(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024124355
(43)【公開日】2024-09-12
(54)【発明の名称】酸窒化ケイ素除去促進剤およびその使用方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/304 20060101AFI20240905BHJP
B24B 37/00 20120101ALI20240905BHJP
C09G 1/02 20060101ALI20240905BHJP
C09K 3/14 20060101ALI20240905BHJP
【ＦＩ】
H01L21/304 622D
H01L21/304 622B
B24B37/00 H
C09G1/02
C09K3/14 550D
C09K3/14 550Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024022597
(22)【出願日】2024-02-19
(31)【優先権主張番号】63/449,327
(32)【優先日】2023-03-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】000236702
【氏名又は名称】株式会社フジミインコーポレーテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000671
【氏名又は名称】ＩＢＣ一番町弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】ジミー グランストロム
【テーマコード（参考）】
3C158
5F057
【Ｆターム（参考）】
3C158AA07
3C158CB01
3C158CB03
3C158CB10
3C158DA02
3C158DA12
3C158DA17
3C158EA11
3C158EB01
3C158ED02
3C158ED10
3C158ED23
3C158ED26
5F057AA28
5F057BA15
5F057BB16
5F057BB19
5F057BB38
5F057CA12
5F057DA03
5F057EA01
5F057EA07
5F057EA16
5F057EA17
5F057EA21
5F057EA29
5F057EA32
5F057EB13
(57)【要約】 （修正有）
【課題】酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）表面を研磨するための、よりよい研磨特性および／または研磨能力を有する化学機械研磨（ＣＭＰ）用組成物を提供する。
【解決手段】酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）表面を研磨するための化学機械研磨（ＣＭＰ）用組成物は、研磨剤、添加剤および水を含み、研磨剤がコロイダルシリカを含み、添加剤がアミノアルキルアルコールを含み、ｐＨが約２．５以下である。また、希釈剤を用いた組成物の希釈においても高いＳｉＯＮ除去率等の有利な性質を組成物に提供する特定の量で組み合わされている。
【選択図】なし
【解決手段】酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）表面を研磨するための化学機械研磨（ＣＭＰ）用組成物は、研磨剤、添加剤および水を含み、研磨剤がコロイダルシリカを含み、添加剤がアミノアルキルアルコールを含み、ｐＨが約２．５以下である。また、希釈剤を用いた組成物の希釈においても高いＳｉＯＮ除去率等の有利な性質を組成物に提供する特定の量で組み合わされている。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
研磨剤、添加剤、および水を含み、
前記研磨剤がコロイダルシリカを含み、
前記添加剤がアミノアルキルアルコールを含み、ただし、当該アミノアルキルアルコールが３級アミンの場合、窒素原子に結合する、水酸基が置換されたアルキル基は直鎖であり、
ｐＨが約２．５以下である、
研磨用組成物。
前記研磨剤がコロイダルシリカを含み、
前記添加剤がアミノアルキルアルコールを含み、ただし、当該アミノアルキルアルコールが３級アミンの場合、窒素原子に結合する、水酸基が置換されたアルキル基は直鎖であり、
ｐＨが約２．５以下である、
研磨用組成物。
【請求項2】
前記研磨剤が陰イオン的に修飾されたコロイダルシリカを含む、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項3】
前記コロイダルシリカが約５．０個／ｎｍ２以上のシラノール密度を有する、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項4】
前記アミノアルキルアルコールが（Ｃ５～Ｃ１０）アミノアルキルアルコールである、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項5】
前記アミノアルキルアルコールが１～１２の炭素原子の対窒素原子または対酸素原子の比率を有する、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項6】
前記アミノアルキルアルコールが、Ｎ（Ｒ１）（Ｒ２）（Ｒ３）で示され、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、水素原子、および、水酸基で置換されてもよいアルキル基から選択され、ここで、
ｉ）Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の少なくとも１つが１つ以上の水酸基で置換されたアルキル基であり、かつ、
ｉｉ）Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の少なくとも１つが無置換のアルキル基、あるいは、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の少なくとも２つが水素原子である、請求項１に記載の研磨用組成物。
ｉ）Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の少なくとも１つが１つ以上の水酸基で置換されたアルキル基であり、かつ、
ｉｉ）Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の少なくとも１つが無置換のアルキル基、あるいは、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の少なくとも２つが水素原子である、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項7】
前記水酸基で置換されたアルキル基が４級炭素を含む場合、当該水酸基で置換されたアルキル基は２つ以上の水酸基を含む、請求項６に記載の研磨用組成物。
【請求項8】
前記研磨剤が約４ｗｔ％から約８ｗｔ％の範囲の濃度で存在する陰イオン的に修飾されたコロイダルシリカを含み、
前記添加剤が約０．２０ｗｔ％から約０．４０ｗｔ％の濃度で存在する（Ｃ６～Ｃ１０）アミノアルキルアルコールを含む、請求項１に記載の研磨用組成物。
研磨用組成物。
前記添加剤が約０．２０ｗｔ％から約０．４０ｗｔ％の濃度で存在する（Ｃ６～Ｃ１０）アミノアルキルアルコールを含む、請求項１に記載の研磨用組成物。
研磨用組成物。
【請求項9】
前記研磨剤が約２０ｎｍから約７０ｎｍの範囲の中間粒子径と約５．８個／ｎｍ２から約６．２個／ｎｍ２の範囲のシラノール密度とを有する陰イオン的に修飾されたコロイダルシリカを含み、
前記添加剤が３－アミノ－４－オクタノール、２－アミノ－２－エチル－１，３－プロパンジオール、２－ジエチルエタノールアミン、および２－（オクチルアミノ）エタノールからなる群から選択されるアミノアルキルアルコールを含む、請求項１に記載の研磨用組成物。
前記添加剤が３－アミノ－４－オクタノール、２－アミノ－２－エチル－１，３－プロパンジオール、２－ジエチルエタノールアミン、および２－（オクチルアミノ）エタノールからなる群から選択されるアミノアルキルアルコールを含む、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項10】
前記研磨剤が、約３ｗｔ％以上の濃度で存在する陰イオン的に修飾されたコロイダルシリカを含み、
前記Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の少なくとも１つが、水酸基で置換されてもよいＣ６以上のアルキル基である、請求項６に記載の研磨用組成物。
前記Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の少なくとも１つが、水酸基で置換されてもよいＣ６以上のアルキル基である、請求項６に記載の研磨用組成物。
【請求項11】
前記アミノアルキルアルコールが、１級アミンまたは２級アミンである、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項12】
前記アミノアルキルアルコールが、４級炭素を含まない、請求項１１に記載の研磨用組成物。
【請求項13】
前記アミノアルキルアルコールが、２級水酸基を含む、請求項１に記載の研磨用組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、研磨剤、添加剤、および水を含む化学機械研磨（ＣＭＰ）用組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
酸窒化ケイ素（ＳｉＮｘＯｙ）は、その卓越した電子的および機械的能力について広く研究される重要な無機材料である。ＳｉＮｘＯｙは、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）と窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）との間の中間相であり、高温での高い耐久性、熱衝撃および酸化に対する高い耐性、高密度、優れた機械的能力、ならびに低誘電率を有する。酸窒化ケイ素（ＳｉＮｘＯｙ）の利点の１つは、その化学量論比が二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）から窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）までの全範囲を網羅して顕著に変化することができるという事実、すなわち、これら２つの材料には溶解度間隙が存在しないという事実である。製造加工中にＳｉＮｘＯｙの化学組成を変動させることによって、その屈折率および誘電率を調整することができる。ＳｉＮｘＯｙはまた、調整可能な薄膜応力を有し、室温で可視光線範囲のフォトルミネッセンス（ＰＬ）を提示する。したがってＳｉＮｘＯｙは、集積回路（ＩＣ）、障壁層、不揮発性メモリ、光導波路、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、および傷防止コーティングにおいて非常に魅力的である。さらにＳｉＮｘＯｙは、その高い強度、断熱性、ならびに電気的および化学的抵抗性のために、例えば非線形光学系および機械部品などの高温関連用途として使用することができる。
【0003】
酸窒化ケイ素（ＳｉＮｘＯｙ）は、プラズマ化学蒸着（ＣＶＤ）または低圧化学蒸着（ＬＰ－ＣＶＤ）を利用して対象の基板に薄膜として付着させ、その後に化学機械加工（ＣＭＰ）を利用して研磨することができる。なお、本明細書中「ＳｉＮｘＯｙ」を「ＳｉＯＮ」とも称する。
【0004】
ＣＭＰは、基板（半導体ウエハなど）の表面から材料を除去し、その表面を剥離などの物理的加工と酸化やキレート化などの化学的加工とを合わせることによって研磨する（平坦化する）加工である。その最も基本的な形態では、ＣＭＰは基板の表面に、または基板を研磨する研磨パッドに、スラリーを塗布することを含む。この加工によって、不必要な材料の除去と基板の表面の平坦化との両方が達成される。単に物理的または単に化学的であることは除去加工または研磨加工には望ましくなく、むしろ両方の相乗的な組合わせが含まれる。
【0005】
現在知られている、ＳｉＯＮ含有表面を研磨するためのＣＭＰスラリー組成物の多くは、多くの研磨スラリーが低いフィルム除去率を提示する傾向である通り、限られた数の目的のみに適しており、このことは低い製造歩留まりを導く。
【0006】
したがって、よりよい研磨特性および／または研磨能力を有するＣＭＰスラリー組成物を開発し、向上させる継続的な必要性がある。
【発明の概要】
【0007】
本発明によって解決される本開示の主題または問題の目的（１つまたは複数）によれば、本明細書に具体化され広範に記載される通り、ＣＭＰを使用する際に研磨速度の向上を促進する、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）含有基板などを研磨するための組成物を提供することが本発明の目的である。本発明の別の目的は、基板からＳｉＯＮなどの材料を除去する方法を提供することである。
【0008】
したがって、１つの態様における本開示の主題は、研磨剤、添加剤、および水を含み、
前記研磨剤がコロイダルシリカを含み、前記添加剤がアミノアルキルアルコールを含み、ただし、当該アミノアルキルアルコールが３級アミンの場合、窒素原子に結合する、水酸基が置換されたアルキル基は直鎖であり、ｐＨが約２．５以下である、研磨用組成物に関する。
前記研磨剤がコロイダルシリカを含み、前記添加剤がアミノアルキルアルコールを含み、ただし、当該アミノアルキルアルコールが３級アミンの場合、窒素原子に結合する、水酸基が置換されたアルキル基は直鎖であり、ｐＨが約２．５以下である、研磨用組成物に関する。
【0009】
別の態様では、研磨剤、添加剤、および水を含み、前記研磨剤がコロイダルシリカを含み、前記添加剤がアミノアルキルアルコールを含み、前記アミノアルキルアルコールが、Ｎ（Ｒ１）（Ｒ２）（Ｒ３）で示され、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、水素原子、および、水酸基で置換されてもよいアルキル基から選択され、ここで、ｉ）Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の少なくとも１つが１つ以上の水酸基で置換されたアルキル基であり、かつ、ｉｉ）Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の少なくとも１つが無置換のアルキル基、あるいは、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の少なくとも２つが水素原子であり、前記水酸基で置換されたアルキル基が４級炭素を含む場合、当該水酸基で置換されたアルキル基は２つ以上の水酸基を含む、ｐＨが約２．５以下である、研磨用組成物に関する。
【0010】
別の態様では、本明細書に記載される主題は、基板を研磨する方法であって、１）本明細書に開示される通りの研磨用組成物を提供するステップと、２）ＳｉＯＮ含有層を含む基板を提供するステップと、３）当該基板を、当該研磨用組成物を用いて研磨するステップとを含む、研磨済み基板を製造する方法に関する。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明は、以下の本発明の詳細な説明およびこれに含まれる例の参照によってより容易に理解することができる。
【0012】
本発明の化合物、組成物、物品、システム、考案物、ならびに／または方法を開示および記載する前に、これらは他に指定のない限り、特定の合成方法または特定の部品に限定されないことは、これらが当然ながら多様であり得ることから理解されるべきである。また本明細書に使用される用語は、特定の態様のみを記載するためであり、限定することを意図しないことも理解されるべきである。しかし本明細書に記載される方法および材料に類似または同等である、任意の方法および材料は、本発明の実施または試験で使用することができるが、例示的方法および材料はこれから記載する。
【0013】
本明細書に研磨剤、添加剤、および水を含む研磨用組成物を記載する。これら研磨用組成物は、基板を研磨し、少なくとも２５０Å／分のＳｉＯＮ除去率を提示することが意図される。
【0014】
さらに、これらの研磨用組成物が希釈剤（水など）を用いた様々な倍率の希釈においても２５０Å／分より大きいＳｉＯＮ除去率を維持することができることを発見したことは、驚くべきことであり、予期せぬことであった。したがって本明細書に開示される研磨用組成物は、希釈した場合でも２５０Å／分より大きいＳｉＯＮ除去率を提示する研磨用組成物であることが可能であり、よって製造コストの減少など、さらなる利点を提供することが可能である。
【0015】
本明細書に記載される研磨用組成物は、限定はされないが、ＳｉＯＮ含有基板のＣＭＰなどで使用され、以下でより詳細に検討する。
【0016】
Ａ．定義
本発明を記載するために使用される様々な用語の定義を以下に列挙する。これらの定義は、他に特定の例で限定されない限り、個別に、またはより大きなグループの一部としてのいずれかで、この明細書を通じて使用される通りに用語に適用される。
本発明を記載するために使用される様々な用語の定義を以下に列挙する。これらの定義は、他に特定の例で限定されない限り、個別に、またはより大きなグループの一部としてのいずれかで、この明細書を通じて使用される通りに用語に適用される。
【0017】
本明細書に使用される通り、用語「平均一次粒子径」は、例えば電子顕微鏡に代表されるように、粒子の画像観察によって測定することができる粒子径を指す。
【0018】
本明細書に使用される通り、用語「平均中間粒子径」は、レーザー解析散乱法に代表されるように、例えば動的光散乱によって測定することができる粒子径を指す。
【0019】
本明細書および添付特許請求の範囲に使用される通り、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」には、その文脈がそうでないと明確に定めない限り、複数の指示対象が含まれる。したがって、例えば「１つの研磨剤」または「１つのｐＨ調整剤」という表現には、２つまたはそれ以上のそのような研磨剤の混合物またはｐＨ調整剤の混合物が含まれる。
【0020】
範囲は、「約」１つの特定値から、および／または「約」別の特定値までとして本明細書に表現され得る。そのような値が表現される場合、別の態様には１つの特定値から、および／またはもう１つの特定値までが含まれる。同様に、先行詞「約」の使用によって値が概算として表現される場合、特定値によって別の態様が形成される理解されるであろう。さらに各範囲の終点は、他の終点と関係ありと無関係との両方で重要であると理解されるであろう。また本明細書に開示される多数の値が存在し、各値は、その値自身に加えて、「約」特定値として本明細書に開示されると理解されるであろう。例えば、値「１０」が開示される場合、「約１０」も開示される。また、２つの特定の単位体の間の各単位体も開示されると理解されるであろう。例えば、１０と１５が開示される場合、１１、１２、１３、および１４も開示される。本明細書中、約Ｘ（Ｘは数値）とは、Ｘの±１０％あるいは±５％を更に含むことを意味してもよく、具体的には、Ｘ×０．９～Ｘ×１．１を意味する。また、約Ｘは、Ｘ自体であってもよい。
【0021】
明細書および結びの特許請求の範囲における組成物中の特定の要素または成分の重量部という表現は、重量部が表現される組成物中または物品中の要素または成分と他の任意の要素または成分との間の重量関係を意味する。したがって、２重量部の成分「Ｘ」と５重量部の成分「Ｙ」とを含有する化合物では、「Ｘ」と「Ｙ」は重量比２：５で存在し、追加の成分が組成物中に含有されるかどうかにかかわらず、そのような比で存在する。
【0022】
成分の重量パーセント（ｗｔ％）は、他に具体的に指定のない限り、その成分が含まれる溶媒または組成物の全重量に基づく。
【0023】
本明細書に使用される通り、用語「任意の」および「任意に」は、続いて記載されるイベントまたは出来事が起こり得ること、または起こり得ないこと、ならびにその記述には前記イベントまたは前記出来事が起きる場合および起きない場合が含まれることを意味する。
【0024】
本明細書において、「Ｘ～Ｙ」は、その前後に記載される数値（ＸおよびＹ）を下限値および上限値として含む意味で使用し、「Ｘ以上Ｙ以下」を意味する。「Ｘ～Ｙ」が複数記載されている場合、例えば、「Ｘ１～Ｙ１、あるいは、Ｘ２～Ｙ２」と記載されている場合、各数値を上限とする開示、各数値を下限とする開示、および、それらの上限・下限の組み合わせは全て開示されている（つまり、補正の適法な根拠となる）。具体的には、Ｘ１以上との補正、Ｙ２以下との補正、Ｘ１以下との補正、Ｙ２以上との補正、Ｘ１～Ｘ２との補正、Ｘ１～Ｙ２との補正等は全て適法とみなされなければならない。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。なお、本明細書中に記載の濃度は、ＰＯＵ（ポイントオブユース）における濃度であっても、ＰＯＵの濃度に希釈する前の濃度であってもよい。希釈倍率は、２～１０倍であってよい。
【0025】
Ｂ．研磨用組成物
ＣＭＰの基本的な仕組みは、表面層を化学反応によって軟化させ、次にこの軟化した層を機械力によって研磨剤粒子で除去することである。
ＣＭＰの基本的な仕組みは、表面層を化学反応によって軟化させ、次にこの軟化した層を機械力によって研磨剤粒子で除去することである。
【0026】
ＳｉＯＮ含有基板での研磨用組成物の使用では、ＳｉＯＮ除去率の高さが重要な性能測定基準の１つである。
【0027】
本発明においては、詳細には、研磨剤と組み合わせた場合に高い酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）除去率等の有利な性質を組成物に提供するアミノアルキルアルコールが組成物に含まれる。その結果酸窒化ケイ素表面を研磨するのに好適な組成物を提供することができる。
【0028】
したがって研磨剤、特定のアミノアルキルアルコールを有する添加剤、および水を含有する本明細書に開示される研磨用組成物が、２５０Å／分より大きいＳｉＯＮ率を達成することができることを発見したことは、驚くべきことであり、予期せぬことであった。アミノアルキルアルコールが炭素原子、酸素原子、および窒素原子の数量に関連するある種の構造的特徴を提示した時に、高い除去率が得られた。そのような構造的特徴は以下に、より詳細に検討する。さらに、２５０Å／分より大きいＳｉＯＮ率を維持するために、本明細書に開示される研磨用組成物のｐＨがある程度の酸性度を提示しなければならないことを発見したことは、驚くべきことであり、予期せぬことであった。
【0029】
本明細書に記載される通り、これら特定の成分および／または特徴の組合わせは、これら所望の性質を得るために重要である。
【0030】
１．研磨剤
本明細書に記載される研磨用組成物は研磨剤を含有する。典型的には、研磨剤は、好ましくはシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、ゲルマニア、セリア、およびその混合物からなる群から選択される酸化金属研磨剤である。いくつかの実施形態では、研磨剤はシリカである。さらなる実施形態では、研磨剤はコロイダルシリカである。いくつかの実施形態では、研磨剤は、アルミナ、チタニア、ジルコニア、ゲルマニア、セリア、およびその混合物からなる群から選択される酸化金属研磨剤を含まない。
本明細書に記載される研磨用組成物は研磨剤を含有する。典型的には、研磨剤は、好ましくはシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、ゲルマニア、セリア、およびその混合物からなる群から選択される酸化金属研磨剤である。いくつかの実施形態では、研磨剤はシリカである。さらなる実施形態では、研磨剤はコロイダルシリカである。いくつかの実施形態では、研磨剤は、アルミナ、チタニア、ジルコニア、ゲルマニア、セリア、およびその混合物からなる群から選択される酸化金属研磨剤を含まない。
【0031】
いくつかの実施形態では、研磨剤は市販品または合成品のいずれかである。コロイダルシリカを生成する方法として、例えばケイ酸ナトリウム法およびゾルゲル法を例示することができ、いずれかの方法によって生成されるコロイダルシリカを好ましくは本発明の研磨剤として使用することができる。しかし金属不純物低減の観点から、高純度のコロイダルシリカを生成することができるゾルゲル法によって生成されたコロイダルシリカの方がより好ましい。
【0032】
研磨剤は適切な任意の粒子径を有することができる。いくつかの実施形態では、本発明で使用される研磨剤の砥粒は、平均一次粒子径が１０ｎｍ以上で１００ｎｍ以下である。いくつかの実施形態では、本発明で使用される研磨剤の砥粒は、平均一次粒子径が、約１０ｎｍから約１００ｎｍ、約１０ｎｍから約７５ｎｍ、約１０ｎｍから約６５ｎｍ、約１０ｎｍから約５５ｎｍ、約１０ｎｍから約４５ｎｍ、約１０ｎｍから約４０ｎｍ、約１０ｎｍから約３７ｎｍ、約１２ｎｍから約３７ｎｍ、または約１２ｎｍから約３５ｎｍである。いくつかの実施形態では、本発明で使用される研磨剤の砥粒は、平均一次粒子径が、約１０ｎｍから約５０ｎｍ、約１０ｎｍから約４０ｎｍ、約１５ｎｍから約４０ｎｍ、約２０ｎｍから約４０ｎｍ、約２５ｎｍから約４０ｎｍ、約３０ｎｍから約４０ｎｍ、約３２ｎｍから約３８ｎｍ、または約３４ｎｍから約３６ｎｍである。いくつかの実施形態では、本発明で使用される研磨剤の砥粒は、平均一次粒子径が、約１０ｎｍから約４２ｎｍ、約１０ｎｍから約３８ｎｍ、約１０ｎｍから約３６ｎｍ、約１０ｎｍから約３２ｎｍ、約１０ｎｍから約２０ｎｍ、約１０ｎｍから約１８ｎｍ、約１０ｎｍから約１６ｎｍ、約１０ｎｍから約１４ｎｍ、または約１１ｎｍから約１３ｎｍである。
【0033】
砥粒の平均一次粒子径の下限は、好ましくは１０ｎｍ以上であり、より好ましくは１２ｎｍ以上、２０ｎｍ以上、２５ｎｍ以上であり、さらに好ましくは３０ｎｍ以上である。さらに、砥粒の平均一次粒子径の上限は、好ましくは４０ｎｍ未満であり、より好ましくは３７ｎｍ以下であり、さらに好ましくは３５ｎｍ以下である。なお、砥粒の平均一次粒子径は、当技術分野で知られる適切な任意の方法（例えば、透過型電子顕微鏡、走査型電子顕微鏡、または例えば日立ハイテクＨＤ－２７００走査透過電子顕微鏡（ＨＤ－２７００ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を使用するなど、ＳＴＥＭによって）を使用して、測定することができる。
【0034】
研磨剤の砥粒は、適切な任意の中間粒子径を有することができる。例えば、研磨剤の砥粒は、約１０ｎｍから約１００ｎｍ、約１５ｎｍから約８５ｎｍ、約１８ｎｍから約８０ｎｍ、約２０ｎｍから約８０ｎｍ、約２０ｎｍから約７５ｎｍ、または約２０ｎｍから約７０ｎｍの平均中間粒子径を有することができる。いくつかの実施形態では、研磨剤の砥粒は、約１ｎｍから約１００ｎｍ、約５ｎｍから約７５ｎｍ、約１０ｎｍから約７５ｎｍ、約１０ｎｍから約７０ｎｍ、約１０ｎｍから約５０ｎｍ、約１０ｎｍから約３０ｎｍ、約１５ｎｍから約２５ｎｍ、約１７ｎｍから約２３ｎｍ、または約１９ｎｍから約２２ｎｍの平均中間粒子径を有することができる。いくつかの実施形態では、研磨剤の砥粒は、約２０ｎｍから約１２０ｎｍ、約３０ｎｍから約１００ｎｍ、約４０ｎｍから約８０ｎｍ、約５０ｎｍから約８０ｎｍ、約６０ｎｍから約８０ｎｍ、約６５ｎｍから約７５ｎｍ、約６８ｎｍから約７３ｎｍ、または約７０ｎｍから約７３ｎｍの平均中間粒子径を有することができる。なお、平均中間粒子径は、当技術分野で知られる適切な任意の方法を使用して（例えば、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｐａｎａｌｙｔｉｃａｌ ＺｅｔａＳｉｚｅｒ Ｎａｎｏ社、光錯乱システム（ｌｉｇｈｔ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）を使用するなど、光錯乱によって）、測定することができる。
【0035】
研磨剤は適切な任意の重量あたりの表面積を有することができる。例えば、研磨剤は、約４０ｍ２／ｇ以上、約６０ｍ２／ｇ以上、約８０ｍ２／ｇ以上、約１００ｍ２／ｇ以上、約１２０ｍ２／ｇ以上、約１４０ｍ２／ｇ以上、約１６０ｍ２／ｇ以上、約１８０ｍ２／ｇ以上、または約２００ｍ２／ｇ以上の平均ＢＥＴ表面積を有することができる。あるいは、またはさらに、研磨剤は、約３００ｍ２／ｇ以下、約２７０ｍ２／ｇ以下、約２５０ｍ２／ｇ以下、約２００ｍ２／ｇ以下、約１８０ｍ２／ｇ以下、約１５０ｍ２／ｇ以下、約１２０ｍ２／ｇ以下、約１００ｍ２／ｇ以下、さらに、または約９０ｍ２／ｇ以下の平均表面積を有することができる。いくつかの実施形態では、研磨剤は、約３０ｍ２／ｇから約１５０ｍ２／ｇ、約４０ｍ２／ｇから約１４０ｍ２／ｇ、約５０ｍ２／ｇから約１３０ｍ２／ｇ、約５５ｍ２／ｇから約１２０ｍ２／ｇ、約６０ｍ２／ｇから約１１０ｍ２／ｇ、約６５ｍ２／ｇから約１００ｍ２／ｇ、約７０ｍ２／ｇから約９０ｍ２／ｇの範囲内の平均表面積を有することができる。いくつかの実施形態では、研磨剤は、約１００ｍ２／ｇから約３００ｍ２／ｇ、約１２０ｍ２／ｇから約２９０ｍ２／ｇ、約１４０ｍ２／ｇから約２８０ｍ２／ｇ、約１６０ｍ２／ｇから約２７０ｍ２／ｇ、約１８０ｍ２／ｇから約２６０ｍ２／ｇ、約１９０ｍ２／ｇから約２５０ｍ２／ｇ、約２００ｍ２／ｇから約２４０ｍ２／ｇの範囲内の平均表面積を有することができる。
【0036】
研磨剤のシリカ表面上のシラノール基密度は多様であり得る。シラノール基密度（シラノール密度とも称する）の単位は、「個／ｎｍ２」であるが、これを単に「ｎｍ－２」と表記する場合がある。いくつかの実施形態では、本発明の研磨用組成物中に含有される、砥粒のシリカ表面上の平均シラノール基密度は６．５ｎｍ－２以下である。平均シラノール基密度が６．５ｎｍ－２より高い場合、砥粒の硬度は低く、したがって研磨速度は低下する。
【0037】
砥粒表面上の平均シラノール基密度は、好ましくは６．２ｎｍ－２以下であり、より好ましくは６．０ｎｍ－２以下である。
【0038】
いくつかの実施形態では、砥粒表面上の平均シラノール基密度は、約１ｎｍ－２から約６．５ｎｍ－２、約１．５ｎｍ－２から約６．５ｎｍ－２、約２．０ｎｍ－２から約６．５ｎｍ－２、約３．０ｎｍ－２から約６．５ｎｍ－２、約４．０ｎｍ－２から約６．５ｎｍ－２、約５．０ｎｍ－２から約６．５ｎｍ－２、約５．５ｎｍ－２から約６．５ｎｍ－２、約５．６ｎｍ－２から約６．４ｎｍ－２、約５．７ｎｍ－２から約６．３ｎｍ－２、または約５．８ｎｍ－２から約６．２ｎｍ－２である。
【0039】
いくつかの実施形態では、砥粒表面上の平均シラノール基密度は、約２.０ｎｍ－２以上、約２．５ｎｍ－２以上、約３．０ｎｍ－２以上、約３．５ｎｍ－２以上、約４．０ｎｍ－２以上、約４．５ｎｍ－２以上、約５．０ｎｍ－２以上、約５．５ｎｍ－２以上、あるいは、約５．８ｎｍ－２以上である。この範囲であれば有用な研磨速度が得られる。いくつかの実施形態では、砥粒表面上の平均シラノール基密度は、６．５ｎｍ－２以下、６．４ｎｍ－２以下、６．３ｎｍ－２以下、６．２ｎｍ－２以下、６．１ｎｍ－２以下、６．０ｎｍ－２以下、５．９ｎｍ－２以下、あるいは、５．８ｎｍ－２以下である。
【0040】
いくつかの実施形態では、砥粒表面上の平均シラノール基密度は、約５ｎｍ－２から約６．５ｎｍ－２、約５．５ｎｍ－２から約６．５ｎｍ－２、約５．５ｎｍ－２から約６．３ｎｍ－２、約５．５ｎｍ－２から約６．２ｎｍ－２、約５．６ｎｍ－２から約６．０ｎｍ－２、または約５．７ｎｍ－２から約６．０ｎｍ－２である。
【0041】
いくつかの実施形態では、砥粒表面上の平均シラノール基密度は、約５．７ｎｍ－２から約６．５ｎｍ－２、約５．８ｎｍ－２から約６．５ｎｍ－２、約５．９ｎｍ－２から約６．４ｎｍ－２、または約６．０ｎｍ－２から約６．３ｎｍ－２である。
【0042】
なお、平均シラノール基密度の下限は一般に０である。
【0043】
砥粒の単位表面積あたりのシラノール基の数量は、Ｇ．Ｗ．Ｓｅａｒｓ著、Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、ｖｏｌ．２８、Ｎｏ．１２、１９５６、１９８２～１９８３に記載される中和滴定を使用した、シアーズ法によって計算することができる。シラノール基の数量の計算式は以下の方程式によって計算される。
【0044】
ρ＝（ｃ×ａ×ＮＡ）／（Ｃ×Ｓ）
ρ：シラノール基の数量［カウント数／ｎｍ２］
ｃ：滴定に使用される水酸化ナトリウム水溶液濃度［ｍｏｌ／Ｌ］
ａ：滴下されるｐＨ４からｐＨ９まで変化させるのに必要な水酸化ナトリウム水溶液量［ｍＬ］
ＮＡ：アボガドロ数（６．０２２×１０２３［カウント数／ｍｏｌ］）
Ｃ：シリカ量［ｇ］
Ｓ：ＢＥＴ比表面積［ｎｍ２／ｇ］
砥粒の単位表面積あたりのシラノール基の数量は、砥粒を製造する方法を選択することなどによって制御することができる。
ρ：シラノール基の数量［カウント数／ｎｍ２］
ｃ：滴定に使用される水酸化ナトリウム水溶液濃度［ｍｏｌ／Ｌ］
ａ：滴下されるｐＨ４からｐＨ９まで変化させるのに必要な水酸化ナトリウム水溶液量［ｍＬ］
ＮＡ：アボガドロ数（６．０２２×１０２３［カウント数／ｍｏｌ］）
Ｃ：シリカ量［ｇ］
Ｓ：ＢＥＴ比表面積［ｎｍ２／ｇ］
砥粒の単位表面積あたりのシラノール基の数量は、砥粒を製造する方法を選択することなどによって制御することができる。
【0045】
さらに、砥粒は、平均シラノール基密度が上記の範囲内である限り、表面修飾することができる。特にコロイダルシリカ上への有機酸の固定化が好ましい。そのような有機酸のコロイダルシリカ表面への固定化は、開示される研磨用組成物中に含有される陰イオン的に修飾されるコロイダルシリカを意味する。典型的には、固定化は、有機酸の官能基とコロイダルシリカの表面とを化学結合させることによって達成される。単にコロイダルシリカと有機酸とを共存させる、および／または互いに会合させるだけでは有機酸はコロイダルシリカに固定化されず、実際には物理的な結合が必要とされる。例えば、スルホン酸は、「チオール基の定量的酸化を通じたスルホン酸官能基含有シリカ（Ｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ－ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄ ｓｉｌｉｃａ ｔｈｒｏｕｇｈ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｉｏｌ ｇｒｏｕｐｓ）」Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．２４６～２４７（２００３）に記載される通り、より具体的には、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とコロイダルシリカとを合わせ、続いてチオール基を過酸化水素で酸化させることで採用することができる通り、コロイダルシリカ上に固定化することができる１種の有機酸である。その場合にのみ、スルホン酸をコロイダルシリカの表面上に固定化することができる。代替方法として、例えばカルボン酸をコロイダルシリカの表面上に固定化する場合、このような方法は「シリカゲル表面へのカルボキシ基の導入のための新規の感光性２－ニトロベンジルエステル含有シランカップリング剤（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）に記載されており、採用することができる。より具体的には、感光性２－ニトロベンジルエステル含有シランカップリング剤をコロイダルシリカと組み合わせ、続いてコロイダルシリカに光を照射することによって、カルボン酸はコロイダルシリカの表面上に固定化される。
【0046】
開示される研磨用組成物中に存在する研磨剤の量は多様であり得る。いくつかの実施形態では、研磨用組成物中の研磨剤の量は、研磨用組成物の全重量に基づき、約０．１ｗｔ％以上、約０．５ｗｔ％以上、約１．０ｗｔ％以上、約２．０ｗｔ％以上、約３．０ｗｔ％以上、約４．０ｗｔ％以上、約５．０ｗｔ％以上、約６．０ｗｔ％以上、または約７ｗｔ％以上であるが、１０ｗｔ％以下である。あるいは、またはさらに、研磨用組成物中の研磨剤の量は、研磨用組成物の全重量に基づき、約９ｗｔ％以下、約８．５ｗｔ％以下、約８ｗｔ％以下、約７ｗｔ％以下、約６ｗｔ％以下、約５ｗｔ％以下、約４ｗｔ％以下、約３ｗｔ％以下であるが、約２ｗｔ％以上とすることができる。いくつかの実施形態では、研磨用組成物中の研磨剤の量は、研磨用組成物の全重量に基づき、２ｗｔ％超、３ｗｔ％超、４ｗｔ％超、５ｗｔ％超、６ｗｔ％超、あるいは、６．５ｗｔ％超である。
【0047】
いくつかの実施形態では、研磨用組成物中の研磨剤の量は、研磨用組成物の全重量に基づき、約１ｗｔ％から約１０ｗｔ％、約２ｗｔ％から約８．０ｗｔ％、約４ｗｔ％から約８．０ｗｔ％、または約４ｗｔ％から約６ｗｔ％の範囲内とすることができる。いくつかの実施形態では、研磨用組成物中の研磨剤の量は、研磨用組成物の全重量に基づき、約３ｗｔ％から約６．０ｗｔ％、約３ｗｔ％から約５ｗｔ％、３．５ｗｔ％から約４．５ｗｔ％、または約３．７５ｗｔ％から約４．２５ｗｔ％の範囲内とすることができる。いくつかの実施形態では、研磨用組成物中の研磨剤の量は、研磨用組成物の全重量に基づき、約４．０ｗｔ％である。
【0048】
いくつかの実施形態では、研磨用組成物中の研磨剤の量は、研磨用組成物の全重量に基づき、約５ｗｔ％から約１０ｗｔ％、約６ｗｔ％から約９．０ｗｔ％、約７ｗｔ％から約９ｗｔ％、約７．５ｗｔ％から約８．５ｗｔ％、または約７．７５ｗｔ％から約８．２５ｗｔ％の範囲内とすることができる。いくつかの実施形態では、研磨用組成物中の研磨剤の量は、研磨用組成物の全重量に基づき、約８．０ｗｔ％である。
【0049】
いくつかの実施形態では、研磨剤の量は、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）除去率等、研磨用組成物の性質に影響する。１つの実施形態では、研磨剤の量は、研磨用組成物の全重量に基づき、約４．０ｗｔ％から約８．０ｗｔ％である。
【0050】
研磨剤は任意の合理的な粒子径であってよいが、研磨剤の粒子径は得られる仕上げの平滑度に影響する。光部品、プラスチック、金属、宝石用原石、半導体部品などの精密研磨作業材料は、典型的には、より小さい粒子径の研磨剤の使用が伴われる。例えば、精密研磨に関連して使用するための組成物は、より小さい平均粒子径の研磨剤を懸濁が伴われる。
【0051】
１つの実施形態では、研磨剤はコロイダルシリカである。いくつかの実施形態では、研磨剤は実質的にコロイダルシリカを含む。本明細書に使用される通り、「実質的に」は、研磨剤を構成する９５重量％以上、好ましくは９８重量％以上、より好ましくは９９重量％以上の粒子がコロイダルシリカであることを意味し、１００重量％の粒子がコロイダルシリカであることが含まれる。当該コロイダルシリカは有機酸（例えばスルホン酸）で表面を修飾されていることが好ましい。
【0052】
研磨剤は本明細書に開示される組成物中に懸濁され、コロイド状で安定する。用語コロイドは、研磨剤粒子の液体担体内での懸濁を指す。コロイド的安定性は、経時的な懸濁の持続を指す。いくつかの実施形態では、懸濁は少なくとも１日、２日、３日、４日、５日、６日、または７日間、安定する。いくつかの実施形態では、懸濁は少なくとも１週間、少なくとも２週間、少なくとも３週間、または少なくとも４週間、安定する。
【0053】
本発明の文脈において、シリカを１００ｍＬメスシリンダーの中に入れて撹拌なしで２時間放置した場合に、メスシリンダーの下部５０ｍＬ中の粒子濃度（ｇ／ｍＬを単位とする［Ｂ］）とメスシリンダーの上部５０ｍＬ中の粒子濃度（ｇ／ｍＬを単位とする［Ｔ］）との間の差を研磨剤組成物中の全粒子濃度（ｇ／ｍＬを単位とする［Ｃ］）で割った値（すなわち（［Ｂ］－［Ｔ］）／［Ｃ］）が０．５以下である場合、研磨剤の懸濁はコロイド状で安定していると考えられる。（［Ｂ］－［Ｔ］）／［Ｃ］）の値は、望ましくは０．３以下、好ましくは０．１以下である。
【0054】
２．添加剤
本明細書に記載される研磨用組成物は添加剤を含有する。いくつかの実施形態では、添加剤はアミノアルキルアルコールである。アミノアルキルアルコール中に存在する炭素原子の数量は多様であり得る。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールは、少なくとも３つの炭素原子、少なくとも５つの炭素原子、少なくとも６つの炭素原子、少なくとも８つの炭素原子、または少なくとも１０の炭素原子を含有する。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールは、（Ｃ２～Ｃ１２）アミノアルキルアルコール、（Ｃ３～Ｃ１２）アミノアルキルアルコール、（Ｃ４～Ｃ１２）アミノアルキルアルコール、（Ｃ５～Ｃ１０）アミノアルキルアルコール、（Ｃ６～Ｃ１０）アミノアルキルアルコール、または（Ｃ８～Ｃ１０）アミノアルキルアルコールから選択される。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールの少なくとも１つの炭素原子は、１つまたは複数の置換基（例えば、ハロ、－ＣＯＯＨ、－ＳＯ３Ｈ、－ＯＣＦ３等）と置換される。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールの炭素原子は全て非置換である。
本明細書に記載される研磨用組成物は添加剤を含有する。いくつかの実施形態では、添加剤はアミノアルキルアルコールである。アミノアルキルアルコール中に存在する炭素原子の数量は多様であり得る。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールは、少なくとも３つの炭素原子、少なくとも５つの炭素原子、少なくとも６つの炭素原子、少なくとも８つの炭素原子、または少なくとも１０の炭素原子を含有する。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールは、（Ｃ２～Ｃ１２）アミノアルキルアルコール、（Ｃ３～Ｃ１２）アミノアルキルアルコール、（Ｃ４～Ｃ１２）アミノアルキルアルコール、（Ｃ５～Ｃ１０）アミノアルキルアルコール、（Ｃ６～Ｃ１０）アミノアルキルアルコール、または（Ｃ８～Ｃ１０）アミノアルキルアルコールから選択される。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールの少なくとも１つの炭素原子は、１つまたは複数の置換基（例えば、ハロ、－ＣＯＯＨ、－ＳＯ３Ｈ、－ＯＣＦ３等）と置換される。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールの炭素原子は全て非置換である。
【0055】
アミノアルキルアルコールは少なくとも１つの水酸基を有する。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールは１つの水酸基を有する。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールは２つの水酸基を有する。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールは３つの水酸基を有する。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの水酸基は第一級水酸基である。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの水酸基は第二級水酸基である。
【0056】
アミノアルキルアルコールは様々な比率で炭素原子および酸素原子を含有することができる。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールは、炭素原子の対酸素原子の比率が約５：２から約１０：１、約６：１から約１０：１、または約８：１から約１０：１である。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールは、炭素原子の対酸素原子の比率が約５：２から約８：１、約６：１から約８：１、または約５：２から約６：１である。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールは、炭素原子の対酸素原子の比率が約２．０以上、約２．５以上、約３．０以上、約４．０以上、約５．０以上、約６．０以上、約７．０以上、約８．０以上、または約９．０以上である。
【0057】
アミノアルキルアルコールは少なくとも１つの窒素原子を有する。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールは１つの窒素原子を有する。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコール中に存在する窒素原子はアミノ基である。いくつかの実施形態では、アミノ基は第一級アミノ基、第二級アミノ基、または第三級アミノ基である。
【0058】
アミノアルキルアルコールは様々な比率で炭素原子および窒素原子を含有することができる。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールは、炭素原子の対窒素原子の比率が約５：１から約１０：１、約６：１から約１０：１、または約８：１から約１０：１である。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールは、炭素原子の対窒素原子の比率が約５：１から約８：１、約６：１から約８：１、または約５：１から約６：１である。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールは、炭素原子の対窒素原子の比率が約２．０以上、約３．０以上、約４．０以上、約５．０以上、約６．０以上、約７．０以上、約８．０以上、または約９．０以上である。
【0059】
いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールの炭素原子の対窒素原子または対酸素原子の比率は多様であり得る。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールは、炭素原子の対窒素原子または対酸素原子の比率が約１．０以上、約２．０以上、約３．０以上、約４．０以上、約５．０以上、約６．０以上、約７．０以上、約８．０以上、または約９．０以上である。
【0060】
いくつかの実施形態では、炭素原子の対窒素原子または対酸素原子の比率が、約２０以下、約１９以下、約１８以下、約１７以下、約１６以下、約１５以下、約１４以下、約１３以下、約１２以下、約１１以下、約１０以下、約９以下、または約８以下である。
【0061】
いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールの炭素原子の対窒素原子または対酸素原子の比率は１～１２、４～１１、７～１１、あるいは、８～１０である。
【0062】
いくつかの実施形態では、前記アミノアルキルアルコールが、Ｎ（Ｒ１）（Ｒ２）（Ｒ３）で示され、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、水素原子、および、水酸基で置換されてもよいアルキル基から選択され、ここで、ｉ）Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の少なくとも１つが１つ以上の水酸基で置換されたアルキル基であり、かつ、ｉｉ）Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の少なくとも１つが無置換のアルキル基、あるいは、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の少なくとも２つが水素原子である。いくつかの実施形態では、水酸基で置換されてもよいアルキル基、および、無置換のアルキル基における炭素数は、それぞれ独立して、１以上、２以上、３以上、４以上、５以上、６以上、７以上、あるいは、８以上である。いくつかの実施形態では、水酸基で置換されてもよいアルキル基、および、無置換のアルキル基における炭素数は、２０以下、１８以下、１６以下、１４以下、１２以下、１０以下、あるいは、９以下である。いくつかの実施形態では、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３のうち、１つまたは２つが水酸基で置換されたアルキル基である。いくつかの実施形態では、前記水酸基で置換されたアルキル基が４級炭素を含まない。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールは４級炭素を含まない。いくつかの実施形態では、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の１つまたは２つが２級水酸基を含む。いくつかの実施形態では、前記アミノアルキルアルコールが、２級水酸基を含む。いくつかの実施形態では、前記水酸基で置換されたアルキル基が４級炭素を含む場合、当該水酸基で置換されたアルキル基は２つ以上の水酸基を含む。いくつかの実施形態では、前記Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の少なくとも１つが、水酸基で置換されてもよい炭素数６以上のアルキル基である。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールは、１級アミンであり、かつ、２級水酸基を有する。いくつかの実施形態では、当該アミノアルキルアルコールの炭素数は５以上あるいは６以上であり、１２以下あるいは１０以下である。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールは、２級アミンであり、炭素数６以上の無置換のアルキル基を有する。いくつかの実施形態では、当該アミノアルキルアルコールは炭素数１～４の水酸基で置換されたアルキル基を有する。 いくつかの実施形態で、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のうち３つとも水酸基で置換されてもよいアルキル基である場合、当該水酸基で置換されてもよいアルキル基のうち好ましくは１つ以上、より好ましくは２つ以上、さらに好ましくは３つが直鎖状である。いくつかの実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のうち２つが水酸基で置換されてもよいアルキル基である場合、当該水酸基で置換されてもよいアルキル基のうち好ましくは１つ以上、より好ましくは２つが直鎖状である。いくつかの実施形態で、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のうち１つが水酸基で置換されてもよいアルキル基である場合、それは４級炭素を含まない。このように、アミノアルキルアルコールが直鎖または直鎖に近い単純な構造を持つことによって、（メカニズムは推測でありこれに限定されないが）アミノアルキルアルコールの立体障害を抑制でき、被研磨対象への吸着効果を向上することができ、本発明の所期の効果を効率的に奏することができる。
【0063】
いくつかの実施形態では、添加剤（すなわちアミノアルキルアルコール）は、１－アミノ－２－オクタノール、１－アミノ－２－プロパノール、１－アミノ－２－ブタノール、１－アミノ－３－オクタノール、２－アミノ－１－オクタノール、３－アミノ－４－オクタノール、８－アミノ－１－オクタノール、２－アミノ－２－エチル－１，３－プロパンジオール（ＶＯＸ）、２－ジエチルエタノールアミン、および２－（オクチルアミノ）エタノールからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、アミノアルキルアルコールは３－アミノ－４－オクタノールである。
【0064】
研磨用組成物中に存在する添加剤の量は多様であり得る。いくつかの実施形態では、添加剤は、研磨用組成物の全重量に基づき、約０．１ｗｔ％から約０．５ｗｔ％、約０．１５ｗｔ％から約０．４５ｗｔ％、約０．１８ｗｔ％から約０．４０ｗｔ％、約０．１８ｗｔ％から約０．３６ｗｔ％、約０．２１ｗｔ％から約０．３６ｗｔ％、約０．２４ｗｔ％から約０．３６ｗｔ％、または約０．３１ｗｔ％から約０．３６ｗｔ％の範囲の量で研磨用組成物中に存在する。
【0065】
いくつかの実施形態では、添加剤は、研磨用組成物の全重量に基づき、約０．２０ｗｔ％から約０．４０ｗｔ％、約０．２４ｗｔ％から約０．４０ｗｔ％、約０．３０ｗｔ％から約０．４０ｗｔ％、約０．３５ｗｔ％から約０．４０ｗｔ％の範囲の量で研磨用組成物中に存在する。
【0066】
いくつかの実施形態では、添加剤は、研磨用組成物の全重量に基づき、約０．１０ｗｔ％から約０．３１ｗｔ％、約０．１５ｗｔ％から約０．３１ｗｔ％、約０．１５ｗｔ％から約０．２５ｗｔ％、約０．１８ｗｔ％から約０．２５ｗｔ％、約０．２０ｗｔ％から約０．２５ｗｔ％、または約０．２１ｗｔ％から約０．２４ｗｔ％の範囲の量で研磨用組成物中に存在する。
【0067】
いくつかの実施形態では、添加剤は、研磨用組成物の全重量に基づき、約０．１０ｗｔ％以上、約０．１５ｗｔ％以上、約０．１８ｗｔ％以上、約０．２０ｗｔ％以上、約０．２４ｗｔ％以上、または約０．３０ｗｔ％以上の量で研磨用組成物中に存在する。あるいは、またはさらに、研磨用組成物中に存在する添加剤の量は、研磨用組成物の全重量に基づき、約０．４０ｗｔ％以下、約０．３８ｗｔ％以下、約０．３６ｗｔ％以下、約０．３２ｗｔ％以下、約０．３０ｗｔ％以下、約０．２８ｗｔ％以下、約０．２６ｗｔ％以下、約０．２４ｗｔ％以下、約０．２０ｗｔ％以下であり得る。この範囲内であれば有用な研磨速度、研磨後の残渣低減および安定性に効果がある。
【0068】
いくつかの実施形態では、添加剤は、研磨用組成物の全重量に基づき、０．１８ｗｔ％超、０．１９ｗｔ％超、０．２４ｗｔ％超、０．２５ｗｔ％以上、０．２６ｗｔ％以上、０．２８ｗｔ％以上、０．３０ｗｔ％以上、０．３２ｗｔ％以上、あるいは、０．３４ｗｔ％以上の量で研磨用組成物中に存在する。この範囲内であれば有用な研磨速度が得られる。
【0069】
３．ｐＨ調整剤
研磨用組成物は、ｐＨを制御するために少なくとも１つのｐＨ調整剤を含有する。いくつかの実施形態では、ｐＨ調整剤は本質的に酸性でよい。酸の選択は、酸性度が本発明の研磨用組成物のｐＨを低下させるのに十分であれば、特に限定されない。
研磨用組成物は、ｐＨを制御するために少なくとも１つのｐＨ調整剤を含有する。いくつかの実施形態では、ｐＨ調整剤は本質的に酸性でよい。酸の選択は、酸性度が本発明の研磨用組成物のｐＨを低下させるのに十分であれば、特に限定されない。
【0070】
酸のｐＨ調整剤は無機酸でも有機酸でもよい。例えば、限定はされないが、そのような無機酸には、塩酸、硫酸、硝酸、ホウ酸、炭酸、次亜リン酸、亜リン酸、リン酸が含まれる。いくつかの実施形態では、ｐＨ調整剤は硝酸である。
【0071】
例えば、限定はされないが、そのような有機酸には、ギ酸、酢酸、クロロ酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、吉草酸、２－メチル酪酸、ｎ－ヘキサン酸、３，３－ジメチルブタン酸、２－エチルブタン酸、４－メチルペンタン酸、ｎ－ヘプタン酸、２－メチルヘキサン酸、ｎ－オクタン酸、２－エチルヘキサン酸、安息香酸、グリコール酸、サリチル酸、グリセリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸塩、クエン酸、乳酸、ジグリコール酸、２－フランカルボン酸、３－フランカルボン酸、２－テトラヒドロフランカルボン酸、メトキシ酢酸、メトキシフェニル酢酸、およびフェノキシ酢酸が含まれる。そのような有機酸には、限定はされないが、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などの有機硫酸も含まれる。
【0072】
別の実施形態では、ｐＨ調整剤は酸性薬剤と塩基性薬剤との混合物（緩衝剤など）でもよい。そのような実施形態では、塩基性薬剤の選択肢は、塩基性度が本発明の研磨用組成物のｐＨを調節するのに十分であれば、特に限定されない。例えば、塩基性薬剤はアルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、様々な炭酸塩、重炭酸塩など、無機塩基性化合物とすることができる。そのような塩基性化合物は、単独に、またはそれらの２つ以上の種類の組合わせで使用してもよい。
【0073】
アルカリ金属水酸化物の具体的な例には、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウムなどが含まれる。炭酸塩および重炭酸塩の具体的な例には、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウムなどが含まれる。
【0074】
別の実施形態では、ｐＨ調整剤は、リン酸塩、酢酸塩、ホウ酸塩、スルホン酸塩、カルボン酸塩などを含有する緩衝剤でもよい。
【0075】
ｐＨ調整剤の量は可変であり、典型的には、研磨用組成物の所望のｐＨを達成および／または維持するのに十分な量、例えば本明細書に記載される範囲内の量である。
【0076】
１つの実施形態では、研磨用組成物のｐＨは、約１．０から約３．０、約１．２５から約２．８０、約１．５０から約２．７５、約１．５０から約２．５０、約１．６０から約２．４０、約１．７０から約２．３０、約１．７５から約２．２５、約１．８０から約２．２０、約１．８５から約２．１５、または約１．９０から約２．１０の範囲に調整される。
【0077】
１つの実施形態では、研磨用組成物のｐＨは、約１．０より高く、約１．２５より高く、約１．５０より高く、約１．７５より高く、約１．８５より高く、約２．０より高く、約２．２５より高く、約２．５０より高く、または約２．７５より高くて、約３．０以下に調整される。
【0078】
いくつかの実施形態では、研磨用組成物のｐＨは、約３．００以下、約２．５０以下、約２．２５以下、約２．００以下、約１．７５以下、約１．５０以下、または約１．２５以下で、約１．００以上に調整される。
【0079】
いくつかの実施形態では、研磨用組成物のｐＨは、約３．００、約２．７５、約２．５０、約２．２５、約２．００、約１．７５、または約１．５０である。いくつかの実施形態では、研磨用組成物のｐＨは、３未満である。いくつかの実施形態では、研磨用組成物のｐＨは、２．９以下、２．７以下、２．５以下、２．３以下、あるいは、２．１以下である。
【0080】
ｐＨ調整剤は、ｐＨにかかわらず特定の濃度範囲で存在してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、ｐＨ調整剤の量は、約０．０００１ｗｔ％から約１．０ｗｔ％、約０．００１ｗｔ％から約１．０ｗｔ％、約０．０１ｗｔ％から約１．０ｗｔ％、または約０．１ｗｔ％から約１．０ｗｔ％の範囲内である。別の実施形態では、ｐＨ調整剤の量は、約０．０１ｗｔ％から約０．８ｗｔ％、約０．０１ｗｔ％から約０．６ｗｔ％、約０．０１ｗｔ％から約０．５ｗｔ％、約０．０１ｗｔ％から約０．２ｗｔ％、または約０．０１ｗｔ％から約０．１ｗｔ％の範囲内である。別の実施形態では、ｐＨ調整剤の量は、約０．０１ｗｔ％から約０．７５ｗｔ％、約０．１０ｗｔ％から約０．７５ｗｔ％、約０．２５ｗｔ％から約０．７５ｗｔ％、または約０．５０ｗｔ％から約０．７５ｗｔ％の範囲内である。いくつかの実施形態では、ｐＨ調整剤の量は、少なくとも約０．０００１ｗｔ％、少なくとも約０．００１ｗｔ％、少なくとも約０．０１ｗｔ％、少なくとも約０．１０ｗｔ％、少なくとも約０．２ｗｔ％、少なくとも約０．３ｗｔ％、または少なくとも約０．４ｗｔ％であるが、約０．５ｗｔ％以下の量で存在する。いくつかの実施形態では、ｐＨ調整剤は、約０．７５ｗｔ％未満、約０．６５ｗｔ％未満、約０．５０ｗｔ％未満、約０．２５ｗｔ％未満、約０．１０ｗｔ％未満、または約０．０５ｗｔ％未満であるが、約０．０１ｗｔ％以上の量で存在する。いくつかの実施形態では、ｐＨ調整剤は、約０．０１ｗｔ％、約０．０２５ｗｔ％、約０．０５ｗｔ％、約０．０７５ｗｔ％、約０．１０ｗｔ％、約０．２０ｗｔ％、約０．３０ｗｔ％、または約０．４０ｗｔ％であるが、約０．５０ｗｔ％以下の量で存在する。
【0081】
しかし、研磨用組成物では、イオン量が選択比に悪影響を及ぼすであろうことから、ｐＨ調整剤を過度に使用しない方が好ましい。
【0082】
４．水
１つの実施形態では、本明細書に開示される研磨用組成物は、液体担体を含む。１つの実施形態では、液体担体は水である。水としてイオン交換水（脱イオン水）、純水、超純水、蒸留水などが使用されてよい。水に存在する不要な成分の量を低減するために、水の純度を、イオン交換樹脂を用いた不純物イオンの除去、フィルターを用いた汚染物質の除去、および／または蒸留等の作業によって高めることができる。いくつかの実施形態では、組成物に含まれる液体担体のうち、８０重量％以上、８５重量％以上、９０重量％以上、９５重量％以上、９８重量％以上、あるいは、９９重量％以上が、水である（上限は、１００重量％）。
１つの実施形態では、本明細書に開示される研磨用組成物は、液体担体を含む。１つの実施形態では、液体担体は水である。水としてイオン交換水（脱イオン水）、純水、超純水、蒸留水などが使用されてよい。水に存在する不要な成分の量を低減するために、水の純度を、イオン交換樹脂を用いた不純物イオンの除去、フィルターを用いた汚染物質の除去、および／または蒸留等の作業によって高めることができる。いくつかの実施形態では、組成物に含まれる液体担体のうち、８０重量％以上、８５重量％以上、９０重量％以上、９５重量％以上、９８重量％以上、あるいは、９９重量％以上が、水である（上限は、１００重量％）。
【0083】
いくつかの実施形態では、水には比較的に不純物がない。いくつかの実施形態では、水は、水の全重量に基づき、約１０％ｗ／ｗ未満、約９％ｗ／ｗ未満、約８％ｗ／ｗ未満、約７％ｗ／ｗ未満、約６％ｗ／ｗ未満、約５％ｗ／ｗ未満、約４％ｗ／ｗ未満、約３％ｗ／ｗ未満、約２％ｗ／ｗ未満、約１％ｗ／ｗ未満、約０．９％ｗ／ｗ未満、約０．８％ｗ／ｗ未満、約０．７％ｗ／ｗ未満、約０．６％ｗ／ｗ未満、約０．５％ｗ／ｗ未満、約０．４％ｗ／ｗ未満、約０．３％ｗ／ｗ未満、または約０．１％ｗ／ｗ未満の不純物を含有する。
【0084】
５．追加成分
１つの実施形態では、本明細書に開示される研磨用組成物は、酸化剤、高分子凝集剤、キレート剤、殺生物剤、界面活性剤、希釈剤、または助溶剤などの追加成分を含有してよい。追加として、または代替として、本明細書に開示される組成物には、当業者によって理解されるであろう通りの他の添加剤も含めることができる。
１つの実施形態では、本明細書に開示される研磨用組成物は、酸化剤、高分子凝集剤、キレート剤、殺生物剤、界面活性剤、希釈剤、または助溶剤などの追加成分を含有してよい。追加として、または代替として、本明細書に開示される組成物には、当業者によって理解されるであろう通りの他の添加剤も含めることができる。
【0085】
いくつかの実施形態では、追加成分には酸化剤を含めることができる。酸化剤の非限定的な例には、過ヨウ素酸、過酸化水素、ヨウ素酸カリウム、過マンガン酸カリウム、過硫酸塩（例えば、過硫酸アンモニウムおよび二過硫酸カリウム）、過ヨウ素酸塩（例えば、過ヨウ素酸カリウム）、モリブデン酸アンモニウム、硝酸第二鉄、硝酸、硝酸カリウム、およびそれらの混合物が含まれる。酸化剤の量は、約０．１ｗｔ％から約１０．０ｗｔ％、約０．２５ｗｔ％から約３．０ｗｔ％、または約０．５ｗｔ％から約１．５ｗｔ％の範囲でよい。
【0086】
別の実施形態では、研磨用組成物は酸化剤なしである。本明細書に使用される通りの用語「酸化剤なし」は、当技術分野で酸化剤として使用されると知られている化合物を研磨用組成物が含有しないことを意味する。
【0087】
１つの実施形態では、高分子凝集剤は、プルランなどの多糖類である。プルランは、３つのα－１，４結合グルコース分子からなるマルトトリオース単位で構成され、さらに１，６結合で連結される。１つの実施形態では、プルランは、１０，０００から１，０００，０００の範囲の重量平均分子量を有する。いくつかの実施形態では、プルランは濃度が例えば約０．０２ｗｔ％など、約０．０１ｗｔ％から約０．０５ｗｔ％の範囲内で研磨用組成物中に存在する。
【0088】
別の実施形態では、研磨用組成物は高分子凝集剤なしである。本明細書に使用される通りの用語「高分子凝集剤なし」は、当技術分野で炭水化物として知られる化合物を研磨用組成物が含有しないことを意味する。
【0089】
１つの実施形態では、追加成分にはキレート剤を含めることができる。用語キレート剤は、銅などの金属を水溶液の存在下でキレート化する任意の物質を意味することが意図される。キレート剤の非限定的な例には、グリシン、アラニン、クエン酸、マレイン酸、シュウ酸、マロン酸、フタル酸、コハク酸、ニトリロ三酢酸、イミノ二酢酸、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、トリエチレンテトラアミン六酢酸（ＴＴＨＡ）、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸（ＨＥＤＰ）、ニトリロトリス（メチレンホスホン酸）（ＮＴＭＰ）、ホスホノブタントリカルボン酸（ＰＢＴＣ）、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）（ＥＤＴＭＰ）などの、無機酸、有機酸、アミン、およびアミノ酸が含まれる。
【0090】
別の実施形態では、研磨用組成物はキレート剤なしである。本明細書に使用される通りの用語「キレート剤なし」は、当技術分野でキレート剤として知られている化合物を研磨用組成物が含有しないことを意味する。キレート剤の非限定的な例には、上述のような化合物が含まれる。
【0091】
１つの実施形態では、追加成分は殺生物剤でもよい。殺生物剤の非限定的な例には、第四級アンモニウム化合物、および塩素化合物が含まれる。第四級アンモニウム化合物のより具体的な例には、限定はされないが、メチルイソチアゾリノン、塩化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラエチルアンモニウム、塩化テトラプロピルアンモニウム、塩化アルキルベンジルジメチルアンモニウム、および水酸化アルキルベンジルジメチルアンモニウムが含まれ、アルキル鎖は１から約２０の炭素原子の範囲である。塩素化合物のより具体的な例には、限定はされないが、亜塩素酸ナトリウムおよび次亜塩素酸ナトリウムが含まれる。追加の殺生物剤の例には、ビグアナイド、アルデヒド、酸化エチレン、イソチアゾリノン、ヨードホール、ＤｕＰｏｎｔ社のＫｏｒｄｅｋ（商標）ＭＬＸ（２－メチル－４－イソチアゾリン－３－オンの水性組成物）、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社から市販されるＫＡＴＨＯＮ（商標）製品群およびＮＥＯＬＥＮＥ（商標）製品群、ならびにＬａｎｘｅｓｓ社のＰｒｅｖｅｎｔｏｌ（商標）製品群が含まれる。１つの実施形態では、殺生物剤はＫｏｒｄｅｋ（商標）ＭＬＸである。研磨用組成物中で使用される殺生物剤の量は、約０．００００５ｗｔ％から０．００１ｗｔ％または約０．０００１ｗｔ％から０．０００５ｗｔ％の範囲でよい。いくつかの実施形態では、殺生物剤は、約０．０００１ｗｔ％、約０．０００１３ｗｔ％、または約０．０００１５ｗｔ％の量で存在する。
【0092】
別の実施形態では、追加成分には界面活性剤を含めることができる。界面活性剤は、アニオン系、カチオン系、非イオン径、または双性イオン系でよく、溶媒または組成物の潤滑性を高めることができる。界面活性剤の非限定的な例は、ドデシル硫酸塩、ナトリウム塩またはカリウム塩、ラウリル硫酸塩、第二アルカンスルホン酸塩、アルコールエトキシレート、アセチレン系ジオール界面活性剤、第四級アンモニウム系界面活性剤、ベタインおよびアミノ酸誘導体系界面活性剤などの両性界面活性剤、ならびにそれらの組合わせである。適切な市販の界面活性剤の例には、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社によって製造されるＴＲＩＴＯＮ（商標）、ＴＥＲＧＩＴＯＬ（商標）、およびＤＯＷＦＡＸ（商標）界面活性剤製品群が含まれる。適切な界面活性剤には、酸化エチレン（ＥＯ）グループと酸化プロピレン（ＰＯ）グループとを含む重合体も含めることができる。ＥＯ－ＰＯ重合体の例は、ＢＡＳＦ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社のＴＥＴＲＯＮＩＣ（商標）９０Ｒ４である。研磨用組成物で使用される界面活性剤の量は、約０．０００５ｗｔ％から０．１５ｗｔ％、好ましくは０．００１ｗｔ％から０．０５ｗｔ％、より好ましくは０．００２５ｗｔ％から０．０２５ｗｔ％の範囲でよい。
【0093】
別の実施形態では、追加成分には、助溶剤と呼ばれる他の溶剤を含めることができる。助溶剤の非限定的な例には、限定はされないが、アルコール（メタノールやエタノールなど）、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、アルカン、ジメチルホルムアミド、トルエン、ケトン（アセトンなど）、アルデヒド、およびエステルが含まれる。助溶剤の他の非限定的な例には、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ピリジン、アセトニトリル、グリコール、およびそれらの混合物が含まれる。助溶剤は、好ましくは下限である、約０．０００１、０．００１、０．０１、０．１、０．５、１、５、または１０％（ｗｔ％）から上限である、約０．００１、０．０１、０．１、１、５、１０、１５、２０、２５、または３５％（ｗｔ％）までの様々な量で採用されてよい。
【0094】
本明細書に記載される通り、研磨用組成物は、種類と量との両方において、その組成物中の成分によって大きく影響される、特異的な性質を有する。したがって、所望の性質を維持するために、いくつかの材料を組成物から除外する必要があり得る。
【0095】
本発明の研磨用スラリーは、任意の適切な技術によって調製することができ、その多くが当業者に知られている。研磨用組成物は、バッチ式加工または連続式加工で調製することができる。一般に、研磨用組成物は、本明細書に開示される成分を任意の順序で組み合わせることによって調製することができる。本明細書に使用される通りの用語「成分」には、個々の材料（例えば研磨剤、添加剤など）ならびに材料の任意の組合わせが含まれる。例えば、研磨剤は水中に分散させることができ、添加剤および他の任意の添加材料は、成分を研磨用組成物の中に組み込むことが可能な任意の方法によって添加および混合することができる。さらにｐＨは、必要に応じて、適切な任意の時間に酸または緩衝剤を添加することによって、適宜に調整することができる。
【0096】
いくつかの実施形態では、調製される研磨用組成物は、希釈剤でさらに希釈することができる。いくつかの実施形態では、希釈剤は水である。調製される研磨用組成物に添加される希釈剤の量は多様であり得る。いくつかの実施形態では、研磨用組成物に添加される希釈剤の量は、少なくとも約１倍、約２倍、約３倍、約４倍、約５倍、約６倍、約７倍、約８倍、約９倍、または約１０倍であり、各倍率は希釈前の研磨用組成物の全量に基づく。いくつかの実施形態では、研磨用組成物に添加される希釈剤の量は、約１倍から約１０倍、約１倍から約８倍、約１倍から約６倍、約１倍から約４倍、約１倍から約３倍、または約２倍であり、各倍率は希釈前の研磨用組成物の全量に基づく。いくつかの実施形態では、研磨用組成物に添加される希釈剤の量は、約２倍から約１０倍、約４倍から約１０倍、約６倍から約１０倍、または約８倍から約１０倍であり、各倍率は希釈前の研磨用組成物の全量に基づく。いくつかの実施形態では、研磨用組成物に添加される希釈剤の量は、希釈前の研磨用組成物の量に基づき、約２倍から約８倍、約４倍から約８倍、約６倍から約８倍、約２倍から約６倍、または約２倍から約４倍である。いくつかの実施形態では、研磨用組成物に添加される希釈剤の量は、希釈前の研磨用組成物の量に基づき、約１倍、約２倍、約３倍、約４倍、約５倍、約６倍、約７倍、約８倍、約９倍、または約１０倍である。
【0097】
したがって、本明細書に記載される研磨用組成物は、ＳｉＯＮ除去率におけるその能力によって例証される、特異的な性質を有する。
【0098】
本明細書に開示される研磨用組成物について、研磨用組成物は、少なくとも約２５０Å／分以上、少なくとも約２７５Å／分以上、少なくとも約３００Å／分以上、少なくとも約３２５Å／分以上、少なくとも約３５０Å／分以上、少なくとも約３７５Å／分以上、少なくとも約４００Å／分以上、少なくとも約４５０Å／分以上、少なくとも約５００Å／分以上、少なくとも約５５０Å／分以上、少なくとも約６００Å／分以上、少なくとも約６２５Å／分以上、少なくとも約６５０Å／分以上、少なくとも約６７５Å／分以上、少なくとも約７００Å／分以上、少なくとも約７２５Å／分以上、少なくとも約７５０Å／分以上、少なくとも約７７５Å／分以上、少なくとも約８００Å／分以上、少なくとも約８２５Å／分以上、少なくとも約８５０Å／分以上、少なくとも約８７５Å／分以上、少なくとも約９００Å／分以上、少なくとも約９２５Å／分以上、少なくとも約９５０Å／分以上、少なくとも約９７５Å／分以上、少なくとも約１，０００Å／分以上、少なくとも約１，０２５Å／分以上、少なくとも約１，０５０Å／分以上、少なくとも約１，０７５Å／分以上、少なくとも約１，１００Å／分以上、少なくとも約１，１２５Å／分以上、少なくとも約１，１５０Å／分以上、少なくとも約１，１７５Å／分以上、少なくとも約１，２００Å／分以上、少なくとも約１，２２５Å／分以上、または少なくとも約１，２５０Å／分以上の酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）除去率を有する。
【0099】
いくつかの実施形態では、研磨用組成物は、約２５０Å／分から約１，３００Å／分、約３００Å／分から約１，２７５Å／分、約３００Å／分から約１，０２５Å／分、約３００Å／分から約１，０００Å／分、約３００Å／分から約９００Å／分、約３００Å／分から約８７５Å／分、約３００Å／分から約８００Å／分、約３００Å／分から約７５５Å／分、約３００Å／分から約５００Å／分、約３００Å／分から約４００Å／分、または約３００Å／分から約３２５Å／分の範囲の酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）除去率を有する。
【0100】
いくつかの実施形態では、研磨用組成物は、約２５０Å／分から約１，２６０Å／分、約２５０Å／分から約１，１５０Å／分、約２５０Å／分から約１，０２５Å／分、約２５０Å／分から約９５０Å／分、約２５０Å／分から約８５０Å／分、約２５０Å／分から約７５５Å／分、約２５０Å／分から約５００Å／分、約２５０Å／分から約４００Å／分、または約２５０Å／分から約３５０Å／分の範囲の酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）除去率を有する。
【0101】
いくつかの実施形態では、研磨用組成物は、約３００Å／分から約１，３００Å／分、約５００Å／分から約１，３００Å／分、約７００Å／分から約１，３００Å／分、約８００Å／分から約１，３００Å／分、約８５０Å／分から約１，３００Å／分、約９００Å／分から約１，３００Å／分、約９５０Å／分から約１，３００Å／分、約９７５Å／分から約１，３００Å／分、または約１，０００Å／分から約１，３００Å／分の範囲の酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）除去率を有する。
【0102】
したがって、本明細書に記載される通り、いくつかの実施形態では、研磨用組成物は研磨剤、添加剤、および水を含み、研磨剤は陰イオン的に修飾されたコロイダルシリカであり、添加剤はアミノアルキルアルコールであって、研磨用組成物のｐＨは約２．５未満である。
【0103】
上記の任意の実施形態にある通り、研磨用組成物は、陰イオン的に修飾されたコロイダルシリカが約２０ｎｍから約７０ｎｍの範囲の中間粒子径を有する。
【0104】
上記の任意の実施形態にある通り、研磨用組成物は、陰イオン的に修飾されたコロイダルシリカが約１５ｎｍから約２５ｎｍの範囲の中間粒子径を有する。
【0105】
上記の任意の実施形態にある通り、研磨用組成物は、陰イオン的に修飾されたコロイダルシリカが約１個／ｎｍ２から約６．５個／ｎｍ２の範囲のシラノール密度を有する。
【0106】
上記の任意の実施形態にある通り、研磨用組成物は、コロイダルシリカが約５．８個／ｎｍ２から約６．２個／ｎｍ２の範囲のシラノール密度を有する。
【0107】
上記の任意の実施形態にある通り、研磨用組成物は、陰イオン的に修飾されたコロイダルシリカがその表面上にスルホン酸、カルボン酸、およびそれらの組合わせからなる群から選択される陰イオン性官能基で修飾される。
【0108】
上記の任意の実施形態にある通り、研磨用組成物は、研磨剤が約４ｗｔ％から約８ｗｔ％の範囲の濃度で存在する。
【0109】
上記の任意の実施形態にある通り、研磨用組成物は、アミノアルキルアルコールが（Ｃ６～Ｃ１０）アミノアルキルアルコールである。
【0110】
上記の任意の実施形態にある通り、研磨用組成物は、アミノアルキルアルコールが少なくとも１つの水酸基を有する。
【0111】
上記の任意の実施形態にある通り、研磨用組成物は、アミノアルキルアルコールが１．１４以上の炭素原子の対窒素原子または対酸素原子の比率を有する。
【0112】
上記の任意の実施形態にある通り、研磨用組成物は、アミノアルキルアルコールが４以上の炭素原子の対窒素原子または対酸素原子の比率を有する。
【0113】
上記の任意の実施形態にある通り、研磨用組成物は、アミノアルキルアルコールが約６：１から約１０：１の炭素原子の対窒素原子の比率を有する。
【0114】
上記の任意の実施形態にある通り、研磨用組成物は、アミノアルキルアルコールが３－アミノ－４－オクタノール、２－アミノ－２－エチル－１，３－プロパンジオール、２－ジエチルエタノールアミン、および２－（オクチルアミノ）エタノールからなる群から選択される。
【0115】
上記の任意の実施形態にある通り、研磨用組成物は、アミノアルキルアルコールが約０．２０ｗｔ％から約０．４０ｗｔ％の濃度で存在する。
【0116】
上記の任意の実施形態にある通り、研磨用組成物は、ｐＨ範囲が約２．０から約２．５の範囲内である。
【0117】
上記の任意の実施形態にある通り、研磨用組成物は、ｐＨ調整剤をさらに含む。
【0118】
上記の任意の実施形態にある通り、研磨用組成物は、ｐＨ調整剤が酸である。
【0119】
上記の任意の実施形態にある通り、研磨用組成物は、ｐＨ調整剤が硝酸である。
【0120】
上記の任意の実施形態にある通り、研磨用組成物は、その研磨用組成物が約０．０１ｗｔ％から約０．５ｗｔ％の範囲の量で存在するｐＨ調整剤をさらに含む。
【0121】
上記の任意の実施形態にある通り、研磨用組成物は、その研磨用組成物が少なくとも１週間の間、安定する。１つの実施形態では、組成物のｐＨは、少なくとも１週間の期間の後も変化しないままである。別の実施形態では、組成物の電気伝導度（ＥＣ）は、少なくとも１週間の期間の後も変化しないままである。いくつかの実施形態では、ＰＯＵ（客が使用する場合の使用時点）での電気伝導度は、ゼロより大きく約０．０１ｍＳ／ｃｍまで、ゼロより大きく約０．０５ｍＳ／ｃｍまで、ゼロより大きく約０．１ｍＳ／ｃｍまで、ゼロより大きく約０．３ｍＳ／ｃｍまで、ゼロより大きく約０．５ｍＳ／ｃｍまで、ゼロより大きく約０．７５ｍＳ／ｃｍまで、またはゼロより大きく約１．０ｍＳ／ｃｍまでである。いくつかの実施形態では、電気伝導度は、約０．０１ｍＳ／ｃｍから約５．０ｍＳ／ｃｍ、約０．５ｍＳ／ｃｍから約３ｍＳ／ｃｍ、または約１ｍＳ／ｃｍから約２ｍＳ／ｃｍである。いくつかの実施形態では、電気伝導度は、約０．０２、０．０５、０．１０、０．１５、０．２、０．３、０．５、０，６、０，７、０．８、０．９、１．０、１．５、２．０、２．５、３．５、３．０、または４．５ｍＳ／ｃｍである。いくつかの実施形態では、ＰＯＵでの電気伝導度の上限は、約５ｍＳ／ｃｍ、約４ｍＳ／ｃｍ、約３ｍＳ／ｃｍ、約２ｍＳ／ｃｍ、約１ｍＳ／ｃｍである。
【0122】
さらなる実施形態では、電気伝導度は、約０．５ｍＳ／ｃｍから約３．０ｍＳ／ｃｍの範囲内である。
【0123】
さらに、いくつかの実施形態では、研磨用組成物は研磨剤、添加剤、および水を含み、研磨剤は約４ｗｔ％から約８ｗｔ％の範囲の濃度で存在する陰イオン的に修飾されたコロイダルシリカであり、添加剤は約０．２０ｗｔ％から約０．４０ｗｔ％の濃度で存在する（Ｃ６～Ｃ１０）アミノアルキルアルコールであって、研磨用組成物のｐＨは約２．５以下である。
【0124】
追加の実施形態では、研磨用組成物は研磨剤、添加剤、および水を含み、研磨剤は約２０ｎｍから約７０ｎｍの範囲の中間粒子径と約５．８個／ｎｍ２から約６．２個／ｎｍ２の範囲のシラノール密度とを有する陰イオン的に修飾されたコロイド状であり、添加剤は３－アミノ－４－オクタノール、２－アミノ－２－エチル－１，３－プロパンジオール、２－ジエチルエタノールアミン、および２－（オクチルアミノ）エタノールからなる群から選択されるアミノアルキルアルコールであって、研磨用組成物のｐＨは約２．０から約２．５の範囲である。
【0125】
上記の任意の実施形態にある通り、研磨用組成物は、約２５０Å／分から約１３００Å／分の範囲のＳｉＯＮ除去率を有する。
【0126】
上記の任意の実施形態にある通り、研磨用組成物は、約８５０Å／分から約１３００Å／分の範囲のＳｉＯＮ除去率を有する。
【0127】
上記の任意の実施形態にある通り、研磨用組成物は、約２５０Å／分から約８５０Å／分の範囲のＳｉＯＮ除去率を有する。
【0128】
上記の任意の実施形態にある通り、研磨用組成物は、ｐＨ調整剤が約０．０１ｗｔ％から約０．５０ｗｔ％の範囲の量で存在する。
【0129】
Ｃ．研磨用組成物を使用する方法
本明細書に記載される研磨用組成物は、適切な任意の基板を研磨するのに有用である。１つの実施形態では、研磨される基板は、少なくとも１つの酸窒化ケイ素層を含む、適切な任意の基板であり得る。適切な基板には、限定はされないが、反射防止膜、多結晶太陽電池、テレコム機器、半導体、微小電子機器システム、シリコンフォトニクス、および光電子回路が含まれる。
本明細書に記載される研磨用組成物は、適切な任意の基板を研磨するのに有用である。１つの実施形態では、研磨される基板は、少なくとも１つの酸窒化ケイ素層を含む、適切な任意の基板であり得る。適切な基板には、限定はされないが、反射防止膜、多結晶太陽電池、テレコム機器、半導体、微小電子機器システム、シリコンフォトニクス、および光電子回路が含まれる。
【0130】
本明細書に開示される主題はまた、本明細書に記載される研磨用組成物を用いて基板を研磨する方法を含む。基板を研磨する方法は、（ａ）基板を提供することと、（ｂ）本明細書に記載される研磨用組成物を提供することと、（ｃ）研磨用組成物を基板の少なくとも一部分に塗布することと、（ｄ）基板の少なくとも一部分を研磨用組成物で擦って基板を研磨することとを含む。
【0131】
基板を研磨する方法では、その方法は、ステップ（ｂ）で提供される研磨用組成物を希釈剤で、各倍率がステップ（ｂ）の研磨用組成物の全量に基づき、少なくとも約１倍、約２倍、約３倍、約４倍、約５倍、約６倍、約７倍、約８倍、約９倍、または約１０倍に希釈するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、ステップ（ｂ）で提供される研磨用組成物は、各倍率がステップ（ｂ）の研磨用組成物の全量に基づき、約１倍から約１０倍、約１倍から約８倍、約１倍から約６倍、約１倍から約４倍、約１倍から約３倍、または約２倍に希釈される。いくつかの実施形態では、ステップ（ｂ）で提供される研磨用組成物は、約２倍から約１０倍、約４倍から約１０倍、約６倍から約１０倍、または約８倍から約１０倍に希釈される。いくつかの実施形態では、研磨組成物、ステップ（ｂ）で提供される研磨用組成物は、ステップ（ｂ）の研磨用組成物の全量に基づき、約２倍から約８倍、約４倍から約８倍、約６倍から約８倍、約２倍から約６倍、または約２倍から約４倍に希釈される。いくつかの実施形態では、ステップ（ｂ）で提供される研磨用組成物は、ステップ（ｂ）の研磨用組成物の量に基づき、約１倍、約２倍、約３倍、約４倍、約５倍、約６倍、約７倍、約８倍、約９倍、または約１０倍に希釈される。いくつかの実施形態では、希釈剤は水である。
【0132】
基板を研磨する方法では、本明細書に開示される研磨用組成物は、少なくとも約２５０Å／分以上、少なくとも約２７５Å／分以上、少なくとも約３００Å／分以上、少なくとも約３２５Å／分以上、少なくとも約３５０Å／分以上、少なくとも約３７５Å／分以上、少なくとも約４００Å／分以上、少なくとも約４５０Å／分以上、少なくとも約５００Å／分以上、少なくとも約５５０Å／分以上、少なくとも約６００Å／分以上、少なくとも約６２５Å／分以上、少なくとも約６５０Å／分以上、少なくとも約６７５Å／分以上、少なくとも約７００Å／分以上、少なくとも約７２５Å／分以上、少なくとも約７５０Å／分以上、少なくとも約７７５Å／分以上、少なくとも約８００Å／分以上、少なくとも約８２５Å／分以上、少なくとも約８５０Å／分以上、少なくとも約８７５Å／分以上、少なくとも約９００Å／分以上、少なくとも約９２５Å／分以上、少なくとも約９５０Å／分以上、少なくとも約９７５Å／分以上、少なくとも約１，０００Å／分以上、少なくとも約１，０２５Å／分以上、少なくとも約１，０５０Å／分以上、少なくとも約１，０７５Å／分以上、少なくとも約１，１００Å／分以上、少なくとも約１，１２５Å／分以上、少なくとも約１，１５０Å／分以上、少なくとも約１，１７５Å／分以上、少なくとも約１，２００Å／分以上、少なくとも約１，２２５Å／分以上、または少なくとも約１，２５０Å／分以上の酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）除去率を有する。
【0133】
基板を研磨する方法では、本明細書に開示される研磨用組成物は、約２５０Å／分から約１，３００Å／分、約３００Å／分から約１，２７５Å／分、約３００Å／分から約１，０２５Å／分、約３００Å／分から約１，０００Å／分、約３００Å／分から約９００Å／分、約３００Å／分から約８７５Å／分、約３００Å／分から約８００Å／分、約３００Å／分から約７５５Å／分、約３００Å／分から約５００Å／分、約３００Å／分から約４００Å／分、または約３００Å／分から約３２５Å／分の範囲の酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）除去率を有する。
【0134】
基板を研磨する方法では、本明細書に開示される研磨用組成物は、約２５０Å／分から約１，２６０Å／分、約２５０Å／分から約１，１５０Å／分、約２５０Å／分から約１，０２５Å／分、約２５０Å／分から約９５０Å／分、約２５０Å／分から約８５０Å／分、約２５０Å／分から約７５５Å／分、約２５０Å／分から約５００Å／分、約２５０Å／分から約４００Å／分、または約２５０Å／分から約３５０Å／分の範囲の酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）除去率を有する。
【0135】
基板を研磨する方法では、本明細書に開示される研磨用組成物は、約３００Å／分から約１，３００Å／分、約５００Å／分から約１，３００Å／分、約７００Å／分から約１，３００Å／分、約８００Å／分から約１，３００Å／分、約８５０Å／分から約１，３００Å／分、約９００Å／分から約１，３００Å／分、約９５０Å／分から約１，３００Å／分、約９７５Å／分から約１，３００Å／分、または約１，０００Å／分から約１，３００Å／分の範囲の酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）除去率を有する。
【0136】
したがって、本明細書に記載される通り、いくつかの実施形態では、研磨用組成物を使用する方法であって、その方法は（ａ）酸窒化ケイ素含有層を含む基板を提供するステップと、（ｂ）本明細書に記載される研磨用組成物を提供するステップと、（ｃ）基板を研磨用組成物を用いて研磨して研磨済み基板を提供するステップとを含む。
【0137】
上記の任意の実施形態にある通り、方法は、基板が半導体である。
【0138】
上記の任意の実施形態にある通り、方法は、ステップ（ｂ）の研磨用組成物を希釈剤で少なくとも約１倍から約５倍に希釈するステップをさらに含む。
【0139】
上記の任意の実施形態にある通り、方法は、希釈剤が水である。
【0140】
上記の任意の実施形態にある通り、方法は、ＳｉＯＮ除去率（ＲＲ）が少なくとも約２５０Å／分以上である。
【0141】
上記の任意の実施形態にある通り、方法は、ＳｉＯＮ除去率（ＲＲ）が約２００Å／分から約１，３００Å／分の範囲である。
【0142】
上記の任意の実施形態にある通り、方法は、ＳｉＯＮ除去率（ＲＲ）が約２５０Å／分から約１，３００Å／分の範囲である。
【0143】
上記の任意の実施形態にある通り、方法は、ＳｉＯＮ除去率（ＲＲ）が約８５０Å／分から約１，３００Å／分の範囲である。
【0144】
上記の任意の実施形態にある通り、方法は、ＳｉＯＮ除去率（ＲＲ）が約２５０Å／分から約８５０Å／分の範囲である。
【0145】
本発明はまた、下記態様および形態を包含する。
【0146】
１．研磨剤、添加剤、および水を含み、前記研磨剤がコロイダルシリカを含み、前記添加剤がアミノアルキルアルコールを含み、ただし、当該アミノアルキルアルコールが３級アミンの場合、窒素原子に結合する、水酸基が置換されたアルキル基は直鎖であり、ｐＨが約２．５以下である、研磨用組成物。
【0147】
２．前記研磨剤が陰イオン的に修飾されたコロイダルシリカを含む、１．に記載の研磨用組成物。
【0148】
３．前記コロイダルシリカが約５．０個／ｎｍ２以上のシラノール密度を有する、１．または２．に記載の研磨用組成物。
【0149】
４．前記アミノアルキルアルコールが（Ｃ５～Ｃ１０）アミノアルキルアルコールである、１．～３．のいずれかに記載の研磨用組成物。
【0150】
５．前記アミノアルキルアルコールが１～１２の炭素原子の対窒素原子または対酸素原子の比率を有する、１．～４．のいずれかに記載の研磨用組成物。
【0151】
６．前記アミノアルキルアルコールが、Ｎ（Ｒ１）（Ｒ２）（Ｒ３）で示され、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、水素原子、および、水酸基で置換されてもよいアルキル基から選択され、ここで、ｉ）Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の少なくとも１つが１つ以上の水酸基で置換されたアルキル基であり、かつ、ｉｉ）Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の少なくとも１つが無置換のアルキル基、あるいは、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の少なくとも２つが水素原子である、１．～５．のいずれかに記載の研磨用組成物。
【0152】
７．前記水酸基で置換されたアルキル基が４級炭素を含む場合、当該水酸基で置換されたアルキル基は２つ以上の水酸基を含む、６．に記載の研磨用組成物。
【0153】
８．前記研磨剤が約４ｗｔ％から約８ｗｔ％の範囲の濃度で存在する陰イオン的に修飾されたコロイダルシリカを含み、前記添加剤が約０．２０ｗｔ％から約０．４０ｗｔ％の濃度で存在する（Ｃ６～Ｃ１０）アミノアルキルアルコールを含む、１．～７．のいずれかに記載の研磨用組成物。
【0154】
９．前記研磨剤が約２０ｎｍから約７０ｎｍの範囲の中間粒子径と約５．８個／ｎｍ２から約６．２個／ｎｍ２の範囲のシラノール密度とを有する陰イオン的に修飾されたコロイダルシリカを含み、前記添加剤が３－アミノ－４－オクタノール、２－アミノ－２－エチル－１，３－プロパンジオール、２－ジエチルエタノールアミン、および２－（オクチルアミノ）エタノールからなる群から選択されるアミノアルキルアルコールを含む、１．～８．のいずれかに記載の研磨用組成物。
【0155】
１０．前記研磨剤が、約３ｗｔ％以上の濃度で存在する陰イオン的に修飾されたコロイダルシリカを含み、前記Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の少なくとも１つが、水酸基で置換されてもよい炭素数６以上のアルキル基である、６．または７．に記載の研磨用組成物。
【0156】
１１．前記アミノアルキルアルコールが、１級アミンまたは２級アミンである、１．～１０．のいずれかに記載の研磨用組成物。
【0157】
１２．前記アミノアルキルアルコールが、４級炭素を含まない、１．～１１．のいずれかに記載の研磨用組成物。
【0158】
１３．前記アミノアルキルアルコールが、２級水酸基を含む、１．～１２．のいずれかに記載の研磨用組成物。
【0159】
Ｄ．実施例
以下の調製および実施例は、当業者がより明確に本発明を理解し実施することを可能にするために提示される。これらは、本発明の範囲を限定するものとして理解されるべきではなく、単に例証的、代表的であるとして理解されるべきである。
以下の調製および実施例は、当業者がより明確に本発明を理解し実施することを可能にするために提示される。これらは、本発明の範囲を限定するものとして理解されるべきではなく、単に例証的、代表的であるとして理解されるべきである。
【0160】
１つの態様では、研磨用組成物を作製する方法を開示する。他の態様では、研磨用組成物を使用して材料を研磨する方法を開示する。
【0161】
実施例１：研磨条件
使用する材料および器具
・研磨条件
・２００ｍｍ Ｐｏｌｉｓｈｅｒ Ｗｅｓｔｅｃｈ
・プラテン回転速度：１１０ｒｐｍ
・ヘッド回転速度：１０４ｒｐｍ
・流量：９０ｍＬ／分
・ダウンフォース：１．５ｐｓｉ
・研磨時間：６０秒
・パッド：ミディアムハードパッド
・希釈計数：２×計測値
・Ｗｅｓｔｅｃｈ（２００ｍｍ Ｐｏｌｉｓｈｅｒ）
・研磨パッド：ＩＣ１０１０
・パッドコンディショナー：３Ｍ Ａ１６５
研磨レシピ
・ダウンフォース：１．５ｐｓｉ
・回転：１１０／１０４ｒｐｍ
・スラリー流量：９０ｍＬ／分
・研磨時間：６０秒
実施例２：様々な研磨用組成物および添加剤の評価
この研究のために、下記表１にまとめて示される一次粒子径、中間粒子径、およびシラノール（ＳｉＯＨ）密度で異なる研磨剤タイプＡとタイプＢとを調査した。研磨剤タイプＡとタイプＢは、いずれもスルホン酸固定化コロイダルシリカである。
使用する材料および器具
・研磨条件
・２００ｍｍ Ｐｏｌｉｓｈｅｒ Ｗｅｓｔｅｃｈ
・プラテン回転速度：１１０ｒｐｍ
・ヘッド回転速度：１０４ｒｐｍ
・流量：９０ｍＬ／分
・ダウンフォース：１．５ｐｓｉ
・研磨時間：６０秒
・パッド：ミディアムハードパッド
・希釈計数：２×計測値
・Ｗｅｓｔｅｃｈ（２００ｍｍ Ｐｏｌｉｓｈｅｒ）
・研磨パッド：ＩＣ１０１０
・パッドコンディショナー：３Ｍ Ａ１６５
研磨レシピ
・ダウンフォース：１．５ｐｓｉ
・回転：１１０／１０４ｒｐｍ
・スラリー流量：９０ｍＬ／分
・研磨時間：６０秒
実施例２：様々な研磨用組成物および添加剤の評価
この研究のために、下記表１にまとめて示される一次粒子径、中間粒子径、およびシラノール（ＳｉＯＨ）密度で異なる研磨剤タイプＡとタイプＢとを調査した。研磨剤タイプＡとタイプＢは、いずれもスルホン酸固定化コロイダルシリカである。
【0162】
【表1】
【0163】
さらに、様々な一連の添加剤も同様に試験した。表Ｂは使用した全ての添加剤を示す。
【0164】
【表2】
【0165】
表１に示されている通り、スラリー１から１１を、濃度８ｗｔ％の研磨剤タイプＡを含有し、ｐＨが２である（硝酸をｐＨ調整剤として使用）の研磨用組成物中の適切な添加剤について調査した。ＳｉＯＮ除去率（ＲＲ）を特定した。一般に、２５０Å／分以上のＲＲを有するスラリーが望ましい。表１のデータは、スラリー０３およびスラリー０４が他のスラリー（すなわちスラリー０２および０５～１１）と比較してより高いＲＲを提示したことを示す。特にスラリー０４は最も高いＳｉＯＮ除去率を提示した。注目されるのは、強塩基性添加剤である水酸化カリウムが望ましいＲＲである２５０Å／分以上を提供せず、基本的に対照スラリー０１と比較してもＲＲに影響しなかったことである。
【0166】
次に、研磨剤タイプの影響を、研磨剤Ｂを含有するスラリー１２のＳｉＯＮ除去率と研磨剤Ａを含有するスラリー０３のＳｉＯＮ除去率とを比較することによって調査した。下記表１に見られる通り、スラリー１２は、研磨剤ＢがＳｉＯＮ除去率を向上させることを示唆する、より高い除去率を提示した。
【0167】
最後に、ｐＨの影響を、ｐＨ２のスラリー１４とｐＨ３のスラリー１５とｐＨ７のスラリー１６とを比較することによって調査した。下記表１に見られる通り、ｐＨが２から３に増加した場合に、有意なＳｉＯＮ除去率の低下が観察された（スラリー１４とスラリー１５のＳｉＯＮ除去率を比較されたし）。さらに、一度ｐＨが２より大きくなると、研磨剤タイプは無視してもよいものとなる（スラリー１５とスラリー１３のＳｉＯＮ除去率を比較されたし）。
【0168】
要約すると、これらの結果は、研磨用組成物／スラリーの他の全ての変量が同一のままであれば（すなわち研磨剤濃度、ｐＨ、ｐＨ調整剤、添加剤、および添加剤の量）、研磨剤Ｂを含有する研磨用組成物／スラリーは、研磨剤Ａを含有する研磨用組成物／スラリーよりも良好に作用することを明示する。研磨用組成物／スラリーのｐＨはＳｉＯＮ ＲＲを調節することができる。すなわちｐＨを増加させることによってＳｉＯＮ ＲＲの低下がもたらされる。最も重要なことに、使用される添加剤のタイプがスラリーのＳｉＯＮ除去効率を確定する。表１では、添加剤２－ジエチルエタノールアミン、２－（オクチルアミノ）エタノール、および３－アミノ－４－オクタノールを有する、スラリー０３、スラリー０４、スラリー１２、およびスラリー１４が、最も高いＳｉＯＮ ＲＲを提示すると証明された。
【0169】
【表3】
【0170】
次に、いくつかのスラリーを調製して、添加剤の濃度および／または研磨剤の濃度の影響を調査した。下記表２に示される通り、研磨用組成物中の研磨剤の量が低下した場合、ＳｉＯＮ除去効率の大まかな低下を観察することができた。例えば、スラリー２１、スラリー２２、およびスラリー２３は、添加剤の量が一定を維持しながら（すなわち０．１８ｗｔ％）研磨剤濃度が８ｗｔ％から４ｗｔ％、２ｗｔ％へと低下すると、ＳｉＯＮ ＲＲの確実な低下を明示する。同様のＳｉＯＮ ＲＲの低下は、より高い添加剤濃度（すなわち０．３６ｗｔ％）で、研磨剤濃度が８ｗｔ％から４ｗｔ％に低下した場合にスラリー１８に観察された（スラリー１９を参照されたし）。
【0171】
ＳｉＯＮ ＲＲに対する添加剤濃度の影響に関しては、ＳｉＯＮの確実な低下が、添加剤濃度が同様に低下した場合に観察された。例えば、ＳｉＯＮ ＲＲの確実な低下がスラリー１８、スラリー２０、スラリー２１に、添加剤濃度がそれぞれ０．３６ｗｔ％から０．２４ｗｔ％、０．１８ｗｔ％へと低下すると観察された。最後に、スラリー１７によって、別の添加剤の方が開示される研磨用組成物に適していることが証明された。
【0172】
下記表２に示された結果は、ＳｉＯＮ除去効率が研磨剤濃度および／または添加剤濃度に依存することを明示する。
【0173】
【表4】
【0174】
以下に、アミノアルキルアルコールの炭素原子の対窒素原子または対酸素原子の比率を示す。
【0175】
【表5】
【0176】
いくつかの実施形態によれば、Ｃ／ＮおよびＣ／Ｏの少なくとも一方が７以上あるいは８以上である。
【0177】
本発明の範囲または精神から逸脱することなく、様々な変形および変更を本発明において行うことができることは当業者に明らかであろう。本明細書に開示される本発明の明細書および実施への考察から、本発明の他の態様は当業者に明らかであろう。明細書および実施例は代表例としてのみ考察され、本発明の真の範囲および精神は添付の特許請求の範囲によって示されることが意図される。
【0178】
本出願は、２０２３年３月２日に出願された米国仮特許出願番号第６３／４４９，３２７号に基づいており、その開示内容は、その全体が参照により本明細書に組みこまれる。