μｍ以下とすることが適当である。また、研磨後の面品質等の観点から、上記平均二次粒子径は、好ましくは５μｍ以下、より好ましくは３μｍ以下、例えば１μｍ以下である。研磨後のさらなる面品質向上の観点から、いくつかの態様において、砥粒Ａの平均二次粒子径は、６００ｎｍ以下でもよく、３００ｎｍ以下でもよく、１７０ｎｍ以下でもよく、１００ｎｍ以下でもよい。
　砥粒Ａの平均二次粒子径は、５００ｎｍ未満の粒子については、例えば、日機装社製の型式「ＵＰＡ－ＵＴ１５１」を用いた動的光散乱法により、体積平均粒子径（体積基準の算術平均径；Ｍｖ）として測定することができる。また、５００ｎｍ以上の粒子についてはＢＥＣＫＭＡＮ　ＣＯＵＬＴＥＲ社製の型式「Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ　３」を用いた細孔電気抵抗法等により、体積平均粒子径として測定することができる。
　ここに開示される技術の好ましい一態様において、研磨用組成物は、砥粒Ａとしてシリカ粒子（シリカ砥粒）を含む。シリカ砥粒は、公知の各種シリカ粒子のなかから適宜選択して使用することができる。そのような公知のシリカ粒子としては、コロイダルシリカ、乾式法シリカ等が挙げられる。なかでも、コロイダルシリカの使用が好ましい。コロイダルシリカを含むシリカ砥粒によると、良好な面精度が好適に達成され得る。
　シリカ砥粒の形状（外形）は、球形であってもよく、非球形であってもよい。例えば、非球形をなすシリカ砥粒の具体例としては、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。ここに開示される技術において、シリカ砥粒は、一次粒子の形態であってもよく、複数の一次粒子が会合した二次粒子の形態であってもよい。また、一次粒子の形態のシリカ砥粒と二次粒子の形態のシリカ砥粒とが混在していてもよい。好ましい一態様では、少なくとも一部のシリカ砥粒が二次粒子の形態で研磨用組成物中に含まれている。
　シリカ砥粒としては、その平均一次粒子径が５ｎｍよりも大きいものを好ましく採用することができる。研磨効率等の観点から、シリカ砥粒の平均一次粒子径は、好ましくは１５ｎｍ以上、より好ましくは２０ｎｍ以上、さらに好ましくは２５ｎｍ以上、特に好ましくは３０ｎｍ以上である。シリカ砥粒の平均一次粒子径の上限は特に限定されないが、概ね１２０ｎｍ以下にすることが適当であり、好ましくは１００ｎｍ以下、より好ましくは８５ｎｍ以下である。例えば、研磨効率および面品質をより高いレベルで両立させる観点から、平均一次粒子径が１２ｎｍ以上８０ｎｍ以下のシリカ砥粒が好ましく、１５ｎｍ以上７５ｎｍ以下のシリカ砥粒が好ましい。
　シリカ砥粒の平均二次粒子径は特に限定されないが、研磨効率等の観点から、好ましくは２０ｎｍ以上、より好ましくは５０ｎｍ以上、さらに好ましくは７０ｎｍ以上である。また、より高品位の表面を得るという観点から、シリカ砥粒の平均二次粒子径は、５００ｎｍ以下が適当であり、好ましくは３００ｎｍ以下、より好ましくは２００ｎｍ以下、さらに好ましくは１３０ｎｍ以下、特に好ましくは１１０ｎｍ以下（例えば１００ｎｍ以下）である。
　シリカ粒子の真比重（真密度）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。シリカ粒子の真比重の増大により、物理的な研磨能力は高くなる傾向にある。シリカ粒子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、例えば２．２以下、２．０以下、１．９以下である。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。
　シリカ粒子の形状（外形）は、球状であることが好ましい。特に限定するものではないが、粒子の長径／短径比の平均値（平均アスペクト比）は、原理的に１．００以上であり、研磨除去速度を向上する観点から、例えば１．０５以上であってもよく、１．１０以上でもよい。また、粒子の平均アスペクト比は、３．０以下であることが適当であり、２．０以下であってもよい。研磨面の平滑性向上やスクラッチ低減の観点から、粒子の平均アスペクト比は、好ましくは１．５０以下であり、１．３０以下であってもよく、１．２０以下でもよい。
　粒子の形状（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、所定個数（例えば２００個）の粒子の形状を抽出する。抽出した各々の粒子の形状に外接する最小の長方形を描く。そして、各粒子の形状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。
　ここに開示される研磨用組成物における砥粒Ａ（例えばシリカ砥粒等）の含有量は、研磨表面におけるスクラッチや打痕発生を抑制する観点から、１０重量％未満であることが適切であり、５重量％未満であることが有利であり、３重量％未満（例えば１重量％未満）であることが好ましく、より好ましくは０．５重量％未満であり、さらに好ましくは０．３重量％以下（例えば０．１５重量％以下）である。いくつかの好ましい態様において、砥粒Ａの含有量は、０．１重量％以下であってもよく、０．０５重量％以下でもよい。砥粒Ａの含有量の下限は特に制限されず、例えば０．０００００１重量％以上（すなわち、０．０１ｐｐｍ以上）であり得る。砥粒Ａの使用効果を高める観点から、いくつかの態様において、研磨用組成物における砥粒Ａの含有量は、０．００００１重量％以上でもよく、０．０００１重量％以上でもよく、０．００１重量％以上でもよく、０．００２重量％以上でもよく、０．００５重量％以上でもよい。いくつかの態様において、研磨用組成物における砥粒Ａの含有量は、０．０１重量％以上でもよく、０．０２重量％以上でもよく、０．０３重量％以上でもよく、０．１重量％超であってもよく、０．３重量％超でもよく、０．５重量％以上でもよく、０．８重量％以上でもよい。ここに開示される研磨用組成物が複数種類の砥粒を含む場合、該研磨用組成物における砥粒の含有量とは、上記複数種類の砥粒の合計含有量のことをいう。
　ここに開示される研磨用組成物は、粒子としてダイヤモンド粒子を実質的に含まないものであることが好ましい。ダイヤモンド粒子は硬度が高いため、平滑性向上の制限要因となり得る。また、ダイヤモンド粒子は概して高価であることから、費用効果の点で有利な材料とはいえず、実用面からは、ダイヤモンド粒子等の高価格材料への依存度は低くてもよい。ここで、粒子がダイヤモンド粒子を実質的に含まないとは、粒子全体のうちダイヤモンド粒子の割合が１重量％以下、より好ましくは０．５重量％以下、典型的には０．１重量％以下であることをいい、ダイヤモンド粒子の割合が０重量％である場合を包含する。このような態様において、本発明の適用効果が好適に発揮され得る。
　砥粒として砥粒Ａを含む場合、ここに開示される研磨用組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、モース硬度が８以上の砥粒Ｂをさらに含有してもよい。砥粒Ｂとして、アルミナ粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化クロム粒子のいずれかから実質的に構成される砥粒が挙げられる。砥粒Ｂの含有量は、研磨用組成物に含まれる砥粒の全重量のうち、例えば３０重量％以下とすることが適当であり、好ましくは２０重量％以下、より好ましくは１０重量％以下である。
　いくつかの好ましい態様において、上記研磨用組成物は、砥粒Ｂを実質的に含まない。砥粒Ｂは硬度が比較的高いため、研磨表面のスクラッチや打痕発生の要因となり得る。ここで、砥粒Ｂを実質的に含まないとは、研磨用組成物に含まれる砥粒の全重量のうち、砥粒Ｂの割合が１重量％以下、より好ましくは０．５重量％以下、典型的には０．１重量％以下であることをいい、砥粒Ｂの割合が０重量％である場合を包含する。このような態様において、本発明の適用効果が好適に発揮され得る。
　いくつかの好ましい態様において、ここに開示される研磨用組成物は砥粒を含まない。かかる態様によると、研磨表面のスクラッチや打痕発生の抑制の効果がよりよく発揮される。酸化剤として過マンガン酸ナトリウムを使用する研磨用組成物において、砥粒を含まない態様によると、研磨除去速度向上および研磨後の表面品質の向上とが好適に実現しやすい。
　砥粒を含む研磨用組成物において、酸化剤の含有量と砥粒の含有量との関係は、特に限定されず、使用目的や使用態様に応じて所望の効果が達成されるように適切に設定し得る。砥粒の含有量Ｗｐ［重量％］に対する酸化剤の含有量Ｗｘ［重量％］の比、すなわちＷｘ／Ｗｐは、例えば凡そ０．０１以上とすることができ、０．０２５以上とすることが適当であり、０．０３以上でもよく、０．０５以上でもよく、０．１以上でもよく、０．２以上でもよく、１以上でもよく、５以上であることが有利であり、８以上であることが好ましく、１０以上であることがより好ましい。Ｗｘ／Ｗｐがより大きくなると、機械的研磨の寄与に対する化学的研磨の寄与がより大きくなる傾向にある。いくつかの態様において、Ｗｘ／Ｗｐは、２０以上でもよく、６０以上でもよく、さらには８０以上でもよく、９０以上でもよく、１５０以上でもよく、２００以上でもよい。Ｗｘ／Ｗｐの上限は特に制限されないが、研磨用組成物の保存安定性等の観点から、例えば凡そ５０００以下とすることができ、１５００以下でもよく、１０００以下でもよく、８００以下でもよく、４００以下でもよい。
　なお、上記「Ｗｘ／Ｗｐ」において、「Ｗｘ」とは研磨用組成物における酸化剤の含有量を「重量％」の単位で表した場合の数値部分、「Ｗｐ」とは研磨用組成物における砥粒の含有量を「重量％」の単位で表した場合の数値部分を表しており、ＷｘおよびＷｐはいずれも無次元数である。
　（金属塩）
　ここに開示される研磨用組成物は、いくつかの態様において、研磨促進剤として酸化剤とは異なる金属塩をさらに含む。酸化剤を含む態様において、上記金属塩を用いると、研磨除去速度がより向上しやすい。また、上記金属塩を用いると、研磨用組成物の性能劣化（例えば、研磨除去速度の低下等）が抑制されやすい。
　（第１金属塩）
　いくつかの好ましい態様において、研磨用組成物は、アルカリ土類金属塩から選択される第１金属塩を含む。第１金属塩としては、１種のアルカリ土類金属塩を単独で用いてもよく、２種以上のアルカリ土類金属塩を組み合わせて用いてもよい。第１金属塩を用いることにより、研磨除去速度が向上し得る。第１金属塩は、アルカリ土類金属に属する元素として、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのうちのいずれか１種または２種以上を含むことが好ましい。なかでもＣａ、Ｓｒのうちのいずれかが好ましく、Ｃａがより好ましい。
　第１金属塩における塩の種類は特に限定されず、無機酸塩であっても有機酸塩であってもよい。無機酸塩の例としては、塩酸、臭化水素酸、フッ化水素酸等のハロゲン化水素酸や、硝酸、硫酸、炭酸、ケイ酸、ホウ酸、リン酸等の塩が挙げられる。有機酸塩の例としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、安息香酸、グリシン酸、酪酸、クエン酸、酒石酸、トリフルオロ酢酸等のカルボン酸；メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸等の有機スルホン酸；メチルホスホン酸、ベンゼンホスホン酸、トルエンホスホン酸等の有機ホスホン酸；エチルリン酸等の有機リン酸；等の塩が挙げられる。なかでも、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸の塩が好ましく、塩酸、硝酸の塩がより好ましい。ここに開示される技術は、例えば、第１金属塩としてアルカリ土類金属の硝酸塩または塩化物を用いる態様で好ましく実施され得る。
　第１金属塩の選択肢となり得るアルカリ土類金属塩の具体例としては、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化ストロンチウム、塩化バリウム等の塩化物；臭化マグネシウム、臭化カルシウム、臭化ストロンチウム、臭化バリウム等の臭化物；フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウム等のフッ化物；硝酸マグネシウム、硝酸カルシウム、硝酸ストロンチウム、硝酸バリウム等の硝酸塩；硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸ストロンチウム、硫酸バリウム等の硫酸塩；炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム等の炭酸塩；酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム、酢酸ストロンチウム、酢酸バリウム、安息香酸マグネシウム、安息香酸カルシウム、安息香酸バリウム、クエン酸マグネシウム、クエン酸カルシウム、クエン酸ストロンチウム、クエン酸バリウム等のカルボン酸塩；等が挙げられる。
　第１金属塩は、好ましくは水溶性の塩である。水溶性の第１金属塩を用いることにより、スクラッチ等の欠陥の少ない良好な表面を効率よく形成し得る。
　また、第１金属塩は、酸化剤によって酸化されない化合物であることが好ましい。かかる観点から酸化剤および第１金属塩を適切に選択することにより、第１金属塩が酸化剤で酸化されることによる該酸化剤の失活を防ぎ、経時による研磨用組成物の性能劣化（例えば、研磨除去速度の低下等）を抑制することができる。かかる観点から、好ましい第１金属塩として硝酸カルシウムが挙げられる。
　研磨用組成物が第１金属塩を含む場合において、研磨用組成物における第１金属塩の濃度（含有量）は、特に限定されず、該研磨用組成物の使用目的や使用態様に応じて、所望の効果が達成されるように適切に設定し得る。第１金属塩の濃度は、例えば凡そ１０００ｍＭ以下（すなわち、１モル／Ｌ以下）であってよく、５００ｍＭ以下でもよく、３００ｍＭ以下でもよい。いくつかの態様において、第１金属塩の濃度は、２００ｍＭ以下とすることが適当であり、１００ｍＭ以下とすることが好ましく、５０ｍＭ以下とすることがより好ましく、３０ｍＭ以下でもよく、２０ｍＭ以下でもよく、１０ｍＭ以下でもよい。第１金属塩の濃度の下限は、例えば０．１ｍＭ以上であってよく、第１金属塩の使用効果を適切に発揮する観点から０．５ｍＭ以上とすることが好ましく、１ｍＭ以上とすることがより好ましく、２．５ｍＭ以上でもよく、５ｍＭ以上でもよく、１０ｍＭ以上でもよく、２０ｍＭ以上でもよく、３０ｍＭ以上でもよい。
　研磨用組成物が第１金属塩を含む場合において、特に限定されるものではないが、酸化剤を含む研磨用組成物に第１金属塩を含有させることによる効果をより良く発揮させる観点から、研磨用組成物における第１金属塩の濃度（複数の第１金属塩を含む場合には、それらの合計濃度）ＣＳ１［ｍＭ］と、酸化剤の含有量（複数の酸化剤を含む場合には、それらの合計含有量）Ｗｘ［重量％］との比（ＣＳ１／Ｗｘ）は、通常０以上であり、好ましくは０．０１以上、より好ましくは０．０２５以上であり、０．０５以上でもよく、０．１以上でもよく、０．５以上でもよい。いくつかの態様において、ＣＳ１／Ｗｘは、例えば０．８以上であってよく、１．０以上でもよく、２．０以上でもよく、２．５以上でもよく、３．０以上でもよい。ＣＳ１／Ｗｘの上限は特に限定されないが、例えば３００以下とすることができ、概ね１００以下であることが適当であり、好ましくは７５以下でもよく、より好ましくは５０以下であり、さらに好ましくは２５以下である。いくつかの好ましい態様において、ＣＳ１／Ｗｘは、２０以下でもよく、１０以下でもよく、５以下でもよく、４以下でもよく、３以下でもよく、２以下でもよく、１以下でもよい。
　なお、上記「ＣＳ１／Ｗｘ」において、「ＣＳ１」とは研磨用組成物における第１金属塩の濃度（含有量）を「ｍＭ」の単位で表した場合の数値部分、「Ｗｘ」とは研磨用組成物における酸化剤の含有量を「重量％」の単位で表した場合の数値部分を表しており、ＣＳ１およびＷｘはいずれも無次元数である。
　（第２金属塩）
　いくつかの好ましい態様において、研磨用組成物は、周期表の第３～１６族に属する金属を含むカチオンと、アニオンとの塩から選択される第２金属塩を含む。第２金属塩としては、周期表の第３～１６族に属する金属を含むカチオンと、アニオンとの塩から選択される金属塩の１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。第２金属塩を用いることにより、研磨除去速度が向上し得る。
　第２金属塩のカチオンは、遷移金属、すなわち周期表の第３～１２族に属する金属を含むカチオンでもよく、貧金属、すなわち第１３～１６族に属する金属を含むカチオンでもよい。上記遷移金属としては、周期表の第４～１１族に属するものが好ましく、また、周期表の第４～６周期に属するものが適当であり、第４～５周期に属するものが好ましく、第４周期に属するものがより好ましい。上記貧金属としては、周期表の第１３～１５族に属するものが好ましく、第１３～１４族に属するものがより好ましく、また、周期表の第３～５周期に属するものが好ましく、第３～４周期に属するものがより好ましく、第３周期に属する貧金属、すなわちアルミニウムが特に好ましい。
　いくつかの態様において、第２金属塩は、水和金属イオンのｐＫａが凡そ７未満である金属を含むカチオンと、アニオンとの塩であることが好ましい。このようなカチオンとアニオンとの塩である第２金属塩は、水中で水和金属カチオンを生成し、その水和金属カチオンは配位水上のプロトンが着脱平衡にあることからｐＨ緩衝剤として作用することにより、経時による研磨用組成物の性能劣化を抑制しやすい。かかる観点から、第２金属塩としては、水和金属イオンのｐＫａが、例えばまたは７．０未満、または６．０以下である金属カチオンと、アニオンとの塩を好ましく採用し得る。水和金属イオンのｐＫａが６．０以下である金属カチオンとしては、例えばＡｌ３＋（水和金属イオンのｐＫａが５．０）、Ｃｒ３＋（同４．０）、Ｆｅ３＋（同２．２）、ＺｒＯ２＋（同－０．３）、Ｇａ３＋（同２．６）、Ｉｎ３＋（同４．０）が挙げられるが、これらに限定されない。
　第２金属塩における塩の種類は特に限定されず、無機酸塩であっても有機酸塩であってもよい。無機酸塩の例としては、塩酸、臭化水素酸、フッ化水素酸等のハロゲン化水素酸や、硝酸、硫酸、炭酸、ケイ酸、ホウ酸、リン酸等の塩が挙げられる。有機酸塩の例としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、安息香酸、グリシン酸、酪酸、クエン酸、酒石酸、トリフルオロ酢酸等のカルボン酸；メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸等の有機スルホン酸；メチルホスホン酸、ベンゼンホスホン酸、トルエンホスホン酸等の有機ホスホン酸；エチルリン酸等の有機リン酸；等の塩が挙げられる。なかでも、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸の塩が好ましく、塩酸、硝酸、硫酸の塩がより好ましい。ここに開示される技術は、例えば、第２金属塩として、Ａｌ３＋、Ｃｒ３＋、Ｆｅ３＋、ＺｒＯ２＋、Ｇａ３＋、Ｉｎ３＋のいずれかのカチオンと、硝酸イオン（ＮＯ３ －）または塩化物イオン（Ｃｌ－）との塩を用いる態様で好ましく実施され得る。
　第２金属塩は、好ましくは水溶性の塩である。水溶性の第２金属塩を用いることにより、スクラッチ等の欠陥の少ない良好な表面を効率よく形成し得る。
　また、第２金属塩は、酸化剤によって酸化されない化合物であることが好ましい。かかる観点から酸化剤および第２金属塩を適切に選択することにより、第２金属塩が酸化剤で酸化されることによる該酸化剤の失活を防ぎ、経時による研磨用組成物の性能劣化（例えば、研磨除去速度の低下等）を抑制することができる。かかる観点から、好ましい第２金属塩として硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム等が例示される。
　研磨用組成物が第２金属塩を含む場合において、研磨用組成物における第２金属塩の濃度（含有量）は、特に限定されず、該研磨用組成物の使用目的や使用態様に応じて、所望の効果が達成されるように適切に設定し得る。第２金属塩の濃度は、例えば凡そ１０００ｍＭ以下（すなわち、１モル／Ｌ以下）であってよく、５００ｍＭ以下でもよく、３００ｍＭ以下でもよい。いくつかの態様において、第２金属塩の濃度は、２００ｍＭ以下とすることが適当であり、１００ｍＭ以下とすることが好ましく、５０ｍＭ以下とすることがより好ましく、４０ｍＭ以下でもよく、３５ｍＭ以下でもよく、３２ｍＭ以下でもよい。第２金属塩の濃度の下限は、例えば０．１ｍＭ以上であってよく、第２金属塩の使用効果を適切に発揮する観点から１ｍＭ以上とすることが有利であり、５ｍＭ以上とすることが好ましく、１０ｍＭ以上（例えば１５ｍＭ以上）とすることがより好ましく、２０ｍＭ以上であってもよく、２５ｍＭ以上であってもよい。
　研磨用組成物が第２金属塩を含む場合において、特に限定されるものではないが、酸化剤を含む研磨用組成物に第２金属塩を含有させることによる効果をより良く発揮させる観点から、研磨用組成物における第２金属塩の濃度（複数の第２金属塩を含む場合には、それらの合計濃度）ＣＳ２［ｍＭ］と、酸化剤の含有量（複数の酸化剤を含む場合には、それらの合計含有量）Ｗｘ［重量％］との比（ＣＳ２／Ｗｘ）は、通常０以上であり、好ましくは０．０１以上、より好ましくは０．０２５以上であり、０．０５以上でもよく、０．１以上でもよく、０．５以上でもよい。いくつかの態様において、ＣＳ２／Ｗｘは、例えば０．８以上であってよく、１．０以上でもよく、２．０以上でもよく、２．５以上でもよく、３．０以上でもよい。ＣＳ２／Ｗｘの上限は特に限定されないが、概ね５００以下であることが適当であり、３００以下でもよく、好ましくは２００以下でもよく、より好ましくは１００以下であり、さらに好ましくは５０以下である。いくつかの好ましい態様において、ＣＳ２／Ｗｘは、２５以下でもよく、２０以下でもよく、１２以下でもよく、９以下でもよく、７以下でもよく、４以下でもよく、３以下でもよく、２以下でもよい。
　なお、上記「ＣＳ２／Ｗｘ」において、「ＣＳ２」とは研磨用組成物における第２金属塩の濃度（含有量）を「ｍＭ」の単位で表した場合の数値部分、「Ｗｘ」とは研磨用組成物における酸化剤の含有量を「重量％」の単位で表した場合の数値部分を表しており、ＣＳ２およびＷｘはいずれも無次元数である。
　いくつかの好ましい態様において、研磨用組成物は第１金属塩および第２金属塩を組み合わせて含んでもよい。第１金属塩と第２金属塩とを組み合わせて含む場合におけるいくつかの好ましい態様において、第１金属塩および第２金属塩は、それらのアニオン種が同一である。第１金属塩および第２金属塩に共通するアニオン種は、例えば硝酸、塩酸、リン酸等であり得る。より高い効果を得る観点から、第１金属塩および第２金属塩がいずれも硝酸塩である研磨用組成物が特に好ましい。
　研磨用組成物が第１金属塩と第２金属塩とを組み合わせて含む場合、研磨用組成物における第１金属塩の濃度ＣＳ１［ｍＭ］と第２金属塩の濃度ＣＳ２［ｍＭ］との関係は、特に限定されず、これらを併用することによる効果が適切に発揮されるように設定することができる。例えば、ＣＳ１／ＣＳ２は、０．００１～１０００の範囲であり得る。研磨除去速度向上の観点から、いくつかの態様において、ＣＳ１／ＣＳ２は、凡そ０．０１以上であることが適当であり、０．０５以上（例えば０．１以上）であることが好ましい。また、ＣＳ１／ＣＳ２は、凡そ１００以下であることが適当であり、５０以下であることが好ましく、３０以下であってもよく、２５以下（例えば１０以下）であることがより好ましい。
　砥粒および第１金属塩を含む研磨用組成物において、第１金属塩の濃度と砥粒の含有量との関係は、特に限定されず、使用目的や使用態様に応じて所望の効果が達成されるように適切に設定し得る。砥粒の含有量Ｗｐ（複数の砥粒を含む場合には、それらの合計含有量）［重量％］に対する第１金属塩の濃度ＣＳ１（複数の第１金属塩を含む場合には、それらの合計濃度）［ｍＭ］の比、すなわちＣＳ１／Ｗｐは、例えば０．０５以上とすることができ、０．１以上とすることが適当であり、０．２以上であってもよく、１以上であってもよく、３以上であってもよく、５以上であってもよく、１０以上であることが好ましく、３０以上であることがより好ましく、５０以上でもよく、９０以上でもよい。ＣＳ１／Ｗｐがより大きくなると、機械的研磨の寄与に対する化学的研磨の寄与がより大きくなる傾向にある。いくつかの態様において、ＣＳ１／Ｗｐは、１００以上でもよく、２００以上でもよく、５００以上でもよい。ＣＳ１／Ｗｐの上限は特に制限されないが、研磨用組成物の保存安定性等の観点から、例えば凡そ１００００以下とすることができ、５０００以下でもよく、２５００以下でもよく、１０００以下でもよく、５００以下でもよく、３００以下でもよい。いくつかの態様において、ＣＳ１／Ｗｐは、２００以下でもよく、１５０以下でもよく、１２０以下でもよい。
　なお、上記「ＣＳ１／Ｗｐ」において、「ＣＳ１」とは研磨用組成物における第１金属塩の濃度を「ｍＭ」の単位で表した場合の数値部分、「Ｗｐ」とは研磨用組成物における砥粒の含有量を「重量％」の単位で表した場合の数値部分を表しており、ＷｐおよびＣＳ１はいずれも無次元数である。
　砥粒および第２金属塩を含む研磨用組成物において、第２金属塩の濃度と砥粒の含有量との関係は、特に限定されず、使用目的や使用態様に応じて所望の効果が達成されるように適切に設定し得る。砥粒の含有量Ｗｐ（複数の砥粒を含む場合には、それらの合計含有量）［重量％］に対する金属塩Ｂの濃度ＣＳ２（複数の第２金属塩を含む場合には、それらの合計含有量）［ｍＭ］の比、すなわちＣＳ２／Ｗｐは、例えば０．０５以上とすることができ、０．１以上とすることが適当であり、０．２以上であってもよく、１以上でもよく、３以上でもよく、５以上でもよく、１０以上であることが好ましく、３０以上であることがより好ましく、５０以上でもよく、９０以上でもよい。ＣＳ２／Ｗｐがより大きくなると、機械的研磨の寄与に対する化学的研磨の寄与がより大きくなる傾向にある。いくつかの態様において、ＣＳ２／Ｗｐは、１００以上でもよく、２００以上でもよく、３００以上でもよく、５００以上でもよい。ＣＳ２／Ｗｐの上限は特に制限されないが、研磨用組成物の保存安定性等の観点から、例えば凡そ２００００以下とすることができ、１００００以下でもよく、５０００以下でもよく、２５００以下でもよく、１０００以下でもよい。いくつかの態様において、ＣＳ２／Ｗｐは、８００以下でもよく、５００以下でもよく、３５０以下でもよい。
　なお、上記「ＣＳ２／Ｗｐ」において、「ＣＳ２」とは研磨用組成物における第２金属塩の濃度を「ｍＭ」の単位で表した場合の数値部分、「Ｗｐ」とは研磨用組成物における砥粒の含有量を「重量％」の単位で表した場合の数値部分を表しており、ＣＳ２およびＷｐはいずれも無次元数である。
　（水）
　ここに開示される研磨用組成物は、水を含む。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。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）をさらに含んでいてもよい。通常は、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適当であり、９５体積％以上が水であることが好ましく、９９～１００体積％が水であることがより好ましい。
　（酸）
　研磨用組成物は、ｐＨ調整や研磨除去速度を向上する等の目的で、必要に応じて酸を含有することができる。酸としては、無機酸および有機酸のいずれも使用可能である。無機酸の例としては、硫酸、硝酸、塩酸、炭酸等が挙げられる。有機酸の例としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸等の脂肪族カルボン酸、安息香酸、フタル酸等の芳香族カルボン酸、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、有機スルホン酸、有機ホスホン酸等が挙げられる。これらは、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。酸を使用する場合、その使用量は特に限定されず、使用目的（例えばｐＨ調整）に応じた使用量とすることができる。あるいは、ここに開示される研磨用組成物のいくつかの態様では、酸を実質的に含有しない組成であってもよい。
　（塩基性化合物）
　研磨用組成物は、ｐＨ調整や研磨除去速度を向上する等の目的で、必要に応じて塩基性化合物を含有することができる。ここで塩基性化合物とは、研磨用組成物に添加されることによって該組成物のｐＨを上昇させる機能を有する化合物を指す。塩基性化合物の例としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物；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、炭酸ナトリウム等の炭酸塩や炭酸水素塩；アンモニア；第四級アンモニウム化合物、例えば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、水酸化テトラブチルアンモニウム等の水酸化第四級アンモニウム；その他、アミン類、リン酸塩やリン酸水素塩、有機酸塩等が挙げられる。塩基性化合物は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。塩基性化合物を使用する場合、その使用量は特に限定されず、使用目的（例えばｐＨ調整）に応じた使用量とすることができる。あるいは、ここに開示される研磨用組成物のいくつかの態様では、塩基性化合物を実質的に含有しない組成であってもよい。
　（その他の成分）
　ここに開示される研磨用組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、キレート剤、増粘剤、分散剤、表面保護剤、濡れ剤、界面活性剤、防錆剤、防腐剤、防カビ剤等の、研磨用組成物（例えば、炭化ケイ素等の高硬度材料の研磨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。上記添加剤の含有量は、その添加目的に応じて適宜設定すればよく、本発明を特徴づけるものではないため、詳しい説明は省略する。
　（ｐＨ）
　研磨用組成物のｐＨは、１～１２程度とすることが適当である。ｐＨが上記範囲であると、実用的な研磨除去速度が達成されやすい。いくつかの態様において、上記ｐＨは、１２．０以下でもよく、１１．０以下でもよく、１０．０以下でもよく、９．０以下でもよく、９．０未満でもよく、８．０以下でもよく、８．０未満でもよく、７．０以下でもよく、７．０未満でもよく、６．０以下でもよい。金属塩の使用による研磨除去速度向上の効果をより発揮しやすくする観点から、いくつかの態様において、研磨用組成物のｐＨは、好ましくは６．０未満であり、５．０以下でもよく、５．０未満でもよく、４．０以下でもよく、４．０未満でもよい。上記ｐＨは、例えば１．０以上であってよく、１．５以上でもよく、２．０以上でもよく、２．５以上でもよい。
　ここに開示される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、研磨用組成物に含まれ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。
　ここに開示される研磨用組成物は、一剤型であってもよいし、二剤型を始めとする多剤型であってもよい。例えば、該研磨用組成物の構成成分（例えば水以外の成分）のうち一部の成分を含むパートＡと、残りの成分を含むパートＢとが混合されて研磨対象物の研磨に用いられるように構成されていてもよい。これらは、例えば使用前は分けて保管されており、使用時に混合して一液の研磨用組成物が調製され得る。混合時には、希釈用の水等がさらに混合され得る。
＜研磨対象物＞
　ここに開示される研磨用組成物の研磨対象物は特に限定されない。例えば、ここに開示される研磨用組成物は、化合物半導体材料により構成された表面を有する基板、すなわち化合物半導体基板の研磨に適用され得る。化合物半導体基板の構成材料は、特に限定されず、例えば、テルル化カドミウム、セレン化亜鉛、硫化カドミウム、テルル化カドミウム水銀、テルル化亜鉛カドミウム等のＩＩ－ＶＩ族化合物半導体；窒化ガリウム、ヒ化ガリウム、リン化ガリウム、リン化インジウム、ヒ化アルミニウムガリウム、ヒ化ガリウムインジウム、ヒ化窒素インジウムガリウム、リン化アルミニウムガリウムインジウム等のＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体；炭化ケイ素、ケイ化ゲルマニウム等のＩＶ－ＩＶ族化合物半導体；等であり得る。これらのうち複数の材料により構成された研磨対象物であってもよい。好ましい一態様において、ここに開示される研磨用組成物は、酸化物ではない（即ち、非酸化物の）化学物半導体材料により構成された表面を有する基板の研磨に適用され得る。非酸化物の化学物半導体材料により構成された表面を有する基板の研磨において、ここに開示される研磨用組成物に含有される酸化剤による研磨促進効果が好適に発揮されやすい。
　ここに開示される研磨用組成物は、例えば、５００Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する研磨対象物表面の研磨に好ましく用いられ得る。上記ビッカース硬度は、好ましくは７００Ｈｖ以上であり、例えば１０００Ｈｖ以上、あるいは１５００Ｈｖ以上である。研磨対象材料のビッカース硬度は、１８００Ｈｖ以上であってもよく、２０００Ｈｖ以上でもよく、２２００Ｈｖ以上でもよい。研磨対象物表面のビッカース硬度の上限は特に限定されず、例えば凡そ７０００Ｈｖ以下であってよく、５０００Ｈｖ以下でもよく、３０００Ｈｖ以下でもよい。なお、本明細書において、ビッカース硬度は、ＪＩＳ　Ｒ　１６１０：２００３に基づいて測定することができる。上記ＪＩＳ規格に対応する国際規格はＩＳＯ　１４７０５：２０００である。
　１５００Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する材料としては、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ガリウム等が挙げられる。ここに開示される技術における研磨対象物は、機械的かつ化学的に安定な上記材料の単結晶表面を有するものであり得る。なかでも、研磨対象物表面は、炭化ケイ素および窒化ガリウムのうちのいずれかから構成されていることが好ましく、炭化ケイ素から構成されていることがより好ましい。炭化ケイ素は、電力損失が少なく耐熱性等に優れる化合物半導体基板材料として期待されており、研磨除去速度の向上により生産性を改善することの実用上の利点は特に大きい。ここに開示される技術は、炭化ケイ素の単結晶表面の研磨に対して特に好ましく適用され得る。
＜研磨方法＞
　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、研磨対象物の研磨に使用することができる。
　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（スラリー）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、上記研磨用組成物をそのまま研磨液として使用してもよい。また、多剤型の研磨用組成物の場合、上記研磨液を用意することには、それらの剤を混合すること、該混合の前に１または複数の剤を希釈すること、該混合の後にその混合物を希釈すること、等が含まれ得る。
　次いで、その研磨液を研磨対象物に供給し、当業者によってなされる通常の方法で研磨する。例えば、一般的な研磨装置に研磨対象物をセットし、該研磨装置の研磨パッドを通じて該研磨対象物の研磨対象面に上記研磨液を供給する方法である。典型的には、上記研磨液を連続的に供給しつつ、研磨対象物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。かかるポリシング工程を経て研磨対象物の研磨が完了する。
　なお、ここに開示される技術における研磨用組成物に含まれ得る各成分について上述した含有量（濃度）および含有量（濃度）の比は、典型的には、実際に研磨対象物に供給される際の（すなわち、point of useの）研磨用組成物における含有量および含有量の比を意味し、したがって研磨液における含有量および含有量の比と読み替えることができる。
　この明細書によると、研磨対象物（典型的には、研磨対象材料）を研磨する研磨方法および該研磨方法を用いた研磨物の製造方法が提供される。上記研磨方法は、ここに開示される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ことによって特徴づけられる。好ましい一態様に係る研磨方法は、予備ポリシングを行う工程（予備ポリシング工程）と、仕上げポリシングを行う工程（仕上げポリシング工程）と、を含んでいる。典型的な一態様では、予備ポリシング工程は、仕上げポリシング工程の直前に配置されるポリシング工程である。予備ポリシング工程は、１段のポリシング工程であってもよく、２段以上の複数段のポリシング工程であってもよい。また、ここでいう仕上げポリシング工程は、予備ポリシングが行われた研磨対象物に対して仕上げポリシングを行う工程であって、砥粒を含むポリシング用スラリーを用いて行われるポリシング工程のうち最後に（すなわち、最も下流側に）配置される研磨工程のことをいう。このように予備ポリシング工程と仕上げポリシング工程とを含む研磨方法において、ここに開示される研磨用組成物は、予備ポリシング工程で用いられてもよく、仕上げポリシング工程で用いられてもよく、予備ポリシング工程および仕上げポリシング工程の両方で用いられてもよい。
　予備ポリシングおよび仕上げポリシングは、片面研磨装置による研磨、両面研磨装置による研磨のいずれにも適用可能である。片面研磨装置では、セラミックプレートにワックスで研磨対象物を貼りつけたり、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、ポリシング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を押しつけて両者を相対的に移動させることにより研磨対象物の片面を研磨する。上記移動は、例えば回転移動である。両面研磨装置では、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、上方よりポリシング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同時に研磨する。
　上記ポリシングの条件は、研磨される材料の種類や、目標とする表面性状（具体的には平滑性）、研磨除去速度等に基づいて適切に設定されるので、特定の条件に限定されない。例えば、加工圧力については、ここに開示される研磨用組成物は、例えば１０ｋＰａ以上１５０ｋＰａ以下の広い圧力範囲で用いることができる。研磨除去速度を向上させる観点から、いくつかの態様において、上記加工圧力は、例えば２０ｋＰａ以上、３０ｋＰａ以上または４０ｋＰａ以上であってよく、また、１００ｋＰａ以下、８０ｋＰａ以下または６０ｋＰａ以下とすることができる。ここに開示される研磨用組成物は、例えば３０ｋＰａ以上またはより高い加工条件での研磨にも好ましく用いることができ、かかる研磨を経て得られる目的物（研磨物）の生産性を高めることができる。なお、ここでいう加工圧力は研磨圧力と同義である。
　ここに開示される各ポリシング工程で使用される研磨パッドは、特に限定されない。例えば、不織布タイプ、スウェードタイプ、硬質発泡ポリウレタンタイプのいずれを用いてもよい。いくつかの態様において、硬質発泡ポリウレタンタイプの研磨パッドを好ましく採用し得る。なお、ここに開示される技術において用いられる研磨パッドは、砥粒を含まない研磨パッドである。
　ここに開示される方法により研磨された研磨対象物は、典型的にはポリシング後に洗浄される。この洗浄は、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、公知、慣用のものを適宜選択して用いることができる。
　なお、ここに開示される研磨方法は、上記予備ポリシング工程および仕上げポリシング工程に加えて任意の他の工程を含み得る。そのような工程としては、予備ポリシング工程の前に行われる機械研磨工程やラッピング工程が挙げられる。上記機械研磨工程は、ダイヤモンド砥粒を溶媒に分散させた液を用いて研磨対象物を研磨する。いくつかの好ましい態様において、上記分散液は酸化剤を含まない。上記ラッピング工程は、研磨定盤、例えば鋳鉄定盤の表面を研磨対象物に押し当てて研磨する工程である。したがって、ラッピング工程では研磨パッドは使用しない。ラッピング工程は、典型的には、研磨定盤と研磨対象物との間に砥粒を供給して行われる。上記砥粒は、典型的にはダイヤモンド砥粒である。また、ここに開示される研磨方法は、予備ポリシング工程の前や、予備ポリシング工程と仕上げポリシング工程との間に追加の工程を含んでもよい。追加の工程は、例えば洗浄工程やポリシング工程である。
＜研磨物の製造方法＞
　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を含む研磨物の製造方法および該方法により製造された研磨物の提供が含まれ得る。上記研磨物の製造方法は、例えば炭化ケイ素基板の製造方法である。すなわち、ここに開示される技術によると、高硬度材料から構成された表面を有する研磨対象物を、ここに開示されるいずれかの研磨方法を適用して研磨することを含む、研磨物の製造方法および該方法により製造された研磨物が提供される。上記製造方法によると、研磨を経て製造される基板、例えば炭化ケイ素基板が効率的に提供され得る。
　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。
＜＜実験例１＞＞
＜研磨用組成物の調製＞
　（例１）
　シリカ砥粒と、酸化剤としての過マンガン酸ナトリウムと、脱イオン水とを混合して、シリカ砥粒を０．１％、過マンガン酸ナトリウムを１．４％の濃度で含む研磨用組成物を調製した。本例に係る研磨用組成物のｐＨは、硝酸を使用して３．０とした。シリカ砥粒としては、平均一次粒子径が３５ｎｍのコロイダルシリカを使用した。
　（例２～例７）
　過マンガン酸ナトリウムの濃度を表１に示す通りとした以外は、例１と同様の方法で本例の研磨用組成物を調製した。
　（例８）
　アルミナ砥粒と、酸化剤としての過マンガン酸ナトリウムと、脱イオン水とを混合して、アルミナ砥粒を１．０％、過マンガン酸ナトリウムを１．４％の濃度で含む研磨用組成物を調製した。本例に係る研磨用組成物のｐＨは、硝酸を使用して３．０とした。アルミナ砥粒としては、平均一次粒子径が３１０ｎｍのα－アルミナ砥粒を使用した。
　（例９～例１６）
　過マンガン酸ナトリウムの濃度を表１に示す通りとした以外は、例８と同様の方法で本例の研磨用組成物を調製した。
＜研磨対象物の研磨＞
　アルミナ砥粒を含む予備研磨用組成物を用いてＳｉＣウェーハを予備研磨した。この予備研磨されたＳｉＣウェーハを研磨対象物とし、各例に係る研磨用組成物をそのまま研磨液として使用して、上記研磨対象物を下記のポリシング条件で研磨した。
　　［ポリシング条件］
　研磨装置：不二越機械工業社、型式「ＲＤＰ－５００」
　研磨パッド：ニッタ・デュポン社製「ＩＣ－１０００」（硬質ポリウレタン製）
　加工圧力：４９０ｇｆ／ｃｍ２
　定盤回転数：１３０回転／分
　ヘッド回転数：１３０回転／分
　研磨液の供給レート：２０ｍＬ／分
　研磨液の使用方法：掛け捨て
　研磨時間：５分
　研磨対象物：４インチＳｉＣウェーハ（伝導型：ｎ型、結晶型４Ｈ－ＳｉＣ、主面（０００１）のＣ軸に対するオフ角：４°）、１枚／バッチ
　研磨液の温度：２３℃
　研磨パッドとしては、パッドの研磨面にブラシドレッシング処理を５分間、次いでダイヤモンドドレッシング処理を３分間、さらにブラシドレッシング処理を５分間施したものを用いた。ブラシドレッシング処理およびダイヤモンドドレッシング処理は、上記ポリシングの前に行った。
＜測定および評価＞
　（研磨除去速度）
　上記ポリシング条件のもと、各例の研磨用組成物を用いてＳｉＣウェーハを研磨した後、以下の計算式（１）、（２）に従って研磨除去速度を算出した。
　（１）研磨取り代［ｃｍ］＝研磨前後のＳｉＣウェーハの重量の差［ｇ］／ＳｉＣの密度［ｇ／ｃｍ３］（＝３．２１ｇ／ｃｍ３）／研磨対象面積［ｃｍ２］（＝７８．５４ｃｍ２）
　（２）研磨除去速度［ｎｍ／ｈ］＝研磨取り代［ｃｍ］×１０７／研磨時間（＝５／６０時間）
　得られた研磨除去速度を表１の該当欄に示した。また、各例の研磨除去速度と、研磨用組成物における酸化剤含有量との関係を図１に示した。図１の横軸は酸化剤含有量（単位：重量％）を表しており、縦軸は研磨除去速度（単位：ｎｍ／ｈ）を表している。
　（ＡＦＭスクラッチ評価）
　上記ポリシング条件のもと、各例の研磨用組成物を用いてＳｉＣウェーハを研磨した後、研磨後のＳｉＣウェーハ表面を、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて以下の条件で観察し、打痕の有無を確認した。ここで打痕とは、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の深さの凹み欠陥であって、１０μｍ角の視野内で欠陥の全体が確認できる（すなわち、長さ数μｍ程度の）ものである。打痕が全く観察されない場合を良：〇、打痕が観察された場合を不良：△と評価し、結果を表１の該当欄に示した。
　　評価装置：ｂｒｕｋｅｒ社製の原子間力顕微鏡、型式ｎａｎｏｓｃｏｐｅ　Ｖ
　　視野角　：１０μｍ×１０μｍ
　　走査速度：１Ｈｚ（２０μｍ／ｓｅｃ）
　　走査密度：２５６×２５６
　　測定箇所：ウェーハ中心部の１か所
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示す結果から明らかなように、シリカ砥粒を０．１重量％の含有量で含む例１～例７の研磨用組成物は、アルミナ砥粒を含む例８～例１６の研磨用組成物と比較して、スクラッチ発生が抑制されたものであることが確かめられた。また、表１および図１に示す結果から明らかなように、酸化剤としての過マンガン酸ナトリウムを用いることにより、研磨除去速度が向上する傾向にあることが確かめられた。
＜＜実験例２＞＞
＜研磨用組成物の調製＞
　（例１７）
　シリカ砥粒と、酸化剤としての過マンガン酸ナトリウムと、硝酸カルシウムと、硝酸アルミニウムと、脱イオン水とを混合して、シリカ砥粒を０．１％、過マンガン酸ナトリウムを１．４％、硝酸カルシウム（Ｃａ換算）を１０ｍＭ（すなわち１０ｍｍｏｌ／Ｌ）、硝酸アルミニウム（Ａｌ換算）を３０ｍＭ（すなわち３０ｍｍｏｌ／Ｌ）の濃度で含む研磨用組成物を調製した。本例に係る研磨用組成物のｐＨは、３．３であった。シリカ砥粒としては、平均一次粒子径が３５ｎｍのコロイダルシリカを使用した。
　（例１８～例２３）
　過マンガン酸ナトリウムの濃度を表２に示す通りとした以外は、例１７と同様の方法で本例の研磨用組成物を調製した。各例に係る研磨用組成物のｐＨは、表２に示す通りであった。
　（例２４）
　アルミナ砥粒と、酸化剤としての過マンガン酸ナトリウムと、硝酸アルミニウムと、脱イオン水とを混合し、アルミナ砥粒を１．０％、過マンガン酸ナトリウムを４．０％、硝酸アルミニウム（Ａｌ換算）を２０ｍＭの濃度で含む研磨用組成物を調製した。本例に係る研磨用組成物のｐＨは、３．５であった。アルミナ砥粒としては、平均一次粒子径が３１０ｎｍのα－アルミナ砥粒を使用した。
　（例２５～例２９）
　過マンガン酸ナトリウムの濃度を表２に示す通りとした以外は、例２４と同様の方法で本例の研磨用組成物を調製した。各例に係る研磨用組成物のｐＨは、表２に示す通りであった。
＜研磨対象物の研磨＞
　アルミナ砥粒を含む予備研磨用組成物を用いてＳｉＣウェーハを予備研磨した。この予備研磨されたＳｉＣウェーハを研磨対象物とし、各例に係る研磨用組成物をそのまま研磨液として使用して、上記研磨対象物を実験例１と同じポリシング条件で研磨した。
＜測定および評価＞
　（研磨除去速度）
　実験例１と同様の方法で研磨除去速度を算出した。得られた研磨除去速度を表２の該当欄に示した。また、各例の研磨除去速度と、研磨用組成物における酸化剤含有量との関係を図２に示した。図２の横軸は酸化剤含有量（単位：重量％）を表しており、縦軸は研磨除去速度（単位：ｎｍ／ｈ）を表している。
　（ＡＦＭスクラッチ評価）
　実験例１と同様の方法で打痕の有無を確認した。評価結果を表２の該当欄に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示す結果から明らかなように、シリカ砥粒を０．１重量％の含有量で含む例１７～例２３の研磨用組成物は、アルミナ砥粒を含む例２４～例２９の研磨用組成物と比較して、スクラッチ発生が抑制されたものであることが確かめられた。また、表２および図２に示す結果から明らかなように、酸化剤としての過マンガン酸ナトリウムを用いることにより、研磨除去速度が向上する傾向にあることが確かめられた。また、過マンガン酸ナトリウムを用いることに加えて、第１金属塩として硝酸カルシウムを用い、第２金属塩として硝酸アルミニウムを用いることにより、研磨除去速度がより向上する傾向にあることが確かめられた。
　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 (11)

  1. 　酸化剤として過マンガン酸ナトリウムを含み、
    　砥粒としてモース硬度が８未満である砥粒Ａを含むか、あるいは、砥粒を含まない、研磨用組成物。
  2. 　前記研磨用組成物が前記砥粒Ａを含む場合において、該砥粒Ａの含有量が１０重量％未満である、請求項１に記載の研磨用組成物。
  3. 　前記研磨用組成物が前記砥粒Ａを含む場合において、該砥粒Ａとしてシリカ砥粒を含む、請求項１または２に記載の研磨用組成物。
  4. 　さらにアルカリ土類金属塩から選択される第１金属塩を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の研磨用組成物。
  5. 　前記第１金属塩は硝酸塩である、請求項４に記載の研磨用組成物。
  6. 　さらに周期表の第３～１６族に属する金属を含むカチオンと、アニオンとの塩から選択される第２金属塩を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の研磨用組成物。
  7. 　前記第２金属塩はアルミニウム塩である、請求項６に記載の研磨用組成物。
  8. 　ｐＨが１．０以上６．０未満である、請求項１～７のいずれか一項に記載の研磨用組成物。
  9. 　ビッカース硬度１５００Ｈｖ以上の材料の研磨に用いられる、請求項１～８のいずれか一項に記載の研磨用組成物。
  10. 　炭化ケイ素の研磨に用いられる、請求項１～９のいずれか一項に記載の研磨用組成物。
  11. 　請求項１～１０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、研磨方法。
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