本发明涉及研磨用组合物。详细而言，涉及用于研磨对象物的研磨的研磨用组合物。本申请主张基于2019年6月17日申请的日本专利申请2019-112283号的优先权，其申请的全部内容作为参照被并入本说明书中。
背景技术
以往，对金属、半金属、非金属、其氧化物等材料表面进行使用研磨用组合物的研磨。例如，对于具有由碳化硅、碳化硼、碳化钨、氮化硅、氮化钛、氮化镓等化合物半导体材料构成的表面的研磨对象物而言，可以通过在接触研磨对象物表面的研磨压盘与该研磨对象物之间供给金刚石磨粒而进行的研磨(打磨，Lapping)来加工。但是，对于使用金刚石磨粒的打磨，容易产生由划痕、刻痕的产生、残留等所引起的缺陷、变形。因此，正在研究在使用了金刚石磨粒的打磨后、或代替该打磨而使用研磨垫并向该研磨垫与研磨对象物之间供给研磨液来进行的研磨(抛光，Polishing)。作为公开这种以往技术的文献，可列举出专利文献1～4。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开2000-049124号公报
专利文献2：日本专利申请公开2012-135863号公报
专利文献3：国际公开第2018/116521号
专利文献4：国际公开第2016/158328号
技术实现要素：
发明要解决的问题
通常，从制造效率、成本方面的观点出发，希望供给研磨液对研磨对象物进行研磨时的研磨速度在实用上足够大。例如，如碳化硅等那样由高硬度材料构成的研磨对象物的研磨中，从提高研磨物的成品率的观点出发，希望研磨速度的进一步的提高。
想要通过研磨条件的设定来提高对这种研磨对象物的研磨速度的情况下，考虑了在研磨时增加对研磨对象物施加的载荷从而增大加工压力、或使研磨装置的压盘旋转高速化的方法。但是，上述方法中有因摩擦力的上升而产生研磨对象物的破损等不良情况的担心。如果提供可有效地降低在研磨中发生的摩擦的研磨液，则即使在高加工压力、压盘的高速旋转等使研磨条件更严格的情况下，也不易产生不良情况，对研磨速度的进一步提高是有益的。
本发明是鉴于上述实际情况而作出的，其目的在于，提供可在维持良好的研磨速度的同时降低对研磨对象物的摩擦的研磨用组合物。
用于解决问题的方案
根据本发明，提供一种研磨用组合物，其包含水、磨粒及作为氧化剂的复合金属氧化物。上述研磨用组合物还包含阴离子性聚合物。
组合使用磨粒(例如，氧化铝磨粒、二氧化硅磨粒等)和复合金属氧化物时，可成为研磨力优异的研磨用组合物。因此，利用包含水、磨粒及复合金属氧化物的构成，容易提高研磨速度。另外，阴离子性聚合物作用于研磨对象物的研磨对象面和/或磨粒的表面，从而可在维持研磨速度的同时降低摩擦。因此，利用在水、磨粒及复合金属氧化物的基础上还包含阴离子性聚合物的研磨用组合物，能够显示良好的研磨速度、并且降低对研磨对象物的摩擦。
另外，根据此处公开的技术的优选的一个方案，可提供一种研磨用组合物，其包含水、氧化铝磨粒及作为氧化剂的复合金属氧化物。上述研磨用组合物还包含阴离子性聚合物。
组合使用氧化铝磨粒和复合金属氧化物时，可成为研磨力优异的研磨用组合物。因此，利用包含水、氧化铝磨粒及复合金属氧化物的构成，容易提高研磨速度。另外，阴离子性聚合物作用于研磨对象物的研磨对象面和/或氧化铝磨粒的表面，从而可在维持研磨速度的同时降低摩擦。因此，利用在水、氧化铝磨粒及复合金属氧化物的基础上还包含阴离子性聚合物的研磨用组合物，能够显示良好的研磨速度、并且降低对研磨对象物的摩擦。
此处公开的技术的优选的一个方案中，上述阴离子性聚合物为一分子中包含至少一种源自磺酸的结构单元、源自(甲基)丙烯酸的结构单元或源自丙烯酰胺的结构单元的均聚物或共聚物。使用所述阴离子性聚合物时，容易实现在显示良好的研磨速度的同时可降低对研磨对象物(典型而言为研磨对象材料)的摩擦的研磨用组合物。
此处公开的技术的优选的一个方案中，上述阴离子性聚合物为一分子中包含至少一种源自苯乙烯磺酸、异戊二烯磺酸、乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、异戊烯磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或甲基丙烯磺酸的结构单元的均聚物或共聚物。使用所述阴离子性聚合物时，容易实现在显示良好的研磨速度的同时可降低对研磨对象物的摩擦的研磨用组合物。
此处公开的技术的优选的一个方案中，上述阴离子性聚合物为一分子中包含至少一种源自丙烯酸或甲基丙烯酸的结构单元的均聚物或共聚物。使用所述阴离子性聚合物时，容易实现在显示良好的研磨速度的同时可降低对研磨对象物的摩擦的研磨用组合物。
此处公开的技术的优选的一个方案中，上述阴离子性聚合物为包含源自磺酸的结构单元、源自(甲基)丙烯酸的结构单元及源自丙烯酰胺的结构单元的共聚物。使用所述阴离子性聚合物时，容易实现在显示良好的研磨速度的同时可降低对研磨对象物的摩擦的研磨用组合物。
此处公开的优选的一个方案的研磨用组合物中，作为上述复合金属氧化物，包含高锰酸盐。利用所述构成，能够提高研磨速度。
此处公开的优选的一个方案的研磨用组合物中，该研磨用组合物的pH为2.5以上且9.0以下。pH为上述范围的研磨用组合物有优选发挥由阴离子性聚合物所带来的摩擦降低效果的倾向。
此处公开的技术的优选的一个方案中，上述研磨用组合物用于对维氏硬度1500Hv以上的材料进行研磨。研磨对象材料为高硬度材料的研磨用组合物可更适当地发挥本发明的应用效果。优选的一个方案中，上述维氏硬度1500Hv以上的材料为非氧化物(即，不是氧化物的化合物)。在非氧化物的研磨对象材料的研磨中，容易适当地发挥此处公开的研磨用组合物中含有的氧化剂所带来的研磨促进效果。
根据本说明书，进而提供一种研磨对象物的研磨方法。该研磨方法包括使用此处公开的任一研磨用组合物对研磨对象物进行研磨的工序。根据该研磨方法，即使在对由高硬度材料构成的研磨对象物进行研磨的情况下，也能够抑制研磨对象物的破损等不良情况的产生、并且能够实现高的研磨速度。
具体实施方式
以下，对本发明的适当的实施方式进行说明。需要说明的是，对于本说明书中特别提及的事项以外、且对本发明的实施为必需的事项，可以作为基于本领域的现有技术的本领域技术人员的惯用手段来把握。本发明可以基于本说明书中公开的内容和本领域中的技术常识而实施。
<研磨用组合物>
(磨粒)
磨粒的材质、性状没有特别限制。例如，磨粒可以为无机颗粒、有机颗粒及有机无机复合颗粒中的任意种。例如可列举出实质上由二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、氧化铈颗粒、氧化铬颗粒、二氧化钛颗粒、氧化锆颗粒、氧化镁颗粒、二氧化锰颗粒、氧化锌颗粒、氧化铁颗粒等氧化物颗粒；氮化硅颗粒、氮化硼颗粒等氮化物颗粒；碳化硅颗粒、碳化硼颗粒等碳化物颗粒；金刚石颗粒；碳酸钙、碳酸钡等碳酸盐；等中的任意者构成的磨粒。磨粒可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。其中，二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、氧化铈颗粒、氧化铬颗粒、氧化锆颗粒、二氧化锰颗粒、氧化铁颗粒等氧化物颗粒由于能形成良好的表面，因此优选。其中，更优选二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、氧化锆颗粒、氧化铬颗粒、氧化铁颗粒，特别优选二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒。使用二氧化硅颗粒或氧化铝颗粒作为磨粒的方式中，可应用此处公开的技术从而适当地发挥降低对研磨对象物的摩擦的效果。
磨粒发挥对研磨对象物进行机械研磨的功能。此处公开的技术的优选的一个方案中，研磨用组合物包含氧化铝颗粒作为磨粒(氧化铝磨粒)。作为氧化铝颗粒，可以从公知的各种氧化铝颗粒中适宜选择而使用。这样的公知的氧化铝颗粒的例子中包含α-氧化铝及中间氧化铝。此处，中间氧化铝是指α-氧化铝以外的氧化铝颗粒的总称，具体而言，可例示出γ-氧化铝、δ-氧化铝、θ-氧化铝、η-氧化铝、κ-氧化铝、χ-氧化铝等。另外，也可以使用基于利用制法的分类而被称为气相氧化铝的氧化铝(典型而言为对氧化铝盐进行高温焙烧时生产的氧化铝微粒)。进而，被称为胶体氧化铝或氧化铝溶胶的氧化铝(例如勃姆石等氧化铝水合物)也包含在上述公知的氧化铝颗粒的例子中。从加工性的观点出发，优选包含α-氧化铝。此处公开的技术中的氧化铝磨粒可以单独包含1种这样的氧化铝颗粒或组合包含2种以上。
使用氧化铝颗粒作为磨粒的情况下，氧化铝颗粒在使用的磨粒整体中所占的比例一般较高是有利的。例如，氧化铝颗粒在磨粒整体中所占的比例优选为70重量％以上、更优选为90重量％以上、进一步优选为95重量％以上、可以实质上为100重量％。
氧化铝磨粒的颗粒尺寸没有特别限定，可以以发挥期望的研磨效果的方式来选择。从研磨效率等观点出发，氧化铝磨粒的BET径优选为0.05μm以上、更优选为0.1μm以上、进一步优选为0.2μm以上、特别优选为0.3μm以上。氧化铝磨粒的BET径的上限没有特别限定，大致设为10μm以下是适当的。从提高表面品质的观点出发，氧化铝磨粒的BET径优选5μm以下、更优选为3μm以下、进一步优选为1μm以下，例如为0.8μm以下。氧化铝磨粒的BET径的范围可以为0.2μm以上且1.0μm以下、也可以为0.3μm以上且0.8μm以下。需要说明的是，此处公开的技术中，对于磨粒的BET径，只要没有特别记载，则可以根据通过BET法测定的比表面积(BET值)、利用BET径(nm)＝6000/(真密度(g/cm3)×BET值(m2/g))的式子来算出。磨粒的BET径典型而言可以为磨粒的平均一次粒径。BET径的测定通过后述的实施例中记载的方法来进行。
使用氧化铝颗粒作为磨粒的情况下，从研磨效率的观点出发，研磨用组合物中的氧化铝磨粒的含量(包含多种氧化铝颗粒的情况下为它们的合计含量)通常设为1重量％以上是适当的。从提高研磨速度的观点出发，研磨用组合物中的氧化铝磨粒的含量优选3重量％以上、更优选4重量％以上、也可以为5重量％以上。另外，从分散性、研磨稳定性等的观点出发，研磨用组合物中的氧化铝磨粒的含量通常设为50重量％以下是适当的，优选为20重量％以下、更优选为15重量％以下，可以为10重量％以下、也可以为8重量％以下。
使用氧化铝颗粒作为磨粒的情况下，此处公开的研磨用组合物可以在不损害本发明效果的范围内还含有由上述氧化铝以外的材质形成的磨粒(以下，也称为非氧化铝磨粒。)。作为这样的非氧化铝磨粒的例子，可列举出实质上由二氧化硅颗粒、氧化铈颗粒、氧化铬颗粒、二氧化钛颗粒、氧化锆颗粒、氧化镁颗粒、氧化锰颗粒、氧化锌颗粒、氧化铁颗粒等氧化物颗粒；氮化硅颗粒、氮化硼颗粒等氮化物颗粒；碳化硅颗粒、碳化硼颗粒等碳化物颗粒；金刚石颗粒；碳酸钙、碳酸钡等碳酸盐等中的任意者构成的磨粒。
上述非氧化铝磨粒的含量在研磨用组合物中所含的磨粒的总重量中设为例如30重量％以下是适当的，优选为20重量％以下、更优选为10重量％以下。
此处公开的技术的优选的又一方案中，研磨用组合物包含二氧化硅颗粒作为磨粒(二氧化硅磨粒)。二氧化硅磨粒可以从公知的各种二氧化硅颗粒中适宜选择而使用。作为这样的公知的二氧化硅颗粒，可列举出胶体二氧化硅、干法二氧化硅等。其中，优选使用胶体二氧化硅。利用包含胶体二氧化硅的二氧化硅磨粒时，可适当地达成良好的面精度。
二氧化硅磨粒的形状(外形)可以为球形，也可以为非球形。例如，作为呈非球形的二氧化硅磨粒的具体例，可列举出花生形状(即，花生壳的形状)、茧型形状、金平糖形状、橄榄球形状等。此处公开的技术中，二氧化硅磨粒可以为一次颗粒的形态，也可以为多个一次颗粒缔合而成的二次颗粒的形态。另外，也可以是一次颗粒的形态的二氧化硅磨粒和二次颗粒的形态的二氧化硅磨粒混合存在。优选的一个方案中，至少一部分二氧化硅磨粒以二次颗粒的形态包含在研磨用组合物中。
作为二氧化硅磨粒，可以优选采用其BET径大于5nm的二氧化硅磨粒。从研磨效率等的观点出发，二氧化硅磨粒的BET径优选为15nm以上、更优选为20nm以上、进一步优选为25nm以上、特别优选为30nm以上。二氧化硅磨粒的BET径的上限没有特别限定，大致设为120nm以下是适当的，优选为100nm以下、更优选为85nm以下。例如，从以更高的水平兼顾研磨效率及面品质的观点出发，BET径优选12nm以上且80nm以下的二氧化硅磨粒、优选15nm以上且75nm以下的二氧化硅磨粒。BET径的测定通过后述的实施例中记载的方法来进行。
二氧化硅磨粒的平均二次粒径(以下，有时简记为“D2”。)没有特别限定，从研磨效率等的观点出发，优选为20nm以上、更优选为50nm以上、进一步优选为70nm以上。另外，从得到更高质量的表面的观点出发，二氧化硅磨粒的平均二次粒径D2为500nm以下是适当的，优选为300nm以下、更优选为200nm以下、进一步优选为130nm以下、特别优选为110nm以下(例如为100nm以下)。
需要说明的是，此处公开的技术中，磨粒的平均二次粒径例如可以通过使用日机装株式会社制的型号“UPA-UT151”的动态光散射法、以体积平均粒径(体积基准的算术平均径；Mv)的形式来测定。
使用二氧化硅颗粒作为磨粒的情况下，从研磨效率的观点出发，研磨用组合物中的二氧化硅磨粒的含量(包含多种二氧化硅颗粒的情况下为它们的合计含量)通常设为5重量％以上是适当的。从提高研磨速度的观点出发，研磨用组合物中的二氧化硅磨粒的含量优选10重量％以上、更优选15重量％以上、进一步优选20重量％以上、也可以为25重量％以上。另外，从分散性、研磨稳定性等的观点出发，研磨用组合物中的二氧化硅磨粒的含量通常设为60重量％以下是适当的，优选为50重量％以下、更优选为40重量％以下、进一步优选为35重量％以下，可以为32重量％以下、也可以为30重量％以下。
另外，此处公开的研磨用组合物中，作为磨粒，可以实质上不含金刚石颗粒。金刚石颗粒因其高硬度而会成为平滑性提高的限制因素。另外，金刚石颗粒通常昂贵，因此在性价比的方面也不能说是有利的材料，从实用方面来看，对金刚石颗粒等高价格材料的依赖度可以降低。此处，磨粒实质上不含金刚石颗粒是指，磨粒整体中金刚石颗粒的比例为1重量％以下、更优选为0.5重量％以下、典型而言为0.1重量％以下，包括金刚石颗粒的比例为0重量％的情况。这样的方式中，可以适当地发挥本发明的应用效果。
<阴离子性聚合物>
此处公开的研磨用组合物包含阴离子性聚合物。阴离子性聚合物通过作用于研磨对象物的研磨对象面和/或磨粒的表面，从而可维持良好的研磨速度、并且作为降低磨粒与研磨对象物的直接接触所引起的摩擦的摩擦降低剂发挥作用。
此处，阴离子性聚合物是指包含具有阴离子性基团的重复结构单元的聚合物。另外，阴离子性基团是指在至少一部分pH区域中显示阴离子性的官能团。阴离子性聚合物可以是构成该阴离子性聚合物的重复结构单元相同的均聚物(homopolymer)，也可以是构成该阴离子性聚合物的重复结构单元不同的共聚物(copolymer)。此处公开的阴离子性聚合物优选为水溶性的聚合物。
作为上述阴离子性聚合物，例如，可列举出聚丙烯酸等羧酸系聚合物、聚苯乙烯磺酸等磺酸系聚合物等。利用所述阴离子性聚合物，可在维持良好的研磨速度的同时发挥适当的摩擦降低效果。所述阴离子性聚合物可以单独使用1种或组合使用2种以上。
优选的一个方案的阴离子性聚合物为一分子中包含至少一种源自磺酸的结构单元、源自(甲基)丙烯酸的结构单元或源自丙烯酰胺的结构单元的均聚物或共聚物。利用所述阴离子性聚合物，可在维持良好的研磨速度的同时发挥适当的摩擦降低效果。此处，本说明书中的“(甲基)丙烯酸”为包含丙烯酸及甲基丙烯酸中的一者或两者的概念。所述阴离子性聚合物可以单独使用1种或组合使用2种以上。
优选的一个方案中，使用磺酸系聚合物作为阴离子性聚合物。此处磺酸系聚合物是指，包含源自在1分子中具有至少一个磺酸基的单体(monomer)的结构单元X作为构成该磺酸系聚合物的单体单元的聚合物。作为具有磺酸基的单体，可列举出苯乙烯磺酸、异戊二烯磺酸、乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、异戊烯磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯磺酸等。磺酸系聚合物优选包含1种或2种以上源自上述含磺酸基单体的结构单元X。另外，可以含有源自除含磺酸基单体以外的单体的成分单元。
作为此处公开的磺酸系聚合物的适宜的例子，可列举出实质上仅由源自含磺酸基单体的结构单元X形成的磺酸系聚合物A。换言之，对于磺酸系聚合物A，上述结构单元X的摩尔数在该聚合物的分子结构中所含的全部结构单元的摩尔数中所占的比例(摩尔比)优选为99摩尔％以上(例如99.9摩尔％以上、典型而言为99.9～100摩尔％)。作为这样的磺酸系聚合物A的例子，可列举出仅由1种此处公开的含磺酸基单体形成的均聚物(homopolymer)、由2种以上含磺酸基单体形成的共聚物(copolymer)。作为均聚物的例子，可例示出聚苯乙烯磺酸、聚异戊二烯磺酸、聚乙烯基磺酸、聚烯丙基磺酸、聚异戊烯磺酸等。
磺酸系聚合物的重均分子量(Mw)例如可以为500以上、可以为1000以上，也可以为2000以上。从摩擦降低效果的提高的观点出发，一些方式中，磺酸系聚合物的Mw优选为3000以上、更优选为5000以上，可以为7000以上、可以为9000以上、可以为11000以上、可以为20000以上、也可以为30000以上。磺酸系聚合物的Mw的上限没有特别限制，例如可以为150×104以下、可以为100×104以下、可以为50×104以下、可以为30×104以下、可以为20×104以下、可以为10×104以下、也可以为7×104以下。需要说明的是，作为磺酸共聚物的Mw，可以使用通过凝胶渗透色谱法(GPC)求出的重均分子量(水系、聚乙二醇换算)。
作为此处公开的磺酸系聚合物的其他适宜的例子，可列举出包含源自(甲基)丙烯酸的结构单元和源自含磺酸基单体的结构单元X的(甲基)丙烯酸/磺酸共聚物。所述(甲基)丙烯酸/磺酸共聚物可以包含1种或2种以上的上述源自含磺酸基单体的结构单元X。另外，可以含有源自除含磺酸基单体及(甲基)丙烯酸单体以外的单体的成分。作为上述(甲基)丙烯酸/磺酸共聚物的例子，可列举出(甲基)丙烯酸/异戊二烯磺酸共聚物、(甲基)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、(甲基)丙烯酸/异戊二烯磺酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物等。例如，上述(甲基)丙烯酸/磺酸共聚物除了含有源自含磺酸基单体及(甲基)丙烯酸单体的成分以外，还可以含有源自丙烯酰胺单体的成分。作为上述(甲基)丙烯酸/磺酸共聚物的例子，可列举出(甲基)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物。
上述(甲基)丙烯酸/磺酸共聚物的分子量例如可以为500以上、可以为1000以上、也可以为2000以上。从摩擦降低效果的提高的观点出发，一些方式中，(甲基)丙烯酸/磺酸共聚物的Mw优选为3000以上、更优选为5000以上，可以为7000以上、也可以为9000以上。(甲基)丙烯酸/磺酸共聚物的Mw的上限没有特别限制，例如可以为150×104以下、可以为100×104以下、可以为50×104以下、可以为30×104以下、可以为20×104以下、可以为10×104以下、可以为7×104以下、可以为5×104以下、可以为3×104以下、也可以为1.5×104以下。需要说明的是，作为(甲基)丙烯酸/磺酸共聚物的Mw，可以采用通过GPC求出的重均分子量(水系、聚乙二醇换算)。
上述(甲基)丙烯酸/磺酸共聚物可以为无规共聚物，也可以为嵌段共聚物、接枝共聚物。源自含磺酸基单体的结构单元X的摩尔数在构成上述(甲基)丙烯酸/磺酸共聚物的全部重复单元的摩尔数中所占的比例(摩尔比)没有特别限制。上述比例例如可以为5摩尔％以上、可以为10摩尔％以上。从摩擦降低效果的提高的观点出发，一个方式中，上述比例可以为20摩尔％以上(例如25摩尔％以上)。另外，一个方式中，上述比例例如可以为95摩尔％以下、可以为90摩尔％以下，也可以为80摩尔％以下、进而70摩尔％以下(例如40摩尔％以下)。
优选的一个方式中，使用包含源自(甲基)丙烯酸的结构单元的(甲基)丙烯酸系聚合物作为阴离子性聚合物。作为上述(甲基)丙烯酸系聚合物的典型例，可列举出聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸。其中优选聚丙烯酸。
(甲基)丙烯酸系聚合物的Mw例如可以为500以上、可以为700以上、可以为1000以上、也可以为1500以上。(甲基)丙烯酸系聚合物的Mw的上限没有特别限制，例如可以为15×104以下、可以为10×104以下、可以为5×104以下、可以为1×104以下、可以为7000以下、可以为5000以下、也可以为4000以下。需要说明的是，作为(甲基)丙烯酸系聚合物的Mw，可以采用通过GPC求出的重均分子量(水系、聚乙二醇换算)。
阴离子性聚合物可以以经中和的盐的形态使用。作为经中和的盐，可列举出Na、K等碱金属盐、铵盐、烷基铵盐等。
阴离子性聚合物的Mw例如可以为500以上、可以为700以上、可以为1000以上、也可以为1500以上。阴离子性聚合物的Mw的上限没有特别限制，例如可以为150×104以下、可以为100×104以下、可以为50×104以下、可以为30×104以下、可以为20×104以下、可以为10×104以下、也可以为7×104以下。作为阴离子性聚合物的Mw，可以采用通过GPC求出的重均分子量(水系、聚乙二醇换算)。
研磨用组合物中的阴离子性聚合物的含量(包含多个阴离子性聚合物的方式中为它们的合计含量)没有特别限定。阴离子性聚合物的含量例如设为0.001g/L以上(或超过0.001g/L)是适当的。从有效地发挥摩擦降低效果的观点出发，上述含量优选为0.005g/L以上(或超过0.005g/L)、更优选为0.01g/L以上、进一步优选为0.05g/L以上。另外，从良好地维持研磨速度的观点出发，上述含量设为5.0g/L以下是适当的，优选为2.0g/L以下、更优选为1.0g/L以下，例如可以为0.8g/L以下、可以为0.6g/L以下、也可以为0.3g/L以下。
例如，使用(甲基)丙烯酸系聚合物作为阴离子性聚合物的情况下，研磨用组合物中的该(甲基)丙烯酸系聚合物的含量没有特别限定。(甲基)丙烯酸系聚合物的含量例如设为0.001g/L以上(或超过0.001g/L)是适当的。从有效地发挥摩擦降低效果的观点出发，上述含量优选为0.005g/L以上(或超过0.005g/L)、更优选为0.01g/L以上、进一步优选为0.05g/L以上。另外，从良好地维持研磨速度的观点出发，上述含量设为5.0g/L以下是适当的，优选为2.0g/L以下、更优选为1.0g/L以下，例如可以为0.8g/L以下、可以为0.6g/L以下、可以为0.5g/L以下、也可以为0.25g/L以下。
<非阴离子性聚合物>
此处公开的研磨用组合物可以还包含除阴离子性聚合物以外的聚合物(非阴离子性聚合物)，也可以不包含。作为非阴离子性聚合物，可以使用非离子性聚合物、阳离子性聚合物、两性聚合物中的任意者。非阴离子性聚合物优选为水溶性的聚合物。
作为此处公开的研磨用组合物中可使用的非阴离子性聚合物的例子，可列举出含氮原子的聚合物。含氮原子的聚合物的非限定性的例子包含：包含N-乙烯基型的单体单元的聚合物；包含N-(甲基)丙烯酰基型的单体单元的聚合物；等。包含N-乙烯基型的单体单元的聚合物的例子中包括包含源自具有含氮杂环(例如内酰胺环)的单体的重复单元的聚合物。这样的聚合物的例子中包含N-乙烯基内酰胺型单体的均聚物及共聚物(例如，N-乙烯基内酰胺型单体的共聚比例超过50重量％的共聚物)。
作为N-乙烯基内酰胺型单体(即，一分子内具有内酰胺结构和N-乙烯基的化合物)的具体例，可列举出N-乙烯基吡咯烷酮(VP)、N-乙烯基哌啶酮、N-乙烯基吗啉酮、N-乙烯基己内酰胺(VC)、N-乙烯基-1,3-噁嗪-2-酮、N-乙烯基-3,5-吗啉二酮等。作为具有包含N-乙烯基内酰胺型的单体单元的聚合物的具体例，可列举出聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基己内酰胺、VP与VC的无规共聚物、VP及VC中的一者或两者与其他乙烯基单体(例如，丙烯酸系单体、乙烯基酯系单体等)的无规共聚物、具有包含VP及VC中一者或两者的聚合物链的嵌段共聚物、接枝共聚物等。包含VP及VC中一者的聚合物的具体例包含聚乙烯基吡咯烷酮乙酸乙烯酯共聚物等。
包含N-(甲基)丙烯酰基型的单体单元的聚合物的例子中包含N-(甲基)丙烯酰基型单体的均聚物及共聚物(例如，N-(甲基)丙烯酰基型单体的共聚比例超过50重量％的共聚物)。N-(甲基)丙烯酰基型单体的例子中包含具有N-(甲基)丙烯酰基的环状酰胺。
作为具有N-(甲基)丙烯酰基的环状酰胺的例子，可列举出N-丙烯酰基吗啉、N-丙烯酰基硫吗啉、N-丙烯酰基哌啶、N-丙烯酰基吡咯烷、N-甲基丙烯酰基吗啉、N-甲基丙烯酰基哌啶、N-甲基丙烯酰基吡咯烷等。对于包含具有N-(甲基)丙烯酰基的环状酰胺作为单体单元的聚合物的例子，可列举出丙烯酰基吗啉系聚合物(PACMO)。作为丙烯酰基吗啉系聚合物的典型例，可列举出N-丙烯酰基吗啉(ACMO)的均聚物及ACMO的共聚物(例如，ACMO的共聚比例超过50重量％的共聚物)。丙烯酰基吗啉系聚合物中，ACMO单元的摩尔数在全部重复单元的摩尔数中所占的比例(摩尔比)通常为50摩尔％以上，为80摩尔％以上(例如90摩尔％以上、或95摩尔％以上)是适当的。可以是非阴离子性聚合物的全部重复单元实质上由ACMO单元构成。
另外，非阴离子性聚合物的具体例中包含聚乙酸乙烯酯等。进而，非阴离子性聚合物的具体例也包含聚氯化铝、聚硫酸铁等。
非阴离子性聚合物可以单独使用一种或组合使用两种以上。
非阴离子性聚合物的含量(包含多个非阴离子性聚合物的方式中为它们的合计含量)没有特别限定。从维持良好的研磨速度的观点出发，非阴离子性聚合物的含量WY[重量％]相对于阴离子性聚合物的含量WX[重量％]的比(WY/WX)优选为低于1、更优选为0.5以下、进一步优选为0.2以下、特别优选为0.1以下。
从能维持更良好的研磨速度的观点出发，研磨用组合物可以优选以实质上不含非阴离子性聚合物的方式来实施。此处，实质上不含非阴离子性聚合物是指至少不有意包含非阴离子性聚合物，典型而言是指研磨用组合物中的非阴离子性聚合物的含量为0.001重量％以下、优选为0.0001重量％以下，包括非阴离子性聚合物的含量为0重量％的情况。
(氧化剂)
此处公开的研磨用组合物包含氧化剂。氧化剂在研磨对象物(例如碳化硅)的抛光中可发挥提高研磨速度的效果。此处公开的研磨用组合物包含复合金属氧化物作为氧化剂。作为上述复合金属氧化物，可列举出：硝酸金属盐、铁酸类、高锰酸类、铬酸类、钒酸类、钌酸类、钼酸类、铼酸类、钨酸类。其中，更优选铁酸类、高锰酸类、铬酸类，进一步优选高锰酸类(例如，高锰酸盐)。
作为复合金属氧化物的具体例，可列举出硝酸铁、硝酸银等硝酸金属盐；铁酸钾等铁酸类；高锰酸钠、高锰酸钾等高锰酸类；铬酸钾、重铬酸钾等铬酸类；钒酸钠、钒酸钾等钒酸类；过钌酸的盐等钌酸类；钼酸铵、钼酸二钠等钼酸类；过铼酸的盐等铼酸类；钨酸二钠等钨酸类。复合金属氧化物可以单独使用一种或组合使用两种以上。
其中优选的一些方式中，作为上述复合金属氧化物，可使用具有1价或2价的金属元素(其中不包括过渡金属元素。)和元素周期表的第4周期过渡金属元素的复合金属氧化物。作为上述1价或2价的金属元素的适宜的例子，可举出Na、K、Mg、Ca。其中，更优选Na、K。作为元素周期表的第4周期过渡金属元素的适宜的例子，可举出Fe、Mn、Cr、V、Ti。其中，更优选Fe、Mn、Cr，进一步优选Mn。上述复合金属氧化物在碳化硅等高硬度材料表面可有效地引发该表面的低硬度化、脆化。由此，可更适当地发挥研磨速度提高效果。
需要说明的是，上述复合金属氧化物为盐(例如高锰酸盐)的情况下，该复合金属氧化物在研磨用组合物中可以以离子的状态存在。
此处公开的研磨用组合物可以还包含除上述复合金属氧化物以外的氧化剂。作为除复合金属氧化物以外的氧化剂，例如，可列举出过氧化氢等过氧化物。此处公开的技术可以优选以组合使用复合金属氧化物(例如，钒酸类)和除复合金属氧化物以外的氧化剂(例如过氧化氢)作为氧化剂的方式来实施。
组合使用过氧化氢和钒酸类(例如偏钒酸钠)作为氧化剂的方式中，过氧化氢的含量C2相对于钒酸类的含量C1的比(C2/C1)没有特别限定，以重量基准计为0.5以上且5以下是适当的，优选为1以上且4以下、更优选为1.5以上且3以下。通过以成为特定的含量比的方式组合使用上述化合物，可以以更高的水平实现研磨速率和面品质的兼顾。
此处公开的研磨用组合物可以不包含除上述复合金属氧化物以外的氧化剂。此处公开的技术也可以优选以实质上不含除上述复合金属氧化物以外的氧化剂(例如过氧化氢)作为氧化剂的方式实施。
研磨用组合物中的氧化剂(例如高锰酸盐)的含量通常设为0.005摩尔/L以上是适当的。从研磨效率的观点出发，氧化剂(例如高锰酸盐)的含量优选0.008摩尔/L以上、更优选0.01摩尔/L以上，可以为0.03摩尔/L以上、可以为0.05摩尔/L以上、可以为0.06摩尔/L以上、也可以为0.07摩尔/L以上。从研磨后的面品质的观点出发，研磨用组合物中的氧化剂(例如高锰酸盐)的含量通常设为0.5摩尔/L以下是适当的，优选设为0.3摩尔/L以下、更优选设为0.2摩尔/L以下、可以为0.1摩尔/L以下、也可以为0.09摩尔/L以下。
优选的又一方案中，研磨用组合物中的氧化剂(例如钒酸类)的含量通常设为0.005摩尔/L以上是适当的。从研磨效率的观点出发，氧化剂(例如钒酸类)的含量优选0.01摩尔/L以上、更优选0.05摩尔/L以上、可以为0.08摩尔/L以上、可以为0.1摩尔/L以上、可以为0.15摩尔/L以上、也可以为0.18摩尔/L以上。从研磨后的面品质的观点出发，研磨用组合物中的氧化剂(例如钒酸类)的含量通常设为1.0摩尔/L以下是适当的，优选设为0.8摩尔/L以下、更优选设为0.5摩尔/L以下，可以为0.3摩尔/L以下、也可以为0.2摩尔/L以下。
优选的又一方案中，研磨用组合物中的复合金属氧化物以外的氧化剂(例如过氧化氢)的含量通常设为0.05摩尔/L以上是适当的。从研磨效率的观点出发，复合金属氧化物以外的氧化剂(例如过氧化氢)的含量优选为0.1摩尔/L以上、更优选为0.2摩尔/L以上、可以为0.25摩尔/L以上，可以为0.3摩尔/L以上，可以为0.35摩尔/L以上，也可以为0.4摩尔/L以上。从研磨后的面品质的观点出发，研磨用组合物中的复合金属氧化物以外的氧化剂(例如过氧化氢)的含量通常设为5.0摩尔/L以下是适当的，优选设为2摩尔/L以下、更优选设为1摩尔/L以下，可以为0.7摩尔/L以下、也可以为0.5摩尔/L以下。
(水)
此处公开的研磨用组合物包含水。作为水，可以优选使用离子交换水(去离子水)、纯水、超纯水、蒸馏水等。此处公开的研磨用组合物根据需要可以还包含可与水均匀地混合的有机溶剂(低级醇、低级酮等)。通常，研磨用组合物中所含的溶剂的90体积％以上为水是适当的，优选95体积％以上为水、更优选99～100体积％为水。
(酸)
出于pH调整、研磨促进等目的，研磨用组合物中可以根据需要含有酸。作为酸，无机酸及有机酸均可以使用。作为无机酸的例子，可举出硫酸、硝酸、盐酸、碳酸等。作为有机酸的例子，可举出甲酸、乙酸、丙酸等脂肪族羧酸、苯甲酸、苯二甲酸等芳香族羧酸、柠檬酸、草酸、酒石酸、苹果酸、马来酸、富马酸、琥珀酸、有机磺酸、有机膦酸等。这些可以单独使用一种或组合使用两种以上。使用酸的情况下，其用量没有特别限定，可以采用符合使用目的(例如pH调整)的用量。或者，此处公开的研磨用组合物的一些方式中，可以为实质上不含酸的组成。
(碱性化合物)
出于pH调整、研磨促进等目的，研磨用组合物中可以根据需要含有碱性化合物。此处碱性化合物是指具有通过添加至研磨用组合物而使该组合物的pH上升的功能的化合物。作为碱性化合物的例子，可列举出氢氧化钾、氢氧化钠等碱金属氢氧化物；碳酸氢铵、碳酸铵、碳酸氢钾、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸钠等碳酸盐、碳酸氢盐；氨；四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵等氢氧化季铵等氢氧化季铵；以及胺类、磷酸盐、磷酸氢盐；有机酸盐等。碱性化合物可以单独使用一种或组合使用两种以上。使用碱性化合物的情况下，其用量没有特别限定，可以采用符合使用目的(例如pH调整)的用量。或者，此处公开的研磨用组合物的一些方式中，可以为实质上不含碱性化合物的组成。
(其他成分)
此处公开的研磨用组合物还可以在不损害本发明效果的范围内根据需要含有螯合剂、增稠剂、分散剂、表面保护剂、润湿剂、表面活性剂、防锈剂、防腐剂、防霉剂等可在研磨用组合物(例如，碳化硅等高硬度材料的研磨中所用的研磨用组合物)中使用的公知的添加剂。上述添加剂的含量根据其添加目的来适宜设定即可，由于不对本发明赋予特征，因此省略详细的说明。
(氧化还原电位)
此处公开的研磨用组合物的氧化还原电位(以下，也称为ORP：Oxidation-Reduction Potential)没有特别限定。从研磨效率等观点出发，研磨用组合物的ORP为400mV以上是适当的，优选为600mV以上，更优选为650mV以上(例如750mV以上、或800mV以上)。研磨用组合物的ORP的上限没有特别限定，从容易得到更高质量的表面等的观点出发，优选为1500mV以下、更优选为1300mV以下、进一步优选为1200mV以下(例如1000mV以下，或950mV以下)。
可以通过适当地选择磨粒及氧化剂的种类、磨粒与氧化剂的含量的比来调整研磨用组合物的ORP。另外，作为调整研磨用组合物的ORP的方法，也可以采用改变该组合物的pH等的方法。控制上述ORP的方法可以单独使用或组合使用。研磨用组合物的ORP通过后述的实施例中记载的方法来测定。
(zeta电位)
根据此处公开的技术，通过添加阴离子性聚合物可发挥摩擦降低效果。对包含显示规定的zeta电位ζ0的磨粒的组合物C0进一步添加阴离子性聚合物的情况下，可更显著地发挥所述摩擦降低效果。添加阴离子性聚合物前的组合物C0(典型而言，除了不含有阴离子性聚合物以外，与研磨用组合物相同组成的组合物)中的磨粒的zeta电位ζ0的绝对值优选为110mV以下、更优选为90mV以下、进一步优选为70mV以下、特别优选为50mV以下，例如可以为40mV以下、可以为30mV以下、也可以为25mV以下。组合物C0中的磨粒的zeta电位ζ0的绝对值为上述的规定值以下的构成可优选发挥使用此处公开的阴离子性聚合物所带来的摩擦降低效果。组合物C0中的磨粒的zeta电位ζ0通过后述的实施例中记载的方法来测定。
关于对包含显示规定范围的zeta电位ζ0的磨粒的组合物C0添加阴离子性聚合物的情况下提高摩擦降低效果的理由，不特别限定性地解释，例如认为如下。即，认为在磨粒的zeta电位ζ0的绝对值比较大的组合物C0中，磨粒通过彼此电排斥而良好地分散。另一方面，在磨粒的zeta电位ζ0的绝对值比较小的组合物C0中，磨粒的分散性常常会降低。此处，认为阴离子性聚合物通过作用于磨粒表面等而发挥抑制磨粒与研磨对象物的直接接触的功能。这样的添加阴离子性聚合物所带来的摩擦降低效果在磨粒的分散性常常会降低的组合物C0中可更有效地发挥。因此，对磨粒的zeta电位ζ0的绝对值为规定值以下的组合物C0添加阴离子性聚合物的情况下，特别容易提高摩擦降低效果。
此处公开的研磨用组合物中的磨粒的zeta电位ζA没有特别限定。研磨用组合物中的磨粒的zeta电位ζA的绝对值通常为5mV以上是适当的，优选为10mV以上、更优选为13mV以上，例如为20mV以上。zeta电位ζA的绝对值越大，磨粒之间越强烈地彼此电排斥，由此有研磨用组合物中的磨粒的分散稳定性提高的倾向。zeta电位ζA的绝对值的上限没有特别限制，通常175mV以下是适当的，优选为100mV以下、更优选为80mV以下、进一步优选为70mV以下(例如60mV以下，或50mV以下)。研磨用组合物中的磨粒的zeta电位ζA通过后述的实施例中记载的方法来测定。
(pH)
研磨用组合物的pH通常设为2～12左右是适当的。pH为上述范围时，在研磨对象物的研磨中容易达成实用的研磨速度。一些方式中，上述pH可以为2.5以上、可以为3.0以上、可以为4.0以上、可以为5.0以上、也可以为5.5以上。pH的上限没有特别限定，一些方式中，上述pH可以为12.0以下、可以为10.0以下、可以为9.0以下(例如不足9.0)、也可以为8.0以下(例如不足8.0)、可以为7.0以下、也可以为6.8以下。
研磨用组合物的pH可给研磨用组合物中的颗粒的zeta电位ζA带来影响。此处公开的技术中，从调整为可更有效地发挥摩擦降低效果的zeta电位ζA的观点出发，研磨用组合物的pH优选为3.0以上、更优选为4.0以上、进一步优选为5.0以上(例如5.5以上)。另外，从通过研磨用组合物中的阴离子性聚合物的电离状态的稳定化来提高摩擦降低效果的观点出发，研磨用组合物的pH优选为8.0以下、更优选为7.0以下、进一步优选为6.8以下。
此处公开的研磨用组合物的优选的一个方式中，该研磨用组合物的pH为4.0以上且不足8.0。在所述pH的范围内，有可优选发挥阴离子性聚合物所带来的摩擦降低效果的倾向。从所述的观点出发，研磨用组合物的pH更优选为5.0以上且7.0以下、进一步优选为5.5以上且6.8以下。
(电导率)
此处公开的研磨用组合物的电导率没有特别限定。研磨用组合物的电导率通常为5mS/cm以上是适当的，优选为7mS/cm以上、进一步优选为8mS/cm以上(例如8.5mS/cm以上、或8.6mS/cm以上)。研磨用组合物的电导率的上限值也没有特别限定，通常为40mS/cm以下是适当的，优选为30mS/cm以下、更优选为15mS/cm以下、进一步优选为13mS/cm以下、特别优选为11mS/cm以下(例如10.5mS/cm以下，或8.8mS/cm以下)。显示上述的规定范围的电导率的研磨用组合物可优选发挥使用此处公开的阴离子性聚合物所带来的摩擦降低效果。
需要说明的是，本说明书中，研磨用组合物的电导率是指在该研磨用组合物中的磨粒的含量为6重量％的条件下测定的电导率。研磨用组合物的电导率通过后述的实施例中记载的方法来测定。
调整研磨用组合物的电导率的方法没有特别限定。例如，通过在研磨用组合物中配混适当量的电解质(盐、酸、碱等)、将该研磨用组合物稀释或浓缩、对该研磨用组合物的构成成分的一部分或全部实施离子交换处理等的方法，可调整上述电导率。用于调整电导率的方法可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
此处公开的研磨用组合物的制备方法没有特别限定。例如，可使用叶片式搅拌机、超声波分散机、均质混合器等周知的混合装置，将研磨用组合物中包含的各成分混合。混合这些成分的方式并无特别限定，例如可将全部成分一次性混合，也可按照适当设定的顺序进行混合。
(特性)
此处公开的优选的一个方式的研磨用组合物中，对于在规定的条件下进行的研磨试验中测定的摩擦系数及研磨速度，满足以下的特性。即，在使用研磨垫并对该研磨垫与研磨对象物之间供给研磨液而进行的研磨试验中，使用上述研磨用组合物作为上述研磨液而测定的摩擦系数FA及研磨速度RA与使用除不含上述阴离子性聚合物以外与上述研磨用组合物相同的组成的比较组合物作为上述研磨液而测定的摩擦系数F0及研磨速度R0具有以下的关系：FA/F0≤0.9；及RA/R0>0.8。
利用满足所述特性的研磨用组合物，可维持良好的研磨速度、并降低对研磨对象物的摩擦。因此，使用满足所述特性的研磨用组合物的研磨中，研磨条件的自由度容易提高。因此，利用所述研磨用组合物的研磨中可进一步改善研磨对象物的研磨速度。
此处，研磨试验通过后述的实施例中记载的方法来进行。即，研磨试验中的研磨对象物使用后述的实施例中记载的研磨对象物。另外，研磨试验中的研磨在后述的实施例中记载的条件下进行。摩擦系数FA及F0与研磨速度RA及R0通过后述的实施例中各自记载的方法进行测定。典型而言、上述研磨用组合物的pH与上述比较组合物的pH同等或近似。上述研磨用组合物的pH与上述比较组合物的pH的差优选为2.0以下、更优选为1.5以下、进一步优选为1.0以下(例如0.8以下)，可以为0.5以下、可以为0.3以下、也可以为0.2以下。
从降低摩擦的观点出发，上述研磨试验中的研磨用组合物与比较组合物的摩擦系数的比即FA/F0优选为0.95以下、更优选为0.9以下、进一步优选为0.85以下(例如0.81以下)。上述FA/F0的下限没有特别限定，从良好地维持研磨速度的观点出发，可以为0.5以上、可以为0.6以上、也可以为0.7以上。
从提高研磨速度的观点出发，上述研磨试验中的研磨用组合物与比较组合物的研磨速度的比即RA/R0更优选为0.9以上、进一步优选为0.95以上、特别优选为0.98以上(例如1以上)。RA/R0(研磨速度比)的上限没有特别限定，从降低摩擦的观点出发，RA/R0为1.5以下、可以为1.3以下。
<研磨对象物>
此处公开的研磨用组合物的研磨对象物没有特别限定。例如，此处公开的研磨用组合物可应用于具有由化合物半导体材料构成的表面的基板即化合物半导体基板的研磨。化合物半导体基板的构成材料没有特别限定，例如，可以为碲化镉、硒化锌、硫化镉、碲化镉汞、碲化锌镉等II-VI族化合物半导体；氮化镓、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铝镓、砷化镓铟、砷化氮铟镓、磷化铝镓铟等III-V族化合物半导体；碳化硅、硅化锗等IV-IV族化合物半导体；等。也可以为由这些中的多种材料构成的研磨对象物。优选的一个方式中，此处公开的研磨用组合物可应用于具有由不是氧化物的(即，非氧化物的)化合物半导体材料构成的表面基板的研磨。具有由非氧化物的化合物半导体材料构成的表面的基板的研磨中，容易适当地发挥此处公开的研磨用组合物中含有的氧化剂所带来的研磨促进效果。
此处公开的研磨用组合物例如可优选用于具有500Hv以上的维氏硬度的研磨对象物表面的研磨。上述维氏硬度优选为700Hv以上，例如为1000Hv以上、或1500Hv以上。研磨对象材料的维氏硬度可以为1800Hv以上、可以为2000Hv以上、也可以为2200Hv以上。维氏硬度高的材料由于脆且具有不耐冲击的倾向，因此根据研磨条件而容易破损。因此，将本发明的研磨用组合物应用于所述研磨对象材料更有意义。研磨对象物表面的维氏硬度的上限没有特别限定，例如可以为大致7000Hv以下、可以为5000Hv以下、也可以为3000Hv以下。需要说明的是，本说明书中，维氏硬度可以基于JIS R 1610：2003进行测定。与上述JIS标准对应的国际标准为ISO 14705：2000。
作为具有1500Hv以上的维氏硬度的材料，可列举出碳化硅、氮化硅、氮化钛、氮化镓等。此处公开的技术中的研磨对象物可以具有机械稳定并且化学稳定的上述材料的单晶表面。其中，研磨对象物表面优选由碳化硅及氮化镓中的任意者构成，更优选由碳化硅构成。碳化硅作为功率损失少、耐热性等优异的化合物半导体基板材料而受到期待，改善其表面性状在实用上的优点特别大。此处公开的技术可特别优选应用于碳化硅的单晶表面的研磨。
<研磨方法>
此处公开的研磨用组合物例如可以以包括以下操作的方式用于研磨对象物的研磨。
即，准备包含此处公开的任意研磨用组合物的研磨液(浆料)。准备上述研磨液可包括对研磨用组合物施加浓度调节(例如稀释)、pH调节等操作来制备研磨液。或者，也可将上述研磨用组合物直接用作研磨液。另外，多组分型的研磨用组合物的情况下，准备上述研磨液可包括将这些组分混合、在该混合之前将1个组分或多个组分稀释、在该混合之后稀释其混合物等。
接着，将该研磨液供给至研磨对象物，通过对于本领域技术人员而言通常的方法进行研磨。例如为如下方法：将研磨对象物设置于通常的研磨装置并通过该研磨装置的研磨垫对该研磨对象物的研磨对象面供给上述研磨液。典型而言，边连续供给上述研磨液边将研磨垫按压于研磨对象物的研磨对象面并使两者相对移动(例如旋转移动)。经过所述抛光工序，完成研磨对象物的研磨。
根据该说明书，提供对研磨对象物(典型而言为研磨对象材料)进行研磨的研磨方法及使用该研磨方法的研磨物的制造方法。通过包括使用此处公开的研磨用组合物对研磨对象物进行研磨的工序而对上述研磨方法赋予特征。优选的一个方式的研磨方法包括进行预抛光的工序(预抛光工序)和进行精加工抛光的工序(精加工抛光工序)。典型的一个方式中，预抛光工序为在即将进行精加工抛光工序之前配置的抛光工序。预抛光工序可以为1段的抛光工序，也可以为2段以上的多段抛光工序。另外，此处所说的精加工抛光工序为对进行了预抛光的研磨对象物进行精加工抛光的工序，是指在使用包含磨粒的抛光用浆料进行的抛光工序中配置在最后(即，最下游侧)的研磨工序。这样包括预抛光工序和精加工抛光工序的研磨方法中，此处公开的研磨用组合物可以在预抛光工序中使用，可以在精加工抛光工序中使用，也可以在预抛光工序及精加工抛光工序这两者中使用。
优选的一个方式中，使用上述研磨用组合物的抛光工序可以为预抛光工序。预抛光工序包括2段以上的多段抛光工序的情况下，也可以使用此处公开任意研磨用组合物来实施其中2段以上的抛光工序。此处公开的研磨用组合物优选应用于前段(上游侧)的预抛光。例如，在经过后述的打磨工序的最初的预抛光工序、典型而言1次研磨工序中也可以优选使用。
另一优选的方式中，使用上述研磨用组合物的抛光工序为精加工抛光工序。此处公开的研磨用组合物可减少研磨后的表面的刻痕数、缺陷数，因此适合作为研磨对象物表面的精加工抛光工序中所用的研磨用组合物(精加工抛光用组合物)。
预抛光及精加工抛光在利用单面研磨装置的研磨、利用双面研磨装置的研磨中的任意者中均可应用。在单面研磨装置中，用蜡将研磨对象物贴合在陶瓷板上，或使用被称作承载器的保持具保持研磨对象物，边供给抛光用组合物边将研磨垫按压在研磨对象物的单面并使两者相对移动，由此对研磨对象物的单面进行研磨。上述移动例如为旋转移动。在双面研磨装置中，使用被称作承载器的保持具保持研磨对象物，边从上方供给抛光用组合物，边将研磨垫按压在研磨对象物的相对面并使它们沿相反方向旋转，由此同时对研磨对象物的双面进行研磨。
此处公开的各抛光工序中使用的研磨垫没有特别限定。例如可以使用无纺布型、绒面革型、硬质发泡聚氨酯型、包含磨粒的研磨垫、不含磨粒的研磨垫等中的任意种。一些方式中，可优选采用不含磨粒的绒面革型的研磨垫。
通过此处公开的方法进行了研磨的研磨物典型而言在抛光后被清洗。该清洗可以使用适当的清洗液进行。对使用的清洗液没有特别限定，可以适宜选择使用公知、惯用的清洗液。
需要说明的是，此处公开的研磨方法除了上述预抛光工序及精加工抛光工序外，还可包含任意的其他工序。作为这样的工序，可举出在预抛光工序之前进行的打磨工序。上述打磨工序为通过将研磨压盘、例如铸铁压盘的表面按压在研磨对象物上而进行研磨对象物的研磨的工序。因此，打磨工序中不使用研磨垫。打磨工序典型而言是向研磨压盘与研磨对象物之间供给磨粒而进行。上述磨粒典型而言为金刚石磨粒。另外，此处公开的研磨方法可以在预抛光工序之前、预抛光工序与精加工抛光工序之间包括追加的工序。追加的工序例如为清洗工序、抛光工序。
<研磨物的制造方法>
此处公开的技术可以包含提供包括利用上述任意研磨方法的抛光工序的研磨物的制造方法及通过该方法制造的研磨物。上述研磨物的制造方法例如为碳化硅基板的制造方法。即，根据此处公开的技术，提供包括应用此处公开的任意研磨方法对由研磨对象材料构成的研磨对象物进行研磨的、研磨物的制造方法及通过该方法制造的研磨物。根据上述制造方法，可有效地提供具有经改善的面品质的研磨物、例如碳化硅基板。
实施例
以下，对本发明涉及的一些实施例进行说明，但并不意在将本发明限定于所述实施例所示的内容。需要说明的是，以下的说明中“％”只要没有特别说明则为重量基准。
以下的实施例中使用的阴离子性聚合物如下。
聚合物A1：聚苯乙烯磺酸钠盐(东曹有机化学株式会社制、商品名“Poly NaSS(注册商标)PS-1”、Mw10000)
聚合物A2：聚苯乙烯磺酸钠盐(东曹有机化学株式会社制、商品名“Poly NaSS(注册商标)PS-5”、Mw50000)
聚合物B：聚丙烯酸钠盐(东亚合成株式会社制、商品名“A-210”、Mw3000)
聚合物C：丙烯酸/2-丙烯酰胺2-甲基丙磺酸共聚物钠盐(Mw10000)
需要说明的是，上述聚合物的Mw为制造商公称值。
<试验例1>
<研磨用组合物的制作>
(实施例1)
将氧化铝磨粒、作为氧化剂的高锰酸钾(KMnO4)、阴离子性聚合物和去离子水混合，制备本例的研磨用组合物。氧化铝磨粒的含量设为6％、高锰酸钾的含量设为0.079摩尔/L、阴离子性聚合物的含量设为0.08g/L。对于研磨用组合物的pH，使用硝酸和/或氢氧化钾(KOH)调整为表1所示的值。作为氧化铝磨粒，使用BET径为0.5μm的α-氧化铝磨粒。磨粒的BET径的测定使用Micromeritics公司制的表面积测定装置(商品名“Flow Sorb II2300”)进行。作为阴离子性聚合物，使用Mw为50000的聚苯乙烯磺酸钠盐(聚合物A2)。
(实施例2及3)
将阴离子性聚合物的种类和其含量设定为如表1，除此以外，与实施例1同样地操作，制备本例的研磨用组合物。
(比较例1)
不使用阴离子性聚合物，除此以外，与实施例1同样地操作，制备本例的研磨用组合物。
(实施例4)
作为阴离子性聚合物，使用Mw为10000的聚苯乙烯磺酸钠(聚合物A1)，使用硝酸和/或KOH将研磨用组合物的pH调整成为表1所示的值，除此以外，与实施例1同样地操作，制备本例的研磨用组合物。
(实施例5～7)
将阴离子性聚合物的种类和其含量设为如表1，除此以外，与实施例4同样地操作，制备本例的研磨用组合物。
(比较例2)
不使用阴离子性聚合物，除此以外，与实施例4同样地操作，制备本例的研磨用组合物。
(实施例8)
使用硝酸和/或KOH将研磨用组合物的pH调整成为表1所示的值，除此以外，与实施例1同样地操作，制备本例的研磨用组合物。
(比较例3)
不使用阴离子性聚合物，除此以外，与实施例8同样地操作，制备本例的研磨用组合物。
(实施例9～15)
将阴离子性聚合物的种类和其含量设为如表2，除此以外，与实施例1同样地操作，制备本例的研磨用组合物。
(zeta电位的测定)
对各例的研磨用组合物，使用Colloidal Dynamics公司制的高浓度zeta电位计(ZetaProbe)在液温20～25℃的条件下测定zeta电位[mV]。将得到的值的绝对值示于表1及2的“zeta电位绝对值”栏。
(氧化还原电位的测定)
对各例的研磨用组合物，使用HORIBA,Ltd.制的氧化还原电位计(主体型号：F-52、电极型号：9300)，在液温20～25℃的条件下测定相对于标准氢电极的氧化还原电位ORP[mV]。将测定结果记载于表1及2的“ORP”栏。
(电导率的测定)
对各例的研磨用组合物，使用HORIBA,Ltd.制的导电率计(型号“DS-71”、使用电极“3552-10D”)，在液温20～25℃的条件下测定电导率[mS/cm]。将测定结果记载于表1及2的“电导率”栏。
<研磨对象物的预研磨>
准备含有BET径为0.5μm的氧化铝磨粒(6重量％)和作为氧化剂的高锰酸(0.105摩尔/L)、且以pH成为8以上且10以下的方式加入了pH调节剂的预研磨用组合物。然后使用预研磨用组合物对SiC晶圆进行预研磨直到成为下述表面质量。预研磨的条件与下述<研磨对象物的研磨>的抛光条件同样。
关于预研磨，针对预研磨后的表面质量，以通过bruker公司制的原子力显微镜(型号nanoscopeV)测定的表面粗糙度Ra成为0.07nm以下的方式来进行。
<研磨对象物的研磨>
对进行了上述预研磨后的研磨对象物的研磨面，将各例的研磨用组合物直接用作研磨液，在下述的抛光条件下进行研磨。
[抛光条件]
研磨装置：不二越机械工业株式会社、型号“RDP-500”
研磨垫：Nitta Haas Incorporated.制“SUBA800XY”
研磨压力：29.4kPa
研磨液的供给速率：20mL/分钟
压盘转速：100转/分钟
研磨头(head)转速：100转/分钟
研磨时间：1小时
研磨对象物：SiC晶圆(传导型：n型、晶型4H-SiC、主面(0001)相对于C轴的偏离角：4°)、2英寸、1张/批
研磨液的温度：23℃
<研磨速度的评价>
将各例的研磨用组合物直接用作研磨液，在上述的抛光条件下实施研磨。然后，按照以下的计算式(1)、(2)算出研磨速度。
(1)研磨加工量[cm]＝研磨前后的SiC晶圆的重量之差[g]/SiC的密度[g/cm3](＝3.21g/cm3)/研磨对象面积[cm2](＝19.62cm2)
(2)研磨速度[nm/h]＝研磨加工量[cm]×107/研磨时间(＝1小时)
将得到的值换算成将显示与使用的研磨用组合物的pH相同区域的pH的比较例的值设为100％时的相对值，示于表1及2的“相对研磨速度”栏。
<摩擦系数的评价>
测定将各例的研磨用组合物直接用作研磨液并在上述的抛光条件下实施研磨时的摩擦系数。在测定摩擦系数时，作为晶圆保持部分，使用利用了绒面革原材料的背衬材料的模板，以晶圆的突出高度成为200μm以上的方式进行粘贴。在研磨时，使晶圆保持以水粘贴于绒面革原材料的状态。对于摩擦系数，直接采用由上述研磨装置输出的值。
此处，将得到的值换算成将显示与使用的研磨用组合物的pH相同区域的pH的比较例的值设为100％时的相对值，示于表1及2的“相对摩擦系数”栏。
[表1]
表1
[表2]
表2
如表1所示，利用包含氧化铝磨粒、氧化剂及阴离子性聚合物的实施例1～8的研磨用组合物时，与不含阴离子性聚合物、并且与各实施例显示相同区域的pH的比较例1、2或3相比，研磨速度为同等或同等以上，且摩擦系数显著降低。另外，如表2所示，即使增加研磨用组合物中的阴离子性聚合物的含量的情况下，也会维持良好的研磨速度、并且可观察到高的摩擦降低效果。
<试验例2>
<研磨用组合物的制作>
(实施例16)
将二氧化硅磨粒、作为氧化剂的过氧化氢(H2O2)及偏钒酸钠(NaVO3)、阴离子性聚合物和去离子水混合，制备本例的研磨用组合物。二氧化硅磨粒的含量设为29％、H2O2的含量设为0.405摩尔/L、NaVO3的含量设为0.196摩尔/L、阴离子性聚合物的含量设为0.32g/L。对于研磨用组合物的pH，使用硝酸和/或氢氧化钾(KOH)调整成为表3所示的值。作为二氧化硅磨粒，使用BET径为72nm的胶体二氧化硅。磨粒的BET径的测定使用Micromeritics公司制的表面积测定装置(商品名“FlowSorbII2300”)来进行。作为阴离子性聚合物，使用Mw为10000的丙烯酸/2-丙烯酰胺2-甲基丙磺酸共聚物钠盐(聚合物C)。
(实施例17)
将阴离子性聚合物的含量设为如表3，除此以外，与实施例16同样地操作，制备本例的研磨用组合物。
(比较例4)
不使用阴离子性聚合物，除此以外，与实施例16同样地操作，制备本例的研磨用组合物。
<研磨对象物的预研磨>
准备含有BET径为0.5μm的氧化铝磨粒(6重量％)和作为氧化剂的高锰酸(0.105摩尔/L)、且以pH成为8以上且10以下的方式加入了pH调节剂的预研磨用组合物。然后使用预研磨用组合物对SiC晶圆进行预研磨直到成为下述表面质量。预研磨的条件与下述<研磨对象物的研磨>的抛光条件同样。
关于预研磨，针对预研磨后的表面质量，以通过bruker公司制的原子力显微镜(型号nanoscopeV)测定的表面粗糙度Ra成为0.07nm以下的方式来进行。
<研磨对象物的研磨>
对进行了上述预研磨后的研磨对象物的研磨面，将各例的研磨用组合物直接用作研磨液，在下述的抛光条件下进行研磨。
[抛光条件]
研磨装置：不二越机械工业株式会社、型号“RDP-500”
研磨垫：Nitta Haas Incorporated.制“SUBA800XY”
研磨压力：29.4kPa
研磨液的供给速率：20mL/分钟
压盘转速：100转/分钟
研磨头转速：100转/分钟
研磨时间：1小时
研磨对象物：SiC晶圆(传导型：n型、晶型4H-SiC、主面(0001)相对于C轴的偏离角：4°)、2英寸、1枚/批
研磨液的温度：23℃
<研磨速度的评价>
将各例的研磨用组合物直接用作研磨液，在上述的抛光条件下实施研磨。然后，与上述试验例1同样地，按照计算式(1)、(2)算出研磨速度。将得到的值换算成将显示与使用的研磨用组合物的pH相同区域的pH的比较例的值设为100％时的相对值，示于表3的“相对研磨速度”栏。
<摩擦系数的评价>
测定将各例的研磨用组合物直接用作研磨液并在上述的抛光条件下实施研磨时的摩擦系数。在测定摩擦系数时，通过与上述试验例1同样的方法来进行。将得到的值换算成将显示与使用的研磨用组合物的pH相同区域的pH的比较例的值设为100％时的相对值，示于表3的“相对摩擦系数”栏。
[表3]
表3
如表3所示，利用包含二氧化硅磨粒、氧化剂及阴离子性聚合物的实施例16及17的研磨用组合物时，与不含阴离子性聚合物、并且与各实施例显示相同区域的pH的比较例4相比，研磨速度为同等或同等以上，并且摩擦系数显著降低。
以上详细地对本发明的具体例进行了说明，但这些不过是例示，并不限定权利要求书。权利要求书中记载的技术中包含对以上例示的具体例进行各种变形、变更而成者。