CN107532067B - 研磨用组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及可以优选用于主要是硅晶圆等半导体基板以及其它研磨对象物的研磨的研磨用组合物，提供获得良好的整体形状的研磨用组合物。将研磨用组合物的相对于研磨垫的适应性设为Wp、相对于研磨对象物的适应性设为Ww、相对于研磨对象物保持工具的适应性设为Wc时，满足Wp≥Wc或Ww≥Wc≥Wp。

Description

研磨用组合物
技术领域
本发明涉及研磨用组合物。详细而言，涉及可以优选用于主要是硅晶圆等半导体基板以及其它研磨对象物的研磨的研磨用组合物。
背景技术
对于金属、半金属、非金属、其氧化物等的材料表面，一直进行使用研磨液的精密研磨。例如，作为半导体制品的构成要素等使用的硅晶圆的表面通常经过打磨(lapping)工序(粗研磨工序)和抛光(polishing)工序(精密研磨工序)而被精加工成高品质的镜面。上述抛光工序典型地包括预抛光工序(预研磨工序)和最终抛光工序(最终研磨工序)。作为涉及对硅晶圆等半导体基板进行研磨的用途中主要使用的研磨用组合物的技术文献，可以举出专利文献1～3。专利文献4涉及CMP工艺用的研磨液。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-268667号公报
专利文献2：国际公开第2012/63757号
专利文献3：日本特开2014-041978号公报
专利文献4：国际公开第2004/100242号
发明内容
发明要解决的问题
近年来，关于硅晶圆等半导体基板以及其它基板，面积由于大口径化而变大，因此期望基板的整体形状的提高。在这种状况下，存在使用现有的研磨用组合物进行研磨时无法获得所期望的整体形状的问题。
本发明是鉴于上述情况完成的，目的在于提供得到良好的整体形状的研磨用组合物。
用于解决问题的方案
根据本发明，提供下述研磨用组合物，其中，将研磨用组合物的相对于研磨垫的适应性设为Wp、相对于研磨对象物的适应性设为Ww、相对于研磨对象物保持工具的适应性设为Wc时，满足以下的式(I)或式(II)的任意者。
Wp≥Wc(I)
Ww≥Wc≥Wp(II)
利用这样的研磨用组合物时，能够提高基板的整体形状。
在一个实施方式中，提供下述研磨用组合物，其中，将研磨用组合物的相对于研磨垫的后退接触角设为Cp、相对于研磨对象物的后退接触角设为Cw、相对于研磨对象物保持工具的后退接触角设为Cc时，满足以下的式(III)或式(IV)的任意者。
Cc≥Cp(III)
Cp≥Cc≥Cw(IV)
利用这样的研磨用组合物时，能够提高基板的整体形状。
在一个实施方式中，提供下述研磨用组合物，其中，将研磨用组合物的相对于研磨垫的动态表面张力设为Tp、相对于研磨对象物的动态表面张力设为Tw、相对于研磨对象物保持工具的动态表面张力设为Tc时，满足以下的式(V)或式(VI)的任意者。
Tp≥Tc(V)
Tw≥Tc≥Tp(VI)
利用这样的研磨用组合物时，可以提高基板的整体形状。
一个实施方式的研磨用组合物含有水溶性高分子以及盐。由此，能够更有效地发挥提高基板的整体形状的效果。
这里公开的技术的一个实施方式中，上述研磨用组合物用于对硅晶圆(典型地为硅单晶晶圆)进行研磨。这里公开的研磨用组合物可以优选用于例如经过了打磨的硅晶圆的抛光。其中，特别优选用于硅晶圆的两面研磨。
发明的效果
图1为示出基于本发明的一个实施方式的单面研磨装置的立体图。
图2为示出基于本发明的一个实施方式的两面研磨装置的立体图。
具体实施方式
以下，说明本发明的优选实施方式。需要说明的是，对于本说明书中特别提到的事项以外的、本发明的实施所必需的事项，可以作为基于本领域中的现有技术的本领域技术人员的常规选择来把握。本发明可以基于本说明书中公开的内容和本领域中的技术常识来实施。
＜研磨用组合物的适应性＞
研磨用组合物相对于构件的适应性表示研磨用组合物相对于构件停留而不会排斥的性质的大小。适应性的评价方法只要是能够定量地评价研磨用组合物相对于构件停留而不会排斥的性质的方法，就没有特别限定，例如可以通过接触角、动态表面张力、圆度、润湿面积等进行评价。接触角的测定方法没有特别限定，可以例示向与地面水平设置的构件的表面滴下液滴时所观察到的静态接触角、将载有液滴的构件倾斜从而使液滴滑动时的液滴的前进方向的接触角即前进接触角、以及与液滴的前进方向为相反方向的接触角即后退接触角等。在良好地表示实际的动态研磨中的构件的磨合的方面，优选后退接触角。动态表面张力的测定方法没有特别限定，可以例示Wilhelmy法、环法(ring method)、悬滴(pendant drop)法、最大泡压法等。在良好地表示实际的动态研磨中的构件的磨合的方面，优选Wilhelmy法。
关于利用满足上述式(I)或式(II)中的任意者的研磨用组合物而能够提高基板表面整体的平坦性等整体形状的机理，认为如下所述。即，为了提高研磨对象物的整体形状，需要使研磨用组合物从研磨对象物的外周部均匀地遍及至中心部。式(I)表示研磨用组合物相对于研磨垫的适应性为相对于研磨对象物保持工具的适应性以上。即，表示研磨用组合物对于研磨垫的磨合更大。研磨垫与研磨对象物、研磨对象物保持工具相比具有较大的线速度以及动能，因此研磨用组合物遍及研磨对象物整体。因而，研磨对象物的整体形状提高。
另外，式(II)表示研磨用组合物相对于研磨对象物的适应性最大，且按照相对于研磨对象物保持工具的适应性、相对于研磨垫的适应性的顺序变小。该情况下，由于研磨用组合物对于研磨垫的磨合小，因此不会通过研磨垫的运动而使研磨用组合物遍及研磨对象物整体，而对于研磨对象物的磨合大，接着，对于研磨对象物保持工具的磨合大，因此，通过研磨的旋转运动使研磨用组合物从研磨对象物的外周部遍及至中心部。因此，研磨对象物的整体形状提高。
后退接触角的值越大，与构件的磨合越小，值越小，与构件的磨合越大。即，式(III)表示研磨用组合物相对于研磨垫的适应性为相对于研磨对象物保持工具的适应性以上，基于与式(I)相同的机理，研磨对象物的整体形状提高。另外，式(IV)表示研磨用组合物相对于研磨对象物的适应性最大，且按照相对于研磨对象物保持工具的适应性、相对于研磨垫的适应性的顺序变小，基于与式(II)相同的机理，研磨对象物的整体形状提高。
动态表面张力的值越大，与构件的磨合越大，值越小，与构件的磨合越小。即，式(V)表示研磨用组合物相对于研磨垫的适应性为相对于研磨对象物保持工具的适应性以上，基于与式(I)相同的机理，研磨对象物的整体形状提高。另外，式(VI)表示研磨用组合物相对于研磨对象物的适应性最大，且按照相对于研磨对象物保持工具的适应性、相对于研磨垫的适应性的顺序变小，基于与式(II)相同的机理，研磨对象物的整体形状提高。
为了使表示研磨用组合物的适应性的指标即上述Wp、Wc、Ww、Cc、Cp，Cw、Tp、Tc、Tw的值满足上述式(I)～(VI)，可以通过分别选择研磨用组合物的成分、研磨垫的材质和/或粗糙度、研磨对象物的组成、研磨对象物的保持工具的材质和/或粗糙度的适当的组合来进行。作为研磨用组合物中的成分，尤其是水溶性高分子等的含量影响较多。
关于后退接触角，相对于研磨垫的后退接触角Cp优选为90°以下，更优选为80°以下。另外，虽然没有特别限定，但Cp优选为1°以上，更优选为5°以上，进一步优选为10°以上。通过使Cp处于上述范围内，基板的整体形状进一步提高。相对于研磨垫的后退接触角Cp可以通过适当选择研磨用组合物的成分和研磨垫的材质的组合来进行控制。
相对于研磨对象物的后退接触角Cw优选为70°以下，更优选为60°以下，进一步优选为50°以下。另外，虽然没有特别限定，但Cw优选为1°以上，更优选为5°以上，进一步优选为10°以上。通过使Cw处于上述的范围内，基板的整体形状进一步提高。相对于研磨对象物的后退接触角Cw可以通过适当选择研磨对象物的成分和研磨垫的材质的组合来进行控制。
相对于研磨对象物保持工具的后退接触角Cc优选为70°以下，更优选为60°以下，进一步优选为50°以下。另外，虽然没有特别限定，但Cc优选为1°以上，更优选为5°以上，进一步优选为10°以上。通过使Cw处于上述范围内，基板的整体形状提高。相对于研磨对象保持工具的后退接触角Cc可以通过适当选择研磨用组合物的成分和研磨对象保持工具的材质的组合来进行控制。
研磨用组合物相对于研磨垫的后退接触角Cp例如可以基于以下的步骤进行测定。
(1P)将新的研磨垫设置在协和界面科学株式会社制动态接触角测定装置DM-501上。
(2P)向上述研磨垫滴下研磨用组合物30μL。
(3P)滴下研磨用组合物并以1°/秒的速度倾斜上述研磨垫，测定10秒后的后退接触角。
研磨用组合物相对于研磨对象物的后退接触角Cw例如可以基于以下的步骤进行测定。
(1W)将预先进行了镜面化以及去除了自然氧化膜的研磨对象物设置在协和界面科学株式会社制动态接触角测定装置DM-501上。
(2W)向上述研磨对象物滴下研磨用组合物30μL。
(3W)滴下研磨用组合物并以1°/秒的速度倾斜上述研磨对象物，测定10秒后的后退接触角。
研磨用组合物相对于研磨对象物保持工具的后退接触角Cc例如可以基于以下的步骤进行测定。
(1C)将新的研磨对象物保持工具设置在协和界面科学株式会社制动态接触角测定装置DM-501上。
(2C)向上述研磨对象物保持工具滴下研磨用组合物30μL。
(3C)滴下研磨用组合物并以1°/秒的速度倾斜上述研磨对象物保持工具，测定10秒后的后退接触角。
关于研磨用组合物的动态表面张力，相对于研磨垫的动态表面张力Tp优选为0.1mN以上，更优选为1.0mN以上，进一步优选为3.0mN以上。另外，虽然没有特别限定，但Tp优选为10.0mN以下，更优选为6.0mN以下，进一步优选为5.0mN以下。通过使Tp处于上述范围内，基板的整体形状进一步提高。相对于研磨垫的动态表面张力Tp可以通过适当选择研磨用组合物的组成和研磨垫的材质的组合来进行控制。
相对于研磨对象物的动态表面张力Tw优选为0.5mN以上，更优选为1.0mN以上，进一步优选为2.0mN以上。另外，虽然没有特别限定，但Tw优选为10.0mN以下，更优选为6.0mN以下，进一步优选为4.0mN以下。通过使Tw处于上述范围内，基板的整体形状进一步提高。相对于研磨对象物的动态表面张力Tw可以通过适当选择研磨用组合物的组成和研磨对象物的材质的组合来进行控制。
相对于研磨对象保持工具的动态表面张力Tc优选为0.1mN以上，更优选为0.5mN以上，进一步优选为1.0mN以上。另外，虽然没有特别限定，但Tc优选为10.0mN以下，更优选为5.0mN以下，进一步优选为3.0mN以下。通过使Tw处于上述范围内，基板的整体形状进一步提高。相对于研磨保持工具的动态表面张力Tc可以通过适当选择研磨用组合物的组成和研磨对象保持工具的材质的组合来进行控制。
相对于研磨对象物的动态表面张力Tw与相对于研磨对象保持工具的动态表面张力Tc之比Tw/Tc优选为1.0以上，更优选为1.2以上，进一步优选为1.5以上。另外，虽然没有特别限定，但Tw/Tc优选为3.0以下，更优选为2.8以下，更优选为2.6以下。通过Tw/Tc处于上述范围内，基板的整体形状进一步提高。
上述研磨用组合物相对于研磨垫的动态表面张力Tp例如可以基于以下的步骤进行测定。
(1p)将新的研磨垫切成25mm×40mm的大小。
(2p)取出上述研磨垫，浸渍在研磨用组合物中1分钟。
(3p)取出上述研磨垫，在装入有离子交换水的容器中浸渍1秒钟。
(4p)取出上述研磨垫，用***等吹送空气直至将过量的水吹净。
(5p)将上述研磨垫设置于RHEASCA公司制动态润湿性试验机6200TN。
(6p)将上述研磨垫以0.2mm/秒的速度在预先设置于动态润湿性试验机的研磨用组合物中浸渍10mm，保持2秒。
(7p)将上述研磨垫以0.2mm/秒的速度提起。
(8p)测定基于上述试验的前进润湿应力。
上述研磨用组合物相对于研磨对象物的动态表面张力Tw例如可以基于以下的步骤进行测定。
(1w)将新的研磨对象物切成25mm×40mm的大小。
(2w)将上述研磨对象物在氨：过氧化氢：离子交换水＝1：1：30(体积比)的化学溶液中浸渍60秒。
(3w)取出上述研磨对象物，将上述研磨对象物在5％氢氟酸中浸渍60秒。
(4w)取出上述研磨对象物，在研磨用组合物中浸渍1分钟。
(5w)取出上述研磨对象物，在装入有离子交换水的容器中浸渍1秒钟。
(6w)取出上述研磨对象物，用***等吹送空气直至将过量的水吹净。
(7w)将上述研磨对象物设置于RHEASCA公司制动态润湿性试验机6200TN。
(8w)将上述研磨对象物以0.2mm/秒的速度在预先设置于动态润湿性试验机的研磨用组合物中浸渍10mm，保持2秒钟。
(9w)将上述研磨对象物以0.2mm/秒的速度提起。
(10w)测定基于上述试验的前进润湿应力。
上述研磨用组合物相对于研磨对象物保持工具的动态表面张力Tc例如可以基于以下的步骤进行测定。
(1c)将新的研磨对象物保持工具切成25mm×40mm的大小。
(2c)将上述研磨对象物保持工具在氨：过氧化氢：离子交换水＝1：1：30(体积比)的化学溶液中浸渍60秒钟。
(3c)取出上述研磨对象物保持工具，将上述研磨对象物在5％氢氟酸中浸渍60秒。
(4c)取出上述研磨对象物保持工具，在研磨用组合物中浸渍1分钟。
(5c)取出上述研磨对象物保持工具，在装入有离子交换水的容器中浸渍1秒钟。
(6c)取出上述研磨对象物保持工具，用***等吹送空气直至将过量的水吹净。
(7c)将上述研磨对象物保持工具设置于RHEASCA公司制动态润湿性试验机6200TN。
(8c)将上述研磨对象物保持工具以0.2mm/秒的速度在预先设置于动态润湿性试验机的研磨用组合物中浸渍10mm，保持2秒钟。
(9c)将上述研磨对象物保持工具以0.2mm/秒的速度提起。
(10c)测定基于上述试验的前进润湿应力。
＜磨粒＞
这里公开的研磨用组合物中可以含有磨粒。磨粒的材质、性状没有特别限制，可以根据使用目的、使用方式等适当选择。作为磨粒的例子，可以举出无机颗粒、有机颗粒、及有机无机复合颗粒。作为无机颗粒的具体例，可以举出氧化物颗粒(例如二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、氧化铈颗粒、氧化铬颗粒、二氧化钛颗粒、氧化锆颗粒、氧化镁颗粒、二氧化锰颗粒、氧化锌颗粒、氧化铁红颗粒)、氮化物颗粒(例如氮化硅颗粒、氮化硼颗粒)、碳化物颗粒(例如碳化硅颗粒、碳化硼颗粒)、金刚石颗粒、碳酸盐(例如碳酸钙、碳酸钡)等。作为有机颗粒的具体例，可以举出聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)颗粒、聚(甲基)丙烯酸颗粒(这里，(甲基)丙烯酸是指包括丙烯酸及甲基丙烯酸的含义。)、聚丙烯腈颗粒等。这种磨粒可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
作为上述磨粒，优选无机颗粒，其中优选由金属或半金属的氧化物形成的颗粒。作为这里公开的技术中可以使用的磨粒的优选例，可以举出二氧化硅颗粒。例如，将这里公开的技术应用于硅晶圆的研磨中可以使用的研磨用组合物时，特别优选使用二氧化硅颗粒作为磨粒。其理由是因为，研磨对象物为硅晶圆时，若使用由与研磨对象物相同的元素和氧原子形成的二氧化硅颗粒作为磨粒，则在研磨后不会产生与硅不同的金属或半金属的残留物，不会产生以下担心：因为硅晶圆表面的污染、与硅不同的金属或半金属在研磨对象物的内部扩散所导致的作为硅晶圆的电特性的劣化等。进而，硅与二氧化硅的硬度接近，因此也存在如下优点：可以对硅晶圆表面进行研磨加工而不会造成过度的破坏。作为从这样的观点出发优选的研磨用组合物的一个方案，可以例示仅含有二氧化硅颗粒作为磨粒的研磨用组合物。另外，二氧化硅具有易于获得高纯度的磨粒的性质。这也可以作为优选二氧化硅颗粒作为磨粒的理由而列举出。作为二氧化硅颗粒的具体例，可以举出胶体二氧化硅、气相二氧化硅、沉降二氧化硅等。从在研磨对象物表面不易产生擦伤，可以实现雾度更低的表面的观点出发，可以举出胶体二氧化硅及气相二氧化硅作为优选的二氧化硅颗粒。其中，优选胶体二氧化硅。
构成二氧化硅颗粒的二氧化硅的真比重典型地为1.5以上，通常为1.6以上是适当的，优选为1.7以上，更优选为1.8以上，进一步优选为1.9以上，特别优选为2.0以上。通过二氧化硅的密度增大，在对研磨对象物(例如硅晶圆)进行研磨时，研磨速率可以提高。从减少在研磨对象物的表面(研磨对象面)产生的擦伤的观点出发，优选上述密度为2.3以下、例如2.2以下的二氧化硅颗粒。作为磨粒(典型地为二氧化硅)的密度，可以采用基于使用乙醇作为置换液的液体置换法的测定值。
这里公开的技术中，研磨用组合物中所含的磨粒可以为一次颗粒的形态，也可以为多个一次颗粒聚集而成的二次颗粒的形态。另外，一次颗粒的形态的磨粒与二次颗粒的形态的磨粒可以混合存在。优选的一个方式中，至少一部分磨粒以二次颗粒的形态含在研磨用组合物中。
磨粒的平均一次粒径没有特别限定，从研磨效率等的观点出发，优选为20nm以上，更优选为30nm以上，进一步优选为40nm以上。另外，从易于获得平滑性更高的表面的观点出发，磨粒的平均一次粒径优选为150nm以下，更优选为100nm以下，进一步优选为80nm以下。
这里公开的技术中，对于磨粒的平均一次粒径，例如可以由利用BET法测定的比表面积S(m2/g)、通过平均一次粒径(nm)＝2727/S的式子算出。磨粒的比表面积的测定例如可以使用MICROMERITEX公司制的表面积测定装置、商品名“FlowSorb II 2300”进行。
磨粒的平均二次粒径没有特别限定，从研磨速率等的观点出发，优选为30nm以上，更优选为40nm以上，进一步优选为50nm以上。另外。从获得平滑性更高的表面的观点出发，磨粒的平均二次粒径优选为300nm以下、更优选为200nm以下、进一步优选为150nm以下。
这里公开的技术中，磨粒的平均二次粒径例如可以通过使用日机装株式会社制的型号“UPA-UT151”的动态光散射法，作为体积平均粒径(体积基准的算术平均直径；Mv)而测定。
磨粒的平均二次粒径通常等于或大于磨粒的平均一次粒径，典型的是大于平均一次粒径。虽然没有特别限定，但从研磨效率及研磨后的表面平滑性的观点出发，磨粒的平均二次粒径优选为平均一次粒径的1.2倍以上且3.0倍以下、更优选为1.5倍以上且2.5倍以下、进一步优选为1.7倍以上且2.3倍以下、更优选为1.9倍以上且2.2倍以下。
磨粒的形状(外形)可以为球形，也可以为非球形。作为呈非球形的磨粒的具体例，可以举出花生形状(即落花生的壳的形状)、茧型形状、带突起的形状、金平糖形状、橄榄球形状等。磨粒可以单独使用同形状的1种，也可以组合使用形状不同的2种以上。例如，可以优选采用多数成金平糖形状的磨粒。
虽然没有特别限定，但磨粒的一次颗粒的长径/短径比的平均值(平均长径比)优选为1.05以上，进一步优选为1.1以上。通过磨粒的平均长径比增大，可以实现更高的研磨速率。另外，从减少擦伤等的观点出发，磨粒的平均长径比优选为3.0以下，更优选为2.0以下，进一步优选为1.5以下。
上述磨粒的形状(外形)、平均长径比例如可以通过电子显微镜观察来把握。作为把握平均长径比的具体的步骤，例如使用扫描型电子显微镜(SEM)，针对能够识别独立颗粒的形状的规定个数(例如200个)的磨粒颗粒，描绘与各个颗粒图像外接的最小长方形。然后，对于针对各颗粒图像所描绘的长方形，将其长边的长度(长径的值)除以短边的长度(短径的值)而得到的值作为长径/短径比(长径比)而算出。通过将上述规定个数的颗粒的长径比算术平均，可以求出平均长径比。
研磨用组合物中所含的磨粒的量优选为0.01重量％以上、更优选为0.05重量％以上、进一步优选为0.1重量％以上。通过磨粒量的增大，可以实现更高的研磨速率。另外，从研磨用组合物的分散稳定性等的观点出发，研磨用组合物中所含的磨粒的量优选为20重量％以下、更优选为10重量％以下、进一步优选为5重量％以下、更优选为2重量％以下。
＜水溶性高分子＞
这里公开的研磨用组合物中可以含有水溶性高分子。水溶性高分子通过吸附于各构件界面从而使接触角变化，改善基板的平坦性的效果大。
作为水溶性高分子的例子，可以举出纤维素衍生物、淀粉衍生物、含有氧化烯单元的聚合物、含有氮原子的聚合物、乙烯醇系聚合物等。
作为纤维素衍生物的例子，可以举出羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素等。其中，可以优选采用羟乙基纤维素。
作为淀粉衍生物的例子，可以举出支链淀粉、羟丙基淀粉等。
作为含有氧化烯单元的聚合物的例子，可以举出聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、环氧乙烷与环氧丙烷的无规共聚物或嵌段共聚物等。
作为含有氮原子的聚合物的例子，可以举出聚乙烯吡咯烷酮等吡咯烷酮系聚合物、聚丙烯酰吗啉、聚丙烯酰胺等。其中，可以优选采用聚乙烯吡咯烷酮。
作为乙烯醇系聚合物的例子，可以举出聚乙烯醇、阳离子改性聚乙烯醇、阴离子改性聚乙烯醇等。其中，可以优选采用聚乙烯醇。
作为其它水溶性高分子的例子，可以举出聚异戊二烯磺酸、聚乙烯磺酸、聚烯丙基磺酸、聚异戊烯磺酸、聚苯乙烯磺酸盐、聚丙烯酸盐、聚醋酸乙烯酯等。
水溶性高分子可以单独使用1种，或组合使用2种以上。另外，可以使用均聚物，也可以使用共聚物。
研磨用组合物中所含的水溶性高分子的量优选为0.000001重量％以上、更优选为0.00001重量％以上、进一步优选为0.0001重量％以上。通过水溶性高分子量的增大，能够得到更平坦的基板。另外，从研磨速率提高等的观点出发，研磨用组合物中所含的水溶性高分子的量优选为0.01重量％以下、更优选为0.001重量％以下、进一步优选为0.0005重量％以下。
＜盐＞
这里公开的研磨用组合物中可以含有盐。盐可以使用有机酸盐、无机酸盐中的任意者。盐可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
作为构成盐的阴离子成分，可以举出碳酸根离子、碳酸氢根离子、硼酸根离子、磷酸根离子、苯酚离子、单羧酸根离子(例如甲酸根离子、乙酸根离子、丙酸根离子、2-羟基丁酸根离子、苹果酸根离子)、二羧酸根离子(例如草酸根离子、马来酸根离子、丙二酸根离子、酒石酸根离子、琥珀酸根离子)及三羧酸根离子(将例如柠檬酸根离子)、有机磺酸根离子、有机膦酸根离子等。另外，作为构成盐的阳离子成分的例子，可以举出碱金属离子(例如钾离子、钠离子)、碱土金属离子(例如钙离子、镁离子)、过渡金属离子(例如锰离子、钴离子、锌离子)、铵离子(例如四烷基铵离子)、鏻离子(例如四烷基鏻离子)等。作为盐的具体例，可以举出碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、乙酸钠、乙酸钾、丙酸钠、丙酸钾、碳酸钙、碳酸氢钙、乙酸钙、丙酸钙、乙酸镁、丙酸镁、丙酸锌、乙酸锰、乙酸钴等。其中，可以优选采用碳酸钾。
研磨用组合物中所含的盐的量优选为0.001重量％以上、更优选为0.005重量％以上、进一步优选为0.01重量％以上。通过盐的量的增大，可以提高重复使用研磨用组合物时的性能维持性。另外，从研磨用组合物的保管稳定性提高等的观点出发，研磨用组合物中所含的盐的量优选为0.5重量％以下、更优选为0.1重量％以下、进一步优选为0.05重量％以下。
＜碱性组合物＞
这里公开的研磨用组合物中可以含有碱性化合物。碱性组合物是起到对研磨对象物进行化学研磨的作用、有助于研磨速度的提高的成分。另外，碱性化合物也具有如下效果：与上述水溶性高分子同样，通过吸附于各构件界面而使接触角变化。碱性化合物可以为有机碱性化合物，也可以为无机碱性化合物。碱性化合物可以单独使用1种，或者可以组合2种以上使用。
作为有机碱性化合物的例子，可以举出四烷基铵盐等季铵盐。上述铵盐中的阴离子例如可以为OH-、F-、Cl-、Br-、I-、ClO4 -、BH4 -等。例如，可以优选使用胆碱、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵等季铵盐。其中，优选四甲基氢氧化铵。
作为有机碱性化合物的其它例子，可以举出四烷基鏻盐等季鏻盐。上述鏻盐中的阴离子例如可以为OH-、F-、Cl-、Br-、I-、ClO4 -、BH4 -等。例如，可以优选使用四甲基鏻、四乙基鏻、四丙基鏻、四丁基鏻等的卤化物、氢氧化物。
作为有机碱性化合物的其它例子，可以举出胺类(例如甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、单乙醇胺、N-(β-氨基乙基)乙醇胺、六亚甲基二胺、二亚甲基三胺、三亚甲基四胺)、哌嗪类(例如哌嗪、1-(2-氨基乙基)哌嗪、N-甲基哌嗪)、唑类(例如咪唑、***)、二氮杂双环烷烃类(例如1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一-7-烯、1,5-二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烯)、其它环状胺类(将例如哌啶、氨基吡啶)、胍等。
作为无机碱性化合物的例子，可以举出氨、碱金属或碱土金属的氢氧化物(例如氢氧化钾、氢氧化钠)。
研磨用组合物中所含的碱性化合物的量优选为0.005重量％以上、更优选为0.01重量％以上、进一步优选为0.03重量％以上。通过碱性化合物的量的增大，能够实现更高的研磨速率。另外，从基板的平坦性提高等的观点出发，研磨用组合物中所含的碱性化合物的量优选为1.0重量％以下、更优选为0.5重量％以下、进一步优选为0.3重量％以下、更优选为0.15重量％以下。
＜水＞
作为构成这里公开的研磨用组合物的水，可以优选使用离子交换水(去离子水)、纯水、超纯水、蒸馏水等。对于使用的水，为了尽量避免研磨用组合物中含有的其它成分的作用受到阻碍，例如优选过渡金属离子的总含量为100ppb以下。例如，通过利用离子交换树脂进行的杂质离子的去除、利用过滤器进行的异物的去除、蒸馏等操作，可以提高水的纯度。
这里公开的研磨用组合物根据需要还可以含有能与水均匀混合的有机溶剂(低级醇、低级酮等)。通常，优选研磨用组合物中所含的溶剂的90体积％以上为水，更优选95体积％以上(典型地为99～100体积％)为水。
＜螯合剂＞
这里公开的研磨用组合物中可以含有螯合剂作为任选成分。螯合剂起到下述作用：与研磨用组合物中可能含有的金属杂质形成络离子而将金属杂质捕捉，从而抑制由金属杂质导致的研磨对象物的污染。螯合剂可以单独使用1种或组合使用2种以上。
作为螯合剂的例子，可以举出氨基羧酸系螯合剂及有机膦酸系螯合剂。氨基羧酸系螯合剂的例子中包括：乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸钠、次氮基三乙酸、次氮基三乙酸钠、次氮基三乙酸铵、羟乙基乙二胺三乙酸、羟乙基乙二胺三乙酸钠、二亚乙基三胺五乙酸、二亚乙基三胺五乙酸钠、三亚乙基四胺六乙酸及三亚乙基四胺六乙酸钠。有机膦酸系螯合剂的例子中可以举出2-氨基乙基膦酸、1-羟基乙叉-1,1-二膦酸、氨基三(亚甲基膦酸)、乙二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、乙烷-1,1-二膦酸、乙烷-1,1,2-三膦酸、乙烷-1-羟基-1,1-二膦酸、乙烷-1-羟基-1,1,2-三膦酸、乙烷-1,2-二羧基-1,2-二膦酸、甲烷羟基膦酸、2-磷酰基丁烷-1,2-二羧酸、1-磷酰基丁烷-2,3,4-三羧酸及α-甲基磷酰基琥珀酸。其中，更优选有机膦酸系螯合剂，作为其中优选的例子，可以举出氨基三(亚甲基膦酸)、乙二胺四(亚甲基膦酸)及二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)。
研磨用组合物中含有的螯合剂的量优选为0.0001重量％以上、更优选为0.0005重量％以上、进一步优选为0.001重量％以上。通过螯合剂的量的增大，可以减少基板的金属污染。另外，从研磨用组合物的保管稳定性提高等的观点出发，研磨用组合物中含有的螯合剂的量优选为0.1重量％以下、更优选为0.01重量％以下、进一步优选为0.005重量％以下。
＜其它成分＞
这里公开的研磨用组合物，在不显著妨碍本发明的效果的范围内，可以根据需要进一步含有表面活性剂、有机酸、无机酸、防腐剂、防霉剂等研磨用组合物(典型地为硅晶圆的抛光工序中使用的研磨用组合物)中可以使用的公知的添加剂。
这里公开的研磨用组合物中可以含有表面活性剂(典型地为分子量小于1×104的水溶性有机化合物)作为任选成分。通过表面活性剂的使用，研磨用组合物的分散稳定性可以提高。另外，表面活性剂也具有与上述水溶性高分子、碱性化合物同样地通过吸附于各构件界面而使接触角变化的效果。表面活性剂可以单独使用1种或组合使用2种以上。
作为表面活性剂，可以优选采用阴离子性或非离子性的表面活性剂。从低起泡性、pH调节的容易性的观点出发，更优选非离子性的表面活性剂。作为非离子性表面活性剂的例子，可以举出氧化烯聚合物(例如聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇等)、聚氧化烯加成物(例如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯甘油醚脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯)、多种氧化烯的共聚物(二嵌段型、三嵌段型、无规型、交替型)等。
研磨用组合物中含有的表面活性剂的量优选为0.5重量％以下、更优选为0.2重量％以下、进一步优选为0.1重量％以下。这里公开的研磨用组合物也可以以实质上不含表面活性剂的形态优选地实施。
这里公开的研磨用组合物优选实质上不含氧化剂。这是因为，研磨用组合物中含有氧化剂时，通过将该组合物供给至研磨对象物(例如硅晶圆)而使该研磨对象物的表面氧化，产生氧化膜，由此研磨速率可能会降低。作为这里所述的氧化剂的具体例，可以举出过氧化氢(H2O2)、高锰酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、二氯异氰脲酸钠等。需要说明的是，研磨用组合物实质上不含氧化剂是指，至少不是故意含有氧化剂。因此，来自原料、制法等而不可避免地含有微量(例如研磨用组合物中的氧化剂的摩尔浓度为0.0005摩尔/L以下、优选0.0001摩尔/L以下、更优选0.00001摩尔/L以下、特别优选0.000001摩尔/L以下)的氧化剂的研磨用组合物，可以包含于这里所述的实质上不含氧化剂的研磨用组合物的概念中。
＜研磨液＞
这里公开的研磨用组合物典型地以含有该研磨用组合物的研磨液的形态供给于研磨对象物，用于该研磨对象物的研磨。上述研磨液例如可以为将这里公开的任意研磨用组合物稀释(典型地通过水进行稀释)而制备的。或者，可以将该研磨用组合物直接作为研磨液使用。即，这里公开的技术中的研磨用组合物的概念包含供给于研磨对象物而用于该研磨对象物的研磨的研磨液(工作浆料)、和进行稀释而作为研磨液使用的浓缩液(研磨液的原液)这两者。作为包含这里公开的研磨用组合物的研磨液的其它例子，可以举出调节该组合物的pH而成的研磨液。
研磨液的pH优选为8.0以上、更优选为9.0以上、进一步优选为9.5以上、更进一步优选为10.0以上。若研磨液的pH变高，则有研磨速率提高的倾向。另外，从研磨液中的磨粒的稳定性等的观点出发，pH优选为12.0以下、更优选为11.5以下、进一步优选为11.0以下。上述pH可以优选地适用于硅晶圆的研磨中使用的研磨液。研磨液的pH可以如下把握：使用pH计(例如堀场制作所制的玻璃电极式氢离子浓度指示计(型号F-23))，使用标准缓冲液(邻苯二甲酸盐pH缓冲液pH：4.01(25℃)、中性磷酸盐pH缓冲液pH：6.86(25℃)、碳酸盐pH缓冲液pH：10.01(25℃))进行3点校正后，将玻璃电极***研磨液，测定经过2分钟以上并稳定后的值，由此把握。
＜浓缩液＞
这里公开的研磨用组合物在供给于研磨对象物之前可以为被浓缩的形态(即，研磨液的浓缩液的形态)。如此被浓缩的形态的研磨用组合物从制造、流通、保存等时的便利性、成本减少等的观点出发是有利的。浓缩倍率例如以体积换算可以为2倍～100倍左右，通常5倍～50倍左右是适当的。优选的一个实施方式的研磨用组合物的浓缩倍率为10倍～40倍。
如此处于浓缩液的形态的研磨用组合物可以按照在期望的时刻进行稀释而制备研磨液、将该研磨液供给于研磨对象物的方式来使用。上述稀释典型地可以通过在上述浓缩液中加入前述水系溶剂并混合而进行。另外，上述水系溶剂为混合溶剂时，可以仅加入该水系溶剂的构成成分中的部分成分进行稀释，也可以加入以与上述水系溶剂不同的量比含有这些构成成分的混合溶剂进行稀释。另外，如后面所述，多组分型的研磨用组合物中，可以在将这些中的部分组分稀释后与其它组分混合而制备研磨液，也可以在将多种组分混合后将其混合物稀释而制备研磨液。
从研磨用组合物的稳定性(例如磨粒的分散稳定性)、过滤性等的观点出发，上述浓缩液中的磨粒的含量优选为50重量％以下、更优选为45重量％以下、进一步优选为40重量％以下。另外，从制造、流通、保存等时的便利性、成本减少等的观点出发，磨粒的含量优选为1重量％以上、更优选为5重量％以上、进一步优选为10重量％以上、更进一步优选为15重量％以上。
这里公开的研磨用组合物可以为单组分型，也可为以双组分型为代表的多组分型。例如，可以以将包含该研磨用组合物的构成成分(典型地为除水系溶剂以外的成分)中的部分成分的A液和包含剩余成分的B液混合而用于研磨对象物的研磨的方式构成。
＜研磨用组合物的制备＞
这里公开的研磨用组合物的制造方法没有特别限定。例如可以使用叶片式搅拌机、超声波分散机、均质混合器等周知的混合装置，将研磨用组合物中包含的各成分混合。将这些成分混合的方式没有特别限定，例如可以一次将全部成分混合，也可以适宜按照设定的顺序进行混合。
＜用途＞
这里公开的研磨用组合物可以应用于具有各种材质及形状的研磨对象物的研磨。研磨对象物的材质例如可以为金属或半金属、或它们的合金(例如硅、铝、镍、钨、铜、钽、钛、不锈钢、锗)、玻璃状物质(例如石英玻璃、铝硅酸盐玻璃、玻璃状碳)、陶瓷材料(例如氧化铝、二氧化硅、蓝宝石、氮化硅、氮化钽、碳化钛)、化合物半导体基板材料(例如碳化硅、氮化镓、砷化镓等)、树脂材料(例如聚酰亚胺树脂)等。这些中，可以为由多种材质构成的研磨对象物。其中，适于具备由硅形成的表面的研磨对象物(例如硅单晶晶圆等硅材料)的研磨。这里公开的技术典型地可以特别优选适用于仅包含二氧化硅颗粒作为磨粒且研磨对象物为硅材料的研磨用组合物。
研磨对象物的形状没有特别限制。这里公开的研磨用组合物可以优选应用于板状、多面体状等的具有平面的研磨对象物、或研磨对象物的端部的研磨(例如晶圆边缘的研磨)。
＜研磨装置＞
接着，进行针对研磨装置的说明。图1为示出本发明的一个实施方式的单面研磨装置的立体图。如图1所示，单面研磨装置11具备在上面粘贴有研磨垫14的圆板状的旋转平板12。旋转平板12设计成相对于沿图1的箭头13a方向旋转的第一轴13能够一体旋转。在旋转平板12的上方设置有至少一个研磨对象物保持件15。研磨对象物保持件15设计成相对于沿图1的箭头16a方向旋转的第二轴16能够一体旋转。在研磨对象物保持件15的底面夹着陶瓷板17及未图示的聚氨酯板可拆卸地安装有具有研磨对象物保持孔18的研磨对象物保持板19。单面研磨装置11可以进而具备研磨用组合物供给机21及未图示的冲洗用组合物供给机。研磨用组合物供给机21通过喷嘴21a排出研磨液，另外，从未图示的冲洗用组合物供给机通过未图示的喷嘴排出冲洗用组合物。该情况下，代替研磨用组合物供给机21，将冲洗用组合物供给机配置在旋转平板12的上方。将单面研磨装置11的运转条件从研磨用的设定切换为冲洗用的设定后，从冲洗用组合物供给机排出冲洗用组合物并将冲洗用组合物供给到到研磨垫14上。由此，冲洗与研磨垫14接触的研磨对象物的面。需要说明的是，冲洗用组合物可以通过研磨用组合物供给机21的喷嘴21a被排出。
对研磨对象物进行研磨时，如图1所示，将研磨用组合物供给机21配置在旋转平板12的上方。研磨对象物被抽吸到研磨对象物保持孔18内而保持于研磨对象物保持件15。首先，开始研磨对象物保持件15及旋转平板12的旋转，从研磨用组合物供给机21排出研磨液、或根据情况排出冲洗用组合物并供给到研磨垫14上。然后，为了将研磨对象物按压在研磨垫14上，使研磨对象物保持件15朝向旋转平板12移动。由此，与研磨垫14接触的研磨对象物的单面被研磨、或者被冲洗。研磨垫没有特别限定，可以使用聚氨酯型、无纺布型、绒面革型、包含磨粒型、不含磨粒型等的任意种。
另外，通过具备另一个粘贴有研磨垫的圆板状的旋转平板，可以将图1所示的精加工研磨装置用作对研磨对象物的两面进行研磨的预研磨装置。图2为示出本发明的一个实施方式的两面研磨装置的立体图。
如图2所示，作为两面研磨装置的一个实施方式，将粘贴有研磨垫的圆板状的旋转平板进一步设置在上部，制成粘贴有研磨垫14的上部旋转平板(上平板24)，通过粘贴于下平板23的研磨垫14和粘贴于上平板24的研磨垫14夹持保持于研磨对象物保持孔18中的研磨对象物。上部旋转平板具有以从研磨用组合物供给机21排出的预研磨用组合物、精加工研磨用组合物(优选预研磨用组合物)(或根据情况为冲洗用组合物)从下部流出的方式设置的流通孔(研磨用组合物供给槽26)。
上部旋转平板(上平板24)和下部旋转平板(下平板23)如箭头13a、箭头16a所示那样，彼此沿相反的方向旋转，从研磨用组合物供给机21排出预研磨用组合物、精加工研磨用组合物、或根据情况的冲洗用组合物，两个研磨垫14一边按压研磨对象物的两面一边进行旋转，由此对研磨对象物的两面进行研磨、或冲洗。
如图2所示，对于两面研磨装置22，不需要图1所示的研磨对象物保持件15，取而代之需要具有一个研磨对象物保持孔18的研磨对象物保持板19，将其整体称为研磨对象物保持件或加工载体25。根据图2所示的形态，每1个保持板放入1片研磨对象物，具备3个该保持板，根据其他形态，也存在具备5个放入1片研磨对象物的保持板的情况、1个保持板放入3片研磨对象物的情况。本发明中，也可以使用任意装置，对于保持板的数量、一个保持板所保持的研磨对象物的数量没有特别限制，可以将现有公知的装置直接或适当改良而使用。
需要说明的是，本发明中，研磨对象物保持工具在单面研磨装置中是指研磨对象物保持板19，在两面研磨装置中是指加工载体25。
＜研磨＞
这里公开的研磨用组合物可以优选用作用于对硅基板等硅材料(例如单晶或多晶的硅晶圆，特别是硅单晶晶圆)进行研磨的研磨用组合物。以下，对使用这里公开的研磨用组合物对研磨对象物进行研磨的方法的优选的一个方案进行说明。
即，准备包含这里公开的任意种研磨用组合物的研磨液。在准备上述研磨液时可以包括：对研磨用组合物施加浓度调节(例如稀释)、pH调节等的操作而制备研磨液。或者，可以将上述研磨用组合物直接作为研磨液使用。另外，多组分型的研磨用组合物的情况下，准备上述研磨液时可以包括：将这些组分混合、在该混合之前将一个或多个组分稀释、在该混合后将其混合物稀释等。
接着，将该研磨液供给于研磨对象物，通过常规方法进行研磨。例如，在进行硅基板的一次研磨工序(典型地为两面研磨工序)时，将经过了打磨工序的硅基板放置在一般的研磨装置上，通过该研磨装置的研磨垫向上述硅基板的研磨对象面供给研磨液。典型地，连续地供给上述研磨液，同时将研磨垫按压在硅基板的研磨对象面上，使两者相对地移动(例如旋转移动)。之后，根据需要经过进一步的二次研磨工序(典型地为单面研磨工序)，最终进行最终抛光，完成研磨对象物的研磨。
这里公开的研磨用组合物可以以一旦用于研磨的话便扔掉的方式(所谓的一次性(かけ流し)”)使用，也可以循环而重复使用。作为循环使用研磨用组合物的方法的一例，可以举出将从研磨装置排出的已使用的研磨用组合物回收到容器内，将回收的研磨用组合物再次供给于研磨装置的方法。在循环使用研磨用组合物时，与一次性使用的情况相比，作为废液而被处理的使用完的研磨用组合物的量减少，从而能够减少环境负担。另外，通过减少研磨用组合物的用量，能够控制成本。
需要说明的是，对这里公开的研磨用组合物进行循环使用时，在该使用中的研磨用组合物中、在任意的时刻可以添加新的成分、由于使用而减少的成分或期望增加的成分。
优选的一个方式中，使用上述研磨用组合物的基板研磨工序为比最终抛光靠上游的抛光工序。其中，可以优选应用于结束了打磨工序的基板的预抛光。例如，对于经过了打磨工序的基板进行的两面研磨工序(典型地为使用两面研磨装置进行的一次研磨工序)、对于经过了该两面研磨工序的基板进行的最初的单面研磨工序(典型地为最初的二次研磨工序)中，可以优选使用这里公开的研磨用组合物。进而，在使用两面研磨装置进行的一次研磨工序中，可以更优选使用这里公开的研磨用组合物。
＜实施例＞
以下，对涉及本发明的几个实施例进行说明，但并不意味着将本发明限定于实施例所示的情况。
＜研磨用组合物的制备＞
制备下述研磨用组合物A～G，实施例1、3、5及7中使用研磨用组合物A，实施例2中使用研磨用组合物B，实施例4中使用研磨用组合物C，实施例6中使用研磨用组合物D，实施例8及比较例3中使用研磨用组合物E，比较例1中使用研磨用组合物F，比较例2中使用研磨用组合物G。
(研磨用组合物A)
将作为磨粒的胶体二氧化硅(平均一次粒径为51nm、平均二次粒径为101nm)1.17重量％、作为水溶性高分子的聚乙烯吡咯烷酮(重均分子量45000)0.00024重量％、作为盐的碳酸钾0.037重量％、作为碱性化合物的四甲基氢氧化铵0.057重量％以及氢氧化钾0.0043重量％、剩余部分的纯水混合，制备实施例1的研磨用组合物。研磨用组合物的pH为10.5。
(研磨用组合物B)
将作为磨粒的胶体二氧化硅(平均一次粒径为35nm、平均二次粒径为68nm)0.29重量％、作为水溶性高分子的聚乙烯吡咯烷酮(重均分子量45000)0.0014重量％、作为盐的碳酸钾0.15重量％、作为碱性化合物的四甲基氢氧化铵0.14重量％和剩余部分的纯水混合，制备实施例2的研磨用组合物。研磨用组合物的pH为10.7。
(研磨用组合物C)
将作为磨粒的胶体二氧化硅(平均一次粒径为51nm、平均二次粒径为101nm)1.17重量％、作为水溶性高分子的聚乙烯吡咯烷酮(重均分子量45000)0.00024重量％、作为盐的碳酸钾0.037重量％、作为碱性化合物的四甲基氢氧化铵0.057重量％、氢氧化钾0.0043重量％以及羟乙基纤维素(重均分子量1200000)0.1重量％、剩余部分的纯水混合，制备实施例3的研磨用组合物。研磨用组合物的pH为10.5。
(研磨用组合物D)
将作为磨粒的胶体二氧化硅(平均一次粒径为51nm、平均二次粒径为101nm)1.08重量％、作为水溶性高分子的聚乙烯吡咯烷酮(重均分子量45000)0.00022重量％、作为盐的碳酸钾0.033重量％、作为碱性化合物的四甲基氢氧化铵0.051重量％、氢氧化钾0.0039重量％以及羟乙基纤维素(重均分子量1200000)0.01重量％和剩余部分的纯水混合，制备实施例5的研磨用组合物。研磨用组合物的pH为10.5。
(研磨用组合物E)
将作为磨粒的胶体二氧化硅(平均一次粒径为51nm、平均二次粒径为72nm)1.17重量％、作为水溶性高分子的聚乙烯吡咯烷酮(重均分子量45000)0.00024重量％、作为盐的碳酸钾0.037重量％、作为碱性化合物的四甲基氢氧化铵0.057重量％、作为氢氧化钾0.0043重量％以及聚乙二醇(重均分子量300)0.01重量％和剩余部分的纯水混合，制备实施例3的研磨用组合物。研磨用组合物的pH为10.5。
(研磨用组合物F)
将作为磨粒的胶体二氧化硅(平均一次粒径为35nm、平均二次粒径为68nm)0.29重量％、作为碱性化合物的四甲基氢氧化铵0.063重量％和剩余部分的纯水混合，制备实施例2的研磨用组合物。研磨用组合物的pH为10.8。
(研磨用组合物G)
将作为磨粒的胶体二氧化硅(平均一次粒径为35nm、平均二次粒径为68nm)0.29重量％、作为盐的碳酸钾0.095重量％、作为碱性化合物的四甲基氢氧化铵0.14重量％和剩余部分的纯水混合，制备实施例2的研磨用组合物。研磨用组合物的pH为10.7。
＜研磨垫＞
作为研磨垫，实施例1、3、4、5、6、8中使用Nittahaas Co.制SUBA800,实施例2、7、比较例1、2、3中使用Nittahaas Co.制MH-S15A。
＜研磨对象物保持工具＞
作为研磨对象物保持工具，实施例1、3、4、6、7、8中使用GLASS EPOXY制加工载体，实施例2、比较例1、2、3中使用SUS304制加工载体，实施例5中使用SpeedFam Corporation制DLC(类金刚石碳)Coating载体。
＜研磨用组合物相对于研磨垫的后退接触角的测定＞
基于以下步骤，测定各例的研磨用组合物相对于研磨垫的后退接触角Cp。
(1P)将新的研磨垫设置在协和界面科学株式会社制动态接触角测定装置DM-501上。
(2P)向上述研磨垫滴下研磨用组合物30μL。
(3P)滴下研磨用组合物并以1°/秒的速度倾斜上述研磨垫，测定10秒后的后退接触角。
将所得结果示于表1。
＜研磨用组合物相对于研磨对象物的后退接触角的测定＞
基于以下步骤，测定各例的研磨用组合物相对于研磨对象物的后退接触角Cw。
(1W)将预先镜面化以及去除了自然氧化膜的研磨对象物(300mm硅晶圆、传导型P型、晶体取向＜100＞、电阻率为0.1Ω·cm以上且小于100Ω·cm)设置于协和界面科学株式会社制动态接触角测定装置DM-501上。
(2W)向上述研磨对象物滴下研磨用组合物30μL。
(3W)滴下研磨用组合物并以1°/秒的速度倾斜上述研磨对象物，测定10秒后的后退接触角。
将所得结果示于表1。
＜研磨用组合物相对于研磨对象物保持工具的后退接触角的测定＞
基于以下步骤，测定各例的研磨用组合物相对于研磨对象物保持工具的后退接触角Cc。
(1C)将新的研磨对象物保持工具设置在协和界面科学株式会社制动态接触角测定装置DM-501上。
(2C)向上述研磨对象物保持工具滴下研磨用组合物30μL。
(3C)滴下研磨用组合物并以1°/秒的速度倾斜上述研磨对象物保持工具，测定10秒后的后退接触角。
将所得结果示于表1。
＜研磨用组合物相对于研磨垫的动态表面张力的测定＞
基于以下步骤，测定各例的研磨用组合物相对于研磨垫的动态表面张力Tp。
(1p)将新的研磨垫切成25mm×40mm的大小。
(2p)取出上述研磨垫，在研磨用组合物中浸渍1分钟。
(3p)取出上述研磨垫，在装入有离子交换水的容器中浸渍1秒钟。
(4p)取出上述研磨垫，用***等吹送空气直至将过量的水吹净。
(5p)将上述研磨垫设置于RHEASCA公司制动态润湿性试验机6200TN。
(6p)将上述研磨垫以0.2mm/秒的速度在预先设置于动态润湿性试验机的研磨用组合物中浸渍10mm，保持2秒钟。
(7p)以0.2mm/秒的速度提起上述研磨垫。
(8p)测定基于上述试验的前进润湿应力。
将所得结果示于表2。
＜研磨用组合物相对于研磨对象物的动态表面张力的测定＞
基于以下步骤，测定各例的研磨用组合物相对于研磨对象物的动态表面张力Tw。
(1w)将新的研磨对象物切成25mm×40mm的大小。
(2w)将上述研磨对象物在氨：过氧化氢：离子交换水＝1：1：30(体积比)的化学溶液中浸渍60秒钟。
(3w)取出上述研磨对象物，将上述研磨对象物在5％氢氟酸中浸渍60秒钟。
(4w)取出上述研磨对象物，在研磨用组合物中浸渍1分钟。
(5w)取出上述研磨对象物，在装入有离子交换水的容器中浸渍1秒钟。
(6w)取出上述研磨对象物，用***等吹送空气直至将过量的水吹净。
(7w)将上述研磨对象物设置于RHEASCA公司制动态润湿性试验机6200TN。
(8w)将上述研磨对象物以0.2mm/秒的速度在预先设置于动态润湿性试验机的研磨用组合物中浸渍10mm，保持2秒钟。
(9w)以0.2mm/秒的速度提起上述研磨对象物。
(10w)测定基于上述试验的前进润湿应力。
将所得结果示于表2。
＜研磨用组合物相对于研磨对象物保持工具的动态表面张力的测定＞
基于以下步骤测定各例的研磨用组合物相对于研磨对象物保持工具的动态表面张力Tc。
(1c)将新的研磨对象物保持工具切成25mm×40mm的大小。
(2c)将上述研磨对象物保持工具在氨：过氧化氢：离子交换水＝1：1：30(体积比)的化学溶液中浸渍60秒钟。
(3c)取出上述研磨对象物保持工具，将上述研磨对象物在5％氢氟酸中浸渍60秒。
(4c)取出上述研磨对象物保持工具，在研磨用组合物中浸渍1分钟。
(5c)取出上述研磨对象物保持工具，在装入有离子交换水的容器中浸渍1秒。
(6c)取出上述研磨对象物保持工具，用***等吹送空气直至将过量的水吹净。
(7c)将上述研磨对象物保持工具设置于RHEASCA公司制动态润湿性试验机6200TN。
(8c)将上述研磨对象物保持工具以0.2mm/秒的速度在预先设置于动态润湿性试验机的研磨用组合物中浸渍10mm，保持2秒。
(9c)以0.2mm/秒的速度提起上述研磨对象物保持工具。
(10c)测定基于上述试验的前进润湿应力。
将所得结果示于表2。
＜整体形状的评价＞
将各例的研磨用组合物直接作为研磨液使用，对于硅晶圆进行研磨试验，在以下的条件下进行研磨，用GBIR的值评价整体形状。GBIR表示硅晶圆的面内的厚度的最大值与最小值之差，是数值越小、表示基板的整体形状越好的指标。研磨对象物使用与上述相同的物质(厚度为785μm)。将结果示于表1、表2。
[研磨条件]
研磨装置：SpeedFam Co.,Ltd.制两面研磨机、型号“DSM20B-5P-4D”
研磨压力：17.5kPa
上平板相对转速：20转/分钟(逆时针转)
下平板相对转速：20转/分钟(顺时针转)
研磨液的供给速率：4.5L/分钟(循环使用100L的研磨液)
研磨液的温度：25℃
研磨去除量(取り代)：10μm
[评价条件]
评价装置：黑田精工株式会社制基板平坦度测定装置、型号“Nanometro300TT”
评价项目：GBIR
[表1]
Figure GDA0001461499630000301
[表2]
Figure GDA0001461499630000302
如表1所示，对于使用了Cp≥Cc≥Cw的研磨液的实施例1、及使用了Cc≥Cp的研磨液的实施例2，与不满足Cp≥Cc≥Cw、Cc≥Cp中任意者的比较例1及2相比，表示基板的整体形状(基板内的最大厚度与最少厚度的差)的GBIR的值明显良好。
另外，如表2所示，对于使用了Tw≥Tc≥Tp的研磨液的实施例7、及使用了Tp≥Tc的研磨液的实施例3～6、8，与不满足Tw≥Tc≥Tp、Tp≥Tc中任意者的比较例3相比，表示基板的整体形状的GBIR的值明显良好。
以上，详细说明了本发明的具体例，但这些只不过是例示，并不限定权利要求书。权利要求书中记载的技术中包括对以上例示的具体例进行各种变形、变更而得到的方案。
附图标记说明
11 单面研磨装置、
14 研磨垫、
12 旋转平板、
13a 箭头、
13 第一轴、
15 研磨对象物保持件、
16a 箭头、
16 第二轴、
17 陶瓷板、
18 研磨对象物保持孔、
19 研磨对象物保持板、
21 研磨用组合物供给机、
21a 喷嘴、
22 两面研磨装置
23 下平板、
24 上平板、
25 加工载体、
26 研磨用组合物供给槽。

Claims (3)

1.一种研磨方法，包括将研磨对象物供给到研磨对象物保持孔内而保持于研磨对象物保持工具，将研磨用组合物供给到研磨垫上，将所述研磨对象物按压在所述研磨垫上，旋转所述研磨垫，
所述研磨用组合物含有磨粒、水溶性高分子以及盐，所述研磨用组合物用于进行硅晶圆的两面研磨，所述磨粒是平均一次粒径为30nm以上的二氧化硅颗粒，
所述水溶性高分子包含淀粉衍生物、含有氧化烯单元的聚合物、含有氮原子的聚合物、乙烯醇系聚合物中的任一种，
所述盐包含碳酸钾，
其中，将所述研磨用组合物的相对于研磨垫的适应性设为Wp、相对于研磨对象物的适应性设为Ww、相对于研磨对象物保持工具的适应性设为Wc时，满足以下的式(I)或式(II)的任意者，
Wp≥Wc (I)
Ww≥Wc≥Wp (II)。
2.根据权利要求1所述的研磨方法，其中，将所述研磨用组合物的相对于研磨垫的后退接触角设为Cp、相对于研磨对象物的后退接触角设为Cw、相对于研磨对象物保持工具的后退接触角设为Cc时，满足以下的式(III)或式(IV)的任意者，
Cc≥Cp (III)
Cp≥Cc≥Cw (IV)。
3.根据权利要求1所述的研磨方法，其中，将所述研磨用组合物的相对于研磨垫的动态表面张力设为Tp、相对于研磨对象物的动态表面张力设为Tw、相对于研磨对象物保持工具的动态表面张力设为Tc时，满足以下的式(V)或式(VI)的任意者，
Tp≥Tc (V)
Tw≥Tc≥Tp (VI)。
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