特許 7250530 研磨用組成物、研磨用組成物の製造方法、研磨方法、および半導体基板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-24

(45)【発行日】2023-04-03

(54)【発明の名称】研磨用組成物、研磨用組成物の製造方法、研磨方法、および半導体基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20230327BHJP

   B24B 37/00 20120101ALI20230327BHJP

   C09K 3/14 20060101ALI20230327BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 622D

B24B37/00 H

C09K3/14 550D

C09K3/14 550Z

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2019005306

(22)【出願日】2019-01-16

(65)【公開番号】P2020025066

(43)【公開日】2020-02-13

【審査請求日】2021-10-25

(31)【優先権主張番号】P 2018048368

(32)【優先日】2018-03-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2018148824

(32)【優先日】2018-08-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】吉▲崎▼ 幸信

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 洋平

(72)【発明者】

【氏名】中田 陽平

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 彩乃

【審査官】渡井 高広

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０６９２６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２８９８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０６１２２９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－０４１０３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ２４Ｂ ３７／００

Ｃ０９Ｋ ３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

不純物がドープされた多結晶シリコンおよび不純物がドープされた非晶質シリコンの少なくとも一方を含む研磨対象物を研磨するために用いられる研磨用組成物であって、
砥粒と、
分散媒と、
アルカリ金属の水酸化物、無機酸のアルカリ金属塩、無機酸のアンモニウム塩、有機酸のアルカリ金属塩、有機酸のアンモニウム塩、およびアンモニアからなる群より選択される少なくとも１種のアルカリ化合物と、
を含み、ｐＨが８以上である、研磨用組成物。

【請求項2】

前記砥粒はコロイダルシリカである、請求項１に記載の研磨用組成物。

【請求項3】

前記砥粒の平均一次粒子径は２０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である、請求項１または２に記載の研磨用組成物。

【請求項4】

前記砥粒の平均二次粒子径は５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の研磨用組成物。

【請求項5】

前記砥粒の含有量は、研磨用組成物の総質量に対して０．１質量％以上２０質量％以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の研磨用組成物。

【請求項6】

前記アルカリ化合物は、水酸化カリウム、無機酸のカリウム塩、無機酸のアンモニウム塩、有機酸のカリウム塩、有機酸のアンモニウム塩、およびアンモニアから選択される少なくとも１種である、請求項１～５のいずれか１項に記載の研磨用組成物。

【請求項7】

研磨促進剤をさらに含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の研磨用組成物。

【請求項8】

前記研磨促進剤は、アミノ基を有する化合物である、請求項７に記載の研磨用組成物。

【請求項9】

前記砥粒、前記分散媒、および前記アルカリ化合物を混合する工程を含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の研磨用組成物の製造方法。

【請求項10】

請求項１～８のいずれか１項に記載の研磨用組成物を用いて、不純物がドープされた多結晶シリコンおよび不純物がドープされた非晶質シリコンの少なくとも一方を含む研磨対象物を研磨する工程を含む、研磨方法。

【請求項11】

不純物がドープされた多結晶シリコンおよび不純物がドープされた非晶質シリコンの少なくとも一方を含む半導体基板を、請求項１０に記載の研磨方法により研磨する工程を有する、半導体基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、研磨用組成物、研磨用組成物の製造方法、研磨方法、および半導体基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、半導体基板表面の多層配線化に伴い、デバイスを製造する際に、半導体基板を研磨して平坦化する、いわゆる、化学的機械的研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ；ＣＭＰ）技術が利用されている。ＣＭＰは、シリカやアルミナ、セリア等の砥粒、保護膜形成剤、界面活性剤などを含む研磨用組成物（スラリー）を用いて、半導体基板等の研磨対象物（被研磨物）の表面を平坦化する方法であり、研磨対象物（被研磨物）は、シリコン、ポリシリコン、シリコン酸化膜（酸化ケイ素）、シリコン窒化物や、金属等からなる配線、プラグなどである。

【0003】

たとえば、分離領域を備えるシリコン基板の上に設けられたポリシリコン膜を研磨する技術として、特許文献１には、砥粒とアルカリと水溶性高分子と水とを含有する予備研磨用組成物を用いて予備研磨する工程と、砥粒とアルカリと水溶性高分子と水とを含有する仕上げ研磨用組成物を用いて仕上げ研磨する工程と、を備える研磨方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００７－１０３５１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

最近、半導体基板として、不純物がドープされた多結晶シリコンまたは不純物がドープされた非晶質シリコンを含む基板が用いられるようになり、該基板に対して研磨を行うという新たな要求が出てきている。こうした要求に対して、従来何ら検討がされていなかった。

【0006】

そこで本発明は、不純物がドープされた多結晶シリコンおよび不純物がドープされた非晶質シリコンの少なくとも一方を含む研磨対象物を、高い研磨速度で研磨することができる手段を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の新たな課題を解決すべく、本発明者らは鋭意研究を積み重ねた。その結果、砥粒と、分散媒と、アルカリ金属の水酸化物、無機酸のアルカリ金属塩、無機酸のアンモニウム塩、有機酸のアルカリ金属塩、有機酸のアンモニウム塩、およびアンモニアからなる群より選択される少なくとも１種のアルカリ化合物と、を含む、研磨用組成物により、上記課題が解決することを見出し、本発明を完成させるに至った。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、不純物がドープされた多結晶シリコンおよび不純物がドープされた非晶質シリコンの少なくとも一方を含む研磨対象物を、高い研磨速度で研磨することができる手段が提供される。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明は、不純物がドープされた多結晶シリコンおよび不純物がドープされた非晶質シリコンの少なくとも一方を含む研磨対象物を研磨するために用いられる研磨用組成物であって、砥粒と、分散媒と、アルカリ金属の水酸化物、無機酸のアルカリ金属塩、無機酸のアンモニウム塩、有機酸のアルカリ金属塩、有機酸のアンモニウム塩、およびアンモニアからなる群より選択される少なくとも１種のアルカリ化合物と、を含む、研磨用組成物である。かような構成を有する本発明の研磨用組成物は、不純物がドープされた多結晶シリコンおよび不純物がドープされた非晶質シリコンの少なくとも一方を含む研磨対象物を、高い研磨速度で研磨することができる。

【0010】

このような効果が得られるメカニズムは、以下の通りであると考えられる。ただし、下記メカニズムはあくまで推測であり、これによって本発明の範囲が限定されることがない。すなわち、研磨用組成物の一成分としてアルカリ化合物を用いることにより、研磨対象物に含まれるシリコンが溶解しやすいアルカリ領域にｐＨを調整することができる。また、アルカリ化合物は、研磨中において砥粒表面や研磨対象物表面へ吸着することなく大半が分散媒中に溶解しているため、シリコンの除去を阻害することがなく、効率的な研磨が実現できる。

【0011】

以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態のみには限定されない。

【0012】

本明細書において、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温（２０℃以上２５℃以下）／相対湿度４０％ＲＨ以上５０％ＲＨ以下の条件で行う。

【0013】

［研磨対象物］
本発明に係る研磨対象物は、不純物がドープされた多結晶シリコン（ポリシリコン）および不純物がドープされた非晶質シリコン（アモルファスシリコン）の少なくとも一方を含む。

【0014】

不純物はｎ型、ｐ型のいずれであってもよい。ｐ型不純物の例としては、ボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）などの第１３族元素が挙げられる。ｎ型不純物の例としては、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）などの第１５族元素が挙げられる。これら不純物の中でもｎ型不純物が好ましく、リンがより好ましい。

【0015】

不純物の含有量（ドープ量）の下限は特に制限されないが、多結晶シリコンまたは非晶質シリコン１００質量％に対して、０．００１質量％以上であることが好ましく、０．００５質量％以上であることがより好ましく、０．０１質量％以上であることがさらに好ましく、０．０５質量％以上であることが特に好ましい。また、不純物の含有量（ドープ量）の上限は特に制限されないが、多結晶シリコンの場合、多結晶シリコン１００質量％に対して、０．５質量％以下であることが好ましく、０．３質量％以下であることがより好ましく、０．２質量％以下であることがさらに好ましく、０．１質量％以下であることが特に好ましい。

【0016】

本発明に係る研磨対象物は、不純物がドープされた多結晶シリコン（ポリシリコン）および不純物がドープされた非晶質シリコン（アモルファスシリコン）以外に、他の材料を含んでいてもよい。他の材料の例としては、窒化ケイ素、炭窒化ケイ素（ＳｉＣＮ）、酸化ケイ素、ノンドープ多結晶シリコン（ノンドープポリシリコン）、ノンドープ非晶質シリコン（ノンドープアモルファスシリコン）、金属、ＳｉＧｅ等が挙げられる。

【0017】

酸化ケイ素を含む研磨対象物の例としては、たとえば、オルトケイ酸テトラエチルを前駆体として使用して生成されるＴＥＯＳ（Tetraethyl Orthosilicate）タイプ酸化ケイ素面（以下、単に「ＴＥＯＳ」とも称する）、ＨＤＰ（High Density Plasma）膜、ＵＳＧ（Undoped Silicate Glass）膜、ＰＳＧ（Phosphorus Silicate Glass）膜、ＢＰＳＧ（Boron-Phospho Silicate Glass）膜、ＲＴＯ（Rapid Thermal Oxidation）膜等が挙げられる。

【0018】

上記金属としては、たとえば、タングステン、銅、アルミニウム、コバルト、ハフニウム、ニッケル、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、オスミウム等が挙げられる。

【0019】

［砥粒］
本発明の研磨用組成物は、砥粒を含む。砥粒の種類としては、たとえば、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア等の金属酸化物が挙げられる。該砥粒は、単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。該砥粒は、それぞれ市販品を用いてもよいし合成品を用いてもよい。

【0020】

砥粒の種類としては、好ましくはシリカであり、より好ましくはコロイダルシリカである。コロイダルシリカの製造方法としては、ケイ酸ソーダ法、ゾルゲル法が挙げられ、いずれの製造方法で製造されたコロイダルシリカであっても、本発明の砥粒として好適に用いられる。しかしながら、金属不純物低減の観点から、高純度で製造できるゾルゲル法により製造されたコロイダルシリカが好ましい。

【0021】

ここで、砥粒の形状は、特に制限されず、球形状であってもよいし、非球形状であってもよい。非球形状の具体例としては、三角柱や四角柱などの多角柱状、円柱状、円柱の中央部が端部よりも膨らんだ俵状、円盤の中央部が貫通しているドーナツ状、板状、中央部にくびれを有するいわゆる繭型形状、複数の粒子が一体化しているいわゆる会合型球形状、表面に複数の突起を有するいわゆる金平糖形状、ラグビーボール形状等、種々の形状が挙げられ、特に制限されない。

【0022】

さらに、該コロイダルシリカの表面は、シランカップリング剤等によって表面修飾されていてもよい。

【0023】

砥粒の表面をシランカップリング剤によって表面修飾する方法として、以下のような固定化方法が挙げられる。たとえば、“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。

【0024】

あるいは、たとえば、“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。

【0025】

上記はアニオン性基を有するコロイダルシリカ（アニオン変性コロイダルシリカ）であるが、カチオン性基を有するコロイダルシリカ（カチオン変性コロイダルシリカ）を使用してもよい。カチオン性基を有するコロイダルシリカとして、アミノ基が表面に固定化されたコロイダルシリカが挙げられる。このようなカチオン性基を有するコロイダルシリカの製造方法としては、特開２００５－１６２５３３号公報に記載されているような、アミノエチルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノエチルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルジメチルエトキシシラン、アミノプロピルメチルジエトキシシラン、アミノブチルトリエトキシシラン等のアミノ基を有するシランカップリング剤を砥粒の表面に固定化する方法が挙げられる。これにより、アミノ基が表面に固定化されたコロイダルシリカを得ることができる。

【0026】

砥粒の大きさは特に制限されない。たとえば、砥粒が球形状である場合には、砥粒の平均一次粒子径は、２０ｎｍ以上であることが好ましく、３０ｎｍ以上であることがより好ましく、５０ｎｍ以上であることがさらに好ましく、７０ｎｍ以上が特に好ましい。砥粒の平均一次粒子径が大きくなるにつれて、研磨用組成物による研磨対象物の研磨速度が向上する。また、砥粒の平均一次粒子径は、３００ｎｍ以下であることが好ましく、２５０ｎｍ以下であることがより好ましく、２００ｎｍ以下であることがさらに好ましく、１５０ｎｍ以下であることが特に好ましい。砥粒の平均一次粒子径が小さくなるにつれて、研磨用組成物を用いた研磨により欠陥が少ない表面を得ることが容易になる。すなわち、砥粒の平均一次粒子径は、２０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましく、３０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であることがより好ましく、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることがさらに好ましく、７０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であることが特に好ましい。なお、砥粒の平均一次粒子径は、たとえば、ＢＥＴ法から算出した砥粒の比表面積（ＳＡ）を基に、砥粒の形状が真球であると仮定して算出することができる。本明細書では、砥粒の平均一次粒子径は、実施例に記載の方法により測定された値を採用する。

【0027】

また、砥粒の平均二次粒子径は、５０ｎｍ以上であることが好ましく、８０ｎｍ以上であることがより好ましく、１２０ｎｍ以上であることがさらに好ましく、２００ｎｍ以上であることが特に好ましい。砥粒の平均二次粒子径が大きくなるにつれて、研磨中の抵抗が小さくなり、安定的に研磨が可能になる。また、砥粒の平均二次粒子径は、５００ｎｍ以下であることが好ましく、４００ｎｍ以下であることがより好ましく、３５０ｎｍ以下であることがさらに好ましく、３００ｎｍ以下であることが特に好ましい。砥粒の平均二次粒子径が小さくなるにつれて、砥粒の単位質量当たりの表面積が大きくなり、研磨対象物との接触頻度が向上し、研磨速度がより向上する。すなわち、砥粒の平均二次粒子径は、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましく、８０ｎｍ以上４００ｎｍ以下であることがより好ましく、１２０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下であることがさらに好ましく、２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが特に好ましい。なお、砥粒の平均二次粒子径は、たとえばレーザー回折散乱法に代表される動的光散乱法により測定することができる。

【0028】

砥粒の平均会合度は、５．０以下であることが好ましく、４．０以下であることがより好ましく、３．０以下であることがさらに好ましい。砥粒の平均会合度が小さくなるにつれて、欠陥をより低減することができる。砥粒の平均会合度はまた、１．０以上であることが好ましく、１．５以上であることがより好ましく、２．０以上であることがさらに好ましい。この平均会合度とは、砥粒の平均二次粒子径の値を平均一次粒子径の値で除することにより得られる。砥粒の平均会合度が大きくなるにつれて、研磨用組成物による研磨対象物の研磨速度が向上する有利な効果がある。

【0029】

研磨用組成物中の砥粒のアスペクト比の上限は、特に制限されないが、２．０未満であることが好ましく、１．８以下であることがより好ましく、１．５以下であることがさらに好ましい。このような範囲であれば、研磨対象物表面の欠陥をより低減することができる。なお、アスペクト比は、走査型電子顕微鏡により砥粒粒子の画像に外接する最小の長方形をとり、その長方形の長辺の長さを同じ長方形の短辺の長さで除することにより得られる値の平均であり、一般的な画像解析ソフトウエアを用いて求めることができる。研磨用組成物中の砥粒のアスペクト比の下限は、特に制限されないが、１．０以上であることが好ましい。

【0030】

砥粒の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重量が全粒子重量の９０％に達するときの粒子の直径（Ｄ９０）と全粒子の全粒子重量の１０％に達するときの粒子の直径（Ｄ１０）との比であるＤ９０／Ｄ１０の下限は、特に制限されないが、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以上であることがさらに好ましい。また、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重量が全粒子重量の９０％に達するときの粒子の直径（Ｄ９０）と全粒子の全粒子重量の１０％に達するときの粒子の直径（Ｄ１０）との比Ｄ９０／Ｄ１０の上限は特に制限されないが、２．０４以下であることが好ましい。このような範囲であれば、研磨対象物表面の欠陥を寄り低減することができる。

【0031】

砥粒の大きさ（平均一次粒子径、平均二次粒子径、アスペクト比、Ｄ９０／Ｄ１０等）は、砥粒の製造方法の選択等により適切に制御することができる。

【0032】

砥粒の含有量（濃度）は特に制限されないが、研磨用組成物の総質量に対して、０．１質量％以上であることが好ましく、０．２質量％以上であることがより好ましく、１質量％以上であることがさらに好ましい。また、砥粒の含有量の上限は、研磨用組成物の総質量に対して、２０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以下であることがより好ましく、５質量％以下であることがさらに好ましい。すなわち、砥粒の含有量は、研磨用組成物の総質量に対して、好ましくは０．１質量％以上２０質量％以下、より好ましくは０．２質量％以上１０質量％以下、さらに好ましくは１質量％以上５質量％以下である。このような範囲であれば、コストを抑えながら、研磨速度を向上させることができる。なお、研磨用組成物が２種以上の砥粒を含む場合には、砥粒の含有量は、これらの合計量を意図する。

【0033】

［アルカリ化合物］
本発明の研磨用組成物は、アルカリ金属の水酸化物、無機酸のアルカリ金属塩、無機酸のアンモニウム塩、有機酸のアルカリ金属塩、有機酸のアンモニウム塩、およびアンモニアからなる群より選択される少なくとも１種のアルカリ化合物を含む。これらアルカリ化合物を使用することにより、研磨対象物に含まれるシリコンが溶解しやすいアルカリ領域にｐＨを調整できるだけでなく、アルカリ化合物は研磨中において砥粒表面や研磨対象物表面へ吸着することなく大半が分散媒中に溶解しているため、シリコンの除去を阻害することがなく、効率的な研磨が実現できる。

【0034】

なお、本明細書において、「アルカリ化合物」とは、その水溶液のｐＨが７を超えるアルカリ性を示す化合物であることを意味する。

【0035】

本発明に係るアルカリ化合物を、さらに詳細に説明する。

【0036】

アルカリ金属の水酸化物の例としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。

【0037】

無機酸のアルカリ金属塩の例としては、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム等の亜硝酸のアルカリ金属塩；硝酸ナトリウム、硝酸カリウム等の硝酸のアルカリ金属塩；モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウム等のモリブテン酸のアルカリ金属塩；次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム等の次亜塩素酸のアルカリ金属塩；硫酸ナトリウム、硫酸カリウム等の硫酸のアルカリ金属塩；炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の炭酸のアルカリ金属塩；塩化ナトリウム、塩化カリウム等の塩酸のアルカリ金属塩；リン酸ナトリウム、リン酸カリウム等のリン酸のアルカリ金属塩；ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム等のケイ酸のアルカリ金属塩；ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム等のホウ酸のアルカリ金属塩等が挙げられる。

【0038】

無機酸のアンモニウム塩の例としては、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、アミド硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、リン酸二水素一アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、ジ亜リン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、硫化アンモニウム、ホウ酸アンモニウム、ホウフッ化アンモニウム等が挙げられる。

【0039】

有機酸のアルカリ金属塩の例としては、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、プロピオン酸ナトリウム、プロピオン酸カリウム、グリセリン酸ナトリウム、グリセリン酸カリウム、リンゴ酸ナトリウム、リンゴ酸カリウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、乳酸ナトリウム、乳酸カリウム、酒石酸ナトリウム、酒石酸カリウム、サリチル酸ナトリウム、サリチル酸カリウム、マロン酸ナトリウム、マロン酸カリウム、コハク酸ナトリウム、コハク酸カリウム、マレイン酸ナトリウム、マレイン酸カリウム、フタル酸ナトリウム、フタル酸カリウム、シュウ酸ナトリウム、シュウ酸カリウム、グルタル酸ナトリウム、グルタル酸カリウム、アビエチン酸ナトリウム、アビエチン酸カリウム、ソルビン酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム、２，４，６－オクタトリエン－１－カルボン酸ナトリウム、２，４，６－オクタトリエン－１－カルボン酸カリウム、エレオステアリン酸ナトリウム、エレオステアリン酸カリウム、２，４，６，８－デカテトラエン－１－カルボン酸ナトリウム、２，４，６，８－デカテトラエン－１－カルボン酸カリウム、レチノイン酸ナトリウム、レチノイン酸カリウム、イミノジ酢酸カリウム等が挙げられる。

【0040】

有機酸のアンモニウム塩の例としては、ギ酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、シュウ酸二アンモニウム、シュウ酸水素アンモニウム、安息香酸アンモニウム、クエン酸一アンモニウム、クエン酸二アンモニウム、クエン酸三アンモニウム、乳酸アンモニウム、フタル酸アンモニウム、コハク酸アンモニウム、酒石酸一アンモニウム、酒石酸二アンモニウム、アスパラギン酸アンモニウム等が挙げられる。

【0041】

これらアルカリ化合物の中でも、半導体の動作不良を防止する目的から、水酸化カリウム、無機酸のカリウム塩、無機酸のアンモニウム塩、有機酸のカリウム塩、有機酸のアンモニウム塩、およびアンモニアから選択される少なくとも１種が好ましい。

【0042】

より具体的には、水酸化カリウム；亜硝酸カリウム、硝酸カリウム、モリブデン酸カリウム、次亜塩素酸カリウム、硫酸カリウム、炭酸カリウム、塩化カリウム、リン酸カリウム、ケイ酸カリウム、ホウ酸カリウム等の無機酸のカリウム塩；塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、アミド硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、リン酸二水素一アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、ジ亜リン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、硫化アンモニウム、ホウ酸アンモニウム、ホウフッ化アンモニウム等の無機酸のアンモニウム塩；酢酸カリウム、プロピオン酸カリウム、グリセリン酸カリウム、リンゴ酸カリウム、クエン酸カリウム、乳酸カリウム、酒石酸カリウム、サリチル酸カリウム、マロン酸カリウム、コハク酸カリウム、マレイン酸カリウム、フタル酸カリウム、シュウ酸カリウム、グルタル酸カリウム、アビエチン酸カリウム、ソルビン酸カリウム、２，４，６－オクタトリエン－１－カルボン酸カリウム、エレオステアリン酸カリウム、２，４，６，８－デカテトラエン－１－カルボン酸カリウム、レチノイン酸カリウム、イミノジ酢酸カリウム等の有機酸のカリウム塩；ギ酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、シュウ酸二アンモニウム、シュウ酸水素アンモニウム、安息香酸アンモニウム、クエン酸一アンモニウム、クエン酸二アンモニウム、クエン酸三アンモニウム、乳酸アンモニウム、フタル酸アンモニウム、コハク酸アンモニウム、酒石酸一アンモニウム、酒石酸二アンモニウム、アスパラギン酸アンモニウム等の有機酸のアンモニウム塩；およびアンモニアからなる群より選択される少なくとも１種が好ましい。さらにこれらの中でも、水酸化カリウム、炭酸カリウム、クエン酸三アンモニウム、リン酸三アンモニウム、イミノジ酢酸カリウム、およびアンモニアからなる群より選択される少なくとも１種がさらに好ましい。

【0043】

アルカリ化合物の含有量（濃度）は特に制限されないが、研磨用組成物の総質量に対して、０．０１質量％以上であることが好ましく、０．０５質量％以上であることがより好ましく、０．１５質量％以上であることがさらに好ましい。また、アルカリ化合物の含有量の上限は、研磨用組成物の総質量に対して、１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましく、２質量％以下であることがさらに好ましい。すなわち、アルカリ化合物の含有量は、研磨用組成物に対して、好ましくは０．０１質量％以上１０質量％以下、より好ましくは０．０５質量％以上５質量％以下、さらに好ましくは０．１５質量％以上２質量％以下である。このような範囲であれば、コストを抑えながら、研磨速度を向上させることができる。なお、研磨用組成物が２種以上のアルカリ化合物を含む場合には、アルカリ化合物の含有量は、これらの合計量を意図する。

【0044】

［分散媒］
本発明の研磨用組成物は、各成分を分散するための分散媒を含む。分散媒としては、水；メタノール、エタノール、エチレングリコール等のアルコール類；アセトン等のケトン類等や、これらの混合物などが例示できる。これらのうち、分散媒としては水が好ましい。すなわち、本発明の好ましい形態によると、分散媒は水を含む。本発明のより好ましい形態によると、分散媒は実質的に水からなる。なお、上記の「実質的に」とは、本発明の目的効果が達成され得る限りにおいて、水以外の分散媒が含まれ得ることを意図し、より具体的には、好ましくは９０質量％以上１００質量％以下の水と０質量％以上１０質量％以下の水以外の分散媒とからなり、より好ましくは９９質量％以上１００質量％以下の水と０質量％以上１質量％以下の水以外の分散媒とからなる。最も好ましくは、分散媒は水である。

【0045】

研磨用組成物に含まれる成分の作用を阻害しないようにするという観点から、分散媒としては、不純物をできる限り含有しない水が好ましく、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、または蒸留水がより好ましい。

【0046】

［ｐＨ］
本発明の研磨用組成物のｐＨは、８以上であることが好ましい。ｐＨが８以上であれば、研磨速度がより向上する効果が得られる。該ｐＨは、８．５以上であることがより好ましく、９以上であることがさらに好ましく、９．５以上であることが特に好ましい。一方、安全性の観点から、研磨用組成物のｐＨは、１３以下であることが好ましく、１２以下であることがより好ましく、１１．５以下であることがさらに好ましい。

【0047】

なお、研磨用組成物のｐＨは、ｐＨメーター（例えば、株式会社堀場製作所製のガラス電極式水素イオン濃度指示計（型番：Ｆ－２３））を使用し、標準緩衝液（フタル酸塩ｐＨ緩衝液ｐＨ：４．０１（２５℃）、中性リン酸塩ｐＨ緩衝液ｐＨ：６．８６（２５℃）、炭酸塩ｐＨ緩衝液ｐＨ：１０．０１（２５℃））を用いて３点校正した後で、ガラス電極を研磨用組成物に入れて、２分以上経過して安定した後の値を測定することにより把握することができる。

【0048】

本発明の研磨用組成物は、砥粒、分散媒、およびアルカリ化合物を必須成分とするが、これらのみによって所望のｐＨを得ることが難しい場合は、本発明の効果を阻害しない範囲内において、ｐＨ調整剤を添加してｐＨを調整してもよい。

【0049】

ｐＨ調整剤は酸、および上記アルカリ化合物以外の塩基のいずれであってもよく、また、無機化合物および有機化合物のいずれであってもよい。ｐＨ調整剤は、単独でもまたは２種以上混合しても用いることができる。

【0050】

ｐＨ調整剤として用いられる酸の具体例としては、たとえば、硫酸、硝酸、ホウ酸、炭酸、次亜リン酸、亜リン酸およびリン酸等の無機酸；ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、２－メチル酪酸、ｎ－ヘキサン酸、３，３－ジメチル酪酸、２－エチル酪酸、４－メチルペンタン酸、ｎ－ヘプタン酸、２－メチルヘキサン酸、ｎ－オクタン酸、２－エチルヘキサン酸、安息香酸、グリコール酸、サリチル酸、グリセリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸および乳酸などのカルボン酸、ならびにメタンスルホン酸、エタンスルホン酸およびイセチオン酸等の有機硫酸等の有機酸等が挙げられる。

【0051】

ｐＨ調整剤として使用できる塩基の具体例としては、上記のアルカリ化合物以外の化合物が挙げられ、たとえば、第２族元素の水酸化物または塩、水酸化第四級アンモニウムまたはその塩、アミン等が挙げられる。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。

【0052】

ｐＨ調整剤の添加量は、特に制限されず、研磨用組成物が所望のｐＨとなるように適宜調整すればよい。

【0053】

［その他の成分］
本発明の研磨用組成物は、本発明の効果が著しく妨げられない範囲で錯化剤、防腐剤、防カビ剤、研磨促進剤、保護膜形成剤等の、研磨用組成物に用いられ得る公知の添加剤を、必要に応じてさらに含有してもよい。

【0054】

以下、本発明で好ましく用いられる研磨促進剤および保護膜形成剤について説明する。

【0055】

［研磨促進剤］
本発明に係る研磨用組成物に研磨促進剤を添加することにより、研磨対象物の研磨速度がより向上する。

【0056】

研磨促進剤としては、特に制限されないが、アミノ基を有する化合物が好ましい。アミノ基を有する化合物は、電子供与性を有し、それにより研磨対象物が有する共有結合を緩め、研磨速度を促進することができると考えられる。

【0057】

研磨促進剤の具体的な例としては、例えば、Ｎ，Ｎ－ジ（２－ヒドロキシエチル）グリシン、Ｎ－（２－ヒドロキシエチル）イミノ二酢酸、イミノ二酢酸、アスパラギン、アスパラギン酸、アルギニン、ニトリロトリス（メチレンホスホン酸）、１－ヒドロキシエタン－１，１－ジホスホン酸、２－ホスホノブタン－１，２，４－トリカルボン酸、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－エチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホン酸）水和物、トリエチレンテトラミン六酢酸、グルタミン酸、無水ピペラジン、ピペラジン六水和物、１－（２－アミノエチル）ピペラジン、Ｎ－メチルピペラジン、Ｎ－（２－アミノエチル）ピペラジン、グアニジン、トリエタノールアミン、トリスヒドロキシメチルアミノメタン、Ｎ－メチル－Ｄ－グルカミン、アセチルグルコサミン、エタノールアミン、２－アミノ－２－エチル－１，３－プロパンジオール、イソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジグリコールアミン、２－アミノ－２－メチル－１－プロパノール等が挙げられる。

【0058】

研磨促進剤は、単独でもまたは２種以上を組み合わせても用いることができる。また、研磨促進剤は、合成品を用いてもよいし市販品を用いてもよい。

【0059】

これら研磨促進剤の中でも、Ｎ－（２－アミノエチル）ピペラジン、アルギニン、グルタミン酸が好ましい。

【0060】

研磨用組成物中の研磨促進剤の含有量（濃度）（２種以上の場合はその合計量）は、特に制限されないが、研磨用組成物の総量に対して、０．１ｇ／ｋｇ以上であることが好ましく、０．５ｇ／ｋｇ以上であることがより好ましく、１．０ｇ／ｋｇ以上であることがさらに好ましい。また、研磨用組成物中の研磨促進剤の含有量（濃度）は、研磨用組成物の総量に対して、１０．０ｇ／ｋｇ以下であることが好ましく、７．０ｇ／ｋｇ以下であることがより好ましく、５．０ｇ／ｋｇ以下であることがさらに好ましい。

【0061】

［保護膜形成剤］
本発明に係る研磨用組成物に保護膜形成剤を添加することにより、研磨した後の研磨対象物の表面にディッシングや段差が生じることをより抑制することができる。

【0062】

保護膜形成剤の例として、水溶性高分子が挙げられる。水溶性高分子としては、たとえば、グアーガム、ローカストビーンガム、クインスシード、カラギーナン、ガラクタン、アラビアガム、トラガカントガム、ペクチン、マンナン、キサンタンガム、デキストラン、サクシノグルカン、カードラン、ヒアルロン酸、ゼラチン、カゼイン、アルブミン、コラーゲン、デキストリン、プルラン等の天然高分子；ポリ（メタ）アクリル酸、ポリビニルメチルエーテル、ポリアクリルアミド、アクリル酸／アクリル酸エステル共重合体、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルイミダゾール、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルピロリドン、ポリＮ－ビニルホルムアミド、ポリビニルカプロラクタム、ポリビニルピペリジン、ビニルアルコール・ビニルピロリドン共重合体、ビニルアルコール・エチレン共重合体、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、エチレンオキサイド・プロピレンオキサイド共重合体等の合成高分子が挙げられる。

【0063】

なお、本明細書中において共重合体とは、特記しない場合、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体等の各種の共重合体を包括的に指す意味である。

【0064】

上記水溶性高分子は、単独でもまたは２種以上を組み合わせても用いることができる。また、上記水溶性高分子は、合成品を用いてもよいし市販品を用いてもよい。

【0065】

これら水溶性高分子の中でも、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ビニルアルコール・ビニルピロリドン共重合体が好ましく、ポリビニルピロリドン、ビニルアルコール・ビニルピロリドン共重合体がより好ましい。

【0066】

水溶性高分子の重量平均分子量は、特に制限されないが、天然高分子の場合、１００，０００以上２，０００，０００以下であることが好ましく、８００，０００以上１，５００，０００以下であることがより好ましい。また、合成高分子の場合、５，０００以上５００，０００以下であることが好ましく、１５，０００以上１００，０００以下であることがより好ましく、２０，０００以上６０，０００以下であることがさらに好ましい。当該重量平均分子量は、ポリエチレンオキサイドを標準物質として、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて測定した値を採用する。

【0067】

保護膜形成剤は、上記の水溶性高分子を含んでいれば、上記水溶性高分子以外の保護膜形成剤を含んでいてもよい。上記水溶性高分子以外の保護膜形成剤としては、たとえば、アルキル（Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６、Ｃ１８）アシッドホスフェート、イソトリデシルアシッドホスフェート、オレイルアシッドホスフェート、テトラコシルアシッドホスフェート、エチレングリコールアシッドホスフェート、２－ヒドロキシメチルメタクリレートアシッドホスフェート、ジブチルホスフェート、ビス（２－エチルヘキシル）ホスフェート、ジエチルベンジルホスフェート、トリフェニルホスフィン、モノエチルホスフェート、モノｎ－ブチルホスフェート、モノｎ－オクチルホスフェート、モノｎ－ラウリルホスフェート、モノ（２－ヒドロキシエチルメタクリレート）ホスフェート等のリン酸エステル；ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミン等の界面活性剤；過酸化水素、過酸化ナトリウム、過酸化バリウム、オゾン水、銀（ＩＩ）塩、鉄（ＩＩＩ）塩、過マンガン酸、クロム酸、重クロム酸、ペルオキソ二硫酸、ペルオキソリン酸、ペルオキソ硫酸、ペルオキソホウ酸、過ギ酸、過酢酸、過安息香酸、過フタル酸、次亜塩素酸、次亜臭素酸、次亜ヨウ素酸、塩素酸、亜塩素酸、過塩素酸、臭素酸、ヨウ素酸、過ヨウ素酸、過硫酸、ジクロロイソシアヌル酸およびこれらの塩等の研磨対象物の表面を酸化する作用を有する化合物（酸化剤）；などが用いられうる。

【0068】

また、重量平均分子量が２０００以下であるポリエチレンオキサイド（ポリエチレングリコール）、エチレンオキサイド・プロピレンオキサイド共重合体等も、上記水溶性高分子以外の保護膜形成剤として使用することができる。重量平均分子量が２０００以下であるポリエチレンオキサイド（ポリエチレングリコール）、およびエチレンオキサイド・プロピレンオキサイド共重合体は、上記水溶性高分子に代わって、あるいは上記水溶性高分子と共に保護膜形成剤として用いることができる。

【0069】

保護膜形成剤の作用は、保護膜形成剤が重合体または界面活性剤の場合、特定の官能基による、不純物がドープされた多結晶シリコン（ポリシリコン）および不純物がドープされた非晶質シリコン（アモルファスシリコン）への吸着による保護膜形成が主として考えられる。また、保護膜形成剤が酸化剤の場合は、不純物がドープされた多結晶シリコン（ポリシリコン）および不純物がドープされた非晶質シリコン（アモルファスシリコン）に対して表面に酸化膜を形成し、その結果としての保護膜形成が主としてと考えられる。

【0070】

これら水溶性高分子以外の保護膜形成剤は、単独でもまたは２種以上を組み合わせても用いることができる。また、水溶性高分子以外の保護膜形成剤は、合成品を用いてもよいし市販品を用いてもよい。

【0071】

研磨用組成物中の保護膜形成剤の含有量（濃度）（２種以上の場合はその合計量）は、特に制限されないが、水溶性高分子の場合、研磨用組成物の総量に対して、０．０１ｇ／ｋｇ以上であることが好ましく、０．１ｇ／ｋｇ以上であることがより好ましく、０．５ｇ／ｋｇ以上であることがさらに好ましく、１．０ｇ／ｋｇ以上であることが特に好ましい。また、研磨用組成物中の保護膜形成剤の含有量（濃度）は、水溶性高分子の場合、研磨用組成物の総量に対して、１０．０ｇ／ｋｇ以下であることが好ましく、５．０ｇ／ｋｇ以下であることがより好ましく、３．０ｇ／ｋｇ以下であることがさらに好ましい。

【0072】

また、水溶性高分子と共に使用される水溶性高分子以外の保護膜形成剤の含有量（濃度）（２種以上の場合はその合計量）は、特に制限されないが、研磨用組成物の総量に対して、０．０１ｇ／ｋｇ以上であることが好ましく、０．０５ｇ／ｋｇ以上であることがより好ましく、０．１ｇ／ｋｇ以上であることがさらに好ましい。また、研磨用組成物中の水溶性高分子と共に使用される水溶性高分子以外の保護膜形成剤の含有量（濃度）は、研磨用組成物の総量に対して、１．０ｇ／ｋｇ以下であることが好ましく、０．５ｇ／ｋｇ以下であることがより好ましく、０．４ｇ／ｋｇ以下であることがさらに好ましい。

【0073】

［研磨用組成物の製造方法］
本発明の研磨用組成物の製造方法は、特に制限されず、たとえば、砥粒、アルカリ化合物、および必要に応じて他の添加剤を、分散媒（たとえば、水）中で攪拌混合することにより得ることができる。各成分の詳細は上述した通りである。したがって、本発明は、前記砥粒、前記分散媒、および前記アルカリ化合物を混合する工程を含む、本発明の研磨用組成物の製造方法を提供する。

【0074】

各成分を混合する際の温度は特に制限されないが、１０℃以上４０℃以下が好ましく、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、均一混合できれば特に制限されない。

【0075】

［研磨方法および半導体基板の製造方法］
上述のように、本発明の研磨用組成物は、不純物がドープされた多結晶シリコンおよび不純物がドープされた非晶質シリコンの少なくとも一方を含む研磨対象物の研磨に好適に用いられる。よって、本発明は、不純物がドープされた多結晶シリコンおよび不純物がドープされた非晶質シリコンの少なくとも一方を含む研磨対象物を、本発明の研磨用組成物で研磨する研磨方法を提供する。また、本発明は、不純物がドープされた多結晶シリコンおよび不純物がドープされた非晶質シリコンの少なくとも一方を含む半導体基板を前記研磨方法で研磨する工程を含む半導体基板の製造方法を提供する。

【0076】

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。

【0077】

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、研磨液が溜まるような溝加工が施されていることが好ましい。

【0078】

研磨条件については、たとえば、研磨定盤の回転速度は、１０ｒｐｍ（０．１７ｓ^－１）以上５００ｒｐｍ（８．３ｓ^－１）以下が好ましい。研磨対象物を有する基板にかける圧力（研磨圧力）は、０．５ｐｓｉ（３．４ｋＰａ）以上１０ｐｓｉ（６８．９ｋＰａ）以下が好ましい。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、たとえば、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。

【0079】

研磨終了後、基板を流水中で洗浄し、スピンドライヤ等により基板上に付着した水滴を払い落として乾燥させることにより、金属を含む層を有する基板が得られる。

【0080】

本発明の研磨用組成物は一液型であってもよいし、二液型をはじめとする多液型であってもよい。また、本発明の研磨用組成物は、研磨用組成物の原液を水などの希釈液を使って、たとえば１０倍以上に希釈することによって調製されてもよい。

【実施例】

【0081】

本発明を、以下の実施例および比較例を用いてさらに詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。なお、特記しない限り、「％」および「部」は、それぞれ、「質量％」および「質量部」を意味する。

【0082】

研磨対象物は、以下の３００ｍｍブランケットウェーハを準備した。それぞれのウェーハを６０ｍｍ×６０ｍｍのチップに切断したクーポンを試験片とし、研磨試験を実施した。なお、不純物の含有量（ドープ量）は、ポリシリコン１００質量％に対する量である： ・ｎ型不純物がドープされたポリシリコン
（１）リンドープトポリシリコン（リン含有量：０．０５質量％）
（２）リンドープトポリシリコン（リン含有量：０．１質量％）
（３）ヒ素ドープトポリシリコン（ヒ素含有量：０．０１質量％）
（４）ヒ素ドープトポリシリコン（ヒ素含有量：０．０５質量％）
・ｐ型不純物がドープされたポリシリコン
（１）ボロンドープトポリシリコン（ボロン含有量：０．０５質量％）
（２）ボロンドープトポリシリコン（ボロン含有量：０．１質量％）
（３）ガリウムドープトポリシリコン（ガリウム含有量：０．０５質量％）
（４）ガリウムドープトポリシリコン（ガリウム含有量：０．１質量％）。

【0083】

＜研磨用組成物の調製＞
（実施例１）
砥粒（コロイダルシリカ；平均一次粒子径：９０ｎｍ、平均二次粒子径：２２０ｎｍ）と、アルカリ化合物として水酸化カリウムとを、砥粒濃度が１．５質量％となるように、アルカリ化合物の濃度が０．１９質量％となるように、また、ｐＨが１０．０となるように、分散媒（純水）中で攪拌混合することにより、研磨用組成物を調製した（混合温度：約２５℃、混合時間：約１０分）。

【0084】

なお、砥粒の平均一次粒子径は、マイクロメリテックス社製の“Ｆｌｏｗ ＳｏｒｂＩＩ ２３００”を用いて測定されたＢＥＴ法による砥粒の比表面積と、砥粒の密度とから算出した。また、砥粒の平均二次粒子径は、日機装株式会社製 動的光散乱式粒子径・粒度分布装置 ＵＰＡ－ＵＴＩ１５１により測定した。表１および表２中の砥粒の平均会合度は、砥粒の平均二次粒子径の値を平均一次粒子径の値で除することにより得られた値である。

【0085】

さらに、研磨用組成物（液温：２５℃）のｐＨは、ｐＨメーター（株式会社堀場製作所製、型番：ＬＡＱＵＡ）により確認した。

【0086】

（実施例２～１６、比較例１～４）
アルカリ化合物の種類と含有量、および砥粒の含有量を下記表１のように変更したこと以外は、実施例１と同様にして、研磨用組成物を調製した。

【0087】

なお、比較例３はアルカリ化合物を添加していない例であり、比較例４は砥粒を添加していない例である。

【0088】

＜評価１：研磨速度の評価＞
上記実施例１～１６および比較例１～４で得られた各研磨用組成物を用いて、上記の各研磨対象物を以下の研磨条件で研磨した際の研磨速度を測定した。

【0089】

（研磨装置および研磨条件）
研磨装置：日本エンギス株式会社製 ラッピングマシーン ＥＪ－３８０ＩＮ－ＣＨ
研磨パッド：ニッタ・ハース株式会社製 硬質ポリウレタンパッド ＩＣ１０１０
研磨圧力：３．０ｐｓｉ（２０．７ｋＰａ）（なお、１ｐｓｉ＝６８９４．７６Ｐａである）
研磨定盤回転数：６０ｒｐｍ
ヘッド（キャリア）回転数：１００ｒｐｍ
研磨用組成物の供給：掛け流し
研磨用組成物供給量：１００ｍＬ／分
研磨時間：６０秒。

【0090】

（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。なお、１０Å＝１ｎｍである。

【0091】

【数1】

【0092】

膜厚は、株式会社ＳＣＲＥＥＮセミコンダクターソリューションズ製、光干渉式膜厚測定装置 ラムダエースＶＭ－２０３０によって求めて、研磨前後の膜厚の差を研磨時間で除することにより研磨速度を評価した。結果を下記表１に示す。

【0093】

【表1】

【0094】

上記表１から明らかなように、実施例の研磨用組成物は、比較例の研磨用組成物に比べて、不純物がドープされた多結晶シリコン（ポリシリコン）の研磨速度を向上させうることが分かった。

【0095】

（実施例１７～１９）
下記表２に示すような粒径が異なる砥粒を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、研磨用組成物を調製した。なお、実施例１７～１９のいずれも、アルカリ化合物として水酸化カリウムを用い、その濃度は０．１９質量％とした。

【0096】

上記の評価１と同様にして、実施例１７～１９で得られた各研磨用組成物を用いて、上記の各研磨対象物を研磨条件で研磨した際の研磨速度を測定した。

【0097】

また、同様の研磨条件で、ＴＥＯＳ基板および窒化ケイ素（ＳｉＮ）基板を研磨した際の研磨速度を測定した。不純物がドープされた多結晶シリコン（ポリシリコン）と、他の材料であるＴＥＯＳ基板またはＳｉＮ基板との研磨速度の比が小さいほど、不純物がドープされた多結晶シリコン（ポリシリコン）および他の材料を含む研磨対象物を研磨した際に、表面の段差がより低減されることを表す。

【0098】

これらの評価結果を、実施例１の研磨用組成物を用いた評価結果と併せて、下記表２に示す。

【0099】

【表2】

【0100】

上記表２から明らかなように、実施例１７～１９の研磨用組成物は、不純物がドープされた多結晶シリコン（ポリシリコン）の研磨速度に優れていることが分かった。

【0101】

（実施例２０～２７）
下記表３に示す研磨促進剤を添加したこと以外は、実施例１と同様にして、各研磨用組成物を調製した。得られた各研磨用組成物を用いて、上記の評価１と同様にして、上記の各研磨対象物を研磨条件で研磨した際の研磨速度を測定した。

【0102】

これらの評価結果を、下記表４に示す。なお、下記表４では、研磨促進剤を添加していない実施例１の結果も併せて示す。

【0103】

【表3】

【0104】

【表4】

【0105】

上記表４から明らかなように、実施例２０～２７の研磨用組成物は、研磨促進剤が添加されていない実施例１の場合と比べて、不純物がドープされた多結晶シリコン（ポリシリコン）の研磨速度をより向上させうることが分かった。

【0106】

（実施例２８～４９）
下記表５に示すように、アルカリ化合物の種類と量、研磨促進剤の種類と量、および保護膜形成剤の種類と量を変更したこと以外は、実施例１と同様にして、各研磨用組成物を調製した。

【0107】

なお、下記表５中に示す保護膜形成剤の種類は、以下のとおりである：
・ＰＶＰ２：ポリビニルピロリドン、重量平均分子量４００００
・ＰＥＧ：ポリエチレングリコール、重量平均分子量２００。

【0108】

得られた各研磨用組成物を用いて、上記の評価１と同様にして、上記の各研磨対象物を研磨条件で研磨した際の研磨速度を測定した。

【0109】

これらの評価結果を、下記表６に示す。なお、下記表６では、研磨促進剤および保護膜形成剤を添加していない実施例１の結果も併せて示す。

【0110】

【表5】

【0111】

【表6】

【0112】

上記表６から明らかなように、保護膜形成剤が添加された実施例２８～４９の研磨用組成物は、不純物がドープされた多結晶シリコン（ポリシリコン）の研磨速度と、他の材料研磨速度との比を低減させうることが分かった。このことから、実施例２８～４９の研磨用組成物は、研磨対象物表面の段差を低減することができることが示唆された。

【0113】

（実施例５０～６３）
アルカリ化合物の種類および含有量、砥粒の種類および含有量、ならびに保護膜形成剤の種類および含有量を下記表７のように変更したこと以外は、実施例１と同様にして、研磨用組成物を調製した。

【0114】

なお、表２中に示す保護膜形成剤の種類は、以下のとおりである：
・ＰＶＰ１：ポリビニルピロリドン、重量平均分子量１００００
・ＰＶＰ２：ポリビニルピロリドン、重量平均分子量４００００
・ＰＶＰ３：ポリビニルピロリドン、重量平均分子量３６００００
・ＨＥＣ：ヒドロキシエチルセルロース、重量平均分子量１２０００００
・ＰＶＡ－ＰＶＰ：ビニルアルコール・ビニルピロリドン グラフト共重合体； 主鎖はビニルアルコール重合体（重量平均分子量８００００）であり、側鎖としてビニルピロリドン重合体（側鎖部全体の重量平均分子量８００００）が結合している
・ＳＵＲＦ１：モノｎ－オクチルホスフェート
・ＳＵＲＦ２：ラウリル硫酸アンモニウム
・ＥＯ－ＰＯ－ＥＯ：エチレンオキサイド－プロピレンオキサイド－エチレンオキサイド ブロック共重合体、両端のＥＯ部はほぼ同一の重量であり、各々共重合体全体の約１０重量％の割合で含まれる。また全体の重量平均分子量は１２５０である
・Ｈ_２Ｏ_２：過酸化水素。

【0115】

＜評価２：ディッシングの評価＞
ディッシング量測定については、まず、それぞれの不純物がドープされた多結晶シリコン（ポリシリコン）において、絶縁膜が露出するまで研磨された、１００μｍ幅の配線と１００μｍ幅の絶縁膜とが交互に並んだ領域を有するウェーハを用意した。その後、実施例１～１６の研磨速度評価と同じ研磨条件で、実施例５０～６３に記載の各研磨用組成物を用いて研磨を行った。その後、ワイドエリアＡＦＭ ＷＡ－１３００（日立建機株式会社製）を用いてディッシング量（絶縁膜を基準とした場合の、それぞれの不純物がドープされた多結晶シリコンの凹み深さ）を測定した（単位：Å）。

【0116】

ディッシングの評価結果を下記表８に示す。なお、下記表８では、保護膜形成剤を含まない実施例１の研磨用組成物を用いた場合のディッシングの評価結果も示している。

【0117】

【表7】

【0118】

【表8】

【0119】

上記表８から明らかなように、保護膜形成剤を含む実施例５０～６３の研磨用組成物を用いた場合、保護膜形成剤を含まない実施例１の研磨用組成物と比べて、ディッシングがさらに抑制された。