本发明涉及研磨用组合物以及研磨方法。
背景技术：
为了抑制研磨用组合物对金属的蚀刻、腐蚀，金属的研磨中所使用的研磨用组合物中添加了防腐蚀剂、表面活性剂(例如参见专利文献1)。但是，由于金属的种类不同，防腐蚀剂、表面活性剂有时会促进蚀刻、腐蚀。尤其是，标准电极电位为-0.45v以上且0.33v以下的过渡金属具有对水、酸、络合剂、氧化剂等化学试剂的耐性弱的性质，因此有促进蚀刻、腐蚀的倾向。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-81300号公报
技术实现要素：
发明要解决的问题
因此，本发明的课题在于，解决如上所述的现有技术所具有的问题，提供一种即使用于对含有标准电极电位为-0.45v以上且0.33v以下的过渡金属的研磨对象物的研磨时，也不容易对研磨对象物产生蚀刻、腐蚀的研磨用组合物以及研磨方法。
用于解决问题的方案
为了解决前述问题，本发明的一个方案的研磨用组合物的主旨在于，其是一种用于对含有标准电极电位为-0.45v以上且0.33v以下的过渡金属的研磨对象物进行研磨的研磨用组合物，所述研磨用组合物含有磨粒以及金属保护用有机化合物，金属保护用有机化合物具有相互作用官能团和抑制官能团，所述相互作用官能团是与研磨对象物相互作用的官能团，所述抑制官能团是抑制磨粒接近研磨对象物的官能团。
另外，本发明的又一个方案的研磨方法的主旨在于，使用上述一个方案的研磨用组合物对研磨对象物进行研磨。
发明的效果
根据本发明的研磨用组合物以及研磨方法，不容易对含有标准电极电位为-0.45v以上且0.33v以下的过渡金属的研磨对象物产生蚀刻、腐蚀。
具体实施方式
对本发明的一个实施方式进行详细说明。本实施方式的研磨用组合物是用于对含有标准电极电位为-0.45v以上且0.33v以下的过渡金属的研磨对象物进行研磨的研磨用组合物，其含有磨粒以及金属保护用有机化合物。该金属保护用有机化合物具有相互作用官能团和抑制官能团，所述相互作用官能团是与研磨对象物相互作用的官能团，所述抑制官能团是抑制磨粒向研磨对象物接近的官能团。
使用本实施方式的研磨用组合物对含有标准电极电位为-0.45v以上且0.33v以下的过渡金属的研磨对象物进行研磨时，不容易对研磨对象物产生蚀刻、腐蚀。下面详细说明其理由。
为了抑制由研磨用组合物引起的金属的蚀刻、腐蚀，金属的研磨中所使用的研磨用组合物中添加了防腐蚀剂、表面活性剂。例如有时在铜的研磨中所使用的以往的研磨用组合物中添加了会与铜形成盐的苯并三唑作为防腐蚀剂。由于在铜的表面形成苯并三唑的铜盐覆膜，因此抑制了铜的蚀刻、腐蚀。
但是，标准电极电位为-0.45v以上且0.33v以下的过渡金属的情况下，由于苯并三唑等含氮类防腐蚀剂中的氮原子作为络合物的配体发挥作用，因此含氮类防腐蚀剂容易与过渡金属反应生成脆性化合物、水溶性络合物。这样，由于一般的含氮类防腐蚀剂具有促进过渡金属的蚀刻、腐蚀的倾向，因此有时不能在标准电极电位为-0.45v以上且0.33v以下的过渡金属的研磨所使用的研磨用组合物中添加一般的含氮类防腐蚀剂。
另外，从表面活性剂的电荷、化学结构来看，认为表面活性剂利用与研磨对象物的静电吸附、亲水-亲水相互作用或者疏水-疏水相互作用形成保护膜。但是，使用阴离子性表面活性剂的情况下，表面活性剂所具有的官能团的酸解离常数pka低时，官能团的作为酸的作用过强，因此会与标准电极电位为-0.45v以上且0.33v以下的过渡金属发生反应而促进脆性化合物、水溶性化合物的生成。另一方面，如果表面活性剂所具有的官能团的酸解离常数pka高，则官能团会与研磨用组合物中的氢离子反应，官能团失活，因此与过渡金属表面的相互作用(化学吸附)变得困难。另外，使用阳离子性表面活性剂的情况下，由于电排斥，不容易与标准电极电位为-0.45v以上且0.33v以下的过渡金属发生相互作用(化学吸附)。
本实施方式的研磨用组合物含有具有相互作用官能团和抑制官能团的金属保护用有机化合物，所述相互作用官能团是与研磨对象物相互作用的官能团，所述抑制官能团是抑制磨粒接近研磨对象物的官能团，因此通过相互作用官能团以及抑制官能团的作用，在研磨对象物的表面形成作为保护膜的金属保护用有机化合物覆膜。详细来说，通过相互作用官能团与研磨对象物的相互作用，相互作用官能团不腐蚀研磨对象物的表面，而是化学吸附于研磨对象物的表面，同时由于抑制官能团的疏水性，金属保护用有机化合物排列在研磨对象物的表面上形成覆膜(分子阵列膜)。由此，研磨对象物的表面被改性，因此不容易发生蚀刻、腐蚀(例如表面粗糙)。
以下对本实施方式的研磨用组合物进一步详细地进行说明。需要注意的是，关于以下说明的种种操作、物理性质的测定，除非另有说明，否则是在室温(20℃以上且25℃以下)、相对湿度40％以上且50％以下的条件下进行的。
1.关于研磨对象物
可以适用于本实施方式的研磨用组合物的研磨的研磨对象物是含有标准电极电位为-0.45v以上且0.33v以下的过渡金属的物质。作为标准电极电位为-0.45v以上且0.33v以下的过渡金属，例如可列举出：铁(fe)、镍(ni)、钴(co)、钨(w)。研磨对象物可以是这些过渡金属中的至少1种，也可以含有这些过渡金属中的至少1种。
2.关于磨粒
对本实施方式的研磨用组合物中含有的磨粒的种类没有特别限定，例如可以使用含有二氧化硅的磨粒。二氧化硅的种类没有特别限定，例如可以列举出：胶态二氧化硅，气相二氧化硅，溶胶-凝胶法二氧化硅等。这些二氧化硅可以单独使用1种，也可以并用2种以上。另外，这些之中优选胶态二氧化硅、气相二氧化硅。
胶态二氧化硅可以使用如下公知的方法制造。例如可列举出：作花济夫著“溶胶凝胶法的科学(ゾル-ゲル法の科学)(株式会社agne承风社出版)”的第154～156页记载的烷氧基硅烷的水解的方法；日本特开平11-60232号公报记载的、将硅酸甲酯或硅酸甲酯与甲醇的混合物滴加到包含水、甲醇和氨、或氨与铵盐的混合溶剂中而使硅酸甲酯与水反应的方法；日本特开2001-48520号公报记载的、将烷基硅酸酯用酸催化剂水解后加入碱催化剂并加热，进行硅酸的聚合而使颗粒生长的方法；日本特开2007-153732号公报记载的、在烷氧基硅烷的水解时使用特定量的特定种类的水解催化剂的方法等。另外，还可举出对硅酸钠进行离子交换的制造方法。
另外，作为气相二氧化硅的制造方法，可举出使用将四氯化硅气化并在氢氧焰中使其燃烧的气相反应的方法。进而，气相二氧化硅可以用公知的方法制成水分散液，作为制成水分散液的方法，例如可列举出日本特开2004-43298号公报、日本特开2003-176123号公报、日本特开2002-309239号公报记载的方法。
进而，作为胶态二氧化硅，可以使用表面固定化有有机酸的胶态二氧化硅。作为有机酸的例子，可以列举出：磺酸、羧酸、亚磺酸、以及膦酸。
如果将磺酸固定化在胶态二氧化硅上，例如可以通过“sulfonicacid-functionalizedsilicathroughquantitativeoxidationofthiolgroups”，chem.commun.246～247(2003)中记载的方法来进行。具体而言，使3-巯丙基三甲氧基硅烷等具有巯基的硅烷偶联剂与胶态二氧化硅的表面的羟基反应而进行偶联后，用过氧化氢将巯基氧化，由此可以获得表面固定化有磺酸的胶态二氧化硅。
本实施方式的研磨用组合物含有的磨粒的平均一次粒径可以为5nm以上，优选为10nm以上，更优选为15nm以上。若磨粒的平均一次粒径处于上述范围内，则研磨对象物的研磨速度会提高。另一方面，本实施方式的研磨用组合物含有的磨粒的平均一次粒径可以为400nm以下，优选为300nm以下，更优选为200nm以下，进一步优选为100nm以下。若磨粒的平均一次粒径处于上述范围内，则容易通过研磨获得低缺陷且表面粗糙度小的表面。
另外，当大粒径的磨粒残留在研磨后的研磨对象物的表面成为问题时，优选用使用了不包含大粒径的小粒径(例如，平均一次粒径为200μm以下)的磨粒的研磨用组合物进行研磨。
需要说明的是，磨粒的平均一次粒径例如可以通过利用氮吸附法(bet法)测定的比表面积算出。
研磨用组合物中的磨粒的含量可以为0.005质量％以上，优选为0.01质量％以上，更优选为0.05质量％以上，进一步优选为0.1质量％以上。若磨粒的含量处于上述范围内，则研磨用组合物对研磨对象物的研磨速度会提高。
另一方面，研磨用组合物中的磨粒的含量可以为50质量％以下，优选为30质量％以下，更优选为20质量％以下。若磨粒的含量处于上述范围内，则研磨用组合物的制造成本会降低。另外，研磨后的研磨对象物的表面上残留的磨粒量减少，研磨对象物的表面的清洁性提高。
3.关于金属保护用有机化合物
本实施方式的研磨用组合物中含有的金属保护用有机化合物含有相互作用官能团和抑制官能团，所述相互作用官能团是与研磨对象物相互作用的官能团，所述抑制官能团是抑制研磨用组合物所包含的作为研磨成分的水、氧化剂、氧化金属溶解剂、磨粒等接近研磨对象物的官能团。
相互作用官能团的酸解离常数pka优选为1以上且6以下。若相互作用官能团的酸解离常数pka处于上述范围内，则不会使研磨对象物的表面发生蚀刻、腐蚀，通过相互作用官能团与研磨对象物的相互作用，可以使金属保护用有机化合物化学吸附于研磨对象物的表面。
相互作用官能团的种类没有特别限定，例如可列举出：磷酸基(h2po4-)、羧基(-cooh)、磺酸基、苯磺酸基、山梨糖醇酐基、聚丙二醇基、甘油基、丙二醇基、三唑基、甜菜碱基、季铵基。这些之中，相互作用官能团优选为磷酸基(h2po4-)和羧基(-cooh)中的至少一者。
对于磷酸基、羧基、磺酸基、苯磺酸基，可以为胺盐、金属盐等盐。例如为羧基时，可以为钠盐(-coona)、钾盐(-cook)等。
另外，作为在相互作用官能团与研磨对象物之间发生的相互作用的种类，优选为离子键、共价键以及氢键中的至少一种化学键。
抑制官能团的种类没有特别限定，可列举出：苯基等芳基(包括稠环)、月桂基、己基庚基、十二烷基、硬脂基等烷基、油烯基、烯丙基等链烯基、化学式-(och2ch2)n-所示的聚氧乙烯基。烷基中也包括聚合物骨架的长链烷基。这些之中，优选碳原子数为1以上且20以下的烷基、上述化学式中的n为1以上且10以下的整数的聚氧乙烯基。
具有链长处于上述范围的烷基和聚氧乙烯基的金属保护用有机化合物容易通过疏水性相互作用在研磨对象物表面自排列，因此可以在研磨对象物表面形成牢固的保护膜。如果作为亲水基的聚氧乙烯基的链长变长，那么保护膜的疏水性降低，作为保护膜的功能降低，从这一点来看，表示聚氧乙烯基的链长的上述化学式中的n优选为10以下的整数。
作为具有这样的相互作用官能团和抑制官能团的金属保护用有机化合物的具体例，可列举出：月桂酸、月桂基磷酸酯、月桂醇聚醚-2磷酸酯、链烷醇聚醚-3磷酸酯、链烷醇聚醚-6磷酸酯、链烷醇聚醚-9磷酸酯等。这些月桂酸、月桂基磷酸酯、月桂醇聚醚-2磷酸酯、链烷醇聚醚-3磷酸酯、链烷醇聚醚-6磷酸酯、链烷醇聚醚-9磷酸酯不仅可以是酸，也可以是金属盐(例如钠盐)等盐。
需要注意的是，月桂醇聚醚-2磷酸酯是指磷酸与月桂醇聚醚-2的单酯，月桂醇聚醚-2是指月桂醇的聚乙二醇醚。此外，链烷醇聚醚-3磷酸酯是指磷酸与链烷醇聚醚-3的酯，链烷醇聚醚-3是指在碳原子数12以上且15以下的脂肪醇上加成氧化乙烯而得到的脂肪醇的聚乙二醇醚，其平均加成摩尔数为3。进而，链烷醇聚醚-6磷酸酯是指磷酸与链烷醇聚醚-6的酯，链烷醇聚醚-6是指在碳原子数12以上且15以下的脂肪醇上加成氧化乙烯而得到的脂肪醇的聚乙二醇醚，其平均加成摩尔数为6。进而，链烷醇聚醚-9磷酸酯是指磷酸与链烷醇聚醚-9的酯，链烷醇聚醚-9是指在碳原子数12以上且16以下的脂肪醇上加成氧化乙烯而得到的脂肪醇的聚乙二醇醚，其平均加成摩尔数为9。
4.关于添加剂
对于本实施方式的研磨用组合物，为了提高其性能，可以根据需要添加ph调节剂、氧化金属溶解剂、氧化剂、水溶性聚合物(也可以是共聚物。另外，也可以是它们的盐、衍生物)、防腐蚀剂、分散助剂、防腐剂、防霉剂等各种添加剂。
4-1关于ph调节剂
本实施方式的研磨用组合物的ph的值可以通过ph调节剂的添加来调节。通过调节研磨用组合物的ph，可以控制研磨对象物的研磨速度、磨粒的分散性等。为了将研磨用组合物的ph的值调节至期望的值而根据需要使用的ph调节剂可以为酸及碱中的任意者，另外，也可以是它们的盐。对ph调节剂的添加量没有特别限定，只要进行适宜调节使研磨用组合物成为期望的ph即可。
作为ph调节剂的酸的具体例，可列举出：无机酸、单羧酸、有机硫酸等有机酸。作为无机酸的具体例，可列举出：盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、硼酸、碳酸、次磷酸、亚磷酸、磷酸等。另外，作为单羧酸的具体例，可以举出：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、2-甲基丁酸、正己酸、3,3-二甲基丁酸、2-乙基丁酸、4-甲基戊酸、正庚酸、2-甲基己酸、正辛酸、2-乙基己酸、苯甲酸、乙醇酸、水杨酸、甘油酸、葡萄糖酸、乳酸、二甘醇酸、2-呋喃羧酸、2,5-呋喃二羧酸、3-呋喃羧酸、2-四氢呋喃羧酸、甲氧基乙酸、甲氧基苯基乙酸、苯氧基乙酸等。进而，作为有机硫酸的具体例，可以举出：甲磺酸、乙磺酸、羟乙基磺酸等。这些酸可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
这些之中，从提高研磨速度的观点出发，无机酸中优选硫酸、硝酸、磷酸等，有机酸中优选乙醇酸、葡萄糖酸等。
另外，作为ph调节剂的碱的具体例，可以举出：氢氧化季铵化合物等有机碱、氢氧化钾等碱金属的氢氧化物、以及碱土金属的氢氧化物等。这些之中，从容易获得的观点来看优选氢氧化钾、氢氧化季铵化合物。这些碱可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
作为碱金属的具体例，可以举出钾、钠等。另外，作为碱土金属的具体例，可以举出钙、锶等。进而，作为盐的具体例，可以举出：碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、乙酸盐等。进而，作为季铵的具体例，可以举出：四甲基铵、四乙基铵、四丁基铵等。
作为氢氧化季铵化合物，包含氢氧化季铵或其盐，作为具体例，可以举出：四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵等。
另外，可以代替上述酸或者与上述酸组合使用酸的铵盐、碱金属盐等盐作为ph调节剂。特别是在使用弱酸与强碱的盐、强酸与弱碱的盐、或弱酸与弱碱的盐的情况下，能够期待ph的缓冲作用。进而，在使用强酸与强碱的盐的情况下，通过少量的添加，不仅可以调节ph，还能够调节电导率。
4-2关于氧化金属溶解剂
本实施方式的研磨用组合物中可以添加氧化金属溶解剂以促进研磨对象物的溶解。作为氧化金属溶解剂，例如可列举出：草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、马来酸、邻苯二甲酸、苹果酸、衣康酸、柠檬酸、酒石酸、乙二胺四乙酸、次氮基三乙酸、羟乙基乙二胺三乙酸、三亚乙基四胺六乙酸、二亚乙基三胺五乙酸等多元羧酸。
进而，作为氧化金属溶解剂，例如可列举出：2-氨基乙基膦酸、1-羟基乙叉基-1,1-二膦酸、氨基三(亚甲基膦酸)、乙二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、乙烷-1,1-二膦酸、乙烷-1,1,2-三膦酸、甲烷羟基膦酸、1-膦酸基丁烷-2,3,4-三羧酸等有机膦酸。
进而，作为氧化金属溶解剂，例如可列举出：1,3-二酮等酮类、酚衍生物、氨。
进而，作为氧化金属溶解剂，例如可列举出：甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、单乙醇胺、n-(β-氨乙基)乙醇胺、六亚甲基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、无水哌嗪、哌嗪六水合物、1-(2-氨基乙基)哌嗪、n-甲基哌嗪、胍等胺。
进而，作为氧化金属溶解剂，例如可列举出：甘氨酸、α-丙氨酸、β-丙氨酸、n-甲基甘氨酸、n,n-二甲基甘氨酸、2-氨基丁酸、正缬氨酸(norvaline)、缬氨酸、亮氨酸、正亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、肌氨酸(sarcosine)、鸟氨酸、赖氨酸、牛磺酸、丝氨酸、苏氨酸、高丝氨酸、酪氨酸、n,n-二羟乙基甘氨酸(bicine)、n-[三(羟甲基)甲基]甘氨酸(tricine)、3,5-二碘酪氨酸、β-(3,4-二羟基苯基)丙氨酸、甲状腺素、4-羟基脯氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、乙硫氨酸、羊毛硫氨酸、胱硫醚、胱氨酸、磺基丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、s-(羧甲基)半胱氨酸、4-氨基丁酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、偶氮丝氨酸、精氨酸、刀豆氨酸、瓜氨酸、δ-羟基赖氨酸、肌酸(creatine)、组氨酸、1-甲基组氨酸、3-甲基组氨酸、色氨酸等氨基酸。
这些氧化金属溶解剂可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
4-3关于氧化剂
本实施方式的研磨用组合物中，为了使研磨对象物的表面氧化，可以添加氧化剂。作为氧化剂的具体例，可列举出：过氧化氢、过乙酸、过碳酸盐、过氧化脲、高氯酸、过硫酸盐、硝酸等。作为过硫酸盐的具体例，可列举出：过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵等。这些氧化剂可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
4-4关于水溶性聚合物
本实施方式的研磨用组合物中可以添加作用于研磨对象物的表面、磨粒的表面的水溶性聚合物(也可以是共聚物。另外，也可以是它们的盐、衍生物。)。作为水溶性聚合物、水溶性共聚物、它们的盐或者衍生物的具体例，可以列举出：聚丙烯酸盐等聚羧酸、聚膦酸、聚苯乙烯磺酸等聚磺酸、黄原胶、藻酸钠等多糖类、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素等纤维素衍生物、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、脱水山梨糖醇单油酸酯、具有单一种或多种氧化烯单元的氧化烯系聚合物等。这些可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
4-5关于防腐蚀剂
本实施方式的研磨用组合物中可以添加防腐蚀剂以抑制研磨对象物表面的腐蚀。作为防腐蚀剂的具体例，可列举出：胺类、吡啶类、四苯基鏻盐、苯并三唑类、三唑类、四唑类、苯甲酸等。这些防腐蚀剂可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
4-6关于分散助剂
本实施方式的研磨用组合物中可以添加分散助剂以使磨粒的聚集体容易再分散。作为分散助剂的具体例，可列举出焦磷酸盐、六偏磷酸盐等缩合磷酸盐等。这些分散助剂可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
4-7关于防腐剂
本实施方式的研磨用组合物中可以添加防腐剂。作为防腐剂的具体例，可列举出：次氯酸钠等。防腐剂可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
4-8关于防霉剂
本实施方式的研磨用组合物中可以添加防霉剂。作为防霉剂的具体例，可列举出：2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮等异噻唑啉系防腐蚀剂、噁唑烷-2,5-二酮等噁唑烷等。另外，可列举出对羟基苯甲酸酯类、苯氧基乙醇等。
5.关于液体介质
本实施方式的研磨用组合物可以含有水、有机溶剂等液体介质。液体介质作为用于将研磨用组合物的各成分(磨粒、金属保护用有机化合物，添加剂等)分散或溶解的分散介质或溶剂而起作用。作为液体介质，可列举出水、有机溶剂，可以单独使用1种，也可以混合使用2种以上，优选含有水。其中，从防止阻碍各成分的作用的观点出发，优选使用尽量不含有杂质的水。具体而言，优选以离子交换树脂去除了杂质离子后，通过过滤器去除了异物的纯水、超纯水、或蒸馏水。
6.关于研磨用组合物的制造方法
本实施方式的研磨用组合物的制造方法没有特别限定，例如可以通过将磨粒、金属保护用有机化合物、以及根据期望的各种添加剂在水等液体介质中搅拌、混合来制造。例如可以通过将由二氧化硅形成的磨粒、作为金属保护用有机化合物的月桂酸钠、以及ph调节剂等各种添加剂在水中搅拌、混合来制造。对混合时的温度没有特别限定，优选10℃以上且40℃以下，为了提高溶解速度，也可以进行加热。另外，对混合时间也没有特别限定。
7.关于研磨方法
对于使用了本实施方式的研磨用组合物的研磨对象物的研磨，可以利用通常的研磨中使用的研磨装置、研磨条件进行。例如可以使用单面研磨装置或者双面研磨装置。
例如，以过渡金属制基板为研磨对象物，使用单面研磨装置研磨时，用被称作承载器(carrier)的保持具保持基板，边将贴附有研磨布的平板按压在基板的单面并供给研磨用组合物，边使平板旋转，由此对基板的单面进行研磨。
另外，使用双面研磨装置对过渡金属制基板进行研磨时，用被称作承载器的保持具保持基板，一边将贴附有研磨布的平板从基板的两侧分别按压在基板的两面并供给研磨用组合物，一边使两侧的平板旋转，由此对基板的双面进行研磨。
使用任一研磨装置时均是通过摩擦(研磨布以及研磨用组合物与过渡金属的摩擦)带来的物理作用和研磨用组合物给过渡金属带来的化学作用对基板进行研磨。
作为研磨布，可以使用聚氨酯、无纺布、绒面革等各种原材料的研磨布。另外，除了原材料不同以外，还可以使用硬度、厚度等物性不同的研磨布。进而，可以使用包含磨粒的研磨布、不含磨粒的研磨布中的任意者，优选使用不含磨粒的研磨布。
进而，对研磨条件中的研磨载荷(对研磨对象物施加的压力)没有特别限定，可以使其为0.7kpa以上且69kpa以下。若研磨载荷处于该范围内，则可以发挥充分的研磨速度，抑制载荷造成的研磨对象物的破损、或在研磨对象物的表面产生损伤等缺陷。
另外，对于研磨条件中的研磨速度(线速度)没有特别限定，可以使其为10m/分钟以上且300m/分钟以下，优选为30m/分钟以上且200m/分钟以下。若研磨速度(线速度)处于该范围内，则可以得到充分的研磨速度，另外，可以抑制研磨对象物摩擦造成的研磨布的破损，进而，摩擦充分传递到研磨对象物，可以抑制所谓的研磨对象物滑动的状态，可以充分地进行研磨。
进而，关于研磨条件中的研磨用组合物的供给量，根据研磨对象物的种类、研磨装置的种类、研磨条件而不同，研磨用组合物只要是足以在研磨对象物与研磨布之间均匀地整面供给的量即可。研磨用组合物的供给量少的情况下，有时研磨用组合物不会供给到整个研磨对象物、研磨用组合物干燥凝固并使研磨对象物的表面产生缺陷。反之，在研磨用组合物的供给量多的情况下，不仅不经济，而有因过剩的研磨用组合物(特别是水等液体介质)而妨碍摩擦、阻碍研磨的担心。
另外，在使用本实施方式的研磨用组合物进行研磨的正式研磨工序之前，可以设置使用另外的研磨用组合物进行研磨的预研磨工序。研磨对象物的表面存在加工损伤、运输时的损伤等的情况下，在一个研磨工序中使这些损伤镜面化需要花费大量时间，因此不经济，且存在损害研磨对象物的表面的平滑性的担心。
因此，通过预研磨工序预先去除研磨对象物表面的损伤，可以缩短使用本实施方式的研磨用组合物的正式研磨工序所需要的研磨时间，可以有效地得到优异的镜面。作为预研磨工序中使用的预研磨用组合物，优选使用与本实施方式的研磨用组合物相比具有更强研磨能力的物质。具体而言，优选使用与本实施方式的研磨用组合物中使用的磨粒相比硬度更高、平均一次粒径更大的磨粒。
预研磨用组合物中包含的磨粒的种类没有特别限定，例如可列举出：碳化硼、碳化硅、氧化铝(alumina)、氧化锆、锆石、氧化铈、氧化钛等。这些可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。这些磨粒之中，作为预研磨用组合物中包含的磨粒，特别优选碳化硼、碳化硅。另外，碳化硼、碳化硅可以包含铁、碳等杂质元素。
预研磨用组合物中包含的磨粒的平均一次粒径可以为0.1μm以上，优选为0.3μm以上。并且，预研磨用组合物中包含的磨粒的平均一次粒径可以为20μm以下，优选为5μm以下。随着预研磨用组合物中包含的磨粒的平均一次粒径减小，容易得到低缺陷且表面粗糙度小的表面。需要说明的是，预研磨用组合物中包含的磨粒的平均一次粒径可以使用例如激光衍射/散射式粒径分布测定装置进行测定。作为该装置的例子，例如可列举出株式会社堀场制作所制造的“la-950”。
另外，预研磨用组合物中磨粒的含量可以为0.5质量％以上，优选为1质量％以上。随着磨粒的含量增多，预研磨用组合物对研磨对象物的研磨速度提高。另一方面，预研磨用组合物中磨粒的含量可以为40质量％以下，优选为30质量％以下。随着磨粒的含量变少，预研磨用组合物的制造成本降低。
进而，与本实施方式的研磨用组合物的ph同样地，预研磨用组合物的适宜ph根据研磨对象物的种类、磨粒的种类、磨粒的平均一次粒径、磨粒的制造历程等而不同。预研磨用组合物的ph与本实施方式的研磨用组合物的ph同样地通过酸、碱、或它们的盐来调节。
进而，与本实施方式的研磨用组合物同样地，预研磨用组合物可以根据期望含有各种添加剂，例如可以含有再分散剂。作为再分散剂，可列举出：平均一次粒径为0.2μm以下的微粒、根据期望而对本实施方式的研磨用组合物添加的水溶性聚合物、水溶性共聚物、或它们的盐。
平均一次粒径为0.2μm以下的微粒的种类没有特别限定，例如可列举出：氧化铝、氧化锆、锆石、氧化铈、氧化钛、二氧化硅、氧化铬、氧化铁、氮化硅、氮化钛、硼化钛、硼化钨、氧化锰等。这些微粒可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。另外，也可以使用由上述之中的2种以上物质的混合物形成的微粒。
这些之中，从容易获得且成本低的方面出发，优选金属氧化物，更优选的是氧化铝(例如α-氧化铝、中间氧化铝、气相氧化铝、氧化铝溶胶、它们的混合物)、水合氧化铝(例如勃姆石)、氢氧化铝、二氧化硅(例如胶态二氧化硅、气相二氧化硅、溶胶-凝胶法二氧化硅)。
从容易获得的观点出发，该微粒的平均一次粒径优选为0.005μm以上，更优选为0.01μm以上。并且，微粒的平均一次粒径优选为0.5μm以下，更优选为0.2μm以下，进一步优选为0.1μm以下。若微粒的平均一次粒径处于上述范围内，则不仅成本降低，磨粒本身的沉降也不容易发生，预研磨用组合物的磨粒的再分散性进一步提高。
另外，本实施方式的研磨用组合物可以在用于对研磨对象物进行研磨后回收，并再次用于研磨对象物的研磨。作为再次利用研磨用组合物的方法的一个例子，可举出将从研磨装置排出的研磨用组合物回收至容器内，使其再次向研磨装置内循环而用于研磨的方法。如果循环使用研磨用组合物，则可以减少作为废液排出的研磨用组合物的量，因此能够减轻环境负担。此外，可以减少使用的研磨用组合物的量，因此能够抑制研磨对象物的研磨所需的制造成本。
再次利用本实施方式的研磨用组合物时，可以将因用于研磨而消耗、损失的磨粒、金属保护用有机化合物、添加剂等的一部分或全部作为组成调节剂添加后进行再次利用。作为组成调节剂，可以使用将磨粒、金属保护用有机化合物、添加剂等以任意混合比率混合而成的物质。通过追加添加组成调节剂，从而将研磨用组合物调节为适于再次利用的组成，能够进行适当的研磨。组成调节剂中含有的磨粒、金属保护用有机化合物、添加剂的浓度为任意浓度，没有特别的限定，根据容器的大小、研磨条件适宜调节即可。
进而，本实施方式的研磨用组合物可以为单组分型，也可以为将研磨用组合物的成分的一部分或全部以任意比率混合而成的双组分型等多组分型。另外，在研磨对象物的研磨中，可以直接使用本实施方式的研磨用组合物的原液进行研磨，也可以使用将原液用水等稀释液稀释为例如10倍以上的研磨用组合物的稀释物进行研磨。
〔实施例〕
以下示出实施例及比较例，更具体地说明本发明。
将由用磺酸基进行了表面修饰的胶态二氧化硅形成的磨粒(平均一次粒径35nm)、各种金属保护用有机化合物、作为液体介质的水、以及作为添加剂的柠檬酸、聚丙烯酸、过氧化氢混合，将磨粒分散在水中，制造实施例1-21及比较例1-70的研磨用组合物。这些研磨用组合物中的磨粒含量为0.2质量％，金属保护用有机化合物的含量为0.25质量％，柠檬酸的含量为0.1质量％，聚丙烯酸的含量为0.01质量％，过氧化氢的含量为0.7质量％，余量为水。
需要说明的是，表1-4中记载的“poe(5)-1-己基庚基醚”的“poe”是指“聚氧乙烯”，“(5)”是指聚氧乙烯基的氧化乙烯单元的平均重复数为5。“poe(20)-脱水山梨糖醇单油酸酯”以及“poe(60)-脱水山梨糖醇四油酸酯”也是如此。
对使实施例1-21以及比较例1-70的研磨用组合物与具有金属覆膜的基板接触时发生的氧化反应的深度进行测定。氧化反应的深度是指，将金属覆膜的蚀刻量(深度)与在金属覆膜表面生成的氧化膜的厚度相加的值。可以通过测定金属覆膜的减少量并且对基板进行x射线光电子能谱法(xps)的深度方向分析(depthprofile)来测定氧化膜的厚度，并将金属覆膜的减少量与氧化膜的厚度加合，由此来测定氧化反应的深度。
但是，在实施例1-21及比较例1-70中，氧化反应的深度不是通过上述那样的方法来测定的，而是利用电化学测量对基板进行恒电压电解，根据法拉第定律基于1分钟内流过的电流值而算出的。具体而言，利用solarton公司制造的恒电位仪(model1280z)，测定以参比电极的电位为基准向工作电极施加+1.12-0.059×ph的电压时的电流时间曲线，由该电流时间曲线的积分值测定电量。此时，工作电极使用形成有各金属覆膜的空白晶圆，对电极使用铂板，参比电极使用银-氯化银电极。
将氧化反应深度的测定结果示于表1-4。并且，算出相对于金属种类相同但未添加金属保护用有机化合物的比较例的氧化反应的深度的比([实施例的氧化反应的深度]/[比较例的氧化反应的深度])，将其作为氧化反应的进行率(单位为％)示于表1-4。进而，氧化反应的进行率为50％以下时，视为金属保护用有机化合物的添加效果极好，用◎表示，超过50％且低于90％时，视为金属保护用有机化合物的添加效果良好，用○表示，为90％以上时，视为金属保护用有机化合物的添加效果不充分，用×表示。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
进而，对于实施例7-11以及比较例18，测定其腐蚀电位。与未添加金属保护用有机化合物的比较例相比腐蚀电位高时，可以判断通过添加金属保护用有机化合物，腐蚀得到了改善。腐蚀电位可以利用solarton公司制造的恒电位仪(model1280z)来测定。腐蚀电位通过在浸渍电位±1.0v范围内以5mv/秒的扫描速度扫描电压而得到的塔菲尔曲线来求得。将结果示于表5。
[表5]
由表1-4可知，实施例1-21的氧化反应的进行率低于90％，金属保护用有机化合物的添加效果极好或者良好。与此相对，比较例(除了比较例1、10、18、33、41、49、50、61以外)的氧化反应的进行率为90％以上，金属保护用有机化合物的添加效果不充分。