WO2016136342A1 - 研磨用組成物 - Google Patents

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WO2016136342A1
WO2016136342A1 PCT/JP2016/051809 JP2016051809W WO2016136342A1 WO 2016136342 A1 WO2016136342 A1 WO 2016136342A1 JP 2016051809 W JP2016051809 W JP 2016051809W WO 2016136342 A1 WO2016136342 A1 WO 2016136342A1
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WO
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polishing
silicon
site
compound
group
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PCT/JP2016/051809
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English (en)
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Inventor
晃仁 安井
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
    • 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.
  • CMP chemical mechanical polishing
  • LSI manufacturing process particularly shallow trench isolation (STI), planarization of interlayer insulating film (ILD film), tungsten plug formation
  • CMP is used in processes such as the formation of multilayer wiring composed of copper and a low dielectric constant film.
  • the CMP process is diversified, and shallow trench isolation is used for element isolation in an integrated circuit.
  • shallow trench isolation CMP is used to remove excess silicon oxide film deposited on the substrate.
  • a stopper film having a low polishing rate is formed under the silicon oxide film.
  • Polysilicon (polycrystalline silicon) can also be used as a stopper film if the polishing rate can be sufficiently suppressed, and polysilicon has the advantage of being used as a conductive material such as a gate of a transistor.
  • Patent Document 1 there is a technique in which polysilicon is applied as a stopper film to increase the polishing rate ratio between silicon oxide and polysilicon (Patent Document 1). It is presumed that the mechanism of the technique of Patent Document 1 is as follows. That is, when the zeta potential on the surface of SiO 2 to be polished is measured, a negative zeta potential of about ⁇ 20 mV or less is shown in a wide pH range, whereas the polysilicon film whose polishing progress is to be suppressed has a pH of 8 or less. Therefore, the zeta potential is relatively close to 0 at around -10 mV or less.
  • the nonionic water-soluble polymer specifically disclosed in this document is considered to be more easily attached to the polysilicon film surface than the SiO 2 surface, that is, the potential difference is small, so that the hydrophobic-hydrophobic interaction is not inhibited. It is considered that a protective film is formed on the polysilicon surface to suppress the polysilicon polishing rate.
  • the organic compound specifically disclosed in the same document cannot sufficiently control the polishing rate of an object to be polished having a silicon-silicon bond in at least one of acidic, neutral and basic regions. It was.
  • the cerium oxide particles themselves which are employed because they have the advantages of lower hardness than silica particles and alumina particles and are less likely to scratch the polished surface, are also subject to polishing with silicon-silicon bonds. We thought that it might be a problem in controlling the polishing rate of the object sufficiently.
  • an object of the present invention is to provide a polishing composition capable of sufficiently controlling the polishing rate of a polishing object having a silicon-silicon bond in at least one region of acidic, neutral or basic.
  • the present inventor has intensively studied to solve the above problems.
  • the problem is solved by providing a polishing composition that suppresses the polishing rate of the polishing object having the silicon-silicon bond in one region. Out was.
  • an action site that interacts with a polishing object having a silicon-silicon bond, and a suppression part that suppresses a polishing component that polishes the polishing object from approaching the polishing object.
  • abrasive grains that are colloidal silica and (3) a dispersion medium, and the action site is a site containing an acetylene structure, and is at least one of acidic, neutral, or basic It has been found that the above problem can be solved by providing a polishing composition that suppresses the polishing rate of the polishing object having the silicon-silicon bond in one region.
  • polishing composition capable of sufficiently controlling the polishing rate of a polishing object having a silicon-silicon bond in at least one of acidic, neutral and basic regions.
  • X to Y indicating a range means “X or more and Y or less”.
  • operations and physical properties are measured under conditions of room temperature (20 to 25 ° C.) / Relative humidity 40 to 50% RH.
  • an action site that interacts with a polishing object having a silicon-silicon bond and a polishing component that polishes the polishing object are prevented from approaching the polishing object.
  • the polishing composition suppresses the polishing rate of the polishing object having a silicon-silicon bond in at least one basic region.
  • the second aspect of the present invention is that (1) an action site that interacts with a polishing object having a silicon-silicon bond and a polishing component that polishes the polishing object are prevented from approaching the polishing object.
  • polishing composition is also referred to as “polishing composition of the present invention”.
  • first of the present invention and the second of the present invention, it basically means both.
  • Organic compound used in the present invention includes (1) an action site that interacts with a polishing object having a silicon-silicon bond (also simply referred to as “polishing object” in the present specification), and the polishing object.
  • a polishing component that suppresses the approach of the polishing component to the polishing object also referred to as “organic compound of the present invention” in the present specification.
  • the organic compound of the present invention suppresses the action site that interacts with a polishing object having a silicon-silicon bond in one molecule and the polishing component that polishes the polishing object from approaching the polishing object. And having a suppression site at the same time. Therefore, the site of action in the organic compound interacts with the object to be polished, and on the other hand, the suppression site prevents the polishing component that polishes the object to be polished from approaching the object to be polished. Therefore, a polishing composition containing such an organic compound sufficiently controls an object to be polished having a silicon-silicon bond such as polysilicon in at least one of acidic, neutral and basic regions. In other words, a compound that does not have an action site and a suppression site simultaneously in one molecule is distinguished from the organic compound of the present invention.
  • polishing rate of the polishing object having a silicon-silicon bond in at least one region of acid, neutral or basic as shown in the examples, Compared to the case where no additives (that is, components other than “abrasive grains, dispersion medium, and pH adjuster as necessary”) are added, the polishing target having a silicon-silicon bond such as polysilicon in any region. It means that the polishing rate is suppressed.
  • the “polishing component” is a component capable of polishing an object to be polished, and means, for example, abrasive grains.
  • the organic compound of the present invention has an action site that interacts with a polishing object having a silicon-silicon bond.
  • the “action site” is a site that interacts with a polishing object having a silicon-silicon bond.
  • the action site may be in the form of a salt, and a sodium salt, potassium salt, ammonium salt or the like is preferable as the salt.
  • the number of action sites is not particularly limited as long as it is 1 or more per molecule, and may be 2 or more, or 3 or more. Therefore, according to one embodiment of the present invention, the organic compound has two or more action sites in the molecule.
  • a site that interacts with a polishing object having a silicon-silicon bond includes a phosphonic acid group or a salt group thereof, a pyridine structure, a carboxyl group or a salt group thereof (aromatic carboxylic acid structure (Including benzoic acid structure)), phenolic structure, ethylenically unsaturated bond, sulfide structure, aromatic sulfonic acid structure, N oxide structure, aldehyde structure, and at least one part selected from the group consisting of ketone structures .
  • the active site is a phosphonic acid group or a salt group thereof, an aromatic group.
  • a site containing at least one selected from the group consisting of a sulfonic acid structure, a carboxyl group (including an aromatic carboxylic acid structure (benzoic acid structure)) and an ethylenically unsaturated bond is preferred.
  • the carboxyl group when a carboxyl group is included as an action site, the carboxyl group is preferably bonded to an aromatic ring, and in another embodiment, a carboxyl group is included as an action site. It is preferable that an ethylenically unsaturated bond is further included as an action site.
  • the action site is a site containing an acetylene structure. Since the action site is a site containing an acetylene structure, the polishing rate of the polishing object having the silicon-silicon bond is suppressed in all acidic, neutral or basic regions.
  • the organic compound of the present invention has a suppression site for suppressing the polishing component that polishes the polishing object from approaching the polishing object.
  • the “suppressed part” may have any structure as long as the polishing component for polishing the polishing object has an action of suppressing the approach to the polishing object.
  • the suppression site is preferably a site having 1 or more carbon atoms in total. In one embodiment of the present invention, the suppression sites have a total of 3 or more carbon atoms. In one embodiment of the present invention, the suppression sites have a total of 4 or more carbon atoms. In one embodiment of the present invention, the suppression sites have a total of 6 or more carbon atoms. In one embodiment of the present invention, the suppression sites have a total of 8 or more carbon atoms.
  • total means, for example, when the organic compound is “nonanoic acid”, since “action site” is “carboxyl group” and “suppression site” is “octyl group”, “suppression site”
  • the organic compound is “N, N-dimethyldodecylamine N oxide”, “action site” is “N oxide structure”, “dodecyl group” is one and “methyl group” is 2 as “suppression site”. Therefore, the total number of carbon atoms of the “suppression site” is 14.
  • the suppression sites have a total of 20 or less carbon atoms. On the other hand, in one embodiment of the present invention, the suppression sites have a total of 18 or less carbon atoms. On the other hand, in one embodiment of the present invention, the suppression sites have a total of 16 or less carbon atoms. If the organic chain (carbon number) of the suppression site (suppression group) is too large, the solubility in the polishing composition (slurry) will be low, so that the inhibitor (organic compound of the present invention) sufficient to suppress the There is a risk that the amount cannot be added.
  • the suppression site (suppressing group) tends to bend (a state where it is bent not in a straight line but around), resulting in a decrease in the density of the suppression film and a decrease in the generation rate of the molecular arrangement film. There is also a risk that the suppression effect is reduced.
  • part is a site
  • the suppression site is a site having an alkyl group having 4 or more carbon atoms.
  • the suppression site is a site having an alkyl group having 7 or more carbon atoms.
  • the alkyl group has 3 or more carbon atoms, a decrease in the hydrophobicity of the suppression site (suppression group) is suppressed, and it becomes easy to produce a molecular arrangement film that is a suppression film.
  • the polishing component is further prevented from approaching the surface of the object to be polished (substrate), thereby improving the suppression effect.
  • an alkyl chain as described above is included, a molecular arrangement film is generated by hydrophobic interaction, and the surface of the object to be polished (substrate) by the molecular arrangement film is protected.
  • an organic compound has such a significantly long alkyl group, it does not have an active site that interacts with a polishing object having a silicon-silicon bond.
  • a polishing object having a silicon-silicon bond cannot be sufficiently controlled.
  • a polishing object having a silicon-silicon bond such as polysilicon is sufficiently obtained in at least one of acidic, neutral and basic regions. The control effect cannot be expected.
  • the organic compound of the present invention is important in that the action site and the suppression site coexist in one molecule.
  • part is a site
  • part has a C18 or less alkyl group.
  • it is a site having an alkyl group having 16 or less carbon atoms.
  • the alkyl group may be linear or branched. However, in the case of a branched group, the number of organic molecules that can act on the same area may decrease (the density of organic molecules decreases). Therefore, the suppression ability may be reduced. Moreover, in the case of a branched alkyl group, it is conceivable that the molecular arrangement speed of the suppression film composed of an organic compound (an organic molecule of the inhibitor) decreases due to the complexity of the structure. Therefore, it is preferably linear. However, when it has a bulky structure, it is preferably a branched chain (isopropyl, t-butyl, tertiary amine, quaternary ammonium, etc.). The suppression site acts as a steric hindrance and inhibits the action of the abrasive component.
  • some hydrogen atoms of the alkyl group may be substituted with a substitution site such as a hydroxyl group or a halogen atom.
  • some carbon atoms of the alkyl group may be substituted with a substitution site such as ether oxygen.
  • the number of substitutions at these substitution sites is not particularly limited, but is preferably about 1 to 7, and preferably about 1 to 4.
  • the organic compound of the present invention may have a structure in which two action sites are bonded via a suppression site.
  • the suppression site is a divalent group.
  • an alkylene group is typically preferable (a part thereof may include the following ester structure or amide structure).
  • An alkylene group has a divalent structure in which one hydrogen atom of an alkyl group is removed. The explanation of the alkyl group is the same as that explained above.
  • the alkylene group may also have the above-described substitution site, and the above explanation is equally applicable to the explanation regarding the substitution site.
  • the suppression site may have an ester structure or an amide structure.
  • the ester structure is shown as COOR and R is typically an alkyl group or an alkylene oxide group.
  • the alkyl group is the same as the above alkyl group, and may be substituted at the substitution site in the same manner.
  • the alkylene oxide group is — (A—O) n CH 3 , A is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and n is 1 to 15.
  • the amide structure is represented by CONR, and R is the same as described above.
  • the suppression site has an ethylene glycol structure (ethylene glycol ester structure).
  • the suppression site has a hydroxyl group and / or an ether-based oxygen.
  • a hydroxyl group and / or ether-based oxygen in the molecular structure of the organic compound, the hydrophilicity is increased and the dissolution in an aqueous solution is facilitated.
  • the suppression site has a glycerin structure (glycerin ester structure).
  • the suppression site has a polyethylene glycol structure (the above explanation is also valid for the explanation of the alkylene oxide).
  • the number of atoms on a straight line (linear) in the suppression site is preferably 3 to 21, more preferably 4 to 17. Therefore, according to a preferred embodiment of the present invention, the number of atoms in which the suppression site is linear in the suppression site is 3 to 21.
  • some examples of how to count the number of atoms on a straight line at the suppression site are given.
  • the suppression site has a structure of “H—CH 2 —O—CH 2 —CH 2 —O—”, the number of atoms on the straight line is six.
  • the number of atoms on the straight line is 6 (O in CO is bonded to C via a double bond) is doing).
  • the number of atoms on the straight line is 7 (Ph. Represents a phenyl group in the para position).
  • the structure has “—CH 2 —CH 2 —S—”, the number of atoms on the straight line is three.
  • the suppression site of the present invention has a function of protecting the surface of the object to be polished (substrate) by the molecular alignment film, or the suppression site functions as a steric hindrance and inhibits the action of the polishing component I have.
  • part is preferably 1 each. It has ⁇ 7 or 2 ⁇ 4 hydroxyl groups and / or etheric oxygen.
  • alkyl group having 1 to 20 carbon atoms are not particularly limited, but are methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl.
  • the number of suppression sites in the organic compound of the present invention is preferably 1 to 4, and from the viewpoint of ease of molecular alignment film of the organic compound of the present invention. From 1 to 3, more preferably 1 to 3. Alternatively, it may be one or two.
  • the organic compound is a vinyl compound, a (meth) acryl compound, an allyl compound, an alkyl ether compound, an alkyl aldehyde compound, an alkyl ketone compound, an alkyl carboxylic acid compound, or an alkyl benzene carboxylic acid. It is preferably at least one selected from the group consisting of a compound, an alkylbenzene sulfonic acid compound, an alkyl phosphonic acid compound, an alkyl pyridine compound, an alkyl N oxide compound, an alkyl phenol compound and an alkyl sulfide compound.
  • the organic compound has a tertiary alcohol structure or an oxyalkylene (alkylene oxide) structure and has a symmetrical structure with a triple bond as a boundary.
  • the number of carbons present at the boundary of the triple bond of the oxyalkylene structure is preferably 3 to 20, more preferably 3 to 10. Note that this embodiment may also have the above-described substitution site.
  • the said organic compound has a hydroxyl group.
  • the second organic compound of the present invention has an alkyl group having 7 to 12 carbon atoms and one hydroxyl group with a triple bond as a boundary.
  • the alkyl group having 7 to 12 carbon atoms also has a substitution site as described above. It may be.
  • the organic compound is an alkyne monool.
  • Such alkyne monool has a structure having a hydroxyl group only on one side with a triple bond as a boundary. With such a configuration, the effect of suppressing the polishing rate can be further enhanced.
  • examples of the organic compound of the present invention include 4-octylpyridine, 4-heptylphenol, heptylmethyl sulfide, nonanoic acid, 4-n-octylbenzenecarboxylic acid, sodium 4-n-octylbenzenesulfonate, N, N— Dimethyldodecylamine N oxide, nonanal, laurylphosphonic acid, 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol, 2-butyne-1,4-diol bis (2-hydroxyethyl) ether, Heptyl (hydroxymethyl) acetylene, 10-hydroxy-1-decyne, 3,6-dihydroxy-3,6-dimethyl-4-octyne, (meth) acrylic acid, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol Monovinyl ether, glycerin mono (meth) acrylate
  • the interaction is due to a chemical bond selected from at least one of an ionic bond, a covalent bond and a hydrogen bond.
  • a chemical bond selected from at least one of an ionic bond, a covalent bond and a hydrogen bond.
  • the interaction is based on, for example, a hydrophobic interaction or an intermolecular force (van der Waals force)
  • the interaction is not reliably adsorbed to the polishing object having a silicon-silicon bond, and the effect of the present invention is reduced. There are times when it does not play.
  • the polishing rate of the polishing object having a silicon-silicon bond can be suppressed in any of acidic, neutral, and basic regions, but it can be applied to various applications.
  • the polishing rate of the polishing object having the silicon-silicon bond in all the acidic, neutral or basic regions Is preferably suppressed.
  • the content of the organic compound in the polishing composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.01 mM or more, more preferably 0.1 mM or more, and even more preferably 0.5 mM or more from the viewpoint of controlling polishing efficiency.
  • it is 1.0 mM or more, more preferably 1.5 mM or more, still more preferably 2.0 mM or more, and particularly preferably 2.5 mM or more.
  • 100 mM or less is preferable, 50 mM or less is more preferable, 30 mM or less is more preferable, 20 mM or less is further more preferable, 15 mM or less is even more preferable, and 10 mM. More preferably, it is more preferably 5 mM or less.
  • the polishing rate of the polishing object having a silicon-silicon bond is suppressed in all the acidic, neutral or basic regions.
  • a polishing target in which the action site of the present invention (particularly, a phosphonic acid group or a salt thereof, an aromatic sulfonic acid structure, a carboxyl group, an ethylenically unsaturated bond, an acetylene structure) has a silicon-silicon bond.
  • a polishing component that can be chemically bonded to the surface of an object is a polishing component that polishes the object to be polished so that the suppression portion of the organic compound faces the liquid contact side from the surface of the object to be polished. Adsorb.
  • the suppression site of this organic compound has high hydrophobicity.
  • an organic compound having the same action site and suppression site is assembled by hydrophobic interaction, so that silicon-silicon A suppression film is formed on the surface of the polishing object having bonds. Therefore, it is possible to provide a polishing composition capable of sufficiently controlling the polishing rate of a polishing object having a silicon-silicon bond such as polysilicon in at least one of acidic, neutral and basic regions. .
  • the polishing composition of the present invention contains abrasive grains.
  • the abrasive used may be any of inorganic particles, organic particles, and organic-inorganic composite particles.
  • the inorganic particles include particles made of metal oxides such as silica, alumina, ceria, titania, silicon nitride particles, silicon carbide particles, and boron nitride particles.
  • the organic particles include latex particles, polystyrene particles, and polymethyl methacrylate (PMMA) particles.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • silica is preferable, and colloidal silica is particularly preferable from the viewpoint of suppressing generation of polishing flaws.
  • colloidal silica that can be used is not particularly limited, and for example, surface-modified colloidal silica can be used.
  • Surface modification of colloidal silica (supported colloidal silica) can be performed, for example, by mixing a metal such as aluminum, titanium or zirconium, or an oxide thereof with colloidal silica and doping the surface of silica particles.
  • it can be carried out by chemically bonding the functional group of the organic acid to the surface of the silica particles, that is, by immobilizing the organic acid.
  • the immobilization of the organic acid on the colloidal silica is not achieved simply by the coexistence of the colloidal silica and the organic acid.
  • sulfonic acid which is a kind of organic acid
  • colloidal silica see, for example, “Sulphonic acid-functionalized silica through of thiol groups”, Chem. Commun. 246-247 (2003).
  • a silane coupling agent having a thiol group such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane is coupled to colloidal silica and then oxidized with hydrogen peroxide to fix the sulfonic acid on the surface.
  • the colloidal silica thus obtained can be obtained.
  • the colloidal silica used in the examples is also modified with sulfonic acid groups in this manner.
  • colloidal silica which is a kind of organic acid
  • carboxylic acid which is a kind of organic acid
  • colloidal silica for example, “Novel Silane Coupling Agents Containing a Photobolizable 2-Nitrobenzoyl Sterfotrophic Induction of CarbodisulfideCarbon Letters, 3, 228-229 (2000).
  • colloidal silica having a carboxylic acid immobilized on the surface can be obtained by irradiating light after coupling a silane coupling agent containing a photoreactive 2-nitrobenzyl ester to colloidal silica.
  • colloidal silica to which sulfonic acid is fixed is particularly preferable from the viewpoint of easy production.
  • Another reason why colloidal silica having a fixed sulfonic acid is preferable is that the dispersion stability of the abrasive grains is improved when the pH of the polishing composition is in the acidic region.
  • an abrasive produced by a method for producing a cation sol may be used.
  • composite abrasive grains and abrasive grains having a core-shell structure can also be used.
  • the abrasive grains are essential to be colloidal silica.
  • cerium oxide particles are employed as abrasive grains because of the advantage that the hardness is lower than that of silica particles and alumina particles and scratches are less likely to enter the polished surface.
  • the present inventor has found that the adopted cerium oxide particles themselves are the cause of the insufficient control of the polishing rate of a polishing object having a silicon-silicon bond.
  • colloidal silica as an abrasive and using the organic compound of the present invention having a site containing an acetylene structure as an action site, an acidic, neutral or basic
  • the polishing rate of the polishing object having a silicon-silicon bond in at least one region can be sufficiently controlled.
  • colloidal silica the contents described in the first aspect of the present invention are equally applicable.
  • the lower limit of the average primary particle diameter of the abrasive grains in the polishing composition is preferably 5 nm or more, more preferably 7 nm or more, further preferably 10 nm or more, and more preferably 15 nm or more. More preferably, it is particularly preferably 25 nm or more.
  • the upper limit of the average primary particle diameter of the abrasive grains is preferably 200 nm or less, more preferably 150 nm or less, further preferably 100 nm or less, still more preferably 70 nm or less, and 60 nm. More preferably, it is more preferably 50 nm or less.
  • the average primary particle diameter of an abrasive grain is calculated based on the specific surface area of the abrasive grain measured by BET method, for example. This is also calculated in the embodiment of the present invention.
  • the lower limit of the average secondary particle diameter of the abrasive grains in the polishing composition is preferably 5 nm or more, more preferably 7 nm or more, further preferably 10 nm or more, and preferably 26 nm or more. Still more preferably, it is more preferably 36 nm or more, still more preferably 45 nm or more, and particularly preferably 55 nm or more.
  • the upper limit of the average secondary particle diameter of the abrasive grains is preferably 300 nm or less, more preferably 260 nm or less, further preferably 220 nm or less, still more preferably 150 nm or less, It is more preferably 120 nm or less, still more preferably 100 nm or less, and particularly preferably 80 nm or less. If it is such a range, it can suppress more that a surface defect arises on the surface of the grinding
  • the secondary particles referred to here are particles formed by association of abrasive grains in the polishing composition, and the average secondary particle diameter of the secondary particles is measured by, for example, a dynamic light scattering method. be able to. This is also calculated in the embodiment of the present invention.
  • the lower limit of the ratio of the diameter D10 of the particles when reaching 10% is preferably 1.1 or more, more preferably 1.2 or more. Preferably, it is more preferably 1.3 or more, and particularly preferably 1.4 or more.
  • the upper limit of D90 / D10 is not particularly limited, but is preferably 5.0 or less, more preferably 3.0 or less, still more preferably 2.5 nm or less, and 2.0 nm.
  • it is more preferably 1.8 nm or less. If it is such a range, it can suppress more that a surface defect arises on the surface of the grinding
  • D90 / D10 is small (close to 1.0), the particle size distribution width is narrow, and as this value increases, the particle size distribution width is wide.
  • the smaller the D90 / D10 the more the stress applied to one particle (working point) is dispersed (the force is applied uniformly at each working point).
  • the suppression effect increases as the value of D90 / D10 decreases.
  • the value of D90 / D10 is large (the particle size distribution is wide), the particle size difference between large particles and small particles becomes large, and force is concentrated on the large particles, so the strain on the substrate surface is large. Thus, the polishing efficiency is improved.
  • the lower limit of the content of abrasive grains in the polishing composition is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and more preferably 0.1% by mass or more. More preferably, it is more preferably 0.5% by mass or more, and particularly preferably 1% by mass or more. Such a lower limit is preferable in obtaining sufficient polishing efficiency for a polishing object other than a polishing object having a silicon-silicon bond such as polysilicon.
  • the upper limit of the content of the abrasive grains in the polishing composition is preferably 50% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, further preferably 10% by mass or less, and 8 More preferably, it is more preferably 6% by mass or less, and particularly preferably 4% by mass or less.
  • the cost of the polishing composition can be suppressed, and the occurrence of surface defects on the surface of the object to be polished after polishing using the polishing composition can be further suppressed.
  • Dispersion medium In the polishing composition of the present invention, a dispersion medium is used for dispersing each component.
  • a dispersion medium an organic solvent and water are conceivable.
  • water containing as little impurities as possible is preferable. Specifically, pure water, ultrapure water, or distilled water from which foreign ions are removed through a filter after removing impurity ions with an ion exchange resin is preferable.
  • the present invention provides a polishing composition that can sufficiently control an object to be polished having a silicon-silicon bond in at least one of acidic, neutral, and basic regions.
  • polishing objects having a silicon-silicon bond examples include polysilicon, amorphous silicon, single crystal silicon, n-type doped single crystal silicon, p-type doped single crystal silicon, and Si-based alloys such as SiGe.
  • the polishing composition of the present invention can contain organic stabilizers (such as polymerization inhibitors, radical scavengers, antioxidants, etc.), pH adjusters, oxidizing agents, reducing agents, surfactants, water-soluble substances as necessary.
  • organic stabilizers such as polymerization inhibitors, radical scavengers, antioxidants, etc.
  • the polishing composition of the present invention suppresses the polishing rate of the polishing object having a silicon-silicon bond in at least one of acidic, neutral and basic regions. Therefore, the pH adjuster is preferably used for adjusting to an acidic or basic region.
  • the acidic region means that the pH is less than 7, and preferably 1 to 4.
  • the neutral region means pH 7.
  • the basic region means a pH of more than 7, preferably a pH of 8-13.
  • the value of pH in this invention shall say the value measured on the conditions as described in an Example.
  • pH adjusting agent for adjusting to the acidic region may be any of an inorganic compound and an organic compound.
  • sulfuric acid H 2 SO 4
  • nitric acid nitric acid
  • boric acid carbonic acid
  • hypoxia Inorganic acids such as phosphoric acid, phosphorous acid and phosphoric acid
  • hypoxia Inorganic acids such as phosphoric acid, phosphorous acid and phosphoric acid
  • formic acid acetic acid, propionic acid, benzoic acid, salicylic acid, glyceric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, maleic acid, phthalic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid
  • carboxylic acids such as acid and lactic acid
  • organic acids such as organic sulfuric acid such as methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, and isethionic acid.
  • the above acid is a divalent or higher acid (for example, sulfuric acid, carbonic acid, phosphoric acid, oxalic acid, etc.), it may be in a salt state as long as one or more protons (H + ) can be released.
  • a divalent or higher acid for example, sulfuric acid, carbonic acid, phosphoric acid, oxalic acid, etc.
  • it may be in a salt state as long as one or more protons (H + ) can be released.
  • H + protons
  • ammonium hydrogen carbonate, ammonium hydrogen phosphate the type of the counter cation may be basically anything, but a weakly basic cation (ammonium, triethanolamine, etc.) is preferred).
  • the salt concentration slurry conductivity
  • the polishing rate of a polishing object having a silicon-silicon bond such as polysilicon can be suppressed.
  • the salt concentration the conductivity of the slurry
  • the thickness of the electric double layer on the abrasive grain surface decreases. Therefore, since the electrostatic repulsive force of the abrasive grains is weakened, there is a concern that the polishing rate of a polishing object having a silicon-silicon bond such as a silicon oxide film may be improved.
  • the pH adjuster for adjusting to the acidic region does not contain a salt.
  • salts include halogen acids such as hydrochloric acid, ammonium salts of inorganic acids such as sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, and carbonic acid, potassium salts, amine salts, acetic acid, citric acid, oxalic acid, maleic acid, and other organic acids. Ammonium salt, potassium salt, amine salt.
  • pH adjusting agent for adjusting to the basic region may be any of an inorganic compound and an organic compound, but alkali metal hydroxides or salts thereof, quaternary ammonium, hydroxide hydroxide Quaternary ammonium or a salt thereof, ammonia, amine and the like can be mentioned.
  • alkali metal examples include potassium and sodium.
  • Specific examples of the salt include carbonate, hydrogen carbonate, sulfate, acetate, and the like.
  • quaternary ammonium examples include tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrabutylammonium and the like.
  • quaternary ammonium hydroxide or a salt thereof examples include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, and the like.
  • the polishing composition preferably further contains ammonia, amine, and potassium as a base from the viewpoint of preventing metal contamination and ease of diffusion of metal ions into the semiconductor device structure.
  • Specific examples include potassium hydroxide (KOH), potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, potassium sulfate, potassium acetate, and potassium chloride.
  • oxidizing agent examples include hydrogen peroxide, peracetic acid, percarbonate, urea peroxide, perchloric acid; sodium persulfate, potassium persulfate, ammonium persulfate, potassium monopersulfate, oxone (2KHSO 5 ⁇ KHSO 4 ⁇ Persulfates such as double salts with peroxides such as K 2 SO 4 ), hypochlorite, chlorite, chlorate, perchlorate, hypobromite, bromite Salt, bromate, perbromate, hypoiodite, iodate, iodate, halogenated oxidants such as periodate and periodic acid, cerium ammonium nitrate, potassium permanganate, Examples thereof include compounds of metal elements that can take a wide range of oxidation numbers such as potassium chromate. These oxidizing agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the lower limit of the content (concentration) of the oxidizing agent in the polishing composition is preferably 0.001% by mass or more, more preferably 0.01% by mass or more.
  • the upper limit of content (concentration) of the oxidizing agent in polishing composition is 30 mass% or less, More preferably, it is 10 mass% or less.
  • the material cost of the polishing composition can be suppressed, and in addition, there is an advantage that the load of the treatment of the polishing composition after polishing use, that is, the waste liquid treatment can be reduced. . In addition, there is an advantage that excessive oxidation of the surface of the object to be polished by the oxidizing agent hardly occurs.
  • the polishing composition of the present invention may contain a reducing agent.
  • a reducing agent conventionally known ones used in polishing compositions can be included.
  • organic substances hydrazine, formic acid, oxalic acid, formaldehyde aqueous solution, ascorbic acid, glucose and other reducing sugars, inorganic substances In, nitrous acid or its salt, phosphorous acid or its salt, hypophosphorous acid or its salt, sulfurous acid or its salt, thiosulfuric acid or its salt, lithium aluminum hydride, sodium borohydride, multiple stable valences Metal and its compounds.
  • the lower limit of the content (concentration) of the reducing agent in the polishing composition is preferably 0.001% by mass or more, and more preferably 0.01% by mass or more.
  • the lower limit in this way there is an advantage that the polishing efficiency can be increased without increasing the abrasive concentration when polishing a polishing object whose polishing efficiency is improved by adding a reducing agent.
  • the upper limit of content (concentration) of the reducing agent in polishing composition is 30 mass% or less, More preferably, it is 10 mass% or less.
  • a surfactant may be contained in the polishing composition.
  • the surfactant improves the cleaning efficiency after polishing by imparting hydrophilicity to the polished surface after polishing, and can prevent the adhesion of dirt.
  • step performance such as dishing can be improved by selecting an appropriate surfactant.
  • the surfactant may be any of an anionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant, and a nonionic surfactant.
  • One of these surfactants may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
  • the content of the surfactant in the polishing composition is preferably 0.001 g / L or more, more preferably 0.005 g / L or more. By setting it as such a lower limit, the cleaning efficiency after polishing is further improved. Further, by selecting an appropriate surfactant, step performance such as dishing can be improved.
  • the water-soluble polymer is a temperature at which the water-soluble polymer is most dissolved and when it is dissolved in water at a concentration of 0.5% by mass and filtered through a G2 glass filter (maximum pores 40 to 50 ⁇ m). The mass of the insoluble matter to be filtered out is within 50 mass% of the added water-soluble polymer.
  • a water-soluble polymer When a water-soluble polymer is added to the polishing composition, the surface roughness of the polishing object after polishing using the polishing composition is further reduced.
  • One of these water-soluble polymers may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
  • the content of the water-soluble polymer in the polishing composition is preferably 0.01 g / L or more, more preferably 0.05 g / L or more. By setting it as such a lower limit, the surface roughness of the polishing surface by the polishing composition is further reduced.
  • the content of the water-soluble polymer in the polishing composition is preferably 100 g / L or less, more preferably 50 g / L or less. By setting such an upper limit, the remaining amount of the water-soluble polymer on the polishing surface is reduced, and the cleaning efficiency is further improved.
  • antiseptic and fungicide examples include 2-methyl-4-isothiazolin-3-one and 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one. And the like, isothiazoline-based preservatives such as paraoxybenzoates, and phenoxyethanol. These antiseptics and fungicides may be used alone or in combination of two or more.
  • an action site that interacts with a polishing object having a silicon-silicon bond, and a suppression part that suppresses a polishing component that polishes the polishing object from approaching the polishing object.
  • the polishing rate of the polishing object having the silicon-silicon bond can be sufficiently controlled.
  • polishing environment is appropriately adjusted depending on the polishing application. That is, polishing may be performed in an acidic environment, polishing may be performed in a neutral environment, and polishing may be performed in a basic environment.
  • polishing rate of the polishing object having the silicon-silicon bond is suppressed in at least one of the acidic, neutral, and basic regions of the present invention, a specific pH region is selected depending on the polishing application.
  • a polishing composition that can sufficiently control the polishing rate of a polishing object having a silicon-silicon bond such as polysilicon may be appropriately selected and used. Therefore, from another point of view, it is added that it is not meaningful to compare the polishing rate between different pH ranges.
  • the polishing rate of a polishing object having a silicon-silicon bond such as polysilicon in an acidic environment is preferably less than 26 [ ⁇ / min], more preferably 25 [ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ / min] or less. More preferably 24 [ ⁇ / min] or less, still more preferably 23 [ ⁇ / min] or less, still more preferably 22 [ ⁇ / min] or less, and particularly preferably 20 [ ⁇ / min] or less. min] or less.
  • the lower limit is not particularly limited, but is substantially 0 [ ⁇ ⁇ / min] or more.
  • the polishing rate of a polishing object having a silicon-silicon bond such as polysilicon in a neutral environment is preferably less than 125 [ ⁇ / min], more preferably 115 [ ⁇ / min] or less, More preferably, it is 110 [ ⁇ / min] or less, even more preferably 90 [ ⁇ / min] or less, still more preferably 60 [ ⁇ / min] or less, and particularly preferably 40 [ ⁇ / min]. It is as follows.
  • the lower limit is not particularly limited, but is substantially 0 [ ⁇ ⁇ / min] or more.
  • the polishing rate of a polishing object having a silicon-silicon bond such as polysilicon in a basic environment is preferably less than 1249 [ ⁇ / min], more preferably 1000 [ ⁇ / min] or less, More preferably, it is 800 [ ⁇ / min] or less, even more preferably 600 [ ⁇ / min] or less, still more preferably 400 [ ⁇ / min] or less, and particularly preferably 200 [ ⁇ / min]. Or less, more preferably 100 [ ⁇ / min] or less.
  • the lower limit is not particularly limited, but is substantially 0 [ ⁇ ⁇ / min] or more.
  • the polishing rate means a value measured by the method described in the examples.
  • the method for producing a polishing composition suppresses the polishing rate of the polishing object having a silicon-silicon bond in at least one of acidic, neutral and basic regions.
  • an action site that interacts with a polishing object having a silicon-silicon bond, and a suppression part that suppresses a polishing component that polishes the polishing object from approaching the polishing object;
  • abrasive grains (3) a dispersion medium; and the action site is a phosphonic acid group or a salt group thereof, a pyridine structure, a carboxyl group or a mixture thereof.
  • a part containing at least one selected from the group consisting of a salt group, a phenol structure, an ethylenically unsaturated bond, a sulfide structure, an aromatic sulfonic acid structure, an N oxide structure, an aldehyde structure and a ketone structure also provides a method for producing a polishing composition.
  • a polishing composition that suppresses the polishing rate of the polishing object having a silicon-silicon bond in at least one of acidic, neutral, and basic regions.
  • a manufacturing method comprising: (1) suppressing an action site that interacts with a polishing object having a silicon-silicon bond and a polishing component that polishes the polishing object from approaching the polishing object; And (2) abrasive grains that are colloidal silica; (3) a dispersion medium; and the working site is a site including an acetylene structure.
  • a method of manufacturing the composition is also provided.
  • polishing composition is not restrict
  • the temperature at the time of mixing each component is not particularly limited, but is preferably 10 to 40 ° C., and may be heated to increase the dissolution rate. Further, the mixing time is not particularly limited.
  • ⁇ Polishing method> there is provided a polishing method in which a polishing object having a silicon-silicon bond is polished with the above polishing composition or the polishing composition obtained by the above production method.
  • a polishing apparatus As a polishing apparatus, a general holder having a polishing surface plate on which a holder for holding a substrate having a polishing object and a motor capable of changing the number of rotations are attached and a polishing pad (polishing cloth) can be attached A polishing apparatus can be used.
  • polishing pad a general nonwoven fabric, polyurethane, porous fluororesin, or the like can be used without particular limitation. It is preferable that the polishing pad is grooved so that the polishing composition accumulates.
  • the polishing conditions are not particularly limited.
  • the rotation speed of the polishing surface plate is preferably 10 to 500 rpm
  • the rotation speed of the head (carrier) is preferably 10 to 500 rpm
  • the pressure applied to the substrate having the object to be polished is preferably 0.1 to 10 psi.
  • the method of supplying the polishing composition to the polishing pad is not particularly limited, and for example, a method of continuously supplying with a pump or the like is employed. Although the supply amount is not limited, it is preferable that the surface of the polishing pad is always covered with the polishing composition of the present invention. Also, the polishing time is not particularly limited.
  • polishing compositions of Examples and Comparative Examples were prepared by using 2% by mass of abrasive grains (sulfonic acid group-modified colloidal silica; average primary particle size: 35 nm, average secondary particle size: 65 nm D90 / D10: 1.6), pH adjuster.
  • the organic compound 3 mM shown in Table 1 was prepared by mixing in ultrapure water (mixing temperature: about 25 ° C., mixing time: about 10 minutes).
  • the pH of the polishing composition was adjusted to 2, 7, and 10 by adding appropriate amounts of H 2 SO 4 and KOH.
  • the pH of the polishing composition (liquid temperature: 25 ° C.) was confirmed by a pH meter (manufactured by Horiba, Ltd., model number: LAQUA).
  • polishing performance evaluation Using the obtained polishing composition, the polishing rate when a polishing object (polysilicon) was polished under the following polishing conditions was measured.
  • polishing rate of the object to be polished (silicon nitride, silicon oxide) was also measured.
  • Polishing machine Single-side CMP polishing machine (ENGIS) Polishing pad: Polyurethane pad (IC1010: manufactured by Rohm and Haas) Pressure: 3.04 psi Platen (surface plate) rotation speed: 90rpm Head (carrier) rotation speed: 40 rpm Flow rate of polishing composition: 100 ml / min Polishing time: 60 sec ⁇ Polishing speed> The polishing rate (polishing rate) was calculated by the following formula.
  • the film thickness was evaluated by obtaining by a light interference type film thickness measuring device (model number: Lambda Ace manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.) and dividing the difference by the polishing time.
  • the polishing composition of the comparative example does not have at least one of the action site and the suppression site, which suggests that the polishing rate of polysilicon cannot be suppressed.
  • the polishing rate of polysilicon is improved as compared with Comparative Example 1, it is suggested that these organic compounds have a structure that improves the polishing rate of polysilicon. Is done.

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Abstract

【課題】酸性、中性または塩基性の少なくとも一つの領域でケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を十分に制御することができる、研磨用組成物を提供することを目的とする。 【解決手段】ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物に相互作用する作用部位と、前記研磨対象物を研磨する研磨成分が、前記研磨対象物に接近することを抑制する、抑制部位と、を有する有機化合物と；（２）砥粒と；（３）分散媒と；を有し、前記作用部位が特定のものまたは前記コロイダルシリカである、酸性、中性または塩基性の少なくとも一つの領域で、前記ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を抑制する、研磨用組成物。

Description

研磨用組成物
　本発明は、研磨用組成物に関する。
　従来、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）の高集積化、高性能化に伴って新たな微細加工技術が開発されている。化学機械研磨（以下、ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ；単にＣＭＰとも記す）法もその一つであり、ＬＳＩ製造工程、特にシャロートレンチ分離（ＳＴＩ）、層間絶縁膜（ＩＬＤ膜）の平坦化、タングステンプラグ形成、銅と低誘電率膜とからなる多層配線の形成などの工程でＣＭＰは用いられている。
　半導体デバイス構造の進歩によりＣＭＰ工程も多様化し、集積回路内の素子分離にシャロートレンチ分離が用いられている。シャロートレンチ分離では、基板上に成膜した余分の酸化ケイ素膜を除くためにＣＭＰが使用される。ＣＭＰの研磨を停止させるために、酸化ケイ素膜の下に研磨速度の遅いストッパ膜が形成される。
　ポリシリコン（多結晶ケイ素）も研磨速度を十分抑制できればストッパ膜として使用可能であり、しかも、ポリシリコンはトランジスタのゲートなどの導電性素材として用いられるとの利点を有する。
　このような利点を活かすべく、ポリシリコンをストッパ膜として適用し、酸化ケイ素とポリシリコンとの研磨速度比を大きくしようとする技術も存在する（特許文献１）。この特許文献１の技術のメカニズムは以下のようであると推測される。すなわち、研磨対象であるＳｉＯ２表面のゼータ電位を測定すると、広いｐＨ領域で－２０ｍＶ前後以下の負のゼータ電位を示すのに対して、研磨の進行を抑制したいポリシリコン膜はｐＨが８以下で－１０ｍＶ前後以下とゼータ電位は比較的に０に近い。同文献で具体的に開示されるノニオン水溶性高分子はＳｉＯ２表面よりもポリシリコン膜表面に付着しやすいと考えられ、つまり、電位差が小さいため疎水－疎水相互作用を阻害せず、その結果、ポリシリコン表面に保護膜を形成し、ポリシリコン研磨レートを抑制していると考えられる。
特開２０１２－４４１９７号公報
　しかしながら、同文献に具体的に開示される、有機化合物では、酸性、中性または塩基性の少なくとも一つの領域でケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を十分に制御することはできなかった。
　また他方で、同文献で、シリカ粒子やアルミナ粒子に比べ硬度が低く、研磨表面に傷が入りにくい利点があるということから採用されている酸化セリウム粒子自体も、ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を十分に制御する上で問題になっているのではないかと考えた。
　そこで、本発明は、酸性、中性または塩基性の少なくとも一つの領域でケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を十分に制御することができる、研磨用組成物を提供することを目的とする。
　本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を積み重ねた。その結果、（１）ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物に相互作用する作用部位と、前記研磨対象物を研磨する研磨成分が、前記研磨対象物に接近することを抑制する、抑制部位と、を有する有機化合物と；（２）砥粒と；（３）分散媒と；を有し、前記作用部位が、ホスホン酸基またはその塩の基、ピリジン構造、カルボキシル基またはその塩の基、フェノール構造、エチレン性不飽和結合、スルフィド構造、芳香族スルホン酸構造、Ｎオキシド構造、アルデヒド構造およびケトン構造からなる群から選択される少なくとも一種を含む部位である、酸性、中性または塩基性の少なくとも一つの領域で、前記ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を抑制する、研磨用組成物を提供することによって上記課題が解決されることを見出した。
　また、（１）ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物に相互作用する作用部位と、前記研磨対象物を研磨する研磨成分が、前記研磨対象物に接近することを抑制する、抑制部位と、を有する有機化合物と；（２）コロイダルシリカである砥粒と；（３）分散媒と；を有し、前記作用部位が、アセチレン構造を含む部位である、酸性、中性または塩基性の少なくとも一つの領域で、前記ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を抑制する、研磨用組成物を提供することによって上記課題が解決されることを見出した。
　本発明によれば、酸性、中性または塩基性の少なくとも一つの領域でケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を十分に制御することができる研磨用組成物を提供することができる。
　以下、本発明を説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態のみには限定されない。また、本明細書において、範囲を示す「Ｘ～Ｙ」は「Ｘ以上Ｙ以下」を意味する。また、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温（２０～２５℃）／相対湿度４０～５０％ＲＨの条件で測定する。
　＜研磨用組成物＞
　本発明の第１は、（１）ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物に相互作用する作用部位と、前記研磨対象物を研磨する研磨成分が、前記研磨対象物に接近することを抑制する、抑制部位と、を有する有機化合物と；（２）砥粒と；（３）分散媒と；を有し、前記作用部位が、ホスホン酸基またはその塩の基、ピリジン構造、カルボキシル基またはその塩の基、フェノール構造、エチレン性不飽和結合、スルフィド構造、芳香族スルホン酸構造、Ｎオキシド構造、アルデヒド構造およびケトン構造からなる群から選択される少なくとも一種を含む部位である、酸性、中性または塩基性の少なくとも一つの領域で、前記ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を抑制する、研磨用組成物である。
　また、本発明の第２は、（１）ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物に相互作用する作用部位と、前記研磨対象物を研磨する研磨成分が、前記研磨対象物に接近することを抑制する、抑制部位と、を有する有機化合物と；（２）コロイダルシリカである砥粒と；（３）分散媒と；を有し、前記作用部位が、アセチレン構造を含む部位である、酸性、中性または塩基性の少なくとも一つの領域で、前記ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を抑制する、研磨用組成物である。
　本明細書中、かような「研磨用組成物」を「本発明の研磨用組成物」とも称する。また、本発明の第１と、本発明の第２と特に区別していない場合は、基本的に、両者を意味する。
　［有機化合物］
　本発明で使用される有機化合物は、（１）ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物（本明細書中、単に「研磨対象物」とも称する。）に相互作用する作用部位と、前記研磨対象物を研磨する研磨成分が、前記研磨対象物に接近することを抑制する、抑制部位と、を有する（本明細書中、「本発明の有機化合物」とも称する）。
　本発明の有機化合物は、一分子中に、ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物に相互作用する作用部位と、前記研磨対象物を研磨する研磨成分が、前記研磨対象物に接近することを抑制する、抑制部位とを同時に有している。そのため、有機化合物における作用部位が、研磨対象物に相互作用し、他方では、研磨対象物を研磨する研磨成分が、前記研磨対象物に接近することを、抑制部位が抑制する。そのため、かような有機化合物を含む研磨用組成物は、酸性、中性または塩基性の少なくとも一つの領域で、ポリシリコンなどのケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物を十分に制御する。換言すれば、一分子中に、作用部位と、抑制部位とを同時に有していないような化合物は、本発明の有機化合物とは区別されるということである。
　また、本明細書において、「酸性、中性または塩基性の少なくとも一つの領域で、前記ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を抑制する」とは、実施例で示されるように、添加剤（つまり「砥粒、分散媒、必要に応じｐＨ調整剤」以外の成分）を一切添加しない場合と比べて、いずれかの領域でポリシリコンなどのケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を抑制していることを意味する。
　また、本明細書において、「研磨成分」とは、研磨対象物を研磨しうる成分であって、例えば、砥粒等を意味する。
　（作用部位）
　上記のように、本発明の有機化合物は、ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物に相互作用する作用部位を有する。ここで、「作用部位」とは、ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物に相互作用する部位である。なお、作用部位は、塩の形態になっていてもよく、塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩などが好適である。
　なお、作用部位の数も１分子中に１個以上であれば特には制限されず、２個以上であってもよいし、３個以上であってもよい。よって、本発明の一実施形態によると、前記有機化合物が、分子内に前記作用部位を２個以上有する。
　本発明の第１によれば、ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物に相互作用する部位は、ホスホン酸基またはその塩の基、ピリジン構造、カルボキシル基またはその塩の基（芳香族カルボン酸構造（安息香酸構造）を含む）、フェノール構造、エチレン性不飽和結合、スルフィド構造、芳香族スルホン酸構造、Ｎオキシド構造、アルデヒド構造およびケトン構造からなる群から選択される少なくとも一種を含む部位である。
　中でも、酸性、中性または塩基性のすべての領域で、前記ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を抑制するとの観点から、作用部位が、ホスホン酸基またはその塩の基、芳香族スルホン酸構造、カルボキシル基（芳香族カルボン酸構造（安息香酸構造）を含む）およびエチレン性不飽和結合からなる群から選択される少なくとも一種を含む部位であると好ましい。
　本発明のより好ましい形態によれば、作用部位としてカルボキシル基が含まれる場合、当該カルボキシル基は、芳香族環に結合していることが好ましく、また別の形態では、作用部位としてカルボキシル基が含まれる場合、さらに作用部位としてエチレン性不飽和結合を含むことが好ましい。このような構造を有することによって、研磨速度の抑制効果をさらに期待することができる。
　また、本発明の第２によれば、前記作用部位が、アセチレン構造を含む部位である。前記作用部位が、アセチレン構造を含む部位であることによって、酸性、中性または塩基性のすべての領域で、前記ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を抑制する。
　（抑制部位）
　また上記のように、本発明の有機化合物は、研磨対象物を研磨する研磨成分が、研磨対象物に接近することを抑制するための抑制部位を有する。ここで、「抑制部位」とは、研磨対象物を研磨する研磨成分が、研磨対象物に接近することを抑制する作用を有すれば、どのような構造を有していてもよい。
　本発明の一形態では、抑制部位は、合計で炭素数１以上を有する部位であることが好ましい。本発明の一形態では、抑制部位は、合計で炭素数３以上を有する。本発明の一形態では、抑制部位は、合計で炭素数４以上を有する。また、本発明の一形態では、抑制部位は、合計で炭素数６以上を有する。また、本発明の一形態では、抑制部位は、合計で炭素数８以上を有する。
　ここで「合計で」とは、例えば、有機化合物が「ノナン酸」である場合、「作用部位」が「カルボキシル基」であり、「抑制部位」が「オクチル基」となるので、「抑制部位」の炭素数の合計は８となる。有機化合物が「Ｎ，Ｎ－ジメチルドデシルアミンＮオキシド」である場合、「作用部位」が「Ｎオキシド構造」であり、「抑制部位」として「ドデシル基」が１つ、「メチル基」が２つあるので、「抑制部位」の炭素数の合計は１４となる。
　また他方で、本発明の一形態では、抑制部位は、合計で炭素数２０以下を有する。また他方で、本発明の一形態では、抑制部位は、合計で炭素数１８以下を有する。また他方で、本発明の一形態では、抑制部位は、合計で炭素数１６以下を有する。抑制部位（抑制基）の有機鎖（炭素数）が大き過ぎると、研磨用組成物（スラリー）への溶解性が低くなるため、抑制するのに十分な抑制剤（本発明の有機化合物）の量を添加できなくなる虞がある。また、有機鎖が長くなりすぎた場合、抑制部位（抑制基）が曲がりやすくなり（直線ではなく、あちこちに曲がった状態）、抑制膜の密度の低下や分子配列膜の生成速度の低下が起こり、抑制効果が低下する虞もある。
　また、本発明の一形態によれば、前記抑制部位が、炭素数１以上のアルキル基を有する部位である。本発明の一形態によれば、前記抑制部位が、炭素数４以上のアルキル基を有する部位である。本発明の一形態によれば、前記抑制部位が、炭素数７以上のアルキル基を有する部位である。特に、炭素数が３以上のアルキル基であると、抑制部位（抑制基）の疎水性の低下を抑止し、抑制膜である分子配列膜を作製し易くなる。また、炭素数が３以上のアルキル基であると、研磨対象物（基板）の表面に研磨成分が接近することをより抑止するので、抑制効果を向上させる。このように、上記のようなアルキル鎖を含むと、疎水性相互作用により、分子配列膜が生成し、分子配列膜による研磨対象物（基板）の表面を保護する。
　他方で、ある有機化合物が、かような有意に長いアルキル基を有していたとしても、ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物に相互作用する作用部位を有していなければ、ポリシリコンなどのケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物を十分に制御することはできない。つまりは、かような有機化合物を研磨用組成物に含有させたとしても、酸性、中性または塩基性の少なくとも一つの領域で、ポリシリコンなどのケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物を十分に制御する効果を期待できない。このように、本発明の有機化合物は、作用部位と、抑制部位とを一分子中に共存させている点が重要である。
　本発明の好ましい形態によれば、前記抑制部位が、炭素数２０以下のアルキル基を有する部位であり、本発明のより好ましい形態によれば、前記抑制部位が、炭素数１８以下のアルキル基を有する部位であり、本発明のより好ましい形態によれば、炭素数１６以下のアルキル基を有する部位である。このように、前記抑制部位におけるアルキル基の上限をこのようにすることによって、抑制に十分な量の添加剤を添加でき、かつ、研磨成分と、研磨対象物（基板）の表面との間の距離を十分に離しながら密度が高い分子配列膜により、研磨対象物（基板）の表面が保護される。
　なお、アルキル基は直鎖状であっても、分岐状であってもよいが、分岐状の場合、同一面積に作用できる有機分子の個数が低下する（有機分子の密度が低下する）場合があるため、抑制能が低下する場合がある。また、分岐状のアルキル基では、構造の複雑さゆえに、有機化合物（抑制剤の有機分子）で構成される抑制膜の分子配列速度が低下することが考えられる。よって、直鎖状であることが好ましい。ただし、嵩高い構造となる場合は、分岐鎖（イソプロピルや、ｔ－ブチル、三級アミン、四級アンモニウムなど）であることも好ましい。抑制部位が立体障害として働き、研磨剤成分の作用を阻害する。
　なお、アルキル基の一部の水素原子は、水酸基、ハロゲン原子などの置換部位で置換されていてもよい。また、アルキル基の一部の炭素原子は、エーテル系酸素などの置換部位で置換されていてもよい。これらの置換部位の置換数についても特に制限はないが、それぞれ１～７程度が好ましく、１～４程度が好ましい。
　具体例を説明すると、例えば、有機化合物として「２－ブチン－１，４－ジオールビス（２－ヒドロキシエチル）エーテル」を使用する場合、炭素数４つのアルキル基が、２つ、アセチレン構造に導入されている構造と見なし、炭素数４つのアルキル基において、１つの水素原子が、水酸基に置換されており、１つの炭素原子が、エーテル系酸素に置換されている。よって、置換部位として水酸基とエーテル系酸素とがそれぞれ１つ置換されている。
　例えば、有機化合物として「２，４，７，９－テトラメチル－５－デシン－４，７－ジオール」を使用する場合、炭素数６つのアルキル基が２つ、アセチレン構造に導入されている構造を有するが、炭素数６つのアルキル基において、１つの水素原子が、水酸基に置換されている。よって、置換部位として水酸基が１つ置換されている。
　また、本発明の一形態によれば、本発明の有機化合物は、抑制部位を介して２つの作用部位が結合している構造を有していてもよい。その場合、抑制部位は、２価の基となる。２価の基としては、典型的には、アルキレン基が好ましい（その一部に、下記のエステル構造またはアミド構造等が含まれてもよい）。アルキレン基は、アルキル基の水素原子を１つ取り除いた２価の構造を有するものである。当該アルキル基の説明は上記で説明したものが同様に妥当する。また、アルキレン基も、上記のような置換部位を有していてもよく、置換部位に関する説明は上記の説明が同様に妥当する。
　また、本発明の一形態によれば、抑制部位はエステル構造またはアミド構造を有してもよい。エステル構造は、ＣＯＯＲで示され、Ｒは、典型的にはアルキル基またはアルキレンオキシド基である。当該アルキル基も、上記のアルキル基と同様であり、同様に、置換部位で置換されていてもよい。アルキレンオキシド基は、－（Ａ－Ｏ）ｎＣＨ３であり、Ａは、炭素数１～４のアルキレン基であり、ｎは、１～１５である。また、アミド構造は、ＣＯＮＲで示され、Ｒは、上記と同様である。
　また、本発明の一形態によれば、抑制部位はエチレングリコール構造（エチレングリコールエステル構造）を有する。
　また、本発明の一形態によれば、抑制部位は水酸基および／またはエーテル系酸素を有する。有機化合物の分子構造中に水酸基および／またはエーテル系酸素を有することで、親水性が増し、水溶液への溶解が容易になる。
　本発明の一形態によれば、抑制部位はグリセリン構造（グリセリンエステル構造）を有する。
　また、本発明の一形態によれば、抑制部位はポリエチレングリコール構造を有する（アルキレンオキシドの説明は、上記の説明が同様に妥当する。）。
　また、本発明の一形態によれば、抑制部位における直線（線形）上にある原子の数が、好ましくは３～２１個であり、より好ましくは４～１７個である。よって、本発明の好ましい実施形態によれば、前記抑制部位が、抑制部位における線形上にある原子の数が、３～２１個である。ここで、抑制部位における直線上にある原子の数の数え方の例をいくつか挙げる。
　例えば、抑制部位として、「Ｈ－ＣＨ２－Ｏ－ＣＨ２－ＣＨ２－Ｏ－」との構造を有する場合、直線上にある原子の数は、６個となる。「Ｈ－ＣＨ２－Ｏ－ＣＯ－ＣＨ２－ＣＨ２－」の構造を有する場合、直線上にある原子の数は、６個となる（ＣＯのＯは二重結合を介してＣと結合している）。「Ｈ－ＣＨ２－Ｐｈ．－ＣＨ２－」の構造を有する場合、直線上にある原子の数は、７個となる（Ｐｈ．はパラ位のフェニル基を表す）。「－ＣＨ２－ＣＨ２－Ｓ－」の構造を有する場合、直線上にある原子の数は、３個となる。
　上述もしたが、抑制部位として上記のようなアルキル基を含むと、疎水性相互作用により、分子配列膜が生成し、保護膜として作用する。他方、本発明においては、疎水性が低い酸素原子が多数含まれている場合においても抑制効果があることが確認された。このように、Ｏ原子やＳ原子がアルキル鎖に含まれる場合、通常疎水性が低下する傾向にある。よって、その場合、その抑制部位は、疎水性相互作用による分子配列膜は形成して抑制効果を発揮しているのではなく、立体障害を利用して抑制効果を発揮しているものと考えられる。
　以上のように、本発明の抑制部位は、分子配列膜によって、研磨対象物（基板）の表面を保護する機能を有したり、抑制部位が立体障害として働き、研磨成分の作用を阻害する機能を有したりする。
　なお、本発明の一形態によれば、作用部位としてエチレン性不飽和結合を有する場合（ビニル化合物、（メタ）アクリル化合物、アリル化合物）では、抑制部位は、好ましくは、それぞれ独立して、１～７個または２～４個の水酸基および／またはエーテル系酸素を有する。
　炭素数１～２０のアルキル基の具体例についての特に制限はないが、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、２－エチルヘキシル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基（ミリスチル基）、ペンタデシル基、ヘキサデシル基（パルミチル基）、ヘプタデシル基、オクタデシル基（ステアリル基）、ノナデシル基、イコシル基などを挙げることができる。また、ベヘニル基などの炭素数２０以上であってもよい。また、オレイル基など一部不飽和結合があってもよい。また、実施例で使用した有機化合物におけるアルキル基も好適な例として挙げることができる。
　また、本発明の好ましい形態によれば、本発明の有機化合物中における、抑制部位の数は、１～４つであることが好ましく、本発明の有機化合物の分子配列膜のしやすさの観点から、より好ましくは１～３つである。あるいは、１または２つであってもよい。
　以上より、本発明の第１の有機化合物としては、有機化合物が、ビニル化合物、（メタ）アクリル化合物、アリル化合物、アルキルエーテル化合物、アルキルアルデヒド化合物、アルキルケトン化合物、アルキルカルボン酸化合物、アルキルベンゼンカルボン酸化合物、アルキルベンゼンスルホン酸化合物、アルキルホスホン酸化合物、アルキルピリジン化合物、アルキルＮオキシド化合物、アルキルフェノール化合物およびアルキルスルフィド化合物からなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。
　また、本発明の第２の有機化合物としては、前記有機化合物が、三級アルコール構造またはオキシアルキレン（アルキレンオキシド）構造を有し、三重結合を境に対称的な構造を有すると好ましい。ここで、オキシアルキレン構造の三重結合を境に存在するそれぞれの炭素数は、好ましくは３～２０個であり、より好ましくは３～１０個である。なお、本形態でも、上記のような置換部位を有していてもよい。また、本発明の第２の有機化合物としては、前記有機化合物が、水酸基を有すると好ましい。
　また、本発明の第２の有機化合物としては、三重結合を境に、炭素数７～１２のアルキル基を有し、かつ、水酸基を一つ有する。また、本発明の第２の有機化合物として、三重結合を境に、炭素数７～１２のアルキル基を有する際、かかる炭素数７～１２のアルキル基も、上記と同様、置換部位を有していてもよい。
　また、本発明の好ましい形態によれば、有機化合物は、アルキンモノオールである。かかるアルキンモノオールは、三重結合を境に、一方の側にのみ水酸基を有している構造である。このような構成であることで、研磨速度の抑制効果をさらに高めることができる。
　以上、本発明の有機化合物としては、４－オクチルピリジン、４－ヘプチルフェノール、ヘプチルメチルスルフィド、ノナン酸、４－ｎ－オクチルベンゼンカルボン酸、４－ｎ－オクチルベンゼンスルホン酸ナトリウム、Ｎ，Ｎ－ジメチルドデシルアミンＮオキシド、ノナナール、ラウリルホスホン酸、２，４，７，９－テトラメチル－５－デシン－４，７－ジオール、２－ブチン－１，４－ジオールビス（２－ヒドロキシエチル）エーテル、ヘプチル（ヒドロキシメチル）アセチレン、１０－ヒドロキシ－１－デシン、３，６－ジヒドロキシ－３，６－ジメチル－４－オクチン、（メタ）アクリル酸、１，３－ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、グリセリンモノ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（ｎ＝４．５）モノ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールアリルエーテル、２－デカノン、ポリエチレングリコール（ｎ＝９．１）ジアリルエーテル、２，２－ビス（アリルオキシメチル）－１－ブタノール（２，２－Ｂｉｓ（ａｌｌｙｌｏｘｙｍｅｔｈｙｌ）－１－ｂｕｔａｎｏｌ）、Ｎ，Ｎ－ジエチルアクリルアミド、２，５－ジヒドロキシ－２，５－ジメチル－３－ヘキシンなどが好適である。これらは、１種または２種以上を組み合わせてもよい。
　また、本発明の好ましい形態によれば、相互作用が、イオン結合、共有結合および水素結合の少なくとも一つから選ばれる化学結合によるものであることが好ましい。相互作用が、例えば、疎水性相互作用や分子間力（ファンデルワールス力）のようなものによる場合は、ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物に確実には吸着せず、本発明の効果を奏しない場合がある。
　本発明においては、酸性、中性または塩基性のいずれかの領域で、前記ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を抑制することができればよいが、様々な用途に適用できるという汎用性の観点、また他の研磨対象物の研磨効率を高くしたい場合等でｐＨを変更する場合、酸性、中性または塩基性のすべての領域で、前記ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を抑制することが好ましい。
　本発明の研磨用組成物における有機化合物の含有量にも特に制限はないが、研磨効率をコントロールする観点から、０．０１ｍＭ以上が好ましく、０．１ｍＭ以上がより好ましく、０．５ｍＭ以上がさらに好ましく、１．０ｍＭ以上であることがよりさらに好ましく、１．５ｍＭ以上であることがよりさらに好ましく、２．０ｍＭ以上であることがよりさらに好ましく、２．５ｍＭ以上であることが特に好ましい。また一方で、溶解性やコストの観点から、１００ｍＭ以下が好ましく、５０ｍＭ以下がより好ましく、３０ｍＭ以下がさらに好ましく、２０ｍＭ以下であることがよりさらに好ましく、１５ｍＭ以下であることがよりさらに好ましく、１０ｍＭ以下であることがよりさらに好ましく、５ｍＭ以下であることが特に好ましい。
　本発明の好ましい形態によれば、酸性、中性または塩基性のすべての領域で、前記ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を抑制する。
　上記のように、本発明の作用部位（特に、ホスホン酸基またはその塩の基、芳香族スルホン酸構造、カルボキシル基、およびエチレン性不飽和結合、アセチレン構造）がケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の表面に化学結合することができ、他方で、有機化合物の抑制部位が研磨対象物の表面から接液側に向く形で、あるいは、表面を覆うように研磨対象物を研磨する研磨成分を吸着する。この有機化合物の抑制部位は、本発明の一形態によれば、疎水性が高いため、同様の作用部位と抑制部位とを有する有機化合物が、疎水性相互作用により集合することで、ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の表面に抑制膜を形成する。そのため、酸性、中性または塩基性の少なくとも一つの領域で、ポリシリコンなどのケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を十分に制御することができる研磨用組成物を提供することができる。
　［砥粒］
　本発明の研磨用組成物は、砥粒を含む。
　本発明の第１においては、使用される砥粒は、無機粒子、有機粒子、および有機無機複合粒子のいずれであってもよい。無機粒子の具体例としては、例えば、シリカ、アルミナ、セリア、チタニア等の金属酸化物からなる粒子、窒化ケイ素粒子、炭化ケイ素粒子、窒化ホウ素粒子が挙げられる。有機粒子の具体例としては、例えば、ラテックス粒子、ポリスチレン粒子、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）粒子が挙げられる。該砥粒は、単独でもまたは２種以上混合またはこれらの複合物でもして用いてもよい。また、該砥粒は、市販品を用いてもよいし合成品を用いてもよい。
　これら砥粒の中でも、シリカが好ましく、研磨傷の発生を抑制する観点から、特に好ましいのはコロイダルシリカである。
　使用しうるコロイダルシリカの種類は特に限定されないが、例えば、表面修飾したコロイダルシリカの使用が可能である。コロイダルシリカの表面修飾（担持コロイダルシリカ）は、例えば、アルミニウム、チタンまたはジルコニウムなどの金属、あるいはそれらの酸化物をコロイダルシリカと混合してシリカ粒子の表面にドープさせることにより行うことができる。
　あるいは、シリカ粒子の表面に有機酸の官能基を化学的に結合させること、すなわち有機酸の固定化により行うこともできる。
　なお、コロイダルシリカと有機酸とを単に共存させただけではコロイダルシリカへの有機酸の固定化は果たされない。例えば、有機酸の一種であるスルホン酸をコロイダルシリカに固定化するのであれば、例えば、“Ｓｕｌｆｏｎｉｃ　ａｃｉｄ－ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄ　ｓｉｌｉｃａ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｏｆ　ｔｈｉｏｌ　ｇｒｏｕｐｓ”，　Ｃｈｅｍ．　Ｃｏｍｍｕｎ．　２４６－２４７　（２００３）に記載の方法で行うことができる。具体的には、３－メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのチオール基を有するシランカップリング剤をコロイダルシリカにカップリングさせた後に過酸化水素でチオール基を酸化することにより、スルホン酸が表面に固定化されたコロイダルシリカを得ることができる。実施例で使用したコロイダルシリカも、このようにしてスルホン酸基が修飾されている。
　あるいは、有機酸の一種であるカルボン酸をコロイダルシリカに固定化するのであれば、例えば、“Ｎｏｖｅｌ　Ｓｉｌａｎｅ　Ｃｏｕｐｌｉｎｇ　Ａｇｅｎｔｓ　Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　ａ　Ｐｈｏｔｏｌａｂｉｌｅ　２－Ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｙｌ　Ｅｓｔｅｒ　ｆｏｒ　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　Ｃａｒｂｏｘｙ　Ｇｒｏｕｐ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｓｕｒｆａｃｅ　ｏｆ　Ｓｉｌｉｃａ　Ｇｅｌ”，　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　Ｌｅｔｔｅｒｓ，　３，　２２８－２２９　（２０００）に記載の方法で行うことができる。具体的には、光反応性２－ニトロベンジルエステルを含むシランカップリング剤をコロイダルシリカにカップリングさせた後に光照射することにより、カルボン酸が表面に固定化されたコロイダルシリカを得ることができる。
　この中で特に好ましいのは、容易に製造できるという観点からスルホン酸を固定したコロイダルシリカである。スルホン酸を固定したコロイダルシリカが好ましい別の理由は、研磨用組成物のｐＨを酸性領域にした際に、砥粒の分散安定性が向上するからである。
　上記では、好ましい形態としてアニオンゾルの製法についても記載したが、カチオンゾルの製法によって作製した砥粒であってもよい。その他に、複合砥粒や、コアシェル構造を有する砥粒を使用することもできる。
　本発明の第２においては、砥粒は、コロイダルシリカであることが必須である。ここで、特許文献１では、シリカ粒子やアルミナ粒子に比べ硬度が低く、研磨表面に傷が入りにくい利点があるということから、砥粒として酸化セリウム粒子を採用している。しかし、本発明者は、この採用した酸化セリウム粒子自体も、ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を十分に制御できない原因となっていることを突き止めた。本発明の第２によれば、砥粒としてコロイダルシリカを使用し、かつ、作用部位として、アセチレン構造を含む部位を有する本発明の有機化合物を使用することによって、酸性、中性または塩基性の少なくとも一つの領域でケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を十分に制御することができる。コロイダルシリカについての説明は、本発明の第１で説明した内容が同様に妥当する。
　研磨用組成物中の砥粒の平均一次粒子径の下限は、５ｎｍ以上であることが好ましく、７ｎｍ以上であることがより好ましく、１０ｎｍ以上であることがさらに好ましく、１５ｎｍ以上であることがよりさらに好ましく、２５ｎｍ以上であることが特に好ましい。また、砥粒の平均一次粒子径の上限は、２００ｎｍ以下であることが好ましく、１５０ｎｍ以下であることがより好ましく、１００ｎｍ以下であることがさらに好ましく、７０ｎｍ以下であることがよりさらに好ましく、６０ｎｍ以下であることがよりさらに好ましく、５０ｎｍ以下であることが特に好ましい。
　このような範囲であれば、研磨用組成物を用いて研磨した後の研磨対象物の表面にスクラッチなどのディフェクトを抑えることができる。なお、砥粒の平均一次粒子径は、例えば、ＢＥＴ法で測定される砥粒の比表面積に基づいて算出される。本発明の実施例でもそのように算出される。
　研磨用組成物中の砥粒の平均二次粒子径の下限は、５ｎｍ以上であることが好ましく、７ｎｍ以上であることがより好ましく、１０ｎｍ以上であることがさらに好ましく、２６ｎｍ以上であることがよりさらに好ましく、３６ｎｍ以上あることがよりさらに好ましく、４５ｎｍ以上であることがよりさらに好ましく、５５ｎｍ以上であることが特に好ましい。また、砥粒の平均二次粒子径の上限は、３００ｎｍ以下であることが好ましく、２６０ｎｍ以下であることがより好ましく、２２０ｎｍ以下であることがさらに好ましく、１５０ｎｍ以下であることがよりさらに好ましく、１２０ｎｍ以下であることがよりさらに好ましく、１００ｎｍ以下であることがよりさらに好ましく、８０ｎｍ以下であることが特に好ましい。このような範囲であれば、研磨用組成物を用いて研磨した後の研磨対象物の表面に表面欠陥が生じるのをより抑えることができる。特に、砥粒の平均二次粒子径を小さくすると、ポリシリコンなどのケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を抑制できると考えられる。
　なお、ここでいう二次粒子とは、砥粒が研磨用組成物中で会合して形成する粒子をいい、この二次粒子の平均二次粒子径は、例えば動的光散乱法により測定することができる。本発明の実施例でもそのように算出される。
　研磨用組成物中の砥粒における、レーザー回折散乱法により求められる粒度分布において微粒子側から積算粒子質量が全粒子質量の９０％に達するときの粒子の直径Ｄ９０と、全粒子の全粒子質量の１０％に達するときの粒子の直径Ｄ１０の比（本明細書中、単に「Ｄ９０／Ｄ１０」とも称する）の下限は、１．１以上であることが好ましく、１．２以上であることがより好ましく、１．３以上であることがよりさらに好ましく、１．４以上であることが特に好ましい。また、Ｄ９０／Ｄ１０の上限は特に制限はないが、５．０以下であることが好ましく、３．０以下であることがより好ましく、２．５ｎｍ以下であることがよりさらに好ましく、２．０ｎｍ以下であることがよりさらに好ましく、１．８ｎｍ以下であることが特に好ましい。このような範囲であれば、研磨用組成物を用いて研磨した後の研磨対象物の表面に表面欠陥が生じるのをより抑えることができる。また、このような範囲であれば、研磨用組成物を用いて研磨した後の研磨対象物の表面に表面欠陥が生じるのをより抑えることができる。Ｄ９０／Ｄ１０が小さい（１．０に近い）ものでは、粒度分布幅が狭いことを表し、この値が大きくなるにつれて粒度分布の幅が広いことを表す。ポリシリコン研磨効率に及ぼすＤ９０／Ｄ１０の値の影響に関しては、Ｄ９０／Ｄ１０が小さくなるほど、粒子１個（作用点）にかかる応力が分散される（作用点ごとに均一に力がかかる）ことから、Ｄ９０／Ｄ１０の値が小さくするほど抑制効果は高くなる。一方で、Ｄ９０／Ｄ１０の値が大きい（粒度分布が広い）場合では、大きな粒子と小さな粒子で粒径差が大きくなり、大きな粒子に集中して力がかかるため、基板表面への歪が大きくなり、研磨効率は向上してしまう。
　研磨用組成物中の砥粒の含有量の下限は、０．０１質量％以上であることが好ましく、０．０５質量％以上であるとより好ましく、０．１質量％以上であることがよりさらに好ましく、０．５質量％以上であるとよりさらに好ましく、１質量％以上であることが特に好ましい。下限がこのようであると、ポリシリコンなどのケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物以外の研磨対象物に対して十分な研磨効率を得る上で好ましい。
　また、研磨用組成物中の砥粒の含有量の上限は、５０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以下であることがさらに好ましく、８質量％以下であることがよりさらに好ましく、６質量％以下であることがよりさらに好ましく、４質量％以下であることが特に好ましい。上限がこのようであると、研磨用組成物のコストを抑えることができ、研磨用組成物を用いて研磨した後の研磨対象物の表面に表面欠陥が生じるのをより抑えることができる。特に、研磨用組成物中の砥粒の含有量を少なくすると、ポリシリコンなどのケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を抑制できると考えられる。
　［分散媒］
　本発明の研磨用組成物は、各成分の分散のために分散媒が用いられる。分散媒としては有機溶媒、水が考えられるが、その中でも水を含むことが好ましい。
　研磨対象物の汚染や他の成分の作用を阻害するという観点から、不純物をできる限り含有しない水が好ましい。具体的には、イオン交換樹脂にて不純物イオンを除去した後フィルタを通して異物を除去した純水や超純水、または蒸留水が好ましい。
　［研磨対象物］
　上記のように、本発明においては、酸性、中性または塩基性の少なくとも一つの領域で、ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物を十分に制御することができる研磨用組成物を提供する。
　ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物としては、ポリシリコン、アモルファスシリコン、単結晶シリコン、ｎ型ドープ単結晶シリコン、ｐ型ドープ単結晶シリコン、ＳｉＧｅ等のＳｉ系合金などが挙げられる。
　［他の成分］
　本発明の研磨用組成物は、必要に応じて、（重合防止剤、ラジカル補足剤、酸化防止剤などの）有機物の安定剤、ｐＨ調整剤、酸化剤、還元剤、界面活性剤、水溶性高分子、防カビ剤等の他の成分をさらに含んでもよい。
　以下、ｐＨ調整剤、酸化剤、還元剤、界面活性剤、水溶性高分子、防カビ剤について説明する。
　なお仮に、ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物に相互作用する作用部位と、前記研磨対象物を研磨する研磨成分が、前記研磨対象物に接近することを抑制する、抑制部位と、を有する化合物であって、それが「他の成分」としても作用しうる場合、本発明では、本発明の有機化合物に分類する。
　（ｐＨ調整剤）
　本発明の研磨用組成物は、酸性、中性または塩基性の少なくとも一つの領域で、前記ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を抑制する。よって、ｐＨ調整剤は、特に酸性または塩基性の領域へと調整するために用いることが好ましい。
　本発明において酸性領域とは、ｐＨが７未満を意味し、好ましくはｐＨ１～４である。また、本発明において中性領域とは、ｐＨ７を意味する。また、本発明において塩基性領域とは、ｐＨ７超を意味し、好ましくはｐＨ８～１３である。なお、本発明におけるｐＨの値は、実施例に記載の条件で測定した値を言うものとする。
　酸性の領域に調整するためのｐＨ調整剤の具体例としては、無機化合物および有機化合物のいずれであってもよいが、例えば、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、硝酸、ホウ酸、炭酸、次亜リン酸、亜リン酸およびリン酸等の無機酸；ギ酸、酢酸、プロピオン酸、安息香酸、サリチル酸、グリセリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸および乳酸などのカルボン酸、ならびにメタンスルホン酸、エタンスルホン酸およびイセチオン酸等の有機硫酸等の有機酸等が挙げられる。また、上記の酸で２価以上の酸（たとえば、硫酸、炭酸、リン酸、シュウ酸など）の場合、プロトン（Ｈ＋）が１つ以上放出できるようであれば、塩の状態でもよい。具体的には、例えば、炭酸水素アンモニウム、リン酸水素アンモニウム（カウンター陽イオンの種類は基本的に何でもよいが、弱塩基の陽イオン（アンモニウム、トリエタノールアミンなど）が好ましい）。
　特に塩の形態を使用した場合は、塩濃度（スラリーの電導度）が低いほどポリシリコンなどのケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を抑制できると考えられる。特に塩の形態を使用した場合は、塩濃度（スラリーの電導度）が高くなり、砥粒表面の電気二重層の厚さが薄くなる。そのため、砥粒の静電気的な反発力が弱まることから、酸化ケイ素膜などのケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度が向上する虞がある。このことから、本発明の研磨用組成物では、酸性の領域に調整するためのｐＨ調整剤には、塩を含まないものがより好ましい。かかる塩としては、例えば、塩酸等のハロゲン酸、硫酸、硝酸、リン酸、炭酸等の無機酸のアンモニウム塩、カリウム塩、アミン塩、酢酸、クエン酸、シュウ酸、マレイン酸等の有機酸のアンモニウム塩、カリウム塩、アミン塩である。
　塩基性の領域に調整するためのｐＨ調整剤の具体例としては、無機化合物および有機化合物のいずれであってもよいが、アルカリ金属の水酸化物またはその塩、第四級アンモニウム、水酸化第四級アンモニウムまたはその塩、アンモニア、アミン等が挙げられる。
　アルカリ金属の具体例としては、カリウム、ナトリウム等が挙げられる。塩の具体例としては、炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、酢酸塩等が挙げられる。
　第四級アンモニウムの具体例としては、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム等が挙げられる。
　水酸化第四級アンモニウムまたはその塩としては、具体例としては、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム等が挙げられる。
　中でも、研磨用組成物には、塩基として、金属汚染防止や半導体デバイス構造中への金属イオンの拡散のしやすさの観点から、アンモニア、アミン、カリウムを含むことがさらに好ましい。具体的には水酸化カリウム（ＫＯＨ）、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、硫酸カリウム、酢酸カリウム、塩化カリウム等が挙げられる。
　（酸化剤）
　酸化剤の具体例としては、過酸化水素、過酢酸、過炭酸塩、過酸化尿素、過塩素酸；過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、一過硫酸カリウム、オキソン（２ＫＨＳＯ５・ＫＨＳＯ４・Ｋ２ＳＯ４）等の過酸化物との複塩などの過硫酸塩、次亜塩素酸塩、亜塩素酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩、次亜臭素酸塩、亜臭素酸塩、臭素酸塩、過臭素酸塩、次亜ヨウ素酸塩、亜ヨウ素酸塩、ヨウ素酸塩、過ヨウ素酸塩や過ヨウ素酸等のハロゲン系酸化剤、硝酸セリウムアンモニウム、過マンガン酸カリウム、クロム酸カリウム等の幅広い酸化数を取りうる金属元素の化合物などが挙げられる。これら酸化剤は、単独でもまたは２種以上混合して用いてもよい。
　研磨用組成物中の酸化剤の含有量（濃度）の下限は、０．００１質量％以上であることが好ましく、より好ましくは０．０１質量％以上である。下限をこのようにすることで、酸化剤を添加すると研磨効率が向上するような研磨対象物を研磨する際に、砥粒濃度を上げることなく研磨効率を上げることができるという利点がある。また、研磨用組成物中の酸化剤の含有量（濃度）の上限は、３０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは１０質量％以下である。上限をこのようにすることで、研磨用組成物の材料コストを抑えることができるのに加え、研磨使用後の研磨用組成物の処理、すなわち廃液処理の負荷を軽減することができる利点を有する。また、酸化剤による研磨対象物表面の過剰な酸化が起こりにくくなる利点も有する。
　（還元剤）
　また、本発明の研磨用組成物は、還元剤を含有させてもよい。還元剤としては、研磨用組成物に使用されている従来公知のものを含有させることができ、例えば、有機物では、ヒドラジン、ギ酸、シュウ酸、ホルムアルデヒド水溶液、アスコルビン酸、グルコース等の還元糖類、無機物では、亜硝酸またはその塩、亜リン酸またはその塩、次亜リン酸またはその塩、亜硫酸またはその塩、チオ硫酸またはその塩、水素化アルミニウムリチウム、水素化ホウ素ナトリウム、複数の安定な価数をとる金属とその化合物などがある。任意の金属の酸化を還元剤で抑制することで、その金属の腐食を抑制したり、研磨効率を制御できたりする。
　研磨用組成物中の還元剤の含有量（濃度）の下限は、０．００１質量％以上であることが好ましく、より好ましくは０．０１質量％以上である。下限をこのようにすることで、還元剤を添加すると研磨効率が向上するような研磨対象物を研磨する際に、砥粒濃度を上げることなく研磨効率を上げることができるという利点がある。これ以外にも、還元剤を添加することで、研磨対象物に任意の金属が含まれている場合の腐食を抑制することができる。また、研磨用組成物中の還元剤の含有量（濃度）の上限は、３０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは１０質量％以下である。上限をこのようにすることで、研磨用組成物の材料コストを抑えることができるのに加え、研磨使用後の研磨用組成物の処理、すなわち廃液処理の負荷を軽減することができる利点を有する。
　（界面活性剤）
　研磨用組成物中には界面活性剤が含まれてもよい。界面活性剤は、研磨後の研磨表面に親水性を付与することにより研磨後の洗浄効率を良くし、汚れの付着等を防ぐことが出来る。また、洗浄性を良くするだけでなく、適切な界面活性剤を選択することで、ディッシング等の段差性能も向上できる。
　界面活性剤は、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、および非イオン性界面活性剤のいずれであってもよい。これらの界面活性剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
　研磨用組成物中の界面活性剤の含有量は、０．００１ｇ／Ｌ以上であることが好ましく、より好ましくは０．００５ｇ／Ｌ以上である。このような下限とすることによって、研磨後の洗浄効率がより向上する。また、適切な界面活性剤を選択することで、ディッシング等の段差性能も向上できる。
　（水溶性高分子）
　水溶性高分子とは、該水溶性高分子が最も溶解する温度で、０．５質量％の濃度に水に溶解させた際、Ｇ２グラスフィルタ（最大細孔４０～５０μｍ）で濾過した場合に濾別される不溶物の質量が、加えた該水溶性高分子の５０質量％以内であるものを言う。
　研磨用組成物中に水溶性高分子を加えた場合には、研磨用組成物を用いた研磨した後の研磨対象物の表面粗さがより低減する。これらの水溶性高分子は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
　研磨用組成物中の水溶性高分子の含有量は、０．０１ｇ／Ｌ以上であることが好ましく、より好ましくは０．０５ｇ／Ｌ以上である。このような下限とすることで、研磨用組成物による研磨面の表面粗さがより低減する。
　研磨用組成物中の水溶性高分子の含有量は、１００ｇ／Ｌ以下であることが好ましく、より好ましくは５０ｇ／Ｌ以下である。このような上限とすることによって、研磨面への水溶性高分子の残存量が低減され洗浄効率がより向上する。
　（防カビ剤）
　本発明に係る研磨用組成物に添加し得る防腐剤および防カビ剤としては、例えば、２－メチル－４－イソチアゾリン－３－オンや５－クロロ－２－メチル－４－イソチアゾリン－３－オン等のイソチアゾリン系防腐剤、パラオキシ安息香酸エステル類、およびフェノキシエタノール等が挙げられる。これら防腐剤および防カビ剤は、単独でもまたは２種以上混合して用いてもよい。
　以上のように、ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物に相互作用する作用部位と、前記研磨対象物を研磨する研磨成分が、前記研磨対象物に接近することを抑制する、抑制部位と、を有する有機化合物と；（２）砥粒と；（３）分散媒と；を有し、前記作用部位が特定のものまたは前記砥粒がコロイダルシリカであるとの構成を有することによって、ポリシリコンなどのケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を十分に制御することができる。
　ここで、研磨用途等によって、研磨環境は適宜調整される。すなわち、酸性環境で研磨する場合もあれば、中性環境で研磨する場合もあれば、塩基性環境で研磨する場合もある。つまりは、本発明の酸性、中性または塩基性の少なくとも一つの領域で、前記ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を抑制するので、その研磨用途等に応じて、特定のｐＨ領域でポリシリコンなどのケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を十分に制御することができる研磨用組成物を適宜選択して使用すればよい。よって別の観点で考えると、異なるｐＨ領域間で、研磨速度を比較するということは意味のあることではないことを付言する。
　ここで、酸性環境下におけるポリシリコンなどのケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度は、２６［Å／ｍｉｎ］未満であることが好ましく、より好ましくは、２５［Å／ｍｉｎ］以下であり、さらに好ましくは２４［Å／ｍｉｎ］以下であり、よりさらに好ましくは２３［Å／ｍｉｎ］以下であり、よりさらに好ましくは２２［Å／ｍｉｎ］以下であり、特に好ましくは２０［Å／ｍｉｎ］以下である。下限としては、特に制限ないが、実質、０［Å／ｍｉｎ］以上である。
　中性環境下におけるポリシリコンなどのケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度は、１２５［Å／ｍｉｎ］未満であることが好ましく、より好ましくは、１１５［Å／ｍｉｎ］以下であり、さらに好ましくは１１０［Å／ｍｉｎ］以下であり、よりさらに好ましくは９０［Å／ｍｉｎ］以下であり、よりさらに好ましくは６０［Å／ｍｉｎ］以下であり、特に好ましくは４０［Å／ｍｉｎ］以下である。下限としては、特に制限ないが、実質、０［Å／ｍｉｎ］以上である。
　塩基性環境下におけるポリシリコンなどのケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度は、１２４９［Å／ｍｉｎ］未満であることが好ましく、より好ましくは、１０００［Å／ｍｉｎ］以下であり、さらに好ましくは８００［Å／ｍｉｎ］以下であり、よりさらに好ましくは６００［Å／ｍｉｎ］以下であり、よりさらに好ましくは４００［Å／ｍｉｎ］以下であり、特に好ましくは２００［Å／ｍｉｎ］以下であり、より特に好ましくは１００［Å／ｍｉｎ］以下である。下限としては、特に制限ないが、実質、０［Å／ｍｉｎ］以上である。
　なお、研磨速度は、実施例に記載の方法によって測定された値を意味するものとする。
　＜研磨用組成物の製造方法＞
　本発明の第１の別の形態においては、酸性、中性または塩基性の少なくとも一つの領域で、前記ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を抑制する、研磨用組成物の製造方法であって、（１）ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物に相互作用する作用部位と、前記研磨対象物を研磨する研磨成分が、前記研磨対象物に接近することを抑制する、抑制部位と、を有する有機化合物と；（２）砥粒と；（３）分散媒と；を混合することを有し、前記作用部位が、ホスホン酸基またはその塩の基、ピリジン構造、カルボキシル基またはその塩の基、フェノール構造、エチレン性不飽和結合、スルフィド構造、芳香族スルホン酸構造、Ｎオキシド構造、アルデヒド構造およびケトン構造からなる群から選択される少なくとも一種を含む部位である、研磨用組成物の製造方法をも提供する。
　また、本発明の第２の別の形態においては、酸性、中性または塩基性の少なくとも一つの領域で、前記ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を抑制する、研磨用組成物の製造方法であって、（１）ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物に相互作用する作用部位と、前記研磨対象物を研磨する研磨成分が、前記研磨対象物に接近することを抑制する、抑制部位と、を有する有機化合物と；（２）コロイダルシリカである砥粒と；（３）分散媒と；を混合することを有し、前記作用部位が、アセチレン構造を含む部位である、研磨用組成物の製造方法をも提供する。
　上記の研磨用組成物の製造方法は、特に制限されないが、本発明の研磨用組成物を構成する各成分、および必要に応じて他の成分を、分散媒で攪拌混合することにより得ることができる。
　各成分を混合する際の温度は特に制限されないが、１０～４０℃が好ましく、溶解速度を上げるために加熱してもよい。また、混合時間も特に制限されない。
　＜研磨方法＞
　本発明においては、ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物を、上記の研磨用組成物または上記の製造方法によって得た研磨用組成物で研磨する、研磨方法が提供される。
　研磨装置としては、研磨対象物を有する基板等を保持するホルダーと回転数を変更可能なモータ等とが取り付けてあり、研磨パッド（研磨布）を貼り付け可能な研磨定盤を有する一般的な研磨装置を使用することができる。
　前記研磨パッドとしては、一般的な不織布、ポリウレタン、および多孔質フッ素樹脂等を特に制限なく使用することができる。研磨パッドには、研磨用組成物が溜まるような溝加工が施されていることが好ましい。
　研磨条件にも特に制限はなく、例えば、研磨定盤の回転速度は、１０～５００ｒｐｍが好ましく、ヘッド（キャリア）の回転速度は、１０～５００ｒｐｍが好ましく、研磨対象物を有する基板にかける圧力（研磨圧力）は、０．１～１０ｐｓｉが好ましい。研磨パッドに研磨用組成物を供給する方法も特に制限されず、例えば、ポンプ等で連続的に供給する方法が採用される。この供給量に制限はないが、研磨パッドの表面が常に本発明の研磨用組成物で覆われていることが好ましい。また研磨時間も特には制限されない。
　本発明を、以下の実施例および比較例を用いてさらに詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。
　（研磨用組成物の調製）
　実施例、比較例の研磨用組成物を、砥粒（スルホン酸基修飾コロイダルシリカ；平均一次粒子径：３５ｎｍ　平均二次粒子径：６５ｎｍ　Ｄ９０／Ｄ１０：１．６）２質量％、ｐＨ調整剤、表１に示す有機化合物　３ｍＭを超純水中で混合することにより調製した（混合温度：約２５℃、混合時間：約１０分）。
　なお、ｐＨは、Ｈ２ＳＯ４およびＫＯＨを適量選択して添加することによって、研磨用組成物のｐＨを２、７および１０に調製した。
　研磨用組成物（液温：２５℃）のｐＨは、ｐＨメータ（堀場製作所社製　型番：ＬＡＱＵＡ）により確認した。
　（研磨性能評価）
　得られた研磨用組成物を用い、研磨対象物（ポリシリコン）を以下の研磨条件で研磨した際の研磨速度を測定した。
　また、一部の研磨用組成物については、研磨対象物（窒化ケイ素、酸化ケイ素）の研磨速度についても測定を行った。
　＜研磨条件＞
　研磨機：片面ＣＭＰ研磨機（ＥＮＧＩＳ）
　研磨パッド：ポリウレタン製パッド（ＩＣ１０１０：ロームアンドハース社製）
　圧力：３．０４ｐｓｉ
　プラテン（定盤）回転数：９０ｒｐｍ
　ヘッド（キャリア）回転数：４０ｒｐｍ
　研磨用組成物の流量：１００ｍｌ／ｍｉｎ
　研磨時間：６０ｓｅｃ
　＜研磨速度＞
　研磨速度（研磨レート）は、以下の式により計算した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　膜厚は、光干渉式膜厚測定装置（大日本スクリーン製造株式会社製　型番：ラムダエース）によって求めて、その差を研磨時間で除することにより評価した。
　研磨速度の測定結果を下記表１および表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　＜考察＞
　表１より明らかなように、本発明の研磨用組成物によれば、比較例の研磨用組成物に比べて、ポリシリコンの研磨速度を抑制させることができることが分かる。なお、有機化合物において、「作用部位」として「アセチレン構造」を有している場合、基本的に、「アセチレン構造」を除くすべての部分が「抑制部位」となっていると考えられる。また、有機化合物において、「エチレン性不飽和結合」を有している場合、実施例１５を除き、基本的に、「エチレン性不飽和結合」を除くすべての部分が「抑制部位」となっていると考えられる。
　また、上記のように、比較例の研磨用組成物は、作用部位および抑制部位の少なくとも一方を有していないので、ポリシリコンの研磨速度を抑制することができないことを示唆している。寧ろ、比較例１と比較して、ポリシリコンの研磨速度を向上してしまっているので、これらの有機化合物は、却って、ポリシリコンの研磨速度を向上する構造を有しているということが示唆される。
　このように、本発明では、作用部位と、抑制部位と、を同時に有していることが必須であることが示唆される。
　なお、本出願は、２０１５年２月２３日に出願された日本国特許出願第２０１５－３３３３１号および２０１５年９月３０日に出願された日本国特許出願第２０１５－１９２７５０号に基づいており、その開示内容は、参照により全体として引用されている。

Claims (10)

  1. 　（１）ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物に相互作用する作用部位と、
    　前記研磨対象物を研磨する研磨成分が、前記研磨対象物に接近することを抑制する、抑制部位と、
    を有する有機化合物と；
    　（２）砥粒と；
    　（３）分散媒と；
    を有し、
    　前記作用部位が、ホスホン酸基またはその塩の基、ピリジン構造、カルボキシル基またはその塩の基、フェノール構造、エチレン性不飽和結合、スルフィド構造、芳香族スルホン酸構造、Ｎオキシド構造、アルデヒド構造およびケトン構造からなる群から選択される少なくとも一種を含む部位である、
    　酸性、中性または塩基性の少なくとも一つの領域で、前記ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を抑制する、研磨用組成物。
  2. 　前記作用部位が、ホスホン酸基またはその塩の基、芳香族スルホン酸構造、カルボキシル基およびエチレン性不飽和結合からなる群から選択される少なくとも一種を含む部位である、請求項１に記載の研磨用組成物。
  3. 　前記抑制部位が、抑制部位における線形上にある原子の数が、３～２１個である、請求項１または２に記載の研磨用組成物。
  4. 　前記有機化合物が、分子内に前記作用部位を２個以上有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
  5. 　前記有機化合物が、ビニル化合物、（メタ）アクリル化合物、アリル化合物、アルキルエーテル化合物、アルキルアルデヒド化合物、アルキルケトン化合物、アルキルカルボン酸化合物、アルキルベンゼンカルボン酸化合物、アルキルベンゼンスルホン酸化合物、アルキルホスホン酸化合物、アルキルピリジン化合物、アルキルＮオキシド化合物、アルキルフェノール化合物およびアルキルスルフィド化合物からなる群から選択される少なくとも一種である、請求項１～４のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
  6. 　（１）ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物に相互作用する作用部位と、
    　前記研磨対象物を研磨する研磨成分が、前記研磨対象物に接近することを抑制する、抑制部位と、
    を有する有機化合物と；
    　（２）コロイダルシリカである砥粒と；
    　（３）分散媒と；
    を有し、前記作用部位が、アセチレン構造を含む部位である、
    　酸性、中性または塩基性の少なくとも一つの領域で、前記ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を抑制する、研磨用組成物。
  7. 　前記有機化合物が、三級アルコール構造またはオキシアルキレン構造を有し、三重結合を境に対称的な構造を有する、請求項６に記載の研磨用組成物。
  8. 　前記有機化合物が、水酸基を有する、請求項６または７に記載の研磨用組成物。
  9. 　前記有機化合物が、アルキンモノオールである、請求項６に記載の研磨用組成物。
  10. 　酸性、中性または塩基性のすべての領域で、前記ケイ素－ケイ素結合を有する研磨対象物の研磨速度を抑制する、請求項１～９のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
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